JP4533011B2 - 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 - Google Patents
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Description
前記第1保持構造が前記第2ギヤ軸の前記第1端を前記第2ギヤ軸の軸方向において前記第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、
前記第2保持構造が前記第2ギヤ軸を前記第1端の方向に付勢する弾性部材を有していることを特徴としている。
また、本発明の駆動伝達装置は、前記第1保持構造が有する凹部は、円錐形状、角錐形状、円形状、楕円形状、放物面形状のいずれかであることを特徴としている。
また、本発明の駆動伝達装置は、前記第1保持構造は、前記第2ギヤ軸を嵌合する円錐形状の軸受けを有しており、該円錐形状の軸受けの根元径をDとするとき、該根元径Dが以下を満たすことを特徴としている。
D≧P+(m×A)
但し、
P:ギヤの軸径
m:モジュール
A:2以上の正の数
また、本発明の駆動伝達装置は、前記第1のギヤが出力ギヤであり、前記第2のギヤは前記第1のギヤに駆動力を伝達するギヤであることを特徴としている。
また、本発明の光学機器は、上記した何れかに記載の駆動伝達機構と、前記駆動伝達機構を用いて光学素子を駆動することを特徴としている。
また、本発明の交換レンズは、上記した何れかに記載の駆動伝達機構と、前記駆動伝達機構を用いて光学素子を駆動することを特徴としている。
また、本発明の撮影装置は、上記した何れかに記載の駆動伝達機構と、前記駆動伝達機構を用いて光学素子を駆動することを特徴としている。
また、第1のギヤと、前記第1のギヤに駆動力を伝達する第2のギヤと、前記第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、前記ギヤ軸の第2端を前記第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、
前記第1保持構造が前記第2ギヤ軸の前記第1端を、前記第2ギヤ軸の軸方向において前記第2ギヤ軸から離れるにつれて断面積が漸減する凹部(以下の図1におけるY方向に向かって徐々に断面積が減少するような構造、つまり、円錐形状、角錐形状、円形状、楕円形状、放物面形状であれば良いし、勿論その他の構成であっても構わない。第2のギヤ軸が傾いたとしてもギヤ軸を破損させずに、過大な曲げ応力がギヤ軸にかからない状態で保持可能な形状であることが望ましい。)を用いて保持しており、前記第2保持構造が前記第2ギヤ軸を前記第1端の方向に付勢する弾性部材を有しているように構成しても良い。さらに言えば、前述の凹部は、第2ギヤ軸の第2端側の断面積(径)は第2ギヤ軸の断面積(径)よりも大きいことが望ましい。
本発明を実施するための具体的な形態について、以下の実施例に基づいて説明する。
実施例1は、本発明の構成を適用して撮影機器におけるズーム駆動伝達装置を構成した具体例である。
図1は沈胴ズームレンズを駆動するズーム駆動伝達装置の構成を示す図である。図2は、図1のズーム駆動伝達装置を有する撮影機器のズーム機構を構成する部品の斜視図である。
図3は上記ズーム機構における沈胴ズームレンズの主断面図であり、図3(a)は沈胴状態、図3(b)は望遠端状態を示す図である。図3において、図2と同様の部品には同一番号が付されている。
図4は上記ズーム機構を搭載した沈胴ズームレンズの斜視図である。
図2において、1は第1レンズ群101を保持する第1群鏡筒である。2は第2レンズ群102を保持する第2群鏡筒であり、3は先端キー、4はカムフォロアピンである。
5は固定筒であり、固定筒キー6、直進溝7を有する。8はカム環であり、カム溝9、カムギヤ10、内径カム11を有する。
第1レンズ群を保持した第1群鏡筒1は、その内周3箇所に不図示のカムフォロアピンを有し、このカムフォロアピンはカム環8の外周に設けられたカム溝9に勘合する。
第2群鏡筒2は、同様のカムフォロアピン4を3箇所に有し、固定筒5の固定筒キー6を案内にして、カム環8の内周に設けられた内径カム11に勘合する。したがって、カム環8を回動すると第2群鏡筒2は内径カム11のリフト分だけ回転はせずに光軸方向に移動できる。また、この第2群鏡筒2には一体的な先端キー3が設けられ、第1群鏡筒内部の不図示の直進溝に勘合する。これにより、第1群鏡筒1もカム溝9のリフト分だけ光軸方向に進退する。
また、図4において、12は駆動源であるモータ、13は一方の保持部材、14は他方の保持部材、15はモータ取り付け板金(板バネ)であり、モータ12が保持部材13にビス16によって、ビス締め固定されている。
17はズーム動作の駆動源であるズーム駆動伝達装置であり、上記したモータ12、保持部材13,14、モータ取り付け板金15を備え、後に図1を用いて説明するように、このズーム駆動伝達装置17の出力ギヤに、カムギヤを噛み合せた状態で、ズームレンズにビス締め固定されている。
このズーム駆動伝達装置は、所望のトルクをカムギヤ10へ伝達するためのものであり、図1において18はギヤ軸である。ギヤ19は大ギヤ19aおよび小ギヤ19bで構成されており、20、21、22も同様に構成されている。ここで、24はモータ12の出力である第1のギヤ(入力ギヤ)であり、モータのトルクは噛み合いaによって第2のギヤ19の大ギヤ19aへ、また19の小ギヤ19bは噛み合いbによって第3のギヤ20の大ギヤ20aへ、という構成で回転数を減速させることにより高トルク伝達を可能にしている。同様に第4のギヤ21、第5のギヤ22、出力ギヤ23へもトルクを伝達し、最終ギヤであるカムギヤ10を回転駆動している。
ここで、上記従来例のものにおいて、落下等によって衝撃負荷が加わった際の問題点について説明する。例えば、落下等によって衝撃負荷がレンズ前側から加わることにより、カムギヤ10が瞬間的に回動し、衝撃トルクがズーム駆動伝達装置の出力ギヤ23へ加わった際、上記従来例の構成では、小型化設計され、また高減速比を達成するために、出力ギヤ23と第5のギヤ22bの噛み合いeと第5のギヤ22aと第4のギヤ21bの噛み合いdでは、モジュールが変化している(e>d)ことから、外的応力に耐え切れず、噛み合いdにおけるギヤの破損が起こり易い。また、ギヤの噛み合い精度を保つためにギヤ軸を両保持部材に圧入固定することが一般的であり、そのため、ギヤの破損対策としてはギヤ材質の硬度を上げていく対策しか採り得ないのが現状であった。
ここで、根元径Dが以下を満たす構成とする。
D≧P+(m×A)
(但し、Pはギヤの軸径、mはモジュール、Aは2以上の正の数)
第3のギヤ20および第5のギヤ22を有する軸18を保持する保持部材14の軸受け部においては円錐形状とされ、もう一方の保持部材13の軸受け部においては軸貫通形状とされている。
また、ビス16により保持部材13にビス締め固定された板バネ15によりY方向へ軸18を付勢することで、ラジアル方向の軸ガタをなくした構造とされている。
いま、落下等によって衝撃負荷がレンズ前側から加わるとする。すると、カムギヤ10が瞬間的に回動し、衝撃トルクがズーム駆動伝達装置の出力ギヤ23へ加わる。
図6に、レンズ正面から見た際のカムギヤ10およびズーム駆動伝達装置内部のギヤ配列を示す。ここで、図1と同様の部品には同一番号が付されている。
このとき、カムギヤ10の回転方向がレンズ正面から見て時計回り方向だとすると、出力ギヤ23はレンズ正面から見て反時計回り方向に回転する。よって、出力ギヤ23と第5のギヤ22bの噛み合いeにおいては、レンズ正面から見て右方向の接線力が働き、次の第5のギヤ22aと第4のギヤ21bの噛み合いdにおいては、レンズ正面から見て左方向の接線力が働くことになる(モジュール:e>d)。
ここで、本実施例においては、衝撃が加わった際にギヤの噛み合いが外れるのを円滑にするために、第1のギヤ24と出力ギヤ23を一直線で結んだ際、出力ギヤ23(0段とする)から第1のギヤを見て、
奇数段目の場合:出力ギヤ23とギヤ22b間の接線力方向と同方向へ、
偶数段目の場合:出力ギヤ23とギヤ22b間の接線力方向と逆方向へ、
これらのギヤ軸の位置を、噛み合いに影響のない範囲内で任意量ずらすように構成することが望ましい。
さらに、ギヤ軸を保持する保持部材における円錐軸受け形状の配置は、ギヤの噛み合いが複数あるような構成の場合には、そのズーム駆動伝達装置内で一番噛み合い接線力が大きいギヤの近くに配置する構成を採ることが好ましい。そのようにすれば、ギヤ等に対する衝撃による破損を防ぐ効果をより大きくすることが可能となる。これにより、従来ではギヤの破損対策にはギヤ材質の硬度を上げることでしか方策がなかったという問題を、単純な小型化した構成により解消することが可能となる。
実施例2は、実施例1の構成を適用して撮影機器のズーム駆動伝達装置を構成した具体例である。
図7に撮影機器のズーム駆動伝達装置のブロック構成図を示す。
図7において、レンズを通してCCD41に結像した被写体の像はカメラ信号処理回路42で所定の増幅やγ補正等の処理が施される。これらの所定の処理を受けた映像信号からAFゲート43もしくはAEゲート44を通過して所定の領域のコントラスト信号を取り出す。特にAFゲート43を通過したコントラスト信号はAF回路45により高域成分に関する1つもしくは複数の出力を生成する。CPU46ではAEゲート44の信号レベルに応じて、露出が最適であるかどうかを判別し、最適でない場合には絞りシャッター駆動源50を介して、最適な絞り値もしくはシャッター速度で、同駆動源を駆動する。
また、訂正露出を得るために、CPU46は、AEゲート44を通過した信号出力の平均値を所定の値として、絞りエンコーダ49の出力がこの所定の値となるように絞りシャッター駆動源50を駆動制御して、開口径をコントロールする。47はフォトインタラプタなどのエンコーダを用いたフォーカス原点センサーである。フォーカス原点センサー47はフォーカスレンズ群の光軸方向の絶対位置を検出する為の絶対基準位置を検出する。
48はフォトインタラプタなどのエンコーダを用いたズーム原点センサーである。ズーム原点センサー48はズームレンズ群の光軸方向の絶対位置を検出する為の絶対基準位置を検出する。
12:モータ
13:一方の保持部材
14:他方の保持部材
15:モータ取り付け板金(板バネ)
18:ギヤ軸
19:第2のギヤ
19a:第2のギヤの大ギヤ
19b:第2のギヤの小ギヤ
20:第3のギヤ
20a:第3のギヤの大ギヤ
20b:第3のギヤの小ギヤ
21:第4のギヤ
21a:第4のギヤの大ギヤ
21b:第4のギヤの小ギヤ
22:第5のギヤ
22a:第5のギヤの大ギヤ
22b:第5のギヤの小ギヤ
23:出力ギヤ
24:第1のギヤ(入力ギヤ)
Claims (7)
- 第1のギヤと、前記第1のギヤに駆動力を伝達する第2のギヤと、前記第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、前記ギヤ軸の第2端を前記第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、
前記第1保持構造が前記第2ギヤ軸の前記第1端を前記第2ギヤ軸の軸方向において前記第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、
前記第2保持構造が前記第2ギヤ軸を前記第1端の方向に付勢する弾性部材を有していることを特徴とする駆動伝達機構。 - 前記第1保持構造が有する凹部は、円錐形状、角錐形状、円形状、楕円形状、放物面形状のいずれかであることを特徴とする請求項1に記載の駆動伝達機構。
- 前記第1保持構造は、前記第2ギヤ軸を嵌合する円錐形状の軸受けを有しており、該円錐形状の軸受けの根元径をDとするとき、該根元径Dが以下を満たすことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の駆動伝達機構。
D≧P+(m×A)
但し、
P:ギヤの軸径
m:モジュール
A:2以上の正の数 - 前記第1のギヤが出力ギヤであり、前記第2のギヤは前記第1のギヤに駆動力を伝達するギヤであることを特徴とする請求項1乃至3の何れか一項に記載の駆動伝達機構。
- 請求項1乃至4の何れか一項に記載の駆動伝達機構と、前記駆動伝達機構を用いて光学素子を駆動することを特徴とする光学機器。
- 請求項1乃至4の何れか一項に記載の駆動伝達機構と、前記駆動伝達機構を用いて光学素子を駆動することを特徴とする交換レンズ。
- 請求項1乃至4の何れか一項に記載の駆動伝達機構と、前記駆動伝達機構を用いて光学素子を駆動することを特徴とする撮影装置。
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