JP2015075660A - レンズ鏡筒および撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】レンズ保持部材を案内する２つの案内部の偏芯と傾きの調整精度を確保することが可能な沈胴可能なレンズ鏡筒および撮像装置を提供すること【解決手段】沈胴可能なレンズ鏡筒は、レンズ５を保持するレンズ枠４を案内する、第１メインバー６ｂと、第２メインバー６ａと、第１メインバーを備えた固定筒１と、第２メインバーを備え、光軸方向に移動可能な直進筒３と、光軸と直交する面内において第１メインバーに対する第２メインバーの偏芯を調整する板バネ２３ａと、光軸に直交する面内の複数個所で直進筒を固定筒に押圧することによって、第１メインバーに対する第２メインバーの光軸方向の傾きを調整する板バネ２３ｂ、２３ｃと、を有し、第２メインバーを第１メインバーよりも被写体側へ移動した後で、板バネ２３ａによる偏芯調整後に板バネ２３ｂ、ｃによる傾き調整を完了する。【選択図】図１０

Description

本発明は、レンズ鏡筒および撮像装置に関する。

沈胴型のレンズ鏡筒は、撮影時の光学性能を確保するために、鏡筒の傾きやズレを防止する必要がある。特許文献１は、光学素子を保持する保持部材を、ガイド軸に対して付勢手段によって一方向に押し付けることによって、光軸に直交する面内の偏芯、および光軸に対する傾きの両方の位置精度を確保する位置決め装置を提案している。

特開２０１０−２６６５８２号公報

しかしながら、特許文献１は、保持部材のガイド支受部を長くする必要があり、沈胴構造に適さず、ガイド支受部を短くすれば、偏芯と傾きの位置決め精度の少なくとも一方が低下するおそれがある。

本発明は、光学素子の保持部材を案内する２つの案内部の偏芯と傾きの調整精度を確保することが可能な沈胴可能なレンズ鏡筒および撮像装置を提供することを例示的な目的とする。

本発明のレンズ鏡筒は、沈胴可能なレンズ鏡筒であって、光学素子と、前記光学素子の光軸方向に移動可能に構成され、前記光学素子を保持する保持部材と、前記保持部材を案内する、第１案内部と、前記第１案内部に対して前記光学素子の光軸方向に移動可能に構成された第２案内部と、前記第１案内部を備えた固定部材と、前記第２案内部を備え、前記固定部材に対して前記光軸方向に移動可能な直進部材と、前記光学素子の光軸と直交する面内において前記第１案内部に対する前記第２案内部の偏芯を調整する偏芯調整手段と、前記光軸に直交する面内の複数個所で前記直進部材を前記固定部材に押圧することによって、前記第１案内部に対する前記第２案内部の前記光軸方向の傾きを調整する傾き調整手段と、を有し、前記第２案内部を前記第１案内部よりも被写体側へ移動した後で、前記偏芯調整手段による偏芯調整後に前記傾き調整手段による傾き調整を完了することを特徴とする。

本発明によれば、光学素子の保持部材を案内する２つの案内部の偏芯と傾きの調整精度を確保することが可能な沈胴可能なレンズ鏡筒および撮像装置を提供することができ、光学素子の所定の光学性能を確保することができる。

本実施形態のレンズ鏡筒の繰り出し状態の部分断面図である。 図１に示すレンズ鏡筒の部分透過正面図である。 図１に示すレンズ鏡筒の部分断面図である。 図１に示す固定筒とカム筒の展開図である。 図１に示す直進筒の直進キーを示す概略断面図である。 図３に示す楔部材の構成を示す図である。 図１に示すレンズ鏡筒の沈胴動作を説明する概略断面図である。 図１に示すレンズ鏡筒の沈胴時と繰り出し時における固定筒とカム筒の展開図である。 図１に示すレンズ鏡筒の沈胴動作を示すフローチャートである。 図１に示すレンズ鏡筒の繰り出し動作を示すフローチャートである。 本実施形態における付勢順序を説明するための図である。 本実施形態とは異なる付勢順序を説明するための図である。 図１１と図１２の効果を説明するためのグラフである。

以下、本実施形態のレンズ鏡筒について説明する。レンズ鏡筒は、被写体の光学像を形成する撮影光学系を収納し、デジタルビデオカメラなどの撮像装置に固定される。撮像装置は、撮影光学系が形成した光学像を光電変換する撮像素子を有する。

レンズ鏡筒は、固定筒１、カム環２、直進筒３、レンズ枠４、レンズ５、第１メインバー６ｂ、第２メインバー６ａ、サブバー６ｃ、送りねじ７、モータ８、その他の部材を有する。一点鎖線で示すＯＡはレンズ５の光軸である。

図１は、レンズ鏡筒のレンズ枠４の撮影光学系の光軸を含む概略断面図であり、直進筒３が繰り出した（突出した）状態を示している。直進筒３が繰り出した状態は、レンズ５の保持精度が高い状態での撮影が可能であり、この状態を、以下、「撮影状態」と呼ぶ場合もある。一方、直進筒３が引っ込んだ（退避した）状態は沈胴状態であり、非撮影状態であるかレンズ５の保持精度を必要としない撮影が可能な状態である。図１の左側が被写体側、右側が像面側であり、これは特に断らない限り他の断面図でも同様である。図１（ａ）は、レンズ枠４が繰り出した状態（被写体側に移動した状態）を示す図であり、図１（ｂ）は、レンズ枠４が退避した状態（像側に移動した状態）を示す図である。このように、本実施形態のレンズ鏡筒は沈胴可能であり、小型化によって携帯性を高めている。

固定筒１は固定部材であり、固定筒１にはカム環２が光軸周りに回転可能に設けられている。図３（ａ）は、撮影状態にあるレンズ鏡筒の光軸を含む部分断面図である。固定筒１は、第１メインバー（第１案内部、第１案内軸）６ｂ、光軸方向に延びる直進溝１１を有する。

第１メインバー６ｂは、ステンレス等からなる円柱形状を有し、光軸方向に延び、その両端が固定筒１によって保持されている。なお、本実施形態では、案内部として案内軸を用いているが、軸の代わりにキー構造（キーとキー溝）を使用するなどしてもよい。

後述するように、本実施形態では３つの直進溝１１が設けられ、それぞれに直進キー（直進部）３２が嵌合し、各直進キー３２は対応する直進溝１１に沿って移動する。一つの直進キー３２は偏芯調整手段として機能し、後述するように、直進キー（第１直進部）３２ａとして他の二つの直進キー（第２直進部）３２ｂ、３２ｃと区別される場合もある。そして、直進キー３２ａが嵌合する直進溝１１は第１溝、直進キー３２ｂ、３２ｃが嵌合する直進溝１１を第２溝として区別する場合もある。

カム環２は、略円筒形状を有し、カム溝２１を備え、不図示のモータ等により駆動力を受けて回転する。

直進筒３は、略円筒形状を有し、カム環２の内側に配置されている。直進筒３は直進部材であり、第２案内部（第２案内軸）としての第２メインバー６ａ、サブバー６ｃ、カム溝に沿って移動するカムフォロア３１を備えている。カム環２が固定筒１に対して回転すると、カムフォロア３１がカム溝２１に沿って移動し、直進筒３が固定筒１に対してレンズ５の光軸方向に移動する。

レンズ枠４は、撮影光学系の一部であるレンズ５を保持する保持部材であり、光軸方向に移動して、光線の結像状態を変えることができる。レンズ５は、光学素子の一例であるが、光学素子はレンズに限定されるものではない。

レンズ枠４は、撮影光学系の一部であるレンズ５を保持する保持部材であり、光軸方向に移動して、光線の結像状態を変えることができる。レンズ５は、光学素子の一例であるが、光学素子はレンズに限定されるものではない。

レンズ枠４は、略円筒穴形状の嵌合部９ａ、９ｂを有し、それぞれ第２メインバー６ａ、第１メインバー６ｂと嵌合している。第２メインバー６ａ、第１メインバー６ｂはレンズ枠４を案内する案内ユニットを構成している。嵌合部９ａ、９ｂは、第２メインバー６ａ、第１メインバー６ｂに対して摺動するために必要なガタを有して嵌合している。このため、レンズ枠４は光軸に対して、ガタ分の傾きが発生しうる。

嵌合部９ａ、９ｂは距離Ｌだけ離れ、第１被案内部である嵌合部９ａは第２被案内部である嵌合部９ｂよりも被写体側に配置されている。レンズ枠４は距離Ｌが大きいほど光軸に対するガタ分の傾きは小さくなる傾向にある。

図２は、レンズ鏡筒を被写体側から見た部分透過正面図である。嵌合部９ｃは、図２に示すように、正面からみるとＵ字形状を有し、サブバー６ｃと係合している。嵌合部９ｃは、レンズ枠４が嵌合部９ａ、９ｂを結ぶ軸を中心とする回転による傾きを抑制している。第２メインバー６ａと第１メインバー６ｂとの相対位置が変化することでもレンズ枠４は傾きを生じる。つまり、レンズ枠４の傾きを低減するためには第２メインバー６ａと第１メインバー６ｂとの相対位置が変化しないように保持することが重要である。

第２メインバー６ａ、サブバー６ｃは、それぞれステンレス等からなる円柱形状を有し、光軸と平行な方向に延出しており、その両端を直進筒３で保持されている。第１被案内部である嵌合部９ｂ、および第２被案内部である嵌合部９ａ，９ｃは、それぞれ第１メインバー６ｂ、第２メインバー６ａ、サブバー６ｃにより、光軸に沿って案内される。図２において、光軸と第１メインバー６ｂの中心を結ぶ径方向から第２メインバー６ａはずれた位置に配置され、径方向の大型化を防いでいる。

従来、光学素子の保持部材の移動を案内する案内軸として、１本の主軸（メインバー）と従軸（サブバー）を備えたレンズ鏡筒は沈胴型ではなかった。本実施形態では、この主軸を第１メインバー６ａ、第２メインバー６ｂの２つに分割し、沈胴可能にして非撮影時の撮影光学系の光軸方向において全長を短くして携帯性を高めている。

しかし、１本の主軸を２本に分割して相対的に移動可能に構成すると両者の間には若干の隙間（ガタ）が形成され、このままではレンズ枠４が移動する際に偏芯や倒れが発生し、レンズ５の光学性能を確保することができない。そこで、第２メインバー６ａを第１メインバー６ａに対して固定（ロック）および固定解除（アンロック）するロック手段を設け、ロック手段によってロックした後でレンズ枠４を繰り出すようにし、光学性能を確保している。

ロック手段は、偏芯調整手段と傾き調整手段を有する。偏芯調整手段は、レンズ５の光軸と直交する面内において第１メインバー６ｂに対する第２メインバー６ａの偏芯を調整する。傾き調整手段は、光軸に直交する面内の複数個所で（少なくとも２ヶ所、同一面内でなくてもよい）直進筒３を固定筒１に押圧することによって、第１メインバー６ｂに対する第２メインバー６ａの光軸方向の傾きを調整する。

特許文献１は、ガイドバーへレンズ枠を１カ所で押し付けることによって偏芯と傾きを調整し、レンズ枠がガイドバー上を移動後にガイドバー上でロックする。そして、ガイドバーが固定なので沈胴することができない。

これに対して、本実施形態の傾き調整手段は、固定筒１に対して直進筒３を光軸直交面内で押圧することによって傾きを調整し、光軸方向に長い部品が不要であるので沈胴することができる。なお、ここでは、直進筒３を固定筒１に面接触させているが、本実施形態は球形状の押し付け（点接触）等も含む趣旨である。

本実施形態では、偏芯調整手段が作用するときに、同時に、傾き調整手段の一部が作用する。また、最初に作用する傾き調整手段の力点位置が後から作用する傾き調整手段の力点位置よりも偏芯調整手段の力点位置に近い。これに鑑みて、偏芯調整手段による偏芯調整後に傾き調整手段による傾き調整を完了するようにしている。これにより、偏芯調整精度と傾き調整精度を確保した状態でレンズ枠４を移動してレンズ５によって光学像を形成し、像揺れを防止している。また、案内軸を使用することによってカムのみによってレンズを移動する機構よりも静音化を図ることができる。

次に、レンズ枠４を進退させる移動ユニットについて説明する。モータ８は、固定筒１に不動に固定され、送りねじ７はモータ８の出力軸に固定されている。ラック４１は、レンズ枠４に取り付けられ、光軸と平行な軸を中心に回転自在で、光軸方向にはレンズ枠４と相対移動しないように保持されている。ラック４１は、送りねじ７と係合し、送りねじ７の回転を光軸方向の進退へ変換する。その結果、モータ８の回転により、レンズ枠４を光軸方向に進退することができる。

図１（ａ）は、レンズ枠４が被写体に近い側に位置している。例えば、レンズ５をズーム用光学素子とすると、広角側という設定にすることができる。モータ８の回転により、図１（ｂ）に示すように、被写体から遠い側に移動して望遠状態とすることができる。例えば、モータ８にステッピングモータを使用すると、パルス数をカウントすることができるため、レンズ枠４の移動量を正確に把握することができる。また固定筒１に位置検出手段としてフォトインタラプタ１５を設置し、レンズ枠４に位置検出のための遮光壁４５を設置することで、固定筒１に対するレンズ枠４の絶対位置を校正することも可能である。

図３（ａ）に示すように、固定筒１は、カム環２が光軸方向に外れることを防止するためのバヨネット部１６を有する。カム環２は、不図示のストッパなどを用いて、固定筒１に対して所定の角度範囲で回転可能に設置されている。

カム環２には、内周部にカム溝２１が配置されており、カム溝２１はカムフォロア３１と係合している。カムフォロア３１は、直進筒３の外周に凸形状を有する。直進筒３は、直進キー３２を有し、固定筒１の直進溝１１と係合して光軸周りの回転を規制される。その結果、カム環２が回転すると、カム溝２１の軌跡に応じて、直進筒３が光軸方向に進退する。

撮影状態においては、カム環２と連動して光軸周りに回転移動する板バネ２３が撓み、押圧手段としての楔部材３６をカム環２の内周面近傍から光軸に垂直な平面において光軸中心へ向かって入力付勢力Ｆｉで付勢する。なお、板バネ２３の移動は回転に限定されない。楔部材３６は、偏芯調整手段、傾き調整手段を構成する。

入力付勢力Ｆｉは、直進筒３に設置された第３当接面３５、固定筒１に設置された第４当接面１７を通じて、それぞれ直進筒３、固定筒１を付勢する。第３当接面３５は、光軸と略直交する平面として鏡筒付勢力Ｆａを受ける。第４当接面１７は、第３当接面３５に対して、楔部材３６が板バネ２３により付勢される方向に向かうに連れて面間隔が狭くなるように設定され、Ｆｂを受ける。そのため、板バネ２３により付勢された楔部材３６は、楔の（増力）効果を有する。即ち、第３当接面３５、第４当接面１７を付勢する力を板バネ２３による入力付勢力Ｆｉより増幅することができる。例えば、第３当接面３５の鏡筒付勢力Ｆａは、楔の角度をθｗとすると、
Ｆａ＝Ｆｉ／ｔａｎ（θｗ）
という関係で表され、θｗ＜４５°であれば、Ｆａ＞Ｆｉの関係となり力が増幅される。楔部材３６の詳細は後述する。

図３において、第３当接面３５で付勢された直進筒３は、直進キー３２が第２当接面１２に突き当てられる。第２当接面１２は、直進溝１１に接続する、光軸に直交する面である。第２当接面１２のうち、直進キー３２ａと接触する第２当接面１２を第１面、直進キー３２ｂ、ｃと接触する第２当接面１２を第２面として区別される。本実施形態では、第２当節面１２は、被写体側の端面であるが、直進溝１１に固定されたブロックの面であってもよい。

第２当接面１２は、光軸周りに３カ所配置されている。つまり、第２当接面１２は、図１と図３を比較して、光軸上でみて、第２メインバー６ａの像面側端部近傍で、かつ第１メインバー６ｂの被写体側端部近傍に配置されている。直進キー３２が第２当接面１２に突き当てられると、固定筒１に対する直進筒３の傾きを調整することができる。固定筒１は第１メインバー６ｂを有し、直進筒３は第２メインバー６ａを有するため、第２メインバー６ａと第１メインバー６ｂの相対的な傾きも調整され、平行を保つことができる。この結果、撮影状態におけるレンズ枠４の保持精度を高められる。

図４は、固定筒１およびカム環２の円周方向を展開した図である。

固定筒１は、直進溝１１を３カ所有し、略１２０°等分で配置されている。各直進溝１１には、同じく３カ所の直進キー３２（これらを区別するために、図４は３２ａ〜３２ｃと示す）が挿入されている。これにより、直進筒３は、固定筒１に対して、光軸に対する偏芯をガタの範囲内に保ちながら進退する。また、傾き調整手段である板バネ２３（これらを区別するために、図４は２３ａ〜２３ｃと示す）の作用により、直進キー３２が第２当接面１２へ当接されて傾きを調整している。

カム溝２１は、略１２０°等分に配置され、本実施形態においては、カムフォロア３１が直進キー３２と同じ角度位置に設けられているが、異なる角度位置に設けられてもよい。カム溝２１とカムフォロア３１の干渉を避けるために、カム溝２１は逃げ部２１ｅを有する。言い換えれば、直進筒３の繰り出し位置におけるカム溝２１の幅は直進筒の沈胴位置におけるカム溝２１の幅よりも広い。カム溝２１の軌跡において、直進筒３の繰り出し途中においては、カム溝２１とカムフォロア３１のガタを小さく設定することで位置精度が高まる。一方、撮影状態においては、直進筒３と固定筒１の相対位置精度が重要となるため、カム溝２１とカムフォロア３１の干渉を避ける必要がある。ただし、カム溝２１とカムフォロア３１の関係が大きなガタを有する場合には、逃げ部２１ｅは設置しなくてよい場合もあり得る。

カム環２と連動して回転する板バネ２３も直進キー３２とほぼ同じ角度位置に３カ所設けられている。本実施形態においては、板バネ（第１付勢部材）２３ａと板バネ（第２付勢部材）２３ｂ、２３ｃは、カム環２の円周方向における幅が異なり、板バネ２３ａの円周方向の幅ｄ１は、板バネ２３ｂ、２３ｃの幅ｄ２、ｄ３よりも広い（ｄ１＞ｄ２≒ｄ３）。一方、３つの楔部材３６の形状は同一である。板バネ２３ａは、偏芯調整手段であり、傾き調整手段の一部でもある。板バネ２３ａは偏芯調整手段と傾き調整手段を兼ねているが、傾き調整が完了するのは板バネ２３ｂ、ｃによる調整が完了したときである。これにより、非撮影状態から撮影状態に移行する際に、板バネ２３ａは、板バネ２３ｂ、２３ｃより先に楔部材３６を付勢し始めることになる。付勢の順番については、後述する。

図３（ａ）は、板バネ２３ｂまたは２３ｃの位置での断面に相当する。板バネ２３ａの位置での断面に相当するのは図３（ｂ）である。図３（ｂ）においては、第３当接面３５が、直角三角形状の断面を有する分力ブロック３７に設けられている。分力ブロック３７が、その斜面において第５当接面３８で直進筒３へ当接している。分力ブロック３７は、直進溝１１に配置されて第３当接面３５を有し、第３当接面が受けた力を光軸に垂直な方向の力と光軸方向の力に分ける。図３は、楔部材３６が板バネ２３によって付勢されて固定筒１に接触する第１位置を示している。

このため、板バネ２３ａによる付勢力Ｆｉは、光軸と平行な力Ｆａと光軸と直交して光軸から離れる力Ｆｃという成分を有する。力Ｆｃは、直進筒３を固定筒１に対して光軸に対して直交する方向に偏芯させるように働く。

図５は、固定筒１と直進筒３の中でも直進溝１１と直進キー３２の関係部分を抜き出した光軸に直交する平面を被写体側から見た図である。図５に示すように、直進キー３２ａの位置で力Ｆｃが作用することで、直進キー３２ｂ、および直進キー３２ｃは、それぞれ第１当接面である壁（側壁）１１ｂ、１１ｃに押し付けられる（片寄する）。なお、偏芯調整を一つの部材の移動によって行っているが、複数の部材の移動によって行ってもよい。

この状態で、固定筒１に対して直進筒３がちょうど偏芯せずに中心に来るように壁１１ｂ、壁１１ｃを加工しておけば、力Ｆｃに作用により、固定筒１と直進筒３の相対的な偏芯を調整し、位置精度を高めることができる。ひいては、第１メインバー６ｂと第２メインバー６ａの間隔精度を高めることにつながる。つまり、偏芯調整手段である板バネ（第１付勢部材）２３ａの作用により、直進キー３２ｂ、３２ｃを、第１当接面である壁１１ｂ、１１ｃに接触させることで、偏芯位置を調整している。

以上、第１メインバー６ｂと第２メインバー６ａは、光軸と直交する偏芯方向精度、相対的な平行精度の双方の位置精度が向上し、レンズ枠４が移動しても高い光学精度が実現できる。

次に、図６を用いて、楔部材３６の詳細を説明する。

図６（ａ）は、楔部材３６の斜視図である。３６ａは、板バネ２３により付勢される突起部である。３６ｂは、第３当接面３５で直進筒３と当接する曲面である。３６ｃは、第４当接面１７で固定筒１と当接する曲面である。３６ｄは、回転軸であり、楔部材３６は回転軸３６ｄを介して直進筒３の周りを回転することが可能である。なお、楔部材３６に回転軸３６ｄを設ける代わりに、直進筒３にシャフトを設けて楔部材３６にそのシャフトが貫通する貫通孔を設けてもよい。回転軸３６ｄには、トーションバネ３７が取り付けられている。トーションバネ３７は、図３に示す第１位置から図７に示す第２位置に復帰させるための力を加える復帰手段として機能するが、復帰手段はトーションバネ３７に限定されない。

図６（ｂ）は、直進筒３と楔部材３６の平面図である。回転軸３６ｄは、直進筒３に設けられたラフガイド３９によりガタを有する状態で、光軸方向に大きく動くことができないように緩く拘束されている。これにより楔部材３６は、直進筒３と共に光軸方向に進退可能である。

図６（ｃ）は、直進筒３と楔部材３６の側面図である。楔部材３６には、トーションバネ３７により、回転軸３６ｄの周りに矢印方向に回転する力が働いている。この回転する力は、板バネ２３による付勢力Ｆｉと比べて十分に小さく設定されている。撮影状態においては、板バネ２３により付勢された楔部材３６は、鏡筒の内周側へ押し付けられる。逆に、板バネ２３による付勢が解除されると、トーションバネ３７に回転力により楔部材３６は、外周側へ回転する。

第４当接面１７と第２当接面１２の関係について説明する。撮影状態では、第４当接面１７は楔部材３６と当接している。図３に示すように、第４当接面１７は直進溝１１を一部切り欠いたような形状となっている。図６（ｂ）に示すように、直進溝１１の壁で挟まれた領域をＡと定義する。第４当接面１７は、領域Ａの外に、分割した状態で配置されている。これにより、直進筒３が進退する際に、領域Ａの範囲内にある直進キー３２が干渉せずに通過できる。一方、第２当接面１２は、図６（ｂ）に示すように、直進キー３２が固定筒１と当接する面であるため、直進溝１１の壁で挟まれた領域内に配置されている。したがって、第４当接面１７と第２当接面１２は、光軸方向からみて重ならずに配置されている。

次に、撮影状態から非撮影状態へ移行する際の沈胴動作について説明する。図９（ａ）は、撮影状態から非撮影状態へ移行する際のフローチャートであり、「Ｓ」はステップを表す。各ステップは、マイクロコンピュータなどから構成される不図示の制御手段に各ステップの機能を実現させるためのプログラムとして具現化が可能である。これは他のフローチャートにも当てはまる。

まず、Ｓ１０１で、レンズ枠４を退避する。直進筒３が移動して沈胴を実現する際に、レンズ枠４が被写体に近い側にあると直進筒３の移動を阻害するため、図１（ｂ）のように、直進筒３が移動する前にレンズ枠４を像面側に移動する。レンズ枠４が移動する際には、ロック手段により２つのメインバーがロックされているのでレンズ枠４はスムーズに移動することができる。

次に、Ｓ１０２では、カム環２の回転を開始し、Ｓ１０３では、カム環２の回転に連動して楔部材３６の付勢を解除する。楔部材３６への付勢解除の詳細は後述する。

図８は、カム環２の展開図である。図８（ａ）は撮影状態を示し、沈胴動作は、図８（ａ）から（ｄ）までの状態へ順次変化する。Ｓ１０３で楔部材３６の付勢が解除されると図８（ｃ）の状態になる。カムフォロア３１は、光軸方向には移動していない。楔部材３６は、トーションバネ３７により、回転軸３６ｄを略中心として、図６（ｃ）の矢印のように、鏡筒の外周側へ回動する。この結果、図７（ａ）の状態に至る。楔部材３６の突起部３６ａは、カム環２の逃げ溝２２の空間に入り込む。その結果、カム環２と楔部材３６は光軸方向からみて重なる。図７は、楔部材３６が板バネ２３によって付勢されず、固定筒１から離れた第２位置を示している。楔部材３６は、図３に示す第１位置と図７に示す第２位置の間を回転移動可能に構成されている。なお、移動は回転に限定されない。

Ｓ１０４では、カム環２が更に回転し、カムフォロア３１がカム溝２１に沿って移動し、直進筒３が像面側へ移動する。

Ｓ１０５では、直進筒３が所定位置まで移動して沈胴が完了し、図８（ｄ）に示す状態になる。直進筒３が所定位置まで移動したことを判断するには、例えば、カム環２を回転の駆動源として使用するモータの回転数をカウントして行うことも可能である。図７（ｂ）は、この沈胴状態を示している。

Ｓ１０６でカム環２の回転が停止し、沈胴動作が終了する。

図９（ｂ）を用いて、Ｓ１０３の楔部材３６への付勢解除の動作を詳細に説明する。

Ｓ１１１では、楔部材３６が３カ所あるうちの２ケ所の付勢が解除される。Ｓ１１１では、図８（ｂ）の状態に至り、板バネ（第２付勢部材）２３ｂ、２３ｃが楔部材３６を付勢しない状態へ変化している。しかし、板バネ２３ａは依然として楔部材３６を付勢している。前述の通り、楔部材３６が３カ所を光軸方向に付勢することで、固定筒１に対する直進筒３の傾きを調整していた。つまり、楔部材３６の２ケ所の付勢が解除されたことによって、傾きの調整が解除されている。

Ｓ１１２では、図８（ｃ）の状態になる。板バネ２３ａは、前述の通り楔部材３６を付勢することで、固定筒１と直進筒３の偏芯を調整している。つまり、板バネ２３ａの付勢が解除された図８（ｃ）の状態では、偏芯の調整が解除された状態に至っている。以上により、楔部材３６の付勢が解除される。

以上、繰り出し状態から沈胴状態への移行が完了し、鏡筒の光軸方向の全長が短縮される。

逆に、沈胴状態から繰り出し状態へ移行する流れについて説明する。図１０（ａ）は、沈胴状態から繰り出し状態に至る動作のフローチャートである。

Ｓ２０１で、カム環２の回転が開始される。この段階では、カム溝２１とカムフォロア３１は図８（ｄ）に示す関係にある。Ｓ２０２では、カム環２の回転に応答して、直進筒３が繰り出しを開始する。Ｓ２０３では、カム溝２１とカムフォロア３１は図８（ｃ）に示す関係になり、直進筒３が被写体側へ最も繰り出された状態に至る。Ｓ２０４では、後述するように、楔部材３６の付勢が作用し、これにより、固定筒１に対して直進筒３の偏芯と傾きが調整される。Ｓ２０５では、図８（ａ）に示す繰り出し状態となり、カム環２の回転が停止する。

以下、楔部材３６への付勢について、図１０（ｂ）を参照して説明する。

Ｓ２１１では、図８（ｂ）の状態となり、第１メインバー６ｂに対する第２メインバー６ａおよびサブバー６ｃの光軸と直交する面内における相対位置を調整する板バネ２３ａのみが楔部材３６を付勢している。この状態では、楔部材３６が付勢され、図３（ｂ）のように付勢力Ｆａ，Ｆｃが発生する。図５では、固定筒１に対して直進筒３は、直進キー３２ａ部のみが第２当接面１２に押圧されている。第２当接面１２は、直進キー３２ｂ、３２ｃ部は、まだ付勢力が発生せずに押圧されていない。そのため、固定筒１に対して直進筒３の傾きは調整されていない。一方、偏芯に関しては、Ｆｃにより、直進キー３２ｂ、３２ｃが壁１１ｂ、１１ｃに押圧されることで調整される。

Ｓ２１２では、図８（ａ）に示すように、第１メインバー６ｂに対する第２メインバー６ａおよびサブバー６ｃの光軸方向に対する傾きを調整する傾き調整手段である板バネ２３ａ、２３ｂ、２３ｃの全てが付勢している状態になる。つまり、直進キー３２ａ、３２ｂ、３２ｃが３カ所で第２当接面１２に押圧され、固定筒１に対して、直進筒３は傾きが調整されることになる。このように、第２案内部である第２メインバー６ａおよびサブバー６ｃが被写体側へ繰り出した後に、偏芯調整手段と傾き調整手段を兼ねる板バネ２３ａが作用し、その後、板バネ２３ｂ，２３ｃが傾き調整を完了する。

図１１は、図１０（ｂ）のＳ２１１が完了した段階における鏡筒の状態を示す図である。

図１１（ａ）は、直進キーの断面図である。壁１１ｂ、１１ｃに直進キー３２ｂ、３２ｃがガタなく押し付けられることで、固定筒１に対する直進筒３の光軸と直交する面内における偏芯が調整されている。

図１１（ｂ）は、図１１（ａ）におけるＢ−Ｂ断面図を示す。第２当接面１２に対して、直進キー３２ａはガタなく押し付けられているが、直進キー３２ｂ、３２ｃが第２当接面１２に押し付けられずガタが生じている。図１１（ｂ）において、直進キー３２ｃは不図示であるが、直進キー３２ｂと同様の状態にある。言い換えると、固定筒１に対して、直進筒３の光軸に対する傾きが生じていることを表している。

次に、生じている傾きを調整するため、図１１には不図示の板バネ２３ｂ、２３ｃが楔部材３６に作用し、直進キー３２ｂ、３２ｃが第２当接面１２へ押し付けられる。この動作は、楔部材３６により、直進キー３２ｂ、３２ｃの近傍を直接付勢することで、比較的容易に調整が実施可能である。

ここで、図１０（ｂ）において、Ｓ２１２の後にＳ２１１を実施することを検討する。図１２は、図１０（ｂ）のＳ２１１を実施せずに、Ｓ２１２が完了した状態を示す図である。

図１２（ａ）は、直進キーの断面図である。壁１１ｂ、１１ｃに対して、直進キー３２ｂ、３２ｃが押し付けられずガタを有し、固定筒１に対する直進筒３の光軸と直交する面内のおける偏芯が生じている。

図１２（ｂ）は、図１２（ａ）におけるＣ−Ｃ断面図を示す。第２当接面１２に対して、直進キー３２ｂ、３２ｃがガタなく押し付けられている。図１２（ｂ）において、直進キー３２ｃ不図示であるが、直進キー３２ｂと同様の状態にある。直進キー３２ａは、直進キー３２ｂ、３２ｃの２ケ所の押し付けられていうことにより、直進キー３２ａと第２当接面１２においても、ほとんどガタが生じない。つまり、固定筒１に対して、直進筒３の光軸に対する傾きが調整されていることを表している。

この次の段階において、偏芯を調整することになるが、図１２には不図示の板バネ２３ａが楔部材３６に作用し、分力ブロック３７を介して、光軸と直交する面内における偏芯を調整しようとする。しかし、直進キー３２ｂ、３２ｃの２ケ所は、既に第２当接面１２に押し付けられている。直進キー３２ａ近傍に設置されている分力ブロック３７で生じる押し付け力により、偏芯調整を作用させる力は働くが、直進キー３２ｂ、３２ｃ近傍で生じる２ケ所の摩擦力が偏芯調整を阻害する。つまり、傾き調整を先に実施して、その後に偏芯調整を実施することは困難を伴う。

図１３は、偏芯調整と傾き調整の順番により調整の残りの状態を示すグラフである。横軸は時間経過を表し、偏芯調整、傾き調整の実施タイミングを縦の破線で示している。本実施形態のように、偏芯調整を先に実施すると、図１３（ａ）に示すように、傾き調整を実施した後は、偏芯、傾き共にズレ量はほぼ０にすることができる。一方、傾き調整を先に実施すると、図１３（ｂ）に示すように、偏芯調整を実施した後に上述の通り、摩擦力により偏芯調整が阻害され、偏芯残りが発生する。

なお、この問題は、第２当接面１２と直進キー３２の間の摩擦力を低減したり、板バネ２３ａの弾性力を板バネ２３ｂ、ｃの弾性力の２倍以上にしたりすることによっても解決することができる。しかしながら、この場合は、第２当接面１２と直進キー３２の間の摩擦力を低減する表面処理や板バネ２３ａを板バネ２３ｂ、ｃとは別個に作成することが必要となり、製造が複雑になってコストアップになる。このため、本実施形態の構成が好ましい。

以上より、傾き調整を先に作用させ、その後に傾き調整を実施することによりも、偏芯調整を先に作用させ、その後に傾き調整を実施することによって、偏芯調整と傾き調整の精度を共に高めることができる。つまり、相対的に光軸方向に移動する複数のレンズを案内する案内部を持つレンズ鏡筒の撮影状態において、複数の案内部の相対的な偏芯と傾きの精度を維持することが可能となる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は本実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。

本発明のレンズ鏡筒は、レンズ一体型のカメラ（デジタルビデオカメラ）に適用することができる。

４…レンズ枠（保持部材）、５…レンズ（光学素子）、６ｂ…第１メインバー（第１案内部）、６ａ…第２メインバー（第２案内部）、２３ａ…板バネ（偏芯調整手段、傾き調整手段）、２３ｂ、２３ｃ…板バネ（傾き調整手段）、ＯＡ…光軸

Claims (14)

1. 沈胴可能なレンズ鏡筒であって、
   光学素子と、
   前記光学素子の光軸方向に移動可能に構成され、前記光学素子を保持する保持部材と、
   前記保持部材を案内する、第１案内部と、前記第１案内部に対して前記光学素子の光軸方向に移動可能に構成された第２案内部と、
   前記第１案内部を備えた固定部材と、
   前記第２案内部を備え、前記固定部材に対して前記光軸方向に移動可能な直進部材と、
   前記光学素子の光軸と直交する面内において前記第１案内部に対する前記第２案内部の偏芯を調整する偏芯調整手段と、
   前記光軸に直交する面内の複数個所で前記直進部材を前記固定部材に押圧することによって、前記第１案内部に対する前記第２案内部の前記光軸方向の傾きを調整する傾き調整手段と、
   を有し、
   前記第２案内部を前記第１案内部よりも被写体側へ移動した後で、前記偏芯調整手段による偏芯調整後に前記傾き調整手段による傾き調整を完了することを特徴とするレンズ鏡筒。
2. 前記偏芯調整手段が作用するときに、同時に、前記傾き調整手段の一部が作用することを特徴とする請求項１に記載のレンズ鏡筒。
3. 最初に作用する前記傾き調整手段の力点位置が後から作用する前記傾き調整手段の力点位置よりも前記偏芯調整手段の力点位置に近い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。
4. 前記第１案内部は前記光軸方向に延びている第１案内軸であり、前記第２案内部は前記光軸方向に延びている第２案内軸であることを特徴とする請求項１乃至３のうちいずれか１項に記載のレンズ鏡筒。
5. 前記保持部材は、前記第１案内部に案内される第１被案内部と、前記第２案内部に案内される第２被案内部と、を更に有することを特徴とする請求項１乃至４のうちいずれか１項に記載のレンズ鏡筒。
6. 前記光軸に直交する面において、前記光軸と前記第１案内部の中心を結ぶ方向から前記第２案内部はずれた位置に配置されていることを特徴とする請求項４または５に記載のレンズ鏡筒。
7. カムを備え、前記固定部材に前記光学素子の光軸周りに回転可能に設けられたカム環を更に有し、
   前記直進部材は、前記カムに沿って移動するカムフォロアを更に備え、
   前記カム環が前記固定部材に対して回転すると、前記カムフォロアが前記カムに沿って移動し、前記直進部材が前記固定部材に対して前記光軸方向に移動することを特徴とする請求項１乃至６のうちいずれか１項に記載のレンズ鏡筒。
8. 前記直進部材の繰り出し位置における前記カムの幅は前記直進部材の沈胴位置における前記カムの幅よりも広いことを特徴とする請求項７に記載のレンズ鏡筒。
9. 前記固定部材は、前記光軸方向に延びる第１溝と第２溝を更に備え、
   前記直進部材は、前記固定部材の前記第１溝に沿って移動する第１直進部と、前記第２溝に沿って移動する第２直進部と、を更に備え、
   前記偏芯調整手段は、前記第１直進部に前記光軸と直交する面において前記光軸から離れる方向に成分を有する力を加えることによって前記第２直進部を前記第２溝の側壁に片寄せすることを特徴とすることを特徴とする請求項１乃至８のうちいずれか１項に記載のレンズ鏡筒。
10. 前記固定部材は、前記光軸方向に延びる第１溝と第２溝を更に備え、
    前記直進部材は、前記固定部材の前記第１溝に沿って移動する第１直進部と、前記第２溝に沿って移動する第２直進部と、を更に備え、
    前記傾き調整手段は、前記第１直進部と前記第１溝に接続し、前記光軸に直交する第１面とを接触させ、前記第２直進部と前記第２溝に接続し、前記光軸に直交する第２面とを接触させることを特徴とすることを特徴とする請求項１乃至９のうちいずれか１項に記載のレンズ鏡筒。
11. 前記傾き調整手段は、前記第１直進部と前記第１溝に接続し、前記光軸に直交する第１面とを接触させ、前記第２直進部と前記第２溝に接続し、前記光軸に直交する第２面とを接触させ、
    前記レンズ鏡筒は、
    前記第１直進部に前記光軸から離れる方向と前記第１直進部を前記第１面に押圧するように付勢する第１付勢部材と、
    前記第２直進部を前記第２面に押圧するように付勢する第２付勢部材と、
    カム、前記第１付勢部材、前記第２付勢部材を備え、前記固定部材に前記光学素子の光軸周りに回転可能に設けられたカム環と、
    を更に有し、
    前記直進部材は、前記カムに沿って移動するカムフォロアを更に備え、
    前記第１付勢部材は前記偏芯調整手段と前記傾き調整手段として機能し、前記第２付勢部材は前記傾き調整手段として機能し、
    前記カム環が回転することによって、前記第２付勢部材が前記第２直進部を前記第２面に押圧する前に、前記第１付勢部材が前記第１直進部に前記光軸から離れる方向と前記第１直進部を前記第１面に押圧するように付勢を開始し、前記第１付勢部材が付勢している間に前記第２付勢部材が前記第２直進部を前記第２面に押圧することを特徴とする請求項９に記載のレンズ鏡筒。
12. 前記第１付勢部材と前記第２付勢部材はそれぞれ板バネであり、前記カム環の円周方向における前記第１付勢部材の幅よりも前記第２付勢部材の幅が広いことを特徴とする請求項１１に記載のレンズ鏡筒。
13. 前記第１溝に配置されて前記第１面を有し、前記第１面が受けた力を前記光軸に垂直な方向の力と前記光軸方向の力に分ける分力ブロックを更に有することを特徴とする請求項１１または１２に記載のレンズ鏡筒。
14. 請求項１乃至１３のうちいずれか１項に記載のレンズ鏡筒を有することを特徴とする撮像装置。