JP4034607B2 - レンズ鏡胴 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光軸方向においてレンズを移動させるレンズ鏡胴に関し、特に、駆動機構としてカム溝とフォロワピンを有し複数の鏡筒が相対的に出没可能に入れ子状に配置されたレンズ鏡胴に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のレンズ鏡胴としては、レンズを保持したレンズ保持枠、レンズ保持枠を収容する円筒状のカム筒、カム筒を入れ子状に収容する円筒状の固定筒等を備え、レンズ保持枠に設けたフォロワピンをカム筒の内周面に設けたカム溝に挿入し、又、カム筒の外周面に設けたフォロワピンを固定筒の内周面に設けたカム溝に挿入することで、カム筒を回転させて光軸方向に出没させると共に、レンズ保持枠（レンズ）を光軸方向に移動させるものが知られている。
【０００３】
このレンズ鏡胴においては、カム筒と固定筒との関係は、カム筒の外周面と固定筒の内周面との間に所定の間隔が設けられ、カム筒の外周面から突出したフォロワピンが固定筒の内周面に形成されたカム溝に挿入され、又、カム筒の外周面において、フォロワピンの近傍から突出して形成された１つのリブが固定筒の内周面に摺動自在に当接されることで、カム筒が固定筒に対して回動及び出没自在に支持されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記のレンズ鏡胴においては、カム筒は、固定筒に対して同一面上に配列された例えば３つのフォロワピンと近接した１つのリブとにより支持されており、又、カム筒は内部にレンズ保持枠を支持するため、特に、カム筒が固定筒から突出しかつレンズ保持枠がカム筒から突出側へ繰り出した状態においては、カム筒の先端側に曲げモーメントが作用して、固定筒に対してカム筒が傾斜する場合があった。この傾斜は、光軸のずれを招き、ＣＣＤ等の撮像素子で撮影される撮影画像に像揺れ現象を招く場合があった。
【０００５】
このカム筒の傾斜及び像揺れ現象を防止するべく、フォロワピンを設けるカム筒とカム溝を設ける固定筒との取り付けガタを極力小さく設定し、又、１つのリブの幅（肉厚）を光軸方向において拡大することも考えられるが、相対的な移動を生じる領域での摩擦力等の増大により駆動負荷が大きくなり、又、カム筒を樹脂材料により成型する場合に、ヒケ等の成型不良を招く虞がある。
【０００６】
本発明は、上記従来技術の問題点に鑑みて成されたものであり、その目的とするところは、簡略な構造にて、カム筒の傾き及び像揺れ現象等を防止でき、所望の光学特性を確保しつつ、円滑な出没動作が行なえるレンズ鏡胴を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明のレンズ鏡胴は、光軸方向においてカム作用をなすカム溝を内周面に有する固定筒と、内側にレンズを保持しカム溝に挿入されるフォロワピンを内周面から離隔した外周面に有するカム筒とを備え、カム筒の回動によりカム筒が光軸方向に移動してレンズを光軸方向に移動させるレンズ鏡胴であって、上記カム筒の外周面には、光軸方向において所定の間隔をなしかつ周方向の少なくとも所定領域に亘って固定筒の内周面に当接するように突出する複数の突出部が形成され、上記カム筒の外周面には、回転駆動力が伝えられる円弧状のラック部が形成され、上記複数の突出部は、光軸方向においてラック部を挟む位置に離隔して配置されている、ことを特徴としている。
この構成によれば、カム筒は、固定筒に対して、お互いに光軸方向において離隔した位置にあるフォロワピン及び複数の突出部により支持される。したがって、カム筒の傾きが防止され、光軸のずれに伴なう像揺れ現象等が防止される。
特に、複数の突出部が光軸方向においてラック部を挟む位置に離隔して配置されているため、ラック部に噛合する歯車によりカム筒が回転させられる場合に、歯車の噛合により発生する押し付け力を、光軸方向においてラック部を挟んで形成された複数の突出部（又は、円弧状の複数のリブ）が支持するため、回転駆動力が加わった場合でも、カム筒の傾き等が確実に防止される。
【０００８】
上記構成において、突出部は、周方向の所定領域に亘って円弧状に突出して形成されたリブである、構成を採用できる。
この構成によれば、カム筒は、固定筒に対して、その外周面に形成されたフォロワピンと複数のリブとにより支持されるため、摺動面での摩擦力の増加を抑制しつつも、その傾き及び像揺れ現象が防止される。特に、カム筒を樹脂材料により成型する場合において、突出部をリブ形状とすることで、成型時のヒケ等を防止できる。
【００１０】
上記構成において、レンズを保持すると共にフォロワピンが形成されたレンズ保持枠を有し、カム筒は、その内周面において、フォロワピンを挿入させてレンズ保持枠を光軸方向に移動させるカム作用をなすカム溝を有する、構成を採用できる。
この構成によれば、カム筒の回転に伴なってレンズ保持枠も光軸方向に移動しレンズの繰り出し動作を行なうと、カム筒の先端には、レンズ保持枠の荷重に相当する曲げモーメントが作用することになるが、この場合であっても、カム筒が、フォロワピンに加えて複数の突出部（又は、円弧状の複数のリブ）により支持されているため、カム筒の傾き等が確実に防止される。
【００１１】
上記構成において、カム筒の外周面には、周方向において等間隔で配置された三つのフォロワピンと、光軸方向においてフォロワピンから離隔した位置において回転駆動力が伝えられる円弧状のラック部と、光軸方向においてラック部を挟む位置に配置された二条のリブとを有する、構成を採用できる。
この構成によれば、カム筒は、固定筒に対して、三つのフォロワピンと、ラック部を挟む位置にある円弧状の二条のリブとにより支持される。すなわち、カム筒は、簡略な構造にて、その傾きが確実に防止され、光軸のずれに伴なう像揺れ現象等が確実に防止される。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、添付図面を参照しつつ説明する。
図１ないし図８は、本発明に係るレンズ鏡胴の一実施形態を示し、図１は装置の正面図、図２は装置の展開断面図、図３及び図４は装置の一部断面図、図５及び図６はカム筒の側面図、図７及び図８はカム筒の正面図及び背面図である。
【００１３】
このレンズ鏡胴は、図１及び図２に示すように、略矩形形状の輪郭をなしローパスフィルタ１１、撮像素子としてのＣＣＤ１２等が取り付けられるベース１０、ベース１０に固着された固定筒２０、固定筒２０の内側において回転及び直進自在に支持されたカム筒３０、カム筒３０の内側において光軸方向Ｌに移動自在に支持された第１レンズ群４０及び第２レンズ群５０、ベース１０に対して光軸方向Ｌに移動自在に支持された第３レンズ群６０、カム筒３０を駆動する駆動機構７０、第３レンズ群６０を駆動する駆動機構８０等を備えている。
【００１４】
固定筒２０は、図２ないし図４に示すように、光軸方向Ｌに軸心をもつ円筒状に形成されて、ベース１０に固着されている。固定筒２０の内周面２０ａには、図２ないし図４に示すように、周方向において等間隔（約１２０度ごと）に配置され後述する３つのフォロワピン３１に対してカム作用を及ぼす３つのカム溝２１（図においては一部を省略）が形成されている。
【００１５】
カム筒３０は、図２ないし図４、図５ないし図８に示すように、樹脂材料により円筒状に形成されて、固定筒２０の内側に入れ子状に同軸に配置されている。カム筒３０の外周面３０ａは、固定筒２０の内周面２０ａから離隔した位置にあり、この外周面３０ａには、図７及び図８に示すように、周方向において等間隔（約１２０度ごと）に配置された３つのフォロワピン３１、外部から回転駆動力が伝えられる円弧状のラック部３２、フォロワピン３１からそれぞれ所定距離を隔てた光軸方向Ｌの後方において、ラック部３２を挟む位置に配置された突出部として２つのリブ３３，３４が形成されている。
【００１６】
２つのリブ３３，３４は、図７及び図８に示すように、ラック部３２と駆動機構７０（後述する歯車７７）との噛合を妨げないように、全周の領域のうち一部が削除され、周方向の少なくとも所定の領域に亘って連続的に突出するように（平行な二条の突出部として）、円弧状に形成されている。
また、リブ３３，３４は、光軸方向Ｌにおいて、肉厚ではなく幅狭く形成されているため、これらのリブ３３，３４が、樹脂材料によりカム筒３０と一体的に成型される場合に、ヒケ、反り等の成型不良を防止できる。
さらに、リブ３３，３４は、固定筒２０の内周面２０ａに対して摺動自在に当接しているが、幅狭に形成されているため、摺動面での摩擦力が抑制されて、カム筒３０は円滑に回転することができる。
【００１７】
カム筒３０の内周面３０ｂには、図２ないし図４、図８に示すように、光軸方向Ｌにおいて第１レンズ群４０にカム作用を及ぼす３つのカム溝３５、光軸方向Ｌにおいて第２レンズ群５０にカム作用を及ぼす３つのカム溝３６が形成され、又、図２ないし図４に示すように、第１レンズ群４０及び第２レンズ群５０の回転を規制しつつ光軸方向Ｌへの案内を行なうガイド筒３７が配置されている。
【００１８】
カム筒３０の３つのフォロワピン３１は、固定筒２０の３つのカム溝２１に挿入され、円弧状の２つのリブ３３，３４は、内周面２０ａに対して摺動自在に当接している。これにより、カム筒３０は、固定筒２０に対して同軸に支持され、駆動機構７０により回転させられることで、光軸方向Ｌにおいて自ら前進及び後退すると共に、第１レンズ群４０及び第２レンズ群５０を光軸方向Ｌに移動させて変倍駆動を行なう。
【００１９】
このように、カム筒３０は、固定筒２０に対して、３つのフォロワピン３１、ラック部３２を挟む位置に配置された２つの円弧状のリブ３３，３４により支持されている。すなわち、カム筒３０は、フォロワピン３１と、光軸方向Ｌにおいてフォロワピン３１から所定の距離を隔てた複数のリブ３３，３４とにより支持されているため、固定筒２０に対する傾きが確実に防止される。
【００２０】
第１レンズ群４０は、図２ないし図４に示すように、レンズＧ１を保持するレンズ保持枠４１、レンズ保持枠４１に形成されカム溝３５に挿入される３つのフォロワピン４２（図においては一部を省略）等を備えている。そして、第１レンズ群４０は、カム筒３０の回動により、光軸方向Ｌにおいて前進及び後退する。
【００２１】
第２レンズ群５０は、図２ないし図４に示すように、レンズＧ２を保持するレンズ保持枠５１、レンズ保持枠５１に形成されカム溝３６に挿入される３つのフォロワピン５２（図においては一部を省略）、レンズ保持枠５１に保持されたシャッタユニットＳ等を備えている。そして、第２レンズ群５０は、カム筒３０の回動により、光軸方向Ｌにおいて前進及び後退する。
【００２２】
第３レンズ群６０は、図２ないし図４に示すように、レンズＧ３を保持するレンズ保持枠６１を備える。レンズ保持枠６１は、図１及び図２に示すように、固定筒２０の外側に配置されたステップモータ８１、ステップモータ８１により駆動されるリードスクリュー、レンズ保持枠６１に保持されリードスクリューに螺合したナット等を含む駆動機構８０により、光軸方向Ｌにおいて前進及び後退して合焦動作を行なう。
【００２３】
駆動機構７０は、図１及び図２に示すように、ベース１０に固定されたＤＣモータ７１、その駆動軸７１ａに固着されたウォーム７２、ベース１０に支持されウォーム７２に噛合するウォームホイール７３、ウームホイール７３と同軸にて一体的に形成されたウォーム７４、ベース１０に支持されウォーム７４に噛合するウォームホイール７５、ウォームホイール７５と同軸にて一体的に形成された歯車７６、ベース１０に支持され歯車７６及びラック部３２に噛合する歯車７７等により形成されている。
【００２４】
すなわち、ＤＣモータ７１が回転すると、ウォーム７２、ウォームホイール７３、ウォーム７４、ウォームホイール７５、歯車７６、歯車７７を介して、カム筒３０が固定筒２０に対して相対的に回転する。そして、第１レンズ群４０及び第２レンズ群５０は、光軸方向Ｌにおいてそれぞれ繰り出して（前進して）又は繰り込んで（後退して）、例えば、図３に示す非撮影時の沈胴位置から、望遠端撮影位置を経て図４に示す広角端撮影位置までの間を移動して、幅広い撮影が行なえるように所望の変倍位置に移動させられる。
【００２５】
図４に示すように、カム筒３０が固定筒２０から最も突出しかつ第１レンズ群４０がカム筒３０から最も突出した状態においては、カム筒３０の先端側に第１レンズ群４０の荷重による曲げモーメントが作用して、カム筒３０は鉛直方向の下向きに垂れ下がろう（傾斜しよう）とするが、上記のように、３つのフォロワピン３１と２つの円弧状のリブ３３，３４とが、光軸方向Ｌにおいて所定間隔をおいて固定筒２０に密接しカム筒３０を支持する。したがって、カム筒３０は、傾斜することなく所定の位置に確実に保持される。これにより、光軸のずれが防止され、ＣＣＤ１２等における撮影画像の像揺れ現象等を防止できる。
【００２６】
次に、上記のレンズ鏡胴がデジタルカメラに搭載された場合の一般的な動作について説明する。先ず、非撮影時において、第１レンズ群４０及び第２レンズ群５０並びにカム筒３０は、図３に示すように、光軸方向Ｌの後方に向けて後退した沈胴位置にある。この沈胴位置において、第１レンズ群４０及び第２レンズ群５０は最も後退した位置にあるため、カム筒３０の先端側には荷重が殆んど作用せず、カム筒３０は固定筒２０と同軸上において確実に支持されている。
【００２７】
この沈胴位置から、駆動機構７０によりカム筒３０が回転させられると、フォロワピン３１がカム溝２１に案内されて移動し、カム筒３０は光軸方向Ｌの前方に向かって繰り出し、又、カム筒３０の回転により、フォロワピン４２，５２がそれぞれカム溝３５，３６に案内されて、第１レンズ群４０及び第２レンズ群５０が、先ず望遠端撮影位置に繰り出し、続けて図４に示すように、最大繰り出し位置である広角端撮影位置に至る。一方、第３レンズ群６０は、駆動機構（ステップモータ８１等）により、第１レンズ群４０及び第２レンズ群５０の位置に応じた合焦位置に移動する。
【００２８】
カム筒３０の繰り出し動作においては、カム筒３０には、歯車７７からラック部３２に回転駆動力が伝達される。この回転駆動力は、カム筒３０を径方向の一方寄りに押し付けるような偏倚力として作用するが、カム筒３０は、固定筒２０に対して、常に３つのフォロワピン３１及び２つのリブ３３，３４により支持されている。これにより、カム筒３０は、いずれの繰り出し位置においても、固定筒２０と同軸上において確実に支持されて、その傾きが確実に防止される。
【００２９】
したがって、繰り出し動作中に、ＣＣＤ１２により撮影された画像をモニターで確認できる場合において、モニター上には像揺れ等のない鮮明な画像が表示されるため、操作者はその表示された画像を確認しつつ所望の変倍操作を行なうことができる。
【００３０】
図４に示すように、カム筒３０及び第１レンズ群４０が最も突出した最大繰り出し位置においても、同様に、カム筒３０は、３つのフォロワピン３２及び円弧状の２つのリブ３３，３４により、固定筒２０に対して確実に支持されるため、その傾き及び像揺れ現象等が確実に防止される。
また、この最大繰り出し位置にある状態において、落下等によりカム筒３０が外部からの衝撃力を受けた場合にも、２つのリブ３３，３４が固定筒２０に対してカム筒３０を確実に保持するため、カム筒３０の傾き防止だけでなく、歯車７７に噛合しているラック部３２の脱落等が防止され、初期の機能が確実に維持される。
【００３１】
上記実施形態においては、カム筒３０の外周面３０ａに形成する突出部として、二条のリブ３３，３４を示したが、これに限定されるものではなく、光軸方向Ｌにおいて所定の間隔をおいて形成されるものであれば、周方向において円弧状に連続せず、部分的に突出する突出片を放射状に設けてもよい。
また、上記実施形態においては、カム筒３０の内側に複数のレンズ群４０，５０を支持するレンズ鏡胴において、本発明に係る構成を採用したが、これに限定されるものではなく、カム筒３０に対して一つのレンズ群を直接保持させて、カム筒３０をレンズ保持枠として機能させる構成において、本発明に係る構成を採用してもよい。
【００３２】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明のレンズ鏡胴によれば、カム溝を内周面に有する固定筒に対し、このカム溝に挿入されるフォロワピンを外周面に有するカム筒を入れ子状に配置した構成において、カム筒の外周面に、光軸方向において所定の間隔をなしかつ周方向の少なくとも所定領域に亘って固定筒の内周面に当接するように突出して形成された複数の突出部を設けたことにより、固定筒に対するカム筒の傾きを防止でき、像揺れ現象等を防止できる。
特に、突出部として、周方向の所定領域に亘って円弧状に突出して形成されたリブを採用することにより、摺動面での摩擦力の増加を抑制しつつも、その傾き及び像揺れ現象が防止され、又、カム筒を樹脂材料により成型する場合において、突出部を薄肉のリブ形状とすることで、成型時のヒケ等を防止できる。
また、カム筒の外周面に形成された円弧状のラック部を挟むように複数の突出部（リブ）を配置することにより、ラック部を介してカム筒に回転駆動力が加わった場合でも、カム筒の傾き等が確実に防止される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るレンズ鏡胴の一実施形態を示す正面図である。
【図２】本発明に係るレンズ鏡胴の一実施形態を示す展開断面図である。
【図３】カム筒及びレンズ保持枠（レンズ）が沈胴位置にある状態を示す縦断面図である。
【図４】カム筒及びレンズ保持枠（レンズ）が最大繰り出し位置にある状態を示す縦断面図である。
【図５】カム筒を示す側面図である。
【図６】カム筒を示す側面図である。
【図７】カム筒を示す正面図である。
【図８】カム筒を示す背面図である。
【符号の説明】
１０ ベース
１１ ローパスフィルタ
１２ ＣＣＤ
２０ 固定筒
２０ａ 内周面
２１ カム溝
３０ カム筒
３０ａ 外周面
３０ｂ 内周面
３１ フォロワピン
３２ ラック部
３３，３４ 複数のリブ（複数の突出部）
３５，３６ カム溝
４０ 第１レンズ群
Ｇ１ レンズ
４１ レンズ保持枠
４２ フォロワピン
５０ 第２レンズ群
Ｇ２ レンズ
５１ レンズ保持枠
５２ フォロワピン
６０ 第３レンズ群
Ｇ３ レンズ
６１ レンズ保持枠
７０ 駆動機構
７１ ＤＣモータ
７２，７４ ウォーム
７３，７５ ウォームホイール
７６，７７ 歯車
Ｌ 光軸方向

Claims (4)

1. 光軸方向においてカム作用をなすカム溝を内周面に有する固定筒と、内側にレンズを保持し前記カム溝に挿入されるフォロワピンを前記内周面から離隔した外周面に有するカム筒とを備え、前記カム筒の回動により前記カム筒が光軸方向に移動してレンズを光軸方向に移動させるレンズ鏡胴であって、
   前記カム筒の外周面には、光軸方向において所定の間隔をなしかつ周方向の少なくとも所定領域に亘って前記内周面に当接するように突出する複数の突出部が形成され、
   前記カム筒の外周面には、回転駆動力が伝えられる円弧状のラック部が形成され、
   前記複数の突出部は、光軸方向において前記ラック部を挟む位置に離隔して配置されている、
   ことを特徴とするレンズ鏡胴。
2. 前記突出部は、周方向の所定領域に亘って円弧状に突出して形成されたリブである、
   ことを特徴とする請求項１記載のレンズ鏡胴。
3. 前記レンズを保持すると共にフォロワピンが形成されたレンズ保持枠を有し、
   前記カム筒は、その内周面において、前記フォロワピンを挿入させて前記レンズ保持枠を光軸方向に移動させるカム作用をなすカム溝を有する、
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載のレンズ鏡胴。
4. 前記カム筒の外周面には、周方向において等間隔で配置された三つの前記フォロワピンと、光軸方向において前記フォロワピンから離隔した位置において駆動力が伝えられる円弧状のラック部と、光軸方向において前記ラック部を挟む位置に配置された二条の前記リブと、を有する、
   ことを特徴とする請求項２又は３に記載のレンズ鏡胴。

Images