JP2019148739A

JP2019148739A - レンズ鏡筒

Info

Publication number: JP2019148739A
Application number: JP2018034430A
Authority: JP
Inventors: 純一白井; Junichi Shirai; 亮多桐井; Ryota Kirii
Original assignee: Sigma Corp
Current assignee: Sigma Corp
Priority date: 2018-02-28
Filing date: 2018-02-28
Publication date: 2019-09-05
Anticipated expiration: 2038-02-28
Also published as: JP7036424B2

Abstract

【課題】省スペースであり、製品の巨大化を抑えながら、落下等による衝撃から内部機構の破損を防止できる機構を備えたレンズ鏡筒を提供する。【解決手段】駆動源と、伝達ギヤと、伝達ギヤを軸支するギヤ軸と軸受穴とを備え、駆動源と伝達ギヤとを格納するギヤユニット６０と、伝達ギヤと噛合する噛合部と、を有し、噛合部と共に回転する回転筒３０を回転させることによって、レンズ群を保持する直進移動筒１０を固定筒２０に沿って光軸と平行な方向に移動させるレンズ鏡筒において、軸受穴はギヤ軸が移動可能に貫通する長穴であり、伝達ギヤが噛合部と噛合する方向にギヤ軸を付勢する付勢部材を有することを特徴とする。【選択図】図２

Description

本発明は、落下等による外部からの衝撃による破損を防止する機構を備えたレンズ鏡筒に関する。

従来より、撮像光学系を光軸と平行な方向へ移動させることで全長が変化する沈胴式のレンズ鏡筒が知られている。このようなレンズ鏡筒は非使用時の携帯性に優れ、撮像システムの小型化に寄与している。

しかし一方で、レンズ鏡筒が繰り出されている状態で、落下による衝撃等でレンズ鏡筒先端側から外力がかかった場合、レンズ鏡筒内部の繰り出しに係る機構に負荷がかかり、機構を構成する部材が破損してしまうという問題が存在した。

このような問題を解決するレンズ鏡筒として、特許文献１が挙げられる。特許文献１に開示された発明によれば、鏡筒を繰り出した状態で落下等の衝撃が加えられた場合において、回転筒が回転するのを確実に阻止できる機構を備えたレンズ鏡筒を提供できる、としている。

特開２００９−３１７８６号公報

しかし特許文献１に記載の発明は、回転筒をロックすることで回転を阻止しているので、衝撃による負荷の逃げ場がなく、歯車以外の機構に破損が起こる可能性がある。また、リング状の薄型バネや回転不能な固定部材が必要な構成となっているため、部品点数が増え、製品のコスト増や巨大化を引き起こしてしまう。

上記課題から本発明は、省スペースであり、製品の巨大化を抑えながら、落下等による衝撃から内部機構の破損を防止できる機構を備えたレンズ鏡筒を提供することを目的とする。

請求項１に示す発明は、駆動源と、伝達ギヤと、前記伝達ギヤを軸支するギヤ軸と軸受穴とを備え前記駆動源と前記伝達ギヤとを格納するギヤケースと、前記伝達ギヤと噛合する噛合部と、を有し、前記噛合部と共に回転する回転筒を回転させることによって、レンズ群を保持する直進移動筒を固定筒に沿って光軸と平行な方向に移動させるレンズ鏡筒において、前記軸受穴は前記ギヤ軸が移動可能に貫通する長穴であり、前記伝達ギヤが前記噛合部と噛合する方向に前記ギヤ軸を付勢する付勢部材を有することを特徴とするレンズ鏡筒である。

請求項２に示す発明は、前記ギヤ軸を移動させる力によって前記ギヤ軸が前記軸受穴内の初期位置から反対位置に到達する前に前記伝達ギヤの回転が開始するように前記伝達ギヤの回転開始トルクが設定さ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である。

請求項３に示す発明は、前記ギヤケースは更に前記駆動源と前記伝達ギヤとを中継する中継ギヤと、前記中継ギヤを軸支する中継ギヤ軸と、前記中継ギヤ軸を貫通する中継ギヤ軸軸受穴と、を有し、前記長穴となっている前記軸受穴を貫通する前記ギヤ軸には、全てのギヤ軸の中で最も負荷がかかることを特徴とする請求項１又は請求項２のいずれかに記載のレンズ鏡筒である。

本発明によれば、省スペースであり、製品の巨大化を抑えながら、落下等による衝撃から内部機構の破損を防止できる機構を備えたレンズ鏡筒を提供することができる。

本発明の一実施例を示したレンズ鏡筒の繰り出された状態における斜視図である。本発明の一実施例を示したレンズ鏡筒の主要な構成部材を示した分解斜視図である。本発明の一実施例を示したレンズ鏡筒におけるギヤユニットの斜視図である。本発明の一実施例を示したレンズ鏡筒におけるギヤユニットの分解斜視図である本発明の一実施例を示したレンズ鏡筒におけるギヤケース前方部における軸受穴を示す図である。本発明の一実施例を示したレンズ鏡筒におけるギヤ軸と軸受穴の構成を示す斜視図である。本発明の一実施例を示したレンズ鏡筒におけるギヤユニットの構成を示す模式図である。

以下、添付の図面に従って、本発明を実施するための最良の形態について説明する。なお、この実施の形態により本発明が限定されるものではない。

図１は本発明の一実施例を示したレンズ鏡筒の繰り出された状態における斜視図である。レンズ鏡筒１は撮像装置に対して取り付け交換可能であり、その中心に光軸を持つ。また、本実施例中においてはレンズ鏡筒１における被写体側を前方、撮像装置側を後方と呼称することとする。

図２は本発明の一実施例を示したレンズ鏡筒の主要な構成部材を示した分解斜視図である。本実施例におけるレンズ鏡筒は、本発明にかかる主要な構成部材として、直進移動筒１０と、固定筒２０と、回転筒３０と、ギヤリング４０と、カバーリング５０と、ギヤユニット６０を備えている。以下、図１、図２を使用してレンズ鏡筒１の部材について説明する。

直進移動筒１０は内部に撮影光学系を構成する不図示の光学素子等を備えた円筒状の部材である。本実施例におけるレンズ鏡筒１はズーム機能を持たず、フォーカシングにおいて直進移動筒１０が移動することでレンズ鏡筒１全体の全長が変化する。また、直進移動筒１０は固定筒２０及び回転筒３０と係合するカムピン１１を備えている。

ここで、図１に示されているように、直進移動筒１０は外部に直接露出している。従って、直進移動筒１０が前方に繰り出されている際には直進移動筒１０には前方側からの外力が直接作用する。

固定筒２０は直進案内溝２１を備えた円筒状の部材である。回転筒３０は内周側にカム溝３１が形成された円筒状の部材であり、固定筒２０とカバーリング５０に挟み込まれ、固定筒２０の外周を自由に回転できる。

回転筒３０のカム溝３１には直進移動筒１０のカムピン１１が、固定筒２０の直進案内溝２１を貫通して係合している。カムピン１１は回転筒３０を回転させるとカム溝３１に沿って駆動され、固定筒２０の直進案内溝２１により回転方向が規制され光軸と平行な方向に直進移動筒１０が直進する。

ギヤリング４０は回転筒３０に固定された部材であり、形成されたギヤ溝４１がギヤユニット６０における伝達ギヤ６１と噛合している。フォーカシングにおいてはモーター６４による駆動力が伝達ギヤ６１を通じてギヤリング４０を回転させ、それに伴い回転筒３０が回転する。

カバーリング５０はギヤユニット６０が固定される部材である。また、固定筒２０の後方部に外周から固定されている。

図３は本発明の一実施例を示したレンズ鏡筒におけるギヤユニット６０の斜視図である。図４は本発明の一実施例を示したレンズ鏡筒におけるギヤユニット６０の分解斜視図である。以下、図３、図４を使用してギヤユニット６０について説明する。ギヤユニット６０はギヤケース、伝達ギヤ６１、中継ギヤ、モーター６４、弾性部材９０から構成される部材である。

ギヤケースはギヤケース前方部７１とギヤケース後方部７２からなる部材であり、モーター６４、伝達ギヤ６１、第１中継ギヤ６２、第２中継ギヤ６３を格納している。ギヤケース後方部７２には伝達ギヤ６１を軸支する伝達ギヤ軸７３、第１中継ギヤ６２を軸支する第１中継ギヤ軸７４、第２中継ギヤ６３を軸支する第２中継ギヤ軸７５が備えられ、ギヤケース前方部７１には伝達ギヤ軸７３が貫通する伝達ギヤ軸軸受穴７６、第１中継ギヤ軸７４が貫通する第１中継ギヤ軸軸受穴７８、第２中継ギヤ軸７５が貫通する第２中継ギヤ軸軸受穴７７及び弾性部材９０を保持する弾性部材保持部７９が形成されている。

モーター６４はレンズの駆動における駆動源であり、伝達ギヤ６１はモーター６４の駆動力を外部に伝達するギヤ溝の刻まれた円環状の部材である。ここで、本実施例においてはモーター６４の駆動力は第１中継ギヤ６２、第２中継ギヤ６３の２つのギヤを介して伝達ギヤ６１まで伝達される。また伝達ギヤ６１は外部から加えられるギヤの回転方向の力に対して直ちには回転を開始せず、回転開始トルク以上の力がかけられることで回転を開始する。回転開始トルクはギヤ群の構成によって設計段階で設定される数値である。

図５は本発明の一実施例を示したレンズ鏡筒におけるギヤケース前方部７１における軸受穴を示す図であり、ギヤケース前方部７１を後方側から描写している。図５に示されるように、伝達ギヤ軸軸受穴７６は長穴となっており、第１中継ギヤ軸軸受穴７８と第２中継ギヤ軸軸受穴７７は丸穴となっている。

図６は本発明の一実施例を示したレンズ鏡筒における伝達ギヤ軸７３と伝達ギヤ軸軸受穴７６の構成を示す斜視図である。図６においては位置関係を示すため、弾性部材９０を除いて描写している。図６に示されるように、伝達ギヤ軸７３は伝達ギヤ軸軸受穴７６を貫通し、弾性部材保持部７９の突起部８０に重なるようにして配置されている。ただし、伝達ギヤ軸７３が突起部８０に突き当たれば伝達ギヤ軸７３の動きが阻害されるため、伝達ギヤ軸７３は突起部８０に突き当らないようにクリアランスを持って構成される。

また、図３で示されるように、弾性部材保持部７９には弾性部材９０が保持されている。弾性部材９０は単体においては図４で示されるような直方体の物体である。弾性部材保持部７９に保持されている際には伝達ギヤ軸７３と重なる部分が収縮し、伝達ギヤ軸７３を図６の矢印方向に付勢している。このように弾性部材９０が伝達ギヤ軸７３を付勢することで伝達ギヤ６１とギヤリング４０とを噛合させ、通常の駆動においては伝達ギヤ軸７３が伝達ギヤ軸軸受穴７６内を移動することや、撓むことを防いでいる。なお、弾性部材９０は例えばマイクロセルポリマーシート等を使用すればよい。

以上が本実施例におけるレンズ鏡筒１を構成する部材の説明である。続いて、直進移動筒１０が繰り出された状態におけるレンズ鏡筒１に対する外力による構成部材の破損を防止する破損防止機構について説明を行う。

ギヤユニット６０はカバーリング５０に固定され、伝達ギヤ６１がギヤリング４０と噛合している。また、ギヤリング４０は回転筒３０に固定されており、回転筒３０は直進移動筒１０と作用している。従ってレンズ鏡筒１に前方側から直進移動筒１０に加えられる外力は、回転筒３０が回転する力に変換され、ギヤリング４０を通じて伝達ギヤ６１を回転させようとする力となる。ここで伝達ギヤ６１の回転開始トルクが大きい場合、衝撃による負荷が伝達ギヤ６１の回転によって逃げず、構成部材に対してかかることで破損の原因となる。

従って本実施例におけるレンズ鏡筒１においては伝達ギヤ軸軸受穴７６を長穴にし、伝達ギヤ軸７３を移動可能とすることで、レンズ内に伝達される外力を構成部材が破損することなく逃がすことができる構成とした。

図７は本発明の一実施例を示したレンズ鏡筒におけるギヤユニット６０の構成を示す模式図である。図７に示されるように伝達ギヤ６１とギヤリング４０は噛合している。ここで、レンズ鏡筒１に前部方向から外力が加えられ、ギヤリング４０に図７に示された反時計回りの方向に外力がかかっている場合について説明する。この際ギヤリング４０と接触する伝達ギヤ６１にはギヤを反時計回りの方向に回転させる力がかかるが、この力が回転開始トルクを超えていない場合、伝達ギヤ６１は回転をしない。すると、ギヤリング４０へと加えられた外力は、力が伝達されることで伝達ギヤ６１を軸支する伝達ギヤ軸７３へと作用する。外力は以上のように最終的には伝達ギヤ軸７３への負荷となり、伝達ギヤ軸７３を破損させてしまう。

ここで本実施例のレンズ鏡筒においては伝達ギヤ軸７３を受ける伝達ギヤ軸軸受穴７６が長穴で形成されている。従って外力による負荷を受けた際には、弾性部材９０による付勢力に逆らって伝達ギヤ軸７３が軸受穴内を移動する。このような構成をとることで、伝達ギヤ軸７３に対する外力による負荷を逃がすことが可能となる。

ただし、外力による負荷が非常に大きく、伝達ギヤ軸７３が初期位置から伝達ギヤ軸軸受穴７６における反対位置にまで到達し、伝達ギヤ軸７３と伝達ギヤ軸軸受穴７６とが激突してしまうという場合も考えられる。このような場合には、結局伝達ギヤ軸７３が破損してしまう可能性がある。

従って本実施例におけるレンズ鏡筒は、伝達ギヤ軸７３が伝達ギヤ軸軸受穴７６における反対位置にまで到達する前に伝達ギヤ６１が回転を開始するように回転開始トルクが設定されている。つまり、伝達ギヤ６１の回転開始トルクは、伝達ギヤ軸７３が反対位置に位置する際の弾性部材９０の付勢力より弱く設定されているということである。このように回転開始トルクを設定することで、伝達ギヤ軸７３に対する過負荷に対して伝達ギヤ６１の回転によって負荷を逃がすことが可能となる。

また３つのギヤ軸のうち、一番負荷のかかるギヤ軸に対応する軸受穴を長穴としている。図５に示されるように軸受穴は伝達ギヤ軸軸受穴７６、第１中継ギヤ軸軸受穴７８、第２中継ギヤ軸軸受穴７７の３つが存在する。これらの軸受穴に対応する３つのギヤ軸のうち、本実施例においてはギヤ構成から伝達ギヤ軸７３に最大の負荷がかかっている。従って、伝達ギヤ軸７３に対応する伝達ギヤ軸軸受穴７６を長穴とすることで、ギヤ軸にかかる最大の負荷を逃がし、部材の破損を防止している。

即ち、ギヤリング４０に外力がかかった場合は以下のようなプロセスで、破損防止機構が作動する。

まず伝達ギヤ６１を回転させる力が回転開始トルクに達するまでは伝達ギヤ軸７３に対して作用する力に従って伝達ギヤ軸軸受穴７６を伝達ギヤ軸７３が移動する。その後、伝達ギヤ軸７３が伝達ギヤ軸軸受穴７６の反対側に到達する前に伝達ギヤ６１を回転させる方向に作用する力が回転開始トルクに達し、伝達ギヤ６１の回転が始まる。ギヤリング４０に対する外力が無くなると、伝達ギヤ軸７３は弾性部材９０の付勢力に従って、当初の位置に復帰する。

以上が本実施例における破損防止機構の説明である。このような構成をとることで、直進移動筒１０が繰り出された状態で落下等の衝撃による外力が加えられても、レンズ鏡筒内の破損を防ぐことができる。

また、上記の機構は通常のレンズ鏡筒における内部スペースに機構を配置することが出来るため、レンズ鏡筒を巨大化させることなく、破損防止機構を搭載することができる。

また、上記の破損防止機構において追加している部材は弾性部材９０のみであるが、このような弾性部材９０は非常に低コストである。従って、大きなコストを費やすことなく、破損防止機構を搭載することができる。

なお、本実施例においてはギヤリング４０と回転筒３０とが別体として構成されているが、これは一体としてもよい。即ち、回転筒３０にギヤ溝４１をもたせ、伝達ギヤ６１と噛合する構成としてもよい。また、ギヤ群の構成によっては異なる箇所の軸受穴を長穴としてもよい。

なお、本発明にかかるレンズ鏡筒は、本発明が適用される撮像装置に応じて適宜変形、及び拡大縮小される。また、必要に応じて、装置の外寸法の変更による外観の変化、部材間の結合位置など、種々の変形や変更が可能であるが、いずれも本発明の均等の範囲内である。

１レンズ鏡筒
１０直進移動筒
１１カムピン
２０固定筒
２１直進案内溝
３０回転筒
３１カム溝
４０ギヤリング
４１ギヤ溝
５０カバーリング
６０ギヤユニット
６１伝達ギヤ
６２第１中継ギヤ
６３第２中継ギヤ
６４モーター
７１ギヤケース前方部
７２ギヤケース後方部
７３伝達ギヤ軸
７４第１中継ギヤ軸
７５第２中継ギヤ軸
７６伝達ギヤ軸軸受穴
７７第１中継ギヤ軸軸受穴
７８第２中継ギヤ軸軸受穴
７９弾性部材保持部
８０突起部
９０弾性部材

Claims

駆動源と、伝達ギヤと、前記伝達ギヤを軸支するギヤ軸と軸受穴とを備え前記駆動源と前記伝達ギヤとを格納するギヤケースと、前記伝達ギヤと噛合する噛合部と、を有し、
前記噛合部と共に回転する回転筒を回転させることによって、レンズ群を保持する直進移動筒を固定筒に沿って光軸と平行な方向に移動させるレンズ鏡筒において、
前記軸受穴は前記ギヤ軸が移動可能に貫通する長穴であり、前記伝達ギヤが前記噛合部と噛合する方向に前記ギヤ軸を付勢する付勢部材を有することを特徴とするレンズ鏡筒。
前記ギヤ軸を移動させる力によって前記ギヤ軸が前記軸受穴内の初期位置から反対位置に到達する前に前記伝達ギヤの回転が開始するように前記伝達ギヤの回転開始トルクが設定さ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。
前記ギヤケースは更に前記駆動源と前記伝達ギヤとを中継する中継ギヤと、前記中継ギヤを軸支する中継ギヤ軸と、前記中継ギヤ軸を貫通する中継ギヤ軸軸受穴と、を有し、
前記長穴となっている前記軸受穴を貫通する前記ギヤ軸には、全てのギヤ軸の中で最も負荷がかかることを特徴とする請求項１又は請求項２のいずれかに記載のレンズ鏡筒。