JP5663703B1 - レンズ鏡筒 - Google Patents

Abstract

本発明は、ズーム倍率の高倍率化に対応した耐衝撃性の向上に寄与するレンズ鏡筒を提供することを目的とし、そのために、本発明のレンズ鏡筒は、第１のカム溝１１ａと第１のカムフォロア１１ｂとを有する第１の枠部材１１と、第１のカム溝と係合する第２のカムフォロア１２ｂと、第１のカムフォロアと係合する第２のカム溝１２ａとを有し、第１の枠部材と相対的回転および該回転の軸方向に相対移動する第２の枠部材１２とを具備して構成する。

Description

この発明は、筒状部材を光軸方向に相対的に移動させるために、上記筒状部材をカム結合により連結する構成を備えたレンズ鏡筒に関するものである。

従来、写真撮影等を行なうカメラ等の撮影機器に用いられるレンズ鏡筒は、複数の光学レンズ等と、これら複数の光学レンズ等をそれぞれ保持し環状若しくは筒状に形成される複数の枠部材等によって構成されている。そして、これら複数の枠部材は、それぞれがカム結合等によって互いに連結された形態で構成されている。このような構成によって、上記各枠部材は、それぞれが相対的に光軸方向に移動し得ることで、例えばズーミング動作（変倍動作）やフォーカシング動作（焦点調節動作）等を実現している。

例えば、特開平１１−１７４３０５号公報によって開示されているレンズ鏡筒は、一対のカム溝が形成されたカム筒と、上記一対のカム溝に対応する一対のカムフォロワが設けられた枠部材とを備え、上記一対のカム溝の一方のカム溝が上記一対のカムフォロワの一方のカムフォロワに係合して該一方のカムフォロワが上記一方のカム溝内を移動することによって上記枠部材は第１領域を移動し、上記一対のカム溝の他方のカム溝が上記一対のカムフォロワの他方のカムフォロワに係合して該他方のカムフォロワが上記他方のカム溝内を移動することによって上記枠部材は第２領域を移動するように構成している。

また、この種のレンズ鏡筒が適用されるカメラ等（撮影機器）は、使用者が気軽に携帯して持ち歩き、所望のときに取り出して使用されるものである。したがって、カメラ等（撮影機器）の使用中や運搬中等に他の構造物等に衝突させてしまったり、ハンドリングミス等によって床面，地面等に落下させてしまう等といった可能性がある。このような場合、レンズ鏡筒には、意図しない衝撃力が直接加わることになる。その結果、レンズ鏡筒を構成する複数の枠部材において、各枠部材の進退駆動のために設けられるカム溝やカムフォロア等に対して、上記衝撃力が作用して、枠部材同士のカム結合が外れたり、上記カム溝，カムフォロア等の破損が生じるといった可能性がある。

そこで、例えば特開２００９−２５８２９５号公報等によって開示されているレンズ鏡筒においては、少なくとも２つの金属カムピンと少なくとも２つの樹脂カムピンとを同一周面状で交互に円周方向に配置した第１の枠部材と、互いに同一形状のカム軌跡を有し上記金属カムピンと上記樹脂カムピンとのそれぞれに対応して係合する複数のカム溝を有し上記第１の枠部材に対し相対的に回転可能な第２の枠部材を具備している。この構成によって、小型化及び製造コストの増大を抑えながら耐衝撃性を向上させている。

ところが、近年、この種のレンズ鏡筒を適用するカメラ等（撮影機器）においては、ズーム倍率（変倍率）の高倍率化が進んでおり、例えば１０倍〜２０倍程度の光学ズーム機能を備えたものが一般に実用化され広く普及している。

この種のレンズ鏡筒における各枠部材は、光軸に沿って移動する移動量が大きくなり、各枠部材の光軸方向の長さ寸法も長大化する傾向にある。このように、レンズ鏡筒における各枠部材の光軸方向の長さ寸法が長大化し、光軸方向の移動量が大きくなると、外部からの衝撃力に対する耐衝撃性が低くなってしまう傾向が知られている。したがって、従来のレンズ鏡筒における一般的な構成では、必要な耐衝撃性を確保することができないという問題点がある。そこで、高倍率ズーム機能を備えた近年のカメラ等の撮影機器に適用されるレンズ鏡筒においては、より高い耐衝撃性が求められている。

本発明は、上述した点に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、レンズ鏡筒において、光軸方向に相対的に移動する一対の環状若しくは筒状の枠部材のそれぞれに複数のカムフォロアと複数のカム溝とを設けることによって、ズーム倍率の高倍率化に対応した耐衝撃性の向上に寄与するレンズ鏡筒を提供することである。

上記目的を達成するために、本発明の一態様のレンズ鏡筒は、第１のカム溝が形成され第１のカムフォロアが設けられた第１の枠部材と、上記第１のカム溝と係合する第２のカムフォロアが形成され、上記第１のカムフォロアと係合する第２のカム溝が設けられ、上記第１の枠部材と相対的回転および該回転の軸方向に相対移動する第２の枠部材とを具備した。

本発明によれば、レンズ鏡筒において、光軸方向に相対的に移動する一対の環状若しくは筒状の枠部材のそれぞれに複数のカムフォロアと複数のカム溝とを設けることによって、ズーム倍率の高倍率化に対応した耐衝撃性の向上に寄与するレンズ鏡筒を提供することができる。

本発明の一実施形態のレンズ鏡筒における一対の枠部材を示し、当該一対の枠部材の縮長状態を示す側面図 図１に示す一対の枠部材の伸長状態を示す側面図 図１に示す一対の枠部材が係合している状態の概念を示す断面図 図１に示す一対の枠部材を分解して示し、主にカム枠の外面を示す斜視図 図１に示す一対の枠部材を分解して示し、特に移動枠の内面を示し得る角度から見た斜視図 図１に示す一対の枠部材を分解して示す側面図 係合状態にある図１の一対の枠部材を図６の矢印［７］方向から見た正面図 図１に示す一対の枠部材（移動枠，カム枠）の展開図

以下、図示の実施の形態によって本発明を説明する。

本発明の一実施形態は、例えば複数の光学レンズにより形成される光学像を固体撮像素子を用いて光電変換し、これによって得られる画像信号を静止画像又は動画像を表わすデジタル画像データに変換し、これにより生成されたデジタルデータを記録媒体に記録し、また記録媒体に記録されたデジタル画像データに基いて静止画像又は動画像を表示装置に再生表示し得るように構成されるカメラ等の撮影機器に用いられ、変倍動作（ズーミング）が可能なレンズ鏡筒に適用した場合の例示である。

なお、以下の説明に用いる各図面においては、各構成要素を図面上で認識可能な程度の大きさとするため、各構成要素毎に縮尺を異ならせて示している場合がある。したがって、本発明は、これらの図面に記載された構成要素の数量，構成要素の形状，構成要素の大きさの比率及び各構成要素の相対的な位置関係は、図示の形態のみに限定されるものではない。

図１，図２，図４〜図７は、本発明の一実施形態のレンズ鏡筒における一対の枠部材を示す図である。このうち図１は、当該一対の枠部材を縮めた縮長状態を示す側面図である。図２は、同一対の枠部材を繰り出した伸長状態を示す側面図である。また、図４，図５，図６は、上記一対の枠部材を分解して示す図である。このうち図４は主にカム枠の外面を示す斜視図である。図５は、特に移動枠の内面を示し得る角度から見た斜視図である。図６は側面図である。図７は、上記一対の枠部材が係合状態にあるときに、図６の矢印［７］方向から見た正面図である。なお、図３は、本発明の主要部を示す概念図であって、上記一対の枠部材が係合している状態の断面を簡略に示す図である。また、図８は、図１に示す一対の枠部材（移動枠，カム枠）の展開図である。なお、図８において移動枠については内周面の展開図を示している。また、同図８においてカム枠については外周面の展開図を示している。

本実施形態のレンズ鏡筒は、カメラ等の撮影機器（以下、単にカメラという。不図示）に用いられ、光学像を形成するための複数の光学レンズ等を備え、変倍可能に構成されたズームレンズ鏡筒である。このレンズ鏡筒は、複数の光学レンズからなる撮影光学系と、この複数の光学レンズのそれぞれを保持する複数のレンズ保持枠部材と、これら複数のレンズ保持枠部材を上記撮影光学系の光軸に沿う方向に移動させるための各種の駆動機構等によって構成されている。

以下に示す本実施形態の説明においては、本発明を適用するレンズ鏡筒の複数の構成部材のうち、本発明に直接関連する構成部材、即ち上記複数の枠部材のうちの一対の枠部材（詳しくは移動枠１１とカム枠１２）の構成について詳述する。なお、レンズ鏡筒自体の全体的な構成については、従来のレンズ鏡筒と略同様の構成からなるものとし、上記一対の枠部材以外のその他の構成部材についての図示及びその詳細説明は省略する。

まず、本実施形態のレンズ鏡筒における一対の枠部材の概略構成について、主に図３を用いて以下に説明する。図３に示すように、本実施形態のレンズ鏡筒における上記一対の枠部材は、カム結合することによって、相対的に回転しつつ、軸方向（光軸Ｏに沿う方向）に相対的に移動し得るように構成されている。

即ち、上記一対の枠部材のうちの一方の枠部材である第１の枠部材は、全体として円筒形状若しくは円環形状に形成された一つの枠部材であり、内周面に複数の第１のカム溝１１ａと複数の第１のカムフォロア１１ｂとを有する枠部材である。本実施形態において第１の枠部材は、前端寄りの部位に撮影光学系の一部の光学レンズ１１ｄを保持し、光軸Ｏに沿う方向に進退移動しうるように構成されるレンズ保持枠としての移動枠１１としている。

また、上記一対の枠部材のうちの他方の第２の枠部材は、全体として円筒形状若しくは円環形状に形成され上記一つの枠部材に対して他の枠部材であり、外周面に上記複数の第１のカム溝１１ａとそれぞれ係合する複数の第２のカムフォロア１２ｂと、上記複数の第１のカムフォロア１１ｂとそれぞれ係合する複数の第２のカム溝１２ａとを有する枠部材である。本実施形態において上記第２の枠部材は、後端外周縁部に不図示のズーム駆動部からの駆動力を受けるセクタギア１２ｄを備えたズーム駆動枠としてのカム枠１２としている。

上記一対の枠部材を構成する移動枠１１（第１の枠部材）とカム枠１２（第２の枠部材）とは、上述したようにカム結合している。ズーム駆動部（不図示）からの駆動力は、上記セクタギア１２ｄを介してカム枠１２に伝達される。これを受けて、カム枠１２は、上記移動枠１１に対して相対的に光軸周りに回転する。これによって、上記移動枠１１は、カム枠１２の回転の軸方向（光軸Ｏに沿う方向）に相対的に移動する。

カム溝１１ａとカム溝１２ａのカム形状は以下のようなものとなる。即ち、これら二つのカム溝１１ａ，１２ａの一方は枠部材の外周上に設けられ、これら二つのカム溝１１ａ，１２ａの他方は別の枠部材の内周上に設けられることになる。そして、これら二つのカム溝１１ａ，１２ａを平面に展開し、即ち上記二つの枠部材を平面に展開して、同じ方向からそれらの平面を眺めると、一方のカム溝のカム軌跡に対し他方のカム溝のカム軌跡は左右に反転し、かつ上下に反転した形状となっていることになる（図８参照）。

より簡単に表現すると、一方のカム溝のカム軌跡に対し、他方のカム溝のカム軌跡は展開した平面の任意の一点に関して同じ方向からそれらカム溝を眺めると一方のカム溝のカム軌跡を１８０度回転した形状となっている。

また、別の表現をすると本願発明はレンズ鏡筒において、一つの枠部材と、上記一つ枠部材に関し相対的回転および該回転の軸方向に相対移動する他の枠部材と、上記一つ枠部材に設けられ、上記他の枠部材が上記相対的回転および上記回転の軸方向に相対移動するための第１のカム溝と、上記一つの枠部材に設けられ、上記他の枠部材が上記相対的回転および上記回転の軸方向に相対移動するための第１のカムフォロアと、上記他の枠部材に設けられ、上記一つの枠部材が上記相対的回転および上記回転の軸方向に相対移動するため、上記第１のカムフォロアと係合摺動する第２のカム溝と、上記第２の枠部材に設けられ、上記一つの枠部材が上記相対的回転および上記回転の軸方向に相対移動するため、上記第１のカム溝と係合摺動する第２のカムフォロアと、を具備しているとも言える。

このように構成される上記一対の枠部材、即ち移動枠１１（第１の枠部材）とカム枠１２（第２の枠部材）との詳細構成を、図面を用いて、以下に説明する。

図１，図２，図７等に示すように、本実施形態のレンズ鏡筒における上記一対の枠部材において、第１の枠部材である移動枠１１に対し、第２の枠部材であるカム枠１２が内挿された形態となっている。上述したように、移動枠１１の内周面には、複数の第１のカム溝１１ａと複数の第１のカムフォロア１１ｂとが形成されている。また、移動枠１１にカム枠１２を内挿した時、移動枠１１の内周面に対向する面であるカム枠１２の外周面には複数の第２のカム溝１２ａと複数の第２のカムフォロア１２ｂとが形成されている。

ここで、本実施形態における移動枠１１の第１のカム溝１１ａは、図５，図８に示すように、移動枠１１の内周面において周方向に略等間隔に３本配置されている。第１のカム溝１１ａのそれぞれは、図８等に示すように、光軸Ｏに対して所定の角度を持って形成される溝状部からなる。この第１のカム溝１１ａのそれぞれは、移動枠１１の一端面（後端面）に第１の開放端を有した光軸Ｏと平行に延びる第１直線溝１１ｃに繋がるように形成されている。この構成により、移動枠１１にカム枠１２を内挿しカム結合させる際には、上記第１直線溝１１ｃの第１の開放端からカム枠１２の第２のカムフォロア１２ｂを係合させ、これを介して該第２のカムフォロア１２ｂを第１のカム溝１１ａへと導入する。

また、本実施形態における移動枠１１の第１のカムフォロア１１ｂは、図５，図８等（図５では一部のみ図示）に示すように、移動枠１１の内周面において径方向内方に向けて突出して設けられ、同一円周上に略等間隔に６個配置されている。本実施形態においては、この６個の第１のカムフォロア１１ｂのうちの３個を、上記第２のカム溝１２ａに係合するメインカムピン１１ｂｍとし、他の３個を、上記第２のカム溝１２ａと同様の形態、即ち同一のカム筋（カム軌跡）で形成される副カム溝１２ａｓに係合するサブカムピン１１ｂｓとしている。ここで、メインカムピン１１ｂｍとサブカムピン１１ｂｓとは、移動枠１１の内周面において周方向に交互に並ぶように配置されている。

なお、メインカムピン１１ｂｍは、上記一対の枠部材のカム結合に寄与するカムフォロワであり、サブカムピン１１ｂｓは補強的な役割をしている。したがって、本発明を構成するためには、少なくともメインカムピン１１ｂｍが設けられていればよく、サブカムピン１１ｂｓは必ずしも配設しなくてもよい。

一方、本実施形態におけるカム枠１２の第２のカム溝１２ａは、図４，図６，図８等に示すように、カム枠１２の外周面において周方向に略等間隔に３本配置されている。第２のカム溝１２ａのそれぞれは、図８等に示すように、光軸Ｏに対して所定の角度を持って形成される溝状部からなる。この第２のカム溝１２ａのそれぞれは、カム枠１２の一端面（前端面）に第２の開放端を有した光軸Ｏと平行に延びる第２直線溝１２ｃに繋がるように形成されている。この構成により、移動枠１１にカム枠１２を内挿しカム結合させる際には、上記第２直線溝１２ｃの第２の開放端から移動枠１１の第１のカムフォロア１１ｂのうちのメインカムピン１１ｂｍを係合させ、これを介して該メインカムピン１１ｂｍを第２のカム溝１２ａへと導入する。

また、本実施形態においてカム枠１２は、上記第２のカム溝１２ａと略同形態に形成され、同第２のカム溝１２ａと交互に周方向に並ぶように配置した複数（本実施形態では上記第２のカム溝１２ａと同数；三本）の副カム溝１２ａｓを有している。この副カム溝１２ａｓのそれぞれは、上記第２の開放端とは交互に周方向に並べて配置され、上記第２の開放端と同様にカム枠１２の一端面（前端面）に開放端を有した光軸Ｏと平行に延びる直線溝１２ｃｓに繋がるように形成されている。この構成により、移動枠１１にカム枠１２を内挿しカム結合させる際には、上記直線溝１２ｃｓの開放端から移動枠１１の第１のカムフォロア１１ｂのうちのサブカムピン１１ｂｓを係合させ、これを介して該サブカムピン１１ｂｓを副カム溝１２ａｓへと導入する。

ここで、副カム溝１２ａｓの溝幅は、第２のカム溝１２ａに比べて若干幅広となるように形成されている。このことは、副カム溝１２ａｓに係合されるサブカムピン１１ｂｓが補強目的で設けられる部位であり、サブカムピン１１ｂｓが余裕を持って移動し得るようにするための措置である。

なお、メインカムピン１１ｂｍが係合する第２のカム溝１２ａは、上記一対の枠部材のカム結合に寄与するカムフォロワであり、サブカムピン１１ｂｓに係合する副カム溝ａ１２ａｓは補強的な役割をしている。したがって、本発明を構成するためには、少なくとも第２のカム溝１２ａが設けられていればよく、副カム溝１２ａｓは必ずしも配設しなくてもよい。

また、本実施形態におけるカム枠１２の第２のカムフォロア１２ｂは、図４〜図６，図８等（図４〜図６では一部のみ図示）に示すように、カム枠１２の内周面において径方向外方に向けて突出して設けられ、同一の円周上に略等間隔に３個配置されている。第２のカムフォロア１２ｂは、上記第１直線溝１１ｃの第１の開放端から係合させて第１のカム溝１１ａに導入される。

そして、上記移動枠１１と上記カム枠１２とがカム結合して組み立てられた状態とされた時、図８に示すように、移動枠１１の第１のカム溝１１ａにはカム枠１２の第２のカムフォロア１２ｂが係合し、同カムフォロア１２ｂは同溝１１ａに沿って移動する。同時に、カム枠１２の第２のカム溝１２ａには移動枠１１のメインカムピン１１ｂｍが係合し、同メインカムピン１１ｂｍは同溝１２ａに沿って移動する。さらに、カム枠１２の副カム溝１２ａｓにはサブカムピン１１ｂｓが遊嵌して係合し、同サブカムピン１１ｂｓは同溝１２ａｓに沿って移動する。

この場合において、第１のカム溝１１ａにおいて第２のカムフォロア１２ｂが図８に示す符号［Ｃ１］にあり、第２のカム溝１２ａにおいてメインカムピン１１ｂｍが図８に示す符号［Ｃ２］にあり、副カム溝１２ａｓにおいてサブカムピン１１ｂｓが図８に示す符号［Ｃｓ］にあるとき、本レンズ鏡筒は、最も縮んだ状態の非使用時の状態いわゆる沈胴状態に設定される。

また、第１のカム溝１１ａにおいて第２のカムフォロア１２ｂが図８に示す符号［Ｗ１］にあり、第２のカム溝１２ａにおいてメインカムピン１１ｂｍが図８に示す符号［Ｗ２］にあり、副カム溝１２ａｓにおいてサブカムピン１１ｂｓが図８に示す符号［Ｗｓ］にあるとき、本レンズ鏡筒は、使用可能状態のうちの最短焦点距離に設定されたワイド状態に設定される。

そして、第１のカム溝１１ａにおいて第２のカムフォロア１２ｂが図８に示す符号［Ｔ１］にあり、第２のカム溝１２ａにおいてメインカムピン１１ｂｍが図８に示す符号［Ｔ２］にあり、副カム溝１２ａｓにおいてサブカムピン１１ｂｓが図８に示す符号［Ｔｓ］にあるとき、本レンズ鏡筒は、使用可能状態のうちの最長焦点距離（望遠端）に設定されたテレ状態に設定される。

このテレ状態（望遠端状態）に設定した時には、上記第１のカムフォロア１１ｂのメインカム１１ｂｍと上記第２のカムフォロア１２ｂとが、光軸Ｏと平行な方向において略一直線状に配置される。また、同時に、上記第１のカムフォロア１１ｂ（１１ｂｍ，１１ｂｓ）と、上記第２のカムフォロア１２ｂとは、それぞれが円周方向に均等に並んで配置される。したがって、最も繰り出された状態にあるテレ状態においても、落下強度を充分に確保することが容易な構成とすることができる。

以上説明したように上記一実施形態によれば、上記一対の枠部材のそれぞれに複数のカム溝及び複数のカムフォロアを設け、これらが互いに嵌合し合うように構成したので、当該レンズ鏡筒の使用状態において、例えばワイド状態からテレ状態の間のいずれの位置に設定した状態でも従来に比べより高い強度を図ることができる。

また、落下強度が最も懸念されるテレ状態に設定した時には、複数のカムフォロアが円周方向と光軸方向において均等に配置されるように構成したので、より高い強度を確保することができる。

なお、上述した一実施形態においては、ズームレンズ鏡筒における一対の枠部材として、移動枠とカム枠とを例に挙げて説明しているが、この構成に限られることはなく、異なる機能を有する枠部材同士の組み合わせにおいても、本発明は適用し得る。

本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、発明の主旨を逸脱しない範囲内において種々の変形や応用を実施し得ることが可能であることは勿論である。さらに、上記実施形態には、種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件における適宜な組み合わせによって、種々の発明が抽出され得る。例えば、上記一実施形態に示される全構成要件から幾つかの構成要件が削除されても、発明が解決しようとする課題が解決でき、発明の効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成が発明として抽出され得る。この発明は、添付のクレームによって限定される以外にはそれの特定の実施態様によって制約されない。

本出願は、２０１３年１２月１３日に日本国に出願された特願２０１３−２５８５０７号を優先権主張の基礎として出願するものである。

上記基礎出願により開示された内容は、本願の明細書と請求の範囲と図面に引用されているものである。

本発明は、デジタルカメラ等の撮影機能に特化した電子機器であるカメラ（撮影機器）に限られることはなく、カメラ機能（撮影機能）を備えた他の形態の電子機器、例えば携帯電話，スマートフォン，録音機器，電子手帳，パーソナルコンピュータ，タブレット端末機器，ゲーム機器，携帯テレビ，時計，ＧＰＳ（Global Positioning System）を利用したナビゲーション機器等、各種のカメラ機能（撮影機能）付き電子機器に広く適用することができる。

さらに、撮像素子等を用いて画像を取得し、その取得画像を表示装置に表示する機能を有する電子機器、例えば望遠鏡，双眼鏡，顕微鏡等の観察画像表示用機器に対しても同様に適用することができる。

Claims (4)

1. レンズ鏡筒において、
   第１のカム溝が形成され第１のカムフォロアが設けられた第１の枠部材と、
   上記第１のカム溝と係合する第２のカムフォロアが形成され、上記第１のカムフォロアと係合する第２のカム溝が設けられ、上記第１の枠部材と相対的回転および該回転の軸方向に相対移動する第２の枠部材と、
   を具備したことを特徴としたレンズ鏡筒。
2. 上記第１の枠部材の一端面に、上記第１のカム溝に繋がる溝の第１の開放端を有し、上記第２の枠部材の一端面に、上記第２のカム溝に繋がる溝の第２の開放端を有し、該第１の開放端に上記第２のカムフォロアを係合させ、該第２の開放端に上記第１のカムフォロアを係合させて組立てられた上記請求項１記載のレンズ鏡筒。
3. 上記レンズ鏡筒はズームレンズであり、望遠端状態において、光軸と平行に上記第１のカムフォロアと上記第２のカムフォロアとが一直線状に配置されることを特徴とした上記請求項１又は上記請求項２記載のレンズ鏡筒。
4. 第１の枠部材と第２の枠部材とのそれぞれに複数のカムフォロアと複数のカム溝とを有することを特徴とした上記請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載のレンズ鏡筒。

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