(57)【要約】【課題】鏡枠の光軸方向への円滑な動作を確保しながら、手ブレ補正ユニットから伝播する振動を抑えて手ブレ補正制御を確実にできるレンズ鏡筒を提供する。【解決手段】レンズ鏡筒１００は、レンズ１を保持した可動枠２と、可動枠２をレンズ１の光軸Ｏと直交するＸＹ平面に沿って移動可能に保持した固定枠４と、可動枠２を固定枠４に対してＸＹ平面方向に移動させるＶＣＭと、可動枠２とともに固定枠４を光軸Ｏに沿って移動可能に収容した鏡筒１０２と、可動枠２とともに固定枠４を鏡筒１０２内で光軸Ｏ方向に移動させる移動機構と、鏡筒１０２の内面に転動可能に圧接する周面を有してレンズ１の周方向に沿って等間隔で固定枠４に設けた複数のローラ１０と、を有する。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定枠に対してレンズが配置された可動枠を光軸と直交する面に沿って移動させることによりブレを補正するブレ補正ユニットを有し、前記固定枠と前記可動枠とが一緒に光軸方向へ駆動されるレンズ鏡筒において、
前記固定枠に設けられたカムフォロアと、
前記カムフォロアと係合するカム溝を有し、前記固定枠と前記可動枠とを収容する収容枠と、
前記固定枠に配置された複数のローラと、を具備し、
前記複数のローラは、前記光軸方向において、前記カム溝と前記カムフォロアとが係合する範囲の外側となる位置に配置され、
前記各ローラは、前記光軸と直交する方向に回転軸を有し、前記各ローラの外周面は所定の面積を有して前記収容枠の内周面に接触していることを特徴とするレンズ鏡筒。
【請求項２】
前記ローラの回転軸は、前記光軸と直交する方向に前記固定枠から延出した軸部材であって、
前記固定枠には、前記収容枠の内面に向けてローラが付勢されるように前記軸部材を付勢する付勢部材が取り付けられていることを特徴とする請求項１記載のレンズ鏡筒。
【請求項３】
前記収容枠の内面には所定の面積を有して延設した平らな案内面が設けられていて、前記各ローラと前記案内面とが接触する接触面は少なくとも前記光軸と平行であることを特徴とする請求項１記載のレンズ鏡筒。
【請求項４】
前記案内面、前記複数のローラ及び、その回転軸は金属製であることを特徴とする請求項３記載のレンズ鏡筒。
【請求項５】
前記固定枠は、
前記可動枠を前記面に沿って移動可能に保持した第１固定部材と、
この第１固定部材に対して前記光軸方向に隣接して配置され、前記第１固定部材と一体に前記光軸方向に移動可能に設けた第２固定部材と、
前記カムフォロアが配置された第３固定部材と、
前記第２固定部材と前記第３固定部材の間に配置され、前記第２固定部材と前記第３固定部材とが互いに離間する方向に付勢する弾性部材と、
を含むことを特徴とする請求項１記載のレンズ鏡筒。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、レンズを保持した可動枠を光軸と直交する面に沿って移動する手ブレ補正機能付きのレンズユニットを光軸方向に沿って移動可能に備えたレンズ鏡筒に関する。
【背景技術】
【０００２】
カメラの手ブレ補正機構は、例えばレンズを保持した可動枠を固定枠に対して光軸と直交する面に沿って移動させるボイスコイルモータ（ＶＣＭ）を有する。近年、この手ブレ補正機構を備えたレンズユニットを光軸方向に移動させるタイプのズームレンズが知られている。この種のズームレンズは、一般にカム機構を用いてレンズユニットを光軸方向に移動させるため、カム溝とカムフォロアとの間のガタによりレンズユニットと鏡筒との間にもガタが発生する。このガタは、手ブレ補正時に、レンズユニットの固定枠が可動枠と共振する問題を生じる。  
下記特許文献１及び下記特許文献２にはカム機構を用いてレンズユニットを光軸方向に移動させることについての記載はない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平７−２９４９７５号公報
【特許文献２】特開２００２−１９６３８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
カム機構を用いてレンズユニットを光軸方向に移動させると、カム溝とカムフォロアとの間にガタがある状態でブレ補正ユニットを駆動することとなり、鏡枠間での共振が発生し、手ブレ補正制御が正常にできなくなる。
【０００５】
本発明は、上記の点に鑑みてなされたもので、鏡枠の光軸方向への円滑な動作を確保しながら、手ブレ補正ユニットから伝播する振動を抑えて手ブレ補正制御を確実にできるレンズ鏡筒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】
【０００６】
本発明のレンズ鏡筒の一態様は、固定枠に対してレンズが配置された可動枠を光軸と直交する面に沿って移動させることによりブレを補正するブレ補正ユニットを有し、固定枠と可動枠とが一緒に光軸方向へ駆動されるレンズ鏡筒であって、固定枠に設けられたカムフォロアと、カムフォロアと係合するカム溝を有し、固定枠と可動枠とを収容する収容枠と、固定枠に配置された複数のローラと、を具備し、複数のローラは、光軸方向において、カム溝とカムフォロアとが係合する範囲の外側となる位置に配置され、各ローラは、光軸と直交する方向に回転軸を有し、各ローラの外周面は所定の面積を有して収容枠の内周面に接触していることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、カム溝とカムフォロアとの間のガタが無い状態でブレ補正ユニットを駆動することができるので、鏡枠間での共振する不具合を防止でき、手ブレ補正制御を確実にできるレンズ鏡筒を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、実施形態に係るレンズ鏡筒を最も縮めた状態を示す断面図である。
【図２】図２は、図１のレンズ鏡筒を途中まで伸ばした状態を示す断面図である。
【図３】図３は、図１のレンズ鏡筒を最も伸ばした状態を示す断面図である。
【図４】図４は、図１のレンズ鏡筒内に組み込まれた手ブレ補正機構付きのレンズユニットを示す外観斜視図である。
【図５】図５は、図４のレンズユニットを光軸方向に移動させるためのカム枠を示す外観図である。
【図６】図６は、図４のレンズユニットに設けた付勢ローラを鏡筒側から見た図である。
【図７】図７は、図６の付勢ローラの動作を説明するための図である。
【図８】図８は、図４のレンズユニットの各ローラの周面が圧接する鏡筒側の案内凸部を示す概略図である。
【図９】図９は、図４のレンズユニットの板バネを示す概略図である。
【図１０】図１０は、図９の板バネを示す斜視図である。
【図１１】図１１は、図９の板バネの作用を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明を実施するための形態について図面を参照して説明する。  
以下の説明において、図示しないカメラを構えた状態で図示しない被写体に向かう方向を前方と称し、その反対を後方と称する。また、レンズ鏡筒１００が構成する光学系の光軸Ｏと一致する軸をＺ軸とし、Ｚ軸に直交する平面上において互いに直交する２つの軸をＸ軸及びＹ軸とする。
【００１０】
図１乃至図３は、本発明の実施形態に係るレンズ鏡筒１００を示す概略断面図である。図１は、レンズ鏡筒１００を最も縮めた状態（ＷＩＤＥ）を示し、図３は、レンズ鏡筒１００を最も伸ばした状態（ＴＥＬＥ）を示し、図２は、図１と図３の間の状態、すなわちレンズ鏡筒を途中まで伸ばした状態を示す。また、図４は、レンズ鏡筒１００に組み込まれたレンズユニット２００を示す外観斜視図である。
【００１１】
レンズユニット２００は、補正対象となるレンズ１を保持した可動枠２、可動枠２を光軸Ｏと直交するＸＹ平面に沿って面方向に移動可能に保持した固定枠４、および可動枠２を固定枠４に対して面方向に移動させて手ブレを補正するための図示しないボイスコイルモータ（ＶＣＭ）を有する。レンズユニット２００は、鏡筒１０２内に収容配置され、後述するズーム機構１１０によって光軸Ｏ方向に移動可能に設けられている。つまり、このレンズユニット２００は、手ブレ補正機能を有するとともにレンズ鏡筒１００のズーム機能を担う。
【００１２】
レンズ１を保持した可動枠２は、図示しない複数のボールを間に挟んで固定枠４に対して光軸Ｏ方向に対向し、Ｚ軸方向に延設した図示しない複数本のバネにより固定枠４に取り付けられている。ＶＣＭは、可動枠２および固定枠４の一方に設けた図示しない磁石、およびこの磁石に対向して可動枠２および固定枠４の他方に設けた図示しないコイルを有する。磁石およびコイルは、可動枠２を固定枠４に対してＸ軸方向に移動させるための組と、可動枠２を固定枠４に対してＹ軸方向に移動させるための組がある。
【００１３】
固定枠４は、可動枠２を移動可能に保持した略円筒形の後方第１固定枠４ａ、鏡筒１０２の内面に設けた後述する案内凸部１０３の表面１０３ａに接触して転動する後述する３つのローラ１０をその外周部に備えた略円筒形の前方第１固定枠４ｂ、および略円筒形の第２固定枠４ｃを、光軸Ｏ方向の後方から前方に向けて重ねた構造を有する。後方第１固定枠４ａおよび前方第１固定枠４ｂは、図示しないネジ等により互いに締結固定されている。
【００１４】
第２固定枠４ｃは、後方第１固定枠４ａおよび前方第１固定枠４ｂと一体に光軸方向に移動可能に設けられている。言い換えると、第２固定枠４ｃは、後方第１固定枠４ａおよび前方第１固定枠４ｂとは別体に設けられている。前方第１固定枠４ｂと第２固定枠４ｃの間には、両者を互いに離間させる方向に付勢する複数（本実施形態では３つ）の板バネ２０（弾性部材）が配置されている。
【００１５】
ズーム機構１１０は、鏡筒１０２の外側に回転可能に設けた円筒状のカム枠３０（収容枠）を有する。カム枠３０は、レンズ鏡筒１００の最も外周側にある操作環１０４を回転することで回転されるようになっている。図５に示すように、カム枠３０は、光軸方向にねじれた複数本のカム溝３１、３２、３３を有する。各カム溝３１、３２、３３は、カム枠３０の周方向に等間隔で並んで３本ずつ設けられている。３本のカム溝３２は、それぞれ、３本のカム溝３１に沿って同じ方向に傾斜している。一方、３本のカム溝３３は、カム溝３１、３２とは異なる方向に傾斜している。
【００１６】
最も後方にある３本のカム溝３１には、それぞれ、前方第１固定枠４ｂの外周面から放射状に突出した３本のカムフォロア４１が挿通されている。３本のカムフォロア４１は、前方第１固定枠４ｂの周方向に沿って等間隔で設けられている。鏡筒１０２は、３本のカムフォロア４１をそれぞれ挿通する光軸方向に伸びたスライド溝１１１を有する。
【００１７】
また、３本のカム溝３２には、それぞれ、第２固定枠４ｃの外周面から放射状に突出した３本のカムフォロア４２が挿通されている。３本のカムフォロア４２は、第２固定枠４ｃの周方向に沿って等間隔で設けられている。３本のカムフォロア４２は、上述した３本のカムフォロア４１とともに鏡筒１０２のスライド溝１１１に挿通されている。つまり、３本のカムフォロア４２は、上述した３本のカムフォロア４１に対して、それぞれ、光軸方向に隣接している。
【００１８】
最も前方にある３本のカム溝３３には、それぞれ、レンズユニット２００の前方に配置された別のレンズユニット２１０の外周面から放射状に突出した３本のカムフォロア４３が挿通されている。３本のカムフォロア４３は、別のレンズユニット２１０の周方向に沿って等間隔で設けられている。鏡筒１０２は、３本のカムフォロア４３をそれぞれ挿通する光軸方向に伸びたスライド溝１１２を有する。
【００１９】
しかして、操作環１０４を回転してカム枠３０を回転させると、レンズユニット２００が光軸方向に移動し、別のレンズユニット２１０が光軸方向に沿った逆方向に移動する。
【００２０】
例えば、図１（および図５）の状態から操作環１０４を所定方向に回転すると、各カム溝３１、３２のプロファイルに従って各カムフォロア４１、４２がそれぞれスライド溝１１１に沿って前方に移動し、レンズユニット２００が図２および図３に示すように前方に移動する。このとき、同時に、別のレンズユニット２１０が、後方に移動する。操作環１０４を逆方向に回転すると、レンズユニット２００が後方に移動し、別のレンズユニット２１０が前方に移動する。カム溝３１、３２のプロファイルは、レンズユニット２００の移動中に、第１固定枠４ａ、４ｂと第２固定枠４ｃが互いにわずかに押し付け合って一体になって移動するような形状に設計されている。
【００２１】
図６は、前方第１固定枠４ｂに設けた３つのローラ１０のうち１つのローラ１０ａ（以下、付勢ローラ１０ａと称する）を鏡筒１０２側から見た概略図である。３つのローラ１０は、レンズ１の周方向に沿って等間隔で（本実施形態では１２０°毎に）前方第１固定枠４ｂの外周部に回転可能に取り付けられている。各ローラ１０は、光軸Ｏ方向において、カム溝３１、３２とカムフォロア４１、４２とが係合する範囲の外側となる位置に配置されている。
【００２２】
各ローラ１０の回転軸１１はレンズ１の接線方向に延びている。このため、レンズユニット２００の光軸Ｏに沿った移動により、各ローラ１０の外周面が鏡筒１０２の内面（案内凸部１０３の表面１０３ａ、以下、案内面１０３ａと称する）に接触して転動するようになっている。つまり、各ローラ１０の外周面は、レンズユニット２００と鏡筒１０２との間のわずかな隙間に向けて、前方第１固定枠４ｂの外周面より外側にわずかに突出している。なお、３つのローラ１０およびその回転軸１１は、それぞれ金属製である。また、各ローラ１０が接触して回転する案内面１０３ａを有する案内凸部１０３も金属製である。
【００２３】
図６の付勢ローラ１０ａは、その回転軸１１に取り付けたトグルバネ１２によって、鏡筒１０２の案内面１０３ａに向けて径方向外側に付勢される。トグルバネ１２は、図７に示すように、両端を互いに近付ける方向に弾性変形させた状態で前方第１固定枠４ｂに取り付けられている。このため、トグルバネ１２は、その復元力（図示矢印Ｆ１）の合力（図示矢印Ｆ２）により、付勢ローラ１０ａの外周面を案内凸部１０３の案内面１０３ａに圧接させるよう機能する。
【００２４】
付勢ローラ１０ａが鏡筒１０２の案内面１０３ａに圧接されると、案内面１０３ａからの反力によってレンズユニット２００が逆方向に押され、残り２つのローラ１０の外周面が鏡筒１０２の内面に向けて押し付けられる。鏡筒１０２の内面には、２つのローラ１０の外周面が圧接される案内凸部１０３およびその平らな案内面１０３ａが設けられている。３つのローラ１０がそれぞれの案内面１０３ａに当接する圧力は均等である。
【００２５】
３つのローラ１０がそれぞれの案内面１０３ａに当接する圧力を均等にすることで、レンズユニット２００の光軸Ｏ方向に沿った移動範囲の全長にわたってレンズユニット２００を真っ直ぐに移動させることができる。つまり、レンズユニット２００の光軸Ｏ方向に沿った位置にかかわらず、レンズユニット２００の中心軸をレンズ鏡筒１００の光軸Ｏと一致させることができ、安定したブレ補正制御が可能となる。
【００２６】
図８に示すように、案内凸部１０３は鏡筒１０２の内面からわずかに突出しており、その表面すなわち案内面１０３ａは平らである。レンズユニット２００の直進性を高めるため、各案内面１０３ａは光軸Ｏと平行に延びている。一方、各ローラ１０の外周面は、その回転軸１１に沿った断面形状が外側に突出するように湾曲している。各案内面１０３ａを平らにすることで、ローラ１０がわずかに傾斜して案内面１０３ａに当接した場合であってもローラの接触状態が変化しない。このため、３つのローラ１０をそれぞれの案内面１０３ａに対して同じ条件で安定して圧接させることができ、レンズユニット２００の移動をスムーズにできる。
【００２７】
図９は、レンズユニット２００の前方第１固定枠４ｂを第２固定枠４ｃ側から見た概略図である。前方第１固定枠４ｂの第２固定枠４ｃ側の面には、３つの板バネ２０がネジ２１によりそれぞれ締結固定されている。各板バネ２０は、図１０に示すように、基端部側にネジ２１を挿通するための孔２０ａを有し、ネジ締結固定部から離れた先端に押圧部２２を有する。押圧部２２は、板バネ２０を部分的に折り曲げて湾曲させた形状を有する。各板バネ２０は、この押圧部２２の突出側（図１０の紙面手前側）が第２固定枠４ｃに向く姿勢で前方第１固定枠４ｂに締結固定されている。
【００２８】
より具体的には、各板バネ２０は、その押圧部２２が前方第１固定枠４ｂの周方向に沿って等間隔（本実施形態では１２０°間隔）となる位置で第２固定枠４ｃに接触するように固設されている。さらに具体的には、各板バネ２０の押圧位置すなわち押圧部２２の周方向に沿った位置は、上述した３つのローラ１０の近傍に設定した。なお、レンズユニット２００を光軸方向に移動する際に操作環１０４を介して固定枠４に付勢力を与える作用点、すなわちカムフォロア４１、４２の周方向の位置も上述した３つのローラ１０の近傍に設定した。
【００２９】
しかして、図１１に示すように、前方第１固定枠４ｂと第２固定枠４ｃを密着させると、各板バネ２０は、基端部を中心に前方第１固定枠４ｂの方向に湾曲変形する。この状態で、各板バネ２０の復元力によって、各板バネ２０の押圧部２２が第２固定枠４ｃに押し付けられる。
【００３０】
以上のように、本実施形態によると、周方向に等間隔で配置した３つのローラ１０を介して、レンズユニット２００を鏡筒１０２に対して光軸Ｏに沿って移動可能に支持したため、レンズユニット２００の直進性を高めて移動をスムーズにできる。また、本実施形態によると、トグルバネ１２を用いて３つのローラ１０を鏡筒１０２の案内面１０３ａにそれぞれ圧接させることで、固定枠４の鏡筒１０２に対するＸＹ平面方向の振動を吸収することができ、手ブレ補正による可動枠２の振動によって固定枠４が共振する不具合を防止することができる。
【００３１】
また、本実施形態によると、固定枠４の前方第１固定枠４ｂと第２固定枠４ｃの間に弾性部材（３つの板バネ２０）を配置したため、手ブレ補正により可動枠２から後方第１固定枠４ａに伝わる光軸方向の振動を吸収することができ、固定枠４が共振する不具合を防止することができる。つまり、本実施形態によると、レンズユニット２００におけるＸＹ平面方向の振動のみならずＺ軸方向の振動も吸収できるため、全ての方向に関する共振の発生を抑えることができ、安定した手ブレ補正制御が可能となる。
【００３２】
また、本実施形態によると、光軸Ｏ方向に沿って、カムフォロア４１、４２と可動枠２の間に３つのローラ１０を配置したため、ズーム機構１１０からレンズユニット２００に与えられる力の作用点（カムフォロア４１、４２）と振動発生源である可動枠２との間に３つのローラ１０を設けることができ、振動吸収効果をより高めることができ、共振を抑制できる。
【００３３】
また、本実施形態によると、作用点となるカムフォロア４１、４２の近傍にそれぞれローラ１０を配置したため、カムフォロア４１、４２が殆ど全ての応力を受けることで、各ローラ１０に作用する周方向の応力を殆ど無くすことができ、各ローラ１０に作用する力の方向を径方向に限定することができる。これにより、レンズユニット２００の光軸方向への移動をよりスムーズにできる。
【００３４】
また、本実施形態によると、レンズユニット２００を光軸Ｏに沿って移動させる際の付勢力が作用するカムフォロア４１、４２とローラ１０をそれぞれ近傍に配置したため、レンズユニット２００に力がかかる位置を光軸方向に概ね重ねることができ、光軸Ｏに沿った方向以外の不所望なこじり力などが作用する不具合を防止することができ、レンズユニット２００を光軸方向にスムーズに移動することができる。なお、本実施形態では、互いに近接したカムフォロア４１、４２とローラ１０とをそれぞれ周方向に５°ずらして配置したため、各ローラ１０とスライド溝１１１との干渉を避けることができる。
【００３５】
なお、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、発明の範囲を超えることなく任意に変更可能である。
【００３６】
本発明の他の実施形態のレンズ鏡筒は、
レンズを保持した可動部材と、
前記可動部材を前記レンズの光軸と直交する面に沿って移動可能に保持した固定部材と、
前記可動部材を前記固定部材に対して前記面に沿って移動させる駆動部と、
前記可動部材とともに前記固定部材を前記光軸に沿って移動可能に収容した鏡筒と、
前記可動部材とともに前記固定部材を前記鏡筒内で前記光軸方向に移動させる移動機構と、
前記鏡筒の内面に転動可能に圧接する周面を有して前記レンズの周方向に沿って等間隔で前記固定部材に設けた複数のローラと、
を有する。
【符号の説明】
【００３７】
１…レンズ、  ２…可動枠、  ４…固定枠、  ４ａ…後方第１固定枠、４ｂ…前方第１固定枠、  ４ｃ…第２固定枠、  １０…ローラ、  １０ａ…付勢ローラ、  １１…回転軸、  １２…トグルバネ、  ２０…板バネ、  ２２…押圧部、  ３０…カム枠、  ３１、３２、３３…カム溝、  ４１、４２、４３…カムフォロア、  １００…レンズ鏡筒、  １０２…鏡筒、  １０３…案内凸部、  １０３ａ…案内面、  １０４…操作環、  １１０…ズーム機構、  １１１、１１２…スライド溝、  ２００…レンズユニット、  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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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