JP4416242B2 - レンズ鏡筒およびこれを備えた光学機器 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、デジタルカメラ、ビデオカメラ、銀塩カメラ等の光学機器に用いられ、送りネジ部を有するモータをモータ保持部材を介して鏡筒本体に取り付けるようにしたレンズ鏡筒に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
ビデオカメラに使用するレンズ鏡筒としては、図6に示すものがある。このレンズ鏡筒は、レンズを光軸方向に駆動する送りネジを有するステッピングモータ602をモータ保持板603により保持し、このモータ保持板603の鏡筒取付部を鏡筒本体601に対して光軸に直交する方向からビス等により取り付けるようにして組み立てられる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のようなレンズ鏡筒では、モータ保持板603を光軸と直交する方向から鏡筒本体601に取り付けるため、このモータ保持板603の鏡筒取付部がレンズと干渉しないようにモータ保持板603を光軸から離して配置する必要がある。
【0004】
このため、モータ保持板603を内包するように配置されるカム筒により他のレンズを駆動しようとする場合、カム筒の径を大きくしなければならず、レンズ鏡筒を小型化(小径化)できないという問題がある。
【0005】
そこで、本発明は、特にカム筒の内側にモータ(ないしモータ保持部材)を配置しつつ、小型化できるようにしたレンズ鏡筒を提供することを目的としている。
【0006】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明では、レンズを光軸方向に駆動する送りネジ部および送りネジ部を駆動する駆動部を有するモータと、送りネジ部および駆動部を保持する本体部と、鏡筒本体に対して光軸方向から取り付けられる鏡筒取付部とを有するモータ保持部材と、を備えたレンズ鏡筒であって、モータおよびモータ保持部材の少なくとも一部が鏡筒本体の径方向内側に配置されており、鏡筒取付部は、モータ保持部材における本体部から駆動部側へ光軸方向に延長された部分の先端側を光軸直交方向に立ち曲げられるように形成されている。
【0008】
これにより、モータ保持部材の鏡筒取付部を、送りネジ部に噛み合うラックやこのラックが取り付けられているレンズ保持枠および他のレンズ保持枠等に対して光軸方向にずらすことが可能となり、モータ保持部材のラック等との干渉を避けつつ、モータおよびモータ保持部材を光軸側に寄せて配置することが可能となる。このため、モータおよびモータ保持部材を内包するようにこれらの外側に配置されるカム筒を用いる場合でも、カム筒の径が小さくて済み、レンズ鏡筒の小型化(小径化)を図ることが可能になる。
【0009】
なお、モータおよびモータ保持部材を、光軸に対してこのレンズ鏡筒により形成される像画面の短辺方向に配置することにより、長辺方向に配置する場合に比べてモータおよびモータ保持部材をより光軸側に寄せることができ、さらなるレンズ鏡筒の小型化を図ることが可能になる。
【0010】
【発明の実施の形態】
(第1実施形態)
図1から図5には、本発明の実施形態であるビデオカメラ用レンズ鏡筒の構成を示している。なお、図1には上記レンズ鏡筒を分解して示しており、図2には上記レンズ鏡筒の沈胴状態を示している。また、図3には上記レンズ鏡筒のワイドズーム状態を示しており、図4には上記レンズ鏡筒のテレズーム状態を示している。また、図5には、上記レンズ鏡筒を光軸方向後方から見た構成を示している。
【0011】
これらの図において、101はレンズ鏡筒全体を支え、その光軸方向後端にCCD取付け部111aを有する本体(鏡筒本体)である。なお、以下に説明する各構成部品は、段ギヤ132を除き、全て本体101内に収容される。
【0012】
102は第1の移動レンズ、103は第2の移動レンズ、104は第3の移動レンズ、105は第4の移動レンズである。
【0013】
また、106は本体101に固定された固定枠である。107は固定枠106の外周に回転可能に嵌合し、固定枠106の突き当て部106aと突起部106bとに内径リブ107aが挟み込まれて光軸方向移動が阻止されているカム環(カム筒)である。
【0014】
108は第1の移動レンズ102を保持する第1レンズ枠である。この第1レンズ枠108の外周には、本体101に形成された直進溝101aに嵌合する突起108aが設けられているとともに、内周には、カム環107の外周に形成されたカム溝107cに係合するテーパーコロ109が取り付けられている。
【0015】
110は第1のレンズ枠108に固定され、レンズ名称などを表示したシートである。
【0016】
111、112、113、114は本体101と固定枠106に両端を固定され光軸に平行に保持されたバーである。
【0017】
115は第2の移動レンズ103を保持する第2レンズ枠である。この第2レンズ枠115に形成されたスリーブ115aはバー111に光軸方向に移動可能に嵌合しており、U溝部115bがバー112に光軸方向に移動可能に嵌合することによりバー111を中心とした第2レンズ枠115の回転が阻止される。
【0018】
116は第2レンズ枠115に固定され、カム環107の内周に形成されたカム溝107dに係合するテーパーコロである。
【0019】
117は内径側が若干小径の略円筒形状に形成された円筒コロである。この円筒コロ117は、沈胴状態ではカム環107の外周に形成された溝107fの間に位置し、ズーム領域ではカム環107の外周側にある光軸にほぼ垂直な面107gと若干の隙間のある位置に配置される。
【0020】
第1の移動レンズ102や第1レンズ枠108やシート110に光軸方向に外力がかかると、テーパーコロ116はカム溝107dに沿って外周側にたわみ、光軸方向に移動すると円筒コロ117が光軸にほぼ垂直な面107gに突き当たり外力を受けることによって、テーパーコロ116が大きく変形することが防止される。また、カム溝107dにおけるテーパーコロ116の当たった位置に傷が付くことも防止できる。
【0021】
118は第3の移動レンズ104を保持する第3レンズ枠である。この第3レンズ枠118に形成されたスリーブ118aはバー113に光軸方向に移動可能に嵌合しており、U溝部118bがバー114に光軸方向に移動可能に嵌合することによりバー113を中心とした第3レンズ枠118の回転が阻止される。
【0022】
119は第3レンズ枠118に取り付けれ、カム環107の内径に形成されたカム溝107eに係合するテーパーコロである。
【0023】
120は第3レンズ枠118に取り付けられ、第3レンズ枠118とともに光軸方向に移動する絞り装置である。
【0024】
また、121は光軸に対してこのレンズ鏡筒によって形成されるCCD撮像画面の長方形状の長辺方向に配置され、絞り装置120を駆動する絞りモータである。また、122は絞りモータ121に駆動信号を伝達するとともに、絞り装置120の光軸方向移動に伴って曲げ部122aが変形する絞りFPC(フレキシブルプリント基板)である。
【0025】
123は、図2〜図4に示すように、第4の移動レンズ105をレンズ保持板124とで挟み込み保持する第4レンズ枠である。この第4レンズ枠123に形成されたスリーブ123aはバー113に光軸方向に移動可能に嵌合しており、U溝部123bがバー114に光軸方向に移動可能に嵌合することによってバー113を中心とした第4レンズ枠123の回転が阻止される。
【0026】
この第4レンズ枠123は、第3レンズ保持枠118と同じバー113,114に嵌合しているため、バー113とバー114との位置ずれや傾きに対して第3の移動レンズ104と第4の移動レンズ105は同様に位置ずれや傾きを生じるが、逆に言えば、第3の移動レンズ104と第4の移動レンズ105の相対的な位置ずれや傾きは少なくすることができる。
【0027】
126は第4レンズ枠123に取り付けられたラックであり、このラック126はコイルばね125によって第4レンズ枠123に対して光軸方向に片寄せされている。
【0028】
127は上記撮像画面の短辺方向に配置され、第4の移動レンズ105を光軸方向に駆動するステッピングモータ(請求の範囲にいうモータ)である。このステッピングモータ127は、出力軸として形成された送りネジ部128と、この送りネジ部128に一体的に構成されたマグネットロータとこのロータを電磁駆動するコイルとを収容した駆動部127aとから構成されている。
【0029】
送りネジ部128には、上記ラック126が噛み合う。このため、ステッピングモータ127が作動して送りネジ部128が回転すると、この送りネジ部128とラック126との噛合い作用によって第4レンズ枠123が光軸方向に移動する。
【0030】
129はステッピングモータ127を保持するモータ保持部材である。このモータ保持部材129は、所要の抜き形状を有する金属板が折り曲げ加工されることによって製作されたものであり、送りネジ部128を回転可能に保持するとともに駆動部127aが固定される、光軸方向に長い略U字形状を有する本体部129bと、この本体部129bから駆動部127aの近傍まで延長された部分の先端側を光軸直交方向に立ち曲げて形成された鏡筒取付部129aとを有して構成されている。
【0031】
このモータ保持部材129およびこれに保持されたモータ127は、本体101内に光軸方向後方(CCD側)から挿入され、鏡筒取付部129aが本体101の後端面(図示せず)に当接した位置で光軸方向について位置決めされる。そして、鏡筒取付部129aは本体101の後端面にビスにより固定される。
【0032】
このように、モータ保持部材129における駆動部127aの近傍に鏡筒取付部129aを形成したことにより、鏡筒取付部129aは、送りネジ128に噛み合うラック126や第4レンズ枠123とは光軸方向にずれて配置される。このため、モータ保持部材129を、ラック126や第4レンズ枠123と干渉させることなく、光軸側に寄せた位置にて固定できる。
【0033】
また、モータ保持部材129およびモータ127をCCD側から組み込めるので、固定枠106、第2レンズ枠115、第3レンズ枠118および第4レンズ枠123を本体101内に組み込んだ後に、本体101の外周側に切り欠き等を設けることなく容易に組み込むことができる。
【0034】
さらに、本実施形態では、図5に示すように、光軸に対して撮像画面の短辺方向Tにモータ保持部材129およびモータ127を配置しているので、光軸に対して撮像画面の長辺方向に配置する場合に比べてよりこれらモータ127等を光軸に寄せて配置することができる。このため、モータ保持部材129およびモータ127を内包するように配置されたカム環107を小径化することができ、レンズ鏡筒全体を小型化(小径化)することができる。
【0035】
130は本体101に取り付けられた減速機付きのステッピングモータで、光軸に対して撮影画面のステッピングモータ127とは反対側の短辺方向に配置されている。これにより、このステッピングモータ130も光軸側に寄せて配置することができ、モータ130の外側に配置されているカム環107を小径化して、レンズ鏡筒を小型化することができる。
【0036】
131は本体101に回転可能に取り付けられ、ステッピングモータ130の出力ギヤと噛み合うギヤである。
【0037】
132はギヤ131と大ギヤ部132aで噛み合い、カム環107の外周ギヤ部107iと小ギヤ部132bで噛み合う段ギヤである。
【0038】
133は本体101に固定されたストッパーであり、段ギヤ132の光軸方向移動を阻止するとともに、回転ストッパー部133aがカム環107の突起部107hに回転方向にて突き当たることによりカム環107の回転を阻止する。
【0039】
カム溝107c、カム溝107d、カム溝107eおよび垂直な面107gは、このレンズ鏡筒がテレ状態から撮影範囲外状態となる位置まで延長され、この延長された位置からテーパーコロ109、テーパーコロ116、テーパーコロ119および円筒コロ117を組み込むことができるようになっている。そして、回転ストッパー部133aは、これらコロの組み込み後にカム環107を回転させ、レンズ鏡筒を撮影範囲内状態とした後に、カム環107が再び撮影範囲外のコロ組み込み位置まで回転してコロが外れてしまうことがないように、カム環107の回転を阻止する。
【0040】
134はカム環107の突起部107hがセンサーの間に挿入されることによりカム環107の回転位置を検出するカム環回転位置検出装置である。
【0041】
135は第4レンズ枠123の遮光突起123cがセンサーの間に挿入されることにより、第4レンズ枠123の光軸方向の位置を検出する第4レンズ位置検出装置である。
【0042】
136はステッピングモータ127、ステッピングモータ130、カム環回転位置検出装置134および第4レンズ位置検出装置135に信号を伝達するFPCである。
【0043】
上記構成において、レンズ鏡筒を沈胴状態からワイド状態にする際の動作を説明する。図2の状態でFPC136よりステッピングモータ130に沈胴状態から撮影状態になるように回転信号が伝達されると、ステッピングモータ130が回転する。このステッピングモータ130の出力は、ギヤ131と段ギヤ132によりカム環107の外周ギヤ部107iに伝達される。
【0044】
カム環107が回転すると、第1レンズ枠108は突起108aにより回転が阻止されているので、第1レンズ枠108の内周に取り付けられたテーパーコロ109とカム環107の外周に形成されたカム溝107cとのカム作用により光軸方向へ移動する。また、第2レンズ枠115は、バー111とバー112とにより回転が阻止されているので、第2レンズ枠115の外周に取り付けられたテーパーコロ116とカム環107の内周に形成されたカム溝107dとのカム作用により光軸方向に移動する。
【0045】
さらに、第3レンズ枠118は、バー113とバー114により回転が阻止されているので、第3レンズ枠118の外周に取り付けられたテーパーコロ119とカム環107の内周に形成されたカム溝107eとのカム作用により光軸方向に移動する。
【0046】
さらに、カム環107が回転すると、カム環107の突起107hがカム環回転位置検出装置134のセンサー隙間に入り込み、カム環107の回転位置が検出される。この回転位置が検出された位置からステッピングモータ130に所要の数の駆動パルスを入力することにより、カム環107を図3のワイド状態まで回転させる。
【0047】
また、ステッピングモータ127に回転信号を伝達し、第4レンズ位置検出装置135の信号により第4レンズ枠123の位置検出を行い、この位置検出された位置からステッピングモータ127に所要の数の駆動パルスを入力することにより、第4レンズ枠123を図3のワイド状態に移動させる。
【0048】
次に、レンズ鏡筒を撮影状態から沈胴状態にする場合の動作を説明する。ステッピングモータ127に回転信号を伝達して、沈胴状態で他のレンズ枠と干渉しない位置に第4レンズ枠123を移動させる。そして、ステッピングモータ130を沈胴状態から撮影状態にするときとは反対方向に回転させ、沈胴状態に対応する回転位置までカム環107を回転させる。
【0049】
カム環107が回転することにより、このカム環107の各カム溝107c,107d,107eと第1〜第3レンズ枠108,115,118に取り付けられたコロ109,116,119とのカム作用によって第1〜第3レンズ枠108,115,118は光軸方向に移動し、沈胴状態となる。
【0050】
次に、ズーム動作について説明する。ステッピングモータ130に回転信号を伝達し、カム環107を回転させると、カム環107の各カム溝107c,107d,107eとコロ109,116,119とのカム作用によって第1〜第3レンズ枠108,115,118が光軸方向に移動する。
【0051】
また、これら第1〜第3レンズ枠108,115,118の光軸方向の移動に合わせて、ステッピングモータ127に回転信号を伝達することにより、第4レンズ枠123も光軸方向に移動する。これにより、ズーミングが行われる。
【0052】
なお、本発明を適用できるレンズ鏡筒の構成は以上説明した実施形態のものに限られるものではなく、ステッピングモータを保持するモータ保持部材に、これを鏡筒本体に対して光軸方向から取り付けるための鏡筒取付部が設けられているレンズ鏡筒であればよい。
【0053】
また、本実施形態では、ビデオカメラ用レンズ鏡筒について説明したが、本発明は、デジタルカメラ、銀塩カメラ等といった他の光学機器にも適用することができる。
【0054】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、モータ保持部材におけるモータの駆動部の近傍に形成した鏡筒取付部を鏡筒本体に対して光軸方向から取り付けるようにしているので、鏡筒取付部をモータの送りネジ部に噛み合うラックやこのラックが取り付けられているレンズ保持枠および他のレンズ保持枠等に対して光軸方向にずらすことができる。このため、モータ保持部材のラック等との干渉を避けつつ、モータおよびモータ保持部材を光軸側に寄せて配置することができる。したがって、モータおよびモータ保持部材を内包するようにこれらの外側に配置されるカム筒を用いる場合でも、カム筒の径が小さくて済み、レンズ鏡筒の小型化(小径化)を図ることができる。
【0055】
なお、モータおよびモータ保持部材を、光軸に対してこのレンズ鏡筒により形成される像画面の短辺方向に配置すれば、長辺方向に配置する場合に比べてモータおよびモータ保持部材をより光軸側に寄せることができ、さらなるレンズ鏡筒の小型化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態であるレンズ鏡筒の構成を説明する分解斜視図である。
【図2】上記レンズ鏡筒の沈胴状態を説明する断面図である。
【図3】上記レンズ鏡筒のワイド状態を説明する断面図である。
【図4】上記レンズ鏡筒のテレ状態を説明する断面図である。
【図5】上記レンズ鏡筒を光軸方向後方から見た図である。
【図6】従来のレンズ鏡筒の構成を示す斜視図である。
【符号の説明】
101…本体
102…第1の移動レンズ
103…第2の移動レンズ
104…第3の移動レンズ
105…第4の移動レンズ
106…固定枠
106a…突き当て部
106b…突起部
107…カム環
107a…内径リブ
107c,107d,107e…カム溝
107f…溝
107g…垂直な面
107h…突起部
107i…外周ギヤ部
108…第1レンズ枠
109,116,119…テーパーコロ
110…シート
111,112,113,114…バー
115…第2レンズ枠
117…円筒コロ
118…第3レンズ枠
118a…スリーブ
118b…U溝部
120…絞り装置
121…絞りモータ
122…絞りFPC
123…第4レンズ枠
123a…スリーブ
123b…U溝部
123c…遮光突起
124…レンズ保持板
125…コイルばね
126…ラック
127…ステッピングモータ
127a…駆動部
128…送りネジ部
129…モータ保持部材
129a…鏡筒取付部
130…ステッピングモータ
131…ギヤ
132…段ギヤ
133…ストッパー
133a…回転ストッパー部
134…カム環回転位置検出装置
135…第4レンズ位置検出装置
136…FPC
T…撮像画面の短辺方向
Claims (6)
- レンズを光軸方向に駆動する送りネジ部および前記送りネジ部を駆動する駆動部を有するモータと、前記送りネジ部および前記駆動部を保持する本体部と、鏡筒本体に対して光軸方向から取り付けられる鏡筒取付部とを有するモータ保持部材と、を備えたレンズ鏡筒であって、
前記モータおよび前記モータ保持部材の少なくとも一部が前記鏡筒本体の径方向内側に配置されており、
前記鏡筒取付部は、前記モータ保持部材における前記本体部から前記駆動部側へ光軸方向に延長された部分の先端側を光軸直交方向に立ち曲げられるように形成されていることを特徴とするレンズ鏡筒。 - 前記モータ保持部材は、前記鏡筒本体に対して光軸方向において撮像画面側から取り付けられることを特徴とする請求項1に記載のレンズ鏡筒。
- 光軸と直交する断面内において、前記モータおよび前記モータ保持部材が、光軸に対して前記レンズ鏡筒により形成される像画面の短辺方向に配置されていることを特徴とする請求項1又は2に記載のレンズ鏡筒。
- 回転することにより前記レンズをカム駆動するカム筒を有しており、
前記モータおよび前記モータ保持部材のうち少なくとも一部が前記カム筒の径方向内側に配置されていることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか一項に記載のレンズ鏡筒。 - 前記カム筒が前記鏡筒本体の径方向内側に配置されていることを特徴とする請求項4に記載のレンズ鏡筒。
- 請求項1乃至5いずれか一項に記載のレンズ鏡筒を備えたことを特徴とする光学機器。
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