JP4520190B2 - 沈胴式レンズ鏡筒及び沈胴式レンズ鏡筒を備えたカメラ - Google Patents

Description

本発明は、沈胴式レンズ鏡筒及び沈胴式レンズ鏡筒を備えたカメラに関する。

カメラの小型化の要求はとどまるところが無く、非撮影状態において、そのカメラボディ内に撮影レンズをほぼ完全に収納する沈胴式レンズ鏡筒は一層の収納長の短縮が求められている。出願人はその解決手段の一つとして、特開２００３-３１５８６１号公報に開示される沈胴式レンズ鏡筒を提案した。このレンズ鏡筒は、撮影状態では複数の光学要素を同一光軸上に位置させ、沈胴状態では、複数の光学要素の一部を残りの光学要素の光軸とは異なる位置に退避させ、かつ該退避した光学要素と、撮影光軸上に残る光学要素の少なくとも一部とをそれぞれ光軸方向後方に後退させることを特徴としている。

特開２００３-３１５８６１号公報

出願人が提案した前述のレンズ鏡筒は沈胴状態での大幅な短縮が可能になっているが、本発明は、このタイプの沈胴式レンズ鏡筒及び沈胴式レンズ鏡筒を備えたカメラにおいて収納長のさらなる短縮を達成することを目的とする。

本発明は、撮影光学系を構成する複数の光学要素を有し、撮影状態では該複数の光学要素を同一の撮影光軸上に位置させ、沈胴状態では、複数の光学要素の一部を残りの光学要素の光軸とは異なる位置に退避させ、かつ該退避した光学要素と、撮影光軸上に残る光学要素の少なくとも一部とをそれぞれ後退させるレンズ鏡筒において、撮影光軸上に残る光学要素の少なくとも一部を、撮影状態では退避光学要素との光軸方向間隔を変化させずに光軸方向へ移動される直進移動要素とし、撮影状態から沈胴状態になるとき、退避光学要素の退避動作に続いて該退避光学要素と直進移動要素を光軸方向に相対移動させ、沈胴状態で退避光学要素と直進移動要素の互いの少なくとも一部を撮影光軸と直交する同一平面内に位置させることを特徴としている。

本発明における直進移動要素は、任意の光学要素とすることができ、具体的な適用例としてシャッタと絞りの少なくとも一方を含む露出制御部材などが挙げられる。

本発明の沈胴式レンズ鏡筒では、退避光学要素を支持する可動環内において、撮影状態では退避光学要素を直進移動要素の後方に位置させ、沈胴状態では、該直進移動要素と退避光学要素の互いの少なくとも一部を撮影光軸と直交する同一平面内に位置させる位置制御機構を備えることが望ましい。位置制御機構は、撮影状態から沈胴状態になるとき、退避光学要素の後退移動量よりも可動環の後退移動量を大きくさせるように構成される。

位置制御機構は、可動環の内側に撮影光軸から偏心させかつ平行に設けた回動軸と、該回動軸に対して回動可能かつ光軸方向に移動可能に嵌まり、退避光学要素を保持する保持枠と、該保持枠を回動軸上で光軸方向後方へ付勢する付勢部材と、可動環内での保持枠の後方移動端を決める後方移動規制手段とによって構成することが好ましい。該構成ではさらに、撮影状態で保持枠の後方に位置する第２の後方移動規制手段を備え、撮影状態から沈胴状態になるとき、可動環の後退動作の途中で保持枠の一部が第２の後方移動規制部に当接して該保持枠の後退が規制され、該保持枠の後退規制後に可動環が付勢部材に抗して引き続き後退するようにするとよい。

さらに、撮影状態から沈胴状態へ移行する際の可動環及び保持枠の後退移動力によって該保持枠を退避光学要素の退避位置へと回動させる退避駆動機構を備え、少なくとも該退避駆動機構の作動時に可動環に対する保持枠の光軸方向前方への相対移動を防ぐ前方移動規制手段を設けることが好ましい。退避駆動機構としては例えば、可動環の後方に位置する固定部材から光軸方向前方へ向けて突設され、保持枠に当接可能なカム面がその先端部に形成されたカム突起を設けるとよい。

保持枠の付勢部材は、例えば圧縮コイルばねであるとよい。

本発明のレンズ鏡筒では、沈胴状態においてさらに、撮影状態で退避光学要素よりも後方に位置する後方光学要素と退避光学要素の互いの少なくとも一部が、撮影光軸と直交する同一平面内に位置することが望ましい。

本発明は、撮影光学系がズームレンズ系であるレンズ鏡筒に好適であり、退避光学要素は該ズームレンズ系を構成する複数のレンズ群の一部であることが好ましい。

本発明はまた、以上のような沈胴式レンズ鏡筒を備えたカメラであることを特徴としている。

以上の本発明によれば、沈胴式レンズ鏡筒においてさらなる収納長短縮化が可能になり、またこの種の沈胴式レンズを備えたカメラを小型化することができる。

まず、図１ないし図３について、本実施形態の沈胴式レンズ鏡筒１０の全体構造を説明する。この実施形態は、デジタルカメラ５用のズームレンズ鏡筒に本発明を適用したもので、撮影光学系は、物体側から順に、第１レンズ群Ｌ１、シャッタ（直進移動要素、露出制御部材）Ｓ、第２レンズ群（退避光学要素）Ｌ２、第３レンズ群（後方光学要素）Ｌ３、ローパスフィルタ（フィルタ類、後方光学要素）Ｆ及び固体撮像素子（ＣＣＤ、後方光学要素）Ｃからなっている。本実施形態のシャッタＳは絞り兼用であり、図１ないし図３及び図１１の側断面では光軸と直交する一点鎖線として示している。撮影光学系の光軸はＺ１である。ズーミングは第１レンズ群Ｌ１と第２レンズ群Ｌ２を光軸方向に所定の軌跡で進退させ、フォーカシングは第３レンズ群Ｌ３で行う。なお、本実施形態のように少なくとも２つのレンズ群を光軸方向に移動させてズーミングを行ってもよいし、あるいは、少なくとも１つのレンズ群と像面（例えば撮像素子）を光軸方向に移動させてズーミングを行うことも可能である。

本実施形態は、例えば以上の撮影光学系構成を有するレンズ鏡筒１０において、撮影状態では、図１と図３（Ａ）に示すように、撮影光学系を構成するすべての光学要素を同一の撮影光学系光軸（撮影光軸、以下単に光軸）Ｚ１上に位置させ、沈胴状態では、図２と図３（Ｂ）に示すように、複数の光学要素のうちの第２レンズ群Ｌ２を光軸Ｚ１とは異なる位置（退避光軸Ｚ１’）に退避させ、かつ該第２レンズ群Ｌ２（退避した光学要素）と、退避しない光学要素の少なくとも一部とをそれぞれ光軸Ｚ１、Ｚ１’方向後方に後退させることで収納長の短縮を図っている。

すなわち、図１と図３（Ａ）の撮影状態から図２と図３（Ｂ）の沈胴状態に移行させるときには、第２レンズ群Ｌ２を残りの光学要素の光軸Ｚ１とは異なる偏心位置に退避させ、次に、この偏心退避ステップで退避した第２レンズ群Ｌ２をその退避光軸Ｚ１’方向後方に後退させるとともに、残りの光学要素のうちの第１レンズ群Ｌ１、シャッタ（絞り）Ｓ及び第３レンズ群Ｌ３を後方に後退させる。図２と図３の（Ｂ）の沈胴状態（収納状態）では、退避した第２レンズ群Ｌ２は、光軸Ｚ１上に存在する他の光学要素と光軸直交断面（撮影光軸Ｚ１を中心とする径方向）においてオーバラップしている。具体的には、沈胴状態で第２レンズ群Ｌ２は、撮影光軸Ｚ１を中心とする径方向においてシャッタ（絞り）Ｓ、第３レンズ群Ｌ３、ローパスフィルタＦ及び固体撮像素子Ｃの外形の外側に位置している。換言すれば、沈胴状態では、第２レンズ群Ｌ２が占める光軸方向位置（領域）は、シャッタ（絞り）Ｓ、第３レンズ群Ｌ３、ローパスフィルタＦ及び固体撮像素子Ｃの占める光軸方向位置（領域）と重複しており、光軸方向における第２レンズ群Ｌ２の収納スペースが実質的に省略されている。これによりレンズ鏡筒１０の収納長を短くすることが可能になっている。

特に本実施形態のレンズ鏡筒１０は、撮影状態では、第２レンズ群Ｌ２と該第２レンズ群Ｌ２の直前に位置するシャッタ（絞り）Ｓとが光軸方向の相対間隔を変化させずに移動するが、沈胴状態へ移行するときには、第２レンズ群Ｌ２の後退移動量（沈胴量）よりもシャッタ（絞り）Ｓの後退移動量の方が相対的に大きくなり、沈胴状態で第２レンズ群Ｌ２の一部とシャッタ（絞り）Ｓが光軸Ｚ１と直交する同一平面内に位置するように構成されている。詳細は後述するが、この構造によってレンズ鏡筒１０の収納長をより一層短縮することが可能になっている。

以上のような沈胴態様を可能とする沈胴式レンズ鏡筒１０の具体的構造例を主に図１、図２について説明する。沈胴式レンズ鏡筒１０は、固定（不動）部材として、ローパスフィルタＦ及び固体撮像素子Ｃを固定するＣＣＤ枠１１、固定筒１２を有する。前面化粧枠１３は、沈胴式レンズ鏡筒１０を搭載するデジタルカメラ５の本体部分を構成するものであり、鏡筒進退開口１３ａが形成されている。

固定筒１２の外周には、回転環１４が回転のみ可能に支持されている。すなわち、固定筒１２にはその外周面に周方向突起１２ａが形成され、回転環１４には、その内周面にこの周方向突起１２ａに係合する周方向溝１４ａが形成されていて、両者の係合により、回転環１４は光軸方向移動を規制され回転のみ可能に固定筒１２に支持されている。回転環１４にはまた、その外周面にギヤ１４ｂが形成されており、このギヤ１４ｂにピニオン１５が噛み合っている。ピニオン１５がモータＭによって正逆に回転駆動されると、回転環１４が回転部材の回転中心軸Ｚ２を中心に正逆に駆動される。回転中心軸Ｚ２は、光軸Ｚ１と平行でかつ該光軸Ｚ１に対して偏心している。回転環１４の内周面には、回転中心軸Ｚ２と平行な回転伝達溝１４ｃが形成されている。なお、以下に説明する環状部材は、いずれも回転中心軸Ｚ２を中心とする環状部材である。

固定筒１２の内側には、順に、外側直進筒１６、内側直進筒１７、カム環１８、直進案内リング１９及び退避レンズ群支持枠（可動環）２０が位置している。固定筒１２には、その内周面に直進案内溝１２ｂが形成されており、直進案内リング１９にはこの直進案内溝１２ｂに嵌まる直進案内突起１９ａが形成されている。直進案内リング１９は光軸方向にのみ移動する環状部材である。また、直進案内リング１９の外周面とカム環１８の内周面には、両者の相対回転を可能とし光軸方向の相対移動を規制する（許さない）周方向突起１９ｂと周方向溝１８ａが形成されている。カム環１８は、直進案内リング１９と光軸方向に常時一緒に移動する、直進案内リング１９に対する相対回転が可能な環状部材である。

固定筒１２には、径方向に貫通するカム溝１２ｃが形成されている。カム環１８には、このカム溝１２ｃに嵌まるフォロアピン１８ｂが径方向に突出させて設けられており、フォロアピン１８ｂはさらに回転環１４の回転伝達溝１４ｃに嵌まっている。カム溝１２ｃの展開形状は、図２に示す沈胴位置において回転環１４がレンズ繰出方向に回転され、回転伝達溝１４ｃ、フォロアピン１８ｂを介してカム環１８が回転すると、該カム環１８がまず図１の最大突出位置に移動し、その後、その最大突出位置で回転のみするように設定されている。

カム環１８の内周面と外周面にはそれぞれ、カム溝１８ｃと１８ｄが形成されており、カム溝１８ｄには、内側直進筒１７の内周面に突出させたフォロアピン１７ａが嵌まり、カム溝１８ｃには、退避レンズ群支持枠２０の外周面に突出させたフォロア突起２０ａが嵌まっている。退避レンズ群支持枠２０は、直進案内リング１９の直進ガイドバー１９ｃ（図４参照）に係合する直進ガイド溝２０ｂ（同）によって光軸方向に直進案内されている。従って、カム環１８が回転駆動されると、退避レンズ群支持枠２０がカム溝１８ｃの形状に従い回転中心軸Ｚ２方向に進退する。

また、外側直進筒１６とカム環１８とは、相対回転は可能に光軸方向には一緒に移動するように結合されている。すなわち、外側直進筒１６の内周面に形成した周方向溝１６ａに対し、カム環１８の外周面に設けた周方向突起１８ｆが摺動可能に嵌まっている。また外側直進筒１６は固定筒１２に、内側直進筒１７は外側直進筒１６にそれぞれ、回転中心軸Ｚ２方向の直進相対移動のみ可能に支持されている。すなわち、外側直進筒１６の外周面に突設した直進案内突起１６ｂは、固定筒１２の内周面に形成した回転中心軸Ｚ２と平行な直進案内溝１２ｄに嵌まり、内側直進筒１７の外周面に突設した直進案内突起１７ｂは、外側直進筒１６の内周面に形成した回転中心軸Ｚ２と平行な直進案内溝１６ｃに嵌まっている。従って、内側直進筒１７はカム環１８が回転駆動されるとカム溝１８ｄの形状に従い回転中心軸Ｚ２方向に進退する。

内側直進筒１７は第１レンズ群Ｌ１を支持する第１レンズ枠である。第２レンズ群Ｌ２は、第２のレンズ枠である退避レンズ枠（位置制御機構、保持枠）２１に支持されており、第３レンズ群Ｌ３は、第３レンズ枠２２に支持されている。第３レンズ枠２２は、図４以下に示すように、一対の径方向アーム２２ａを有し、この径方向アーム２２ａの直進案内部２２ｂ、２２ｃがそれぞれガイド軸２５ａ、２５ｂ（図１、図２）に摺動可能に係合することで光軸Ｚ１方向へ可動に支持されている。そして第３レンズ枠２２は、図示しない進退駆動機構によって光軸Ｚ１方向に正逆に駆動される。この進退駆動機構は、被写体距離情報に応じた移動量を第３レンズ枠２２に与える。

退避レンズ群支持枠２０の内側にはシャッタユニット３０が支持されている。シャッタユニット３０は退避レンズ群支持枠２０内に固定されるシャッタ支持板３１を有し、該シャッタ支持板３１によってシャッタ（絞り）Ｓが可動に支持されている。シャッタ支持板３１には、中央よりやや下方に偏心する位置に撮影用開口３１ａが形成され、該撮影用開口３１ａの上方に、沈胴状態で第２レンズ群Ｌ２（退避レンズ枠２１の一部）を進入させるための進入開口３１ｂが形成されている。

上述のように、第２レンズ群Ｌ２は、沈胴時には、光軸Ｚ１からの偏心位置に退避する退避光学要素である。次に、主に図４以下を参照して、この第２レンズ群Ｌ２の退避構造を説明する。

退避レンズ群支持枠２０の内周面には光軸方向に離間させてフランジ状の前方軸支持部２０ｅと後方軸支持部（位置制御機構、後方移動規制手段）２０ｆが設けられ、該前方軸支持部２０ｅと後方軸支持部２０ｆに偏心軸（位置制御機構、回動軸）２０ｃの前端部と後端部が固定されている。偏心軸２０ｃはその軸線が光軸Ｚ１及び回転中心軸Ｚ２と平行であり、該光軸Ｚ１及び回転中心軸Ｚ２から偏心する位置に設けられている。図１１から分かるように、シャッタユニット３０（シャッタ支持板３１）と前方軸支持部２０ｅは退避レンズ群支持枠２０内において光軸方向の略同位置にあるが、シャッタ支持板３１の一側部に切欠部３１ｃが設けられ、前方軸支持部２０ｅは該切欠部３１ｃに対応して位置しているので、前方軸支持部２０ｅや偏心軸２０ｃがシャッタユニット３０と干渉するおそれはない。さらに、前方軸支持部２０ｅには光軸方向後方へ向けて前進規制突起（前方移動規制手段）２０ｇが突設されている。

退避レンズ枠２１は、第２レンズ群Ｌ２を固定したレンズ筒２１ａ、このレンズ筒２１ａの径方向に延びる揺動アーム２１ｂ、及びこの揺動アーム２１ｂの先端に設けた揺動中心筒２１ｃを有している。揺動中心筒２１ｃは、退避レンズ群支持枠２０に設けた偏心軸２０ｃに回動自在に嵌まっている。偏心軸２０ｃの有効軸長（前方軸支持部２０ｅと後方軸支持部２０ｆに埋設された部分を除く長さ）は揺動中心筒２１ｃの筒長よりも長く設定されており、該揺動中心筒２１ｃは偏心軸２０ｃに対して光軸方向（偏心軸２０ｃの軸線方向）にも摺動可能である。揺動中心筒２１ｃの前後移動端は前方軸支持部２０ｅと後方軸支持部２０ｆにより定められる。退避レンズ枠２１は、揺動中心筒２１ｃの前端部と前方軸支持部２０ｅの間に配した圧縮コイルばね（位置制御機構、付勢部材）２３によって光軸方向後方へ付勢されている。

レンズ筒２１ａに固定されている第２レンズ群Ｌ２は、退避レンズ群支持枠２０の偏心軸２０ｃを中心とする揺動運動より、光軸Ｚ１上に位置する撮影位置（図５、図６、図７、図８及び図１０の各（Ａ）参照）と、光軸Ｚ１から退避した偏心退避位置（同各（Ｂ）参照）とに移動できる。

退避レンズ枠２１の揺動中心筒２１ｃの外側にはトーションばね２４（図４）が支持されている、トーションばね２４は一端部を退避レンズ枠２１の揺動アーム２１ｂに係合させ、他端部を退避レンズ群支持枠２０の後方軸支持部２０ｆに係合させており、該トーションばね２４によって、退避レンズ枠２１はレンズ筒２１ａ（第２レンズ群Ｌ２）が光軸Ｚ１上に位置する方向（レンズ鏡筒１０の正面から見て反時計方向）に回動付勢されている。トーションばね２４の付勢方向への退避レンズ枠２１の突出端（回動端）は、退避レンズ枠２１に設けたストッパアーム２１ｄと、退避レンズ群支持枠２０に設けたストッパ２０ｄ（図４、図１０）とによって規制される。また、退避レンズ群支持枠２０には、偏心退避位置に移動した揺動中心筒２１ｃ（第２レンズ群Ｌ２）の一部を進入させる切欠２０ｈが形成されている。

退避レンズ枠２１の揺動中心筒２１ｃには、位置制御突起２１ｆが形成されており、ＣＣＤ枠１１には、この位置制御突起２１ｆと係合して退避レンズ枠２１の位置を制御する突起状の位置制御カム（退避駆動機構、カム突起）１１ａが形成されている。位置制御カム１１ａは、ＣＣＤ枠１１のベース部１１ｂから、回転中心軸Ｚ２と平行な方向に突設されており、光軸Ｚ１に近い内縁部側に回転中心軸Ｚ２と平行な退避位置保持面１１ａ１を有し、この退避位置保持面１１ａ１の先端部に連続して移行傾斜面１１ａ２を有している。移行傾斜面１１ａ２は、位置制御カム１１ａの外縁部１１ａ３から退避位置保持面１１ａ１側（内縁部側）に向かうにつれて、徐々にベース部１１ｂに近づく（光軸方向後方に向かう）ように傾斜している。退避レンズ枠２１の位置制御突起２１ｆが退避位置保持面１１ａ１に係合している状態では、第２レンズ群Ｌ２は光軸Ｚ１から偏心した退避位置に位置している。退避レンズ枠２１（退避レンズ群支持枠２０）が回転中心軸Ｚ２方向前方に移動して、位置制御突起２１ｆが退避位置保持面１１ａ１から離れて移行傾斜面１１ａ２と係合すると、トーションばね２４の力によって、レンズ筒２１ａ（第２レンズ群Ｌ２）を光軸Ｚ１上に突出させる方向に退避レンズ枠２１が回転し始める。図８の（Ａ）のように位置制御突起２１ｆが位置制御カム１１ａの前端部（移行傾斜面１１ａ２）よりも前方へ移動して離間すると、位置制御カム１１ａによる退避レンズ枠２１への位置規制が解除され、トーションばね２４の力によってレンズ筒２１ａ（第２レンズ群Ｌ２）が光軸Ｚ１上に突出する。この突出位置は、ストッパアーム２１ｄとストッパ２０ｄとの当接位置で規制され、このとき、第２レンズ群Ｌ２の光軸は光軸Ｚ１と一致する。逆に、第２レンズ群Ｌ２が撮影位置にある状態から退避レンズ群支持枠２０が後退すると、位置制御突起２１ｆが移行傾斜面１１ａ２に係合して、トーションばね２４に抗して退避レンズ枠２１が偏心軸２０ｃを中心に回動し、第２レンズ群Ｌ２が光軸Ｚ１から退避する。退避レンズ群支持枠２０がさらに後退すると、退避レンズ枠２１の位置制御突起２１ｆが退避位置保持面１１ａ１に係合して、第２レンズ群Ｌ２が退避位置に保持される。この退避状態では、レンズ筒２１ａの外周一部は、退避レンズ群支持枠２０の切欠２０ｈ内に進入するが退避レンズ群支持枠２０の外側には突出せず、退避レンズ群支持枠２０の外側に位置するカム環１８とは干渉しない。このとき、第２レンズ群Ｌ２の退避光軸Ｚ１’は、環状をなす退避レンズ群支持枠２０（固定筒１２、外側直進筒１６、内側直進筒１７、カム環１８及び直進案内リング１９）の輪郭内に位置する。

位置制御カム１１ａには、退避位置保持面１１ａ１の基端部側（光軸方向後方）にストッパ段部（第２の後方移動規制手段）１１ａ４が形成されている。撮影状態から沈胴状態になるときに退避レンズ群支持枠２０と共に退避レンズ枠２１が後退すると、位置制御突起２１ｆがストッパ段部１１ａ４に当接して退避レンズ枠２１の後退移動が規制される。前述の通り、回転中心軸Ｚ２方向（光軸方向）への退避レンズ群支持枠２０の進退移動は、カム環１８に形成したカム溝１８ｃの軌跡と、該カム環１８自体の前後移動とによって制御される。この退避レンズ群支持枠２０の進退移動（量）は、撮影状態から沈胴状態に移行するときに、ストッパ段部１１ａ４によって退避レンズ枠２１の後退動作が規制された後も退避レンズ群支持枠２０を所定量後方へ移動（差動）させるように設定されている。

上記構成の本沈胴式レンズ鏡筒１０は、例えば次のように動作する。図２と図３（Ｂ）に示す沈胴位置においては、外側直進筒１６、内側直進筒１７、カム環１８及び直進案内リング１９はすべて、前面化粧枠１３の鏡筒進退開口１３ａ内に位置している。この沈胴状態において、デジタルカメラ５のメインスイッチＭＳ（図１）がオンになると、ピニオン１５を介して回転環１４が所定角度だけ（例えばワイド端撮影状態とするように）レンズ繰出方向に回転される。回転環１４の回転はカム環１８に伝達され、該カム環１８が固定筒１２のカム溝１２ｃとフォロアピン１８ｂに従って、最大突出位置に突出する。この突出過程では、外側直進筒１６、内側直進筒１７、カム環１８及び直進案内リング１９が、前面化粧枠１３の鏡筒進退開口１３ａから外部に突出する。そして、カム環１８と一緒に、直進案内リング１９及び外側直進筒１６が前方に直進移動し、内側直進筒１７と退避レンズ群支持枠２０は、カム環１８のカム溝１８ｃと１８ｄに従って光軸方向前方のワイド端撮影位置に移動する。そして、退避レンズ群支持枠２０が前方に移動すると、退避レンズ枠２１の位置制御突起２１ｆはやがて位置制御カム１１ａの退避位置保持面１１ａ１から移行傾斜面１１ａ２に係合する。すると、退避レンズ枠２１は、偏心軸２０ｃを中心に、トーションばね２４の力によってレンズ筒２１ａ（第２レンズ群Ｌ２）が光軸Ｚ１上に突出する方向に回動し、位置制御突起２１ｆが移行傾斜面１１ａ２よりも前方へ移動（離間）したときに、ストッパアーム２１ｄがストッパ２０ｄと当接する位置でその突出端が規制される。これが図１と図３（Ａ）の撮影状態（ワイド端）である。

撮影状態では、図１１（Ａ）に示すように、退避レンズ枠２１は圧縮コイルばね２３の付勢力によって後方に押圧され、揺動中心筒２１ｃの後端部を後方軸支持部２０ｆに当接させている。つまり、後方軸支持部２０ｆは、撮影状態での退避レンズ群支持枠２０に対する退避レンズ枠２１の光軸方向位置（後方移動端）を定める基準面となっている。また撮影状態では、前進規制突起２０ｇの先端部が揺動アーム２１ｂに隣接して対向しており（図１、図５（Ａ）、図１０（Ａ）、図１１（Ａ）参照）、退避レンズ群支持枠２０内で退避レンズ枠２１が圧縮コイルばね２３に抗して前方に相対移動することを規制している。

この撮影状態で、ズームスイッチＺＳ（図１）を操作してピニオン１５を駆動すると、カム環１８は定位置で（光軸方向に移動することなく）回動し、そのカム溝１８ｃと１８ｄに従って、退避レンズ群支持枠２０と内側直進筒１７が光軸方向に所定の軌跡で移動する。退避レンズ群支持枠２０には、第２レンズ群Ｌ２を有する退避レンズ枠２１が搭載され、内側直進筒１７には第１レンズ群Ｌ１が支持されているから、この第１レンズ群Ｌ１と第２レンズ群Ｌ２によってズーミングがなされる。ズーミングが行われても、圧縮コイルばね２３の付勢力によって揺動中心筒２１ｃが後方軸支持部２０ｆに当接する状態は維持され（かつ前進規制突起２０ｇによって揺動中心筒２１ｃの前進も規制され）、光軸方向における退避レンズ群支持枠２０と退避レンズ枠２１の相対的な位置関係は変化しない。つまり、撮影状態では、光軸方向に隣接させて退避レンズ群支持枠２０内に支持された２つの光学要素であるシャッタ（絞り）Ｓと第２レンズ群Ｌ２の光軸方向間隔は変化せず、該シャッタ（絞り）Ｓと第２レンズ群Ｌ２は光軸方向に一体に移動する。またフォーカシングは、被写体距離情報に基づいて、第３レンズ枠２２を光軸Ｚ１方向に駆動して行われる。

メインスイッチＭＳがオフになると、ピニオン１５が逆方向に回転し、カム環１８をワイド端位置からさらに後方に移動させる。この後方移動過程では、カム環１８のカム溝１８ｃと１８ｄによって退避レンズ群支持枠２０と内側直進筒１７が後方に移動する。退避レンズ群支持枠２０が後方に移動すると、位置制御突起２１ｆが位置制御カム１１ａの移行傾斜面１１ａ２に係合して、トーションばね２４の付勢力に抗して退避レンズ枠２１が偏心軸２０ｃを中心に回動して、第２レンズ群Ｌ２が光軸Ｚ１から退避し、位置制御突起２１ｆが退避位置保持面１１ａ１に係合すると、その退避位置に保持される。なお、図１１（Ａ）に示すように、撮影状態では揺動中心筒２１ｃは後方軸支持部２０ｆに当て付いており前方軸支持部２０ｅとの間に隙間があるが、前進規制突起２０ｇによって揺動アーム２１ｂすなわち退避レンズ枠２１の前進が規制されている。この関係は撮影状態から沈胴状態に移行するときも維持されており、位置制御カム１１ａの移行傾斜面１１ａ２が退避レンズ枠２１の位置制御突起２１ｆを後方から押圧するとき、当該押圧力によって退避レンズ枠２１が偏心軸２０ｃに沿って前方へ摺動しないように前進規制突起２０ｇによって阻止される。これにより、光軸方向へ力を逃がすことなく沈胴動作の早い段階で退避レンズ枠２１を退避位置まで回動させることができる。

そして、第２レンズ群Ｌ２が光軸Ｚ１とは偏心した退避光軸Ｚ１’に退避した後、カム環１８はさらに後退し、内側直進筒１７（第１レンズ群Ｌ１）がカム溝１８ｄに従って後退する。同時に、退避レンズ群支持枠２０はカム溝１８ｃに従って後退し、位置制御突起２１ｆ（退避レンズ枠２１）は退避位置保持面１１ａ１との係合状態を維持して（第２レンズ群Ｌ２を偏心退避位置に保持して）後退する。なお、図５（Ｂ）に示すように、退避レンズ枠２１が退避位置まで回動すると、揺動アーム２１ｂは前進規制突起２０ｇの延長位置から外れ、退避レンズ枠２１は退避レンズ群支持枠２０内を光軸方向前方に相対移動することが可能になる。但し、位置制御突起２１ｆが光軸方向に長い退避位置保持面１１ａ１上を摺接する間は退避レンズ枠２１を前方へ押し込む力は発生せず、退避レンズ枠２１は退避レンズ群支持枠２０と共に後退する。

そして、位置制御突起２１ｆがある程度後退するとストッパ段部１１ａ４に当接して、退避レンズ枠２１の後退が規制される。一方、前述の通り、退避レンズ枠２１の後退が規制された後も、カム環１８の制御によって退避レンズ群支持枠２０はなおも後退される。すると、図１１（Ｂ）に示すように、圧縮コイルばね２３を縮ませながら前方軸支持部２０ｅが揺動中心筒２１ｃの前端部に接近し、退避レンズ群支持枠２０内における退避レンズ枠２１の光軸方向位置が、撮影状態よりも相対的に前方に変位する（実際には停止している退避レンズ枠２１に対して退避レンズ群支持枠２０が後方に変位している）。その結果、退避レンズ枠２１に保持される第２レンズ群Ｌ２と、退避レンズ群支持枠２０に保持されるシャッタ（絞り）Ｓの光軸方向の相対間隔が撮影時よりも小さくなり、図２と図３（Ｂ）に示す沈胴状態では、光軸Ｚ１を中心とする径方向において第２レンズ群Ｌ２（レンズ筒２１ａ）の前部がシャッタＳ（シャッタユニット３０）の外側に重なって位置する（光軸Ｚ１と直交する同一平面内に位置する）まで退避レンズ群支持枠２０が後退する。このとき、図５（Ｂ）、図６（Ｂ）及び図１０（Ｂ）に示すように、レンズ筒２１ａの前端部が進入開口３１ｂ内に進入するので、退避レンズ枠２１とシャッタユニット３０が互いに干渉することはない。

以上のように、本実施形態のデジタルカメラ５に設けたレンズ鏡筒１０では、撮影状態から沈胴状態に移行する際に第２レンズ群Ｌ２を単に撮影光軸外に退避させて後退させるだけではなく、撮影状態（ズーミング時）においては第２レンズ群Ｌ２と一体に移動する退避レンズ群支持枠２０の沈胴位置への後退移動量を、第２レンズ群Ｌ２（退避レンズ枠２１）の後退移動量よりも大きくなるように構成している。この差動によって、退避レンズ群支持枠２０をより深く沈胴させることが可能になり、鏡筒収納長のさらなる短縮化が達成される。特に本実施形態では、退避レンズ群支持枠２０に支持された２つの光学要素である第２レンズ群Ｌ２とシャッタ（絞り）Ｓを、撮影状態では相対間隔を変化させずに一体的に移動させ、沈胴状態では径方向に重なるように収納するので、鏡筒短縮効果がより一層高くなっている。

以上のデジタルカメラ５と沈胴式レンズ鏡筒１０は本発明の好ましい実施形態であるが、本発明はこの実施形態に限定されるものではない。

例えば、実施形態の沈胴式レンズ鏡筒１０では、沈胴時に光軸外に退避する光学要素は第２レンズ群Ｌ２のみであるが、複数の光学要素を光軸外に退避させることも可能である。

また、実施形態の沈胴式レンズ鏡筒１０では、第２レンズ群Ｌ２は偏心軸２０ｃを中心とする回動によって撮影光軸上の位置と光軸外の退避位置とに移動しているが、光軸外への光学要素の退避のさせ方は回動に限定されるものではなく、例えば直線移動であってもよい。また、実施形態の沈胴式レンズ鏡筒１０では、沈胴状態において第２レンズ群Ｌ２は撮影光軸の上方へ退避されているが、退避の方向は任意に設定することができる。

また、退避レンズ枠２１の付勢部材として実施形態では圧縮コイルばね２３を用いているが、ウェイブワッシャのような板ばねや引張ばねによって付勢部材を構成することも可能である。但し、実施形態のようなレンズ鏡筒の構造では、付勢部材としては圧縮コイルばねが最も小型であり好ましい。

また、実施形態の沈胴式レンズ鏡筒１０では退避させる光学要素をレンズ群としたが、本発明はローパスフィルタのような異なる光学要素についても退避光学要素とすることが可能である。

また、実施形態の沈胴式レンズ鏡筒１０はズームレンズ鏡筒であるが、本発明はズームレンズ鏡筒に限らず適用が可能である。例えば、実施形態の沈胴式レンズ鏡筒１０における第２レンズ群Ｌ２やシャッタＳの撮影時の動作（ズーミング動作）をフォーカシング動作に置き換えれば、単焦点レンズとしても本発明は成立する。

本発明による沈胴式レンズ鏡筒の一実施形態を示す、撮影状態における縦断面図である。 同沈胴状態の縦断面図である。 （Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ、図１、図２のレンズ鏡筒からレンズ群、シャッタ、フィルタ及びＣＣＤだけを取り出して描いた側面図である。 図１、図２の沈胴式レンズ鏡筒の主要部品の分解斜視図である。 （Ａ）は図４の主要部品から直進案内環を除いて組み立てた状態を示す撮影状態の正面図、（Ｂ）は同退避状態の正面図である。 （Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ、図５（Ａ）、（Ｂ）において退避レンズ群支持枠の一部を切り欠いて示した斜視図である。 （Ａ）は図４の主要部品から直進案内環及び退避レンズ群支持枠を除いて組み立てた状態を示す撮影状態の正面図、（Ｂ）は同退避状態の正面図である。 （Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ、図７（Ａ）、（Ｂ）の斜視図である。 退避レンズ枠の進退カム機構部分を拡大して示す、図６、図８とは見る方向が異なる斜視図である。 （Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ、退避レンズ群支持枠に対する退避レンズ群枠の支持態様を示す、光軸方向後方から見た斜視図である。 （Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ、退避レンズ群支持枠と退避レンズ群枠の相対動作関係を示す、撮影状態における縦断面図と沈胴状態における縦断面図である。

符号の説明

Ｌ１ 第１レンズ群
Ｌ２ 第２レンズ群（退避光学要素）
Ｌ３ 第３レンズ群（後方光学要素）
Ｃ 固体撮像素子（後方光学要素）
Ｆ ローパスフィルタ（後方光学要素）
Ｓ シャッタ（絞り、直進移動要素、露出制御部材）
５ デジタルカメラ
１０ 沈胴式レンズ鏡筒
１１ ＣＣＤ枠
１１ａ 位置制御カム（退避駆動機構、カム突起）
１１ａ１ 退避位置保持面
１１ａ２ 移行傾斜面
１１ａ３ 外縁部
１１ａ４ ストッパ段部（第２の後方移動規制手段）
１２ 固定筒
１２ａ 周方向突起
１２ｂ 直進案内溝
１２ｃ カム溝
１４ 回転環
１４ａ 周方向溝
１４ｂ ギヤ
１４ｃ 回転伝達溝
１５ ピニオン
１６ 外側直進筒
１７ 内側直進筒
１８ カム環
１８ａ 周方向溝
１８ｂ フォロアピン
１８ｃ １８ｄ カム溝
１８ｆ 周方向突起
１９ 直進案内リング
１９ａ 直進案内突起
１９ｂ 周方向突起
１９ｃ 直進ガイドバー
２０ 退避レンズ群支持枠（可動環）
２０ａ フォロア突起
２０ｂ 直進ガイド溝
２０ｃ 偏心軸（位置制御機構、回動軸）
２０ｄ ストッパ
２０ｅ 前方軸支持部
２０ｆ 後方軸支持部（位置制御機構、後方移動規制手段）
２０ｇ 前進規制突起（前方移動規制手段）
２０ｈ 切欠
２１ 退避レンズ枠（位置制御機構、保持枠）
２１ａ レンズ筒
２１ｂ 揺動アーム
２１ｃ 揺動中心筒
２１ｄ ストッパアーム
２１ｆ 位置制御突起
２２ 第３レンズ枠
２３ 圧縮コイルばね（位置制御機構、付勢部材）
２４ トーションばね
３０ シャッタユニット
３１ シャッタ支持板
３１ａ 撮影用開口
３１ｂ 進入開口

Claims (12)

1. 撮影光学系を構成する複数の光学要素を有し、撮影状態では該複数の光学要素を同一の撮影光軸上に位置させ、沈胴状態では、複数の光学要素の一部を残りの光学要素の光軸とは異なる位置に退避させ、かつ該退避した光学要素と、撮影光軸上に残る光学要素の少なくとも一部とをそれぞれ後退させるレンズ鏡筒において、
   上記撮影光軸上に残る光学要素の少なくとも一部を、撮影状態では上記退避光学要素との光軸方向間隔を変化させずに光軸方向へ移動される直進移動要素とし、
   撮影状態から沈胴状態になるとき、上記退避光学要素の退避動作に続いて該退避光学要素と上記直進移動要素を光軸方向に相対移動させ、沈胴状態で退避光学要素と直進移動要素の互いの少なくとも一部を撮影光軸と直交する同一平面内に位置させることを特徴とする沈胴式レンズ鏡筒。
2. 請求項１記載の沈胴式レンズ鏡筒において、
   撮影状態では上記直進移動要素と退避光学要素とを光軸方向へ一体に移動するように支持し、少なくとも撮影状態から沈胴状態になるとき光軸方向後方へ後退する可動環；及び
   該可動環内で上記退避光学要素を光軸と直交する平面方向及び光軸方向へそれぞれ移動可能に支持し、撮影状態では退避光学要素を上記直進移動要素の後方に位置させる位置制御機構；
   を備えた沈胴式レンズ鏡筒。
3. 請求項２記載の沈胴式レンズ鏡筒において、上記位置制御機構は、撮影状態から沈胴状態になるとき、退避光学要素の後退移動量よりも可動環の後退移動量を大きくさせる沈胴式レンズ鏡筒。
4. 請求項２または３記載の沈胴式レンズ鏡筒において、上記位置制御機構は、
   上記可動環の内側に撮影光軸から偏心させて設けた、該撮影光軸と平行な回動軸；
   該回動軸に対して回動可能かつ光軸方向に移動可能に嵌まり、上記退避光学要素を保持する保持枠；
   該保持枠を上記回動軸上で光軸方向後方へ付勢する付勢部材；及び
   可動環内での保持枠の後方移動端を決める後方移動規制手段；
   を備えている沈胴式レンズ鏡筒。
5. 請求項４記載の沈胴式レンズ鏡筒において、光軸方向に移動しない固定部材に設けられ、撮影状態で上記保持枠の後方に位置する第２の後方移動規制手段を有し、
   撮影状態から沈胴状態になるとき、上記可動環の後退動作の途中で上記保持枠の一部が第２の後方移動規制部に当接して該保持枠の後退が規制され、該保持枠の後退規制後に可動環が上記付勢部材に抗して引き続き後退する沈胴式レンズ鏡筒。
6. 請求項４または５記載の沈胴式レンズ鏡筒において、上記付勢部材は圧縮コイルばねである沈胴式レンズ鏡筒。
7. 請求項４ないし６のいずれか１項に記載の沈胴式レンズ鏡筒において、撮影状態から沈胴状態へ移行する際の上記可動環及び保持枠の後退移動力によって該保持枠を上記退避光学要素の退避位置へと回動させる退避駆動機構を備え、少なくとも該退避駆動機構の作動時に可動環に対する保持枠の光軸方向前方への相対移動を防ぐ前方移動規制手段を有する沈胴式レンズ鏡筒。
8. 請求項７記載の沈胴式レンズ鏡筒において、上記退避駆動機構は、上記可動環の後方に位置する固定部材から光軸方向前方へ向けて突設され、先端部に上記保持枠に当接可能なカム面が形成されたカム突起を備えている沈胴式レンズ鏡筒。
9. 請求項２ないし８のいずれか１項に記載の沈胴式レンズ鏡筒において、撮影状態で上記退避光学要素よりも後方に位置する後方光学要素を有し、沈胴状態では該後方光学要素と退避光学要素の互いの少なくとも一部が、撮影光軸と直交する同一平面内に位置する沈胴式レンズ鏡筒。
10. 請求項１ないし９のいずれか１項に記載の沈胴式レンズ鏡筒において、上記直進移動要素は、シャッタと絞りの少なくとも一方を含む露出制御部材である沈胴式レンズ鏡筒。
11. 請求項１ないし１０のいずれか１項に記載の沈胴式レンズ鏡筒が備える光学系はズームレンズ系であり、上記退避光学要素は該ズームレンズ系を構成する複数のレンズ群の一部である沈胴式レンズ鏡筒。
12. 請求項１ないし１１のいずれか１項に記載の沈胴式レンズ鏡筒を備えたことを特徴とするカメラ。

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