JP3201418B2

JP3201418B2 - 焦点可変装置

Info

Publication number: JP3201418B2
Application number: JP21261891A
Authority: JP
Inventors: 央若林; 稔加藤
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 1991-07-30
Filing date: 1991-07-30
Publication date: 2001-08-20
Anticipated expiration: 2016-08-20
Also published as: US5666565A; JPH0534558A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、望遠側または広角側へ
焦点距離を連続的に可変するズームレンズの焦点可変装
置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種のズームレンズは、レンズ
鏡筒内に少なくとも２つ以上のレンズ群を有し、各レン
ズ群の間隔を変化させることにより焦点距離を変え、任
意の像倍率で撮影が行えるようになっている。ズームレ
ンズでは、ズーミング動作をしたときに、いずれの位置
であってもピント面の位置（ピントバック）は常に一定
でなくてはならない。

【０００３】このようなズームレンズは、例えば、回転
筒が所要の方向に回転されると、直進ヘリコイド機構に
より保持筒内の第１のレンズ群が光軸方向に繰り出しま
たは繰り込まれるとともに、回転筒に連動するカム筒の
回転により相対的に変位する円周カム溝とガイド筒の直
進カム溝との関係により、前記各溝に係合しているカム
ピンを介して、第２のレンズ群が第１のレンズ群との間
隔を変化させながら前後動し、その結果、所定の像倍率
によるズーミング撮影が可能となる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、前述したカム
筒やガイド筒を、プラスチックによって型成形すると、
型割りの都合上、円周カム溝や直進カム溝等のカム面
に、パーティングラインが入ることになる。このとき、
パーティングラインは、正規のカム面よりも出っ張って
しまい、その位置にカムピンが止まると、第１のレンズ
群と第２のレンズ群の間隔が設定された間隔とならず、
ピント面の位置が一定でなくなるという問題があった。

【０００５】本発明の目的は、カム部材やガイド部材を
プラスチックによって型成形した場合に、カム面にパー
ティングラインがあるときにも、ピント面の位置を常に
一定に保つことができる焦点可変装置を提供することで
ある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、本発明による焦点可変装置は、望遠端と広角端との
間で焦点距離を可変できる撮影光学系と、カム部を有す
るカム部材と、ガイド部を有するガイド部材と、前記カ
ム部および前記ガイド部に係合するカムピンと前記撮影
光学系の一部とが設けられた従動部材と、前記カム部材
と前記ガイド部材とを相対運動させ、前記カムピンが前
記カム部と前記ガイド部を摺動することにより前記従動
部材を移動させる駆動部とを含む焦点可変装置におい
て、前記カム部材または前記ガイド部材の少なくとも一
方を樹脂により型成形する場合に、前記カムピンの前記
摺動の範囲内であり前記望遠端および前記広角端以外の
位置にパーティングラインが位置する構成とすることが
できる。

【０００７】また、本発明による焦点可変装置は、望遠
端と広角端との間で焦点距離を可変できる撮影光学系
と、カム部を有するカム部材と、ガイド部を有するガイ
ド部材と、前記カム部および前記ガイド部に係合するカ
ムピンと前記撮影光学系の一部とが設けられた従動部材
と、前記カム部材と前記ガイド部材とを相対運動させ、
前記カムピンが前記カム部と前記ガイド部を摺動するこ
とにより前記従動部材を移動させる駆動部と、前記カム
ピンが、前記カム部材または前記ガイド部材を樹脂によ
り型成型する際に形成されたパーティングライン上には
停止しないように、前記駆動部の駆動を制御する制御部
とを有する構成とすることができる。この場合に、前記
従動部材の位置を検出する位置検出手段（エンコーダ
９）をさらに有しており、前記制御部（コントローラ３
０）は、予め記憶された前記パーティングラインの位置
情報（回転角ｘ₂〜ｘ₃，回転角ｘ₄〜ｘ₅）と、前記
位置検出手段の検出情報（回転角ｘ）とに基づいて、前
記従動部材が前記パーティングライン上にあると判断し
た場合には、前記パーティングラインから外れた位置ま
で前記従動部材を移動させるように制御する（Ｓ１０
５，Ｓ１０６，Ｓ２０５，Ｓ２０６）ことができる。

【０００８】

【作用】本発明によれば、比較的撮影頻度の多い望遠端
および広角端の位置には、パーティングラインを設けな
いようにしてある。また、カム部材およびガイド部材の
パーティングライン上には、従動部材（カムピン）が止
まらないように制御してある。従って、パーティングラ
イン上にカムピンが乗った状態では撮影されることはな
く、正規のカム面にカムピンがあるときだけ撮影される
ので、ピント面の精度が悪くなることはない。

【０００９】

【実施例】以下、図面等を参照して、実施例につき、本
発明を詳細に説明する。図１〜図３は、本発明による焦
点可変装置の実施例の機構部分を示した図であって、図
１は分解斜視図、図２は縦断面図、図３は横断面図であ
る。

【００１０】ズームレンズ１は、回転筒３，保持筒４，
第１のレンズ群５，ガイド筒１０，第２のレンズ群１
２，カムピン１４，カム筒１６等から構成されている。

【００１１】前側ボディ２は、全体の図示を省略したカ
メラ本体の一部を構成する部分であり、前側ボディ２の
保持孔内には、回転筒３が回転可能に保持されている。

【００１２】この回転筒３は、前側ボディ２に対する光
軸方向への動きが、前側ボディ２にねじ止めされている
回転筒押さえ２ａ等で規制されている。この回転筒３
は、図示を省略したズーミング駆動機構からの回転が伝
達されることによって、適宜の方向に所定角度ずつ回転
駆動される。この回転筒３の内周部には、直進ヘリコイ
ド機構を構成する内周ヘリコイド溝３ａが形成されてお
り、内部に保持筒４が保持されている。

【００１３】保持筒４は、レンズ鏡胴として機能する部
分であり、後端側外周部に外周ヘリコイド溝４ａが形成
されている。この外周ヘリコイド溝４ａは、回転筒３の
内周ヘリコイド溝３ａと噛み合っており、保持筒４は、
回転筒３の回転に伴って、光軸方向に前後動されること
になる。

【００１４】この保持筒４の前端側小径部内には、図２
に示すように、レンズ枠５ａによって第１のレンズ群５
が保持されている。この保持筒４の前端側小径部外周側
で筒状カバー４ｂにより覆われる環状空間内には、シャ
ッタ駆動機構６等を始めとする各種機構部品が配設され
ている。また、保持筒４内には、第１のレンズ群５の後
端側部分に、レンズシャッタ機構部７が配設されてい
る。

【００１５】直進キー８は、略Ｌ字状に折り曲げられ、
基端部が前側ボディ２の後端側にねじ止めされており、
先端側が回転筒３内を光軸方向に向かって延設されてい
る。この直進キー８の先端側は、保持筒４の一部に係合
することにより、保持筒４の回転を規制している。

【００１６】エンコーダ基板９ｂは、図１に示すよう
に、回転筒３の外周部に巻き回して設けられている。こ
のエンコーダ基板９ｂ上には、図示を省略した回転位置
指示手段となる接点パターン等が周方向に形成され、か
つ、前側ボディ２側に設けられる信号取り出し手段であ
るエンコーダブラシ９ａが接触することにより、回転筒
３の回転方向の位置を検出し、その回転に伴うズームレ
ンズ１でのズーミング位置等を前述したズーミング駆動
機構（電動モータ３２および減速歯車機構等による）を
駆動制御するコントローラ３０（図９参照）にフィード
バックするような構成となっている。

【００１７】ガイド筒１０は、保持筒４の後端側大径部
内に遊嵌状態で配置され、前端側フランジ部が止めねじ
１１（図２参照）により一体的に固定されている。ガイ
ド筒１０は、その外周部で周方向に等配された３個所に
は、光軸方向に延びた直進ガイド溝１０ａが設けられて
いる。

【００１８】第２のレンズ群１２は、ガイド筒１０内で
光軸方向に前後動可能に保持されるとともに、がた付き
防止用ばね１３により後端側への付勢力を与えられてい
る。第２のレンズ群１２は、そのレンズ枠１２ａの外周
部で周方向に等配された３個所には、放射方向に突出し
てガイド筒１０の各直進ガイド溝１０ａを貫通するよう
に挿入されるカムピン１４が設けられている。

【００１９】ガイド筒１０の外周部の一部には、図３に
示すように、直進キー８を両側から挟み込んだ状態で回
転可能に支持されたコロ１５，１５が止めビス１５ａ、
１５ａで組み付けられており、ガイド筒１０は、保持筒
４と共に直進キー８により光軸方向にのみ移動可能であ
って、回転方向への動きは規制されている。第２のレン
ズ群１２は、ばね１３の付勢力により、カムピン１４が
直進カム溝１０ａの後端側端部に押し付けられることに
よって、がた付きを生じない状態でガイド筒１０内に移
動可能に保持されている。

【００２０】カム筒１６は、ガイド筒１０の外周側で保
持筒４の後端側内周部分に回動可能に保持されており、
ガイド筒１０と共に円筒カム機構を構成している。この
ように、ガイド筒１０とカム筒１６とによって、第２の
レンズ群１２を第１のレンズ群５に対し進退動作させる
ことにより、これら両レンズ群５，１２による合成焦点
距離を変化させ、ズーミング動作を行う。

【００２１】カム筒１６の外周部には、円周カム溝１６
ａが光軸方向を基準として斜めに傾斜して形成されてい
る。この円周カム溝１６ａには、ガイド筒１０の直進カ
ム溝１０ａをそれぞれ貫通している第２のレンズ群１２
側からのカムピン１４の先端が挿入されている。

【００２２】クラッチ板１７は、図３に示すように、カ
ム筒１６の後端側端面の一部に止めビス１８により固定
され、このカム筒１６を回転筒３側に回転方向に対して
連結し、一体的に同期して回転させるための連結子であ
る。このクラッチ板１７には、図２および図３に示すよ
うに、外周方向に突出する突片１７ａが形成されてお
り、この突片１７ａが回転筒３の内周部の一部に光軸方
向に沿って設けられた係合溝３ｂに係合する。従って、
カム筒１６は、クラッチ連結時に、回転筒３に対して光
軸方向に移動可能な状態で連結されており、回転筒３の
回転により直進ヘリコイド機構を介して繰り出し、繰り
込み動作される保持筒４、ガイド筒１０側と、カム筒１
６は独立して回転し、しかも光軸方向には連動して移動
することができる。

【００２３】クラッチ板１７には、図３に示すように、
ビス止め用円弧溝１７ｂが設けられており、ビス１８を
緩めてクラッチ連結状態を解除したときに、回転筒３か
らカム筒１６への回転伝達を切り離し、これらを相対的
に回動可能な状態とするようにしてある。すなわち、円
弧溝１７ｂとビス１８とによる相対的な回動範囲が、ピ
ントバック位置調整時における調整代となっている。

【００２４】このようなズームレンズ１は、カメラ本体
側に設けられる電動モータ等のズーミング駆動機構から
の回転駆動力によって、回転筒３が所要の方向に回転さ
れると、直進ヘリコイド機構により保持筒４内の第１の
レンズ群５が光軸方向に繰り出しまたは繰り込まれると
ともに、クラッチ板１７によって連結されているカム筒
１６の回転により相対的に変位する円周カム溝１６ａと
ガイド筒１０の直進カム溝１０ａとの関係により、これ
らに係合しているカムピン１４を介して、第２のレンズ
群１２も、第１のレンズ群５との間隔を変化させながら
前後動し、その結果、所定の像倍率によるズーミング撮
影が可能となる。

【００２５】そのズーミング位置は、エンコーダ９（９
ａ，９ｂ）により回転筒３の回転位置が検出されること
によって、コントローラ３０側に送られている。上述し
た円筒カム機構において、回転筒３の回転によりカム筒
１６が回転されると、その円周カム溝に係合しているカ
ムピン１４に回転力が伝達されるが、このカムピン１４
は、回転が規制され直進運動のみが許容されているガイ
ド筒１０の直進カム溝１０ａにも係合しているので、回
転運動が制限され、その結果として回転力が光軸方向へ
の移動力に変換されて第２のレンズ群１２が円周カム溝
１６ａの動きに沿って前後動し、両レンズ群５、１２間
の間隔が所要の状態に変化してズーミング動作が行われ
る。

【００２６】このとき、第２のレンズ群１２側のカムピ
ン１４には、ばね１３により常に後端側への付勢力が作
用し、カム溝の溝側縁に押し付けられているため、カム
溝とカムピン１４との間にがた付きがあっても動作上は
何ら支障ない。

【００２７】次に、カム筒１６の形状について説明す
る。図４は、実施例に係る焦点可変装置のカム筒の外周
面を展開的に示した図、図５および図６は、図４の部分
拡大図、図７および図８は、型割り状態を示した平面図
である。

【００２８】カム筒１６は、円筒カムであるので、図
７，図８に示すように、型２０はカム筒１６の中心より
放射方向に分割されている。この実施例では、型２０は
均等に６分割されているので、カム筒１６にできるパー
ティングライン１６ｃは、図４に示すように等間隔に６
本できることになる。図５に示す矢印Ｐは、図１に示し
たバネ１３が作用する方向であり、円周カム溝１６ａの
基準面１６ａ₁に常にカムピン１４を押し付けている。

【００２９】図６において、円周カム溝１６ａの基準面
１６ａ₁にも、パーティングライン１６ｃができてお
り、突出部１６ｄとなっている。カムピン１４が、突出
部１６ｄを通過するときには、円周カム溝１６ａの基準
面１６ａ₁から外れることになる。このため、第１のレ
ンズ群５と第２のレンズ群１２の間隔が設計値と合わな
いものとなってしまう。

【００３０】パーティングライン１６ｃおよび円周カム
溝１６ａは外周面に等配されているので、円周カム溝１
６ａにできる突出部１６ｄの位置は、全ての円周カム溝
１６ａに共通である。従って、等配された各カムピン１
４は、ほぼ同時に突出部１６ｄに当たることになる。

【００３１】この実施例では、図４に示すように、ワイ
ド端Ｗｉｄｅおよびテレ端Ｔｅｌｅの位置には、パーテ
ィングライン１６ｃがこないようにしてある。この理由
は、ズームレンズは、ワイド端Ｗｉｄｅおよびテレ端Ｔ
ｅｌｅで撮影される可能性が高いからである。

【００３２】図９は、実施例に係る焦点可変装置の回転
筒の回転角と第１・第２のレンズ群の動きとの関係を示
した線図である。回転筒３の回転角ｘは、リセット位置
が０、ワイド位置がｘ₁、テレ位置がｘ₆、終端がｘ_D
であり、カムピン１４の位置の基準となる。これらの回
転角ｘに従って、第１および第２のレンズ群５，１２の
間隔が、図９で設定された間隔に保たれる。

【００３３】回転角ｘ₂〜ｘ₃および回転角ｘ₄〜ｘ₅
の間は、カム筒１６のパーティングライン１６ｃによる
突出部１６ｄとカムピン１４の干渉による影響が心配さ
れる範囲である。従って、この実施例では、カムピン１
４はこの範囲に止まらないように制御している。

【００３４】図１０は、本発明による焦点可変装置の実
施例を示したブロック図、図１１および図１２は、コン
トローラの動作を説明する流れ図である。コントローラ
３０には、テレボタンＳＷ１とワイドボタンＳＷ２の出
力が接続されている。このコントローラ３０は、テレボ
タンＳＷ１またはワイドボタンＳＷ２のオン信号によ
り、望遠側または広角側へのズーム駆動信号を生成し、
駆動部３１を介して、ズームモータ３２を駆動する。

【００３５】図１１に示すように、まず、テレボタンＳ
Ｗ１が押されているか否かを判定し（Ｓ１０１）、テレ
ボタンＳＷ１が押されている場合には、モータ３２を駆
動してレンズ鏡筒の繰り出しを開始し（Ｓ１０２）、テ
レボタンＳＷ１が押されない場合には、待機状態とな
る。

【００３６】エンコーダ９によって、回転筒３の回転角
ｘが常にモニタされており、コントローラ３０は、レン
ズ鏡筒が繰り出されると、回転角ｘ＝ｘ₆（テレ位置）
となったか否かを判定し（Ｓ１０３）、回転角ｘ＝ｘ₆
になった場合には、レンズ鏡筒の繰り出しを停止する
（Ｓ１０７）。

【００３７】一方、回転角ｘ≠ｘ₆の場合には（Ｓ１０
３）、テレボタンＳＷ１がオンか否かを見て（Ｓ１０
４）、オンであれば、レンズ鏡筒の繰り出しは続行され
る。テレボタンＳＷ１がオフとなったときには、回転角
ｘの位置を確認して（Ｓ１０５）、回転角ｘがｘ₂＜ｘ
＜ｘ₃の範囲であれば、回転角ｘ＝ｘ₃になるまでレン
ズ鏡筒の繰り出しを続行する。

【００３８】また、テレボタンＳＷ１がオンであれば、
再び、回転角ｘが確認され（Ｓ１０６）、回転角ｘがｘ
₄＜ｘ＜ｘ₅の範囲であれば、回転角ｘ＝ｘ₅になるま
でレンズ鏡筒の繰り出しを続行する。回転角ｘがｘ₁＜
ｘ＜ｘ₂，ｘ₃＜ｘ＜ｘ₄，ｘ₅＜ｘ＜ｘ₆の範囲であ
れば（Ｓ１０５，Ｓ１０６）、レンズ鏡筒の繰り出しは
停止される（Ｓ１０７）。

【００３９】図１２に示したように、ワイドボタンＳＷ
２が押されたときには、同様に、回転角ｘがｘ₂〜
ｘ₃、ｘ₄〜ｘ₅の範囲にあるときには（Ｓ２０４，Ｓ
２０５）、ワイドボタンＳＷ２をオフすると、回転角ｘ
が各々ｘ₂，ｘ₄の位置までレンズ鏡筒を繰り込んでか
ら停止する（Ｓ２０７）。

【００４０】以上説明した実施例に限定されず、種々の
変形ができる。例えば、回転筒を手動によって回転させ
る場合には、ファインダ内等に表示部３３（図１０）を
設け、エンコーダからの回転角信号により、カムピンが
パーティングライン上にあることを検出したときに、点
灯表示するようにしてもよい。パーティングラインは、
エンコーダからの回転角信号によらず、突起部を直接検
出するようにしてもよい。

【００４１】

【発明の効果】以上詳しく説明したように、請求項１に
よれば、カム部材やガイド部材をプラスチックにより型
成形した場合に、比較的撮影頻度の多い望遠端および広
角端の位置には、パーティングラインを設けないように
してあるので、特別な制御することなしにピント面の調
整を行うときでも、望遠位置および広角位置では、パー
ティングライン上に不用意にカムピンが乗ることがな
く、ピント面の精度が悪くなることはない。

【００４２】また、請求項２によれば、カム部材および
ガイド部材のパーティングライン上には、従動部材（カ
ムピン）が止まらないように制御するので、パーティン
グライン上にカムピンが乗った状態では撮影されること
はなく、ピント面の精度が悪くなることはない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による焦点可変装置の実施例の機構部分
を示した分解斜視図である。

【図２】本発明による焦点可変装置の実施例の機構部分
を示した縦断面図である。

【図３】本発明による焦点可変装置の実施例の機構部分
を示した横断面図である。

【図４】実施例に係る焦点可変装置のカム筒の外周面を
展開的に示した図である。

【図５】図４の部分拡大図である。

【図６】図４の部分拡大図である。

【図７】実施例に係るカム筒の型割り状態を示した平面
図である。

【図８】実施例に係るカム筒の型割り状態を示した平面
図である。

【図９】実施例に係る回転筒の回転角と第１・第２のレ
ンズ群の動きとの関係を示した線図である。

【図１０】本発明による焦点可変装置の実施例を示した
ブロック図である。

【図１１】実施例に係るコントローラの動作を説明する
流れ図である。

【図１２】実施例に係るコントローラの動作を説明する
流れ図である。

【符号の説明】

１ズームレンズ３回転筒４保持筒５第１のレンズ群９エンコーダ１０ガイド筒１２第２のレンズ群１４カムピン１６カム筒１６ａ円周カム溝１６ｃパーティングライン１６ｄ突起部３０コントローラＳＷ１テレボタンＳＷ２ワイドボタン

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開昭58−195812（ＪＰ，Ａ) 特開昭63−71817（ＪＰ，Ａ) 実開昭54−68632（ＪＰ，Ｕ) 実開昭58−195204（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G02B 7/04 - 7/105

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】望遠端と広角端との間で焦点距離を可変
できる撮影光学系と、カム部を有するカム部材と、ガイド部を有するガイド部材と、前記カム部および前記ガイド部に係合するカムピンと前
記撮影光学系の一部とが設けられた従動部材と、前記カム部材と前記ガイド部材とを相対運動させ、前記
カムピンが前記カム部と前記ガイド部を摺動することに
より前記従動部材を移動させる駆動部とを含む焦点可変
装置において、前記カム部材または前記ガイド部材の少なくとも一方を
樹脂により型成形する場合に、前記カムピンの前記摺動
の範囲内であり前記望遠端および前記広角端以外の位置
にパーティングラインが位置することを特徴とする焦点
可変装置。
【請求項２】望遠端と広角端との間で焦点距離を可変
できる撮影光学系と、カム部を有するカム部材と、ガイド部を有するガイド部材と、前記カム部および前記ガイド部に係合するカムピンと前
記撮影光学系の一部とが設けられた従動部材と、前記カム部材と前記ガイド部材とを相対運動させ、前記
カムピンが前記カム部と前記ガイド部を摺動することに
より前記従動部材を移動させる駆動部と、前記カムピンが、前記カム部材または前記ガイド部材を
樹脂により型成型する際に形成されたパーティングライ
ン上には停止しないように、前記駆動部の駆動を制御す
る制御部とを有することを特徴とする焦点可変装置。
【請求項３】請求項２に記載の焦点可変装置におい
て、前記従動部材の位置を検出する位置検出手段をさらに有
しており、前記制御部は、予め記憶された前記パーティングライン
の位置情報と、前記位置検出手段の検出情報とに基づ
いて、前記従動部材が前記パーティングライン上にある
と判断した場合には、前記パーティングラインから外れ
た位置まで前記従動部材を移動させるように制御するこ
とを特徴とする焦点可変装置。