JP2735138B2 - ズームレンズ鏡胴 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は電子スチルカメラやビデオカメラ等に使用さ
れるズームレンズの鏡胴に関するものである。

〔従来の技術〕

２群ズーム方式のズームレンズは、前群・後群の２つ
のレンズ群から構成され、これらの相対距離が変更され
ることにより撮影倍率が変更されるとともに、ピント面
が一定に保たれるようにしたものである。このズームレ
ンズでは、各レンズ群同志の相対位置を撮影倍率に応じ
て複雑に変化させる必要があるため、それぞれのレンズ
群を光軸方向に移動させるためのカム溝を形成したカム
筒を用いており、このカム筒をズーム操作により回転さ
せて各々のレンズ群の位置を決めていた。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで、上記カム筒の加工精度は各レンズ群の位置
精度に大きく影響するので、カム筒を高精度に加工する
必要があり、これがズームレンズをコスト高にする要因
の一つとなっている。さらに、上記ズームレンズは、前
記カム筒の他に、各レンズ群の枠が移動される際にガイ
ドとなる直線溝を形成した固定筒等からなり、これらが
互いに高い精度で嵌合されているため、機構が複雑で小
型化が困難であるという問題があった。

〔発明の目的〕

本発明は上述のような課題を解決するためになされた
もので、ズームレンズの機構を簡素化し、小型化，ロー
コスト化に寄与することができるズームレンズ鏡胴を提
供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するために、本発明のズームレンズ鏡
胴は、少なくとも２つの移動レンズ群を有するズームレ
ンズ鏡胴において、変倍時に光軸方向に変位されるカム
面を備えたカム部材と、前記カム面に一端部が当接さ
れ、前記カム部材の回動により光軸方向に進退されるシ
ャフトと、第１のレンズ群を保持するとともに前記シャ
フトに係合し、前記シャフトの進退に応動して光軸方向
に移動される第１レンズ枠と、前記シャフトに軸支さ
れ、光軸方向と平行に軸支された歯車を介して前記カム
部材の回動により回動されるとともに、第２のレンズ群
を保持する第２レンズ枠と係合される螺旋状のカム溝が
周面上に形成された円筒状の第１リードスクリューと、
前記第１レンズ枠が係合される螺旋状のカム溝が周面上
に形成され、前記シャフトに固定された円筒状の第２リ
ードスクリューとからなり、第１レンズ群と第２レンズ
群とを所定のカム線図に従って駆動するとともに、前記
第２リードスクリューを回転させることにより、前記第
１レンズ枠を光軸方向に進退させてピント調節を行うも
のである。

また、前記シャフトに、前記第１リードスクリューと
回転位相が調節自在に固定され、前記カム部材の回転を
第１リードスクリューに伝達するギアを軸支したもので
ある。また、前記カム部材のカム面と反対側の面に、前
記カム部材の回動位置を検出してズームレンズの変倍情
報を得る変倍情報検出手段を設けたものである。また、
前記ギアをハスバギアとしたものである。

〔作用〕

上記構成によれば、カム部材が駆動されると、カム面
の変位に応じてシャフトが光軸方向に進退されるととも
に、リードスクリューが回転される。シャフトの進退に
よって第１レンズ枠が進退され、リードスクリューの回
転によって第２レンズ枠が進退され、所望の撮影倍率に
応じた第１レンズ群及び第２レンズ群の各位置が規定さ
れる。

以下、図面を参照して本発明の実施例について詳細に
説明する。

〔実施例〕

本発明の実施例であるズームレンズ鏡胴の広角側位置
を示す第１図（Ａ）において、ズームレンズ鏡胴を用い
たズームレンズは、レンズ12,13,14から構成された前群
レンズ15と、レンズ16,17,18,19から構成された後群レ
ンズ21とからなる２群ズーム方式である。前群レンズ1
5,後群レンズ21は、それぞれ前群レンズ枠23,後群レン
ズ枠24に組み込まれ、これらは、光軸方向と平行に設け
られ、鏡胴前枠25と鏡胴中枠26との間に固定された固定
シャフト27に、脚部23a,24aを介してそれぞれ進退自在
に取り付けられている。

前記前群レンズ枠23の脚部23aと近接して固定シャフ
ト27に回転自在に設けられたギア28は、ズームレンズ鏡
胴の望遠側位置を示す同図（Ｂ）のギア29に噛合され、
第２図に示すように、ギアトレイン30を介して伝達され
た駆動モータ31の回転駆動力によって前群リードスクリ
ュー32を回転させるものである。

前記ギア29及び前群リードスクリュー32はシャフト33
に固定されており、このシャフト33は鏡胴前枠25と鏡胴
中枠26との間で光軸方向に進退自在に取り付けられ、コ
イルバネ35によって鏡胴前枠25から離れる方向に付勢さ
れている。そして、シャフト33の端部33aは、回転自在
に鋼球36を介して螺旋カム部材38の一端面の縁に形成さ
れた螺旋状のカム面38aに当接している。これによっ
て、前群リードスクリュー32の光軸方向の位置は、カム
面38aの傾斜によって規定され、螺旋カム部材38の回動
に従動して推移曲線αで示されるように光軸方向に進退
される。なお、カム面38aの最も高い部分には、シャフ
ト33の進退範囲を規制するストッパ39（第３図も参照）
が設けられている。

前記前群リードスクリュー32の円周面には螺旋状のカ
ム溝41が形成されており、これに鋼球42を介して前群レ
ンズ枠23が係合され、前群リードスクリュー32が回転さ
れるに従って前群レンズ枠23が固定シャフト27に沿って
進退される。なお、鋼球42は前群レンズ枠23の内部に仕
掛けられた板バネ43によってカム溝41側に付勢されてい
る。

前記シャフト33のギア29と鏡胴中枠26との間には、一
端部が鏡胴中枠26に固定され、シャフト33が回転可能に
貫通された筒44を介して後群リードスクリュー45,ハス
バギア46が回転自在に取り付けられている。このハスバ
ギア46の一端部には軸方向に凸部46aが設けられ、この
凸部46aが後群リードスクリュー45の凹部45aに嵌合して
いる。そして、後群リードスクリュー45の端部に設けら
れた止めネジ47を締めつけることにより、止めネジ47の
先端が凸部46aのＶ字状の溝46bに入り込み、後群リード
スクリュー45とハスバギア46とは密着固定されている。

前記筒44のギア29側の端部にはストッパ48が固定され
ており、これと後群リードスクリュー45との間にはコイ
ルバネ49が仕掛けられ、後群リードスクリュー45を介し
てハスバギア46が鏡胴中枠26側に付勢されている。これ
によって、ハスバギア46と、これと噛合される後述する
ハスバギアとのバックラッシを取り除き、変倍時のピン
トずれを防止している。

後群リードスクリュー45の円周面には螺旋状のカム溝
51が形成されており、これに鋼球52を介して後群レンズ
枠24が係合され、後群リードスクリュー45が回転される
に従って後群レンズ枠24が固定シャフト27に沿って進退
される。なお、鋼球52は後群レンズ枠24の内部に仕掛け
られた板バネ53によってカム溝51側に付勢されている。

なお、後群リードスクリュー45とハスバギア46との相
対的な回転位置関係は、止めネジ47を締め直すだけで調
節することができるので、前群レンズ15,後群レンズ21
の相対位置関係を簡単に調節することができ、トラッキ
ング調節時に前群レンズ15,後群レンズ21の全体を移動
させる必要がなく、鏡胴の長さに変化が生じない。

前記螺旋カム部材38は、鏡胴中枠26と鏡胴後枠56との
間に固定された固定シャフト58に回動自在に取り付けら
れており、鏡胴後枠56側の円周面にはギア部61が形成さ
れている。このギア部61には、変倍用の駆動モータ62
（第３図参照）によって回転駆動されるギア63が噛合さ
れている。また、螺旋カム部材38の鏡胴中枠26側の円周
面に形成されたギア部64は、金具65に固定された軸66に
回転自在に取り付けられたギア67と噛合している。この
ギア67には、軸受部68を介してハスバギア69が一体に成
形されており、このハスバギア69は、前記ハスバギア46
に噛合している。なお、金具65は、図示していないが、
鏡胴中枠26に固定されている。

前記螺旋カム部材38の鏡胴後枠56側端部には円形室71
が形成されており、この底部にはマイクロブラシ72が取
り付けられ、このマイクロブラシ72がその上を摺動する
円板状の摺動抵抗基板73が鏡胴後群56に固定されてい
る。このマイクロブラシ72と摺動抵抗基板73との接触位
置の変化によって螺旋カム部材38の回動位置が検出さ
れ、摺動抵抗基板73からの出力信号はデジタル化されて
本実施例のズームレンズ鏡胴を搭載した例えば電子スチ
ルカメラを制御するマイコンに入力される。このよう
に、変倍情報を螺旋カム部材38の回動位置に検出によっ
て得ているので、後群リードスクリュー45の位置検出に
よるものと比較して場所を取らず、ズームレンズ鏡胴の
小型化を寄与することができる。

以上のように構成された本発明のズームレンズ鏡胴を
用いたズームレンズの撮影倍率を例えば望遠側から広角
側に変更するには、駆動モータ62を第３図の図面上で反
時計方向に駆動させる。これによって、螺旋カム部材38
がギア63及びギア部61を介して反時計方向に回動され、
ギア部64,ギア67を介してハスバギア69を時計方向に回
動され、ハスバギア46を介して後群リードスクリュー45
が反時計方向に回動される。したがって、カム溝51が係
合した鋼球52を介して後群レンズ枠24が前群レンズ15側
（第１図（Ｂ）に示す矢印βの反対方向）に移動され、
撮影倍率の変更が行われる。

これと同時に、鋼球38に当接したカム面38aは低い方
に移動されるので、シャフト33はコイルバネ35に付勢さ
れて螺旋カム部材38側に移動される。これによって、前
群リードスクリュー32が移動されるので、カム溝41に係
合した鋼球42を介して前群レンズ枠23が推移曲率αに沿
って後群レンズ21側に移動され、撮影倍率の変更に伴う
ピント位置の移動が補正されてピント面が一定に維持さ
れる。なお、逆に広角側から望遠側に変倍するには、駆
動モータ62を逆転駆動させればよい。

また、螺旋カム部材38が回動されるに従ってマイクロ
ブラシ72が摺動抵抗基板73の基板上を移動し、リアルタ
イムで正確な螺旋カム部材38の回動位置がマイコンに入
力される。マイコンは螺旋カム部材38の回動位置，即ち
変倍情報に基づいて、例えば絞り口径を変更して変倍に
よる入射光量の変動を防止する。

ピント調節を行うに、駆動モータ31を駆動し、ギアト
レイン30,ギア28,29を介してシャフト33を回転させる。
これによって、シャフト33に固定された前群リードスク
リュー32が回転され、カム溝41に係合した鋼球42を介し
て前群レンズ枠23が光軸方向に進退されてピント調節が
行われる。なお、このピント調節は、図示しないオート
フォーカス機構からの測距情報によって自動的に行われ
るようにしてもよいのは勿論である。

〔発明の効果〕

以上のように本発明のズームレンズ鏡胴によれば、変
倍時に軸方向に変位されるカム面を備えたカム部材を用
い、カム面の変位に応じてシャフトが光軸方向に進退し
て第１レンズ枠が進退されるとともに、シャフトに軸支
された第１リードスクリューが光軸方向と平行に軸支さ
れた歯車を介してカム部材の回転により回転して第２レ
ンズ枠が進退され、さらにシャフトに固定された第２リ
ードスクリューが回転することにより第１レンズ枠が光
軸方向に進退してピント調節がなされるようにしたの
で、コスト高な従来のカム筒を使用する必要がなくな
り、ズームレンズの機構が簡素化されるとともに、また
主要な部品の全てがほぼ一直線上に配置され、ズームレ
ンズの小型化及びローコスト化に寄与することができ
る。

また、前記シャフトに、前記第１リードスクリューと
回転位相が調節自在に固定され、前記カム部材の回転を
第１リードスクリューに伝達するギアを軸支したので、
トラッキング調節を極めて容易に行うことができるとと
もに、レンズ群全体の調節を行う必要がなくなり、鏡胴
の長さが変化しなくなる。

また、前記カム部材のカム面と反対側の面に、前記カ
ム部材の回動位置を検出してズームレンズの変倍情報を
得る変倍情報検出手段を設けたので、トラッキング調節
をしても変倍情報に補正を加える必要がなくなるととも
に、ズームレンズのコンパクト化，高精度化に寄与する
ことができる。

また、前記ギアをハスバギアとしたので、カム部材と
第１リードスクリューとの間のバックラッシュを取り除
いて変倍時の焦点ズレを簡単に防止することができ、ズ
ームレンズの高性能化に寄与することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図（Ａ）は本発明の実施例の広角撮影状態を示す側
断面図である。 第１図（Ｂ）は本発明の実施例の望遠撮影状態を示す側
断面図である。 第２図は第１図に示した実施例に係るピント調節機構の
概略を前方から示す平面図である。 第３図は第１図に示した実施例に係る変倍機構の一部を
前方から示す平面図である。 23……前群レンズ枠 24……後群レンズ枠 32……前群リードスクリュー 33……シャフト 38……螺旋カム部材 45……後群リードスクリュー 46,69……ハスバギア 47……止めネジ。

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】少なくとも２つの移動レンズ群を有するズ
   ームレンズ鏡胴において、 変倍時に光軸方向に変位されるカム面を備えたカム部材
   と、前記カム面に一端部が当接され、前記カム部材の回
   動により光軸方向に進退されるシャフトと、第１のレン
   ズ群を保持するとともに前記シャフトに係合し、前記シ
   ャフトの進退に応動して光軸方向に移動される第１レン
   ズ枠と、前記シャフトに軸支され、光軸方向と平行に軸
   支された歯車を介して前記カム部材の回動により回動さ
   れるとともに、第２のレンズ群を保持する第２レンズ枠
   と係合される螺旋状のカム溝が周面上に形成された円筒
   状の第１リードスクリューと、前記第１レンズ枠が係合
   される螺旋状のカム溝が周面上に形成され、前記シャフ
   トに固定された円筒状の第２リードスクリューとからな
   り、第１レンズ群と第２レンズ群とを所定のカム線図に
   従って駆動するとともに、前記第２リードスクリューを
   回転させることにより、前記第１レンズ枠を光軸方向に
   進退させてピント調節を行うことを特徴とするズームレ
   ンズ鏡胴。
2. 【請求項２】前記シャフトに、前記第１リードスクリュ
   ーと回転位相が調節自在に固定され、前記カム部材の回
   転を第１リードスクリューに伝達するギアを軸支したこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のズームレン
   ズ鏡胴。
3. 【請求項３】前記カム部材のカム面と反対側の面に、前
   記カム部材の回動位置を検出してズームレンズの変倍情
   報を得る変倍情報検出手段を設けたことを特徴とする特
   許請求の範囲第１項記載のズームレンズ鏡胴。
4. 【請求項４】前記ギアは、ハスバギアであることを特徴
   とする特許請求の範囲第２項記載のズームレンズ鏡胴。