JP5822648B2

JP5822648B2 - レンズ装置

Info

Publication number: JP5822648B2
Application number: JP2011232774A
Authority: JP
Inventors: 賢大朗 ▲高▼野
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2011-10-24
Filing date: 2011-10-24
Publication date: 2015-11-24
Anticipated expiration: 2031-10-24
Also published as: JP2013092555A

Description

本発明は、レンズ装置に関し、特に、レンズ群を駆動するための駆動手段を着脱可能な機構を有するレンズ装置に関する。

従来のレンズ装置において、フォーカスレンズ部またはズームレンズ部の電動駆動と手動操作の選択は、サーボモジュールとマニュアルモジュールを着脱交換することにより、実現している。これらモジュールが装着されていないとき、レンズが自由に移動しないために、駆動軸の回転を抑制する提案がされている。例えば、特許文献１では摩擦力を利用し、特許文献２では爪部と穴を用いて、回転を抑制する例が開示されている。

特公昭６０−００７２４６号公報特開平０８−１２２６１４号公報

特許文献１では、摩擦力を発生させるためのバネは、摩擦力を発生させるためだけに使用されおり、モジュールの回転力の伝達は、カップリング部の係止ピンを利用しているため、部品点数が多い。また、特許文献２では、爪部と穴を用いて、回転を抑制しているため、マニュアルモジュール装着時に、自重でレンズが動くことを防止するためのトルク発生機構を別で構成する必要があり、部品点数が増えてしまう。
そこで、本発明の目的は、部品点数を増やすことなく、駆動軸の回転を抑制するとともに、モジュールの回転力を伝達することである。

上記目的を達成するために、本発明の、可動なレンズを駆動する駆動手段を着脱可能なレンズ装置は、該可動なレンズの駆動機構と接続する駆動軸と、該駆動軸に対し、該駆動軸の軸方向に移動可能であり、該軸を中心とする相対的な回転ができないように該駆動軸と嵌合し、該駆動手段のカップリング部と係合する駆動軸係合手段と、該駆動軸と該駆動軸係合手段との間に挟持された第１の弾性部材と、を有し、該駆動軸係合手段は、カップリングスリップ面を有し、該駆動手段の非装着時は、該第１の弾性部材によって、該カップリングスリップ面が該レンズ装置の固定部材の接触面に対して付勢されて前記接触面と前記カップリングスリップ面とが摩擦接触することにより、前記駆動軸は自由な回転は規制され、該駆動手段の装着時は、該駆動手段の非装着時よりも該第１の弾性部材が圧縮された状態で該駆動手段と該駆動軸係合手段は係合する、ことを特徴とする。

本発明によれば、部品点数を増やすことなく、駆動軸の回転の抑制と、駆動手段の回転力が伝達できるレンズ装置を提供することができる。

レンズ装置の部分断面図である。（実施例１）駆動部カップリング部の拡大断面図である。（実施例１）駆動部カップリング部の拡大断面図である。（実施例２）駆動部とサーボモジュールの部分断面図である。（実施例２）駆動部とマニュアルモジュールの部分断面図である。（実施例２）

以下に、添付図面を参照して、本発明の実施例について説明する。

図１は、本実施例におけるレンズ装置の部分断面図であり、図２は、図１における駆動部カップリング部の拡大断面図である。

図１を参照して、ズーム部の駆動について説明する。ズームレンズ１は複数の光学群（レンズ群）が含まれ、ズーム部の前後には、図示していないフォーカスレンズ群やリレーレンズ群が配置される。ズームレンズ１のズーミング操作を行う場合、モータによる回転力や、手動操作装置の回転力が、駆動軸係合手段である駆動軸カップリング２７を介して、駆動軸２２に伝達される。駆動軸２２は、ズームレンズ１の複数の光学群を所定の位置に駆動するための駆動機構と接続している。駆動軸２２の先端には小プーリ２１があり、固定筒５内にある円筒溝カム２の先端にはプーリ１２があり、両プーリに噛み合うベルト２０は、駆動軸２２の回転を円筒溝カム２に伝達する。円筒溝カム２は、固定筒５にあり、ベアリング１１ａ、１１ｂを介して、円筒溝カム中心軸４１を中心に回転する。円筒溝カム２には、ズームレンズ群７ａ、７ｂの光軸４０方向の軌跡を決めるカム溝３ａ、３ｂが円筒面上に加工されている。ズームレンズ群７ａ、７ｂに取り付けられた曲線カムフォロアー８ａ、８ｂは、カム溝３ａ、３ｂに接しているため、円筒溝カム２が回転するとカム溝３ａ、３ｂに沿って、ズームレンズ群７ａ、７ｂが光軸４０方向を移動する。なお、ズームレンズ群７ａ、７ｂには、固定筒５に加工された直線溝６を光軸４０方向に摺動可能な直線カムフォロアー９が、光軸４０方向周りに３方向に具備されている。そのため、ズームレンズ群７ａ、７ｂは、光軸４０周りの回転を規制された状態で、光軸４０方向に摺動することができる。

次に、図２を参照して、駆動部カップリング部について説明する。本発明のレンズ装置においては、可動なレンズを駆動するための駆動手段は選択的に着脱可能である。図２（ａ）は、ズーム部をサーボ駆動するためのサーボモータを内蔵したサーボモジュール（電動サーボ駆動手段）５０や、手動操作部材からの回転力を伝達するマニュアルモジュール（マニュアル駆動手段）５１が装着されていない状態である。駆動軸２２は、軸受部２４にあるベアリング１１ｃを介して、固定筒５に固定された軸受部２４に対して回転可能な状態で保持されている。駆動軸係合手段である駆動軸カップリング２７は、駆動軸２２外径部と軸方向に摺動して移動可能であるように嵌合している。駆動軸カップリング２７は、駆動軸２２に固定されているキー２５と駆動軸カップリング２７内のキー溝部３０が接することで、駆動軸２２に対しての相対的な回転ができないように規制されている。駆動軸カップリング２７は、駆動軸２２にあるバネ受け穴２３に挿入され、駆動軸２２と駆動軸カップリング２７とにより挟持されたバネ（第１の弾性部材）３２により、図中Ａ方向へ力を受けている。駆動軸カップリング２７には、摩擦板２６の接触面と接触するための、カップリングスリップ面２９が設けられており、Ａ方向に力を受けている駆動軸カップリング２７は、図の位置で維持されている。摩擦板２６は、固定板（固定部材）３１に接着等で回転しないように固定されており、摩擦係数の経年変化が小さい樹脂部材や金属部材である。ここで、搬送などによりレンズが傾き、ズームレンズ群７ａ、７ｂが自重で移動するような場合について説明する。ズームレンズ群７ａ、７ｂが移動しようとすると、円筒溝カム２が回転し駆動軸２２上のキー２５を介して駆動軸カップリング２７が回転しようとする。しかし、Ａ方向に力を受けた駆動軸カップリング２７と摩擦板２６の間で摩擦力が発生するため、駆動軸２２と円筒溝カム２の自由な回転は規制され、ズームレンズ群７ａ、７ｂが容易に移動して曲線カムフォロアー、カム溝等の接触部に衝撃が加わり、打痕等が発生することを防ぐ。

図２（ｂ）は、サーボモジュール５０が装着された状態である。駆動軸カップリング２７のカップリング面２８と、サーボモジュール５０のカップリング面５３は、共に角錐台の形状となっている。これらカップリング面２８、５３が接することで、モジュールカップリング５２の回転力が、駆動軸カップリング２７に伝達されるようになっている。サーボモジュール５０が装着されると、図のＢ方向に駆動軸カップリング２７が押される。すなわち、この状態においては、駆動手段であるサーボモジュール５０が装着されていない状態に対して、バネ３２はより圧縮された状態となっており、カッブリングスリップ面２９は、固定板３１の摩擦板２６から離れる方向に移動する。このとき、駆動軸カップリング２７は、バネ３２によってＡ方向に力を受けているため、駆動軸カップリング２７とモジュールカップリング５２の間に遊びがないように付勢されている。また、駆動軸カップリング２７のカップリングスリップ面２９は、摩擦板２６との接触が解除されているため、摩擦力が発生せず、サーボ駆動時の作動トルクを小さくできる。以上の説明では、サーボモジュール５０について説明したが、マニュアルモジュール５１を使用した場合も同様である。

以上述べたように、本実施例によれば、モジュール非装着時に摩擦力を与えるためのバネ力が、モジュール装着時には、カップリングのガタを除去する役割を果たすため、部品点数削減につながる。なお、本実施例では、ズーム部について説明したが、フォーカス部についても同様の駆動部が適用できる。

図３は、本実施例における駆動部カップリング部の拡大断面図であり、図４はサーボモジュールが装着された駆動部、図５はマニュアルモジュールが装着された駆動部の部分断面図である。

図３を参照して、サーボモジュール５０やマニュアルモジュール５１が装着されていない場合の駆動部カップリング部について説明する。本実施例は、実施例１に対して、弾性部材（第２の弾性部材）３３を追加したものである。弾性部材３３の両端面は、摩擦板２６と固定板３１の両者に接着等により回転しないように固定されている。弾性部材３３は、ゴムやスポンジ、もしくはバネ部材等の弾性力を持った部材である。駆動軸カップリング２７は、バネ３２と弾性部材３３のバネ力（弾性力）の差分をＡ方向に受けており、カップリングスリップ面２９と摩擦板２６が摩擦接触した図３の状態で保持されている。ここで、搬送などによりレンズが傾き、ズームレンズ群７ａ、７ｂが自重で移動するような場合について説明する。ズームレンズ群７ａ、７ｂが移動しようとすると、円筒溝カム２が回転し駆動軸２２上のキー２５を介して駆動軸カップリング２７が回転しようとする。しかし、ばね３２により駆動軸カップリング２７はＡ方向に付勢されているため、駆動軸カップリング２７と摩擦板２６の間には摩擦力が働く。これにより、駆動軸２２と円筒溝カム２の自由な回転は規制され、ズームレンズ群７ａ、７ｂが容易に移動して曲線カムフォロアー、カム溝等の接触部に衝撃が加わり、打痕等が発生することを防ぐ。

次に、図４を参照して、サーボモジュール５０が装着された場合について説明する。サーボモジュール５０は、図中Ｂ方向へ駆動軸カップリング２７とモジュールカップリング５２両者の角錐台形状が、はめ合うように装着され、固定ネジ５６ａを締めることで、固定板３１に対して固定される。このとき、駆動軸カップリング２７は、バネ３２の力によって、モジュールカップリング５２との間に遊びがないように付勢されている。また、サーボモジュール５０のＢ方向の固定位置は、サーボモジュール５０にある位置決めピン５４が、固定板３１のピン穴端面５５に突き当たることで決まる。位置決めピン５４中心のモジュールカップリング５２先端からの距離ｄは、弾性部材３３が自然厚（自由高さ）になり、カップリングスリップ面２９と摩擦板２６の接触が離れる位置に設定される。そのため、サーボモジュール５０が装着時には、摩擦力が発生せず、サーボ駆動時の作動トルクを小さくできる。

次に、図５を参照して、マニュアルモジュール５１が装着された場合について説明する。マニュアルモジュール５１は、図中Ｂ方向へ駆動軸カップリング２７とモジュールカップリング５２両者の角錐台形状が、はめ合うように装着され、固定ネジ５６ｂを締めることで、固定板３１に対して固定される。このとき、駆動軸カップリング２７は、バネ３２の力によって、モジュールカップリング５２との間に遊びがないように付勢されている。また、マニュアルモジュール５１のＢ方向の固定位置は、マニュアルモジュール５１にある位置決めピン５４が、固定板３１のピン穴端面５５に突き当たることで決まる。位置決めピン５４中心のモジュールカップリング５２先端からの距離ｅは、サーボモジュール５０における距離ｄに対し小さく、カップリングスリップ面２９と摩擦板２６との間で、弾性部材３３の力によって、摩擦力が発生するように設定する。この摩擦力は、例えば、マニュアル操作時に、操作部材から手を離しても、ズームが自重で移動しない大きさの摩擦力となるように距離ｅ（バネ３２の圧縮量）を設定することで、良好なマニュアル操作が実現できる。

また、本実施例においては、第２の弾性部材である弾性部材３３は、摩擦板２６側に備える例として挙げたが、本発明はこれに限定されることはなく、駆動軸カップリング２７のカップリングスリップ面２９側、もしくは、双方に備えるようにしてもよい。

以上述べたように、本実施例によれば、実施例１の効果に対して、弾性部材をひとつ追加するだけで、マニュアル操作時の自重落下を防止するトルク発生機構を実現できる。なお、本実施例では、ズーム部について説明したが、フォーカス部等の可動レンズについても同様の駆動部を適用することができる。

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。

１ズームレンズ
２６摩擦板
２７駆動軸カップリング
２９カップリングスリップ面
３１固定板
３２バネ

Claims

可動なレンズを駆動する駆動手段を着脱可能なレンズ装置であって、
該可動なレンズの駆動機構と接続する駆動軸と、
該駆動軸に対し、該駆動軸の軸方向に移動可能であり、該軸を中心とする相対的な回転ができないように該駆動軸と嵌合し、該駆動手段のカップリング部と係合する駆動軸係合手段と、
該駆動軸と該駆動軸係合手段との間に挟持された第１の弾性部材と、
を有し、
該駆動軸係合手段は、カップリングスリップ面を有し、
該駆動手段の非装着時は、該第１の弾性部材によって、該カップリングスリップ面が該レンズ装置の固定部材の接触面に対して付勢されて前記接触面と前記カップリングスリップ面とが摩擦接触することにより、前記駆動軸の自由な回転は規制され、
該駆動手段の装着時は、該駆動手段の非装着時よりも該第１の弾性部材が圧縮された状態で該駆動手段と該駆動軸係合手段は係合する、
ことを特徴とするレンズ装置。
前記駆動手段の装着時は、前記接触面と前記カップリングスリップ面との摩擦接触が解除される、ことを特徴とする請求項１に記載のレンズ装置。
前記カップリングスリップ面と摩擦接触する前記固定部材の接触面の少なくとも一方に第２の弾性部材を有し、
前記駆動手段の前記駆動軸係合手段への装着時における、該駆動手段による前記駆動軸係合手段を介した前記第１の弾性部材の圧縮量により、該カップリングスリップ面が該接触面と摺動する状態と、該カップリングスリップ面が該接触面と接触しない状態とを切り替えることが可能である、
ことを特徴とする請求項１に記載のレンズ装置。
前記駆動手段は、マニュアル駆動手段または電動サーボ駆動手段である、ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のレンズ装置。
前記駆動手段は、マニュアル駆動手段または電動サーボ駆動手段であり、
前記駆動軸係合手段に該マニュアル駆動手段が装着された時は、前記カップリングスリップ面と前記接触面は摺動し、該サーボ駆動手段が装着された時は、該カップリングスリップ面と該接触面は接触しない、
ことを特徴とする請求項３に記載のレンズ装置。
前記可動なレンズは、フォーカスレンズまたはズームレンズである、ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載のレンズ装置。