(57)【要約】【課題】多群駆動レンズ鏡筒において、設計自由度を増し鏡筒長を短く押え、専用部品を必要としない、レンズ精度の高いレンズ鏡筒を提供する。【解決手段】前群レンズを支持し、光軸方向に直進案内された前群レンズ枠と後群レンズを支持した後群レンズ枠とこの前後のレンズ枠にそれぞれ形成したカムピン、及びこの前後のレンズ枠のカムピンを係合させるカム溝を有し回転駆動されるカム環を有するレンズ鏡筒において、前記カム環のカム溝は、連続した溝形状内に、ズーム区間、前群レンズ用の合焦区間、後群レンズ用の合焦区間とが繰り返し形成されたことを特徴とするレンズ鏡筒。【選択図】図５
2007148114.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
前群レンズを支持し、光軸方向に直進案内された前群レンズ枠と後群レンズを支持した後群レンズ枠とこの前後のレンズ枠にそれぞれ形成したカムピン、及びこの前後のレンズ枠のカムピンを係合させるカム溝を有し回転駆動されるカム環を有するレンズ鏡筒において、
前記カム環のカム溝は、連続した溝形状内に、ズーム区間、前群レンズ用の合焦区間、後群レンズ用の合焦区間とが繰り返し形成されたことを特徴とするレンズ鏡筒。
【請求項２】
前記カム環のカム溝のＡＦ領域における傾きが前記前群レンズ枠と前記後群レンズ枠によって異なることを特徴とする請求項１記載のレンズ鏡筒。
【請求項３】
前記前レンズ枠と前記後レンズ枠のカムピンが、それぞれ、前記カム溝の高さが異なるカム面と当接することを特徴とする請求項１または２記載のレンズ鏡筒。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レンズ鏡筒に関し、特に撮影レンズ鏡筒のレンズ駆動装置に関するもので、詳しくは回転筒に設けた複数のレンズの駆動カムによって駆動レンズを光軸方向に移動させる装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、複数の駆動レンズ群を光軸方向に移動させるレンズ鏡筒の一例として、光軸周りに回転可能な回転部材と、前記回転部材内部に回転可能に嵌合支持された支持部材と、前記支持部材に固着された第一のレンズ群と、第四のレンズ群と、第一のレンズ群と第四のレンズ群の間に第二のレンズ群と第三のレンズ群を配置し、前記回転部材の内周面に設けたカム溝を、第二のレンズ群と第三のレンズ群の各々カムピン（カムフォロア）が係合するように形成し、この回転部材を回転に連動して、第二のレンズ群と第三のレンズ群をズームや合焦、収納位置へ移動させるものがある。
【０００３】
しかし、第二のレンズ群と第三のレンズ群の移動を円滑に行うためには、カム同士の干渉を避けカム溝を複雑に入れ込む必要がある。そのため設計の自由度が下がったり、回転筒の高さ（光軸方向の長さ）を低くすることが困難になり結果として沈胴時の鏡筒長さを短くすることができなくなる。また複雑にカムが展開するので加工が困難になる等の問題が生じる。
【０００４】
また別の構成として、光軸周りに回転可能な回転部材と、前記回転部材内部に回転可能に嵌合支持された支持部材と、前記支持部材に固着された第一のレンズ群と、第四のレンズ群と、第一のレンズ群と第四のレンズ群の間に第二のレンズ群と第三のレンズ群を配置する。この第三のレンズ群の保持部材には第二のレンズ群を保持し、第二、第三のレンズ群の間隔が可変する機構を設ける。回転部材の内周面には第三のレンズ群のカムピン（カムフォロア）が係合するカム溝を形成し、回転部材に連動して第三のレンズ群を光軸方向へ移動させる。そして第三のレンズ群の光軸方向の位置に応じて、レンズ間隔可変機構が第二のレンズ群を光軸方向へ移動させる。これによってレンズ鏡筒の繰出し量が少ない状態でも望遠撮影を可能となる（スイッチオーバーシステム）。
【特許文献１】特開２００２−２８６９９８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記のような従来の構成では、第二のレンズ群と第三のレンズ群の移動を円滑に行うためには、カム同士の干渉を避けカム溝を複雑に入れ込む必要がある。そのため設計の自由度が下がったり、回転筒の高さ（光軸方向の長さ）を低くすることが困難になり結果として沈胴時の鏡筒長さを短くすることができなくなる。また複雑にカムが展開するので加工が困難になる等の問題が生じる。
【０００６】
更に、上記構成の場合、第三のレンズ群に設けた第二のレンズ群を保持し光軸方向へ移動させるために、専用メカが必要になり部品点数が増えコストアップになる。また複数の部品が介在するためにレンズ精度にも悪影響をきたすおそれがある。
【０００７】
そこで、本出願に係る第１の発明の目的は、多群駆動レンズ鏡筒の複数の駆動レンズ群を光軸方向へ移動させるカム溝を共通にすることで、回転部材に設けるカム溝の数を減らし、回転部材の高さを大きくすることを防止して沈胴時の鏡筒長さを短くし、レンズ間隔変更のために専用メカを必要とせず、部品点数の増加やコストアップを防止することも可能であるレンズ鏡筒を提供することである。また、構造を簡単にし、複数の部品を介在させることがないレンズ精度への悪影響がない鏡筒を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本出願に係る発明の目的を実現する第１の構成は、
光軸周りに回転可能な回転部材と、前記回転部材内部に回転可能に嵌合支持された支持部材と、前記支持部材に固着された第一のレンズ群と、第四のレンズ群と、第一のレンズ群と第四のレンズ群の間に第二のレンズ群と第三のレンズ群を配置し、前記回転部材の内周面に設けたカム溝を、第二のレンズ群と第三のレンズ群のカムピン（カムフォロワ）が係合するように形成し、前記回転部材の回転に連動して前記前後のレンズ群が光軸方向に移動可能なレンズ鏡筒において、
前記回転部材内部に設けたカム溝を、第二のレンズ群と第三のレンズ群のカム溝を同一の連続した溝形状内に、ズーム区間、前群レンズ用の合焦区間、後群レンズ用の合焦区間とが繰り返し形成したことにより、カム同士の干渉を避けカム溝を複雑に入れ込む必要がないので設計の自由度が上がり、回転部材の高さを低く押えることができるので沈胴時の鏡筒長を短くすることができる。また、第二のレンズ群を駆動する専用部品を必要としないので、部品点数の増加やコストアップを防ぐことができ、複数の部品を介在させることがないので、レンズ精度への悪影響がない。
【０００９】
本出願に係る発明の目的を実現する第２の構成は、前記した第１の発明を実現する構成において、前記カム環のカム溝のＡＦ領域における傾きが前記前群レンズ枠と前記後群レンズ枠によって異なることにより、複数の部品を介することなく前後レンズ群間隔を変更しながら合焦可能となるため、レンズ精度への悪影響が少なくなる。
【００１０】
本出願に係る発明の目的を実現する第３の構成は、前記した第１または２の発明を実現する構成において、前記前レンズ枠と前記後レンズ枠のカムピンが、それぞれ、前記カム溝の高さが異なるカム面と当接することにより、カムの干渉に影響されにくくなり、同一の連続した溝形状内カムからの切り替えができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、光軸周りに回転可能な回転部材と、前記回転部材内部に回転可能に嵌合支持された支持部材と、前記支持部材に固着された第一のレンズ群と、第四のレンズ群と、第一のレンズ群と第四のレンズ群の間に第二のレンズ群と第三のレンズ群を配置し、前記回転部材の内周面に設けたカム溝を、第二のレンズ群と第三のレンズ群のカムピン（カムフォロワ）が係合するように形成し、前記回転部材の回転に連動して前記前後のレンズ群が光軸方向に移動可能なレンズ鏡筒において、
前記回転部材内部に設けたカム溝を、第二のレンズ群と第三のレンズ群のカム溝を同一の連続した溝形状内に、ズーム区間、前群レンズ用の合焦区間、後群レンズ用の合焦区間とが繰り返し形成したことにより、カム同士の干渉を避けカム溝を複雑に入れ込む必要がないので設計の自由度が上がり、回転部材の高さを低く押えることができるので沈胴時の鏡筒長を短くすることができる。また、第二のレンズ群を駆動する専用部品を必要としないので、部品点数の増加やコストアップを防ぐことができ、複数の部品を介在させることがないので、レンズ精度への悪影響がない。
【００１２】
本出願に係る発明の目的を実現する第２の構成は、前記した第１の発明を実現する構成において、前記カム環のカム溝のＡＦ領域における傾きが前記前群レンズ枠と前記後群レンズ枠によって異なることにより、複数の部品を介することなく前後レンズ群間隔を変更しながら合焦可能となるため、レンズ精度への悪影響が少なくなる。
【００１３】
本出願に係る発明の目的を実現する第３の構成は、前記した第１または２の発明を実現する構成において、前記前レンズ枠と前記後レンズ枠のカムピンが、それぞれ、前記カム溝の高さが異なるカム面と当接することにより、カムの干渉に影響されにくくなり、同一の連続した溝形状内カムからの切り替えができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下本発明を実施するための最良の形態を、実施例により詳しく説明する。
【実施例】
【００１５】
以下、添付図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。
【００１６】
図１は、本発明によるレンズ駆動機構の一実施の形態を備えたズームレンズ鏡筒の分解斜視図、図２〜図３は、図２に示すレンズ鏡筒を、光軸を含む垂直面で切断した縦断面図であり、図２は広角撮影状態を、図３は望遠撮影状態をそれぞれ示している。
【００１７】
図４は第一から第四レンズ群を保持する（図１における２列目）第一鏡筒ユニットの鏡筒の分解斜視図、図５は第一の回転筒の内周面に設けたカムの展開図、図６は可動レンズ群である第二、第三レンズユニットの正面図と側面図、図７は可動レンズ群である第二、第三レンズユニットのカムピンが第一回転筒の内周面に設けたカム溝と係合している状態を示す断面詳細図を示している。
【００１８】
図１〜６において、レンズ鏡筒１は、カメラ本体（不図示）に対し繰出し、繰込み自在とされ、その繰出し繰込み動作により望遠撮影および広角撮影を可能にするものであって、光軸Ｓに沿って前方から、レンズバリア部２と、第一のレンズホルダ３ｂに保持された第一のレンズ群３ａからなる第一群レンズユニット３と、第二のレンズホルダ４ｂに保持された第二のレンズ群４ａからなる第二群レンズユニット４と、第三のレンズホルダ５ｂに保持された第三のレンズ群５ａ、第三のレンズホルダ５ｂに組み付くシャッター６ａを備えたシャッターユニット６からなる第三群レンズユニット５とが順に配置される。
【００１９】
次に、第一のレンズユニット３と第二のレンズユニット４の間の蛇腹ゴム２６と、第二のレンズユニット４と第三のレンズユニット５の間のコイルバネ２７と、第四のレンズホルダ７ｂに保持された第四のレンズ群７ａからなる第四群レンズユニット７、レンズバリア部２と第一群レンズユニット３と第四群レンズユニット７を保持し光軸に沿って前後移動可能な第一の直進筒８と、第一の直進筒８と同心状に配置された第一の回転筒９と、第一の回転筒９と同心状に配置された第二の直進筒１０と第二の回転筒１１、第三の直進筒１２と第三の回転筒１３、固定筒１４とが順に配置され構成されている。このレンズ鏡筒１は、カメラ本体（不図示）に固定されており、回転筒９、１１、１３、直進筒８、１０、１２は固定筒１４に対し、既知の構造により繰出し、繰り込み可能となっている。
【００２０】
このレンズ鏡筒１において、第三の回転筒１３および第三の直進筒１２の繰出し繰込みのために、ヘリコイド機構が用いられている。すなわち、固定筒１４の内側に第三の回転筒１３が配され、この第三の回転筒１３の内側に第三の直進筒１２が配されており、第三の回転筒１３の内周面に形成されたバヨネット１３ａ（不図示）と、第三の直進筒１２の後部外周面に形成されたバヨネット１２ａが係合し、第三の回転筒１３が第三の直進筒１２に対し回転可能に組み付けられる。固定筒１４の内周面に形成されたヘリコイド１４ｂに、第三の回転筒１３の後部外周面に形成されたヘリコイド１３ｂが螺合し、第三の直進筒１２の後部外周面に形成された凸部１２ｂが第三の固定筒１４の内周面に光軸に沿って設けた溝１４ａと係合して、固定筒１４に対し第三の回転筒１３と第三の直進筒１２とがそれぞれ光軸方向に沿って回転、直進可能に組み付けられる。
【００２１】
また、第三の直進筒１２の内側に第二の回転筒１１が配され、この第二の回転筒１１の内側に第二の直進筒１０が配されており、第二の回転筒１１の内周面に形成されたバヨネット１１ａ（不図示）と、第二の直進筒１０の後部外周面に形成されたバヨネット１０ａが係合し、第二の回転筒１１が第二の直進筒１０に対し回転可能に組み付けられる。第三の直進筒１２の内周面に形成されたヘリコイド１２ｃに、第二の回転筒１１の後部外周面に形成されたヘリコイド１１ｂが螺合し、第二の直進筒１０の後部外周面に形成された凸部１０ｂが第三の直進筒１２の内周面に光軸に沿って設けた溝１２ｄと係合し、第二の回転筒１１の凸部１１ｃ（不図示）が第三の直進筒１２に設けた螺旋状の貫通穴１２ｅを通り第三の回転筒の内周面に光軸に沿って設けた溝１３ｆと係合することで、第三の直進筒１２に対し第二の回転筒１１が第三の回転筒１３と一体に回転可能に組み付く。そして第二の直進筒１０は第三の直進筒１２に対し光軸方向に沿って直進可能に組み付けられる。
【００２２】
更に、第二の回転筒１１と第二の直進筒１０の間に第一の回転筒９が配され、この第一の回転筒９の内側に、第二の直進筒１０とキー嵌合状態で第一の直進筒８が配されている。第一の回転筒９の内周面に形成されたバヨネット９ａ（不図示）と、第一の直進筒８の後部外周面に形成されたバヨネット８ｃが係合し、第一の回転筒９が第一の直進筒８に対し回転可能に組み付けられる。第一の回転筒９の外側には凸部９ｄを有し、第二の回転筒１１の内周面に光軸に沿って設けた溝１１ｃと係合し、第二の回転筒１１と一体に回転する。また、第二の回転筒１１の内周面に形成されたヘリコイド１１ｄと、第一の直進筒８の後部外周面に形成されたヘリコイド８ｂが螺合し、第二の直進筒１０に対し第一の回転筒９と第一の直進筒８とがそれぞれ光軸方向に沿って回転、直進可能に組み付けられる。
【００２３】
また、第一の直進筒８の先端には、レンズ開口部を開閉するレンズバリア部２が取り付けられている。このレンズバリア部２は、前面カバー１６と前カバー１６を覆う化粧板１５、一対のバリア羽根１７、１８、１９、２０とバリア羽根１７〜２０を閉じ方向に付勢する付勢バネ２１、２２と、バリア羽根を保持するバリアベース２３と、バリア駆動リング２４とバリア駆動リング２４を付勢するバリアリングスプリング２５とによって構成されている。
【００２４】
次に各鏡筒の動きとレンズの動きについて説明する。固定筒１４の外側には、光軸方向に延びる長い歯面を備えてモータで回動される駆動ギア（不図示）が取り付けられ、この駆動ギアが、第三の回転筒１３の後部外周面のヘリコイド１３ｂ上に形成されたギア歯１３ｄに噛合していることにより、駆動ギアが回転すると、第三の回転筒１３は、固定筒１４に対して回転しながら光軸方向に進退し、第三の直進筒１２は固定筒１４に対して回転せずに第三の回転筒１３とともに光軸方向に進退する。以下同様に、第三の回転筒１３と一体に動く第二の回転筒１１が第三の直進筒１２に対して回転しながら光軸方向に進退し、第二の直進筒１０は第三の直進筒１２に対して回転せずに第二の回転筒１１とともに光軸方向に進退する。第二の回転筒１１と一体に動く第一の回転筒９が第二の直進筒１０に対して回転しながら光軸方向に進退し、第一の直進筒８は第二の直進筒１０に対して回転せずに第二の回転筒１１とともに光軸方向に進退する。
【００２５】
以上のようにして、広角端から望遠端までの間の撮影領域において、第一群レンズユニット３および第四群レンズユニット７が光軸方向に直進するように構成されている。
【００２６】
第二、第三のレンズホルダのカムピン４ｃ（〜４ｅ）、５ｃ（〜５ｅ）が第二のレンズホルダ４ｂに一体に設けられた３本のカムピン（カムフォロワ）４ｃ、４ｄ、４ｅと第三のレンズホルダ５ｂに一体に設けられた３本のカムピン（カムフォロワ）５ｃ、５ｂ、５ｄはそれぞれ、第一の直進筒８に設けた案内溝８ａ、８ｂを貫通して第一の回転筒９の内周面に設けたカム溝９ｂ、９ｃ、９ｄに係合し、第一の回転筒９の回転によって、第二群レンズユニット４と、第三群レンズユニット５がカム溝９ａ〜９ｃに沿って光軸方向に移動する。このときカム溝９ａ〜９ｃは、第二群レンズユニット４と第三群レンズユニット５のズーム（移動）領域と第二群、第三群の合焦領域が繰り返し設けてある。
【００２７】
次に図５を用いて、第二群、第三群レンズユニット４、５の動きについて説明する。沈胴位置からからレンズ鏡筒１が望遠方向に繰出すと第二群、第三群レンズユニット４、５は、第一の回転筒９の回転に連動しズーム領域〔１〕を移動し、合焦領域〔１〕に至る。このとき第二群、第三群レンズユニット４、５は、レンズ間隔を一定に保った状態でカメラ前面側へ繰出される。そして第二群、第三群レンズユニット４、５が沈胴寄りに各レンズ群がある場合と、望遠寄りにある場合でそれぞれ至近、∞にて合焦する。
【００２８】
以下、ズーム領域〔２〕〜〔５〕、合焦領域〔２〕〜〔５〕（さらに細かくは第三群レンズユニット５の合焦領域ｆ〔１〕−１〜２、第二群レンズユニット４の合焦領域ｆ〔１〕−３〜４）が繰り返され、合焦領域〔５〕では第二群、第三群レンズユニット４、５のレンズ間隔が変化するように、変極点９ａ−１〜３を設け、カムの傾きを途中で切り替えている（本実施例では他の合焦領域の傾きを一定としたが、他の領域でもレンズ間隔を変化させるように傾きを切り替えても良い）。これにより、第二群レンズユニット４は第三群レンズユニット５よりも被写体側に繰出され、繰出し量が短い状態でも合焦を可能にする。
【００２９】
次に図５〜７を用いて、駆動レンズ群、第二群、第三群レンズユニット４、５と第一の回転筒９の内周面に設けたカム溝９ａ〜９ｃの構成について説明する。
【００３０】
第二のレンズホルダ４ｂ、第三のレンズホルダ５ｂに設けたカムピン４ｃ〜４ｅ、５ｃ〜５ｅは互いに法線方向に高さが異なる構成とした（図７Δｘ）。これは図５で示すカム溝９ａ〜９ｃがズーム領域〔６〕で９ａ−１〜２、９ｂ−１〜２、９ｃ−１〜２に分岐し組立て可能とするためであり、カムが干渉している状態からでもそれぞれのレンズ群を分割して可動させることができる。
【００３１】
また、駆動レンズ群、第二群、第三群レンズユニット４、５のカム溝９ａ〜９ｃを共有するために、第二のレンズホルダ４ｂには第三のレンズホルダ５ｂのカムピン５ｃ〜５ｅが第二のレンズホルダ４ｂの切り欠き部４ｆ〜４ｇを通り、カムピン４ｃ〜４ｅと光軸方向位置で略並列できる構成とした。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の第１の実施形態で、ズームレンズ鏡筒の分解斜視図
【図２】本発明の第１の実施形態で、広角撮影状態でズームレンズ鏡筒を光軸を含む垂直面で切断した縦断面図
【図３】本発明の第１の実施形態で、望遠撮影状態でズームレンズ鏡筒を光軸を含む垂直面で切断した縦断面図
【図４】本発明の第１の実施形態で、第四レンズ群を保持する（図１における２列目）第一鏡筒ユニットの鏡筒の分解斜視図
【図５】本発明の第１の実施形態で、第一の回転筒の内周面に設けたカムの展開図
【図６】本発明の第１の実施形態で、第二、第三レンズユニットの正面図と側面図
【図７】本発明の第１の実施形態で、第二、第三レンズユニットのカムピンが第一回転筒の内周面に設けたと係合している状態を示す断面詳細図
【符号の説明】
【００３３】
１    レンズ鏡筒
２    バリア部
３    第一群レンズユニット
３ａ  第一のレンズ群
３ｂ  第一のレンズホルダ
４    第二群レンズユニット
４ａ  第二のレンズ群
４ｂ  第二のレンズホルダ
４ｃ、４ｄ、４ｅ  カムピン（第二のレンズホルダ）
５    第三群レンズユニット
５ａ  第三のレンズ群
５ｂ  第三のレンズホルダ
５ｃ、５ｄ、５ｅ  カムピン（第三のレンズホルダ）
６    シャッターユニット
７    第四群レンズユニット
７ａ  第四のレンズ群
７ｂ  第四のレンズホルダ
８    第一の直進筒
９    第一の回転筒
９ａ、９ｂ、９ｃ  カム溝
９ａ−３、９ｂ−３、９ｃ−３  変極点
１０  第二の直進筒
１１  第二の回転筒
１２  第三の直進筒
１３  第三の回転筒
１４  固定筒
【図１】
2007148114.tif 000003
【図２】
2007148114.tif 000004
【図３】
2007148114.tif 000005
【図４】
2007148114.tif 000006
【図５】
2007148114.tif 000007
【図６】
2007148114.tif 000008
【図７】
2007148114.tif 000009