JPH11109209A - 光学機器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 レンズ鏡筒のカム機構におけるカムピンのガ
タ寄せ機構の改善を図り、光学機器の小型化を図る。 【解決手段】 レンズ保持枠を撮影光軸に沿って移動す
る外径側先端がテーパー形状のカムピン１２と、該カム
ピン１２を径方向に摺動自在に保持する嵌合穴８ａと、
該嵌合穴８ａが連通する円弧状溝部８ｄを形成したレン
ズ保持枠８とを有し、前記円弧状溝部８ｄの曲率よりも
大きな曲率を有する板バネ１３を前記円弧状溝部８ｄ内
に配置することにより、前記カムピン１２に径方向の付
勢力を与えるようにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、カメラ、ビデオカ
メラ、デジタルカメラ等の光学機器に係り、レンズ鏡筒
等の光学素子保持部材を所定のカム軌跡に沿って移動さ
せるためのカム機構に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】少なくとも２群以上のレンズ群を有し、
該レンズ群を公知の直進案内機構及びカムリングなどに
より光軸方向に沿って移動させることで撮影倍率を変化
させるズームレンズの駆動制御機構が知られている。

【０００３】また、光軸方向に沿って移動される複数の
レンズ群を保持する保持部材には、前記直進案内機構に
設けられた直進案内溝やカムリングに設けられたカム溝
と摺動自在に係合するカムピンが設けられている。そし
て、前記カムピンと直進案内溝、カム溝との間には僅か
なガタが存在するので、複数のレンズ群は光軸前後方向
や倒れ方向に微小量動く場合がある。

【０００４】そのため、この光軸前後方向の動きや倒れ
方向の動きは、光学性能に大きな影響を及ぼしピント精
度や像性能に影響を招くことが考えられる。

【０００５】そこで、このような状況を防止するために
次のような対策が従来より行なわれている。

【０００６】１．前後群レンズの間に圧縮バネを配し、
これの作用により各レンズ群を相対離反する方向に弾性
付勢する方式、 ２．特開平６−１９４５５５号公報に示されているよう
に、カム部材の他方のカム面と接触し、カムピンを一方
のカム面に対して押圧する弾性力を有する片寄せ部材を
設けることでガタを吸収する方式、 ３．実公平２−４４２４７号公報に示されているよう
に、同軸上に配置された複数の先端テーパー状カムピン
をその突出方向に複数の圧縮バネで付勢してガタを吸収
する方式等、 以上のようなガタ吸収機構が提案されている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来例によるガタ吸収機構では以下に示すような問題
が発生する。

【０００８】１．レンズ群間にスプリングを配してガタ
を吸収しようとする方式にあっては、レンズ群同士には
常に互いに離反する方向に片寄せ力が前記スプリングに
より働いている。

【０００９】このため、ズーミング動作に伴ってレンズ
群間隔が狭くなる方向に変化すると、前記レンズ群間の
スプリングの弾性力に逆らってバネがチャージされるた
め必要以上の駆動力が必要となる。

【００１０】また、撮影レンズを撮影待機状態から収納
位置（所謂沈胴位置）に駆動する際、一般的にはワイド
状態で広がったレンズ群間隔を再度縮める動作が必要と
なる。この時、さらに収納状態において撮影レンズの前
面を開閉自在に覆うバリア（開方向にバネ付勢されてい
る）を閉成するための負荷が加わり上記ズーミング動作
における駆動力よりもさらに大きな駆動力が必要とな
る。この結果、大きなモータや大減速機機構を使用しな
ければならず、カメラの大型化を招き、また電池の消耗
も招き易い傾向にある。

【００１１】２．特開平６−１９４５５５号公報に示さ
れている片寄せ方式においては、弾性力を有する片寄せ
部材をカムフォロワーに回動自在に取り付け、カム溝の
一方の端面をバネ付勢し、カムフォロワーをもう一方の
カム溝の端面に押圧付勢することでガタを吸収してい
る。

【００１２】このような方式だと上述した１に示した問
題は解決されるが、片寄せ部材をカム溝の中に収めるた
め片寄せ部材を小型化する必要が有り、結果として片寄
せ部材のバネ定数が大きくなってしまう。

【００１３】このことは、安定した弾性力を発生させる
ことが難しいことを表しており、片寄せ部材の微小な変
位で付勢力が大きく変化することとなり、ズーム負荷変
動が大きくなる。その結果、安定した鏡筒駆動制御が得
られない虞れがある。

【００１４】また、この問題を解決するために弾性力を
有する片寄せ部材をカム溝幅方向に大きくすると、今度
は、リード変化の激しいカム溝に対して片寄せ部材が干
渉してしまうという問題が発生する。

【００１５】さらにこの方式は円筒形状のカムピンと、
カム溝に対して有効であるが、先端方向に行くに従って
径小となるテーパーカムピンとそれに対応するカム溝に
おいては、一方のカム面に対して片寄せ部材で片寄せ力
を発生させてもテーパー角が９０°を超えると、もう一
方のカム面には片寄せ力が作用しなくなる。

【００１６】また、仮に９０°以下のテーパー面であっ
たとしても片寄せ部材による片寄せ力はテーパー角度分
ロスしてしまうため、要求される片寄せ力を満足させる
ために片寄せ部材が大型化してしまうという新たな問題
が発生する。

【００１７】３．実公平２−４４２４７号公報に示され
ている片寄せ方式においては、同軸上に配置された複数
のテーパー状カムピンを複数の圧縮コイルバネによって
径方向に付勢してガタ取りを行っているが、同軸上に相
対摺動可能に配置されたカムピン同士には必然的にガタ
が存在する。そのためこのガタの影響を極力少なくする
為にカムピン同士の嵌合長を十分に確保する必要が出て
くる。またこの複数のカムピンを径方向に付勢するため
の圧縮コイルバネも複数必要となり、バネの収納スペー
スが大型化しカメラの大型化を招いてしまうという問題
が発生する。

【００１８】さらにこれらカムピンは径方向に常時付勢
されており、また脱落防止の係止機構もないので、組立
て時にカムピンがバネ力により脱落しないようにしなが
ら移動レンズを固定筒およびカム筒に組込む必要がある
ので、組立て作業性が悪くなり、組立て工数ＵＰ、コス
トＵＰ等を招いてしまうという問題が発生する。

【００１９】本出願に係る第１の発明の目的は、限られ
たスペースを有効利用してバネを配置し、目的とする付
勢力の発生を簡単な構造で達成し、レンズ保持枠を大型
化することなく、小型で安価なカムピンガタ寄せ構造を
実現することにある。

【００２０】本出願に係る第２の発明の目的は、第１の
発明に加えてさらにカムピンが組込み時に脱落しないよ
うに構成することで、組立て作業性を向上し、その結
果、組立て工数を削減し、安価なカメラを実現すること
である。

【００２１】本出願に係る第３の発明の目的は、第１、
第２の発明に加えてさらに組み込み状態においてバネが
収納スペース内で自由に移動することを防止し、安定し
たバネ力を発生させることで安定した機能を保証するこ
とである。

【００２２】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本出願に係わる第１の発明の光学機器の構成は、光
学素子を保持する保持枠と、前記保持枠に対して径方向
に移動可能に設けられた先端がテーパー形状のカムピン
と、前記カムピンの先端部が係合するカム溝を有するカ
ム部材とを有し、前記カム部材が所定の方向に移動する
ことにより前記保持枠を光軸方向に沿って移動可能とす
る光学機器において、前記保持枠には、前記カムピンを
径方向に摺動自在に保持する嵌合穴と、該嵌合穴が連通
する円弧状溝部が形成され、前記円弧状溝部の曲率より
も大きな曲率を有し、前記円弧状溝部内に配置された板
バネで前記カムピンを径方向外方へ付勢するようにした
ものである。

【００２３】上記構成において、円弧状溝部の曲率より
大きな曲率の板バネを円弧状溝部内に配置することで、
径方向の大きさを増さずに円周方向に十分なスペースを
確保し、小型で安定したバネ力を発生することができる
ガタ寄せ機構を実現した。

【００２４】本出願に係わる第２の発明の光学機器の構
成は、前記カムピンの内径側端部には、前記嵌合穴への
圧入で貫通できる程度の大きさの抜け止め部が形成され
ているものである。

【００２５】上記構成により、カムピンは自重や付勢力
により嵌合穴から外れないので、高度な技術を必要とせ
ずに光学部材を直進案内部材及びカムリング等に組込む
ことができ、組立て作業性を向上し、その結果、組立て
工数を削減し、安価な光学機器を実現することを可能と
した。

【００２６】本出願に係わる第３の発明の光学機器の構
成は、前記板バネには、カムピン当接部に、該カムピン
の係合で板バネの円周方向への動きを規制する凹状の被
係合部が形成されているものである。

【００２７】上記構成により、板バネとカムピンとの係
合が外れることなく、常に安定したバネ力でもってカム
ピンを付勢することができる。

【００２８】

【発明の実施の形態】

（第１の実施の形態）図１は、本発明に係る第１の実施
の形態を表すカメラの鏡筒の要部斜視図である。本実施
の形態に適用される鏡筒の構成は所謂差動カム筒を二つ
設けた三段沈胴式鏡筒である。

【００２９】１は不図示のカメラ本体に固定される固定
筒であり、該固定筒１の内周部にはメスヘリコイドが形
成されている。２は第１差動カム筒で、その後端外周部
２ａにはオスヘリコイドが形成されている。３は前記第
１差動カム筒２の内周部に回転方向のみ摺動自在に保持
される第１直進ガイド筒である。組込み時、第１差動カ
ム筒２に不図示のモーター等による駆動源からの回転力
が付与されると、該第１差動カム筒２は固定筒１のメス
ヘリコイドとヘリコイド結合により回転しつつ光軸方向
に沿って進退する。この時、前記第１直進ガイド筒３は
その回転を固定筒１により規制されるように構成されて
いるので、第１差動カム筒２と一体となって回転せずに
光軸方向に進退する。

【００３０】９は撮影光路外の有害光をカットするため
の第１フレアカット板であり、第１フレアカット板９の
中心部には必要な撮影光を通すための開口９ａが形成さ
れ、さらに外周部分には前記第１直進ガイド筒３の後端
フランジ部３ａに形成された不図示の被係合部に係止さ
れる複数の係合部９ｂが形成されている。この構成によ
り第１フレアカット板９は前記第１直進ガイド筒３と一
体となって光軸方向に進退することとなる。

【００３１】４は前記第１直進ガイド筒３の内径部に組
込まれ、前記第１直進ガイド筒３の内径部に形成された
カム溝の作用により回転と同時に光軸方向に進退するよ
うに構成された第２差動カム筒であり、該第２差動カム
筒４の内周部には、第２直進ガイド筒７が相対回転可能
なように組込まれる。

【００３２】６はナットリングで、前記第２直進ガイド
筒７の爪部７ａと後端フランジ部７ｂとの間に相対回転
可能なように支持されると共に、組込み時、第２差動カ
ム筒駆動ピン１１が、第２差動カム筒４の開口穴４ａを
通してその外径部に形成されたナット部６ａと螺合し、
その結果、第２直進ガイド筒７の後端フランジ部に形成
された係合突起７ｄが第１直進ガイド筒の内径部に形成
された不図示の光軸方向溝部に相対摺動可能に係合する
ので、第２差動カム筒４と第２直進ガイド筒７とは相対
回転しながら前記第１差動カム筒２及び第１直進ガイド
筒３に対して光軸方向に沿って進退することとなる。

【００３３】この時さらに第２差動カム筒４および第２
直進ガイド筒７の内径部において、第１レンズ群２０１
（図２参照）を保持する所の１群レンズ鏡筒５及び第２
レンズ群２０４を保持する２群レンズホルダー８が、前
記第２差動カム筒４の内径部に形成された不図示のカム
溝２０２、２０３（図２参照）により光軸に沿って予め
決められた位置に駆動制御される。このとき、１群レン
ズ鏡筒５はその内径部に形成された光軸方向突条５ａが
第２直進ガイド筒７の外周対応部に形成された光軸方向
溝部７ｅと相対摺動自在に係合し、また２群レンズホル
ダー８はその外周部に形成された円柱状突部８ｇが第２
直進ガイド筒７の光軸方向溝部７ｆと相対摺動自在に係
合することにより、光軸回りの回転は阻止されている。

【００３４】この２群レンズホルダー８を光軸に沿って
駆動制御する為の２群カムピン１２、及び該２群カムピ
ン１２を径方向に付勢する為の板ばね１３、そして板ば
ね１３の脱落を防止するための板ばねカバー１４が本実
施の形態の特徴的な構成である。

【００３５】２群カムピン１２は、２群レンズホルダー
８に形成された嵌合穴８ａに一定量摺動自在に支持され
る。この詳細を図４を用いて説明する。図４は前記２群
カムピン１２の拡大詳細図で図２のＢ部を拡大したもの
である。前記嵌合穴８ａの内径側端部には径小部分８ｂ
が形成されている。この径小部分８ｂには２群カムピン
１２の径小部１２ａが摺動自在に嵌合する。

【００３６】また、２群カムピン１２の内径側端部に
は、２群ホルダー側の嵌合穴径大部８ｃよりも径小でか
つ前記嵌合穴径小部８ｂよりも径大に形成された軽圧入
部１２ｂが形成されている為、該２群カムピン１２を組
込むに際して、前記２群カムピンの軽圧入部１２ｂが前
記径小部８ｂに干渉する部分で圧入による組み込みが行
われ組込み後は前述した板ばね１３の作用により２群カ
ムピン１２が外径方向に付勢されても２群カムピン先端
軽圧入部１２ｂの方が、２群レンズホルダー８の径小部
８ｂよりも径大となっている為、簡単には外れることは
ない。

【００３７】次に、前記板ばね１３の作用について図５
を用いて説明する。

【００３８】板ばね１３は自由状態においては図中破線
で示したように２群レンズホルダー８の円弧状溝部であ
る板ばね組み込み部８ｄの内径側の壁８ｅの曲率よりも
大きな曲率を有している。これに対し、２群カムピン１
２が第２差動カム筒４に組込まれると、その先端軽圧入
部１２ｂは板ばね１３の被係合部１３ａを内径方向に押
圧する。そうすると、板ばね１３の両腕部１３ｂが前記
壁８ｅと接し該板ばね１３の曲率を小さくするように変
形させる。

【００３９】この結果、その反力が２群カムピン１２に
作用して該カムピン１２には外径方向へ突出しようとす
る力が発生する。この力により、該カムピンのテーパー
部１２ｃは第２差動カム筒４のカム溝２０３に押圧付勢
される結果、ガタ付くこと無く２群レンズホルダー８を
支持することが可能となる。さらに板ばね１３の前記被
係合部１３ａは図１にも示されるように凹状となってお
り、組込み状態では２群カムピンの先端軽圧入部１２ｂ
と係合しているので、周方向の動きを規制されている。

【００４０】この為、板ばね１３の位置ずれが起きない
ので安定したばね力を２群カムピンに加えることが可能
となる。

【００４１】そして、板ばね１３が脱落しないように、
リング状に形成された板ばねカバー１４の内周に周方向
に沿って複数形成された内径嵌合部１４ａが２群レンズ
ホルダー８の前端部に形成された被係合部８ｆに圧入等
の手段により固定されている。

【００４２】１０は第２直進ガイド筒７の後端フランジ
部に形成された爪部７ｃに、被係合部１０ａが係止され
該第２直進ガイド筒７と共に光軸に沿って進退する第２
フレアカット板である。該第２フレアカット板１０の被
係合部１０ａの内径部には切り欠き部１０ｂが形成さ
れ、該切り欠き部１０ｂより内径側と該切り欠き部１０
ｂより外径側をつなぐ繋ぎ部１０ｃが前記複数の被係合
部１０ａの略中間に設定されている。

【００４３】上記した構成により、ワイド時、前記２群
レンズホルダー８が第２フレアカット板１０の切り欠き
部１０ｂよりも内径側を光軸後ろ方向（図１中Ａ方向）
に押すと、切り欠き部１０ｂよりも外径側の被係止部か
らつなぎ部までの部分１０ｄがバネとして作用し、第２
フレアカット板１０の切り欠き部１０ｂよりも内径側の
部分が前記２群レンズホルダー８と共に第２直進ガイド
筒７に対して光軸後ろ方向へ移動する（図２参照）。

【００４４】また、テレ時及び沈胴時においては上述バ
ネ性により、切り欠き部１０ｂよりも内径側の部分は第
２直進ガイド筒７の後端フランジ部に接する位置まで復
帰する（図３参照）。

【００４５】図２は、本実施の形態のカメラの鏡筒のワ
イド状態を表す要部断面図である。図１において説明し
た構成部分と一致するものについては、同一の符号を付
してある。

【００４６】図示のように、ワイド状態において２群レ
ンズホルダー８が、前記第２フレアカット板１０を光軸
後ろ方向に押すと第２フレアカット板１０の切り欠き部
１０ｂよりも内径側の部分が前記２群レンズホルダー８
と共に第２直進ガイド筒に対して光軸後ろ方向へ移動す
る。

【００４７】図３は、本実施の形態のカメラの鏡筒のテ
レ状態を表す要部断面図である。図１において説明した
構成部分と一致するものについては、同一の符号を付し
てある。

【００４８】上記図２で表したワイド状態から図３のテ
レ状態及び不図示の沈胴状態になると、図１中のＡ方向
と反対方向へ２群レンズホルダー８は第２直進ガイド筒
７に対して光軸前方に繰り出される。したがって、第２
フレアカット板１０の切り欠き部１０ｂよりも内径側の
部分は、前述切り欠き部１０ｂよりも外径側の被係止部
から繋ぎ部１０ｃまでの部分１０ｄがバネとして作用
し、第２直進ガイド筒７の後端フランジ部に接する位置
まで復帰する。

【００４９】（第２の実施の形態）図６は本発明の第２
の実施の形態を示す。

【００５０】本実施の形態では、上記した第１の実施の
形態における板ばね１３に代えてリング状板ばね６０１
を用いるようにしたものである。図６において、リング
状板ばね６０１は、第１の実施の形態と同様に２群レン
ズホルダー８の板ばね組み込み部８ｄの内側の壁８ｅの
曲率よりも大きな曲率を有する部分６０１ａと、板ばね
組み込み部８ｄの内径側の壁８ｅの曲率とほぼ同一曲率
を有する繋ぎ部６０１ｂとにより構成されている。

【００５１】この構成により、前述２群カムピンの外径
方向付勢を行う複数の６０１ａ部を繋ぎ部６０１ｂによ
りひとつの部品に構成することで組立て作業性向上、部
品管理のし易さ、部品コストの低減を可能としている。

【００５２】尚、本発明は上記構成にのみ限定されるも
のではなく、特許請求の範囲に記載した内容を逸脱した
もでなければ、どのような構成も含まれることは言うま
でもない。

【００５３】また、本発明はカメラに限定されるもので
はなく、ビデオ、デジタルカメラ等の撮像装置にも応用
できることは明らかである。

【００５４】

【発明の効果】請求項１に係る発明によれば、限られた
スペースを有効利用して付勢手段を配置し、簡単な構造
でカムピンガタ寄せ構造を実現することが可能となっ
た。

【００５５】請求項２に係る発明によれば、円弧状溝部
の曲率よりも大きな曲率を有する板バネにより、前記カ
ムピンに対し径方向の付勢力を与えるように構成したの
で、限られたスペースを有効利用してバネを配置し、レ
ンズ保持枠を大型化することなく、小型で安価なカムピ
ンガタ寄せ構造を実現することが可能となった。

【００５６】請求項３に係る発明によれば、カムピンは
自重や付勢力により嵌合穴から外れないので、高度な技
術を必要とせずに光学部材を直進案内部材及びカムリン
グ等に組込むことを可能とすることで、組立て作業性を
向上し、その結果、組立て工数を削減し安価なカメラ等
の光学機器を実現することを可能とした。

【００５７】請求項４に係る発明によれば、板バネとカ
ムピンとの係合が外れることがなく常に安定したバネ力
でカムピンを付勢することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本出願に係る発明の第１の実施の形態における
カメラのレンズ鏡筒の分解斜視図

【図２】図１のレンズ鏡筒のワイド状態を表す断面図

【図３】図１のレンズ鏡筒のテレ状態を表す断面図

【図４】図１の２群カムピンの拡大断面図

【図５】図４のＸ−Ｘ線に沿った断面図

【図６】本出願に係る発明の第２の実施の形態における
板ばねを示す斜視図

【符号の説明】

１…固定筒 ２…第１差動カム筒 ３…第１直進ガイド筒 ４…第２差動カム筒 ５…１群レンズ鏡筒 ６…ナットリング ７…第２直進ガイド筒 ８…２群レンズホルダー ９…第１フレアカット板 １０…第２フレアカット板 １１…差動カム筒駆動ピン １２…２群カムピン １３，６０１…板ばね １４…板ばねカバー ２０１…１群レンズ ２０３…２群レンズ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光学素子を保持する保持枠と、前記保持
   枠に対して径方向に移動可能に設けられた先端がテーパ
   ー形状のカムピンと、前記カムピンの先端部が係合する
   カム溝を有するカム部材とを有し、前記カム部材が所定
   の方向に移動することにより前記保持枠を光軸方向に沿
   って移動可能とする光学機器において、前記保持枠に
   は、前記カムピンを径方向に摺動自在に保持する嵌合穴
   と、該嵌合穴が連通する円弧状溝部が形成され、前記円
   弧状溝部の曲率よりも大きな曲率を有し、前記円弧状溝
   部内に配置された板バネで前記カムピンを径方向外方へ
   付勢することを特徴とする光学機器。
2. 【請求項２】 前記カムピンの内径側端部には、前記嵌
   合穴への圧入で貫通できる程度の大きさの抜け止め部が
   形成されていることを特徴とする請求項１記載の光学機
   器。
3. 【請求項３】 前記板バネには、カムピン当接部に該カ
   ムピンとの係合で板バネの円周方向への動きを規制する
   凹状の被係合部が形成されていることを特徴とする請求
   項１または２記載の光学機器。