(57)【要約】【課題】内周にカム溝を持つカム環を回転駆動させてズームを行うカメラにおいて、このカム環に複数のカム溝や組み込みのための導入部などを干渉することなく配置するのが従来より困難であり、装置の大型化をともないがちであったが、本発明はこうしたカメラの設計の自由度を増し、装置の小型化を実現することを目的とする。【解決手段】上記カム環の導入部を、一部の群は被写体側端面から、ほかの群は結像面側端面から設ける。また、直進ガイド環のキー溝についてもこれに対応して一部の群は被写体側に開き、ほかの群は結像面側に開くように構成する。こうすることでカム溝などの配置に自由度を増し、装置を小型化するとともに組み立ての利便性も向上する。【選択図】　　　　図１
2004145045.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のレンズ群を光軸方向に移動して変倍を行う撮像装置であって、
第一のレンズ群を保持する第一のレンズ鏡筒、および第二のレンズ群を保持する第二のレンズ鏡筒と、
前記第一および第二のレンズ鏡筒を光軸方向にそれぞれ移動する第一および第二のカム溝部を有するカム環とを持ち、
前記カム環は更に、前記第一のカム溝部と前記カム環の第一の端面とを結んで前記第一のレンズ鏡筒が組み込み時に通過する第一の導入部と、前記第二のカム溝部と前記カム環第一の端面とは逆側の第二の端面とを結んで前記第二のレンズ鏡筒が組み込み時に通過する第二の導入部とを有することを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記第１項記載の撮像装置はさらに、
前記第一のレンズ鏡筒を光軸方向にのみ移動可能に規制する第一のキー溝と、前記第二のレンズ鏡筒を光軸方向にのみ移動可能に規制する第二のキー溝とを有する直進ガイド環を持ち、
前記第一のキー溝は前記カム環の前記第一の端面に対応する側の端面に開いており、前記第二のキー溝は前記カム環の前記第二の端面に対応する側の端面に開いているよう構成されたことを特徴とする撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、レンズ群を光軸方向に移動して変倍動作を行う撮像装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来よりレンズ群を光軸方向に移動する手段として、内周にカム溝を設けたカム環を用い、このカム環を回転駆動することにより相対的にレンズ群を光軸方向に動かす機構のものが知られている。
【０００３】
図８は、その従来例を示す図で、レンズ１０１を保持する１群鏡筒１０２にはフォロア１０３が植立されており、また、レンズ１０４を保持する２群鏡筒１０５にはフォロア１０６が植立されていて、前記各鏡筒は直進ガイド環１０７に回転方向の移動を規制されつつカム環１０８のカム軌跡に従い光軸方向に移動するよう構成されている。
【０００４】
前記カム環１０８は、フォロア１０９を介して固定筒１１０のカム軌跡に応じて回転しながら光軸方向にも移動し、前記直進ガイド環１０７は前記固定筒１１０に回転方向の移動を規制されて光軸方向にのみ移動可能に構成されている。
【０００５】
図９は前記直進ガイド環１０７と移動カム環１０８の展開図を示すもので、１０８ａは前記フォロア１０３が従動するカム溝、１０８ｂは前記フォロア１０６が従動するカム溝で、それぞれ組み込みのための導入溝１０８ｃ、１０８ｄがカム環１０８の同一端部にかけて設けられている。
【０００６】
また、前記直進ガイド環１０７に設けられたキー溝１０７ａ、１０７ｂはそれぞれ前記フォロア１０３および１０６を直進規制し、前記カム溝導入部と同じ方向の端部に開いていて、前記１群鏡筒１０２および２群鏡筒１０５は、同一側から組み込まれるように構成されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
前記従来例のように移動するレンズ群が特に複数ある場合にはカム溝や導入溝も複数必要であるから、互いに接近して配置される。
【０００８】
しかしながら、移動するレンズ群が多数あったり駆動ストロークが長く必要であったりする場合にはそれらカム溝の配置が難しく、特に導入部がほかのカム溝に干渉するなどレイアウト上の大きな制約となって、ひいてはカム環を大きくせざるを得ないといった弊害があった。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１によれば、
複数のレンズ群を光軸方向に移動して変倍を行う撮像装置において、
第一のレンズ群を保持する第一のレンズ鏡筒、および第二のレンズ群を保持する第二のレンズ鏡筒と、
前記第一および第二のレンズ鏡筒を光軸方向にそれぞれ移動する第一および第二のカム溝部を有するカム環とを持ち、
前記カム環は更に、前記第一のカム溝部と前記カム環の第一の端面とを結んで前記第一のレンズ鏡筒が組み込み時に通過する第一の導入部と、前記第二のカム溝部と前記カム環第一の端面とは逆側の第二の端面とを結んで前記第二のレンズ鏡筒が組み込み時に通過する第二の導入部とを有するよう構成することで、
カム溝部や導入部の配置に自由度をもたらし、装置の小型化を実現するものである。
【００１０】
また、本発明の請求項２によれば、
前記第１項記載の撮像装置にさらに、
前記第一のレンズ鏡筒を光軸方向にのみ移動可能に規制する第一のキー溝と、前記第二のレンズ鏡筒を光軸方向にのみ移動可能に規制する第二のキー溝とを有する直進ガイド環を持ち、
前記第一のキー溝は前記カム環の前記第一の端面に対応する側の端面に開いており、前記第二のキー溝は前記カム環の前記第二の端面に対応する側の端面に開いているよう構成することで、
前記第一および第二の鏡筒を前記カム環および直進ガイド環に対してスムーズに組み込むことができるので、組み立ての利便性が向上する。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明をもっとも良く表す鏡筒断面図を図１に示す。
【００１２】
図において、
１、２、３は変倍作用を持つ１群レンズ、２群レンズ、３群レンズ、４はフォーカスと像面補正を司る４群レンズ、５はローパスフィルタ、６はＣＣＤである。
【００１３】
１１、１２、１３、１４は各群レンズを光軸方向に移動可能に保持する１群鏡筒、２群鏡筒、３群鏡筒、４群鏡筒であり、１、２、３群鏡筒は内周にカム溝を有する移動カム環２１に保持されている。
【００１４】
２２は固定筒であり、内周に有するカム溝で移動カム環を移動可能に保持している。
【００１５】
２４はＣＣＤホルダであり、固定筒が固定されており、またローパスフィルタやＣＣＤを保持している。２５は移動カム環を回転する駆動環、２６は１，２，３群鏡筒の回転を抑制して直進移動させる直進ガイド環である。２７は４群鏡筒を駆動するフォーカスモータ、２８は駆動環を駆動するズームモータであり、どちらもＣＣＤホルダに固定されている。
【００１６】
３１はＣＣＤの信号を伝達するフレキシブルプリント基板（以降ＦＰＣと称す）、３２は絞りシャッターユニットおよびＮＤユニットに信号を伝達するＦＰＣ、３３、３４はフォーカスモータおよびズームモータに電源を供給するＦＰＣである。
【００１７】
以上の様に構成された鏡筒の動作を詳述する。
【００１８】
ズームモータの回転は図示しないギア系によってこれも図示しない駆動ギアに伝達され、駆動ギアは駆動環に構成されている内周ギア２５ａと噛合って回転を駆動環に伝達する。駆動環の側面には光軸方向に均一の幅で肉厚保方向に貫通している直進ガイド溝２５ｂが３本設けられている。移動カム環の外周には固定筒の３本の内面カム溝と嵌合する３つのフォロワ２１ａが設けられ、移動カム環は回転に応じて固定筒のカム溝に沿って移動する。フォロワ２１ａの周囲には鏡筒と一体構成のガイド部２１ｂが設けられていて、駆動環の直進ガイド溝２５ｂと摺動可能に嵌合している。駆動環が回転すると直進ガイド溝に嵌合しているガイド部を通じて移動カム環に回転が伝えられ、移動カム環は固定筒のカム溝に沿って回転しながら光軸方向に移動することになる。
【００１９】
なお移動カム環のフォロワ近傍にはピン２１ｃが設けられていて、鏡筒が外部から衝撃を受けた場合にはピンが固定筒の溝２２ａ端面に当たることによって衝撃を吸収し、フォロワとカム溝が脱落することを防ぐようになっている。
【００２０】
移動カム環の内周には光軸方向に均一幅の案内溝２１ｄが全周にわたって切られており、直進ガイド環の外周に設けた爪２６ｄが摺動可能に嵌合しているので、移動カム環と直進ガイド環は相互に回転可能に一体化されている。
【００２１】
ところが直進ガイド環は後述する（図８に示す）回転防止キー６１，６２によって光軸回りの回転が抑制されているため、移動カム環が固定筒のカム溝に沿って回転移動すると直進ガイド環は光軸方向にのみ移動することになる。
【００２２】
移動カム環のカム溝には１、２、３群鏡筒が保持されている。直進ガイド環の側面には光軸に平行に一定幅の直進ガイド溝２６ａ、２６ｂ、２６ｃがあり、それぞれ１、２、３群鏡筒のフォロワが摺動可能に嵌合しており、それによって各群鏡筒は回転移動を抑制されている為、移動カム環が移動すると各群鏡筒は回転せずに光軸方向に移動することになり、所望する焦点距離に応じたレンズの配置にすることができる。
【００２３】
ここでカム溝には各群鏡筒のカムフォロワが嵌合するが、１群鏡筒では鏡筒と一体的に設けられた３つのフォロワ１１ａ、２群鏡筒では鏡筒と一体的に設けられた２つのフォロワ１２ａとばねによりカム溝に付勢された不図示の可動フォロワ１２ｂ、３群鏡筒も２群と同様に鏡筒と一体的に設けられた２つのフォロワ１３ａとばねによりカム溝に付勢された可動フォロワ１３ｂからなっている。
【００２４】
本実施例では１群鏡筒に外部から衝撃が加わった時にカム溝から脱落しないように、フォロワは光軸に対してほぼ９０度の角度とし、また図２の移動カム環内面展開図に示したように１群鏡筒のカム溝はＷＩＤＥからＴＥＬＥの間で勾配を無くして外力を受け止められる構造になっている。
【００２５】
ここで図２において、２１ｆ、２１ｇ、２１ｈはそれぞれ１群、２群、３群鏡筒のカム溝、２１ｊ、２１ｋは組み立て時にカム溝へ各群鏡筒を導くための導入溝、２１ｍは２１ｇと２１ｈを結ぶ連結溝である。
【００２６】
２群、３群鏡筒はそれぞれ１つのフォロワを可動フォロワとしばねで付勢したことにより、鏡筒の駆動負荷を安定させると共に、カム溝とフォロワのがたを無くしてレンズの偏芯を抑制するようになっている。
【００２７】
また図２示すように２群鏡筒、３群鏡筒の光軸方向の移動量が大きいため、レンズ鏡筒全体を小型化するにはカム溝を重なり合わせて配置するしかない。ところがそうした場合組み立ての際に２群鏡筒カム溝へ２群鏡筒を導入する導入溝を配置する場所がなくなってしまう。さらに１群鏡筒も組み立て時に従来通り２群、３群と同じ方向から導入しようとするとこれもまた導入溝の配置場所がなくなってしまう。
【００２８】
そこで本実施例では１群鏡筒は２群鏡筒と３群鏡筒とは反対側から組み立てる様にして、また２群鏡筒と３群鏡筒のカム溝２１ｇと２１ｈとを連結溝２１ｍで連結し、２群カム溝へ２群鏡筒を導入する時はまず３群鏡筒のカム溝を通過してから連結溝２１ｍを通って２群カム溝へ到達するような構造とした。これに対応して直進ガイド環のガイド溝も１群は被写体側から挿入するので２６ａの様に前方に開いていて、２群３群は結像面側から挿入するので２６ｂ、ｃの様に反対側に開いた形状になっている。このようにしたことによって鏡筒径および鏡筒全長を小型化することができるとともに、スムーズに組み込める構造になっている。
次にフォーカスレンズの駆動について説明する。
【００２９】
４群レンズは前述のように４群鏡筒に保持されていて、４群鏡筒は光軸と平行に置かれた図示しないメインガイドバーに摺動可能に保持されている。光軸を隔ててメインガイドバーの略反対側には光軸と平行なサブガイドバーがあり、４群鏡筒の図示しない回り止めが摺動可能に嵌合している。さらに４群鏡筒のメインガイドバー近辺には断面コの字形状のナット受け部があり、フォーカスモータの送りネジ部２７ａに螺合しているナット１５がナット受け部のコの字間隙に置かれ、ナットの回転は４群鏡筒との間で図示しない回りとめで抑えられている。この様に構成されているのでフォーカスモータが回転すると回り止めされているナットは送りネジ方向に送られることになる。
【００３０】
前述のメインガイドバー、サブガイドバーの根元はＣＣＤホルダーに固定され、メインガイドバー、サブガイドバー、フォーカスモータネジ部の先端は４群キャップ２９により位置決めされている。
【００３１】
次に絞りシャッターユニットおよびＮＤユニットについて説明する。
【００３２】
図１において３１は絞り羽根、３２は絞り羽根を駆動する風車、３３は絞り地板、３４はシャッター羽根、３５はシャッター地板、３６はシャッターカバー、５２はシャッターヨークである。
【００３３】
４１はＮＤ地板、４２はＮＤ羽根、４３はＮＤカバーである。
【００３４】
図１において絞りシャッターユニットを光軸方向上側から見た様子を図３、４、５に示す。
【００３５】
図３はシャッターカバーを取り外した状態であり２枚のシャッター羽根３４が開いた状態を示している。シャッター羽根はシャッター地板３５から伸びている回転軸３５ａに回転可能に保持されていて、シャッター羽根の長穴３４ａには地板背面から突出している駆動ピン３８が嵌合している。駆動ピンは後述する駆動部によって回動し、シャッター羽根はそれに伴い回転軸３５ａを中心に回動してシャッターが開閉することになる。
【００３６】
次に図４は図３と同じ方向からシャッター地板を取り外して見た状態であり、同一形状の絞り羽根６枚が絞り地板から伸びている回転軸３３ａに回転可能に保持されている。
【００３７】
図５は図４において絞り羽根５枚を取り除いた状態であり、３９は風車を駆動するアクチュエータである。アクチュエータ３９からピン３９ａが伸びていて、風車の長穴３２ａに嵌合していて、アクチュエータが回動するに伴って風車が光軸を中心に回動するようになっている。風車からは６本のピンが伸びていて絞り羽根のカム溝と嵌合しているので、風車が回動すると絞り羽根は回転軸を中心にしてカム形状にならって回動して所望の絞り開口径を構成するようになっている。
【００３８】
次にＮＤユニットを図１において光軸方向下側からＮＤカバーを取り除いて見た図を図６に示す。４２ａはＮＤ羽根の開口部、４４はＮＤフィルタでありＮＤ羽根に貼り付けられている。４１ａはＮＤ地板から伸びている回転軸でありＮＤ羽根は回動可能に保持されている。４５ａは回動するアクチュエータ４５から伸びている駆動ピンであり、ＮＤ羽根の長穴４２ｂに嵌合しているので、アクチュエータが回動するとＮＤ羽根も回転軸を中心に回動する。
【００３９】
なお絞りシャッターユニットおよびＮＤユニットは図示していないビスによって共に３群鏡筒に固定されている。
【００４０】
次に絞り、シャッター、ＮＤフィルタの駆動部について説明する。
【００４１】
図７は絞りシャッターユニットを図１の光軸方向下側から見たところを表している。５０は絞りを駆動するステッピングモータであり、その出力軸には先述のアクチュエータ３９が一体的に接続されている。本実施例ではステッピングモータをマイクロステップ駆動してより細かな位置制御を行うことにより、絞りの精度向上を実現している。
【００４２】
５１、５２、５３はシャッターを駆動するコイル、ヨーク、マグネットである。先述の駆動ピン３８はマグネットと一体化していて、コイルへ通電することにより発生する磁力によってマグネットが特定の方向に回動され、同時に駆動ピンが回動するようになっている。
【００４３】
また図７には説明の為ＮＤの駆動部を重ね合わせて描いている。５４、５５、５６はそれぞれＮＤを駆動するコイル、シャッター、アクチュエータであり、アクチュエータは図示しないマグネットに固定されている。コイルに通電して発生した磁力によってマグネットが特定の方向に回動され、アクチュエータも一体的に回動する。
【００４４】
図１にはシャッターのコイルを描いているが、このように本実施例では絞り羽根とＮＤ羽根の間隙を用いて配置している。図示を省略するが絞りのステッピングモータやＮＤのコイル、各駆動部のマグネットやアクチュエータも同様に絞り羽根とＮＤ羽根の間隙を用いて配置している。
【００４５】
このように羽根と羽根の間のデッドスペースを使うことによって３群鏡筒を薄型化することができる。また３２はステッピングモータ、コイル、コイルに電力を供給するＦＰＣであるが、各駆動部が光軸方向でほぼ同じ位置に配置されているので、ＦＰＣの這いまわしが短くできてコスト削減や電力損失が少なくなる効果がある。
【００４６】
ところで絞り、シャッター、ＮＤという３種類の羽根とそれらの駆動部をレンズの片側に配置したとすると、それぞれの羽根の可動領域を避けた場所に他の羽根のアクチュエータを配置しなくてはならず、レイアウトの制限から鏡筒の小型化を阻害する要因になってしまう。本実施例ではレンズの被写体側に絞り羽根とシャッター羽根を配置し、レンズの結像面側にＮＤ羽根を配置したので設計の自由度が高まり、小型化に適したレイアウトを行うことができる効果がある。当然のことながらどの羽根をレンズのどちら側に配置するかは本実施例に限るものではない。
【００４７】
さらに図７に示した様に、各駆動部を光軸を中心としてほぼ同一円周上に配置したので径方向に効率的に配置することができ、３群鏡筒の径方向の小型化、ひいては鏡筒全体の径方向の小型化を実現できる効果がある。
【００４８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の請求項１によれば、
複数のレンズ群を光軸方向に移動して変倍を行う撮像装置において、
第一のレンズ群を保持する第一のレンズ鏡筒、および第二のレンズ群を保持する第二のレンズ鏡筒と、
前記第一および第二のレンズ鏡筒を光軸方向にそれぞれ移動する第一および第二のカム溝部を有するカム環とを持ち、
前記カム環は更に、前記第一のカム溝部と前記カム環の第一の端面とを結んで前記第一のレンズ鏡筒が組み込み時に通過する第一の導入部と、前記第二のカム溝部と前記カム環第一の端面とは逆側の第二の端面とを結んで前記第二のレンズ鏡筒が組み込み時に通過する第二の導入部とを有するよう構成することで、
カム溝部や導入部の配置に自由度をもたらし、装置の小型化を実現することができる。
【００４９】
また、本発明の請求項２によれば、
前記第１項記載の撮像装置にさらに、
前記第一のレンズ鏡筒を光軸方向にのみ移動可能に規制する第一のキー溝と、前記第二のレンズ鏡筒を光軸方向にのみ移動可能に規制する第二のキー溝とを有する直進ガイド環を持ち、
前記第一のキー溝は前記カム環の前記第一の端面に対応する側の端面に開いており、前記第二のキー溝は前記カム環の前記第二の端面に対応する側の端面に開いているよう構成することで、
前記第一および第二の鏡筒を前記カム環および直進ガイド環に対してスムーズに組み込むことができるので、組み立ての利便性を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施例を良く表す鏡筒断面図。
【図２】移動カム環内面展開図。
【図３】シャッターユニット詳細図。
【図４】絞りユニット詳細図。
【図５】絞りユニット詳細図。
【図６】ＮＤユニット詳細図。
【図７】ユニット駆動部詳細図。
【図８】従来例を示す鏡筒断面図。
【図９】従来例のカム環内面展開図。
【符号の説明】
１、２、３、４　１、２、３、４群レンズ
１１、１２、１３、１４　１、２、３、４群鏡筒
２１　移動カム環
２２　固定筒
２５　駆動環
２６　直進ガイド環
２７　フォーカスモータ
２８　ズームモータ
３１　絞り羽根
３２　ＦＰＣ
３３　絞り地板
３４　シャッター羽根
３５　シャッター地板
４１　ＮＤ地板
４２　ＮＤ羽根
【図１】
2004145045.tif 000003
【図２】
2004145045.tif 000004
【図３】
2004145045.tif 000005
【図４】
2004145045.tif 000006
【図５】
2004145045.tif 000007
【図６】
2004145045.tif 000008
【図７】
2004145045.tif 000009
【図８】
2004145045.tif 000010
【図９】
2004145045.tif 000011