(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光軸方向に移動可能に設けられた可動光学要素と、
上記可動光学要素の進退位置を検出するための可動子を有する位置検出要素と、
モータと、
上記可動光学要素の上面又は下面に配置されていて、一方の面に上記可動光学要素を光軸方向に変位させるための第１のカム溝が形成され、他方の面に上記可動子を光軸方向へ駆動するための第２のカム溝が形成され、上記モータからの駆動力で回動する板状の変位変換伝達要素と、
を具備し、
上記第１のカム溝と上記第２のカム溝とによって上記可動光学要素と上記可動子との駆動系統を独立させ、上記可動子の摺動抵抗が上記可動光学要素に作用しないようにしたことを特徴とするカメラ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、カメラ、詳しくは、ビデオカメラ，電子スチルカメラ，銀塩フィルムカメラ等におけるレンズ鏡枠ユニットの構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のレンズ鏡枠ユニットにおけるレンズ駆動機構として代表的なものは、カム環を用いる構造のものと、リードスクリュー軸を用いる構造のものとがある。
【０００３】
図６は、上記従来のカム環を用いたレンズ鏡枠ユニットであるレンズ鏡筒の駆動部の分解斜視図である。
上記レンズ鏡筒の駆動部においては、まず、ヘリコイドネジ１０８ａを持つフォーカスレンズ支持枠１０８の進退駆動を行うフォーカシングギヤ−１０１がピニオンギヤ−１０３を介して回動される。また、ズームレンズ移動枠（図示せず）を駆動ズーミング駆動用のカム環１０９の回動駆動を行うズーミングギヤ−１０２がピニオンギヤ−１０４を介して駆動される。そして、上記ピニオンギヤ−１０３は、スリップ機構を内蔵するギヤ−ボックス１０７を介してフォーカスモータ１０５により駆動され、一方、上記ピニオンギヤ−１０４は、同様にスリップ機構を内蔵するギヤーボックス１０７を介してズームモータ１０６により駆動される。
【０００４】
なお、上記フォーカスモータ１０５とズームモータ１０６は、図６に示すようにレンズ支持枠１０８、または、カム環１０９の外方位置において、モータ主軸が光軸Ｏに平行な状態で配置されている。また、ズームレンズ移動枠の進退位置は、上記カム環１０９の外周に配設されるズームエンコ−ダ（図示せず）を接触子が摺動することによって検出される。
【０００５】
図７は、上記従来のリードスクリュ軸を用いる構造の４群構成のレンズ鏡筒の断面図である。上記レンズ鏡筒においては、鏡枠１１０に第１群レンズ１１２，第３群レンズ１１４が固定して保持されている。また、ズームレンズである第２群レンズ１１３を保持する第２群レンズ移動枠１１８とフォーカスレンズである第４群レンズ１１５を保持する第４群レンズ移動枠１１９は、それぞれ鏡枠１１０，１１１に支持されたガイド軸１２２，１２３により光軸Ｏ方向に進退自在に保持されている。なお、上記第４群レンズ１１５の後方には、光学フィルタ１１６とＣＣＤ１１７が配設されている。
【０００６】
そして、図７の”Ｄ”部分断面図に示すようにリードスクリュー１２１に対してナット１２６を螺合させ、そのナット１２６を介して、上記第２群レンズ移動枠１１８の光軸方向の位置決めがなされる。そして、ズーミング動作時には、該リードスクリュー１２１をＤＣ（直流）モータであるズームモータ１３０によりギヤー列１３２を介して回転駆動することによって、上記レンズ移動枠１１８の進退移動を行うことになる。
【０００７】
なお、上記レンズ移動枠１１８の進退位置検出は、ナット１２６に固着された摺動子１２６ａが摺動抵抗器であるポジションセンサ１２７の表面を摺動し、そのときの抵抗値の変化を読み取ることによって行われる。また、上記ズームモータ１３０は、図７に示すように、鏡枠１１０の外部位置に、その主軸方向が光軸Ｏと平行な状態で配設されている。
【０００８】
一方、上記第４群レンズ移動枠１１９は、リードスクリュー１２４にナット１２５を螺合させ、該ナット１２５を介して光軸方向の位置決めがなされる構造を有しており、フォーカシング動作時、または、ズーミングによるピント補正時に該リードスクリュー１２４をフォーカスモータ１３１により回転駆動させることによって進退移動する。なお、該フォーカスモータ１３１はステップモータで構成される。
【０００９】
なお、上記第４群レンズ移動枠１１９の進退位置の初期基準位置は、移動枠１１９に一体的に設けられた遮蔽板１１９ａによりフォトインタラプタ１２８を遮蔽したときの出力信号により検出される。なお、上記フォーカスモータ１３１も図７に示すように、鏡枠１１１の外部位置に、その主軸方向が光軸Ｏと平行な状態で配設されている。
【００１０】
【考案が解決しようとする課題】
ところが、前記図６，７に示す従来のレンズ鏡筒の駆動機構においては、まず、レンズを駆動するアクチュエ−タ、つまり、ステップモータ、または、ＤＣモータ等の出力軸方向と光軸Ｏが平行となるように配置されている。このような配置の場合、光学系が更に小型化されたもの、また、２群ズームレンズ形式の簡単な構成のものに対しては、光軸Ｏ方向の外形寸法を縮めるには限界があった。
【００１１】
また、上記形式の駆動機構では、アクチュエ−タであるモータが鏡枠に対して突出する形で配設されることから、カメラの外形のデザイン上に制約を与えるか、デッドスペ−スが生じることになり、更に、電子カメラにおいては撮像回路基板や、レンズ制御基板の実装が行いにくかった。
【００１２】
また、前記図７に示すリードスクリュー１２１を用いた従来のレンズ駆動機構においては、位置検出用のポジションセンサ１２７に当接して摺動する接触子を持つナット１２６が、直接、レンズ移動枠１１８に嵌合しているため、レンズ移動枠１１８がガイド軸１２２に沿って進退移動する際、上記接触子の摺動抵抗により、嵌合ガタ分だけレンズ移動枠１１８が傾いてしまい、光学性能の劣化の原因となっていた。
【００１３】
更にまた、前記図６に示したカム環を用いた従来のレンズ駆動機構においては、カム環１０９が、カム溝の形状の点から、モールドのみでは製造が困難であり、複雑な切削加工が必要となり、コスト的に不利であった。
【００１４】
本発明は、上述の不具合を解決するためになされたものであり、その一つの目的は、可動光学要素を有するカメラにおいて、光軸方向の小型化が可能であり、周辺回路基板等の実装が容易なものを提供することである。更に、他の目的は、位置検出要素を駆動するに際して、可動光学要素の光学的精度が低下しないような構造であって、しかも、製造が容易な部材で構成可能な鏡枠ユニットを持つカメラを提供することである。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本発明によるカメラは、光軸方向に移動可能に設けられた可動光学要素と、上記可動光学要素の進退位置を検出するための可動子を有する位置検出要素と、モータと、上記可動光学要素の上面又は下面に配置されていて、一方の面に上記可動光学要素を光軸方向に変位させるための第１のカム溝が形成され、他方の面に上記可動子を光軸方向へ駆動するための第２のカム溝が形成され、上記モータからの駆動力で回動する板状の変位変換伝達要素とを具備し、上記第１のカム溝と上記第２のカム溝とによって上記可動光学要素と上記可動子との駆動系統を独立させ、上記可動子の摺動抵抗が上記可動光学要素に作用しないようにしたことを特徴とする。
【００１７】
【作  用】
上記構成においては、上記変位変換伝達要素の第１のカム溝と第２のカム溝とによって、光軸方向に移動可能に設けられた可動光学要素と該可動光学要素の進退位置を検出するための位置検出要素の可動子とがそれぞれ独立した駆動系統により動作するので、可動子の摺動抵抗力が可動光学要素に影響を及ぼさない。
【００１９】
【実施例】
以下、本発明の実施例を図に基づいて説明する。
図１は、本発明の一実施例を示すカメラに内蔵される鏡枠ユニットの主要配置を示す平面図であって、図２は、上記鏡枠ユニットの主要配置を示す正面図である。また、図３は、鏡枠ユニットのうち、ズームレンズ駆動部の分解斜視図であり、図４は、フォーカスレンズ駆動部の分解斜視図である。
【００２０】
上記図１〜４に示すように本実施例のカメラの鏡枠ユニットは、２群構成のズームレンズユニットであって、第１群レンズであるフォーカスレンズは、レンズユニット２２（図４参照）を介して第１レンズ移動枠１に保持されている。また、第２群レンズである可動光学要素のズームレンズ（図示せず）は、可動光学要素である第２レンズ移動枠２に保持されるものとする。なお、該移動枠２の後方には固体撮像素子３０が配設されている。
上記第１レンズ移動枠１と第２レンズ移動枠２は、図示しないカメラ本体に支持される光軸Ｏに平行な２本のガイド軸３，４に摺動自在に支持されている。なお、上記ガイド軸３，４は、図２に示すように光軸Ｏの斜め上下位置に配置されている。
【００２１】
そして、図２，３に示すように、鏡枠ユニットの上部にはＬ字形状のズーム地板５が図示しないカメラ本体に固着して配設されている。このズーム地板５の下面側に、光軸Ｏに垂直方向に固着されたカム軸６には、その外周にギヤー部７ｆを持つ円板状の変位変換伝達要素であるズームカム７が回動自在に嵌入している。該ズームカムの軸方向の規制はカットワッシャ６ａによって行われている。
【００２２】
なお、上記ズームカム７には、図３に示すようにズーム地板５側の面に、ポテンショメータ１２に第１の変位を与えるカム溝７ａが設けられている。この第１の変位は後述の第２レンズ移動枠２を進退させる第２の変位に対応して設定されている。なお、図３に示すズームカム７の上面の溝７ｄはストッパとしての役割りの溝および肉ヌスミの溝であり、溝７ｅは、成形時の肉ヌスミのための溝である。
また、図３に示すズームカム７の裏面側、即ち、光軸Ｏ側に面する側には、図５のズームカム７の斜視図に示すように第１レンズ移動枠１駆動用のカム溝７ｃと、第２レンズ移動枠２に第２の変位を与えるカム溝７ｂとが設けられている。
【００２３】
また、上記ズーム地板５の下面側には、その主軸方向が光軸Ｏに対して垂直方向となる、ＤＣモータであるズームモータ８がネジ１０により固着されている。そして、該ズームモータ８には出力ギヤー９が配設されており、該出力ギヤー９は上記ズームカム７の外周のギヤー部７ｆと噛合している。従って、ズームモータ８が駆動されると、ズームカム７が回動することになる。
【００２４】
更に、上記ズーム地板５の側面開口部５ｃには、第２レンズ移動枠２の移動位置検出用の位置検出要素であるスライド型ポテンショメータ１２がネジ１３により固着されている。そして、該ポテンショメータ１２には可動子であって図示しない摺動子に連結される操作突起１２ａが配設されている。なお、該操作突起１２ａの摺動方向は、光軸Ｏと平行とする。
【００２５】
また、上記ズーム地板５とズームカム７の間に、ポテンショメータ１２の駆動用のＬ字形状のスライダ１１が光軸方向に摺動可能に挟持されている。このスライダ１１は、その上面側にズーム地板５のガイド溝５ａ，５ｂに嵌入するガイドピン１１ａ，１１ｂが固着されており、下面側には上記ズームカム７のカム溝７ａに嵌入するカムフォロワ１１ｃが固着されている。また、ポテンショメータ１２の操作突起１２ａと対向する部分には切り欠き１１ｄが設けられており、該操作突起１２ａと係合している。
従って、ズームカム７が回動すると、カム溝７ａに従ってスライダ１１が光軸Ｏ方向に進退し、操作突起１２ａが操作され、ポテンショメータ１２の出力が変化する。そして、その出力信号によって、上記カム溝７ａの変位に対応している第２レンズ移動枠２の進退位置を検出することができる。
【００２６】
一方、上記ズームカム７の下面に設けられているカム溝７ｂには、第２レンズ移動枠２のカムフォロワ２ａが嵌入しており、ズームカム７の回動により上記第２レンズ移動枠２は、光軸Ｏ方向に進退駆動される。
また、同じくズームカム７の下面に設けられているカム溝７ｃには、キャリッジ１６のカムフォロワ１６ｄが嵌入している。該キャリッジ１６（図４参照）は、ガイド軸３，４によりそのガイド孔１６ａ，１６ｂと切り欠き１６ｃで摺動自在に支持されている。但し、該キャリッジ１６は、図１，２上では省略し、図示されていない。
【００２７】
そして、該キャリッジ１６はそのホルダ部１６ｅで第１レンズ移動枠１を保持し、その光軸Ｏ方向の位置規制を行っている（図４参照）。従って、ズーミング駆動時のズームカム７の回動により上記第２レンズ移動枠２は、光軸Ｏ方向に進退駆動される。なお、この進退駆動は、ズームレンズの変倍動作時のピント位置の補正のための駆動である。
【００２８】
上記キャリッジ１６には、図４に示すように、その主軸方向が光軸Ｏと平行であるフォーカスモータ１８がネジ２１によりモータ取付け板１９を介して固着されている。該フォーカスモータ１８は、ステップモータであって、その出力軸にはリードスクリュー２０が一体的に形成されている。
【００２９】
一方、キャリッジ１６に保持されている第１レンズ移動枠１のホルダ部１ａには、駆動力伝達部材２３がガイド軸３に嵌入した状態で保持されている。該駆動力伝達部材２３は、上記リードスクリュー２０のネジ部に螺合する半月状のナット部２３ａとフォーク部２３ｂとが配設されており、上記リードスクリュー２０をナット部２３ａとフォーク部２３ｂで摺動自在に挟持している。
【００３０】
従って、フォーカシング動作時にフォーカスモータ１８が駆動されると、リードスクリュー２０の回転に伴い、駆動力伝達部材２３が光軸Ｏ方向に進退し、それに伴って、第１レンズ移動枠１が進退移動し、フォーカシング制御がなされる。
なお、フォーカスモータ１８の回転に伴う、キャリッジ１６に対する第１レンズ移動枠１の相対初期基準位置は、キャリッジ１６に装着されたフォトインタラプタ１７によって検出される。
【００３１】
以上のように構成された本実施例のカメラの鏡枠ユニットにおいて、まず、ズーミング動作を行う場合、ズームモータ８が駆動され、ズームカム７が回動すると、カム溝７ｂに嵌入しているカムフォロワ２ａを介して第２レンズ移動枠２が光軸Ｏ方向に進退し、変倍駆動される。また、上記ズームカム７の回動により、カム溝７ａに嵌入しているスライダ１１のカムフォロワ１１ｃを介して、ポテンショメータ１２が上記第２レンズ移動枠２の移動量に対応した量だけ光軸Ｏ方向に進退する。そして、該ポテンショメータ１２より該移動量を示す信号が出力される。
【００３２】
一方、ズームカム７が回動すると、カム溝７ｃに嵌入しているカムフォロワ１６ｄを介してキャリッジ１６が光軸Ｏ方向に進退する。従って、該キャリッジ１６に保持されている第１レンズ移動枠１も同様に光軸Ｏ方向に進退し、ズーミング動作に伴うピント位置補正が行われる。
【００３３】
更に、フォーカシング動作を行う場合、フォーカスモータ１８が駆動されると、リードスクリュー２０が回転し、駆動力伝達部材２３が光軸Ｏ方向に進退する。それに伴って、第１レンズ移動枠１が進退移動し、フォーカシング制御がなされる。
【００３４】
以上述べたように、本実施例のカメラの鏡枠ユニットは、ズームモータ８の主軸の装着方向を光軸Ｏに対して垂直方向とし、更に、ズーミング駆動用のズームカム７を円板形状としてレンズ移動枠の上方に配設したたため、鏡枠ユニットの光軸Ｏ方向の占有スペ−スを小さくすることが可能となると同時に、該モータ８、および、ポテンショメータ１２等が鏡枠外方に突出することなく配設できる。そして、撮像回路基板等の周辺の回路基板の配設が容易になる。
【００３５】
また、ポテンショメータ１２の駆動系統を第２レンズ移動枠２の駆動系統と独立させたため、ポテンショメータ１２の摺動抵抗力が第２レンズ移動枠２のカムフォロワ２ａに作用しないことから、第２レンズ移動枠２の移動時の傾きの発生が少なくなり、光学的性能の劣化がない。
更に、従来のレンズ鏡筒において用いられたカム環に対して、円板形状のズームカム７を適用することから、成形上も容易なものとなり、コスト的にも有利となる。
【００３６】
なお、上記実施例のものでは、ズームカム７をレンズ移動枠の上面に配設するようにしたが、これに限らず、下面側にズームカム７を配設するように構成してもよい。
【００３７】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、第１のカム溝と第２のカム溝とによって可動光学要素と可動子との駆動系統を独立させ、上記可動子の摺動抵抗が上記可動光学要素に作用しないようにしたので、位置検出要素に設けられた可動子の摺動抵抗力による可動光学要素の傾き等による光学的精度劣化に対する影響が少なくなり、高精度の可動光学要素の変位制御が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例を示すカメラに内蔵される鏡枠ユニットの主要配置を示す平面図。
【図２】上記図１のカメラの鏡枠ユニットの主要配置を示す正面図。
【図３】上記図１のカメラの鏡枠ユニットのうち、ズームレンズ駆動部の分解斜視図。
【図４】上記図１のカメラの鏡枠ユニットのうち、フォーカスレンズ駆動部の分解斜視図。
【図５】上記図１のカメラの鏡枠ユニットに用いられるズームカムの下面側からみた斜視図。
【図６】従来の鏡枠ユニットのレンズ駆動機構の分解斜視図。
【図７】他の従来の鏡枠ユニットである４群構成のレンズ鏡筒の縦断面図。
【符号の説明】
２…………………第２レンズ移動枠（可動光学要素）
７…………………ズームカム（変位変換伝達要素）
８…………………ズームモータ（モータ）
１２………………ポテンショメータ（位置検出要素）
Ｏ…………………光軸
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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