JP2005221889A - Zoom lens barrel - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、複数のレンズ群を有し、それぞれのレンズ群を進退駆動可能なズームレンズ鏡筒に関する。 The present invention relates to a zoom lens barrel having a plurality of lens groups and capable of advancing and retracting each lens group.
従来、単一の駆動源によって変倍と焦点調節を行うズームレンズ鏡筒として特許文献1に開示されたものがある。このズームレンズ鏡筒101は、図12に示すように固定筒102と、単一の駆動モータにより回転駆動され、それぞれカム溝を有する二重の回転筒103,104と、上記回転筒103を介して進退駆動され、前群レンズを保持するる移動筒105と、上記カム溝により進退駆動される後群レンズ保持筒106を有してなる。回転筒103,104に設けられる二つのカム溝には、複数の変倍に対応する組(例えば、6種類の変倍)について階段状カムからなる2つのカム区間を設けている。一方のカム区間は、焦点調節カム区間であり、他方は、変倍カム区間である。上記単一の駆動モータにより回転筒103,104を同時に駆動し、上記変倍に対応する組の変倍カム区間で対応する変倍状態が得られ、かつ、焦点調節カム区間で焦点調節が行われる。
しかし、上述した特許文献1に開示のズームレンズ鏡筒101では、固定筒102を除いて回転筒103,移動筒105,回転筒104の3重の筒部材の構造を有し、鏡筒の小型化には不利は構造である。また、変倍ポイントがカム形状によって限定され、任意の変倍を選択することができないといった問題もある。
However, the
本発明は、上述の問題を解決するためになされたものであり、複数のレンズ群をそれぞれ進退駆動可能なズームレンズ鏡筒において、小型化が可能な鏡筒を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problem, and an object of the present invention is to provide a lens barrel that can be reduced in size in a zoom lens barrel capable of driving a plurality of lens groups forward and backward.
本発明の請求項1記載のズームレンズ鏡筒は、ズーム光学系を構成する複数のレンズ群と、固定枠と、両方向に回転して上記固定枠に対し光軸方向に進退する回転枠と、上記固定枠と上記回転枠との間に設けられ、上記回転枠が一方向に回転したときは上記回転枠を光軸前方に移動させ、上記回転枠が他方向に回転したときは上記回転枠を上記光軸後方に移動させる第一の結合手段と、上記光軸方向に延びて、上記光軸周りに回転不能のキー部材と、上記キー部材に対し上記光軸周りに所定の量だけ相対回転可能であり、上記回転枠の回転を受けて上記キー部材と当接して上記光軸周りに回転不能となり、上記光軸方向に進退する連結枠と、上記回転枠と上記連結枠との間に設けられ、上記連結枠が上記キー部材と当接するまで上記回転枠と一体的に回転し、上記連結枠を上記キー部材に当接させ上記回転枠の上記回転の方向に応じて、上記連結枠を上記光軸前方若しくは上記光軸後方に進退させる第二の結合手段と、上記光学系の一つのレンズ群である第一のレンズ群を保持し、上記キー部材の回転規則を受けて上記光軸周りには回転不能にされ、光軸方向に進退する第一群レンズ枠と、上記連結枠と上記第一群レンズ枠との間に設けられ、上記回転枠が回転し、上記連結枠がともに回転して上記第一群レンズ枠と上記連結枠とが相対回転するとき、上記回転枠の進退方向とは同量だけ逆方向に進退させる第三の結合手段と、上記第一のレンズ群とは異なる上記光学系の一つのレンズ群である第二のレンズ群を保持し、上記連結枠に関し相対的に回転不能に、そして上記連結枠に対し光軸方向に相対的に移動可能であり、上記回転枠の回転により上記光軸方向に進退する第二群レンズ枠と、上記第二群レンズ枠と上記回転枠との間に設けられ、上記回転枠の回転により上記第二群レンズ枠を光軸方向に進退させるための第四の結合手段とを有しており、上記第一群レンズ枠および上記第二群レンズ枠は、上記回転枠の回転により、連結枠を介して進退駆動される。
A zoom lens barrel according to
本発明の請求項2記載のズームレンズ鏡筒は、請求項1記載のズームレンズ鏡筒において、上記第一、第二、第三の結合手段は、ヘリコイドネジによる結合である。 A zoom lens barrel according to a second aspect of the present invention is the zoom lens barrel according to the first aspect, wherein the first, second and third coupling means are coupling by a helicoid screw.
本発明の請求項3記載のズームレンズ鏡筒は、請求項2記載のズームレンズ鏡筒において、上記第二の結合手段における摩擦力は、上記第三の結合手段における摩擦力より大きい。 A zoom lens barrel according to a third aspect of the present invention is the zoom lens barrel according to the second aspect, wherein the frictional force in the second coupling means is larger than the frictional force in the third coupling means.
本発明の請求項4記載のズームレンズ鏡筒は、ズーム光学系を構成する複数のレンズ群と、第一の枠と、両方向に回転して上記固定枠に対し光軸方向に進退する第二の枠と、上記固定枠と上記回転枠との間に設けられ、上記回転枠が一方向に回転したときは上記回転枠を光軸前方に移動させ、上記回転枠が他方向に回転したときは上記回転枠を上記光軸後方に移動させる第一の結合手段と、上記光軸方向に延びて、上記光軸周りに回転不能のキー部材と、上記キー部材に対し上記光軸周りに所定の量だけ相対回転可能であり、上記回転枠の回転を受けて上記キー部材と当接して上記光軸周りに回転不能となり、上記光軸方向に進退する第三の枠と、上記回転枠と上記連結枠との間に設けられ、上記連結枠が上記キー部材と当接するまで上記回転枠と一体的に回転し、上記連結枠を上記キー部材に当接させ上記回転枠の上記回転の方向に応じて、上記連結枠を上記光軸前方若しくは上記光軸後方に進退させる第二の結合手段と、上記光学系の一つのレンズ群である第一のレンズ群を保持し、上記キー部材の回転規則を受けて上記光軸周りには回転不能にされ、光軸方向に進退する第四の枠と、上記連結枠と上記第四の枠との間に設けられ、上記回転枠が回転し、上記連結枠がともに回転して上記第四の枠と上記連結枠とが相対回転するとき、上記回転枠の進退方向とは同量だけ逆方向に進退させる第三の結合手段と、上記第一のレンズ群とは異なる上記光学系の一つのレンズ群である第二のレンズ群を保持し、上記連結枠に関し相対的に回転不能に、そして上記連結枠に対し光軸方向に相対的に移動可能であり、上記回転枠の回転により上記光軸方向に進退する第五の枠と、上記第五の枠と上記回転枠との間に設けられ、上記回転枠の回転により上記第五の枠を光軸方向に進退させるための第四の結合手段とを有しており、上記第四の枠および上記第五の枠は、上記第二の枠の回転により、第三の枠を介して進退駆動される。 According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a zoom lens barrel comprising: a plurality of lens groups constituting a zoom optical system; a first frame; and a second that rotates in both directions and advances and retreats in the optical axis direction with respect to the fixed frame. When the rotating frame rotates in one direction, the rotating frame is moved in front of the optical axis, and the rotating frame rotates in the other direction. Includes a first coupling means for moving the rotary frame to the rear of the optical axis, a key member extending in the optical axis direction and not rotatable about the optical axis, and a predetermined key around the optical axis with respect to the key member. A third frame that receives the rotation of the rotating frame, abuts on the key member and cannot rotate about the optical axis, and advances and retreats in the optical axis direction, and the rotating frame. Provided between the connecting frame and the rotating until the connecting frame abuts the key member. A second frame that rotates integrally with the frame, abuts the connecting frame against the key member, and advances or retracts the connecting frame forward or backward of the optical axis according to the direction of rotation of the rotary frame; A first lens group that is a coupling means and one lens group of the optical system is held, and is rotated around the optical axis in response to the rotation rule of the key member, and is moved forward and backward in the optical axis direction. Provided between the fourth frame and the connecting frame and the fourth frame, the rotating frame rotates, the connecting frame rotates together, and the fourth frame and the connecting frame rotate relative to each other. A third coupling means for advancing and retreating in the opposite direction to the advancing and retreating direction of the rotating frame, and a second lens group that is one lens group of the optical system different from the first lens group. Hold, relatively unrotable with respect to the connecting frame, and optical axis direction with respect to the connecting frame A fifth frame that is relatively movable and is advanced and retracted in the optical axis direction by rotation of the rotating frame; and is provided between the fifth frame and the rotating frame, and the rotation frame rotates to And a fourth coupling means for advancing and retracting the fifth frame in the optical axis direction. The fourth frame and the fifth frame are rotated by the rotation of the second frame. It is driven back and forth through the frame.
本発明によれば、複数のレンズ群をそれぞれ進退駆動可能なズームレンズ鏡筒において、小型化が可能な鏡筒を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a lens barrel that can be reduced in size in a zoom lens barrel capable of driving a plurality of lens groups forward and backward.
以下、図を用いて本発明の実施形態について説明する。
図1は、本発明の一実施形態であるズームレンズ鏡筒を内蔵するカメラの沈胴状態における光軸に沿った断面図である。図2,3は、上記ズームレンズ鏡筒のワイド状態、および、テレ状態での光軸に沿った断面図である。図4は、上記ズームレンズ鏡筒の分解斜視図である。図5は、上記ズームレンズ鏡筒の回転枠と駆動ギヤとの噛合状態を光軸方向からみた図である。図6は、上記ズームレンズ鏡筒の第一群枠とキー先端部の嵌合状態を示す光軸方向からみた断面図である。図7は、上記ズームレンズ鏡筒の回転枠の内周部のカム溝の展開図である(雌ヘリコイド部は図示せず)。図8(A)〜(C)は、上記ズームレンズ鏡筒のズーム動作,フォーカシング動作,沈胴動作における回転枠,第二群枠,連結枠,キー先端部の回動状態を示す光軸方向前方からみた断面図である。図8(A)は、沈胴状態からワイド状態,テレ状態へのズームアップ動作時を示している。図8(B)は、フォーカシング動作時を示し、図8(C)は、ズームダウン動作時、または、沈胴動作中の状態を示す。図9(A)〜(C)は、図8の各状態および沈胴終了状態での連結枠とキー部の嵌合状態を示しており、図9(A)は、図8(A)のA矢視図であり、図9(B)は、図8(B)のA′矢視図であり、図9(C)は、図8(C)のA″矢視図であり、図9(D)は、図8(C)の状態から沈胴動作が完了した状態を示す。図10(A)〜(D)は、上記ズームレンズ鏡筒の回転枠,連結枠,第一群枠の繰り込み状態を示す光軸に沿った断面図であって、図10(A),(B)は、任意のズーム状態およびズームダウン開始状態を示し,図10(C),(D)は、沈胴完了前の状態および沈胴完了状態示す。図11は、上記ズームレンズ鏡筒の焦点距離(回転枠回動角度)に対する第一,二群レンズの進退移動量の変化を示す図である。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a cross-sectional view along the optical axis in a retracted state of a camera incorporating a zoom lens barrel according to an embodiment of the present invention. 2 and 3 are cross-sectional views along the optical axis of the zoom lens barrel in the wide state and the tele state. FIG. 4 is an exploded perspective view of the zoom lens barrel. FIG. 5 is a view of the meshing state of the rotating frame of the zoom lens barrel and the drive gear as seen from the optical axis direction. FIG. 6 is a cross-sectional view seen from the optical axis direction showing a fitting state of the first group frame of the zoom lens barrel and the key tip. FIG. 7 is a development view of the cam groove in the inner peripheral portion of the rotating frame of the zoom lens barrel (the female helicoid portion is not shown). FIGS. 8A to 8C are front views in the optical axis direction showing the rotating state of the rotating frame, the second group frame, the connecting frame, and the key tip in the zoom operation, focusing operation, and collapsing operation of the zoom lens barrel. It is sectional drawing seen from. FIG. 8A shows the zoom-up operation from the retracted state to the wide state and the tele state. FIG. 8B illustrates a focusing operation, and FIG. 8C illustrates a state during a zoom-down operation or a retracting operation. 9A to 9C show the fitting state of the connecting frame and the key portion in each state of FIG. 8 and the retracted end state, and FIG. 9A is a view of A in FIG. 9B is an A ′ arrow view of FIG. 8B, FIG. 9C is an A ″ arrow view of FIG. 8C, and FIG. 8D shows a state in which the retracting operation is completed from the state of FIG.8C, and FIGS.10A to 10D show the rotation frame, connecting frame, and first group frame of the zoom lens barrel. 10A and 10B are cross-sectional views along the optical axis showing the retracted state, where FIGS. 10A and 10B show an arbitrary zoom state and a zoom-down start state, and FIGS. 10C and 10D show the collapsed state. Fig. 11 is a diagram showing changes in the amount of forward and backward movement of the first and second group lenses with respect to the focal length (rotating frame rotation angle) of the zoom lens barrel.
なお、本ズームレンズ鏡筒の撮影レンズは、光軸Oを有しているものとする。また、以下の説明において、上記光軸Oと平行な方向であって被写体側方向を+Z方向(前方)とし、被写体像結像側方向を−Z方向(後方)とする。また、回転方向は、被写体側からみたときの回転方向で示すものとし、その時計回りの回転方向を+D方向とし、反時計回りの回転方向を−D方向とする。 Note that the photographing lens of the zoom lens barrel has an optical axis O. In the following description, the direction parallel to the optical axis O and the subject side direction is defined as + Z direction (front), and the subject image formation side direction is defined as −Z direction (rear). The rotation direction is indicated by the rotation direction when viewed from the subject side, the clockwise rotation direction is defined as + D direction, and the counterclockwise rotation direction is defined as −D direction.
図1に示すように本実施形態のズームレンズ鏡筒10を内蔵するカメラ1は、カメラ本体2に装着されるズームレンズ鏡筒10の他に該レンズ鏡筒を覆う外装部材であるカメラ外装カバー3と、カメラ本体2のアパーチャ部2aの後方部を開閉可能な後蓋4と、レンズ鏡筒部上方部に配されるファインダ光学系5と、測距用投光ユニット7と、LCD表示ユニット6とを有している。
As shown in FIG. 1, the
ズームレンズ鏡筒10は、図1〜4に示すように第一の枠である固定枠11と、第二の枠である回転枠12と、第三の枠である連結枠13と、シャッタユニット15を内蔵し、第一群レンズ21を保持する第四の枠である第一群枠(第一群レンズ枠)14と、第二群レンズ22を保持する第五の枠である第二群枠(第二群レンズ枠)16と、キーリング保持環18が固着される直進案内部材であるキーリング17と、コイルバネ20と、駆動ギヤ19と、本レンズ鏡筒の沈胴,ズーム,フォーカス駆動を行うための単一の駆動源であり、ギヤ列を介して駆動ギヤ19を回転駆動する駆動モータ30とを有してなる。
1-4, the
ズームレンズ鏡筒10においては、回転枠12の時計回り(+D方向)の回転駆動によって第一,二群枠14,16等が沈胴位置から撮影可能なワイド位置、更に、テレ位置に繰り出され、ズームアップ動作が行われる。そして、各ズーム位置にて回転枠12の反時計回り(−D方向)の回転によって第二群枠を繰り込み、フォーカシング動作が行われる。更に、回転枠12の上記−D方向のフォーカス駆動を越えた回転によりズームダウン動作および沈胴動作が行われる。以下、ズームレンズ鏡筒10の詳細について説明する。
In the
ズームレンズ鏡筒10の構成部材である固定枠11は、円環形状部材であって、内周部に第一の結合手段である左ネジの雌ヘリコイドネジ(以下、ヘリコイドネジは、ヘリコイドと記載する)11aと、ギヤ挿入開口部11bと、Z方向に沿った直進ガイド溝11cとが設けられる。固定枠11は、カメラ本体2の撮影用開口アパーチャ部2aの前方位置に固定される。
The fixed
駆動ギヤ19は、ロングギヤ形状を有する平歯車であり、固定枠11のギヤ挿入開口部11bに挿入され、回転自在に支持される。
The
キーリング17は、リング形状の板部材であって、外周部に外方に突出する直進ガイド
凸部17aと、折り曲げにより形成され、光軸O方向前方に向けて真直に延出する上下2本のキー部17bとが設けられる。キーリング17のリング部前面側にはキーリング保持環18がビスにより固着される。
The
キーリング保持環18には、外周部外方に突出する3つの周方向ガイド凸部18aが設けられる。
The key
キー部17bは、周方向広幅の根本部17dと、上記根本部より狭い所定幅のキー先端部17cと、根本部17dとキー先端部17cをつなぐ傾斜面からなるカム部17eとを有している。カム部17eは、キーリング17を前方からみてキー部17bの時計回り側の側面に設けられる。キー部17bの反時計回り側の側面は、Z方向(光軸O方向)と平行な平面で形成される直線部となっている。
The
キーリング保持環18が固着されたキーリング17は、互いに嵌合状態にある固定枠11と後述する回転枠12の後方から挿入して、周方向ガイド凸部18aを回転枠12の挿入口12eから挿入し、周方向ガイド溝12fに摺動自在に嵌入させる。同時に直進ガイド凸部17aを固定枠11の直進ガイド溝11cに摺動自在に嵌入させる。
The
したがって、キーリング17とキーリング保持環18は、固定枠11によって回転規制された状態で直進ガイドされながら回転枠12とともに光軸O方向に進退移動するように保持される。
Therefore, the
キーリング17のキー部17bは、後述する連結枠13のガイド穴13cに挿通され、かつ、後述する第一群枠14のガイド溝14bに摺動自在に挿入される。その挿入状態でキー部17bの先端部17cは、ガイド穴13cに対して幅方向に所定の隙間(隙間の回動角度θd)をもつ(図9(A))。また、ガイド穴13cにキー部17bの根本部17dが嵌入した状態では、幅方向(周方向)のガタはない(図9(D))。
The
さらに、キー部17bのキー先端部17cは、第一群枠14の直進ガイド溝14bに周方向のガタのない状態で摺動自在に嵌入する(図6)。
Further, the
回転枠12は、段付き円環形状部材であって、後端段部外周部に第一の結合手段の左ネジ雄ヘリコイド12aおよび平歯車部12bと、内周部に第二の結合手段の右ネジ雌ヘリコイド12cおよび該ヘリコイドに重畳して配される第四の結合手段の第二群枠駆動用のカム溝12dと、内周部後方に挿入口12eをもつ周方向ガイド溝12fとが設けられる。回転枠12は、固定枠11の内周部に後方側から挿入し、雌ヘリコイドネジ11aに雄ヘリコイド12aを螺合した状態で嵌入される。また、回転枠12の平歯車部12bには、駆動ギヤ19が噛合する(図5)。従って、回転枠12は、駆動ギヤ19により回転駆動され、固定枠11に対して回動しながらZ方向(光軸O方向)に沿って進退駆動される。
The
連結枠13は、段付き円環形状部材であって、後方段部外周部に第二の結合手段の右ネジ雄ヘリコイド13aと、前方外周部に固定枠11の雌ヘリコイド11aと同一リードを有する第三の結合手段の左ネジ雄ヘリコイド13bとが設けられ、周方向3ヶ所にZ方向に沿った切り欠き部13dを有し、該切り欠き部内方に直進ガイド溝13eが設けられる。さらに、後方段部を貫通するZ方向に沿った上下2ヶ所にキー挿通用のガイド穴13cが設けられる。
The connecting
連結枠13は、回転枠12の内周部に後方側から挿入し、雌ヘリコイド12cに雄ヘリコイド13aを螺合させて嵌入され、回転枠12に対して回動可能で、かつ、光軸O方向に進退自在に支持される。
The connecting
連結枠13は、前述したようにキーリング17に設けられるキー部17bの先端17cがガイド穴13cを挿通することから図9(A),(B)に示すようにガイド穴13cとの隙間分に相当する回動角θdだけ回動が可能となっている。
As described above, since the
一方、連結枠13の雄ヘリコイド13aと回転枠12の雌ヘリコイド12cとの螺合部分の摩擦トルク(摩擦力、または、駆動伝達トルク)は、連結枠13の雄ヘリコイド13bと後述する第一群枠14の雌ヘリコイド14aとの螺合部分の摩擦トルク(摩擦力、または、負荷トルク)よりも確実に大きいものとする。この摩擦トルクの差は、ヘリコイドねじ部に塗布するグリースの粘度によって生じさせてもよく、あるいは、連結枠13と回転枠12の間の螺合部分を弾性変形させて所定の付勢力で当接させたり、あるいは、別途バネ部材によって連結枠13と回転枠12の間に摺動抵抗を与えることで伝達トルクと第一群枠側負荷トルクに差を付けてもよい。
On the other hand, the friction torque (friction force or drive transmission torque) of the screwed portion between the male helicoid 13a of the connecting
上述のように枠部材間のヘリコイドネジ部の摩擦トルク(伝達トルク)の差のある状態のもとで回転枠12が+D方向に回動駆動された場合、連結枠13は、図9(A)に示すようにキー部17bが連結枠13のガイド穴13cの−D側側面13c1に当接するまで回転枠12と供回りする(一体回動,最大回動角度θd)。当接後は、連結枠13は、回動せずに雌ヘリコイド12cによって+Z方向に繰り出される。また、回転枠12が−D方向に回動駆動された場合、連結枠13は、図9(C)に示すようにキー部17bが連結枠13のガイド穴13cの+D側側面13c2に当接するまで回転枠12と供回りする(一体回動,最大回動角度θd)。当接後は、連結枠13は回動せず、雌ヘリコイド12cによって−Z方向に繰り込まれる。
As described above, when the
第一群枠14は、円環形状部材であって、内周部に第三の結合手段の左ネジ雌ヘリコイド14aと、Z方向に沿った上下2ヶ所の直進ガイド溝14bとが設けられる。そして、内周部前方に第一群レンズ21が保持され、さらに、その後方内部に開閉可能なシャッタ羽根15aを有するシャッタユニット15が取り付けられる。
The
第一群枠14は、連結枠13の外周部に前方側から挿入し、雄ヘリコイド13bに雌ヘリコイド14aを螺合した状態で嵌入される。また、直進ガイド溝14bには、前述したようにキーリング17のキー部先端17cが回転方向に隙間のない状態で摺動自在に嵌入する。したがって、固定枠11に対して常に回転規制状態で光軸O方向に進退自在に支持され、かつ、連結枠13に対しては相対的に回動、かつ、進退自在に支持される。
The
回転枠12が回動した場合、連結枠13がキー部17bで回転規制された状態(共回りしない状態)であれば、第一群枠14は、固定枠11の雌ヘリコイド11aによる回転枠12のZ方向の移動量と、連結枠13の雌ヘリコイド12cによるZ方向の移動量とを加算した移動量だけ移動する。しかし、上述したように連結枠13がガイド穴13cのキー部17bとの隙間の分だけ回転枠12と供回り(一体回動)する場合、第一群枠14は、固定枠11の雌ヘリコイド11aによる回転枠12のZ方向の移動量に対して、相対回動する連結枠13の雄ヘリコイド13b(雌ヘリコイド11aと等しいリードをもつ)による上記Z方向と異なる+、または、−方向(逆方向)の同量の移動分が加算されるので、固定枠11に対してZ方向には移動しない状態に保持される。
When the
第二群枠16は、円環形状部材であって、外周部に突出する3つの突起部を有し、該突起部の外方に突出する第四の結合手段である3本のカムフォロア16bと、上記突起部の内径側に所定の周方向幅を持つ3つの直進ガイド凸部16aとが設けられる。そして、内周部に第二群レンズ22が保持される。
The
第二群枠16は、連結枠13の直進ガイド溝13eに直進ガイド凸部16aを周方向にガタのない状態で摺動自在に嵌入した状態で組み込まれる。さらに、第二群枠16のカムフォロア16bは、回転枠12のカム溝12dに後端側から挿入し、摺動自在に嵌入される。従って、回転枠12が回転駆動された場合、第二群枠16は、連結枠13がキー部17bで回転規制された状態(共回りしない状態)では、連結枠13に対して相対的に直進ガイドされ、固定枠11に対して進退する回転枠12に対してさらにカム溝12dに沿って進退駆動される。また、連結枠13が回転枠12と供回りする状態では、第二群枠16は、カム溝12dでは、進退駆動されず、回転枠12とともに固定枠11の雌ヘリコイド11aによって回動しながら進退駆動される。
The
コイルバネ20は、第一群枠14内のシャッタユニット15と第二群枠16との間に圧縮状態で挿入される。従って、第一群枠14と第二群枠16とは、後述する嵌合ガタが取り除かれた状態で進退自在に支持される。上記嵌合ガタは、第一群枠14と連結枠13とのヘリコイド螺合部の光軸O方向のガタ、および、連結枠13と回転枠12とのヘリコイド螺合部の光軸O方向のガタ、さらに、第二群枠16と回転枠12とのカムフォロアとカム溝の光軸O方向の嵌合ガタである。
The
次に、上述した構成を有する本実施形態のズームレンズ鏡筒10の進退動作について説明する。
ズームレンズ鏡筒10が図1に示す沈胴状態にあるときは、キーリング17のキー部17bは、連結枠13のガイド穴13cに幅広の根本部17dが嵌入し、幅方向に隙間のない状態に保持されている(図9(D))。
Next, the advancing / retreating operation of the
When the
そこで、沈胴状態から撮影可能なワイド、または、テレ状態にズームアップするには、駆動モータ30を一方方向に回転駆動させ、回転枠12をワイドに対応する角度θw(図7)だけ、またさらに、テレに対応する角度θtだけ、あるいは、任意のズーム位置に対応する角度だけ時計回り(+D方向)に回転駆動する。回転枠12は、回動しながら固定枠11に対して+Z方向に繰り出される。
Therefore, in order to zoom up from the retracted state to a wide or telephoto state where the image can be taken, the
このとき、キー部17bは、連結枠13のガイド穴13cの側面13c1に当接しており、連結枠13の+D方向の回動が規制されているので(図9(A))、連結枠13は、回転枠12の繰り出し量に重畳して、回転規制状態のままで雌ヘリコイド12cによって+Z方向に繰り出される。第一群枠14は、常に回転規制状態であり、連結枠13とともに+Z方向に移動し、ワイド位置、または、テレ位置、あるいは、任意のズーム位置に繰り出される。一方、第二群枠16は、回転枠12の繰り出し量に重畳して、連結枠13に回転規制された状態で回転枠12のカム溝12dによって+Z方向のワイド位置、または、テレ位置、あるいは、任意のズーム位置繰り出され、ズーミング(ズームアップ)が行われる。
At this time, the
図11には、各焦点距離(回転枠12の回動角度と対応)に対する第一群レンズ21,第二群レンズ22の移動量を第二群レンズ22のワイド端位置(焦点距離38mm)を基準にして示されている。なお、上記ズーム駆動状態では、フォーカシングレンズである第二群レンズ22は、無限遠(∞)合焦位置にある。それは、キー部17bが図9(A)に示すように連結枠13のガイド穴13c中の−D側側面13c1に当接しており、連結枠13がキー部17bに対して最も+D方向に回動した位置にあって、カムフォロア16bがカム溝12d上の∞対応の移動位置にあるためである。
FIG. 11 shows the amount of movement of the
続いて、フォーカシングを行うには、駆動モータ30を他の方向に回転駆動させ、回転枠12を所望のフォーカシング角度(最大θd(図9(A)〜(B)))だけ反時計回り(−D方向)に回転駆動する。回転枠12は、固定枠11に対して回動しながら−Z方向に繰り込まれる。回転枠12の−Z方向の回動開始時、図8(A),図9(A)に示すようにキー部17b(先端部17c)は、連結枠13のガイド穴13cの側面13c1側に当接している。従って、回転枠12が−D方向の回転を開始すると、連結枠13は、前述したヘリコイド螺合部の摩擦トルク差によって回転枠12と共回り(一体回動)して−D方向に回動するので回転枠12とともに−Z方向に繰り込まれる。その連結枠13とキー部17b(先端部17c)との回動状態は、図8(B),図9(B)に示される。また、最大フォーカシング角度θdだけ回動した状態は、図8(C),図9(C)に示される。
Subsequently, in order to perform focusing, the
上述のように連結枠13が回転枠12と供回り(一体回動)するときは、前述したように第一群枠14は連結枠13に対して相対的に回動する。しかし、連結枠13の雄ヘリコイド13bを含む第三の結合手段と固定枠11の雌ヘリコイド11aを含む第一の結合手段とが同一リードを有し、かつ、逆方向に進退することから、第一群枠14は、固定枠11に対して静止状態の進退しない状態に保持される。一方、第二群枠16は、連結枠13が回転枠12と供回りする状態では、前述したように第二群枠16は回転枠12のカム溝12dでは、進退駆動されず、回転枠12とともに−D方向の回動により固定枠11の雌ヘリコイド11aによって∞合焦位置から任意の被写体距離の合焦位置に繰り込まれる。上述の動作によって∞から至近間のフォーカシングが行われる(図11)。
As described above, when the connecting
次に、ズームダウン動作について説明する。ズームダウンを行う場合、上述したズームアップ動作後、または、フォーカシング動作後、駆動モータ30を上記他の方向に回転駆動させ、回転枠12を反時計回り(−D方向)に回転駆動する。回転枠12は、回動しながら固定枠11に対して−Z方向に繰り込まれる。連結枠13は、まず、図8(A)、または、図8(B)に示す状態からキー部17b(先端部17c)がガイド穴13cの側面13c2側に当接する図8(C)(図9(C))に示す状態になるまで回転枠12と共回りして回動する。さらに、回転枠12を反時計回り(−D方向)に回転駆動すると、連結枠13は、キー部17bによって−D方向の回転が規制されるので、それ以降、回転枠12のみが−D方向に回動する。上述の回転枠12のみの−D方向の回動にともなって、連結枠13が繰り込まれ、第一群枠14が所望のズームダウン位置まで繰り込まれる。第二群枠16は、回転枠12のカム溝12dによって所望のズームダウン位置まで繰り込まれる。
Next, the zoom-down operation will be described. When zooming down, after the zoom-up operation or the focusing operation described above, the
但し、キー部17b(先端部17c)がガイド穴13cの側面13c2に当接した状態であるので上記ズームダウン状態では、第二群枠16は至近距離合焦状態にある。従って、回転枠12を−D方向にわずかに行き過ぎた位置まで回動後、+D方向に戻してキー部17bを連結枠13のガイド穴13cの側面13c1に当接させて、∞合焦状態とする。その後、必要に応じて任意の距離に対するフォーカシングが行われる。
However, since the
なお、図10(A),(B)は、被写体距離無限遠にある状態の任意のズーム状態と、ズームダウン開始状態とにおける回転枠,連結枠,第一群枠の繰り込み状態を示しており、任意のズーム状態にあるとき(ズームアップ後の状態)、連結枠13がキー部17bに対して図8(A)に示す回動状態にあるので第一群枠14と連結枠13との相対位置は、狭い隙間G0 の状態に位置しているが、上記ズームダウンが開始時点では、被写体距離至近の合焦状態になって、連結枠13がキー部17bに対して図8(C),図9(C)に示す回動状態になっており、連結枠13が回転枠12と供回りで−Z方向に繰り込まれるので第一群枠14と連結枠13との相対位置は、比較的広い隙間G1 の状態にある。
FIGS. 10A and 10B show the retraction state of the rotation frame, the connection frame, and the first group frame in an arbitrary zoom state where the subject distance is infinite and a zoom-down start state. When in the arbitrary zoom state (the state after zooming up), since the connecting
次に、ズームダウン後の沈胴動作について説明する。上述したズームダウン動作の後、引き続いてレンズ鏡筒の沈胴を行う場合、さらに、駆動モータ30を上記他の方向に回転駆動させ、回転枠12を反時計回り(−D方向)に回動させる。回転枠12は、回動しながら固定枠11に対して−Z方向に繰り込まれる。その沈胴動作中、前記ズームダウン動作状態から沈胴完了位置近くまでは、図9(C)に示すようにキー部17bは、先端部17cが連結枠13のガイド穴13cの一方の側面13c2に当接しており、図10(C)の沈胴完了前の状態に示すように第一群枠14と連結枠13との相対位置は、図10(B)に示したズームダウン開始状態と同等の比較的広い隙間G1 の状態にある。
Next, the retracting operation after zooming down will be described. When the lens barrel is subsequently retracted after the zoom-down operation described above, the
その後、連結枠13がさらに−Z方向の沈胴方向に繰り込まれ、ガイド穴13cがキー部17bのカム部17eに差し掛かると、図9(D)に示すように該カム部17eによって連結枠13が根本部17dの広くなった幅分だけ+D方向に回動駆動される。すなわち、見た目には、キー部17bのカム部17eによって連結枠13が回動駆動されることになる。そして、沈胴完了状態では、ガイド穴13cと根本部17dが嵌合状態となる。この連結枠13の+D方向の回動駆動により連結枠13は、雌ヘリコイド12cによって回転枠12内後方にさらに繰り込まれる。同時に第一群枠14と連結枠13とが相対的に回動駆動されるので雄ヘリコイド13cによって第一群枠14が連結枠13に対してより接近し、第一群枠14と連結枠13との隙間が隙間G1 より狭い限度の隙間G3 の状態となる(図10(D))。それによって第一群枠14が連結枠13と限度一杯まで繰り込まれ、第二群枠16との間隔も極めて接近した沈胴状態が得られる。すなわち、沈胴状態で第一群枠14,第二群枠16が上述のように限度一杯まで繰り込まれることから鏡筒の沈胴時の全長が短縮されることになる。
After that, when the connecting
以上、説明したように本実施形態のズームレンズ鏡筒10によると、枠部材間に複数の結合手段を適用することによって単一の駆動モータ30を用いた任意の変倍のズーミングと各ズーム位置でのフォーカシングを行うことを可能とし、構成する枠部材の数が少なく、鏡筒外径を小さくまとめることが可能とする。さらに、沈胴状態での鏡筒の長さを極限まで短くすることも可能である。
As described above, according to the
なお、上述した実施形態のズームレンズ鏡筒10においては、枠部材間の結合手段としてヘリコイドネジを適用したが、上記結合手段は、これに限らず、カム溝とカムフォロアとを選択的に適用しても同様の効果が得られる。また、上述したズームレンズ鏡筒10は、銀塩カメラに適用した例を示したが、同様の構成は、デジタルカメラのズームレンズ鏡筒にも適用可能である。
In the
本発明によるズームレンズ鏡筒は、複数のレンズ群をそれぞれ進退駆動可能なズームレンズ鏡筒において、小型化、および、沈胴状態での鏡筒長さの短いズームレンズ鏡筒として適用可能である。 The zoom lens barrel according to the present invention can be applied to a zoom lens barrel that can drive a plurality of lens groups forward and backward, as a zoom lens barrel that is downsized and has a short barrel length in a retracted state.
11 …固定枠(第一の枠)
11a…雌ヘリコイド(第一の結合手段)
12 …回転枠(第二の枠)
12a…雄ヘリコイド(第一の結合手段)
12c…雌ヘリコイド(第二の結合手段)
12d…カム溝(第四の結合手段)
13 …連結枠(第三の枠)
13a…雄ヘリコイド(第二の結合手段)
13b…雄ヘリコイド(第三の結合手段)
14 …第一群枠(第一群レンズ枠,第四の枠)
14a…雌ヘリコイド(第三の結合手段)
16 …第二群枠(第二群レンズ枠,第五の枠)
16b…カムフォロア(第四の結合手段)
17b…キー部(キー部材)
17c…キー先端部(キー部材)
21 …第一群レンズ(第一のレンズ群,レンズ群)
22 …第二群レンズ(第二のレンズ群,レンズ群)
代理人 弁理士 伊 藤 進
11: Fixed frame (first frame)
11a ... Female helicoid (first coupling means)
12 ... Rotating frame (second frame)
12a ... male helicoid (first coupling means)
12c ... Female helicoid (second coupling means)
12d ... Cam groove (fourth coupling means)
13 ... Connecting frame (third frame)
13a ... male helicoid (second coupling means)
13b ... male helicoid (third coupling means)
14 ... 1st group frame (1st group lens frame, 4th frame)
14a ... Female helicoid (third coupling means)
16 ... Second group frame (second group lens frame, fifth frame)
16b ... Cam follower (fourth coupling means)
17b ... Key part (key member)
17c ... Key tip (key member)
21 ... First lens group (first lens group, lens group)
22 ... Second lens group (second lens group, lens group)
Agent Patent Attorney Susumu Ito
Claims (4)
固定枠と、
両方向に回転して上記固定枠に対し光軸方向に進退する回転枠と、
上記固定枠と上記回転枠との間に設けられ、上記回転枠が一方向に回転したときは上記回転枠を光軸前方に移動させ、上記回転枠が他方向に回転したときは上記回転枠を上記光軸後方に移動させる第一の結合手段と、
上記光軸方向に延びて、上記光軸周りに回転不能のキー部材と、
上記キー部材に対し上記光軸周りに所定の量だけ相対回転可能であり、上記回転枠の回転を受けて上記キー部材と当接して上記光軸周りに回転不能となり、上記光軸方向に進退する連結枠と、
上記回転枠と上記連結枠との間に設けられ、上記連結枠が上記キー部材と当接するまで上記回転枠と一体的に回転し、上記連結枠を上記キー部材に当接させ、上記回転枠の上記回転の方向に応じて、上記連結枠を上記光軸前方若しくは上記光軸後方に進退させる第二の結合手段と、
上記光学系の一つのレンズ群である第一のレンズ群を保持し、上記キー部材の回転規則を受けて上記光軸周りには回転不能にされ、光軸方向に進退する第一群レンズ枠と、
上記連結枠と上記第一群レンズ枠との間に設けられ、上記回転枠が回転し、上記連結枠がともに回転して上記第一群レンズ枠と上記連結枠とが相対回転するとき、上記回転枠の進退方向とは同量だけ逆方向に進退させる第三の結合手段と、
上記第一のレンズ群とは異なる上記光学系の一つのレンズ群である第二のレンズ群を保持し、上記連結枠に関し相対的に回転不能に、そして上記連結枠に対し光軸方向に相対的に移動可能であり、上記回転枠の回転により上記光軸方向に進退する第二群レンズ枠と、
上記第二群レンズ枠と上記回転枠との間に設けられ、上記回転枠の回転により上記第二群レンズ枠を光軸方向に進退させるための第四の結合手段と、
を有することを特徴とするズームレンズ鏡筒。 A plurality of lens groups constituting the zoom optical system;
A fixed frame,
A rotating frame that rotates in both directions and advances and retreats in the optical axis direction with respect to the fixed frame;
Provided between the fixed frame and the rotating frame, when the rotating frame rotates in one direction, the rotating frame is moved forward of the optical axis, and when the rotating frame rotates in the other direction, the rotating frame First coupling means for moving the optical axis rearward of the optical axis;
A key member extending in the optical axis direction and not rotatable about the optical axis;
The key member can be rotated relative to the key member by a predetermined amount. The rotation of the rotary frame makes contact with the key member and rotation becomes impossible around the optical axis, and the head member advances and retreats in the optical axis direction. A connecting frame to
The rotating frame is provided between the rotating frame and the connecting frame, and rotates integrally with the rotating frame until the connecting frame comes into contact with the key member, the contacting frame comes into contact with the key member, and the rotating frame. Second coupling means for advancing and retracting the connecting frame forward or backward of the optical axis according to the direction of rotation of
A first lens group frame that holds a first lens group that is one lens group of the optical system, is made unrotatable around the optical axis in response to a rotation rule of the key member, and advances and retreats in the optical axis direction When,
Provided between the connection frame and the first group lens frame, the rotation frame rotates, the connection frame rotates together, and the first group lens frame and the connection frame rotate relative to each other; A third coupling means for moving back and forth in the reverse direction by the same amount as the moving direction of the rotating frame;
A second lens group which is one lens group of the optical system different from the first lens group is held, is relatively non-rotatable with respect to the connection frame, and is relative to the connection frame in the optical axis direction. A second group lens frame that is movable in a movable manner and advances and retracts in the optical axis direction by rotation of the rotary frame;
A fourth coupling means provided between the second group lens frame and the rotating frame, for advancing and retracting the second group lens frame in the optical axis direction by rotation of the rotating frame;
A zoom lens barrel characterized by comprising:
第一の枠と、
両方向に回転して上記固定枠に対し光軸方向に進退する第二の枠と、
上記固定枠と上記回転枠との間に設けられ、上記回転枠が一方向に回転したときは上記回転枠を光軸前方に移動させ、上記回転枠が他方向に回転したときは上記回転枠を上記光軸後方に移動させる第一の結合手段と、
上記光軸方向に延びて、上記光軸周りに回転不能のキー部材と、
上記キー部材に対し上記光軸周りに所定の量だけ相対回転可能であり、上記回転枠の回転を受けて上記キー部材と当接して上記光軸周りに回転不能となり、上記光軸方向に進退する第三の枠と、
上記回転枠と上記連結枠との間に設けられ、上記連結枠が上記キー部材と当接するまで上記回転枠と一体的に回転し、上記連結枠を上記キー部材に当接させ上記回転枠の上記回転の方向に応じて、上記連結枠を上記光軸前方若しくは上記光軸後方に進退させる第二の結合手段と、
上記光学系の一つのレンズ群である第一のレンズ群を保持し、上記キー部材の回転規則を受けて上記光軸周りには回転不能にされ、光軸方向に進退する第四の枠と、
上記連結枠と上記第四の枠との間に設けられ、上記回転枠が回転し、上記連結枠がともに回転して上記第四の枠と上記連結枠とが相対回転するとき、上記回転枠の進退方向とは同量だけ逆方向に進退させる第三の結合手段と、
上記第一のレンズ群とは異なる上記光学系の一つのレンズ群である第二のレンズ群を保持し、上記連結枠に関し相対的に回転不能に、そして上記連結枠に対し光軸方向に相対的に移動可能であり、上記回転枠の回転により上記光軸方向に進退する第五の枠と、
上記第五の枠と上記回転枠との間に設けられ、上記回転枠の回転により上記第五の枠を光軸方向に進退させるための第四の結合手段と、
を有することを特徴とするズームレンズ鏡筒。 A plurality of lens groups constituting the zoom optical system;
The first frame,
A second frame that rotates in both directions and advances and retracts in the optical axis direction with respect to the fixed frame;
Provided between the fixed frame and the rotating frame, when the rotating frame rotates in one direction, the rotating frame is moved forward of the optical axis, and when the rotating frame rotates in the other direction, the rotating frame First coupling means for moving the optical axis rearward of the optical axis;
A key member extending in the optical axis direction and not rotatable about the optical axis;
The key member can be rotated relative to the key member by a predetermined amount. The rotation of the rotary frame makes contact with the key member and rotation becomes impossible around the optical axis, and the head member advances and retreats in the optical axis direction. A third frame to
The rotating frame is provided between the rotating frame and the connecting frame, and rotates integrally with the rotating frame until the connecting frame comes into contact with the key member, so that the connecting frame comes into contact with the key member. Second coupling means for advancing and retracting the connecting frame forward or backward of the optical axis according to the direction of rotation;
A fourth frame that holds a first lens group that is one lens group of the optical system, is made unrotatable around the optical axis in response to the rotation rule of the key member, and advances and retreats in the optical axis direction; ,
The rotating frame is provided between the connecting frame and the fourth frame, and the rotating frame rotates, and when the connecting frame rotates together and the fourth frame and the connecting frame rotate relative to each other, the rotating frame A third coupling means for moving forward and backward in the opposite direction to the forward and backward direction of
The second lens group, which is one lens group of the optical system different from the first lens group, is held, relatively unrotatable with respect to the connection frame, and relative to the connection frame in the optical axis direction. A fifth frame that is movable in a movable manner and advances and retracts in the direction of the optical axis by the rotation of the rotating frame;
A fourth coupling means provided between the fifth frame and the rotating frame, for advancing and retracting the fifth frame in the optical axis direction by rotation of the rotating frame;
A zoom lens barrel characterized by comprising:
Priority Applications (1)
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-
2004
- 2004-02-06 JP JP2004031281A patent/JP2005221889A/en not_active Withdrawn
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