(57)【要約】【課題】カム溝との間にガタがなく、組立作業が容易なズームレンズ装置を提供する。【解決手段】レンズ移動枠２２〜２４の外周を３等分する３ヶ所にカムフォロワ４０がネジ止めされ光軸２０と直交する方向に立設される。カムフォロワ４０は第１摺接部材４１と第２摺接部材４２と軸部材４３と座金４４とネジ４５とからなる。軸部材４３はネジ４５が挿通される取付孔４６が長手方向に沿って形成された軸部４７と凹部３６と嵌合する嵌合部４８とからなる。第１摺接部材４１は中央に軸部材４３が挿通する角孔５１が設けられ、外周面５３の１８０°対称となる位置に一対の第１摺接面５５が形成され、角孔５１と一対の第１摺接面５５の間にそれぞれ外周面５３に沿って一対の長孔５７が形成される。同様に、第２摺接部材４２には一対の第２摺接面５６が形成される。第１摺接部材４１は第１摺接面５５がカム溝のカム面に圧接するように位置決めされて装着される。【選択図】図３
2012013981.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ズーミング時に移動する変倍レンズを保持したレンズ移動枠と、
前記レンズ移動枠を光軸方向へ移動自在に支持する固定筒と、
向かい合う一対のカム面を有するカム溝が複数本設けられ、前記固定筒との相対回転によって前記レンズ移動枠を光軸方向へ移動させるカム筒と、
前記レンズ移動枠の外周の複数個所に設けられ、レンズ光軸と直交する方向に放射状に立設する複数の軸部材と、
前記軸部材に回転不能に固定され、前記カム溝と嵌合したときに前記一対のカム面に圧接されるとともに前記軸部材の中心方向への弾性が付与された一対の第１摺接面を有する第１摺接部材と、
を備えたことを特徴とするズームレンズ装置。
【請求項２】
前記第１摺接部材は、前記一対の第１摺接面が外周面の１８０°対称となる位置に形成されるとともに中央に前記軸部材が挿通される角孔が形成され、前記角孔と前記一対の第１摺接面との間にそれぞれ前記外周面に沿って形成された一対の長孔を有することを特徴とする請求項１記載のズームレンズ装置。
【請求項３】
前記第１摺接部材は、前記第１摺接面が一端側に配置されるとともに、前記第１摺接面が１８０°対称位置となるように前記軸部材に固定される一対の板バネであることを特徴とする請求項１記載のズームレンズ装置。
【請求項４】
前記レンズ移動枠は前記軸部材が嵌合する凹部が外周を３等分する３ヶ所に設けられたことを特徴とする請求項１〜３いずれかに記載のズームレンズ装置。
【請求項５】
前記凹部は円形以外の形状に形成されたことを特徴とする請求項４記載のズームレンズ装置。
【請求項６】
前記軸部材は、前記固定筒に形成された直進溝に挿通され、前記直進溝の向かい合う一対の側面を常時圧接する一対の第２摺接面を有する第２摺接部材を備えたことを特徴とする請求項１〜５いずれかに記載のズームレンズ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数のレンズ群が組込まれ、固定筒とカム筒に設けられたそれぞれのカム溝の相対位置を変化させて所望のズーム値に設定することができるズームレンズ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
カメラやプロジェクタに用いられるズームレンズ装置は、１つの鏡筒の中に複数のレンズ群が組込まれ、その相対位置を変化させて所望のズーム値に設定できるようになっている。それぞれのレンズ群は、少なくとも１枚のレンズとこのレンズを支持する円環状のレンズ枠とからなり、レンズ枠の外周には例えば３本のカムフォロワが設けられる。カムフォロワは、固定筒に設けられた直進溝と固定筒に対して相対回転するカム筒に設けられたカム溝とにそれぞれ係合し、２つの溝の相対位置によって位置決めされ、カム筒が回転してレンズ枠を光軸方向に沿って移動させる。
【０００３】
前記カムフォロワが前記カム溝の側面（カム面）及び直進溝の側面に摺接しながら移動するので前記カムフォロワと前記溝の側面との間には隙間が存在しなければならない。しかし、隙間があると隙間の分だけガタが発生するので光学精度が低下する。より高精度のズームレンズ装置を実現するには、この隙間は限りなく少ない方が良い。また、高精度の実現だけでなく、小型化、ローコスト化も合わせて求められる。
【０００４】
下記特許文献１には、カムフォロワに楕円又は小判形のローラを用い、カム溝と接するローラと直進溝に接するローラとに両端部が係止されるとともに、前記２つのローラが逆方向に自転するように付勢するバネを備えることで、ローラの外周面の２ヶ所がカム溝の両側面に常に圧接するようにして、カムフォロワとカム溝の間に隙間が生じないようにしたカム機構が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−３１８３３７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１記載のカム機構は、レンズ移動枠に立設された軸に２つのローラとコイルバネとが装着されたもので、コイルバネの両端が２つのローラにそれぞれ係止されて２つのローラが逆方向に付勢されている。カム筒と固定筒の内側に複数のレンズ移動枠が装填される場合、レンズ移動枠に軸を取り付け、その後、１つ目のローラ、コイルバネ、２つ目のローラの順に前記軸に装着していくとすると、２つ目のローラはカム溝によって姿勢が制限されるので、コイルバネを付勢した状態にしなければコイルバネの一端に２つ目のローラを係止させることができない。
【０００７】
従って、このカム機構はコイルバネと２つのローラとを軸に装着させた状態でカム筒と固定筒のそれぞれの溝に挿通させ、その奥にあるレンズ移動枠の所定の位置に取り付ける。このとき２つのローラの姿勢をバネの不勢力に抗して位置決めし、カム筒と固定筒のそれぞれの溝に同時に位置合わせさせながら同時に挿通させるといった非常に困難な作業をしなければならない。
【０００８】
本発明は上記問題を解決するために、従来の構造を大きく変えることなく、カム筒及び固定筒のそれぞれの溝とカムフォロワとが常に密着する構成で、かつ組立作業が容易なズームレンズ装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明によるズームレンズ装置は、ズーミング時に移動する変倍レンズを保持したレンズ移動枠と、前記レンズ移動枠を光軸方向へ移動自在に支持する固定筒と、向かい合う一対のカム面を有するカム溝が複数本設けられ、前記固定筒との相対回転によって前記レンズ移動枠を光軸方向へ移動させるカム筒と、前記レンズ移動枠の外周の複数個所に設けられ、レンズ光軸と直交する方向に放射状に立設する複数の軸部材と、前記軸部材に回転不能に固定され、前記カム溝と嵌合したときに前記一対のカム面に圧接されるとともに前記軸部材の中心方向への弾性が付与された一対の第１摺接面を有する第１摺接部材と、を備えたことを特徴とする。
【００１０】
前記第１摺接部材は、前記一対の第１摺接面が外周面の１８０°対称となる位置に形成されるとともに中央に前記軸部材が挿通される角孔が形成され、前記角孔と前記一対の第１摺接面との間にそれぞれ前記外周面に沿って一対の長孔が形成されるようにすると良い。あるいは、前記第１摺接面が一端側に配置されるとともに前記第１摺接面が１８０°対称位置となるように前記軸部材に固定される一対の板バネであっても良い。前記レンズ移動枠は前記軸部材が嵌合する凹部が外周を３等分する３ヶ所に設けられるようにすると良い。前記凹部は円形以外の形状に形成されるようにすると良い。前記軸部材は、前記固定筒に形成された直進溝に挿通され、前記直進溝の向かい合う一対の側面を常時圧接する一対の第２摺接面を有する第２摺接部材を備えるようにすると良い。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、レンズ枠に設けられたカムフォロワの摺接部分が自身の弾性力によって、カム筒及び固定筒のそれぞれの溝に常に摺接されるのでカムフォロワとカム面との間に隙間が生じることがない。また、カムフォロワを前記溝に挿入させるだけで良いので、作業が簡単でスペースや組立コストなどもアップしない。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明を実施したズームレンズ装置の斜視図である。
【図２】ズームレンズ装置の断面図である。
【図３】レンズ移動枠とカムフォロワの分解斜視図である。
【図４】レンズ移動枠にカムフォロワを固定した部分の断面図である。
【図５】カムフォロワの第１摺接部材がカム溝に挿入された図である。
【図６】カムフォロワの第２摺接部材が直進溝に挿入された図である。
【図７】カムフォロワを取り付ける手順のフローである。
【図８】カムフォロワを取り付ける別の手順のフローである。
【図９】別のカムフォロワの分解斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
図１及び図２に示されるように、ズームレンズ装置１０はフォーカスレンズ１１、変倍レンズ１２〜１４、リアレンズ１５からなる光学系と、それらを収容する固定筒１６及びカム筒１７によって構成される。フォーカスレンズ１１を保持するレンズ枠２１は外周の一部にヘリコイドギヤ３１が形成され、固定筒１６に形成されたヘリコイドギヤ３２と螺合する。レンズ枠２１を回すとピント調節が行われる。変倍レンズ１２〜１４は、それぞれレンズ移動枠２２〜２４に保持される。レンズ移動枠２２〜２４はその外周に３本のカムフォロワ４０（図３参照）が設けられ、固定筒１６によって光軸２０と平行な方向に移動自在に支持される。リアレンズ１５は固定筒１６に固定される。
【００１４】
固定筒１６には光軸２０と平行な方向に直進溝（溝孔）１８が形成される。直進溝１８は固定筒１６の周方向を光軸２０を中心に３等分する３ヶ所に設けられる。カム筒１７には変倍レンズ１２〜１４にそれぞれ対応するカム溝（溝孔）２６〜２８が３本１組で、光軸２０を中心に周方向を３等分する３ヶ所に１組づつ設けられる。カム溝２６〜２８の両側の壁面は一対のカム面３４になっており、ズーミング時に回転し、直進溝１８との相対回転によってレンズ移動枠２２〜２４、即ち変倍レンズ１２〜１４を光軸２０と平行な方向に移動させる。なお、変倍レンズの数は３個に限定されない。
【００１５】
図３及び図４に示されるように、レンズ移動枠２２〜２４は、外周を３等分する３ヶ所に正方形の凹部３６が形成され、凹部３６の底面３７にはネジ孔３８が形成される。カムフォロワ４０は第１摺接部材４１と第２摺接部材４２と軸部材４３と座金４４とネジ４５とからなり、ネジ４５がネジ孔３８と螺合して軸部材４３がレンズ移動枠２２，２３，２４に固定される。軸部材４３は底面３７が平面に形成されるとともにネジ孔３８が光軸２０と直交する方向に形成されており、これによってカムフォロワ４０はレンズ移動枠２２，２３，２４の外周上で光軸２０と直交する方向に立設される。
【００１６】
軸部材４３は、ネジ４５が挿通される取付孔４６が長手方向に沿って形成された軸部４７と、凹部３６と嵌合する正方形の嵌合部４８とからなる。第１摺接部材４１は、中央に軸部材４３が挿通する角孔５１が設けられ、外周面５３の１８０°対称となる位置に一対の第１摺接面５５が形成されるとともに、角孔５１と一対の第１摺接面５５の間に一対の長孔５７がそれぞれ外周面５３に沿って形成されて、一対の第１摺接面５５に角孔５１の方向への弾性が付与される。これにより、第１摺接面５５に角孔５１の方向への外力が加わったときには長孔５７が変形し、第１摺接面５５には加わった外力に反発する弾性力が生じる。
【００１７】
第２摺接部材４２は、中央に軸部材４３が挿通する角孔５２が設けられ、外周面５４の１８０°対称となる位置に一対の第２摺接面５６が形成され、角孔５２と一対の第２摺接面５６の間に一対の長孔５８が形成される。なお、凹部３６及び嵌合部４８は円形以外の形状であれば良い。軸部材４３が軸中心で回らなければ良く、円形であっても回り止め用の凸部などが形成されたものであれば良い。
【００１８】
図５に示されるように、第１摺接部材４１は、第１摺接面５５が外周面５３より突出して形成され、第１摺接面５５がカム面３４に圧接するように位置決めされて、軸部材４３に装着される。図６に示されるように、第２摺接部材４２は、第２摺接面５６が外周面５４より突出して形成され、第２摺接面５６が直進溝１８の一対の側面３５に圧接するように位置決めされて、軸部材４３に装着される。角孔５１に対する第１摺接面５５の位置と第２摺接面５６の位置は、４５°ずれた回転対称位置になっている。なお、角孔５１に対する第１摺接面５５の位置は、カム溝２６〜２８の形状によって適宜、最も良い角度を選定すると良い。
【００１９】
次に、図７に示すフローを参照しながらカムフォロワ４０の装着手順と作用効果について説明する。固定筒１６の外側にカム筒１７を装着し、固定筒１６の内側に変倍レンズ１２〜１４が固定されたレンズ移動枠２２〜２４を収容する（図４参照）。固定筒１６の直進溝１８とカム筒１７のカム溝２６〜２８が交叉したところにレンズ移動枠２２〜２４の凹部３６を覗かせ、嵌合部４８を先にして軸部材４３をカム溝２６〜２８と直進溝１８に挿通させ嵌合部４８を凹部３６に嵌合させる。軸部材４３の軸部４７に第２摺接部材４２の角孔５２を合わせ、第２摺接部材４２を直進溝１８に挿入する。第２摺接部材４２の外周面５４の直径は直進溝１８の幅より僅かに小さいので簡単に嵌合させることができ、その後、第２摺接面５６を僅かに撓ませて第２摺接部材４２を直進溝１８に挿入することができる。
【００２０】
第２摺接部材４２を直進溝１８に挿入した後、軸部材４３の軸部４７に第１摺接部材４１の角孔５１を合わせ、第１摺接部材４１をカム溝２６〜２８に挿入する。第１摺接部材４１の外周面５３の直径はカム溝２６〜２８の幅より僅かに小さく、簡単に嵌合されるので第１摺接部材４１は第１摺接面５５を僅かに撓ませながら簡単に挿入することができる。その後、ネジ４５を座金４４に通してから軸部４７に形成された孔４６に差し込み、ネジ４５を回してネジ孔３８に螺合させカムフォロワ４０をレンズ移動枠２２〜２４に組みつける。レンズ移動枠２２〜２４の全ての凹部３６にカムフォロワ４０を組みつければ装着完了。
【００２１】
また、レンズ移動枠２２，２３，２４にカムフォロワ４０を組み付ける手順は、次のような方法であっても良い。図８に示すフローを参照しながら説明する。第２摺接部材４２の角孔５２に軸部材４３の軸部４７を挿通させ、続いて第１摺接部材４１の角孔５１に軸部４７を挿通させる。ネジ４５を座金４４に通した後に軸部４７に形成された孔４６に挿通させてカムフォロワ４０を組み立てる。固定筒１６の外側にカム筒１７を装着し、固定筒１６の内側に変倍レンズ１２〜１４が固定されたレンズ移動枠２２〜２４を収容する。
【００２２】
固定筒１６の直進溝１８とカム筒１７のカム溝２６〜２８が交叉したところにレンズ移動枠２２〜２４の凹部３６を覗かせ、組み立てたカムフォロワ４０をカム溝２６〜２８と直進溝１８に挿通させ、ネジ４５の先端をネジ孔３８に合わせる。ネジ４５をネジ孔３８に螺合させながら嵌合部４８を凹部３６に嵌合させ、第２摺接部材４２を直進溝１８に挿入させ、第１摺接部材４１をカム溝２６〜２８に挿入させる。ネジ４５をしっかりと締めて完了。一対の第１摺接面６３は一対のカム面３４に常に圧接し、一対の第２摺接面６４は一対の側面３５に常に圧接するので、軸部材４３をカム溝２６〜２８の中心線２９（図５参照）と直進溝１８の中心線１９（図６参照）の交点に位置決めすることができる。
【００２３】
次に、別のカムフォロワ６０について説明するがカムフォロワ４０と同じものは同じ符号を付して説明を省略する。図９に示されるように、カムフォロワ６０は、一対の第１の板バネ（第１摺接部材）６１と一対の第２の板バネ（第２摺接部材）６２と軸部材７０とネジ４５とからなる。第１の板バネ６１及び第２の板バネ６２は円弧状に湾曲して形成されるとともに一端側に突出部が形成され、突出部の表面がそれぞれ第１摺接面６３及び第２摺接面６４となっている。また、他端側には平面状に形成された取付部６５，６６が延設され、取付部６５，６６の中央には固定ネジ６９が挿通される取付孔６７，６８が形成される。
【００２４】
軸部材７０は円柱状の軸部７５と嵌合部４８とからなり取付孔４６を備える。軸部７５には円柱面に第１の板バネ６１の取付部６５がネジ止めされる一対の取付面７１と、第２の板バネ６２の取付部６６がネジ止めされる一対の取付面７２が形成される。一対の取付面７１は取付孔４６を中心とする１８０°回転対称に配置され、一対の取付面７２も同様に１８０°回転対称に配置される。一対の取付面７１と一対の取付面７２は４５°ずれて形成される。取付面７１，７２にはネジ孔７３が設けられ、取付部６５，６６を固定する固定ネジ６９が螺合される。
【００２５】
一対の第１の板バネ６１が軸部材７０に固定されると、それぞれの第１摺接面６３は軸部材７０の中心に対して１８０°回転対称位置に配置されることになる。一対の第２の板バネ６２も同じである。これによって、一対の第１摺接面６３は一対のカム面３４に常に圧接し、一対の第２摺接面６４は一対の側面３５に常に圧接して、軸部材７０をカム溝２６〜２８の中心線２９と直進溝１８の中心線１９の交点に位置決めする。
【００２６】
前記実施形態では、固定筒２０の外側にカム筒１７を配置した構成で説明したが、カム筒１７が固定筒２０の内側に配置された構成であっても本発明を採用することに問題はない。また、第１摺接部材４１と第２摺接部材４２とを同じ軸部材（カムフォロワ）に設けず、別々の軸部材に設けるようにしても良い。なお、本発明によるズームレンズ装置はカメラ用ズームレンズ装置であっても、プロジェクタ用ズームレンズ装置であっても良い。
【符号の説明】
【００２７】
１０  ズームレンズ装置
１１  フォーカスレンズ
１２〜１４  変倍レンズ
１５  リアレンズ
１６  固定筒
１７  カム筒
１８  直進溝
２０  光軸
２１  レンズ枠
２２〜２４  レンズ移動枠
２６〜２８  カム溝
３１，３２  ヘリコイドギヤ
３４  カム面
３５  側面
３６  凹部
３７  底面
３８，７３  ネジ孔
４０，６０  カムフォロワ
４１  第１摺接部材
４２  第２摺接部材
４３，７０  軸部材
４５  ネジ
４６  取付孔
４７，７５  軸部
４８  嵌合部
５１，５２  角穴
５３，５４  外周面
５５  第１摺接面
５６  第２摺接面
５７，５８  長孔
６１  第１の板バネ（第１摺接部材）
６２  第２の板バネ（第２摺接部材）
６３  第１摺接面
６４  第２摺接面
６５，６６  取付部
６７，６８  取付孔
６９  固定ネジ
７１，７２  取付面
【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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