JP3412953B2 - ズームレンズ鏡筒、カメラおよび光学装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はズーミング作用による焦
点距離の変化に応じてフォーカス作用をするレンズ群の
移動量を変えるインナーフォーカス又はリアフォーカス
式のズームレンズ鏡筒に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、ズームレンズのコンパクト化、高
倍率化とともにオートフォーカス化が一般的となり、フ
ォーカスレンズの軽量化、および外部から可動部が直接
触れられないメリットを持つインナーフォーカスあるい
はリアフォーカス式のズームレンズ鏡筒の需要が高まっ
ている。この種のズームレンズ鏡筒としては、 （Ａ）特開平３−１４４４１１号公報に開示されている
ように、フォーカスレンズ群のズーミング移動軌跡が、
フォーカスレンズ群のフォーカス移動と無関係に設計さ
れ、独立したフォーカス用カムを持っているもの。 （Ｂ）特開昭６３−４９７１５号公報に開示されている
ように、ズーミングに連動して回転する枠にフォーカス
用カム溝を設けているもの。 （Ｃ）特開昭６３−３１４５１１号公報に開示されてい
るように、１群レンズが固定部に設けられているもの。 （Ｄ）特開平４−１８４４０５号公報に開示されている
ように、ズーミングにより移動する第１のレンズに応答
し、ズームカム及びフォーカス作用とズーム作用の両方
の作用にかかわるフォーカスカムを設けたカム部材を、
回転及び光軸方向に移動させるもの。 等が提案されている。

【０００３】

【発明が解決しようとしている課題】しかしながら、上
記従来例（Ａ）は、ズーム用カム部材の他にフォーカス
用カム部材を必要とし、コストアップとなる。従来例
（Ｂ）では従来例（Ａ）の場合よりもさらに部品点数を
多く必要とし、構成が複雑でコストアップとなる。従来
例（Ｃ）では１群レンズが固定であり、レンズのコンパ
クト化に難点があった。従来例（Ｄ）では、カム部材を
移動させるカムの１つが、第１レンズを保持して直進移
動する鏡筒に設けられており、直進繰り出し時にカムが
外部に露出することを防止するために、カバー部材を設
けるかインナーカム化する必要があり、コストアップ及
びコンパクト化が難しいという問題点があった。

【０００４】本発明は上記のような従来の問題点を解消
したズームレンズ鏡筒および該ズームレンズ鏡筒を適用
したカメラ、光学装置を得ることを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明のズーム
レンズ鏡筒は、ズーミング作用による焦点距離の変化に
応じて、フォーカスレンズの移動量を変えるズームレン
ズ鏡筒において、前記フォーカスレンズを保持し、全て
のズーム領域において、回転角度を同じにしてフォーカ
スを行うとともに、フォーカス移動のためのフォーカス
コロを有するフォーカスレンズ鏡筒と、前記フォーカス
レンズ鏡筒のフォーカスコロを係合しズーミング作用に
よる焦点距離の変化位置に応じてフォーカス移動量を異
ならせる全ズーム領域で使用するフォーカスカムと、該
フォーカスカムの光軸上の位置を移動させるための第２
のカムとを有するカム部材と、光軸と平行な直進溝と、
前記カム部材に設けられた第１コロに係合して該カム部
材の光軸上の位置を移動させるための第１のカムとを有
する固定筒と、ズーミング作用をするレンズを保持し前
記直進溝に沿って光軸方向に直進案内されるとともに前
記カム部材の第２カムに係合された第２のコロが一体に
設けられた直進筒とを備え、前記直進筒を光軸方向に移
動させてズーミング作用を行ったときに、前記直進筒の
移動に伴って、前記カム部材を、前記第２のカムと第２
のコロとにより、および前記第１のカムと第１のコロと
により、回転させるとともに光軸方向に移動させること
を特徴としている。

【０００６】請求項２の発明のカメラは、請求項１記載
のズームレンズ鏡筒を備えたことを特徴としている。

【０００７】請求項３の発明の光学装置は、請求項１記
載のズームレンズ鏡筒を備えたことを特徴としている。

【０００８】

【０００９】

【実施例】

第１の実施例 図１から図８は発明の特徴を最もよく表す一実施例の図
面であり、図１はレンズのテレ状態を示す断面図、図２
はレンズのワイド状態を示す断面図、図３はフォーカス
カム筒の展開図、図４は固定筒の展開図、図５は直進筒
の展開図、図６はテレ状態のカム関係を示す展開図、図
７はワイド状態のカム関係を示す展開図、図８はズーム
の移動線図である。

【００１０】図１〜図７において、Ｉは１群レンズ、Ｉ
Ｉは２群レンズ、ＩＩＩは３群レンズ、ＩＶは４群レン
ズ、Ｖは５群レンズである。

【００１１】１は第１固定筒であり、この第１固定筒１
には図４に示すように光軸と平行な直進溝１ａ、第１の
カムとしての固定筒カム１ｂがそれぞれ等分に３本ずつ
設けられている。２は第２固定筒であり、この第２固定
筒２はビス３で前記第１固定筒１にピントワッシャー４
をはさんだ状態で固着されている。５は前側固定部であ
り、ビス６で前記第２固定筒２に固着されている。

【００１２】７は駆動ヘリコイドであり、この駆動ヘリ
コイド７には内周にヘリコイドネジ７ａが設けられ、外
周にズームギア７ｂとリング部７ｃが設けられている。
このリング部７ｃは前記第２固定筒２の凹部２ｃに嵌合
するとともに該第２固定筒と前側固定部５にはさまれ、
定位置回動可能に保持されている。

【００１３】８は直進筒であり、この直進筒８には図５
に示すように直進キー部８ａが等分に３本一体的に設け
られて、この直進キー８ａが前記直進溝１ａに嵌合して
回転規制されている。これにより直進筒８は光軸方向の
動きのみが許容されている。また、この直進筒８の内周
には、スラスト溝８ｃが直進キー部８ａと回転方向で同
位相に設けられ、このスラスト溝８ｃの一方端に組み込
み穴８ｄが直進筒８を貫通した状態で設けられている。
また、直進筒８の前端近くには、穴８ｅ及び円周方向へ
の２つの長穴８ｆが設けられている。

【００１４】９は１群鏡筒であり、前記１群レンズＩを
保持するととともに外周にネジ９ａと９ｂが形成されて
いる。１０は１群調整環であり、この１群調整環１０に
は内周にネジ１０ａが形成され、このネジ１０ａは前記
１群鏡筒９のネジ９ａと螺合している。また、１群調整
環１０には穴１０ｂが３箇所等分に設けられており、穴
１０ｂの１つにはストレートピン１２が穴８ｅを通して
圧入され、残りの２つには偏心ピン１３が長穴８ｆを通
して圧入される。

【００１５】１１は１群押え環であり、内周にネジ１１
ａとスリ割１１ｂが設けられ、このネジ１１ａは１群鏡
筒９のネジ９ｂと螺合し、スリ割１１ｂは１群押え環１
１を回転させるために設けられている。上記の構成によ
り１群鏡筒９の２つのネジには１群調整環１０と１群押
え環がダブルナット的に固定され、１群調整環１０は直
進筒８に保持される。１４は前カバーであり、直進筒８
の先端部に接着等で固定される。

【００１６】１５は２群鏡筒であり、この２群鏡筒１５
は前記２群レンズＩＩを保持するとともにビス１６によ
り前記固定筒１の前端部に固定される。１７は絞り筒で
あり、この絞り筒１７は外周部にコロ１８がビス１９に
より固定されている。また、コロ１８は固定筒１の直進
溝１ａを貫通し、直進筒８のスラスト溝８ｃにはまって
おり、このコロ１８により絞り筒１７の回転位置が規制
されている。

【００１７】２０は電気信号によりコントロールされる
絞りユニットであり、この絞りユニット２０は絞り筒１
７に保持されている。２１は絞りユニット２０に電気信
号を伝達するフレキシブルプリント配線板、２２は前記
フレキシブルプリント配線板２１を保持するためのフレ
キ押え板である。フレキシブルプリント配線２１は円弧
を折り返した構成となっており、絞り筒１７の移動時の
ストロークの吸収をおこなっている。２３はカム部材と
してのフォーカスカム筒であり、このフォーカスカム筒
２３には図３に示すように第２のカムとしての１−４群
カム２３ａとフォーカスカム２３ｂがそれぞれ等分に３
本ずつ設けられている。

【００１８】２４は段ビスであり、この段ビス２４はフ
ォーカスカム筒２３にそれぞれ等分に３本植設されてい
る。この段ビス２４に嵌合し、チャージバネ２６により
前記固定筒カム１ｂに圧接された第１のコロとしてのテ
ーパーコロ２５により、フォーカスカム筒２３の動きは
固定筒カム１ｂに沿ったものに限定される。この固定筒
カム１ｂは第１固定筒１をモールド成形可能とするため
に、外径スライドで形成可能なテーパーカムとなってい
る。

【００１９】２７は絞り移動バネであり、前記絞り筒１
７と前記フォーカスカム筒２３の間に配置され、絞り筒
１７を前方（図の左方向）へ、フォーカスカム筒２３を
後方（図の右方向）へ加圧している。２８は前記３群レ
ンズＩＩＩを保持している３群鏡筒であり、この３群鏡
筒２８にはそれぞれ等分に配置された３本のフォーカス
コロ２９がビス３０により固定されている。このフォー
カスコロ２９は前記フォーカスカム２３ｂに入り、３群
鏡筒２８の移動はフォーカスカム２３ｂに沿った動きに
限定される。また、３群鏡筒２８にはフォーカス連動部
２８ａが一体的に設けられ、フォーカスキー３１とキー
結合している。このフォーカスキー３１はフォーカスリ
ング３２に固着されている。このフォーカスリング３２
は第２固定筒２の内周にバヨネット結合し、定位置回動
可能に保持されている。また、フォーカスリング３２に
はフォーカスギア３２ａが一体的に形成され、フォーカ
ス時には不図示のギアにより駆動される。

【００２０】３３は板バネで構成されたフリクションバ
ネであり、このフリクションバネ３３はビス３３ａによ
り第２固定筒２に固定されている。そして、フリクショ
ンバネ３３はフォーカスリング３２を図の矢印Ａの方向
に付勢し、フォーカスリング３２に自己保持力を与えて
いる。

【００２１】３４は４群鏡筒であり、前記４群レンズＩ
Ｖを保持してフォーカスカム筒２３の内周に嵌合してい
る。この４群鏡筒３４は固定筒１の直進溝１ａ、フォー
カスカム筒２３の１−４群カム２３ａに入った第２のコ
ロとしてのコロ３５が軸ビス３６により固定され、１群
レンズと一体移動する構成となっている。コロ３５と軸
ビス３６はそれぞれ等分に３つ配置されている。

【００２２】３７は５群鏡筒であり、前記５群レンズＶ
を保持し、第２固定筒２にビス３８で固定されている。
この第２固定筒２には一部に切りかき穴２ａが設けられ
ており、この切りかき穴２ａを通して不図示のギアによ
り、駆動ヘリコイド７のズームギア７ｂを駆動すること
でズーミングが行われる。直進筒８の後側外周にはヘリ
コイドネジ８ｇが一体的に形成され、前記駆動ヘリコイ
ド７のヘリコイドネジ７ａと螺合している。また、直進
筒８には逃げ８ｈが内周に設けられ、図２に示すワイド
状態でテーパーコロ２５が直進筒８と干渉することを防
止している。４０は上記実施例構成のズームレンズ鏡筒
を適用するカメラ、光学装置の本体である。

【００２３】次に上記構成によるズーミング時とフォー
カス時の各群レンズの動きについて説明する。図８はズ
ームレンズの各群の動きを示した移動線図である。図８
において、Ｉ、ＩＩ、ＩＩＩ、ＩＶ、Ｖ、２０は図１に
対応した１群レンズＩ、２群レンズＩＩ、３群レンズＩ
ＩＩ、４群レンズＩＶ、５群レンズＶ、絞りユニット２
０の移動軌跡を表している。

【００２４】図８に示されたように、ズームレンズは
１、４群が一体移動、２、５群が固定、３群が非線形移
動をしている。また、フォーカスは３群でおこなわれ
る。ズームレンズはインナーフォーカスタイプのズーム
レンズであり、３群の繰り出し量はズーム位置により異
なっている。

【００２５】また、絞りユニットの軌跡はワイド（Ｗｉ
ｄｅ）→テレ（Ｔｅｌｅ）へのズーミングの途中まで
１、４群レンズＩ、ＩＶと同じ軌跡路とり、そこから固
定となる構成をとっている。

【００２６】図１のテレ状態から図２のワイド状態への
ズーミング動作は、駆動ヘリコイド７の回転により行わ
れる。駆動ヘリコイド７が回転すると、ヘリコイドネジ
７ａにより、直進筒８が光軸方向に移動する。直進筒８
はコロ３５、軸ビス３６を介して４群鏡筒３４と一体と
なっているので、直進筒８が移動すると、４群鏡筒３４
を一体に移動する。これにより１、４群レンズＩ、ＩＶ
の移動が行われる。

【００２７】上記のようにコロ３５が光軸方向に移動す
ると、フォーカスカム筒２３は１−４群カム２３ａと固
定筒カム１ｂの合成軌跡により、回転しながら光軸方向
に移動する。フォーカスカム筒２３が回転すると、３群
鏡筒２８に固定されたフォーカスコロ２９（テレ位置２
９ａ、ワイド位置２９ｂそれぞれ∞位置にて）は、３群
鏡筒２８がフォーカスキー３１により回転規制されてい
るので、図３に示すようにテレ位置２９ａからワイド位
置２９ｂへ連続してフォーカスカム２３ｂの使用点が変
更される。

【００２８】３群鏡筒２８のズーミング時の動きは、フ
ォーカスカム筒２３の動きと、フォーカスカム２３ｂの
合成軌跡により決定され、この合成軌跡が∞〜至近域で
光学上必要とされる３群の軌跡となるようになってい
る。フォーカスカム２３ｂの形状は、特開平３−１４４
４１１号公報に開示された第１〜第３実施例と同様に決
定されるので、詳細な説明は省略する。

【００２９】フォーカス時はフォーカスキー３１が回転
することにより行われる。このフォーカスキー３１が図
３でθだけ回転すると、テレ位置〜ワイド位置の各ズー
ム域で略等しい物体距離にピントが合わされる。絞りユ
ニット２０の移動は従来通常行われるカムによる移動で
はなく、本実施例構成おいては、直進筒８、第１固定筒
１、フォーカスカム筒２３、絞り移動バネ２７により作
り出される。

【００３０】まず、テレ状態（図１）で絞りユニット２
０を保持する絞り筒１７は、フォーカスカム筒２３と絞
り筒１７の間に配置された絞り移動バネ２７により、図
において左方向に加圧されている。この時、絞り筒１７
は前端部１７ａが固定筒１に設けられたストッパー１ｃ
に当接し、定位置で保持されている。

【００３１】ズーミングが行われると、図１のテレ状態
から図２のワイド状態にフォーカスカム筒２３、３群鏡
筒２８が移動をはじめる。このズーミング動作時、直進
筒８のスラスト溝８ｃの端部８ｉがコロ１８に当接する
までの間は、絞り筒１７、絞りユニット２０は絞り移動
バネ２７によりストッパー１ｃに当接したままで保持さ
れる。この間が図８のαで示された期間にあたる。

【００３２】しかる後、端部８ｉがコロ１８に当接する
と、絞り筒１７はストッパー１ｃからはなれ、直進筒８
と一体移動をはじめる。ここからワイド端までが図８の
βで示された期間で、この間、絞り筒１７、絞りユニッ
ト２０は直進筒８と一体移動し、絞りユニット２０の移
動軌跡が作られる。２、５群レンズは固定であるので、
ズーミングによる各移動群レンズの移動軌跡は以上であ
る。

【００３３】なお、本実施例構成では、フォーカス時、
ズーミング時にそれぞれフォーカスカム筒２３のフォー
カスカム２３ｂとフォーカスコロ２９の位相関係が変化
する。従って、３群鏡筒２８はズーミング時にフォーカ
スカム筒２３から回動力を受ける。この回動力に抗して
３群鏡筒２８をズーミング時に回転しないようにするた
め、３群鏡筒２８をキー３１で保持しているが、このた
めにはキー３１が自己保持力を有する必要がある。

【００３４】そこで、本実施例では、フォーカスリング
３２に対してフリクションバネ３３が加重を加え、フォ
ーカスリング３２に自己保持力を与えている。この自己
保持力はフォーカス時に負荷となるので、極力小さい方
が望ましいが、フォーカスカム筒２３から３群鏡筒２８
がズーミング時に受ける回動力より大きいことが必要条
件である。

【００３５】本実施例構成によれば、フォーカス作用及
びズーム作用の両方の作用にかかわるためのフォーカス
カム筒２３の回転運転（フォーカスカムの使用点の変
更）と光軸方向への移動（フォーカスカムの使用点変更
によるレンズ位置の補正とズーム作用）を、第１固定筒
１上の固定筒カム１ｂとフォーカスカム筒２３上の１−
４群カム２３ａの合成により作ることが可能となり、直
進筒にカムを設ける必要がない構成ができる。

【００３６】

【発明の効果】本発明によれば、ズーミング作用による
焦点距離の変化に応じて、フォーカスレンズの移動量を
変えるズームレンズ鏡筒において、前記フォーカスレン
ズを保持し、全てのズーム領域において、回転角度を同
じにしてフォーカスを行うとともに、フォーカス移動の
ためのフォーカスコロを有するフォーカスレンズ鏡筒
と、前記フォーカスレンズ鏡筒のフォーカスコロを係合
しズーミング作用による焦点距離の変化位置に応じてフ
ォーカス移動量を異ならせる全ズーム領域で使用するフ
ォーカスカムと、該フォーカスカムの光軸上の位置を移
動させるための第２のカムとを有するカム部材と、光軸
と平行な直進溝と前記カム部材のフォーカスカム筒の第
１コロと係合して該カム部材の光軸上の位置を移動させ
るための第１のカムとを有する固定筒と、ズーミング作
用をするレンズを保持し前記直進溝に沿って光軸方向に
直進案内されるとともに前記カム部材の第２カムに係合
された第２のコロが一体に設けられた直進筒とを備え、
前記直進筒を光軸方向に移動させてズーミング作用を行
ったときに、前記直進筒の移動に伴って、前記カム部材
を、前記第２のカムと第２のコロとにより、および前記
第１のカムと第１のコロとにより、回転させるとともに
光軸方向に移動させることによって、少ない部品点数で
コンパクトなズームレンズ鏡筒を得ることができるとい
う効果がある。

【００３７】

【００３８】請求項２記載の発明によれば、請求項１記
載のズームレンズ鏡筒を適用したので、ズーミング作用
による焦点距離の変化に応じてフォーカス作用をするレ
ンズ群の移動量を変えることができるカメラを、少ない
部品点数でコンパクトに構成できるという効果がある。

【００３９】請求項３記載の発明によれば、請求項１記
載のズームレンズ鏡筒を適用したので、ズーミング作用
による焦点距離の変化に応じてフォーカス作用をするレ
ンズ群の移動量を変えることができる光学装置を、少な
い部品点数でコンパクトに構成できるという効果があ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例によるズームレンズ鏡筒のテレ
状態の断面図

【図２】図１のワイド状態の断面図

【図３】フォーカスカム筒の展開図

【図４】固定筒の展開図

【図５】直進筒の展開図

【図６】テレ状態のカム関係を示す展開図

【図７】ワイド状態のカム関係を示す展開図

【図８】ズームレンズの各群の移動線図

【符号の説明】

１ 固定筒 １ａ 直進溝 １ｂ 固定筒カム（第１のカム） ８ 直進筒 ２３ フォーカスカム筒 ２３ａ １−４群カム（第２のカム） ２３ｂ フォーカスカム（カム部材） ２５ テーパーコロ（第１のコロ） ２９ フォーカスコロ ２８、３４ 鏡筒 ３５ コロ（第２のコロ）

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ズーミング作用による焦点距離の変化に
   応じて、フォーカスレンズの移動量を変えるズームレン
   ズ鏡筒において、 前記フォーカスレンズを保持し、全てのズーム領域にお
   いて、回転角度を同じにしてフォーカスを行うととも
   に、フォーカス移動のためのフォーカスコロを有するフ
   ォーカスレンズ鏡筒と、 前記フォーカスレンズ鏡筒のフォーカスコロを係合しズ
   ーミング作用による焦点距離の変化位置に応じてフォー
   カス移動量を異ならせる全ズーム領域で使用するフォー
   カスカムと、該フォーカスカムの光軸上の位置を移動さ
   せるための第２のカムとを有するカム部材と、 光軸と平行な直進溝と、前記カム部材に設けられた第１
   コロに係合して該カム部材の光軸上の位置を移動させる
   ための第１のカムとを有する固定筒と、 ズーミング作用をするレンズを保持し前記直進溝に沿っ
   て光軸方向に直進案内されるとともに前記カム部材の第
   ２カムに係合された第２のコロが一体に設けられた直進
   筒とを備え、 前記直進筒を光軸方向に移動させてズーミング作用を行
   ったときに、前記直進筒の移動に伴って、前記カム部材
   を、前記第２のカムと第２のコロとにより、および前記
   第１のカムと第１のコロとにより、回転させるとともに
   光軸方向に移動させることを特徴とするズームレンズ鏡
   筒。
2. 【請求項２】 請求項１記載のズームレンズ鏡筒を備え
   たことを特徴とするカメラ。
3. 【請求項３】 請求項１記載のズームレンズ鏡筒を備え
   たことを特徴とする光学装置。