JP3882291B2

JP3882291B2 - レンズ鏡筒

Info

Publication number: JP3882291B2
Application number: JP28684897A
Authority: JP
Inventors: 耕史吉部
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 1997-10-20
Filing date: 1997-10-20
Publication date: 2007-02-14
Anticipated expiration: 2017-10-20
Also published as: JPH11119079A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はレンズ鏡筒に関し、特に光学系を光軸方向に移動制御させるカム機構に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のカム機構は、図４、図５、および図６に示す如く構成されていた。以下図面を参照して従来の技術を説明する。
図４は従来のレンズ鏡筒の縦断面図、図５は従来のレンズ鏡筒のカム部材近傍の展開図、図６は従来のレンズ鏡筒のカム部材近傍の拡大展開図である。
【０００３】
図４において、フォーカスレンズ群Ｌ１を保持するフォーカスレンズ群移動枠３は、固定筒１０１の内筒外周面に回動可能に嵌合している。フォーカスレンズ群移動枠３には、フォーカス量を制御するためのカム溝３ａが、円周方向等分に３箇所形成されている。固定筒１０１の内筒外周面には、第１のカムフォロワー９が円周方向等分に３箇所植設されており、この第１のカムフォロワー９は、カム溝３ａに摺動可能に嵌入している。また、フォーカスレンズ群移動枠３の内周面には、付勢部材保持筒１０４が回動可能に嵌合しており、その外周面には、円周方向等分に３箇所、第２のカムフォロワー８が植設されている。そして、第２のカムフォロワー８は、第１のカムフォロワー９と同様に、カム溝３ａに摺動可能に嵌入している。付勢部材保持筒１０４の端面には、周方向３等分位置に光軸方向に延在するピン部材６が植設されており、その先端部は、固定筒１０１の内筒部から光軸方向に伸びる鍔部に形成された３カ所の貫通孔１０１ａに貫通している。ピン部材６のそれぞれには、圧縮バネ５が挿入されており、付勢部材保持筒１０４と、これを介して固定筒１０１を付勢している。この付勢力によって、付勢部材保持筒１０４は固定筒１０１に対して離間する方向に押圧される。従って、付勢部材保持筒１０４に植設されている第２のカムフォロワー８が、カム溝３ａ内で固定筒１０１に植設された第１のカムフォロワー９に対して離間する方向に移動し、第１のカムフォロワー９はカム溝３ａの一方のカム面に当接し、第２のカムフォロワー８は他方のカム面に当接する。
【０００４】
フォーカスレンズ群移動枠３には、直進溝３ｂが形成されており、この直進溝３ｂに、外部操作可能なマニュアル操作環２にビス１０によって固設された連結部材７の先端部が嵌入している。
この様に構成されたレンズ鏡筒のフォーカス動作を説明する。
マニュアルフォーカス環２を回転させると、連結部材７を介してフォーカスレンズ群移動枠３が回転する。フォーカスレンズ移動枠３のカム溝３ａが、固定筒１０１に植設された第１のカムフォロワー９に当接しているので、カム溝３ａに沿って回転しながら光軸方向に移動する。これによって、フォーカスレンズ群Ｌ１が光軸方向に移動してフォーカスがなされる。
【０００５】
以下、図５、図６の展開図によって詳細に説明する。尚、図４にて説明した部品に関しては同一符号を付して説明を省略する。
図５はカム溝３ａを含む近傍を説明する展開図である。図５において、ピン部材６にその内径部を支持された圧縮バネ５は、その付勢力によって第２のカムフォロワー８を、カム溝３ａの他方のカム面３ｃに適度な押圧力で当接させている。また、第１のカムフォロワー９は固定筒１０１の内筒部外周に植設されているので、圧縮バネ５の付勢力によってカム溝３ａの一方のカム面３ｄに当接する。
【０００６】
図６は図５を更に拡大した展開図である。図６において、カム溝３ａを有する付勢部材保持筒１０４が受ける付勢力の大きさ及び方向を、矢印によって示している。圧縮バネ５によって光軸方向にＦなる付勢力を受ける。この付勢力を傾斜角θのカム溝３ａの一方のカム面３ｄで、付勢力Ｆとは傾斜角θ分だけ傾いた方向にＮ’なる力で受ける。ここでＮ’の光軸方向の成分は付勢力Ｆと釣り合っている。しかし力Ｆと直交する方向成分の力Ｐが発生する。この力Ｐを固定筒１０１の鍔部に形成された貫通孔１０１ａで受けることにより、付勢部材保持筒１０４の回転を押さえる如く構成している。
【０００７】
以上のような構成によって、カム溝３ａとカムフォロワー８，９との嵌合ガタを抑えることにより、より高い精度での制御を可能としていた。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
この様な従来の構成においては、カムフォロワーとカム溝との嵌合ガタを除去するために、付勢部材保持筒を用い、光軸と平行な方向に圧縮バネの付勢力を働かせてカムフォロワーでカム溝のカム面を押圧していた。この様な構成にあっては、光軸と平行に付勢力を働かせると、カム溝の傾斜角に影響されて、その影響分だけカム面を押圧する必要方向と、付勢部材保持筒を回転させる不必要方向に力が働く。その結果、何らかの手段を講じないと付勢部材保持筒を回転させてしまうという問題点があった。
【０００９】
この問題点を解決するために、従来の技術では、固定筒の鍔部に形成された貫通孔に、圧縮バネを支持するピン部材を嵌合させることで回転力を受けるようにして、付勢部材保持筒の回転を阻止するように構成していた。しかしながらこのような構成では、ピン部材と貫通孔との間に、前記の不必要な方向の力の作用による圧縮バネ付勢方向の摩擦を生じてしまい、必要な付勢力を確実に伝達することが難しくなり（概算で傾斜角３０度において１割、傾斜角４５度で２割程度の付勢力のロスが発生する）、ガタ取りが十分に行われない恐れが生じるという問題点があった。
【００１０】
また、カム溝の傾斜角の変化によって、第１カムフォロワーと第２カムフォロワーとの間隔が変わる場合には摩擦損失となるため、フォーカストルクの増大を引き起こしてしまうという問題点もあった。
本発明はこのような従来の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、カム溝とカムフォロワーとの嵌合ガタを抑える構成において、付勢部材の付勢力によるカム部材の回転力を極力発生させず、しかも、回転力が発生する場合でもあっても、それによる付勢力のロスが起こらないように構成し、、よってカム溝に対するカムフォロワーの押圧力を効率良く伝達可能としたカム機構を備えたレンズ鏡筒を提供することにある。
【００１１】
【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ではレンズ群の光軸方向の移動を制御するカムが形成されたカム部材と、前記カムに当接する第１カムフォロワーが固設された保持部材と、前記カムに当接する第２カムフォロワーが固設された固定部材と、前記保持部材と前記固定部材に挟持される付勢部材とを備え、前記付勢部材の付勢力によって前記保持部材が前記固定部材から離間させられ、前記カムの一方面に前記第１カムフォロワーが当接し、他方面に前記第２カムフォロワーが当接するレンズ鏡筒において、前記一方の面及び前記他方の面は、前記光軸と交差する方向に沿って互いに平行に備えられ、前記付勢部材は、前記一方の面及び前記他方の面と直交する方向の付勢力を与えるように配置されていることを第１の課題解決の手段とするものである。
【００１２】
また、前記保持部材及び前記固定部材は、前記一方の面及び前記他方の面と略同一方向に備えられた付勢部材保持面を含み、前記付勢部材は、前記保持部材の付勢部材保持面と前記固定部材の付勢部材保持面との間に付勢力を与えることを第２の課題解決の手段とし、前記保持部材の付勢部材保持面と前記固定部材の付勢部材保持面との間に備えられ、前記付勢部材を支持する付勢部材支持部材を含むことを第３の課題解決の手段とし、更に、前記付勢部材は、前記カムの前記一方の面及び前記他方の面と直交する方向の付勢力を与えるコイルバネであることを第４の課題解決の手段とするものである。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する、
図１は本発明の第１の実施形態を示すレンズ鏡筒の縦断面図、図２は第１の実施形態のカム部材近傍の展開図、図３は第１の実施形態のカム部材近傍の拡大展開図である。
【００１４】
図１において、フォーカスレンズ群Ｌ１を保持するフォーカスレンズ群移動枠３は、固定筒１の内筒外周面に回動可能に嵌合している。フォーカスレンズ群移動枠３には、フォーカス量を制御するためのカム溝３ａが、円周方向等分に３箇所形成されている。固定筒１の内筒外周面には、第１カムフォロワー９が円周方向等分に３箇所植設されており、この第１カムフォロワー９は、カム溝３ａの端面に沿って摺動可能に嵌入している。また、フォーカスレンズ群移動枠３の内周面には、付勢部材保持筒４が回動可能に嵌合しており、その外周面には、円周方向等分に３箇所、第２カムフォロワー８が植設されている。そして、第２カムフォロワー８は、第１カムフォロワー９と同様に、カム溝３ａに摺動可能に嵌入している。付勢部材保持筒４の端面には、カム溝３ａの端面に対して直交する方向にピン部材６が周方向３等分に植設されている。また、ピン部材６には圧縮バネ５が挿入されている。そして圧縮バネ５は、付勢部材保持筒４と固定筒１との間に挟持されており、固定筒１に形成されたカム溝３ａの端面と同方向の胴付面を支点として、付勢部材保持４を付勢している。この付勢力によって、付勢部材保持筒４は固定筒１に対して離間する方向に押圧される。従って、付勢部材保持筒４に植設されている第２カムフォロワー８がカム溝３ａ内で固定筒１に植設された第１カムフォロワー９に対して離間する方向に移動し、第１カムフォロワー９はカム溝３ａの一方のカム面に当接し、第２カムフォロワー８は他方のカム面に当接する。
【００１５】
フォーカスレンズ群移動枠３には、直進溝３ｂが形成されており、この直進溝３ｂに、外部操作可能なマニュアル操作環２にビス１０によって固設された連結部材７の先端部が嵌入している。
この様に構成されたレンズ鏡筒のフォーカス動作を説明する。
マニュアルフォーカス環２を回転させると、連結部材７を介してフォーカスレンズ群移動枠３が回転する。フォーカスレンズ移動枠３のカム溝３ａが、固定筒１に植設された第１カムフォロワー９に当接しているので、カム溝に沿って回転しながら光軸方向に移動する。これによって、フォーカスレンズ群Ｌ１が光軸方向に移動してフォーカスがなされる。
【００１６】
以下、図２、図３の展開図によって詳細に説明する。尚、図１にて説明した部品に関しては同一符号を付して説明を省略する。
図２はカム溝３ａを含む近傍を展開している。図２において、付勢部材保持筒４に形成された、カム面３ｃ、３ｄと同一方向の端面４ａに植設されたピン部材６に、その内径部を支持された圧縮バネ５は、固定筒に形成された、前記端面４ａに対向する胴付面を支点とする付勢力によって第２カムフォロワー８を、カム溝３ａの他方のカム面３ｃに必要な押圧力で当接させている。また、この作用に関連して、第１カムフォロワー９は固定筒１の内筒部外周に植設されているので、圧縮バネ５の付勢力によってカム溝３ａの一方のカム面３ｄに当接する。
【００１７】
図３は図２を更に拡大している。図３において、カム溝３ａを有する付勢部材保持筒４が受ける付勢力の大きさ及び方向を矢印によって表している。圧縮バネ５によって付勢部材保持筒４はカム溝３ａのカム面３ｃ，３ｄに対して直交する方向にＦなる付勢力を受ける。この付勢力をカム溝３ａの一方のカム面３ｄで、付勢力Ｆと同一方向にＮなる力で受ける。ここでＮの付勢力Ｆ方向の成分は付勢力Ｆと釣り合っている。そして付勢力Ｆと垂直方向成分の力は発生しない。
【００１８】
上記の如く第１の実施形態にあっては、付勢部材保持筒４に回転力が発生しないので、それを阻止するための構成を必要としない。
図７は本発明の第２の実施形態を示すレンズ鏡筒の縦断面図である。尚、第２の実施形態を説明するにあたって、図１と同一部材については同一符号を付して説明を省略する。
【００１９】
図７において、固定筒１と付勢部材保持筒４との間には、図８に示す如きコイルバネ１１が配置されている。コイルバネ１１は、両端部にバネ掛け部１１ａ，１１ｂが形成されており、それぞれ固定筒１と付勢部材保持筒４に支持されている。これにより、コイルバネ１１の弾性によって発生する光軸方向の付勢力で、カム溝３ａとカムフォロワー８，９との間のガタが抑えられる。この様な構成にあっては、上述と同様に付勢部材保持筒４は回転力を受けるが、その回転力は、コイルバネ１１の光軸回りのねじり弾性力によって打ち消すことを可能としている。従って、付勢部材保持筒４は回転しない。
【００２０】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、カムが形成されたカム部材と、カムに当接する第１カムフォロワーが固設された保持部材と、カムに当接する第２カムフォロワーが固設された固定部材と、保持部材と固定部材に挟持される付勢部材とを備え、
付勢部材の付勢力によって保持部材が固定部材から離間させられ、カムの一方の面に第１カムフォロワーが当接し、他方の面に第２カムフォロワーが当接するレンズ鏡筒において、付勢部材の付勢力を保持部材を回転させることなく効率よく第１カムフォロワー、第２カムフォロワーに伝達する付勢手段を有する如くなしたので、付勢力をカム溝に対するガタ取りに確実に作用させることが出来るという効果を奏するものである。
【００２１】
また、付勢手段は、保持部材と固定部材とに対向する如くそれぞれに形成された、カムの一方の面及び他方の面のいずれか一方の面と略同一方向の付勢部材保持面と、保持部材及び固定部材に形成された付勢部材保持面のいずれか一方の面に垂直に植設された付勢部材を支持する付勢部材支持部材とを備えたので、付勢部材の付勢力はカム面に直交に作用して、保持部材に回転力を与えない。従って、回転力を打ち消すための構成を必要としないので、構成が簡略化されるという効果もある。
【００２２】
更に、付勢手段は、両端に固定部が形成され一方は保持部材に、他方は固定部材に固設される光軸を巻線中心とするコイルバネとしたので、そのねじり弾性力によって保持部材の回転力を吸収するようになっているので、部品点数の削減をすることが出来るという効果を奏する。
また、カムの傾斜角の変化によって、第１カムフォロワーと第２カムフォロワーとの間隔が変わる場合でも摩擦損失となることがなく、フォーカストルクの増大を引き起こす心配もないという効果もある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態を示すレンズ鏡筒の縦断面図である。
【図２】第１の実施形態のカム部材近傍の展開図である。
【図３】図２を拡大した拡大展開図である。
【図４】従来のレンズ鏡筒の縦断面図である。
【図５】従来のレンズ鏡筒のカム部材近傍の展開図である。
【図６】従来のレンズ鏡筒のカム部材近傍の拡大展開図である。
【図７】本発明の第２の実施形態を示すレンズ鏡筒の縦断面図である。
【図８】第２の実施形態の付勢部材を説明する図である。
【符号の説明】
１固定筒
１ａ胴付面
２マニュアル操作環
３フォーカスレンズ移動枠
３ａカム溝
３ｂ直進溝
３ｃ他方のカム面
３ｄ一方のカム面
４付勢部材保持筒
４ａ端面
５圧縮バネ
６ピン部材
７連結部材
８第２カムフォロワー
９第１カムフォロワー

Claims

レンズ群の光軸方向の移動を制御するカムが形成されたカム部材と、前記カムに当接する第１カムフォロワーが固設された保持部材と、前記カムに当接する第２カムフォロワーが固設された固定部材と、前記保持部材と前記固定部材に挟持される付勢部材とを備え、
前記付勢部材の付勢力によって前記保持部材が前記固定部材から離間させられ、前記カムの一方の面に前記第１カムフォロワーが当接し、他方の面に前記第２カムフォロワーが当接するレンズ鏡筒において、
前記一方の面及び前記他方の面は、前記光軸と交差する方向に沿って互いに平行に備えられ、
前記付勢部材は、前記一方の面及び前記他方の面と直交する方向の付勢力を与えるように配置されていることを特徴とするレンズ鏡筒。
前記保持部材及び前記固定部材は、前記一方の面及び前記他方の面と略同一方向に備えられた付勢部材保持面を含み、
前記付勢部材は、前記保持部材の付勢部材保持面と前記固定部材の付勢部材保持面との間に付勢力を与えるように配置されていることを特徴とする請求項１記載のレンズ鏡筒。
前記保持部材の付勢部材保持面と前記固定部材の付勢部材保持面との間に備えられ、前記付勢部材を支持する付勢部材支持部材を含むことを特徴とする請求項２記載のレンズ鏡筒。
前記付勢部材は、前記カムの前記一方の面及び前記他方の面と直交する方向の付勢力を与えるコイルバネであることを特徴とする請求項１から請求項３の何れかに記載のレンズ鏡筒。