JP2014032267A - 光学素子移動機構 - Google Patents
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Abstract
【課題】簡素な構成により、カム溝内を移動するカムピンの回転角度を拡張することができ、光学素子の移動量制御の精度向上を図ることを目的とする。
【解決手段】この目的を達成するため、光学素子を保持するフレーム10の外周面に、放射状、且つ、光軸方向において互いにずれた位置に複数のカムピン13を備え、該フレーム10を貫挿配置するカム筒20に、対応するカムピンと係合する複数のカム溝21を、それぞれ平行にカム筒20の略円周方向に沿って延びるように形成すると共に、隣接するカム溝21同士の軌道の一部が並走して配置する。
【選択図】図1
【解決手段】この目的を達成するため、光学素子を保持するフレーム10の外周面に、放射状、且つ、光軸方向において互いにずれた位置に複数のカムピン13を備え、該フレーム10を貫挿配置するカム筒20に、対応するカムピンと係合する複数のカム溝21を、それぞれ平行にカム筒20の略円周方向に沿って延びるように形成すると共に、隣接するカム溝21同士の軌道の一部が並走して配置する。
【選択図】図1
Description
本件発明は、カム筒の光軸回りの回動によってレンズ等の光学素子を光軸に沿って移動させる光学素子移動機構に関する。
従来より撮像装置を構成するレンズ鏡筒には、フォーカスレンズやズームレンズ等の光学素子を光軸方向に移動させる機構が採用されている。従来より採用されているレンズ移動機構の一例について、図7〜図9を参照して説明する。図7はフレーム100の側面図、図8はカム筒110の斜視図、図9はカム筒110の側面展開図をそれぞれ示している。いずれも被写体側を正面として表している。
フレーム100及びカム筒110は、それぞれ略円筒状を呈している。フレーム100は、内部に図示しないフォーカスレンズを保持している。図7に示すように、フレーム100の外周面には、カムピン101が複数設けられている。これらカムピン101は、いずれもレンズの光軸に対してほぼ垂直に交わる同一面上に位置して、当該光軸を中心として放射状に設けられている。ここでは、安定してレンズを保持するために、レンズの光軸に対してほぼ垂直に交わる同一面上において、光軸L回りに120°の間隔でカムピン101が3つ配置する、所謂3点吊りの単カム駆動方式が採用される。
そして、カム筒110の周面110Aには、フレーム100の各カムピン101に対応する数のカム溝111が形成されている。いずれのカム溝101も、カム筒110の周面110Aに沿って、光軸の一方向から他方向に向けて傾斜した直線状に延びて形成される。このカム溝111の傾斜角度によってフレームの移動距離が調整される。
また、フレーム100とカム筒110との間には、略円筒状に形成された図示しない直進筒が配置される。この直進筒には、レンズの光軸方向に長く開口する直進案内溝が形成されている。
これらフレーム100とカム筒110と直進筒とを組み立てた状態において、カム筒110を光軸L回りに回転させると、フレーム100の各カムピン101が、直進筒に形成された直進案内溝によって光軸L回りへの回転移動が規制されながら、カム筒110のカム溝111内を移動することによって、フレーム100が光軸L方向に移動する。
しかしながら、上述した3点吊りの単カム駆動方式を採用した場合、各カムピン101に対応して形成されるカム溝111も光軸Lに対して直交する方向からみてほぼ同一の位置に形成されることとなる。
そのため、カムピン101のカム溝111内の移動を円滑なものとするためには、各カム溝111が連通しない構成とする必要がある。これにより、各カム溝111は、一端から光軸Lまでの直線と、その他端から光軸Lまでの直線とにより形成された角度が80°〜110°の範囲となるように形成する必要があった。しかしながら、上述したカム溝111の形成角度範囲では、フレーム100に保持されるフォーカスレンズの回転角度範囲を十分に確保することができない。
これに対し、特許文献1では、フォーカス操作環の光軸方向の端部に対し、傾斜角度を大きくとったカム溝を形成している。当該特許文献1は、フォーカス操作環を固定筒に対し回転を阻止するロックねじとロック板とを備えたものであるが、この場合であっても、当該フォーカスレンズの回転角度範囲を確保している。
他方、特許文献2には、中間筒の内周面に焦点調節用カム溝と変倍用カム溝とを備え、レンズホルダ側に焦点調節用カム溝が係合し得るカムピンと、変倍用カム溝が係合し得るカムピンとを備えた機構が開示されている。
これら焦点調節用カム溝と変倍用カム溝とは、中間筒の回転角度に対し位相が60°ずれた状態で形成されると共に、焦点調節用カム溝に対応するカムピンと、変倍用カム溝に対応するカムピンとは、光軸回りに60°の角度間隔を隔てて、且つ、光軸方向に若干変異した態様で形成されている。
上述した特許文献1の構成では、フォーカス操作環の光軸方向の端部に対し、傾斜角度を大きくとったカム溝を採用しているため、フォーカス操作環の回転角度範囲を120°程度確保することが可能となるが、単位回転角度あたりのレンズの光軸方向への移動距離が大きくなってしまい、光軸方向へのレンズの移動距離が小さい場合には、適さない。
そこで、光軸方向へのレンズの移動距離が小さい場合であっても、カム筒110の回転角度範囲を大きく確保するため、従来では、ダブルヘリコイド方式や、2段カム方式などを採用し、減速させることでレンズ位置調整を行っていた。しかしながら、このような構成では、バックラッシュが大きくなるという問題を招来し、適切なレンズ位置調整は困難であった。また、部品点数が増加することから、組立作業の煩雑化や、コストの高騰を招く。
一方、上述した特許文献2では、光軸方向への回動制御によって、カムピンを焦点調節用カム溝内や、変倍用カム溝内を移動させることによって、焦点調整及び変倍調整を行っている。しかしながら、これらカム溝及びカムピンは、それぞれ光軸回りに60°の角度間隔をおいて形成されているものであるため、中間筒に対してレンズホルダを安定的に保持することができない。特に、焦点調節用カム溝と変倍用カム溝とは、目的が異なるため、常時両カム溝内にカムピンが安定的に保持されるものではないため、結果として一点吊りとなってしまい、ピントずれ等を招来する問題がある。
そこで、本件発明者等は、鋭意研究の結果、本件発明にかかる光学素子移動機構を採用することで、簡素な構成により、カム溝内を移動するカムピンの回転角度を拡張することができ、光学素子の移動量制御の精度向上を図ることができることに想到したのである。以下、光学素子移動機構と、レンズ駆動装置と、撮像装置に分けて説明する。
<本件発明にかかる光学素子移動機構>
本件発明にかかる光学素子移動機構は、光学素子と、当該光学素子を保持すると共に外周面に複数のカムピンを備えるフレームと、円筒中心軸を光軸と同一方向として当該フレームを貫挿配置する略円筒形状のカム筒とを備え、当該カム筒が光軸回りに回動することで、当該フレームを光軸に沿ってスライド移動させるものであって、各カムピンは、当該フレームの外周面に放射状に設けられると共に、光軸方向において互いにずれた位置に設けられ、当該カム筒は、対応する当該カムピンと係合する複数のカム溝を備え、当該各カム溝は、当該カム筒の略円周方向に沿って延びるよう形成され、それぞれ平行に設けられると共に、隣接する当該カム溝同士の軌道の一部が並走して配置されることを特徴とする。
本件発明にかかる光学素子移動機構は、光学素子と、当該光学素子を保持すると共に外周面に複数のカムピンを備えるフレームと、円筒中心軸を光軸と同一方向として当該フレームを貫挿配置する略円筒形状のカム筒とを備え、当該カム筒が光軸回りに回動することで、当該フレームを光軸に沿ってスライド移動させるものであって、各カムピンは、当該フレームの外周面に放射状に設けられると共に、光軸方向において互いにずれた位置に設けられ、当該カム筒は、対応する当該カムピンと係合する複数のカム溝を備え、当該各カム溝は、当該カム筒の略円周方向に沿って延びるよう形成され、それぞれ平行に設けられると共に、隣接する当該カム溝同士の軌道の一部が並走して配置されることを特徴とする。
本件発明にかかる光学素子移動機構は、カムピンの数をnとし、光軸方向からみた場合、いずれのカム溝の一端から光軸までの直線と、その他端から光軸までの直線とにより形成された角度は、360°/n以上であることが好ましい。
また、本件発明にかかる光学素子移動機構は、フレームは、その外周面に3つ以上のカムピンを備え、カム筒は、当該カムピンの数に応じたカム溝を備えることがより好ましい。
<本件発明にかかるレンズ鏡筒>
本件発明にかかるレンズ鏡筒は、上述した光学素子移動機構を備えたことを特徴とする。
本件発明にかかるレンズ鏡筒は、上述した光学素子移動機構を備えたことを特徴とする。
<本件発明にかかる撮像装置>
本件発明にかかる撮像装置は、上述した光学素子移動機構と、撮像素子とを備えたことを特徴とする。
本件発明にかかる撮像装置は、上述した光学素子移動機構と、撮像素子とを備えたことを特徴とする。
本件発明にかかる光学素子移動機構によれば、フレームに設けられる各カムピンが、当該フレームの外周面に光軸を中心とする放射状、且つ、光軸方向において互いにずれた位置に設けられていると共に、カム筒に形成される各カム溝は、カム筒の略円周方向に沿って延びるよう形成され、それぞれ平行に設けられ、且つ、隣接する当該カム溝同士の軌道の一部が並走して配置されることにより、カム溝内を移動するカムピンの回転角度を従来の構成と比較して大きく拡張することが可能となる。これにより、カム筒の回転角度を調整することによる光学素子の移動量制御を高い精度で実現することが可能となる。また、複数のカムピンが、これらに対応するカム溝内に収容保持されることによって、安定したフレームの保持が可能となり、ピントずれ等の不都合を効果的に解消することができる。
特に、本件発明によれば、従来のダブルヘリコイド方式や2段カム方式を採用する場合と異なり、部品点数の増加を伴うことなく、光学素子の位置調整を高い精度で実現することができる。また、本件発明は、レンズ鏡筒においてデットスペースとなる光軸方向にカム筒を長く構成することで、本件発明の技術的特徴である各カム溝を配置することが可能となる。よって、レンズ鏡筒が大型化する不都合を回避しつつ、レンズ位置調整の精度向上を図ることができる。従って、当該光学素子移動機構を用いたレンズ鏡筒、及び、当該光学素子移動機構と撮像素子とを有する撮像装置は、高品質のレンズ移動制御機能を備えたものとなる。
以下、図面を参照して、本件発明にかかる光学素子移動機構1を適用したレンズ鏡筒Sを例に挙げて説明する。図1は本件発明にかかる光学素子移動機構1を備えたレンズ鏡筒Sの縦断断面図、図2はフレーム10の側面図、図3はカム筒20の斜視図、図4はカム筒20の側面展開図、図5は直進筒30の側面図、図6は直進筒30の断面図をそれぞれ示している。いずれも被写体側を正面として表している。
本実施の形態のレンズ鏡筒Sは、撮像素子を備えたカメラに取り付けられて用いられるものであり、カメラ本体に固定された直進筒30と、本件発明にかかる光学素子移動機構1とを備える。
直進筒30は、略円筒形状に構成されており、カメラ本体に設けられるカメラマウント3に固定部材4にて回転不動に固定されている。この直進筒30の軸が、後述するレンズ(光学素子)5の光軸Lと略重合するように、当該直進筒30は、光軸L方向に長く延びて構成される。
本件発明にかかる光学素子移動機構1は、光学素子と、当該光学素子を保持するフレーム10と、当該フレーム10を貫挿配置するカム筒20とを備える。
フレーム10は、直進筒30の内周面側に収容可能とする外径寸法に構成された略円筒形状に構成されている。このフレーム10の内周面側には、光学素子としてのフォーカスレンズ5が保持される。このフォーカスレンズ5は、被写体の像を合焦させるためのレンズ系であり、フレーム10の内周部に固定されることで、光軸Lを定める。
そして、このフレーム10の円筒中心軸が、内周側に固定されるレンズ5の光軸Lと、略重合するように、当該フレーム10は、当該光軸L方向に長く延びて構成される。このフレーム10の被写体側には、いずれも光学素子を構成する絞り6とシャッタ7が保持される。なお、当該絞り6は、フレーム10の外周側に位置して回動自在に設けられる絞り操作リング(絞り調整手段)8により調整可能とされる。
さらに、フレーム10には、絞り6及びシャッタ7の被写体側に位置して、レンズ40を保持するレンズフレーム41が固定部材42により固定されている。当該レンズ40は、光軸が、フォーカスレンズ5と同一の光軸Lとなるように配設されており、フレーム10の光軸L方向へ移動に伴って、光軸L方向へ移動可能とされる。
なお、本実施の形態において、光学素子は、フォーカスレンズ5、レンズ40、絞り6、シャッタ7を例に挙げて説明しているが、これに限定されるものではなく、ズームレンズ等の他のレンズや、フィルタ等を含む概念である。レンズ以外にもこれら絞り6やシャッタ7、フィルタ等の光学素子が光学素子移動機構1を構成する部材としてフレーム10に保持させることができる。
次に、図2のフレーム10の側面図を参照して当該フレーム10に設けられるカムピン13の取付構造について説明する。フレーム10の外周面10Aには、複数のカムピン取付部11を有する。これらカムピン取付部11は、いずれもフォーカスレンズ5の光軸Lを中心として放射状となるようにフレーム10の外周面10Aに設けられている。各カムピン取付部11には、後述するように、当該フレーム10が直進筒30及びカム筒20内に貫挿配置された状態で、外部からカムピン13が取付可能とされている。本実施例では、所謂3点吊りの単カム駆動方式を採用するため、カムピン取付部11を3つ、光軸L回りにほぼ等間隔の角度(約120°)をおいて、フレーム10の外周面10Aに設けられる。
各カムピン取付部11と、当該カムピン取付部11に取り付けられるカムピン13は、光軸Lと直交する方向からみたときに、光軸L方向において互いにずれた位置となるように設けられている。ここでは、各カムピン取付部11は、撮像素子側から順に11A、11B、11Cとし、それぞれに対応するカムピン13は、撮像素子側から順に13A、13B、13Cとする(13Bのみ図示する)。なお、図2において、最も撮像素子側に位置するカムピン取付部11Aは、当該側面図に直接表れないため、点線にて示す。
各カムピン取付部11A、11B、11C及びカムピン13A、13B、13Cの配置のずれ幅は、少なくとも、当該カムピン13の直径と後述するカム筒20に形成される各カム溝21間の必要肉厚分を加えた寸法以上とする。かかる構成とすることにより、これらカムピン取付部11A、11B、11C及びカムピン13A、13B、13Cの光軸Lに直交する中心軸(仮想線)12A、12B、12Cは、いずれも光軸Lと交差する位置が異なるものとなる(図2参照)。
次に、カム筒20の構成について図3及び図4を参照して説明する。カム筒20は、金属又は合成樹脂製であって、内周側に直進筒30を収容可能とする内径寸法とする略円筒形状に構成されている。直進筒30やフレーム10と同様に、カム筒20の円筒中心軸が、内周側に配置されるレンズ5の光軸Lと、同一方向に延びて略重合するように、当該カム筒20は、当該光軸L方向に長く延びて構成される。そのため、直進筒30内にフレーム10が貫挿配置された状態で、直進筒30がカム筒20内に配設されると、間接的に当該カム筒20の内周側にフレーム10が貫挿配置されることとなる。
このカム筒20は、当該カム筒20の外周側に位置して回動自在に設けられるフォーカス操作リング(カム筒調整手段)25により回転量が調整可能とされる。なお、当該フォーカス操作リング25の回転制御は、手動により行っても、駆動手段によって行ってもいずれの場合でもよいものとする。
図3の斜視図に示すように、このカム筒20は周面20Aに、フレーム10に形成された各カムピン13とそれぞれ対応するカム溝21が複数形成されている。これらカム溝21は、いずれもカム筒20の略円周方向に沿って延びるように形成され、対応するカムピン11が当該溝内をスライド移動自在となるように配置される。
本実施の形態では、フレーム10にカムピン13は、3つ配置されているため、これに対応して、カム筒20には、3つのカム溝21が形成されている。ここでは、撮像素子側から順にカム溝21A、21B、21Cとする。
図4に示すように、本実施の形態では、いずれのカム溝21A〜カム溝21Cも、カム筒20の周面20Aに沿って、光軸Lの一方向(被写体側)から他方向(撮像素子側)に向けて傾斜した直線状に延びて貫通形成される。各カム溝21A〜カム溝21Cは、同一の幅寸法で、カム溝21の一端から光軸Lまでの直線と、その他端から光軸Lまでの直線とにより形成される角度範囲がほぼ同一とする。
ここで、フレーム10に設けられる各カムピン取付部11及び各カムピン13は、光軸Lと直交する方向からみたときに、光軸L方向において互いにずれた位置となるように設けられているため、各カムピン13に対応して形成される各カム溝21も、光軸Lと直交する方向からみたときに、光軸L方向において互いにずれた位置とされ、それぞれ平行に形成される。各カム溝21のずれ幅は、カムピン13の配設位置に応じて決定される。
また、各カムピン13は、光軸Lを中心として放射状となるようにほぼ等間隔をおいて配置されるため、各カム溝21は、光軸L回りにほぼ等間隔ずれた位置に形成される。これにより、図3及び図4に示すように、各カム溝21A〜21Cは、隣接する当該カム溝同士の軌道の一部が並走するように配置される。
具体的には、各カム溝21の一端が各カムピン13のずれ位置に対応した位置から他端に渡って光軸L回りに形成される。撮像素子側に形成されるカム溝21Aの一端22Aと、当該カム溝21Aと隣接するカム溝21Bの一端22Bとは、カムピン13Aとカムピン13Bとのずれ寸法分ずれた位置に形成される。同様に、当該カム溝21Bの一端22Bと被写体側に形成されるカム溝21Cの一端22Cとは、カムピン13Bとカムピン13Cとのずれ寸法分ずれた位置に形成される。
そのため、各カム溝21A〜21Cは、互いに交差・連通することなく、カム溝21の一端から光軸Lまでの直線と、その他端から光軸Lまでの直線とにより形成された角度は、120°以上、例えば、160°〜200°の範囲で形成することが可能となる。なお、当該カム溝21の形状は、このような直線形状に限定されるものではなく、これ以外にも、例えば、所定の曲率を有するものであってもよい。
次に、直進筒30の詳細な溝形状について図5び図6を参照して説明する。直進筒30の周面30Aには、フレーム10に形成された各カムピン13とそれぞれ対応する直進案内溝31が複数形成されている。各直進案内溝31は、レンズ5の光軸L方向に長く開口して形成される。当該光軸L方向への開口寸法が、各カムピン13の光軸L方向への移動範囲となる。
本実施の形態では、フレーム10にカムピン13は、3つ配置されているため、これに対応して、直進筒30には、3つの直進案内溝31が形成されている。ここでは、撮像素子側から順に直進案内溝31A、31B、31Cとする。
以上の構成により、光学素子移動委機構1と直進筒30の組立手順を説明する。組立当初、フレーム10に光学素子としてのフォーカスレンズ5が保持された状態とする。このとき、フレーム10には、光学素子としての絞り6やシャッタ7も保持された状態であってもよい。そして、フレーム10を直進筒30の内周側に貫挿配置する。更に、フレーム10が貫挿された直進筒30をカム筒20の内周側に貫挿配置する。
収納状態の位置までフレーム10と、直進筒30とをカム筒20内に貫挿し、フレーム10の各カムピン取付部11A〜11Cと、直進筒30の各直進案内溝31A〜31Cと、カム筒20の各カム溝21A〜21Cとを重合させる。そして、直進案内溝31A〜31C及びカム溝21A〜21Cを介して外部に臨むカムピン取付部11A〜11Cに、カム筒20の外方からそれぞれカムピン13A〜13Cを取り付ける。その後、カム筒20の外周側にフォーカス操作リング25を取り付ける。この状態で、直進筒30を固定部材4にてカメラマウント3に固定する。
次に、レンズ5の光軸L方向への移動動作について説明する。図1の収納状態では、カムピン13A〜13Cは、カム筒20の各カム溝21A〜21Cの被写体側の端部に位置し、直進筒30の各直進案内溝21A〜21Cの被写体側の端部に位置する。
この状態からフォーカス操作リング25が光軸L周りに回動されると、カム筒20が光軸回りに回動する。これにより、各カム溝21A〜21C内に貫通収容される各カムピン13A〜13C(カムピン取付部11A〜11C)は、各直進案内溝31A〜31Cによって光軸L回りの回動が規制されながら、当該カム溝21A〜21C内をスライド移動し、フレーム10自体が光軸Lに沿って、撮像素子側にスライド移動する。カム筒20を反対方向に光軸回りに回動させると、各カムピン13A〜13Cは、当該カム溝21A〜21C内をスライド移動して、フレーム10自体が光軸Lに沿って、被写体側にスライド移動する。
本件発明の光学素子移動機構1では、フレーム10に設けられる各カムピン13A〜13C(カムピン取付部11A〜11Cを含む)が、フレーム10の外周面10Aに光L軸を中心とする放射状、且つ、光軸L方向において互いにずれた位置に設けられていると共に、カム筒20に形成される各カム溝21A〜21Cは、カム筒20の略円周方向に沿って延びるよう形成され、それぞれ平行に設けられ、且つ、隣接する当該カム溝21A〜21C同士の軌道の一部が並走して配置される。
そのため、本実施の形態のようにカムピン13を3つ有する場合には、カム溝の一端から光軸までの直線と、その他端から光軸までの直線とにより形成される角度を120°以上とすることができ、カム溝21A〜21C内を移動するカムピン13A〜13Cの回転角度を従来の構成と比較して大きく拡張することが可能となる。従って、カム筒20の回転角度を調整することによるレンズ5等の光学素子の移動量制御を高い精度で実現することが可能となる。
特に、本件発明によれば、従来のダブルヘリコイド方式や2段カム方式を採用する場合と異なり、部品点数の増加を伴うことなく、レンズ5等の光学素子の位置調整を高い精度で実現することができる。
また、本件発明では、レンズ鏡筒Sにおいてデットスペースとなる光軸L方向にカム筒20を長く構成することで、本件発明の技術的特徴である各カム溝21A〜21Cを配置することが可能となる。よって、レンズ鏡筒Sが大型化する不都合を回避しつつ、レンズ位置調整の精度向上を図ることができる。
なお、上述した本実施の形態では、所謂3点吊りの単カム駆動方式を採用しているため、フレーム10には、カムピン13(カムピン取付部11)を3つ、光軸Lを中心としてほぼ等間隔の角度(約120°)をおいて設けている。しかし、このカムピン13(カムピン取付部11)の数はこれに限定されるものではなく、例えば、2点吊りを採用する場合には、フレーム10の外周面10Aの対向する位置に各カムピン13(カムピン取付部11)を設ければよい。カムピン13(カムピン取付部11)を4つ以上、フレーム10の周面上に設ける場合であっても、同様に光軸Lを中心としてほぼ等間隔の角度をおいて設けることが好ましい。
本実施の形態のように、フレーム10の外周面10Aに3つ以上のカムピン13(カムピン取付部11)を備え、カム筒20には、当該カムピン13の数に応じたカム溝21を備えることにより、3方向以上からフレーム10を保持することとが可能となり、安定したフレーム10の保持を実現しつつ、光軸L方向への位置調整を行うことが可能となる。従って、ピントずれ等の不都合をより一層効果的に解消することが可能となる。
また、カムピン13をフレーム10の外周面10Aに複数、例えばn個、配置することによって、当該カムピン13に対応してカム筒20に形成される各カム溝21は、光軸方向からみた場合における、いずれの前記カム溝の一端から光軸までの直線と、その他端から光軸までの直線とにより形成された角度を、360°/n以上とすることができる。例えば、カムピン13を2つ有する場合には、カム溝の一端から光軸までの直線と、その他端から光軸までの直線とにより形成された角度を180°以上、カムピン13を4つ有する場合には、カム溝の一端から光軸までの直線と、その他端から光軸までの直線とにより形成された角度を90°以上とすることができる。
いずれの場合においても、カム溝21内を移動するカムピン13の回転角度を従来の構成と比較して大きく拡張することが可能となり、安定したフレームの保持を確保しつつ、カム筒20の回転角度を調整することによるレンズ5等の光学素子の移動量制御を高い精度で実現することが可能となる。
上述した本件発明に係る光学素子移動機構1を備えたレンズ鏡筒Sを既存の撮像装置に採用することにより、高品質のレンズ移動制御機能を備えた撮像装置を実現することが可能となる。
本件発明にかかる光学素子移動機構は、レンズの光軸方向への移動距離が小さい場合であっても、カム筒に形成されるカム溝の光軸回りの形成角度範囲を大きく確保することができるので、光学素子を保持するフレームを高い精度にて制御するレンズ鏡筒や当該レンズ鏡筒を備えた撮像装置に有効である。
S レンズ鏡筒
1 光学素子移動機構
3 カメラマウント(カメラ本体)
5 レンズ(光学素子。フォーカスレンズ)
6 絞り(光学素子)
7 シャッタ(光学素子)
8 絞り操作リング(絞り調整手段)
10 フレーム
10A 外周面
11(11A、11B、11C) カムピン取付部
12(12A、12B、12C) カムピンの中心軸(仮想線)
13(13A、13B、13C) カムピン
20 カム筒
20A 周面
21(21A、21B、21C) カム溝
25 フォーカス操作リング(カム筒調整手段)
30 直進筒
30A 周面
31(31A、31B、31C) 直進案内溝
1 光学素子移動機構
3 カメラマウント(カメラ本体)
5 レンズ(光学素子。フォーカスレンズ)
6 絞り(光学素子)
7 シャッタ(光学素子)
8 絞り操作リング(絞り調整手段)
10 フレーム
10A 外周面
11(11A、11B、11C) カムピン取付部
12(12A、12B、12C) カムピンの中心軸(仮想線)
13(13A、13B、13C) カムピン
20 カム筒
20A 周面
21(21A、21B、21C) カム溝
25 フォーカス操作リング(カム筒調整手段)
30 直進筒
30A 周面
31(31A、31B、31C) 直進案内溝
本件発明は、カム筒の光軸回りの回動によってレンズ等の光学素子を光軸に沿って移動させる光学素子移動機構に関する。
従来より撮像装置を構成するレンズ鏡筒には、フォーカスレンズやズームレンズ等の光学素子を光軸方向に移動させる機構が採用されている。従来より採用されているレンズ移動機構の一例について、図7〜図9を参照して説明する。図7はフレーム100の側面図、図8はカム筒110の斜視図、図9はカム筒110の側面展開図をそれぞれ示している。いずれも被写体側を正面として表している。
フレーム100及びカム筒110は、それぞれ略円筒状を呈している。フレーム100は、内部に図示しないフォーカスレンズを保持している。図7に示すように、フレーム100の外周面には、カムピン101が複数設けられている。これらカムピン101は、いずれもレンズの光軸に対してほぼ垂直に交わる同一面上に位置して、当該光軸を中心として放射状に設けられている。ここでは、安定してレンズを保持するために、レンズの光軸に対してほぼ垂直に交わる同一面上において、光軸L回りに120°の間隔でカムピン101が3つ配置する、所謂3点吊りの単カム駆動方式が採用される。
そして、カム筒110の周面110Aには、フレーム100の各カムピン101に対応する数のカム溝111が形成されている。いずれのカム溝101も、カム筒110の周面110Aに沿って、光軸の一方向から他方向に向けて傾斜した直線状に延びて形成される。このカム溝111の傾斜角度によってフレームの移動距離が調整される。
また、フレーム100とカム筒110との間には、略円筒状に形成された図示しない直進筒が配置される。この直進筒には、レンズの光軸方向に長く開口する直進案内溝が形成されている。
これらフレーム100とカム筒110と直進筒とを組み立てた状態において、カム筒110を光軸L回りに回転させると、フレーム100の各カムピン101が、直進筒に形成された直進案内溝によって光軸L回りへの回転移動が規制されながら、カム筒110のカム溝111内を移動することによって、フレーム100が光軸L方向に移動する。
しかしながら、上述した3点吊りの単カム駆動方式を採用した場合、各カムピン101に対応して形成されるカム溝111も光軸Lに対して直交する方向からみてほぼ同一の位置に形成されることとなる。
そのため、カムピン101のカム溝111内の移動を円滑なものとするためには、各カム溝111が連通しない構成とする必要がある。これにより、各カム溝111は、一端から光軸Lまでの直線と、その他端から光軸Lまでの直線とにより形成された角度が80°〜110°の範囲となるように形成する必要があった。しかしながら、上述したカム溝111の形成角度範囲では、フレーム100に保持されるフォーカスレンズの回転角度範囲を十分に確保することができない。
これに対し、特許文献1では、フォーカス操作環の光軸方向の端部に対し、傾斜角度を大きくとったカム溝を形成している。当該特許文献1は、フォーカス操作環を固定筒に対し回転を阻止するロックねじとロック板とを備えたものであるが、この場合であっても、当該フォーカスレンズの回転角度範囲を確保している。
他方、特許文献2には、中間筒の内周面に焦点調節用カム溝と変倍用カム溝とを備え、レンズホルダ側に焦点調節用カム溝が係合し得るカムピンと、変倍用カム溝が係合し得るカムピンとを備えた機構が開示されている。
これら焦点調節用カム溝と変倍用カム溝とは、中間筒の回転角度に対し位相が60°ずれた状態で形成されると共に、焦点調節用カム溝に対応するカムピンと、変倍用カム溝に対応するカムピンとは、光軸回りに60°の角度間隔を隔てて、且つ、光軸方向に若干変異した態様で形成されている。
上述した特許文献1の構成では、フォーカス操作環の光軸方向の端部に対し、傾斜角度を大きくとったカム溝を採用しているため、フォーカス操作環の回転角度範囲を120°程度確保することが可能となるが、単位回転角度あたりのレンズの光軸方向への移動距離が大きくなってしまい、光軸方向へのレンズの移動距離が小さい場合には、適さない。
そこで、光軸方向へのレンズの移動距離が小さい場合であっても、カム筒110の回転角度範囲を大きく確保するため、従来では、ダブルヘリコイド方式や、2段カム方式などを採用し、減速させることでレンズ位置調整を行っていた。しかしながら、このような構成では、バックラッシュが大きくなるという問題を招来し、適切なレンズ位置調整は困難であった。また、部品点数が増加することから、組立作業の煩雑化や、コストの高騰を招く。
一方、上述した特許文献2では、光軸方向への回動制御によって、カムピンを焦点調節用カム溝内や、変倍用カム溝内を移動させることによって、焦点調整及び変倍調整を行っている。しかしながら、これらカム溝及びカムピンは、それぞれ光軸回りに60°の角度間隔をおいて形成されているものであるため、中間筒に対してレンズホルダを安定的に保持することができない。特に、焦点調節用カム溝と変倍用カム溝とは、目的が異なるため、常時両カム溝内にカムピンが安定的に保持されるものではないため、結果として一点吊りとなってしまい、ピントずれ等を招来する問題がある。
そこで、本件発明者等は、鋭意研究の結果、本件発明にかかる光学素子移動機構を採用することで、簡素な構成により、カム溝内を移動するカムピンの回転角度を拡張することができ、光学素子の移動量制御の精度向上を図ることができることに想到したのである。以下、光学素子移動機構と、レンズ駆動装置と、撮像装置に分けて説明する。
<本件発明にかかる光学素子移動機構>
本件発明にかかる光学素子移動機構は、光学素子と、当該光学素子を保持すると共に外周面に複数のカムピンを備えるフレームと、円筒中心軸を光軸と同一方向として当該フレームを貫挿配置する略円筒形状のカム筒とを備え、当該カム筒が光軸回りに回動することで、当該フレームを光軸に沿ってスライド移動させるものであって、各カムピンは、当該フレームの外周面に放射状に設けられると共に、光軸方向において互いにずれた位置に設けられ、当該カム筒は、対応する当該カムピンと係合し、当該カムピンが内部をスライド移動する複数のカム溝を備え、当該各カム溝は、当該カム筒の略円周方向に沿って延びるよう形成され、それぞれ平行に設けられると共に、当該カム溝の軌道の一端部のみが隣接する当該カム溝の軌道の他端部と平行に並走して配置されることを特徴とする。
本件発明にかかる光学素子移動機構は、光学素子と、当該光学素子を保持すると共に外周面に複数のカムピンを備えるフレームと、円筒中心軸を光軸と同一方向として当該フレームを貫挿配置する略円筒形状のカム筒とを備え、当該カム筒が光軸回りに回動することで、当該フレームを光軸に沿ってスライド移動させるものであって、各カムピンは、当該フレームの外周面に放射状に設けられると共に、光軸方向において互いにずれた位置に設けられ、当該カム筒は、対応する当該カムピンと係合し、当該カムピンが内部をスライド移動する複数のカム溝を備え、当該各カム溝は、当該カム筒の略円周方向に沿って延びるよう形成され、それぞれ平行に設けられると共に、当該カム溝の軌道の一端部のみが隣接する当該カム溝の軌道の他端部と平行に並走して配置されることを特徴とする。
本件発明にかかる光学素子移動機構は、各カムピンの配置のずれ幅が、少なくとも当該カムピンと前記各カム溝間の必要肉厚分とを加えた寸法以上であることが好ましい。
本件発明にかかる光学素子移動機構は、各カム溝が、当該カム筒の略円周方向に沿って直線状に延びて形成されることが好ましい。
本件発明にかかる光学素子移動機構は、カムピンの数をnとし、光軸方向からみた場合、いずれのカム溝の一端から光軸までの直線と、その他端から光軸までの直線とにより形成された角度は、360°/n以上であることが好ましい。
また、本件発明にかかる光学素子移動機構は、フレームは、その外周面に3つ以上のカムピンを備え、カム筒は、当該カムピンの数に応じたカム溝を備えることがより好ましい。
<本件発明にかかるレンズ鏡筒>
本件発明にかかるレンズ鏡筒は、上述した光学素子移動機構を備えたことを特徴とする。
本件発明にかかるレンズ鏡筒は、上述した光学素子移動機構を備えたことを特徴とする。
<本件発明にかかる撮像装置>
本件発明にかかる撮像装置は、上述した光学素子移動機構と、撮像素子とを備えたことを特徴とする。
本件発明にかかる撮像装置は、上述した光学素子移動機構と、撮像素子とを備えたことを特徴とする。
本件発明にかかる光学素子移動機構によれば、フレームに設けられる各カムピンが、当該フレームの外周面に光軸を中心とする放射状、且つ、光軸方向において互いにずれた位置に設けられていると共に、カム筒に形成される各カム溝は、カム筒の略円周方向に沿って延びるよう形成され、それぞれ平行に設けられ、且つ、当該カム溝の軌道の一端部のみが隣接する当該カム溝の軌道の他端部と平行に並走して配置されることにより、カム溝内を移動するカムピンの回転角度を従来の構成と比較して大きく拡張することが可能となる。これにより、カム筒の回転角度を調整することによる光学素子の移動量制御を高い精度で実現することが可能となる。また、複数のカムピンが、これらに対応するカム溝内にスライド移動可能に収容保持されることによって、安定したフレームの保持が可能となり、ピントずれ等の不都合を効果的に解消することができる。
特に、本件発明によれば、従来のダブルヘリコイド方式や2段カム方式を採用する場合と異なり、部品点数の増加を伴うことなく、光学素子の位置調整を高い精度で実現することができる。また、本件発明は、レンズ鏡筒においてデットスペースとなる光軸方向にカム筒を長く構成することで、本件発明の技術的特徴である各カム溝を配置することが可能となる。よって、レンズ鏡筒が大型化する不都合を回避しつつ、レンズ位置調整の精度向上を図ることができる。従って、当該光学素子移動機構を用いたレンズ鏡筒、及び、当該光学素子移動機構と撮像素子とを有する撮像装置は、高品質のレンズ移動制御機能を備えたものとなる。
以下、図面を参照して、本件発明にかかる光学素子移動機構1を適用したレンズ鏡筒Sを例に挙げて説明する。図1は本件発明にかかる光学素子移動機構1を備えたレンズ鏡筒Sの縦断断面図、図2はフレーム10の側面図、図3はカム筒20の斜視図、図4はカム筒20の側面展開図、図5は直進筒30の側面図、図6は直進筒30の断面図をそれぞれ示している。いずれも被写体側を正面として表している。
本実施の形態のレンズ鏡筒Sは、撮像素子を備えたカメラに取り付けられて用いられるものであり、カメラ本体に固定された直進筒30と、本件発明にかかる光学素子移動機構1とを備える。
直進筒30は、略円筒形状に構成されており、カメラ本体に設けられるカメラマウント3に固定部材4にて回転不動に固定されている。この直進筒30の軸が、後述するレンズ(光学素子)5の光軸Lと略重合するように、当該直進筒30は、光軸L方向に長く延びて構成される。
本件発明にかかる光学素子移動機構1は、光学素子と、当該光学素子を保持するフレーム10と、当該フレーム10を貫挿配置するカム筒20とを備える。
フレーム10は、直進筒30の内周面側に収容可能とする外径寸法に構成された略円筒形状に構成されている。このフレーム10の内周面側には、光学素子としてのフォーカスレンズ5が保持される。このフォーカスレンズ5は、被写体の像を合焦させるためのレンズ系であり、フレーム10の内周部に固定されることで、光軸Lを定める。
そして、このフレーム10の円筒中心軸が、内周側に固定されるレンズ5の光軸Lと、略重合するように、当該フレーム10は、当該光軸L方向に長く延びて構成される。このフレーム10の被写体側には、いずれも光学素子を構成する絞り6とシャッタ7が保持される。なお、当該絞り6は、フレーム10の外周側に位置して回動自在に設けられる絞り操作リング(絞り調整手段)8により調整可能とされる。
さらに、フレーム10には、絞り6及びシャッタ7の被写体側に位置して、レンズ40を保持するレンズフレーム41が固定部材42により固定されている。当該レンズ40は、光軸が、フォーカスレンズ5と同一の光軸Lとなるように配設されており、フレーム10の光軸L方向へ移動に伴って、光軸L方向へ移動可能とされる。
なお、本実施の形態において、光学素子は、フォーカスレンズ5、レンズ40、絞り6、シャッタ7を例に挙げて説明しているが、これに限定されるものではなく、ズームレンズ等の他のレンズや、フィルタ等を含む概念である。レンズ以外にもこれら絞り6やシャッタ7、フィルタ等の光学素子が光学素子移動機構1を構成する部材としてフレーム10に保持させることができる。
次に、図2のフレーム10の側面図を参照して当該フレーム10に設けられるカムピン13の取付構造について説明する。フレーム10の外周面10Aには、複数のカムピン取付部11を有する。これらカムピン取付部11は、いずれもフォーカスレンズ5の光軸Lを中心として放射状となるようにフレーム10の外周面10Aに設けられている。各カムピン取付部11には、後述するように、当該フレーム10が直進筒30及びカム筒20内に貫挿配置された状態で、外部からカムピン13が取付可能とされている。本実施例では、所謂3点吊りの単カム駆動方式を採用するため、カムピン取付部11を3つ、光軸L回りにほぼ等間隔の角度(約120°)をおいて、フレーム10の外周面10Aに設けられる。
各カムピン取付部11と、当該カムピン取付部11に取り付けられるカムピン13は、光軸Lと直交する方向からみたときに、光軸L方向において互いにずれた位置となるように設けられている。ここでは、各カムピン取付部11は、撮像素子側から順に11A、11B、11Cとし、それぞれに対応するカムピン13は、撮像素子側から順に13A、13B、13Cとする(13Bのみ図示する)。なお、図2において、最も撮像素子側に位置するカムピン取付部11Aは、当該側面図に直接表れないため、点線にて示す。
各カムピン取付部11A、11B、11C及びカムピン13A、13B、13Cの配置のずれ幅は、少なくとも、当該カムピン13の直径と後述するカム筒20に形成される各カム溝21間の必要肉厚分を加えた寸法以上とする。かかる構成とすることにより、これらカムピン取付部11A、11B、11C及びカムピン13A、13B、13Cの光軸Lに直交する中心軸(仮想線)12A、12B、12Cは、いずれも光軸Lと交差する位置が異なるものとなる(図2参照)。
次に、カム筒20の構成について図3及び図4を参照して説明する。カム筒20は、金属又は合成樹脂製であって、内周側に直進筒30を収容可能とする内径寸法とする略円筒形状に構成されている。直進筒30やフレーム10と同様に、カム筒20の円筒中心軸が、内周側に配置されるレンズ5の光軸Lと、同一方向に延びて略重合するように、当該カム筒20は、当該光軸L方向に長く延びて構成される。そのため、直進筒30内にフレーム10が貫挿配置された状態で、直進筒30がカム筒20内に配設されると、間接的に当該カム筒20の内周側にフレーム10が貫挿配置されることとなる。
このカム筒20は、当該カム筒20の外周側に位置して回動自在に設けられるフォーカス操作リング(カム筒調整手段)25により回転量が調整可能とされる。なお、当該フォーカス操作リング25の回転制御は、手動により行っても、駆動手段によって行ってもいずれの場合でもよいものとする。
図3の斜視図に示すように、このカム筒20は周面20Aに、フレーム10に形成された各カムピン13とそれぞれ対応するカム溝21が複数形成されている。これらカム溝21は、いずれもカム筒20の略円周方向に沿って延びるように形成され、対応するカムピン11が当該溝内をスライド移動自在となるように配置される。
本実施の形態では、フレーム10にカムピン13は、3つ配置されているため、これに対応して、カム筒20には、3つのカム溝21が形成されている。ここでは、撮像素子側から順にカム溝21A、21B、21Cとする。
図4に示すように、本実施の形態では、いずれのカム溝21A〜カム溝21Cも、カム筒20の周面20Aに沿って、光軸Lの一方向(被写体側)から他方向(撮像素子側)に向けて傾斜した直線状に延びて貫通形成される。各カム溝21A〜カム溝21Cは、同一の幅寸法で、カム溝21の一端から光軸Lまでの直線と、その他端から光軸Lまでの直線とにより形成される角度範囲がほぼ同一とする。
ここで、フレーム10に設けられる各カムピン取付部11及び各カムピン13は、光軸Lと直交する方向からみたときに、光軸L方向において互いにずれた位置となるように設けられているため、各カムピン13に対応して形成される各カム溝21も、光軸Lと直交する方向からみたときに、光軸L方向において互いにずれた位置とされ、それぞれ平行に形成される。各カム溝21のずれ幅は、カムピン13の配設位置に応じて決定される。
また、各カムピン13は、光軸Lを中心として放射状となるようにほぼ等間隔をおいて配置されるため、各カム溝21は、光軸L回りにほぼ等間隔ずれた位置に形成される。これにより、図3及び図4に示すように、各カム溝21A〜21Cは、隣接する当該カム溝同士の軌道の一部が並走するように配置される。
具体的には、各カム溝21の一端が各カムピン13のずれ位置に対応した位置から他端に渡って光軸L回りに形成される。撮像素子側に形成されるカム溝21Aの一端22Aと、当該カム溝21Aと隣接するカム溝21Bの一端22Bとは、カムピン13Aとカムピン13Bとのずれ寸法分ずれた位置に形成される。同様に、当該カム溝21Bの一端22Bと被写体側に形成されるカム溝21Cの一端22Cとは、カムピン13Bとカムピン13Cとのずれ寸法分ずれた位置に形成される。
そのため、各カム溝21A〜21Cは、互いに交差・連通することなく、カム溝21の一端から光軸Lまでの直線と、その他端から光軸Lまでの直線とにより形成された角度は、120°以上、例えば、160°〜200°の範囲で形成することが可能となる。なお、当該カム溝21の形状は、このような直線形状に限定されるものではなく、これ以外にも、例えば、所定の曲率を有するものであってもよい。
次に、直進筒30の詳細な溝形状について図5び図6を参照して説明する。直進筒30の周面30Aには、フレーム10に形成された各カムピン13とそれぞれ対応する直進案内溝31が複数形成されている。各直進案内溝31は、レンズ5の光軸L方向に長く開口して形成される。当該光軸L方向への開口寸法が、各カムピン13の光軸L方向への移動範囲となる。
本実施の形態では、フレーム10にカムピン13は、3つ配置されているため、これに対応して、直進筒30には、3つの直進案内溝31が形成されている。ここでは、撮像素子側から順に直進案内溝31A、31B、31Cとする。
以上の構成により、光学素子移動機構1と直進筒30の組立手順を説明する。組立当初、フレーム10に光学素子としてのフォーカスレンズ5が保持された状態とする。このとき、フレーム10には、光学素子としての絞り6やシャッタ7も保持された状態であってもよい。そして、フレーム10を直進筒30の内周側に貫挿配置する。更に、フレーム10が貫挿された直進筒30をカム筒20の内周側に貫挿配置する。
収納状態の位置までフレーム10と、直進筒30とをカム筒20内に貫挿し、フレーム10の各カムピン取付部11A〜11Cと、直進筒30の各直進案内溝31A〜31Cと、カム筒20の各カム溝21A〜21Cとを重合させる。そして、直進案内溝31A〜31C及びカム溝21A〜21Cを介して外部に臨むカムピン取付部11A〜11Cに、カム筒20の外方からそれぞれカムピン13A〜13Cを取り付ける。その後、カム筒20の外周側にフォーカス操作リング25を取り付ける。この状態で、直進筒30を固定部材4にてカメラマウント3に固定する。
次に、レンズ5の光軸L方向への移動動作について説明する。図1の収納状態では、カムピン13A〜13Cは、カム筒20の各カム溝21A〜21Cの被写体側の端部に位置し、直進筒30の各直進案内溝21A〜21Cの被写体側の端部に位置する。
この状態からフォーカス操作リング25が光軸L周りに回動されると、カム筒20が光軸回りに回動する。これにより、各カム溝21A〜21C内に貫通収容される各カムピン13A〜13C(カムピン取付部11A〜11C)は、各直進案内溝31A〜31Cによって光軸L回りの回動が規制されながら、当該カム溝21A〜21C内をスライド移動し、フレーム10自体が光軸Lに沿って、撮像素子側にスライド移動する。カム筒20を反対方向に光軸回りに回動させると、各カムピン13A〜13Cは、当該カム溝21A〜21C内をスライド移動して、フレーム10自体が光軸Lに沿って、被写体側にスライド移動する。
本件発明の光学素子移動機構1では、フレーム10に設けられる各カムピン13A〜13C(カムピン取付部11A〜11Cを含む)が、フレーム10の外周面10Aに光軸Lを中心とする放射状、且つ、光軸L方向において互いにずれた位置に設けられていると共に、カム筒20に形成される各カム溝21A〜21Cは、カム筒20の略円周方向に沿って延びるよう形成され、それぞれ平行に設けられ、且つ、隣接する当該カム溝21A〜21C同士の軌道の一部が並走して配置される。
そのため、本実施の形態のようにカムピン13を3つ有する場合には、カム溝の一端から光軸までの直線と、その他端から光軸までの直線とにより形成される角度を120°以上とすることができ、カム溝21A〜21C内を移動するカムピン13A〜13Cの回転角度を従来の構成と比較して大きく拡張することが可能となる。従って、カム筒20の回転角度を調整することによるレンズ5等の光学素子の移動量制御を高い精度で実現することが可能となる。
特に、本件発明によれば、従来のダブルヘリコイド方式や2段カム方式を採用する場合と異なり、部品点数の増加を伴うことなく、レンズ5等の光学素子の位置調整を高い精度で実現することができる。
また、本件発明では、レンズ鏡筒Sにおいてデットスペースとなる光軸L方向にカム筒20を長く構成することで、本件発明の技術的特徴である各カム溝21A〜21Cを配置することが可能となる。よって、レンズ鏡筒Sが大型化する不都合を回避しつつ、レンズ位置調整の精度向上を図ることができる。
なお、上述した本実施の形態では、所謂3点吊りの単カム駆動方式を採用しているため、フレーム10には、カムピン13(カムピン取付部11)を3つ、光軸Lを中心としてほぼ等間隔の角度(約120°)をおいて設けている。しかし、このカムピン13(カムピン取付部11)の数はこれに限定されるものではなく、例えば、2点吊りを採用する場合には、フレーム10の外周面10Aの対向する位置に各カムピン13(カムピン取付部11)を設ければよい。カムピン13(カムピン取付部11)を4つ以上、フレーム10の周面上に設ける場合であっても、同様に光軸Lを中心としてほぼ等間隔の角度をおいて設けることが好ましい。
本実施の形態のように、フレーム10の外周面10Aに3つ以上のカムピン13(カムピン取付部11)を備え、カム筒20には、当該カムピン13の数に応じたカム溝21を備えることにより、3方向以上からフレーム10を保持することとが可能となり、安定したフレーム10の保持を実現しつつ、光軸L方向への位置調整を行うことが可能となる。従って、ピントずれ等の不都合をより一層効果的に解消することが可能となる。
また、カムピン13をフレーム10の外周面10Aに複数、例えばn個、配置することによって、当該カムピン13に対応してカム筒20に形成される各カム溝21は、光軸方向からみた場合における、いずれの前記カム溝の一端から光軸までの直線と、その他端から光軸までの直線とにより形成された角度を、360°/n以上とすることができる。例えば、カムピン13を2つ有する場合には、カム溝の一端から光軸までの直線と、その他端から光軸までの直線とにより形成された角度を180°以上、カムピン13を4つ有する場合には、カム溝の一端から光軸までの直線と、その他端から光軸までの直線とにより形成された角度を90°以上とすることができる。
いずれの場合においても、カム溝21内を移動するカムピン13の回転角度を従来の構成と比較して大きく拡張することが可能となり、安定したフレームの保持を確保しつつ、カム筒20の回転角度を調整することによるレンズ5等の光学素子の移動量制御を高い精度で実現することが可能となる。
上述した本件発明に係る光学素子移動機構1を備えたレンズ鏡筒Sを既存の撮像装置に採用することにより、高品質のレンズ移動制御機能を備えた撮像装置を実現することが可能となる。
本件発明にかかる光学素子移動機構は、レンズの光軸方向への移動距離が小さい場合であっても、カム筒に形成されるカム溝の光軸回りの形成角度範囲を大きく確保することができるので、光学素子を保持するフレームを高い精度にて制御するレンズ鏡筒や当該レンズ鏡筒を備えた撮像装置に有効である。
S レンズ鏡筒
1 光学素子移動機構
3 カメラマウント(カメラ本体)
5 レンズ(光学素子。フォーカスレンズ)
6 絞り(光学素子)
7 シャッタ(光学素子)
8 絞り操作リング(絞り調整手段)
10 フレーム
10A 外周面
11(11A、11B、11C) カムピン取付部
12(12A、12B、12C) カムピンの中心軸(仮想線)
13(13A、13B、13C) カムピン
20 カム筒
20A 周面
21(21A、21B、21C) カム溝
25 フォーカス操作リング(カム筒調整手段)
30 直進筒
30A 周面
31(31A、31B、31C) 直進案内溝
1 光学素子移動機構
3 カメラマウント(カメラ本体)
5 レンズ(光学素子。フォーカスレンズ)
6 絞り(光学素子)
7 シャッタ(光学素子)
8 絞り操作リング(絞り調整手段)
10 フレーム
10A 外周面
11(11A、11B、11C) カムピン取付部
12(12A、12B、12C) カムピンの中心軸(仮想線)
13(13A、13B、13C) カムピン
20 カム筒
20A 周面
21(21A、21B、21C) カム溝
25 フォーカス操作リング(カム筒調整手段)
30 直進筒
30A 周面
31(31A、31B、31C) 直進案内溝
Claims (5)
- 光学素子と、当該光学素子を保持すると共に外周面に複数のカムピンを備えるフレームと、円筒中心軸を光軸と同一方向として当該フレームを貫挿配置する略円筒形状のカム筒とを備え、当該カム筒が光軸回りに回動することで、当該フレームを光軸に沿ってスライド移動させる光学素子移動機構において、
各カムピンは、当該フレームの外周面に放射状に設けられると共に、光軸方向において互いにずれた位置に設けられ、
当該カム筒は、対応する当該カムピンと係合する複数のカム溝を備え、
当該各カム溝は、当該カム筒の略円周方向に沿って延びるよう形成され、それぞれ平行に設けられると共に、隣接する当該カム溝同士の軌道の一部が並走して配置されることを特徴とする光学素子移動機構。 - 前記カムピンの数をnとし、
光軸方向からみた場合、いずれの前記カム溝の一端から光軸までの直線と、その他端から光軸までの直線とにより形成された角度は、360°/n以上である請求項1に記載の光学素子移動機構。 - 前記フレームは、その外周面に3つ以上のカムピンを備え、
前記カム筒は、当該カムピンの数に応じたカム溝を備える請求項1又は請求項2に記載の光学素子移動機構。 - 請求項1〜請求項3のいずれかに記載の光学素子移動機構を備えたレンズ鏡筒。
- 請求項1〜請求項3のいずれかに記載の光学素子移動機構と、撮像素子とを備えた撮像装置。
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