(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光学素子を保持する保持枠と、前記保持枠に対して径方向に移動可能に、かつ径方向外方に付勢されて設けられる先端部がテーパー形状のカムピンと、前記カムピンの先端部と係合するカム溝を有するカム部材とを有し、前記カム部材の駆動により前記保持枠を光軸方向に移動させる光学機器において、
前記保持枠は、前記カムピンを径方向で摺動可能に保持し、第１の径部と該第１の径部よりも小さい径を有する第２の径部を備えた嵌合穴を有し、
前記カムピンは、前記第１の径部の径よりも小さく前記第２の径部の径よりも大きな径を有し、前記嵌合穴に圧入される圧入部を備え、
前記圧入部は、前記嵌合穴への圧入により前記嵌合穴を貫通して前記カムピンの前記保持枠からの抜け止めを行うことを特徴とする光学機器。
【請求項２】
前記保持枠には、さらに、前記嵌合穴と連通する円弧状溝部が形成されており、
前記円弧状溝部の曲率よりも大きな曲率を有し、前記円弧状溝部内に配置された板バネが、前記カムピンを径方向外方へ付勢することを特徴とする請求項１記載の光学機器。
【請求項３】
前記板バネは、前記カムピンと係合し、前記カムピンが該板バネの円周方向に変位するのを規制する凹状の被係合部を有することを特徴とする請求項２記載の光学機器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、カメラ、ビデオカメラ、デジタルカメラ等の光学機器に係り、レンズ鏡筒等の光学素子保持部材を所定のカム軌跡に沿って移動させるためのカム機構に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
少なくとも２群以上のレンズ群を有し、該レンズ群を公知の直進案内機構及びカムリングなどにより光軸方向に沿って移動させることで撮影倍率を変化させるズームレンズの駆動制御機構が知られている。
【０００３】
また、光軸方向に沿って移動される複数のレンズ群を保持する保持部材には、前記直進案内機構に設けられた直進案内溝やカムリングに設けられたカム溝と摺動自在に係合するカムピンが設けられている。そして、前記カムピンと直進案内溝、カム溝との間には僅かなガタが存在するので、複数のレンズ群は光軸前後方向や倒れ方向に微小量動く場合がある。
【０００４】
そのため、この光軸前後方向の動きや倒れ方向の動きは、光学性能に大きな影響を及ぼしピント精度や像性能に影響を招くことが考えられる。
【０００５】
そこで、このような状況を防止するために次のような対策が従来より行なわれている。
【０００６】
１．前後群レンズの間に圧縮バネを配し、これの作用により各レンズ群を相対離反する方向に弾性付勢する方式、
２．特開平６−１９４５５５号公報に示されているように、カム部材の他方のカム面と接触し、カムピンを一方のカム面に対して押圧する弾性力を有する片寄せ部材を設けることでガタを吸収する方式、
３．実公平２−４４２４７号公報に示されているように、同軸上に配置された複数の先端テーパー状カムピンをその突出方向に複数の圧縮バネで付勢してガタを吸収する方式等、
以上のようなガタ吸収機構が提案されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来例によるガタ吸収機構では以下に示すような問題が発生する。
【０００８】
１．レンズ群間にスプリングを配してガタを吸収しようとする方式にあっては、レンズ群同士には常に互いに離反する方向に片寄せ力が前記スプリングにより働いている。
【０００９】
このため、ズーミング動作に伴ってレンズ群間隔が狭くなる方向に変化すると、前記レンズ群間のスプリングの弾性力に逆らってバネがチャージされるため必要以上の駆動力が必要となる。
【００１０】
また、撮影レンズを撮影待機状態から収納位置（所謂沈胴位置）に駆動する際、一般的にはワイド状態で広がったレンズ群間隔を再度縮める動作が必要となる。この時、さらに収納状態において撮影レンズの前面を開閉自在に覆うバリア（開方向にバネ付勢されている）を形成するための負荷が加わり上記ズーミング動作における駆動力よりもさらに大きな駆動力が必要となる。この結果、大きなモータや大減速機機構を使用しなければならず、カメラの大型化を招き、また電池の消耗も招き易い傾向にある。
【００１１】
２．特開平６−１９４５５５号公報に示されている片寄せ方式においては、弾性力を有する片寄せ部材をカムフォロワーに回動自在に取り付け、カム溝の一方の端面をバネ付勢し、カムフォロワーをもう一方のカム溝の端面に押圧付勢することでガタを吸収している。
【００１２】
このような方式だと上述した１に示した問題は解決されるが、片寄せ部材をカム溝の中に収めるため片寄せ部材を小型化する必要が有り、結果として片寄せ部材のバネ定数が大きくなってしまう。
【００１３】
このことは、安定した弾性力を発生させることが難しいことを表しており、片寄せ部材の微小な変位で付勢力が大きく変化することとなり、ズーム負荷変動が大きくなる。その結果、安定した鏡筒駆動制御が得られない虞れがある。
【００１４】
また、この問題を解決するために弾性力を有する片寄せ部材をカム溝幅方向に大きくすると、今度は、リード変化の激しいカム溝に対して片寄せ部材が干渉してしまうという問題が発生する。
【００１５】
さらにこの方式は円筒形状のカムピンと、カム溝に対して有効であるが、先端方向に行くに従って径小となるテーパーカムピンとそれに対応するカム溝においては、一方のカム面に対して片寄せ部材で片寄せ力を発生させてもテーパー角が９０°を超えると、もう一方のカム面には片寄せ力が作用しなくなる。
【００１６】
また、仮に９０°以下のテーパー面であったとしても片寄せ部材による片寄せ力はテーパー角度分ロスしてしまうため、要求される片寄せ力を満足させるために片寄せ部材が大型化してしまうという新たな問題が発生する。
【００１７】
３．実公平２−４４２４７号公報に示されている片寄せ方式においては、同軸上に配置された複数のテーパー状カムピンを複数の圧縮コイルバネによって径方向に付勢してガタ取りを行っているが、同軸上に相対摺動可能に配置されたカムピン同士には必然的にガタが存在する。そのためこのガタの影響を極力少なくする為にカムピン同士の嵌合長を十分に確保する必要が出てくる。またこの複数のカムピンを径方向に付勢するための圧縮コイルバネも複数必要となり、バネの収納スペースが大型化しカメラの大型化を招いてしまうという問題が発生する。
【００１８】
さらにこれらカムピンは径方向に常時付勢されており、また脱落防止の係止機構もないので、組立て時にカムピンがバネ力により脱落しないようにしながら移動レンズを固定筒およびカム筒に組込む必要があるので、組立て作業性が悪くなり、組立て工数ＵＰ、コストＵＰ等を招いてしまうという問題が発生する。
【００２２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明の光学機器は、光学素子を保持する保持枠と、前記保持枠に対して径方向に移動可能に、かつ径方向外方に付勢されて設けられる先端部がテーパー形状のカムピンと、前記カムピンの先端部と係合するカム溝を有するカム部材とを有し、前記カム部材の駆動により前記保持枠を光軸方向に移動させる光学機器において、前記保持枠は、前記カムピンを径方向で摺動可能に保持し、第１の径部と該第１の径部よりも小さい径を有する第２の径部を備えた嵌合穴を有し、前記カムピンは、前記第１の径部の径よりも小さく前記第２の径部の径よりも大きな径を有し、前記嵌合穴に圧入される圧入部を備え、前記圧入部は、前記嵌合穴への圧入により前記嵌合穴を貫通して前記カムピンの前記保持枠からの抜け止めを行うことを特徴とする。
【００２３】
ここで、保持枠に嵌合穴が連通する円弧状溝部を形成し、円弧状溝部の曲率よりも大きな曲率を有し、円弧状溝部内に配置された板バネによって、カムピンを径方向外方へ付勢することで、径方向の大きさを増さずに円周方向に十分なスペースを確保し、小型で安定したバネ力を発生することができるガタ寄せ機構を実現した。
【００２５】
本発明によれば、カムピンは自重や付勢力により嵌合穴から外れないので、高度な技術を必要とせずに光学部材を直進案内部材及びカムリング等に組込むことができ、組立て作業性を向上し、その結果、組立て工数を削減し、安価な光学機器を実現することを可能とした。
【００２６】
ここで、板バネに、カムピンと係合し、カムピンが板バネの円周方向に変位するのを規制する凹状の被係合部を形成することができる。
【００２７】
上記構成により、板バネとカムピンとの係合が外れることなく、常に安定したバネ力でもってカムピンを付勢することができる。
【００２８】
【発明の実施の形態】
（第１の実施の形態）
図１は、本発明に係る第１の実施の形態を表すカメラの鏡筒の要部斜視図である。本実施の形態に適用される鏡筒の構成は所謂差動カム筒を二つ設けた三段沈胴式鏡筒である。
【００２９】
１は不図示のカメラ本体に固定される固定筒であり、該固定筒１の内周部にはメスヘリコイドが形成されている。２は第１差動カム筒で、その後端外周部２ａにはオスヘリコイドが形成されている。３は前記第１差動カム筒２の内周部に回転方向のみ摺動自在に保持される第１直進ガイド筒である。組込み時、第１差動カム筒２に不図示のモーター等による駆動源からの回転力が付与されると、該第１差動カム筒２は固定筒１のメスヘリコイドとヘリコイド結合により回転しつつ光軸方向に沿って進退する。この時、前記第１直進ガイド筒３はその回転を固定筒１により規制されるように構成されているので、第１差動カム筒２と一体となって回転せずに光軸方向に進退する。
【００３０】
９は撮影光路外の有害光をカットするための第１フレアカット板であり、第１フレアカット板９の中心部には必要な撮影光を通すための開口９ａが形成され、さらに外周部分には前記第１直進ガイド筒３の後端フランジ部３ａに形成された不図示の被係合部に係止される複数の係合部９ｂが形成されている。この構成により第１フレアカット板９は前記第１直進ガイド筒３と一体となって光軸方向に進退することとなる。
【００３１】
４は前記第１直進ガイド筒３の内径部に組込まれ、前記第１直進ガイド筒３の内径部に形成されたカム溝の作用により回転と同時に光軸方向に進退するように構成された第２差動カム筒であり、該第２差動カム筒４の内周部には、第２直進ガイド筒７が相対回転可能なように組込まれる。
【００３２】
６はナットリングで、前記第２直進ガイド筒７の爪部７ａと後端フランジ部７ｂとの間に相対回転可能なように支持されると共に、組込み時、第２差動カム筒駆動ピン１１が、第２差動カム筒４の開口穴４ａを通してその外径部に形成されたナット部６ａと螺合し、その結果、第２直進ガイド筒７の後端フランジ部に形成された係合突起７ｄが第１直進ガイド筒の内径部に形成された不図示の光軸方向溝部に相対摺動可能に係合するので、第２差動カム筒４と第２直進ガイド筒７とは相対回転しながら前記第１差動カム筒２及び第１直進ガイド筒３に対して光軸方向に沿って進退することとなる。
【００３３】
この時さらに第２差動カム筒４および第２直進ガイド筒７の内径部において、第１レンズ群２０１（図２参照）を保持する所の１群レンズ鏡筒５及び第２レンズ群２０４を保持する２群レンズホルダー８が、前記第２差動カム筒４の内径部に形成された不図示のカム溝２０２、２０３（図２参照）により光軸に沿って予め決められた位置に駆動制御される。このとき、１群レンズ鏡筒５はその内径部に形成された光軸方向突条５ａが第２直進ガイド筒７の外周対応部に形成された光軸方向溝部７ｅと相対摺動自在に係合し、また２群レンズホルダー８はその外周部に形成された円柱状突部８ｇが第２直進ガイド筒７の光軸方向溝部７ｆと相対摺動自在に係合することにより、光軸回りの回転は阻止されている。
【００３４】
この２群レンズホルダー８を光軸に沿って駆動制御する為の２群カムピン１２、及び該２群カムピン１２を径方向に付勢する為の板ばね１３、そして板ばね１３の脱落を防止するための板ばねカバー１４が本実施の形態の特徴的な構成である。
【００３５】
２群カムピン１２は、２群レンズホルダー８に形成された嵌合穴８ａに一定量摺動自在に支持される。この詳細を図４を用いて説明する。図４は前記２群カムピン１２の拡大詳細図で図２のＢ部を拡大したものである。前記嵌合穴８ａの内径側端部には径小部分８ｂが形成されている。この径小部分８ｂには２群カムピン１２の径小部１２ａが摺動自在に嵌合する。
【００３６】
また、２群カムピン１２の内径側端部には、２群ホルダー側の嵌合穴径大部８ｃよりも径小でかつ前記嵌合穴径小部８ｂよりも径大に形成された軽圧入部１２ｂが形成されている為、該２群カムピン１２を組込むに際して、前記２群カムピンの軽圧入部１２ｂが前記径小部８ｂに干渉する部分で圧入による組み込みが行われ組込み後は前述した板ばね１３の作用により２群カムピン１２が外径方向に付勢されても２群カムピン先端軽圧入部１２ｂの方が、２群レンズホルダー８の径小部８ｂよりも径大となっている為、簡単には外れることはない。
【００３７】
次に、前記板ばね１３の作用について図５を用いて説明する。
【００３８】
板ばね１３は自由状態においては図中破線で示したように２群レンズホルダー８の円弧状溝部である板ばね組み込み部８ｄの内径側の壁８ｅの曲率よりも大きな曲率を有している。これに対し、２群カムピン１２が第２差動カム筒４に組込まれると、その先端軽圧入部１２ｂは板ばね１３の被係合部１３ａを内径方向に押圧する。そうすると、板ばね１３の両腕部１３ｂが前記壁８ｅと接し該板ばね１３の曲率を小さくするように変形させる。
【００３９】
この結果、その反力が２群カムピン１２に作用して該カムピン１２には外径方向へ突出しようとする力が発生する。この力により、該カムピンのテーパー部１２ｃは第２差動カム筒４のカム溝２０３に押圧付勢される結果、ガタ付くこと無く２群レンズホルダー８を支持することが可能となる。さらに板ばね１３の前記被係合部１３ａは図１にも示されるように凹状となっており、組込み状態では２群カムピンの先端軽圧入部１２ｂと係合しているので、周方向の動きを規制されている。
【００４０】
この為、板ばね１３の位置ずれが起きないので安定したばね力を２群カムピンに加えることが可能となる。
【００４１】
そして、板ばね１３が脱落しないように、リング状に形成された板ばねカバー１４の内周に周方向に沿って複数形成された内径嵌合部１４ａが２群レンズホルダー８の前端部に形成された被係合部８ｆに圧入等の手段により固定されている。
【００４２】
１０は第２直進ガイド筒７の後端フランジ部に形成された爪部７ｃに、被係合部１０ａが係止され該第２直進ガイド筒７と共に光軸に沿って進退する第２フレアカット板である。該第２フレアカット板１０の被係合部１０ａの内径部には切り欠き部１０ｂが形成され、該切り欠き部１０ｂより内径側と該切り欠き部１０ｂより外径側をつなぐ繋ぎ部１０ｃが前記複数の被係合部１０ａの略中間に設定されている。
【００４３】
上記した構成により、ワイド時、前記２群レンズホルダー８が第２フレアカット板１０の切り欠き部１０ｂよりも内径側を光軸後ろ方向（図１中Ａ方向）に押すと、切り欠き部１０ｂよりも外径側の被係止部からつなぎ部までの部分１０ｄがバネとして作用し、第２フレアカット板１０の切り欠き部１０ｂよりも内径側の部分が前記２群レンズホルダー８と共に第２直進ガイド筒７に対して光軸後ろ方向へ移動する（図２参照）。
【００４４】
また、テレ時及び沈胴時においては上述バネ性により、切り欠き部１０ｂよりも内径側の部分は第２直進ガイド筒７の後端フランジ部に接する位置まで復帰する（図３参照）。
【００４５】
図２は、本実施の形態のカメラの鏡筒のワイド状態を表す要部断面図である。図１において説明した構成部分と一致するものについては、同一の符号を付してある。
【００４６】
図示のように、ワイド状態において２群レンズホルダー８が、前記第２フレアカット板１０を光軸後ろ方向に押すと第２フレアカット板１０の切り欠き部１０ｂよりも内径側の部分が前記２群レンズホルダー８と共に第２直進ガイド筒に対して光軸後ろ方向へ移動する。
【００４７】
図３は、本実施の形態のカメラの鏡筒のテレ状態を表す要部断面図である。図１において説明した構成部分と一致するものについては、同一の符号を付してある。
【００４８】
上記図２で表したワイド状態から図３のテレ状態及び不図示の沈胴状態になると、図１中のＡ方向と反対方向へ２群レンズホルダー８は第２直進ガイド筒７に対して光軸前方に繰り出される。したがって、第２フレアカット板１０の切り欠き部１０ｂよりも内径側の部分は、前述切り欠き部１０ｂよりも外径側の被係止部から繋ぎ部１０ｃまでの部分１０ｄがバネとして作用し、第２直進ガイド筒７の後端フランジ部に接する位置まで復帰する。
【００４９】
（第２の実施の形態）
図６は本発明の第２の実施の形態を示す。
【００５０】
本実施の形態では、上記した第１の実施の形態における板ばね１３に代えてリング状板ばね６０１を用いるようにしたものである。図６において、リング状板ばね６０１は、第１の実施の形態と同様に２群レンズホルダー８の板ばね組み込み部８ｄの内側の壁８ｅの曲率よりも大きな曲率を有する部分６０１ａと、板ばね組み込み部８ｄの内径側の壁８ｅの曲率とほぼ同一曲率を有する繋ぎ部６０１ｂとにより構成されている。
【００５１】
この構成により、前述２群カムピンの外径方向付勢を行う複数の６０１ａ部を繋ぎ部６０１ｂによりひとつの部品に構成することで組立て作業性向上、部品管理のし易さ、部品コストの低減を可能としている。
【００５２】
尚、本発明は上記構成にのみ限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した内容を逸脱したもでなければ、どのような構成も含まれることは言うまでもない。
【００５３】
また、本発明はカメラに限定されるものではなく、ビデオ、デジタルカメラ等の撮像装置にも応用できることは明らかである。
【００５４】
【発明の効果】
請求項１に係る発明によれば、簡単な構造でカムピンガタ寄せ構造を実現することが可能となった。また、カムピンは自重や付勢力により嵌合穴から外れないので、高度な技術を必要とせずに光学部材を直進案内部材及びカムリング等に組込むことを可能とすることで、組立て作業性を向上し、その結果、組立て工数を削減し安価なカメラ等の光学機器を実現することを可能とした。
【００５５】
請求項２に係る発明によれば、円弧状溝部の曲率よりも大きな曲率を有する板バネにより、前記カムピンに対し径方向の付勢力を与えるように構成したので、限られたスペースを有効利用してバネを配置し、レンズ保持枠を大型化することなく、小型で安価なカムピンガタ寄せ構造を実現することが可能となった。
【００５７】
請求項３に係る発明によれば、板バネとカムピンとの係合が外れることがなく常に安定したバネ力でカムピンを付勢することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本出願に係る発明の第１の実施の形態におけるカメラのレンズ鏡筒の分解斜視図
【図２】図１のレンズ鏡筒のワイド状態を表す断面図
【図３】図１のレンズ鏡筒のテレ状態を表す断面図
【図４】図１の２群カムピンの拡大断面図
【図５】図４のＸ−Ｘ線に沿った断面図
【図６】本出願に係る発明の第２の実施の形態における板ばねを示す斜視図
【符号の説明】
１…固定筒
２…第１差動カム筒
３…第１直進ガイド筒
４…第２差動カム筒
５…１群レンズ鏡筒
６…ナットリング
７…第２直進ガイド筒
８…２群レンズホルダー
９…第１フレアカット板
１０…第２フレアカット板
１１…差動カム筒駆動ピン
１２…２群カムピン
１３，６０１…板ばね
１４…板ばねカバー
２０１…１群レンズ
２０３…２群レンズ
【図１】
0003957836.tif 000002
【図２】
0003957836.tif 000003
【図３】
0003957836.tif 000004
【図４】
0003957836.tif 000005
【図５】
0003957836.tif 000006
【図６】
0003957836.tif 000007