JP2572803Y2 - ズームレンズの駆動機構 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 「技術分野」 本考案は、ズームレンズ、特に収納長を著しく短縮で
きるレンズ鏡筒を備えたズームレンズの駆動機構に関す
る。

「従来技術およびその問題点」 最近のカメラの小型化の要求はきわめて強く、幅と高
さについては、フィルムとアパーチャの大きさによって
制限される限界近くに達している。しかし厚さについて
は、レンズの収納長により制限されていた。収納長を短
くしようとすればするほど、レンズ群の移動量が増え、
それだけ長いカム環を必要とする。そのため、特にズー
ムレンズにおいて、このレンズ群の移動量とカム環の長
さのバランスを失うと、レンズは引っ込めたのに、カム
環が出っ張り、全体としての長さは短くならず、カメラ
の厚さは依然薄くならないという不都合が生じる。

また、レンズ群の移動量が増加すると、従来の駆動機
構では移動量に対応できないという問題を生じる。

「考案の目的」 本考案は、ズームレンズにおいて、レンズ収納時の厚
さを薄くすることができるレンズ鏡筒、および移動レン
ズを収納、およびズーミング等撮影のために光軸方向に
駆動する駆動機構を、簡単な構造で得ることを目的とす
る。

「考案の概要」 本考案は、従来のレンズ鏡筒においては、定位置で回
転するカム環によって、レンズをマクロ域およびズーミ
ング域を含む撮影位置と収納位置との間を移動させてお
り、これが薄型化の妨げになっているという事実の発見
を基になされたものである。

本考案は、カメラボディに対して固定される、雌ヘリ
コイドを有する固定の雌ヘリコイド環と、この雌ヘリコ
イド環の雌ヘリコイドと螺合する雄ヘリコイドを有する
雄ヘリコイド環と、上記雄ヘリコイド環が嵌合されたカ
ム環と、上記雄ヘリコイド環の雄ヘリコイドのヘリコイ
ド山に沿わせて形成したギアと、このギアと噛み合う駆
動ギアを有し、上記雄ヘリコイド環を回転させるカム環
駆動機構と、上記カム環と光軸方向には一体に移動し、
かつカム環の光軸方向移動に伴い該カム環に対して相対
回転するレンズ案内環と、上記カム環およびレンズ案内
環に対して支持され、これらの光軸方向移動および相対
回転により所定の軌跡で光軸方向に接離移動して焦点距
離を変える、少なくとも前後二群の移動レンズとを有す
ることに特徴を有する。

「考案の実施例」 以下図示実施例について本考案を説明する。図示実施
例は、本考案を適用したズームレンズの実施例を示した
もので、第１図ないし第３図は、同ズームレンズを光軸
を通る面で縦断して光軸よりも上半分を示した端面図、
第４図は、同ズームレンズの要部を示す斜視図である。

レンズシャッタ式カメラのカメラボディ11には、固定
筒12が固定されている。13、14は、カメラボディ11に形
成された、フィルムガイドとしての外レールと内レール
で、これらのレール13、14によってフィルム保持面が形
成される。本実施例によれば、前後二群の移動レンズ1
5、16を、フィルム保持面に極めて接近した状態まで後
退させて収納でき、しかもカム環等の環状部材も短いの
で収納長が短い。

固定筒12内には、内周に雌ヘリコイド18aが形成され
た雌ヘリコイド環18が、固定ねじ（図示せず）を介して
固定されている。雌ヘリコイド環18の雌ヘリコイド18a
には、雄ヘリコイド環20の外周に形成された雄ヘリコイ
ド51が螺合され、この雄ヘリコイド環20内には、カム環
22が固定ねじ21（第５図参照）を介して固定されてい
る。

次に、本考案の特徴である駆動構造について説明す
る。雄ヘリコイド環20の外周には、第５図に示すよう
に、歯すじが光軸と平行に延びる（光軸方向の）ギア52
が、雄ヘリコイド51のヘリコイド山51a、51bの間に、ヘ
リコイド山51に沿って形成されている。このギア52は、
本実施例では３本分のヘリコイド山を利用し、両側のヘ
リコイド山51a,51bの間にヘリコイド山を形成する代り
に、光軸と平行に延びるギア（溝）を所定間隔で形成す
ることによって形成されている。そしてこのギア52は、
雄ヘリコイド51の軌跡の延長に沿って雄ヘリコイド51よ
りも光軸方向に長く形成されている。

モータ54およびこれによって駆動されるピニオン（駆
動ギア）55がこのギア52に噛み合っている。モータ54は
固定板56に固定され、この固定板56には、モータ54の出
力軸の回転力をピニオン55に伝道する減速歯車列57が設
けられている。以上の部材によってカム環駆動機構が構
成されている。固定板56は固定筒12に固定され、固定筒
12および雌ヘリコイド環18にはそれぞれ、ピニオン55と
ギア52とを噛み合わせるための切欠12a、18bが形成さ
れ、この切欠12a、18bに臨むギア52に、ピニオン55が噛
み合っている。

ギア52は、前述の通り雄ヘリコイド51に沿って形成さ
れているので、雄ヘリコイド環20が回転しながら雄ヘリ
コイド51のリードにしたがって光軸方向に移動しても、
ギア52は前後の歯の軌跡上を移動するので、ピニオン55
との噛み合い状態が維持される。したがって、ピニオン
55が回転すると、ギア52（雄ヘリコイド環20）は回転す
るとともに、雄ヘリコイド51のリードにしたがって光軸
方向に移動する。つまり雄ヘリコイド環20は、ギア52に
噛み合うピニオン55およびこれを回転駆動するモータ54
を介して正逆に回転駆動され、しかも回転に伴い、雄ヘ
リコイド51のリードにしたがって光軸方向に移動する。
よってカム環22も、雄ヘリコイド環20と一体に回転しな
がら光軸方向に移動する。ここでギア52は、雄ヘリコイ
ド51（ヘリコイド山51a、52b）に沿って形成されている
ので、カム環20の移動に際して、常にピニオン55と噛み
合う位置を通って移動する。

このように、ギア52を雄ヘリコイド51に沿ったスパイ
ラル状に形成したので、ピニオン55をカム環22の光軸方
向移動長に合わせて長く形成する必要も、長いピニオン
を収納するスペースを設ける必要もない。しかもギア52
は、ピニオン55と噛合可能な幅の帯状に形成すればよい
ので、雄ヘリコイド51の一部に重ねて形成することが可
能になり、したがってギア52で覆われない空き部分を広
くとれるので、その空き部分に、焦点距離検出用のコー
ド板を設けることが可能になった。

次に、上記カム環駆動機構と移動レンズ15、16とを連
動する伝動機構およびその他のズームレンズ構成部分に
ついて説明する。カム環22内には、レンズ案内環24が、
光軸方向には一体に移動し、相対的に回転可能に嵌めら
れている。このレンズ案内環24には、その後端部に固定
ねじ25によって直進案内板26が固定されている。この直
進案内板26は、その外周に突設された突起部26aが、固
定筒12の内面に形成されたレンズ案内環ガイド溝27に係
合されている。このレンズ案内環ガイド溝27は、本実施
例では光軸方向の直線溝である。

このレンズ案内環24の後端と直進案内板26との間に形
成された環状溝28に、カム環22の後端部に形成された内
方フランジ29が相対回動自在に嵌められている。よって
レンズ案内環24は、レンズ案内環ガイド溝27により回転
は規制されているが、光軸方向には常にカム環22と一体
に移動し、かつカム環22は、このレンズ案内環24に対し
て回転できる。

前後二群の移動レンズ15と16は、レンズ案内環24の内
側に位置する前群レンズ枠30と後群レンズ枠31にそれぞ
れ固定されている。前群レンズ枠30は、シャッタブロッ
ク32に固定されたヘリコイドリング33にヘリコイド結合
している。シャッタブロック32は、前群移動枠34に固定
されており、この前群移動枠34の外周部に、少なくとも
３本のガイドピン35が設けられている。後群レンズ枠31
にはその外周に、同じく少なくとも３本のガイドピン36
が設けられている。ガイドピン35、36は、第１図および
第３図では、同一の光軸と直交する面上に位置するの
で、重ねて描いてある。

シャッタブロック32は周知のように、測距装置からの
被写体までの距離信号に応じた角度だけ駆動ピン32aを
回動させ、駆動ピン32aとピン30aを介して連動している
前群レンズ枠30を共に回動させてヘリコイドに従って光
軸方向に移動させ、焦点調節を行なう。また被写体の輝
度信号に応じて、シャッタブレード32bを動作させる。

シャッタブロック32の外側には、レンズカバー筒38が
嵌められ、前群移動枠34に固定されている。39は、本体
外郭11aから突出するレンズ案内環24およびカム環22の
外周を覆う化粧筒である。

カム環22には、ガイドピン35、36が挿通される前群カ
ム溝41と後群カム溝42がそれぞれ穿設されている。レン
ズ案内環24には、これらの各前群カム溝41および後群カ
ム溝42にそれぞれ対応して、レンズガイド溝43、44が穿
設されている。この実施例では、レンズガイド溝43、44
は共に、光軸方向の直線溝である。

ガイドピン35は、前群カム溝41とレンズガイド溝43に
渡って挿通され、ガイドピン36は後群カム溝42とレンズ
ガイド溝44に渡って挿通されている。そしてこの前群カ
ム溝41とレンズガイド溝43、および後群カム溝44とレン
ズガイド溝44の形状はそれぞれ、雄ヘリコイド環20の回
転に伴うカム環22とレンズ案内環24の光軸方向移動、お
よびカム環22とレンズ案内環24の相対回転によって、移
動レンズ15、16に所定の光軸方向の移動軌跡を与えるこ
とができるように設定されている。

第３図において、前群カム溝41と後群カム溝42の区間
１は、通常撮影可能域であるズーミング（ズーム撮
影）区間、同l2は、ズーミング区間１のテレ端に続く
マクロ移行区間、同l3は、ズーミング区間１のワイド
端に続く収納区間である。マクロ移行区間l2は、ズーミ
ング区域１とは光軸と平行な直線に関して反対向きに
傾斜している。

上記構成からなる本ズームレンズは、モータ54を駆動
して雄ヘリコイド環20を正逆に回動させると、上述の通
り、雄ヘリコイド環20に固定されたカム環22が、雄ヘリ
コイド環20と一体に正逆に回転すると同時に、雄ヘリコ
イド51のリードに従って光軸方向に移動する。

さらに、カム環22の光軸方向移動に伴って、カム環22
に相対回転可能にかつ光軸方向には一体に移動するよう
に取付けられたレンズ案内環24が、回転しないで光軸方
向に移動する。このカム環22とレンズ案内環22との相対
回転に伴い、前群カム溝41とレンズガイド溝43およびと
後群カム溝44とレンズガイド溝44の関係により、移動レ
ンズ15、16が光軸方向に移動する。

上記カム環22およびレンズ案内環24の移動によって、
移動レンズ15、16を、第１図の収納状態から第２図のワ
イド端位置、第３図のテレ端位置、さらにマクロ位置ま
で移動させることができる。しかも収納状態において
は、カム環22およびレンズ案内環24が本体外郭11a、レ
ンズカバー筒38から突出しないので、収納長が極めて短
いことが分る。

この収納長が極めて短いという効果は、カム環22およ
びレンズ案内環24が、カム環22の回転に伴って一緒に光
軸方向に進退すること、移動レンズ15、16が、このカム
環22およびレンズ案内環24に支持され、かつカム環22と
レンズ案内環24の相対回転によって、カム環22およびレ
ンズ案内環24に対して相対的に光軸方向に移動するこ
と、およびカム環22が光軸方向に進退するので、カム溝
41、42のリード角を小さく設定しても移動レンズ15、16
の光軸方向移動量は十分確保できるから、カム環22の全
長を短く設定できること、から生じるものである。

上述の通り、本実施例におけるカム環22は、回動する
と同時に雄ヘリコイド51のリードによって光軸方向に進
退する。したがって、本実施例では、カム溝41、42の光
軸方向長は、移動レンズ15、16の光軸方向最長移動長よ
りも、カム環22の光軸方向移動長分短い。つまり、カム
環22の全長は、レンズ最長移動長よりも、カム環22の光
軸方向移動長だけ短くてよい。

また、本実施例では、カム溝41、42のリード角を小さ
くすることによりカム溝41、42の作用による移動距離が
短くなっても、雄ヘリコイド51のリードによる移動距離
は変わらない。つまり本実施例では、後群カム溝42が光
軸と直交する平面内に設けられていても、カム環22の回
転に伴って、移動レンズ16を収納位置に後退させること
ができる。このことは、カム環22に形成するカム溝41、
42を全体として寝かせる（リード角を小さくする）こと
ができることを意味する。よって、カム溝41、42および
レンズガイド溝43、44の光軸方向長を短くしてカム環22
およびレンズ案内環24を短くし、かつ移動レンズ15、16
の移動精度を上げることができる。

このリードとカム溝41、42との関係は、後群カム溝42
の収納区間l3を参照すると特に明らかである。この収納
区間l3は、カム環22上では、光軸と直交する方向に向け
られている。従来のように仮にカム環22が回転のみして
光軸方向に移動しないとすれば、移動レンズ15、16を後
退させることができない。しかし、本実施例では、カム
環22が光軸方向に移動するので、移動レンズ15、16を後
退させることができる。

以上の実施例では、モータ54を駆動すると、ピニオン
55およびギア52を介して雄ヘリコイド環20およびカム環
22が回動し、同時に雄ヘリコイド51のリードにしたがっ
て光軸方向に進退する。したがって、ピニオン55とギア
52とは、歯面が光軸方向にも擦れ合うこととなる。そこ
で、第１図他に示すように、ピニオン55の前後端部に丸
みを付けて、歯面の接離を滑らかにしてある。

ギア52は、歯の前後端面がそれぞれヘリコイド山51
a、51bに連なっているので、ギア52およびヘリコイド山
51a、51bは、全体で雄ヘリコイド51と同一リードの幅広
のヘリコイド山を形成している。一方、雌ヘリコイド環
18の雌ヘリコイド18aは、上記ギア52に対応するヘリコ
イド山が谷部として形成されていて、これらがヘリコイ
ド結合している。したがって、ギア52の歯の端面が雌ヘ
リコイド環18の雌ヘリコイド山の斜面、端面に接触する
ことがないので、雌ヘリコイド環18に対する雄ヘリコイ
ド環20の回転が滑らかにおこなわれる。

また、ヘリコイド環18、20が全周に亙ってヘリコイド
結合しているので、雄ヘリコイド環20は、光軸方向長が
短くとも、光軸に対して傾斜することなく、確実に回動
され、進退される。

ギア52の歯の両側端面がそれぞれ、ヘリコイド山51
a、51bに連なっているので（第４図参照）、各歯の強度
が増している。

本実施例では、ギア52、ピニオン56の歯すじを光軸方
向に形成したが、他の方向に、例えば、雄ヘリコイド51
のリードに対して直交する方向に形成してもよい。要す
るに、カム環のギアおよびこれを駆動する駆動ギアは、
カム環を回転および光軸方向に進退できればよいのであ
る。

王本実施例では雄ヘリコイド環20とカム環22を別部材か
ら構成し、これらを固定ねじで固定する構造としたが、
これらは樹脂材料による一体成形が可能である。

本考案に係るズームレンズの駆動機構は、固定筒をカ
メラボディに固定するレンズシャッタ式カメラにも、カ
メラボディに対して着脱可能とするレンズ交換式の一眼
レフカメラにも用いることができる。

「考案の効果」 以上のように本考案に係るズームレンズの駆動機構
は、移動レンズを保持しているカム環およびレンズ案内
環が光軸方向に移動し、かつ相対的に回転して移動レン
ズを光軸方向に所定の軌跡で移動させるので、カム環の
長さおよび移動レンズの収納長を短くすることが可能に
なり、さらに、カム環の外周および固定筒の内周にそれ
ぞれ雄ヘリコイドおよび雌ヘリコイドを設けてこれらを
ヘリコイド連結し、カム環の雄ヘリコイドのヘリコイド
山の間に、ギアをヘリコイド山に沿って設けたので、こ
のギアに噛み合う駆動ギアを短くかつ簡単な構成にする
ことが可能で、しかもギアをヘリコイド山に沿った帯状
に形成できるので、ギアがカム環の外周を占有する面積
が狭く、カム環の長さを長くすることなくカム環に焦点
距離コード板を設けることが可能になった。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第３図は、本考案に係るズームレンズの駆
動機構を適用したズームレンズを光軸で縦断して上半分
を示す端面図であって、第１図は収納状態、第２図はワ
イド端状態、第３図はテレ端状態をそれぞれ示す図、第
４図は、カム環、レンズ案内環、雄ヘリコイド環の展開
図、第５図は同ズームレンズの要部を示す斜視図であ
る。 11…カメラボディ、12…固定筒、15、16…移動レンズ、
18…雌ヘリコイド環、18a…雌ヘリコイド、18b…切欠、
20…雄ヘリコイド環、22…カム環、24…レンズ案内環、
26…直進案内板、30…前群レンズ枠、31…後群レンズ
枠、34…前群移動枠、35、36…ガイドピン、38…レンズ
カバー筒、41…前群カム溝、42…後群カム溝、43、44…
レンズガイド溝、51…雄ヘリコイド、51a、51b…ヘリコ
イド山、52…ギア、54…モータ、55…ピニオン（駆動ギ
ア）、56…固定板

Claims (4)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】カメラボディに対して固定される、雌ヘリ
   コイドを有する固定の雌ヘリコイド環と、 この雌ヘリコイド環の雌ヘリコイドと螺合する雄ヘリコ
   イドを有する雄ヘリコイド環と、 上記雄ヘリコイド環が嵌合されたカム環と、 上記雄ヘリコイド環の雄ヘリコイドのヘリコイド山に沿
   わせて形成したギアと、 このギアと噛み合う駆動ギアを有し、上記雄ヘリコイド
   環を回転させるカム環駆動機構と、 上記カム環と光軸方向には一体に移動し、かつカム環の
   光軸方向移動に伴い該カム環に対して相対回転するレン
   ズ案内環と、 上記カム環およびレンズ案内環に対して支持され、これ
   らの光軸方向移動および相対回転により所定の軌跡で光
   軸方向に接離移動して焦点距離を変える、少なくとも前
   後二群の移動レンズとを有することを特徴とするズーム
   レンズの駆動機構。
2. 【請求項２】上記のギアは、雄ヘリコイドの複数のヘリ
   コイド山に代えてヘリコイド山の間に形成された請求項
   １に記載のズームレンズの駆動機構。
3. 【請求項３】上記カム環のギアおよび駆動ギアの歯すじ
   が光軸方向に形成されている請求項１または２に記載の
   ズームレンズの駆動機構。
4. 【請求項４】上記駆動ギアの歯の前後両端部が、面取り
   されている請求項１または２に記載のズームレンズの駆
   動機構。