JP2021036274A - レンズ鏡筒 - Google Patents

Abstract

【課題】 光軸と平行な別の軸回りに回転するカム部材を有するレンズ鏡筒において、小型化とカムの延伸の両立を可能にしたレンズ鏡筒を提供すること。【解決手段】 固定鏡筒と、光軸と平行な別の軸上において前記固定鏡筒に対して回転自在に支持され、リフト溝を有するカム部材と、前記リフト溝と係合するフォロアを有し、少なくとも１つの光学素子を支持し、前記固定鏡筒に対して前記光軸方向に移動するレンズ保持枠と、を有し、前記カム部材は、回転により光軸に沿った方向に移動して有効光線領域となる位置まで侵入し、前記レンズ保持枠は、前記カム部材の平行移動量と、カムリフトによる移動量を合わせた分だけ移動することを特徴とする。【選択図】 図１

Description

本発明は、レンズ鏡筒に関し、特に光軸に平行な別の軸回りに回転するカムを有するレンズ鏡筒に関する。

従来、レンズ鏡筒において、光学素子を保持するレンズ保持枠を、その光軸に平行な方向（以降、この方向を光軸方向と記載する）に駆動することで、ズーミングやフォーカシングを行うものがある。この駆動の方式の１つとして、光軸に平行な別の軸回りに回転するカム部材に設けたカムリフト溝と、レンズ保持枠に設けられたカムフォロアを係合させ、カム部材を回転駆動することでレンズ保持枠をカムリフト溝に沿って駆動する方法が知られている。

特許文献１には、レンズ保持枠に一体に形成されたスライダと、前記レンズ保持枠または前記スライダに一体に形成されたカムフォロアと、レンズ鏡筒に設けられ、光軸方向に前記スライダを案内する直進溝と、前記レンズ鏡筒に対して回転するとともに、前記カムフォロアを案内して前記レンズ枠を光軸と平行に移動せしめるカム溝が設けられたカム筒と、を備えたことを特徴とするレンズ鏡筒が開示されている。

特開２０００−２７５５０１号公報

前述のようなレンズ鏡筒において、近年、ズーミングの高倍率化や高精細化に伴って、レンズ保持枠の移動範囲を拡大させる要求がある。その場合、一般的にはカムリフト溝をより光軸方向に伸ばすために、カム部材を延伸する必要がある。その一方、レンズ鏡筒としては小型化する要求があり、カム部材をできるだけ光軸に近づけた状態で配置することが必要とされる。

しかしながら、延伸したカム部材を光軸方向に近づけようとしても、レンズ鏡筒の有効光線の外側に配置しなければ撮影上問題となるため、延伸した分、従来よりも光軸から離間するように配置せざるを得ずに、レンズ鏡筒が大型化してしまうことがあった。

そこで、本発明の目的は、光軸と平行な別の軸回りに回転するカム部材を有するレンズ鏡筒において、小型化とレンズ保持枠の移動範囲の拡大との両立を可能にしたレンズ鏡筒を提供することにある。

上記の目的を達成するために、本発明に係るレンズ鏡筒は、
固定鏡筒と、光軸と平行な別の軸上において前記固定鏡筒に対して回転自在に支持され、リフト溝を有するカム部材と、前記リフト溝と係合するフォロアを有し、少なくとも１つの光学素子を支持し、前記固定鏡筒に対して前記光軸方向に移動するレンズ保持枠とを有し、前記カム部材は、回転により光軸に沿った方向に移動して有効光線領域となる位置まで侵入し、前記レンズ保持枠は、前記カム部材の平行移動量と、カムリフトによる移動量を合わせた分だけ移動することを特徴とする。

本発明によれば、光軸と平行な別の軸回りに回転するカム部材を有するレンズ鏡筒において、小型化とレンズ保持枠の移動範囲の拡大との両立を可能にしたレンズ鏡筒の提供を実現できる。

本発明の第１の実施例におけるレンズ鏡筒の、発明適用部分を抜粋して簡易的に示した分解斜視図である。 本発明の第１の実施例におけるレンズ鏡筒において、第１のレンズ保持枠がもっとも像側に配置された状態を示す断面図である。 本発明の第１の実施例におけるレンズ鏡筒において、第１のレンズ保持枠がもっとも物体側に配置された状態を示す断面図である。 本発明の第１の実施例におけるレンズ鏡筒において、カムの回転と平行移動、及び、レンズ保持枠の光軸方向への移動の様子を示すカム部材における円筒外周面の展開図である。 本発明の第２の実施例におけるレンズ鏡筒において、第１のレンズ保持枠が像側に配置された状態を示す断面図である。 本発明の第２の実施例におけるレンズ鏡筒において、第１のレンズ保持枠が物体側に配置された状態を示す断面図である。

以下、本発明を実施するための形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。

以下、図１から図４までを参照して、本発明の第１の実施例による、光軸１に平行な別の軸回りに回転しながら、光軸１と平行な方向に駆動する繰り出しカム２１を有するレンズ鏡筒２０について説明する。

図１は、本実施例におけるレンズ鏡筒２０において、本発明にかかわる部分を抜粋し、簡易的に示した分解斜視図である。

なお、以降の説明を容易にするために、各図には直角右手座標系Ｏを明示した。この座標系ＯにおけるＸ軸方向は、レンズ鏡筒２０の光軸１と平行な方向であり、物体側より像側に至る方向を正としている。なお以降の説明において、このＸ軸に平行な方向への各構成部材の駆動の説明の際に「光軸方向」と表現するが、この際には、＋方向、−方向の限定、及び構成部品のＹ軸、Ｚ軸上の位置についての限定はしない。また、Ｙ軸方向は、繰り出しカム２１の回転中心より、光軸１に至る方向を正として配置している。

図２、図３はレンズ鏡筒２０において、第１のレンズ保持枠２ａ及び第２のレンズ保持枠２ｂを光軸方向に駆動した様子を示す断面図である。ここで、図２が第１のレンズ保持枠２ａがもっとも像側にある状態、図３がもっとも物体側にある状態を示している。

また図４は、後述する回転カム３０及び繰り出しカム２１の回転と移動による、第１、第２のレンズ保持枠２ａ、２ｂの挙動を示す、回転カム３０及び繰り出しカム２１の円筒外周面の展開図である。ここで、（ａ）が図２と同しく第１のレンズ保持枠２ａがもっとも像側にある状態、（ｃ）が図３と同じく第１のレンズ保持枠２ａがもっとも物体側にある状態を示しており、（ｂ）はその中間の状態を示している。

レンズ鏡筒２０には、固定鏡筒３が設けられている。固定鏡筒３には、固定レンズ４が押え環５によって直接的に保持されている。

また、固定鏡筒３は、少なくとも１つの光学素子を含む第１の光学素子群６ａ、第２の光学素子群６ｂをそれぞれ保持する第１のレンズ保持枠２ａ、第２のレンズ保持枠２ｂを内包している。

固定鏡筒３には、その内径部に、光軸１と平行な直線状に伸びるガイド溝７が複数設けられている。また一方で、第１、第２のレンズ保持枠２ａ、２ｂには、前述のガイド溝７に摺動自在に係合するように、ガイドピン８がガイド溝７の方向に並ぶように配置されている。このガイド溝７と、ガイドピン８が係合することによって、２つのレンズ保持枠２ａ、２ｂは光軸方向に対して移動自在となるように保持されている。

固定鏡筒３には、光軸１とは平行で、かつ別の位置となる軸上に、固定軸２２を、固定部材９を用いて設けている。固定軸２２には回転カム３０が、ベアリング１０などを介することで固定軸２２の中心軸を回転中心とする形で、固定軸２２に対して回転自在となるように保持されている。一方で、スペーサ２３や間隔調整部材１１などを用いることによって、回転カム３０の光軸方向への移動は規制されている。

また、回転カム３０には、不図示の駆動源からの回転駆動力の伝達手段となるギア部材２４が固定されている。これにより、ギア部材２４と、回転カム３０とは一体となって回転することなる。

回転カム３０の外周部は段付き形状をしており、物体側の小径部２５と、像側の大径部２６からなる。この小径部２５の外周面には、光軸方向に摺動自在となるように内径部で嵌合させ、かつその嵌合部よりさらに物体側に延伸する円筒形上をした、繰り出しカム２１を設けている。ここで、繰り出しカム２１の円筒部の外径は、回転カム３０の大径部２６と同等の大きさとなっている。

また、繰り出しカム２１の内径部において、回転カム３０との嵌合部より物体側の位置の固定軸２２との間に、複数のボール１２が押え部材１１によって転動自在となるように、固定軸の周囲に複数設けられている。これによって、繰り出しカム２１は、固定軸２２に対して回動自在であり、かつ光軸方向に移動自在となるように保持されている。

回転カム３０には、繰り出しカム２１との嵌合部となる小径部２５の物体側の先端に、駆動力を伝達するためのキー１４が設けられている。またそれと対応するように、繰り出しカム２１の嵌合部の内径部には、光軸方向に延伸するキー溝１５が設けられ、光軸方向に摺動自在となるように係合している。これによって、回転カム３０と、繰り出しカム２１との間で回転力が伝達されるようになり、回転カム３０と繰り出しカム２１は常に同一角度となる回転駆動をすることになる。

固定軸２２の外周円柱面には、繰り出しカム２１の光軸方向への移動のガイドとなるカム駆動用リフト溝２７がその外周面に設けられている。また一方で、繰り出しカム２１には、前述のカム駆動用リフト溝２７に対応するカム駆動用フォロア１７を設けている。このカム駆動用リフト溝２７にカム駆動用フォロア１７が係合することによって、繰り出しカム２１が回転すると、カム駆動用リフト溝２７に従って繰り出しカム２１が光軸方向に駆動する。

繰り出しカム２１の外周円筒面には、第１のレンズ保持枠２ａの移動量を規制する第１の保持枠用リフト溝１６ａが設けられている。また、回転カム３０の外周円筒面には、第２のレンズ保持枠２ｂの駆動量を規制する第２の保持枠用リフト溝１６ｂが設けられている。

それに対して、第１のレンズ保持枠２ａには、第１の保持枠用リフト溝１６ａに係合する第１の保持枠用フォロア１７ａが設けられている。また、第２のレンズ保持枠２ｂには第２の保持枠用リフト溝１６ｂに係合する第２の保持枠用フォロア１７ｂが設けられている。

ここから、前述までの構成をもとに、図２に示す第１のレンズ保持枠２ａがもっとも像側にある状態から、図３に示すもっとも物体側にある状態まで移行する過程の挙動について説明する。

第１のレンズ保持枠２ａが像側にある状態では、物体側の固定レンズ４と、第１のレンズ保持枠２ａに保持される第１の光学素子群６ａとの間において撮影上で有効となる光線は、この２つを接続する２点鎖線で囲まれた矢印で示す有効光線通過領域１８を通過する。なお、以降の説明において、この図２の状態における、固定レンズ４と第１の光学素子群６ａとの間の有効光線通過領域１８が、本発明における繰り出しカム２１が侵入する有効光線通過領域１８となる。

第１のレンズ保持枠２ａが像側にある状態では、繰り出しカム２１もまた、像側に寄った状態で配置される。これによって、繰り出しカム２１は、有効光線通過領域１８より外側となるように配置されている。

不図示の駆動源よりギア部材２４を介して回転駆動力が伝えられることで、ギア部材２４及びギア部材２４と一体となっている回転カム３０は回転駆動する。この際に、キー１４及びキー溝１５を介して駆動力が伝達され、繰り出しカム２１を回転駆動する。

前述のように、繰り出しカム２１には、カム駆動用フォロア２８が設けられており、これが固定軸２２に設けられたカム駆動用リフト溝２７に係合している。このため、繰り出しカム２１は、回転駆動により、このカム駆動用リフト溝２７に従って光軸方向に駆動される。

この繰り出しカム２１の光軸方向への駆動と、第１、第２のレンズ保持枠２ａ，２ｂの駆動との関係を順に示したのが図４である。ここで、図４における破線３１は、繰り出しカム２１の外周円筒面上における有効光線通過領域１８の境界を示しており、破線３１より−Ｘ側、すなわち物体側となる領域が有効光線通過領域１８となる。

第２のレンズ保持枠２ｂは、回転カム３０の回転に応じて、第２の保持枠用リフト溝１６ｂに沿って光軸方向に駆動される。一方、第１のレンズ保持枠２ａは、繰り出しカム２１に設けられた第１の保持枠用リフト溝１６ａによる移動量Ｌｒと、繰り出しカム２１の光軸方向への移動量Ｌｃとの合計した移動量Ｌｐ分だけ、光軸方向に駆動するようになる。

繰り出しカム２１は、その回転量に応じて徐々に物体側に駆動され、破線３１を超えて有効光線通過領域１８まで侵入する。ただし、ここまで繰り出しカム２１が物体側に移動した状態では、第１のレンズ保持枠２ａもまた、より物体側にある状態となる。このため、繰り出しカム２１が、この状態における固定レンズ４と第１の光学素子群３ａとの間の撮影上必要な有効光線を遮ることはない。

このように、繰り出しカム２１を、第１のレンズ保持枠２ａがある範囲に配置された際の有効光線通過領域１８まで侵入させるようにすることで、繰り出しカム２１を、より光軸１に近づけることができるようになる。これによって、レンズ鏡筒２０全体の小型化と第１、第２のレンズ保持枠２ａ，２ｂの移動範囲の拡大との両立を可能にしている。

なお、本実施例においては、第１のレンズ保持枠２ａを駆動するための第１の保持枠用リフト溝１６ａを有する繰り出しカム２１と、第２のレンズ保持枠２ｂを駆動するための第２の保持枠用リフト溝１６ｂを有する回転カム３０とを別部材として構成した。しかしこれは、１つのカム部材に２つの保持枠用リフト溝を設け、そのカム部材を繰り出すようにしても良い。

また、本実施例においては、第１、第２のレンズ保持枠２ａ、２ｂが構成されたレンズ鏡筒を示したが、この数は限定されず、例えば１つでも３つ以上であっても構わない。またその際に、繰り出しカムと、回転カムとのどちらに、どれだけの保持枠用リフト溝を設けるようにしても良い。

さらに、本実施例においては、キー１４と、それに係合するキー溝１５を設けることで、繰り出しカム２１と、回転カム３０とが常に同位相の回転をする方法を示した。しかしこれは、例えば連結ピンとピン穴のように他の回転伝達手段を設けても良い。またあるいは、減速機構を伝達手段に組み込むことで、回転カムと繰り出しカムとの回転数に差が出るようにしても良い。

さらに、本実施例においては、第１の保持枠用リフト溝１６ａを設ける繰り出しカム２１の外周部と、第２の保持枠用リフト溝１６ｂを設ける回転カム３０の大径部２６とを同等の大きさとする構成にしたが、ここに差を設けるようにしても良い。

また、本実施例においては、繰り出しカム２１を駆動する方法として、繰り出しカム２１にカム駆動用フォロア２８を、固定軸２２にカム駆動用リフト溝２７を設ける構造を示した。これは、例えば固定枠にカムフォロアを、回転平行移動カム部材の外周面にカム駆動用リフト溝を構成するなど、それぞれ別の位置に構成するようにしても良い。また、固定軸と回転平行移動カム部材の間で噛み合うネジ部を設けたり、別途直動アクチュエータを搭載したり、というように別の方法によって回転平行カム部材を光軸と平行な方向に駆動するようにしても良い。

以下、図５から図６を参照して、本発明の第２の実施例による、第１、第２の繰り出しカム４１ａ、４１ｂを設け、それらが回転すると、光軸方向にそれぞれが逆向きに駆動するレンズ鏡筒４０について説明する。

なお、実施例１と同等の構成については、その説明を省略し、図面においては同じ番号を付する。

図５、図６は本実施例におけるレンズ鏡筒４０において、第１のレンズ保持枠２ａ及び第２のレンズ保持枠２ｂを光軸方向に駆動した様子を示す断面図である。ここで、図５が第１のレンズ保持枠２ａがもっとも像面側にある状態、図６がもっとも物体側にある状態を示している。

固定軸４２の周囲には、第１、第２の繰り出しカム４１ａ、４１ｂが、固定軸４２を中心とするように複数配置されたボール１２を介することで、固定軸４２に対して回動自在、かつ光軸方向に移動自在に保持されている。ここで、第２の繰り出しカム４１ｂの外周部は、小径部４５と大径部４６からなる階段形状をしており、小径部４５は第１の繰り出しカム４１ａの内径部と嵌合している。

固定軸４２には、第１、第２のカム駆動用リフト溝４７ａ、４７ｂが設けられている。また、第１、第２の繰り出しカム４１ａ、４１ｂには、それぞれ第１、第２のカム駆動用フォロア４８ａ、４８ｂが設けられている。この第１、第２のカム駆動用リフト溝４７ａ、４７ｂと、第１、第２のカム駆動用フォロア４８ａ、４８ｂとがそれぞれ係合することで、第１、第２の繰り出しカム４１ａ、４１ｂは回転動作により光軸に沿った方向に移動するようになる。

またこの際、第１の繰り出しカム４１ａに設けられた、第１のカム駆動用フォロア４８ａが干渉しないように、第２の繰り出しカム４１ｂの小径部４５には、ニゲ溝５２を設けている。これによって、第１の繰り出しカム４１ａと第２の繰り出しカム４１ｂとの嵌合長さを十分確保することができる。

また、固定軸４２には、駆勤伝達用のギア部材４４が、ベアリング１０等を介し、固定軸４２に対して回動自在に設けられている。なおここで、ギア部材４４の固定軸４２に対して光軸方向への駆動は、スペーサ４３等によって規制されている。

ギア部材４４は、その物体側先端部を第２の繰り出しカム４１ｂの内径と嵌合させている。その嵌合部において、ギア部材４４には駆動力伝達用のピン５０を、第２の繰り出しカム４１ｂの内径部にはそれに係合する長溝５１を設けている。また、第２の繰り出しカム４１ｂの小径部４５の物体側先端部にはキー１４を、第１の繰り出しカム４１ａの内径部にはそれに係合するキー溝１５を設けている。これによって、ギア部材４４が回転すると、第１、第２の回転平行移動カム部材とが同じ角度で回転するようになっている。

不図示の駆動原からギア部材４４が回転させられると、図５に示す第１のレンズ保持枠２ａが像側にある状態から、図６に示す物体側にある状態となる。この際、第１の繰り出しカム４１ａは、−Ｘ方向に移動することで、有効光線通過領域１８の内部まで侵入する。

一方、第２の繰り出しカム４１ｂは、＋Ｘ方向、すなわち第１の回転平行移動カム部材とは逆方向に動く。第１、第２のレンズ保持枠２ａ、２ｂはこの第１、第２の回転平行移動カム部材４１ａ、４１ｂの光軸方向の移動量と、第１、第２のレンズ保持枠用リフト溝１６ａ、１６ｂによる移動量とを合わせた量だけ光軸方向に駆動される。

このように、第１の繰り出しカム４１ａと、第２の繰り出しカム４１ｂとで、回転した際の移動方向を逆にすると、レンズ鏡筒４０に姿勢差をつけた際の自重によるトルク変動の影響を軽減できる。これは、２つの繰り出しカム４１ａ、４１ｂの自重によって、自身を回転させようとするトルクが逆方向になることで、お互いの影響を打ち消しあうからである。

また、本実施例おいては、第１、第２のレンズ保持枠２ａ、２ｂに対して、それぞれ第１、第２の繰り出しカム４１ａ、４１ｂを設けた。これによって、それぞれの第１、第２カムリフト溝１６ａ、１６ｂ及び第１、第２のカム駆動用リフト溝４７ａ、４７ｂのそれぞれの駆動量を調整することで、第１、第２のレンズ保持枠２ａ、２ｂの駆動の際のトルク変動を調整することが可能になる。

なお、本実施例においては、レンズ保持枠が２つの場合の例を示したが、特にレンズ保持枠の数は限定されず、例えば１つでも３つでも構わない。その際、回転平行移動カム部材の数も変更可能であり、１つの平行移動カム部材で２つのレンズ保持枠を駆動するようにしても良い。また、有効光線通還領域に侵入する回転平行移動カム部材に対して、カムの回転に応じて光軸方向に駆動する際の方向についての組み合わせを変更することも可能である。これは例えば、３つの繰り出しカムを設けるような場合、有効光線通過領域に侵入する繰り出しカムに対して残り２つのカム部材が両方とも逆に動くようにしても良いし、１つは同方向、１つは逆方向としても良い。

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。

１ 光軸、２ａ 第１のレンズ保持枠、３ 固定鏡筒、１６ 保持枠用リフト溝、
１７ 保持枠用フォロア、１８ 有効光線通過領域、２０ レンズ鏡筒、
２１ 繰り出しカム、２２ 固定軸

Claims (4)

1. 固定鏡筒と、
   光軸と平行な別の軸上において前記固定鏡筒に対して回転自在に支持され、リフト溝を有するカム部材と、
   前記リフト溝と係合するフォロアを有し、少なくとも１つの光学素子を支持し、前記固定鏡筒に対して前記光軸方向に移動するレンズ保持枠と、
   を有し、
   前記カム部材は、回転により光軸に沿った方向に移動して有効光線領域となる位置まで侵入し、
   前記レンズ保持枠は、前記カム部材の平行移動量と、カムリフトによる移動量を合わせた分だけ移動することを特徴とするレンズ鏡筒。
2. 前記カム部材が、少なくとも１つの回転平行移動部と、少なくとも１つの平行移動をしない回転移動部とからなることを特徴とする請求項１に記載のレンズ鏡筒。
3. 前記固定鏡筒には、前記カム部材の回転中心となる軸上に固定軸を設け、
   前記カム部材には、カム駆動用フォロアを設け、
   前記固定軸にはカム駆動用リフト溝を設け、
   前記カム駆動用フォロアと前記カム駆動用リフト溝が係合することで、前記カム部材が光軸方向に駆動することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のレンズ鏡筒。
4. 前記カム部材には、少なくとも１つの第１の回転平行移動部と、前記カム部材の回転によって、前記第１の回転平行移動部とは異なるリフトに応じて動く少なくとも１つの第２の回転平行移動部を有し、
   前記カム部材の回転駆動範囲の、少なくとも一部において前記第１の回転平行移動部と前記第２の回転平行移動部が逆方向に移動することを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか一項に記載のレンズ鏡筒。