(57)【要約】    【課題】  部品に製造誤差があっても、例えばカム溝に等分差があってもレンズ枠を移動するときにガタつきが少なく、光学性能を良好に保ちつつ移動することができるレンズ鏡筒を得ること。    【解決手段】  複数のカム溝を有する固定筒と、前記カム溝に係合する複数のカムフォロアを保持する移動筒を有し、該移動筒の回転移動で移動筒に嵌合したレンズ保持枠を光軸方向に移動させるレンズ鏡筒において、前記カム溝は、撮影範囲外において光軸方向に伸ばした延長部を有し、前記移動筒は前記カムフォロアを所定位置に固定する１箇所の取付け部と、前記カムフォロアを光軸と垂直方向に所定位置から移動した位置で固定可能な複数の取付け部を有し、前記移動筒を前記固定筒に組み込む際、前記カムフォロアを前記延長部で固定させることによって、該固定筒に設けた複数のカム溝の等分差ズレを取り除く、等分差吸収構造を有すること。【選択図】    図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のカム溝を有する固定筒と、前記カム溝に係合する複数のカムフォロアを保持する移動筒を有し、該移動筒の回転移動で移動筒に嵌合したレンズ保持枠を光軸方向に移動させるレンズ鏡筒において、前記カム溝は、撮影範囲外において光軸方向に伸ばした延長部を有し、前記移動筒は前記カムフォロアを所定位置に固定する１箇所の取付け部と、前記カムフォロアを光軸と垂直方向に所定位置から移動した位置で固定可能な複数の取付け部を有し、前記移動筒を前記固定筒に組み込む際、前記カムフォロアを前記延長部で固定させることによって、該固定筒に設けた複数のカム溝の等分差ズレを取り除く、等分差吸収構造を有することを特徴とするレンズ鏡筒。
【請求項２】
前記延長部のカム溝は撮影範囲のカム溝の溝幅より狭いことを特徴とする請求項１のレンズ鏡筒。
【請求項３】
請求項１又は２のレンズ鏡筒を備えたことを特徴とする光学機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はレンズ鏡筒及びそれを有する光学機器に関し、撮影の際にレンズ群を保持するレンズ移動枠をカム機構によって移動するデジタルカメラやビデオカメラ等に好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、デジタルカメラやビデオカメラ等の光学機器ではレンズ群を保持するレンズ枠の移動機構にカム機構が多用されている。カム機構では、固定筒の内周にレンズ枠を嵌合させ、カム筒に設けたカム溝とレンズ枠に設けたカムフォロアを係合させることにより、レンズ枠を光軸方向に移動させている。レンズ枠を光軸方向にガタつきが少なく、より高精度に駆動するためには、固定筒とカム筒の嵌合ガタが少なく、またレンズ枠に設けたカムフォロアとカム筒に設けたカム溝のガタを小さくする必要がある。
【０００３】
特に、近年のデジタル画像の高精細化、動画撮影中における画像の揺れの防止等を考慮すると、ガタつきをより小さく抑えることは必須の要件になってきている。レンズ枠の嵌合ガタ、カム溝とレンズ枠に設けたカムフォロアの嵌合ガタを小さくしていくと、カム筒に設けたカム溝の製造誤差から発生する等分差によって、レンズ枠の動きが悪くなってくる。そのためガタ量をあまり小さくすることができず、結果として高精度にレンズ枠を移動することが困難になるという問題があった。
【０００４】
カム溝の等分差を吸収する構成として、レンズ枠にカムフォロアを固定する際、一箇所は所定の位置に固定する。そして他の２ヶ所は、あらかじめレンズ枠に対して自由にカムフォロアが移動できるようにしておく。そしてカムフォロアをカム溝に合わせて固定することで等分差を吸収できるようにしていた。そして、より傾きの大きい（光軸方向に近い角度）部分でカムフォロアを固定してカム溝の等分差を軽減するようにしていた。
【０００５】
例えば、カム溝の端部をカム筒の端まで延長し、レンズ枠に固定したカムフォロアをその端部からが挿入してカム筒に組み込む構造のレンズ鏡筒が知られている（特許文献１）。この他、カム溝の端部を光軸方向に延長し、沈胴時にカムフォロアが延長部に挿入されることによって、沈胴時のレンズ全長を短縮させた構成のズームレンズ鏡筒が知られている（特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００５−１４８３６７号公報
【特許文献２】特開２０００−２２１３７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１のレンズ鏡筒は、カム溝の端部に光軸方向の延長部を設けているが、組込み性の向上と部品数の削減を目的とした構成であり、部品精度を考慮した構造になっていない。また、特許文献２のズームレンズ鏡筒は、レンズ全長の短縮を目的とした構成であり、部品精度を考慮した構造となっていない。
【０００８】
本発明は、部品に製造誤差があっても、例えばカム溝に等分差があってもレンズ枠を移動するときにガタつきが少なく、光学性能を良好に保ちつつ移動することができるレンズ鏡筒の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明のレンズ鏡筒は、複数のカム溝を有する固定筒と、前記カム溝に係合する複数のカムフォロアを保持する移動筒を有し、該移動筒の回転移動で移動筒に嵌合したレンズ保持枠を光軸方向に移動させるレンズ鏡筒において、前記カム溝は、撮影範囲外において光軸方向に伸ばした延長部を有し、前記移動筒は前記カムフォロアを所定位置に固定する１箇所の取付け部と、前記カムフォロアを光軸と垂直方向に所定位置から移動した位置で固定可能な複数の取付け部を有し、前記移動筒を前記固定筒に組み込む際、前記カムフォロアを前記延長部で固定させることによって、該固定筒に設けた複数のカム溝の等分差ズレを取り除く、等分差吸収構造を有することを特徴としている。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、部品に製造誤差があっても例えばカム溝に等分差があってもレンズ枠を移動するときにガタつきが少なく、光学性能を良好に保ちつつ移動することができるレンズ鏡筒が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明のレンズ鏡筒をズームレンズ鏡筒に適用したときのワイド状態を示す断面図
【図２】図１のレンズ鏡筒の側面図
【図３】図１のレンズ鏡筒のテレ状態を示す断面図
【図４】図３のレンズ鏡筒の側面図
【図５】図１のレンズ鏡筒のカム機構を示す詳細な断面図
【図６】図１のレンズ鏡筒の組込み位置を示す側面詳細図
【図７】図１のレンズ鏡筒のレンズ枠のカムフォロア取付け部の拡大図
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下に、本発明の好ましい実施の形態を添付の図面に基づいて説明する。本発明のレンズ鏡筒は、デジタルカメラやビデオカメラ等の光学機器に用いられるものであり、複数のサブカム（カム溝）１ｈを有する固定筒１と、サブカム１ｈに係合する複数のカムフォロア１２ａを保持するサブカム筒（移動筒）１２を有している。サブカム筒１２の回転移動でサブカム筒１２に嵌合したレンズ保持枠１６を光軸方向に移動させる。
【００１３】
サブカム１ｈは、撮影範囲外において光軸方向に伸ばした延長部１ｋを有している。サブカム筒１２はカムフォロア１２ａを所定位置に固定する１箇所の取付け部（基準穴）１２ｅと、カムフォロア１２ａを光軸と垂直方向に所定位置から移動した位置で固定可能な複数の取付け部（保持穴）１２ｆとを有している。またレンズ鏡筒はサブカム筒１２を固定筒１に組み込む際、カムフォロア１２ａを延長部１ｋで固定させることによって、固定筒１に設けた複数のサブカム１ｈの等分差ズレを取り除く、等分差吸収構造を有している。等分差ずれとは周上に設けた複数のカム溝の等分差である。例えば３本のカム溝を１２０度等分で設けるが、このとき１２０度がずれることをいう。本発明に係るサブカム１ｈの延長部１ｋのカム溝はサブカム１ｈの撮影範囲のカム溝の溝幅より狭い。
【００１４】
［実施例１］
図１乃至図７は、本発明の実施例１による、レンズ鏡筒の各部材の説明図である。図１は本発明のレンズ鏡筒をズームレンズ鏡筒に適用したときの断面図で、各群のレンズの移動機構を構成する部分のみ表示している。１は固定鏡筒（固定筒）を示しており、後端面１ａにはカメラ本体と着脱可能に結合するための、図示しないマウント部材が固定されている。
【００１５】
２はカム筒を示しており、固定筒１に対してズーミングにより定位置回転可能に保持されている。カム筒２には１群カム２ａ、３群カム２ｂ、４群カム２ｃ等の複数のカム溝が設けられており、ズーミングによって各レンズ群のレンズ鏡筒３、８、１０を光軸方向に移動させるものである（図４参照）。
【００１６】
３は１群鏡筒を示し、１群レンズＬ１を保持している。１群鏡筒３は直進筒４に図示しないビスによって固定されている。直進筒４は後部にカムフォロア４ａを周方向に３箇所等分で保持している。カムフォロア４ａはカム筒２の１群カム２ａと固定筒１の直進溝１ｂに係合している。５はフィルタ枠を示し、ビス５ａによって直進筒４に固定されている。フィルタ枠５は先端のネジ部５ｂに市販のフィルタや、外周にフードを装着できる構造になっている。６は化粧環を示し、フィルタ枠５のネジ部５ｂに螺合することにより装着される。
【００１７】
７はシフトユニットを示し、２群レンズＬ２を保持した２群鏡筒７ａを光軸と垂直の面内で駆動し、手ブレを防止するものである。駆動方法は周知の技術であり、本件での説明は省略する。シフトユニット７は固定筒１の内周にカムフォロアで保持されている。８は３群レンズＬ３を保持した３群鏡筒を示し、カムフォロア８ａをビス８ｂによって保持している。カムフォロア８ａはカム筒２の３群カム２ｂ及び、固定筒１の直進溝１ｃに係合している。９は絞りユニットを示し、図示しないステップモータで絞り羽根を駆動する構成になっており、３群鏡筒８に図示しないビスによって取付けられている。１０は４群レンズＬ４を保持した４群鏡筒である。４群鏡筒１０も同様にカムフォロア４ａをビスによって固定しており、カムフォロア４ａはカム筒２の４群カム２ｃ及び、固定筒１の直進溝１ｄに係合している。
【００１８】
以上説明したように、カム筒２を定位置回転させることにより、即ちズーミングでカム筒２に設けた各カム２ａ、２ｂ、２ｃに沿ってカムフォロア４ａ、８ａを介して１、３、４群レンズＬ１、Ｌ３、Ｌ４が光軸方向に直進移動するよう構成されている。
【００１９】
１１は５群レンズＬ５を保持した５群鏡筒を示し、カムフォロア１１ａ及び１１ｂを各３個ずつ係合させて固定筒１に保持される。カムフォロア１１ａと１１ｂは５群鏡筒１１の嵌合部と固定筒１の嵌合部が偏心した筒形状をしており、カムフォロア１１ａは固定筒１の光軸と垂直方向に長い穴１ｅに嵌合している。そのためカムフォロア１１ａを回転させることにより傾き調整が可能な構成になっている。また、カムフォロア１１ｂは固定筒１の光軸方向に長い穴１ｆに嵌合している。そのためカムフォロア１１ｂを回転させることにより偏心調整可能な構成になっている。したがって５群鏡筒１１はズーミングに際しては不動ではあるが、傾きと偏心調整が同時に行なえる構成になっている。
【００２０】
１２はサブカム筒（移動筒）を示し、固定筒１の内周１ｇに嵌合しており、回転及び光軸方向の移動自在に保持されている（図５参照）。サブカム筒１２には３箇所にカムフォロア１２ａがビス１２ｂによって固定されており、カムフォロア１２ａは、固定筒１のサブカム（カム溝）１ｈに係合している。一方、サブカム筒１２の先端部に設けた直進溝１２ｃ（図３参照）にはカム筒２にビス１３ａによって固定されたズームキー１３が係合しており、カム筒２の回転をサブカム筒１２に伝達するよう構成されている。従って、サブカム筒１２はカム筒２の回転により、ズームキー１３と直進溝１２ｃを介し、固定筒１のサブカム１ｈに沿って光軸方向に移動しながら回転するよう構成されている。１４はフォーカス回転筒を示し、後部外径１４ａが固定筒１の内周部１ｉに嵌合している。また、周溝１４ｂが、固定筒１の内周の３箇所に設けた突起部１ｊに係合し、結果としてフォーカス回転筒１４は固定筒１に対し、定位置回転可能に保持されている。
【００２１】
フォーカス回転筒１４は前方にカムフォロア１４ｃが取付けられており、図示しないフォーカス駆動ユニットの出力部に設けたフォーカスキー１５ａが係合し、モータ等を駆動源とした回転力が伝達される。フォーカス回転筒１４の内周には、フォーカス調整を行う６群レンズＬ６を保持した６群鏡筒１６が嵌合している。６群鏡筒１６には３箇所等分でカムフォロア１６ａがビス１６ｂにより固定されており、カムフォロア１６ａは、サブカム筒１２の内周に設けたインナーカムであるフォーカスカム１２ｄ、及びフォーカス回転筒１４に設けた直進溝１４ｄに係合している。従って、フォーカス回転筒１４によって６群鏡筒１６に回転力が伝えられ、サブカム筒１２のフォーカスカム１２ｄに沿って回転繰出しを行なうよう構成されている。
【００２２】
フォーカスカム１２ｄは、無限遠物体から至近距離物体までズーミングによらずフォーカス回転筒１４の一定の回転角に対して、ズーミングに従って６群鏡筒１６の光軸方向の位置を連続的に変えることが出来るよう設計されている。主要部の構成に関して説明してきたが、カム筒２はマニュアルズームリング等に連結され手動によって回転駆動されるものである。また、フォーカスキー１５ａは電動あるいは手動での操作に連動して回転されるもであって、その他外装部品など本件の趣旨に関係のないものは記していない。
【００２３】
次に本件の構成に関わる、固定筒１とサブカム筒１２に係る等分差吸収構造について説明する。固定筒１に設けたサブカム１ｈは端部が折り曲げられ、端部には光軸方向に伸ばした延長部１ｋが設けられている。サブカム筒１２を固定筒１の内周１ｇに組み込むには、まずサブカム筒１２を固定筒１の内周１ｇに嵌合させ、最初にサブカム筒１２の基準穴（取り付け部）１２ｅにカムフォロア１２ａを固定する。ここで基準穴１２ｅは設計値の位置に保持するためのものである。基準穴１２ｅはカムフォロア１２ａの根元が嵌合し所定の位置に固定されるようになっている。次に、サブカム筒１２に固定したカムフォロア１２ａを固定筒１に設けたサブカム１ｈの延長部１ｋに移動させ、その位置で残りの２つのカムフォロア１２ａを固定筒１のサブカム１ｈに組み込む（図６参照）。
【００２４】
サブカム筒１２の２つの保持穴（複数の取り付け部）１２ｆは光軸と垂直方向に長い穴になっており、光軸方向はカムフォロア１２ａにガタなく嵌合するようになっている（図７参照）。ここで保持穴１２ｆはサブカム１ｈの等分差ズレに合わせてカムフォロア１２ａを保持するためのものである。サブカム１ｈは角度方向に均等にできている訳ではなく、製造誤差によって等分差ズレを持っている。カムフォロア１２が角度方向に移動できる自由度を持っていることで、サブカム１ｈの等分差ズレに合わせてカムフォロア１２を組み込むことによって、ガタが詰ることで発生する動きの不具合の発生を防止できる。ここでサブカム筒１２の基準穴１２ｅと２つの保持穴１２ｆはサブカム１ｈの等分差吸収構造の一部を構成している。
【００２５】
固定筒１に設けるサブカム１ｈの加工精度は向上してきているが、近年の撮像素子の高精細化、動画時の像揺れ等を考慮すると、ガタによる画像の劣化を極力抑える必要性が増してきている。そのためサブカム筒１２の嵌合ガタ、カムフォロア１２ａのサブカム１ｈとの嵌合ガタは極力少なくするのが望ましい。しかし、固定筒１に設けたサブカム１ｈに等分差ズレが少しでもあると、動きに不具合が生じる。特にサブカム１ｈが非直線形状をしていると、サブカム筒１２のカムフォロア１２ａを組込んだ位置（例えばワイド位置）では良いが、他の場所（例えばテレ位置）になると動きが悪くなるといった不具合が生じることがある。
【００２６】
カムフォロア１２ａを組み込む位置はサブカム１ｈの等分差の影響が大きい位置が望ましく、そうすることによって、等分差を良好に吸収できる。具体的にはサブカム１ｈの光軸と直交方向に対する傾きが大きい部分である。しかしながら、光学設計上サブカム１ｈの傾きを大きくできない場合には、思うように等分差吸収ができない場合がある。
【００２７】
その問題を鑑みて、本実施例はサブカム１ｈの撮影時に使用しない位置（撮影範囲外）に、カムフォロア１２ａ組み込み用の延長部１ｋを設けている。ここで光軸方向に延長している部分は等分差がより顕著に現れるからであり、延長部１ｋの位置でカムフォロア１２ａを組み込むことによって、等分差を良好に取り除くことができる。延長部１ｋは、よりズレを補正しやすくなるためのものである。即ち、光軸方向に近い方が等分差ズレの影響が最も大きくなるため補正しやすくなる。よって、サブカム１ｈのガタつきによる画像劣化のないレンズ鏡筒を実現することができる。
【００２８】
さらに、延長部１ｋは通常の撮影では使用しない部分なので、サブカム１ｈの撮影で使用する範囲（撮影範囲）のカム溝の溝幅より狭くして、ガタツキの無い状態で組み込むことが望ましい。撮影範囲では温度変化によるガタ量の変化、駆動トルクの制限から、ある程度のガタを持たせざるを得ない場合が多い。そういった場合でも溝幅を変えておくことで、等分差吸収を良好に行なえるものである。
【００２９】
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。実施例では固定筒とサブカム筒の関係を記載したが、レンズ枠のカムフォロアに関して同様な構成を用いても同様の効果が得られる。本発明のレンズ鏡筒はデジタルカメラやビデオカメラ等の光学機器に適用できる。
【符号の説明】
【００３０】
１  固定筒    １ｈ  サブカム    １ｋ  延長部    １２  サブカム筒
１２ａ  カムフォロア    １２ｅ、１２ｆ  取り付け部
【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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