JP5788340B2 - レンズ鏡筒の遮光構造 - Google Patents

Description

本発明は、レンズ鏡筒に関し、特にその遮光構造に関する。

本出願人は、ズームレンズ系の一部の光学要素を収納時に他の光学要素の共通光軸から退避させ、かつ撮影状態より後方に移動させることで、収納長を短縮したズームレンズ鏡筒を開発した（特許文献１）。

具体的には、このズームレンズ鏡筒では、光軸方向に直進案内された直進移動部材に、光軸と平行な枢軸を中心に光軸上の撮影位置と光軸から退避した退避位置との間を回動移動可能にして退避光学要素（例えばレンズ群）を支持し、この直進移動部材を光軸方向の収納位置とズーム撮影位置との間で直進移動させる一方、この直進移動部材が収納位置とズーム撮影位置の間で移動するとき、上記退避レンズ群を退避位置と撮影位置との間で移動させている。

特開２００３‐３１５８６１号公報 特開２００９‐１９２８１４号公報

この基本原理のズームレンズ鏡筒は、一層の小径化小型化が進行しており、既に、退避レンズ群の外側に位置する回動部材に、退避用の凹部を形成し、さらにこの凹部を径方向の貫通開口（貫通孔）とすることが行われている（特許文献２）。ところが、このような回動部材の径方向貫通開口は、迷光の進入を許すおそれがある。

本発明は従って、撮影光学系の一部の光学要素を収納時に他の光学要素の共通光軸から退避させるタイプのレンズ鏡筒において、回転部材の退避用の径方向貫通開口から迷光が進入することのないレンズ鏡筒の遮光構造を得ることを目的とする。また本発明は、小型化、特に小径化を妨げることがないレンズ鏡筒の遮光構造を得ることを目的とする。

本発明は、光軸上の位置と該光軸から退避した退避位置との間を移動可能な退避光学要素を支持し、光軸方向に移動する光軸方向移動部材；及びこの光軸方向移動部材の外周側に、該光軸方向移動部材に対して相対回転可能に位置し、上記光軸方向移動部材を光軸方向の収納位置と撮影位置との間で移動させる相対回転部材； を有するレンズ鏡筒において、上記相対回転部材には、上記光軸方向移動部材が光軸方向の収納位置にあるとき、上記退避位置にある退避光学要素と回転方向位置及び光軸方向位置が一致する径方向の貫通開口が形成されており、退避光学要素はその退避位置においてその一部がこの退避用貫通開口から径方向外方に突出すること、上記相対回転部材の外周面に、上記径方向貫通開口を閉塞する、弾性変形可能な弾性遮光シートが貼着されていること、この弾性遮光シートは、外力が加わらないとき、上記相対回転部材の径方向貫通開口を有する部分の最大径内に収まること、及びこの弾性遮光シートは、上記退避光学要素が退避位置にあるとき、該退避光学要素に押圧されて径方向外方に突出すること、を特徴としている。

本発明の一態様では、上記相対回転部材の外周側には、光軸方向に直進案内された外側環状部材を配置され、この外側環状部材の内周面には、径方向外方に弾性変形した弾性遮光シートが入り込む逃げ凹部が形成されている。

上記相対回転部材の外周面には、該相対回転部材の外径内に、上記弾性遮光シートを貼着するための凹部を形成することが好ましい。

また、本発明の一態様では、上記退避光学要素は、上記光軸方向移動部材に光軸直交面内で移動可能に支持された防振ベースに支持されており、この防振ベースにも、上記光軸方向移動部材の径方向貫通開口と位置の合致する径方向貫通開口が形成されている。

上記相対回転部材は、その一態様では、周面にカム溝を有するカム環であり、このカム環の回転により、カム溝の軌跡に従って上記光軸方向移動部材が光軸方向に移動される。

本発明によれば、撮影光学系の退避光学要素を収納時に他の光学要素の共通光軸から退避させるタイプのレンズ鏡筒において、回転部材に退避用の径方向貫通開口を形成しても、迷光の進入を防止することができ、しかもレンズ鏡筒の大径化を招くことがない。

本発明を適用したズームレンズ鏡筒の収納（沈胴）状態の縦断面図である。 同ズームレンズ鏡筒のワイド端撮影状態を上半に、テレ端撮影状態を下半に描いた縦断面図である。 同ズームレンズ鏡筒の分解斜視図である。 同ズームレンズ鏡筒の別の部分の分解斜視図である。 図１のV-V線に沿う断面図である。 カム環と弾性遮光シートとの分解状態の斜視図である。 カム環と弾性遮光シートを示す、図６とは異なる角度からの分解状態の斜視図と、結合状態の斜視図である。

最初に図１ないし図４により、本発明を適用したズームレンズ鏡筒１０の主たる構成要素を説明する。図１は収納状態の縦断面図、図２は撮影状態におけるワイド端（上半）とテレ端（下半）を示す縦断面図、図３、図４は分解斜視図である。図２に示すように、撮影時におけるズームレンズ鏡筒１０の撮影光学系は、物体側から順に第１レンズ群Ｌ１、シャッタＳ（絞）、第２レンズ群Ｌ２（退避光学要素）、第３レンズ群Ｌ３、赤外線カットフィルタ等のフィルタ１１及びＣＣＤ、ＣＭＯＳ等の固体撮像素子１２からなっている。この撮影光学系の光軸をＺ１で示す。ズーミングは、第１レンズ群Ｌ１と第２レンズ群Ｌ２を撮影光軸Ｚ１方向に所定の軌跡で進退させることによって行い、フォーカシングは同方向への第３レンズ群Ｌ３の移動で行う。なお、以下の説明中で「光軸方向」は、撮影光軸Ｚ１と平行な方向を含み、「直進案内」は光軸方向の直進案内を意味する。また「前」、「後」は、被写体側、撮像面側をそれぞれ意味する。

ズームレンズ鏡筒１０は図示しないカメラボディ内に搭載されており、該カメラボディに対して固定される固定環１３と、この固定環１３の後部に固定される撮像素子ホルダ（固定部材）１４を備えている。上述のフィルタ１１と固体撮像素子１２は、この撮像素子ホルダ１４に固定されている。

固定環１３内には、第３レンズ群Ｌ３を保持するＡＦレンズ枠（３群枠）１７が光軸方向に直進移動可能に支持されている。ＡＦレンズ枠１７は、ＡＦモータ（図示せず）の駆動力によって、被写体距離情報に応じた光軸方向位置に移動される。ＡＦモータによる焦点調節機構は周知である。

固定環１３には、撮影光軸Ｚ１と軸線を平行にしたズームギヤ（ピニオン）２２が回転可能に支持されている。ズームギヤ２２は、固定環１３の内周面側に露出するように位置されており、ズームモータ及びギヤ列によって正逆に回転される。

固定環１３の内周面には、カム溝１３ａと、光軸と平行な直進案内溝１３ｂが形成されている。この固定環１３のカム溝１３ａにはヘリコイド環（第１進退筒）２５のフォロア突起２５ａが嵌まっており、直進案内溝１３ｂには、直進カム環２６の径方向突起２６ａが係合している。直進カム環２６はヘリコイド環２５の内周に位置していて、ヘリコイド環２５と相対回転は自在に光軸方向には一緒に移動するように結合されている。すなわち、直進カム環２６の外周面に形成した案内突起２６ｂは、ヘリコイド環２５の内周面に形成した周方向案内溝２５ｂに係合している。

ヘリコイド環２５の後端部外周には、上述のズームギヤ２２と噛み合うギヤ２５ｃが形成されていて、このヘリコイド環２５の内周面には、光軸と平行な回転伝達溝２５ｄが形成されている。直進カム環２６の内周に嵌めたカム環２７には径方向に突出するフォロア２７ａが設けられており、このフォロア２７ａは、直進カム環２６のカム溝２６ｃを貫通した後、ヘリコイド環２５の回転伝達溝２５ｄに嵌まっている。つまり、ズームギヤ２２を介してヘリコイド環２５が回転すると、フォロア２７ａを介してカム環２７に回転が伝達される。カム環２７の光軸方向の位置は、直進カム環２６の光軸方向の位置及びカム溝２６ｃの形状によって定まる。

カム環２７にはその外周面に、第１レンズ群Ｌ１とバリア２９を支持した第３進退筒３０の移動軌跡を定める外面カム溝２７ｃが形成され、内周面に、第２レンズ群Ｌ２を支持した２群支持筒３３の移動軌跡を定める内面カム溝２７ｄが形成されている。

他方、カム環２７の外周には、該カム環２７と相対回転は自在で光軸方向には一緒に移動する第２進退筒３２が同軸に位置している。この第２進退筒３２は、その外面に突出させた径方向突起３２ａを直進カム環２６の内周面に形成した直進案内溝２６ｄに嵌めて直進案内されており、第３進退筒３０は、その外面に突出させた径方向突起３０ａを第２進退筒３２内面の直進案内溝３２ｂに嵌めて直進案内されている。

また、カム環２７の内側に同軸に位置している２群支持筒３３の外面には、カム環２７の内面カム溝２７ｄに嵌まるフォロア３３ａが突出形成されている。カム環２７にはまた、相対回転は自在で光軸方向には一緒に移動するように直進案内環３４が結合されている。すなわち、図２に示すように、カム環２７の後端部内周に環状溝２７ｍが設けられ、直進案内環３４には、この環状溝２７ｍに相対回転自在に嵌まる突起３４ｎが設けられている。同様に、直進案内環３４の後端部外周に環状溝３４ｍが設けられ、カム環２７には、この環状溝３４ｍに相対回転自在に嵌まる突起２７ｎが設けられている。また、この直進案内環３４は、その径方向突起３４ａを直進カム環２６の直進案内溝２６ｄに嵌めて直進案内されており、この直進案内環３４の光軸平行腕３４ｂが２群支持筒３３の光軸平行案内溝３３ｂに嵌まって、２群支持筒３３を光軸方向に直進案内している。従って、カム環２７が回転すると、第３進退筒３０（第１レンズ群Ｌ１）、カム環２７（第２進退筒３２）及び２群支持筒３３（第２レンズ群Ｌ２）が光軸方向に進退する。

２群支持筒３３には、図４に分解状態で示すように、その前方に前述のシャッタＳが固定されており、後方（後面）には、カメラに加わる手ブレを相殺する方向に光軸直交面内で駆動される防振ベース４０が支持されている。第２レンズ群Ｌ２を支持した２群枠４２は、この防振ベース４０上の光軸と平行な軸４１を中心に揺動可能に支持されている。２群支持筒３３の後面には、該２群支持筒３３との間に防振ベース４０を支持する防振カバー４３が支持されており、この防振カバー４３に軸４４ａで２群枠４２を駆動する駆動レバー４４が枢着されている。２群支持筒３３がヘリコイド環２５及びカム環２７の回転によって光軸方向の収納位置に移動すると、撮像素子ホルダ１４から前方に突出形成したカムバー１４ａ（図３）がこの駆動レバー４４を押して図４において時計方向に回動し、光軸上の撮影位置に突出するように付勢されている２群枠４２を、撮影位置から光軸外の退避位置に軸４１を中心に回転移動させる。すなわち、２群枠４２は、図２の撮影状態ではその第２レンズ群Ｌ２を光軸上に保持し、図１の収納状態では光軸から脱した収納位置に移動される。

以上のように、本実施形態のズームレンズ鏡筒は、２群支持筒（光軸方向移動部材）３３がカム環（相対回転部材）２７（ヘリコイド環２５）の回転によって光軸方向の収納位置と撮影位置との間で移動し、その収納位置においては、２群支持筒３３に支持されている２群枠（第２レンズ群Ｌ２、退避光学要素）４２が光軸上の撮影位置から光軸外の退避位置に移動する。図５ないし図７は、以上の２群支持筒３３、カム環２７及び第３進退筒（外側環状部材）３０に適用した本発明の実施形態を示している。

第３進退筒３０、カム環２７及び２群支持筒３３は、図５に示すように、収納状態では、この順番に外周側から内周側に位置する嵌合関係にあり、カム環２７は、直進案内されている第３進退筒３０と２群支持筒３３の間にあって光軸方向に移動しながら回転する部材である。２群支持筒３３は光軸方向移動部材であり、２群枠４２は、軸４１を中心とする回動運動のみが可能である（詳細には、２群枠４２は２群支持筒３３に対して光軸直交平面内で移動可能な防振ベース４０に支持されているが、防振ベース４０は２群支持筒３３の光軸方向の収納位置では２群支持筒３３に固定状態となる）。２群支持筒３３と防振ベース４０には、２群支持筒３３の収納位置において２群枠４２を収納するための径方向貫通開口（貫通孔）３３ｐと径方向貫通開口（貫通孔）４０ｐ（図４）がそれぞれ形成されている。

この２群支持筒３３に対して相対回転するカム環２７には、該カム環２７が収納位置にあるとき、径方向貫通開口３３ｐ及び径方向貫通開口４０ｐと光軸方向及び回転方向の位置が一致する径方向貫通開口２７ｐが形成されている。別言すると、径方向貫通開口３３ｐ（４０ｐ）と径方向貫通開口２７ｐは、カム環２７が光軸方向の収納位置にあるときのみ、位置が合致して、２群枠４２の連続した収納スペースを形成する。径方向貫通開口２７ｐは、図６、図７に詳細を示すように、前縁部２７ｐ１、両側縁部２７ｐ２、２７ｐ３及び後縁部２７ｐ４を有している。これらの前縁部２７ｐ１と側縁部２７ｐ２と２７ｐ３は、カム環２７の円筒面に直線状に形成されているのに対し、後縁部２７ｐ４は、カム環２７の後端フランジ部２７ｆに円弧状に形成されている。

カム環２７の外周面には、径方向貫通開口２７ｐの前縁部２７ｐ１から側縁部２７ｐ２と２７ｐ３の外縁に延びる一様深さのシート貼着凹部２７ｑが形成されており、このシート貼着凹部２７ｑに、径方向貫通開口２７ｐを閉塞する弾性遮光シート２８が貼着されている。図６のハッチング部分は、弾性遮光シート２８のシート貼着凹部２７ｑへの接着エリア２８ａを示している。この弾性遮光シート２８は、２群枠４２が光軸外の退避位置に移動するとき、該２群枠４２に押されて径方向外方に弾性変形する一方（図５、図１）、２群枠４２による外力が加わらない状態では、カム環２７との同心性を回復する弾性材料（例えばゴムシート）からなっている（図２下半参照）。シート貼着凹部２７ｑは、自由状態の弾性遮光シート２８の外面がカム環２７の外径（径方向貫通開口２７ｐが存在する部分の外径）より外周側に突出しないように保持し、第３進退筒３０（鏡筒全体）を小径に維持する。

さらに、第３進退筒３０の内周面には、該第３進退筒３０が光軸方向の収納位置にあるとき、光軸外の退避位置にある２群枠４２と周方向位置が合致する逃げ凹部（非貫通孔）３０ｐが形成されている（図１、図２）。この逃げ凹部３０ｐは、第３進退筒３０（鏡筒全体）を小径に維持しながら（大径化を招くことなく）、弾性遮光シート２８の変形スペース（２群枠４２の退避スペース）を確保する。

以上の遮光構造によれば、２群枠４２（第２レンズ群Ｌ２）が光軸Ｚ１上に位置する図２の撮影状態では、弾性遮光シート２８に外力が加わることはなく、弾性遮光シート２８はシート貼着凹部２７ｑ内に位置して、迷光がカム環２７の径方向貫通開口２７ｐ及び２群支持筒３３の径方向貫通開口３３ｐ（４０ｐ）からカム環２７（２群支持筒３３）内に進入するのを防止することができる。つまり、弾性遮光シート２８は、２群枠４２による外力が加わらない状態では、カム環２７との同心性を維持（回復）し、シート貼着凹部２７ｑ内（径方向貫通開口２７ｐが存在する部分のカム環２７の外径内）に位置しているため、カム環２７と第３進退筒３０との相対回転を妨げることもない。なお、図２の下半の撮影状態では、図示の便宜上、カム環２７の径方向貫通開口２７ｐ及び同カム環２７との同心性を回復している弾性遮光シート２８を描いているが、この断面位置は、図１の断面位置とは異なり、撮影状態で、２群支持筒３３の径方向貫通開口３３ｐ（４０ｐ）とカム環２７の径方向貫通開口２７ｐの周方向及び光軸方向の位置が一致することはない。

一方、２群支持筒３３が光軸方向の収納位置に移動し、２群支持筒３３と撮像素子ホルダ１４との相対移動力で、カムバー１４ａ及び駆動レバー４４を介して２群枠４２が光軸外の退避位置に位置すると、径方向貫通開口３３ｐ（４０ｐ）と径方向貫通開口２７ｐの周方向及び光軸方向の位置が一致する。このとき、２群枠４２は弾性遮光シート２８を径方向外方に押圧して弾性変形させ、該弾性遮光シート２８（２群枠４２）は、第３進退筒３０の逃げ凹部３０ｐ内に進入する。このように、弾性遮光シート２８は撮影状態における迷光の進入を防止しながら、２群枠４２が退避位置に移動したときには、該２群枠４２に押されて径方向外方に変形するので、カム環２７及び第３進退筒３０（鏡筒）を大径化することがない。

以上の実施形態は、第２レンズ群Ｌ２（２群枠４２）を撮影位置と退避位置とに移動可能な退避光学要素とし、これを支持した２群支持筒３３を光軸方向移動部材としたが、退避光学要素はレンズ群（第２レンズ群）以外の光学要素であってもよい。光軸方向移動部材の外側に位置する回転部材はカム環でなくてもよい。

また、以上の実施形態では、２群支持筒３３は光軸方向に直進移動する部材であり、カム環２７が回転する部材であるが、２群支持枠３３とカム環２７は、一方が回転運動しながら光軸方向に進退し、他方がその回転運動に伴って光軸方向に移動する部材であれば、本発明は成立する。

Ｚ１ 撮影光軸
Ｌ２ 第２レンズ群（退避光学要素）
１０ ズームレンズ鏡筒
２７ カム環（回転部材）
２７ｄ 内面カム溝
２７ｐ 径方向貫通開口（貫通孔）
２７ｑ シート貼着凹部
２８ 弾性遮光シート
２８ａ 接着エリア
３０ 第３進退筒（外側環状部材）
３０ｐ 逃げ凹部（非貫通孔）
３３ ２群支持筒（光軸方向移動部材）
３３ａ フォロア
３３ｂ 光軸平行案内溝
３３ｐ 径方向貫通開口（貫通孔）
３４ 直進案内環
３４ｂ 光軸平行腕
３４ｃ 環状部
４０ 防振ベース
４２ ２群枠（退避光学要素）

Claims (5)

1. 光軸上の位置と該光軸から退避した退避位置との間を移動可能な退避光学要素を支持し、光軸方向に移動する光軸方向移動部材；及び
   この光軸方向移動部材の外周側に、該光軸方向移動部材に対して相対回転可能に位置し、上記光軸方向移動部材を光軸方向の収納位置と撮影位置との間で移動させる相対回転部材；
   を有するレンズ鏡筒において、
   上記相対回転部材には、上記光軸方向移動部材が光軸方向の収納位置にあるとき、上記退避位置にある退避光学要素と回転方向位置及び光軸方向位置が一致する径方向の貫通開口が形成されており、退避光学要素はその退避位置においてその一部がこの退避用貫通開口から径方向外方に突出すること、
   上記相対回転部材の外周面に、上記径方向貫通開口を閉塞する、弾性変形可能な弾性遮光シートが貼着されていること、
   この弾性遮光シートは、外力が加わらないとき、上記相対回転部材の径方向貫通開口を有する部分の最大径内に収まること、及び
   この弾性遮光シートは、上記退避光学要素が退避位置にあるとき、該退避光学要素に押圧されて径方向外方に突出すること、
   を特徴とするレンズ鏡筒の遮光構造。
2. 請求項１記載のレンズ鏡筒の遮光構造において、さらに、上記相対回転部材の外周側に位置し、光軸方向に直進案内された外側環状部材が備えられ、この外側環状部材の内周面には、径方向外方に弾性変形した弾性遮光シートが入り込む逃げ凹部が形成されているレンズ鏡筒の遮光構造。
3. 請求項１または２記載のレンズ鏡筒の遮光構造において、上記相対回転部材の外周面には、該相対回転部材の外径内に、上記弾性遮光シートを貼着するための凹部が形成されているレンズ鏡筒の遮光構造。
4. 請求項１ないし３のいずれか１項記載のレンズ鏡筒の遮光構造において、上記退避光学要素は、上記光軸方向移動部材に光軸直交面内で移動可能に支持された防振ベースに支持されており、この防振ベースにも、上記光軸方向移動部材の径方向貫通開口と位置の合致する径方向貫通開口が形成されているレンズ鏡筒の遮光構造。
5. 請求項１ないし４いずれか１項に記載のレンズ鏡筒の遮光構造において、上記相対回転部材はその周面にカム溝を有するカム環であり、このカム環の回転により、カム溝の軌跡に従って上記光軸方向移動部材が光軸方向に移動されるレンズ鏡筒の遮光構造。

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