(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
大径の第１のギヤ部を備えた第１の部材と、
前記第１のギヤ部の第１の軸と平行な第２の軸を含み、小径で前記第２の軸方向に長く、一方の端側で前記第１のギヤ部とかみ合う第２のギヤと、
前記第２のギヤの他方の端側でかみ合い前記第２のギヤを介して前記第１の部材を駆動する第３のギヤと、
前記第２の軸の一方の端部を、前記第２のギヤに前記第１のギヤ部から力が加わると前記第２の軸が傾いて前記一方の端部が前記第１のギヤ部から外側に外れるように支持する軸受けとを有する駆動伝達機構。
【請求項２】
請求項１において、
前記第２の軸の前記一方の端部が傾いた第１の状態のときに前記一方の端部を前記第１のギヤ部の方向に加圧する弾性部材を有する、駆動伝達機構。
【請求項３】
請求項２において、
前記第２のギヤが前記第１のギヤ部とかみ合う第２の状態のときに前記第２の軸が前記弾性部材から離れるように前記弾性部材の動きを規制するストッパを有する、駆動伝達機構。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれかにおいて、
前記軸受けは、前記第２の軸の前記一方の端部が挿入された孔部を含み、前記孔部は内側に対して外側が広い、駆動伝達機構。
【請求項５】
請求項４において、
前記孔部は、略三角形または略扇形である、駆動伝達機構。
【請求項６】
請求項１ないし５に記載の駆動伝達機構を有するレンズホルダーであって、
前記第１の部材は、レンズ枠を前記第１の軸の方向に移動させるカム筒を含み、
前記第１のギヤ部は、前記第２のギヤに接しながら第１の軸の方向に移動する、レンズホルダー。
【請求項７】
請求項６に記載のレンズホルダーと、
前記レンズホルダーの前記レンズ枠に保持された少なくとも１つのレンズとを有する、ズームレンズシステム。
【請求項８】
請求項７に記載のズームレンズシステムと、
前記ズームレンズシステムにより結像された像を取得する撮像ユニットとを有する、撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、駆動伝達機構および駆動伝達機構を有するレンズホルダーに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、衝撃による外力が加わった際に、ギヤ材質の硬度を上げることなしに、衝撃によるギヤの破損等を防ぐことが可能となる駆動伝達機構、該駆動伝達機構を有する光学機器、交換レンズ、撮影装置を提供することが記載されている。そのため、特許文献１には、第１のギヤと、第１のギヤに駆動力を伝達する第２のギヤと、第２のギヤの第２ギヤ軸の第１端を保持する第１保持構造と、ギヤ軸の第２端を第２ギヤ軸の軸方向に移動自在な状態で保持する第２保持構造とを備える駆動伝達機構であって、第１保持構造が第２ギヤ軸の第１端を、第２ギヤ軸の軸方向において第２ギヤ軸から離れるにつれて断面積が漸減する凹部を用いて保持しており、第２保持構造が第２ギヤ軸を第１端の方向に付勢する弾性部材を有する構成とすることが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−３５２３３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ギヤを備えた駆動伝達機構により、複数のレンズまたは複数のレンズ群を保持するレンズホルダーを駆動させてズーミングを行うズームレンズシステムや、そのようなズームレンズシステムを搭載した撮像装置においては、落下などの衝撃に伴って駆動伝達機構に外力が加わることによりギヤに損傷を与える可能性がある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の態様の１つは、大径の第１のギヤ部を備えた第１の部材と、第１のギヤ部の第１の軸と平行な第２の軸を含み、小径で第２の軸方向に長く、一方の端側で第１のギヤ部とかみ合う第２のギヤと、第２のギヤの他方の端側でかみ合い第２のギヤを介して第１の部材を駆動する第３のギヤと、第２の軸の一方の端部を、第２のギヤに第１のギヤ部から力が加わると第２の軸が傾いて一方の端部が第１のギヤ部から外側に外れるように支持する軸受けとを有する駆動伝達機構である。
【０００６】
したがって、この駆動伝達機構においては、第１の部材が外力により動いて大径の第１のギヤ部が回転しても、第１のギヤ部を介して小径の第２のギヤに外力が伝達されることを抑制でき、第２のギヤおよび第３のギヤが損傷する可能性を低減できる。
【０００７】
この駆動伝達機構は、第２の軸の一方の端部が傾いた第１の状態のときに一方の端部を第１のギヤ部の方向に加圧する弾性部材を有することが望ましい。第１の状態から、第２のギヤが第１のギヤ部とかみ合う状態へと復帰させることができる。
【０００８】
この駆動伝達機構は、第２のギヤが第１のギヤ部とかみ合う第２の状態のときに第２の軸が弾性部材から離れるように弾性部材の動きを規制するストッパを有することが望ましい。弾性部材が機械的な抵抗（摩擦力）になるのを避けることができる。
【０００９】
軸受けは、第２の軸の一方の端部が挿入された孔部を含み、孔部は内側に対して外側が広いことが望ましい。第２の軸が傾いて第１のギヤ部から外側に外れるときには孔部が抵抗になりにくく、第２の軸が外側から内側に戻るときには孔部がガイドになりやすい。孔部は、略三角形または略扇形であることが望ましい。
【００１０】
本発明の異なる態様の１つは、上記の駆動伝達機構を有するレンズホルダーであって、第１の部材は、レンズ枠を第１の軸の方向に移動させるカム筒を含み、第１のギヤ部は、第２のギヤに接しながら第１の軸の方向に移動するレンズホルダーである。本発明のさらに異なる態様の１つは、上記のレンズホルダーと、レンズホルダーのレンズ枠に保持された少なくとも１つのレンズとを有するズームレンズシステムである。本発明のさらに異なる態様の１つは、上記のズームレンズシステムと、ズームレンズシステムにより結像された像を取得する撮像ユニットとを有する撮像装置である。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】駆動伝達機構を有するレンズホルダーを搭載した撮像装置の概要を示す図。
【図２】レンズホルダーを含むズームレンズシステムの概略構成を展開して示す斜視図。
【図３】レンズホルダーを含むズームレンズシステムを物体側から見た図。
【図４】通常状態における駆動伝達機構の周辺を物体側から見た断面図。
【図５】通常状態における駆動伝達機構を示す断面図。
【図６】通常状態における駆動伝達機構を物体側から見た図であり、図６（ａ）は板ばねを取り付けて示す図、図６（ｂ）は板ばねを取り外して示す図。
【図７】退避状態における駆動伝達機構を物体側から見た図であり、図７（ａ）は板ばねを取り付けて示す図、図７（ｂ）は板ばねを取り外して示す図。
【図８】退避状態における駆動伝達機構を示す断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
図１に、本発明に係る駆動伝達機構を含むズームレンズシステムを搭載した撮像装置の概要を示している。撮像装置２００は、ズームレンズシステム１００と、ズームレンズシステム１００を取り付けたハウジング（ボディー）９９とを有する。撮像装置２００の一例はカメラである。
【００１３】
ズームレンズシステム１００は、ハウジング９９に対して光軸１０１方向に進退（出入り）する複数の筒を備えたレンズホルダー（レンズ鏡筒）１と、レンズホルダー１により保持される第１のレンズ群１１１および第２のレンズ群１１２とを含む。レンズホルダー１は、第１のレンズ群１１１を保持する第１のレンズ枠１５１と、第１のレンズ枠１５１を保持する直進案内筒（筒体）８５と、筒体８５を光軸１０１方向に移動させるカム筒（第１の部材）８０と、カム筒８０を光軸１０１方向に移動可能に保持する筒状部（固定筒）１１と、固定筒１１を保持するベース１０と、モーター（駆動源）９０からの駆動力を輪列２０を介してカム筒８０に伝達しカム筒８０を回転駆動する駆動伝達機構５とを含む。
【００１４】
ズームレンズシステム１００は、第１および第２のレンズ群１１１〜１１２に含まれる複数のレンズの距離を変えてズーミング可能なレンズシステムであり、撮像状態ではレンズホルダー１がハウジング９９の前方（物体側）１０１ａに繰り出され、非撮像状態（沈胴状態、パーク状態）ではレンズホルダー１がハウジング９９の内部に収納される。
【００１５】
カメラ２００は、さらに、ハウジング９９の内部に収納された、可視光を透過して近赤外光を遮蔽するＩＲカットフィルター９１と、第１および第２のレンズ群１１１〜１１２により集光された光を結像させ電気信号（画像データ）に変換するＣＣＤやＣＭＯＳなどの撮像ユニット（撮像素子、イメージセンサー）９２と、ズーミングまたはフォーカシングのために第１および第２のレンズ群１１１〜１１２を光軸１０１方向に移動させる制御ユニット９３と、画像データを画像イメージとして表示するＬＣＤ９４と、画像データを記録するフラッシュメモリ９５とを備えている。
【００１６】
図２に、レンズホルダー１を備えたズームレンズシステム１００を示している。なお、図２では、レンズホルダー１を構成する主なパーツに展開して示している。第１の部材であるカム筒８０は回転駆動されることにより、筒体８５およびカム筒８０が固定筒１１に収納された状態（沈胴状態、パーク状態）と、筒体８５およびカム筒８０が固定筒１１から繰り出された状態（撮像状態）とに変位させる機能を含む。さらに、カム筒８０は回転駆動されることにより、筒体８５をカム筒８０に対して光軸１０１方向に移動して第１のレンズ枠１５１の位置を制御する機能を含む。
【００１７】
カム筒（第１の部材）８０は、外周面８０ａの後方（像側）１０１ｂの端部（後端）に設けられた第１のギヤ部であるカムギヤ８１と、凸のヘリコイド８２とを備えている。カム筒８０を保持する固定筒１１は、内周面１１ｂの一部に設けられた、後方１０１ｂから前方１０１ａに向かって螺旋状に延びる凹のヘリコイド１３と、凹のヘリコイド１３よりも前方１０１ａで凹のヘリコイド１３と繋がり周方向１０２に延びる周溝１４と、周方向１０２に１２０度ピッチで光軸１０１方向に延びる直進案内溝（不図示）とを備えている。カム筒８０は、凸のヘリコイド８２が凹のヘリコイド１３とかみ合うように固定筒１１に収納される。
【００１８】
カム筒８０は、沈胴状態において固定筒１１の内部に収納される。モーター９０からの駆動力が複数のギヤを含む輪列２０を介してカム筒８０に伝わると、カム筒８０が回転して凸のヘリコイド８２が固定筒１１の凹のヘリコイド１３にガイドされ光軸１０１方向に前進する。カム筒８０がさらに回転すると、凸のヘリコイド８２は凹のヘリコイド１３から周溝１４に移行する。カム筒８０の凸のヘリコイド８２が周溝１４で動いている範囲では、カム筒８０は光軸１０１方向には前後しないが、カム筒８０が回転することによりカム筒８０に対して直進案内筒８５が光軸１０１方向に動く。
【００１９】
カム筒８０に保持された直進案内筒８５は、外周面８５ａの周方向１０２に１２０度ピッチで設けられたカムピン８６を含む。カムピン８６は、カム筒８０の内周面８０ｂに設けられたカム溝（不図示）にかみ合い、カム筒８０が回転することによりカム筒８０に対する直進案内筒８５の位置、すなわち、第１のレンズ枠１５１および第１のレンズ群１１１の位置を制御する。
【００２０】
図３に、レンズホルダー１を含むズームレンズシステム１００を物体側１０１ａから見た図で示している。図４に、レンズホルダー１から駆動伝達機構５および輪列２０を抜き出して物体側１０１ａから見た断面図で示している。本例の駆動伝達機構５は、モーター９０からの駆動力を輪列２０を介してカム筒８０に伝達することによりカム筒８０を回転駆動させる。輪列２０は、被駆動側（出力側）から駆動源側（入力側）に向かって順に、カム筒（第１の部材）８０の第１のギヤ部（カムギヤ）８１と噛み合う第２のギヤ（出力ギヤ、ピニオンギヤ）２２と、ピニオンギヤ２２と噛み合う第３のギヤ２３と、モーター９０から第３のギヤ２３に駆動力を伝達する第４〜第７のギヤ２４〜２７とを含む。このため、モーター９０からの駆動力は、入力ギヤである第７のギヤ２７から第６のギヤ２６、第５のギヤ２５、第４のギヤ２４、第３のギヤ２３および出力ギヤであるピニオンギヤ（第２のギヤ）２２を経由して、カムギヤ８１へと伝達される。
【００２１】
図５に、レンズホルダー１から駆動伝達機構５を抜き出して断面図で示している。本例の駆動伝達機構５は、大径のカムギヤ８１を備えたカム筒８０と、カムギヤ８１よりも小径でカムギヤ８１よりも光軸１０１方向に長いピニオンギヤ２２と、ピニオンギヤ２２を介してカム筒８０を駆動する第３のギヤ２３とを有する。
【００２２】
ピニオンギヤ（第２のギヤ）２２は、カムギヤ（第１のギヤ部）８１の第１の軸である光軸１０１と平行な第２の軸（ギヤ軸）３０と、ギヤ軸３０を中心に回転する複数のギヤ歯４０とを含む。ピニオンギヤ２２は、一方の端側（物体側）１０１ａでカムギヤ８１とかみ合い、他方の端側（像側）１０１ｂで第３のギヤ２３とかみ合う。なお、ピニオンギヤ２２は、ギヤ軸３０と複数のギヤ歯４０とが別体であってもよく、ギヤ軸３０と複数のギヤ歯４０とが一体に成形されていてもよい。
【００２３】
カムギヤ８１、ピニオンギヤ２２および第３のギヤ２３はいずれも平歯であり、カムギヤ８１および第３のギヤ２３とかみ合うピニオンギヤ２２の複数のギヤ歯４０のそれぞれは、歯幅ｗがカム筒８０の光軸１０１方向の移動距離（ストローク）よりも長くなるように形成されている。このため、沈胴状態Ｐ１から撮像状態Ｐ２に至るまでカム筒８０にモーター９０の駆動力を伝達することが可能であり、カムギヤ８１はピニオンギヤ２２に沿って光軸１０１方向にスライドするように移動する。
【００２４】
レンズホルダー１は、ピニオンギヤ２２のギヤ軸３０の一端３１を支持する第１の軸受け５１と、ギヤ軸３０の他端３２を支持する第２の軸受け５２とを備えている。第１の軸受け５１および第２の軸受け５２は、固定筒１１の外周面１１ａの一部が突き出るように形成されている。第１の軸受け５１は、ギヤ軸３０の一端３１が挿入された孔部５１ａを含み、孔部５１ａは内側１２０に対して外側１１０が広くなっている。ピニオンギヤ２２は、ギヤ軸３０の一端３１を第１の軸受け５１の孔部５１ａに挿入し他端３２を第２の軸受け５２の凹部５２ａに嵌め込むことにより、ギヤ軸３０が光軸１０１方向に対して平行に配置された状態で固定筒１１に保持されている。
【００２５】
被駆動側のカムギヤ８１と駆動源側の第３ないし第７のギヤ２３〜２７とは、ピニオンギヤ２２を介して動力が伝達されるようにつながっているので、被駆動側のカムギヤ８１から逆方向に動力が伝達される可能性がある。たとえば、カム筒８０が固定筒１１から繰り出された撮像状態Ｐ２においてレンズホルダー１に落下衝撃などの外力が加わると、この外力はカム筒８０を周方向１０２のいずれかの方向に回転させようとする回転力に変換される。したがって、この回転力がカム筒８０のカムギヤ８１およびピニオンギヤ２２を介して第３ないし第７のギヤ２３〜２７に伝達されると、ピニオンギヤ２２を含めた輪列２０に歯欠けや破損などを生じさせるおそれがある。
【００２６】
本例の駆動伝達機構５は、ピニオンギヤ２２にカムギヤ８１から力が加わるとギヤ軸３０が傾いて、ギヤ軸３０の一方の端部（一端）３１がカムギヤ８１から外側１１０に外れるように支持する第１の軸受け５１を有する。このため、カムギヤ８１からの逆方向の力がピニオンギヤ２２を介して第３のギヤ２３を含む輪列２０に伝達されることを抑制できる。
【００２７】
図６に、レンズホルダー１から駆動伝達機構５を抜き出して物体側１０１ａから見た図で示しており、図６（ａ）は板ばね７１を取り付けて示す図、図６（ｂ）は板ばね７１を取り外して示す図である。
【００２８】
図５および図６に示すように、この駆動伝達機構５を備えたレンズホルダー１においては、落下などの衝撃に伴ってカム筒８０のカムギヤ８１を介してピニオンギヤ２２に外力が加わった際に、ギヤ軸３０の他端３２を支持する凹部５２ａを支点としてギヤ軸３０の一端３１を外側１１０に傾けることにより、ピニオンギヤ２２をカムギヤ８１から退避させることができる。すなわち、カムギヤ８１および輪列２０の間で半径方向に働く力は各々のギヤのトルクに比例するため、小径のピニオンギヤ２２で大径のカムギヤ８１を駆動する場合にはトルクが小さいのでギヤ軸３０は傾かないが、大径のカムギヤ８１から小径のピニオンギヤ２２に伝わるトルクは大きいので、ギヤ軸３０を傾けて一端３１をカムギヤ８１から外側１１０に外すことができる。したがって、カム筒８０に作用する回転力の方向に関わらず、ピニオンギヤ２２とカムギヤ８１とのかみ合いを効率よく簡単に解除できるレンズホルダー１を提供できる。
【００２９】
この駆動伝達機構５を備えたレンズホルダー１においては、ピニオンギヤ２２と第３のギヤ２３とのかみ合いは維持したままで、ピニオンギヤ２２とカムギヤ８１とのかみ合いのみを解除できるので、ピニオンギヤ２２が回転しないようにして第３のギヤ２３から駆動源側（上流側）への力の伝達を抑制できる。このため、ピニオンギヤ２２の複数のギヤ歯４０を歯幅ｗの全体に亘って退避させることなく、凹部５２ａを支点としてギヤ軸３０の一端３１を傾ける簡易な構成により、ピニオンギヤ２２とカムギヤ８１とのかみ合いを効率よく簡単に解除できる。したがって、このレンズホルダー１においては、落下などの衝撃に伴う外力がピニオンギヤ２２を介して第３ないし第７のギヤ２３〜２７に伝達されることを抑制でき、ピニオンギヤ２２を含めた輪列２０およびカムギヤ８１の歯欠けや破損も抑制できる。さらに、図６（ｂ）に示すように、第１の軸受け５１の孔部５１ａは、内側１２０に対して外側１１０が広くなるように略三角形または略扇形に形成されているため、ギヤ軸３０が傾いてカムギヤ８１から外側１１０に外れるときに抵抗になりにくい。
【００３０】
図７に、ギヤ軸３０の一端３１が傾いた第１の状態（退避状態）６１における駆動伝達機構５を物体側１０１ａから見た図で示しており、図７（ａ）は板ばね７１を取り付けて示す図、図７（ｂ）は板ばね７１を取り外して示す図である。図８に、退避状態６１における駆動伝達機構５を抜き出して断面図で示している。
【００３１】
図７（ａ）および図８に示すように、このレンズホルダー１は、ギヤ軸３０の一端３１が外側１１０に傾いた退避状態６１のときに、一端３１をカムギヤ８１の方向、すなわち内側１２０に加圧する弾性部材（板ばね）７１を有する。ギヤ軸３０の一端３１は、第１の軸受け５１の孔部５１ａを貫いて第１の軸受け５１から物体側１０１ａに僅かに突き出るように配置されており、板ばね７１は、第１の軸受け５１の物体側１０１ａに沿って配置されている。
【００３２】
このレンズホルダー１においては、凹部５２ａを支点としてギヤ軸３０の一端３１を外側１１０に傾けた後で、板ばね７１の弾性力により凹部５２ａを支点としてギヤ軸３０の一端３１を内側１２０に押し戻すことができる。このため、退避状態６１から、ピニオンギヤ２２がカムギヤ８１とかみ合う第２の状態（通常状態）６２へと速やかに復帰させることができる。さらに、図７（ｂ）に示すように、第１の軸受け５１の孔部５１ａは、内側１２０に対して外側１１０が広くなるように略三角形または略扇形に形成されているため、ギヤ軸３０が外側１１０から内側１２０に戻るときにガイドになりやすい。弾性部材７１の一例は板ばねであるが、コイルスプリングや樹脂ベンディングなどであってもよい。孔部５１ａは、三角形または扇形に限らず、内側１２０から外側１１０に向けて末広がりに拡大した形状であってもよい。
【００３３】
さらに、このレンズホルダー１は、ピニオンギヤ２２がカムギヤ８１とかみ合う通常状態６２のときに、ギヤ軸３０が板ばね７１から離れるように板ばね７１の動きを規制するストッパ７２を有する。ストッパ７２は、第１の軸受け５１の孔部５１ａの周縁５１ｂに沿うように物体側１０１ａに立脚した凸壁７２ａを含む。図６（ｂ）に示すように、凸壁７２ａは、通常状態６２においてギヤ軸３０が配置される位置よりも外側１１０に僅かに迫り出すように配置されている。このため、このレンズホルダー１においては、ギヤ軸３０を退避状態６１から通常状態６２へと復帰させた後で、板ばね７１をギヤ軸３０に対して非接触の状態にすることができ、板ばね７１がギヤ軸３０に対する機械的な抵抗（摩擦力）になるのを避けることができる。したがって、通常状態６２において、板ばね７１がピニオンギヤ２２からカムギヤ８１に伝達される駆動力を減退することを防止できる。
【００３４】
なお、ズームレンズシステム１００は、第３のレンズ群を含むものであってもよく、２群に限定されない。また、撮像装置２００はカメラに限らず、ハンディーなプロジェクタなどの他の光学装置であってもよい。さらに、この駆動伝達機構５は、外部などから衝撃を受ける可能性がある第１の部材を備えた装置において、第１の部材を、ギヤまたは輪列を介して駆動するのに好適なものである。
【符号の説明】
【００３５】
１  レンズホルダー（レンズ鏡筒）、  ５  駆動伝達機構
１００  ズームレンズシステム
２００  撮像装置（カメラ）
【図１】
0005745351.tif 000002
【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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