JP2524355B2 - ズ−ムレンズのズ−ム機構 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、ズームレンズのズーム機構、詳しくはス
チルカメラやビデオカメラ等におけるズームレンズのズ
ーム機構に関するものである。

［従来の技術］ 従来、２群構成または３群構成の可動レンズ群を有す
るズームレンズにおいて、ズーミングを行なうために上
記可動レンズ群を光軸方向にそれぞれ進退させるズーム
機構は、殆どのものが周知のように、カム溝とこのカム
溝に嵌入する駆動ピンとを用いてレンズ鏡枠を移動させ
る構成を採用している。

即ち、第14図（Ａ）（Ｂ）は、その代表的なズーム機
構の一例を示したものであって、第１レンズ群L₁を支持
した第１のレンズ鏡枠１と第２レンズ群L₂を支持した第
２のレンズ鏡枠２とを光軸方向に前後に配置すると共
に、上記第１および第２のレンズ鏡枠1,2の上下に突設
された保持部1a,1bおよび2a,2bに穿設された貫通孔1c,1
dおよび2c,2dを、光軸Ｏを挟んで上下に光軸方向に並設
された回転止め兼ガイド軸3,4に緊密に摺動自在に嵌合
させることにより、両レンズ群L₁,L₂を移動可能にし、
上記保持部1a,1b、2a,2bに植立された駆動ピン5a,5b、6
a,6bをそれぞれカム筒７に穿設されたカム溝孔7a,7bに
嵌入してズーム機構を構成している。上記カム溝孔7a,7
bは第16図に、その展開図を示すように、駆動ピン5a,5b
の嵌入するカム溝孔7aは、周方向に対してα_１の角度を
有する傾斜直線溝で形成され、駆動ピン6a,6bの嵌入す
るカム溝孔7bは周方向とα_２の角度を有するように穿設
された弯曲溝で形成されている。

このように構成されたズーム機構においては、カム筒
７を回動させることによってカム溝孔7a,7bと駆動ピン5
a,5b、6a,6bにより第１のレンズ鏡枠１および第２のレ
ンズ鏡枠２とが、第14図（Ａ）に示す広角位置より第14
図（Ｂ）に示す望遠位置、または望遠位置から広角位置
へと光軸方向に前後動してズーミングを行なうようにな
っている。

［発明が解決しようとする問題点］ ところが、上述のように構成されている従来のズーム
機構においては、レンズの外側にガイド軸およびカム筒
を配設するため、カム筒の直径が大きくなり、第15図に
斜線で示すように、画面枠８に比較して使用しない不用
な空間が生じ、カメラを小型化するについての障害とな
っていた。またカム筒に穿設されるカム溝孔は、鏡枠に
円滑な移動々作をさせるために、等角度位置に複数個設
けるようにしているので、複雑な加工を要し高価とな
る。更に第１レンズ群L₁の移動量に対して第２レンズ群
L₂の移動量が大きいため、カム溝孔の形成角度α_２が大
きくなり、ズーミング時の作動力量も大きくなってしま
うという種々の欠点があった。

従って、本発明の目的は上記従来の欠点を除去するた
めに、小型で、かつ低コストで駆動力量も小さいズーム
レンズのズーム機構を提供するにある。

［問題点を解決するための手段および作用］ 本発明によるズームレンズのズーム機構は、 光軸に沿って平行に配設されていて、回転駆動される
駆動軸と、この駆動軸の周面に螺旋状に形成された送り
溝およびカム部材駆動用歯車と、上記駆動軸の回転によ
り上記送り溝によって光軸方向に進退する第１のレンズ
鏡枠と、上記駆動軸の回転を上記カム部材駆動用歯車に
よって伝達されて回転するカム部材と、このカム部材の
回転により光軸方向に進退する第２のレンズ鏡枠と、を
具備したことを特徴するものであって、従来の複雑なカ
ム溝孔を穿設された大径のカム筒を廃し、代わりに回転
する駆動軸を設け、この駆動軸の回転により一つのレン
ズ群を移動させると共に、この駆動軸から回転力が伝達
されて回転駆動するカム部材によって他のレンズ群を移
動させてズーミングを行なうようにしたものである。

［実 施 例］ 以下、図示の実施例によって本発明を説明する。

第１図〜第５図は、本発明の第１実施例を示したもの
であって、このズーム機構は第１レンズ群L₁と第２レン
ズ群L₂の２群構成のズームレンズを光軸方向に前後動さ
せてズーミングを行なうようになっている。上記第１レ
ンズ群L₁を支持した第１のレンズ鏡枠11と第２レンズ群
L₂を支持した第２のレンズ鏡枠12とは、その上下方向に
突出した各保持部11a,11b、12a,12bを、それぞれ光軸方
向に並設された回転止め兼用のガイド軸13,14に緊密に
光軸方向に摺動自在に嵌合されて配設されている。

上記第１のレンズ鏡枠11の上部に形成された保持部11
aは一側方に延び出したブロック体で形成されていて、
この保持部11aには上記上方のガイド軸13に平行して光
軸方向に回転自在に配設された駆動軸15が貫通してい
る。この駆動軸15は、その外周面に螺旋状に形成された
送り溝15aとカム部材駆動用歯車16とを有している。

即ち、この駆動軸15は第４図に、その一部を拡大して
示す如く、外周面に雄ネジ状に刻設された螺旋状突出部
にカム部材駆動用歯車16が切られていて、その螺旋状突
出部の谷間が送り溝15aとなっている。そして、この駆
動軸15の挿通される上記保持部11aには第５図に示すよ
うに、上記歯車16が刻設された送り溝15aが嵌合する雌
ネジ状の被送孔17が穿設されていて、これに駆動軸15の
送り溝15aが嵌合している。従って、この被送孔17と送
り溝15aとの嵌合は、所謂ネジ嵌合となっており、送り
溝15aの形成されたネジ山に上記カム部材駆動用歯車16
が切られている。また、この駆動軸15の歯車16には駆動
源（図示されず）によって回転する駆動歯車23がかみ合
っていて、この歯車23により回転駆動されるようになっ
ている。

一方、上記保持部11aの後面には、上記駆動軸15の挿
通する被送孔17が設けられた位置の近傍であって、同孔
17の外側方寄りの位置に、円柱体からなるカム部材18が
保持部11aに固定された取付ねじ19によって回転自在に
配設されている。このカム部材18は、その後端面に第２
レンズ群L₂をズーム動作させるための傾斜カム面18aを
有しており、前部寄りの外周面には上記カム部材駆動用
歯車16にかみ合う歯車20が形成されている。そして、上
記傾斜カム面18aには、第１図および第３図（Ａ）
（Ｂ）に示す如く、第２のレンズ鏡枠12の上部保持部12
aの側近に突設されたカムフォロワを形成する突起21が
圧接するようになっている。即ち、上記第１のレンズ鏡
枠11と第２のレンズ鏡枠12とは、第１図に示す如く、緊
縮性のコイルばねからなる結合ばね22で連結されてお
り、このばね22の緊縮弾力により上記突起21は傾斜カム
面18aに圧接しており、またこれによって第１のレンズ
鏡枠11と第２のレンズ鏡枠12との離間距離が定められる
ようになっている。

このように構成された第１実施例のズーム機構におい
ては、広角位置から望遠位置にズーミングする場合、駆
動歯車23が第５図に示すように矢印方向に回転する。
すると駆動軸15は矢印方向に回転するので、ネジの作
用により送り溝15aによって第１のレンズ鏡枠11は矢印
で示す方向へ前進する。このとき、カム部材18は歯車
20により矢印方向に回転され、かつ第１のレンズ鏡枠
11の移動量に比例して回転しながら移動するので、ばね
22によって連結されている第２のレンズ鏡枠12はカム部
材18の傾斜カム面18aに制御されながら突起21により、
第１のレンズ鏡枠11に追従して前進する。このようにし
て両レンズ群L₁,L₂は、その間隔を連続して変化させな
がら移動しズーミング動作を行なって、望遠位置に変位
する。また、望遠位置から広角位置へ両レンズ群L₁,L₂
を移動させて変倍動作を行なわせる場合には、上記駆動
歯車23を逆回転させ、駆動軸15およびカム部材18を逆回
転すれば、第1,第２レンズ群L₁,L₂は望遠時と反対方向
に移動するので、広角位置へズーミングさせることがで
きる。

このように変倍動作を行なう本実施例によれば、カム
部材18が第１のレンズ鏡枠11に連動しながら移動するの
で、カムの作動ストロークが小さくなる。即ち、第６図
に示す如く、 a;第２レンズ群L₂の作動ストローク b;第１レンズ群L₁の作動ストローク とすると、カムの作動ストロークｃは ｃ＝ａ−ｂ となり、この作動ストロークが小さくなることによりカ
ムも小さくすることができる。即ち、端面カムの角度α
は、カムの径をｄ、カムのストローク△ｘ、カムの回転
角をθとすると、 となり、△ｘが小さくなった分だけ、カムの径ｄを小さ
くすることができる。この小さくなったカム部材18と駆
動軸15とを組み合わせることにより、従来の径の大きい
高価なカム筒を廃することができ、第２図に示すように
画面枠８に比較して小型でスペースのとらないズーム機
構にすることができる。更にまた、第１レンズ群L₁と第
２レンズ群L₂とはカム部材18を挟んでばね22で連結され
るため、ガタ付もなく精度の良いズーム機構となる。

第７図および第８図（Ａ）（Ｂ）は、本発明の第２実
施例を示すズーム機構の正面図および断面図である。本
実施例においては第１レンズ群L₁を支持した第１のレン
ズ鏡枠11の移動機構は上記第１実施例の移動機構と全く
同様に構成されている。従って、同じ構成部材には上記
第１実施例の構成部材と同じ符号を付し、その説明は省
略し第１実施例と相違する部分のみ説明する。

第１実施例と異なるところは、第２レンズ群L₂を支持
した第２のレンズ鏡枠12Aは、第１のレンズ鏡枠11の後
部に一体に形成されていて、後方に向けて延び出した短
筒体11A内に光軸方向に移動可能に嵌合しており、その
外周上面に植立された駆動ピン25は、上記短筒体11Aに
光軸方向に穿設されている案内長孔11Bを貫通してカム
筒26のカム溝孔26aに嵌入している。上記カム筒26は本
発明におけるカム部材を構成しており、上記短筒体11A
の外周上に回転自在に嵌合していて、その前部寄りの外
周面には前記駆動軸15のカム部材駆動用歯車16にかみ合
う歯車27が形成されている。

このように構成された第２実施例のズーム機構におい
ては、駆動軸15が回転し、その送り溝15aにより第１の
レンズ鏡枠11が光軸方向に移動してズーム動作を行なう
と、カム筒26もカム部材駆動用歯車16にかみ合う歯車27
により光軸の周りに回動する。従って、これが回動する
と、そのカム溝孔26aにより駆動ピン25を介して第２の
レンズ鏡枠12Aが光軸方向に移動するので第２レンズ群L
₂は上記第１レンズ群L₁と協働してズーム動作を行な
う。

この第２実施例のズーム機構によれば、カムの作動ス
トロークが小さくなるため、カム角度が小さくなる。更
に第１実施例に較べてカムの径が大きいため、カムの角
度は更に小さくなり、歯車の減速比も大きくなる。また
連結ばねを用いないので、ズーミング力量は非常に小さ
く、かつ小嵩に構成することができる。なお、この第２
実施例ではカム筒を用いているが、その径およびスラス
ト方向の動きも小さいので、コスト高を招くこともな
い。

次に第９図および第10図（Ａ）（Ｂ）は、本発明の第
３実施例を示したズーム機構の正面図および断面図であ
る。この実施例の構成は上記第２実施例のズーム機構と
略同じであるが、第１のレンズ鏡枠11の移動機構を、第
２実施例の螺旋状の送り溝15aと被送孔17に変え、駆動
軸15に螺旋状に溝カム28を設けると共に、この溝カム28
に第１のレンズ鏡枠11に突設した駆動用突起29を嵌入さ
せてある。その他の構成は上記第２実施例の構成と全く
同様であるから同一の構成部材には同一の符号を付し、
その説明は省略する。

このように構成された第３実施例のズーム機構におい
ては、第１のレンズ鏡枠11は駆動軸15の溝カム28によっ
て光軸方向に移動する。そして、このとき第２のレンズ
鏡枠12Aはカム筒26のカム溝孔26aにより光軸方向に移動
するので、第１レンズ群L₁および第２レンズ群L₂は協働
してズーム動作を行なう。

この第３実施例のズーム機構によれば、小さなスペー
スで複雑なズーム移動を行なわせることができる。

なお、この第３実施例における第２のレンズ鏡枠12A
の移動機構は、前記第１実施例における第２のレンズ鏡
枠12の移動機構に置換されてもよいこと勿論である。

次に、第11図（Ａ）（Ｂ）に示す本発明の第４実施例
について述べる。この実施例のズームレンズは第１レン
ズ群L₁と第２レンズ群L₂と第３レンズ群L₃との３群で構
成されており、各レンズ群L₁〜L₃は第12図に示すように
移動してズーム動作を行なうようになっている。この第
４実施例においては、第１レンズ群L₁を支持した第１の
レンズ鏡枠11と第２レンズ群L₂を支持した第２のレンズ
鏡枠12Aとはその移動機構が前記第２実施例の移動機構
と全く同様に構成されており、第３レンズ群L₃を支持し
た第３のレンズ鏡枠30の移動機構が追加されている。従
って、前記第２実施例の移動機構と同様の移動機構の構
成部材には、同一符号を付して、その説明は省く。そし
て、第３のレンズ鏡枠30の移動機構も第２のレンズ鏡枠
12Aの移動機構と同様にカム筒によって構成されてい
る。

即ち、第２のレンズ鏡枠12Aの嵌合する短筒体11Aは更
に後方に向けて延長されていて、その延長された短筒体
内に光軸方向に移動可能に第３のレンズ鏡枠30が嵌合し
ている。またこの短筒体11Aの外周面上に回動自在に嵌
合したカム筒26も後方に向けて延長されていて、その延
長部には第３のレンズ鏡枠30を移動させるためのカム溝
孔26bが穿設されている。このカム溝孔26bには、上記レ
ンズ鏡枠30の外周上面に固植された駆動ピン31が上記短
筒体11Aに光軸方向に穿設された案内長孔11Cを貫通して
嵌入している。

このように構成された第４実施例のズーム機構の動作
は、カム筒26の回動によりカム溝孔26a,26bによって第
２のレンズ鏡枠12Aおよび第３のレンズ鏡枠30がそれぞ
れ移動するほかは、前記第２実施例のズーム機構と全く
同様に作用し、ズーミングを行なう。

この実施例によれば、小型で駆動力量の小さい３群ズ
ームレンズのズーム機構が得られる。また、カム筒も２
つのカム溝孔を穿設するだけであるから、従来の３つの
カメ溝孔を設けるものに較べてコストを低減することが
できる。

第13図は、本発明の第５実施例を示したズーム機構の
上半部の断面図である。この実施例も３群構成のズーム
レンズを駆動する場合であって、このズーム機構は前記
第１実施例のズーム機構に、第３レンズ群L₃を支持した
第３のレンズ鏡枠32を移動させる機構が付加されて構成
されている。そして、この移動機構は第２のレンズ鏡枠
12の移動機構と全く同様に端面カムを用いて構成されて
いる。

即ち、第２のレンズ鏡枠12の背面に回転自在に軸支さ
れていて、後端面に第３レンズ群L₃をズーム動作させる
ための傾斜カム面33aを形成されたカム部材33と、この
カム部材33の前部寄りの外周面に形成されていて、駆動
軸15のカム部材駆動用歯車16にかみ合ってカム部材33を
回転させる歯車34と、第３のレンズ鏡枠32の上面に突接
していて、上記傾斜カム面33aに圧接する突起35と、第
２のレンズ鏡枠12と第３のレンズ鏡枠32とを連結する緊
縮性のばね36とで構成されている。

そして、第１のレンズ鏡枠11および第２のレンズ鏡枠
12をそれぞれ駆動する移動機構は、前記第１実施例と全
く同様に構成されている。

このように構成されている第５実施例においては、駆
動軸15が回転することにより第１のレンズ鏡枠11および
第２のレンズ鏡枠12は前記第１実施例と同様に移動し、
第３のレンズ鏡枠32はカム部材33の傾斜カム面33aによ
り第２のレンズ鏡枠12との間隔を変えながら移動する。
従って、第１〜第３レンズ群L₁〜L₃は第12図のズームレ
ンズ移動曲線のようにそれぞれ変位し、３群レンズによ
るズーミングが行なわれる。

この実施例によっても小型，低コストで精度の良い３
群ズームレンズによるズーム機構を得ることができる。

このように上記第4,第５実施例と同様な手段を用いれ
ば、更に４群以上のズームレンズにも本発明を適用でき
ることは言うまでもない。

［発明の効果］ 以上述べたように本発明によれば、軸方向への駆動力
と回転駆動力の２種類の力を同時に伝達できる駆動軸を
用いたので、 カム部材は小型になり、従来の大径のカム筒を廃止す
ることができる。

カムの作動ストロークが小さくなると共に、駆動量も
小さくなる。

部品点数も少なく、精度も向上する。

部品点数が減り、簡単な部品で構成できるためコスト
も低減する。

等の顕著な効果が得られ、従来の欠点を解消したズーム
レンズのズーム機構を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の第１実施例を示すズームレンズのズ
ーム機構の後部がわから見た斜視図、 第２図は、上記第１図のズーム機構の正面図、 第３図（Ａ）（Ｂ）は、上記第１図のズーム機構の動作
状態を示す断面図、 第４図は、上記第１図のズーム機構中の駆動軸の要部拡
大斜視図、 第５図は、上記第１図のズーム機構中の駆動軸とカム部
材の要部拡大側面図、 第６図は、第１レンズ群と第２レンズ群との移動軌跡を
示す線図、 第７図は、本発明の第２実施例を示すズームレンズのズ
ーム機構の正面図、 第８図（Ａ）（Ｂ）は、上記第７図のズーム機構の動作
状態を示す断面図、 第９図は、本発明の第３実施例を示すズームレンズのズ
ーム機構の正面図、 第10図（Ａ）（Ｂ）は、上記第９図のズーム機構の動作
状態を示す断面図、 第11図（Ａ）（Ｂ）は、本発明の第４実施例を示すズー
ムレンズのズーム機構の断面図、 第12図は、上記第４実施例における第１レンズ群と第２
レンズ群と第３レンズ群との移動軌跡を示す線図、 第13図は、本発明の第５実施例を示すズームレンズのズ
ーム機構の上半部の断面図、 第14図（Ａ）（Ｂ）は、従来のズームレンズのズーム機
構の一例を示す断面図、 第15図は、上記従来のズーム機構の正面図、 第16図は、上記第14,15図のズーム機構におけるカム溝
孔の平面図である。 11……第１レンズ鏡枠 12……第２レンズ鏡枠 15……駆動軸 15a……送り溝 16……カム部材駆動用歯車 18……カム部材

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭60−112008（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−129717（ＪＰ，Ａ) 実開 昭61−132809（ＪＰ，Ｕ)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】光軸に沿って平行に配設されていて、回転
   駆動される駆動軸と、 この駆動軸の周面に螺旋状に形成された送り溝およびカ
   ム部材駆動用歯車と、 上記駆動軸の回転により上記送り溝によって光軸方向に
   進退する第１のレンズ鏡枠と、 上記駆動軸の回転を上記カム部材駆動用歯車によって伝
   達されて回転するカム部材と、 このカム部材の回転により光軸方向に進退する第２のレ
   ンズ鏡枠と、 を具備したことを特徴するズームレンズのズーム機構。