レンズ鏡筒およびそれを備える撮像装置
【課題】 薄型化とズーム倍率の向上を両立させながらも、像揺れを生じさせない撮像装置を提供すること。
【解決手段】 カム機構を用いた沈胴レンズ群（前群１００）と、沈胴レンズ群に入射した光線を沈胴レンズ群の光軸と直交する方向に屈曲させるプリズム２３１を有し、さらに移動可能な複数のレンズ群（後群２００）を組み合わせたレンズ鏡筒で、固定筒１５０はプリズム２３１を避けるように切り欠き部１５０ｂが設けられ、固定筒１５０の直進溝の少なくとも一つが前記切り欠き部と同じ位相に設けられ、少なくとも撮影可能時には直進筒と嵌合すると嵌合する。
【解決手段】 カム機構を用いた沈胴レンズ群（前群１００）と、沈胴レンズ群に入射した光線を沈胴レンズ群の光軸と直交する方向に屈曲させるプリズム２３１を有し、さらに移動可能な複数のレンズ群（後群２００）を組み合わせたレンズ鏡筒で、固定筒１５０はプリズム２３１を避けるように切り欠き部１５０ｂが設けられ、固定筒１５０の直進溝の少なくとも一つが前記切り欠き部と同じ位相に設けられ、少なくとも撮影可能時には直進筒と嵌合すると嵌合する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ズーム機能を有する撮像装置におけるレンズ鏡筒に関し、特に像揺れを防止するためのレンズ鏡筒の保持機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、カム機構を用いた沈胴レンズ群（前群）と、沈胴レンズ群に入射した光線を沈胴レンズ群の光軸と直交する方向に屈曲させる反射光学素子を有し、さらに移動可能な複数のレンズ群（後群）を組み合わせたレンズ鏡筒がある。
【０００３】
このようなレンズ鏡筒では、沈胴時に前群のレンズ外形よりも外側まで反射光学素子と後群を退避させ、空いたスペースに前群を沈胴、収納させることで薄型化とズーム倍率の向上を達成している。（特許文献１参照）
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−２５９６８５
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
この種のレンズ鏡筒では、前群のレンズ外形よりも外側に後群を退避させるために、前群を固定している固定筒を切り欠いている。この固定筒は前群のレンズ群を移動させるカム筒や回転規制する直進筒を内側に保持しているため、切り欠きを避けてカム溝や直進溝を設けなければならない。これによってレンズ鏡筒のバランスが低下し、特に動画記録中の被写体画像の揺れ、いわゆる「像揺れ」が発生する可能性があった。
【０００６】
本発明は薄型化とズーム倍率の向上を両立させながらも、像揺れを生じさせない撮像装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述した課題を解決するために、本発明のレンズ鏡筒は、少なくとも１つのレンズ群を第１の光軸方向に移動させるカム溝を有したカム筒と、前記レンズ群を前記第１の光軸方向に直進規制し、前記カム筒に対して回転可能に保持する直進筒と、前記カム筒を前記第１の光軸方向に移動させ、前記直進筒と嵌合する直進規制部を有する固定筒と、を第１の光軸方向に沿った前記少なくとも１つのレンズ群に入射した光線を、前記第１の光軸と平行でない第２の光軸方向に反射させ、前記第２の光軸方向に移動する光学素子とを備えたレンズ鏡筒であって、前記固定筒は前記光学素子を避けるように切り欠き部が設けられ、前記固定筒の直進溝の少なくとも一つが前記切り欠き部のある位相に設けられ、少なくとも撮影状態時には前記直進筒と嵌合することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
薄型化とズーム倍率の向上を両立させながらも、像揺れを生じさせない撮像装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施の形態に係るレンズ鏡筒１０の前群１００の分解斜視図である。
【図２】本発明の実施の形態に係るレンズ鏡筒１０の後群２００の分解斜視図である。
【図３】本発明の実施の形態に係るレンズ鏡筒１０の正面図である。
【図４】本発明の実施の形態に係るレンズ鏡筒１０の沈胴時（ＳＩＮＫ）の斜視図である。
【図５】本発明の実施の形態に係るレンズ鏡筒１０の望遠位置（ＴＥＬＥ）での斜視図である。
【図６】１群レンズ保持部材１１０と２群レンズ保持部材１２０、直進筒１４０の望遠位置（ＴＥＬＥ）の斜視図である。
【図７】直進筒１４０、固定筒１５０、ギア列１６０、ズームモータ１７０、プリズム保持部材２３０の背面図である。
【図８】固定筒１５０の内周展開図である。
【図９】本発明の実施の形態に係るレンズ鏡筒１０の沈胴位置（ＳＩＮＫ）の断面図である。
【図１０】本発明の実施の形態に係るレンズ鏡筒１０の望遠位置（ＴＥＬＥ）の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
＜レンズ鏡筒１０の構成＞
以下、添付の図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。
【００１１】
図１は本発明の実施の形態に係るレンズ鏡筒１０の前群１００の分解斜視図である。図２はレンズ鏡筒１０の後群２００の分解斜視図である。図３は本発明の一実施の形態に係るレンズ鏡筒１０の正面図である。図３はレンズ鏡筒１０の前群１００の光軸Ａ方向における被写体側から見ている。
【００１２】
このレンズ鏡筒１０は、撮像装置の一例であるデジタルカメラに備えられ、レンズ鏡筒は、レンズ群が光軸方向に移動して撮影倍率を変更するズーム式のレンズ鏡筒として構成されている。レンズ鏡筒の各レンズ群は、沈胴位置（ＳＩＮＫ）と撮影可能位置（広角位置（ＷＩＤＥ）から望遠位置（ＴＥＬＥ）にかけての位置）との間を移動する。
【００１３】
前群１００は以下の部品から構成される。
【００１４】
１群レンズ保持部材１１０は１群レンズ１１１を保持する。また、１群レンズ保持部材１１０にはフォロアピン１１２が圧入保持されている。本実施形態においては、フォロアピン１１２は６本あり圧入保持されているものとする。
【００１５】
２群レンズ保持部材１２０は２群レンズ１２１を保持する。また、２群レンズ保持部材１２０にはフォロアピン１２０ａが一体的に形成されている。１群レンズ保持部材１１０、２群レンズ保持部材１２０はともにカム筒１３０、直進筒１４０によって光軸Ａ（第一の光軸）に沿って移動可能に保持されている。
【００１６】
カム筒１３０は１群レンズ保持部材１１０と２群レンズ保持部材１２０を光軸方向に移動させるカム溝を有する。また、１群レンズ保持部材１１０のフォロアピン１１２が嵌合する１群カム溝１３０ａと、２群レンズ保持部材１２０のフォロアピン１２０ａが嵌合する２群カム溝１３０ｂを有する。なお、カム筒１３０にはフォロアピン１３０ｃとギア部１３０ｄが一体的に形成されている。
【００１７】
直進筒１４０は１群レンズ保持部材１１０と２群レンズ保持部材１２０を光軸Ａ方向に直進規制する。この直進規制については後述する。また直進筒１４０は光軸Ａを中心として相対的に回転可能にカム筒１３０に保持されている。
【００１８】
固定筒１５０はカム溝１５０ａと直進溝（不図示）とを有する。カム溝１５０ａはカム筒１３０のフォロアピン１３０ｃと嵌合し、カム筒１３０を光軸Ａ方向に移動させ、直進溝は直進筒１４０を光軸Ａ方向に直進規制する。この直進規制については図８を用いて後述する。また、固定筒１５０にはカム筒１３０のギア部１３０ｄと噛み合って回転駆動させるギア列１６０と、ギア列１６０を回転させる駆動源となるズームモータ１７０が保持される。
【００１９】
後群２００は以下の部品から構成され、前群１００と組み合わせてレンズ鏡筒１０となる。
【００２０】
ベース部材２１０は前群１００を固定する。プリズムギア列２２１は光学素子としてのプリズム２３１を保持する光学素子保持部材としてのプリズム保持部材２３０のラックギア部２３０ａと噛み合う。プリズムモータ２２２はプリズムギア列２２１に回転駆動力を与えプリズム保持部材２３０とプリズム２３１を駆動する。ギアカバー２２３はプリズムギア列２２１をベース部材２１０に保持する。
【００２１】
プリズム保持部材２３０はプリズム２３１、３群レンズ２３３を保持する。またプリズム保持部材２３０はラックギア部２３０ａを有し、プリズムモータ２２２からの回転駆動力を伝達されて光学素子としてのプリズム２３１と一体的に駆動される。プリズム２３１は前群１００のレンズを通して入射してきた光線を、光軸Ａ（第１の光軸方向）とは平行でない光軸Ｂ方向（第２の光軸方向）に反射させる。なお、本実施例においては光軸Ａと光軸Ｂは直交している。プリズムカバー２３２はプリズム保持部材２３０に対して光学素子としてのプリズム２３１を保持する。
【００２２】
シャッタ部材２４０はプリズム保持部材２３０よりも撮像面側に配置され、不図示のシャッタユニットや第１の４群レンズ２４１を保持する。そして４群レンズ保持部材２５０に固定される。
【００２３】
４群レンズ保持部材２５０は第２の４群レンズ２５１を保持する。第１の４群レンズ２４１と第２の４群レンズ２５１によって４群レンズが構成されている。また４群レンズ保持部材２５０はラック部材２５２を保持し、ラック部材２５２は４群モータ２５３に一体的に支持されたスクリューと噛み合う。４群モータ２５３が回転すると、４群レンズ保持部材２５０とシャッタ部材２４０が一体的に光軸Ｂに沿って進退することで、４群レンズ全体が光軸Ｂ方向に移動し、変倍動作が行われる。
【００２４】
５群レンズ保持部材２６０は５群レンズ２６１を保持する。付勢バネ２６２は５群レンズ保持部材２６０とベース部材２１０との間に掛けられ、５群レンズ保持部材２６０を４群レンズ保持部材２５０に近づく方向（光軸Ｂ方向において撮像面から遠ざかる側）に付勢する。この付勢バネ２６２によって５群レンズ保持部材２６０が片寄せされる。
【００２５】
６群レンズ保持部材２７０は６群レンズ２７１を保持する。ラック部材２７２は６群レンズ保持部材２７０に保持され、６群モータ２７３に一体的に支持されたスクリューに噛み合う。そして、６群モータ２７３が回転すると、第４レンズ群（２４１，２５１）と同様に、６群レンズ保持部材２７０が光軸Ｂ方向に移動することによって、６群レンズ２７１全体が光軸Ｂ方向に移動する。
【００２６】
撮像素子２８０は、ベース部材２１０に保持される。ガイドバー２９１、２９２は、プリズム保持部材２３０、４群レンズ保持部材２５０、５群レンズ保持部材２６０、６群レンズ保持部材２７０を光軸Ｂの方向に移動可能に保持する。
【００２７】
１群レンズ１１１及び２群レンズ１２１から入射した光束は、光学素子としてのプリズム２３１により１群レンズ１１１及び２群レンズ１２１の光軸Ａに対して略９０°の角度で交差する光軸Ｂの方向に屈曲して、撮像素子２８０の結像面に導かれる。プリズム２３１から撮像素子２８０の間には、３群レンズ２３３、撮影光量を制御するシャッタユニット、４群レンズ（第１の４群レンズ２４１と第２の４群レンズ２５１）、５群レンズ２６１及び６群レンズ２７１が光軸Ｙに沿って順番に配置されている。
【００２８】
＜ズーム動作＞
続いて、ズーム動作について説明する。
【００２９】
図４は本発明の一実施の形態に係るレンズ鏡筒１０が沈胴位置（ＳＩＮＫ）にある状態を示した主要部分の斜視図である。図５は本発明の一実施の形態に係るレンズ鏡筒１０が望遠位置（ＴＥＬＥ）にある状態を示した主要部分の斜視図である。
【００３０】
図６は本発明の一実施の形態に係るレンズ鏡筒１０のうち１群レンズ保持部材１１０と２群レンズ保持部材１２０、直進筒１４０が望遠位置（ＴＥＬＥ）にある状態を示した斜視図である。図７は本発明の一実施の形態に係るレンズ鏡筒１０のうち直進筒１４０、固定筒１５０、ギア列１６０、ズームモータ１７０、プリズム保持部材２３０の背面図である。図８は固定筒１５０の内周展開図である。
【００３１】
図９は本発明の一実施の形態に係るレンズ鏡筒１０が沈胴位置（ＳＩＮＫ）にある状態を示した主要部分の断面図である。なお、図９はガイド軸を含む平面で切った主要部分の断面図である。図１０は本発明の一実施の形態に係るレンズ鏡筒１０が望遠位置（ＴＥＬＥ）にある状態を示した主要部分の断面図である。なお、図１０はガイド軸を含む平面で切った主要部分の断面図である。
【００３２】
先ず、前群１００のレンズ群間隔の変化について説明する。
【００３３】
デジタルカメラは電源がＯＦＦの場合は図４のように沈胴位置（ＳＩＮＫ）にある。そして電源をＯＮにすると、レンズ鏡筒をＷＩＤＥ位置へ繰り出すに、ズームモータ１７０によるカム筒１３０の繰り出し方向への駆動を開始する。このとき、カム筒１３０のフォロアピン１３０ｃは、固定筒１５０のカム溝１５０ａを図８のＳＩＮＫ位置からＷＩＤＥ位置に移動し、１群レンズ１１１及び２群レンズ１２１が光軸Ａに沿って被写体側に移動する。
【００３４】
そして、カム筒１３０がＷＩＤＥ位置に達する（カム筒１３０のフォロアピン１３０ｃが、固定筒１５０のカム溝１５０ａのＷＩＤＥ位置に移動する）と、ズームモータ１７０の駆動を停止する。以上の動作によって、１群レンズ１１１及び２群レンズ１２１はＷＩＤＥ位置に配置されて、撮影状態となる。そしてズーム指示によってカム筒１３０のフォロアピン１３０ｃが、固定筒１５０のカム溝１５０ａの広角位置（ＷＩＤＥ）から望遠位置（ＴＥＬＥ）を動き、カム筒１３０が望遠位置（ＴＥＬＥ）に達する。
【００３５】
直進筒１４０は１群レンズ保持部材１１０と２群レンズ保持部材１２０を光軸Ａ方向に直進規制している。１群レンズ保持部材１１０には１２０°等分に３箇所設けられた直進キー１１０ａが設けられている。一方で直進筒１４０には直進溝１４０ａが同じく１２０°等分に３箇所設けられている。そして直進キー１１０ａが直進溝１４０ａに嵌合している。
【００３６】
２群レンズ保持部材１２０には先端にフォロアピン１２０ａが形成された腕部１２０ｂが１２０°等分に３箇所設けられている。また、直進筒１４０には直進溝１４０ａが同じく１２０°等分に３箇所設けられている。そしてフォロアピン１２０ａが直進溝１４０ａに嵌合している。
【００３７】
１群レンズ保持部材１１０のフォロアピン１１２と２群レンズ保持部材１２０のフォロアピン１２０ａはそれぞれ、カム溝１３０ａ、１３０ｂと嵌合している。
【００３８】
また、直進筒１４０は直進キー１４０ｃ、１４０ｄ、１４０ｅ、１４０ｆと固定筒１５０に設けられた直進溝１５０ｃ、１５０ｄ、１５０ｅ、１５０ｆの嵌合によって直進規制されている。
【００３９】
この機構によって、電源がＯＮされると、ズームモータ１７０への通電が開始されてギア列１６０が回転し、ギア列１６０に噛み合うカム筒１３０も回転する。カム筒１３０のフォロアピン１３０ｃは固定筒１５０のカム溝１５０ａと嵌合しているため、カム筒１３０は回転しながらカム溝１５０ａに沿って光軸Ａ方向の被写体側に移動する。
【００４０】
そして、カム筒１３０が回転しながらカム溝１５０ａに沿って光軸Ａ方向の被写体側に移動すると、直進筒１４０もカム筒１３０と一体となって光軸Ａ方向に直進移動する。同時に１群レンズ保持部材１１０および２群レンズ保持部材１２０はカム溝１３０ａ、１３０ｂに沿って光軸Ａ方向に直進移動する。
【００４１】
次に図９と図１０を用いて光学系の動きを説明する。
【００４２】
カメラの電源がＯＦＦからＯＮになると前群１００の各レンズ群が沈胴状態（図９）から広角側へと移り、前群１００が光軸Ａ方向の被写体側に移動される。その際に、カム筒１３０の光軸Ａ方向の被写体側への繰り出しによってプリズム保持部材２３０が進入出来るスペースが空く。
【００４３】
次にプリズムモータ２２２に通電が開始され、プリズムギア列２２１が回転し、プリズムギア列２２１と噛み合うプリズム保持部材２３０が、光軸Ｂ方向の被写体側（プリズム２３１のある側もしくは撮像面から遠ざかる側）に向かって移動する。
【００４４】
同時に４群モータ２５３と６群モータ２７３にも通電が開始され、それぞれラック部材２５２、２７２を介して４群レンズ保持部材２５０、６群レンズ保持部材２７０に駆動力が伝えられる。そして４群レンズ保持部材２５０および６群レンズ保持部材２７０は、光軸Ｂ方向の被写体側に向かって移動する。
【００４５】
５群レンズ保持部材２６０は、付勢バネ２６３によって４群レンズ保持部材２５０に光軸Ｂ方向の被写体側に付勢されている。このため、４群レンズ保持部材２５０が移動されると同時に一体となって移動され、ベース部材２１０に突き当たって停止する。逆にデジタルカメラの電源がＯＦＦされ、沈胴位置（ＳＩＮＫ）まで移動するときは、４群レンズ保持部材２５０によって押されながら光軸Ｂ方向の撮像面側へと移動する。
【００４６】
図５、図１０のように、プリズム保持部材２３０とシャッタ部材２４０、４群レンズ保持部材２５０は撮影状態時に、カム筒１３０の光軸Ａ方向の被写体側への繰り出しによってできたスペースへ進入してくる。そのため、固定筒１５０には側面に切り欠き部１５０ｂを設けている。この時、２群レンズ保持部材１２０とカム筒１３０、直進筒１４０は撮影状態時には、プリズム保持部材２３０とシャッタ部材２４０、４群レンズ保持部材２５０とは常に干渉しない高さまで移動しているため、切り欠き等を設ける必要はない。
【００４７】
以上の動作によって、後群２００のレンズ群間隔が変化し、上述した前群１００のレンズ群変化と組み合わせることによって高にズーム倍率を達成している。
【００４８】
次に、直進筒１４０と固定筒１５０の直進規制部について説明する。
【００４９】
図８のように、固定筒１５０の３本のカム溝１５０ａは切り欠き部１５０ｂとギア列１６０保持部１５０ｇを避けた位置に不等分に配置されている。また、それに合わせて直進筒１４０の直進キー１４０ｃから１４０ｆと嵌合する直進溝は１５０ｃから１５０ｆの４箇所が略十字状に配置されている。直進溝１５０ｃ、１５０ｄと直進キー１４０ｃ、１４０ｄは沈胴位置（ＳＩＮＫ）から望遠位置（ＴＥＬＥ）の全領域で嵌合している。一方で直進溝１５０ｅ、１５０ｆと直進キー１４０ｅ、１４０ｆは少なくとも広角位置（ＷＩＤＥ）から望遠位置（ＴＥＬＥ）までの撮影状態時には嵌合している。
【００５０】
理想的には、沈胴位置（ＳＩＮＫ）から望遠位置（ＴＥＬＥ）の全領域で直進規制部が嵌合するように、直進キーを３つ１２０°等分となるように配置したいが、固定筒１５０には切り欠き部１５０ｂがある。そのため、固定筒１５０の切り欠き部１５０ｂを避けた位置に直進溝を３本配置しようとすると、１５０ｃ、１５０ｄ、１５０ｅのような配置となる。
【００５１】
このような配置では、直進溝１５０ｄ周りの回転（図７矢印方向）が、直進溝１５０ｃ、１５０ｅでは規制することができず、直進筒１４０が固定筒１５０に対して直進キーと直進溝の嵌合ガタ分だけ回転してしまう。したがって、直進筒１４０によって直進規制された１群レンズ保持部材１１０と２群レンズ保持部材１２０も回転してしまうことになり、結果として像揺れが生じる可能性がある。
【００５２】
そこで、固定筒１５０の切り欠き部１５０ｂがある位相に直進溝１５０ｆを追加する。直進溝１５０ｆはＷｉｄｅからＴｅｌｅの撮影状態時にのみ直進キー１４０ｆと嵌合しているが、撮影時に使用する領域は直進溝１５０ｄ周りの回転を確実に規制することができ、像揺れを防止することができる。
【００５３】
さらに、直進溝１５０ｅと１５０ｆは回転駆動力伝達部としてのギア列１６０の近傍に配置されているため、ズーム動作方向の切り換えによって起こる像揺れを防止する効果を得られる高い。
【００５４】
また図７のように、直進キー１４０ｆを避けて、プリズム保持部材２３０には回避部２３０ｂが設けられている。これによって直進規制部を追加することによってレンズ鏡筒１０の大型化することはない。
【００５５】
以上により、薄型化とズーム倍率の向上を両立させながらも、像揺れを生じさせない撮像装置を提供することができる。なお、本発明は上記実施形態に例示したものに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。
【符号の説明】
【００５６】
１１０ １群レンズ保持部材
１２０ ２群レンズ保持部材
１３０ カム筒
１４０ 直進筒
１５０ 固定筒
１６０ ギア列
１７０ ズームモータ
２１０ ベース部材
２２１ プリズムギア列
２２２ プリズムモータ
２３０ プリズム保持部材
２４０ シャッタ部材
２５０ ４群レンズ保持部材
２６０ ５群レンズ保持部材
２７０ ６群レンズ保持部材
２８０ 撮像素子
２９１、２９２ ガイドバー
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ズーム機能を有する撮像装置におけるレンズ鏡筒に関し、特に像揺れを防止するためのレンズ鏡筒の保持機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、カム機構を用いた沈胴レンズ群（前群）と、沈胴レンズ群に入射した光線を沈胴レンズ群の光軸と直交する方向に屈曲させる反射光学素子を有し、さらに移動可能な複数のレンズ群（後群）を組み合わせたレンズ鏡筒がある。
【０００３】
このようなレンズ鏡筒では、沈胴時に前群のレンズ外形よりも外側まで反射光学素子と後群を退避させ、空いたスペースに前群を沈胴、収納させることで薄型化とズーム倍率の向上を達成している。（特許文献１参照）
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−２５９６８５
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
この種のレンズ鏡筒では、前群のレンズ外形よりも外側に後群を退避させるために、前群を固定している固定筒を切り欠いている。この固定筒は前群のレンズ群を移動させるカム筒や回転規制する直進筒を内側に保持しているため、切り欠きを避けてカム溝や直進溝を設けなければならない。これによってレンズ鏡筒のバランスが低下し、特に動画記録中の被写体画像の揺れ、いわゆる「像揺れ」が発生する可能性があった。
【０００６】
本発明は薄型化とズーム倍率の向上を両立させながらも、像揺れを生じさせない撮像装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述した課題を解決するために、本発明のレンズ鏡筒は、少なくとも１つのレンズ群を第１の光軸方向に移動させるカム溝を有したカム筒と、前記レンズ群を前記第１の光軸方向に直進規制し、前記カム筒に対して回転可能に保持する直進筒と、前記カム筒を前記第１の光軸方向に移動させ、前記直進筒と嵌合する直進規制部を有する固定筒と、を第１の光軸方向に沿った前記少なくとも１つのレンズ群に入射した光線を、前記第１の光軸と平行でない第２の光軸方向に反射させ、前記第２の光軸方向に移動する光学素子とを備えたレンズ鏡筒であって、前記固定筒は前記光学素子を避けるように切り欠き部が設けられ、前記固定筒の直進溝の少なくとも一つが前記切り欠き部のある位相に設けられ、少なくとも撮影状態時には前記直進筒と嵌合することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
薄型化とズーム倍率の向上を両立させながらも、像揺れを生じさせない撮像装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施の形態に係るレンズ鏡筒１０の前群１００の分解斜視図である。
【図２】本発明の実施の形態に係るレンズ鏡筒１０の後群２００の分解斜視図である。
【図３】本発明の実施の形態に係るレンズ鏡筒１０の正面図である。
【図４】本発明の実施の形態に係るレンズ鏡筒１０の沈胴時（ＳＩＮＫ）の斜視図である。
【図５】本発明の実施の形態に係るレンズ鏡筒１０の望遠位置（ＴＥＬＥ）での斜視図である。
【図６】１群レンズ保持部材１１０と２群レンズ保持部材１２０、直進筒１４０の望遠位置（ＴＥＬＥ）の斜視図である。
【図７】直進筒１４０、固定筒１５０、ギア列１６０、ズームモータ１７０、プリズム保持部材２３０の背面図である。
【図８】固定筒１５０の内周展開図である。
【図９】本発明の実施の形態に係るレンズ鏡筒１０の沈胴位置（ＳＩＮＫ）の断面図である。
【図１０】本発明の実施の形態に係るレンズ鏡筒１０の望遠位置（ＴＥＬＥ）の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
＜レンズ鏡筒１０の構成＞
以下、添付の図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。
【００１１】
図１は本発明の実施の形態に係るレンズ鏡筒１０の前群１００の分解斜視図である。図２はレンズ鏡筒１０の後群２００の分解斜視図である。図３は本発明の一実施の形態に係るレンズ鏡筒１０の正面図である。図３はレンズ鏡筒１０の前群１００の光軸Ａ方向における被写体側から見ている。
【００１２】
このレンズ鏡筒１０は、撮像装置の一例であるデジタルカメラに備えられ、レンズ鏡筒は、レンズ群が光軸方向に移動して撮影倍率を変更するズーム式のレンズ鏡筒として構成されている。レンズ鏡筒の各レンズ群は、沈胴位置（ＳＩＮＫ）と撮影可能位置（広角位置（ＷＩＤＥ）から望遠位置（ＴＥＬＥ）にかけての位置）との間を移動する。
【００１３】
前群１００は以下の部品から構成される。
【００１４】
１群レンズ保持部材１１０は１群レンズ１１１を保持する。また、１群レンズ保持部材１１０にはフォロアピン１１２が圧入保持されている。本実施形態においては、フォロアピン１１２は６本あり圧入保持されているものとする。
【００１５】
２群レンズ保持部材１２０は２群レンズ１２１を保持する。また、２群レンズ保持部材１２０にはフォロアピン１２０ａが一体的に形成されている。１群レンズ保持部材１１０、２群レンズ保持部材１２０はともにカム筒１３０、直進筒１４０によって光軸Ａ（第一の光軸）に沿って移動可能に保持されている。
【００１６】
カム筒１３０は１群レンズ保持部材１１０と２群レンズ保持部材１２０を光軸方向に移動させるカム溝を有する。また、１群レンズ保持部材１１０のフォロアピン１１２が嵌合する１群カム溝１３０ａと、２群レンズ保持部材１２０のフォロアピン１２０ａが嵌合する２群カム溝１３０ｂを有する。なお、カム筒１３０にはフォロアピン１３０ｃとギア部１３０ｄが一体的に形成されている。
【００１７】
直進筒１４０は１群レンズ保持部材１１０と２群レンズ保持部材１２０を光軸Ａ方向に直進規制する。この直進規制については後述する。また直進筒１４０は光軸Ａを中心として相対的に回転可能にカム筒１３０に保持されている。
【００１８】
固定筒１５０はカム溝１５０ａと直進溝（不図示）とを有する。カム溝１５０ａはカム筒１３０のフォロアピン１３０ｃと嵌合し、カム筒１３０を光軸Ａ方向に移動させ、直進溝は直進筒１４０を光軸Ａ方向に直進規制する。この直進規制については図８を用いて後述する。また、固定筒１５０にはカム筒１３０のギア部１３０ｄと噛み合って回転駆動させるギア列１６０と、ギア列１６０を回転させる駆動源となるズームモータ１７０が保持される。
【００１９】
後群２００は以下の部品から構成され、前群１００と組み合わせてレンズ鏡筒１０となる。
【００２０】
ベース部材２１０は前群１００を固定する。プリズムギア列２２１は光学素子としてのプリズム２３１を保持する光学素子保持部材としてのプリズム保持部材２３０のラックギア部２３０ａと噛み合う。プリズムモータ２２２はプリズムギア列２２１に回転駆動力を与えプリズム保持部材２３０とプリズム２３１を駆動する。ギアカバー２２３はプリズムギア列２２１をベース部材２１０に保持する。
【００２１】
プリズム保持部材２３０はプリズム２３１、３群レンズ２３３を保持する。またプリズム保持部材２３０はラックギア部２３０ａを有し、プリズムモータ２２２からの回転駆動力を伝達されて光学素子としてのプリズム２３１と一体的に駆動される。プリズム２３１は前群１００のレンズを通して入射してきた光線を、光軸Ａ（第１の光軸方向）とは平行でない光軸Ｂ方向（第２の光軸方向）に反射させる。なお、本実施例においては光軸Ａと光軸Ｂは直交している。プリズムカバー２３２はプリズム保持部材２３０に対して光学素子としてのプリズム２３１を保持する。
【００２２】
シャッタ部材２４０はプリズム保持部材２３０よりも撮像面側に配置され、不図示のシャッタユニットや第１の４群レンズ２４１を保持する。そして４群レンズ保持部材２５０に固定される。
【００２３】
４群レンズ保持部材２５０は第２の４群レンズ２５１を保持する。第１の４群レンズ２４１と第２の４群レンズ２５１によって４群レンズが構成されている。また４群レンズ保持部材２５０はラック部材２５２を保持し、ラック部材２５２は４群モータ２５３に一体的に支持されたスクリューと噛み合う。４群モータ２５３が回転すると、４群レンズ保持部材２５０とシャッタ部材２４０が一体的に光軸Ｂに沿って進退することで、４群レンズ全体が光軸Ｂ方向に移動し、変倍動作が行われる。
【００２４】
５群レンズ保持部材２６０は５群レンズ２６１を保持する。付勢バネ２６２は５群レンズ保持部材２６０とベース部材２１０との間に掛けられ、５群レンズ保持部材２６０を４群レンズ保持部材２５０に近づく方向（光軸Ｂ方向において撮像面から遠ざかる側）に付勢する。この付勢バネ２６２によって５群レンズ保持部材２６０が片寄せされる。
【００２５】
６群レンズ保持部材２７０は６群レンズ２７１を保持する。ラック部材２７２は６群レンズ保持部材２７０に保持され、６群モータ２７３に一体的に支持されたスクリューに噛み合う。そして、６群モータ２７３が回転すると、第４レンズ群（２４１，２５１）と同様に、６群レンズ保持部材２７０が光軸Ｂ方向に移動することによって、６群レンズ２７１全体が光軸Ｂ方向に移動する。
【００２６】
撮像素子２８０は、ベース部材２１０に保持される。ガイドバー２９１、２９２は、プリズム保持部材２３０、４群レンズ保持部材２５０、５群レンズ保持部材２６０、６群レンズ保持部材２７０を光軸Ｂの方向に移動可能に保持する。
【００２７】
１群レンズ１１１及び２群レンズ１２１から入射した光束は、光学素子としてのプリズム２３１により１群レンズ１１１及び２群レンズ１２１の光軸Ａに対して略９０°の角度で交差する光軸Ｂの方向に屈曲して、撮像素子２８０の結像面に導かれる。プリズム２３１から撮像素子２８０の間には、３群レンズ２３３、撮影光量を制御するシャッタユニット、４群レンズ（第１の４群レンズ２４１と第２の４群レンズ２５１）、５群レンズ２６１及び６群レンズ２７１が光軸Ｙに沿って順番に配置されている。
【００２８】
＜ズーム動作＞
続いて、ズーム動作について説明する。
【００２９】
図４は本発明の一実施の形態に係るレンズ鏡筒１０が沈胴位置（ＳＩＮＫ）にある状態を示した主要部分の斜視図である。図５は本発明の一実施の形態に係るレンズ鏡筒１０が望遠位置（ＴＥＬＥ）にある状態を示した主要部分の斜視図である。
【００３０】
図６は本発明の一実施の形態に係るレンズ鏡筒１０のうち１群レンズ保持部材１１０と２群レンズ保持部材１２０、直進筒１４０が望遠位置（ＴＥＬＥ）にある状態を示した斜視図である。図７は本発明の一実施の形態に係るレンズ鏡筒１０のうち直進筒１４０、固定筒１５０、ギア列１６０、ズームモータ１７０、プリズム保持部材２３０の背面図である。図８は固定筒１５０の内周展開図である。
【００３１】
図９は本発明の一実施の形態に係るレンズ鏡筒１０が沈胴位置（ＳＩＮＫ）にある状態を示した主要部分の断面図である。なお、図９はガイド軸を含む平面で切った主要部分の断面図である。図１０は本発明の一実施の形態に係るレンズ鏡筒１０が望遠位置（ＴＥＬＥ）にある状態を示した主要部分の断面図である。なお、図１０はガイド軸を含む平面で切った主要部分の断面図である。
【００３２】
先ず、前群１００のレンズ群間隔の変化について説明する。
【００３３】
デジタルカメラは電源がＯＦＦの場合は図４のように沈胴位置（ＳＩＮＫ）にある。そして電源をＯＮにすると、レンズ鏡筒をＷＩＤＥ位置へ繰り出すに、ズームモータ１７０によるカム筒１３０の繰り出し方向への駆動を開始する。このとき、カム筒１３０のフォロアピン１３０ｃは、固定筒１５０のカム溝１５０ａを図８のＳＩＮＫ位置からＷＩＤＥ位置に移動し、１群レンズ１１１及び２群レンズ１２１が光軸Ａに沿って被写体側に移動する。
【００３４】
そして、カム筒１３０がＷＩＤＥ位置に達する（カム筒１３０のフォロアピン１３０ｃが、固定筒１５０のカム溝１５０ａのＷＩＤＥ位置に移動する）と、ズームモータ１７０の駆動を停止する。以上の動作によって、１群レンズ１１１及び２群レンズ１２１はＷＩＤＥ位置に配置されて、撮影状態となる。そしてズーム指示によってカム筒１３０のフォロアピン１３０ｃが、固定筒１５０のカム溝１５０ａの広角位置（ＷＩＤＥ）から望遠位置（ＴＥＬＥ）を動き、カム筒１３０が望遠位置（ＴＥＬＥ）に達する。
【００３５】
直進筒１４０は１群レンズ保持部材１１０と２群レンズ保持部材１２０を光軸Ａ方向に直進規制している。１群レンズ保持部材１１０には１２０°等分に３箇所設けられた直進キー１１０ａが設けられている。一方で直進筒１４０には直進溝１４０ａが同じく１２０°等分に３箇所設けられている。そして直進キー１１０ａが直進溝１４０ａに嵌合している。
【００３６】
２群レンズ保持部材１２０には先端にフォロアピン１２０ａが形成された腕部１２０ｂが１２０°等分に３箇所設けられている。また、直進筒１４０には直進溝１４０ａが同じく１２０°等分に３箇所設けられている。そしてフォロアピン１２０ａが直進溝１４０ａに嵌合している。
【００３７】
１群レンズ保持部材１１０のフォロアピン１１２と２群レンズ保持部材１２０のフォロアピン１２０ａはそれぞれ、カム溝１３０ａ、１３０ｂと嵌合している。
【００３８】
また、直進筒１４０は直進キー１４０ｃ、１４０ｄ、１４０ｅ、１４０ｆと固定筒１５０に設けられた直進溝１５０ｃ、１５０ｄ、１５０ｅ、１５０ｆの嵌合によって直進規制されている。
【００３９】
この機構によって、電源がＯＮされると、ズームモータ１７０への通電が開始されてギア列１６０が回転し、ギア列１６０に噛み合うカム筒１３０も回転する。カム筒１３０のフォロアピン１３０ｃは固定筒１５０のカム溝１５０ａと嵌合しているため、カム筒１３０は回転しながらカム溝１５０ａに沿って光軸Ａ方向の被写体側に移動する。
【００４０】
そして、カム筒１３０が回転しながらカム溝１５０ａに沿って光軸Ａ方向の被写体側に移動すると、直進筒１４０もカム筒１３０と一体となって光軸Ａ方向に直進移動する。同時に１群レンズ保持部材１１０および２群レンズ保持部材１２０はカム溝１３０ａ、１３０ｂに沿って光軸Ａ方向に直進移動する。
【００４１】
次に図９と図１０を用いて光学系の動きを説明する。
【００４２】
カメラの電源がＯＦＦからＯＮになると前群１００の各レンズ群が沈胴状態（図９）から広角側へと移り、前群１００が光軸Ａ方向の被写体側に移動される。その際に、カム筒１３０の光軸Ａ方向の被写体側への繰り出しによってプリズム保持部材２３０が進入出来るスペースが空く。
【００４３】
次にプリズムモータ２２２に通電が開始され、プリズムギア列２２１が回転し、プリズムギア列２２１と噛み合うプリズム保持部材２３０が、光軸Ｂ方向の被写体側（プリズム２３１のある側もしくは撮像面から遠ざかる側）に向かって移動する。
【００４４】
同時に４群モータ２５３と６群モータ２７３にも通電が開始され、それぞれラック部材２５２、２７２を介して４群レンズ保持部材２５０、６群レンズ保持部材２７０に駆動力が伝えられる。そして４群レンズ保持部材２５０および６群レンズ保持部材２７０は、光軸Ｂ方向の被写体側に向かって移動する。
【００４５】
５群レンズ保持部材２６０は、付勢バネ２６３によって４群レンズ保持部材２５０に光軸Ｂ方向の被写体側に付勢されている。このため、４群レンズ保持部材２５０が移動されると同時に一体となって移動され、ベース部材２１０に突き当たって停止する。逆にデジタルカメラの電源がＯＦＦされ、沈胴位置（ＳＩＮＫ）まで移動するときは、４群レンズ保持部材２５０によって押されながら光軸Ｂ方向の撮像面側へと移動する。
【００４６】
図５、図１０のように、プリズム保持部材２３０とシャッタ部材２４０、４群レンズ保持部材２５０は撮影状態時に、カム筒１３０の光軸Ａ方向の被写体側への繰り出しによってできたスペースへ進入してくる。そのため、固定筒１５０には側面に切り欠き部１５０ｂを設けている。この時、２群レンズ保持部材１２０とカム筒１３０、直進筒１４０は撮影状態時には、プリズム保持部材２３０とシャッタ部材２４０、４群レンズ保持部材２５０とは常に干渉しない高さまで移動しているため、切り欠き等を設ける必要はない。
【００４７】
以上の動作によって、後群２００のレンズ群間隔が変化し、上述した前群１００のレンズ群変化と組み合わせることによって高にズーム倍率を達成している。
【００４８】
次に、直進筒１４０と固定筒１５０の直進規制部について説明する。
【００４９】
図８のように、固定筒１５０の３本のカム溝１５０ａは切り欠き部１５０ｂとギア列１６０保持部１５０ｇを避けた位置に不等分に配置されている。また、それに合わせて直進筒１４０の直進キー１４０ｃから１４０ｆと嵌合する直進溝は１５０ｃから１５０ｆの４箇所が略十字状に配置されている。直進溝１５０ｃ、１５０ｄと直進キー１４０ｃ、１４０ｄは沈胴位置（ＳＩＮＫ）から望遠位置（ＴＥＬＥ）の全領域で嵌合している。一方で直進溝１５０ｅ、１５０ｆと直進キー１４０ｅ、１４０ｆは少なくとも広角位置（ＷＩＤＥ）から望遠位置（ＴＥＬＥ）までの撮影状態時には嵌合している。
【００５０】
理想的には、沈胴位置（ＳＩＮＫ）から望遠位置（ＴＥＬＥ）の全領域で直進規制部が嵌合するように、直進キーを３つ１２０°等分となるように配置したいが、固定筒１５０には切り欠き部１５０ｂがある。そのため、固定筒１５０の切り欠き部１５０ｂを避けた位置に直進溝を３本配置しようとすると、１５０ｃ、１５０ｄ、１５０ｅのような配置となる。
【００５１】
このような配置では、直進溝１５０ｄ周りの回転（図７矢印方向）が、直進溝１５０ｃ、１５０ｅでは規制することができず、直進筒１４０が固定筒１５０に対して直進キーと直進溝の嵌合ガタ分だけ回転してしまう。したがって、直進筒１４０によって直進規制された１群レンズ保持部材１１０と２群レンズ保持部材１２０も回転してしまうことになり、結果として像揺れが生じる可能性がある。
【００５２】
そこで、固定筒１５０の切り欠き部１５０ｂがある位相に直進溝１５０ｆを追加する。直進溝１５０ｆはＷｉｄｅからＴｅｌｅの撮影状態時にのみ直進キー１４０ｆと嵌合しているが、撮影時に使用する領域は直進溝１５０ｄ周りの回転を確実に規制することができ、像揺れを防止することができる。
【００５３】
さらに、直進溝１５０ｅと１５０ｆは回転駆動力伝達部としてのギア列１６０の近傍に配置されているため、ズーム動作方向の切り換えによって起こる像揺れを防止する効果を得られる高い。
【００５４】
また図７のように、直進キー１４０ｆを避けて、プリズム保持部材２３０には回避部２３０ｂが設けられている。これによって直進規制部を追加することによってレンズ鏡筒１０の大型化することはない。
【００５５】
以上により、薄型化とズーム倍率の向上を両立させながらも、像揺れを生じさせない撮像装置を提供することができる。なお、本発明は上記実施形態に例示したものに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。
【符号の説明】
【００５６】
１１０ １群レンズ保持部材
１２０ ２群レンズ保持部材
１３０ カム筒
１４０ 直進筒
１５０ 固定筒
１６０ ギア列
１７０ ズームモータ
２１０ ベース部材
２２１ プリズムギア列
２２２ プリズムモータ
２３０ プリズム保持部材
２４０ シャッタ部材
２５０ ４群レンズ保持部材
２６０ ５群レンズ保持部材
２７０ ６群レンズ保持部材
２８０ 撮像素子
２９１、２９２ ガイドバー
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つのレンズ群を第１の光軸方向に移動させるカム溝を有したカム筒と、
前記レンズ群を前記第１の光軸方向に直進規制し、前記カム筒に対して回転可能に保持する直進筒と、
前記カム筒を前記第１の光軸方向に移動させ、前記直進筒と嵌合する直進規制部を有する固定筒と、
を第１の光軸方向に沿った前記少なくとも１つのレンズ群に入射した光線を、前記第１の光軸と平行でない第２の光軸方向に反射させ、前記第２の光軸方向に移動する光学素子とを備えたレンズ鏡筒であって、
前記固定筒は前記光学素子を避けるように切り欠き部が設けられ、
前記固定筒の直進溝の少なくとも一つが前記切り欠き部のある位相に設けられ、少なくとも撮影状態時には前記直進筒と嵌合することを特徴とするレンズ鏡筒。
【請求項２】
前記固定筒の直進溝の少なくとも１つは前記カム筒を回転駆動させる回転駆動力伝達部の近傍に配置されてい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】
前記光学素子を保持する光学素子保持部材を更に有し、
前記光学素子保持部材は、前記直進筒を避ける回避部を設けたことを特徴とする請求項１または２に記載のレンズ鏡筒。
【請求項４】
請求項１ないし３のレンズ鏡筒を備えた撮像装置。
【請求項１】
少なくとも１つのレンズ群を第１の光軸方向に移動させるカム溝を有したカム筒と、
前記レンズ群を前記第１の光軸方向に直進規制し、前記カム筒に対して回転可能に保持する直進筒と、
前記カム筒を前記第１の光軸方向に移動させ、前記直進筒と嵌合する直進規制部を有する固定筒と、
を第１の光軸方向に沿った前記少なくとも１つのレンズ群に入射した光線を、前記第１の光軸と平行でない第２の光軸方向に反射させ、前記第２の光軸方向に移動する光学素子とを備えたレンズ鏡筒であって、
前記固定筒は前記光学素子を避けるように切り欠き部が設けられ、
前記固定筒の直進溝の少なくとも一つが前記切り欠き部のある位相に設けられ、少なくとも撮影状態時には前記直進筒と嵌合することを特徴とするレンズ鏡筒。
【請求項２】
前記固定筒の直進溝の少なくとも１つは前記カム筒を回転駆動させる回転駆動力伝達部の近傍に配置されてい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】
前記光学素子を保持する光学素子保持部材を更に有し、
前記光学素子保持部材は、前記直進筒を避ける回避部を設けたことを特徴とする請求項１または２に記載のレンズ鏡筒。
【請求項４】
請求項１ないし３のレンズ鏡筒を備えた撮像装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１３−１０５０９０（Ｐ２０１３−１０５０９０Ａ）
【公開日】平成２５年５月３０日（２０１３．５．３０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２４９８８６（Ｐ２０１１−２４９８８６）
【出願日】平成２３年１１月１５日（２０１１．１１．１５）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月３０日（２０１３．５．３０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１１月１５日（２０１１．１１．１５）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
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