JP3765697B2 - レンズ移動装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、写真用カメラや電子スチルカメラ等に用いられるレンズ移動装置に関し、さらに詳しくは、レンズを傾けることなく光軸方向に移動させるレンズ移動装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、レンズ筒を光軸方向に移動させる案内手段としてカム機構が知られている。カム機構は、レンズ筒に設けられたカムフォロアと、そのレンズ筒に相対的に回転する鏡筒に設けられるカムと、レンズ筒の回転止めを行う直進ガイド部材とから構成される。カムフォロアは、カムに係合している。レンズ筒は、鏡筒の回転によりカムの光軸方向に沿った変位分だけ光軸方向に直進的に移動する。このとき、レンズ筒が光軸に対して傾いて移動しないように、カム及びカムフォロアは、光軸回りの３分割位置にそれぞれ設けられている。
【０００３】
このようなカム機構では、形成精度の要因によってレンズ筒を被写体側に繰り出す繰出し方向と結像面側に繰り込む繰込み方向とで、カムを構成する対向壁面のうちの一方だけがカムフォロアに当接する片当たり状態となり、このガタ分（バックラッシュ）によって繰出し方向と繰込み方向とで停止位置がずれてしまう問題がある。また、カム及びカムフォロアは、光軸回りに３個あるため、各々でガタ量が異なると、レンズ筒が光軸に対して傾いて移動するおそれがある。
【０００４】
このような不都合を解消するために、特開平１０−１２３４０３号公報記載の２群ズームレンズ鏡筒では、後方のレンズ筒にバネを掛けて、そのバネで後群レンズ筒を光軸方向の何れか一方に付勢することでカムフォロアをカムの対向壁面のうちの何れか一方に常に押し当ててガタを防止し、またバネを光軸回りの３分割位置に複数掛けることでレンズ筒の移動中の傾きをも防止している。
【０００５】
ところで、例えばカム機構を用いて２つのレンズを光軸方向にそれぞれ移動させる場合には、２つのレンズ筒をそれぞれガタなく、且つ傾きなく移動させることが必要となる。このため、それぞれのレンズ筒にバネを掛ける方法やレンズ筒間にバネを介在させる方法等を行っていた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、どちらの方法でもレンズ筒ごとでのガタ及び傾き補正は行えるものの、双方でのガタ及び傾き補正に相関がないため、一方のレンズの光軸に対して他方のレンズの光軸が傾くおそれがある。このような不都合が生じると変倍中に像が揺れて見える像ユレ等の不都合が生じる。また、バネを用いているため、部品点数が多くなりコストアップとなる。また、バネを取り付ける作業が必要となり、作業コストがアップする。さらに、バネは、圧縮又は引っ張り長さに応じて付勢力が異なる特性をもっている。このため、レンズ筒の移動位置によってガタつき及び傾きを防止する力が異るため、レンズ筒の移動に生じる負荷が変動し、レンズ筒がスムーズに移動しないおそれがある。
【０００７】
本発明は上記の事情を考慮してなされたもので、変倍中の像ユレが防止でき、しかも作動負荷を一定にしてレンズ筒の移動をスムーズに行うようにしたレンズ移動装置をローコストで提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明のレンズ移動装置では、前記第１又は第２レンズ筒のうちの一方のレンズ筒の周方向の異なる位置に複数設けられており、各々が一定な幅及び底で構成される断面形状を光軸方向に延ばして形成されている直進ガイド溝と；前記他方のレンズ筒から前記一方のレンズ筒に向けて径方向に押圧するように前記他方のレンズ筒に弾性変形自在にかつ前記直進ガイド溝と同じ数だけ設けられた腕部の先端に各々設けられており、前記各直進ガイド溝の幅方向の両側面に摺接する平行な平面を有して前記一方のレンズ筒の光軸周りの回転を規制するとともに、前記直進ガイド溝の底面に対峙する面が球面に形成されている複数の直進ガイド突起と；を備え、前記第１及び第２レンズ筒が相対的に移動する時に、前記各球面が前記各底面に常に一点で接して前記他方のレンズ筒に対する前記一方のレンズ筒の傾きを制限する高さで前記直進ガイド突起を形成したものである。腕部としては、球面が直進ガイド溝の底面を付勢するように予め変形させて形成してもよい。例えば、直進ガイド溝が一方のレンズ筒の内面に形成されている場合には、腕部の先端が根元よりも径方向の外に向けて広がるように変形して形成すればよい。
【０００９】
また、固定筒との間に設けたカム機構により他方のレンズ筒を固定筒に対して光軸方向に直進的に移動するように構成し、また、他方のレンズ筒を付勢部材により常に結像面側に向けて付勢して、固定筒に対する他方レンズ筒の傾きを補正するようにしてもよい。
【００１０】
【発明の実施の形態】
ズームレンズ１０は、図１に示すように、第１レンズ１１、第２レンズ１２、第１レンズ筒１３、第２レンズ筒１４、移動筒１５、固定筒１６、及び回転筒１７で構成されている。回転筒１７には外周にギヤ部１８が形成されている。ギヤ部１８にはズーム用モータ１９の駆動が伝達される。回転筒１７は、ズーム用モータ１９の駆動が伝達されることで固定筒１６の外周に接しながら回動される。
【００１１】
ズームレンズ１０は、回転筒１７が初期位置から中間位置までの収納回転域で回転することで図２に示す沈胴位置から図３に示すテレ位置の状態に変更され、また回転筒１７が中間位置から終端位置までの変倍回転域で回転することでテレ位置から図４に示すワイド位置の状態に変更される。沈胴位置の状態では、互いに接近した状態で第１及び第２レンズ１１，１２が結像面側に最も寄った収納位置にそれぞれ移動した状態となる。
【００１２】
回転筒１７の内周面には、第２レンズ筒１２を光軸２０の方向に移動させるための第２レンズ用カムユニット２１と移動筒用直進ガイド溝２２とがそれぞれ形成されている。移動筒用直進ガイド溝２２は、移動筒１５に回転筒１７の回転駆動を与えるとともに、移動筒１５を光軸２０の方向への進退を許容する作用をする。
【００１３】
固定筒１６の内周面には、第２レンズ筒１４を光軸２０の方向に直進的にガイドするための第２レンズ用直進ガイド開口２３と、移動筒１５を光軸２０の方向に移動させるための移動筒用カム２４とがそれぞれ形成されている。
【００１４】
移動筒１５には、外周面に移動筒カムフォロア２５が設けられている。移動筒カムフォロア２５は、移動筒用カム２４と移動筒用直進ガイド溝２２とに係合する。移動筒１５は、回転筒１７の回転に連動して回転しながら固定筒１６に対して光軸２０の方向に移動する。また、移動筒１５の内周面には、第１レンズ用カム２６が設けられている。なお、移動筒用カム２４、移動筒用直進ガイド溝２２、及び移動筒カムフォロア２５は、光軸２０の回りの３分割位置にそれぞれ設けられている。
【００１５】
第１レンズ筒１３には、内部に第１レンズ１１が保持されている。また、第１レンズ筒１３には、内周面に直進ガイド溝２７が、さらに外周面に第１レンズ用カム２６に係合する第１レンズ用カムフォロア２８がそれぞれ設けられている。第１レンズ筒１３は、移動筒１５が回転することで第２レンズ筒１４による直進ガイドの作用と移動筒１５の第１レンズ用カム２６の作用とによって移動筒１５に対して光軸２０の方向に直進的に移動する。なお、第１レンズ用カムフォロア２８、及び第１レンズ用カム２６とは、光軸２０の回りの３分割位置にそれぞれ設けられている。
【００１６】
第２レンズ筒１４は、内部に第２レンズ１２を持っている。第２レンズ筒１４の外周面には、第２レンズ用カムフォロアユニット２９と、第１レンズ筒１３の直進ガイド溝２７に係合する直進ガイド突起３０とがそれぞれ設けられている。第２レンズ用カムフォロアユニット２９は、第２レンズ用カムユニット２１と第２レンズ用直進ガイド開口２３とに係合する。第２レンズ筒１４は、回転筒１７の回転より固定筒１６に対して光軸２０の方向に直進的に移動する。
【００１７】
また、第２レンズ筒には、固定筒１６との間にバネが掛けられている。バネ３７は、第２レンズ筒１４を光軸２０の方向の結像面側に向けて付勢する。これら第２レンズ用カムフォロアユニット２９、第２レンズ用カムユニット２１、第２レンズ用直進ガイド開口２３、及びバネ３７は、光軸２０の回りの３分割位置にそれぞれ設けられている。
【００１８】
詳しくは図２乃至図４に示すように、第２レンズ筒１４は、送りネジ３１とガイド棒３２とによって第２レンズ枠３３を光軸２０の方向に移動自在に支持している。第２レンズ枠３３は、第２レンズ１２を保持しており、フォーカス用モータ３４の駆動により回転する送りネジ３１のリードに従ってフォーカス時に光軸２０の方向に移動される。この移動は、第２レンズ筒１４に対して結像面側に最も寄った原点位置とこれから被写体側に離れた位置との間で移動される。第２レンズ枠３３は、変倍時に原点位置となっている。なお、符号１０ａは、ズームレンズ装置１０の結像面を示している。
【００１９】
第２レンズ筒１４の前端には、腕部３８が一体に設けられている。腕部３８は、第２レンズ筒１４の外周のうちの異なる２カ所の位置にそれぞれ設けられている。これらの腕部３８は、第２レンズ筒１４の前端から細幅で被写体側に延びた形状となっている。第２レンズ筒１４の鏡筒は、プラスチック材料等の弾性を有する材料で金型形成されている。このため、各腕部３８は、被写体側の先端が径方向の外に向けて広がった状態となっている。
【００２０】
各腕部３８には、先端側の外周に直進ガイド突起３０が形成されている。これらの直進ガイド突起３０は、図５に示すように、光軸２０の回りの方向での対向する壁面３０ａ，３０ｂが直進ガイド溝２７を構成する光軸２０の回りの方向での対向する壁面２７ａ，２７ｂにそれぞれ当接している。
【００２１】
直進ガイド溝２７の底面２７ｃに対峙する直進ガイド突起３０の外周面３０ｃは、腕部３８の先端が径方向の外に向けて広がっているため、直進ガイド溝２７の底面２７ｃを径方向の外に向けて押圧する。このバネ性を利用して直進ガイド突起３０で第１レンズ筒１３を径方向のうちの光軸側の内から外に向けて付勢して第２レンズ筒１４に対して第１レンズ筒１３をこれらのレンズ光軸が互いに傾かないように支持している。なお、直進ガイド溝２７と、腕部３８及び直進ガイド突起３０とを光軸回りの３分割位置にそれぞれ設けてもよい。
【００２２】
直進ガイド突起３０の外周面３０ｃは、第１及び第２レンズ筒１３，１４とが互いの間隔が異なるように光軸２０の方向に移動することで、直進ガイド溝２７の底面２７ｃを径方向に押圧しながら摺動する。このため、この摺動部位を面接触させると、第１及び第２レンズ筒１３，１４の光軸２０の方向での相対的な移動、及び回転筒１７の回転に負荷がかかり、変倍スピードが低下するおそれがある。そこで、摺動抵抗を減少するために、直進ガイド突起３０の外周面３０ｃは、光軸２０の方向に沿った断面が円弧状に（図４参照）、且つ光軸２０に交差する方向での断面も円弧状（図５参照）に、すなわち球状に形成されている。
【００２３】
図６に示すように、移動筒用カム２４は、収納用案内部４０と移動筒用移動阻止部４１とから構成されている。収納用案内部４０は、収納回転域での回転筒１７の回転により移動筒カムフォロア２５が摺動する範囲である。この収納用案内部４０は、固定筒１６に対して移動筒１５を内部に退避させた退避位置と被写体側に繰り出した突出位置との間で光軸２０の方向に移動させる。移動筒１５が退避位置のときには、ズームレンズ１０が沈胴位置の状態となる。
【００２４】
移動筒用移動阻止部４１は、変倍回転域での回転筒１７の回転により移動筒カムフォロア２５が摺動する範囲であり、移動筒１５の光軸２０の回りの回転を許容し、且つ移動筒１５の光軸２０の方向への移動を阻止するように、光軸２０の回りの方向に沿って円弧状となっている。即ち、移動筒１５は、ズームレンズ１０がテレ位置とワイド位置との間で変倍される間で突出位置に維持される。
【００２５】
図７に示すように、第１レンズ用カム２６は、収納準備案内部４２、第１レンズ用移動阻止部４３、及び変倍用案内部４４とから構成されている。収納準備案内部４２は、初期位置からこれと中間位置との間の回転位置Ａまでの回転筒１７の回転域に対応した移動筒１５の回転域で、第１レンズ用カムフォロア２８が摺動する範囲である。この収納準備案内部４２は、移動筒１５に対して第１レンズ筒１３を内部に退避させた退避位置と被写体側に僅かに突出した収納準備位置との間で移動させる。第１レンズ筒１３が退避位置のときには、ズームレンズ１０が沈胴位置の状態となる。
【００２６】
第１レンズ用移動阻止部４３は、回転筒１７の収納回転域に応じた移動筒１５の回転域で第１レンズ用カムフォロア２８が摺動する範囲である。この第１レンズ用移動阻止部４３は、移動筒１５の回転を許容しながら第１レンズ筒１３が収納準備位置から光軸２０の方向に移動しないように、光軸２０の回りの方向に沿って円弧状に形成されている。即ち、第１レンズ筒１３は、ズームレンズ１０が沈胴位置からテレ位置の状態となるまでの間で収納準備位置に維持される。第１レンズ用移動阻止部４３は、回転位置Ａから中間位置までの範囲で回転筒１７が回転する域で第１レンズ筒１３を収納準備位置に維持する。
【００２７】
変倍用案内部４４は、回転筒１７の変倍回転域に応じた移動筒１５の回転域で第１レンズ用カムフォロア２８が摺動する範囲である。この変倍用案内部４４は、焦点距離を変更するために第１レンズ筒１３を光軸２０の方向に移動させる形状となっている。なお、前述した収納準備案内部４２は必ずしも必要はなく、これを省略して回転筒１７の収納回転域に応じた移動筒１５の回転域の全部を第１レンズ用移動阻止部４３としてもよい。
【００２８】
第２レンズ用カムフォロアユニット２９は、図８に示すように、光軸２０の方向に所定間隔離して配置した２つの主及び副カムフォロア４６，４７とで構成されている。主及び副カムフォロア４６，４７には、第１係合部４８，４９と第２係合部５０，５１とがそれぞれ設けられている。第１係合部４８，４９は、互いに径が同じとなっており、それぞれ第２レンズ用直進ガイド開口２３に係合する。第２係合部５０，５１は、互いに先細テーパ形状の断面円錐台形（截頭円錐形）となっており、主カムフォロア４６の方が被写体側の副カムフォロア４７よりも径が大きくなっている。なお、第１係合部４８，４９のうちの何れか一方が第２レンズ用直進ガイド開口２３に係合していればよいから、第１係合部４８，４９の何れか一方を細くしてもよい。
【００２９】
主カムフォロア４６には、第１係合部４８と第２係合部５０との間に、第３係合部５２が形成されている。第３係合部５２は、第２レンズ用直進ガイド開口２３の幅よりも幅広で、固定筒１６の外周面に当接する。これにより、第２レンズ用カムフォロアユニット２９が第２レンズ用カムユニット２１から抜け出ることが阻止される。
【００３０】
第２レンズ用カムユニット２１は、図９に示すように、副カム溝５４と主カム溝５５とで構成されている。副カム溝５４には、副カムフォロア４７の第２係合部５１が入り込む。主カム溝５５には、主カムフォロア４６の第２係合部５０が入り込む。副及び主カム溝５４，５５は、焦点距離を変更するために第２レンズ１２を光軸２０の方向に移動させる変倍用案内部５６，５７と、変倍案内部５６，５７から収納位置に第２レンズ１２を移動させる収納用案内部５８，５９とからそれぞれ構成されている。
【００３１】
収納用案内部５８，５９は、直線部５８ａ，５９ａと屈曲部５８ｂ，５９ｂとを持っている。直線部５８ａ，５９ａは、初期位置から中間位置の手前の回転位置Ｂまでの範囲で中間位置に向けて回転筒１７を回転させたときに被写体側に向けて繰り出す繰出し方向に第２レンズ筒１４を案内する直線軌跡となっている。屈曲部５８ｂ，５９ｂは、回転位置Ｂから中間位置までの範囲で中間位置に向けて回転筒１７を回転したときに、結像面側に向けて繰り込む繰込み方向に第２レンズ筒１４を移動させるように第２レンズ筒１４の移動方向を変更する湾曲状の軌跡となっている。
【００３２】
変倍用案内部５６，５７は、変倍回転域の範囲で終端位置に向けて回転筒１７が回転したときに、第２レンズ筒１４を繰込み方向に向けて移動させる直線状の軌跡となっている。
【００３３】
これら屈曲部５８ｂ，５９ｂでの主及び副カムフォロア４６，４７の移動軌跡は、凸を被写体側に向けた姿勢の湾曲状となり、主カムフォロア４６に対して副カムフォロア４７の径を小さくした分だけ、主カムフォロア４６の移動軌跡のうちの最も結像面側を通る移動軌跡の曲率半径よりも副カムフォロア４７の移動軌跡のうちの最も結像面側を通る移動軌跡の曲率半径の方が大きくなる。
【００３４】
副カム溝５４のうちの屈曲部５８ｂの範囲は、副カムフォロア４７の移動軌跡のうちの最も結像面及び被写体側側を通る移動軌跡と同じ曲率半径で結像面側の壁面が形成されている。そして、副カム溝５４の屈曲部５８ｂ以外の範囲では、副カムフォロア４７の第２係合部５１の径よりも幅広に形成されている。したがって、副カム溝５４は、屈曲部５８ｂの範囲で副カムフォロア４７の第２係合部５１に係合し、また、屈曲部５８ｂ以外の範囲では係合しない。
【００３５】
主カム溝５５は、屈曲部５９ｂ以外の範囲で主カムフォロア４６の第２係合部５０に係合する幅で形成され、また、屈曲部５９ｂの範囲で主カムフォロア４６の第２係合部５０の径よりも幅広に形成されている。このため、主カムフォロア４６の第２係合部５０は、主カム溝５５のうちの屈曲部５９ｂ以外の範囲で係合する。このように、第２レンズ筒１４の移動方向を変更する屈曲部５８ｂ，５９ｂでは曲率半径の大きい副カム溝５８ｂを使用するから、第２レンズ筒１４をスムーズに移動することができる。なお、屈曲部５８ｂ，５９ｂと変倍用案内部５６，５７又は収納用案内部５８ａ，５９ａとの境界の僅かな範囲で、第２係合部５１，５２とがそれぞれ重複して係合する部分を設けてもよい。
【００３６】
次に上記実施形態の作用を簡単に説明する。ズームレンズ１０が沈胴位置の状態では、移動筒１５及び第１レンズ筒１３が固定筒１６の内部に収納されている。これにより、図１０に示すように、第２レンズ筒１４が結像面側に最も寄った収納位置Ｃに位置し、また、第１レンズ筒１３が第２レンズ筒１４に接近した収納位置Ｄに位置している。ここで、同図に符号（Ｅ）で示した太線は第１レンズ筒１３の移動軌跡を、また符号（Ｆ）で示した太線は第２レンズ筒１４の移動軌跡をそれぞれ表している。
【００３７】
ズーム用モータ１９を一方向に駆動すると、回転筒１７が初期位置から終端位置に向けて回転する。回転筒１７の駆動は、移動筒用直進ガイド溝２２に係合する移動筒カムフォロア２５に伝達されて移動筒１５が連動して回転する。この回転中に移動筒１５は、移動筒カムフォロア２５に係合する移動筒用カム２４の光軸２０の方向への変位に応じて移動する。また、移動筒１５の回転によって第１レンズ筒１３は、第１レンズ用カムフォロア２８に係合する移動筒１５の第１レンズ用カム２６と、直進ガイド溝２７に係合する第２レンズ筒１４の直進ガイド突起３０との作用によって移動筒１５に対して光軸２０の方向に直進的に移動する。
【００３８】
第２レンズ筒１４は、主カムフォロア４６が固定筒１６に設けた第２レンズ用直進ガイド開口２３と主カム溝５５とに係合しているため、回転筒１７の回転に連動して光軸２０の方向に直進的に移動する。
【００３９】
図１０に示す細線（Ｇ）は、移動筒１５に対する第１レンズ筒１３の移動軌跡を示している。回転筒１７が初期位置から回転位置Ａに回転する間には、第１レンズ用カムフォロア２８が第１レンズ用カム２６の収納準備案内部４２を摺動するから、第１レンズ筒１３が細線（Ｇ）のうちの退避位置Ｈから収納準備位置Ｉに繰り出される。この間、移動筒１５は、移動筒用カムフォロア２５が移動筒用カム２４の収納用案内部４０を摺動する。このため、移動筒１５は、これの移動軌跡を示す細線（Ｊ）のうちの退避位置Ｋから突出位置Ｌに向けて繰り出される。したがって、第１レンズ筒１３は、移動筒１５の繰り出しに、第１レンズ筒１３の収納準備位置Ｉまでの繰り出しを加えた分で光軸２０の方向に移動して、太線（Ｅ）のうちの位置Ｍに移動する。
【００４０】
回転位置Ａから中間位置までの回転筒１７の回転域では、第１レンズ用カムフォロア２８が第１レンズ用カム２６の第１レンズ用移動阻止部４３を摺動する。このため、第１レンズ筒１３は、移動筒１５に対する光軸２０の方向の移動が阻止される。したがって、この間の第１レンズ筒１３の移動は、固定筒１６に対して移動する移動筒１５と一緒に移動される。
【００４１】
また、回転筒１７が初期位置から回転位置Ｂまで回転する間では、副カム溝５５と副カムフォロア４７との係合が解除され、主カム溝５７に係合する主カムフォロア４６によって第２レンズ筒１４が移動される。
【００４２】
回転筒１７が回転位置Ｂに回転すると、第２レンズ用カムフォロアユニット２９が第２レンズ用カムユニット２１のうちの第２レンズ筒１４の移動方向を変更する屈曲部５８ｂ，５９ｂに入り込む。屈曲部５８ｂ，５９ｂに入り込むと、主カム溝５５と主カムフォロア４６との係合が解除され、副カム溝５４と副カムフォロア４７とが係合する。このため、第２レンズ用カムユニット２１の屈曲部５８ｂ，５９ｂでは、副カム溝５４に係合する副カムフォロア４７によって第２レンズ筒１４が移動される。この副カム溝５４は、屈曲部５８ｂにおいて対向壁面のうちの内面が主カム溝５５よりも曲率半径が大きくなっている。したがって、屈曲部５８ｂ，５９ｂでは、曲率半径の小さい主カム溝５５の屈曲部５９ｂに係合させるのと比較して曲率半径の大きい副カム溝５４の屈曲部５８ｂに係合させるから第２レンズ筒１４をスムーズに移動させることができ、また回転筒１７の回転負荷も減少させることができる。
【００４３】
回転筒１７が中間位置に回転すると、ズームレンズ１０がテレ位置の状態となる。この状態では、移動筒１５が固定筒１６に対して突出位置Ｌに移動される。また、第１レンズ筒１３は、回転位置Ａから回転位置Ｂの回転筒１７の回転域で移動筒１５に対して光軸２０の方向への移動がないから、細線（Ｇ）のうちの収納準備位置Ｉに位置し、したがって、この間は、移動筒１５の移動分だけ光軸２０の方向に移動され、太線（Ｅ）のうちの位置Ｏに移動する。また、ズームレンズ１０がテレ位置の状態になった時点では、副カムフォロア４７と副カム溝５４との係合が解除され、その代わりに主カムフォロア４６が主カム溝５５に係合する。この係合する位置は、屈曲部５９ｂと変倍用案内部５７との境界の位置となり、第２レンズ筒１４は、太線（Ｆ）のうちの位置Ｎに位置する。
【００４４】
このように第１レンズ１１は、回転筒１７の収納回転域での回転中に、移動筒１５に対する第１レンズ筒１３の移動が止められ、固定筒１６に対する移動筒１５の移動だけによって光軸２０の方向に移動される。
【００４５】
ズームレンズ１０がテレ位置の状態となった後には、回転筒１７が変倍回転域で回転される。この変倍回転域での回転により、移動筒１５は、移動筒カムフォロア２５が移動筒用カム２４のうちの移動筒用移動阻止部４１を摺動するため、突出位置Ｌに維持される。
【００４６】
一方、第１レンズ筒１３は、回転筒１７が変倍回転域で回転すると、第１レンズ筒カムフォロア２８が第１レンズ用カム２６のうちの変倍用案内部４４を摺動するから、変倍用案内部４４の光軸２０の方向での変位に応じた分だけ移動筒１５に対して光軸２０の方向に移動される。したがって、第１レンズ１１は、回転筒１７の変倍回転域での回転中に、固定筒１６に対する移動筒１５の移動が止められ、移動筒１５に対する第１レンズ筒１３の移動だけによって光軸２０の方向に移動される。
【００４７】
第２レンズ筒１４は、主カムフォロア４６が主カム溝５５のうちの変倍用案内部５７を摺動するため、その変倍用案内部５７の光軸２０の方向での変位に応じて移動される。
【００４８】
第１レンズ筒１３と第２レンズ筒１４とは、変倍時にこれらの間隔が異なるように互いに光軸２０の方向に移動される。この間、第２レンズ筒１４は、バネ３７の光軸２０の方向への付勢によって第２レンズ用カムユニット２９と第２レンズ用カムフォロアユニット２１とのガタが吸収され、且つ固定筒１６に対する傾きも補正されている。そして、第１レンズ筒１３は、その第２レンズ筒１４の直進ガイド突起３０によって光軸回りの回転が止められ、且つ径方向に向けて押圧されているから、変倍中に第１レンズ１１の光軸が第２レンズ１２の光軸に対して傾くことを極力抑えることできる。
【００４９】
また、直進ガイド突起３０の径方向の付勢は、第２レンズ筒１４の移動位置に関わらず一定であるため、第１及び第２レンズ筒１３，１４の移動負荷に変動がないため、これらをスムーズに移動させることができる。
【００５０】
さらに、直進ガイド突起３０は、外周面３０ｃが球状となっている。このため、直進ガイド突起３０の外周面３０ｃが直進ガイド突起２７の底面２７ｃを点当たりで押圧する。したがって、第１及び第２レンズ筒１３，１４とが光軸方向に相対的に移動しても外周面３０ｃと底面２７ｃとでの摺動抵抗が低減でき、したがって、第１レンズ筒１３と第２レンズ筒１４とをスムーズに移動させることができるとともに、回転筒１７の回転にかかる負荷を減少させることができる。
【００５１】
上記実施形態では、第１レンズ筒１３の内側に第２レンズ筒１４を配置した構成としているが、これらを逆に配置し、第１レンズ筒１３の外周に直進ガイド溝を設け、これらの直進ガイド溝に第２レンズ筒１４の直進ガイド突起を外側から係合させてもよい。また、第１レンズ筒１３に直進ガイド溝２７を設け、第２レンズ筒１４に直進ガイド突起３０を設けているが、逆に第１レンズ筒１３に直進ガイド突起を設け、第２レンズ筒１４に直進ガイド溝を設けてもよい。
【００５２】
上記実施形態では、２群構成のズームレンズとしているが、本発明ではこれに限らず、３群以上の構成でもよい。また、ズームレンズカメラに限らず、例えばテレ位置、ワイド位置、及び沈胴位置とに切り換わる２焦点カメラにも本発明を適用することができる。さらに、沈胴位置とワイド位置との間にテレ位置を設定しているが、沈胴位置とテレ位置との間にワイド位置を設定することも可能である。この場合には、変倍用案内部と収納用案内部との境界がワイド位置となる。
【００５３】
【発明の効果】
以上のように、本発明のレンズ移動装置では、弾性自在になるように他方のレンズ筒に複数設けた腕部の先端に直進ガイド突起をそれぞれ設け、各直進ガイド突起が一方のレンズ筒に複数設けた直進ガイド溝に係合して一方のレンズ筒の回転止めを行うとともに、各直進ガイド溝の底面に対峙する面をその底面に常に当接させているため、他方のレンズ筒に対して一方のレンズ筒の傾きを規制することができる。これにより、例えば変倍中に生じる像ユレを極力抑えることができる。また、各直進ガイド溝の底面に摺接する面を球面に形成したため、その面と直進ガイド溝の底面とが一点で摺動することになる。このため、摩擦抵抗を低減することができ、一方及び他方のレンズ筒の光軸方向での相対的な移動がスムーズに行える。
【００５４】
また、カム機構により固定筒に対して進退される他方のレンズ筒を付勢部材で結像面側に向けて付勢した発明では、付勢部材の付勢で固定筒との間に設けたカム機構のガタを吸収することができ、よって、固定筒に対する他方のレンズ筒の傾きが補正されるので、一方のレンズ筒の傾きも正しく補正することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のレンズ移動装置を利用したズームレンズを示した分解斜視図である。
【図２】沈胴位置の状態のズームレンズを示した断面図である。
【図３】テレ位置の状態のズームレンズを示した断面図である。
【図４】ワイド位置の状態のズームレンズを示した断面図である。
【図５】第１レンズ筒と第２レンズ筒とを光軸に交差する方向で切断して示した断面図である。
【図６】固定筒に設けた移動筒用カムを示した展開図である。
【図７】移動筒に設けた第１レンズ筒用カムを示した展開図である。
【図８】第２レンズ筒用カムフォロアユニットを示した要部斜視図である。
【図９】第２レンズ筒用カムユニットを示した要部斜視図である。
【図１０】第１レンズ筒、第２レンズ筒、及び移動筒等の移動軌跡を示した説明図である。
【符号の説明】
１１ 第１レンズ
１２ 第２レンズ
１３ 第１レンズ筒
１４ 第２レンズ筒
１５ 移動筒
１６ 固定筒
１７ 回転筒
２２ 移動筒用直線ガイド溝
２３ 第２レンズ用直線ガイド開口
２４ 移動筒用カム
２７ 直進ガイド溝
３０ 直進ガイド突起
３７ バネ
３８ 腕部
【発明の属する技術分野】
本発明は、写真用カメラや電子スチルカメラ等に用いられるレンズ移動装置に関し、さらに詳しくは、レンズを傾けることなく光軸方向に移動させるレンズ移動装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、レンズ筒を光軸方向に移動させる案内手段としてカム機構が知られている。カム機構は、レンズ筒に設けられたカムフォロアと、そのレンズ筒に相対的に回転する鏡筒に設けられるカムと、レンズ筒の回転止めを行う直進ガイド部材とから構成される。カムフォロアは、カムに係合している。レンズ筒は、鏡筒の回転によりカムの光軸方向に沿った変位分だけ光軸方向に直進的に移動する。このとき、レンズ筒が光軸に対して傾いて移動しないように、カム及びカムフォロアは、光軸回りの３分割位置にそれぞれ設けられている。
【０００３】
このようなカム機構では、形成精度の要因によってレンズ筒を被写体側に繰り出す繰出し方向と結像面側に繰り込む繰込み方向とで、カムを構成する対向壁面のうちの一方だけがカムフォロアに当接する片当たり状態となり、このガタ分（バックラッシュ）によって繰出し方向と繰込み方向とで停止位置がずれてしまう問題がある。また、カム及びカムフォロアは、光軸回りに３個あるため、各々でガタ量が異なると、レンズ筒が光軸に対して傾いて移動するおそれがある。
【０００４】
このような不都合を解消するために、特開平１０−１２３４０３号公報記載の２群ズームレンズ鏡筒では、後方のレンズ筒にバネを掛けて、そのバネで後群レンズ筒を光軸方向の何れか一方に付勢することでカムフォロアをカムの対向壁面のうちの何れか一方に常に押し当ててガタを防止し、またバネを光軸回りの３分割位置に複数掛けることでレンズ筒の移動中の傾きをも防止している。
【０００５】
ところで、例えばカム機構を用いて２つのレンズを光軸方向にそれぞれ移動させる場合には、２つのレンズ筒をそれぞれガタなく、且つ傾きなく移動させることが必要となる。このため、それぞれのレンズ筒にバネを掛ける方法やレンズ筒間にバネを介在させる方法等を行っていた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、どちらの方法でもレンズ筒ごとでのガタ及び傾き補正は行えるものの、双方でのガタ及び傾き補正に相関がないため、一方のレンズの光軸に対して他方のレンズの光軸が傾くおそれがある。このような不都合が生じると変倍中に像が揺れて見える像ユレ等の不都合が生じる。また、バネを用いているため、部品点数が多くなりコストアップとなる。また、バネを取り付ける作業が必要となり、作業コストがアップする。さらに、バネは、圧縮又は引っ張り長さに応じて付勢力が異なる特性をもっている。このため、レンズ筒の移動位置によってガタつき及び傾きを防止する力が異るため、レンズ筒の移動に生じる負荷が変動し、レンズ筒がスムーズに移動しないおそれがある。
【０００７】
本発明は上記の事情を考慮してなされたもので、変倍中の像ユレが防止でき、しかも作動負荷を一定にしてレンズ筒の移動をスムーズに行うようにしたレンズ移動装置をローコストで提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明のレンズ移動装置では、前記第１又は第２レンズ筒のうちの一方のレンズ筒の周方向の異なる位置に複数設けられており、各々が一定な幅及び底で構成される断面形状を光軸方向に延ばして形成されている直進ガイド溝と；前記他方のレンズ筒から前記一方のレンズ筒に向けて径方向に押圧するように前記他方のレンズ筒に弾性変形自在にかつ前記直進ガイド溝と同じ数だけ設けられた腕部の先端に各々設けられており、前記各直進ガイド溝の幅方向の両側面に摺接する平行な平面を有して前記一方のレンズ筒の光軸周りの回転を規制するとともに、前記直進ガイド溝の底面に対峙する面が球面に形成されている複数の直進ガイド突起と；を備え、前記第１及び第２レンズ筒が相対的に移動する時に、前記各球面が前記各底面に常に一点で接して前記他方のレンズ筒に対する前記一方のレンズ筒の傾きを制限する高さで前記直進ガイド突起を形成したものである。腕部としては、球面が直進ガイド溝の底面を付勢するように予め変形させて形成してもよい。例えば、直進ガイド溝が一方のレンズ筒の内面に形成されている場合には、腕部の先端が根元よりも径方向の外に向けて広がるように変形して形成すればよい。
【０００９】
また、固定筒との間に設けたカム機構により他方のレンズ筒を固定筒に対して光軸方向に直進的に移動するように構成し、また、他方のレンズ筒を付勢部材により常に結像面側に向けて付勢して、固定筒に対する他方レンズ筒の傾きを補正するようにしてもよい。
【００１０】
【発明の実施の形態】
ズームレンズ１０は、図１に示すように、第１レンズ１１、第２レンズ１２、第１レンズ筒１３、第２レンズ筒１４、移動筒１５、固定筒１６、及び回転筒１７で構成されている。回転筒１７には外周にギヤ部１８が形成されている。ギヤ部１８にはズーム用モータ１９の駆動が伝達される。回転筒１７は、ズーム用モータ１９の駆動が伝達されることで固定筒１６の外周に接しながら回動される。
【００１１】
ズームレンズ１０は、回転筒１７が初期位置から中間位置までの収納回転域で回転することで図２に示す沈胴位置から図３に示すテレ位置の状態に変更され、また回転筒１７が中間位置から終端位置までの変倍回転域で回転することでテレ位置から図４に示すワイド位置の状態に変更される。沈胴位置の状態では、互いに接近した状態で第１及び第２レンズ１１，１２が結像面側に最も寄った収納位置にそれぞれ移動した状態となる。
【００１２】
回転筒１７の内周面には、第２レンズ筒１２を光軸２０の方向に移動させるための第２レンズ用カムユニット２１と移動筒用直進ガイド溝２２とがそれぞれ形成されている。移動筒用直進ガイド溝２２は、移動筒１５に回転筒１７の回転駆動を与えるとともに、移動筒１５を光軸２０の方向への進退を許容する作用をする。
【００１３】
固定筒１６の内周面には、第２レンズ筒１４を光軸２０の方向に直進的にガイドするための第２レンズ用直進ガイド開口２３と、移動筒１５を光軸２０の方向に移動させるための移動筒用カム２４とがそれぞれ形成されている。
【００１４】
移動筒１５には、外周面に移動筒カムフォロア２５が設けられている。移動筒カムフォロア２５は、移動筒用カム２４と移動筒用直進ガイド溝２２とに係合する。移動筒１５は、回転筒１７の回転に連動して回転しながら固定筒１６に対して光軸２０の方向に移動する。また、移動筒１５の内周面には、第１レンズ用カム２６が設けられている。なお、移動筒用カム２４、移動筒用直進ガイド溝２２、及び移動筒カムフォロア２５は、光軸２０の回りの３分割位置にそれぞれ設けられている。
【００１５】
第１レンズ筒１３には、内部に第１レンズ１１が保持されている。また、第１レンズ筒１３には、内周面に直進ガイド溝２７が、さらに外周面に第１レンズ用カム２６に係合する第１レンズ用カムフォロア２８がそれぞれ設けられている。第１レンズ筒１３は、移動筒１５が回転することで第２レンズ筒１４による直進ガイドの作用と移動筒１５の第１レンズ用カム２６の作用とによって移動筒１５に対して光軸２０の方向に直進的に移動する。なお、第１レンズ用カムフォロア２８、及び第１レンズ用カム２６とは、光軸２０の回りの３分割位置にそれぞれ設けられている。
【００１６】
第２レンズ筒１４は、内部に第２レンズ１２を持っている。第２レンズ筒１４の外周面には、第２レンズ用カムフォロアユニット２９と、第１レンズ筒１３の直進ガイド溝２７に係合する直進ガイド突起３０とがそれぞれ設けられている。第２レンズ用カムフォロアユニット２９は、第２レンズ用カムユニット２１と第２レンズ用直進ガイド開口２３とに係合する。第２レンズ筒１４は、回転筒１７の回転より固定筒１６に対して光軸２０の方向に直進的に移動する。
【００１７】
また、第２レンズ筒には、固定筒１６との間にバネが掛けられている。バネ３７は、第２レンズ筒１４を光軸２０の方向の結像面側に向けて付勢する。これら第２レンズ用カムフォロアユニット２９、第２レンズ用カムユニット２１、第２レンズ用直進ガイド開口２３、及びバネ３７は、光軸２０の回りの３分割位置にそれぞれ設けられている。
【００１８】
詳しくは図２乃至図４に示すように、第２レンズ筒１４は、送りネジ３１とガイド棒３２とによって第２レンズ枠３３を光軸２０の方向に移動自在に支持している。第２レンズ枠３３は、第２レンズ１２を保持しており、フォーカス用モータ３４の駆動により回転する送りネジ３１のリードに従ってフォーカス時に光軸２０の方向に移動される。この移動は、第２レンズ筒１４に対して結像面側に最も寄った原点位置とこれから被写体側に離れた位置との間で移動される。第２レンズ枠３３は、変倍時に原点位置となっている。なお、符号１０ａは、ズームレンズ装置１０の結像面を示している。
【００１９】
第２レンズ筒１４の前端には、腕部３８が一体に設けられている。腕部３８は、第２レンズ筒１４の外周のうちの異なる２カ所の位置にそれぞれ設けられている。これらの腕部３８は、第２レンズ筒１４の前端から細幅で被写体側に延びた形状となっている。第２レンズ筒１４の鏡筒は、プラスチック材料等の弾性を有する材料で金型形成されている。このため、各腕部３８は、被写体側の先端が径方向の外に向けて広がった状態となっている。
【００２０】
各腕部３８には、先端側の外周に直進ガイド突起３０が形成されている。これらの直進ガイド突起３０は、図５に示すように、光軸２０の回りの方向での対向する壁面３０ａ，３０ｂが直進ガイド溝２７を構成する光軸２０の回りの方向での対向する壁面２７ａ，２７ｂにそれぞれ当接している。
【００２１】
直進ガイド溝２７の底面２７ｃに対峙する直進ガイド突起３０の外周面３０ｃは、腕部３８の先端が径方向の外に向けて広がっているため、直進ガイド溝２７の底面２７ｃを径方向の外に向けて押圧する。このバネ性を利用して直進ガイド突起３０で第１レンズ筒１３を径方向のうちの光軸側の内から外に向けて付勢して第２レンズ筒１４に対して第１レンズ筒１３をこれらのレンズ光軸が互いに傾かないように支持している。なお、直進ガイド溝２７と、腕部３８及び直進ガイド突起３０とを光軸回りの３分割位置にそれぞれ設けてもよい。
【００２２】
直進ガイド突起３０の外周面３０ｃは、第１及び第２レンズ筒１３，１４とが互いの間隔が異なるように光軸２０の方向に移動することで、直進ガイド溝２７の底面２７ｃを径方向に押圧しながら摺動する。このため、この摺動部位を面接触させると、第１及び第２レンズ筒１３，１４の光軸２０の方向での相対的な移動、及び回転筒１７の回転に負荷がかかり、変倍スピードが低下するおそれがある。そこで、摺動抵抗を減少するために、直進ガイド突起３０の外周面３０ｃは、光軸２０の方向に沿った断面が円弧状に（図４参照）、且つ光軸２０に交差する方向での断面も円弧状（図５参照）に、すなわち球状に形成されている。
【００２３】
図６に示すように、移動筒用カム２４は、収納用案内部４０と移動筒用移動阻止部４１とから構成されている。収納用案内部４０は、収納回転域での回転筒１７の回転により移動筒カムフォロア２５が摺動する範囲である。この収納用案内部４０は、固定筒１６に対して移動筒１５を内部に退避させた退避位置と被写体側に繰り出した突出位置との間で光軸２０の方向に移動させる。移動筒１５が退避位置のときには、ズームレンズ１０が沈胴位置の状態となる。
【００２４】
移動筒用移動阻止部４１は、変倍回転域での回転筒１７の回転により移動筒カムフォロア２５が摺動する範囲であり、移動筒１５の光軸２０の回りの回転を許容し、且つ移動筒１５の光軸２０の方向への移動を阻止するように、光軸２０の回りの方向に沿って円弧状となっている。即ち、移動筒１５は、ズームレンズ１０がテレ位置とワイド位置との間で変倍される間で突出位置に維持される。
【００２５】
図７に示すように、第１レンズ用カム２６は、収納準備案内部４２、第１レンズ用移動阻止部４３、及び変倍用案内部４４とから構成されている。収納準備案内部４２は、初期位置からこれと中間位置との間の回転位置Ａまでの回転筒１７の回転域に対応した移動筒１５の回転域で、第１レンズ用カムフォロア２８が摺動する範囲である。この収納準備案内部４２は、移動筒１５に対して第１レンズ筒１３を内部に退避させた退避位置と被写体側に僅かに突出した収納準備位置との間で移動させる。第１レンズ筒１３が退避位置のときには、ズームレンズ１０が沈胴位置の状態となる。
【００２６】
第１レンズ用移動阻止部４３は、回転筒１７の収納回転域に応じた移動筒１５の回転域で第１レンズ用カムフォロア２８が摺動する範囲である。この第１レンズ用移動阻止部４３は、移動筒１５の回転を許容しながら第１レンズ筒１３が収納準備位置から光軸２０の方向に移動しないように、光軸２０の回りの方向に沿って円弧状に形成されている。即ち、第１レンズ筒１３は、ズームレンズ１０が沈胴位置からテレ位置の状態となるまでの間で収納準備位置に維持される。第１レンズ用移動阻止部４３は、回転位置Ａから中間位置までの範囲で回転筒１７が回転する域で第１レンズ筒１３を収納準備位置に維持する。
【００２７】
変倍用案内部４４は、回転筒１７の変倍回転域に応じた移動筒１５の回転域で第１レンズ用カムフォロア２８が摺動する範囲である。この変倍用案内部４４は、焦点距離を変更するために第１レンズ筒１３を光軸２０の方向に移動させる形状となっている。なお、前述した収納準備案内部４２は必ずしも必要はなく、これを省略して回転筒１７の収納回転域に応じた移動筒１５の回転域の全部を第１レンズ用移動阻止部４３としてもよい。
【００２８】
第２レンズ用カムフォロアユニット２９は、図８に示すように、光軸２０の方向に所定間隔離して配置した２つの主及び副カムフォロア４６，４７とで構成されている。主及び副カムフォロア４６，４７には、第１係合部４８，４９と第２係合部５０，５１とがそれぞれ設けられている。第１係合部４８，４９は、互いに径が同じとなっており、それぞれ第２レンズ用直進ガイド開口２３に係合する。第２係合部５０，５１は、互いに先細テーパ形状の断面円錐台形（截頭円錐形）となっており、主カムフォロア４６の方が被写体側の副カムフォロア４７よりも径が大きくなっている。なお、第１係合部４８，４９のうちの何れか一方が第２レンズ用直進ガイド開口２３に係合していればよいから、第１係合部４８，４９の何れか一方を細くしてもよい。
【００２９】
主カムフォロア４６には、第１係合部４８と第２係合部５０との間に、第３係合部５２が形成されている。第３係合部５２は、第２レンズ用直進ガイド開口２３の幅よりも幅広で、固定筒１６の外周面に当接する。これにより、第２レンズ用カムフォロアユニット２９が第２レンズ用カムユニット２１から抜け出ることが阻止される。
【００３０】
第２レンズ用カムユニット２１は、図９に示すように、副カム溝５４と主カム溝５５とで構成されている。副カム溝５４には、副カムフォロア４７の第２係合部５１が入り込む。主カム溝５５には、主カムフォロア４６の第２係合部５０が入り込む。副及び主カム溝５４，５５は、焦点距離を変更するために第２レンズ１２を光軸２０の方向に移動させる変倍用案内部５６，５７と、変倍案内部５６，５７から収納位置に第２レンズ１２を移動させる収納用案内部５８，５９とからそれぞれ構成されている。
【００３１】
収納用案内部５８，５９は、直線部５８ａ，５９ａと屈曲部５８ｂ，５９ｂとを持っている。直線部５８ａ，５９ａは、初期位置から中間位置の手前の回転位置Ｂまでの範囲で中間位置に向けて回転筒１７を回転させたときに被写体側に向けて繰り出す繰出し方向に第２レンズ筒１４を案内する直線軌跡となっている。屈曲部５８ｂ，５９ｂは、回転位置Ｂから中間位置までの範囲で中間位置に向けて回転筒１７を回転したときに、結像面側に向けて繰り込む繰込み方向に第２レンズ筒１４を移動させるように第２レンズ筒１４の移動方向を変更する湾曲状の軌跡となっている。
【００３２】
変倍用案内部５６，５７は、変倍回転域の範囲で終端位置に向けて回転筒１７が回転したときに、第２レンズ筒１４を繰込み方向に向けて移動させる直線状の軌跡となっている。
【００３３】
これら屈曲部５８ｂ，５９ｂでの主及び副カムフォロア４６，４７の移動軌跡は、凸を被写体側に向けた姿勢の湾曲状となり、主カムフォロア４６に対して副カムフォロア４７の径を小さくした分だけ、主カムフォロア４６の移動軌跡のうちの最も結像面側を通る移動軌跡の曲率半径よりも副カムフォロア４７の移動軌跡のうちの最も結像面側を通る移動軌跡の曲率半径の方が大きくなる。
【００３４】
副カム溝５４のうちの屈曲部５８ｂの範囲は、副カムフォロア４７の移動軌跡のうちの最も結像面及び被写体側側を通る移動軌跡と同じ曲率半径で結像面側の壁面が形成されている。そして、副カム溝５４の屈曲部５８ｂ以外の範囲では、副カムフォロア４７の第２係合部５１の径よりも幅広に形成されている。したがって、副カム溝５４は、屈曲部５８ｂの範囲で副カムフォロア４７の第２係合部５１に係合し、また、屈曲部５８ｂ以外の範囲では係合しない。
【００３５】
主カム溝５５は、屈曲部５９ｂ以外の範囲で主カムフォロア４６の第２係合部５０に係合する幅で形成され、また、屈曲部５９ｂの範囲で主カムフォロア４６の第２係合部５０の径よりも幅広に形成されている。このため、主カムフォロア４６の第２係合部５０は、主カム溝５５のうちの屈曲部５９ｂ以外の範囲で係合する。このように、第２レンズ筒１４の移動方向を変更する屈曲部５８ｂ，５９ｂでは曲率半径の大きい副カム溝５８ｂを使用するから、第２レンズ筒１４をスムーズに移動することができる。なお、屈曲部５８ｂ，５９ｂと変倍用案内部５６，５７又は収納用案内部５８ａ，５９ａとの境界の僅かな範囲で、第２係合部５１，５２とがそれぞれ重複して係合する部分を設けてもよい。
【００３６】
次に上記実施形態の作用を簡単に説明する。ズームレンズ１０が沈胴位置の状態では、移動筒１５及び第１レンズ筒１３が固定筒１６の内部に収納されている。これにより、図１０に示すように、第２レンズ筒１４が結像面側に最も寄った収納位置Ｃに位置し、また、第１レンズ筒１３が第２レンズ筒１４に接近した収納位置Ｄに位置している。ここで、同図に符号（Ｅ）で示した太線は第１レンズ筒１３の移動軌跡を、また符号（Ｆ）で示した太線は第２レンズ筒１４の移動軌跡をそれぞれ表している。
【００３７】
ズーム用モータ１９を一方向に駆動すると、回転筒１７が初期位置から終端位置に向けて回転する。回転筒１７の駆動は、移動筒用直進ガイド溝２２に係合する移動筒カムフォロア２５に伝達されて移動筒１５が連動して回転する。この回転中に移動筒１５は、移動筒カムフォロア２５に係合する移動筒用カム２４の光軸２０の方向への変位に応じて移動する。また、移動筒１５の回転によって第１レンズ筒１３は、第１レンズ用カムフォロア２８に係合する移動筒１５の第１レンズ用カム２６と、直進ガイド溝２７に係合する第２レンズ筒１４の直進ガイド突起３０との作用によって移動筒１５に対して光軸２０の方向に直進的に移動する。
【００３８】
第２レンズ筒１４は、主カムフォロア４６が固定筒１６に設けた第２レンズ用直進ガイド開口２３と主カム溝５５とに係合しているため、回転筒１７の回転に連動して光軸２０の方向に直進的に移動する。
【００３９】
図１０に示す細線（Ｇ）は、移動筒１５に対する第１レンズ筒１３の移動軌跡を示している。回転筒１７が初期位置から回転位置Ａに回転する間には、第１レンズ用カムフォロア２８が第１レンズ用カム２６の収納準備案内部４２を摺動するから、第１レンズ筒１３が細線（Ｇ）のうちの退避位置Ｈから収納準備位置Ｉに繰り出される。この間、移動筒１５は、移動筒用カムフォロア２５が移動筒用カム２４の収納用案内部４０を摺動する。このため、移動筒１５は、これの移動軌跡を示す細線（Ｊ）のうちの退避位置Ｋから突出位置Ｌに向けて繰り出される。したがって、第１レンズ筒１３は、移動筒１５の繰り出しに、第１レンズ筒１３の収納準備位置Ｉまでの繰り出しを加えた分で光軸２０の方向に移動して、太線（Ｅ）のうちの位置Ｍに移動する。
【００４０】
回転位置Ａから中間位置までの回転筒１７の回転域では、第１レンズ用カムフォロア２８が第１レンズ用カム２６の第１レンズ用移動阻止部４３を摺動する。このため、第１レンズ筒１３は、移動筒１５に対する光軸２０の方向の移動が阻止される。したがって、この間の第１レンズ筒１３の移動は、固定筒１６に対して移動する移動筒１５と一緒に移動される。
【００４１】
また、回転筒１７が初期位置から回転位置Ｂまで回転する間では、副カム溝５５と副カムフォロア４７との係合が解除され、主カム溝５７に係合する主カムフォロア４６によって第２レンズ筒１４が移動される。
【００４２】
回転筒１７が回転位置Ｂに回転すると、第２レンズ用カムフォロアユニット２９が第２レンズ用カムユニット２１のうちの第２レンズ筒１４の移動方向を変更する屈曲部５８ｂ，５９ｂに入り込む。屈曲部５８ｂ，５９ｂに入り込むと、主カム溝５５と主カムフォロア４６との係合が解除され、副カム溝５４と副カムフォロア４７とが係合する。このため、第２レンズ用カムユニット２１の屈曲部５８ｂ，５９ｂでは、副カム溝５４に係合する副カムフォロア４７によって第２レンズ筒１４が移動される。この副カム溝５４は、屈曲部５８ｂにおいて対向壁面のうちの内面が主カム溝５５よりも曲率半径が大きくなっている。したがって、屈曲部５８ｂ，５９ｂでは、曲率半径の小さい主カム溝５５の屈曲部５９ｂに係合させるのと比較して曲率半径の大きい副カム溝５４の屈曲部５８ｂに係合させるから第２レンズ筒１４をスムーズに移動させることができ、また回転筒１７の回転負荷も減少させることができる。
【００４３】
回転筒１７が中間位置に回転すると、ズームレンズ１０がテレ位置の状態となる。この状態では、移動筒１５が固定筒１６に対して突出位置Ｌに移動される。また、第１レンズ筒１３は、回転位置Ａから回転位置Ｂの回転筒１７の回転域で移動筒１５に対して光軸２０の方向への移動がないから、細線（Ｇ）のうちの収納準備位置Ｉに位置し、したがって、この間は、移動筒１５の移動分だけ光軸２０の方向に移動され、太線（Ｅ）のうちの位置Ｏに移動する。また、ズームレンズ１０がテレ位置の状態になった時点では、副カムフォロア４７と副カム溝５４との係合が解除され、その代わりに主カムフォロア４６が主カム溝５５に係合する。この係合する位置は、屈曲部５９ｂと変倍用案内部５７との境界の位置となり、第２レンズ筒１４は、太線（Ｆ）のうちの位置Ｎに位置する。
【００４４】
このように第１レンズ１１は、回転筒１７の収納回転域での回転中に、移動筒１５に対する第１レンズ筒１３の移動が止められ、固定筒１６に対する移動筒１５の移動だけによって光軸２０の方向に移動される。
【００４５】
ズームレンズ１０がテレ位置の状態となった後には、回転筒１７が変倍回転域で回転される。この変倍回転域での回転により、移動筒１５は、移動筒カムフォロア２５が移動筒用カム２４のうちの移動筒用移動阻止部４１を摺動するため、突出位置Ｌに維持される。
【００４６】
一方、第１レンズ筒１３は、回転筒１７が変倍回転域で回転すると、第１レンズ筒カムフォロア２８が第１レンズ用カム２６のうちの変倍用案内部４４を摺動するから、変倍用案内部４４の光軸２０の方向での変位に応じた分だけ移動筒１５に対して光軸２０の方向に移動される。したがって、第１レンズ１１は、回転筒１７の変倍回転域での回転中に、固定筒１６に対する移動筒１５の移動が止められ、移動筒１５に対する第１レンズ筒１３の移動だけによって光軸２０の方向に移動される。
【００４７】
第２レンズ筒１４は、主カムフォロア４６が主カム溝５５のうちの変倍用案内部５７を摺動するため、その変倍用案内部５７の光軸２０の方向での変位に応じて移動される。
【００４８】
第１レンズ筒１３と第２レンズ筒１４とは、変倍時にこれらの間隔が異なるように互いに光軸２０の方向に移動される。この間、第２レンズ筒１４は、バネ３７の光軸２０の方向への付勢によって第２レンズ用カムユニット２９と第２レンズ用カムフォロアユニット２１とのガタが吸収され、且つ固定筒１６に対する傾きも補正されている。そして、第１レンズ筒１３は、その第２レンズ筒１４の直進ガイド突起３０によって光軸回りの回転が止められ、且つ径方向に向けて押圧されているから、変倍中に第１レンズ１１の光軸が第２レンズ１２の光軸に対して傾くことを極力抑えることできる。
【００４９】
また、直進ガイド突起３０の径方向の付勢は、第２レンズ筒１４の移動位置に関わらず一定であるため、第１及び第２レンズ筒１３，１４の移動負荷に変動がないため、これらをスムーズに移動させることができる。
【００５０】
さらに、直進ガイド突起３０は、外周面３０ｃが球状となっている。このため、直進ガイド突起３０の外周面３０ｃが直進ガイド突起２７の底面２７ｃを点当たりで押圧する。したがって、第１及び第２レンズ筒１３，１４とが光軸方向に相対的に移動しても外周面３０ｃと底面２７ｃとでの摺動抵抗が低減でき、したがって、第１レンズ筒１３と第２レンズ筒１４とをスムーズに移動させることができるとともに、回転筒１７の回転にかかる負荷を減少させることができる。
【００５１】
上記実施形態では、第１レンズ筒１３の内側に第２レンズ筒１４を配置した構成としているが、これらを逆に配置し、第１レンズ筒１３の外周に直進ガイド溝を設け、これらの直進ガイド溝に第２レンズ筒１４の直進ガイド突起を外側から係合させてもよい。また、第１レンズ筒１３に直進ガイド溝２７を設け、第２レンズ筒１４に直進ガイド突起３０を設けているが、逆に第１レンズ筒１３に直進ガイド突起を設け、第２レンズ筒１４に直進ガイド溝を設けてもよい。
【００５２】
上記実施形態では、２群構成のズームレンズとしているが、本発明ではこれに限らず、３群以上の構成でもよい。また、ズームレンズカメラに限らず、例えばテレ位置、ワイド位置、及び沈胴位置とに切り換わる２焦点カメラにも本発明を適用することができる。さらに、沈胴位置とワイド位置との間にテレ位置を設定しているが、沈胴位置とテレ位置との間にワイド位置を設定することも可能である。この場合には、変倍用案内部と収納用案内部との境界がワイド位置となる。
【００５３】
【発明の効果】
以上のように、本発明のレンズ移動装置では、弾性自在になるように他方のレンズ筒に複数設けた腕部の先端に直進ガイド突起をそれぞれ設け、各直進ガイド突起が一方のレンズ筒に複数設けた直進ガイド溝に係合して一方のレンズ筒の回転止めを行うとともに、各直進ガイド溝の底面に対峙する面をその底面に常に当接させているため、他方のレンズ筒に対して一方のレンズ筒の傾きを規制することができる。これにより、例えば変倍中に生じる像ユレを極力抑えることができる。また、各直進ガイド溝の底面に摺接する面を球面に形成したため、その面と直進ガイド溝の底面とが一点で摺動することになる。このため、摩擦抵抗を低減することができ、一方及び他方のレンズ筒の光軸方向での相対的な移動がスムーズに行える。
【００５４】
また、カム機構により固定筒に対して進退される他方のレンズ筒を付勢部材で結像面側に向けて付勢した発明では、付勢部材の付勢で固定筒との間に設けたカム機構のガタを吸収することができ、よって、固定筒に対する他方のレンズ筒の傾きが補正されるので、一方のレンズ筒の傾きも正しく補正することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のレンズ移動装置を利用したズームレンズを示した分解斜視図である。
【図２】沈胴位置の状態のズームレンズを示した断面図である。
【図３】テレ位置の状態のズームレンズを示した断面図である。
【図４】ワイド位置の状態のズームレンズを示した断面図である。
【図５】第１レンズ筒と第２レンズ筒とを光軸に交差する方向で切断して示した断面図である。
【図６】固定筒に設けた移動筒用カムを示した展開図である。
【図７】移動筒に設けた第１レンズ筒用カムを示した展開図である。
【図８】第２レンズ筒用カムフォロアユニットを示した要部斜視図である。
【図９】第２レンズ筒用カムユニットを示した要部斜視図である。
【図１０】第１レンズ筒、第２レンズ筒、及び移動筒等の移動軌跡を示した説明図である。
【符号の説明】
１１ 第１レンズ
１２ 第２レンズ
１３ 第１レンズ筒
１４ 第２レンズ筒
１５ 移動筒
１６ 固定筒
１７ 回転筒
２２ 移動筒用直線ガイド溝
２３ 第２レンズ用直線ガイド開口
２４ 移動筒用カム
２７ 直進ガイド溝
３０ 直進ガイド突起
３７ バネ
３８ 腕部
Claims (2)
- 被写体側から順に配置された第１及び第２レンズをそれぞれ保持した第１及び第２レンズ筒とを、一部が重なり合った状態でそれぞれ光軸方向に相対的に移動させるレンズ移動装置において、
前記第１又は第２レンズ筒のうちの一方のレンズ筒の周方向の異なる位置に複数設けられており、各々が一定な幅及び底で構成される断面形状を光軸方向に延ばして形成されている直進ガイド溝と、
前記他方のレンズ筒から前記一方のレンズ筒に向けて径方向に押圧するように前記他方のレンズ筒に弾性変形自在にかつ前記直進ガイド溝と同じ数だけ設けられた腕部の先端に各々設けられており、前記各直進ガイド溝の幅方向の両側面に摺接する平行な平面を有して前記一方のレンズ筒の光軸周りの回転を規制するとともに、前記直進ガイド溝の底面に対峙する面が球面に形成されている複数の直進ガイド突起と、を備え、
前記直進ガイド突起は、前記第１及び第２レンズ筒が相対的に移動する時に、前記各球面が前記各底面に常に一点で接して前記他方のレンズ筒に対する前記一方のレンズ筒の傾きを制限する高さで形成されていることを特徴とするレンズ移動装置。 - 前記他方のレンズ筒は、固定筒との間に設けたカム機構により固定筒に対して光軸方向に直進的に移動するとともに、前記固定筒に対する傾きを補正するために付勢部材により常に結像面側に向けて付勢されていることを特徴とする請求項１記載のレンズ移動装置。
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