JP2009251265A - レンズ鏡筒及びこれを用いた撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】カム筒によってレンズ移動枠を駆動する構成において、位置精度の悪化を防止し、駆動負荷を軽減し環境を含め安定した動作をすることが出来るレンズ鏡筒を提供する。
【解決手段】カム筒ユニット内には本体側当接ボールとマスタフランジ側当接ボールが組み込まれており、リング付勢ばねによって、本体側当接ボールは、本体とカムギヤに当接し、マスタフランジ側当接ボールは、本体とカムギヤに当接することによって、カム筒ユニットは、本体とマスタフランジ間において、光軸方向にクリアランスがない状態で保持されることになる。この保持状態において、モータユニットカム筒ユニットが回動すると本体側当接ボールとマスタフランジ側当接ボールはころがりながら移動する。それにより、カム筒ユニットが回動するため、駆動負荷を非常に小さくすることが出来、温度変化などによる駆動負荷の変化も少ない。
【選択図】図５

Description

本発明は、レンズ鏡筒及びこれを用いた撮像装置に関し、特にカム筒を用いてレンズ移動枠を移動するレンズ鏡筒に関する。

近年、ビデオカメラなどの撮像装置は小型化しており、搭載されるレンズ鏡筒も小型化と共に光学的性能保証のため、レンズ移動枠を高い位置精度で移動する機構が必要とされている。このため、高い位置検出手段と共に高い位置再現性を確保するレンズ移動手段が必要である。また、ズームスピードの可変化に伴い、超低速でのスムーズなレンズ移動が求められ、負荷少なく変動も少ないレンズ移動手段が必要である。

レンズ移動手段としては、回転カム筒を用いるレンズ鏡筒などがある。カム筒を用いたレンズ鏡筒の一例として、特許文献１記載のレンズ鏡筒がある。図６に、このレンズ鏡筒の概略図を示す。光軸方向に固定胴１に固定された第２群レンズ固定胴部１ｂと光軸方向にカム胴２によって移動可能に保持された第１群レンズ用枠７と第３レンズ用枠８が設けられている。モータ９が回転することにより、減速歯車列１０とカム胴ギヤ部２ａを介してカム胴２が回動する。それに伴い、カム胴２に設けられた第１群レンズ移動用カム溝３と第３群レンズ移動用カム溝４によって第１群レンズ用枠７と第３レンズ用枠８が移動する。その際、エンコーダ基板１１により位置を検出して所定量移動する。
特開昭６３−２８７８３４号公報

しかしながら、従来のレンズ鏡筒ではカム胴２が光軸方向にガタなく保持されていないため、エンコーダ基板１１によりカム胴２の回動角を精度良く検出しても、カム胴２の光軸方向のガタ量だけ、第１群レンズ用枠７と第３レンズ用枠８の光軸方向の位置精度にバラツキが生じるという課題があった。

また、上記ガタ量を減らすことにより、温度変化によって固定胴１とのクリアランスがなくなり、カム胴２の駆動負荷が増大するという課題もあった。

本発明は上記課題を解決し、カムの光軸方向へのガタに起因する移動枠の位置精度悪化を防止し、かつ、温度変化によるカムの駆動負荷の増大を防止するレンズ装置、及びこれを搭載した撮影装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明のレンズ鏡筒は、レンズ移動枠を光軸方向に移動するカム面を有するカム筒と、 前記カム筒に固定され駆動力をカム筒に伝達するカムギヤと、前記カム筒と前記カムギヤを光軸中心に回転可能かつ光軸方向に規制する第１の保持部材と前記カム筒と前記カムギヤを光軸中心に回転可能かつ前記第１の保持部材と対向する光軸方向に規制する第２の保持部材と、前記カム筒と前記カムギヤに光軸方向に移動可能に保持されたリングと、前記リングを光軸方向に付勢する付勢手段を有し、前記カム筒もしくは前記カムギヤと前記第１の保持部材もしくは前記第２の保持部材とに当接しながらころがり移動可能な複数個の第１のボール群と、前記リングと前記第１の保持部材もしくは前記第２の保持部材とに当接しながらころがり移動可能な複数個の第２のボール群とを備える。

これにより、前記カム筒は、前記リングを光軸方向に付勢する付勢手段によって前記第１の保持部材と前記第２の保持部材間でガタなく保持され、しかも、前記１の保持部材および前記第２の保持部材ところがり接触するそれぞれの前記ボール群によって前記カム筒の駆動負荷は非常に低く出来る。さらに、本発明のレンズ鏡筒は撮像装置に用いても良い。

以上のように本発明によれば、カム筒の光軸方向のガタに起因する移動枠の位置精度の悪化を防止することが出来、また、ボール群のころがりによってカム筒が回動するため、駆動負荷は非常に低く、温度変化よる駆動負荷の変動も少なく出来る。

（実施の形態１）
本発明の実施の形態１にかかるレンズ鏡筒及びこれを用いた撮像装置である。図１は、本発明の実施の形態１にかかるレンズ鏡筒全体の斜視図である。

本体１０１は１群レンズ１０２を保持し、ビス（図示せず）によってマスタフランジ１０３と一体化されている。マスタフランジ１０３には、減速ギヤ群１０４を有するモータユニット１０５が取り付けられている。

図２は、上記本体１０１とマスタフランジ１０３を取り除いた状態のレンズ鏡筒の斜視図である。カム筒１０６に固定されたカムギヤ１０７と減速ギヤ群１０４は噛み合い状態に有り、モータユニット１０５の回転に応じて、カム筒１０６、カムギヤ１０７等からなるカム筒ユニット１０８は回動する。

図３は、図２の状態からカム筒ユニット１０８とモータユニット１０５を取り除いたレンズ鏡筒内のレンズ移動枠の斜視図である。ガイドポール１０９ａ〜ｄは、それぞれの端部が本体１０１とマスタフランジに保持されている。２群移動枠１１０は２群レンズ１１１を保持し、ガイドポール１０９ａと１０９ｃに沿って光軸方向に移動可能である。３群移動枠１１２は３群レンズ１１３を保持し、ガイドポール１０９ｂと１０９ｄに沿って光軸方向に移動可能である。

２群フォロワピン１１４は、２群移動枠１１０に固定され、カム筒１０６に形成された２群カム溝１０６ａに沿って摺動可能である。３群フォロワピン１１５は、３群移動枠１１２に固定され、カム筒１０６に形成された３群カム溝１０６ｂに沿って摺動可能である。 さらに、２群フォロワピン１１４と３群フォロワピン１１５はそれぞれのカム溝とのガタがなく、摺動性を確保するため表面処理が施されている。

なお、２群フォロワピン１１４と３群フォロワピン１１５は、回転可能なピンとして摺動性を確保しても良い。

一連の動作としては、モータユニット１０５が回転することにより、減速ギヤ群１０４を介してカムギヤ１０７に駆動力が伝達されカム筒１０６が回動する。それに伴い、カム筒１０６上の２群カム溝１０６ａと３群カム溝１０６ｂに沿って２群フォロワピン１１４と３群フォロワピン１１５が摺動しながら、２群移動枠１１０と３群移動枠１１２がガイドポール１０９に沿って光軸方向に移動する。

その際、カム筒ユニット１０８の回動角検出手段（図示せず）によって、２群移動枠１１０と３群移動枠１１２を所定の位置に移動することが出来る。

従来例のように、カム筒ユニット１０８が本体枠１０１とマスタフランジ１０３のとの間で単純に光軸方向に保持されている場合、カム筒ユニット１０８が回動するためのクリアランスを確保しなければならない。そのクリアランス分、カム筒ユニット１０８の光軸方向に位置ずれが生じる。それに応じて、２群移動枠１１０と３群移動枠１１２も光軸方向の位置ずれが生じる。

そこで、本発明は、カム筒ユニット１０８が光軸方向に位置ずれが生じないように以下の構成とした。

図４は、カム筒ユニット１０８の分解図である。カムギヤ１０７はカム筒１０６に固着される。本体側当接用ボール１１６ａ、ｂ、ｃは、カムギヤ１０７のボール当接面１０７ａに当接しながら、それぞれカム筒１０６上に形成されたボール用溝１０６ｃ、ｄ、ｅに沿ってころがり可能に配置されている。リング１１７とリング付勢ばね１１８は、カムギヤ１０７のボール当接面１０７ａの反対側から挿入される。挿入された状態でリング１１７はリング付勢ばね１１８によって、光軸方向に付勢される状態にある。なお、本実施の形態１では、リング付勢ばね１１８は、ウェーブワッシャ状の形状にしているが、複数個の板ばねや圧縮コイルばねを用いても良い。さらに、リング１１７自体に部分的にばね性を設けることにより、リング付勢ばね１１８を廃止しても良い。

マスタフランジ側当接用ボール１１９ａ、ｂ、ｃは、リング１１７のボール当接面（図４では裏側面）に当接可能に配置されている。

リテーナー１２０は弾性体で、本体側当接用ボール１１６ａ、ｂ、ｃを保持するためのボール保持部１２０ａ、ｂ、ｃとマスタフランジ側当接用ボール１１９ａ、ｂ、ｃを保持するためのボール保持部１２０ｄ、ｅ、ｆが設けられている。さらに、リテーナー１２０をカム筒ユニット１０８に組み込んだ際、抜け防止のため、リテーナー爪部１２０ｇ、ｈ、ｉが設けられている。

図５は、レンズ鏡筒の断面図である。以下、動作について説明する。

リング付勢ばね１１８によって、カム筒１０６とカムギヤ１０７は矢印Ａ方向に付勢され、本体側当接ボール１１６ａ、ｂ、ｃ（ただし、１１６ｂ、ｃは図示せず）は、本体１０１とカムギヤ１０７に当接した状態になる。また、リング付勢ばね１１８によって、リング１１７は矢印Ｂ方向に付勢され、マスタフランジ側当接ボール１１９ａ、ｂ、ｃ（ただし、１１９ｂ、ｃは図示せず）は、本体１０１とカムギヤ１０７に当接した状態になる。以上のことから、カム筒ユニット１０８は、本体１０１とマスタフランジ１０３間において、光軸方向にクリアランスがない状態で保持されることになる。

また、リテーナー１２０に設けられたボール保持部１２０ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、ｆによって、本体側当接ボール１１６ａ、ｂ、ｃとマスタフランジ側当接ボール１１９ａ、ｂ、ｃはそれぞれ１２０°間隔で配置し保持されているため、それぞれのボールは、ほぼ等しい荷重でそれぞれの当接面に当接し、カム筒ユニット１０８は、光軸方向に荷重バランスが取れた状態で、本体１０１とマスタフランジ１０３間で保持されたことになる。

以上の保持状態において、モータユニット１０５が回転することにより、減速ギヤ群１０４を介してカムギヤ１０７に駆動力が伝達されカム筒ユニット１０８が回動する。その際、本体側当接ボール１１６ａ、ｂ、ｃは本体１０１とカムギヤ１０７に当接しころがりながら、カム筒１０６上に形成されたボール用溝１０６ｃ、ｄ、ｅに沿って移動していく。また、マスタフランジ側当接ボール１１９ａ、ｂ、ｃはリング１１７とマスタフランジ１０３に当接しころがりながら、カムギヤ１０７の内壁に沿って移動していく。

本体側当接ボール１１６ａ、ｂ、ｃおよびマスタフランジ側当接ボール１１９ａ、ｂ、ｃのころがりより、カム筒ユニット１０８が回動するため、駆動負荷を非常に小さくすることが出来、温度変化などによる駆動負荷の変化も少ない。

また、本体側当接ボール１１６ａ、ｂ、ｃとマスタフランジ側当接ボール１１９ａ、ｂ、ｃがそれぞれ１２０°間隔で配置し保持され、ほぼ等しい荷重でそれぞれの当接面に当接しているため、回動時の負荷変動も少なくすることが出来る。

以上のことから、２群移動枠１１０と３群移動枠１１２の位置精度の悪化を防止することが出来、カム筒ユニット１０８の駆動負荷を軽減するとともに環境も含め、安定した動作が得られる。

本発明は、レンズ移動枠の位置精度の悪化を防止し、駆動負荷を軽減し環境を含め安定した動作を得る、カム筒を用いレンズ移動枠を移動するレンズ鏡筒およびこれを用いた撮像装置に適用できる。例えば、デジタルビデオカメラ、デジタルカメラ、フィルムカメラ、交換レンズ、プロジェクタ等に適用できる。

本発明の実施の形態にかかるレンズ鏡筒全体の斜視図 本発明の実施の形態にかかる本体とマスタフランジを取り除いたレンズ鏡筒内部の斜視図 本発明の実施の形態にかかるレンズ鏡筒内のレンズ移動枠の斜視図 本発明の実施の形態にかかるカム筒ユニットの分解斜視図 本発明の実施の形態にかかるレンズ鏡筒の断面図 従来のレンズ鏡筒の構成を示す斜視図

符号の説明

１０１ 本体
１０２ １群レンズ
１０３ マスタフランジ
１０４ 減速ギヤ群
１０５ モータユニット
１０６ カム筒
１０７ カムギヤ
１０８ カム筒ユニット
１０９ ガイドポール
１１０ ２群移動枠
１１１ ２群レンズ
１１２ ３群移動枠
１１３ ３群レンズ
１１４ ２群フォロワピン
１１５ ３群フォロワピン
１１６ 本体側当接用ボール
１１７ リング
１１８ リング付勢ばね
１１９ マスタフランジ側当接用ボール
１２０ リテーナー

Claims (2)

1. レンズ移動枠を光軸方向に移動するカム面を有するカム筒と、
   前記カム筒に固定され駆動力をカム筒に伝達するカムギヤと、
   前記カム筒と前記カムギヤを光軸中心に回転可能かつ光軸方向に規制する第１の保持部材と
   前記カム筒と前記カムギヤを光軸中心に回転可能かつ前記第１の保持部材と対向する光軸方向に規制する第２の保持部材と、
   前記カム筒と前記カムギヤに光軸方向に移動可能に保持されたリングと、
   前記リングを光軸方向に付勢する付勢手段を有し、
   前記カム筒もしくは前記カムギヤと前記第１の保持部材もしくは前記第２の保持部材とに当接しながらころがり移動可能な第１の複数個のボール群と、
   前記リングと前記第１の保持部材もしくは前記第２の保持部材とに当接しながらころがり移動可能な第２の複数個のボール群とを備えたことを特徴とするレンズ鏡筒。
2. 請求項１に記載のレンズ鏡筒を備えた撮像装置。

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