JP2017134217A - レンズ鏡筒 - Google Patents

Abstract

【課題】リードスクリューを用いた駆動機構部を備えるレンズ鏡筒において、グリスの飛散を防止する。
【解決手段】
本発明のレンズ鏡筒は、基台部、前記基台部に対して位置が固定された回転軸を有するリードスクリュー、前記リードスクリューに螺合するナット、前記回転軸に平行な方向に移動する移動部、および前記移動部に設けられており、前記ナットに係合し、前記ナットの前記基台部に対する前記回転軸周りの回動を規制する係合部、を備えるレンズ鏡筒であって、前記係合部は、前記ナットを前記回転軸に沿う方向の両側から挟むように配置された一対の壁部を有し、前記一対の壁部は、前記回転軸に直交する方向から見た場合に、前記リードスクリューと交差する範囲に設けられており、かつ前記リードスクリューが挿通される貫通孔もしくは切り欠きを備える。
【選択図】図３

Description

本発明は、リードスクリューを用いた駆動機構部を備えるレンズ鏡筒に関する。

撮像装置等の光学機器のレンズ鏡筒内において、レンズ等の可動部材を電動モータ等の回転駆動源が生じる力により駆動する駆動機構部が、例えば特開２０１５−１１４５１４号公報に開示されている。

特開２０１５−１１４５１４号公報に開示の技術では、駆動機構部は、モータにより回転するリードスクリューと、当該リードスクリューに係合するラックとを備える。特開２０１５−１１４５１４号公報に開示されているような駆動機構部では、リードスクリューとラックとの間の潤滑のためにグリスが用いられる。

特開２０１５−１１４５１４号公報

特開２０１５−１１４５１４号公報に開示されているような駆動機構部においては、リードスクリューとラックとの間の摩擦抵抗を小さくするために、用いるグリスの粘度を低くすることが好ましい。しかしながら、グリスの粘度を低くした場合には、例えば、レンズ鏡筒の落下等によりレンズ鏡筒に強い衝撃力が加えられるとグリスがレンズ鏡筒内に飛散しやすくなってしまう。

本発明は、前述の課題を解決するものであって、リードスクリューを用いた駆動機構部を備えるレンズ鏡筒において、グリスの飛散を防止することを目的とする。

本発明の一態様によるレンズ鏡筒は、基台部、前記基台部に対して位置が固定された回転軸を有するリードスクリュー、前記リードスクリューに螺合するナット、前記回転軸に平行な方向に移動する移動部、および前記移動部に設けられており、前記ナットに係合し、前記ナットの前記基台部に対する前記回転軸周りの回動を規制する係合部、を備えるレンズ鏡筒であって、前記係合部は、前記ナットを前記回転軸に沿う方向の両側から挟むように配置された一対の壁部を有し、前記一対の壁部は、前記回転軸に直交する方向から見た場合に、前記リードスクリューと交差する範囲に設けられており、かつ前記リードスクリューが挿通される貫通孔もしくは切り欠きを備える。

本発明によれば、リードスクリューを用いた駆動機構部を備えるレンズ鏡筒において、グリスの飛散を防止することができる。

レンズ鏡筒の光軸を含む平面による断面図である。 図１の断面図の駆動機構部近傍を拡大した図である。 移動部および駆動機構部の斜視図である。 移動部および駆動機構部を光軸に直交する方向から見た側面図である。 移動部および駆動機構部を光軸に沿って物体側から見た正面図である。 図４のVI-VI断面図である。 図５のVII-VII断面図である。 移動部の係合部の斜視図である。 ナットの斜視図である。

以下に、本発明の好ましい形態について図面を参照して説明する。なお、以下の説明に用いる各図においては、各構成要素を図面上で認識可能な程度の大きさとするため、構成要素毎に縮尺を異ならせてあるものであり、本発明は、これらの図に記載された構成要素の数量、構成要素の形状、構成要素の大きさの比率、および各構成要素の相対的な位置関係のみに限定されるものではない。

図１は、本発明に係るレンズ鏡筒１の光軸Ａを含む平面による断面図である。レンズ鏡筒１は、光軸Ａ上に１つまたは複数のレンズ２を保持する。本実施形態では一例として、レンズ鏡筒１は、撮像装置において光学像を結像するための複数のレンズ２を保持する。なお、レンズ鏡筒１は、例えば望遠鏡、双眼鏡、顕微鏡、内視鏡またはプロジェクタ等の他の光学機器に用いられる形態のものであってもよい。

以下の説明において、図１の光軸Ａに沿って左に向かう方向（図中の矢印Ｏ）を物体側と称し、光軸Ａに沿って物体側とは反対に向かう方向（図中の矢印Ｉ）を像側と称する。

レンズ鏡筒１は、レンズ鏡筒１が備える部材である基台部３に対して、前記基台部３とは異なる部材である移動部４を相対的に移動させる駆動機構部１０を備える。

図２は、図１の断面図の駆動機構部１０の近傍を拡大した図である。図３は、移動部４および駆動機構部１０の斜視図である。図４は、移動部４および駆動機構部１０を光軸Ａに直交する方向から見た側面図である。図５は、移動部４および駆動機構部１０を光軸Ａに沿って物体側から見た正面図である。

駆動機構部１０は、基台部３に対して直線状の移動軸Ｍに沿って移動部４を相対的に移動させる。移動部４は、本実施形態では一例として、レンズ鏡筒１が保持する複数のレンズ２の一部を構成するフォーカシングレンズである移動レンズ２ａを保持し、移動軸Ｍは光軸Ａと平行である。

具体的には、駆動機構部１０は、案内部１１、リードスクリュー１２、ナット１３および付勢部１４を備える。

案内部１１は、移動部４を、基台部３に対して移動軸Ｍに沿って相対的に移動するよう案内する。本実施形態では一例として、案内部１１は、移動軸Ｍに平行な一対の直線状の円柱形状（丸軸形状）の部材である、第１案内軸１１ａおよび第２案内軸１１ｂを備える。第１案内軸１１ａおよび第２案内軸１１ｂは、互いに平行であり、図示しない基台部３に対して位置が固定されている。

移動部４は、第１案内軸１１ａおよび第２案内軸１１ｂに沿って摺動する。具体的には、移動部４には、第１案内軸１１ａが挿通される貫通孔である摺動孔４ａと、第２案内軸１１ｂを周方向に挟持する挟持部４ｂと、が形成されている。

摺動孔４ａは、第１案内軸１１ａの外周に、所定のごく僅かな隙間を有して嵌合する内径孔を有している。すなわち、第１案内軸１１ａと摺動孔４ａとは、いわゆるすきま嵌めの関係を有している。

第１案内軸１１ａと摺動孔４ａとの嵌合によって、第１案内軸１１ａに対する移動部４の移動軸Ｍに直交する方向の移動、および第１案内軸１１ａに直交する軸周りの倒れ方向の移動が規制される。言い換えれば、移動部４の摺動孔４ａに第１案内軸１１ａのみが挿入された状態においては、移動部４は、第１案内軸１１ａに対して、第１案内軸１１ａの軸方向（移動軸Ｍに沿う方向）の移動、および第１案内軸１１ａ周りの回転のみが可能な状態である。移動部４の第１案内軸１１ａ周りの回転は、次に述べる移動部４の挟持部４ｂと第２案内軸１１ｂとの嵌合によって規制（禁止）される。

挟持部４ｂは、第２案内軸１１ｂの外周を、所定のごく僅かな隙間を有して挟み込む一対の平面部を有する長孔である。長孔である挟持部４ｂの長軸は、摺動孔４ａの中心軸と交差する。すなわち、第２案内軸１１ｂと挟持部４ｂとは、摺動孔４ａの周方向について、いわゆるすきま嵌めの関係を有している。挟持部４ｂと第２案内軸１１ｂとの嵌合によって、移動部４の第１案内軸１１ａ周りの回転が規制（禁止）される。なお、挟持部４ｂの形状は、両端が閉じた長孔形状に限られるものではなく、一端が移動部４の外周に開いた溝形状であってもよい。

リードスクリュー１２は、中心軸が直線である略円柱状の部材であり、外周面に螺旋状の溝が設けられている。本実施形態では、リードスクリュー１２は、外周面に雄ネジ部１２ａを有している。

リードスクリュー１２は、基台部３に対して中心軸の位置が固定されており、かつ基台部３に対して中心軸周りに回転可能に支持されている。リードスクリュー１２の中心軸は回転軸Ｒと一致し、移動軸Ｍと平行である。

リードスクリュー１２は、回転駆動源１５が生じる力によって中心軸周りに回転する。本実施形態では一例として、回転駆動源１５は、回転する出力軸を有するステッピングモータである。なお、回転駆動源１５はサーボモータであってもよい。

本実施形態では一例として、リードスクリュー１２は、ステッピングモータである回転駆動源１５の出力軸と一体である。言い換えれば、リードスクリュー１２は、ステッピングモータである回転駆動源１５の出力軸に、雄ネジ部１２ａを設けることにより構成されている。

また、本実施形態では、リードスクリュー１２の先端部１２ｂ近傍に、円柱形状の磁気スケール１６が固定されている。磁気スケール１６の外周面は、周方向に異なる磁極が並ぶように磁化されている。磁気スケール１６は、リードスクリュー１２の回転角度を検出するロータリーエンコーダを構成する。ロータリーエンコーダは、当該磁気スケール１６と、基台部３に対して位置が固定されおり磁気スケール１６の回転に伴う磁界の変化を検出する磁気センサ１７（図２に図示）と、を備える。

ナット１３は、リードスクリュー１２の雄ネジ部１２ａに螺合する雌ネジ部１３ａを有する。ナット１３は、移動部４と係合しており、移動部４に対するリードスクリュー１２の回転軸Ｒ周りの相対的な回転が規制されている。前述のように、移動部４は、案内部１１によって基台部４に対する移動軸Ｍに平行な軸周りの相対的な回転が規制（禁止）されていることから、ナット１３は、基台部３に対するリードスクリュー１２の回転軸Ｒ周りの相対的な回転が規制（禁止）されている。

リードスクリュー１２が回転駆動源１５が生じる力によって回転する場合であっても、リードスクリュー１２の雄ネジ部１２ａに螺合するナット１３の回転が抑制されているため、ナット１３は、リードスクリュー１２の回転に伴い移動軸Ｍに沿って進退移動する。

図６は、図４のVI-VI断面図である。図７は、図５のVII-VII断面図である。図８は、移動部の係合部の斜視図である。図９は、ナットの斜視図である。

図６、図７および図８に示すように、移動部４には、リードスクリュー１２の周囲に延出し、ナット１３と係合する係合部４ｃが設けられている。係合部４ｃには、ナット１３の移動軸Ｍに沿う方向の一方の端面１３ｂに接する当接面４ｄが設けられている。当接面４ｄは、移動軸Ｍに略直交し、ナット１３の一方の端面１３ｂに対向する方向に面した平面部を有する。

図９に示すように、ナット１３の一方の端面１３ｂには、移動軸Ｍに沿って当接面４ｄに向かって突出する３つの球状の凸部１３ｄが設けられている。３つの球状の凸部１３ｄの頂点は、雌ネジ部１３ａの中心軸と略直交する平面上に位置する。また、３つの球状の凸部１３ｄの頂点は、雌ネジ部１３ａの中心軸と略直交する平面上における雌ネジ部１３ａの中心軸を中心とした円周上に等間隔に配置されている。ナット１３は、この３つの球状の凸部１３ｄにおいて、移動部４の当接面４ｄと当接する。

本実施形態では一例として、移動部４の当接面４ｄがレンズ鏡筒１の物体側に面し、ナット１３の一方の端面１３ｂがレンズ鏡筒１の像側に面している。なお、移動部４の当接面４ｄの方向およびナット１３の一方の端面１３ｂの方向は、本実施形態と逆であってもよい。

付勢部１４（図３に図示）は、移動部４を、当接面４ｄがナット１３の一方の端面１３ｂにある凸部１３ｄに当接する方向に付勢する。本実施形態では、付勢部１４は、移動部４をレンズ鏡筒１の物体側に向かって付勢する。

付勢部１４の構成は特に限定されるものではないが、本実施形態では一例として、付勢部１４は、一端が基台部３に係止され、他端が移動部４に係止される引っ張りコイルバネである。

付勢部１４が生じる付勢力によって、移動部４は常にナット１３と当接した状態となるため、リードスクリュー１２が回転した場合には移動部４はナット１３と共に移動軸Ｍに沿う方向に移動する。また、付勢部１４が生じる付勢力によって、リードスクリュー１２の雄ネジ部１２ａとナット１３の雌ネジ部１３ａとの間のバックラッシが解消される。

次に、ナット１３と移動部４とが係合する部位の詳細な構成について説明する。

図６に示すように、ナット１３には、ナット１３の外周面から外側に向かって突出する腕部１３ｅが設けられている。腕部１３ｅは、雌ネジ部１３ａの中心軸に直交する方向に延在している。

一方、移動部４の係合部４ｃには、ナット１３から径方向外側に突出する腕部１３ｅが挿入される袋状凹部４ｅが設けられている。袋状凹部４ｅは、深さ方向がリードスクリュー１２の回転軸Ｒに略直交する軸に沿う、有底の穴である。すなわち、袋状凹部４ｅは、リードスクリュー１２の回転軸Ｒに対向する方向にのみ開口している。そして、袋状凹部４ｅの深さ方向は、本実施形態においては、図５に示すように光軸Ａと第１案内軸１１ａの中心とを結ぶ線分の略昼間に向かっている。さらに、袋状凹部４ｅの開口は、この深さ方向の反対方向に開放されている。

袋状凹部４ｅの内壁面には、互いに対向し、リードスクリュー１２の回転軸Ｒと略平行な一対の平面部４ｆが形成されている。一対の平面部４ｆは、リードスクリュー１２の回転軸Ｒに直交する軸と略平行である。

一対の平面部４ｆは、ナット１３の腕部１３ｅを、リードスクリュー１２の回転軸Ｒの周方向に、所定の隙間を有して挟持する。すなわち、ナット１３の腕部１３ｅと、袋状凹部４ｅの内壁面の一対の平面部４ｆとは、すきま嵌めの状態で嵌合する。また、袋状凹部４ｅの内壁面のうちの、一対の平面部４ｆを除く領域は、袋状凹部４ｅ内に挿入された腕部１３ｅから離間している。

以上に述べた腕部１３ｅと袋状凹部４ｅの一対の平面部４ｆとが嵌合する構成により、ナット１３の移動部４に対するリードスクリュー１２の回転軸Ｒ周りの相対的な回転が規制される。

また、ナット１３の腕部１３ｅと、袋状凹部４ｅの一対の平面部４ｆとの間には、グリスが塗布されている。腕部１３ｅと一対の平面部４ｆとの間にグリスを介在させることにより、リードスクリュー１２の回転方向が変わった場合等において、腕部１３ｅと一対の平面部４ｆとの接触の状態が変化することに起因して生じる音を防止または抑制できる。

リードスクリュー１２に螺合したナット１３の腕部１３ｅが袋状凹部４ｅ内に挿入された状態において、ナット１３の移動軸Ｍに沿う方向の両側には、一対の壁部である第１壁部４ｈおよび第２壁部４ｉが配設されている。第１壁部４ｈおよび第２壁部４ｉは、リードスクリュー１２の回転軸Ｒに平行な方向に厚みを有している。そして、第１壁部４ｈおよび第２壁部４ｉのそれぞれには、リードスクリュー１２との干渉を避けるための貫通孔４ｊおよび４ｋが設けられている。貫通孔４ｊおよび４ｋの一方または双方は、切り欠き状であってもよい。

第１壁部４ｈは、ナット１３の移動軸Ｍに沿う方向の一方の端面１３ｂと対向し、第２壁部４ｉは、ナット１３の移動軸Ｍに沿う方向の一方の端面１３ｂとは反対側の他方の端面１３ｆと対向する。

前述した当接面４ｄは、第１壁部４ｈのナット１３と対向する面に設けられている。すなわち、第１壁部４ｈは、当接面４ｄにおいて、ナット１３の一方の端面１３ｂに設けられた３つの球状の凸部１３ｄと当接する。一方、第２壁部４ｉは、ナット１３の他方の端面１３ｆから離間している。

そして、第１壁部４ｈおよび第２壁部４ｉは、リードスクリュー１２の回転軸Ｒに直交する方向から見た場合に、リードスクリュー１２と交差する範囲に設けられている。言い換えれば、リードスクリュー１２の回転軸Ｒに直交する任意の方向から見た場合に、第１壁部４ｈおよび第２壁部４ｉは、リードスクリュー１２と必ず重なって見えるように、リードスクリュー１２の周方向の一部または全部を覆う。

本実施形態では、第１壁部４ｇおよび第２壁部４ｈのそれぞれは、リードスクリュー１２の回転軸Ｒに平行な方向から見た場合に、リードスクリュー１２を間に挟む二股のフォーク状の形状を有する。すなわち、本実施形態の貫通孔（切り欠き）４ｊおよび４ｋは、第１壁部４ｇおよび第２壁部４ｈの外周に開放された、略Ｕ字形状の溝である。

以上に説明したように、本実施形態のレンズ鏡筒１は、基台部３と、基台部３に対して位置が固定された回転軸Ｒを有するリードスクリュー１２と、リードスクリュー１２に螺合するナット１３と、回転軸Ｒに平行な方向に移動する移動部４と、移動部４に設けられており、ナット１３に係合してナット１３の基台部３に対する回転軸Ｒ周りの回動を規制する係合部４ｃと、を備える。そして、本実施形態では、係合部４ｃは、ナット１３をリードスクリュー１２の回転軸Ｒに沿う方向の両側から挟むように配置された一対の壁部である第１壁部４ｇおよび第２壁部４ｈを有しており、かつ第１壁部４ｇおよび第２壁部４ｈは、回転軸Ｒに直交する方向から見た場合に、リードスクリュー１２と交差する範囲に設けられている。

このような構成を有する本実施形態のレンズ鏡筒１では、ナット１３の雌ネジ部１３ａの両端の開口の周囲が、第１壁部４ｇおよび第２壁部４ｈによって覆われる。リードスクリュー１２の雄ネジ部１２ａには、ナット１３の雌ネジ部１３ａとの間の潤滑のためにグリスが塗布されているため、ナット１３の雌ネジ部１３ａの両端の開口の周囲には、余剰となったグリスが留まりやすい。本実施形態では、この雌ネジ部１３ａの両端の開口の周囲を、移動部４に設けられた第１壁部４ｇおよび第２壁部４ｈによって覆うことにより、雌ネジ部１３ａの両端の開口付近に留まるグリスが、レンズ鏡筒１の落下やレンズ鏡筒１に対する衝撃の入力や、リードスクリュー１２の回転等によって、レンズ鏡筒１内に飛散することを防止することができる。また、袋状凹部４ｅ内におけるナット１３の腕部１３ｅの振動による音の発生を抑制または防止するために、袋状凹部４ｅ内にはグリスが塗布されているが、袋状凹部４ｅは有底であるため、袋状凹部４ｅ内のグリスの飛散を防止することができる。

なお、本発明は、前述した実施形態に限られるものではなく、請求の範囲および明細書全体から読み取れる発明の要旨或いは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴うレンズ鏡筒もまた本発明の技術的範囲に含まれるものである。

前述のように、本発明は、リードスクリューを用いた駆動機構部を備えるレンズ鏡筒に適用可能である。

１ レンズ鏡筒、
２ レンズ、
２ａ 移動レンズ、
３ 基台部、
４ 移動部、
４ａ 摺動孔、
４ｂ 挟持部、
４ｃ 係合部、
４ｄ 当接面、
４ｅ 袋状凹部、
４ｆ 一対の平面部、
４ｇ 底部、
４ｈ 第１壁部、
４ｉ 第２壁部、
４ｊ 貫通孔、
４ｋ 貫通孔
１０ 駆動機構部、
１１ 案内部、
１１ａ 第１案内軸、
１１ｂ 第２案内軸、
１２ リードスクリュー、
１２ａ 雄ネジ部、
１２ｂ 先端部、
１３ ナット、
１３ａ 雌ネジ部、
１３ｂ 一方の端面、
１３ｄ 球状の凸部、
１３ｅ 腕部、
１３ｆ 他方の端面、
１４ 付勢部、
１５ 回転駆動源、
１６ 磁気スケール、
１７ 磁気センサ、
Ａ （レンズの）光軸、
Ｍ 移動軸、
Ｒ （リードスクリューの）回転軸。

Claims (3)

1. 基台部、前記基台部に対して位置が固定された回転軸を有するリードスクリュー、前記リードスクリューに螺合するナット、前記回転軸に平行な方向に移動する移動部、および前記移動部に設けられており、前記ナットに係合し、前記ナットの前記基台部に対する前記回転軸周りの回動を規制する係合部、を備えるレンズ鏡筒であって、
   前記係合部は、前記ナットを前記回転軸に沿う方向の両側から挟むように配置された一対の壁部を有し、
   前記一対の壁部は、前記回転軸に直交する方向から見た場合に、前記リードスクリューと交差する範囲に設けられており、かつ前記リードスクリューが挿通される貫通孔もしくは切り欠きを備える
   ことを特徴とするレンズ鏡筒。
2. 前記一対の壁部は、回転軸に平行な方向から見た場合に、リードスクリューを挟む二股のフォーク状の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. 前記一対の壁部の一方が常に前記ナットに当接するように、前記移動部を前記回転軸に沿う一方向に付勢する付勢部を備えることを特徴とする請求項１または２に記載のレンズ鏡筒。

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