(57)【要約】【課題】  付勢部材の構成数を抑制しつつも、レンズ保持枠への光軸方向に対する付勢方向の変更を容易にすることを可能にしたレンズ装置を提供する。【解決手段】  レンズ装置は、固定部と、レンズを保持し、カム機構により前記固定部に対し前記レンズの光軸方向に移動可能なレンズ保持枠と、を有し、前記レンズ保持枠を前記光軸方向に付勢する付勢機構を有し、前記付勢機構は、紐状部材、滑車及び弾性部材を介して、前記レンズ保持枠と前記固定部を接続する、ことを特徴とする、ことを特徴とする。【選択図】  図１
2016200725.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定部と、レンズを保持し、カム機構により前記固定部に対し前記レンズの光軸方向に移動可能なレンズ保持枠と、を有するレンズ装置であって、
前記レンズ保持枠を前記光軸方向に付勢する付勢機構を有し、
前記付勢機構は、紐状部材、滑車及び弾性部材を介して、前記レンズ保持枠と前記固定部を接続する、
ことを特徴とするレンズ装置。
【請求項２】
複数の前記レンズ保持枠を有し、
前記付勢機構は、前記複数のレンズ保持枠の間を、前記紐状部材及び前記滑車を介して接続する、
ことを特徴とする、請求項１に記載のレンズ装置。
【請求項３】
前記弾性部材は前記固定部に固定される、ことを特徴とする請求項１又は２に記載のレンズ装置。
【請求項４】
前記滑車は前記弾性部材の前記固定部に固定されていない他端に固定される、ことを特徴とする請求項３に記載のレンズ装置。
【請求項５】
前記滑車は前記レンズ保持枠に固定される、ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のレンズ装置。
【請求項６】
複数の前記滑車を有することを特徴とする請求項２に記載のレンズ装置。
【請求項７】
前記連結手段の端は前記レンズ保持枠に固定される、ことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載のレンズ装置。
【請求項８】
前記カム機構は、カムリフト溝が形成されたカム部材と、前記レンズ保持枠に固定され前記カムリフト溝と係合するカムフォロア、前記固定部に光軸方向に平行に形成された直線溝と、前記レンズ保持枠に固定され前記直線溝と係合する直動フォロアと、から構成され、
前記付勢機構による前記レンズ保持枠の光軸方向への付勢は、前記カムフォロアの前記カムリフト溝の前記光軸方向の側壁への付勢である、
ことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載のレンズ装置。
【請求項９】
請求項１乃至８のいずれか１項に記載のレンズ装置と、撮像素子とを有することを特徴とする撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はレンズ装置に関し、特に固定枠に対して光軸方向に移動自在に配置されるレンズ保持枠を有するレンズ装置及びそれを有する撮像装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、レンズ装置において、搭載するレンズ群の光軸と平行な方向に移動自在に保持されるレンズ保持枠を構成するものがある。このレンズ保持枠を駆動させるため、レンズ装置には、動力源からの力をレンズ保持枠に伝える駆動部材が構成され、レンズ保持枠側には、その駆動部材に係合する被駆動部が設けられる。この駆動部材と被駆動部との間の動力伝達部には、温度変化や、部品及び組立におけるバラつき等によって作動不良とならないように若干の遊びを設けることが多い。しかし、この遊びの範囲でレンズ保持枠の光軸方向の位置が変化することによって、光学性能が悪化することがある。これを抑制するために、レンズ保持枠をバネ等の付勢部材を用いて光軸方向に付勢することで、前述の駆動伝達部においてガタ寄せをする方法が知られている。
【０００３】
例えば特許文献１では、３つの移動部材と、この３つを光軸方向に付勢する付勢部材が、付勢方向同一の２つのバネ部材からなり、移動部材のうち両端のいずれかをバネ部材の一端部が共通に接続させたレンズ鏡筒が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−７１８４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述の特許文献に開示された従来技術のように、少ない付勢部材によって、複数のレンズ保持枠を光軸と平行な方向に付勢しようとする場合、２つのレンズ保持枠間に付勢部材を構成し、その両側のレンズ保持枠に対して付勢力を働かせることが有効である。しかしこの方法では、各レンズ保持枠への付勢力の方向の組合せは、お互いに引き合う方向か、反発しあう方向かのいずれかに限定される。そのため、各レンズ保持枠の光軸方向への移動方向の組合せによっては、付勢力によって駆動負荷が大きくなったり、バネの伸縮量が大きくなり、結果として付勢力の変動が大きくなったりしてしまう。このことは、カム部材の駆動制御において、制御対象の負荷が増加・変動することになり、制御性能の悪化要因となりうる。このように、レンズ保持枠を付勢する方向が限定されることが、駆動部材の制御性能を悪化させる要因となってしまうことがあった。
【０００６】
そこで、本発明の目的は、付勢部材の数の増加を抑制しつつも、レンズ保持枠への光軸方向に対する付勢方向を容易に設計変更することを可能にしたレンズ装置及びそれを有する撮像装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明のレンズ装置は、固定部と、レンズを保持し、カム機構により前記固定部に対し前記レンズの光軸方向に移動可能なレンズ保持枠と、を有するレンズ装置であって、前記レンズ保持枠を前記光軸方向に付勢する付勢機構を有し、前記付勢機構は、紐状部材、滑車及び弾性部材を介して、前記レンズ保持枠と前記固定部を接続する、ことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、付勢部材の数の増加を抑制しつつも、レンズ保持枠への光軸方向に対する付勢方向を容易に設計変更することを可能にしたレンズ装置及びそれを有する撮像装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の第１の実施例を適用したレンズ装置の部分断面図である。
【図２】本発明の第１の実施例を適用したレンズ装置における本発明の構成の模式図である。
【図３】本発明の第１の実施例を適用したレンズ装置において、レンズ保持枠の付勢方向を変更した場合の模式図である。
【図４】本発明の第１の実施例を適用したレンズ装置において、付勢方向の変更による効果を示すカム部材の外周面の展開図であり、（ａ）２つのレンズ保持枠がカム部材の回転に応じて反対方向に動く場合、（ｂ）２つのレンズ保持枠がカム部材の回転に応じて同じ方向に動く場合を示した場合、である。
【図５】本発明の第２の実施例を適用したレンズ装置における、本発明の構成の模式図である。
【図６】本発明の第２の実施例の別例を示した図であり、３つのレンズ保持枠のうちの中央にプーリーを搭載した例の模式図である。
【図７】本発明の第２の実施例の別例を示した図であり、３つのレンズ保持枠のうちの一端にワイヤの両端を接続した例の模式図である。
【図８】本発明の第２の実施例の別例を示す図であり、４つのレンズ保持枠を同時に付勢する構成の例の模式図である。
【図９】本発明の第２の実施例の別例を示す図であり、２つのレンズ保持枠のうちの片方にプーリーを搭載した例の模式図である。
【図１０】本発明の第３の実施例を適用したレンズ鏡筒において、ワイヤを階層的に配置し、複数のレンズ保持枠を付勢する構成を表現した模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
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詳細に説明する。図１は、本発明の実施形態にかかわるレンズ装置の一部を抜粋し、簡略化した図である。また、図２、図３及び図５から図１０は、説明を容易にするために、本発明の実施形態にかかわるレンズ装置を、より簡略化して表現した模式図である。
【実施例１】
【００１１】
以下、図１から図４を参照して、本発明の第１の実施例による、２つのレンズ保持枠２ａ、２ｂをワイヤ（紐状部材）１２で接続し、そのワイヤ１２に付勢力を働かせることで、カムリフト溝３ａ、３ｂと、カムフォロア４ａ、４ｂとの間の遊びに起因するガタを防止するレンズ鏡筒（レンズ装置）１について説明する。図１は本発明の第１の実施例によるレンズ鏡筒１の部分断面図であり、図２はこの図１に示すレンズ鏡筒１において、本発明に関する部分を簡略化して表現した模式図である。なお、図２を含め、実施例の説明中に用いる模式図において、ワイヤ１２は破線で表現している。
【００１２】
レンズ鏡筒１には、光学素子群９ａ、９ｂを保持する２つのレンズ保持枠２ａ、２ｂと、前述の２つのレンズ保持枠２ａ、２ｂを内包する固定枠（固定部）１０が構成されている。固定枠１０には、その内径部に、２つのレンズ保持枠２ａ、２ｂに搭載された光学素子群９ａ、９ｂの光軸１１と平行な方向（以降、この方向を光軸方向と記載する）に稼働するためのガイドの役割を果たす直線溝１５が構成されている。一方、２つのレンズ保持枠２ａ、２ｂには、前述の直線溝１５に係合するように、２つのガイドピン（直動フォロア）１６ａ、１６ｂが、光軸方向に沿って配置されている。この直線溝１５とガイドピン１６ａ、１６ｂとが係合することによって、２つのレンズ保持枠２ａ、２ｂは固定枠１０に対して光軸方向に移動可能に支持されている。
【００１３】
固定枠１０には、レンズ保持枠２ａ、２ｂの光軸方向への移動量を規定するカムリフト溝３ａ、３ｂが外周面に形成されたカム部材５が、その中心軸回りに回転自在となるように配置されている。一方、このカムリフト溝３ａ、３ｂに対応するカムフォロア４ａ、４ｂが、２つのレンズ保持枠２ａ、２ｂのそれぞれに設けられている。レンズ保持枠２ａ、２ｂの駆動制御の際には、不図示の制御部からの指令によって、同じく不図示の動力源からの駆動力がカム部材５に伝えられ、カム部材５がその中心軸周りに回転する。この際、このカムリフト溝３ａ、３ｂと、カムフォロア４ａ、４ｂとを係合させておくことで、レンズ保持枠２ａ、２ｂが、それぞれのカムリフト溝３ａ、３ｂに沿って光軸方向に駆動される。このように、直線溝１５、ガイドピン１６ａ、１６ｂ、カムリフト溝３ａ、３ｂ、カムフォロア４ａ、４ｂとで、レンズ保持枠２ａ、２ｂを光軸方向に移動させるためのカム機構を構成している。
【００１４】
固定枠１０には、内径部から外径部に貫通する通し溝１７が、光軸方向に沿うように設けられている。２つのレンズ保持枠２ａ、２ｂには、この通し溝１７を通過し、後述のワイヤ１２を接続するためのワイヤ接続部６ａ、６ｂが設けられ、その先端を固定枠１０の外周部へと突出させている。このワイヤ接続部６ａ、６ｂには、片方の端を図１において左側のレンズ保持枠２ａのワイヤ接続部６ａに、もう一方の端を右側のレンズ保持枠２ｂのワイヤ接続部６ｂに接続する形で、ワイヤ１２が設けられている。また、固定枠１０の外周部であって、２つのレンズ保持枠２ａ、２ｂが移動する範囲において、光軸方向においてワイヤ接続部６ａ、６ｂの範囲の外側となる位置にプーリー１３が設けられている。このプーリー１３に、ワイヤ１２がかけられ、プーリー１３によってワイヤ１２の伸びる方向が反転することによって、２つのレンズ保持枠２ａ、２ｂに設けられたワイヤ接続部６ａ、６ｂからワイヤ１２が延びる方向（ワイヤ接続部６ａ、６ｂが力を受ける方向）は同じ方向になる。このプーリー１３の回転軸には、その回転の妨げにならないように連結部材１４を設け、また、固定枠１０にはバネ固定部１８を設けている。このプーリー１３の連結部材１４と、固定枠１０のバネ固定部１８との間に引っ張りコイルバネ１９を、レンズ保持枠２ａ、２ｂの移動範囲の全域において、プーリー１３に対してバネ力が働き、ワイヤ１２が弛むことの無いように構成する。このように、ワイヤ１２、プーリー（滑車）１３、弾性部材である引っ張りコイルバネ１９とで付勢機構を構成する。
【００１５】
このバネ力により、プーリー１３は２つのレンズ保持枠２ａ、２ｂからワイヤ１２が伸びる方向に力が働き、結果として、このプーリー１３にかかっているワイヤ１２にも力が張力として伝わることになる。このワイヤ１２に働く張力が、レンズ保持枠２ａ、２ｂに伝達し、レンズ保持枠２ａ、２ｂを光軸方向に付勢する付勢力として働く。これによって、各レンズ保持枠２ａ、２ｂに搭載されたカムフォロア４ａ、４ｂと、カム部材５のカムリフト溝３ａ、３ｂとの間の動力伝達部において、ガタを抑制できる。すなわち、レンズ保持枠２ａ、２ｂは、光軸方向における移動範囲の全域において、カムフォロア４ａ、４ｂそれぞれが係合するカムリフト溝３ａ、３ｂの光軸方向における一方の側壁に摺接しながら移動する。カムフォロア４ａ、４ｂそれぞれが係合するカムリフト溝３ａ、３ｂの光軸方向における一方の側壁は、各実施例で例示するように、レンズ保持枠ごとにその方向を個別に設計することが可能である。このように、２つのレンズ保持枠２ａ、２ｂをワイヤ１２で連結し、引っ張りコイルバネ１９に接続されたプーリー１３に掛けられたワイヤ１２を介して付勢力を働かせることで、１つの引っ張りコイルバネ１９で２つのレンズ保持枠２ａ、２ｂを同時に付勢することができる。また、ワイヤ１２を介して付勢力を伝達しているので、ワイヤ１２の接続方向を反転することでレンズ保持枠２ａ、２ｂの付勢方向を容易に反転できる。図３は、図２に示した構成に対して、左側のレンズ保持枠２ａに対する付勢方向を反転させた様子を示している。
【００１６】
この例では、図３における左側のレンズ保持枠２ａの可動範囲の外であって、引っ張りコイルバネ１９とは光軸方向でみた場合に反対となる側の位置に、固定プーリー２０を設けている。この固定プーリー２０は、連結部材２２を介して、固定枠１０に設けられた取り付け部２１に固定されている。
【００１７】
レンズ保持枠２ａのワイヤ接続部６ａに接続されたワイヤ１２は、一度この固定プーリー２０を中継することで方向を変える。さらにそこから、引っ張りコイルバネ１９によって付勢されているプーリー１３を中継することで方向を変えて、右側のレンズ保持枠２ｂに設けられたワイヤ接続部６ｂに接続される。これによって、左側のレンズ保持枠２ａからワイヤ１２が伸びる方向と、右側のレンズ保持枠２ｂからワイヤ１２が伸びる方向とは逆方向となる。このため、図３において左側のレンズ保持枠２ａは、図２で示した構成のものとは逆方向に付勢することができる。
【００１８】
このように、レンズ保持枠２ａに対するワイヤ１２の接続方向を変えることによって、レンズ保持枠２ａの付勢方向を変更するには、プーリーを用いることで、張力を維持しつつワイヤ１２の方向を変更すれば良い。なお、これと同様な手法は、右側のレンズ保持枠２ｂに適用することも可能である。
【００１９】
それぞれのレンズ保持枠の付勢方向をどのように設定するのが良いかは、カムリフト溝の軌跡や、各レンズ保持枠の質量等によって、レンズ鏡筒として望ましいように設定すればよい。これについて、２つレンズ保持枠に対するカムリフト溝のタイプが異なる２つのカム部材５、２５が構成された場合を例として、図２、図３及び図４を用いて説明する。
【００２０】
図４は２種類のカム部材５、２５において、それぞれ２本ずつのカムリフト溝３ａ、３ｂ、２３ａ、２３ｂが配置されている外周面を展開した図である。図４（ａ）に示すカム部材５では、カム部材５の回転に伴い２つのレンズ保持枠２ａ、２ｂが光軸方向に沿って反対方向に動くようなカム軌跡になっている。
【００２１】
付勢方向の選択基準としてカム部材５の制御上の観点から考えると、このような場合には、図２に示すように２つのレンズ保持枠２ａ、２ｂに対して同じ方向に付勢力を働かせることが望ましいと考えられる。以下に、図４（ａ）に示したカム部材５を図２に示す構成に用いられた場合を例として、その理由について示す。
【００２２】
カム部材５の回転駆動に対し、２つのレンズ保持枠２ａ、２ｂの移動方向が逆の場合に、同じ方向に付勢させることの利点は、引っ張りコイルバネ１９の伸縮量を少なく出来る点がある。例えば、右側のレンズ保持枠２ａがバネ力を加えられているプーリー１３に近づく方向に動くと、ワイヤ１２を弛ませる方向に動くことになる。この時に、右側のレンズ保持枠２ｂが逆方向に動くことで、ワイヤ１２を引っ張る方向に動くことになる。すなわち、右側のレンズ保持枠２ａがワイヤ１２を引き出す方向に動く際に、左側のレンズ保持枠２ｂがワイヤ１２を緩ませる方向に動くような関係となっている。このような関係であれば、引っ張りコイルバネ１９から付勢力を受けているプーリー１３が、ワイヤ１２を弛ませないように、光軸方向に移動する量は少なくて済む。このため、プーリー１３の光軸方向の位置変動は抑えられ、その結果として、引っ張りコイルバネ１９の伸縮量の変動が、ひいてはバネ力の変動も少なくなる。
【００２３】
また、それぞれのレンズ保持枠２ａ、２ｂに付勢力が働くと、その力はガタを抑制している動力伝達部においてカム部材５に設けられ、軌跡に沿って傾斜したカムリフト溝３a、３ｂで受けることになる。カムリフト溝３ａ、３ｂでこの付勢力を受けると、カムリフト溝３ａ、３ｂの傾斜に応じて、カム部材５を回転させようとする力が加わることになる。このため、カム部材５の回転駆動には、本来のレンズ保持枠２ａ、２ｂを光軸方向に駆動するためにカム部材５を回転させるのに必要なトルクに加えて、この付勢力の影響に対応するトルクが必要となる。
【００２４】
ここで、２つのレンズ保持枠２ａ、２ｂを同じ方向に付勢することによって、カム部材５ａが受けるトルクの方向を示す。図４（ａ）において、左側のレンズ保持枠２ａには、矢印７ａの方向に付勢力が働いている。この付勢力の一部が、カムリフト溝３ａの傾斜に応じてカム部材５を回転させるように働く力は、図４（ａ）において矢印８ａの方向に働くことなる。
【００２５】
同様に、右側のレンズ保持枠２ｂに働く付勢力からも、カム部材５に対して回転させる方向に力が働くことになる。その際、付勢力の方向は左のレンズ保持枠２ａと同じ方向、すなわち図４（ａ）における矢印７ｂの方向に働くが、カムリフト溝３ｂの軌跡は、左側のカムリフト溝３ａとは逆方向に傾斜している。このため、カム部材５を回転させる用に働く力の方向は矢印８ａとは反対方向である矢印８ｂの方向になる。このように、２つのレンズ保持枠２ａ、２ｂに対する付勢力から、カム部材５が受ける回転させるように働く力の方向が逆方向になるため、付勢力の影響で２つのレンズ保持枠２ａ、２ｂからカム部材５に伝わる力の影響は打ち消し合う方向となる。これによって、２つのレンズ保持枠２ａ、２ｂに対する付勢力によって、カム部材５の駆動負荷が大きくなること抑制することができる。
【００２６】
バネ力の変動や、付勢力による駆動負荷の増加は、カム部材の駆動制御において、制御対象の負荷が変動・増加することを意味し、駆動制御上に悪影響を与える要因となる。このため上記のような構成は、バネ力の変動と付勢力による駆動負荷の増加を抑制できるため、駆動制御において望ましい構成となっていると言える。
【００２７】
一方、図４（ｂ）に示すカム部材２５では、カムリフト溝２３ａ、２３ｂの軌跡が、カム部材２５の回転に伴い２つのレンズ保持枠２ａ、２ｂが同じ方向に動くようになっている。前述した図４（ａ）の場合と同様に、カム部材２５の駆動制御上の観点から考えると、このような場合には図３のように、２つのレンズ保持枠２ａ、２ｂに対する付勢方向を、反対方向にすることが望ましいと考えられる。以下に、図４（ｂ）に示したカム部材２５を図３に示す構成に用いられた場合を例として、その理由について示す。
【００２８】
まず前述と同様に、引っ張りコイルバネ１９から得られるバネ力の変動の点から説明する。この場合においても、右側のレンズ保持枠２ａがワイヤ１２を弛ませるような動きの際、左側のレンズ保持枠２ｂがワイヤ１２を引き込むような関係にすることで、プーリー１３の位置変動を抑えられる。２つのレンズ保持枠２ａ、２ｂがカム部材２５の回転に伴って、同じ方向に駆動するのであれば、ワイヤ１２の連結方向を逆にすることで、このような関係を構成することができる。これによって、前述の方式の場合と同様に、引っ張りコイルバネ１９のバネ力の変動を抑制できる。
【００２９】
また、２つのレンズ保持枠２ａ、２ｂへの付勢力が与えるカム部材２５の駆動トルクへの影響についても、同様に説明することができる。図４（ｂ）に示すように、２つのレンズ保持枠２ａ、２ｂが、カム部材２５の回転に伴って移動する方向が同じ場合、２つのカムリフト溝２３ａ、２３ｂの軌跡も同じ方向に傾斜する。この場合には、付勢力の方向が逆であれば、カム部材２５が受ける回転方向への力も反対方向になる。すなわち図４（ｂ）において、左側のレンズ保持枠２ａに対して矢印２７ａの方向に付勢力が働くと、その時にカム部材２５が受ける回転方向の力はカムリフト溝２３aの傾きに応じて、矢印２８ａの方向になる。これに対して、右側のレンズ保持枠２ｂに対して矢印２７ｂの方向に付勢力が働くと、その時にカム部材が受ける回転方向の力は、カムリフト溝２３ｂの傾きに応じて矢印２８ａとは反対方向である矢印２８ｂの方向になる。そのため、左右のレンズ保持枠２ａ、２ｂからカム部材２５に伝わる力の影響は打ち消し合う方向となる。このため、２つのレンズ保持枠２ａ、２ｂに対する付勢力によって、カム部材２５の駆動負荷が大きくなること抑制することができる。
【００３０】
レンズ保持枠の付勢の方向は、このようにカム部材の駆動制御に与える影響を優先し、バネ力の変動や、カム部材に働く力の方向を考慮して決定する方法でも良いし、それ以外のレンズ鏡筒に与える影響を考慮しても良い。例えばカム部材の光軸方向における位置を安定させるため、全てのレンズ保持枠の付勢方向を１方向に揃えるなど、状況に応じて付勢方向を設定することが可能である。
【００３１】
なお、本実施例において、ワイヤ１２に対して張力を加えるために、ワイヤ１２にかけるプーリー１３を設け、このプーリー１３に対してバネ力を加えることで、間接的にワイヤ１２に対して張力を働かせている方法を提示している。この方式の効果としては、２つのレンズ保持枠２ａ、２ｂを同時に付勢することが容易になるのと同時に、それぞれのレンズ保持枠２ａ、２ｂの光軸方向の移動量に対して、引っ張りコイルバネ１９の伸縮量を少なくする効果もある。これを説明すると、例えば、左側のレンズ保持枠２ａが光軸方向に移動しないと仮定する。この時、右側のレンズ保持枠２ｂが光軸方向に移動する量に応じて、プーリー１３の位置は、引っ張りコイルバネ１９のバネ力によって移動することで、ワイヤ１２が弛まないようになっている。ここで、ワイヤ１２は、２つのレンズ保持枠２ａ、２ｂの間を結ぶ過程において、右側のレンズ保持枠２ｂからプーリー１３までと、プーリー１３から左側のレンズ保持枠２ａまでの２つの経路を経由する。このため、レンズ保持枠２ｂの光軸方向移動量は、この２つの経路で分割して配分されることになり、プーリー１３の位置変動量、すなわち引っ張りコイルバネ１９の伸縮量はレンズ保持枠２ｂの光軸方向移動量の半分となる。
【００３２】
このレンズ保持枠の移動量に対して引っ張りコイルバネの伸縮量を少なくする効果をさらに大きくする方法として、プーリーの位置変動に対するワイヤの経路を多重化する方法が提示できる。これは例えば、固定プーリーをさらに追加し、また、バネ力が負荷されているプーリーと同じ回転軸上に別のプーリーをさらに設け、ワイヤが連結されている途中に、この追加したプーリー部分を中継させる方法である。このようにすると、レンズ保持枠の光軸方向移動によるワイヤの引き出し量を、ワイヤの経路上において多重化されている部分で、より分割して吸収することができる。これによって、バネ力が負荷されたプーリーの位置変動をより少なくすることができ、より引っ張りコイルバネの伸縮量を抑えることが可能である。
【００３３】
なお、本実施例においては、２つのレンズ保持枠２ａ、２ｂの間を連結する部材としてワイヤ１２を用いる方法を提示した。これを例えば、樹脂製のベルトや、金属性の帯状部材、あるいはチェーンやロープなど、柔軟で付勢力を伝達するのに十分な強度がある部材に変更しても良い。また、ワイヤ１２の方向を反転させるのにプーリー１３、２０を用いる方法を提示したが、これについても、ワイヤの案内溝を設けたピンなど、レンズ保持枠の間を連結する部材のガイドとなるものであれば変更は可能である。
【００３４】
さらに、本実施例においては、２つのレンズ保持枠２ａ、２ｂを固定枠１０に対して、光軸方向に移動自在に保持する方法として、固定枠１０に設けた直線溝１５と、その直線溝１５に適応するガイドピン１６ａ、１６ｂによる構成を提示した。この保持方法は、例えば固定枠側に移動のガイドとなるバー部材を設け、レンズ保持枠にはそのバーを挿入する孔形状を設ける所謂バー吊り構造など、他の方法であっても構わない。また本実施例においては、レンズ保持枠２ａ、２ｂへの駆動力伝達の手段として、カム部材５に設けたカムリフト溝３ａ、３ｂと、レンズ保持枠に設けたカムフォロア４ａ、４ｂを係合さる方法を提示した。そしてその上で、この動力の伝達部となる係合部のガタを抑制することとした。この動力の伝達部は、例えば送りネジ機構の送りネジと駆動側ナットの関係とする動力伝達部とし、このネジとナットの間のガタを抑制するなど、他の動力伝達方法に本発明を適用しても良い。
【００３５】
また、本実施例においては、ワイヤ１２、引っ張りコイルバネ１９、プーリー１３等、レンズ保持枠２ａ、２ｂの付勢に用いる構成部品を固定枠２の外径部分において配置する方法を提示した。これは、レンズ保持枠２ａ、２ｂを通過する有効光の妨げにならず、かつレンズ保持枠２ａ、２ｂの光軸方向移動の障害とならない範囲であれば、固定枠１０の内径部に収めてしまっても良い。
【００３６】
さらに言えば、本実施例において、付勢部材としては引っ張りコイルバネ１９を使用する例を提示した。これは渦巻きバネやねじりコイルバネ等の他の種類のバネ部材、或いはゴム等の弾性部材を用いるなど、レンズ保持枠に対する付勢力が加えられるのであればどのようなものでも構わない。
【００３７】
なお、本実施例では、２つのレンズ保持枠２ａ、２ｂは、ズーミングやフォーカシングを行うために、その位置関係が連動して変化する例を提示している。すなわち、１つのカム部材５の回転に伴って２つのレンズ保持枠２ａ、２ｂが連動して光軸方向に移動する構成となっている。しかし、本発明においては複数のレンズ保持枠の光軸方向位置は必ずしも連動して変化しなくても良く、個別に駆動制御されているレンズ保持枠を同時に付勢するようにしても良い。
【実施例２】
【００３８】
以下、図５から図９を参照して、本発明の第２の実施例による、レンズ保持枠にプーリーを搭載し、そこにワイヤを中継させる構成としたレンズ鏡筒について説明する。なお、実施例１と同等の構成については、図中は同じ符号を使用し、説明を省略する。
【００３９】
図５は、本実施例におけるレンズ鏡筒３１の構成を表現する模式図である。このレンズ鏡筒３１には、光軸方向へ付勢を行う対象となる３つのレンズ保持枠３２ａ、３２ｂ、３２ｃが構成されている。ここでは図５において、左側から順に第１のレンズ保持枠３２ａ、第２のレンズ保持枠３２ｂ、第３のレンズ保持枠３２ｃとする。３つのレンズ保持枠３２ａ、３２ｂ、３２ｃには、それぞれにカムフォロア３４ａ、３４ｂ、３４ｃが設けられていて、カム部材３５に設けられた３つのカムリフト溝３３ａ、３３ｂ、３３ｃにそれぞれが係合する。これによって、カム部材３５の回転に伴い、３つのレンズ保持枠３２ａ、３２ｂ、３２ｃは、このカムリフト溝３３ａ、３３ｂ、３３ｃの軌跡に沿って光軸方向に駆動する。
【００４０】
第１のレンズ保持枠３２ａには、プーリー３７が設けられている。すなわち、このプーリー３７は第１のレンズ保持枠３２ａの光軸方向の移動の際に共に移動する。また、第２のレンズ保持枠３２ｂに設けられたワイヤ接続部３６ｂと、第３のレンズ保持枠３２ｃに設けられたワイヤ接続部３６ｃとの間には、そのそれぞれに一方の端が接続されるようにワイヤ１２が設けられている。
【００４１】
このワイヤ１２は、第２のレンズ保持枠３２ｂのワイヤ接続部３６ｂから第１のレンズ保持枠３２ａの方向に伸び、第１のレンズ保持枠３２ａに搭載されたプーリー３７を中継することで方向を反転させる。その後、引っ張りコイルバネ１９で付勢されているプーリー１３を中継して再度方向を反転させて、第３のレンズ保持枠３２ｃのワイヤ接続部３６ｃへと接続されている。
【００４２】
この構成において、引っ張りコイルバネ１９のバネ力が、ワイヤ１２に張力として伝わると、ワイヤ１２の端部が接続された第２のレンズ保持枠３２ｂ、第３のレンズ保持枠３２ｃが付勢される。また、プーリー３７がワイヤ１２から力を受けることで、これを搭載している第１のレンズ保持枠３２ａも同時に付勢される。
【００４３】
このように、１つのレンズ保持枠３２ａにプーリー３７を搭載し、他の２つのレンズ保持枠３２ｂ、３２ｃに接続されたワイヤ１２をこのプーリー３７に中継させると、レンズ保持枠が３つであっても、１つの付勢部材で付勢することができる。
【００４４】
なお、本実施例においては、第１のレンズ保持枠３２ａにプーリー３７を搭載し、第２のレンズ保持枠３２ｂ、第３のレンズ保持枠３２ｃに接続したワイヤ１２をそのプーリー３７に中継させる構成とした。これは、ワイヤ１２が中継するプーリー３７を搭載するレンズ保持枠は、別のレンズ保持枠であっても構わない。図６は、第２のレンズ保持枠３２ｂにプーリー３７を搭載し、第１のレンズ保持枠３２ａに設けたワイヤ接続部３６ａと、第３のレンズ保持枠３２ｃに設けたワイヤ接続部３６ｃとの間に接続されたワイヤ１２を中継させる方法の例を示した模式図である。
【００４５】
なお、ワイヤ１２を接続したレンズ保持枠に働く付勢力に対して、プーリー３７を搭載したレンズ保持枠に加わる付勢力の方が大きくなる。また、レンズ保持枠の光軸方向への移動量に対して、引っ張りコイルバネ１９が伸縮する量は、ワイヤ１２を接続したレンズ保持枠に対して、プーリー３７を搭載したレンズ保持枠の方が大きくなる。このため、どのレンズ保持枠にプーリー３７を搭載するかは、質量や、光軸方向の位置変動量、或いは光学的な影響度合いなどを考慮して選定すれば良い。
【００４６】
これに対して、各レンズ保持枠に働く付勢力が一定である、或いは光軸方向の移動量に対するバネの変動の影響が一定であることが好ましい場合もある。この場合において有効な構成を図７に模式図として示す。
【００４７】
この構成では、ワイヤ１２の両端を、第３のレンズ保持枠３２ｃに両方とも接続し、同方向に伸びるようにしている。それに対して、第１のレンズ保持枠３２ａ、第２のレンズ保持枠３２ｂには、その両方にそれぞれプーリー３８ｂ、３８ｃを搭載している。ワイヤ１２の経路を順に述べると、まず第３のレンズ保持枠３２ａに設けたワイヤ接続部３６ｃに接続された片方の端から第２のレンズ保持枠３２ｂの方向に伸び、第２のレンズ保持枠３２ｂに搭載されたプーリー３８ｂを中継して方向を反転させる。そこから、バネ力が加えられたプーリー１３を中継してから、第１のレンズ保持枠３２ａに搭載されたプーリー３８ａを中継して、第３のレンズ保持枠３２ｃにもう一方の端が接続される。この状態で引っ張りコイルバネ１９からのバネ力が、ワイヤ１２に張力として伝えられる。
【００４８】
この構成であれば、摩擦の影響やワイヤの質量を無視して考えると、平衡状態において各レンズ保持枠３２ａ、３２ｂ、３２ｃに加わる付勢力は等しくなる。また、各レンズ保持枠３２ａ、３２ｂ、３２ｃの光軸方向の位置変動量に対する、引っ張りコイルバネ１９の伸縮量への影響も、３つのレンズ保持枠３２ａ、３２ｂ、３２ｃにおいて等しくなる。
【００４９】
なお、本実施例においては、ここまでレンズ保持枠が３つの場合について説明したが、同様の構成で付勢対象となるレンズ保持枠が４つ以上の場合でも対応できる。図８には４つのレンズ保持枠４２ａ、４２ｂ、４２ｃ、４２ｄが構成された例を示している。ここでは、両端の２つのレンズ保持枠４２ａ、４２ｄにワイヤ１２を接続し、中２つのレンズ保持枠４２ｂ、４２ｃにはプーリー３９ｂ、３９ｃを搭載した構成としている。この２つのプーリー３９ｂ、３９ｃを、ワイヤ１２が方向を反転させながら中継した上で、さらにバネ力が加えられたプーリー１３を中継する。これによって、ワイヤ１２に張力としてバネ力が伝達すると、全てのレンズ保持枠４２ａ、４２ｂ、４２ｃ、４２ｄに対して付勢力が働く。これによって、各レンズ保持枠４２ａ、４２ｂ、４２ｃ、４２ｄに設けられたカムフォロア４４ａ、４４ｂ、４４ｃ、４４ｄと、それに適応するカムリフト溝４３ａ、４３ｂ、４３ｃ、４３ｄとの間のガタが抑制できる。
【００５０】
このように、ワイヤを接続したレンズ保持枠以外のレンズ保持枠の全てにプーリーを搭載し、このプーリーにワイヤを中継させてワイヤを付勢することで、付勢するレンズ保持枠が増えても１つの付勢部材で全てのレンズ保持枠への付勢が可能である。また、付勢するレンズ保持枠が２つの場合でも、レンズ保持枠に対してプーリーを搭載する構成としても良い。図９にその例となる構成の模式図を示す。
【００５１】
この例においては、図９における左側のレンズ保持枠２ａにプーリー３７を搭載している。この例では、ワイヤ１２は片方の端を第２のレンズ保持枠２ｂに接続され、そこから第１のレンズ保持枠２ａに設けられたプーリー３７を中継して、固定枠２に設けられた引っ張りコイルバネ１９に直接連結される。このように、ワイヤ１２へ張力を付加する方法として、ワイヤ１２の端部、或いはワイヤ１２の中間部に付勢部材を設ける方法でも良い。この場合、渦巻きバネを用いて、端部においてワイヤを巻き取るような構成にしても良い。そうすれば、レンズ保持枠の稼動によって変動するワイヤ部を弛ませることなく収納しておけるようになる。
【００５２】
なお、ここまでにおいては、ワイヤの端の片方或いは両方を、いずれかのレンズ保持枠に固定し、ワイヤを付勢する方法を提示した。これを、付勢するレンズ保持枠の全てにプーリーを設け、ワイヤはその両端を固定枠に接続し、レンズ保持枠に設けたプーリーの全てを中継した上で付勢されるようにすることも可能である。
【実施例３】
【００５３】
以下、図１０を参照して、本発明の第３の実施例による、レンズ保持枠にワイヤを階層化して連結することで、付勢力をレンズ保持枠に伝達するレンズ鏡筒について説明する。なお、実施例１又は実施例２と同等の構成については、図中は同じ符号を使用し、説明を省略する。
【００５４】
図１０に示すレンズ鏡筒５１には、光軸方向への付勢の対象となる３つのレンズ保持枠３２ａ、３２ｂ、３２ｃが構成されている。以降、実施例２と同様に、図１０において左側から順に、第１のレンズ保持枠３２ａ、第２のレンズ保持枠３２ｂ、第３のレンズ保持枠３２ｃとする。
【００５５】
３つのレンズ保持枠３２ａ、３２ｂ、３２ｃには、それぞれにワイヤ接続部３６ａ、３６ｂ、３６ｃが設けられている。また、片方の端を第２のレンズ保持枠３２ｂのワイヤ接続部３６ｂに、もう一方の端を第３のレンズ保持枠３２ｃのワイヤ接続部３６ｃに接続するように、第１のワイヤ５２ａが設けられている。
【００５６】
第２のレンズ保持枠３２ｂ、第３のレンズ保持枠３２ｃの光軸方向における移動範囲の外側になる位置に、第１のプーリー５３ａが設けられている。この第１のプーリー５３ａに前述の第１のワイヤ５２ａを中継させて方向を反転することで、第２のレンズ保持枠３２ｂ、第３のレンズ保持枠３２ｃから第１のワイヤ５２ａが伸びる方向は、第１のプーリー５３ａを介して第１のワイヤ５２ａの他端が引っ張られる方向と同じ方向となる。第１のプーリー５３ａの回転軸には連結部材５４が設けられている。この連結部材５４と、第１のレンズ保持枠３２ａに設けられたワイヤ接続部３６ａとを接続するように、第２のワイヤ５２ｂが設けられている。また、光軸方向において、第１のレンズ保持枠３２ａから見て第１のプーリー５３aの方向であって、第１のプーリー５３aよりも離れた位置に、第２のプーリー５３ｂを設ける。第２のワイヤ５２ｂを、この第２のプーリー５３ｂを中継し、方向を反転させることで、第２のワイヤ５２ｂが第２のプーリー５３ｂから第１のレンズ保持枠３２ａに向かう方向と、同じく第２のプーリー５３ｂから第１のプーリー５３ａに向かう方向は同じ方向となる。
【００５７】
この第２のプーリー５３ｂの軸に連結する連結部材１４と、固定枠１０のバネ固定部１８との間に引っ張りコイルバネ１９を設け、各レンズ保持枠３２ａ、３２ｂ、３２ｃの稼動範囲全域でバネ力が働く用に構成する。これによって、引っ張りコイルバネ１９のバネ力が第２のワイヤ５２ｂの張力として伝達し、第１のレンズ保持枠３２ａと、第２のプーリー５３ｂに付勢力が加わる。さらに、第２のプーリー５３ｂに働く付勢力は、第１のワイヤ５２a介して、第２のレンズ保持枠３２ｂと、第３のレンズ保持枠３２ｃへの付勢力として伝達する。これによって動力伝達部におけるガタ寄せを全てのレンズ保持枠に対して行うことができる。
【００５８】
このようにワイヤを階層的に構成することでレンズ保持枠を付勢する方法は、レンズ保持枠の増加に対しても容易に対応可能である。なお、引っ張りコイルバネからレンズ保持枠に至るまでにプーリーを中継すると、プーリーに伝わる力を２つのワイヤに分割して伝達していくことになる。このため、引っ張りコイルバネから、レンズ保持枠に至るまでのプーリーの数が多くなるほど、レンズ保持枠が受ける付勢力が小さくなる。また、中継するプーリーの数が多くなるほど、レンズ保持枠の光軸方向移動量に対する引っ張りコイルバネの伸縮量は小さくなる。そのため、どのレンズ保持枠を何番目の階層にするか、組合せはどうするか、という点に関しては、設計上望ましいように設定すれば良い。それ方法としては、例えば、質量の大きいレンズ保持枠や、光軸方向の移動量が少ないレンズ保持枠をよりプーリーを介する数の少ない段階で接続するようする方法等が考えられる。
【００５９】
上述した本発明のレンズ鏡筒を有するレンズ装置や、該レンズ装置と撮像素子を有する撮像装置を構成することにより、付勢部材の数の増加を抑制しつつも、レンズ保持枠への光軸方向に対する付勢方向を容易に設計変更することを可能にするという本発明の効果を享受するレンズ鏡筒を備える、レンズ装置、撮像装置を提供することができる。
【００６０】
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。
【符号の説明】
【００６１】
１、３１、５１：レンズ鏡筒
２ａ、２ｂ、３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、４２ａ、４２ｂ、４２ｃ、４２ｄ：レンズ保持枠
３ａ、３ｂ、２３ａ，２３ｂ、３３ａ、３３ｂ、３３ｃ、４３ａ、４３ｂ、４３ｃ、４３ｄ：カムリフト溝（カム機構）
４ａ、４ｂ、３４ａ、３４ｂ、４４ａ、４４ｂ、４４ｃ、４４ｄ：カムフォロア（カム機構）
１２、５２ａ、５２ｂ：ワイヤ
１３、２０、３７、３８ａ、３８ｂ、３９ｂ、３９ｃ、５３ａ、５３ｂ：プーリー（滑車）
１０：固定枠
１１：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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