JP4497817B2

JP4497817B2 - 鏡筒機構およびカメラ

Info

Publication number: JP4497817B2
Application number: JP2003018148A
Authority: JP
Inventors: 一滋市野
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2003-01-28
Filing date: 2003-01-28
Publication date: 2010-07-07
Anticipated expiration: 2023-01-28
Also published as: CN1517737A; US20040150891A1; JP2004233381A; US6967784B2; CN1279381C

Description

【０００１】
【発明の属する利用分野】
本発明は、遮光や防塵機能を果たす蛇腹手段を有する、カメラ等に搭載される鏡筒機構およびカメラの改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
沈胴式のカメラ鏡筒やズーム式のカメラ鏡筒では、光軸方向に移動する各種光学ユニットやそれらを光軸方向に移動させる駆動機構の間から光が漏れたり、砂・埃が侵入したりするのを防ぐために、伸縮自在な蛇腹形状の遮光・防塵部材を光学ユニットや駆動機構の間に配置するものがあった。
【０００３】
その際、蛇腹部材の固定方法としては、特許文献１にあるように、蛇腹部材の前後端を各光学ユニットや駆動機構にそれぞれ固定させ、それら部材の光軸方向の相対移動に連動して、蛇腹部材は全長を変えながら移動するものが一般的であった。
【０００４】
また、特許文献２では、蛇腹部材の被写体側を鏡筒枠に固定しているが、もう一方の結像面側はレンズ保持枠のフランジ部に接触させているだけである。但し、この公知技術では蛇腹部材を弾力性のあるゴムで形成し、ゴムの弾性力を利用して、蛇腹ゴムを圧縮チャージして組み込む事によって、レンズ保持枠が鏡筒枠に対して光軸方向に移動しても、蛇腹ゴムが追従して伸び縮みするようにしてフランジ部との接触が離れないようにしている。
【０００５】
【特許文献１】
特開２０００−１４７３５２号公報
【特許文献２】
特開２０００−３４７０８５号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、近年の沈胴式カメラやズーム式カメラは小型化の傾向が著しく、カメラを構成する各部品は小型化、薄肉化が必須条件になってきている。その一方で、大きなズーム倍率を要求されるようになり、小さな部品を用いながらも、各種光学ユニットや、それらを光軸方向に移動させる駆動機構を、より大きく移動させる鏡筒構造が求められている。その様な鏡筒構造では、当然、部品どうしの相対移動量（間隔変化量）も大きくなる部品もある。
【０００７】
そして、上述の様に小型化が進むと、蛇腹部材にとっては、カメラ収納時に許容されるスペースが少なくなることから圧縮時の長さも小さくなる。すると、結果として伸張時の長さを余り長くとれなくなる。
【０００８】
したがって、蛇腹部材の両端を固定する上記特許文献１のような構成では、蛇腹部材を固定している光学ユニットや駆動機構の相対移動量の要求量を十分に満足させることができなくなってしまう。また、上記特許文献２のような構成では、蛇腹部材の一端が固定され、他方は接触しているだけなので相対移動量の制約を受けることはないが、蛇腹部材の自由長以上に部品どうしが離れると、蛇腹部材が遮光・防塵の機能を果たすことが出来なくなってしまう。
【０００９】
（発明の目的）本発明の目的は、遮光や防塵機能を損なうことなく蛇腹手段を小型にし、小型化を達成することのできる鏡筒機構を提供しようとするものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、第１の光学ユニットと該第１の光学ユニットとは異なる第２の光学ユニットとの間に配置され、前記第１及び前記第２の光学ユニットの光軸方向の相対移動に連動して伸縮する蛇腹手段を有し、前記蛇腹手段が、前記第１の光学ユニットに固定されるとともに前記第２の光学ユニットにより規制され、正面からみた前記第２の光学ユニットの内側の形状に合わせた形状であって、前記第２の光学ユニットにより規制される前記蛇腹手段が、該蛇腹手段と相対的に回転せずに光軸方向に移動する前記第２の光学ユニットに対してクリアランスを有して、光軸方向に移動可能であり、かつ、前記蛇腹手段が圧縮された場合と伸張された場合とで前記第２の光学ユニットの異なる規制部にて規制される鏡筒機構とするものである。
また、本発明は、上記鏡筒機構を具備したカメラとするものである。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図示の実施の形態に基づいて詳細に説明する。
【００１２】
図１乃至図４は本発明の実施の一形態に係る鏡筒機構の構成を示す図であり、詳しくは、図１は鏡筒機構の全体を示す分解斜視図、図２及び図３は主要部品の拡大図、図４は鏡筒機構の動き（沈胴、ワイド、テレ）に連動して蛇腹部材が動く状態を示した図である。
【００１３】
先ず、図１乃至図３を用いて、鏡筒機構全体の構成について説明する。
【００１４】
本発明の実施の一形態では、２群ズームレンズタイプの沈胴式の鏡筒機構に蛇腹部材を用いたものである。一群鏡筒１には一群レンズ２が保持され、バリア機構３が前面に配置されている。二群鏡筒４には二群レンズ５が保持され、シャッター機構６が固定されている。前記一群鏡筒１には３本の一群カムピン７が圧入されていて、前記二群鏡筒４には３本の二群カムピン４ａが一体的に成形されている。
【００１５】
前記一群カムピン７の外周にある一群鏡筒１の側面突起１ｂと二群カムピン４ａは、直進筒８の直進溝８ａと８ｂにそれぞれキー嵌合している。更に、それぞれのカムピンはカム筒９の内側面に形成されている不図示のカム溝とカム結合している。不図示のカム溝は、一群レンズ２と二群レンズ５が間隔を変えながら移動し、焦点距離を変える為の所定の光学条件を満足するようなカム曲線と、沈胴の為のカム曲線を具備している。そして、前記直進筒８と回転可能に前記カム筒９が嵌合していて、該直進筒８は不図示のカメラに固定されている。また、前記カム筒９の外側面にはギア９ａが成形されていて、不図示の動力手段から動力が伝達されるようになっている。
【００１６】
以上の構成により、不図示の動力手段から動力が伝達されて、カム筒９が直進筒８の周りを回転すると、一群鏡筒１と二群鏡筒４は光軸に沿って、回転することなく移動することになる。
【００１７】
図４に、沈胴状態からワイド、テレへと移動した状態を示している。
【００１８】
ここまでは、一般的な二群ズーム鏡筒の構成である。
【００１９】
次に、本発明の実施の一形態における鏡筒機構に関わる部材の説明を行う。
一群鏡筒１と二群鏡筒４の間には蛇腹形状をした伸縮自在な蛇腹部材１０が収納されている。近年のカメラにおいて用いられる蛇腹部材の材質としては、シリコンゴムの様な全体的に弾性変形可能な材料を用いたものが多く、本実施形態のように、回転対称な形をした蛇腹部材でも全体的に弾性変形しながら伸縮自在に変形できる。但し、堅い材質で形成されていて、折り曲げ部でのみ変形可能な蛇腹部材（特開平０８−３０４９０３号公報の図６に開示のような形状）であっても、正面から見て多角形を成すことによって、伸縮自在に変形出来るため、本実施形態に用いることが出来るのは言うまでもない。
【００２０】
上記蛇腹部材１０の前後には、図１乃至図３に示すように、第１フランジ部１０ａと第２フランジ部１０ｂとがあって、それぞれのフランジ部には固定用の穴１０ｃ,１０ｄが各々３箇所開けられている。前記第１フランジ部１０ａに開けられた穴１０ｃに、シャッター機構６に一体的に固定されている３箇所の引っかけ爪６ａが入り込むことによって、該第１フランジ部１０ａはシャッター機構６や二群鏡筒４と一体となる。また、前記第２フランジ部１０ｂに開けられた穴１０ｄに、ガイド部材１１に設けられた引っかけ爪１１ａが入り込むことによって、該第２フランジ部１０ｂはガイド部材１１と一体となっている。
【００２１】
なお、蛇腹部材１０は柔らかいシリコンゴムで出来ているので、第２フランジ部１０ｂを「クシャクシャ」と縮めて小さくし、ガイド部材１１の内径を通して組み込む。また、引っかけ爪６ａ，１１ａに引っかける時も、フランジ部１０ａ，１０ｂがゴムであることを利用して、引っ張って伸ばしながら組み付ける。
【００２２】
ここで、ガイド部材１１は一群鏡筒１の内部で光軸方向に沿って移動可能に保持されている。つまり、図２から明らかなように、正面から見た一群鏡筒１の内側面の形状と、正面から見たガイド部材１１の外形状を概略同一にし、ある程度のクリアランスを持たせることによって、ガイド部材１１は一群鏡筒１の内部で回転することなく光軸方向に沿って移動できるようになっている。
そして、一群鏡筒１に対するガイド部材１１の相対的な移動可能範囲は以下の様に決める。
【００２３】
先ず、前方側は一群鏡筒１のフランジ部１ａまでである（図４（ａ）,（ｃ）参照）。そして、後方側は、一群鏡筒１の内側面から突き出した一群カムピン７の根本部７ａとガイド部材１１の立ち曲げ部１１ｂが突き当たるところまでである（図４（ｂ）参照）。上述した様に、一群鏡筒１の内側面とガイド部材１１の外形状は概略似せているため、本来は後方側は規制されることなく、抜け落ちてしまうが、従来は必要としない内側面側へ一群カムピン７の根本部７ａを突き出すことによって、図４（ｂ）に示すように、ガイド部材１１の後方側と当たるようにして、抜け止めの役割をもたせている。よって、蛇腹部材１０の第２フランジ部１０ｂの外形形状をガイド部材１１と概略似せていることによって、一群鏡筒１と第２フランジ部１０ｂは光軸方向に沿って相対的に移動可能であるが、第２フランジ部１０ｂが一群鏡筒１の内側面から抜け落ちることはない。
【００２４】
以上の構成における鏡筒機構の各部材、レンズ群が沈胴状態、ワイド、テレへと移動した際の動きを、図４を用いて詳細に説明する。
【００２５】
本実施の形態での一群鏡筒１と二群鏡筒４、つまり、一群レンズ２と二群レンズ５は、図４（ａ）の沈胴状態時には接近した状態で収納されている。そして、図４（ａ）の沈胴状態から図４（ｂ）のワイド状態になると、一群レンズ２は被写体側（図中、左側）へ繰り出すが、二群レンズ５は後方（結像面側）へ移動し、間隔が拡がった状態となる。また、図４（ｂ）のワイド状態から図４（ｃ）のテレ状態になると、二群レンズ５が再び一群レンズ２へ接近するように被写体側へと繰り出す。
【００２６】
上記の移動に伴う蛇腹部材１０の動きは、沈胴状態で縮まって、ワイド状態で拡がって、再びテレ状態で縮まる。そして、その動きに連動して、全体が光軸に沿って繰り出す。
【００２７】
図４（ａ）の沈胴状態から図４（ｂ）のワイド状態では、二群鏡筒４や二群レンズ５はわざわざ後方へ移動している。一般的には、沈胴式の鏡筒機構はレンズ群を前方（被写体側）に繰り出す為の機構であり、本実施の形態のように、後方へ移動させることは、余り行われないが、蛇腹部材１０の機能を説明するためのものであるので、該蛇腹部材１０の動きがより誇張されるように、図示している。その為、本実施の形態ではこの状態での説明を行う。
【００２８】
また、沈胴状態やテレ状態のように、各レンズが接近した状態では、蛇腹部材１０は縮められていて、その全長はＸやＸ′である。ＸとＸ′との大きさ（蛇腹部材１０の圧縮長）は同じである必要はなく、各種鏡筒機構のそれぞれの要件で決まる。本実施形態では、暫定的にＸ′を最も縮まった状態とする。更に、本実施形態では、ワイド状態で各レンズどうしの間隔が拡がった状態になっているが、光学的な条件によっては、ワイドで縮まって、テレで拡がるようなレンズ構成もある。本発明は、光学的な条件は任意で良く、蛇腹部材の拡がった状態と縮まった状態と、その時の動きを特徴とするものである。
【００２９】
図４（ｃ）の様に、蛇腹部材１０は一群鏡筒１のフランジ部１ａとシャッター機構６の間の空間であるＸ′まで縮められる。そして、図４（ｂ）の様に、一群鏡筒１のフランジ部１ａとシャッター機構６の間がＹまで拡がった場合、上記特許文献１の構成の場合だと、蛇腹部材も長さがＹまで伸びなければならないが、本実施形態では、一群鏡筒１の内側面から突き出した一群カムピン７の根本部７ａとガイド部材１１の立ち曲げ部１１ｂが突き当たるところまでの、長さＺまででよい。つまり、Ｙ−Ｚ分だけ余計に伸びる必要がないことになる。
【００３０】
ここで、蛇腹部材１０の働きとしては、図４（ｂ）のワイド状態においては、一群レンズ２を通って、空間「Ａ」をすり抜けて行く光を有効にカットする事が出来る。この空間「Ａ」とは、図４（ａ）の沈胴時に一群カムピン７が入り込む空間であり、光をカットするような遮光部材を二群鏡筒４に設けることが出来ない構造になっているため、本実施の形態のような蛇腹部材１０が非常に有効に働く。
【００３１】
本実施の形態によれば、本来は蛇腹部材の全長がＸ′からＹまで延び縮みしなければならない構成でありながら、蛇腹部材１０の第２フランジ部１０ｂが縮まる時は一群鏡筒１のフランジ部１ａで縮められ、伸びる時はフランジ部１ａとは異なる一群カムピン７の根本部７ａで伸びる構成なので、実際にはＸ′からＺまでの延び縮みで良く、Ｙ−Ｚ分の長さが許容でき、蛇腹部材１０をより小さくすることが可能となり、カメラのコンパクト化に寄与する。
【００３２】
また、本実施の形態では、光を遮断する目的で蛇腹部材１０を用いているが、防塵を目的として用いても機能上は何ら変わることはない。
【００３３】
さらに、本実施の形態では、蛇腹部材１０の第２フランジ部１０ｂはガイド部材１１（立ち曲げ部１１ｂ）と一体となって機能していて、特に図４（ｂ）のワイド状態では、立ち曲げ部１１ｂがカムピン７の根本部７ａに突き当たる構成になっているが、これは第２フランジ部１０ｂが強度上弱い構成であるためであり、第２フランジ部１０ｂのゴム硬度を堅くしたり、厚みを厚くするなどの対策を施せば、ガイド部材１１が必須な構成でないことは言うまでもない。
【００３４】
なお、上記実施の形態では、遮光及び埃の進入を防止する為の蛇腹部材を有する鏡筒機構について説明したが、埃の進入を防止することのみを目的とする蛇腹部材を有する鏡筒機構であっても良い。また、蛇腹部材の前後端をレンズ鏡筒やシャッター機構に保持される例を示したが、それらを移動させる駆動機構に取り付ける構成であっても良い。
【００３５】
以上の実施の形態によれば、第１のユニット（シャッター機構６、二群鏡筒４、二群レンズ５）と、第２のユニット（一群レンズ鏡筒１、一群レンズ２、一群カムピン７）と、前記第１のユニットと前記第２のユニットの間に配置され、前記第１及び前記第２のユニットの光軸方向の相対移動に連動して伸縮する、前記第１及び前記第２のユニットやそれらを光軸方向に移動させる駆動機構の間から光や埃の進入を防ぐために設けられた遮光及び防塵手段である蛇腹部材１０（実施形態では、ガイド部材１１も含む）とを有する鏡筒機構において、前記蛇腹部材１０の一方の端である第1のフランジ部１０ａを、前記第１のユニットに固定し、他方の端である第２のフランジ部１０ｂを、前記第２のユニットに対して光軸方向に移動可能であり、かつ、蛇腹部材１０が圧縮された時と伸張された時とで前記第２のユニットの異なる規制部（一群鏡筒１のフランジ部１ａと一群カムピン７の根本部７ａ）にて規制されるように、前記第２のユニットに取り付けた構成にしている。
【００３６】
よって、本来必要とされている長さ(光軸方向において)より短めの蛇腹部材１０を防塵及び遮光手段として用いることができ、鏡筒機構、さらには該鏡筒機構が搭載されるカメラ等の光学機器全体の小型化を達成することが可能となる。
【００３７】
最後に、上記請求項１に記載の発明以外の本発明に係る鏡筒機構の実施態様について、以下に記載する。
【００３８】
（実施態様１）第１の光学ユニットと、第２の光学ユニットと、前記第１の光学ユニットと前記第２の光学ユニットの間に配置され、前記第１及び前記第２の光学ユニットの光軸方向の相対移動に連動して伸縮する蛇腹状の遮光及び防塵手段とを有する鏡筒機構において、前記遮光及び防塵手段の一方の端を、前記第１の光学ユニットに固定し、他方の端を、前記第２の光学ユニットに対して光軸方向に移動可能であり、かつ、前記遮光及び防塵手段が圧縮された時と伸張された時とで前記第２の光学ユニットの異なる規制部にて規制されるように、前記第２の光学ユニットに取り付けたことを特徴とする鏡筒機構。
【００３９】
（実施態様２）前記第２の光学ユニットは、該第２の光学ユニットの構成要素であるカムピンの先端部が外筒に設けられたカム及び案内溝に係合案内されて光軸方向に直進するものであり、該第２の光学ユニットの前記異なる規制部のうちの一方は、該第２の光学ユニットの内周側に突出した先端側の部分であり、前記規制部のうちの他方は、前記カムピンの後端部が内周側に突出した部分であることを特徴とする実施態様１に記載の鏡筒機構。
【００４０】
（実施態様３）前記第１及び第２の光学ユニットは、焦点距離を変更する際に光軸方向に相対移動させられるものであり、前記第１及び第２の光学ユニットが共に前記外筒内に収納された初期状態から焦点距離が広角側に設定された場合は、前記初期状態時の位置より、前記第１の光学ユニットは前記遮光及び防塵手段の前記他方の端が前記カムピンの後端部の内周側に突出した部分に突き当たるまで前記外筒内において後方側に移動し、前記第２の光学ユニットは前記外筒に対して前方に繰り出され、焦点距離が望遠側に設定された場合は、前記第２の光学ユニットは前記外筒に対して前方に繰り出されたままで、前記第１の光学ユニットが前記第２の光学ユニットの内周側に突出した先端側の部分に突き当たるまで前方側に移動することを特徴とする実施態様１又は２に記載の鏡筒機構。
【００４１】
（実施態様４）実施態様１乃至３のいずれかに記載の鏡筒機構を具備したことを特徴とするカメラ。
【００４２】
（実施態様５）カメラ鏡筒の光軸方向に相対移動する第１及び第２のユニットの間に配置され、蛇腹状に形成された遮光及び防塵手段を有し、該遮光及び防塵手段の第１の端を第１のユニットに固定すると共に、第２の端を前記第２のユニットに対して光軸方向に移動可能に該第２のユニットに保持し、且つ、前記第１及び第２のユニットの光軸方向の相対移動に連動して、前記遮光及び防塵手段が圧縮される時と伸張される時とで、前記遮光及び防塵手段の第２の端が前記第２のユニットの相異なる部分で光軸方向の規制を受ける構成にしたことを特徴とする鏡筒機構。
【００４３】
（実施態様６）前記第２のユニットは、鏡筒最先端にある光学ユニットであって、伸張時の規制部分とは、その光学ユニットを光軸方向に案内支持しているカムピンを内周側に突出させた部分であることを特徴とする実施態様５に記載の鏡筒機構。
【００４４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明では、遮光や防塵機能を損なうことなく蛇腹手段の光軸方向の長さを短くし、小型化を達成することができる鏡筒機構またはカメラを提供できるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の一形態に係る鏡筒機構の全体構成を示す斜視図である。
【図２】本発明の実施の一形態に係る鏡筒機構の主要部品を示す拡大図である。
【図３】同じく本発明の実施の一形態に係る鏡筒機構の主要部品を示す拡大図である。
【図４】本発明の実施の一形態に係る鏡筒機構の動きについて説明する為の図である。
【符号の説明】
１一群鏡筒
１ａフランジ部
２一群レンズ
４二群鏡筒
４ａ二群カムピン
５二群レンズ
６シャッター機構
７一群カムピン
７ａ根本部
８直進筒
８ａ，８ｂ直進溝
９カム筒
１０蛇腹部材
１０ａ第１フランジ部
１０ｂ第２フランジ部
１０ｃ,１０ｄ穴
１１ガイド部材
１１ａ引っかけ爪

Claims

第１の光学ユニットと該第１の光学ユニットとは異なる第２の光学ユニットとの間に配置され、前記第１及び前記第２の光学ユニットの光軸方向の相対移動に連動して伸縮する蛇腹手段を有し、
前記蛇腹手段は、前記第１の光学ユニットに固定されるとともに前記第２の光学ユニットにより規制され、正面からみた前記第２の光学ユニットの内側の形状に合わせた形状であって、
前記第２の光学ユニットにより規制される前記蛇腹手段は、該蛇腹手段と相対的に回転せずに光軸方向に移動する前記第２の光学ユニットに対してクリアランスを有して、光軸方向に移動可能であり、かつ、前記蛇腹手段が圧縮された場合と伸張された場合とで前記第２の光学ユニットの異なる規制部にて規制されることを特徴とする鏡筒機構。
前記第２の光学ユニットは、該第２の光学ユニットが備えるカムピンの先端部が外筒に設けられたカム及び案内溝に係合案内されて光軸方向に直進するものであり、該第２の光学ユニットの前記異なる規制部のうちの一方は、該第２の光学ユニットの内周側に突出した部分であり、前記規制部のうちの他方は、前記カムピンの後端部が内周側に突出した部分であることを特徴とする請求項１に記載の鏡筒機構。
前記第１及び第２の光学ユニットは、焦点距離を変更する際に光軸方向に相対移動させられるものであり、前記第１及び第２の光学ユニットが共に前記外筒内に収納された初期状態から焦点距離が広角側に設定された場合は、前記初期状態時の位置より、前記第１の光学ユニットは前記蛇腹手段の端部が前記カムピンの後端部の内周側に突出した部分に突き当たるまで前記外筒内において後方側に移動し、前記第２の光学ユニットは前記外筒に対して前方に繰り出され、焦点距離が望遠側に設定された場合は、前記第２の光学ユニットは前記外筒に対して前方に繰り出されたままで、前記蛇腹手段の端部が前記第２の光学ユニットの内周側に突出した部分に突き当たるまで前方側に移動することを特徴とする請求項２に記載の鏡筒機構。
請求項１乃至３のいずれかに記載の鏡筒機構を具備したことを特徴とするカメラ。