JP7077014B2 - Optical equipment - Google Patents
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Description
本発明は、光学機器に関し、特に、カメラなどの撮像装置に装着されるレンズ鏡筒などの光学機器に関する。 The present invention relates to an optical device, and more particularly to an optical device such as a lens barrel mounted on an image pickup device such as a camera.
一般に、光学機器の1つである撮像装置において、レンズ又はフィルタなどの光学素子を撮影光軸に選択的に挿脱又は切り替え可能なものが知られている。特に、撮像装置の使い勝手を考慮して、手動ではなく電動で光学素子の挿脱又は切り替えを行う手法が種々提案されている。 Generally, in an image pickup apparatus which is one of optical instruments, one in which an optical element such as a lens or a filter can be selectively inserted / removed or switched to the photographing optical axis is known. In particular, in consideration of the usability of the image pickup apparatus, various methods have been proposed in which the optical element is inserted / removed or switched electrically instead of manually.
例えば、連続したズーム領域以上の焦点距離を得るため、テレレンズおよびワイドレンズを備えたターレットレンズを、切替駆動用のアクチュエータで切り替える撮像装置がある(特許文献1)。また、ズームレンズ鏡筒を所定の領域までズーム駆動させると、特定のレンズ群が直進筒に案内されて撮影光軸に挿入されるようにした撮像装置がある(特許文献2)。 For example, there is an image pickup device that switches a turret lens including a telelens and a wide lens with an actuator for switching drive in order to obtain a focal length beyond a continuous zoom region (Patent Document 1). Further, there is an image pickup device in which a specific lens group is guided by a straight-ahead cylinder and inserted into a photographing optical axis when the zoom lens barrel is driven to zoom to a predetermined region (Patent Document 2).
ところが、特許文献1に記載の撮像装置では、レンズの切替に別途アクチュエータが必要となるためコストが増加する。さらには、アクチュエータを搭載するためのスペースを確保する必要があり、このためレンズ鏡筒が大型化してしまう。
However, in the image pickup apparatus described in
一方、特許文献2に記載の撮像装置では別途アクチュエータを設ける必要はないものの、ズーム領域の途中でレンズ群の挿脱が行われるので、ズーム領域の一部の範囲でのみレンズ群が撮影光軸に配置されることになってしまう。この結果、ズーム領域の全域に亘って選択的にレンズ群の挿脱ができない。
On the other hand, in the image pickup apparatus described in
従って、本発明の目的は、低コストかつ小型で、ズーム領域の全域において光学素子を選択的に使用することができる光学機器を提供することにある。 Therefore, an object of the present invention is to provide an optical device that is low in cost, small in size, and capable of selectively using an optical element in the entire zoom region.
上記の目的を達成するため、本発明による光学機器は、撮影光軸に沿って移動して撮像光学系を変倍させるズームレンズ群と、前記撮影光軸を中心として回転する回転筒と、を備える光学機器において、少なくとも1つの光学素子を保持する保持部材と、前記光学素子を選択的に前記撮影光軸と当該撮影光軸の外とに位置づけるため前記保持部材を移動可能に保持するベース部材と、を備え、前記回転筒には、前記ズームレンズ群を広角領域から望遠領域まで移動するための第1のカム溝と、前記第1のカム溝に対して所定の位置関係にある第2のカム溝と、前記第1のカム溝と前記第2のカム溝とを連続的に接続する第3のカム溝とが形成されており、さらに、前記回転筒を回転させて前記ズームレンズ群を前記第1のカム溝と前記第2のカム溝との間で移動させた際、前記ズームレンズ群が前記第3のカム溝に係合している場合に前記保持部材を前記回転筒の回転に連動して移動させる移動機構を有し、前記所定の位置関係は、前記第2のカム溝が前記第1のカム溝に対して前記広角領域と前記望遠領域の位相が対称に形成される状態であることを特徴とする。 In order to achieve the above object, the optical device according to the present invention includes a zoom lens group that moves along the photographing optical axis to change the magnification of the imaging optical system, and a rotating cylinder that rotates about the photographing optical axis. In the optical device provided, a holding member that holds at least one optical element and a base member that movably holds the holding member in order to selectively position the optical element between the shooting optical axis and the outside of the shooting optical axis. The rotary cylinder is provided with a first cam groove for moving the zoom lens group from the wide-angle region to the telescopic region, and a second cam groove having a predetermined positional relationship with the first cam groove. The cam groove and the third cam groove that continuously connects the first cam groove and the second cam groove are formed, and further, the rotary cylinder is rotated to rotate the zoom lens group. When the zoom lens group is engaged with the third cam groove when the optics is moved between the first cam groove and the second cam groove, the holding member of the rotating cylinder It has a moving mechanism that moves in conjunction with rotation, and in the predetermined positional relationship, the second cam groove is formed symmetrically with respect to the first cam groove in the phase of the wide-angle region and the telescopic region. It is characterized by being in a state of being .
本発明によれば、低コストかつ小型であり、ズーム領域の全域において光学素子を選択的に使用することができる。 According to the present invention, the cost is low, the size is small, and the optical element can be selectively used in the entire zoom region.
以下に、本発明の実施の形態による光学機器の一例について、図面を参照して説明する。 Hereinafter, an example of an optical device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
[第1の実施形態]
図1は、本発明の第1の実施形態による光学機器の一つであるレンズ鏡筒の一例についてその構成を示す断面図である。そして、図1(a)は第1の切替レンズを撮影光軸上に配置した状態を示す断面図であり、図1(b)は第2の切替レンズを撮影光軸上に配置した状態を示す断面図である。
[First Embodiment]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing the configuration of an example of a lens barrel, which is one of the optical instruments according to the first embodiment of the present invention. FIG. 1 (a) is a cross-sectional view showing a state in which the first switching lens is arranged on the photographing optical axis, and FIG. 1 (b) shows a state in which the second switching lens is arranged on the photographing optical axis. It is sectional drawing which shows.
図示のレンズ鏡筒は、例えば、撮像装置の1つである防水カメラに装着される。このため、レンズ鏡筒は水中および陸上における光学特性の差を補正するため水中撮影時用のレンズと陸上撮影時用のレンズとが切り替え可能となっている。以下の説明では、水中撮影時用のレンズを第1の切替レンズ4aと呼び、陸上撮影時用のレンズを第2の切替レンズ4bと呼ぶ。
The illustrated lens barrel is attached to, for example, a waterproof camera, which is one of the image pickup devices. Therefore, the lens barrel can be switched between a lens for underwater photography and a lens for land photography in order to correct the difference in optical characteristics between underwater and land. In the following description, the lens for underwater photography is referred to as a
レンズ鏡筒は、撮影用レンズ群として、光軸前方(被写体側)から順に第1レンズ群1、第2レンズ群2、第3レンズ群3、および切替レンズ群4を備えており、切替レンズ群5の後段に、CMOSイメージセンサなどの撮像素子5が配置される。なお、切替レンズ群4は、第1および第2の切替レンズ4aおよび4bを有している。
The lens barrel includes a
撮像素子(撮像部)5には、レンズ鏡筒を介して光学像が結像し、撮像素子5は光学像に応じた画像信号を生成する。
An optical image is formed on the image pickup element (imaging unit) 5 via a lens barrel, and the
図示のように、撮像素子5はベース部材6に保持されており、さらに、ベース部材6には固定筒7がビス(図示せず)によって固定されている。カム筒(回転筒)11は固定筒7の内側に配置され、径方向の動きを固定筒7によって規制され、光軸方向の動きを固定筒7およびベース部材6によって規制されて回転可能に保持されている。
As shown in the figure, the
第1レンズ群1は固定筒7によって保持される。また、第2レンズ群2は第2レンズ保持枠8によって保持され、第3レンズ群3は第3レンズ保持枠9によって保持され、そして、切替レンズ群4は切替レンズ保持枠(保持部材)10によって保持される。第2レンズ保持枠8にはピン状部8aが形成されており、第3レンズ保持枠9にはピン状部材9aが形成されている。これらピン状部8aおよび9aはそれぞれカム筒11の内周に形成されたカム溝12および13に係合している(後述の図8(a)参照)。
The
第2レンズ保持枠8は、固定筒7に形成された直進溝(図示せず)によって直進規制され、第3レンズ保持枠9は第2レンズ保持枠8によって直進規制される。ズーム駆動モータ(図示せず)によってカム筒11を回転駆動すると、カム溝12および13の軌跡に沿って第2レンズ保持枠8および第3レンズ保持枠9が光軸に沿って移動するズーム駆動(変倍)が行われる。
The second
図2は、図1に示す切替レンズ群を切り替えるための切替機構を説明するための図である。そして、図2(a)は分解斜視図であり、図2(b)は正面図である。また、図2(c)は図2(b)に示すA-A線に沿った断面図である。 FIG. 2 is a diagram for explaining a switching mechanism for switching the switching lens group shown in FIG. 1. 2 (a) is an exploded perspective view, and FIG. 2 (b) is a front view. Further, FIG. 2 (c) is a cross-sectional view taken along the line AA shown in FIG. 2 (b).
切替機構(移動機構)は切替レンズ保持枠10を備えている。切替レンズ保持枠10には光軸に対して垂直方向に形成された貫通孔を有する位置決め部10aが備えられている。さらに、切替レンズ保持枠10には、切替レンズ群4を挟んで位置決め部10aと反対側にU字状の振れ止め部10bが形成されている。
The switching mechanism (moving mechanism) includes a switching
位置決め部10aおよび振れ止め部10bにはそれぞれガイド軸15aおよび15bが摺動可能に嵌合する。ガイド軸15aおよび15bは、それぞれベース部材6に形成されたガイド軸受け部6aおよび6bによって支持されている。そして、切替レンズ群4は光軸と垂直な面においてガイド軸15aおよび15bに沿って移動可能になっている。
さらに、切替レンズ保持枠10には、位置決め部10aの側にアイドラギア16と常に噛合うラック部10cが形成されている。アイドラギア16はギアシャフト17によって回転可能に軸支され、ギアシャフト17はベース部材6に形成されたギアシャフト固定部6cに固定されている。
Further, the switching
ベース部材6には屋根部6dが形成されており、屋根部6dにはギアシャフト固定部6cと同軸上にギアシャフト貫通孔6eが形成されている。ギアシャフト17はギアシャフト貫通孔6eを貫通して、屋根部6dよりも被写体側に突出するギアシャフト突出部17aを有している。そして、ギアシャフト突出部17aと切替レンズ保持枠10に形成されたトグルばね掛け部10dとにトグルばね18の腕部がそれぞれ係止されている。これによって、切替レンズ群4の位置によって付勢力の向きが変化する。また、トグルばね18はベース部材6に固定されたトグルばねカバー19と屋根部6dとによって光軸に沿った移動が規制されて、ギアシャフト17から脱落しないようになっている。
A
図3は、図1に示す切替レンズ群の切り替えを説明するための図である。そして、図3(a)は第1の切替レンズを撮影光軸上に配置した際の切替レンズ群を示す正面図であり、図3(b)は第2の切替レンズを撮影光軸上に配置した際の切替レンズ群を示す正面図である。 FIG. 3 is a diagram for explaining switching of the switching lens group shown in FIG. 1. 3A is a front view showing a group of switching lenses when the first switching lens is arranged on the optical axis for photographing, and FIG. 3B is a front view showing the switching lens group when the first switching lens is arranged on the optical axis for photographing. It is a front view which shows the switching lens group at the time of arrangement.
図3(a)において、切替レンズ保持枠10はトグルばね18によって図中上向きに付勢され、第1のメカストッパー6fに当接している。図3(b)においては、切替レンズ保持枠10がトグルばね18によって図中下向きに付勢されて、第2のメカストッパー6gに当接している。このように、第1および第2の切替レンズ4aおよび4bのいずれかが撮影光軸上に位置しても切替レンズ保持枠10をトグルばね18によってメカストッパーに付勢して位置決めが行われる。
In FIG. 3A, the switching
図4は、図1に示すカム筒の構成を示す図である。そして、図4(a)はカム筒の斜視図であり、図4(b)はカム筒を背面側からみた図である。 FIG. 4 is a diagram showing the configuration of the cam cylinder shown in FIG. 1. 4 (a) is a perspective view of the cam cylinder, and FIG. 4 (b) is a view of the cam cylinder as viewed from the rear side.
カム筒11には、外周ギア部11aと内歯ギア11bが形成されている。外周ギア部11aは伝達ギア(図示せず)と常に噛み合っており、この伝達ギアを介してズーム用モータ(図示せず)から駆動力を得ることでカム筒11が回転駆動される。内歯ギア11bは、カム筒11が特定の回転位相にあるときにアイドラギア16と噛み合って切替レンズ保持枠10を駆動させるように形成されている。また、カム筒11の内周面にはカム溝12および13が形成されている(図4にはカム溝12は示されていない)。そして、カム溝12および13には、それぞれ第2レンズ保持枠8のピン状部材8aおよび第3レンズ保持枠9のピン状部材9aが係合する。
The
カム筒11において撮像面側には、撮影光軸方向から見て外周ギア部11aと重ならない位相に円弧状の係止壁11cが設けられている。係止壁11cは切替レンズ保持枠10に設けられた係止腕10e-1および10e-2(後述する)とともに、第1の切替レンズ4aおよび第2の切替レンズ4bの切り替わりを防止するロック機構を構成する。
In the
さらに、カム筒11において撮像面側の端面には、所定のズーム位置にカム筒11を駆動(リセット)させるために、ベース部材6に保持されたフォトインタラプタ(図示せず)の光を遮光する遮光部11dが形成されている。ズームレンズ群(第2レンズ群2および第3レンズ群3)が後述する第1のズーム駆動領域における超望遠端域に達するようにカム筒11を回転させると、遮光部11dがフォトインタラプタを遮光する。
Further, in order to drive (reset) the
図5は、図1に示す切替レンズ群の切り替わりを防止するロック機構を説明するための図である。そして、図5(a)はロック機構を示す図であり、図5(b)は図5(a)に示すB-B線に沿った断面図である。 FIG. 5 is a diagram for explaining a locking mechanism for preventing switching of the switching lens group shown in FIG. 1. 5 (a) is a diagram showing a locking mechanism, and FIG. 5 (b) is a cross-sectional view taken along the line BB shown in FIG. 5 (a).
ロック機構は、カム筒11に設けられた円弧状の係止壁11cと、切替レンズ保持枠10に設けられた第1の係止腕10e-1および第2の係止腕10e-2とによって構成される。第1の係止腕10e-1および第2の係止腕10e-2は切替レンズ保持枠10において、係止壁11cの端面よりも撮像面側の位置から切替レンズ群4の駆動方向に沿ってレンズを挟むようにして形成されている。
The locking mechanism is formed by an arc-shaped
さらに、第1の係止腕10e-1および第2の係止腕10e-2の先端部にはそれぞれ被写体側に向かって凸部10f-1および10f-2が設けられており、第1の係止腕10e-1および第2の係止腕10e-2はL字形状をなしている。凸部10f-1および10f-2はその端面が係止壁11cの端面よりも被写体側に突出するように形成されている。
Further, the tip portions of the
撮影状態、例えば、図5(a)および図5(b)に示すように、第1の切替レンズ4aが撮影光軸上に位置している状態では、凸部10f-1が係止壁11cに対して径方向に重なる。かつ、凸部10f-1は係止壁11cよりも径方向外側に位置する。
In a shooting state, for example, as shown in FIGS. 5A and 5B, in a state where the
切替レンズ群4に対してトグルばねの付勢方向と逆向き(図5(a)および図5(b)において、下向き)に付勢力以上の力が加わったとする。この場合には、凸部10f-1の内周面10g-1が円弧状の係止壁11cの外周面11c-1に当接して、レンズの切り替わりが防止される。
It is assumed that a force equal to or greater than the urging force is applied to the switching
一方、後述するように、第2の切替レンズ4bが撮影光軸上に位置している状態であれば、凸部10f-2が係止壁11cに対し径方向に重なり、かつ凸部10f-2が係止壁11cよりも径方向外側に位置する。図中上向きに力が加わった場合には、凸部10f-2の内周面10g-2が11c-1に当接してレンズの切り替わりが防止される。
On the other hand, as will be described later, when the
図6乃至図9は、図1に示す切替レンズ群の動作を説明するための図である。そして、図6(a)は第1の切替レンズを撮影光軸上に配置した際の切替機構の動作を示す図であり、図6(b)、図6(c)、および図7(a)は撮影光軸上に位置する切替レンズを切り替える際の切替機構の動作を示す図である。また、図7(b)は第2の切替レンズを撮影光軸上に配置した際の切替機構の動作を示す図である。さらに、図8(a)乃至図8(c)、図9(a)、および図9(b)は、それぞれ図6(a)乃至図6(c)、図7(a)、および図7(b)において第2レンズ保持枠のピン状部材および第3レンズ保持枠のピン状部材のカム溝上の位置を示す図である。 6 to 9 are diagrams for explaining the operation of the switching lens group shown in FIG. 1. 6 (a) is a diagram showing the operation of the switching mechanism when the first switching lens is arranged on the photographing optical axis, and FIGS. 6 (b), 6 (c), and 7 (a). ) Is a diagram showing the operation of the switching mechanism when switching the switching lens located on the optical axis of photography. Further, FIG. 7B is a diagram showing the operation of the switching mechanism when the second switching lens is arranged on the photographing optical axis. Further, FIGS. 8 (a) to 8 (c), FIGS. 9 (a), and 9 (b) are shown in FIGS. 6 (a) to 6 (c), FIGS. 7 (a), and 7 (b), respectively. It is a figure which shows the position on the cam groove of the pin-shaped member of the 2nd lens holding frame, and the pin-shaped member of a 3rd lens holding frame in (b).
カム溝12および13には、撮像光学系を陸上用の広角領域から望遠領域までズーム駆動させる第1のズーム駆動領域12aおよび13aが規定される。さらに、カム溝12および13には、撮像光学系を水中用の広角領域から望遠領域までズーム駆動させる第2のズーム駆動領域12bおよび13bが規定される。そして、カム溝12および13には、当該2つのズーム駆動領域を連続的に繋ぐ切替レンズ群移動領域12cおよび13cを有している。
The
第1のズーム駆動領域12aおよび13aと第2のズーム駆動領域12bおよび13bとは切替レンズ群移動領域12cおよび13cに対して略対称に形成されている。そして、これらズーム駆動領域は、各ズーム駆動領域の広角側において切替レンズ群移動領域12cおよび13cに接続されている。
The first
上記のように、広角側において接続するのは、広角側における撮影頻度が高く、かつ切替レンズ群4の切替動作の後には広角側から撮影を開始する方が使い勝手がよいということを想定した場合に、切替時間を短縮することができるためである。
As described above, when connecting on the wide-angle side, it is assumed that the shooting frequency on the wide-angle side is high, and it is more convenient to start shooting from the wide-angle side after the switching operation of the switching
撮影中において、ピン状部材8aおよび9aは第1のズーム駆動領域12aおよび13aと第2のズーム駆動領域12bおよび13bとのいずれか一方に係合してズーム駆動する。ピン状部材8aおよび9aが第1のズーム駆動領域12aおよび13aから第2のズーム駆動領域12bおよび13bに、又は逆向きに移動するようにカム筒11を回転させたとする。この場合、切替レンズ群移動領域12cおよび13cを通過する間にカム筒11の内歯ギア11bによって切替レンズ群4が連動して切替動作が行われる。
During shooting, the pin-shaped
図6(a)に示すように、第1の切替レンズ4aを撮影光軸上に配置して撮影を行う場合、カム筒11は内歯ギア11bとアイドラギア16とが噛み合わない回転範囲で駆動する。その間、図8(a)に示すように、第2レンズ群2および第3レンズ群3は第1のズーム駆動領域12aおよび13aに沿って光軸に沿ってズーム駆動する。この際、第1のズーム駆動領域12aおよび13aの全域で係止壁11cと係止腕10e―1とが径方向に重なる。かつ、係止壁11cの外周に係止腕凸部10f-1が位置してロック機構が動作する。
As shown in FIG. 6A, when the
図6(b)および図8(b)に示すように、ピン状部材8aおよびピン状部材9aが第1のズーム駆動領域12aおよび13aから切替レンズ群移動領域12cおよび13cに移るようカム筒11を回転させる。すると、内歯ギア11bがアイドラギア16と噛み合いを開始する。アイドラギア16と切替レンズ保持枠10のラック部10bとは常に噛み合っているので、切替レンズ保持枠10がアイドラギア16の回転に伴ってガイド軸13aおよび13bに沿って移動を開始する。
As shown in FIGS. 6 (b) and 8 (b), the
このように、内歯ギア11bがアイドラギア16と噛み合い始める際、係止壁11cと係止腕10e―1とは径方向に重なり、かつ係止壁11cの外周に凸部10f-1が配置される位置関係が保たれ、未だロック機構は有効な状態となっている。
In this way, when the
さらに、カム筒11を回転させて切替レンズ群4を移動させると、係止壁11cと凸部10f-1が径方向で重ならない位置関係となってロックが解除される(図6(c)および図8(c)参照)。そして、切替レンズ群4が移動して、内歯ギア11bとアイドラギア16との噛み合いが解除される前に、凸部10f―2が係止壁11cと径方向に重なる。かつ、係止壁11cの外周側に凸部10f-2が位置して再びロック機構が働き始める(図7(a)および図9(a)参照)。
Further, when the
このように係止壁11cと第2の係止腕10e-2とのロックが掛かる位置関係にさせた後、アイドラギア16と内歯ギア10cとの噛み合いが解除される。切替動作が完了した後には、カム筒11を今までと同一の方向に回転させることによって、ピン状部材8aおよびピン状部材9aが第2のズーム駆動領域12cおよび13cから切替レンズ群移動領域12bおよび13bに係合する(図7(b)および図9(b)参照)。
After the
このように、カム筒11とアイドラギア16とを介することによって、ズームモータと連動して切替レンズ群4の切替動作を行うことができる。さらに、前述のように、カム溝を略対称に接続してズーム駆動領域を2つ設けるとともに、その接続領域において切替レンズ群の切替動作を行う。これによって、切替レンズ群をズーム駆動範囲の全域で使い分けることが可能となる。
In this way, the switching operation of the switching
上述の2つのカム溝を接続しない構成において、同様に広角側でレンズ切替を行おうとする場合、広角側の切替領域までカム筒を回転させると、1度目には第1の切替レンズ4aから第2の切替レンズ4bに切り替えられる。そして、2度目には第2の切替レンズ4bから第1の切替レンズ4aに切り替えられる。つまり、1方向からの動作入力で異なる移動方向への切替を交互に行う必要がある。このため、ハートカム機構又はプッシュロック機構などを組み込む必要があり、切替機構の構成が複雑になってしまう。
In the above-mentioned configuration in which the two cam grooves are not connected, when the lens is similarly switched on the wide-angle side, when the cam cylinder is rotated to the switching area on the wide-angle side, the
一方、第1の実施形態のように、カム溝を略対称に接続してズーム駆動領域を2つ設けると、ギアとラックによる単純な往復切替機構によって切替機構を構成することができる。 On the other hand, if the cam grooves are connected substantially symmetrically and two zoom drive regions are provided as in the first embodiment, the switching mechanism can be configured by a simple reciprocating switching mechanism using a gear and a rack.
また、2つのカム溝を接続しない構成においては、ズーム駆動領域外において切替動作を行った後ズームモータを1度停止して逆回転させズーム駆動領域に戻す反転動作が必要になる。一方、第1の実施形態において、このような反転動作は必要なく、モータの動作ロスを解消することができる。 Further, in the configuration in which the two cam grooves are not connected, it is necessary to perform a switching operation outside the zoom drive region, then stop the zoom motor once, rotate it in the reverse direction, and return it to the zoom drive region. On the other hand, in the first embodiment, such a reversing operation is not necessary, and the operation loss of the motor can be eliminated.
前述の図6(a)では、カム筒11の回転範囲におけるアイドラギア16と内歯ギア11bの噛み合い範囲と、係止壁11cと第1の係止腕10e-1又は第2の係止腕10e-2とによって構成されるロック機構の有効範囲が示されている。図示のように、ギアが噛み合い始めた後とギアの噛み合いが解除される前とはともにロック機構によって切替レンズ保持枠10の移動が規制される。
In FIG. 6A described above, the meshing range of the
次に係止壁11cと凸部10f-1又は10f-2との隙間について説明する。
Next, the gap between the locking
図10は図5に示す係止壁と凸部との隙間について説明するための図である。そして、図10(a)はアイドラギアと内歯ギアとが噛み合う際の切替機構を背面側から示す図であり、図10(b)はアイドラギアの歯先円と内歯ギアの歯先円を示す図である。 FIG. 10 is a diagram for explaining the gap between the locking wall and the convex portion shown in FIG. 10 (a) is a diagram showing the switching mechanism when the idler gear and the internal tooth gear mesh with each other from the rear side, and FIG. 10 (b) shows the tooth tip circle of the idler gear and the tooth tip circle of the internal tooth gear. It is a figure.
図5(b)に示すように、ロック機構を構成する係止壁11cと係止腕凸部10f-1との隙間を△Xとする。また、アイドラギア16の歯先円20上で、内歯ギア11bと2歯目に噛み合うアイドラギア16の歯16aの歯先の位置を点Aとする。さらに、アイドラギア16の歯先円20と内歯ギア11bの歯先円21との交点を点Bとする(図10(b)参照)。
As shown in FIG. 5B, the gap between the locking
この際、係止壁11cと凸部10f-1との隙間△Xと弧ABは、△X<弧ABを満たす関係となる。△X<弧ABであれば、歯16aが外力によって意図せず内歯ギア11bの1歯目と噛み合ってしまうことで生じる動作不良を防ぐことができる。
At this time, the gap ΔX between the locking
図11は、図1に示すレンズ鏡筒を側面から見た図である。また、図12および図13は図11に示すC-C線に沿った断面図である。そして、図12(a)、図12(b)、図13(a)、および図13(b)は第1の切替レンズが撮影光軸上へ配置される際の動作を示す図である。 FIG. 11 is a side view of the lens barrel shown in FIG. 1. 12 and 13 are cross-sectional views taken along the line CC shown in FIG. 12 (a), 12 (b), 13 (a), and 13 (b) are diagrams showing the operation when the first switching lens is arranged on the optical axis for photographing.
△X<弧ABの関係を成り立たせるため、ここでは、係止壁11cの両端部と凸部10f-1および10f-2とには、それぞれテーパー面11c-2、11c-3、10h-1、および10h-2が形成されている。
In order to establish the relationship of ΔX <arc AB, here, the tapered
図12(a)においては、係止壁11cと凸部10f-1とが径方向に重なっておらず、未だロック機構が動作していない。図12(b)においては、係止壁11cの端部に形成されたテーパー面11c-2が凸部10f-1のテーパー面10h-1と径方向に重なる位置まで進入して、ロック機構が働き始める。
In FIG. 12A, the locking
図13(a)においては、係止壁11cと凸部10f-1とが径方向に重なってロック機構が作用しており、かつ、内歯ギア10bとアイドラギア16とはまだ噛み合った状態にある。図13(b)に示す位置まで切替動作が進むと、内歯ギア10bとアイドラギア16との噛み合いが解除される。
In FIG. 13A, the locking
このように、テーパー面を形成することによって、凸部内周10g-1が係止壁外周11c-1よりも径方向内側に位置する時点からロック機構を働かせることが可能になる。よって、係止壁11cと凸部10f-1との径方向の隙間をより狭めた状態で、ロック機構の有効範囲とギアの噛み合い範囲とを重複させることができる。そして、△X<弧ABの関係を保つことができる。
By forming the tapered surface in this way, it becomes possible to activate the locking mechanism from the time when the
前述のように、ロック機構の有効範囲とギアの噛み合い範囲とを一部重複させ、かつ係止壁11cと凸部10f-1又は10f-2との隙間を上記の関係に規定することによってギアの喰い付きなどを防いで円滑に切替動作に移行することができる。
As described above, the effective range of the lock mechanism and the meshing range of the gear are partially overlapped, and the gap between the locking
以上のように、本発明の第1の実施形態では、略対称に接続したカム溝を備えるカム筒によって切替レンズ群の切替を行うようにしたので、低コストでかつ小型でズーム領域全域で光学要素を選択的に切り替えることができる。 As described above, in the first embodiment of the present invention, the switching lens group is switched by the cam cylinder provided with the cam grooves connected substantially symmetrically, so that the switching lens group is switched at low cost and compactly, and the optics are optical over the entire zoom range. Elements can be selectively switched.
[第2の実施形態]
続いて、本発明の第2の実施形態によるレンズ鏡筒について説明する。なお、第2の実施形態において、第1の実施形態と同一の構成要素については同一の参照番号を付して説明を省略する。
[Second Embodiment]
Subsequently, the lens barrel according to the second embodiment of the present invention will be described. In the second embodiment, the same components as those in the first embodiment are designated by the same reference numbers, and the description thereof will be omitted.
第2の実施形態に係るレンズ切替機構では、切替レンズ群4を保持する切替レンズ保持枠10の構成と切替レンズ保持枠10の支持手法が第1の実施形態と異なる。
In the lens switching mechanism according to the second embodiment, the configuration of the switching
図14は、本発明の第2の実施形態に係るレンズ鏡筒で用いられるレンズ切替機構を正面から示す図である。 FIG. 14 is a front view showing a lens switching mechanism used in the lens barrel according to the second embodiment of the present invention.
前述の第1の実施形態においては、切替レンズ保持枠10を2本のガイド軸15aおよび15bで光軸と垂直な面上(直交する平面上)を平行移動するよう保持している。一方、第2の実施形態では、撮影光軸と略平行に配設した回動軸22を中心に回動可能に切替レンズ保持枠10を保持する。
In the first embodiment described above, the switching
図15は、図14に示すレンズ切替機構の動作を説明するための図である。そして、図15(a)は第1の切替レンズを撮影光軸上に位置させた状態を背面側から示す図であり、図15(b)は第2の切替レンズを撮影光軸上に位置させた状態を背面側から示す図である。 FIG. 15 is a diagram for explaining the operation of the lens switching mechanism shown in FIG. 15 (a) is a diagram showing a state in which the first switching lens is positioned on the photographing optical axis from the rear side, and FIG. 15 (b) is a diagram showing the state in which the second switching lens is positioned on the photographing optical axis. It is a figure which shows the state which was made to have been made from the back side.
第1の実施形態と同様に、第1の切替レンズ4aを撮影光軸上に位置させた場合には、第1の係止腕10e―1と係止壁11cとによってロック機構が機能する。また、第2の切替レンズ4bを撮影光軸上に位置させた場合には、第2の係止腕10e―2と係止壁11cとによってロック機構が機能する。
Similar to the first embodiment, when the
当該ロック機構と切替動作の際のギアの噛み合い範囲との関係は図8(a)に示したとおりである。一方、ここでは、第1の実施形態で説明したアイドラギア16(中継伝達手段)が用いられていない。 The relationship between the lock mechanism and the meshing range of the gears during the switching operation is as shown in FIG. 8 (a). On the other hand, here, the idler gear 16 (relay transmission means) described in the first embodiment is not used.
図15(a)および図15(b)に示すように、切替レンズ保持枠10に切替ギア部23を設けて、当該切替ギア部23を内歯ギア11bと直接噛み合わせることによって第1の切替レンズ4aおよび第2の切替レンズ4bの切替動作を行う。これによって、部品点数を押えることができる。
As shown in FIGS. 15A and 15B, a
図16は、図14に示す切替レンズ群の切り替わりを防止するロック機構を説明するための図である。そして、図16(a)は断面図であり、図16(b)は切替ギア部および内歯ギアの歯先円を示す図である。 FIG. 16 is a diagram for explaining a locking mechanism for preventing switching of the switching lens group shown in FIG. 14. 16 (a) is a cross-sectional view, and FIG. 16 (b) is a diagram showing a tooth tip circle of the switching gear portion and the internal gear.
図示のように、係止壁11cと凸部10f-1および10f-2とによって構成されるロック機構の隙間△Yは、第1の実施形態における△Xと同様の寸法となる。図16(a)に示す切替ギア部23の歯先円24上で、内歯ギア11bと2歯目に噛み合うギア部の歯の歯先の位置を点Cとする。さらに、ギア部23の歯先円24と内歯ギア11bの歯先円21との交点を点Dとする(図16(b)参照)。この際、△Y<弧CDの関係となる。△Y<弧CDであれば、内歯ギア11bと2歯目に噛み合う切替ギア部23の歯とが、外力によって意図せず1歯目に噛み合ってしまうことによって生じる動作不良を防ぐことができる。
As shown in the figure, the gap ΔY of the locking mechanism composed of the locking
以上のように、本発明の第2の実施形態では、撮影光軸に対して略平行な軸を中心として切替レンズ保持枠10を回動させて、略対称に繋いだカム溝を有するカム筒によるレンズ切替動作を行う。これによって、部品点数を抑えることができる結果、コスト面でより有利な切替機構を構成することができる。
As described above, in the second embodiment of the present invention, the switching
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの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。 Although the preferred embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to these embodiments, and various modifications and modifications can be made within the scope of the gist thereof.
例えば、実施の形態では2つの切替レンズを切り替える例について説明したが、レンズに限らずフィルタなどの光学素子群を切り替えるようにしてもよい。さらには、レンズなどの光学素子の切り替えばかりでなく、1つの光学素子を挿脱させるようにしてもよい。また、実施の形態では、第1のズーム駆動領域12aと第2のズーム駆動領域12bを広角側で繋げるようにしたが、2つのズーム駆動領域を望遠側で繋ぐようにしてもよい。
For example, in the embodiment, an example of switching between two switching lenses has been described, but the lens is not limited to the lens, and an optical element group such as a filter may be switched. Further, not only the switching of optical elements such as lenses, but also one optical element may be inserted and removed. Further, in the embodiment, the first
4 切替レンズ群
5 撮像素子
6 ベース部材
6a,6b ガイド軸受け部
6c ギアシャフト固定部
6d 屋根部
6e ギアシャフト貫通孔
6f,6g メカストッパー
7 固定筒
10 切替レンズ保持枠
4
Claims (12)
少なくとも1つの光学素子を保持する保持部材と、
前記光学素子を選択的に前記撮影光軸と当該撮影光軸の外とに位置づけるため前記保持部材を移動可能に保持するベース部材と、を備え、
前記回転筒には、前記ズームレンズ群を広角領域から望遠領域まで移動するための第1のカム溝と、
前記第1のカム溝に対して所定の位置関係にある第2のカム溝と、
前記第1のカム溝と前記第2のカム溝とを連続的に接続する第3のカム溝とが形成されており、
さらに、前記回転筒を回転させて前記ズームレンズ群を前記第1のカム溝と前記第2のカム溝との間で移動させた際、前記ズームレンズ群が前記第3のカム溝に係合している場合に前記保持部材を前記回転筒の回転に連動して移動させる移動機構を有し、
前記所定の位置関係は、前記第2のカム溝が前記第1のカム溝に対して前記広角領域と前記望遠領域の位相が対称に形成される状態であることを特徴とする光学機器。 In an optical device including a zoom lens group that moves along the shooting optical axis to change the magnification of the imaging optical system and a rotating cylinder that rotates about the shooting optical axis.
A holding member that holds at least one optical element and
A base member that movably holds the holding member in order to selectively position the optical element on the photographing optical axis and outside the photographing optical axis is provided.
The rotary cylinder has a first cam groove for moving the zoom lens group from the wide-angle region to the telephoto region.
With respect to the second cam groove having a predetermined positional relationship with respect to the first cam groove,
A third cam groove that continuously connects the first cam groove and the second cam groove is formed.
Further, when the rotary cylinder is rotated to move the zoom lens group between the first cam groove and the second cam groove, the zoom lens group engages with the third cam groove. It has a moving mechanism that moves the holding member in conjunction with the rotation of the rotary cylinder when the holding member is used.
The predetermined positional relationship is an optical instrument in which the second cam groove is formed so that the phases of the wide-angle region and the telephoto region are symmetrical with respect to the first cam groove .
前記移動機構は、前記保持部材に形成されたラック部と、
前記回転筒に部分的に形成された内歯ギアと、を有し、
前記ラック部と前記内歯ギアとを連動し前記保持部材を移動することを特徴とする請求項1又は2に記載の光学機器。 The holding member is axially supported by the base member so as to be movable in parallel on a plane orthogonal to the photographing optical axis.
The moving mechanism includes a rack portion formed on the holding member and a rack portion.
With an internal tooth gear partially formed on the rotary cylinder,
The optical device according to claim 1 or 2 , wherein the rack portion and the internal tooth gear are interlocked to move the holding member.
前記移動機構は、前記保持部材に形成されたギア部と、
前記回転筒に部分的に形成された内歯ギアと、を有し、
前記ギア部と前記内歯ギアとを連結して駆動し前記保持部材を移動することを特徴とする請求項1又は2に記載の光学機器。 The holding member is rotatably supported by the base member about an axis substantially parallel to the photographing optical axis.
The moving mechanism includes a gear portion formed on the holding member and a gear portion.
With an internal tooth gear partially formed on the rotary cylinder,
The optical device according to claim 1 or 2 , wherein the gear portion and the internal tooth gear are connected and driven to move the holding member.
複数の光学素子を保持する保持部材と、A holding member that holds multiple optical elements and
前記光学素子を選択的に前記撮影光軸と当該撮影光軸の外とに位置づけるため前記保持部材を移動可能に保持するベース部材と、を備え、A base member that movably holds the holding member in order to selectively position the optical element on the photographing optical axis and outside the photographing optical axis is provided.
前記回転筒には、前記複数の光学素子のうち第1の光学素子を前記撮影光軸に挿入させた状態で前記ズームレンズ群を移動させるための第1のカム溝と、The rotary cylinder has a first cam groove for moving the zoom lens group in a state where the first optical element among the plurality of optical elements is inserted in the photographing optical axis.
前記複数の光学素子のうち第2の光学素子を前記撮影光軸に挿入させた状態で前記ズームレンズ群を移動させるための第2のカム溝と、A second cam groove for moving the zoom lens group in a state where the second optical element of the plurality of optical elements is inserted in the photographing optical axis, and
前記第1のカム溝と前記第2のカム溝とを連続的に接続する第3のカム溝とが形成されており、A third cam groove that continuously connects the first cam groove and the second cam groove is formed.
さらに、前記回転筒を回転させて前記ズームレンズ群を前記第1のカム溝と前記第2のカム溝との間で移動させた際、前記ズームレンズ群が前記第3のカム溝に係合している場合に前記保持部材を前記回転筒の回転に連動して移動させる移動機構を有し、Further, when the rotary cylinder is rotated to move the zoom lens group between the first cam groove and the second cam groove, the zoom lens group engages with the third cam groove. It has a moving mechanism that moves the holding member in conjunction with the rotation of the rotary cylinder when the holding member is used.
前記移動機構は、前記ズームレンズ群が前記第1のカム溝から前記第3のカム溝に侵入した場合、前記第2の光学素子を前記撮影光軸に挿入させるとともに前記第1の光学素子を前記撮影光軸から離脱させ、In the moving mechanism, when the zoom lens group enters the third cam groove from the first cam groove, the second optical element is inserted into the photographing optical axis and the first optical element is inserted. Depart from the shooting optical axis
前記ズームレンズ群が前記第2のカム溝から前記第3のカム溝に侵入した場合、前記第1の光学素子を前記撮影光軸に挿入させるとともに前記第2の光学素子を前記撮影光軸から離脱させることを特徴とする光学機器。When the zoom lens group enters the third cam groove from the second cam groove, the first optical element is inserted into the photographing optical axis and the second optical element is inserted from the photographing optical axis. An optical device characterized by being detached.
前記移動機構は、前記保持部材に形成されたラック部と、The moving mechanism includes a rack portion formed on the holding member and a rack portion.
前記回転筒に部分的に形成された内歯ギアと、を有し、With an internal tooth gear partially formed on the rotary cylinder,
前記ラック部と前記内歯ギアとを連動し前記保持部材を移動することを特徴とする請求項10に記載の光学機器。The optical device according to claim 10, wherein the rack portion and the internal tooth gear are interlocked to move the holding member.
前記移動機構は、前記保持部材に形成されたギア部と、The moving mechanism includes a gear portion formed on the holding member and a gear portion.
前記回転筒に部分的に形成された内歯ギアと、を有し、With an internal tooth gear partially formed on the rotary cylinder,
前記ギア部と前記内歯ギアとを連結して駆動し前記保持部材を移動することを特徴とする請求項10に記載の光学機器。The optical device according to claim 10, wherein the gear portion and the internal tooth gear are connected and driven to move the holding member.
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