(57)【要約】【課題】撮影領域内において十分な耐衝撃力が得られるカム係合構造を、金型による一体成形品によりかつアンダーカットがないカム溝形状を有する一体成形品で実現する。【解決手段】固定筒５のカム溝５０と回転筒６のカムフォロワ２０の係合でレンズ群が移動するレンズ駆動装置。カム溝５０は、収納状態から撮影状態に移動する範囲では回転筒６が軸方向に繰り出し、撮影範囲では回転筒６が回転しても軸線方向に移動しないように回転筒の軸線方向に垂直な面に沿って形成され、固定筒５の横断面がテーパー状のカム面と軸線方向に対して垂直な平面部５４を持つ。カムフォロア２０は、円錐部２１と円筒部２２を有し、回転筒６が光軸方向に移動する範囲では円錐部２１がカム溝のテーパー状カム面５５と係合し、回転筒６が光軸方向に移動しない範囲では円筒部２２がカム溝の平面部５４と係合する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のレンズ群とこれらのレンズ群を保持するレンズ枠とこれらのレンズ枠を光軸方向に移動させる駆動手段とこの駆動手段を保持する固定部材をもち、
前記駆動手段は、前記固定部材の内側に配置され回転しながら光軸方向に移動可能である回転筒と、前記固定部材の内径側に設けられたカム溝と、このカム溝部に係合する前記回転筒のカムフォロアを備え、
非撮影時には前記複数のレンズ群の間隔が狭くなる収納状態となり、撮影時には前記複数のレンズ群が光軸方向に移動するレンズ駆動装置であって、
前記カム溝は、前記収納状態から撮影状態に移動する範囲では前記回転筒が軸方向に繰り出すように形成されるとともに、撮影範囲では回転筒が回転しても回転筒が軸線方向に移動しないように回転筒の軸線方向に垂直な面に沿って形成され、
前記カム溝はまた、前記固定筒の軸線方向に対し垂直方向の断面がテーパー状のカム面と軸線方向に対して垂直な平面部を持ち、
前記カムフォロアは、回転筒の半径方向に突出して円錐部と円筒部を有し、
前記回転筒が光軸方向に移動する範囲の少なくとも一部では前記カムフォロアの円錐部が前記カム溝のテーパー状のカム面と係合し、前記回転筒が光軸方向に移動しない範囲では前記カムフォロアの円筒部が前記カム部の平面部と係合することを特徴とするレンズ駆動装置。
【請求項２】
請求項１記載のレンズ駆動装置において、前記カムフォロアの円筒部は、前記円錐部よりも回転筒側に配置されていることを特徴とするレンズ駆動装置。
【請求項３】
請求項１または２記載のレンズ駆動装置において、前記カムフォロアは、回転筒とは別体に金属で制作され、軸部が回転筒に結合され、円筒部と円錐部が回転筒から半径方向に突出していることを特徴とするレンズ駆動装置。
【請求項４】
請求項１または２記載のレンズ駆動装置において、前記カムフォロアは回転筒とは別体に金属で製作され、カムフォロワの円筒部は回転筒と一体成形された円筒部で代替され、この円筒部を貫いてカムフォロワの軸部が回転筒に結合されていることを特徴とするレンズ駆動装置。
【請求項５】
複数のレンズ群とこれらのレンズ群を保持するレンズ枠とこれらのレンズ枠を光軸方向に移動させる駆動手段をもち、
前記駆動手段は、同心円の外筒と内筒に分かれていて、外筒と内筒の一方にカム溝が、他方に前記カム溝に係合するカムフォロワが設けられ、
前記外筒と内筒とを軸線周りに相対的に回転させることにより光軸方向の相対位置を変化させ、非撮影時には前記複数のレンズ群の間隔が狭くなる収納状態となり、撮影時には前記複数のレンズ群が光軸方向に移動するレンズ駆動装置であって、
前記カム溝は、前記収納状態から撮影状態に移動する範囲では前記回転筒が軸方向に繰り出すように形成されるとともに、撮影範囲では回転筒が回転しても回転筒が軸線方向に移動しないように回転筒の軸線方向に垂直な面に沿って形成され、
前記カム溝はまた、前記固定筒の軸線方向に対し垂直方向の断面がテーパー状のカム面と軸線方向に対して垂直な平面部を持ち、
前記カムフォロアは、回転筒の半径方向に突出されて円錐部と円筒部を有し、
前記回転筒が光軸方向に移動する範囲の少なくとも一部では前記カムフォロアの円錐部が前記カム溝のテーパー状のカム面と係合し、前記回転筒が光軸方向に移動しない範囲では前記カムフォロアの円筒部が前記カム部の平面部と係合することを特徴とするレンズ駆動装置。
【請求項６】
請求項１または５記載のレンズ駆動装置において、固定筒の軸線方向に対して垂直なカム溝の平面部は、固定筒の軸線方向に垂直な面に沿って形成された周方向のカム溝部を挟んでその両側に形成されていることを特徴とするレンズ駆動装置。
【請求項７】
請求項１、５または６記載のレンズ駆動装置において、撮影範囲ではカムフォロワの円筒部がカム溝の平面部に係合し、カムフォロワの円錐部はカム溝のカム面から離間することを特徴とするレンズ駆動装置。
【請求項８】
請求項１、５または６記載のレンズ駆動装置において、収納状態から撮影状態に移動する範囲ではカムフォロワの円錐部のみがカム溝のテーパー状カム面に係合することを特徴とするレンズ駆動装置。
【請求項９】
撮影レンズを備えているカメラであって、前記撮影レンズのレンズ駆動装置として請求項１から請求項８のいずれかに記載のレンズ駆動手段を備えていることを特徴とするカメラ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レンズ駆動装置およびこのレンズ駆動装置を備えたカメラに関するもので、特に、カム溝が形成されている固定筒を樹脂により成形することを可能にするとともに、撮影可能領域でのレンズ群の位置精度が良好で、衝撃などによる作動不良が生じないようにすることを目的とするものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、各種カメラに用いられる撮影レンズの多くは、撮影時に複数のレンズ群の位置を変化させて焦点距離を連続的に変化させるズームレンズである。また、非撮影時にはレンズ群相互の間隔を狭め、鏡胴の固定筒内にレンズ群を収納させることによりカメラの小型化を図ることができる沈胴式ズームレンズが主流となっている。沈胴式ズームレンズにおいてレンズ群を移動させるために用いられる機構としては、固定筒と、この固定筒に保持された回転筒を備え、固定筒に対し回転筒がカム係合もしくはヘリコイド係合して、回転筒が光軸方向に進退する機構が多く用いられている。
【０００３】
上記機構の代表的なものは、上記回転筒が上記固定筒に対し回転しながらカム溝にしたがって進退し、回転筒内部には、回転筒とは相対回転を可能としかつ光軸方向には回転筒と一体的に移動する直進ガイド筒を保持し、この直進ガイド筒の内部にレンズ枠を保持した機構である。レンズ枠はレンズ群を保持するとともにカムフォロアを持ち、このカムフォロワが直進ガイド筒の光軸方向に延びた溝孔を貫通しかつ回転筒内面に設けられたカム溝と係合している。回転筒が回転すると、上記レンズ枠とこのレンズ枠に保持されたレンズ群は、上記直進ガイド筒の溝孔に沿うことによって回転することなく、上記カム溝のカム形状に従って光軸方向に移動することができる。回転筒と直進ガイドは、直進ガイドに設けられた半径方向に突出した回転キーと回転筒の内径側に設けられた回転溝とが係合する構造になっていて、直進ガイド筒は、回転筒との間で相対回転を可能とし、光軸方向には回転筒と一体的に移動することができる。
【０００４】
一般に、固定筒は樹脂で成形されることが多い。固定筒に設けられたカム溝は固定筒の内径側に形成するため、成形用の金型が複数に分割され、成形後成形品から金型を離型するために、分割された各金型を固定筒の中心に向かってスライドさせる構成をとることが多い。この金型のスライドによるアンダーカットを防ぐために、固定筒の横断面（軸断面）におけるカム溝の横断面形状が台形すなわちテーパー面とする手法がとられる。金型は固定筒の中心軸方向に向かってすなわち固定筒の半径方向内側に向かってスライドするため、アンダーカットとなるのは、カム溝が固定筒の軸方向に対して変位している個所が対象となり、変位をしていない個所ではアンダーカットとはならない。
【０００５】
上記のように横断面形状がテーパー面となっているカム溝に係合するカムフォロアは、テーパー面形状のカム溝に係合するために円錐形状となっているのが一般的である。このようなカム溝とカムフォロワの構成をとることで、回転筒は固定筒に対し光軸の周りに回転しながら光軸方向に精度よく移動することを可能としている。また、これらカムフォロアとカム溝の関係は、固定筒と回転筒だけの関係にとどまらず、先に述べたレンズ枠と回転筒、または回転筒同士のカム係合にも適用可能である。さらに、上記カムフォロアは外側に突出するものだけに限定されず、内側に突出するものにも同様に適用可能である。
【０００６】
このようなレンズ鏡胴は主にデジタルカメラ等に組み込まれ、その他撮影機器一般に使われているが、レンズ鏡胴が撮影可能な態様をとっているときに落下等によって強い衝撃を受けることがある。この衝撃がレンズ鏡胴に加わると、レンズ鏡胴を構成している部材を通して、カムフォロア部に大きな負荷が加わることとなる。カムフォロア部は鏡胴の軸方向に対して斜面で係合しているため、負荷が軸方向に加わると斜面ですべりを起こし、回転筒や固定筒がカムフォロワに押されて変形し、カムフォロアがカム溝からはずれ、作動不良を起こすことがあった。
【０００７】
上記の問題点を解決するための構造が各種提案されている。特許文献１に記載されているズームレンズ鏡筒はその一つである。すなわち、第１のカム溝と第２のカム溝を有する第１の枠部材と、第２のカムフォロワと第２のカムフォロワを有して第１の枠部材に対し進退可能な第２の枠部材を具備し、第１、第２のカム溝は、第１の枠部材の円周方向に延出する第１の領域において、光軸に対して所定量傾斜したテーパー部と、光軸に垂直な方向に形成された垂直部とからなる壁部を有し、また、上記第１の領域とは異なる第２の領域において、光軸に対して所定量傾いたテーパー部のみからなる壁部を有し、第１の枠部材に対して第２の枠部材が相対的に進退する際に、その移動範囲内全域で第１のカムフォロワまたは第２のカムフォロワの少なくとも一方が常に第１の領域上の第１のカム溝または第２のカム溝と係合しており、第２の枠部材に作用する外力を上記カム溝の垂直部で受ける構成としている。
【０００８】
このような構成をとると、２つの枠部材相互の相対位置関係を規制する２つのカムフォロアが必要となり、部品点数やスペースが増大する原因となる。さらに、２つのカムフォロアそれぞれの位置精度が少しでも悪いと、カム溝間に２本のカムフォロアによる圧縮力あるいは引っ張り力がかかることになるため、作動させるには大きな力量を加える必要があり、作動不良を起こす要因となる。
【０００９】
特許文献２にも、特許文献１記載の発明に近似のレンズ鏡筒が記載されている。特許文献２記載の発明が特許文献１記載の発明と異なる点は、２本のカムフォロアの一方をコロとして、このコロを平面部に係合させている点である。特許文献２記載の発明も、特許文献１記載の発明と同様に、部品点数やスペースが増大し、また、２つのカムフォロアそれぞれの高い位置精度が要求さる。
【００１０】
また、特許文献３には、横断面形状テーパー状のカム溝とこのカム溝に係合する円錐形状のカムフォロワを有し、カム溝によって繰り出し状態に対応する部分に案内されたカムフォロワの光軸方向背後に対応する位置に、そのカムフォロワに接するように案内壁を設けることにより、この案内壁で衝撃を受け止めるようにした、沈胴式レンズ鏡胴を備えた光学機器が記載されている。
【００１１】
【特許文献１】特開２００３-８４１８５号公報
【特許文献２】特開２００２-９０６１１号公報
【特許文献３】特開２０００-２９２８４５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
上記各特許文献には、カム溝を有する円筒形状の部材を樹脂の一体成形によって製作することを可能にするために、カム溝の横断面形状をテーパー状にするとともに、このカム溝に係合するカムフォロワを円錐形状にしたものが記載されている。そして、横断面形状テーパー状のカム溝と円錐形状のカムフォロワの係合では、衝撃力が加わることによって係合関係が外れやすいため、外力をカム溝の垂直部で受け、あるいはカムフォロワの光軸方向背後に対応する位置に設けた案内壁で衝撃を受け止めるようにしている。
【００１３】
しかし、特許文献１および２記載の発明によれば、既に述べたとおり、２つの枠部材相互の相対位置関係を規制する２つのカムフォロアが必要となり、部品点数やスペースが増大する原因となる。さらに、２つのカムフォロアそれぞれの位置精度が少しでも悪いと、作動させるために大きな力量を加える必要があり、作動不良を起こす要因となりやすい、という難点がある。
また、特許文献３記載の発明によれば、単に、外部から加わる衝撃力を、カム溝によって繰り出し状態に対応する部分に案内されたカムフォロワの光軸方向背後に対応する位置に設けた案内壁に上記カムフォロワを当接させて受け止めるというだけのものであり、上記案内壁を、レンズ位置精度を高めるための構成の一部とするという発想はない。
【００１４】
本発明は、以上説明したような従来の技術に鑑みてなされたもので、大きな耐衝撃力が要求される撮影領域内において、要求を満たすに十分な耐衝撃力を確保することができるカム係合構造を、金型による一体成形品によって、かつ、アンダーカットがないカム溝形状を有する一体成形品で実現することを目的とする。
【００１５】
各請求項に係る発明に対応したより具体的な発明の目的は以下の通りである。
本発明は、各レンズ群の収納から撮影可能な位置までのレンズ群の繰り出し移動をすばやく行うことを可能にし、また、撮影可能な範囲では、衝撃等によってカムフォロアに負荷がかかったとしても、滑りが発生せず、カムフォロアがカム溝から外れるといった作動不良もなく、簡単な構成で衝撃に強いレンズ駆動装置を提供することを目的とする。
【００１６】
本発明は、カムフォロワの円筒部がテーパー部よりも半径方向で回転筒側に設けられていることで、カムフォロアに負荷がかかったとき、カムフォロアにかかるモーメントを小さくすることができ、回転筒とカムフォロアの接続部にかかる応力を小さくすることができるレンズ駆動装置提供することを目的とする。
【００１７】
本発明は、負荷がかかったときのカムフォロアの変形を防ぎ、かつカムフォロアが軸部により回転筒に取り付けられることで取り付け部での応力集中を防ぎ、カムフォロア自体の破壊を防ぐことができるレンズ駆動装置提供することを目的とする。
【００１８】
本発明は、回転筒と一体に形成されているカムフォロワの円筒部に負荷がかかったときに、円筒部の中心に金属の軸部が挿入されていることで、円筒部が補強されてカムフォロア自体の破壊を防ぎ、かつ、円筒部を回転筒と一体とすることにより、円筒部の回転筒に対する位置を精度良く構成することができ、レンズの位置ずれを防ぐことができるレンズ駆動装置を提供することを目的とする。
【００１９】
本発明は、カムフォロアの円筒部がカム溝の平面部と係合している範囲では、衝撃等によってカムフォロアに負荷がかかったとしても滑りが発生せず、カムフォロアがカム溝から外れるといった作動不良が起こらないようにして、衝撃に強いレンズ駆動装置を提供することを目的とする。
【００２０】
本発明は、撮影レンズ鏡胴に上記本発明にかかるレンズ駆動手段を組み込むことにより、衝撃等の負荷に強いカメラを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
本発明は、複数のレンズ群とこれらのレンズ群を保持するレンズ枠とこれらのレンズ枠を光軸方向に移動させる駆動手段とこの駆動手段を保持する固定部材をもち、前記駆動手段は、前記固定部材の内側に配置され回転しながら光軸方向に移動可能である回転筒と、前記固定部材の内径側に設けられたカム溝と、このカム溝部に係合する前記回転筒のカムフォロアを備え、非撮影時には前記複数のレンズ群の間隔が狭くなる収納状態となり、撮影時には前記複数のレンズ群が光軸方向に移動するレンズ駆動装置であって、前記カム溝は、前記収納状態から撮影状態に移動する範囲では前記回転筒が軸方向に繰り出すように形成されるとともに、撮影範囲では回転筒が回転しても回転筒が軸線方向に移動しないように回転筒の軸線方向に垂直な面に沿って形成され、前記カム溝はまた、前記固定筒の軸線方向に対し垂直方向の断面がテーパー状のカム面と軸線方向に対して垂直な平面部を持ち、前記カムフォロアは、回転筒の半径方向に突出して円錐部と円筒部を有し、前記回転筒が光軸方向に移動する範囲の少なくとも一部では前記カムフォロアの円錐部が前記カム溝のテーパー状のカム面と係合し、前記回転筒が光軸方向に移動しない範囲では前記カムフォロアの円筒部が前記カム部の平面部と係合することを最も主要な特徴とする。
【００２２】
前記カムフォロアの円筒部は、前記円錐部よりも回転筒側に配置するとよい。
前記カムフォロアは、回転筒とは別体に金属で制作され、軸部が回転筒に結合され、円筒部と円錐部が回転筒から半径方向に突出しているとよい。
前記カムフォロアは回転筒とは別体に金属で製作され、カムフォロワの円筒部は回転筒と一体成形された円筒部で代替され、この円筒部を貫いてカムフォロワの軸部が回転筒に結合されているとよい。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、レンズ群の収納状態から撮影状態までの移動をすばやく行うことができる。また、カムフォロアの円筒部がカム溝の平面部と係合している範囲である撮影状態では、外部から衝撃等が加わりカムフォロアに負荷がかかったとしても、カム溝との間で滑りが発生しないため、カムフォロアがカム溝から外れるといった作動不良を回避することができる。よって、比較的簡単な構成であるにもかかわらず、衝撃に強いレンズ駆動装置を提供することができる。
【００２４】
そのほか、個々の請求項記載の本願発明によれば、以下のような効果を得ることができる。
前記テーパー部は回転筒の半径方向において前記円筒部よりも回転筒側に配置することで、カムフォロアに負荷を受けたときに円筒部に力がかかったとき、カムフォロアにかかるモーメントを小さくすることができ、回転筒とカムフォロアの接続部にかかる応力を小さくすることができる。
【００２５】
前記カムフォロアを金属で回転筒とは別体に製作することで、負荷かかったときのカムフォロアの変形を防ぎ、かつ、カムフォロワの軸部を回転筒に取り付けられることで、取り付け部での応力集中を防ぎ、カムフォロア自体の破壊を防ぐことができる。
【００２６】
前記カムフォロアのテーパー部を金属によりで回転筒とは別体に製作し、カムフォロアのテーパー部とは回転筒の半径方向で違う位置に軸部を形成し、この軸部を回転筒に取り付け、軸部の周囲で回転筒と一体となってカムフォロアの円筒部を形成することで、回転筒と一体に形成されている円筒部に負荷がかかったときに、円筒部がその中心の金属の軸部で補強され、カムフォロア自体の破壊を防ぐことができる。加えて、円筒部が回転筒と一体成形されているため、円筒部の回転筒に対する位置ずれが少なく、レンズの位置ずれを防ぐことができる。
【００２７】
本発明にかかるレンズ駆動装置を、カメラのレンズ鏡胴に適用することにより、衝撃等の負荷に強いカメラを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下、本発明にかかるレンズ駆動装置およびカメラの実施例を、図面に基づいて説明する。
図１は、本発明にかかるレンズ駆動装置をズームレンズ鏡胴に組み込んだ例の収納状態を示しており、図２は、上記ズームレンズ鏡胴の撮影可能な状態であって、上段がワイド状態、下段がテレ状態を示している。図１、図２において、レンズ群は第１群レンズ１、第２群レンズ２、第３群レンズ３からなり、第１群レンズ１と第２群レンズ２の光軸方向の位置を変化させることで連続的に変倍すなわち焦点距離の変更を行うようになっている。第３群レンズ３は合焦のためのレンズすなわちフォーカスレンズであって、そのレンズ枠３ａはレバーの一端部に設けられている。このレバーが光軸に直交する面内で回転することにより、レンズ群１，２の収納時は図１に示すようにレンズ鏡胴外に退避し、レンズ群１，２が撮影可能な位置まで繰り出された状態では、図２に示すようにレンズ鏡胴内の第２レンズ群２の後方に進出して、レンズ群３の光軸がレンズ群１，２の光軸と一致するようになっている。第１群レンズ１は第１レンズ枠１ａ、第２群レンズ２は第２レンズ枠２ａ、第３群レンズ３は第３レンズ枠３ａでそれぞれ保持されている。第２レンズ枠２には機械式のシャッタ１１が取り付けられている。
【００２９】
第１レンズ枠１ａ、第２レンズ枠２ａはそれぞれ回転筒６の内径側に形成されているカム溝と係合するカムフォロア１ｂ、２ｂを有している。これらのカムフォロア１ｂ、２ｂは、回転筒６の内径側に嵌められた直進ガイド筒７の光軸方向に延びた直進溝を貫通して第１レンズ枠１ａ、第２レンズ枠２ａにそれぞれ一体に組み込まれ、上記直進溝と上記各カム溝との交差位置において上記直進溝と上記各カム溝に係合している。上記直進溝と上記各カム溝との交差位置は、回転筒６の回転によって光軸方向に移動するので、上記直進溝と上記各カム溝との交差位置に係合しているカムフォロア１ｂ、２ｂ、これらカムフォロア１ｂ、２ｂと一体の第１レンズ枠１ａ、第２レンズ枠２ａおよび第１群レンズ１、第２群レンズ２が、上記各カム溝の形状に従って光軸方向に移動するようになっている。
【００３０】
直進ガイド筒７は、その先端部（図１、図２において左端部）において半径方向に突出して設けられたキー７ａを有している。このキー７ａは、回転筒６の内周側において円周方向すなわち光軸に直交する方向に形成されたキー溝に嵌合している。これによって、回転筒６と直進ガイド筒７は、光軸を中心とした相対回転が可能であり、光軸方向には一体的に移動することができる。
【００３１】
回転筒６はカム溝とカムフォロアの係合によって固定筒５と連携していて、固定筒５に対し回転筒６が光軸を中心にして回転することで、回転筒６の光軸方向への移動が可能となっている。また、直進ガイド筒７の後端部には外方に向けて突出した直進キー部７ｂがあり、この直進キー部７ｂは、固定筒５の内周側に形成されている直進ガイド溝５ｄに嵌まっている。したがって、回転筒６がその回転により固定筒５に対し光軸方向に移動すると、直進ガイド筒７は、上記直進キー部７ｂと直進キー部７ｂの嵌まり合いにより、回転することなく回転筒６と一体的に光軸方向に移動するように構成されている。かかる構成により、回転筒６が回転すると、回転筒６は図１に示す収納位置から固定筒７に対し光軸方向に移動し、図２に示す撮影可能な位置まで繰り出すことができる。また、回転筒６の回転により、前述の通り、第１レンズ群１、第２レンズ群２はそれぞれ回転筒６の前記カム溝に導かれて移動し、図２に示す撮影可能位置に移動することができるとともに、移動可能位置において、図２の上段に示す広角端から図２の下段に示す望遠端までの範囲で変倍することができる。
【００３２】
第１レンズ枠１ａ、第２レンズ枠２ａ間には圧縮スプリング１２が介在している。圧縮スプリング１２はコイルスプリングで、第１、第２群レンズ１，２の作用に影響を与えない直径に形成されている。圧縮スプリング１２の付勢力により、各レンズ枠１ａ，２ａのカムフォロア１ｂ，２ｂが常にそれぞれのカム面に当接した状態を維持することができ、第１、第２群レンズ１，２を、回転筒６に対する倒れを規制して安定した姿勢を維持することができる。
【００３３】
前述のように、回転筒６はカム溝とカムフォロアの係合によって固定筒５と連携している。この連携関係をより具体的に説明する。図３は固定筒５の内径側の展開図である。固定筒５の内径側には回転筒６のカムフォロワが係合するカム溝５０が形成されている。カム溝５０は、回転筒６の回転により、非撮影時にレンズ群が接近しながら撮像面に近づくことによってレンズ鏡胴の光軸方向の寸法が短縮した収納状態となり、撮影時にはレンズ群が撮像面から離れ繰り出すことができるように、収納状態から撮影状態の間で回転筒６が最大繰り出し位置となるように直線的なカム溝部５１を有している。撮影状態では、回転筒６は最大繰り出し位置で回転することはできるが、光軸方向には移動しないように、固定筒５の中心軸に対して垂直な面で延在する周方向のカム溝部５２を有している。この周方向のカム溝部５２は上記直線的なカム溝部５１に連続して形成されている。このような構成をとることで、収納状態から撮影状態までに各レンズ群をすばやく繰り出すことができ、撮影領域では各レンズ群を繰り出した状態で回転筒６を回転させることで、回転筒６の内径に設けられたカム溝に従い各レンズ群を光軸方向に移動させ、連続的に変倍することができる。
【００３４】
固定筒５の上記カム溝５０の横断面形状すなわち固定筒の中心軸線に直交する方向の断面形状は、図６に示すように開放端側に向かい順次大きく開く台形状ないしはテーパー状となっている。固定筒５の上記周方向のカム溝部５２に沿い、かつ、周方向のカム溝部５２を挟んで両側に突堤状のガイド部５３が形成されている。
【００３５】
固定筒５は樹脂により一体成形される。図４は、上記カム溝５０を有する固定筒５の内径を成形するための金型の配置例を示している。金型は６分割され、成形時には固定筒５の軸中心から外側に広がって各金型の外周面形状が固定筒５の内径面の形状となり、この外周面形状に倣って固定筒５の内周面が成形される。固定筒５の外周面の成形には所定の金型が用いられる。成形後、上記内径側成形用金型を離型するために、上記のように金型を分割し、分割された各金型を固定筒の軸中心に向かって内側にスライドさせ、カム溝５０を形成する金型の凸部が干渉しないような構成をとっている。金型は離型時に固定筒５の軸中心方向に向かって直線的にスライドするため、カム溝５０の側面、特に、各レンズ群を収納状態から撮影状態までの範囲で移動させるための前記直線的なカム溝部５１の両側面は、互いに平行面となる通常の形状ではアンダーカットとなる。そこで、前述のように、カム溝５０の横断面形状が台形状となるようなテーパー面とすることでアンダーカットとなることを防いでいる。
【００３６】
一般に、このような形状のカム溝では、撮影領域である固定筒５の中心軸に対して垂直な面で延在している周方向のカム溝部５２においても同様な台形断面を持ち、このカム溝５２に係合するように回転筒６のカムフォロアは円錐形状をとり、それぞれのテーパー面で係合し、回転筒６の軸方向の位置を決めている。図８は、横断面がテーパー状のカム面５５とカムフォロワ２０の円錐部２１との従来のカム係合の状態を示している。この状態で鏡胴に衝撃等の負荷Ｆがかかると、カムフォロア２０の円錐部２１とカム溝のテーパー面５５との係合部に負荷が伝わる。カム係合部はテーパー面５５となっているため、このテーパー面５５に対しカムフォロア２０が滑りを発生し、図８に矢印で示すように固定筒５を外側に回転筒６を内側に変形させる力が発生し、カムフォロア２０がカム溝から外れ、回転筒６の作動不良を起こす原因となる。
【００３７】
しかし、本願発明の実施例によれば、固定筒のカム溝５０の横断面がテーパー状で、このカム溝５０に係合するカムフォロワ２０の係合面が円錐形になっているにもかかわらず、外力によってカム溝５０とカムフォロワ２０の係合が外れないように工夫されている。以下、カム溝５０とカムフォロワ２０のカム係合についてさらに具体的に説明する。
【００３８】
図５は本発明の上記実施例における撮影範囲での固定筒５と回転筒６のカム係合状態を示す。カム溝５０は固定筒５の内径側に設けられている。カム溝５０のうち周方向のカム溝部５２は、軸中心から遠い側にテーパー面５５を持ち、軸中心から近い側には上記周方向のカム溝部５２の両側に、軸方向に対し垂直に立ち上がった一対の突堤５３が固定筒５と一体に形成されている。一対の突堤５３の相対向する面は、互いに平行な平面部５４となっている。これらの平面部５４は、回転筒６が撮影領域まで移動しているときにカムフォロワ２０と協働するもので、上記平面部５４は固定筒５の中心軸に対して垂直な平面に倣って延在しているため、平面部５４およびこの平面部５４を有する一対の突堤５３は、金型による固定筒５の成形後離型時にアンダーカットとなることはない。
【００３９】
上記カム溝５０に係合する回転筒６のカムフォロア２０は、回転筒６とは別の部品となっていて、先端部すなわち回転筒６の半径方向において回転筒６から離れた部分は円錐形状、中間すなわちは回転筒６の半径方向において回転筒６に近い部分は円筒形状となっている。図５において符号２１はカムフォロア２０の先端部の円錐部を示し、符号２２は中間部の円筒部を示している。カムフォロア２０の基部は軸形状となっており、この軸形状部分が圧入によって回転筒６に固定されている。上記軸形状部分の回転筒６との結合構造は任意で、例えばネジによる螺合であってもよい。
【００４０】
図５は撮影範囲におけるカム係合の様子を示している。図５に示すように、撮影範囲においては、回転筒６のカムフォロア２０の円筒形状部が固定筒５の一対の突堤５３間にあって、カムフォロア２０の円筒部２２が上記突堤５３の平面部５４に係合し、カムフォロア２０の円錐部２１は固定筒５のテーパー状のカム面５５から離間している。このような係合関係とすることで、撮影状態において、衝撃等の負荷を受けたとき、カムフォロア２０の円筒部２２から上記突堤５３の平面部５４に負荷がかかり、係合面相互間で滑りが発生することも無く、カムフォロア２０を受け止めることができる。
【００４１】
カムフォロア２０は金属で製作する。この金属製のカムフォロア２０はこれを軸形状により回転筒６に圧入等によって結合しているため、上記のように衝撃力が加わってもカムフォロア２０自体の変形を防ぐことができ、カムフォロア２０に加わるモーメントを軸部全体に分散させカムフォロア２０の破壊を防ぐことができる。また、円筒部をテーパー部より回転筒６に近い方に配置しており、これによって負荷によるモーメントを小さくしている。
【００４２】
図６は、回転筒６が収納状態から撮影状態までの範囲で回転し移動するときのカム係合部様子を示す。この範囲では、カムフォロア２０の円筒部の上記突堤５３との係合が外れ、カムフォロワ２０の円錐部２１がカム溝５０のテーパー状のカム面５５に係合している。このように、撮影状態では固定筒５の中心軸に対し直交する方向の突堤５３に回転筒６のカムフォロワ２０の円筒部２２を係合させ、収納状態から撮影状態までの範囲では、直線的なカム溝部５１のテーパー状のカム面５５にカムフォロワ２０の円錐部２１を係合させるように構成することで、固定筒５を金型で一体成形した後離型時のアンダーカットとなることを防ぐことができる。
【００４３】
図７は本発明の変形実施例を示す。図７において、カムフォロア２０は回転筒とは別体として金属でできており、カムフォロワの円筒部は回転筒６の一体成形時に回転筒６と一体に成形されている。符号６１はカムフォロワの円筒部を示している。このカムフォロワの円筒部６１の中心孔を通してカムフォロア２０の軸部が回転筒６に圧入されている。換言すれば、カムフォロア２０の軸部を覆うようにカムフォロワの円筒部６１が形成されている。カムフォロア２０の先端部は円錐形に形成されている。符号２１は円錐部を示している。回転筒６と一体に形成されたカムフォロワの円筒部６１は、撮影可能な状態において前記一対の突堤５３に挟まれるようにして係合し、上記カムフォロア２０の円錐部２１はカム溝５０のテーパー面５５から離間している。また、収納状態から撮影状態までの範囲では、直線的なカム溝部５１のテーパー状のカム面５５にカムフォロワ２０の円錐部２１のみが係合するようになっている。こうすることで、外力によってカムフォロワの円筒部にかかる負荷は金属からなるカムフォロワ２０の軸で補強されて上記円筒部の破壊を防ぐことができ、上記円筒部が回転筒６と一体成形されていることにより、撮影時における回転筒６の軸方向の位置精度を高めることができる。
【００４４】
回転筒６と、そのカムフォロワ２０と、固定筒のカム溝２０を含む構成部分は、各レンズ群およびそれらを保持するレンズ枠を光軸方向に移動させる駆動手段を構成している。
【００４５】
以上説明した実施例によれば、撮影状態では、互いに嵌まり合う外筒と内筒の関係にある固定筒５と回転筒６が相対的に中心軸線周りに回転可能であり、光軸方向には相対移動しないように固定筒５にカム溝５０が形成されている。そして、収納状態から撮影状態に移動する範囲の少なくとも一部で固定筒５と回転筒６が相対的に回転可能で、回転筒６が光軸方向に移動するようにカム溝５０が形成されている。このカム溝５０と係合する回転軸６のカムフォロア２０は、駆動手段の半径方向に突出され、円錐形状の部分と円筒部分とを有し、前記カム溝５０は、固定筒５および回転筒６の軸方向に対して傾斜した直線的なカム溝部５１と、軸方向に対して垂直な平面上に沿った周方向のカム溝部５２からなる。回転筒６が固定筒５に対し相対的に光軸方向に移動する少なくとも一部の範囲ではカムフォロワ２０の円錐面２１がカム溝５０の斜面部５５と係合し、回転筒６が固定筒５に対し相対的に光軸方向に移動しない撮影範囲では、カムフォロワ５０の円筒面２２のみがカム溝５０の平面部５４と係合するように構成されている。したがって、簡単な構成でありながら、撮影可能な態様において衝撃等が加わりカムフォロア２０に負荷がかかったとしても、カムフォロワ２０とカム溝５０との間に滑りが発生しないため、カムフォロア２０がカム溝５０から外れるといった作動不良が起こらなくなり、衝撃に強いレンズ駆動装置を提供することができる。
【００４６】
実施例では、カムフォロア２０が回転筒６の外側に突出した構成になっているが、固定筒５の内側に突出させ、これを回転筒の外周側に形成したカム溝に係合させるように攻勢してもよい。また、回転筒６と固定筒５のカム係合だけでなく、回転筒６とレンズ枠のカム係合、回転筒同士のカム係合でも、同じ着想のカム係合関係を適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明にかかるレンズ駆動装置の実施例の収納態様を示す縦断面図である。
【図２】上記実施例の撮影可能な広角端位置と望遠端位置を比較して示す縦断面図である。
【図３】上記実施例中の固定筒の内周面を示す展開図である。
【図４】上記実施例における固定筒を一体成形により製作する場合の分割金型の離型時の動きを示す図である。
【図５】上記実施例における撮影可能状態でのカムフォロワとカム溝との係合関係を示す断面図である。
【図６】上記実施例における収納状態での上記カムフォロワとカム溝との係合関係を示す断面図である。
【図７】本発明に適用可能なカムフォロワとカム溝との別の係合関係を示す断面図である。
【図８】従来のレンズ駆動装置におけるカムフォロワとカム溝との係合関係を示す断面図である。
【符号の説明】
【００４８】
１    第１群レンズ
１ａ    第１レンズ枠
２    第２群レンズ
２ａ    第２レンズ枠
５    外筒としての固定筒
６    内筒としての回転筒
７    直進ガイド筒
２０    カムフォロワ
２１    円錐面
２２    円筒面
５０    カム溝
５１    直線的なカム溝部
５２    周方向のカム溝部
５３    突堤
５４    平面部
５５    テーパー状のカム面
【図１】
2010054645.tif 000003
【図２】
2010054645.tif 000004
【図３】
2010054645.tif 000005
【図４】
2010054645.tif 000006
【図５】
2010054645.tif 000007
【図６】
2010054645.tif 000008
【図７】
2010054645.tif 000009
【図８】
2010054645.tif 000010
【手続補正書】
【提出日】平成21年10月2日(2009.10.2)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のレンズ群とこれらのレンズ群を保持するレンズ枠とこれらのレンズ枠を光軸方向に移動させる駆動手段とこの駆動手段を保持する固定部材をもち、
前記駆動手段は、前記固定部材の内側に配置され回転しながら光軸方向に移動可能である回転筒と、前記固定部材の内径側に設けられたカム部と、このカム部に係合する前記回転筒のカムフォロアを含み、
非撮影時には前記複数のレンズ群の間隔が狭くなる収納状態となり、撮影時には前記複数のレンズ群が光軸方向に移動するレンズ駆動装置であって、
前記カム部は、前記収納状態から撮影状態に移動する範囲において前記回転筒が前記光軸方向に繰り出すように形成された第１のカム部と、撮影範囲において回転筒が回転しても回転筒が前記光軸方向に移動しないように形成された第２のカム部と、を含み、
前記第１のカム部は、前記固定筒の前記光軸方向に対し垂直方向の断面がテーパー状のカム溝を備え、
前記第２のカム部は、前記固定筒の前記光軸方向に対して垂直なカム平面を備え、
前記カムフォロアは、回転筒の半径方向に突出して円錐部と円筒部を有し、
前記回転筒が光軸方向に移動する範囲の少なくとも一部では前記カムフォロアの円錐部が前記第１のカム部の前記カム溝と係合し、前記回転筒が光軸方向に移動しない範囲では前記カムフォロアの円筒部が前記第２のカム部の前記カム平面と係合することを特徴とするレンズ駆動装置。
【請求項２】
請求項１記載のレンズ駆動装置において、前記固定筒の光軸方向に対して垂直なカム平面は、前記固定筒の光軸方向に垂直な面に沿って形成された周方向のカム部を挟んでその両側に形成されていることを特徴とするレンズ駆動装置。
【請求項３】
請求項１または２記載のレンズ駆動装置において、前記カムフォロアの円筒部は、前記円錐部よりも回転筒側に配置されていることを特徴とするレンズ駆動装置。
【請求項４】
請求項１、２または３記載のレンズ駆動装置において、前記カムフォロアは、回転筒とは別体に金属で製作され、軸部が回転筒に結合され、円筒部と円錐部が回転筒から半径方向に突出していることを特徴とするレンズ駆動装置。
【請求項５】
請求項１、２または３記載のレンズ駆動装置において、前記カムフォロアは回転筒とは別体に金属で製作され、カムフォロワの円筒部は回転筒と一体成形された円筒部で代替され、この円筒部を貫いてカムフォロワの軸部が回転筒に結合されていることを特徴とするレンズ駆動装置。
【請求項６】
レンズと前記レンズを保持するレンズ枠と前記レンズ枠を光軸方向に移動させる駆動手段をもち、
前記駆動手段は、同心円の外筒と内筒とを含み、前記外筒と前記内筒とのいずれか一方にカム部が、前記外筒と前記内筒とのいずれか他方に前記カム部に係合するカムフォロワが設けられ、
前記外筒と前記内筒とを前記光軸周りに相対的に回転させることにより、前記外筒と前記内筒との前記光軸方向の相対位置を変化させて前記レンズの前記光軸方向の位置を制御するレンズ駆動装置であって、
前記カム部は、前記光軸方向に対し垂直方向の断面がテーパー状のカム溝を備える第１のカム部と、前記光軸方向に対して垂直なカム平面を備える第２のカム部と、を含み、
前記カムフォロアは、前記外筒と前記内筒とのいずれか他方の半径方向に突出し、かつ、円錐部と円筒部を有し、
前記第１のカム部の前記カム溝は、前記光軸方向に対して所定の傾斜を持って延伸し、かつ、前記カムフォロアの前記円錐部と係合し、前記第２のカム部の前記カム平面は、前記光軸方向に対して垂直な方向に延伸し、かつ、前記カムフォロアの前記円筒部と係合することを特徴とするレンズ駆動装置。
【請求項７】
請求項６記載のレンズ駆動装置において、前記第１のカム部は、前記外筒と前記内筒との前記光軸周りの相対的な回転に伴って前記外筒と前記内筒との前記光軸方向の相対位置を変化させ、前記第２のカム部は、前記外筒と前記内筒とが前記光軸周りに相対的に回転しても前記外筒と前記内筒との前記光軸方向の相対位置を変化させないことを特徴とするレンズ駆動装置。
【請求項８】
請求項６または７記載のレンズ駆動装置において、前記固定筒の光軸方向に対して垂直なカム平面は、前記固定筒の光軸方向に垂直な面に沿って形成された周方向のカム部を挟んでその両側に形成されていることを特徴とするレンズ駆動装置。
【請求項９】
請求項６，７または８記載のレンズ駆動装置において、前記カムフォロアの円筒部は、前記円錐部よりも前記外筒と前記内筒のいずれか一方側に配置されていることを特徴とするレンズ駆動装置。
【請求項１０】
請求項６乃至９のいずれかに記載のレンズ駆動装置において、前記カムフォロアは、前記外筒と前記内筒のいずれか一方とは別体に金属で製作され、軸部が前記外筒と前記内筒のいずれか一方に結合され、円筒部と円錐部が前記外筒と前記内筒のいずれか一方から半径方向に突出していることを特徴とするレンズ駆動装置。
【請求項１１】
請求項６乃至９のいずれかに記載のレンズ駆動装置において、前記カムフォロアは前記外筒と前記内筒のいずれか一方とは別体に金属で製作され、カムフォロワの円筒部は前記外筒と前記内筒のいずれか一方と一体成形された円筒部で代替され、この円筒部を貫いてカムフォロワの軸部が前記外筒と前記内筒のいずれか一方に結合されていることを特徴とするレンズ駆動装置。
【請求項１２】
請求項１乃至１１のいずれかに記載のレンズ駆動装置において、撮影範囲において前記カムフォロワの円筒部が前記第２のカム部の前記カム平面に係合し、前記カムフォロワの円錐部は前記第１のカム部の断面がテーパー状のカム溝面から離間することを特徴とするレンズ駆動装置。
【請求項１３】
請求項１乃至１２のいずれかに記載のレンズ駆動装置において、収納状態から撮影状態に移動する範囲ではカムフォロワの円錐部のみが前記第１のカム部の断面がテーパー状のカム溝面に係合することを特徴とするレンズ駆動装置。
【請求項１４】
撮影レンズを備えているカメラであって、前記撮影レンズのレンズ駆動装置として請求項１から請求項１３のいずれかに記載のレンズ駆動手段を備えていることを特徴とするカメラ。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２１】
本発明は、複数のレンズ群とこれらのレンズ群を保持するレンズ枠とこれらのレンズ枠を光軸方向に移動させる駆動手段とこの駆動手段を保持する固定部材をもち、前記駆動手段は、前記固定部材の内側に配置され回転しながら光軸方向に移動可能である回転筒と、前記固定部材の内径側に設けられたカム部と、このカム部に係合する前記回転筒のカムフォロアを含み、非撮影時には前記複数のレンズ群の間隔が狭くなる収納状態となり、撮影時には前記複数のレンズ群が光軸方向に移動するレンズ駆動装置であって、前記カム部は、前記収納状態から撮影状態に移動する範囲において前記回転筒が前記光軸方向に繰り出すように形成された第１のカム部と、撮影範囲において回転筒が回転しても回転筒が前記光軸方向に移動しないように形成された第２のカム部と、を含み、前記第１のカム部は、前記固定筒の前記光軸方向に対し垂直方向の断面がテーパー状のカム溝を備え、前記第２のカム部は、前記固定筒の前記光軸方向に対して垂直なカム平面を備え、前記カムフォロアは、回転筒の半径方向に突出して円錐部と円筒部を有し、前記回転筒が光軸方向に移動する範囲の少なくとも一部では前記カムフォロアの円錐部が前記第１のカム部の前記カム溝と係合し、前記回転筒が光軸方向に移動しない範囲では前記カムフォロアの円筒部が前記第２のカム部の前記カム平面と係合することを最も主要な特徴とする。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２２】
前記カムフォロアの円筒部は、前記円錐部よりも回転筒側に配置するとよい。
前記カムフォロアは、回転筒とは別体に金属で製作され、軸部が回転筒に結合され、円筒部と円錐部が回転筒から半径方向に突出しているとよい。
前記カムフォロアは回転筒とは別体に金属で製作され、カムフォロワの円筒部は回転筒と一体成形された円筒部で代替され、この円筒部を貫いてカムフォロワの軸部が回転筒に結合されているとよい。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２３】
本発明によれば、レンズ群の収納状態から撮影状態までの移動をすばやく行うことができる。また、カムフォロアの円筒部が第２カム部のカム平面と係合している範囲である撮影状態において外部から衝撃等が加わりカムフォロアに負荷がかかったとしても、カム部との間で滑りが発生しないため、カムフォロアがカム部から外れるといった作動不良を回避することができる。よって、比較的簡単な構成であるにもかかわらず、衝撃に強いレンズ駆動装置を提供することができる。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２４】
そのほか、個々の請求項記載の本願発明によれば、以下のような効果を得ることができる。
前記テーパー部は回転筒の半径方向において前記円筒部よりも回転筒側に配置することで、カムフォロアに負荷を受けて円筒部に力がかかったとき、カムフォロアにかかるモーメントを小さくすることができ、回転筒とカムフォロアの接続部にかかる応力を小さくすることができる。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３１】
回転筒６はカム溝とカムフォロアの係合によって固定筒５と連携していて、固定筒５に対し回転筒６が光軸を中心にして回転することで、回転筒６の光軸方向への移動が可能となっている。また、直進ガイド筒７の後端部には外方に向けて突出した直進キー部７ｂがあり、この直進キー部７ｂは、固定筒５の内周側に形成されている直進ガイド溝５ｄに嵌まっている。したがって、回転筒６がその回転により固定筒５に対し光軸方向に移動すると、直進ガイド筒７は、上記直進キー部７ｂと直進ガイド溝５ｄの嵌まり合いにより、回転することなく回転筒６と一体的に光軸方向に移動するように構成されている。かかる構成により、回転筒６が回転すると、回転筒６は図１に示す収納位置から固定筒７に対し光軸方向に移動し、図２に示す撮影可能な位置まで繰り出すことができる。また、回転筒６の回転により、前述の通り、第１レンズ群１、第２レンズ群２はそれぞれ回転筒６の前記カム溝に導かれて移動し、図２に示す撮影可能位置に移動することができるとともに、移動可能位置において、図２の上段に示す広角端から図２の下段に示す望遠端までの範囲で変倍することができる。