JP4722430B2 - Zoom lens barrel cam mechanism - Google Patents
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本発明は、ズームレンズ鏡筒に用いられるカム機構に関し、特に単一のカム環に2以上の直進部材用のカム溝を形成するタイプのカム機構に関する。 The present invention relates to a cam mechanism used in a zoom lens barrel, and more particularly, to a cam mechanism of a type in which two or more cam grooves for a rectilinear member are formed in a single cam ring.
ズームレンズ鏡筒では、単一のカム環に基礎軌跡が異なる2種類以上のカム溝を形成し、これらカム溝にそれぞれ光軸方向に直進案内された2以上の可動部材に設けたフォロアを係合させることが行われている。カム環が回転すると、可動部材はカム溝基礎軌跡に従って移動する。 In a zoom lens barrel, two or more types of cam grooves having different basic trajectories are formed in a single cam ring, and followers provided on two or more movable members that are guided straight in the direction of the optical axis are respectively engaged with these cam grooves. It is done. When the cam ring rotates, the movable member moves according to the cam groove basic locus.
従来、単一のカム環上の2種類以上のカム溝は、交差させあるいは前後端部をフォロア組立用に開放することはあるが、基本的にそれぞれ独立させて設けられている。これは可動部材の移動軌跡を確実にするために不可欠と考えられてきた。しかし、本発明者によれば、2種類以上のカム溝の全てをそれぞれ独立させて形成することは、カム溝の配置の自由度を下げ、軸方向長の短縮を妨げる原因である。 Conventionally, two or more types of cam grooves on a single cam ring are crossed or open at the front and rear ends for follower assembly, but are basically provided independently of each other. This has been considered indispensable to ensure the movement trajectory of the movable member. However, according to the inventor, forming all of the two or more types of cam grooves independently reduces the degree of freedom in arranging the cam grooves and hinders shortening of the axial length.
本発明は、2種類以上のカム溝を形成するカム環の軸方向長を短縮し、カム溝の配置の自由度を高めることができるズームレンズ鏡筒のカム機構を得ることを目的とする。 It is an object of the present invention to obtain a cam mechanism for a zoom lens barrel that can shorten the axial length of a cam ring that forms two or more types of cam grooves and can increase the degree of freedom of cam groove arrangement.
本発明のズームレンズ鏡筒のカム機構は、回転駆動される単一のカム環に、該カム環の回転方向に離間した開始領域と終了領域を有する、基礎軌跡の異なる2種類以上のカム溝を形成し、これら2種類のカム溝にそれぞれ、光軸方向に直進案内された2つの直進部材のカムフォロアを係合させるズームレンズ鏡筒において、上記2種類のカム溝はそれぞれ、ズーム区間と、このズーム区間の前後の非ズーム区間とを有しており、上記2種類のカム溝の一方のカム溝の開始領域と他方のカム溝の終了領域とが、該2種類のカム溝の上記非ズーム区間においてオーバラップしていて共用されていることを特徴としている。 The cam mechanism of the zoom lens barrel of the present invention has two or more types of cam grooves having different basic loci, each having a start region and an end region spaced apart in the rotational direction of a single cam ring that is rotationally driven. In the zoom lens barrel in which the cam followers of the two rectilinear members guided linearly in the optical axis direction are engaged with the two types of cam grooves, respectively, the two types of cam grooves are respectively a zoom section, The zoom section has a non-zoom section before and after the zoom section, and the start area of one cam groove and the end area of the other cam groove of the two types of cam grooves are the non-zoom sections of the two types of cam grooves. It is characterized by overlapping and sharing in the zoom section .
2種類のカム溝の上記非ズーム区間は、上記ズーム区間の前後の一方に位置する、対応するフォロアを導入する導入溝部、この導入溝部に続く収納位置及び収納区間と、上記ズーム区間の前後の他方に位置するオーバテレ区間とし、一方のカム溝の上記導入溝部と収納位置を含む領域を上記開始領域として設定し、他方のカム溝のオーバテレ区間が上記一方のカム溝の開始領域とオーバラップする上記終了領域として設定することができる。 The non-zoom section of the two types of cam grooves is located at one of the front and rear of the zoom section, the introduction groove section for introducing the corresponding follower, the storage position and storage section following the introduction groove section, and the front and rear of the zoom section. The over tele section located on the other side is set, and the area including the introduction groove portion and the storage position of one cam groove is set as the start area, and the over tele section of the other cam groove overlaps the start area of the one cam groove. It can be set as the end region.
2種類のカム溝の態様は問わない。例えば2種類のカム溝のうちの一方が、同一の基礎軌跡で全基礎軌跡を有する完全カム溝と基礎軌跡の一部のみを有する不完全カム溝とからなる場合には、この不完全カム溝と他方のカム溝との間に開始領域と終了領域のオーバラップ領域を形成することができる。The form of two types of cam grooves is not ask | required. For example, when one of the two types of cam grooves is composed of a complete cam groove having the same basic locus and an entire basic locus, and an incomplete cam groove having only a portion of the basic locus, this incomplete cam groove An overlap region of a start region and an end region can be formed between the first cam groove and the other cam groove.
オーバテレ区間を終了領域として設定する他方のカム溝は、収納区間の一部、ズーム区間のテレ側の一部及びオーバテレ区間のみをカム環上に形成した不完全カム溝とすることができる。 The other cam groove that sets the over tele section as the end region can be an incomplete cam groove in which only a part of the storage section, a part of the tele section of the zoom section, and the over tele section are formed on the cam ring.
本発明は、例えば4群構成のズームレンズ鏡筒に適用することができ、2種類のカム溝は2群レンズ用と3群レンズ用とすることができる。 The present invention can be applied to a zoom lens barrel having a four-group configuration, for example, and the two types of cam grooves can be used for a two-group lens and a three-group lens.
本発明のカム機構によれば、2種類以上のカム溝を形成するカム環の軸方向長を短縮し、カム溝の配置の自由度を高めることができる。 According to the cam mechanism of the present invention, the axial length of the cam ring that forms two or more types of cam grooves can be shortened, and the degree of freedom in arranging the cam grooves can be increased.
最初に、図3ないし図6について、本発明を適用したズームレンズ鏡筒の全体構造を説明する。このズームレンズ鏡筒の光学系は、物体側から順に、第1レンズ群L1、第2レンズ群L2、第3レンズ群L3及び第4レンズ群L4を有する4群ズームレンズ系で、第1レンズ群L1ないし第3レンズ群L3が変倍に関与するレンズ群であり、第4レンズ群L4が変倍に伴う焦点移動を補償しかつ合焦に関与するフォーカスレンズ群である。 First, the overall structure of a zoom lens barrel to which the present invention is applied will be described with reference to FIGS. The optical system of the zoom lens barrel is a four-group zoom lens system having a first lens unit L1, a second lens unit L2, a third lens unit L3, and a fourth lens unit L4 in order from the object side. The group L1 to the third lens group L3 are lens groups that are involved in zooming, and the fourth lens group L4 is a focus lens group that compensates for focal movement accompanying zooming and is involved in focusing.
このズームレンズ鏡筒の不動(固定)部材は、CCDホルダー11、このCCDホルダー11の前方に固定したハウジング12、及びこのハウジング12の先端に固定した回転規制環13である。CCDホルダー11にはCCDの他、ローパスフィルター11aと、4群直進ガイド11bが固定されており、4群直進ガイド11bには第4レンズ群L4を固定した4群枠14が光軸方向に直進案内されている。
The stationary (fixed) members of the zoom lens barrel are a
ハウジング12にはその内周面に雌ヘリコイド12aと光軸と平行な直進案内溝12bが形成されている。雌ヘリコイド12aにはカム環15の後端部外周の雄ヘリコイド15aが螺合する。雄ヘリコイド15aの山には平ギヤ15bが形成されていて、この平ギヤ15bがハウジング12に固定された正逆駆動モータ12cのピニオン(図示せず)と噛み合う。従って、正逆駆動モータ12cの正逆の回転によりカム環15が正逆に回転しながらヘリコイド12a、15aに従って光軸方向に進退する。本ズームレンズ鏡筒においては、このカム環15が唯一の回転部材である。
The
カム環15の外周には、直進案内環16が相対回転自在で光軸方向には一緒に移動するようにバヨネット結合している。直進案内環16の外周面には、ハウジング12の直進案内溝12bと係合する直進案内突起16aが形成されており、カム環15が回転しつつ光軸方向に進退すると、直進案内環16がカム環15と相対回転しつつ、光軸方向に直進移動する。
On the outer periphery of the
直進案内環16の内周面には直進案内溝16bが形成されており、この直進案内溝16bに1群移動筒17の外周面後端部に形成した直進案内突起17aが係合する。1群移動筒17は、前端部が径方向壁で結合された内外二重筒からなっており、その内筒と外筒の間にカム環15のカム環部が位置している。また、直進案内環16と1群移動筒17との間には、バリヤ支持筒18が位置しており、このバリヤ支持筒18の内周面に突出させた直進案内突起(図示せず)が1群移動筒17の直進案内溝17bに嵌まっている。バリヤ支持筒18の先端部にはバリヤブロック18aが嵌合支持されている。
A
1群移動筒17の内周面には、2群移動枠19が光軸方向に直進案内されており、この2群移動枠19に、第3レンズ群L3とシャッタブロック20aを支持した3群移動枠20が直進案内されている。1群移動筒17には第1レンズ群L1を固定した1群枠17xが螺合固定され、2群移動枠19には、第2レンズ群L2を固定した2群枠19aが螺合固定されている。
A second
以上の直進案内関係は、ハウジング12に直進案内環16が直進案内され、直進案内環16に1群移動筒17が直進案内され、1群移動筒17にバリヤ支持筒18と2群移動枠19が直進案内され、2群移動枠19に3群移動枠20が直進案内される関係である。
The linear guide relation described above is such that the
カム環15のカム環部の外周面には、1群移動筒17用の1群用カム溝C1とバリヤ支持筒18用のバリヤ用カム溝C2が形成され、内周面には、2群移動枠19用の2群用カム溝C3と3群移動枠20用の3群用カム溝C4が形成されている。1群移動筒17、バリヤ支持筒18、2群移動枠19、3群移動枠20にはそれぞれ、これらのカム溝C1、C2、C3、C4に係合するフォロア17f、18f、19f、20f(20ffと20fr)が固定又は形成されている。この実施形態では、全てのカム溝とフォロアは、周方向に略均等に離隔させて3組ずつ設けられている。
On the outer peripheral surface of the cam ring portion of the
上述のように1群移動筒17、バリヤ支持筒18、2群移動枠19及び3群移動枠20は、すべて直進案内されており、カム環15が回転すると、それぞれのカムプロフィル及びフォロアに従い光軸方向に直進移動して、変倍動作及び収納動作が行われる。また、変倍に伴う焦点移動情報及び被写体距離情報に基づき、ハウジング12に固定したステッピングモータ12dにより、4群枠14(第4レンズ群L4)が光軸方向に駆動される。
As described above, the first
本実施形態のズームレンズ鏡筒のカム機構は、以上のカム環15に適用されている。カム環15には上述のように、その外周面に1群用カム溝C1とバリヤ用カム溝C2が形成され、内周面に2群用カム溝C3と3群用カム溝C4が形成されている。これらのカム溝は全て基礎軌跡が異なり、それぞれカム環15の回転方向に離間した開始領域(開始端)と終了領域(終了端)を有している。図1と図2は、このカム環15の内周面と外周面のカム溝形状を示す展開拡大図である。
The cam mechanism of the zoom lens barrel of the present embodiment is applied to the
1群用カム溝C1とバリヤ用カム溝C2は、撮影位置(ズーム領域)と比較して収納位置においてはバリヤ支持筒18を1群移動筒17に対して前方に出し、バリヤブロック18aのバリヤと第1レンズ群L1との干渉を防ぐように僅かに形状を異ならせて設定されている。この1群用カム溝C1とバリヤ用カム溝C2はそれぞれ、前端部の光軸方向と平行な組込位置C11とC21、オーバテレ区間C12とC22、ズーム区間C13とC23、収納区間C14とC24、及び収納位置C15とC25とを有している。収納位置C15とC25は、周方向溝C16とC26内に存在し、周方向溝C16の溝幅は、1群移動筒17に対する第1レンズ群L1の光軸方向の組立調整代として幅広に形成されている。この1群用カム溝C1とバリヤ用カム溝C2の組込位置C11とC21は、組立を可能にするために周方向の位相が異なっている(オーバテレ区間C12とC22の長さが異なっている)。
The first group cam groove C1 and the barrier cam groove C2 project the
3個の2群用カム溝C3にはそれぞれの後端部に、光軸と平行で後端部が開放された導入溝部C31が形成されている。2群用カム溝C3は、この導入溝部C31に続けて、収納位置C32、収納区間C33、ズーム区間C34及びオーバテレ区間C35を有している。ここでは便宜上、導入溝部C31と収納位置C32を含む領域を2群用カム溝C3の開始領域とし、オーバテレ区間C35を終了領域とする。勿論、オーバテレ区間C35を開始領域と考え、導入溝部C31と収納位置C32を含む領域を終了領域と考えてもよい。 The three second group cam grooves C3 are formed with introduction grooves C31 parallel to the optical axis and opened at the rear ends at the rear ends. The second group cam groove C3 has a storage position C32, a storage section C33, a zoom section C34, and an over tele section C35 following the introduction groove C31. Here, for convenience, an area including the introduction groove C31 and the storage position C32 is defined as a start area of the second group cam groove C3, and an over tele section C35 is defined as an end area. Of course, the over tele section C35 may be considered as the start area, and the area including the introduction groove C31 and the storage position C32 may be considered as the end area.
一方、3群用カム溝C4は、前方完全カム溝C4Fと、この前方完全カム溝C4Fの光軸方向の後方に位置する後方不完全カム溝C4Rとからなっている。前方完全カム溝C4Fは、両端部が閉じられており、カム環15には、この前方完全カム溝C4Fの一端部に位置させて、3群移動枠20に固定する前方フォロア20ffを挿入するための貫通穴(導入溝部)15hが形成されている。前方完全カム溝C4Fは、この貫通穴15hに続けて、組立区間(導入溝部)C41、収納位置C42、収納区間C43、ズーム区間C44、及びオーバテレ区間C45を有している。ここでは便宜上、貫通穴15hから組立区間C41及び収納区間C43を開始領域、オーバテレ区間C45を終了領域とする。
On the other hand, the third group cam groove C4 includes a front complete cam groove C4F and a rear incomplete cam groove C4R located behind the front complete cam groove C4F in the optical axis direction. Both ends of the front complete cam groove C4F are closed, and a front follower 20ff that is positioned at one end of the front complete cam groove C4F and fixed to the third
これに対し、後方不完全カム溝C4Rの基礎軌跡は、図1に二点鎖線C4RRで示すように、前方完全カム溝C4Fと同一であるが、実際にカム環15上に形成されているのは、収納区間C43の一部(開始領域)と、ズーム区間C44のテレ側の一部及びオーバテレ区間C45(終了領域)とである。そしてこのオーバテレ区間C45は、2群用カム溝C3の収納区間C33(開始領域)とオーバラップしている(共用化されている)。後方不完全カム溝C4Rは、カム環15上に形成されている収納区間C43とズーム区間C44とがともに後端部が開放されており、この後方不完全カム溝C4Rに係合する3群移動枠20の後方フォロア20frは、3群移動枠20に予め一体に形成(成形)されている。
On the other hand, the basic locus of the rear incomplete cam groove C4R is the same as the front complete cam groove C4F as shown by a two-dot chain line C4RR in FIG. 1, but is actually formed on the
このように、カム環15上に形成する2種類のカム溝の開始領域と終了領域、すなわち、2群用カム溝C3の収納区間C33の端部(開始領域)と、後方不完全カム溝C4Rのオーバテレ区間C45(終了領域)とをオーバラップさせることにより、カム環15の軸方向長を短縮し、レンズ鏡筒の小型化を図ることができる。
As described above, the start region and the end region of the two types of cam grooves formed on the
また、以上の実施形態では、2群用カム溝C3の収納区間C33と後方不完全カム溝C4Rのオーバテレ区間C45のオーバラップ区間では、その周方向の溝幅をフォロア19fと後方フォロア20frの径に比して大きく設定してある。これは、1群用カム溝C1の収納位置C15(周方向溝C16)の周方向の溝幅と同様に、2群移動枠19に対する第2レンズ群L2の光軸方向の組立調整代を確保するためである。
In the above embodiment, in the overlap section of the storage section C33 of the second group cam groove C3 and the over tele section C45 of the rear imperfect cam groove C4R, the circumferential groove width is set to the diameter of the
上記構成の本ズームレンズ鏡筒は、カム環15の各カム溝に対するフォロアの組立(組込)を次のように行う。まず、1群移動筒17のフォロア17fを組込位置C11からカム溝C1に嵌め込み、フォロア17fをオーバテレ区間C12の端部に位置させた状態でカム環15と1群移動筒17を所定距離相対回転させ、バリヤ支持筒18のフォロア18fとバリヤカム溝C2の組込位置を合致させる。
In the zoom lens barrel having the above structure, the follower is assembled (assembled) into each cam groove of the
次に、バリヤ支持筒18のフォロア18fを組込位置C21からバリヤ用カム溝C2内に入れてオーバテレ区間C22の端部に位置させ、カム環15を1群移動筒17とバリヤ支持筒18に対して相対回転させて収納位置C15とC25(周方向溝C16とC26)内にフォロア17fと18fを位置させる。
Next, the
この状態において、別途サブアッシされている2群移動枠19と3群移動枠20をカム環15内に入れ、カム環15の貫通穴15hを3群移動枠20の前方フォロア20ff螺合位置に合致させる。そして、貫通穴15hから前方フォロア20ffを挿入して3群移動枠20に固定する。次に、2群移動枠19のフォロア19fを2群用カム溝C3の導入溝部C31内に入れると、前方フォロア20ffは、組立区間C41から収納位置C42方向に入り、この後、カム環15を回転させることで収納区間C43に入る。
In this state, the second
カム環15に予め固定(一体に形成)されている後方フォロア20frは、収納区間C43とズーム区間C44において該後方フォロア20frと係合し、カム環15を安定させてガイドする。つまり、図6に示すようにカム環15が前方移動端近傍に達し、前方フォロア20ffが収納区間C43とズーム区間C44に係合するとき、前方フォロア20ffと後方フォロア20frの両方で3群移動枠20をガイドし、3群移動枠20に傾きが生じないようにする。
The rear follower 20fr fixed in advance (integrally formed) with the
以上の実施形態は、2群用カム溝C3と3群用カム溝C4の後方不完全カム溝C4Rとの間に本発明を適用したものであるが、例えば、後方不完全カム溝C4Rが前方完全カム溝C4Fのような完全カム溝であっても、本発明は適用可能である。この場合でも、2群用カム溝C3の収納区間C33の端部を、3群用カム溝C4のオーバテレ区間C45とオーバラップさせずに平行に配置する場合を比較すれば、カム環15の軸方向長を短縮できることが理解される。あるいは、収納区間C33の端部とオーバテレ区間C45の端部とを周方向に離間させる場合と比較すれば、カム環15を小径とし、あるいはカム溝の傾斜角を小さくすることができる。
In the above embodiment, the present invention is applied between the second group cam groove C3 and the rear incomplete cam groove C4R of the third group cam groove C4. The present invention can be applied to a complete cam groove such as the complete cam groove C4F. Even in this case, if the end of the storage section C33 of the second group cam groove C3 is arranged in parallel without overlapping with the over tele section C45 of the third group cam groove C4, the shaft of the
また、以上の実施形態では、オーバラップさせる2種類のカム溝の開始領域が収納区間C43の一部であり、終了領域がオーバテレ区間C45であるが、カム溝の機能(名称)に拘らず、本発明は成立する。 In the above embodiment, the start region of the two types of cam grooves to be overlapped is a part of the storage section C43, and the end region is the over tele section C45, but regardless of the function (name) of the cam groove, The present invention is established.
図3から図6で説明したズームレンズ鏡筒は、本発明のズームレンズのカム機構を適用した一例であり、本発明のカム機構は他のレンズ鏡筒にも適用できることは明らかである。 The zoom lens barrel described with reference to FIGS. 3 to 6 is an example to which the zoom lens cam mechanism of the present invention is applied, and it is apparent that the cam mechanism of the present invention can be applied to other lens barrels.
C1 1群用カム溝
C2 バリヤ用カム溝
C3 2群用カム溝
C4 3群用カム溝
C11 C21 組込位置
C12 C22 オーバテレ区間
C13 C23 ズーム区間
C14 C24 収納区間
C15 C25 収納位置
C16 C26 周方向溝
C31 導入溝部
C32 収納位置(開始領域)
C33 収納区間(開始領域)
C34 ズーム区間
C35 オーバテレ区間
C4F 前方完全カム溝(3群用カム溝)
C4R 後方不完全カム溝(3群用カム溝)
C41 組立区間(導入溝部)
C42 収納位置
C43 収納区間
C44 ズーム区間
C45 オーバテレ区間(終了区間)
15 カム環
15h 貫通穴(導入溝部)
17 1群移動筒
17f 18f 19f 20ff 20fr フォロア
18 バリヤ支持筒
20 3群移動枠
C33 storage section (starting area)
C34 Zoom section C35 Over tele section C4F Front complete cam groove (cam groove for 3 groups)
C4R rear incomplete cam groove (cam groove for 3 groups)
C41 Assembly section (introduction groove)
C42 Storage position C43 Storage section C44 Zoom section C45 Over tele section (end section)
15
17 1st
Claims (5)
上記2種類のカム溝はそれぞれ、ズーム区間と、このズーム区間の前後の非ズーム区間とを有しており、
上記2種類のカム溝の一方のカム溝の開始領域と他方のカム溝の終了領域とが、該2種類のカム溝の上記非ズーム区間においてオーバラップしていて、共用されていることを特徴とするズームレンズ鏡筒のカム機構。 Two or more types of cam grooves with different basic trajectories are formed in a single cam ring that is rotationally driven and has a start region and an end region that are spaced apart in the rotational direction of the cam ring. In the zoom lens barrel that engages the cam followers of the two rectilinear members guided linearly in the optical axis direction,
Each of the two types of cam grooves has a zoom section and a non-zoom section before and after the zoom section.
The start region of one cam groove and the end region of the other cam groove of the two types of cam grooves overlap in the non-zoom section of the two types of cam grooves and are shared. The zoom lens barrel cam mechanism.
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