JP2013145272A - レンズ鏡筒 - Google Patents

Abstract

【課題】直径方向の小型化を維持しつつ、光軸方向の小型化を実現可能なレンズ鏡筒を提供することを目的とする。
【解決手段】レンズ鏡筒１００は、光学系Ｏと、光学系Ｏに含まれる少なくとも１枚のレンズを有する第１レンズ群Ｇ１と、第１レンズ群Ｇ１を保護するための開閉するバリア羽根１３４Ｂを有するバリアユニット１３４と、第１レンズ群Ｇ１を保持する１群枠１０１と、１群枠１０１の内側設けられたカム枠１０３と、を備え、１群枠１０１は、内周面に、第２前方カム溝１３８Ａを有し、カム枠１０３は、光軸方向で被写体側に突出する突起部１１７Ａを有し、突起部１１７Ａは、第２前方カム溝１３８Ａと係合する第２前方カムピン１２２Ａを有し、バリアユニット１３４は、突起部１１７Ａを収納する少なくとも１つの切り欠き部１５４を有し、沈胴状態において、突起部１１７Ａは、バリア羽根１３４Ｂの撮像素子側の端より、光軸方向で被写体側に配置される。
【選択図】図５

Description

ここに開示された技術は、光学系を保持するレンズ鏡筒に関する。特に、筒の繰り出し
に用いる構造に関する。

焦点距離を変更可能な光学系を保持するレンズ鏡筒が知られている。特許文献１に開示された撮影鏡筒は、カム溝が形成された第１移動カム環と、カム溝に係合するフォロアピンを有し、第１レンズ群を保持する１群鏡筒とにより、第１レンズ群を第１移動カム環に対して光軸方向に移動する。

特開２００７−２１９３０４号公報

特許文献１に開示された１群鏡筒のように、レンズを保持する筒は、レンズを保持するための強度が必要である。そのため、レンズを保持する筒は、ある程度の厚みが必要である。レンズを保持する筒において、ある程度の厚みを維持しつつ、その一部を駆動機構等に利用すれば、直径方向の小型化を維持しつつ、駆動機構の設計自由度を高めることができる。しかし、そのような提案はいまだなされていない。

そこで、ここに開示された技術は、直径方向の小型化を維持しつつ、光軸方向の小型化を実現可能なレンズ鏡筒を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、ここに開示された技術にかかるレンズ鏡筒１００は、被写体の光学像を形成する光学系と、光学系に含まれる少なくとも１枚のレンズと、レンズを保護するための開閉するバリア羽根を有するバリアユニットと、レンズを保持する第１の筒と、第１の筒の内側または外側に設けられ第２の筒と、を備える。第１の筒は、第２の筒が設けられた方の側面に、第１のカム溝を有する。第２の筒は、光軸方向で被写体側に突出する突起部を有する。突起部は、第１のカム溝と係合する第１のカムフォロアを有する。バリアユニットは、突起部を収納する少なくとも１つの収納部を有する。第１の筒が最も撮像素子側に配置された状態において、突起部は、バリア羽根の撮像素子側の端より、光軸方向で被写体側に配置される。

ここに開示された技術によれば、直径方向の小型化を維持しつつ、光軸方向の小型化を実現可能なレンズ鏡筒を提供することを目的とする。

レンズ鏡筒１００を備えたデジタルカメラ１の斜視図 レンズ鏡筒１００の沈胴時の斜視図 レンズ鏡筒１００の撮影時の斜視図 レンズ鏡筒１００の分解斜視図 （Ａ）レンズ鏡筒１００の沈胴時の断面図、（Ｂ）レンズ鏡筒１００の沈胴時の他の断面図 （Ａ）レンズ鏡筒１００の広角端での断面図、（Ｂ）レンズ鏡筒１００の広角端での他の断面図 （Ａ）レンズ鏡筒１００の望遠端での断面図、（Ｂ）レンズ鏡筒１００の望遠端での他の断面図 カム枠１０３の斜視図 １群枠１０１の斜視図 第２カム溝１３８と第３カム溝１２３の沈胴時の展開図 第２カム溝１３８と第３カム溝１２３の広角端での展開図 第２カム溝１３８と第３カム溝１２３の望遠端での展開図 バリアカムリング１３４Ａの斜視図 バリア羽根１３４Ｂが閉状態の構成を説明するための斜視図 バリア羽根１３４Ｂが開状態の構成を説明するための斜視図

以下、図面を参照して、実施形態について説明する。なお、説明の便宜上、デジタルカメラ１の被写体側を前方又は正面側、撮影者側を後方又は背面側、デジタルカメラ１の横撮り姿勢における鉛直上側を上側、デジタルカメラ１の横撮り姿勢における鉛直下側を下側、被写体側から見て右側を右側、被写体側から見て左側を左側と定義する。横撮り姿勢とは、ＣＣＤ１１０の長辺方向が水平方向と平行になり、ＣＣＤ１１０の短辺方向が鉛直方向と平行になる姿勢である。

＜デジタルカメラの構成＞
図１に示すように、デジタルカメラ１は、レンズ鏡筒１００を備える。デジタルカメラ１は、電源スイッチ１０により電源が投入されると、レンズ鏡筒１００が繰り出され、撮影が可能になる。

なお図１にはデジタルカメラ１が示されているが、これは撮像装置の一例である。デジタルカメラではなく、フィルムカメラであってもよいし、また、レンズ鏡筒１００を取り外して交換することが可能なカメラであってもよい。さらに、スティルカメラではなく、動画を撮影可能なカムコーダであってもよい。

＜レンズ鏡筒の全体構成＞
レンズ鏡筒１００は、デジタルカメラ１の電源がＯＦＦのとき、図２に示すように、沈胴状態である。沈胴状態のとき、レンズ鏡筒１００の複数の枠が繰り込まれ、光軸ＡＸ方向のサイズが小さくなっている。レンズ鏡筒１００は、デジタルカメラ１の電源がＯＮのとき、図３に示すように、撮影可能な状態である。撮影可能状態のとき、レンズ鏡筒１００の複数の枠が繰り出され、光軸ＡＸ方向のサイズが大きくなっている。

図４から図７に示すように、レンズ鏡筒１００は、光学系Ｏと、レンズ駆動機構とを備える。レンズ鏡筒１００には、さらに、ＣＣＤ１１０が固定されている。

光学系Ｏは、被写体の光学像をＣＣＤ１１０の受光面上に形成する。光学系Ｏは、第１レンズ群Ｇ１と、第２レンズ群Ｇ２と、第３レンズ群Ｇ３とを有する。第１レンズ群Ｇ１は、第１レンズＬ１と第２レンズＬ２とからなる。第２レンズ群Ｇ２は、第３レンズＬ３と、第４レンズＬ４と、第５レンズＬ５と、第６レンズＬ６とからなる。第３レンズ群Ｇ３は、第７レンズＬ７からなる。レンズ鏡筒１００は、第１レンズ群Ｇ１と、第２レンズ群Ｇ２と、第３レンズ群Ｇ３とをそれぞれ光軸ＡＸ方向に移動し、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との間隔、および、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との間隔を変化させて、光学系Ｏの焦点距離を変更する。焦点距離の変更は、ズーミングともいう。また、レンズ鏡筒１００は、第３レンズ群Ｇ３を光軸ＡＸ方向に移動し、光学系Ｏの焦点状態を変化させる。焦点状態の変化は、フォーカシングともいう。なお、光学系Ｏの各レンズの構成（枚数や形状）は、他の構成であってもよい。

ＣＣＤ１１０は、被写体の光学像を受光し、電気的な画像信号に変換し、出力する。ＣＣＤ１１０は、撮像素子の一例である。撮像素子は、ＣＭＯＳイメージセンサーであってもよい。

第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３とは、レンズ駆動機構１１１によって駆動される。以下、レンズ駆動機構の詳細について、説明する。

＜レンズ駆動機構＞
レンズ駆動機構は、１群枠１０１と、１群直進枠１０２と、カム枠１０３と、２群直進枠１０４と、ブレ補正枠１０５と、シャッターユニット１０６と、固定枠１０７と、３群枠１０８と、マスターフランジ１０９とを備える。

１群枠１０１は、第１レンズ群Ｇ１を保持する。ブレ補正枠１０５は、第２レンズ群Ｇ２を保持する。３群枠１０８は、第３レンズ群Ｇ３を保持する。１群枠１０１とブレ補正枠１０５と３群枠１０８とは、固定枠１０７に対して、光軸方向に駆動される。

（固定枠１０７）
固定枠１０７の内面には、３本の第１カム溝１１２と、６本の第１直進案内溝１１３とが形成されている。固定枠１０７は、第１カム溝１１２を介して、カム枠１０３を支持する。また固定枠１０７は、第１直進案内溝１１３を介して、１群直進枠１０２を支持する。

固定枠１０７の外周部には、光軸と平行な回転軸を有する第１駆動ギア１１４が固定されている。固定枠１０７の外周部には、さらに、デジタルカメラ１の本体へ取り付けされる取付部１１５が形成されている。つまり、固定枠１０７は、デジタルカメラ１の本体に固定される。具体的には、たとえば、取付部１１５がネジ止めされる。

固定枠１０７には、マスターフランジ１０９が固定されている。具体的には、固定枠１０７にはビス止め用ボスが形成されている。マスターフランジ１０９は、固定枠１０７のビス止め用ボスとビスによって、固定枠１０７に固定されている。

固定枠１０７には、ズームモーターユニット１１６が固定されている。ズームモーターユニット１１６は、第１駆動ギア１１４を回転駆動する。

（カム枠１０３）
図８に示すように、カム枠１０３は、筒状の筒部１１７と、筒部１１７の後方の端部から外周側に形成された第１フランジ部１１８とを有する。

第１フランジ部１１８の外周部には、３つの第１カムピン１１９と、ギア部１２０と、第１バヨネット係合部１２１とが形成されている。図４から図７に示すように、第１カムピン１１９は、それぞれ、第１カム溝１１２のうちの１つと係合している。カム枠１０３は、第１カムピン１１９を介して、固定枠１０７に支持されている。ギア部１２０は、第１駆動ギア１１４とかみ合い、第１駆動ギア１１４によって回転される。つまり、カム枠１０３は、ギア部１２０と第１駆動ギア１１４とを介して、ズームモーターユニット１１６によって回転駆動される。

筒部１１７は、光軸方向で被写体側に突出する突起部１１７Ａを有する。筒部１１７の外面には、６個の第２カムピン１２２と、３本の第３カム溝１２３が形成されている。第２カムピン１２２は、２個ずつの組が３組あり、それぞれの組が光軸ＡＸ方向に距離を隔てて並んで配置されている。１組を構成する２個の第２カムピン１２２のうち光軸方向で被写体側の第２前方カムピン１２２Ａは、突起部１１７Ａの外周面に設けられている。第３カム溝１２３は、後方に連続した壁面１２４を有する。壁面１２４の前方は、一部の区間で開放されている。具体的には、第３カム溝１２３は、壁面１２４の前方に別の壁面が存在する第１区間１２３Ａと、壁面１２４の前方が開放された第２区間１２３Ｂとを有する。なお、他の実施形態としては、壁面１２４の前方が全区間で開放されているものが考えられる。

筒部１１７の内面には、６本の第４カム溝１２５と、第２バヨネット係合部１２６が形成されている。

（１群直進枠１０２）
図４から図７に示すように、１群直進枠１０２は、筒状の形状である。１群直進枠１０２の外面には、外側に突出した６個の第１直進案内凸部１２７が形成されている。第１直進案内凸部１２７は、第１直進案内溝１１３と係合している。第１直進案内溝１１３は光軸ＡＸ方向に伸びた溝であり、第１直進案内凸部１２７を案内する。１群直進枠１０２は、第１直進案内凸部１２７と第１直進案内溝１１３とによって、固定枠１０７に支持され、固定枠１０７に対して光軸ＡＸ方向に移動可能であり、固定枠１０７に対して光軸ＡＸを中心とした回転方向に回転するのが規制される。

１群直進枠１０２の内面には、６本の第２直進案内溝１２８と、第３バヨネット係合部１２９とが形成されている。第２直進案内溝１２８は、光軸ＡＸ方向に伸びた溝である。第３バヨネット係合部１２９は、円周方向に伸びた溝である。第３バヨネット係合部１２９は第１バヨネット係合部１２１と係合している。第３バヨネット係合部１２９と第１バヨネット係合部１２１との係合によって、カム枠１０３に対して１群直進枠１０２が光軸ＡＸ方向に移動するのが規制され、１群直進枠１０２に対してカム枠１０３が回転可能である。

（２群直進枠１０４）
図４から図７に示すように、２群直進枠１０４は、第２フランジ部１３０と２本の腕部１３１を有する。腕部１３１は、第２フランジ部１３０の内周側から、光軸ＡＸと平行に、前方へ伸びている。

第２フランジ部１３０の外周には、外側に突出した３個の第２直進案内凸部１３２と、円周方向に伸びた形状の第４バヨネット係合部１３３とが形成されている。第２直進案内凸部１３２は、それぞれ、第１直進案内溝１１３の１つと係合している。第２直進案内凸部１３２と第１直進案内溝１１３との係合により、２群直進枠１０４は、固定枠１０７に支持され、固定枠１０７に対して光軸ＡＸ方向に移動可能であり、固定枠１０７に対して光軸ＡＸを中心とした回転方向に回転するのが規制される。また、第４バヨネット係合部１３３は第２バヨネット係合部１２６と係合している。第４バヨネット係合部１３３と第２バヨネット係合部１２６との係合により、カム枠１０３に対して２群直進枠１０４が光軸ＡＸ方向に移動するのが規制され、２群直進枠１０４に対してカム枠１０３が回転可能である。

（１群枠１０１）
図４から図９に示すように、１群枠１０１は、第１レンズ群Ｇ１を支持する。また、１群枠１０１は、前方に、バリアカムリング１３４Ａを支持する。バリアカムリング１３４Ａは、開閉可能な２枚のバリア羽根１３４Ｂを有する。沈胴時には、バリア羽根１３４Ｂが閉じられ、バリア羽根１３４Ｂは第１レンズ群Ｇ１を保護し、また、光学系Ｏへの光の進入を遮る。撮影時には、バリア羽根１３４Ｂが開かれ、光学系Ｏに光が導かれる。

１群枠１０１の外周部には、外側に突出した６個の第３直進案内凸部１３６が形成されている。第３直進案内凸部１３６は、それぞれ、第２直進案内溝１２８の１つに係合している。第３直進案内凸部１３６と第２直進案内溝１２８の係合により、１群枠１０１は、１群直進枠１０２に支持され、１群直進枠１０２に対して光軸ＡＸ方向に移動可能であり、１群直進枠１０２に対して光軸ＡＸを中心とした回転方向に回転するのが規制される。

１群枠１０１の内周面には、内側に突出した３個の第３カムピン１３７と、６本の第２カム溝１３８とが形成されている。第２カム溝１３８には、それぞれ、第２カムピン１２２のうちの１つが係合する。第２カムピン１２２と第２カム溝１３８との係合によって、１群枠１０１はカム枠１０３に支持されている。また、第２カム溝１３８に沿って第２カムピン１２２が移動することにより、１群枠１０１はカム枠１０３に対して光軸ＡＸ方向に移動する。

第３カムピン１３７は、それぞれ、第３カム溝１２３のうちの１つと係合している。具体的には、第３カムピン１３７は第３カム溝１２３のうちの１つに挿入されている。第２カム溝１３８に沿って第２カムピン１２２が移動するときの第３カムピン１３７の移動軌跡に沿って、壁面１２４が形成されている。壁面１２４は、第３カムピン１３７の後方に、第３カムピン１３７とわずかに距離を隔てて形成されている。

また、１群枠１０１には、穴１５５が備えられている。レンズ鏡筒１００が沈胴するとき、カム枠１０３の突起部１１７Ａは、穴１５５内に挿通される。本実施の形態では、カム枠１０３の第２前方カムピン１２２Ａも、１群枠１０１の穴１５５内に挿通される。

（ブレ補正枠１０５）
図４から図７に示すように、ブレ補正枠１０５は、第２レンズ群Ｇ２を支持する。ブレ補正枠１０５は、シャッターユニット１０６に支持されている。ブレ補正枠１０５は、シャッターユニット１０６に対して光軸ＡＸと直交する面内で移動可能であり、シャッターユニット１０６に対して光軸ＡＸ方向への移動が規制されている。第２レンズ群Ｇ２は、光軸ＡＸと直交する面内で移動することにより、受光面上での光学像の位置を変更する。ブレ補正枠１０５は駆動手段によって駆動される。たとえば、ブレ補正枠１０５は、デジタルカメラ１のブレに起因して発生する光学像のブレを抑制するように駆動される。

（シャッターユニット１０６）
シャッターユニット１０６は、図示しないシャッターを内包している。シャッターが開放されているとき、シャッターユニット１０６は光を透過し、シャッターが閉じられているとき、シャッターユニット１０６は光を遮蔽する。シャッターユニット１０６は、光学系Ｏの光の透過および遮蔽を制御可能である。

シャッターユニット１０６の外周面には、６個の第４カムピン１３９と、２つの第３直進案内溝１４０とが形成されている。

第４カムピン１３９は、第４カム溝１２５と係合している。第４カムピン１３９と第４カム溝１２５との係合によって、シャッターユニット１０６はカム枠１０３に支持されている。また、第４カム溝１２５に沿って第４カムピン１３９が移動することにより、シャッターユニット１０６はカム枠１０３に対して光軸ＡＸ方向に移動する。

第３直進案内溝１４０には、腕部１３１が係合している。第３直進案内溝１４０と腕部１３１の係合により、シャッターユニット１０６は２群直進枠１０４に対して光軸ＡＸ方向に移動可能であり、２群直進枠１０４に対して光軸ＡＸを中心とした回転方向に回転するのが規制される。

（３群枠１０８）
図４から図７に示すように、３群枠１０８は、第３レンズ群Ｇ３を支持する。３群枠１０８は、直進ガイド部１４１と、回転防止部１４２と、ナット係合部１４３とを有する。直進ガイド部１４１には、第１ガイドポール１４４が挿入されている。第１ガイドポール１４４は、光軸ＡＸと平行な方向に伸びている。直進ガイド部１４１と第１ガイドポール１４４との係合によって、直進ガイド部１４１は光軸ＡＸ方向に移動可能であり、第１ガイドポール１４４と直交する移動が規制されている。

回転防止部１４２には、第２ガイドポール１４５が係合している。第２ガイドポール１４５は、光軸ＡＸと平行な方向に伸びている。回転防止部１４２と第２ガイドポール１４５との係合によって、３群枠１０８が第１ガイドポール１４４を中心として回転するのが規制される。

ナット係合部１４３には、フォーカスモーターユニット１４８のナット１４９が係合する。フォーカスモーターユニット１４８は、モーターと、モーターによって回転されるリードスクリューとを有する。リードスクリューは、光軸ＡＸ方向に伸びている。ナットは、リードスクリューと係合し、リードスクリューの回転によって光軸ＡＸ方向に駆動される。つまり、３群枠１０８は、フォーカスモーターユニット１４８によって、光軸ＡＸ方向に駆動される。

（マスターフランジ１０９）
マスターフランジ１０９には、第１ガイドポール１４４と第２ガイドポール１４５とが固定されている。つまり、マスターフランジ１０９は、第１ガイドポール１４４および第２ガイドポール１４５を介して、３群枠１０８を支持している。

また、マスターフランジ１０９には、ＣＣＤ取付板１４６を介して、ＣＣＤ１１０が後方から固定されている。ＣＣＤ１１０は、開口部１４７を通して前方に、受光面を向けている。

フォーカスモーターユニット１４８のモーターは、モーター取付板を介して、マスターフランジ１０９に固定されている。３群枠１０８は、フォーカスモーターユニット１４８によって、マスターフランジ１０９に対して光軸ＡＸ方向に駆動される。

＜レンズ鏡筒の動作＞
次に、レンズ鏡筒１００の動作を説明する。あわせて、さらに詳細な構成についても説明する。

カム枠１０３は、ズームモーターユニット１１６によって、固定枠１０７に対して回転する。カム枠１０３の第１カムピン１１９が固定枠１０７の第１カム溝１１２に沿って移動し、カム枠１０３は固定枠１０７に対して光軸ＡＸ方向に移動する。つまり、カム枠１０３は、回転可能、かつ、光軸ＡＸ方向に移動可能である。その際の、第３カムピン１３７の移動軌跡１３７Ｔ、第２前方カムピン１２２Ａの移動軌跡１２２ＡＴ、第２後方カムピン１２２Ｂの移動軌跡１２２ＢＴを図１０から図１２に図示している。

１群直進枠１０２の第３バヨネット係合部１２９とカム枠１０３の第１バヨネット係合部１２１との係合によって、１群直進枠１０２はカム枠１０３と一体となって光軸ＡＸ方向に移動する。このとき、１群直進枠１０２の第１直進案内凸部１２７が固定枠１０７の第１直進案内溝１１３に沿って移動するため、１群直進枠１０２は固定枠１０７に対して回転しない。つまり、１群直進枠１０２は、回転不能、かつ、光軸ＡＸ方向に移動可能である。

１群枠１０１の第３直進案内凸部１３６と１群直進枠１０２の第２直進案内溝１２８との係合によって、１群枠１０１は１群直進枠１０２に対して回転しない。つまり、１群枠１０１は回転不能である。そして、カム枠１０３が回転すると、カム枠１０３の第２カムピン１２２が１群枠１０１の第２カム溝１３８に沿って移動し、１群枠１０１がカム枠１０３に対して光軸ＡＸ方向に移動する。言い換えると、１群枠１０１は１群直進枠１０２に対して光軸ＡＸ方向に移動する。つまり、１群枠１０１は光軸ＡＸ方向に移動可能である。

２群直進枠１０４の第４バヨネット係合部１３３とカム枠１０３の第２バヨネット係合部１２６との係合によって、２群直進枠１０４はカム枠１０３と一体となって光軸ＡＸ方向に移動する。このとき、２群直進枠１０４の第２直進案内凸部１３２と固定枠１０７の第１直進案内溝１１３との係合によって、２群直進枠１０４は回転しない。

シャッターユニット１０６の第３直進案内溝１４０と２群直進枠１０４の腕部１３１との係合によって、シャッターユニット１０６は回転しない。カム枠１０３が回転すると、シャッターユニット１０６の第４カムピン１３９がカム枠１０３の第４カム溝１２５に沿って移動し、シャッターユニット１０６がカム枠１０３に対して光軸ＡＸ方向に移動する。ブレ補正枠１０５は、シャッターユニット１０６と一体となって光軸ＡＸ方向に移動する。

３群枠１０８は、フォーカスモーターユニット１４８によって、マスターフランジ１０９に対して光軸ＡＸ方向に移動する。

従って、沈胴状態から、カム枠１０３のギア部１２０に第１駆動ギア１１４を介してズームモーターユニット１１６の回転力が伝わると、カム枠１０３は光軸ＡＸ回りに回転し、又は、回転しながら前進する。カム枠１０３と１群直進枠１０２および２群直進枠１０４は、固定枠１０７に対して、光軸ＡＸ方向に一体的に移動する。その際、１群直進枠１０２および２群直進枠１０４は回転しない。そして、カム枠１０３の回転力によって、１群枠１０１およびシャッターユニット１０６が光軸ＡＸ方向に移動する。その際、１群枠１０１およびシャッターユニット１０６は回転しない。

＜１群枠１０１の駆動機構の特徴＞
１群枠１０１は、レンズを支持する枠である。レンズを支持する強度を保証するため、筒の厚みは一定以上必要である。１群枠１０１は、特に、第１レンズ群Ｇ１を支持している。第１レンズ群Ｇ１は光学系Ｏの中で最も被写体側に配置されるため、特に大きい。そのため、第１レンズ群Ｇ１を支持する枠は、特に、厚みが大きい必要がある。一方、１群枠１０１に第２カム溝１３８を設けても、強度の低下は小さい。１群枠１０１に第２カム溝１３８を形成することにより、１群枠１０１を大型化することなく、また、１群枠１０１の強度を維持しつつ、カム枠１０３に対する１群枠１０１の駆動機構を実現することができる。

カム枠１０３に対する１群枠１０１の移動は、第２カム溝１３８と第２カムピン１２２との係合によって行われる。そのため、他の実施形態としては、第３カムピン１３７と第３カム溝１２３がなくてもよい。そうすると、カム枠１０３に必要なカム溝は内面だけになり、カム枠１０３の設計自由度が高まる。たとえば、カム枠１０３の厚みを薄くすることができ、レンズ鏡筒１００の外径を小さくすることができる。

一方、本実施形態では、カム枠１０３の第３カム溝１２３と１群枠１０１の第３カムピン１３７が係合している。１群枠１０１が前方に繰り出された状態で１群枠１０１が前方から力を受けたとき、その力を第２カム溝１３８と第２カムピン１２２との接触によって受けるだけでなく、第３カム溝１２３と第３カムピン１３７との接触によって受けることができる。具体的には、壁面１２４と第３カムピン１３７が接触して力を受ける。そして、第２カム溝１３８と第２カムピン１２２にかかる力を低減することができる。

このように、たとえばデジタルカメラ１の落下によって１群枠１０１に衝撃が加わった際に破損しにくい構成となっている。また、第２カム溝１３８と第２カムピン１２２にかかる力を低減することができるため、第２カム溝１３８の幅と、第２カムピン１２２の第２カム溝１３８と係合する部分の幅を小さくすることができる。そのため、第２カム溝１３８の幅が小さいため、１群枠１０１の強度を高めることができる。さらに、第２カム溝１３８の幅が小さいため、１群枠１０１の光軸ＡＸ方向の移動量を確保しつつ、１群枠１０１の光軸ＡＸ方向の大きさを小さくすることができる。

第２カムピン１２２の第２カム溝１３８と係合する部分の幅の最大値は、第３カムピン１３７の第３カム溝１２３と係合する部分の幅の最大値と異なっている。そのため、設計自由度が高い。本実施形態では、第２カムピン１２２の第２カム溝１３８と係合する部分の幅の最大値は、第３カムピン１３７の第３カム溝１２３と係合する部分の幅の最大値よりも小さいが、大きくてもいい。本実施形態では、第２カムピン１２２の第２カム溝１３８と係合する部分の幅の最大値は、第３カムピン１３７の第３カム溝１２３と係合する部分の幅の最大値よりも小さいため、第２カム溝１３８を細くして１群枠１０１の強度を高くすることができるとともに、第３カムピン１３７を大きくして落下等の衝撃に対する強度を高くすることができる。

幅の狭い第２カムピン１２２は、第２カム溝１３８に接触しながら第２カム溝１３８に沿って移動する。カム枠１０３に対する１群枠１０１の位置は、第２カムピン１２２と第２カム溝１３８の係合によって決まる。第２カムピン１２２および第２カム溝１３８は、移動軌跡保証用のカム機構である。一方、幅の広い第３カムピン１３７は、第３カム溝１２３の壁面１２４とわずかに隙間を空けた状態で、壁面１２４に沿って移動する。１群枠１０１に前方から衝撃が加わると、第３カムピン１３７と壁面１２４とが接触する。第３カムピン１３７および第３カム溝１２３（壁面１２４）は、落下強度保証用のカム機構である。もちろん、第３カムピン１３７と壁面１２４とは接触していてもよい。しかし、第３カムピン１３７と壁面１２４との間に隙間を空けた方が、カム枠１０３に対する１群枠１０１の位置が第２カムピン１２２と第２カム溝１３８の形状精度だけで決定し、位置精度が高いため好ましい。さらに、移動軌跡保証用のカム機構である第２カムピン１２２および第２カム溝１３８の幅が小さいため、１群枠１０１の光軸ＡＸ方向の移動量を確保しつつ、１群枠１０１の光軸ＡＸ方向の大きさを小さくすることができる。

第３カム溝１２３は、後方にのみ壁面１２４が形成されており、前方には壁面が設けられていない区間を有する。具体的には、光学系Ｏの広角端から望遠端までの変化の際に第３カムピン１３７が移動する区間において、第３カム溝１２３の前方の壁面が形成されていない。これにより、第３カムピン１３７の幅を大きくすることができ、第３カムピン１３７の強度を高めることができる。よって、１群枠１０１への衝撃に対する強度を高めることができる。また、第３カム溝１２３の前方の壁面が形成されていないため、カム枠１０３の第３カム溝１２３、より具体的には壁面１２４の形状がアンダーカットになりにくく、金型でカム枠１０３を成型する際に容易である。そして、金型でカム枠１０３を成型する際に、壁面１２４の角度を光軸ＡＸと直交する角度に近づけることができ、衝撃によって第３カムピン１３７と壁面１２４が接触する際に第３カムピン１３７が脱落しにくくなり、衝撃に対する強度が高くなる。

カム枠１０３の外面の第２カムピン１２２は、光軸ＡＸ方向に同じ位置で、かつ、光軸ＡＸを中心に略１２０°ピッチで配列した３個の第２前方カムピン１２２Ａと、第２前方カムピン１２２Ａに対して光軸ＡＸ方向にずれた位置で、かつ、光軸ＡＸを中心に略１２０°ピッチで配列した３個の第２後方カムピン１２２Ｂから成る。１群枠１０１の内面の第２カム溝１３８は、光軸ＡＸ方向に同じ位置で、かつ、光軸ＡＸを中心に略１２０°ピッチで配列した３本の第２前方カム溝１３８Ａと、第２前方カム溝１３８Ａに対して光軸ＡＸ方向にずれた位置で、かつ、光軸ＡＸを中心に略１２０°ピッチで配列した第２後方カム溝１３８Ｂから成る。レンズ鏡筒１００が沈胴の時の１群枠１０１とカム枠１０３の位置（図１０に示す位置。以下、沈胴位置ともいう。）、光学系Ｏの焦点距離が広角端の時の１群枠１０１とカム枠１０３の位置（図１１に示す位置。以下、Ｗｉｄｅ位置ともいう）、光学系Ｏの焦点距離が標準の時の１群枠１０１とカム枠１０３の位置（以下、Ｎｏｒｍａｌ位置ともいう。）、光学系Ｏの焦点距離が望遠端の時の１群枠１０１とカム枠１０３の位置（図１２に示す位置。以下、Ｔｅｌｅ位置ともいう。）と変化する際の第２カムピン１２２と第２カム溝１３８の関係を説明する。

図１０から図１２に示すように、１群枠１０１に対してカム枠１０３が一方向に回転すると、第２前方カムピン１２２Ａは、沈胴位置（図１０）、Ｗｉｄｅ位置（図１１）、Ｎｏｒｍａｌ位置、Ｔｅｌｅ位置（図１２）の順に移動する。その際の、第３カムピン１３７の移動軌跡１３７Ｔ、第２前方カムピン１２２Ａの移動軌跡１２２ＡＴ、第２後方カムピン１２２Ｂの移動軌跡１２２ＢＴを図１０から図１２に図示している。その際、第２前方カムピン１２２Ａは、沈胴位置とＷｉｄｅ位置の間の位置（以下、第１位置ともいう）からＴｅｌｅ位置の区間で第２前方カム溝１３８Ａに係合する。沈胴位置から第１位置の区間では、第２前方カムピン１２２Ａは第２前方カム溝１３８Ａに接触していない。沈胴位置から第１位置の区間では、第２前方カム溝１３８Ａが形成されていない。一方、第２後方カムピン１２２Ｂは、沈胴位置から第１位置の区間で第２後方カム溝１３８Ｂに係合している。第１位置からＴｅｌｅ位置の区間では、第２後方カムピン１２２Ｂは第２後方カム溝１３８Ｂに接触していない。第１位置からＴｅｌｅ位置の区間の一部には、第２後方カム溝１３８Ｂが形成されていない。

第２カム溝１３８は第２カムピン１２２（１２２Ａまたは１２２Ｂ）が沈胴位置から望遠位置まで移動するすべての区間で単独で係合するようにしてもよいが、その場合は、第２カム溝１３８が光軸ＡＸ方向に大きくなる。一方、本実施形態のように沈胴位置から望遠位置に移動する間に第２カムピン１２２（１２２Ａまたは１２２Ｂ）と第２カム溝１３８（１３８Ａまたは１３８Ｂ）が係合する部分を乗り換える構成では、１群枠１０１を光軸ＡＸ方向に小さくしつつ、１群枠１０１のカム枠１０３に対する移動量を大きくすることができる。なお、第２前方カムピン１２２Ａおよび第２後方カムピン１２２Ｂを１群枠１０１に設け、第２前方カム溝１３８Ａおよび第２後方カム溝１３８Ｂをカム枠１０３に設ける構成でもよい。

＜バリア羽根１３４Ｂの駆動機構の特徴＞
図４から図７に示すように、バリア羽根１３４Ｂは、第１レンズ群Ｇ１を保護し、また光学系Ｏへの光の進入を遮る。また、撮影時には、バリア羽根１３４Ｂが開かれ、光学系Ｏに光が導かれる。バリア羽根１３４Ｂは、撮影時に光学系Ｏに光を導くために、有効光線外へ退避される。このため、退避されたバリア羽根１３４Ｂを収納するスペースが必要になり、レンズ鏡筒１００の外径サイズを大きくしてしまう可能性がある。これを避けるため、通常、バリア羽根１３４Ｂは２枚以上で構成されることが多いが、１枚で構成しても良い。

バリア羽根１３４Ｂの開閉は、バリアカムリング１３４Ａが回転することで行われる。図１３に示すように、バリアカムリング１３４Ａには、第２当接部１５３が備えられている。レンズ鏡筒１００が沈胴状態にあるとき、第２当接部１５３は、カム枠１０３に備えられた第１当接部１５２（図８）と接触し、カム枠１０３の停止位置に合わせて、停止状態となっている。バリア羽根１３４Ｂは、バリア羽根１３４Ｂに備えられた穴（図示なし）にバリアカムリング１３４Ａに備えられたボス（図示なし）が挿入されて支持される。またバリア羽根１３４Ｂとバリアカムリング１３４Ａは、第１バリアバネ１３５Ａが係合されており、バリアカムリング１３４Ａの回転運動とバリア羽根１３４Ｂの開閉が連動するように構成されている。

レンズ鏡筒１００が繰り出す際、カム枠１０３は、第１当接部１５２と第２当接部１５３が離れるように回転するとともに、第２カム溝１３８の軌跡に従い、カム枠１０３とバリアカムリング１３４Ａは光軸方向に離間する。これによってバリアカムリング１３４Ａは回転可能な状態になる。バリアカムリング１３４Ａには、第２バリアバネ１３５Ｂが備えられている。第２バリアバネ１３５Ｂは、バリアカムリング１３４Ａをバリア羽根１３４Ｂを開く方向に常に力が働くように係合されている。第２バリアバネ１３５Ｂの復元力により、バリアカムリング１３４Ａは、バリア羽根１３４Ｂが開く方向へ回転し、バリア羽根１３４Ｂを開く。

図９に示すように、１群枠１０１には、穴１５５が備えられている。図１３に示すように、バリアカムリング１３４Ａには、穴１５５に対向する位置に切り欠き部１５４が備えられている。図１４に示すように、レンズ鏡筒１００が沈胴するとき、カム枠１０３の突起部１１７Ａは、１群枠１０１の穴１５５を貫通し、１群枠１０１の穴１５５内に配置される。つまり、第２前方カムピン１２２Ａは、１群枠１０１の穴１５５を貫通し、１群枠１０１の穴１５５内に配置される。そして、突起部１１７Ａ及び第２前方カムピン１２２Ａは、バリアカムリング１３４Ａに備えられた切り欠き部１５４に停止する。また、突起部１１７Ａ及び第２前方カムピン１２２Ａはバリア羽根１３４Ｂが退避していない領域に停止する。これによって、レンズ鏡筒１００が沈胴状態のときに、突起部１１７Ａ及び第２前方カムピン１２２Ａは、バリアカムリング１３４Ａおよびバリア羽根１３４Ｂと光軸と垂直な方向の同一面、あるいはより前方側に構成することが可能である。レンズ鏡筒１００の沈胴時の断面図である図５（Ａ）のように、突起部１１７Ａ及び第２前方カムピン１２２Ａがバリアカムリング１３４Ａおよびバリア羽根１３４Ｂと光軸と垂直な方向の同一面、あるいはより前方側に構成することで、直径方向の小型化は維持しつつ、光軸方向の小型化も可能となる。

一方、図１５に示すように、レンズ鏡筒１００が繰り出すとき、カム枠１０３の突起部１１７Ａは、１群枠１０１の穴１５５から退避する。そして、突起部１１７Ａ及び第２前方カムピン１２２Ａが退避した領域、つまり、穴１５５および切り欠き部１５４がもうけられた領域の一部に、開いたバリア羽根１３４Ｂが停止する。そのため、撮影可能状態では、突起部１１７Ａ及び第２前方カムピン１２２Ａは、バリアカムリング１３４Ａおよびバリア羽根１３４Ｂより後方側（撮像素子側）に構成される。これによって、直径方向の小型化は維持しつつ、光軸方向の小型化も可能となる。

＜シャッターユニット１０６の駆動機構の特徴＞
シャッターユニット１０６の外面の第４カムピン１３９は、光軸ＡＸ方向に同じ位置で、かつ、光軸ＡＸを中心に略１２０°ピッチで配列した３個の第４前方カムピン１３９Ａと、第４前方カムピン１３９Ａに対して光軸ＡＸ方向にずれた位置で、かつ、光軸ＡＸを中心に略１２０°ピッチで配列した３個の第４後方カムピン１３９Ｂから成る。カム枠１０３の内面の第４カム溝１２５は、光軸ＡＸ方向に同じ位置で、かつ、光軸ＡＸを中心に略１２０°ピッチで配列した３本の第４前方カム溝１２５Ａと、第４前方カム溝１２５Ａに対して光軸ＡＸ方向にずれた位置で、かつ、光軸ＡＸを中心に略１２０°ピッチで配列した第４後方カム溝１２５Ｂから成る。

シャッターユニット１０６に対してカム枠１０３が一方向に回転すると、第４前方カムピン１３９Ａは、沈胴位置、Ｗｉｄｅ位置、Ｎｏｒｍａｌ位置、Ｔｅｌｅ位置の順に移動する。その際、第４前方カムピン１３９Ａは、沈胴位置からＷｉｄｅ位置を経由してＮｏｒｍａｌ位置の区間で第４前方カム溝１２５Ａに係合する。Ｎｏｒｍａｌ位置からＴｅｌｅ位置の区間では、第４前方カムピン１３９Ａは第４前方カム溝１２５Ａに接触していない。Ｎｏｒｍａｌ位置からＴｅｌｅ位置の区間の一部では、第４前方カム溝１２５Ａが形成されていない。一方、第４後方カムピン１３９Ｂは、Ｎｏｒｍａｌ位置からＴｅｌｅ位置の区間で第４後方カム溝１２５Ｂに係合している。沈胴位置からＮｏｒｍａｌ位置の区間では、第４後方カムピン１３９Ｂは第４後方カム溝１２５Ｂに接触していない。沈胴位置からＮｏｒｍａｌ位置の区間の一部では、第４後方カム溝１２５Ｂが形成されていない。

このような構成により、カム枠１０３を光軸ＡＸ方向に小さくしつつ、シャッターユニット１０６のカム枠１０３に対する光軸ＡＸ方向の移動量を大きくすることができる。

＜まとめ＞
本実施形態に係るレンズ鏡筒１００は、被写体の光学像を形成する光学系Ｏと、光学系Ｏに含まれる少なくとも１枚のレンズを有する第１レンズ群Ｇ１（レンズの一例）と、第１レンズ群Ｇ１を保護するための開閉するバリア羽根１３４Ｂを有するバリアユニット１３４と、第１レンズ群Ｇ１を保持する１群枠１０１（第１の筒の一例）と、１群枠１０１の内側設けられたカム枠１０３（第２の筒の一例）と、を備える。１群枠１０１は、内周面（カム枠１０３が設けられた方の側面）に、第２前方カム溝１３８Ａ（第１のカム溝の一例）を有する。カム枠１０３は、光軸方向で被写体側に突出する突起部１１７Ａを有する。突起部１１７Ａは、第２前方カム溝１３８Ａと係合する第２前方カムピン１２２Ａ（第１のカムフォロアの一例）を有する。バリアユニット１３４は、突起部１１７Ａを収納する少なくとも１つの切り欠き部１５４（収納部の一例）を有する。沈胴状態（１群枠１０１が最も撮像素子側に配置された状態）において、突起部１１７Ａは、バリア羽根１３４Ｂの撮像素子側の端より、光軸方向で被写体側に配置される。

これにより、レンズ鏡筒１００の直径方向の小型化が維持されつつ、光軸方向の小型化が実現可能である。

なお、本実施の形態では、カム枠１０３は、１群枠１０１の内側であるが、外側である構成であってもよい。その場合、他の構成も異なることはもちろんである。

＜他の実施形態＞
（Ａ）本実施形態では、第２バリアバネ１３５Ｂは引張りバネとしたが、バリアカムリング１３４Ａを回転方向に付勢できれば、ねじりコイルバネなどで構成しても良い。

（Ｂ）本実施形態では、第１バリアバネ１３５Ａはねじりコイルバネとしたが、バリアカムリング１３４Ａの回転運動を、バリア羽根１３４Ｂに連動できれば、引張りバネなどで構成しても良い。

（Ｃ）本実施形態では、第２カムピン１２２および第３カムピン１３７は、略円筒形状であった。第２カムピン１２２および第３カムピン１３７はカムフォロアの一例である。カムフォロアは、楕円形状やその他の形状であってもよい。カムフォロアは、樹脂による一体成型であってもよく、金属等の他の部材で構成されてもよい。また、カムフォロアは、軸とローラーとで構成されてもよい。

（Ｄ）本実施形態において、第２カム溝１３８は貫通溝ではなく、底を有している。しかし、第２カム溝１３８は貫通溝でもよい。しかし、底を有している方が、レンズを保持するための強度が得られるため、好ましい。

（Ｅ）第３カム溝１２３の内側には第４カム溝１２５が形成されないようにすると、カム枠１０３の厚みをさらに薄くすることができるため、好ましい。

（Ｆ）本実施形態では、バリアカムリング１３４Ａの沈胴時の回転は、第１当接部１５２と第２当接部１５３の接触回転によるが、カム枠１０３の第２カムピン１２２によってバリアカムリング１３４Ａを回転させても良い。

（Ｇ）本実施の形態では、第２カムピン１２２をカム枠１０３に、第２カム溝１３８を１群枠１０１に設けたが、これに限られない。つまり、カムピンを１群枠１０１に、カム溝をカム枠１０３に設ける構成にしてもよい。

（Ｈ）本実施の形態では、カム枠１０３には３組の第２カムピン１２２を設けたが、３つの第２カムピン１２２であってもよい。その場合、１群枠１０１には、３本の第２カム溝１３８を設ければよい。

（Ｉ）本実施の形態では、突起部１１７Ａが、バリア羽根１３４Ｂの撮像素子側の端より、光軸方向で被写体側に配置されており、さらに第２カムピン１２２もバリア羽根１３４Ｂと光軸方向でオーバーラップしている。突起部１１７Ａが光軸方向でバリア羽根１３４Ｂとオーバーラップすればよいが、第２カムピン１２２をオーバーラップさせることで、第２カムピン１２２のストロークを長くすることができるため、レンズ鏡筒１００をさらに小型化することができる。

ここに開示された技術は、たとえば、デジタルカメラ、カムコーダ、フィルムカメラ、携帯電話、プロジェクター等の投射光学系を有する機器等に用いられる、レンズ鏡筒として利用可能である。

１ デジタルカメラ
１００ レンズ鏡筒
Ｏ 光学系
ＡＸ 光軸
１０１ １群枠
１０２ １群直進枠
１０３ カム枠
１０４ ２群直進枠
１０５ ブレ補正枠
１０６ シャッターユニット
１０７ 固定枠
１０８ ３群枠
Ｇ１ 第１レンズ群
１１２ 第１カム溝
１１３ 第１直進案内溝
１１４ 第１駆動ギア
１１５ 取付部
１１６ ズームモーターユニット
１１７ 筒部
１１７Ａ 突起部
１１８ 第１フランジ部
１１９ 第１カムピン
１２０ ギア部
１２１ 第１バヨネット係合部
１２２Ａ 第２前方カムピン
１２２Ｂ 第２後方カムピン
１２２ 第２カムピン
１２３ 第３カム溝
１２４ 壁面
１２５Ａ 第４前方カム溝
１２５Ｂ 第４後方カム溝
１２５ 第４カム溝
１２６ 第２バヨネット係合部
１２７ 第１直進案内凸部
１２８ 第２直進案内溝
１２９ 第３バヨネット係合部
１３０ 第２フランジ部
１３１ 腕部
１３２ 第２直進案内凸部
１３３ 第４バヨネット係合部
１３４ バリアユニット
１３４Ａ バリアカムリング
１３４Ｂ バリア羽根
１３５Ａ 第１バリアバネ
１３５Ｂ 第２バリアバネ
１３６ 第３直進案内凸部
１３７ 第３カムピン
１３８Ａ 第２前方カム溝
１３８Ｂ 第２後方カム溝
１３８ 第２カム溝
１３９Ａ 第４前方カムピン
１３９Ｂ 第４後方カムピン
１３９ 第４カムピン
１４０ 第３直進案内溝
１４１ 直進ガイド部
１４２ 回転防止部
１４３ ナット係合部
１４４ 第１ガイドポール
１４５ 第２ガイドポール
１４６ ＣＣＤ取付板
１４７ 開口部
１４８ フォーカスモーターユニット
１４９ ナット
１５０ 化粧枠
１５２ 第１当接部
１５３ 第２当接部
１５４ 切り欠き部
１５５ 穴

Claims (2)

1. 被写体の光学像を形成する光学系と、
   前記光学系に含まれる少なくとも１枚のレンズと、
   前記レンズを保護するための開閉するバリア羽根を有するバリアユニットと、
   前記レンズを保持する第１の筒と、
   前記第１の筒の内側または外側に設けられた第２の筒と、を備え、
   前記第１の筒は、前記第２の筒が設けられた方の側面に、第１のカム溝を有し、
   前記第２の筒は、光軸方向で被写体側に突出する突起部を有し、
   前記突起部は、前記第１のカム溝と係合する第１のカムフォロアを有し、
   前記バリアユニットは、前記突起部を収納する少なくとも１つの収納部を有し、
   前記第１の筒が最も撮像素子側に配置された状態において、
   前記突起部は、前記バリア羽根の撮像素子側の端より、光軸方向で被写体側に配置される、
   レンズ鏡筒。
2. 被写体の光学像を形成する光学系と、
   前記光学系に含まれる少なくとも１枚のレンズと、
   前記レンズを保護するための開閉するバリア羽根を有するバリアユニットと、
   前記レンズを保持する第１の筒と、
   前記第１の筒の内側または外側に設けられた第２の筒と、を備え、
   前記第１の筒は、前記第２の筒が設けられた方の側面に、第１のカムフォロアを有し、
   前記第２の筒は、光軸方向で被写体側に突出する突起部を有し、
   前記突起部は、前記第１のカムフォロアと係合する第１のカム溝を有し、
   前記バリアユニットは、前記突起部を収納する少なくとも１つの収納部を有し、
   前記第１の筒が最も撮像素子側に配置された状態において、
   前記突起部は、前記バリア羽根の撮像素子側の端より、光軸方向で被写体側に配置される、
   レンズ鏡筒。