JP2006337821A - レンズ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】回転部材によるレンズの光軸方向への前後移動を精度よく行え、かつ、回転部材の駆動が円滑に行えるレンズ装置を提供する。
【解決手段】固定鏡胴１２に回転自在に設けられた回転鏡胴１４を回転させることによりレンズを光軸方向に移動させるレンズ装置１０である。巻き掛け媒介節であるタイミングベルト１６を回転鏡胴に２箇所で巻き掛けるとともに、タイミングベルトを移動させることにより回転鏡胴を固定鏡胴に対し相対回転させる駆動手段であって、２箇所におけるタイミングベルト１６の固定鏡胴１４の中心方向に及ぼす押圧力が打ち消されるようになっている回転部材駆動手段を備えている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、レンズ装置に係り、特に、固定鏡胴と回転部材とを備え、回転部材の回転を円滑に行えるレンズ装置に関する。

各種カメラ（銀塩フィルム用カメラ、デジタルカメラ、ビデオカメラ、テレビカメラ等）のレンズ装置において、フォーカス用鏡胴やズーム用鏡胴では、固定鏡胴とこの固定鏡胴に回転自在に設けられるカム筒等の回転部材とを備え、回転部材を回転させることによりレンズを光軸方向に移動させる構成のものが一般的である。

そして、回転部材の回転駆動は、たとえば、この回転部材の周囲に設けられた歯車と、この歯車と噛合する小径の駆動歯車を設け、この駆動歯車をモータにより回転駆動させる構成により行える。

ところが、歯車伝動機構では、騒音を生じることが避けがたく、またギアのバックラッシュを生じるという問題があり、レンズの光軸方向への前後移動を精度よく行うには不十分である。

歯車伝動機構以外の駆動手段として、ベルト等を使用した巻き掛け伝動機構が挙げられる。たとえば、回転部材と平行に小径の駆動プーリを設け、回転部材と駆動プーリにベルト等を巻き掛けて回転部材を回転駆動させる構成である（たとえば、特許文献１参照）。

ところが、このような巻き掛け伝動機構において、平ベルトのようなすべり伝動を採用した場合、スリップを防止すべくベルトに所定以上の張力をかける必要がある。このような構成では、回転部材を駆動プーリ側に引き寄せる力がかかり、回転部材の円滑な回転が妨げられる不具合を生じやすい。

また、このような巻き掛け伝動機構において、タイミングベルトのような噛合による伝動を採用した場合、バックラッシュを防止すべくベルトに所定以上の張力をかける必要がある。このような構成では、回転部材を駆動プーリ側に引き寄せる力がかかり、回転部材の円滑な回転が妨げられる不具合を生じやすい。
特開平９−８０２８９号公報

上記の問題点に対処すべく、丸ベルトやワイヤーを回転部材にたすき掛けして、回転部材を駆動側に引き寄せる力を軽減する構成が考えられる。具体的には、丸ベルトやワイヤーを８の字状に形成し、一方の円内に回転部材を配し、他方の円内に２以上の駆動手段（プーリ等）を配し、これらの２以上の駆動手段同士の間隔を調整することにより回転部材に所定以上の張力をかけてスリップを防止する構成である。

しかしながら、このような構成の駆動であっても、丸ベルトやワイヤーでは平ベルトやタイミングベルトに比べてグリップ力が不十分であり、スリップによる位置ずれを完全に防止するには不十分であった。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、上記の問題点が解消され、回転部材によるレンズの光軸方向への前後移動を精度よく行え、かつ、回転部材の駆動が円滑に行えるレンズ装置を提供することを目的とする。

前記目的を達成するために、本発明は、固定鏡胴に回転自在に設けられた回転部材を回転させることによりレンズを光軸方向に駆動させるレンズ装置において、巻き掛けベルトを前記回転部材に巻き掛けるとともに、該巻き掛けベルトを駆動させることにより前記回転部材を前記固定鏡胴に対し回転させる回転部材駆動手段であって、前記巻き掛けベルトの前記回転部材の対向位置の中心方向に及ぼす押圧力が互いに打ち消されている回転部材駆動手段を備えてなることを特徴とするレンズ装置を提供する。

本発明によれば、回転部材駆動手段において、複数箇所における巻き掛けベルトの回転部材の中心方向に及ぼす押圧力が打ち消されるようになっているので、回転部材の駆動が円滑に行え、回転部材によるレンズの光軸方向への前後移動を精度よく行える。

すなわち、機構学のベルト伝達において、ベルト車へ所定の巻き掛け角度φでベルトを巻き掛けた場合、ベルトの張り側張力をＴ１とし、ベルトの緩み側張力をＴ２とした場合、ベルト車に生じる反力Ｆは、Ｔ１＋Ｔ２となり、反力Ｆの方向は、巻き掛け角度φを略二分する中心線となる。この際、巻き掛け箇所をたとえば２箇所とし、それぞれの位置における巻き掛け角度φを同一角度とするとともに、それぞれの反力Ｆが逆方向になるようにすれば、ベルト車（回転部材）の中心方向に及ぼす押圧力が打ち消される。

なお、「巻き掛けベルト」は機構学における巻き掛け媒介節の一種である。この「巻き掛け媒介節（Wrapping Connector）」とは、ベルト（Belt）、チェーン（Chain）、ロープ（Rope）、ワイヤー（Wire）等の可撓性部材を指す。したがって、巻き掛けベルトに代えて、チェーンやワイヤーを使用する構成も、本発明の均等範囲であるといえる。

本発明において、前記巻き掛けベルトが歯付きベルト部材であり、該ベルト部材が前記回転部材の外周に設けられた歯車に噛合されることが好ましい。このように、巻き掛けベルトが歯付きベルト部材（たとえば、タイミングベルト）であり、ベルト部材が回転部材の外周に設けられた歯車（たとえば、タイミングプーリ）に噛合するようになっていれば、一層本発明の効果が得られる。

また、前記目的を達成するために、本発明は、固定鏡胴に回転自在に設けられた回転部材を回転させることによりレンズを光軸方向に駆動させるレンズ装置において、巻き掛けベルトの一端が前記回転部材に固定されるとともに該一端近傍の巻き掛けベルトが前記回転部材に巻き掛けられ、該巻き掛けベルトの中間部が回転駆動手段に巻き掛けられ、該巻き掛けベルトの他端が前記回転部材に固定されるとともに該他端近傍の巻き掛けベルトが前記回転部材に巻き掛けられ、該巻き掛けベルトを駆動させることにより前記回転部材を前記固定鏡胴に対し回転させる回転部材駆動手段であって、前記巻き掛けベルトの前記回転部材の中心方向に及ぼす押圧力が互いに打ち消されている回転部材駆動手段を備えてなることを特徴とするレンズ装置を提供する。

本発明によれば、巻き掛けベルトの一端が回転部材に固定され、巻き掛けベルトの中間部が回転駆動手段に巻き掛けられ、巻き掛けベルトの他端が回転部材に固定され、巻き掛けベルトの回転部材の中心方向に及ぼす押圧力が打ち消されるようになっているので、回転部材の駆動が円滑に行え、回転部材によるレンズの光軸方向への前後移動を精度よく行える。この構成の詳細については、添付図にしたがって後述する。

本発明において、前記巻き掛けベルトが歯付きベルト部材であり、該ベルト部材が前記回転駆動手段の歯車に噛合されることが好ましい。このように、巻き掛けベルトが歯付きベルト部材（たとえば、タイミングベルト）であり、ベルト部材が回転駆動手段の歯車（たとえば、タイミングプーリ）に噛合するようになっていれば、一層本発明の効果が得られる。

また、前記目的を達成するために、本発明は、固定鏡胴に回転自在に設けられた回転部材を回転させることによりレンズを光軸方向に駆動させるレンズ装置において、無端環状の巻き掛けベルトを前記回転部材に２箇所で巻き掛けるとともに、該巻き掛けベルトを駆動させることにより前記回転部材を前記固定鏡胴に対し回転させる回転部材駆動手段であって、前記巻き掛けベルトの巻き掛け箇所が前記回転部材の中心に対し対称位置となっており、前記巻き掛けベルトの前記回転部材の中心方向に及ぼす押圧力が互いに打ち消されている回転部材駆動手段を備えてなることを特徴とするレンズ装置を提供する。

本発明によれば、無端環状の巻き掛けベルトの巻き掛け箇所が回転部材の中心に対し対称位置となっており、巻き掛けベルトの前記回転部材の中心方向に及ぼす押圧力が打ち消されるようになっているので、回転部材の駆動が円滑に行え、回転部材によるレンズの光軸方向への前後移動を精度よく行える。この構成の詳細については、添付図にしたがって後述する。

本発明において、前記巻き掛けベルトが歯付きベルト部材であり、該ベルト部材が前記回転部材の外周に設けられた歯車に噛合されることが好ましい。このように、巻き掛けベルトが歯付きベルト部材（たとえば、タイミングベルト）であり、ベルト部材が回転部材の外周に設けられた歯車（たとえば、タイミングプーリ）に噛合するようになっていれば、一層本発明の効果が得られる。

また、本発明において、前記巻き掛け箇所の両端部に張り車が配されていることが好ましい。このように、巻き掛け箇所の両端部に張り車（Tension Pulley）が配されていれば、巻き掛け角度を大きくとれ、一層本発明の効果が得られる。

本発明によれば、回転部材の駆動が円滑に行え、回転部材によるレンズの光軸方向への前後移動を精度よく行える。

以下、添付図面に従って、本発明に係るレンズ装置の好ましい実施の形態（第１実施形態）について詳説する。

図１は、本発明に係るレンズ装置の外観を示す斜視図である。図１に示されるように、レンズ装置１０は、固定鏡胴１２に回転自在に設けられた回転部材である回転鏡胴（たとえば、カム筒）１４を回転させることによりレンズ（図示略）を光軸方向に移動させるレンズ装置である。すなわち、回転鏡胴１４を回転させることにより、レンズを支持するレンズ枠が回転鏡胴１４の内周面に形成されたカム溝（図示略）に沿って光軸方向に移動する公知の構成が採用されているレンズ装置である。

固定鏡胴１２は、図示しないカメラ本体の先端部分に設けられている。なお、このレンズ装置１０は、カメラ本体の先端部分に着脱できる構成のものが一般的である。

このレンズ装置１０において、巻き掛けベルトであるタイミングベルト１６の一端１６Ａは、回転鏡胴１４に固定され（ねじ２０による固定）ており、一端１６Ａより所定長さ分のタイミングベルト１６が回転鏡胴１４に巻き掛けられている。

また、タイミングベルト１６の長さ方向の中間部１６Ｂが回転駆動手段であるタイミングプーリ２４、２６に巻き掛けられている。このタイミングプーリ２４、２６のうち、一方（たとえば、タイミングプーリ２４）は、図示しないモータ軸の先端に固定されており、モータの駆動により回転駆動されるようになっている。

また、このタイミングプーリ２４、２６のうち、他方（たとえば、タイミングプーリ２６）は、一方のタイミングプーリ２４より遠ざかる方向に付勢されている（図示略）。これにより、タイミングベルト１６に所定の張力が発生するようになっている。

更に、タイミングベルト１６の他端１６Ｃは、回転鏡胴１４に固定され（ねじ２２による固定）ており、他端１６Ｃより所定長さ分のタイミングベルト１６が回転鏡胴１４に巻き掛けられている。

図１において、タイミングベルト１６の一端１６Ａ側における巻き掛け箇所の巻き掛け角度を略二分する中心線Ｃ１と、タイミングベルト１６の他端１６Ｃ側における巻き掛け箇所の巻き掛け角度を略二分する中心線Ｃ２とは略平行になっている。このような構成により、それぞれの巻き掛け箇所における回転鏡胴１４よりの反力が逆方向になっており、タイミングベルト１６による回転鏡胴１４の中心方向に及ぼす押圧力Ｆ１、Ｆ２が打ち消される。したがって、回転鏡胴１４の駆動が円滑に行え、回転鏡胴１４によるレンズの光軸方向への前後移動を精度よく行える。

なお、図１の構成において、タイミングベルト１６が無視できない所定のベルト幅を有していることより、長さ方向の中央において分割され、その端部１６Ｅ、１６Ｆが止め板２８を介して幅方向に並んで接続（それぞれ、ねじ３０、３２による固定）されている。

すなわち、タイミングベルト１６の一端１６Ａ側における巻き掛け箇所と他端１６Ｃ側における巻き掛け箇所とでオーバーラップしないような構成となっている。

なお、タイミングベルト１６に代えて、巻き掛けベルトとしての幅が無視できるもの、たとえば、ワイヤーや丸ベルトを採用する場合には、このような構成を採る必要はない。

次に、本発明に係るレンズ装置の他の好ましい実施の形態（第２実施形態）について詳説する。

図２は、本発明に係るレンズ装置の側面図である。このレンズ装置５０は、図１に示されるレンズ装置１０と同様に、固定鏡胴（図示略）に回転自在に設けられた回転部材である回転鏡胴５４を回転させることによりレンズ（図示略）を光軸方向（紙面に垂直方向）に移動させるレンズ装置である。

回転鏡胴５４の外周には全周に亘って歯車５６、５６…が設けられている。この歯車５６、５６…は、回転鏡胴５４に直接設けるのでもよく（たとえば、切削加工による）、円筒状体の周面にタイミングプーリ等を嵌着させる構成でもよい。

回転鏡胴５４に巻き掛ける巻き掛けベルトとしてのタイミングベルト５８は、無端環状（エンドレス状）の可撓性部材であり内側の全周に歯車５６、５６…と噛合する歯車６０、６０…が設けられている。

タイミングベルト５８は、回転鏡胴５４に上側と下側の２箇所で巻き掛けられ、また、回転鏡胴５４の右側において駆動プーリ６２に巻き掛けられ、回転鏡胴５４の左側において従動プーリ６４に巻き掛けられている。駆動プーリ６２は、図示しないモータ軸の先端に固定されており、モータの駆動により回転駆動されるようになっている。従動プーリ６４は、図示しない固定鏡胴に回転自在に支持されている。

また、回転鏡胴５４の上側の巻き掛け箇所の両端部に張り車（Tension Pulley）６６、６８が配されており、回転鏡胴５４の下側の巻き掛け箇所の両端部に張り車７０、７２が配されている。この張り車６６、６８、７０、７２は、図示しない固定鏡胴に回転自在に支持されている。また、この張り車６６、６８、７０、７２のうち少なくとも２個（たとえば、張り車６６、６８）は、位置の微調整ができるようになっており、これにより、タイミングベルト５８の張力の調整が可能となっている。

以上の構成により、タイミングベルト５８の回転鏡胴５４への巻き掛け箇所が回転鏡胴５４の中心に対し対称位置となっている。すなわち、回転鏡胴５４の中心点Ｃを基準にして点対称になっており、回転鏡胴５４の中心点Ｃを通る水平方向の中心線ＣＬに対して線対称になっている。

したがって、タイミングベルト５８の回転鏡胴５４の中心方向に及ぼす押圧力Ｆ１、Ｆ２が打ち消されるようになっている。これにより、回転鏡胴５４の駆動が円滑に行え、回転鏡胴５４によるレンズの光軸方向への前後移動を精度よく行える。

また、巻き掛け箇所の両端部に張り車６６、６８、７０、７２が配されているので、これにより巻き掛け角度を大きくとれるとともに、タイミングベルト５８の張力の調整が容易である。また、回転鏡胴５４の歯車５６、５６…とタイミングベルト５８の歯車６０、６０…とのバックラッシュをなくすことができる。

以上、本発明に係るレンズ装置の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、各種の態様が採り得る。

たとえば、巻き掛けベルト（タイミングベルト１６、５８）の回転部材（回転鏡胴１４、５４）の中心方向に及ぼす押圧力が打ち消されるようになっている構成が採用されているのであれば、第１、第２実施形態に例示される構成に限定されず、各種の態様が採り得る。

また、巻き掛けベルトとしてタイミングベルト１６、５８が採用されているが、これ以外の部材を採用する構成であってもよい。

更に、第１、第２実施形態においては、巻き掛けベルトによる巻き掛け箇所が２箇所であるが、これ以外の態様（巻き掛け箇所が４箇所）も採用できる。

本発明に係るレンズ装置の実施形態の外観を示す斜視図 本発明に係るレンズ装置の他の実施形態の側面図

符号の説明

１０、５０…レンズ装置、１２…固定鏡胴、１４、５４…回転鏡胴、１６、５８…タイミングベルト、２４、２６…タイミングプーリ、２８…止め板

Claims (7)

1. 固定鏡胴に回転自在に設けられた回転部材を回転させることによりレンズを光軸方向に駆動させるレンズ装置において、
   巻き掛けベルトを前記回転部材に巻き掛けるとともに、該巻き掛けベルトを駆動させることにより前記回転部材を前記固定鏡胴に対し回転させる回転部材駆動手段であって、
   前記巻き掛けベルトの前記回転部材の対向位置の中心方向に及ぼす押圧力が互いに打ち消されている回転部材駆動手段を備えてなることを特徴とするレンズ装置。
2. 前記巻き掛けベルトが歯付きベルト部材であり、該ベルト部材が前記回転部材の外周に設けられた歯車に噛合される請求項１に記載のレンズ装置。
3. 固定鏡胴に回転自在に設けられた回転部材を回転させることによりレンズを光軸方向に駆動させるレンズ装置において、
   巻き掛けベルトの一端が前記回転部材に固定されるとともに該一端近傍の巻き掛けベルトが前記回転部材に巻き掛けられ、該巻き掛けベルトの中間部が回転駆動手段に巻き掛けられ、該巻き掛けベルトの他端が前記回転部材に固定されるとともに該他端近傍の巻き掛けベルトが前記回転部材に巻き掛けられ、該巻き掛けベルトを駆動させることにより前記回転部材を前記固定鏡胴に対し回転させる回転部材駆動手段であって、
   前記巻き掛けベルトの前記回転部材の中心方向に及ぼす押圧力が互いに打ち消されている回転部材駆動手段を備えてなることを特徴とするレンズ装置。
4. 前記巻き掛けベルトが歯付きベルト部材であり、該ベルト部材が前記回転駆動手段の歯車に噛合される請求項３に記載のレンズ装置。
5. 固定鏡胴に回転自在に設けられた回転部材を回転させることによりレンズを光軸方向に駆動させるレンズ装置において、
   無端環状の巻き掛けベルトを前記回転部材に２箇所で巻き掛けるとともに、該巻き掛けベルトを駆動させることにより前記回転部材を前記固定鏡胴に対し回転させる回転部材駆動手段であって、
   前記巻き掛けベルトの巻き掛け箇所が前記回転部材の中心に対し対称位置となっており、前記巻き掛けベルトの前記回転部材の中心方向に及ぼす押圧力が互いに打ち消されている回転部材駆動手段を備えてなることを特徴とするレンズ装置。
6. 前記巻き掛けベルトが歯付きベルト部材であり、該ベルト部材が前記回転部材の外周に設けられた歯車に噛合される請求項５に記載のレンズ装置。
7. 前記巻き掛け箇所の両端部に張り車が配されている請求項５又は６に記載のレンズ装置。
   
   

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