JP5074695B2 - レンズ鏡筒 - Google Patents

Description

本発明は、カム環のカム及びこれに係合するカムフォロワーを有し、カム及びカムフォロワーの係合を介してレンズホルダを変位させるようにするレンズ鏡筒に関する。

光学系の焦点距離を変動させるズームレンズ鏡筒において、カムにカムフォロワーを係合させ、カムフォロワーと一体に形成されたレンズを変位させる機構は広く用いられている。より具体的には例えば、円環状部材の内面に軌跡を同じにするカムを３箇所等分に配置したカム環と、それぞれのカムに対応するカムフォロワーを有し、その中心にレンズを保持するレンズ保持部材とをカム係合させる。そして、レンズ保持部材を回転しないように支持するとともにカム環を回転させることで、レンズ保持部材をカムに応じて変位させる機構がある。

このような機構ではカムとカムフォロワーとの間にガタがあると、レンズがガタついて撮影する像の劣化やズーム時の像の揺れを引き起こす原因になるため、ガタはない方が好ましい。しかしながら、ガタがない状態ではカムとカムフォロワーとの摩擦により、カム環を回転駆動するための負荷が大きくなったり、摩擦によるカムやカムフォロワーの磨耗が懸念される。

このような課題に対応するためにカムフォロワーを弾性部材の弾性力によって、カムに対して付勢する方法が提案されている。この方法によれば、確実にガタをなくすことができ、また、弾性部材の弾性力に応じて、カムフォロワーのカムへの付勢力を調整できる。これにより駆動するための負荷を小さくし、磨耗を低減することもできる。

従来、カムフォロワーを付勢するためにカムフォロワーを進退可能に案内し、圧縮ばねによりカムフォロワーの一端を押圧する方法が提案されている。また、特許文献１に記載のものによれば、カムフォロワーを付勢する弾性部材として板ばねを用いている。

実用新案登録第２５６７２５８号公報

しかしながら、圧縮ばねによりカムフォロワーの一端を押圧する方法では、カムフォロワーを付勢する方向に圧縮ばねが入ることになるので、少なくとも圧縮ばねを収める構造が必要になる。そのためレンズ保持部材の半径方向への小型化に不利であった。

また、特許文献１に記載のものでは、カムフォロワーを付勢する弾性部材として板ばねを用いている。ところが、カムフォロワーの一部をくびれさせ、そこに板ばねを引掛け、カムフォロワーとレンズ保持部材の嵌合部がレンズ保持部材の半径方向へ伸びる方式のため、半径方向への小型化に不利である。また、カムフォロワーがレンズ保持部材から脱落するのを防止するためには、カムフォロワーとレンズ保持部材の嵌合長を長くする必要がある。この点からも、半径方向への小型化に不利であるし、カムフォロワーのレンズ保持部材からの脱落を完全に防止することはできないという問題があった。

本発明の課題は、有効に小型化を図るとともに、適正かつ安全作動を保証するレンズ鏡筒を提供することである。

上記課題を解決するため本出願に係る発明は、カム環のカムと係合するカムフォロワーを介してレンズ保持部材を光軸方向に変位させるように構成されたレンズ鏡筒であって、前記レンズ保持部材は、前記カムフォロワーを前記カム環の径方向に案内する案内手段と、前記レンズ保持部材に固定された弾性部材であって、前記カムフォロワーを前記案内手段による案内方向へ付勢する板状の弾性部材と、を有し、前記弾性部材は、前記レンズ保持部材への固定された部分とは別に前記レンズ保持部材に設けられた移動制限手段であって、前記カムフォロワーの当該弾性部材による付勢方向とは反対方向の前記カムフォロワーとの当接により生じる当該弾性部材の移動を規制する移動制限手段を備えたことを特徴とする。

本発明によれば、レンズ保持部材はカムフォロワーをカム環の径方向に付勢する板状の弾性部材を有し、この弾性部材によってカムフォロワーをカムに当接させるようにしたことで有効に小型化を図ることができる。この場合、カムフォロワー移動制限手段は、カムフォロワーの弾性部材による付勢方向とは反対方向の移動を規制する。これにより組込み後にはカムフォロワーの脱落を完全に防止することができる。これらにより小型化とカムフォロワーの脱落防止を同時に実現することができる。

以下、図面等を参照しながら、本発明によるレンズ鏡筒の好適な実施の形態について詳細に説明する。
図１は、本発明によるレンズ鏡筒の実施形態を示す斜視図である。図１においてレンズ鏡筒は撮影に供しない形態である沈胴状態となっている。図２は、図１と同じレンズ鏡筒の撮影時の状態を示している。本実施形態では、このような沈胴可能なレンズ鏡筒におけるカムフォロワーのカムへの付勢について説明する。

図３は、本発明に係るレンズ鏡筒の分解斜視図である。図３において、１は円筒形状を成し、本光学系の第一群レンズを保持する一群ホルダである。２は同様に第二群レンズを保持する二群ホルダである。３は第三群レンズと絞りおよびシャッターを保持する三群ホルダである。

４は一群ホルダ１の中心に向けて内側に植設された一群カムフォロワーである。一群カムフォロワー４はレンズ鏡筒の中心軸を中心とした円周上に、３箇所等分に配置される。５は二群ホルダ２に固定された二群固定カムフォロワーである。６は二群ホルダ２に対して摺動可能に支持される二群可動カムフォロワーである。二群固定カムフォロワー５は２箇所にあり、二群可動カムフォロワー６と合わせて二群ホルダ２の中心軸を中心とした円周上に、計３箇所等分に配置される。７は三群ホルダ３に固定された三群固定カムフォロワーである。８は三群ホルダ３に対して摺動可能に支持される三群可動カムフォロワーである。三群固定カムフォロワー７は２箇所にあり、三群可動カムフォロワー８と合わせて三群ホルダ３の中心軸を中心とした円周上に、計３箇所等分に配置される。

９は円筒形状を成し、その外面および内面に前述の一群ホルダ１、二群ホルダ２および三群ホルダ３を変位させるためのカムを有するカム環である。１０はカム環９の外面に刻設され、一群カムフォロワー４がカム係合する一群カムである。一群カム１０は一群カムフォロワー４に対応し、円周上に３箇所等分に配置される。１１はカム環９の内面に刻設され、二群固定カムフォロワー５および二群可動カムフォロワー６がカム係合する二群カムである。二群カム１１は二群固定カムフォロワー５および二群可動カムフォロワー６に対応し、円周上に３箇所等分に配置される。１２はカム環９の内面に刻設され、三群固定カムフォロワー７および三群可動カムフォロワー８がカム係合する三群カムである。三群カム１２は三群固定カムフォロワー７および三群可動カムフォロワー８に対応し、円周上に３箇所等分に配置される。

１３は円筒形状をなす外側直進筒である。１４は一群ホルダ１の外面から突出した一群キーである。一群キー１４は３個あり、一群ホルダ１の外周に３箇所等分に配置される。１５は外側直進筒１３の内面の凹み形状であって、鏡筒の中心軸と平行な一群直進溝である。一群直進溝１５は３箇所あり、一群キー１４と嵌合する関係にある。

１６は円筒形状をなす内側直進筒である。１７は二群ホルダ２の外面に、２つの二群固定カムフォロワー５および二群可動カムフォロワー６に対応して設けられた二群直進キーである。１８は内側直進筒１６の円筒面を鏡筒の中心軸と平行に切り欠いた形状とした二群直進溝である。二群直進溝１８は３箇所あり、それぞれが二群直進キー１７と嵌合する関係にある。１９は三群ホルダ３の外側に、２つの三群固定カムフォロワー７および三群可動カムフォロワー８に対応して設けられた三群キーである。２０は内側直進筒１６の円筒面を鏡筒の中心軸と平行に切り欠いた形状とした三群直進溝である。三群直進溝２０は３箇所あり、それぞれが三群キー１９と嵌合する関係にある。

２１はカム環９の外面にあり、鏡筒の中心軸に垂直な面に平行なスリット形状としたカム環外スリットである。２２は外側直進筒１３の内面にあり、鏡筒の中心軸に垂直な面に平行なリブ形状とした外側直進筒リブである。外側直進筒リブ２２はカム環外スリット２１に嵌合して、互いにバヨネット係合する。２３はカム環９の内面にあり、鏡筒の中心軸に垂直な面に平行なスリット形状としたカム環内スリットである。２４は内側直進筒１６の外面にあり、鏡筒の中心軸に垂直な面に平行なリブ形状とした内側直進筒リブである。内側直進筒リブ２４はカム環内スリット２３に嵌合して、互いにバヨネット係合する。

２５はカム環９に半径方向外側に植設されたカム環カムフォロワーである。２６はカム環９に半径方向外側に植設された駆動ピンである。カム環カムフォロワー２５および駆動ピン２６はともに３箇所等間隔に配置される。

２７は不図示の撮像素子に対して不動に保持され、筒形状をなす固定筒である。２８は固定筒２７の内面に刻設され、カム環カムフォロワー２５がカム係合する固定筒カムである。固定筒カム２８はカム環カムフォロワー２５に対応し、円周上に３箇所等分に配置される。２９は固定筒２７の内面と外面との間を貫通し、固定筒カム２８と同じ軌跡を有する穴形状とした駆動ピンカムである。駆動ピンカム２９は、円周上に３箇所等分に配置され、それぞれに駆動ピン２６が貫通するようになっている。さらに、駆動ピンカム２９の開口幅を駆動ピン２６の最大幅よりも広くすることで、摺動抵抗なく駆動ピン２６が貫通可能に構成される。

３０は外側直進筒１３の外面に植設された２つの突起で一組をなす突起形状とした第１の直進キーである。３１は内側直進筒１６の外周に植設された２つの突起で一組をなす突起形状とした第２の直進キーである。第１の直進キー３０および第２の直進キー３１は、それぞれ外周に沿って３箇所等間隔に配置される。３２は固定筒２７の内面の凹み形状であって、鏡筒の中心軸と平行な直進溝である。直進溝３２は２本一組で３箇所あり、第１の直進キー３０および第２の直進キー３１と嵌合する関係にある。

３３は円筒形状をなし、固定筒２７の外側に回転自在に嵌合する駆動環である。３４は駆動環３３の外周の一部に形成された歯車である。３５は駆動環３３の内面の凹み形状であって、鏡筒の中心軸と平行な駆動溝である。駆動ピンカム２９を貫通した駆動ピン２６と、駆動溝３５は互いに係合する関係にある。

次に、上記構成のレンズ鏡筒の動作について説明する。歯車３４に不図示の駆動源から駆動力が作用することにより、駆動環３３は固定筒２７に対して回転する。なお、駆動環３３はその底面が固定筒２７のフランジに当接し、上面は不図示のカバー部材に当接することで、鏡筒の中心軸方向へは移動しないように支持されている。駆動環３３に作用した回転力は、駆動溝３５に嵌合する駆動ピン２６を通して、カム環９にも作用する。カム環カムフォロワー２５は固定筒カム２８にカム係合しているので、カム環９は自身の回転とともに、固定筒カム２８のカム軌跡に沿って鏡筒の中心軸方向へ変位する。このとき駆動ピン２６はカム環カムフォロワー２５と同じ軌跡をたどって回転しながら変位する。この場合、駆動ピンカム２９が固定筒カム２８と同じ軌跡の形状となっているので、固定筒２７に当接することなく作動することができる。

外側直進筒１３は、外側直進筒リブ２２とカム環外スリット２１がバヨネット係合しており、かつ第１の直進キー３０が直進溝３２に嵌合しているので、カム環９の変位とともに回転することなく鏡筒の中心軸方向へ変位する。同様に内側直進筒１６は、内側直進筒リブ２４とカム環内スリット２３がバヨネット係合しており、かつ第２の直進キー３１が直進溝３２に嵌合しているので、カム環９の変位とともに回転することなく鏡筒の中心軸方向へ変位する。

次に、各レンズ群ホルダの動作について説明する。一群ホルダ１は、一群キー１４が一群直進溝１５に嵌合しているので、外側直進筒１３とともに鏡筒の中心軸方向へのみ変位可能になっている。また、一群カムフォロワー４が一群カム１０にカム係合しているので、一群ホルダ１は、カム環９の回転にともなって一群カム１０の軌跡に沿って、鏡筒の中心軸方向へ変位する。

二群ホルダ２は二群キー１７が二群直進溝１８に嵌合しているので、内側直進筒１６とともに鏡筒の中心軸方向へのみ変位可能になっている。また、二群固定カムフォロワー５および二群可動カムフォロワー６が二群カム１１にカム係合しているので、二群ホルダ２は、カム環９の回転にともなって二群カム１１の軌跡に沿って、鏡筒の中心軸方向へ変位する。

同様に三群ホルダ３は三群キー１９が三群直進溝２０に嵌合しているので、内側直進筒１６とともに鏡筒の中心軸方向へのみ変位可能になっている。また、三群固定カムフォロワー７および三群可動カムフォロワー８が三群カム１２にカム係合しているので、三群ホルダ３はカム環９の回転にともなって三群カム１２の軌跡に沿って、鏡筒の中心軸方向へ変位する。

次に、二群可動カムフォロワー６と三群可動カムフォロワー８について説明する。図４は二群ホルダ２の分解斜視図である。図４において、３６はステンレス製で、二群可動カムフォロワーを付勢する弾性部材である板ばねである。３７はビスである。板ばね３６は二群ホルダ２に対して、ビス３７により固定される。３８は板ばね３６の一部であり、二群可動カムフォロワー６を付勢する付勢部分である。３９は板ばね３６の腕である。

図４は板ばね３６の組み込み状態での分解斜視図であり、板ばね３６はチャージされた状態で描かれている。自然状態の板ばね３６は二群可動カムフォロワー６を半径方向外側に付勢するように腕３９が外側に撓んでおり、二群可動カムフォロワー６は半径方向外側へ付勢される。また、このことにより二群可動カムフォロワー６が二群カム１１へ押し付けられるので、ガタのないカム係合を実現することができる。

４０は二群可動カムフォロワー６と嵌合し、二群可動カムフォロワー６を半径方向へ案内する二群可動カムフォロワー穴である。４１は二群可動カムフォロワー穴４０の案内する方向に直交する方向へ突出する突出形状とした二群可動カムフォロワーフランジである。二群可動カムフォロワーフランジ４１が二群ホルダ２に当接することで、二群可動カムフォロワー６が、板ばね３６により半径方向外側へ付勢されても、抜け落ちることはない。

４２は二群ホルダ２に設けられた切欠かれた形状とした切欠き面である。４３は板ばね３６の先端部に設けられた突起である。ここで、図５は二群可動カムフォロワー６部分の断面図である。二群可動カムフォロワー６が半径方向内側に力を受け、板ばね３６のばね力に反して内側に移動した場合には、板ばね３６が内側に撓むが、突起４３が切欠き面４２に当接するので、板ばね３６の撓み量を制限することができる。

図５において明らかなように、突起４３が切欠き面４２に当接するまでの変位Ｌ１に対して、二群可動カムフォロワー６が二群可動カムフォロワー穴４０から抜け落ちるまでの変位Ｌ２の方が長い。これにより組み込み後に、二群可動カムフォロワー６が脱落することはない。なお、二群可動カムフォロワー６が半径方向内側に力を受ける状況は、二群ホルダ２の組付け時、鏡筒の落下時および鏡筒に振動が加わった場合などが考えられる。

図６は三群可動カムフォロワー８部分の断面図である。図６において、４４は三群可動カムフォロワー８と嵌合し、三群可動カムフォロワー８を半径方向へ案内する三群可動カムフォロワー穴である。４５は三群可動カムフォロワー穴４４に入るとともに、三群可動カムフォロワー８の細径部が貫通する圧縮ばねである。圧縮ばね４５により三群可動カムフォロワー８は半径方向外側へ付勢され、三群カム１２に押し付けられるので、ガタのないカム係合を実現することができる。

二群可動カムフォロワー６と三群可動カムフォロワー８を比較すると、二群可動カムフォロワー６の方が半径方向へ占有する空間が少なくて済み、三群可動カムフォロワー８の方が、鏡筒の中心軸方向へ占有する空間が少なくて済む。ここで、図７は鏡筒の沈胴状態における断面図であり、二群可動カムフォロワー６を通る断面である。図７から分るように本レンズ鏡筒では、三群ホルダ３の周りに二群ホルダ２が収納される構造となっている。このような構造のレンズ鏡筒においては、本発明のように板ばね３６を用いて二群可動カムフォロワー６を付勢する方式の方が、三群可動カムフォロワー８を付勢する従来の圧縮ばねを用いた方式よりも、鏡筒内の空間を効率よく利用することができる。また、二群可動カムフォロワーフランジ４１と突起４３を設けることで、二群可動カムフォロワー６が脱落することのない、信頼性の高い鏡筒を実現することができる。

本発明のレンズ鏡筒の実施形態における沈胴状態を示す斜視図である。 本発明のレンズ鏡筒の実施形態における撮影状態を示す斜視図である。 本発明のレンズ鏡筒の実施形態における分解斜視図である。 本発明のレンズ鏡筒に係る二群ホルダの分解斜視図である。 本発明のレンズ鏡筒に係る二群ホルダの断面図である。 本発明のレンズ鏡筒に係る三群ホルダの断面図である。 本発明のレンズ鏡筒の実施形態における沈胴状態を示す断面図である。

符号の説明

１ 一群ホルダ、２ 二群ホルダ、３ 三群ホルダ、４ 一群カムフォロワー、５ 二群固定カムフォロワー、６ 二群可動カムフォロワー、７ 三群固定カムフォロワー、８ 三群可動カムフォロワー、９ カム環、１０ 一群カム、１１ 二群カム、１２ 三群カム、１３ 外側直進筒、１４ 一群キー、１５ 一群直進溝、１６ 内側直進筒、１７ 二群キー、１８ 二群直進溝、１９ 三群キー、２０ 三群直進溝、２１ カム環外スリット、２２ 外側直進筒リブ、２３ カム環内スリット、２４ 内側直進筒リブ、２５ カム環カムフォロワー、２６ 駆動ピン、２７ 固定筒、２８ 固定筒カム、２９ 駆動ピンカム、３０ 第１の直進キー、３１ 第２の直進キー、３２ 直進溝、３３ 駆動環、３４ 歯車、３５ 駆動溝、３６ 板ばね、３７ ビス、３８ 付勢部分、３９ 腕、４０ 二群可動カムフォロワー穴、４１ 二群可動カムフォロワーフランジ、４２ 切欠き面、４３ 突起、４４ 三群可動カムフォロワー穴、４５ 圧縮ばね。

Claims (4)

1. カム環のカムと係合するカムフォロワーを介してレンズ保持部材を光軸方向に変位させるように構成されたレンズ鏡筒であって、
   前記レンズ保持部材は、前記カムフォロワーを前記カム環の径方向に案内する案内手段と、
   前記レンズ保持部材に固定された弾性部材であって、前記カムフォロワーを前記案内手段による案内方向へ付勢する板状の弾性部材と、を有し、
   前記弾性部材は、前記レンズ保持部材への固定された部分とは別に前記レンズ保持部材に設けられた移動制限手段であって、前記カムフォロワーの当該弾性部材による付勢方向とは反対方向の前記カムフォロワーとの当接により生じる当該弾性部材の移動を規制する移動制限手段を備えたことを特徴とするレンズ鏡筒。
2. 前記移動制限手段と前記レンズ保持部材との当接により、前記カムフォロワーと前記案内手段との係合が保持されることを特徴とする請求項１に記載のレンズ鏡筒。
3. 前記カムフォロワーは、前記案内手段と係合する案内係合部と、前記案内手段の案内方向と直交する方向へ前記案内係合部から突設された突出部とを有することを特徴とする請求項１または２に記載のレンズ鏡筒。
4. 前記カムフォロワーは前記カムと係合するカム係合部と、前記弾性部材により付勢される前記突出部との間に、前記案内係合部があることを特徴とする請求項３に記載のレンズ鏡筒。

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