(57)【特許請求の範囲】
【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ボールフォロアと、前記ボールフォロアが係合するカム溝を有するカム部材と、前記ボールフォロアを径方向に付勢する付勢手段と、前記保持枠を直進規制する直進部材とを備え、前記カム部材の所定方向の移動に伴って前記保持枠を光軸に沿って進退させる光学機器において、
前記ボールフォロアを嵌合保持するガイド部と前記付勢手段を格納する格納部とが前記保持枠の外周部に設けられるとともに、前記光軸方向から見た場合、前記ガイド部が前記格納部内に形成され、
前記格納部には前記保持枠が前記直進部材と係合する直進規制部の肉厚内に凹部が設けられ、前記凹部に前記付勢手段に形成された前記ボールフォロアとの被係合部である前記ガイド部が配置されていることを特徴とする光学機器。
【請求項２】
前記付勢手段は板バネであり、前記板バネの幅が前記ボールフォロアの直径より小さく設定されることを特徴とする請求項１に記載の光学機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮影レンズを有する光学機器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、ズームレンズ鏡筒を有するデジタルカメラ等の光学機器は広く普及しており、そのズーム繰り出し機構として、公知のカム筒に設けられたカム溝に従って光軸方向にレンズ保持枠を進退させる駆動機構が知られている。
【０００３】
レンズ保持枠には、カム溝と摺動自在に係合するフォロアピンが植立されているが、カム溝とフォロアピンとの間には部品精度上、必ずガタが存在するために、ガタによる倒れや偏芯が光学性能に影響を及ぼすことが考えられる。そこで、従来からこの問題を解決する対策が取られている。
【０００４】
図１３は、従来例に係るデジタルカメラにおけるフォロアピンのガタ取り片寄せ機構を示す図である（特許文献１）。
【０００５】
フォロアピン２０１は、レンズ保持枠２０２に設けられた嵌合穴２０２ａにより径方向に摺動自在に保持される。さらに、レンズ保持枠２０２は、嵌合穴２０２ａと連通して内径側に形成されている板バネ格納部２０２ｄを有する。板バネ格納部２０２ｄには、自由状態にて内径側側面２０２ｅと略同一曲率を有する板バネ２０３が配置される。
【０００６】
フォロアピン２０１がカム筒２０４に組み込まれると、その後端部２０１ｂが板バネ２０３の被係合部２０３ａを内径方向に押圧する。すると、板バネ２０３の両腕部２０３ｂが内径側側面２０２ｅと接して板バネ２０３の曲率を変形させる。
【０００７】
この結果、その反力がフォロアピン２０１に作用して、フォロアピン２０１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、フォロアピンのテーパ部２０１ｃは、カム筒２０４のカム溝２０４ａに押圧付勢される結果、ガタつくこと無くレンズ保持枠２０２を支持することが可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平１１−１０９２０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、上記従来例においては次のような課題が存在した。
【００１０】
図１３において、板バネ２０３を格納する板バネ格納部２０２ｄが嵌合穴２０２ａに連通してその内径側に設けられているため、片寄せ機構を設けるために径方向の厚みが必要であった。
【００１１】
そのため、レンズ保持枠２０２の内径側に別部材が配置される場合等、レンズ保持枠２０２の径方向の肉厚が取れない場合には、板バネ２０３をフォロアピン２０１の内径側に配置できず、片寄せ機構を設けることができないという課題があった。あるいは、片寄せ機構を設けるために撮影レンズ鏡筒が径方向に肥大化してしまう課題があった。
【００１２】
本発明の目的は、レンズ保持枠の径方向肉厚が十分に取れない場合においても、カム溝と係合するフォロアの片寄せ機構を設けることができる光学機器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記目的を達成するために、本発明の光学機器は、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ボールフォロアと、前記ボールフォロアが係合するカム溝を有するカム部材と、前記ボールフォロアを径方向に付勢する付勢手段と、前記保持枠を直進規制する直進部材とを備え、前記カム部材の所定方向の移動に伴って前記保持枠を光軸に沿って進退させる光学機器において、前記ボールフォロアを嵌合保持するガイド部と前記付勢手段を格納する格納部とが前記保持枠の外周部に設けられるとともに、前記光軸方向から見た場合、前記ガイド部が前記格納部内に形成され、前記格納部には前記保持枠が前記直進部材と係合する直進規制部の肉厚内に凹部が設けられ、前記凹部に前記付勢手段に形成された前記ボールフォロアとの被係合部である前記ガイド部が配置されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の光学機器によれば、上記構成としたことでレンズ保持枠の径方向肉厚が十分に取れない場合においても、カム溝と係合するフォロアの片寄せ機構を設けることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施の形態に係る光学機器としてのデジタルカメラ１００の電源をオフにした状態を示す外観斜視図である。
【図２】図１のデジタルカメラ１００の電源をオンにした状態を示す外観斜視図である。
【図３】図１のデジタルカメラ１００の上面図である。
【図４】図１のデジタルカメラ１００の背面図である。
【図５】図１のデジタルカメラ１００の底面図である。
【図６】図１のデジタルカメラ１００のブロック構成図である。
【図７】図１における撮影レンズ鏡筒３６のＳＩＮＫ位置の断面図である。
【図８】図１における撮影レンズ鏡筒３６のＷＩＤＥ位置の断面図である。
【図９】図７における１群鏡筒１１の外観斜視図である。
【図１０】ボールフォロア片寄せ機構部の光軸直交断面図である。
【図１１】板バネ格納部周りの投影拡大図（板バネ組込み前）である。
【図１２】板バネ格納部周りの投影拡大図（板バネ組込み後）である。
【図１３】従来例に係るデジタルカメラにおけるフォロアピンのガタ取り片寄せ機構を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明を図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１８】
本実施の形態で示す光学機器としてのデジタルカメラ１００は、撮影倍率を変更できるズーム機構を有する。
【００１９】
図１は、本発明の実施の形態に係る光学機器としてのデジタルカメラ１００の電源をオフにした状態を示す外観斜視図である。図２は、図１のデジタルカメラ１００の電源をオンにした状態を示す外観斜視図である。図３は、図１のデジタルカメラ１００の上面図である。図４は、図１のデジタルカメラ１００の背面図である。図５は、図１のデジタルカメラ１００の底面図である。図６は、図１のデジタルカメラ１００のブロック構成図である。
【００２０】
以下、その構成を動作と併せて説明する。
【００２１】
デジタルカメラ１００の正面には、測光測距を行う場合の光源の補助を行う補助光出射部３３、被写体の構図を決めるファインダ３４、ストロボ３５、撮影レンズ鏡筒３６が配置されている。
【００２２】
デジタルカメラ１００の上面には、レリーズボタン３０、ズーム切り替えスイッチ３１、電源切り替えボタン３２が配置されている。デジタルカメラ１００の底面には、三脚取付部４５、メモリカードドライブ５９及びバッテリー挿入部（不図示）が内部に具備されているカードバッテリーカバー４６が配置されている。
【００２３】
デジタルカメラ１００の背面には、操作ボタン３９、４０、４１、４２、４３、４４が配置され、様々な機能切り替えを行うことができる。また、デジタルカメラ１００の背面には、ＬＣＤより成るディスプレイ３８、ファインダ接眼部３７が配置されている。
【００２４】
操作ボタン３９、４０、４１、４２、４３、４４によりデジタルカメラの動作モード、例えば、撮影モード、再生モード、動画撮影モード等の選択を行う。
【００２５】
ディスプレイ３８は、画像表示手段であり、メモリ５７に保存された画像データやメモリカードから読み込んだ画像データを画面上に表示する。また、モードを選択すると複数の撮影データを縮小して画面表示することもできる。
【００２６】
制御部は、ＣＰＵ６３、ＲＯＭ６２、ＲＡＭ６４で構成され、バス６１を介してレリーズボタン３０、操作ボタン３９〜４４、ディスプレイ３８、メモリ５７、メモリカードドライブ５９等の各種構成要素が接続されている。
【００２７】
バス６１を介して制御系と接続する駆動回路６０には、ズームモータ駆動部４７、フォーカスモータ駆動部４９、シャッタ駆動部５１、絞り駆動部５３、ＣＣＤやＣＭＯＳ等の撮像デバイス４、ストロボ３５が接続されている。制御系からの信号により各々の駆動を制御することになる。ＲＯＭ６２には、上述の各機能構成要素を制御するプログラムが記憶されている。ＲＡＭ６４には、各制御プログラムに必要なデータが記憶されている。
【００２８】
以上のように、デジタルカメラ１００は構成されているが、使用者が電源切り替えボタン３２を操作することで、電源をオフからオンにすると、ＣＰＵ６３はＲＯＭ６２から必要な制御プログラムを読み出して初期動作を開始する。つまり、撮影レンズ鏡筒３６を所定の撮影可能領域に移動させ、撮影機能を立ち上げて、撮影スタンバイ状態になる。
【００２９】
撮影を行うために、レリーズボタン３０を押すと、撮像デバイス４により被写体の明るさを検知し、ＣＰＵ６３は、その測光値に基づき、絞り部５２の絞り値やシャッタ部５０のシャッタスピード、また、ストロボ３５を発光するかどうかを判断する。また、予め操作ボタン４０によって使用者がストロボ３５を強制的に発光させるか、発光させないかを選択することもできる。
【００３０】
次に、ＣＰＵ６３は、測距を行い、被写体との距離を測定してフォーカスモータ駆動部４９により所定のフォーカス位置へフォーカス部４８を移動させる。次に、ＣＰＵ６３は、シャッタ部５０の開閉を行い、所望の画像を撮像デバイス４に取り込む。
【００３１】
撮像デバイス４には、露光制御値に基づいて入射した光の光量に応じた電荷が蓄積され、その電荷が画像信号となり、アナログ信号処理部５４へと出力される。アナログ信号処理部５４では、取り込まれた画像データにアナログ処理を施し、Ａ／Ｄ変換部５５に出力する。
【００３２】
Ａ／Ｄ変換部５５では、取り込まれたアナログデータをデジタルデータに変換する。このデジタルデータをデジタル信号処理部５６に出力し、ここでデジタルデータの処理を行う。最終的にデジタルデータは、メモリ５７に記憶されることになる。
【００３３】
メモリ５７に記憶されたデータは、操作ボタン４１の操作によって、圧縮伸張部５８によりＪＰＥＧやＴＩＦＦ等の圧縮加工等を施し、メモリカードに出力され、記憶される。また、メモリ５７を持たないデジタルカメラの場合、デジタル信号処理部５６で処理されたデジタルデータを圧縮伸張部５８に出力し、メモリカードドライブ５９へ記憶させることになる。
【００３４】
メモリ５７に記憶された画像データやメモリカードドライブ５９に記憶されている画像データに対して圧縮伸張部５８によって伸張処理を行い、その画像データを、バス６１を介してディスプレイ３８に表示させることができる。
【００３５】
このディスプレイ３８上のデータを使用者が見ることで、その画像が不必要であると判断すると、使用者は操作ボタン４２の操作によって消去することができる。ズーム切り替えスイッチ３１を操作して、駆動回路６０を介してズームモータ駆動部４７を制御することにより、撮影レンズ鏡筒３６をレンズの光軸方向に移動させる。
【００３６】
また、ディスプレイ３８上に表示されている記憶画像をズーム切り替えスイッチ３１の操作で拡大及び縮小、いわゆるデジタルズームを行うことができる。
【００３７】
次に、デジタルカメラ１００に備えられた撮影レンズ鏡筒３６の構成について説明する。
【００３８】
本デジタルカメラ１００は、光学素子（レンズ）を保持する保持枠（１群鏡筒１１）と、保持枠に対して径方向に移動可能に設けられたフォロア（ボールフォロア１４）と、フォロアが係合するカム溝を有するカム部材（移動カム環２１）とを備える。また、本デジタルカメラ１００は、フォロアを径方向に付勢する付勢手段（板バネ１５）備える。そして、本デジタルカメラ１００は、カム部材の所定方向の移動に伴って保持枠を撮影光軸に沿って進退させるようになっている。
【００３９】
図７は、図１における撮影レンズ鏡筒３６のＳＩＮＫ位置の断面図、図８は、図１における撮影レンズ鏡筒３６のＷＩＤＥ位置の断面図である。
【００４０】
図７、図８において、撮影レンズ鏡筒３６は、変倍作用を持つ１群レンズ１、２群レンズ２、フォーカスと像面補正を司る３群レンズ３、各群レンズを光軸方向に移動可能に保持する１群鏡筒１１、２群鏡筒１２、３群鏡筒１３を備える。
【００４１】
１群鏡筒１１、２群鏡筒１２は、内周にカム溝を有する移動カム環２１に保持されている。固定筒２２は、内周に有するカム溝で移動カム環２１を移動可能に保持している。撮像デバイス（ＣＣＤ）を保持するＣＣＤホルダ２３には、固定筒２２が固定されている。
【００４２】
駆動環２４は、移動カム環２１を回転させる。直進ガイド環（直進部材）２５は、１群鏡筒１１、２群鏡筒１２の回転を抑制して直進移動させる。カバー筒２６は、ＣＣＤホルダ２３に固定され、駆動環２４の光軸方向の移動を規制する。
【００４３】
以上のように構成された撮影レンズ鏡筒３６の動作を詳述する。
【００４４】
不図示のズームモータの回転は、不図示のギア系によって駆動環２４に構成されている外周ギア２４ａを介して駆動環２４に伝達され、駆動環２４を回転させる。駆動環２４の前端部は、カバー筒２６のフランジ部２６ａと当接していると共に、後端部は、固定筒２２の後端部に設けられたフランジ部２２ｃに当接しており、これによって駆動環２４は光軸方向の移動が規制される。駆動環２４の内周側面には、光軸方向に均一の幅を有する不図示の３本の直進ガイド溝が設けられている。
【００４５】
移動カム環２１の外周には、固定筒２２の３本のカム溝２２ａと嵌合する不図示の３つのフォロアが保持され、移動カム環２１は、回転に応じて固定筒２２のカム溝２２ａに沿って移動する。
【００４６】
フォロアの略後方には駆動ピン２１ａが植立されており、固定筒２２の側面に設けられている肉厚方向に貫通した３本のガイド溝２２ｂを貫通して駆動環２４の直進ガイド溝と摺動可能に嵌合している。
【００４７】
駆動環２４が回転すると、駆動ピン２１ａを通じて移動カム環２１に回転が伝えられ、移動カム環２１は、固定筒２２のカム溝２２ａに沿って回転しながら光軸方向に移動することになる。
【００４８】
直進ガイド環２５は、移動カム環２１に対して光軸方向への相対的な移動が規制されている。また、直進ガイド環２５は、固定筒２２の内周側面に設けられた不図示の直進ガイドに直進可能に嵌合しており、これにより、直進ガイド筒２５の回転方向の移動が規制されている。
【００４９】
よって、移動カム環２１が固定筒２２のカム溝２２ａに沿って回転移動すると、直進ガイド環２５は、移動カム環２１の光軸方向の移動に追従して光軸方向にのみ移動する。移動カム環２１のカム溝２１ｃ、２１ｄにはそれぞれ１群鏡筒１１、２群鏡筒１２が保持されている。
【００５０】
各群鏡筒は、直進ガイド環２５により回転移動を抑制されているため、移動カム環２１が移動すると、各群鏡筒は回転せずに光軸方向に移動することになり、所望の焦点距離に応じたレンズの配置をすることが可能である。
【００５１】
１群鏡筒１１には公知のレンズバリア１１ａが備わっており、沈胴状態では撮影光学系の光路を遮断する。２群鏡筒１２には公知のシャッタユニットや手ぶれ補正機構が備わっており、２群鏡筒１２と一体的に光軸方向に移動する。
【００５２】
次に、ボールフォロア１４の片寄せ機構について、図９、図１０、図１１、図１２を用いて詳述する。
【００５３】
図９は、図７における１群鏡筒１１の外観斜視図、図１０は、ボールフォロア片寄せ機構部の光軸直交断面図、図１１は、板バネ格納部周りの投影拡大図（板バネ組込み前）、図１２は、板バネ格納部周りの投影拡大図（板バネ組込み後）である。
【００５４】
図７、図８で示されるように、本実施の形態の撮影レンズ鏡筒３６の構成においては、１群鏡筒１１の内径側に直進ガイド環２５が配置されるため、１群鏡筒１１の肉厚を十分に取ることができない。その中で、１群鏡筒１１のガタを無くす片寄せ機構を設けることが本発明の特徴である。
【００５５】
１群鏡筒１１には、板バネ１５を保持するための板バネ格納部１１ｃと、カム溝２１ｃと係合するボールフォロア１４を径方向に摺動自在に保持する嵌合部１１ｄとが設けられている。嵌合部１１ｄは、ボールフォロア１４を嵌合保持するガイド部として機能する。ボールフォロア１４の略後方には、固定ピン１６が植立されており、落下衝撃時にボールフォロア１４がカム溝２１ｃから脱落するのを防止する。
【００５６】
板バネ格納部１１ｃは、１群鏡筒１１の周方向に形成されるとともに、直進ガイド環２５の直進ガイド溝２５ａに嵌合している直進キー１１ｂの肉厚内に凹部を有する（図１０参照）。
【００５７】
さらに、図１１、図１２で示されるように、板バネ１５の幅Ｗをボールフォロア１４の直径Ｄより小さく設定することで、板バネ格納部１１ｃが嵌合部（被係合部）１１ｄを切り欠いて光軸中心から重なる位置に嵌合部１１ｄと一体的に設けることを実現している。
【００５８】
図１１に示すように、嵌合部１１ｄの略中心部が板バネ格納部１１ｃによって切り欠かれているが、その前後には直径Ｄと同曲率を持つ円柱側面が残っているため、ボールフォロアの嵌合支持に支障はない。
【００５９】
板バネ１５は、ボールフォロア１４がカム溝２１ｃに組み込まれた際に、板バネ格納部１１ｃ内に収まるように１群鏡筒外径と略同一径にて形成されており、板バネ格納部１１ｃの凹部に収まるようにボールフォロア付勢部１５ａが設けられている（図１０参照）。
【００６０】
ボールフォロア１４がカム溝２１ｃに組み込まれると、ボールフォロア１４は、板バネ１５のボールフォロア付勢部１５ａを内径方向に押圧する。その結果、反力がボールフォロア１４に作用して外径方向へ突出する力が発生する。
【００６１】
この力により、ボールフォロア１４は、移動カム環２１のカム溝２１ｃに押圧付勢され、１群鏡筒１１のガタを吸収することが可能となる。もちろんこの際、ボールフォロア１４は嵌合部１１ｄに支持されているため径方向以外の動きは規制されている。
【００６２】
以上のように本実施の形態では、１群鏡筒１１の径方向肉厚が十分に取れない場合においても、直進ガイド環２５との直進規制部の肉厚を有効利用して板バネ１５のボールフォロア付勢部１５ａを設ける。これにより、カム溝２１ｃと係合するボールフォロア１４の片寄せ機構を設けることが可能となる。
【００６３】
以上、本発明の好ましい実施の形態について説明したが、本発明はこれらの実施の形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。
【符号の説明】
【００６４】
１  １群レンズ
２  ２群レンズ
３  ３群レンズ
４  撮像デバイス
１１  １群鏡筒
１２  ２群鏡筒
１３  ３群鏡筒
１４  ボールフォロア
１５  板バネ
１６  固定ピン
２１  移動カム環
２２  固定筒
２３  ＣＣＤホルダ
２４  駆動環
２５  直進ガイド環
２６  カバー筒
【図１】
0005538763.tif 000002
【図２】
0005538763.tif 000003
【図３】
0005538763.tif 000004
【図４】
0005538763.tif 000005
【図５】
0005538763.tif 000006
【図６】
0005538763.tif 000007
【図７】
0005538763.tif 000008
【図８】
0005538763.tif 000009
【図９】
0005538763.tif 000010
【図１０】
0005538763.tif 000011
【図１１】
0005538763.tif 000012
【図１２】
0005538763.tif 000013
【図１３】
0005538763.tif 000014