JP2011002661A - レンズ鏡筒 - Google Patents

Abstract

【課題】嵌合ガタを除去し光軸方向への安定移動を確保し得るレンズ鏡筒を提供する。
【解決手段】レンズ鏡筒１において、光軸Ｏ方向に移動する第１の枠部材１２と、第１の枠部材に設けられた第１のカムフォロワ１２ａと、第１の枠部材に対し光軸方向に相対可動に設けられかつ第１の枠部材と共に光軸方向に移動する第２のカムフォロワ１４ａと、第１のカムフォロワと第２のカムフォロワとの間に設けられ第１のカムフォロワと第２のカムフォロワとを光軸方向に付勢する付勢部材１５と、第１の枠部材を光軸方向に駆動させるため第１のカムフォロワと係合する第１のカム溝と該第１のカム溝１３ａと並行して第２のカムフォロワと係合する第２のカム溝１３ａとを有する第２の枠部材１３とを備えてなる。
【選択図】図２

Description

この発明は、レンズ鏡筒、詳しくは筒状部材をカム結合を用いて光軸方向に駆動する駆動機構を備えたレンズ鏡筒に関するものである。

従来、撮影光学系により結像された光学像を光電変換素子等によって順次画像信号に変換し、こうして得られた画像信号を所定の形態の画像データとして記録媒体に記録し得ると共に、この記録媒体に記録された画像データを画像として再生表示する画像表示装置、例えば液晶表示装置（ＬＣＤ）等を備えて構成された撮影装置、例えばデジタルカメラやビデオカメラ等（以下、これらを総称してカメラという）が一般に実用化され、広く普及している。

このような形態のカメラにおいては、撮影光学系を構成する複数の光学レンズを相対的に光軸に沿う方向に移動させることによって合焦動作や変倍動作を行ように構成されるレンズ鏡筒を備えているものがある。

従来のカメラのレンズ鏡筒は、複数の筒状部材若しくは枠状部材（以下、これらを総称して筒状部材等という）を組み合わせて構成されており、各筒状部材等が相対的に光軸に沿う方向に移動するように構成されているのが普通である。

例えば、従来のカメラのレンズ鏡筒においては、レンズ枠等の筒状部材等に設けたカムピンと、カム枠等の他の筒状部材等に設けたカム溝と、直進ガイド枠等のさらに別の筒状部材等に設けた直進ガイドとを組み合わせて構成した駆動方式を有して構成されるものがある。この構成により、レンズ枠等の筒状部材等が光軸に沿う方向に直進移動するようになっているものである。

このような駆動方式のレンズ鏡筒の場合、互いにカム結合する二つの筒状部材等が相対的に移動するためには、摺動を必要とし、カムピンとカム溝との嵌合部位に所定のクリアランスが必要になる。その一方で、工作精度等に起因してカムピンとカム溝との間のクリアランスが許容範囲を超えて、過大なクリアランスが生じてしまうことがある。

このようにクリアランスが過大であると、光軸方向に移動する筒状部材等を安定して移動させることができなくなってしまったり、筒状部材等を所定の停止位置に停止させることができなくなってしまうことがある。これにより、レンズ鏡筒の光学性能に悪影響を及ぼす場合がある。このように、カムピンとカム溝との嵌合部位に過大なクリアランスが生じて、両者の嵌合が不安定になる状態を、いわゆる嵌合ガタが生じた状態という。

そこで、過大なクリアランスに起因する嵌合ガタが生じた場合にも、安定した状態で筒状部材等を移動させると共に、筒状部材等を所定の停止位置に確実に停止させ得るように嵌合ガタを除去するための種々の提案が従来なされている。

特開平９−３３７８５号公報，特開平６−３３１８７２号公報等によって開示されているレンズ鏡筒においては、カムピンを有する筒状部材等とカム溝を有する筒状部材等との間に光軸の沿う方向に付勢力を有する付勢部材を設け、この付勢部材の弾性力により二つの筒状部材等を離間させる方向に付勢している。この構成により、カムピンはカム溝に対し光軸方向に常に押圧された状態とされることから、カムピンとカム溝との間の嵌合ガタを除去するというものである。

また、特開昭６２−１１２１１０号公報等によって開示されているレンズ鏡筒は、カムピンを付勢バネによってカム溝の方向、即ち光軸に対して直交する方向に付勢するように構成している。この場合において、レンズの周側面に設けられたカム溝が付勢バネに付勢されるカムピンの受けとして機能する。この構成により、カムピンはカム溝に対し光軸に直交する方向に常に押圧された状態とされることから、カムピンとカム溝との間の嵌合ガタを除去するというものである。

特開平９−３３７８５号公報 特開平６−３３１８７２号公報 特開昭６２−１１２１１０号公報

上記特開平９−３３７８５号公報，上記特開平６−３３１８７２号公報等によって開示されているレンズ鏡筒においては、二つの筒状部材等が相対的に移動する場合、二つの筒状部材等の間隔が動作の都度大きく変化するので、二つの筒状部材等の間に配設する付勢部材の付勢力が大きく変化してしまう。このような場合には、駆動源に対して大きな負荷変動となってしまう。

また、上記特開昭６２−１１２１１０号公報等によって開示されているレンズ鏡筒においては、部品点数が増加するのに伴って機構が複雑化してしまうという問題点がある。また、カムピンや付勢バネ等は非常に小さな部品であるので組み立て工程が複雑化し、製造コストを増大させてしまうという問題点がある。

本発明は、上述した点に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、カム結合と直進ガイドを用いた駆動方式のレンズ鏡筒において、カム結合部位におけるクリアランスが過大である場合にも、嵌合ガタを除去して確実なカム結合を維持し、筒状部材等の光軸方向への移動を安定させて行うことができ、かつ筒状部材等を所定の停止位置に確実に停止させ得る精度を確保し得る構造のレンズ鏡筒を提供することである。

上記目的を達成するために、本発明によるレンズ鏡筒は、光軸方向に移動する第１の枠部材と、上記第１の枠部材に設けられた第１のカムフォロワと、上記第１の枠部材に対し光軸方向に相対可動に設けられ、かつ上記第１の枠部材と共に光軸方向に移動する第２のカムフォロワと、上記第１のカムフォロワと上記第２のカムフォロワとの間に設けられ、上記第１のカムフォロワと上記第２のカムフォロワとを光軸方向に付勢する付勢部材と、上記第１の枠部材を光軸方向に駆動させるため、上記第１のカムフォロワと係合する第１のカム溝と、該第１のカム溝と並行して上記第２のカムフォロワと係合する第２のカム溝とを有する第２の枠部材と、を具備することを特徴とする。

本発明によれば、カム結合と直進ガイドを用いた駆動方式のレンズ鏡筒において、カム結合部位におけるクリアランスが過大である場合にも、嵌合ガタを除去して確実なカム結合を維持し、筒状部材等の光軸方向への移動を安定させて行うことができ、かつ筒状部材等を所定の停止位置に確実に停止させ得る精度を確保し得る構造のレンズ鏡筒を提供することができる。

本発明の一実施形態のレンズ鏡筒の要部分解斜視図 本発明の一実施形態のレンズ鏡筒の断面図

以下、図示の実施の形態によって本発明を説明する。

本発明の一実施形態は、例えば光学レンズにより形成される光学像を固体撮像素子を用いて光電変換し、これによって得られる画像信号を静止画像又は動画像を表わすデジタル画像データに変換し、こうして生成されたデジタルデータを記録媒体に記録し、また記録媒体に記録されたデジタル画像データに基いて静止画像又は動画像を表示装置に再生表示し得るように構成されるカメラのレンズ鏡筒に適用した場合の例示である。なお、本実施形態においては、レンズ鏡筒における撮影光学系の光軸を符号Ｏで表す。また、光軸Ｏに沿う方向において、カメラの前面に対向する被写体のある側（図２において左側）を前方というものとし、カメラの背面側に配置される撮像素子の受光面（結像面）のある側（図２において右側）を後方というものとする。

図１，図２は、本発明の一実施形態のレンズ鏡筒を示す。このうち図１は、本実施形態のレンズ鏡筒を分解して示す要部分解斜視図である。図２は、本実施形態のレンズ鏡筒の断面図である。

なお、図２においては、本実施形態のレンズ鏡筒を、光軸Ｏを含む面において切断した断面を示している。そして、図２において上半部には、レンズ保持枠を繰り込んだ状態を示している。また、図２において下半部には、レンズ保持枠を繰り出した状態の断面を示している。

また、図１，図２においては、図面の煩雑化を避けるため、本発明に関する主要構成のみを示すに留め、本発明に直接関連しないその他の構成部材については、図示を省略している。これら図示を省略した構成部材は、従来のレンズ鏡筒に一般的に適用される構成部材が適用されるものとする。

本実施形態のレンズ鏡筒１は、固定筒１１，レンズ保持枠１２，カム筒１３，連動環１４，付勢部材１５，ストッパ環１６等によって構成されている。

固定筒１１は、本レンズ鏡筒１の固定部（図示せず）に対して固定され、略円筒形状に形成される第４の枠部材である。固定筒１１の周面上には、光軸Ｏに沿う方向に貫通して形成される直進溝１１ａが形成されている。直進溝１１ａは、固定筒１１の周面上において略等間隔となるように複数形成されている。本実施形態における各直進溝１１ａは、固定筒１１の周面上において周方向に角度略１２０度の間隔を置いて三箇所に形成されている。

レンズ保持枠１２は、光軸Ｏに沿う方向に移動する第１の枠部材である。このレンズ保持枠１２は、撮影光学系の一部を構成する複数の光学レンズ１２ｂを保持する略円筒形状若しくは円環形状の枠部材である。レンズ保持枠１２の外周面上には、径方向に向けて突設される第１のカムフォロワである第１カムピン１２ａが形成されている。第１カムピン１２ａは、レンズ保持枠１２と一体に形成した形態でもよいし、レンズ保持枠１２とは別部材で構成し、第１カムピン１２ａをレンズ保持枠１２の外周面上に植設するような形態としてもよい。第１カムピン１２ａは、レンズ保持枠１２の周方向の周面上において略等間隔となるように複数形成されている。本実施形態における第１カムピン１２ａは、レンズ保持枠１２の周面上において周方向に角度略１２０度の間隔を置いて三箇所に形成されている。

レンズ保持枠１２は、固定筒１１の内周側に配置される。この状態で、レンズ保持枠１２の第１カムピン１２ａは直進溝１１ａに嵌合される。これにより、レンズ保持枠１２は、固定筒１１に対して回転規制されていると共に、固定筒１１に対して相対的に光軸Ｏに沿う方向に移動自在となっている。そして、直進溝１１ａは、レンズ保持枠１２の直進方向、即ち光軸Ｏに沿う方向へレンズ保持枠１２の移動をガイドする。

連動環１４は、レンズ保持枠１２に対し光軸Ｏに沿う方向に相対的に移動自在に設けられ、かつレンズ保持枠１２と共に光軸Ｏに沿う方向に移動し、第２のカムフォロワを有して構成される第３の枠部材である。

即ち、連動環１４は、レンズ保持枠１２から後方に向けて突出するように形成されるフランジ部１２ｃの外周側に嵌合配置される円環状部材である。連動環１４の外周面上には、周方向に向けて突設される第２のカムフォロワである第２カムピン１４ａが形成されている。第２カムピン１４ａは、連動環１４と一体に形成した形態でもよいし、連動環１４とは別部材で構成し、第２カムピン１４ａを連動環１４の外周面上に植設するような形態としてもよい。第２カムピン１４ａは、連動環１４の周面上において略等間隔となるように複数形成されている。本実施形態における第２カムピン１４ａは、連動環１４の周面上において周方向の角度略１２０度の間隔を置いて三箇所に形成されている。

付勢部材１５は、連動環１４と同様に、レンズ保持枠１２のフランジ部１２ｃの外周側に嵌合配置され、かつレンズ保持枠１２と連動環１４との間、即ち第１カムピン１２ａと第２カムピン１４ａとの間に配設され、例えばコイル状に形成される弾性部材である。したがって、付勢部材１５は、レンズ保持枠１２と連動環１４とを、即ち第１カムピン１２ａと第２カムピン１４ａとを光軸Ｏに沿う方向において互いに離間する方向に付勢する。

ストッパ環１６は、一部が切り欠かれた形態のＣ字形状からなるリング状の部材である。ストッパ環１６は、レンズ保持枠１２のフランジ部１２ｃの外周面の直径よりも若干小径に形成されている。また、ストッパ環１６は、弾性を有して形成されていて、Ｃ字形状の切欠部を自身の弾性に抗して開いた状態とすることで、フランジ部１２ｃの外周に設けられた周溝１２ｄに嵌合させることができるようになっている。そして、ストッパ環１６は、自身の弾性によって周溝１２ｄに係合し、この状態となった時、ストッパ環１６はレンズ保持枠１２に対して固定配置される。これにより、ストッパ環１６は、付勢部材１５によって光軸Ｏに沿う方向に付勢される連動環１４がレンズ保持枠１２のフランジ部１２ｃから脱落するのを抑えるストッパの役目をしている。つまり、レンズ保持枠１２に対して付勢部材１５，連動環１４，ストッパ環１６が組み付けた状態のユニットとしたとき、ストッパ環１６は、連動環１４の脱落を抑止するストッパの役目をしている。

なお、後述するように付勢部材１５，連動環１４，ストッパ環１６が組み付けられた状態のレンズ保持枠１２のユニットが、固定筒１１及びカム筒１３に対して組み付けられた状態、即ちレンズ保持枠１２の第１カムピン１２ａ及び連動環１４の第２カムピン１４ａが固定筒１１の直進溝１１ａを介してカム筒１３のカム溝１３ａにカム結合した状態となったときには、連動環１４は、上記カム結合によって付勢部材１５による光軸Ｏに沿う方向の付勢力を受けるようになる。したがって、この状態においてはストッパ環１６は必ずしも必要な部材ではない。即ち、ストッパ環１６は、本レンズ鏡筒１の組み立て工程中に便宜的に必要となる部材であって、組立体としてのレンズ鏡筒１において、必要となる構成部材ではない。したがって、レンズ鏡筒１の組み立て後に、ストッパ環１６を取り外したとしても何ら問題は生じない。

しかしながら、何らかの理由によりカム結合が外される状態、例えばレンズ鏡筒１の修理若しくはメインテナンス等を行う際に、レンズ保持枠１２を取り外す状態にされることも考えられる。このような場合を想定して、ストッパ環１６を、レンズ鏡筒１の組み立て後に残しておいても、レンズ鏡筒１を使用する上で何ら問題が生じるようなこともない。

カム筒１３は、レンズ保持枠１２を光軸Ｏに沿う方向に駆動させるための第２の枠部材である。

カム筒１３は、固定筒１１の外周側に配設される略円筒形状の筒状部材である。カム筒１３の内周面には、複数のカム溝１３ａが形成されている。このカム溝１３ａは、光軸Ｏに沿う方向に形成される直進溝部と、この直進溝部の先端寄りの所定の部位から所定の角度をもってカム筒１３の周方向に並行（平行でも非平行でもよい）に延出し同一のカム筋形状を有する一対のカム溝部とによって形成される。カム溝１３ａは、カム筒１３の内周面において略等間隔となるように複数形成されている。本実施形態における各カム溝１３ａは、カム筒１３の内周面において周方向に角度略１２０度の間隔を置いて三箇所に形成されている。

カム筒１３の一対のカム溝１３ａのうち一方の第１のカム溝（本実施形態では前方寄りのカム溝）には、レンズ保持枠１２の第１カムピン１２ａが係合する。また、カム溝１３ａの他方の第２のカム溝（本実施形態では後方寄りのカム溝）には、連動環１４の第２カムピン１４ａが係合される。この場合において、第１カムピン１２ａ及び第２カムピン１４ａは、固定筒１１の直進溝１１ａを介してカム溝１３ａに係合するようになっている。

このように構成される本実施形態のレンズ鏡筒１は、次のようにして組み立てられる。まず、レンズ保持枠１２に対して連動環１４と付勢部材１５とストッパ環１６とを組み着ける。この際、レンズ保持枠１２の第１カムピン１２ａと連動環１４の第２カムピン１４ａとは、光軸Ｏに沿う方向に並置されるように組み立てる。

このユニット（以後、便宜的にレンズ保持枠ユニットという）は、固定筒１１の内部に配設される。この場合において、レンズ保持枠ユニットは、固定筒１１の後方から該固定筒１１の内部に挿入される。このとき、第１カムピン１２ａと第２カムピン１４ａとを、固定筒１１の直進溝１１ａに嵌合させる。これにより、レンズ保持枠ユニットは、固定筒１１の内部において、直進溝１１ａによってガイドされて光軸Ｏに沿う方向に移動自在に配設される。なお、この状態において、第１カムピン１２ａと第２カムピン１４ａとは、直進溝１１ａを貫通し、固定筒１１の外周面より突出した状態となる。

次いで、レンズ保持枠ユニットを内部に組み込んだ状態の固定筒１１の外周側にカム筒１３が配設される。この場合においては、固定筒１１の前面とカム筒１３の後端とを対置させた状態とし、この状態で固定筒１１をカム筒１３の内部に挿入する。このとき、固定筒１１に対してカム筒１３を光軸Ｏに沿う方向に直進させて、第１カムピン１２ａと第２カムピン１４ａとをカム筒１３のカム溝１３ａにおける直進溝部に係合させる。その後、所定の位置で固定筒１１に対しカム筒１３を光軸Ｏ周りに回動させることで、第１カムピン１２ａと第２カムピン１４ａとをカム筒１３のカム溝１３ａにおける一対のカム溝部にそれぞれ係合させる。これにより、レンズ保持枠ユニットは、カム筒１３が回動されるのに伴って光軸Ｏに沿う方向に移動する。このとき、レンズ保持枠ユニットは、固定筒１１の直進溝１１ａによって回転規制されていると共に、直進方向（光軸Ｏ方向）にガイドされる。したがって、レンズ保持枠ユニットは、回転規制された状態で直進する。

そして、レンズ保持枠ユニットにおいては、付勢部材１５の付勢力により第１カムピン１２ａが図２に示す矢印Ｚ１方向に付勢された状態にある。これと同時に、付勢部材１５の付勢力により第２カムピン１４ａが図２に示す矢印Ｚ２方向に付勢された状態にある。

したがって、第１カムピン１２ａは、前方側のカム溝１３ａ内で矢印Ｚ１方向に押圧されている。また、第２カムピン１４ａは、後方側のカム溝１３ａ内で矢印Ｚ２方向に押圧されている。これにより、各カムピン１２ａ，１４ａとカム溝１３ａとの間に生じる嵌合ガタが除去される。

以上説明したように上記一実施形態によれば、レンズ保持枠１２に対して嵌合ガタを除去するための各構成部材（付勢部材１５，連動環１４）を組み込んだ形態のレンズ保持枠ユニットを構成している。

このレンズ保持枠ユニットに設けた第１カムピン１２ａ，第２カムピン１４ａが、カム筒１３のカム溝１３ａ及び固定筒１１の直進溝１１ａに係合することにより、レンズ保持枠ユニットが直進方向に駆動されるように構成している。

この場合において、付勢部材１５の付勢力は、第１カムピン１２ａと第２カムピン１４ａとを離間させるように光軸Ｏに沿う方向に働いている。そして、付勢部材１５の付勢力は、カム溝１３ａによって受けるように構成している。

この構成により、両カムピン１２ａ，１４ａとカム溝１３ａとの間に生じる嵌合ガタを除去することができる。したがって、これによりレンズ保持枠１２の安定した移動を確保することができると同時に、レンズ保持枠１２を所定の位置に停止させる際の精度を確保することができる。

また、本実施形態の攻勢によれば、嵌合ガタを除去するための構成部材（付勢部材１５，連動環１４）を、嵌合ガタが生じるレンズ保持枠１２に配設したので、他の構成部材に影響を与えることなく、確実に嵌合ガタを除去することができる。これと共に、レンズ保持枠１２が移動する際には、付勢部材１５及び連動環１４もレンズ保持枠１２と共に移動する。したがって、レンズ保持枠１２の移動位置に関らず、付勢部材１５による付勢力は常に一定の力量が維持されるので、常に安定した状態を確保できる。

また、上記付勢力は略一定なので光軸上でのレンズ保持枠１２の位置に左右されずにレンズ保持枠１２を駆動する駆動力は変動することがなく安定した動きを得られる。

本実施形態では、付勢部材１５はレンズ保持枠１２と連動環１４とを離間するように設けているが、この構成に限らない。例えば、本実施形態とは逆に、付勢部材１５は、レンズ保持枠１２と連動環１４とが近接する方向に付勢してもよい。

また、本実施形態では、カムピン１２ａ，１４ａをカム溝１３ａに係合させた構成としているが、この構成に限らず、例えばカム溝１３ａの代わりに光軸と垂直な面で構成する螺旋状のカム面で構成してもよい。

なお、上記一実施形態においては、第１の枠部材としてレンズ保持枠１２を例示しているがこれに限ることはなく、例えば、光学レンズ等を保持しない部材であっても、光軸Ｏに沿う方向に移動する移動部材（枠部材若しくは筒状部材）であれば、同様に適用可能である。

また、一対のカム溝１３ａの光軸後方側の、連動環１４のカムピン１４ａのためのカム溝は、光軸前方側のカム溝と同一形状とする必要はなく、必要に応じて、そのカム溝形状（カム筋，カム軌跡）を崩してもよい。

本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、発明の主旨を逸脱しない範囲内において種々の変形や応用を実施し得ることが可能であることは勿論である。さらに、上記実施形態には、種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件における適宜な組み合わせによって、種々の発明が抽出され得る。例えば、上記一実施形態に示される全構成要件から幾つかの構成要件が削除されても、発明が解決しようとする課題が解決でき、発明の効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成が発明として抽出され得る。

１……レンズ鏡筒
１１……固定筒（第４の枠部材）
１１ａ……直進溝
１２……レンズ保持枠
１２ａ……第１カムピン
１２ｂ……光学レンズ
１２ｃ……フランジ部
１２ｄ……周溝
１３……カム筒
１３ａ……カム溝（カム）
１４……連動環
１４ａ……第２カムピン
１５……付勢部材
１６……ストッパ環

Claims (3)

1. レンズ鏡筒において、
   光軸方向に移動する第１の枠部材と、
   上記第１の枠部材に設けられた第１のカムフォロワと、
   上記第１の枠部材に対し光軸方向に相対可動に設けられ、かつ上記第１の枠部材と共に光軸方向に移動する第２のカムフォロワと、
   上記第１のカムフォロワと上記第２のカムフォロワとの間に設けられ、上記第１のカムフォロワと上記第２のカムフォロワとを光軸方向に付勢する付勢部材と、
   上記第１の枠部材を光軸方向に駆動させるため、上記第１のカムフォロワと係合する第１のカム溝と、該第１のカム溝と並行して上記第２のカムフォロワと係合する第２のカム溝とを有する第２の枠部材と、
   を具備することを特徴とするレンズ鏡筒。
2. 上記第２のカム溝は、上記第１のカム溝と同一のカム筋形状を有することを特徴とする請求項１に記載のレンズ鏡筒。
3. 上記第２のカムフォロワは、上記第１の枠部材に対して光軸方向に相対可動に設けられ、かつ上記第１の枠部材と共に光軸方向に移動する第３の枠部材に設けられていることを特徴とする請求項１に記載のレンズ鏡筒。

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