JP2015055799A - Drive mechanism of optical element - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、光学要素の駆動機構に関する。 The present invention relates to a drive mechanism for an optical element.
カメラなどの光学機器において、光学要素を保持し光軸方向に移動可能な光学要素保持枠に対して、その駆動機構の一部の機能を担わせたり、駆動機構におけるバックラッシュを取ったり、あるいは位置を安定させたりする目的で、光軸方向への付勢力が与えられることが多い。この光学要素保持枠に対する付勢部材は、光軸方向に軸線を向けた引張ばねや圧縮ばねで構成されるのが一般的であった。すなわち、引張ばねや圧縮ばねの一端部が光学要素保持枠に係合され、他端部が固定部材などの、光学要素保持枠とは一体に移動されない別の支持部材に係合され、光学要素保持枠の移動量がそのままばねの伸縮量(ばねの付勢力)に反映されるようになっていた。 In an optical device such as a camera, the optical element holding frame that holds the optical element and is movable in the optical axis direction is responsible for a part of the drive mechanism, takes backlash in the drive mechanism, or In order to stabilize the position, an urging force in the optical axis direction is often applied. The urging member for the optical element holding frame is generally constituted by a tension spring or a compression spring having an axis line in the optical axis direction. That is, one end of the tension spring or compression spring is engaged with the optical element holding frame, and the other end is engaged with another support member such as a fixed member that is not moved integrally with the optical element holding frame. The amount of movement of the holding frame is directly reflected in the amount of expansion and contraction of the spring (spring urging force).
これに対し、本出願人は、特許文献1において、光学要素保持枠を付勢する付勢部材として、引張ばねや圧縮ばねに代えて、撮影光軸と概ね平行な揺動平面内で揺動可能で、揺動中心から離れた位置で光学要素保持枠に係合する揺動着力腕を有し、この揺動着力腕を介して光学要素保持枠を光軸方向に付勢するトーションばねを用いることを提案している。
On the other hand, the applicant of the present invention disclosed in
しかし、引張ばねや圧縮ばね、トーションばねによるいずれの付勢構造にあっても、付勢部材を直接的に光学要素保持枠に係合させてこれを付勢しているため、付勢部材の配置位置に制約が多いという問題がある。 However, in any urging structure such as a tension spring, a compression spring, or a torsion spring, the urging member is directly engaged with the optical element holding frame to urge it. There is a problem that there are many restrictions on the arrangement position.
また別の問題は、引張ばねや圧縮ばね、トーションばねによるいずれの付勢構造にあっても、光学要素保持枠は撮影光軸と平行なガイド軸に移動可能に支持されており、光学要素保持枠はそのガイド軸を中心とする若干の回転が可能である(ガイド軸を中心とする回転を完全に防ぐことはできない)ことである。 Another problem is that the optical element holding frame is movably supported by a guide shaft parallel to the photographic optical axis regardless of the biasing structure of the tension spring, compression spring, or torsion spring. The frame can be slightly rotated around the guide axis (rotation around the guide axis cannot be completely prevented).
具体的には、引張ばねや圧縮ばねによる付勢構造では、光学要素保持枠に与えられる付勢力の方向は主として光軸方向のみであり、光軸方向と非平行な方向への付勢は行われていない(光軸方向と非平行な方向の力に対する抵抗がない)。したがって、カメラの姿勢変化やカメラへの振動によって光軸方向と非平行な荷重の方向が変化したときに、光学要素保持枠がガイド軸を中心として正逆に回転するおそれがある。 Specifically, in an urging structure using a tension spring or a compression spring, the direction of the urging force applied to the optical element holding frame is mainly only in the optical axis direction, and urging in a direction not parallel to the optical axis direction is performed. It is not broken (there is no resistance to force in a direction non-parallel to the optical axis direction). Therefore, when the direction of the load that is not parallel to the optical axis direction is changed due to a change in the posture of the camera or a vibration to the camera, the optical element holding frame may rotate forward and backward about the guide shaft.
トーションばねによる付勢構造では、光学要素保持枠に与えられる付勢力の方向は、光学要素保持枠の光軸方向位置に応じて変化し、光軸方向のみならず、光軸方向と非平行な方向を含むことがある。それでも、引張ばねや圧縮ばねによる付勢構造と同様に、カメラの姿勢変化やカメラへの振動によって光軸方向と非平行な荷重の方向が変化したときに、光学要素保持枠がガイド軸を中心として正逆に回転することがある。また、光学要素保持枠がガイド軸に沿って移動するのに伴って、トーションばねの揺動着力腕と光学要素保持枠の着力部の位置関係が変化すると、光学要素保持枠にガイド軸を中心として加わる回転モーメント(回転力)の方向が反転することがあり、その結果、光学要素保持枠がガイド軸を中心として正逆に回転するおそれがある。 In the urging structure by the torsion spring, the direction of the urging force applied to the optical element holding frame changes according to the position of the optical element holding frame in the optical axis direction, and is not only parallel to the optical axis direction but also to the optical axis direction. May include direction. Nevertheless, as with the biasing structure using tension springs and compression springs, the optical element holding frame is centered on the guide shaft when the direction of the load is changed non-parallel to the optical axis direction due to camera posture changes or camera vibration. May rotate forward and backward. As the optical element holding frame moves along the guide axis, if the positional relationship between the swinging force arm of the torsion spring and the applying force portion of the optical element holding frame changes, the optical element holding frame is centered on the guide axis. As a result, the direction of the rotational moment (rotational force) applied to the optical element holding frame may be reversed, and as a result, the optical element holding frame may rotate forward and backward about the guide shaft.
さらに、光学要素保持枠のガイド穴とガイド軸との間には若干の径方向の摺動クリアランスが存在するため、カメラの姿勢変化やカメラへの振動によって光軸方向と非平行な荷重の方向が変化したとき、あるいはトーションばねによる付勢構造において揺動着力腕と光学要素保持枠の着力部の位置関係が変化したときに、上記クリアランスの範囲内で、光学要素保持枠に光軸直交方向へのガタツキが生じるおそれがある。 In addition, since there is a slight radial sliding clearance between the guide hole of the optical element holding frame and the guide shaft, the direction of the load is not parallel to the optical axis direction due to changes in camera posture or vibration to the camera. Or when the positional relationship between the swinging force arm and the force applying portion of the optical element holding frame changes in the biasing structure by the torsion spring, the optical element holding frame is perpendicular to the optical axis within the above clearance. There is a risk of rattling.
例えば、光学要素保持枠がフォーカスレンズを搭載している場合において、ビューファインダ画像(あるいは記録動画)の観察中に、光学要素保持枠がガイド軸を中心として正逆に回転し、あるいは光学要素保持枠に光軸直交方向へのガタツキが生じてしまうと、像飛び現象が生じ、使用感あるいは画像品質が悪くなってしまう。一般的に、光学要素保持枠のガイド軸を中心とする回転及び光軸直交方向へのガタツキは、ビューファインダ画像の観察中あるいは動画記録中に生じることが問題とされる。 For example, when the optical element holding frame is equipped with a focus lens, the optical element holding frame rotates forward and backward about the guide axis during observation of the viewfinder image (or recorded moving image), or the optical element holding If the frame is rattled in the direction perpendicular to the optical axis, an image skip phenomenon occurs, and the feeling of use or image quality deteriorates. In general, rotation around the guide axis of the optical element holding frame and rattling in the direction orthogonal to the optical axis are problematically occurring during observation of a viewfinder image or recording of a moving image.
本発明は、以上の問題意識に基づいてなされたものであり、付勢部材の配置位置の自由度が高く、しかも光学要素保持枠のガイド軸を中心とする回転及び光軸直交方向へのガタツキを防止して、優れた使用感と画像品質を達成することができる光学要素の駆動機構を得ることを目的とする。 The present invention has been made based on the above awareness of the problem, and has a high degree of freedom in the arrangement position of the urging member, and also has a rotation around the guide axis of the optical element holding frame and a rattling in the direction perpendicular to the optical axis. It is an object of the present invention to obtain an optical element driving mechanism capable of preventing the above and achieving an excellent usability and image quality.
本発明者は、鋭意研究の結果、光学要素保持枠と共通のガイド軸に、光学要素保持枠とは別部材からなり、付勢部材による付勢力を受けて光学要素保持枠に伝達する中間スライド部材を移動可能に支持する、という着眼に至って本発明を完成させた。この構成によれば、上記従来技術のように付勢部材を直接的に光学要素保持枠に係合させてこれを付勢することがないので、付勢部材の配置位置の自由度を高くすることができる。また、光学要素保持枠と中間スライド部材の係合部(当接部)の形状を工夫することにより、光学要素保持枠のガイド軸を中心とする回転及び光軸直交方向へのガタツキを防止して、優れた使用感と画像品質を達成することができる。 As a result of earnest research, the inventor has an intermediate slide that is formed on a guide shaft that is common to the optical element holding frame, and is formed of a member separate from the optical element holding frame, and receives the biasing force of the biasing member and transmits it to the optical element holding frame. The present invention was completed by focusing on supporting the member so as to be movable. According to this configuration, unlike the prior art, the urging member is not directly engaged with the optical element holding frame to urge it, so that the degree of freedom of the arrangement position of the urging member is increased. be able to. In addition, by devising the shape of the engaging portion (contact portion) between the optical element holding frame and the intermediate slide member, rotation around the guide axis of the optical element holding frame and rattling in the direction perpendicular to the optical axis can be prevented. Excellent usability and image quality can be achieved.
本発明は、光軸方向に延設されたガイド軸と、光学要素を保持し、前記ガイド軸に沿って光軸方向に可動に支持された光学要素保持枠と、前記光学要素保持枠を光軸方向に移動付勢する付勢部材と、前記付勢部材に抗して前記光学要素保持枠を前記ガイド軸に沿って光軸方向に移動させる駆動手段と、を備える光学要素の駆動機構において、前記ガイド軸に、前記光学要素保持枠とは別部材からなり、前記付勢部材による付勢力を受けて前記光学要素保持枠に伝達する中間スライド部材を設けたことを特徴としている。 The present invention includes a guide shaft extending in the optical axis direction, an optical element holding frame, an optical element holding frame movably supported in the optical axis direction along the guide axis, and the optical element holding frame. An optical element driving mechanism comprising: an urging member that moves and urges in an axial direction; and a driving unit that moves the optical element holding frame in the optical axis direction along the guide shaft against the urging member. The guide shaft is provided with an intermediate slide member that is formed of a member separate from the optical element holding frame and receives an urging force from the urging member and transmits the urging force to the optical element holding frame.
前記光学要素保持枠と前記中間スライド部材の係合部は、両者の光軸方向の全移動域に亘って、前記光学要素保持枠に前記ガイド軸を中心とする同一方向の回転モーメントを生じさせる形状をなすことが好ましい。 The engaging portion between the optical element holding frame and the intermediate slide member generates a rotational moment in the same direction around the guide axis in the optical element holding frame over the entire movement range in the optical axis direction of both. It is preferable to make a shape.
前記付勢部材を介して前記光学要素保持枠と前記中間スライド部材の間に作用する力のベクトル方向は、光軸方向とは非平行であることが好ましい。 The vector direction of the force acting between the optical element holding frame and the intermediate slide member via the urging member is preferably non-parallel to the optical axis direction.
前記光学要素保持枠と前記中間スライド部材の係合部の接平面及びこの接平面の法線は、光軸方向とは非平行であることが好ましい。 It is preferable that a tangential plane of the engaging portion of the optical element holding frame and the intermediate slide member and a normal line of the tangential plane are not parallel to the optical axis direction.
前記光学要素保持枠と前記中間スライド部材の係合部は、前記光学要素保持枠を前記ガイド軸に対して光軸直交平面内の一定の方向に片寄せすることにより、前記光学要素保持枠の光軸直交方向へのガタツキを防止する形状をなしていることが好ましい。 The engaging portion between the optical element holding frame and the intermediate slide member moves the optical element holding frame toward the guide axis in a certain direction within a plane orthogonal to the optical axis, thereby It is preferable to have a shape that prevents rattling in the direction perpendicular to the optical axis.
前記中間スライド部材は、固定部材に形成した回転規制ガイドに係合することで、前記中間スライド部材が前記ガイド軸を中心として回転するのを規制する回転規制突起を有することが好ましい。 It is preferable that the intermediate slide member has a rotation restricting protrusion that restricts the intermediate slide member from rotating about the guide shaft by engaging with a rotation restricting guide formed on the fixed member.
前記付勢部材は、光軸と概ね平行な揺動平面内で揺動可能で、その揺動中心から離れた位置で前記中間スライド部材に係合する揺動着力腕を有し、この揺動着力腕を介して前記中間スライド部材を光軸方向に付勢するトーションばねから構成することができる。 The biasing member can swing in a swing plane substantially parallel to the optical axis, and has a swinging arm that engages the intermediate slide member at a position away from the swing center. The intermediate slide member can be constituted by a torsion spring that urges the intermediate slide member in the optical axis direction via an applying arm.
あるいは、前記付勢部材は、前記中間スライド部材の光軸方向位置に応じて、前記中間スライド部材に対して異なる大きさの光軸方向の引張力または圧縮力を与える引張ばねまたは圧縮ばねから構成することができる。 Alternatively, the biasing member is configured by a tension spring or a compression spring that applies a tensile force or a compressive force in the optical axis direction of a different size to the intermediate slide member according to the position in the optical axis direction of the intermediate slide member. can do.
前記光学要素保持枠と前記中間スライド部材の係合部は、その双方を光軸を含む平面と光軸直交平面に対して傾斜する傾斜面部から構成することができる。 Both the optical element holding frame and the engaging portion of the intermediate slide member can be composed of a plane including the optical axis and an inclined surface portion inclined with respect to the optical axis orthogonal plane.
あるいは、前記光学要素保持枠と前記中間スライド部材の係合部は、その双方を光軸方向に突出する曲面部から構成することができる。 Or the engaging part of the said optical element holding frame and the said intermediate slide member can be comprised from the curved surface part which protrudes both in an optical axis direction.
あるいは、前記光学要素保持枠と前記中間スライド部材の係合部は、その一方を光軸を含む平面と光軸直交平面に対して傾斜する傾斜面部から構成し、その他方を光軸方向に突出する曲面部から構成することができる。 Alternatively, one of the engaging portions of the optical element holding frame and the intermediate slide member is composed of a plane including the optical axis and an inclined surface that is inclined with respect to the optical axis orthogonal plane, and the other protrudes in the optical axis direction. It can comprise from the curved surface part.
前記駆動手段は、前記付勢部材の付勢力によって前記光学要素保持枠が当て付けられることで前記光学要素保持枠の光軸方向位置を規定するナット部材と、前記ナット部材を駆動して前記光学要素保持枠を押すことで前記光学要素保持枠を光軸方向に移動させる送りねじ機構とを有することができる。 The driving means drives the nut member to define the position of the optical element holding frame in the optical axis direction when the optical element holding frame is applied by the biasing force of the biasing member, and drives the nut member to A feed screw mechanism that moves the optical element holding frame in the optical axis direction by pushing the element holding frame can be provided.
本発明によれば、付勢部材の配置位置の自由度が高く、しかも光学要素保持枠のガイド軸を中心とする回転及び光軸直交方向へのガタツキを防止して、優れた使用感と画像品質を達成することができる光学要素の駆動機構が得られる。 According to the present invention, the degree of freedom of the arrangement position of the urging member is high, and rotation around the guide axis of the optical element holding frame and rattling in the direction orthogonal to the optical axis are prevented, and excellent usability and image can be obtained. A drive mechanism of the optical element that can achieve quality is obtained.
まず、主に図1及び図2を参照して、本発明による光学要素の駆動機構を搭載した沈胴式ズームレンズ鏡筒ZLの全体構造を説明する。このズームレンズ鏡筒ZLの撮像光学系は、物体(被写体)側から順に第1レンズ群LG1、シャッタS、第2レンズ群LG2、第3レンズ群(光学要素)LG3、ローパスフィルタ25及び撮像素子26を備えている。また、ズームレンズ鏡筒ZLは、第2レンズ群LG2の前方の光路上に挿脱可能な偏光フィルタ43を有している。以下の説明中で光軸方向とは、この撮影光学系の光軸Oと平行な方向を意味し、前方とは光軸方向の前方(被写体側)、後方とは光軸方向の後方(像面側)を意味する。また、光軸Oを中心とする径方向において、光軸Oに近い側を内径側、光軸Oから遠い側を外径側とする。
First, an overall structure of a retractable zoom lens barrel ZL equipped with an optical element driving mechanism according to the present invention will be described mainly with reference to FIGS. The imaging optical system of the zoom lens barrel ZL includes a first lens group LG1, a shutter S, a second lens group LG2, a third lens group (optical element) LG3, a low-
ズームレンズ鏡筒ZLは固定部材として筒状のハウジング22を有し、このハウジング22の後部に撮像素子ホルダ21が固定される。ローパスフィルタ25と撮像素子26はユニット化されて撮像素子ホルダ21の後面部に固定されている。
The zoom lens barrel ZL has a
第3レンズ群(光学要素)LG3は、ズームレンズ鏡筒ZLにおけるフォーカスレンズ群であり、3群レンズ枠(光学要素保持枠)50に保持されている。3群レンズ枠50は、ガイド軸53(図3、図4、図9〜図12)を介して光軸方向に直進移動可能に支持されており、AFモータ30(駆動手段、送りねじ機構)(図3、図4、図9)の駆動力によって前後に移動させることができる。3群レンズ枠50の支持駆動手段については後に詳細に説明する。
The third lens group (optical element) LG3 is a focus lens group in the zoom lens barrel ZL, and is held by a third group lens frame (optical element holding frame) 50. The third
ハウジング22の内側には、3群レンズ枠50の支持駆動手段とは別に、鏡筒駆動モータ(図示せず)により駆動制御される変倍群(カム環)ブロックが支持されている。変倍群(カム環)ブロックは、カム環11、繰出筒12、直進案内環13及び2群レンズブロック80を含んでいる。
In addition to the support driving means for the third
カム環11は、繰出筒12と共にズームレンズ鏡筒ZLの外観筒を構成しており、ハウジング22の内周面に形成したカム環ガイド溝22aに対して摺動可能に嵌るガイド突起(図示せず)を有する。カム環11は、鏡筒駆動モータ(図示せず)により回転駆動されるズームギヤ(図示せず)の駆動力を受けて回転され、カム環ガイド溝22aの案内により回転しながら光軸方向に移動する。ハウジング22内には直進案内環13が支持されている。直進案内環13は、ハウジング22の内面に形成した直進案内溝を介して光軸方向に直進移動可能に案内されており、カム環11とは相対回転は可能で光軸方向に共に移動するように結合されている。
The
2群レンズブロック80は2群レンズ移動環8の前部に偏光フィルタユニット40を固定した構成であり、2群レンズ移動環8の本体部分を構成する筒状部8aの後端付近から外径方向に突出する直進案内キー(図示せず)を、直進案内環13に形成した光軸方向への長穴である直進案内スロット(図示せず)に対して摺動可能に係合させることにより光軸方向へ直進案内されている。
The second
第2レンズ群LG2は、2群レンズ移動環8の筒状部8a内に形成した保持枠部8cによって保持されている。2群レンズ移動環8の前部には、偏光フィルタユニット40とシャッタユニット81が取り付けられる。シャッタユニット81は内部に開閉可能なシャッタSを有し、シャッタアクチュエータ82によってシャッタSを開閉駆動する。偏光フィルタユニット40は、フィルタ駆動モータ41を正逆に回転駆動することで、光軸Oを通る光路上に偏光フィルタ43を挿脱させ、かつ挿入した偏光フィルタ43を光軸Oを中心として回転させることが可能である。
The second lens group LG2 is held by a holding
2群レンズ移動環8の直進案内キー(図示せず)上にはそれぞれ2群用カムフォロア(図示せず)が固定されている。この2群用カムフォロアは、カム環11の内周面に形成した2群制御カム溝CG2に対して摺動可能に係合している。2群レンズ移動環8(2群レンズブロック80)は直進案内環13を介して光軸方向に直進案内されているため、カム環11が回転すると、2群用カムフォロア(図示せず)が2群制御カム溝CG2の案内を受けて、2群レンズ移動環8(2群レンズブロック80)が光軸方向へ所定の軌跡で移動する。
A second group cam follower (not shown) is fixed on a straight guide key (not shown) of the second group
繰出筒12内には第1レンズ群LG1が保持されている。繰出筒12は内面側に設けた直進案内キー(図示せず)を直進案内環13に形成した直進案内溝(図示せず)に対して摺動可能に係合させることで光軸方向へ直進案内されている。繰出筒12の後端付近の外周面上には1群用カムフォロア12aが設けられ、この1群用カムフォロア12aがカム環11の内周面に形成した1群制御カム溝CG1に対して摺動可能に係合している。繰出筒12は直進案内環13を介して光軸方向に直進案内されているため、カム環11が回転すると、1群用カムフォロア12aが1群制御カム溝CG1の案内を受けて、繰出筒12が光軸方向へ所定の軌跡で移動する。
A first lens group LG1 is held in the
以上の構造からなるズームレンズ鏡筒ZLは次のように動作する。図1に示す撮影状態(ズーム域)では、ハウジング22に対してカム環11が光軸方向前方に繰り出され、カム環11の繰り出し量はカム環ガイド溝22aの軌跡により制御される。第1レンズ群LG1を支持する繰出筒12と、第2レンズ群LG2を支持する2群レンズブロック80はそれぞれ、カム環11の回転に応じてカム溝CG1、CG2の案内を受けて光軸方向に相対移動する。
The zoom lens barrel ZL having the above structure operates as follows. In the photographing state (zoom range) shown in FIG. 1, the
図1に示す撮影状態から鏡筒駆動モータ(図示せず)を鏡筒収納方向に駆動させると、カム環ガイド溝22aの案内を受けたカム環11が回転しながら光軸方向後方へ移動される。繰出筒12と2群レンズブロック80(2群レンズ移動環8)は、カム環11上のカム溝CG1、CG2の軌跡による所定の相対移動を伴いつつ、カム環11と共に光軸方向後方へ移動する。やがて図2の鏡筒収納状態まで達すると、鏡筒駆動モータ(図示せず)の鏡筒収納方向の駆動が停止される。また、第3レンズ群LG3を保持する3群レンズ枠50も、図2に示す後退位置になるようにAFモータ30(図3、図4、図9)によって位置制御される。
When a lens barrel drive motor (not shown) is driven in the lens barrel storage direction from the photographing state shown in FIG. 1, the
続いて、主に図3〜図9を参照して、第3レンズ群(光学要素)LG3を保持する3群レンズ枠(光学要素保持枠)50及びその周辺部材の構成、並びに動作について詳細に説明する。第3レンズ群LG3は、鏡筒駆動モータ(図示せず)による第1レンズ群LG1、第2レンズ群LG2の駆動とは独立して、AFモータ30(図3、図4、図9)によって撮影光軸Oに沿って前後移動させることができる。そして、ワイド端からテレ端までの撮影可能状態にあるとき、測距手段(図示せず)によって得られた被写体距離情報に応じてAFモータ30を駆動することにより、第3レンズ群LG3を保持する3群レンズ枠50が撮影光軸Oに沿って移動してフォーカシングが実行される。
Subsequently, mainly referring to FIGS. 3 to 9, the configuration and operation of the third lens group frame (optical element holding frame) 50 holding the third lens group (optical element) LG3 and its peripheral members will be described in detail. explain. The third lens group LG3 is driven by an AF motor 30 (FIGS. 3, 4, and 9) independently of driving the first lens group LG1 and the second lens group LG2 by a lens barrel drive motor (not shown). It can be moved back and forth along the photographing optical axis O. When the photographing from the wide end to the tele end is possible, the third lens group LG3 is held by driving the
図3〜図5に示すように、3群レンズ枠50は、中央部に第3レンズ群LG3を保持するレンズ保持部51が形成された環状部材からなる。3群レンズ枠50の周方向の一部には、前後方向に延びるガイド腕部52が形成されており、このガイド腕部52の前後方向の両端部に、前後一対の断面円形のガイド穴52aが形成されている。一対のガイド穴52aには、光軸方向に延びる断面円形の3群ガイド軸(ガイド軸)53が摺動自在に挿通されている(図3、図4)。3群レンズ枠50のガイド穴52aと3群ガイド軸53の間には、若干の径方向の摺動クリアランスが存在している。3群ガイド軸53の前後方向の両端部はハウジング22に形成したガイド軸支持部(図示せず)に支持されている。
As shown in FIGS. 3 to 5, the third
図4〜図6に示すように、3群レンズ枠50のガイド腕部52には、ナット当付部54と、被駆動係合部55が形成されている。ナット当付部54は、ガイド腕部52の側方から光軸直交方向に突出形成されている。被駆動係合部55は、ガイド腕部52の後端部から光軸方向の後方に突出する曲面部(半円筒部)からなる。
As shown in FIGS. 4 to 6, a
図3〜図5に示すように、3群レンズ枠50には、ガイド腕部52(ガイド穴52a)と周方向位置を異ならせて、二股ガイド部56が形成されている。この二股ガイド部56には、光軸方向に延びる断面円形の回転規制ガイド軸57が摺動自在に挿通されている。ここで、二股ガイド部56と回転規制ガイド軸57との間には、周方向のクリアランスが存在するため、3群レンズ枠50は、3群ガイド軸53を中心とする若干の回転が可能である(3群ガイド軸53を中心とする回転を完全に防ぐことはできない)。
As shown in FIGS. 3 to 5, a
図3〜図5、図7〜図9に示すように、3群ガイド軸53には、3群レンズ枠50の直後に位置させて、3群レンズ枠50とは別部材からなる中間スライド部材60が摺動自在に設けられている。図7、図8に拡大して示すように、中間スライド部材60は、中央部に3群ガイド軸53を摺動自在に挿通する挿通穴61が形成されたブロック体からなる。
As shown in FIGS. 3 to 5 and 7 to 9, the third
中間スライド部材60は、該中間スライド部材60の側方から光軸直交方向に延びた後に光軸方向の後方に折り曲げられた断面L字型の突出部62を有している。このL字型突出部62の短辺(光軸直交壁)には、光軸方向の後方に突出する曲面部(半円筒部)からなるばね掛け突起63が形成されている。
The
中間スライド部材60は、該中間スライド部材60の前方に、光軸を含む平面と光軸直交平面に対して傾斜する傾斜面部からなる駆動係合部64を有している。この駆動係合部64は、3群レンズ枠50の被駆動係合部55と係合する位置に設けられている。
The
中間スライド部材60は、L字型突出部62とは位置を異ならせて、中間スライド部材60の側方から突出する回転規制突起65を有している。この回転規制突起65は、ハウジング22に形成された回転規制ガイド22bに係合している(図3、図9)。これにより、中間スライド部材60の3群ガイド軸53を中心とする回転がある程度まで規制されるが、図9に示すように、回転規制突起65と回転規制ガイド22bの間には周方向のクリアランスが存在するため、中間スライド部材60は3群ガイド軸53を中心とする若干の回転が可能である(3群ガイド軸53を中心とする回転を完全に防ぐことはできない)。
The
図3、図4に示すように、ズームレンズ鏡筒ZLは、3群レンズ枠50に対して撮影光軸Oの前方に向けた付勢力を与える付勢部材として、3群レンズ付勢ばね70を備えている。3群レンズ付勢ばね70はトーションばね部材からなり、そのコイル部71が、ハウジング22に設けたばね支持突起22cによって、3群ガイド軸53と直交する方向に軸線を向けて支持されている。
As shown in FIGS. 3 and 4, the zoom lens barrel ZL is a third group
3群レンズ付勢ばね70は、コイル部71から外径方向に向けて、短い直線状の支持腕部72(図10)と、長い直線状の付勢腕部(揺動着力腕)73を延設させている。このうち支持腕部72は、ばね支持突起22cの近傍に位置させてハウジング22に形成されたばね掛け突起(図示せず)に掛けられている(係合している)。一方、付勢腕部73は、その先端部が、中間スライド部材60のばね掛け突起63に掛けられている(係合している)。
The third group
付勢腕部73は、コイル部71の軸線に略一致する揺動中心軸71Xを中心(支点)として揺動することが可能な(すなわち撮影光軸Oと概ね平行な揺動平面内で揺動可能な)揺動着力部であって、ばね掛け突起63に掛けられていない自由状態では、図3中の上方向を向いている。そして、この自由状態から付勢腕部73を図3中の時計方向に約半回転させて、該付勢腕部73の先端部(揺動着力腕)をばね掛け突起63の光軸方向後方の面に当て付けることにより、3群レンズ付勢ばね70の撓み(ねじれ)量が大きくなり、その撓み解消方向の力は、付勢腕部73がばね掛け突起63を光軸方向前方へ押圧する荷重として作用する。ばね掛け突起63を介して中間スライド部材60に伝達された荷重は、駆動係合部64と被駆動係合部55との係合部を介して、さらに中間スライド部材60から3群レンズ枠50に伝達される。すなわち、3群レンズ付勢ばね70の付勢腕部73を介して3群レンズ枠50に対して光軸方向前方への付勢力が与えられる着力状態となる。
The urging
このようにして3群レンズ付勢ばね70から光軸方向前方への付勢力を与えられた3群レンズ枠50は、そのナット当付部54がAFナット(駆動手段、ナット部材)31のナット当付部32に当て付くことによって、その前方への移動が規制される(図4)。すなわち、3群レンズ枠50は、3群レンズ付勢ばね70の付勢力によってナット当付部54をAFナット31のナット当付部32に当接させた状態で保持され、3群レンズ枠50の光軸方向への前後位置はAFナット31に依存して決まる(3群レンズ枠50とAFナット31が光軸方向に一体に移動する)。
In the third
AFナット31を光軸方向に進退移動させる機構について説明する。AFモータ30には、その回転軸に直結された送りねじ(駆動手段、送りねじ機構)33が光軸方向前方に突出しており、AFナット31には、この送りねじ33に螺合する送りねじ穴(図示せず、図4のAFモータ30に隠れている)が形成されている。また、AFナット31は、3群ガイド軸53及び送りねじ33と平行な光軸方向に延設されたAFナットガイド軸(駆動手段)34に摺動自在に支持されている。以上の構成により、AFモータ30を正逆に回転駆動したとき、送りねじ33によってAFナット31が光軸方向に進退移動する。その結果、3群レンズ枠50の光軸方向位置は、AFモータ30の駆動方向と駆動量に応じて制御される。例えば、AFモータ30によってAFナット31を前方に移動させると、AFナット31の移動分だけ、3群レンズ付勢ばね70の付勢力によって3群レンズ枠50が追随して前方に移動する。逆に、前方の移動位置からAFナット31を後方に移動させると、AFナット31のナット当付部32が3群レンズ枠50のナット当付部54を押し込み、3群レンズ枠50は3群レンズ付勢ばね70の付勢力に抗して後方へ移動される。
A mechanism for moving the AF nut 31 back and forth in the optical axis direction will be described. The
いま、主に図10〜図13を参照して、3群レンズ枠50と中間スライド部材60が前方移動端と後方移動端の間の光軸方向の全移動領域で移動する際に、3群レンズ付勢ばね70の付勢腕部73と中間スライド部材60のばね掛け突起63の着力部で伝達される力F、及び、中間スライド部材60の駆動係合部64と3群レンズ枠50の被駆動係合部55の着力部で伝達される力F’に注目する。
Now, mainly referring to FIGS. 10 to 13, when the third
[3群レンズ付勢ばね70の付勢腕部73と中間スライド部材60のばね掛け突起63の着力部で伝達される力F]
本実施形態のズームレンズ鏡筒ZLでは、中間スライド部材60の光軸方向位置に応じて、3群レンズ付勢ばね70の付勢腕部73と中間スライド部材60のばね掛け突起63の着力部で伝達される力Fの大きさと方向(ベクトル成分)が変動する。
[Force F transmitted by the force applying portion of the urging
In the zoom lens barrel ZL of the present embodiment, the biasing
3群レンズ付勢ばね70の付勢腕部73の先端部から中間スライド部材60のばね掛け突起63に伝達されるばね力Fは、3群レンズ付勢ばね70の付勢腕部73の先端部と中間スライド部材60のばね掛け突起63の着力部から付勢腕部73の延長方向に対して直交する方向に働く。ばね力Fは、3群ガイド軸53の軸方向に沿って働く分力と、3群ガイド軸53の軸方向に直交して働く分力とに分けられる。
The spring force F transmitted from the distal end portion of the urging
前者の分力は、中間スライド部材60を光軸方向に付勢するために本質的に必要な力であり、ズームレンズ鏡筒(光学要素の駆動機構)ZLの動作に何らの悪影響を与えない。
The former component force is essentially a force necessary to urge the
これに対し、後者の分力は、中間スライド部材60を光軸直交方向に押すための力であり、3群ガイド軸53を中心として中間スライド部材60を回転させるための回転モーメント(回転力)を生じさせる。この分力は、中間スライド部材60が後方移動端から中間位置に移動するまでは、図10中の左方向(図12中の右方向)を向いており、図12において、3群ガイド軸53を中心として中間スライド部材60を回転させるための回転モーメントの方向が反時計回り方向となる。一方、この分力は、中間スライド部材60が中間位置を超えて前方移動端に移動するまでは、図10中の右方向(図12中の左方向)を向いており、図12において、3群ガイド軸53を中心として中間スライド部材60を回転させるための回転モーメントの方向が時計回り方向となる。このように、中間スライド部材60が3群ガイド軸53に沿って光軸方向に移動するのに伴って、3群レンズ付勢ばね70の付勢腕部73の先端部と中間スライド部材60のばね掛け突起63の着力部の位置関係が変化して、中間スライド部材60に3群ガイド軸53を中心とする回転力を作用させる回転モーメント(分力)の方向が、図12中の時計回り方向と反時計回り方向に反転する。
On the other hand, the latter component force is a force for pushing the
しかし、中間スライド部材60は、その回転規制突起65をハウジング22に形成された回転規制ガイド22bに係合させることで、3群ガイド軸53を中心とする回転が規制されている(図3、図9)。このため、3群レンズ付勢ばね70の付勢腕部73の先端部と中間スライド部材60のばね掛け突起63の着力部との位置関係が変化することによる回転モーメントの反転は、3群レンズ枠50に伝達されない。
However, the rotation of the
[中間スライド部材60の駆動係合部64と3群レンズ枠50の被駆動係合部55の着力部で伝達される力F’]
中間スライド部材60の駆動係合部64と3群レンズ枠50の被駆動係合部55の着力部で伝達される力F’は、3群レンズ枠50(中間スライド部材60)の光軸方向の全移動領域に亘って、3群レンズ付勢ばね70の付勢腕部73と中間スライド部材60のばね掛け突起63の着力部で伝達される力Fの大きさと方向(ベクトル成分)にかかわらず、3群レンズ枠50に3群ガイド軸53を中心とする同一方向の回転モーメント(回転力)を生じさせる。
[Force F ′ transmitted by the force applying portion of the driving
The force F ′ transmitted by the driving
すなわち、中間スライド部材60の駆動係合部64は、光軸を含む平面と光軸直交平面に対して傾斜する傾斜面部からなり、3群レンズ枠50の被駆動係合部55は、光軸方向の後方に突出する曲面部(半円筒部)からなり、両係合部64、55の着力部の形状は、3群レンズ枠50(中間スライド部材60)の光軸方向の全移動域に亘って、3群レンズ枠50に3群ガイド軸53を中心とする同一方向の回転モーメントを生じさせるように設定されている。
That is, the
より具体的に、3群レンズ枠50(中間スライド部材60)の光軸方向の全移動領域に亘って、3群レンズ付勢ばね70を介して3群レンズ枠50と中間スライド部材60の間に作用する力のベクトル方向が、光軸方向とは非平行になっている。さらに、3群レンズ枠50(中間スライド部材60)の光軸方向の全移動域に亘って、中間スライド部材60の駆動係合部64と3群レンズ枠50の被駆動係合部55の係合部(着力部)の接平面及びこの接平面の法線が、光軸方向とは非平行になっている。
More specifically, between the third
中間スライド部材60の駆動係合部64から3群レンズ枠50の被駆動係合部55に伝達される力F’は、中間スライド部材60の駆動係合部64と3群レンズ枠50の被駆動係合部55の着力部から駆動係合部64の傾斜面に対して直交する方向に働く。この力F’は、3群ガイド軸53の軸方向に沿って働く分力F’yと、3群ガイド軸53の軸方向に直交して働く分力F’xとに分けられる。
The force F ′ transmitted from the
分力F’yは、3群レンズ枠50を光軸方向に押すために本質的に必要な力であり、ズームレンズ鏡筒(光学要素の駆動機構)ZLの動作に何らの悪影響を与えない。
The component force F′y is essentially a force required to push the third
分力F’xは、3群レンズ枠50を光軸直交方向に押すための力であり、3群ガイド軸53を中心として3群レンズ枠50を回転させるための回転モーメント(回転力)を生じさせる。そして、この分力F’xは、3群レンズ枠50の光軸方向の全移動領域に亘って、図11、図12中の左方向を向いており、図12において、3群ガイド軸53を中心として3群レンズ枠50を回転させるための回転モーメントの方向が時計回り方向となる。このため、回転規制ガイド軸57が3群レンズ枠50の二股ガイド部56の周方向の一端部に常に当て付けられる。これにより、3群レンズ付勢ばね70の付勢腕部73の先端部と中間スライド部材60のばね掛け突起63の着力部の位置関係が変化したときであっても、3群レンズ枠50(中間スライド部材60)の光軸方向の全移動域に亘って、3群レンズ枠50が3群ガイド軸53を中心として正逆に回転するのを防止して、優れた使用感と画像品質を達成することができる。
The component force F′x is a force for pushing the third
また、中間スライド部材60の駆動係合部64と3群レンズ枠50の被駆動係合部55の係合部は、3群レンズ枠50を3群ガイド軸53に対して光軸直交平面内の一定の方向に片寄せすることにより、3群レンズ枠50の光軸直交方向へのガタツキを防止する形状をなしている。これにより、3群レンズ枠50のガイド穴52aと3群ガイド軸53の間に若干の径方向の摺動クリアランスが存在しているにもかかわらず、このクリアランスの範囲内における3群レンズ枠50の光軸直交方向へのガタツキを防止して、優れた使用感と画像品質を達成することができる。
The engaging
以上の3群レンズ枠50のガイド軸53を中心とする回転及び光軸直交方向へのガタツキの問題は、カメラの姿勢変化やカメラへの振動によって光軸方向と非平行な荷重の方向が変化したときにも、同様に起こり得る。しかし、中間スライド部材60の駆動係合部64と3群レンズ枠50の被駆動係合部55の係合部の作用により、3群レンズ枠50のガイド軸53を中心とする回転及び光軸直交方向へのガタツキを防止して、優れた使用感と画像品質を達成することができる。
The above-described rotation of the third
ここで、図13を参照して、3群レンズ枠50に常に一定方向の荷重(回転モーメント)を作用させるための条件(中間スライド部材60の駆動係合部64と3群レンズ枠50の被駆動係合部55の形状の条件)について説明する。同図において、角度θは、光軸直交平面と、中間スライド部材60の駆動係合部64と3群レンズ枠50の被駆動係合部55の接平面とがなす角度を示している。ここでは、角度θが満足すべき範囲(角度θの取り得る範囲の下限値)を求める。
Here, referring to FIG. 13, a condition for constantly applying a load (rotational moment) in a certain direction to the third group lens frame 50 (the driving
中間スライド部材60の回転規制突起65とハウジング22の回転規制ガイド22bの間には周方向の僅かなクリアランスが存在し、中間スライド部材60の挿通穴61と3群ガイド軸53の間には僅かなクリアランスが存在するので、その範囲内において、中間スライド部材60の駆動係合部64と3群レンズ枠50の被駆動係合部55に摩擦力が生じる。したがって、摩擦の大きさや作用方向によっては、3群レンズ枠50に作用する光軸直交方向の力の向きが一時的に変化して、3群レンズ枠50のガイド軸53を中心とする回転及び光軸直交方向へのガタツキが生じる可能性があるため、そのような事態が発生しないための角度θの条件を求める。
There is a slight circumferential clearance between the
中間スライド部材60が3群レンズ付勢ばね70から付勢力Fを受けると、3群レンズ枠50から中間スライド部材60に対して垂直抗力Rが働く。また、中間スライド部材60が回転または移動しようとするため、3群レンズ枠50から中間スライド部材60に対して最大でμRの摩擦力(μは摩擦係数)が働く。この反作用力として、中間スライド部材60から3群レンズ枠50に対して、垂直抗力R’と摩擦力μR’が働く。よって、3群レンズ枠50に作用する垂直抗力R’と摩擦力μR’の合計のX方向の力(図13中の左右方向の力)が、常に同じ向きに作用することが必要である。
When the
3群レンズ枠50に作用する光軸直交方向の力F’xは、図13中の左向きを正として、式(1)で求めることができる。
(1)F’x=R’Sinθ−μR’Cosθ
したがって、3群レンズ枠50に作用する光軸直交方向の力F’xを常に一定方向にするためには、式(2)を満足することが必要になる。
(2)F’x>0
式(1)及び(2)に基づいて、以下の式(3)、(4)、(5)、(6)を展開していき、式(6)を満足すれば、3群レンズ枠50に作用する光軸直交方向の力F’xを常に一定方向にすることができる。
(3)F’x=R’Sinθ−μR’Cosθ>0
(4)R’Sinθ>μR’Cosθ
(5)Sinθ>μCosθ
(6)Tanθ>μ
例えば、摩擦係数μ=0.25としたときには、Tanθ=0.25、すなわちθ=14.05°となり、θの取り得る範囲の下限は14.05°となる。
The force F′x in the direction perpendicular to the optical axis acting on the third
(1) F′x = R′Sinθ−μR′Cosθ
Therefore, in order to make the force F′x acting on the third
(2) F′x> 0
The following formulas (3), (4), (5), and (6) are developed based on the formulas (1) and (2), and if the formula (6) is satisfied, the third
(3) F′x = R′Sinθ−μR′Cosθ> 0
(4) R′Sinθ> μR′Cosθ
(5) Sinθ> μCosθ
(6) Tanθ> μ
For example, when the friction coefficient μ = 0.25, Tan θ = 0.25, that is, θ = 14.05 °, and the lower limit of the possible range of θ is 14.05 °.
以上の実施形態では、図14(A)に示すように、中間スライド部材60の駆動係合部64が、光軸を含む平面と光軸直交平面に対して傾斜する傾斜面部からなり、3群レンズ枠50の被駆動係合部55が、光軸方向の後方に突出する曲面部からなる場合を例示して説明した。
しかし、中間スライド部材60の駆動係合部64と3群レンズ枠50の被駆動係合部55の形状については種々の設計変更が可能である。
図14(B)〜図14(D)は、中間スライド部材60の駆動係合部64と3群レンズ枠50の被駆動係合部55の形状の別実施形態を示している。
図14(B)では、中間スライド部材60の駆動係合部64が、光軸方向の前方に突出する曲面部からなり、3群レンズ枠50の被駆動係合部55が、光軸を含む平面と光軸直交平面に対して傾斜する傾斜面部からなる。
図14(C)では、中間スライド部材60の駆動係合部64と3群レンズ枠50の被駆動係合部55の双方が、光軸を含む平面と光軸直交平面に対して傾斜する傾斜面部からなる。
図14(D)では、中間スライド部材60の駆動係合部64が、光軸方向の前方に突出する曲面部からなり、3群レンズ枠50の被駆動係合部55が、光軸方向の後方に突出する曲面部からなる。
In the above embodiment, as shown in FIG. 14A, the
However, various changes in design are possible for the shapes of the
FIGS. 14B to 14D show another embodiment of the shapes of the
In FIG. 14B, the
In FIG. 14C, both the
In FIG. 14D, the
以上の実施形態では、3群レンズ枠50を光軸方向に移動付勢する付勢部材として、トーションばねからなる3群レンズ付勢ばね70を用いた場合を例示して説明した。
しかし、図15に示すように、3群レンズ枠50を光軸方向に移動付勢する付勢部材として、中間スライド部材60の光軸方向位置に応じて、中間スライド部材60に対して異なる大きさの引張力を与える引張ばね90を用いる態様も可能である。この態様では、引張ばね90の一端部が中間スライド部材60のばね掛け突起63に掛けられ(係合され)、引張ばね90の他端部が固定部材(図示せず)に固定されている。
あるいは、図16に示すように、3群レンズ枠50を光軸方向に移動付勢する付勢部材として、中間スライド部材60の光軸方向位置に応じて、中間スライド部材60に対して異なる大きさの圧縮力を与える圧縮ばね95を用いる態様も可能である。この態様では、圧縮ばね90の一端部が中間スライド部材60の後端部に3群ガイド軸53を隠すように固定され、圧縮ばね90の他端部が固定部材(図示せず)に固定されている。また、中間スライド部材60のL字型突出部62とばね掛け突起63が省略されている。
In the above embodiment, the case where the third group
However, as shown in FIG. 15, the biasing member that moves and biases the third
Alternatively, as illustrated in FIG. 16, the biasing member that moves and biases the third
図14(A)〜図14(D)並びに図15及び図16のいずれの実施形態にあっても、3群ガイド軸53を中心として3群レンズ枠50を回転させるための回転モーメントが常に同一方向となるように規定され、回転規制ガイド軸57が3群レンズ枠50の二股ガイド部56の周方向の一端部に常に当て付けられる。また、3群レンズ枠50が3群ガイド軸53に対して光軸直交平面内の一定の方向に片寄せされる。これにより、3群レンズ枠50の3群ガイド軸53を中心とする回転及び光軸直交方向へのガタツキを防止して、優れた使用感と画像品質を達成することができる。
14A to 14D and FIGS. 15 and 16, the rotational moment for rotating the third
このように本実施形態のズームレンズ鏡筒(光学要素の駆動機構)ZLは、3群ガイド軸(ガイド軸)53に、3群レンズ枠(光学要素保持枠)50とは別部材からなり、3群レンズ付勢ばね(付勢部材)70による付勢力を受けて3群レンズ枠(光学要素保持枠)50に伝達する中間スライド部材60が設けられている。この構成によれば、従来品のように付勢部材を直接的に光学要素保持枠に係合させてこれを付勢することがないので、付勢部材の配置位置の自由度を高くすることができる。また、光学要素保持枠と中間スライド部材の係合部(当接部)の形状を工夫することにより、光学要素保持枠のガイド軸を中心とする回転及び光軸直交方向へのガタツキを防止して、優れた使用感と画像品質を達成することができる。
As described above, the zoom lens barrel (optical element driving mechanism) ZL of the present embodiment is formed of a member separate from the third group guide shaft (guide shaft) 53 and the third group lens frame (optical element holding frame) 50, An
以上の実施形態では、3群レンズ付勢ばね70が3群レンズ枠50に対して撮影光軸Oの前方に向けた付勢力を与える態様を例示して説明したが、3群レンズ付勢ばね70が3群レンズ枠50に対して撮影光軸Oの後方に向けた付勢力を与える態様も可能である。
In the above embodiment, the third group
以上の実施形態では、3群レンズ枠(光学要素保持枠)50に形成した断面円形のガイド穴52aを断面円形の3群ガイド軸(ガイド軸)53に摺動自在に嵌合させているが、非円形断面の穴軸の関係でも、穴軸間のクリアランスによって軸を中心とする3群レンズ枠50の僅かな正逆の回転が生じうる。つまり、本発明は光学要素保持枠を非円形の穴軸の関係で光軸方向に進退させるレンズ鏡筒にも適用可能である。
In the above embodiment, the
以上の実施形態では、光軸方向に進退移動される光学要素をフォーカシング用のレンズ群としたが、本発明は、フォーカシング用レンズ群以外の光学要素(例えば変倍時に光軸方向に進退移動される変倍レンズ群)の駆動機構としても適用が可能である。 In the above embodiments, the optical element moved forward and backward in the optical axis direction is the focusing lens group. However, in the present invention, the optical elements other than the focusing lens group (for example, moved forward and backward in the optical axis direction during zooming). The present invention can also be applied as a drive mechanism for a variable magnification lens group.
ZL ズームレンズ鏡筒(光学要素の駆動機構)
8 2群レンズ移動環
8a 筒状部
8c 保持枠部
11 カム環
12 繰出筒
12a 1群用カムフォロア
13 直進案内環
21 撮像素子ホルダ
22 ハウジング(固定部材)
22a カム環ガイド溝
22b 回転規制ガイド
22c ばね支持突起
25 ローパスフィルタ
26 撮像素子
30 AFモータ(駆動手段、送りねじ機構)
31 AFナット(駆動手段、ナット部材)
32 ナット当付部(駆動手段)
33 送りねじ(駆動手段、送りねじ機構)
34 AFナットガイド軸(駆動手段)
40 偏光フィルタユニット
41 フィルタ駆動モータ
43 偏光フィルタ
50 3群レンズ枠(光学要素保持枠)
51 レンズ保持部
52 ガイド腕部
52a ガイド穴
53 3群ガイド軸(ガイド軸)
54 ナット当付部
55 被駆動係合部
56 二股ガイド部
57 回転規制ガイド軸
60 中間スライド部材
61 挿通穴
62 L字型突出部
63 ばね掛け突起
64 駆動係合部
65 回転規制突起
70 3群レンズ付勢ばね(付勢部材、トーションばね)
71X 揺動中心軸
71 コイル部
72 支持腕部
73 付勢腕部(揺動着力腕)
80 2群レンズブロック
81 シャッタユニット
82 シャッタアクチュエータ
90 引張ばね(付勢部材)
95 圧縮ばね(付勢部材)
CG1 1群制御カム溝
CG2 2群制御カム溝
LG1 第1レンズ群
LG2 第2レンズ群
LG3 第3レンズ群(光学要素)
S シャッタ
ZL zoom lens barrel (optical element drive mechanism)
8
22a Cam
31 AF nut (drive means, nut member)
32 Nut contact part (drive means)
33 Lead screw (drive means, lead screw mechanism)
34 AF nut guide shaft (drive means)
40
51
54
71X
80
95 Compression spring (biasing member)
CG1 First group control cam groove CG2 Second group control cam groove LG1 First lens group LG2 Second lens group LG3 Third lens group (optical element)
S Shutter
Claims (12)
光学要素を保持し、前記ガイド軸に沿って光軸方向に可動に支持された光学要素保持枠と、
前記光学要素保持枠を光軸方向に移動付勢する付勢部材と、
前記付勢部材に抗して前記光学要素保持枠を前記ガイド軸に沿って光軸方向に移動させる駆動手段と、
を備える光学要素の駆動機構において、
前記ガイド軸に、前記光学要素保持枠とは別部材からなり、前記付勢部材による付勢力を受けて前記光学要素保持枠に伝達する中間スライド部材を設けたことを特徴とする光学要素の駆動機構。 A guide shaft extending in the optical axis direction;
An optical element holding frame that holds the optical element and is movably supported in the optical axis direction along the guide axis;
An urging member for urging and moving the optical element holding frame in the optical axis direction;
Driving means for moving the optical element holding frame in the optical axis direction along the guide shaft against the biasing member;
In the drive mechanism of the optical element comprising:
An optical element drive characterized in that the guide shaft is provided with an intermediate slide member that is made of a member different from the optical element holding frame and receives the urging force of the urging member and transmits it to the optical element holding frame. mechanism.
前記光学要素保持枠と前記中間スライド部材の係合部は、両者の光軸方向の全移動域に亘って、前記光学要素保持枠に前記ガイド軸を中心とする同一方向の回転モーメントを生じさせる形状をなしている光学要素の駆動機構。 The drive mechanism for an optical element according to claim 1.
The engaging portion between the optical element holding frame and the intermediate slide member generates a rotational moment in the same direction around the guide axis in the optical element holding frame over the entire movement range in the optical axis direction of both. A drive mechanism for an optical element having a shape.
前記付勢部材を介して前記光学要素保持枠と前記中間スライド部材の間に作用する力のベクトル方向は、光軸方向とは非平行である光学要素の駆動機構。 The drive mechanism for an optical element according to claim 1 or 2,
An optical element driving mechanism in which a vector direction of a force acting between the optical element holding frame and the intermediate slide member via the urging member is not parallel to the optical axis direction.
前記光学要素保持枠と前記中間スライド部材の係合部の接平面及びこの接平面の法線は、光軸方向とは非平行である光学要素の駆動機構。 In the drive mechanism of the optical element according to any one of claims 1 to 3,
The optical element drive mechanism in which the tangential plane of the engaging portion of the optical element holding frame and the intermediate slide member and the normal line of the tangential plane are not parallel to the optical axis direction.
前記光学要素保持枠と前記中間スライド部材の係合部は、前記光学要素保持枠を前記ガイド軸に対して光軸直交平面内の一定の方向に片寄せすることにより、前記光学要素保持枠の光軸直交方向へのガタツキを防止する形状をなしている光学要素の駆動機構。 In the drive mechanism of the optical element according to any one of claims 1 to 4,
The engaging portion between the optical element holding frame and the intermediate slide member moves the optical element holding frame toward the guide axis in a certain direction within a plane orthogonal to the optical axis, thereby A drive mechanism for an optical element having a shape that prevents rattling in the direction perpendicular to the optical axis.
前記中間スライド部材は、固定部材に形成した回転規制ガイドに係合することで、前記中間スライド部材が前記ガイド軸を中心として回転するのを規制する回転規制突起を有している光学要素の駆動機構。 In the drive mechanism of the optical element according to any one of claims 1 to 5,
The intermediate slide member engages with a rotation restricting guide formed on the fixed member, thereby driving an optical element having a rotation restricting protrusion that restricts the intermediate slide member from rotating about the guide shaft. mechanism.
前記付勢部材は、光軸と概ね平行な揺動平面内で揺動可能で、その揺動中心から離れた位置で前記中間スライド部材に係合する揺動着力腕を有し、この揺動着力腕を介して前記中間スライド部材を光軸方向に付勢するトーションばねからなる光学要素の駆動機構。 In the drive mechanism of the optical element according to any one of claims 1 to 6,
The biasing member can swing in a swing plane substantially parallel to the optical axis, and has a swinging arm that engages the intermediate slide member at a position away from the swing center. A drive mechanism for an optical element comprising a torsion spring that biases the intermediate slide member in the optical axis direction via a force arm.
前記付勢部材は、前記中間スライド部材の光軸方向位置に応じて、前記中間スライド部材に対して異なる大きさの光軸方向の引張力または圧縮力を与える引張ばねまたは圧縮ばねからなる光学要素の駆動機構。 In the drive mechanism of the optical element according to any one of claims 1 to 6,
The biasing member is an optical element composed of a tension spring or a compression spring that applies a tensile force or a compressive force in the optical axis direction of a different size to the intermediate slide member according to the position in the optical axis direction of the intermediate slide member. Drive mechanism.
前記光学要素保持枠と前記中間スライド部材の係合部は、その双方が光軸を含む平面と光軸直交平面に対して傾斜する傾斜面部からなる光学要素の駆動機構。 The drive mechanism for an optical element according to any one of claims 1 to 8,
The engaging portion of the optical element holding frame and the intermediate slide member is an optical element driving mechanism comprising both a plane including the optical axis and an inclined surface portion inclined with respect to the optical axis orthogonal plane.
前記光学要素保持枠と前記中間スライド部材の係合部は、その双方が光軸方向に突出する曲面部からなる光学要素の駆動機構。 The drive mechanism for an optical element according to any one of claims 1 to 8,
The optical element drive mechanism of the optical element holding frame and the intermediate slide member are formed of a curved surface part projecting in the optical axis direction.
前記光学要素保持枠と前記中間スライド部材の係合部は、その一方が光軸を含む平面と光軸直交平面に対して傾斜する傾斜面部からなり、その他方が光軸方向に突出する曲面部からなる光学要素の駆動機構。 The drive mechanism for an optical element according to any one of claims 1 to 8,
One of the engaging portions of the optical element holding frame and the intermediate slide member includes a plane including the optical axis and an inclined surface inclined with respect to the optical axis orthogonal plane, and the other is a curved surface protruding in the optical axis direction. An optical element drive mechanism comprising:
前記駆動手段は、前記付勢部材の付勢力によって前記光学要素保持枠が当て付けられることで前記光学要素保持枠の光軸方向位置を規定するナット部材と、前記ナット部材を駆動して前記光学要素保持枠を押すことで前記光学要素保持枠を光軸方向に移動させる送りねじ機構とを有している光学要素の駆動機構。 The drive mechanism for an optical element according to any one of claims 1 to 11,
The driving means drives the nut member to define the position of the optical element holding frame in the optical axis direction when the optical element holding frame is applied by the biasing force of the biasing member, and drives the nut member to An optical element driving mechanism comprising: a feed screw mechanism that moves the optical element holding frame in the optical axis direction by pushing the element holding frame.
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