(57)【要約】【課題】衝撃に強いレンズ鏡筒を提供すること。【解決手段】光軸方向に進退可能な、被写体側にフランジ形状部をもった筒状の可動部と、前記可動部の径方向内側に配置されたカム環と、前記可動部の撮像面側、かつ、前記カム環の径方向外側に配置された、カム環の回転を検出する為のセンサを搭載した、固定のセンサ保持部材と、前記センサ保持部材の径方向外側に配置され、反射部材を搭載し、かつ、前記カム環と一体的に回転する反射部材保持枠と、前記反射部材の外側に配置された、固定の第一外観部材と、前記第一外観部材の被写体側にあり、前記第一外観部材に対して連結固定された、第二外観部材があり、前記筒状の可動部の被写体側の端面に衝撃が加わったときに、前記フランジ形状部の撮像面側の面が、前記第２外観部材に当たり、前記第２外観部材を介して、前記第一外観部材に衝撃の力が伝わることを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つ以上のレンズを保持しており、最も被写体側に位置し、光軸方向に進退可能な、被写体側にフランジ形状部をもった筒状の可動部と、前記可動部を光軸方向に進退可能に駆動させ、前記可動部の径方向内側に配置されたカム環と、前記可動部の撮像面側、かつ、前記カム環の径方向外側に配置された、カム環の回転を検出する為のセンサを搭載した、固定のセンサ保持部材と、前記センサ保持部材の径方向外側に配置され、前記センサによって位置を検出するための反射部材を搭載し、かつ、前記カム環と一体的に回転する反射部材保持枠と、前記反射部材の外側に配置された、固定の第一外観部材と、前記第一外観部材の被写体側にあり、前記第一外観部材に対して連結固定された、第二外観部材があり、前記筒状の可動部の被写体側の端面に衝撃が加わったときに、前記フランジ形状部の撮像面側の面が、前記第２外観部材に当たり、前記第２外観部材を介して、前記第一外観部材に衝撃の力が伝わることを特徴とするレンズ鏡筒。
【請求項２】
前記カム環には、前記可動部を光軸方向に駆動させるためのカム溝があり、前記角溝はは望遠側ではその交角が急であり、交角側ではフラットであることを特徴とする請求項１に記載のレンズ鏡筒。
【請求項３】
前記可動部には、前記カム溝と嵌合するためのカムフォロアを有しており、前記カムフォロアの材質は、弾性変形しやすい材質であり、衝撃発生時には、前記カムフォロアがが塑性変形する前に（弾性変形範囲内で）、前記フランジ形状部が前記第二外観部材に先あたりすることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のレンズ鏡筒。
【請求項４】
前記フランジ形状部は、フードがバヨネット結合する取り付け部の撮像面側に位置することを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか一項に記載のレンズ鏡筒。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レンズ等の光学素子や撮像素子等の光電変換素子を含み、使用時に筐体から繰り出されるレンズ鏡筒に関する。レンズ鏡筒は、交換レンズや、ビデオカメラ及びデジタルスチルカメラ等の撮像装置に搭載されるものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の撮像装置としてのデジタルスチルカメラやデジタルビデオカメラは、複数のレンズを光軸方向に移動可能に保持した鏡筒装置であるレンズ鏡筒を筐体に取り付けて構成され、撮像時に、レンズ鏡筒が広角状態（ワイド状態）から望遠状態（テレ状態）まで筐体に対して被写体側へと繰り出される。
【０００３】
特許文献１に記載されているレンズ鏡筒では、図８に示すように、突出部１１４には、１群枠１１０の沈胴状態においてマスターフランジ１９０に当接する当接部が形成されており、衝撃時に、突出部１１４が、マスターフランジ１９０に先あたりして、カム溝のダメージを防ぐ構成となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１４−１４２６６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述の特許文献１に開示された従来技術では、例えば、マスターフランジ１９０の後方に、衝撃を受けたときに、レンズ鏡筒の性能が変化する部品が存在する場合は性能上の問題があるため、同様の構成をとることが出来ない。
【０００６】
本発明の目的は、主に沈胴構成を有するレンズ鏡筒において、鏡筒ユニットの小型化を達成しつつ、耐衝撃性能を確保したレンズ鏡筒を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の目的を達成するために、本発明のレンズ鏡筒は、少なくとも１つ以上のレンズを保持しており、最も被写体側に位置し、光軸方向に進退可能な、被写体側にフランジ形状部をもった筒状の可動部と、前記可動部を光軸方向に進退可能に駆動させ、前記可動部の径方向内側に配置されたカム環と、前記可動部の撮像面側、かつ、前記カム環の径方向外側に配置された、カム環の回転を検出する為のセンサを搭載した、固定のセンサ保持部材と、前記センサ保持部材の径方向外側に配置され、前記センサによって位置を検出するための反射部材を搭載し、かつ、前記カム環と一体的に回転する反射部材保持枠と、前記反射部材保持枠の外側に配置された、固定の第一外観部材と、前記第一外観部材の被写体側にあり、前記第一外観部材に対して連結固定された、第二外観部材があり、前記筒状の可動部の被写体側の端面に衝撃が加わったときに、前記フランジ形状部の撮像面側の面が、前記第２外観部材に当たり、前記第２外観部材を介して、前記第一外観部材に衝撃の力が伝わることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、鏡筒ユニットの小型化を達成しつつ、耐衝撃性能を確保したレンズ鏡筒の提供を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施例である、カメラの斜視図
【図２】レンズ鏡筒の断面図（WIDE）
【図３】レンズ鏡筒の断面図（TELE）
【図４】固定筒７の直進溝に対して、Ｌ３Ａ群鏡筒３Ａのカムフォロアが係合していることを示す分解斜視図
【図５】３Ａに対して、ガイドバーにて、２群が回転規制されていることを示す分解斜視図
【図６】Ｌ３Ａ群鏡筒３Ａに対して、１群筒１ｂがガイドバーにて回転規制されていることを示す分解斜視図
【図７】衝撃発生時に先あたりする箇所を示す、レンズ鏡筒の断面図
【図８】本実施例におけるズーム駆動ユニットを物体側から見た分解斜視図
【図９】本実施例におけるズーム駆動ユニットをセンサ側から見た分解斜視図
【図１０】１群カム溝８ｃ１〜８ｃ３の展開図
【図１１】３群カム溝８ａ１〜８ａ３、および、２群カム溝８ｂの展開図
【図１２】従来例
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下に、本発明の好ましい実施の形態を、添付の図面に基づいて詳細に説明する。
【実施例】
【００１１】
図１は本発明の実施形態におけるカメラの斜視図である。図１の中でＬはレンズ鏡筒、Ｂはカメラ本体、Ｄは電源ボタン、Ｚはズーム操作キーである。カメラを使用する際は、電源ボタンＤを押し、電源を入れた後、ズーム操作キーＺを操作することで、レンズ鏡筒が伸縮して、撮影倍率が変化する。
【００１２】
次に、本発明の特徴であるレンズ鏡筒に関して、図２〜１１を用いて詳細に説明する。図２はレンズ鏡筒の最広角（ＷＩＤＥ）時の断面図である。図３はレンズ鏡筒の最望遠（ＴＥＬＥ）時の断面図である。図４は固定筒７の直進溝に対して、Ｌ３Ａ群鏡筒３Ａのカムフォロアが係合していることを示す分解斜視図である。図５は３Ａに対して、ガイドバーにて、２群が回転規制されていることを示す分解斜視図である。
【００１３】
図６はＬ３Ａ群鏡筒３Ａに対して、１群筒１ｂがガイドバーにて回転規制されていることを示す分解斜視図である。図７は衝撃発生時に先あたりする箇所を示す、レンズ鏡筒の断面図である。図８は手動ズーム駆動ユニットを物体側から見た分解斜視図である。図９は手動ズーム駆動ユニットをセンサ側から見た分解斜視図である。図１０は１群カム溝８ｃ１〜８ｃ３の展開図である。図１１は３群カム溝８ａ１〜８ａ３、および、２群カム溝８ｂの展開図である。
【００１４】
レンズ鏡筒Ｌ内には、被写体側から像面側に向けて、順番に、第１レンズ群Ｌ１、第２レンズ群Ｌ２、第３レンズ群Ｌ３A、および、Ｌ３B、第４レンズ群Ｌ４、第５レンズ群Ｌ５を備える。
【００１５】
第１レンズ群〜第３レンズ群は、それぞれの群が、ある決まったカム軌跡に沿って、光軸方向に前後することで、広角側〜望遠側までズーミング可能となっている、ズーミングレンズである。第４レンズ群Ｌ４は、光軸方向に移動することにより合焦動作を行うフォーカシングレンズである。第５レンズ群Ｌ５は固定レンズ群である。第１レンズ群Ｌ１は１群鏡筒１ａに保持され、第２レンズ群Ｌ２は２群鏡筒２に保持され、第３レンズ群の被写体側の群Ｌ３Ａは、Ｌ３Ａ群鏡筒３Ａに保持され、第３レンズ群の像面側のレンズＬ３Ｂは光軸と垂直な平面内で移動可能とするシフト鏡筒３Ｂに保持され、第４レンズ群Ｌ４は４群鏡筒４に保持され、固定レンズ群Ｌ５は５群鏡筒５に保持されている。
【００１６】
第３レンズ群の中で、被写体側のレンズ群Ｌ３Ａと、撮像面側のレンズ群Ｌ３Ｂとの間には、光量を調節する為の絞りシャッタＮＤユニット６が配置され、ＣＣＤ等の撮像素子は５群鏡筒５に固定されている。固定筒７は５群鏡筒５に対してビス止め固定されている。カム環８は固定筒７の外径と径嵌合し、光軸を中心に定位置回転する。カム環８が回転することで、カム環８に形成されたカム軌跡に沿って、前述の第１レンズ群〜第３レンズ群が光軸方向に駆動され、広角側〜望遠側までズーミング可能となっている。
【００１７】
Ｌ３Ａ群鏡筒３Ａの外周部には、３群カムフォロア３Ａ１〜３Ａ３が周方向に略等間隔で３箇所設けられている。３群カムフォロア３Ａ１〜３Ａ３は、固定筒７に形成された光軸方向に延びる長穴７ａ１〜７ａ３（７ａ３は不図示）を貫通してカム環８に形成された３群カム溝８ａ１〜８ａ３に係合する。これにより、Ｌ３Ａ群鏡筒３Ａが回転規制された状態で光軸方向に位置決めされる。
【００１８】
３Ａ群レンズ保持枠３Ａの内周側には、光軸方向に延びる２本の２群ガイドバー２ｂ，２ｃが設けられている。２群ガイドバー２ｂ，２ｃは、光軸方向撮像面側の端部は、Ｌ３Ａ群鏡筒３Ａによって保持されている。また、２群ガイドバー２ｂ，２ｃの光軸方向被写体側の端部は、Ｌ３Ａ群鏡筒カバー部材３Ａ４によって、それぞれ固定されて保持されている。Ｌ３Ａ群鏡筒カバー部材３Ａ４は、Ｌ３Ａ群鏡筒３Ａに対してビス止め固定される。
【００１９】
２群ガイドバー２ｂ，２ｃに対して、一方の２群ガイドバー２ｂには、２群レンズ保持枠２に形成されたスリーブ穴２ｄが光軸方向に相対移動可能に嵌め込まれ、他方の２群ガイドバー２ｃには、２群レンズ保持枠２に形成された円弧溝２eが光軸方向に相対移動可能に係合している。また、２群鏡筒２の外周部には、２群カムフォロア２ａがビス止め固定されている。２群カムフォロア２ａは、カム環８に形成された２群カム溝８ｂに係合する。よって、２群レンズ保持枠２は、Ｌ３Ａ群鏡筒３Ａに対して、２群レンズ保持枠２が回転規制された状態で、光軸方向に位置決めされる。
【００２０】
３Ａ群レンズ保持枠３Ａにはスリーブ穴３Ａ５、Ｕ溝３Ａ６が形成されている。３Ａ群レンズ保持枠３Ａのスリーブ穴３Ａ５は、１群ガイドバー１ｄと係合し、Ｕ溝３Ａ６は１群ガイドバー１ｅと係合している。
【００２１】
２本の１群ガイドバー１ｄ，１ｅは、光軸方向被写体側の端部は、１群筒１ｂによって保持されている。また、１群ガイドバー１ｄ，１ｅの光軸方向撮像面側の端部は、ガイドバー１ｄ，１ｅを両持ち保持するための、１群筒カバー部材１ｃによって、それぞれ固定されて保持されている。１群筒カバー部材１ｃは、１群筒１ｂに対して、３か所のビス１ｇによって、ビス止め固定される。この構成により、１群筒１ｂは、Ｌ３Ａ群鏡筒３Ａに対して、回転規制された状態になる。
【００２２】
１群鏡筒１ａは１群筒１ｂに対してビス止め固定されている。１群筒１ｂの内周部には、１群カムフォロア１ｆ１〜１ｆ３（１ｆ２は不図示）が周方向に略等間隔で３箇所設けられている。１群カムフォロア１ｆ１〜１ｆ３がカム環８に形成された１群カム溝８ｃ１〜８ｃ３に係合することにより、１群筒１ｂが光軸方向に位置決めされる。
【００２３】
前述のような構成をとることによって、カム環８を回転させると、第１レンズ群Ｌ１、第２レンズ群Ｌ２、第３レンズ群Ｌ３A、および、Ｌ３Bはそれぞれ、カム溝８ａ１〜８ａ３、８ｂ、８ｃ１〜８ｃ３の軌跡に沿って、光軸方向に移動する。
【００２４】
次に、第１レンズ群〜第３レンズ群の組立手順について、図６を用いて説明する。まずは、固定筒７に対して、カム環８を嵌合して組み立てた状態で、光軸方向より１群筒カバー部材１ｃを被写体側より挿入する。その後、３群カムフォロア３Ａ１〜３Ａ３や、２群カムフォロア２ａが取り付けられていない状態の、２群３群ユニット23aを光軸方向に落とし込む。その後、３群カムフォロア３Ａ１〜３Ａ３を、カム環８の外側から、カム環８のカム溝８ａ１〜８ａ３、および、固定筒７の長穴７ａ１〜７ａ３を貫通させ、３Ａ群レンズ保持枠３Ａにビス止めする。
【００２５】
その後、２群カムフォロア２ａを、カム環８の外側から、カム環８のカム溝８ｂに貫通させ、２群鏡筒２に対して、ビス止め固定する。その後、１群筒１ｂを被写体側から撮像面側の方向に落とし込み、１群筒カバー部材１ｃと位置決めした状態で、３か所のビス1ｇにて、１群筒カバー部材１ｃに対して１群筒１ｂをビス止め固定する。
【００２６】
次に本実施例の詳細について説明する。１６はマニュアルフォーカス（ＭＦ）操作リングであり、ＭＦ外観リング１７と一体に固定され、ＭＦ固定部材１５とＭＦカバー部材１８に挟まれて回転可能に支持されている。撮影者がＭＦ操作リング１６を手動で回転させると、不図示のセンサが検出し、回転量に応じて手動の焦点調節を行う。
【００２７】
１２はマニュアルズーム（ＭＺ）操作リングであり、ＭＺ外観リング１３と一体に固定され、ＭＺ固定部材１４とＭＺカバー部材１1に挟まれて回転可能に支持されている。なお、前述のＭＦカバー部材１８とＭＺ固定部材１４もビス止めにより一体的に固定されている。
【００２８】
１０は反射部材保持枠であり、ＭＺカバー部材１１とセンサ保持枠９で挟み込まれることにより光軸方向に支持され、センサ保持枠９に対して定位置で回転可能に支持されている。
【００２９】
１０ｂは反射部材保持枠１０に設けられた、ＭＺ操作リング連結キーである。ＭＺ操作リング連結キー１０ｂは、２本のビスを用いて固定されており、ＭＺ操作リング１２の係合部１２ａと係合する。１０ｃは反射部材保持枠１０に設けられた、カム環連結キーである。カム環連結キー１０ｃは、２本のビスを用いて固定されており、カム環８の係合部８ｄと係合する。
【００３０】
撮影者がＭＺ操作リング１２を手動で回転させると、ＭＺ操作リング連結キー１０ｂを介して、反射部材保持枠１０を光軸まわりに回転させることができる。反射部材保持枠１０は、さらにカム環連結キー１０ｃを介して、カム環８を光軸まわりに回転させることができる。前述したとおり、カム環８は、変倍レンズ群を保持した第１レンズ群〜第３レンズ群を光軸方向に駆動保持するため、撮像倍率を変化させることができる。
【００３１】
９ａは光学式位置検出センサであり、センサ保持枠９に対して、接着固定されている。１０ａはシート状の反射部材であり、反射部材保持枠１０の内周面に固定されている。
【００３２】
反射部材１０ａの表面には回転方向に、反射率の高い明部と、反射率の低い暗部が交互に並ぶように、明暗のパターニングされている。そのパターニングされた面は、光学式位置検出センサ側（光軸中心側）を向くように、反射部材保持枠１０の内周面に固定されている。
【００３３】
光学式位置検出センサ９ａは、光の発光部と受光部を有するセンサである。そのため、反射部材保持枠１０が回転すると、光学式位置検出センサ９ａによって、明暗のパターンを検出し、反射部材保持枠１０の回転角を検出することが出来る。
【００３４】
図１０において、ＴＥＬＥ状態では、１群のカムフォロアは８ａ６に位置する。また、ＷＩＤＥの状態では、１群のカムフォロアは８ａ５に位置する。ＴＥＬＥにおける、１群カム溝８ｃ１〜８ｃ３のカムの交角は、８ａ７で示される角度である。本実施例においては、ＴＥＬＥにおけるカムの交角は約４０度である。またＴＥＬＥ→ＭＩＤＤＬＥになるにつれて、カムの交角は急になり、約６０度位（８ａ８）となるが、その後ＷＩＤＥに近づくにつれて、カムの交角は緩やかになり、最後のＷＩＤＥ状態においてはほぼフラット（約０度）となる。
【００３５】
ＴＥＬＥ状態において、１群筒１ｂの先端部１ｂ１に衝撃が加わった場合、ＴＥＬＥにおける、１群カムの交角は約４０度位なので、衝撃の力の一部はカム環を回転させる力となり、１群カムフォロア１ｆ１〜１ｆ３に対するダメージは少ない。ＭＩＤＤＬＥの状態で１群筒１ｂの先端部１ｂ１に衝撃が加わっても、１群カムの交角は約６０度位なので、ＴＥＬＥの場合と同じく、衝撃の力の一部はカム環を回転させる力となり、１群カムフォロア１ｆ１〜１ｆ３に対するダメージは少ない。それに対して、ＷＩＤＥの状態で、１群筒１ｂの先端部１ｂ１に衝撃が加わった場合は、１群カムの交角がフラットであるので、カム環を回転させる力には変えることができないので、衝撃の力が１群カムフォロア１ｆ１〜１ｆ３に伝わることになり、カムフォロア１ｆ１〜１ｆ３の破壊等の問題が発生する。
【００３６】
そのため、本実施例においては、カムフォロア１ｆ１〜１ｆ３が破壊等の問題が発生する前に、先あたりする箇所を設け、その問題の発生を防止する構成となっている。
【００３７】
具体的には、１群筒１ｂのフランジ部１ｂ３の撮像面側における、フランジ部１ｂ３とＭＦ固定部材１５のクリアランス１ｂ１を最小限にして、カムフォロア１ｆ１〜１ｆ３が弾性変形が発生している間（塑性変形する前）に、クリアランス１ｂ２が縮まり、フランジ部１ｂ４とＭＦ固定部材１５が先あたりし、カムフォロア１ｆ１〜１ｆ３が破壊することを防ぐものである。
【００３８】
尚、カムフォロア１ｆ１〜１ｆ３の材料としては、弾性変形しやすい材質が望ましく、例えばＰＯＭ等が適切である。
【００３９】
１群筒１ｂの最後端部のクリアランス１ｂ３を出来る限り最小限にして、カムフォロア１ｆ１〜１ｆ３が弾性変形が発生している間に、１群筒１ｂとセンサ保持枠９を先あたりさせるという方法もあるが、本実施例においては、センサ保持枠９は光学式位置検出センサ９ａを接着にて固定しており、例えば、衝撃により、１群筒１ｂがセンサ保持枠９に当たることで、光学式位置検出センサ９ａの位置がずれると、センサー出力が変化することになり、ズームの回転角の精度が落ちるという問題が起こる。
【００４０】
そのため、本実施例においてはクリアランス１ｂ２とクリアランス１ｂ３の関係は、１ｂ２＜１ｂ３とすることが望ましい。そうすることにより、衝撃力はＭＦ固定部材１５→ＭＦカバー部材１８→ＭＺカバー部材１１と伝わるので、センサー出力に影響のある、センサ保持枠９や反射部材保持枠１０に対しては衝撃力が伝わることはない。
【００４１】
逆に、１群筒１ｂの最後端にセンサ保持枠９を配置せずに別の固定部材を配置することも考えられるが、本発明におけるレンズ鏡筒の半径Ｌａは、メインの光学系をカム環によって駆動させるメイン鏡筒部分の半径Ｌｂと、センサー出力構成部品と外観部品の厚みＬｃの総和によって半径Ｌａが決まっているため、別の固定部材を配置すると、半径Ｌａが大きくなることになり、レンズ鏡筒が大型化してしまう。
【００４２】
つまり、本発明は、レンズ鏡筒の小型化と耐衝撃性能を両立した構成をとることができるものである。
【００４３】
また、１群筒１ｂの１ｂ５は、不要な光によるゴーストをカットするためのフードが取りつくためのバヨネット結合部である、本発明においては、先あたりするフランジ部１ｂ４は、バヨネット結合部１ｂ５のすぐ後方に配置することで、フードが取り付けられた状態で、フード先端（最も被写体側の端面）に衝撃が加わっても、その衝撃が、フード→１群筒１ｂのフランジ部１ｂ４→ＭＦ固定部材１５→ＭＦカバー部材１８→ＭＺカバー部材１１と伝わるので、センサー出力に影響のある、センサ保持枠９や反射部材保持枠１０に対しては衝撃力が伝わることはない。
【００４４】
なお、本発明のレンズ鏡筒は、ビデオカメラに限らず、デジタルスチルカメラ等の撮像装置や交換レンズといった各種光学機器にも搭載することができる。
【符号の説明】
【００４５】
１ｂ  １群筒（請求項における可動部）、８  カム環、９  センサ保持枠、
１０  反射部材保持枠、１１  ＭＺカバー部材（請求項における第一外観部材）、
１５  ＭＦ固定部材（請求項における第二外観部材）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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