JP3514839B2 - ズームレンズ機構 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、引き延ばし機に使用さ
れるズームレンズ機構に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図７は、従来のズームレンズ機構の内部
構造を示す側断面図である。倍率は０．８倍である。本
体１０内には前レンズ群１２及び後レンズ群１４がそれ
ぞれの光軸を一致させた状態で配置されている。前レン
ズ群１２及び後レンズ群１４は、それぞれ複数のレンズ
を組み立てて構成されている。そして、前レンズ群１２
及び後レンズ群１４が一定の関係を保ったまま移動する
ことによってズーミングが行われ、前レンズ群１２が単
独で移動することによってフォーカシングが行われる。

【０００３】ここで、前レンズ群１２及び後レンズ群１
４には、レンズの形状誤差や組み立て誤差が存在するた
め、本来は生じるはずのないズーミングの際のピントず
れが生じてしまう。このようなピントずれを補正するた
めに、前レンズ群１２及び後レンズ群１４の間隔の調
整、すなわちトラッキング調整を行う必要がある。

【０００４】このトラッキング調整のために、従来は図
７に示すように前レンズ群１２のレンズ枠を２重構造と
していた。すなわち、内側のレンズ枠１６ａが外側のレ
ンズ枠１６ｂに対して前レンズ群１２の光軸方向に移動
できるように構成し、前レンズ群１２はレンズ枠１６ａ
に固定されていた。このような構成によれば、前レンズ
群１２が取り付けられたレンズ枠１６ａをレンズ枠１６
ｂに対して移動させることができ、トラッキング調整が
可能になる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従来のズームレンズ機
構は、このように構成されているため、前レンズ群１２
のまわりにレンズ枠１６ａ及び１６ｂを配置する必要が
あり、レンズ枠が２重構造となって複雑化するという問
題点があった。さらに、構造が複雑であるため、ズーム
レンズ機構が大型化してしまい、コストが高くなるとい
う問題点もあった。

【０００６】そこで、本発明の目的は、構造の簡単化す
ることにより、小型軽量化を図ることができ、製造コス
トを低く抑えることができるズームレンズ機構を提供す
ることにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、この出願に係る発明は、一体に組み立てられた第１
のレンズ群と、一体に組み立てられ、第１のレンズ群と
光軸を一致させて配置された第２のレンズ群と、第１の
レンズ群の外側に配置され、ほぼ円筒形状をなし、第１
のレンズ群から突出した部分が入り込むらせん状の溝が
形成され、回されることによって第１のレンズ群をその
光軸方向に動かしてフォーカシングを行うフォーカスカ
ム環と、フォーカスカム環の外側に配置され、第１のレ
ンズ群の光軸を中心とするフォーカスカム環の回転を拘
束せずに、第１のレンズ群の光軸の方向にフォーカスカ
ム環とともに移動する移動枠と、移動枠及び第２のレン
ズ群の外側に配置され、ほぼ円筒形状をなし、移動枠か
ら突出した部分が入り込むらせん状の第１の溝、及び第
２のレンズ群から突出した部分が入り込むらせん状の第
２の溝が形成され、回されることによって移動枠及び第
２のレンズ群を第１のレンズ群の光軸方向に移動させて
ズーミングを行うズームカム筒とを備えており、フォー
カスカム環に形成されたらせん状の溝の長さが、フォー
カシングのために必要な長さよりも、第１のレンズ群を
その光軸方向に移動させてトラッキング調整を行うため
に十分な長さだけ長くされており、第１のレンズ群から
突出した部分をらせん状の溝の当該長くされた部分にも
移動可能とすることによって、トラッキング調整後のフ
ォーカシングを可能としたことを特徴とする。また、こ
の出願に係る発明は、移動枠が、第１のレンズ群の当該
第１のレンズ群の光軸方向への移動のみを許容するとと
もに、フォーカスカム環の第１のレンズ群の光軸を中心
とした回転のみを許容し、許容された第１のレンズ群の
移動の範囲内、及び許容されたフォーカスカム環の回転
の範囲内においてトラッキング調整が可能であり、トラ
ッキング調整後も許容された第１のレンズ群の移動の範
囲内、及び許容されたフォーカスカムの回転の範囲内に
おいてフォーカシングを可能としたことを特徴としても
よい。

【０００８】

【作用】本発明においては、第１のレンズ群から突出し
た部分がフォーカスカム環に形成されたらせん状の溝に
入り込んでいるため、フォーカスカム環を回すことによ
って第１のレンズ群が前後してフォーカシングが行われ
る。フォーカスカム環は移動枠とともに前後に移動す
る。また、移動枠から突出した部分がズームカム筒に形
成されたらせん状の第１の溝に入り込んでおり、第２の
レンズ群から突出した部分が同じく第２の溝に入り込ん
でいるため、ズームカム筒を回すことによって、第１の
溝及び第２の溝の形状に従って第１のレンズ群及び第２
のレンズ群が前後に移動し、ズーミングが行われる。そ
して、フォーカスカム環に形成されたらせん状の溝の長
さが、フォーカシングの際に第１のレンズ群を動かすた
めに必要とされる長さよりも長くされている。従って、
この長くされた部分を第１のレンズ群から突出した部分
が移動して第１のレンズ群が前後に移動することによっ
て、レンズの形状誤差や組み立て誤差の補正のために必
要とされるトラッキング調整を行うことができる。

【０００９】

【実施例】以下、添付図面に沿って本発明の実施例につ
いて説明する。なお、図面において同一又は相当部分に
は同一符号を用いるものとする。

【００１０】図１、図２は本発明に従って構成されたズ
ームレンズ機構の構成を示す分解斜視図であり、図１の
Ａの部分に図２のＢの部分が接続される。また、図３は
倍率が０．８倍のときのこのズームレンズ機構の側断面
図、図４は０．３９６倍のときの側断面図である。図
３、図４において、左側には被写体例えばフィルムが配
置され、右側には例えば印画紙が配置される。

【００１１】これらの図において、前レンズ群１２は、
複数のレンズ（図示せず）をそれらの光軸を一致させた
状態で一体に組み立てて形成されており、第１のレンズ
群を構成する。この前レンズ群１２は円筒形状をなした
連結環１８内に収納され、前レンズ群１２及び連結環１
８は例えばねじによって固定されている。連結環１８に
は、その外側に向かって突出部２０ａ〜２０ｃが設けら
れている。突出部２０ａ〜２０ｃは、固定されたシャフ
トにベアリング及び間座を重ねて構成されている。連結
環１８はフォーカスカム環２２内に収容され、フォーカ
スカム環２２は移動枠２４内に収容されている。

【００１２】そして、突出部２０ａ〜２０ｃは、フォー
カスカム環２２に形成された溝２６、及び移動枠２４に
形成された溝２８に入り込んでいる。溝２６はフォーカ
スカム環２２にらせん状に形成されており、溝２８は円
筒形状をなした移動枠２４の中心軸の方向に平行に形成
されている。また、突出部２０ａ〜２０ｃに含まれるベ
アリングが溝２６、２８に当接するようにされており、
そのベアリングの直径と対応する溝２６、２８の幅とは
一致している。フォーカスカム環２２が回された場合、
溝２８が前レンズ群１２の光軸方向に平行であり、溝２
６がらせん状であるため、突出部２０ａ〜２０ｃは前レ
ンズ群１２の光軸方向に移動し、前レンズ群１２もその
方向に移動して、フォーカシングが行われる。

【００１３】移動枠２４には、その外側に向かって突出
部３０ａ〜３０ｃが設けられている。突出部３０ａ〜３
０ｃは、固定されたシャフトにベアリング及び間座を重
ねることによって構成されている。移動枠２４は本体１
０内に配置され、本体１０の円筒部分の外側にズームカ
ム筒３２が配置されている。そして、ズームカム筒３２
にはらせん状の溝３４が形成され、本体１０の円筒部分
にはその円筒の中心軸の方向に平行な溝３６が形成され
ている。突出部３０ａ〜３０ｃは本体１０に形成された
溝３６、及びズームカム筒３２に形成された溝３４に入
り込んでいる。ズームカム筒３２には、ズーム歯車３８
が固定されている。従って、ステッピングモーター３９
（図３、図４参照）の回転によってズーム歯車３８が回
されると、ズームカム筒３２が回されることになる。

【００１４】ここで、本体１０に形成された溝３６は本
体１０の円筒部分の中心軸の方向に平行であり、ズーム
カム筒３２に形成された溝３４はらせん状に形成されて
いるため、ズームカム筒３２が回転すると、突出部３０
ａ〜３０ｃが前レンズ群１２の光軸方向に移動すること
になる。なお、ズームカム筒３２に形成された溝３４は
第１の溝を構成する。

【００１５】一方、後レンズ群１４は、複数のレンズ
（図示せず）をそれらの光軸を一致させた状態で一体に
組み立てて形成されており、第２のレンズ群を構成す
る。後レンズ群１４にも、その外側に向かって突出部４
０ａ〜４０ｃが設けられており、突出部４０ａ〜４０ｃ
は固定されたシャフトにベアリング及び間座を重ねるこ
とによって構成されている。突出部４０ａ〜４０ｃは本
体１０に形成された溝３６、及びズームカム筒３２にら
せん状に形成された溝４２に入り込んでいる。溝４２は
第２の溝を構成する。このような構成により、ズームカ
ム筒３２が回転すると、移動枠２４の場合と同様に、後
レンズ群１４もその光軸方向に移動することになる。

【００１６】このように、前レンズ群１２及び後レンズ
群１４がその光軸方向に移動することにより、ズーミン
グが行われる。ここで、溝３４、４２の形状は任意の形
状にすることが可能であるが、この場合にはピントが合
っている状態でズーミングを行ったときに、ピントがず
れないように前レンズ群１２及び後レンズ群１４が運動
するようにされている。図１に示すように、溝３４、４
２はいずれもらせん状に形成されているが、溝３４より
も溝４２の方が大きく傾いている。従って、ズームカム
筒３２を回転させたときに、後レンズ群１４の方が前レ
ンズ群１２よりも大きく移動する。

【００１７】フォーカスカム環２２から突出したピン４
３は、移動枠２４の溝４４を通してフォーカス歯車４６
の内周に形成された溝４９に入り込んでおり、ピン４３
は溝４９内を摺動可能となっている。また、フォーカス
歯車４６は、ステッピングモーター４７によって回され
る。従って、ステッピングモーター４７の回転によって
フォーカス歯車４６が回され、フォーカスカム環２２が
回される。このとき、フォーカスカム環２２の前後方向
への移動は、移動枠２４の溝４４によって拘束される。
このようにフォーカスカム環２２が回されることによっ
て、前述のフォーカシングが行われる。

【００１８】後レンズ群１４の被写体側には、複数枚の
絞り羽根４８が配置され、絞り羽根４８の一端は絞り枠
５０に回動自在に取り付けられている。また、絞り羽根
４８の他端に取り付けられたピンは、菊座５２に設けら
れた溝５４に入り込んでいて、溝５４内を摺動可能とな
っている。溝５４は菊座５２の半径方向に対して斜めに
設けられている。

【００１９】一方、菊座５２の外周部にはピン５６が取
り付けられており、ピン５６はレバー５８に設けられた
長穴６０に入り込んでおり、長穴６０内を摺動可能とな
っている。そして、レバー５８は絞りリング６２に取り
付けられており、絞りリング６２は絞りリング６４と一
体になるように結合されている。従って、絞りリング６
４を回転させると、絞りリング６２、レバー５８、長穴
６０及びピン５６を介して菊座５２が回転する。これに
ともなって絞り羽根４８に取り付けられたピンは、溝５
４に沿って菊座５２の半径方向に移動する。このため、
絞り羽根４８は絞り枠５０の支持部を中心として回動す
ることになる。複数の絞り羽根４８がこのように移動す
るため、中心に形成される開口部分の大きさが変化する
ことになり、光量を調節することができる。

【００２０】また、絞りリング６４には遮光板６６が取
り付けられている。一方、本体１０のフランジ部６８に
はセンサー台７０が取り付けられ、センサー台７０には
複数個のフォトインタラプタ７２ａ〜７２ｃが取り付け
られている。そして、３個のフォトインタラプタ７２ａ
〜７２ｃの凹部に遮光板６６が入り込んでいるか否かに
よって、絞りリング６４の回転角度が検出され、これに
より絞りの大きさが検出される。

【００２１】なお、連結環１８とフォーカスカム環２２
の間には押え環７４が配置され、フォーカスカム環２２
と移動枠２４の間には圧縮バネ７６が配置されている。
ズームカム筒３２の前端の周囲にはバック調整環７８が
配置され、ズーム歯車３８とフランジ部６８の間には圧
縮バネ８０及びワッシャ８２が配置されている。本体１
０はマウント環８４によってベース部分（図示せず）に
取り付けられ、マウント環８４の被写体側には押え環８
６が配置されている。後レンズ群１４と菊座５２の間に
はＣリング８８が配置されている。また、フォーカス歯
車４６にはフォーカス遮光板９０が固定されており、フ
ォーカス遮光板９０が図示しないフォトインタラプタの
間の光を遮ることによってフォーカス歯車４６の回転角
度が検出され、この検出信号に基づいて図示しないコン
トローラがフォーカシングの状態を制御する。

【００２２】前述のように、ズーミングの際のピントず
れをなくすために、トラッキング調整を行う必要がある
が、本発明においては、フォーカスカム環２２に設けら
れたらせん状の溝２６の長さをフォーカスのために必要
な長さよりも長くすることにより、トラッキング調整を
可能にしている。図５は、円筒形状をなしたフォーカス
カム環２２を展開したところを示す図である。フォーカ
シングを行うために、前レンズ群１２を光軸方向に例え
ば０．５３×２＝１．０６ｍｍだけ動かす必要があると
する。溝２６は一定角度傾いているため、前レンズ群１
２をこの距離だけ動かすのに必要な溝２６の長さは、フ
ォーカスカム環２２の回転角度に換算して４０゜とな
る。

【００２３】一方、トラッキングの調整のためには、前
レンズ群１２をその光軸方向に例えば０．４２ｍｍだけ
動かす必要がある。従って、フォーカシング及びトラッ
キング調整の両方を行うためには、前レンズ群１２は
０．５３×２＋０．４２×２＝０．９５×２ｍｍ以上移
動できるようになっている必要がある。図５には、この
移動量が示されている。この移動量に対応する溝２６の
長さは、フォーカスカム環２２の回転角度に換算して３
６゜×２＝７２°となる。ここでは、ある程度の余裕も
考慮して、溝２６の長さはフォーカスカム環２２の回転
角度に換算して９４°にされている。なお、図５中の
「ｆａｒ」は望遠の位置を示し、「ｎｅａｒ」は広角の
位置を示している。

【００２４】図６は、前レンズ群１２の移動量、及びフ
ォーカスカム環２２の回転角度に加えて、フォーカスカ
ム環２２を回転させるステッピングモーター４７に印加
されるパルス数、及びネガ面（フィルム面）におけるピ
ント位置の移動量を示したものである。すなわち、フォ
ーカス移動域は、フォーカスカム環２２の回転角度では
２０×２＝４０°、ステッピングモーター４７のパルス
数では６４×２＝１２８パルス、ネガ面におけるピント
移動量では２×２＝４ｍｍとなる。また、これに対応す
る前レンズ群１２の移動量が０．５３×２＝１．０６ｍ
ｍであることが、縦軸に示されている。同様に、トラッ
キング調整のために必要なステッピングモーター４７の
パルス数は、５１．２パルスであることが示されてい
る。

【００２５】すなわち、フォーカシングのために必要な
回転量よりも、パルス数に換算してステッピングモータ
ー４７が５１．２パルスだけ多く回転できるように、溝
２６が長くされている。従って、ホームポジションから
の前レンズ群１２の初期位置を、あるパルス数Ｐだけず
らすことにより、トラッキング調整を行うことができ
る。Ｐの最大値は５１．２である。すなわち、トラッキ
ング調整は、トラッキング調整用の条件下においてパル
ス数Ｐを決定することにより行われることになる。

【００２６】このように、本発明においては、フォーカ
スカム環２２の溝２６の長さは、フォーカシングのため
に必要とされる長さよりも、トラッキング調整のために
必要とされる分だけ長くされている。従って、初期状態
において、前レンズ群１２をずらすことができ、これに
よってトラッキング調整が行うことができる。

【００２７】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、フォー
カスカム環に形成されたらせん状の溝の長さが、フォー
カシングの際に第１のレンズ群を動かすために必要とさ
れる長さよりも長くされている。従って、この長くされ
た部分を移動枠から突出した部分が移動して第１のレン
ズ群が前後に移動することによって、レンズの形状誤差
や組み立て誤差の補正のために必要とされるトラッキン
グ調整を行うことができる。このようにして、第１のレ
ンズ群のレンズ枠を２重構造にする必要をなくし、レン
ズ枠の構造を簡単化することが可能となる。従って、小
型軽量化を図ることができ、製造コストを低く抑えるこ
とができるズームレンズ機構を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に従って構成されたズームレンズ機構の
構成を示す分解斜視図であり、Ａで示した部分が図２の
Ｂの部分と接続される。

【図２】本発明に従って構成されたズームレンズ機構の
構成を示す分解斜視図である。

【図３】倍率が０．８倍のときにおける図１、図２に示
したズームレンズ機構の側断面図である。

【図４】倍率が０．３９６倍のときにおける図１、図２
に示したズームレンズ機構の側断面図である。

【図５】円筒形状をなしたフォーカスカム環を展開した
ところを示す図である。

【図６】前レンズ群の移動量、及びフォーカスカム環の
回転角度に加えて、フォーカスカム環を回転させるステ
ッピングモーターに印加されるパルス数、及びネガ面
（フィルム面）におけるピント位置の移動量を示した図
である。

【図７】従来のズームレンズ機構の内部構造を示す側断
面図である。

【符号の説明】

１２…前レンズ群（第１のレンズ群）、１４…後レンズ
群（第２のレンズ群）、２０ａ〜２０ｃ、３０ａ〜３０
ｃ、４０ａ〜４０ｃ…突出部（突出した部分）、２２…
フォーカスカム環、２４…移動枠、２６…溝、３２…ズ
ームカム筒、３４…溝（第１の溝）、４２…溝（第２の
溝）。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 栢沼 康修 埼玉県朝霞市泉水三丁目13番45号 富士 写真フイルム株式会社 朝霞開発センタ ー内 (56)参考文献 特開 平４−330408（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−232366（ＪＰ，Ａ) 実開 平３−92615（ＪＰ，Ｕ) 実開 平２−33013（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭63−130714（ＪＰ，Ｕ) 実開 平５−45618（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G02B 7/02 - 7/16

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一体に組み立てられた第１のレンズ群
   と、 一体に組み立てられ、前記第１のレンズ群と光軸を一致
   させて配置された第２のレンズ群と、 前記第１のレンズ群の外側に配置され、ほぼ円筒形状を
   なし、前記第１のレンズ群から突出した部分が入り込む
   らせん状の溝が形成され、回されることによって前記第
   １のレンズ群をその光軸方向に動かしてフォーカシング
   を行うフォーカスカム環と、 前記フォーカスカム環の外側に配置され、前記第１のレ
   ンズ群の光軸を中心とする前記フォーカスカム環の回転
   を拘束せずに、前記第１のレンズ群の光軸の方向に前記
   フォーカスカム環とともに移動する移動枠と、 前記移動枠及び前記第２のレンズ群の外側に配置され、
   ほぼ円筒形状をなし、前記移動枠から突出した部分が入
   り込むらせん状の第１の溝、及び前記第２のレンズ群か
   ら突出した部分が入り込むらせん状の第２の溝が形成さ
   れ、回されることによって前記移動枠及び前記第２のレ
   ンズ群を前記第１のレンズ群の光軸方向に移動させてズ
   ーミングを行うズームカム筒と、 を備えたズームレンズ機構において、 前記フォーカスカム環に形成されたらせん状の溝の長さ
   が、フォーカシングのために必要な長さよりも、前記第
   １のレンズ群をその光軸方向に移動させてトラッキング
   調整を行うために十分な長さだけ長くされており、 前記第１のレンズ群から突出した部分を前記らせん状の
   溝の当該長くされた部分にも移動可能とすることによっ
   て、前記トラッキング調整後の前記フォーカシングを可
   能としたことを特徴とするズームレンズ機構。
2. 【請求項２】 前記移動枠は、 前記第１のレンズ群の当該第１のレンズ群の光軸方向へ
   の移動のみを許容するとともに、前記フォーカスカム環
   の前記第１のレンズ群の光軸を中心とした回転のみを許
   容し、 許容された前記第１のレンズ群の前記移動の範囲内、及
   び許容された前記フォーカスカム環の前記回転の範囲内
   において前記トラッキング調整が可能であり、 前記トラッキング調整後も許容された前記第１のレンズ
   群の前記移動の範囲内、及び許容された前記フォーカス
   カムの前記回転の範囲内において前記フォーカシングを
   可能としたことを特徴とする請求項１に記載のズームレ
   ンズ機構。