JP2006154173A - Lens device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、カメラや携帯用電子機器等に搭載されるレンズ装置に係り、詳しくは、ズーム機構とフォーカス機構を単一の駆動源で作動させるようにしたレンズ装置に関する。 The present invention relates to a lens device mounted on a camera, a portable electronic device, or the like, and more particularly to a lens device in which a zoom mechanism and a focus mechanism are operated by a single drive source.
ズーム機構とフォーカス機構を備えたレンズ装置として、例えば、2つの駆動源を備え、ズーム動作の指示が与えられるとズーム駆動用モータが回転し、その回転がズームカム環に伝えられ、ズームレンズ群が前後移動してズーム動作が行われ、フォーカス動作の指示が与えられるとフォーカス駆動用モータが回転し、その回転がフォーカスカム環に伝えられ、フォーカスレンズ群が前後移動してフォーカス動作が行われるようにしたものは公知である(例えば、特許文献1参照)。 As a lens device including a zoom mechanism and a focus mechanism, for example, two drive sources are provided. When a zoom operation instruction is given, the zoom drive motor rotates, and the rotation is transmitted to the zoom cam ring. When the zoom operation is performed by moving back and forth, and the focus operation instruction is given, the focus drive motor rotates, the rotation is transmitted to the focus cam ring, and the focus lens group moves back and forth so that the focus operation is performed. What was made is well-known (for example, refer patent document 1).
また、ズーム・フォーカス駆動兼用モータを備え、いわゆるステップズーム動作を行うようにしたレンズ装置も提案されている。このようなレンズ装置は、例えば、以下のように構成される。即ち、ズームカム環上にはズームカムのみならずフォーカスカムも設けられており、ズーム動作の指示が与えられるとズーム・フォーカス駆動兼用モータが回転し、その回転がズームカム環に伝えられる。ズームカム環上のズームカム曲線は広角側から望遠側までの間で二つ以上の有限個の区間に分けられている。 There has also been proposed a lens apparatus that includes a zoom / focus drive motor and performs a so-called step zoom operation. Such a lens device is configured as follows, for example. In other words, not only the zoom cam but also the focus cam is provided on the zoom cam ring. When a zoom operation instruction is given, the zoom / focus drive combined motor is rotated and the rotation is transmitted to the zoom cam ring. The zoom cam curve on the zoom cam ring is divided into two or more finite sections from the wide angle side to the telephoto side.
そして、ある区間から隣接する区間へカムフォロワが移動する際には、ズームカム環の回転に伴いズームレンズ群が前後移動してズーム動作が行われる。一方で一つの区間内の領域に注目すると、ズームカム環の回転に伴ってフォーカスレンズ群がズームレンズ群に対し相対的に前後動し、以ってレンズ系全体としてピント位置を前後させることによりフォーカス動作が行われ、この間、レンズ系全体としての結像倍率はほとんど変化せず、ズーム動作は発現しないように構成される(例えば、特許文献2参照)。 When the cam follower moves from a certain section to an adjacent section, the zoom lens group moves back and forth with the rotation of the zoom cam ring to perform a zoom operation. On the other hand, paying attention to the area within one section, the focus lens group moves back and forth relative to the zoom lens group as the zoom cam ring rotates, so that the focus is moved back and forth as a whole lens system. During this time, the imaging magnification of the entire lens system is hardly changed, and the zoom operation is not expressed (see, for example, Patent Document 2).
また、単一の駆動源からの駆動力を、切換え手段を介して、変倍用レンズ群を光軸方向に沿って移動させる変倍用移動手段、又は、フォーカス用レンズ群を光軸方向に沿って移動させるフォーカス用移動手段、に選択的に伝達できるようにしたレンズ装置も提案されている。その切換え手段は、例えば、中立位置と、その両側のテレ位置とワイド位置との間で回動自在なズームレバーが、操作者によって、テレ位置又はワイド位置に操作されると、歯車列がズーム駆動機構側に噛み合い、中立位置にあるとき、又は、フォーカス動作の指示が発せられているときには歯車列がフォーカス駆動機構側に噛み合うように構成される(例えば、特許文献3参照)。 Further, the driving force from a single drive source is moved through the switching means, and the zoom lens moving means for moving the zoom lens group along the optical axis direction or the focus lens group in the optical axis direction. There has also been proposed a lens apparatus that can selectively transmit to a moving means for focusing that is moved along. For example, when the zoom lever that is rotatable between the neutral position and the tele position and the wide position on both sides thereof is operated to the tele position or the wide position by the operator, the gear train is zoomed. The gear train is configured to mesh with the drive mechanism side when in the neutral position or when a focus operation instruction is issued (see, for example, Patent Document 3).
あるいは、ズーム・フォーカス駆動兼用モータの出力をフォーカスレンズ群に伝える第一の伝動部と、同じくズームレンズ群に伝える第二の伝動部を備え、ズーム動作とフォーカス動作の切り換えの指示が電気的に与えられると、圧電素子を用いた切り換え用アクチュエータの動作によってそれらの伝動系統が切り換えられるようにしたレンズ装置も提案されている(例えば、特許文献4参照)。
前述の第一の従来例(特許文献1)では、ズームとフォーカスのそれぞれのために合計2つのアクチュエータ(モータ)を必要とし、コスト面や小型化の点で不利である。また、第二の従来例(特許文献2)においては、ズーム時に実際に使用可能な焦点距離は予めカム上で分けられた区間により定まる限られた段数となり、特にレンズ系が非常に小型である場合には区間を数多くカム部材上に形成することが寸法の制約上極めて困難となり、結果としてその段数が極端に少なくなり実用性が低下してしまう構造上の難点がある。 The first conventional example (Patent Document 1) requires a total of two actuators (motors) for each of zoom and focus, which is disadvantageous in terms of cost and size. In the second conventional example (Patent Document 2), the focal length that can actually be used during zooming is a limited number of steps determined in advance by a section divided on the cam, and the lens system is particularly compact. In some cases, it is extremely difficult to form a large number of sections on the cam member due to dimensional restrictions, and as a result, the number of steps becomes extremely small, and there is a structural problem that the practicality is lowered.
また、第三の従来例(特許文献3)では、ズームとフォーカスを一つのアクチュエータで実現可能ではあるものの、機械的な構造が複雑化して部品点数が多くなる上に、歯車の噛み合いの切り換えが頻繁に発生するため機械的な損耗による信頼性・耐久性の低下も懸念される。 In the third conventional example (Patent Document 3), zoom and focus can be realized by a single actuator, but the mechanical structure becomes complicated and the number of parts increases, and the meshing of the gears can be switched. Since it occurs frequently, there is a concern that reliability and durability may be reduced due to mechanical wear.
さらに、第四の従来例(特許文献4)においては、ズーム・フォーカス駆動兼用モータに加えて、圧電素子を用いた切り換え用アクチュエータを設けているため、結果として、2つの駆動源を用いており、可動部分が多くなり部品点数も増え、構造の簡素化やコンパクト化、コストの低減化等が難しくなる。 Furthermore, in the fourth conventional example (Patent Document 4), a switching actuator using a piezoelectric element is provided in addition to a zoom / focus drive combined motor, and as a result, two drive sources are used. As a result, the number of moving parts increases and the number of parts increases, making it difficult to simplify and compact the structure and reduce costs.
本発明は、このような実情に鑑みてなされ、構成が簡易でコンパクトでありならが、一つの駆動源にてズームおよびフォーカスに対応可能なレンズ装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a lens apparatus capable of zooming and focusing with a single drive source, although the configuration is simple and compact.
(1)本発明のレンズ装置は、少なくとも2群以上のレンズを保持する複数のレンズ枠と、該レンズ枠の各々を所定の連係動作で光軸に沿う方向に移動させることによりレンズ系の焦点距離を変更するズーム機構と、前記レンズ枠の少なくとも1つ又は全部を光軸に沿う方向に移動させることによりレンズ系の結像位置を調節するフォーカス機構と、前記ズーム機構および前記フォーカス機構に駆動力を供給し駆動方向の反転が可能な駆動源と、前記ズーム機構および前記フォーカス機構に前記駆動源からの駆動力を伝達する駆動力伝達部と、を備え、前記駆動力伝達部は、前記駆動源の駆動方向が反転してから一定範囲の間は、前記ズーム機構もしくは前記フォーカス機構のいずれか一方への駆動力の伝達を遮断する不感帯を有することを特徴とする。 (1) The lens device of the present invention includes a plurality of lens frames that hold at least two groups of lenses, and each lens frame is moved in a direction along the optical axis by a predetermined linkage operation, thereby focusing the lens system. A zoom mechanism for changing the distance, a focus mechanism for adjusting the imaging position of the lens system by moving at least one or all of the lens frames in a direction along the optical axis, and driving the zoom mechanism and the focus mechanism A driving source capable of supplying a force and capable of reversing the driving direction; and a driving force transmitting unit that transmits a driving force from the driving source to the zoom mechanism and the focusing mechanism, and the driving force transmitting unit includes: There is a dead zone that blocks transmission of driving force to either the zoom mechanism or the focus mechanism for a certain range after the drive direction of the drive source is reversed. And butterflies.
このような構成によれば、例えば、駆動源を正転方向に駆動させているときにズーム機構(とフォーカス機構)に駆動力を伝達させることで、ズーム動作を行わせことができる。次いで、ズーム動作が終了した後に、駆動源を逆転させることで、不感帯により、所定範囲内でズーム機構へは駆動力を伝達させずにフォーカス機構にのみ駆動力を伝達させ、フォーカス動作を行わせることができる。 According to such a configuration, for example, when the drive source is driven in the forward rotation direction, the zooming operation can be performed by transmitting the driving force to the zoom mechanism (and the focus mechanism). Next, after the zoom operation is completed, the drive source is reversed, so that due to the dead zone, the drive force is transmitted only to the focus mechanism without transmitting the drive force to the zoom mechanism within a predetermined range, and the focus operation is performed. be able to.
このように、所定範囲内で駆動力を伝達しない不感帯を設けた構成が簡易な駆動力伝達部により、(単一の)駆動源の駆動方向を正逆切り換えることで、ズーム動作とフォーカス動作を選択的に行うことができ、装置の部品点数が少なくなり構成が簡素化されコンパクト化も可能となる。 As described above, the zoom operation and the focus operation can be performed by switching the drive direction of the (single) drive source between the forward and reverse directions by the drive force transmission unit having a simple configuration of the dead zone that does not transmit the drive force within a predetermined range. This can be performed selectively, and the number of parts of the apparatus is reduced, the configuration is simplified and the size can be reduced.
また、駆動力伝達部に不感帯を設けるために複雑な構成は不要であり、その構成を簡易なものとして、可動部品を少なくすることができる。従って、機械的な損耗を少なくして、信頼性と耐久性の向上を図ることができる。 In addition, since a dead zone is provided in the driving force transmission unit, a complicated configuration is unnecessary, and the configuration can be simplified, and movable parts can be reduced. Therefore, mechanical wear can be reduced, and reliability and durability can be improved.
以上より、本発明のレンズ装置によれば、部品点数が少なく構成が簡易で安価でありながら、一つの駆動源のみでズームおよびフォーカスに対応したレンズ装置を供給することができる。
(2)前記不感帯は、前記ズーム機構もしくは前記フォーカス機構のいずれか一方に設けられた伝達ピン部を遊嵌させるために他方に設けられる伝達溝部により形成され、前記伝達ピン部が前記伝達溝部の両端末に当接しない前記所定範囲内の位置にあるときには、駆動力を伝達しないようにしてもよい。例えば、伝達溝部を半円弧状に形成した簡易な構成で、180°の範囲で不感帯を形成することができる。
(3)前記不感帯は、前記ズーム機構もしくは前記フォーカス機構のいずれか一方に設けられた伝達ピン部を当接させるために他方に所定の間隔をおいて設けられた当接部により形成され、前記伝達ピン部が前記当接部に当接しない前記所定範囲内の位置にあるときには、駆動力を伝達しないようにしてもよい。このようにすれば、より簡易な構成で不感帯を形成することができ、例えば、当接部を、伝達ピン部の回動軌跡上の直径方向に対向する位置に配設すれば、180°の範囲で不感帯を形成することができる。
As described above, according to the lens device of the present invention, it is possible to supply a lens device corresponding to zoom and focus with only one drive source, while having a small number of parts and a simple configuration and being inexpensive.
(2) The dead zone is formed by a transmission groove provided on the other in order to loosely engage a transmission pin provided on either the zoom mechanism or the focus mechanism, and the transmission pin is connected to the transmission groove. When it is in a position within the predetermined range that does not contact both terminals, the driving force may not be transmitted. For example, the dead zone can be formed in a range of 180 ° with a simple configuration in which the transmission groove is formed in a semicircular arc shape.
(3) The dead zone is formed by a contact portion provided at a predetermined interval on the other side in order to contact a transmission pin portion provided on either the zoom mechanism or the focus mechanism, When the transmission pin portion is in a position within the predetermined range where it does not contact the contact portion, the driving force may not be transmitted. In this way, the dead zone can be formed with a simpler configuration. For example, if the contact portion is disposed at a position facing the diametrical direction on the rotation trajectory of the transmission pin portion, it is 180 °. A dead zone can be formed in a range.
本発明のレンズ装置は、所定範囲内でズーム機構又はフォーカス機構のいずれか一方に駆動力を伝達しない不感帯を設けた構成としており、簡易な駆動力伝達部によって、単一の駆動源で、ズーム機構又はフォーカス機構の何れか一方を選択的に動作させるようにしているので、部品点数が少なく構成が簡易で、安価でありながら高い信頼性と耐久性を具備したレンズ装置を供給することができる。 The lens device of the present invention has a configuration in which a dead band that does not transmit driving force to either the zoom mechanism or the focusing mechanism within a predetermined range is provided, and a simple driving force transmission unit allows zooming with a single driving source. Since either one of the mechanism and the focus mechanism is selectively operated, a lens device having a small number of parts, a simple configuration, a low cost, and high reliability and durability can be supplied. .
以下に、本発明の最良の実施の形態に係るレンズ装置について図面を参照しつつ詳細に説明する。
〔実施の形態1〕
図1(a)(b)は、ズーム機構とフォーカス機構を具備したレンズ装置の構成説明図、図2はズームカム環と固定筒の組み付け対応図である。これらの図に示すように、このレンズ装置は、駆動源として単一のモータ1を備え、その出力軸に取り付けられたピニオン2 が、フォーカスカム環3と一体固定の歯車3aに噛み合っている。
Hereinafter, a lens device according to a best embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[Embodiment 1]
FIGS. 1A and 1B are explanatory views of the configuration of a lens apparatus provided with a zoom mechanism and a focus mechanism, and FIG. 2 is a diagram corresponding to the assembly of a zoom cam ring and a fixed cylinder. As shown in these drawings, this lens device includes a
フォーカスカム環3は、その本体が円柱状乃至は円筒状に形成され、その外周面に、所定のフォーカスカム曲線をなすフォーカスカム溝4が形成されている。このフォーカスカム溝4には、フォーカスフォロワ部5が摺動自在に嵌入されており、このフォーカスフォロワ部5の基部は、レンズ系の光軸6の方向に沿って移動自在なズームカム環7に突設されている。
The main body of the
ズームカム環7は円筒状に形成され、その周面に、所定のズームカム曲線をなすズームカム溝7a,7bが形成されている。このズームカム溝7a,7bには、それぞれズームフォロワ部8a,9aが摺動自在に遊嵌され、ズームフォロワ部8aは第一群レンズ枠8に突設され、ズームフォロワ部9aは第二群レンズ枠9に突設されている。なお、81,91〜93はレンズを示す。
The zoom cam ring 7 is formed in a cylindrical shape, and
これら2つのズームフォロワ部8a,9aは、固定筒10に光軸6と平行に形成された並進溝10a,10bにも摺動自在に遊嵌しており、これにより、両レンズ枠8,9の移動方向は、光軸6と平行な方向に規制されている。なお、フォーカスカム環3のフォーカスカム溝4とフォーカスフォロワ部5とで、本発明のフォーカス機構の要部を構成している。
These two
一方、フォーカスカム環3と同軸状に伝達環11が配設されている。即ち、フォーカスカム環3の図示下方に突設した軸3bに伝達環11の軸孔が回動自在に嵌装され、この伝達環11の外周に形成された歯車部11gが、ズームカム環7の外周に突設形成された歯車部7gと噛み合っている。このズームカム環7の近傍にはセンサ12が配設されており、該センサ12はコントローラ13に接続され、コントローラ13は電源14及びモータ1に接続されている。なお、伝達環11の歯車部11gとズームカム環7の歯車部7gとで、本発明のズーム機構の要部を構成している。
On the other hand, a
そして、上述の伝達環11とフォーカスカム環3との間、即ち、ズーム機構とフォーカス機構の間で駆動力を伝達するための駆動力伝達部Tが設けられ、該駆動力伝達部Tは、所定範囲内で駆動力を伝達しない不感帯Nを有している。駆動力伝達部Tは、図1(b)に示すように、フォーカスカム環3に固定された伝達ピン部16と、その伝達ピン部16を摺動自在に遊嵌させる半円弧状の伝達溝部15とにより構成され、この伝達溝部15の空間が(伝達ピン部16との間に)不感帯Nを形成する。
A driving force transmission unit T for transmitting a driving force between the
図示の状態にて、伝達ピン部16が時計回りに回動すると、フォーカスカム環3から伝達環11に駆動力が伝達されるが、伝達ピン部16が反時計回りに回動すると、伝達ピン部16が伝達溝部15の一方の端末のピン位置Pから離間するため、その伝達ピン部16が他方の伝達溝部15の端末のピン位置Qに至るまでの角度θ(この例では180°)の間では、伝達環11にはフォーカスカム環3からの駆動力は伝達されない。即ち、ズーム機構にはフォーカス機構から駆動力は伝達されない。
In the state shown in the drawing, when the
以上のように構成されるレンズ装置の動作について説明すると、まず、撮影者等からのズーム動作を行うための指示に基づきモータ1が正転すると、ピニオン2を介してフォーカスカム環3が回動する。その回動方向が図1(b)において時計回りであれば、伝達溝部15の一方の端末に当接するピン位置Pにある伝達ピン部16から伝達環11に回動力が伝達され、フォーカスカム環3と共に伝達環11も時計回りに回動する。
The operation of the lens apparatus configured as described above will be described. First, when the
これにより、歯車部11g,7gを介してズームカム環7が回動すると共に、各レンズ枠8,9のズームフォロワ部8a,9aが固定筒10の並進溝10a,10bの規制を受けつつズームカム溝7a,7b上を摺動し、各レンズ枠8,9は互いに所定の位置関係をとりつつ光軸6に沿う方向に移動して、レンズ系の焦点距離が変化しズーム動作(変倍)が実現する。
As a result, the zoom cam ring 7 is rotated via the
その間、ズームカム環7の回動量はセンサ12により検出され、コントローラ13に送られる。コントローラ13は、その検出回動量を監視し、モータ1を制御駆動する。なお、センサ12はこの位置以外にも、例えば伝達環11の近傍に設置して伝達環14の総回動量を検出することによっても同様にモータ1を制御駆動することができる。
Meanwhile, the rotation amount of the zoom cam ring 7 is detected by the
ズーム動作が終了した時点では、焦点距離は使用者の所望の変倍状態に達しているが、ピント位置は保証の限りではない。そこで、ズーム動作の終了に引き続き、速やかにフォーカス動作に移行する。フォーカス動作は、モータ1を逆転させることにより行う。即ち、モータ1の逆転により、フォーカスカム環3は、正転時とは逆に、図1(b)において反時計回りに回動する。すると、フォーカスカム環3と一体の伝達ピン部16は、伝達溝部15内の当初のピン位置Pからピン位置Qまで角度θだけ回動する間は、伝達環11に回動力を伝達しない。
When the zoom operation is finished, the focal length has reached the user's desired zooming state, but the focus position is not guaranteed. Therefore, immediately after the end of the zoom operation, the focus operation is immediately performed. The focusing operation is performed by reversing the
このモータ1の逆転開始後の角度θの範囲内においては、上記のとおり伝達環11は回動しないため、それと歯車部11g,7gで噛み合うズームカム環7も回動しない。従って、ズームカム溝7a,7bに対する各レンズ枠8,9のズームフォロワ部8a,9aの嵌入位置も不変であって、レンズ系の焦点距離は変化しない。
Since the
その一方で、角度θの範囲内においてもフォーカスカム環3は回動し、フォーカスカム溝4とズームカム環7のフォーカスフォロワ部5との嵌入位置は変化するため、フォーカスカム曲線に従ってズームカム環7及びそれに保持されているレンズ系全体が光軸6に沿って並進移動する。これにより、位置固定に配設されている撮像素子17に対してレンズ系のピント位置が移動する。従って、図示しない合焦状態検知手段と組み合わせれば、ピント位置を撮像素子17の表面(光電変換面)上に合わせ込むことができ、フォーカス動作が実現することとなる。
On the other hand, the
本構成によれば、前述したステップズームの機構とは異なりフォーカス動作はズーム動作に対して独立であるから、広角端と望遠端との間の任意のズーム位置においてフォーカス動作に移行することが可能である。なお、上記構成において、フォーカスカム環3上に描くフォーカスカム曲線は、本ズームレンズの仕様としての最近撮影距離ならびに最遠撮影距離を基準として、全ズーム域に関してピント位置が最も前寄りになる点と最も後寄りになる点との間の範囲を少なくともカバーするだけの並進移動量をズームカム環7に与えられるものでなければならない。
According to this configuration, unlike the step zoom mechanism described above, the focus operation is independent of the zoom operation, so that it is possible to shift to the focus operation at any zoom position between the wide-angle end and the telephoto end. It is. In the above configuration, the focus cam curve drawn on the
所定値として与えられる角度θは図1(b)では約180度としているが、これに限られることなく、フォーカスカム溝4の円周方向の形成長をカバーできていればそれより長くとも短くともよい。実際にはフォーカスカム溝4の円周方向の形成長は、フォーカス動作に必要な上記並進移動量と設計上適切と考えられるフォーカスカム曲線の傾斜角とから定められるため、角度θもそれに準じて決まる。 The angle θ given as the predetermined value is about 180 degrees in FIG. 1B. However, the angle θ is not limited to this, and the angle θ is shorter or shorter as long as the formation length of the focus cam groove 4 in the circumferential direction can be covered. Also good. Actually, the formation length of the focus cam groove 4 in the circumferential direction is determined from the translational movement amount necessary for the focus operation and the inclination angle of the focus cam curve that is considered to be appropriate in design. Determined.
また、フォーカス動作は、フォーカスカム環3のズーム動作時の正転に対して逆転だけで行うことに限るものではなく、逆転の途中で合焦位置を行き過ぎた場合には、伝達ピン部16が元のピン位置Pに戻るまでの範囲であれば再び正転に転じてフォーカス動作を継続しても何ら問題ない。なお、以上ではズーム動作時にフォーカスカム環3が時計回りに回動するものとして説明したが、これが逆であっても全体の動作の流れは同じである。
Further, the focus operation is not limited to the reverse rotation with respect to the normal rotation during the zoom operation of the
ここで、本実施の形態では、モータ逆転開始後の角度θの範囲内においては伝達環11は回動しないとしたが、現実に実施した場合の部品の寸法関係等によっては各部の摩擦等の影響でわずかながら回動力が伝達環11に伝達され、フォーカス動作中に焦点距離がずれてしまう可能性も否定はできない。しかし、このようなトラブルは、例えば伝達ピン部16と伝達溝部15の間に充分なクリアランスを設定したり、伝達環11にクラッチ機構を設ける等により防止することができる。
〔実施の形態2〕
本実施の形態に係るレンズ装置では、図3(a)(b)に示すように、ズームカム環7を、伝達環11及びフォーカスカム環3と同軸状に配設している。なお、前実施の形態と同一又は同等部材については同一符号を付す。
Here, in the present embodiment, the
[Embodiment 2]
In the lens device according to the present embodiment, as shown in FIGS. 3A and 3B, the zoom cam ring 7 is disposed coaxially with the
フォーカスカム環3の図示下端面には円周方向に所定のフォーカスカム曲線を描くフォーカスカム面18が形成されている。このフォーカスカム面18には、ズームカム環7の内側に内方に向けて突設したフォーカスフォロワ部5が摺接自在に付勢当接している。このズームカム環7は、フォーカスカム環3の軸3bに回動自在に被嵌される伝達環11の軸部11bに回動自在かつ軸方向に摺動自在に被嵌され、ズーム環付勢ばね19によって、フォーカスフォロワ部5がフォーカスカム面18に常時付勢状態で摺接自在に当接している。このフォーカスカム面18とフォーカスフォロワ部5とで、本発明のフォーカス機構の要部を構成している。
A
ズームカム環7の上下両端面には各々円周方向に所定のズームカム曲線20a,20bを描くようにズームカム面21a,21bが形成されている。図の上側のズームカム面21aが、第一群レンズ枠8を移動させるために設けられ、下側のズームカム面21bが、第二群レンズ枠9を移動させるために設けられる。
Zoom cam surfaces 21a and 21b are formed on both upper and lower end surfaces of the zoom cam ring 7 so as to draw predetermined zoom cam curves 20a and 20b in the circumferential direction. An upper
このズームカム面21a,21bには、両レンズ枠8,9にそれぞれ突設形成したズームフォロワ部8a,9aが、レンズ付勢ばね22,23により、それぞれ常時付勢状態で摺接自在に当接している。そして、各レンズ枠8,9にそれぞれ形成した軸孔8e、9eが、光軸6に沿った方向に固定状態に配設されたガイド軸24,25に摺動自在に被嵌しており、両レンズ枠8,9の移動方向が、光軸6に沿う方向にのみ規制されている。このズームカム面21a,21bとズームフォロワ部8a,9aとで、本発明のズーム機構の要部を構成している。
Zoom
一方、フォーカスカム環3と伝達環11の間には駆動力伝達部Tが設けられ、該駆動力伝達部Tは、前実施の形態と同様に、所定範囲内で駆動力を伝達しない不感帯Nを有している。即ち、駆動力伝達部Tは、図3(b)に示すように、フォーカスカム環3に固定された伝達ピン部16と、この伝達ピン部16を摺動自在に遊嵌させる半円弧状の伝達溝部15とにより構成され、この伝達溝部15の空間が(伝達ピン部16との間に)不感帯Nを形成する。
On the other hand, a driving force transmission portion T is provided between the
図示の状態にて、伝達ピン部16が時計回りに回動すると、フォーカスカム環3から伝達環11に駆動力が伝達されるが、伝達ピン部16が反時計回りに回動すると、伝達ピン部16が伝達溝部15の一方の端末のピン位置Pから離間するため、その伝達ピン部16が他方の伝達溝部15の端末のピン位置Qに至るまでの角度θ(この例では180°)の間では、伝達環11にはフォーカスカム環3からの駆動力は伝達されない。
In the state shown in the drawing, when the
この伝達環11の外周には、少なくとも一箇所以上、本図では直径方向に一対の凸部11a,11aが形成されており、この凸部11a,11aが、ズームカム環7の内周面に形成された凹部7a,7aに嵌合する。なお、伝達環11の側又はズームカム環7の側の少なくとも一方を軸方向に長く形成して、ズームカム環7の伝達環11に対する軸方向の移動範囲内で凹部7aと凸部11aの嵌合状態が維持されるようにしてある。この例では、ズームカム環7の凹部7aを軸方向に長く形成している。
A pair of
以上のように構成されるレンズ装置の動作について説明すると、まず、撮影者等からのズーム動作の指示に基づきモータ1が正転すると、ピニオン2を介してフォーカスカム環3が回動する。その回動方向が図3(b)において時計回りであれば、伝達溝部15の一方の端末に当接するピン位置Pにある伝達ピン部16から伝達環11に回動力が伝わるため、フォーカスカム環3と共に伝達環11も時計回りに回動する。
The operation of the lens device configured as described above will be described. First, when the
これにより、伝達環11の回動は、凹部7aと凸部11aの嵌合を介して、ズームカム環7に伝達される。ズームカム環7が回動すると、各レンズ枠8,9のズームフォロワ部8a,9aがズームカム面21a,21b上を摺動し、各レンズ枠8,9は互いに所定の相対位置関係をとりつつ光軸6の方向に沿って移動しレンズ系の焦点距離が変化するズーム動作が実現される。その間、ズームカム環7の回転量はセンサ12により検出され、その検出値はコントローラ13に送られ、コントローラ13は、その検出回転量を監視し、モータ1を駆動制御する。
Thereby, the rotation of the
ズーム動作の指示が終了した時点では、焦点距離は使用者の所望の変倍状態に達しているが、ピント位置は保証されない。そこで、ズーム動作の終了に続き速やかにフォーカス動作に入る。フォーカス動作はモータ1を逆転させることにより行う。逆転によりフォーカスカム環3は上記の正転時と逆に図3(b)において反時計回りで回動することになる。するとフォーカスカム環3の伝達ピン部16は、当初のピン位置Pからピン位置Qまで角度θだけ回動する間は伝達環11の伝達溝部15の中を移動するのみで、伝達環11に回動力は伝達されない。
At the time when the zoom operation instruction is completed, the focal length has reached the user's desired zooming state, but the focus position is not guaranteed. Therefore, the focus operation is started immediately after the end of the zoom operation. The focusing operation is performed by reversing the
このモータ逆転開始後の角度θの範囲内においては、上記のとおり伝達環11は回動しないため、それと噛み合うズームカム環7も回動しない。従って、ズームカム面21a,21bに対する各レンズ枠8,9のズームフォロワ部8a,9aの接触位置も不変であって、レンズ系の焦点距離は変化しない。
Since the
その一方で、角度θの範囲内においてもフォーカスカム環3は回動し、フォーカスカム面18とズームカム環3のフォーカスフォロワ部5との接触位置は変化してゆく。ゆえにフォーカスカム曲線に従ってズームカム環7及びそれに接触保持されているレンズ系全体が光軸6方向に並進移動する。つまり、位置不変の撮像素子17に対してレンズ系のピント位置が移動することとなる。従って、図示しない合焦状態検知手段と組み合わせれば、ピント位置を撮像素子17の表面(光電変換面)上に合わせこむことができ、フォーカス動作が実施可能となる。
On the other hand, the
前実施の形態と同じく、本構成によれば前述のステップズームの機構と異なりフォーカス動作はズーム動作に対し独立であるから、広角端と望遠端との間の任意のズーム位置においてフォーカス動作に移行することが可能である。なお、フォーカスカム曲線に課せられる条件や角度θおよびフォーカス動作時の正逆転に関する補足などについては前実施の形態と同じである。
〔実施の形態3〕
本実施の形態に係るレンズ装置は、図4(a)(b)に示すように、ズームカム環7を、フォーカスカム環3と同軸状に配設し、かつ、前実施の形態に係る伝達環11を省き、ズームカム環7によって、その駆動力伝達機能を発揮させるように構成している。なお、前実施の形態と同一又は同等部材については同一符号を付す。
As in the previous embodiment, according to this configuration, unlike the step zoom mechanism described above, the focus operation is independent of the zoom operation, so the focus operation is shifted to any zoom position between the wide-angle end and the telephoto end. Is possible. Note that the conditions imposed on the focus cam curve, the angle θ, and supplements regarding forward and reverse rotation during the focus operation are the same as in the previous embodiment.
[Embodiment 3]
In the lens device according to the present embodiment, as shown in FIGS. 4A and 4B, the zoom cam ring 7 is disposed coaxially with the
モータ1によって回動されるフォーカスカム環3の端面上には円周方向に所定のフォーカスカム曲線を描くフォーカスカム面18が形成されている。このフォーカスカム面18にフォーカスフォロワ部5を接触させるようにズームカム環7が配設されている。即ち、ズームカム環7はフォーカスカム環3の軸3bに回動自在かつ摺動自在に被嵌され、ズーム環付勢ばね19によって、フォーカスフォロワ部5がフォーカスカム面18に対して常時付勢状態で摺接自在に当接している。このフォーカスカム面18とフォーカスフォロワ部5とで、本発明のフォーカス機構の要部を構成している。
On the end surface of the
ズームカム環7の上下両端面には各々円周方向に所定のズームカム曲線20a,20bを描くようにズームカム面21a,21bが形成されている。図の上側のズームカム面21aが、第一群レンズ枠8を移動させるために設けられ、下側のズームカム面21bが、第二群レンズ枠9を移動させるために設けられる。
Zoom cam surfaces 21a and 21b are formed on both upper and lower end surfaces of the zoom cam ring 7 so as to draw predetermined zoom cam curves 20a and 20b in the circumferential direction. An upper
このズームカム面21a,21bには、両レンズ枠8,9にそれぞれ突設形成したズームフォロワ部8a,9aが、レンズ付勢ばね22,23により、それぞれ常時付勢状態で摺接自在となるように当接している。そして、各レンズ枠8,9にそれぞれ形成した軸孔8e、9eが、光軸6に沿った方向に固定状態に配設されたガイド軸24,25に摺動自在に被嵌しており、両レンズ枠8,9の移動方向が、光軸6に沿う方向にのみ規制されている。このズームカム面21a,21bとズームフォロワ部8a,9aとで、本発明のズーム機構の要部を構成している。
Zoom
ズームカム環7には、フォーカスカム環3に設けた伝達ピン部16の回動軌跡に対応させて、当接部7p,7qが設けられており、この伝達ピン部16と当接部7p,7qによって、駆動力伝達部Tが構成され、この駆動力伝達部Tは、前各実施の形態と同様に、所定範囲内で駆動力を伝達しない不感帯Nを有している。即ち、駆動力伝達部Tは、図4(b)に示すように、フォーカスカム環3に固定された伝達ピン部16と、伝達ピン部16を当接させる当接部7p,7qとにより構成され、この当接部7p,7qの間の空間が(伝達ピン部16との間に)不感帯Nを形成する。
The zoom cam ring 7 is provided with
以上のように構成されるレンズ装置の動作について説明すると、まず、撮影者等からのズーム動作の指示に基づきモータ1が正転すると、ピニオン2を介してフォーカスカム環3 が回動する。その回動方向が図4(b)において時計回りであれば、一方の当接部7pに当接するピン位置Pにある伝達ピン部16から当接部7pに回動力が伝達されるため、フォーカスカム環3と共にズームカム環7も時計回りに回動する。
The operation of the lens apparatus configured as described above will be described. First, when the
ズームカム環7が回転すると、各レンズ枠8,9のズームフォロワ部8a,9aがズームカム面21a,21b上を摺動し、各レンズ枠8,9は互いに所定の位置関係をとりつつ光軸6の方向に沿って移動し、レンズ系の焦点距離が変化するズーム動作が実現される。その間、ズームカム環7の回転量はセンサ12により検出され、その検出値はコントローラ13に送られ、コントローラ13は、その検出回転量を監視し、モータ1を駆動制御する。
When the zoom cam ring 7 rotates, the
ズーム動作の指示が終了した時点では、焦点距離は使用者の所望の変倍状態に達しているが、ピント位置は保証されない。そこで、ズーム動作の終了に続き速やかにフォーカス動作に入る。フォーカス動作はモータ1を逆転させることにより行う。逆転によりフォーカスカム環3は上記の正転時と逆に図4(b)において反時計回りで回転することになる。すると、フォーカスカム環3の伝達ピン部16は、当初のピン位置Pからピン位置Qまで角度θだけ回動する間は当たり部7pと7qの間の空間を移動するのみで、ズームカム環7に回動力は伝達されない。
At the time when the zoom operation instruction is completed, the focal length has reached the user's desired zooming state, but the focus position is not guaranteed. Therefore, the focus operation is started immediately after the end of the zoom operation. The focusing operation is performed by reversing the
このモータ逆転開始後の角度θの範囲内においては、上記のとおりズームカム環7は回動しないため、ズームカム面21a,21bに対する各レンズ枠8,9のズームフォロワ部8a,9aの接触位置も不変であって、レンズ系の焦点距離は変化しない。
Since the zoom cam ring 7 does not rotate as described above within the range of the angle θ after the start of the reverse rotation of the motor, the contact positions of the
その一方で、角度θの範囲内においてもフォーカスカム環3は回動し、フォーカスカム面18とズームカム環7のフォーカスフォロワ部5との接触位置は変化してゆく。ゆえにフォーカスカム曲線に従ってズームカム環7及びそれに接触保持されているレンズ系全体が光軸6方向に並進移動する。つまり、位置不変の撮像素子17に対してレンズ系のピント位置が移動することとなる。従って、図示しない合焦状態検知手段と組み合わせれば、ピント位置を撮像素子17の表面(光電変換面)上に合わせこむことができ、フォーカス動作が実施可能となる。
On the other hand, the
前各実施の形態と同じく、本構成によれば前述のステップズームの機構と異なりフォーカス動作はズーム動作に対し独立であるから、広角端と望遠端との間の任意のズーム位置においてフォーカス動作に移行することが可能である。なお、フォーカスカム曲線に課せられる条件や角度θおよびフォーカス動作時の正逆転に関する補足などについては前各実施の形態と同じである。
〔実施の形態4〕
本実施の形態に係るレンズ装置を図5(a)(b)及び図6(a)(b)に示す。前記各実施の形態では、フォーカス動作の際にレンズ系全体を移動させていたのに対し、本実施の形態では、レンズ系を構成するレンズ群のうちの一部を移動させることでフォーカス動作を行う。具体的には、三群のレンズ枠81,9,26のうち第三群レンズ枠26のみを移動させてフォーカス動作を行う。なお、前実施の形態と同一又は同等部材については同一符号を付す。
As in the previous embodiments, according to this configuration, unlike the step zoom mechanism described above, the focus operation is independent of the zoom operation, so the focus operation can be performed at any zoom position between the wide-angle end and the telephoto end. It is possible to migrate. Note that the conditions imposed on the focus cam curve, the angle θ, and supplements regarding forward and reverse rotation during the focus operation are the same as in the previous embodiments.
[Embodiment 4]
The lens device according to the present embodiment is shown in FIGS. 5 (a) and 5 (b) and FIGS. 6 (a) and 6 (b). In each of the embodiments described above, the entire lens system is moved during the focusing operation, whereas in this embodiment, the focusing operation is performed by moving a part of the lens group constituting the lens system. Do. Specifically, the focusing operation is performed by moving only the third
モータ1の出力軸に取り付けられたピニオン(歯車)2 に噛み合う歯車3aの支軸をなす上軸部3cには、上部カム環31を回動自在に被嵌させ、上軸部3cと一体の中間軸部3dに突設した下軸部3eには、下部カム環32を回動自在に被嵌させ、両カム環31,32が軸方向に相対移動自在となるように、上部カム環31の一部を下部カム環32に対して同軸状に嵌合させている。
An upper cam ring 31 is rotatably fitted on an
より詳細には、両カム環31,32の嵌合部の対向し合う端面は傾斜状に形成されて、かつ、その嵌合面には、互いに噛み合う複数条の縦溝が軸方向に形成され、円周方向には両カム環31,32が互いに拘束し合い一体となって回動する一方、軸方向には相互にスライド可能となるように構成されている。 More specifically, the opposing end surfaces of the fitting portions of both cam rings 31 and 32 are formed in an inclined shape, and a plurality of vertical grooves that mesh with each other are formed in the fitting surface in the axial direction. The cam rings 31 and 32 are constrained and rotated together in the circumferential direction, and are slidable in the axial direction.
上部カム環31には、円周方向に所定のズームカム曲線20aを描くズームカム面21aが形成されており、ズームカム面21aには、レンズ付勢ばね22により、主として焦点距離の変更(ズーム)を行う第二群レンズ枠9のズームフォロワ部9aを常時付勢状態で当接させている。
The upper cam ring 31 is formed with a
下部カム環32には、円周方向に所定のズームカム曲線20bを描くズームカム面21bが形成されており、ズームカム面21bには、レンズ付勢ばね23により、主としてフォーカスすなわちピント位置の変更を担う第三群レンズ枠26のズームフォロワ部26aを常時付勢状態で当接させている。なお、上部カム環31のズームカム面21aとズームフォロワ部9a、及び、下部カム環32のズームカム面21bとズームフォロワ部26aで、本発明のズーム機構の要部を構成している。
The
第一群レンズ枠(図示省略)に保持されるレンズ81は、装置に位置固定に保持されている。また、第二群レンズ枠9と第三群レンズ枠26は、その軸孔9e、26eが、光軸6に沿った方向に固定状態に配設されたガイド軸24,25にそれぞれ摺動自在に被嵌しており、両レンズ枠9,26の移動方向が、光軸6に沿う方向にのみ規制されている。なお、261は第三群レンズ枠26に保持されているレンズである。
A
上述の中間軸部3dには図示下向きに伝達ピン部16が突設されており、この伝達ピン部16を遊嵌させるための伝達溝部15が下部カム環32に形成されている。その伝達ピン部16の先端は、下部カム環32の内面に設けられた円周方向に所定のフォーカスカム曲線20cを描くフォーカスカム面21cに接触している(フォーカスカム面21cが伝達ピン部16の先端に付勢状態で摺接自在に当接している)。このフォーカスカム面21cと伝達ピン部16とで、本発明のフォーカス機構の要部を構成している。また、下部カム環32の近傍にはセンサ12が配設されており、コントローラ13に接続され、そのコントローラ13には、電源14及びモータ1が接続されている。
A
この伝達ピン部16と下部カム環32との間には、ズーム機構とフォーカス機構の間で駆動力を伝達するための駆動力伝達部Tが設けられ、該駆動力伝達部Tは、所定範囲内で駆動力を伝達しない不感帯Nを有している。即ち、即ち、駆動力伝達部Tは、図5(b)及び図6(b)に示すように、中間軸部3dに設けられた伝達ピン部16と、伝達ピン部16を当接させる当接部32p,32qとにより構成され、この当接部32p,32qの間の半円弧状の溝状空間が(伝達ピン部16との間に)不感帯Nを形成する。
A driving force transmission portion T for transmitting a driving force between the zoom mechanism and the focus mechanism is provided between the
以上のように構成されるレンズ装置の動作について説明すると、まず、撮影者等からのズーム動作の指示に基づきモータ1が正転すると、ピニオン2を介して中間軸部3dが回動する。その回動方向が図5(b)において時計回りであれば、一方の当接部32pに当接するピン位置Pにある伝達ピン部16から当接部32pに回動力が伝達されるため、下部カム環32と共に、上部カム環31も時計回りに回動する。
The operation of the lens apparatus configured as described above will be described. First, when the
上部カム環31と下部カム環32が回転すると、各レンズ枠9,26は互いに所定の位置関係をとりながら光軸6に沿う方向に移動して、レンズ系の焦点距離が変化するズーム動作が実現される。その間においては、下部カム環32の回転量はセンサ12により検出され、その検出値はコントローラ13に送られ、コントローラ13は、その検出回転量を監視し、モータ1を駆動制御する。
When the upper cam ring 31 and the
ズーム動作の指示が終了した時点では、焦点距離は使用者の所望の変倍状態に達しているが、ピント位置は保証されない。そこで、ズーム動作の終了に続き速やかにフォーカス動作に入る。フォーカス動作はモータ1を逆転させることにより行う。逆転により中間軸部3dは上記の正転時と逆に図5(b)において反時計回りで回転することになる。すると中間軸部3dの伝達ピン部16は、当初のピン位置Pからピン位置Qまで角度θだけ回動する間は当接部32Pと32Qの間の空間(不感帯)を移動するのみで、下部カム環32に回動力は伝達されない。
At the time when the zoom operation instruction is completed, the focal length has reached the user's desired zooming state, but the focus position is not guaranteed. Therefore, the focus operation is started immediately after the end of the zoom operation. The focusing operation is performed by reversing the
このモータ1の逆転開始後の角度θの範囲内においては、上記のとおり下部カム環32と上部カム環31は回動しないため、ズームカム面21a,21bに対する各レンズ枠9,26のズームフォロワ部9a,26aの接触位置も不変であって、レンズ系の焦点距離は変化しない。
Since the
その一方で、角度θの範囲内においても中間軸部3dは回転し、伝達ピン部16とフォーカスカム面20cの接触位置は変化してゆく。ゆえに図6(a)に示すように下部カム環32は下方に押し下げられて、第三群レンズ枠26のみが軸方向図示下方に移動する。これにより、位置不変の撮像素子17に対してレンズ系のピント位置が移動することとなる。従って、図示しない合焦状態検知手段と組み合わせれば、ピント位置を撮像素子17の表面(光電変換面)上に合わせ込むことができ、フォーカス動作が実現される。
On the other hand, the
前各実施の形態と同様に、本構成によれば前述のステップズームの機構と異なりフォーカス動作はズーム動作に対し独立であるから、広角端と望遠端との間の任意のズーム位置においてフォーカス動作に移行することが可能である。なお、フォーカスカム曲線に課せられる条件や角度θおよびフォーカス動作時の正逆転に関する補足などについては前記実施の形態1と同じである。また、本実施の形態では、例として、レンズ群を構成する3つのレンズ枠群構成の内、第三群レンズ枠26を移動させることでフォーカスを行うようにしているが、他のレンズ枠を移動させるようにしてもよい。
As in the previous embodiments, according to this configuration, unlike the step zoom mechanism described above, the focus operation is independent of the zoom operation, so the focus operation is performed at any zoom position between the wide-angle end and the telephoto end. It is possible to migrate to. Note that the conditions imposed on the focus cam curve, the angle θ, and supplements regarding forward and reverse rotation during the focusing operation are the same as those in the first embodiment. In this embodiment, as an example, focusing is performed by moving the third
なお、本発明は、以上の各実施の形態の構成に限定されることなく、発明の要旨を逸脱しない限りにおいて、必要に応じて、設計変更や改良等は自由であり、例えば、駆動力伝達部に設けられる不感帯は、駆動源の駆動方向が変化したときに所定範囲内で駆動力を伝達しないように構成されればよく、その構成や形式の如何を問わない。 It should be noted that the present invention is not limited to the configuration of each of the above-described embodiments, and can be freely changed in design or improved as necessary without departing from the gist of the invention. The dead zone provided in the unit may be configured so as not to transmit the driving force within a predetermined range when the driving direction of the driving source is changed, and is not limited in its configuration or type.
本発明に係るレンズ装置は、所定範囲内で駆動力を伝達しない不感帯を設けた構成が簡易な駆動力伝達部によって、単一の駆動源で、ズーム機構又はフォーカス機構の何れか一方を選択的に動作させるので、コンパクト化や低廉化が要請される小型カメラ等の分野に適用することができる。 The lens device according to the present invention selectively selects either the zoom mechanism or the focus mechanism with a single drive source by a drive force transmission unit that has a simple configuration of a dead zone that does not transmit a drive force within a predetermined range. Therefore, the present invention can be applied to the field of compact cameras and the like that are required to be compact and inexpensive.
本発明に係るレンズ装置は、所定範囲内で駆動力を伝達しない不感帯を設けた構成が簡易な駆動力伝達部によって、単一の駆動源で、ズーム機構又はフォーカス機構の何れか一方を選択的に動作させるので、部品点数が少なく構成が簡易となるため、例えば、小型カメラ等の分野で高い信頼性と耐久性を具備させるのに有用である。 The lens device according to the present invention selectively selects either the zoom mechanism or the focus mechanism with a single drive source by a drive force transmission unit that has a simple configuration of a dead zone that does not transmit a drive force within a predetermined range. Therefore, for example, it is useful for providing high reliability and durability in the field of a small camera or the like.
1 駆動源
6 光軸
7 ズームカム環
8,9,26 レンズ枠
15 伝達溝部
16 伝達ピン部
7p,7q、32p,32q 当接部
T 駆動力伝達部
N 不感帯
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記駆動力伝達部は、前記駆動源の駆動方向が反転してから一定範囲の間は、前記ズーム機構もしくは前記フォーカス機構のいずれか一方への駆動力の伝達を遮断する不感帯を有することを特徴とするレンズ装置。 A plurality of lens frames that hold at least two groups of lenses; a zoom mechanism that changes the focal length of the lens system by moving each of the lens frames in a direction along the optical axis by a predetermined linkage operation; and the lens A focus mechanism that adjusts the imaging position of the lens system by moving at least one or all of the frames in a direction along the optical axis, and a driving force can be supplied to the zoom mechanism and the focus mechanism to reverse the driving direction. And a driving force transmission unit that transmits a driving force from the driving source to the zoom mechanism and the focus mechanism.
The drive force transmission unit has a dead zone that blocks transmission of drive force to either the zoom mechanism or the focus mechanism for a certain range after the drive direction of the drive source is reversed. Lens device.
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