JPH0193712A - ズームレンズのズーム機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、ズームレンズのズーム機構、さらに詳しくは
、合焦レンズ群を含む複数のレンズ群をそれぞれ光軸方
向に移動させてズーミングを行なうズームレンズのズー
ム機構に関する。

［従来の技術］ 従来のズームレンズのズーム機構において、レンズ群の
非線型な動きは、一般に、カム環、カム部材、非円形ギ
ア等を用いて実現していた。また、合焦レンズ群を他の
レンズ群と一体的に動かしてズーミングを行なった後、
フォーカシング時に合焦レンズ群の位置を補正するよう
にした機構も提案されている。

［発明が解決しようとする問題点］ しかしカム環を用いると、コストが高くなり、またカメ
ラ本体が大きくなってしまう欠点がある。

カム環を用いない機構も提案されているが、機構が複雑
であったり、カメラ本体の大きさもそれほど小さくでき
ない。さらにカム部材を減らす提案もなされているが、
そのために補正量が大きくなるので、カメラ本体が大き
くなったり、制御が複雑化したり、レリーズタイムラグ
が長くなったりしてしまう。

本発明は、簡単な機構でズーミングを行なう構成とする
ことにより、小型かつ安価でレリーズタイムラグに無駄
のないズーム機構を提供することを目的とする。

［問題点を解決するための手段および作用］本発明のズ
ームレンズのズーム機構では、合焦レンズ群を含む複数
のレンズ群がそれぞれ光軸方向に移動してズーミングが
行なわれるものであって、ズーミング時には、第１の駆
動機構により合焦レンズ群が線型に、合焦レンズ群以外
のレンズ群が非線型もしくは線型にそれぞれ駆動される
。

そして、ズーミングによる焦点距離の変化が焦点距離検
出手段にて検出され、被写体の距離が被写体距離検出手
段にて検出されるので、この雨検出手段からの検出値に
基づいて、第２の駆動機構により合焦レンズ群が各焦点
距離における被写体距離に対応した位置に移動され合焦
動作がなされる。

［実　施　例］ 第１図および第２図に本発明を２群ズームレンズのカメ
ラに適用した第１実施例の構成を示す。

第１図において、前枠１と後枠２は、カメラ本体（全体
を図示せず）３に固定された上下２本の支持軸４，５に
より光軸方向に移動自在に支持され、かつ回り止めされ
ている。前枠１には合焦レンズ群である前群Ｉを保持し
たフォーカス枠６がへリコイドにより螺合している（第
２図参照）。

後枠２は後群■を保持している。前枠１は支持軸４に平
行して回転自在に支持されている前ねじ軸７に螺合し、
また後枠２は同じく支持軸４に平行して回転自在に支持
されている後−ねじ軸８に螺合しており、上記ねじ軸７
．８の回転により、それぞれ前枠１．後枠２が光軸方向
に送られるようになっている。前ねじ軸７に一体の前ギ
ア９は、後ねじ軸８に一体の後ギア１０を介してズーム
モータ１１の出力軸に固定したズームギア１２に噛み合
っている。

フォーカス枠６のフランジ状の端部外周には歯６ａが形
成され、この歯６ａはフォーカスモータ１４の出力軸に
固定されたフォーカスギア１３に噛み合っている。した
がってフォーカスモータ１４の回転時には、前枠１に対
してフォーカス枠６が回転しながら光軸方向に移動する
。フォーカスモータ１４の回転量、すなわちフォーカス
枠６の移動量は、フォーカスモータ１４の出力軸に取り
付けられた遮光マスク１５とフォトインタラプタ１６か
らなるパルス発生器でパルスに変換される。

このフォーカス枠６の移動量に応じて発生するパルスは
、第２図に示すように、フォーカス枠位置読取器１７に
よって読み取られる。また、後枠２の位置は焦点距離読
取器１８により読み取られる。これらの読取器１７．１
８の出力と撮影距離設定器１９の出力に基づいて、制御
回路２０はズームモータ１１およびフォーカスモータ１
４を制御する。

次に、このように構成されている第１実施例の動作を説
明する。

まず、図示しないズーミングスイッチによってズーミン
グの信号が入ると、制御回路２０はズームモータ１１を
駆動する。ズームモータ１１の駆動によってズームギア
１２が回転すると、前ギア９、後ギア１０をそれぞれ介
して前ねじ軸７．後ねじ軸８が回転し、前枠１（前群Ｉ
）と後枠２（後群■）は、それぞれ第６図に示すように
広角（ワイド；Ｗ）から望遠（テレ；Ｔ）まで線型に移
動する。

ズーミングが終了し、次にレリーズ信号が入ると、制御
回路２０は、そのとき設定されている、焦点距離読取器
１８からの焦点距離情報と、撮影距離設定器１９からの
撮影距離情報とに基づいてフォーカス枠６の移動量を決
定する。次に制御回路２０はフォーカスモータ１４を駆
動し、フォーカス枠６を移動させ、フォーカス枠位置読
取器１７からの情報でフォーカス枠６が所定の位置に至
れば、その位置で停止させる。これにより、前群Ｉは第
６図に二点鎖線で示す無限遠（ｏｏ）位置と−点鎖線で
示す至近位置の間で、所定の焦点距離で被写体にピント
の合った状態となる。この後、図示しない露出装置によ
り露出が行なわれて撮影が終了する。

この実施例では、従来はカム部材等を用いて構成してい
たズーミングの機構を、ギアで連結した送りねじ（前ね
じ軸、後ねじ軸）の機構とフォーカシングの機構で達成
しているので、小型でかつコスト安価な構成とすること
ができる。

次に、第３図に示した本発明の第２実施例を説明する。

この実施例では、上記第１実施例における前ねじ軸７と
後ねじ軸８に代わって、前枠２１と後枠２２の各々のた
めの２種類のリードのへリコイドねじが重ねて形成され
た多重へリコイド枠２３が用いられている。この多重へ
リコイド枠２３はズームモータもしくは手動で回動させ
ることができる。上記実施例と同様に、前枠２１は前群
Ｉを保持したフォーカス枠６にヘリコイド結合し、後枠
２２は後群■を保持している。その他の構成も上記実施
例と同様である。

この実施例の場合でも、ズーミング時、′多重へリコイ
ド枠２３を回動させると、前枠２１および後枠２２は、
それぞれのへリコイドねじのリードに応じて光軸方向に
動き、第６図に示したように線型な動きをする。その他
の動作は上記第１実施例と同様である。この実施例では
、前ねじ軸７゜後ねじ軸８を用いた上記実施例よりも部
品点数が少なくてすみ、さらに安価な構成とすることが
できる。

第４図に本発明の第３実施例を示す。

この第３実施例は、前記第１実施例と同様に、前ねじ軸
７と後ねじ軸８により、前群Ｉを保持した前枠３１と後
群■を保持した後枠３２とがそれぞれ光軸方向に送られ
る構成とされているが、１個のモータ４２によってズー
ミングとフォーカシングが行われるように構成されてい
る点が、前記実施例と異なる。前ねじ軸７に一体の前ギ
ア９はギア３３を介して、モータ４２の出力軸に固定さ
れた、差動歯車機構３４の太陽ギア３５に連結している
。

差動歯車機構３４は、第５図にその詳細を拡大して示す
ように、太陽ギア３５に対して回転自在な内歯ギア３６
と、この内歯ギア３６および太陽ギア３５に噛合してい
る複数個の遊星ギア３７と、この遊星ギア３７を回転自
在に支持しているキャリア３８とによって構成されてい
る。キャリア３８の外周には歯が形成され、この歯に、
後ねじ軸８に一体の後ギア１０が噛み合っている。

上記内歯ギア３６の所定箇所には１個の凹部３６ａが形
成されていて、同凹部３６ａに係止部材３９の凸部３９
ａが対向できるようになっている。係止部材３９は電磁
プランジャ４０に連結して設けられている。また係止部
材３９の先端には、上記キャリア３８の背面側に住かに
突き出したキャリア係止部３９ｂが形成されている。係
止部材３９は電磁プランジャ４０の非通電状態の平生時
には、ばね４１により矢印ａの方向に付勢されて凸部３
９ａが上記凹部３６ａに係合し内歯ギア３６を回転させ
ないようにしている。この状態ではキャリア係止部３９
ｂはキャリア３８から離間しているので、同キャリア３
８の回転は妨げられない。電磁プランジャ４０が通電状
態になると、係止部材３９はばね４１の付勢力に抗して
矢印すの方向に移動し、凸部３９ａが上記凹部３６ａか
ら抜は出して内歯ギア３６が回転自在になる。この状態
で、キャリア係止部３９ｂはキャリア３８の歯を係止し
、キャリア３８の回転を妨げる。

次に、このように構成されている第３実施例の動作を説
明する。

始め、電磁プランジャ４０は非通電状態にあって係止部
材３９が矢印ａ方向付勢されている状態にあるので、上
述したように、内歯ギア３６が係止部材３９によって係
止され、キャリア３８が回転自在になっている。したが
って、モータ４２の駆動によって太陽ギア３５が回転す
ると、遊星ギア３７が太陽ギア３５の周囲を公転運動し
、キャリア３８が回転する。キャリア３８の回転は後ギ
ア１０を介して後ねじ軸８に伝達される。また太陽ギア
３５の回転はギア３３と前ギア９を介して前ねじ軸７に
伝達される。すなわち、このとき差動歯車機構３４によ
り前ねじ軸７と後ねじ軸８とが同時に回転することにな
る。そして、前枠３１（前群ｌ）と後枠３２（後群■）
は、それぞれ異なる速度で第６図に示すようにワイドか
らテレまで線型に移動する。

ズーミングが終了し、次にレリーズ釦が押されると、電
磁プランジャ４０が通電状態になる。すると、係止部材
３９が矢印す方向に移動し、キャリア３８が係止されて
内歯ギア３６が回転自在になる。この状態でモータ４２
が回転すると、後枠３２は停止したままで、前枠３１の
みがフォーカシングのために移動する。前枠３１が所定
の位置に移動したところでモータ４２が停止し、この後
、露出が行われる。

露出終了後にモータ４２が逆転し、また電磁プランジャ
４０への通電が断たれる。モータ４２の逆転により前枠
３１は上記と逆方向に移動する。

そして、前枠３１がフォーカシング以前の位置に戻った
とき係止部材３９の凸部３９ａと内歯ギア３６の凹部３
６ａが一致して内歯ギア３６が係止部材３９により回転
を係止されるとともにキャリア３８が回転自在になる。

したがって、この後は再び前枠３１と後枠３２が線形の
関係で移動できる状態となりズーミングが可能になる。

ここで、前枠３１を閃から至近までフォーカシングさせ
るために必要とする内歯ギア３６の回転角を１回転未満
とし、内歯ギア３６の凹部３６ａを１箇所にしておけば
、内歯ギア３６が動いた時点で電磁プランジャ４０への
通電を断っても作動に問題は生じない。また前枠３１の
フォーカシング時の移動量が大きく、内歯ギア３６が複
数回回転してしまう場合には、内歯ギア３６の回転数の
検知手段を設け、前枠３１を逆転して戻すときに、内歯
ギア３６の残り逆転量が１回転以下になった時点で電磁
プランジャ４０への通電を断つようにすればよい。

この第３実施例によれば、フォーカシングとズーミング
の機構を兼用してフォーカシング専用の機構を省いてい
るので、小型で低コストのズームレンズカメラを提供す
ることができる。また精度も機構で補償されているので
、高精度のエンコーダや複雑な制御等も必要としない。

ここで、上記各実施例との比較のために、第７図（Ａ）
、　　（Ｂ）に、従来の２群ズームレンズのレンズ群の
動きを示す。第７図（Ａ）のズームレンズでは、前群■
′の動きが線型で後群■′が非線型である。第７図（Ｂ
）の場合は、前群Ｉ′が非線型で後群■′が線型である
。このように従来の場合には、２群のうちのいずれかを
非線型に動かしてズーミングを行なう構成としている。

このような構成としている理由は、一般に一眼レフレッ
クスカメラで採用されているように、ピント位置をズー
ミングによって変化させないようにしているためである
。

したがって、上記各実施例では、後群■が線型に動くも
のとなっているので、本来ならば前群■を非線型に駆動
すべきであるが、ここでは、ズーミングの後、露出を行
なう直前にピント合わせを行なうカメラに適用されるも
のであり、上述したように、後群■と同時に前群工をも
線型に動かしてズーミングを行ない、この後、非線型な
動きとのずれを前群Ｉのフォーカシング時の移動量で補
正する構成としている（第６図参照）・。

次に、本発明を３群ズームレンズに適用した実施例につ
いて説明する。この実施例のズームレンズの概略構成を
第８図に示す。第９図は本実施例におけるレンズ群の動
きを示したものであり、第１０図は従来の３群ズームレ
ンズの一例におけるレンズ群の動きを示したものである
。

第８図において、合焦レンズ群である第１群Ｉを保持し
た第１枠５１は前ねじ軸７により、第２群■を保持した
第２枠５２は後ねじ軸８により、前記第１実施例と同様
に、それぞれ光軸方向に移動できる構成となっている。

第３群■を保持した第３枠５３は、カムピン５３ａがカ
ム環５４のカム溝５４ａに嵌合しており、カム環５４の
外周に形成されたギア部５４ｂがギア５５に噛み合って
いる。このギア５５は、後ギア１０を介して前記第３実
施例で用いられたと同様の差動歯車機構３４のキャリア
３８に噛み合っている。なお、第１枠５１〜第３枠５３
は図示しない支持部材により光軸方向に移動自在に支持
されている。その他の構成は前記第１．第３実施例と同
様である。

この実施例においては、前記第３実施例と同様に、最初
、差動歯車機構３４の太陽ギア３５およびキャリア３８
が回転するので、前ねじ軸７および後ねじ軸８が回転し
て第１枠５１および第２枠５２が光軸方向に移動する。

このときキャリア３８に後ギア１０を介して噛み合って
いるギア５５も回転しカム環５４が回転するので、第３
枠５３も光軸方向に移動する。モータ４２は等速回転す
るので、第９図に示すように、第１枠５１（第１群Ｉ）
および第２枠５２（第２群■）はワイドからテレまで線
型に移動するが、第３枠５３（第３群■）についてはカ
ム溝５４ａに沿って回動するので光軸方向に非線型に移
動する。このズーミングの後は、前記第１実施例で述べ
たように、合焦レンズ群である第１群Ｉのみが、それ自
身の位置情報、焦点距離情報および撮影距離情報により
光軸方向に移動し、第９図に二点鎖線で示すψ位置と一
点鎖線で示す至近位置の間でフォーカシングする。なお
、従来の３群ズームレンズでは、第１０図に示すように
、第２群■′のみが線型に移動し、第１群■′および第
３群■′については非線型に移動してズーミングを行な
い、この後、第１群Ｉ′によりフォーカシングを行なっ
ていた。

このように従来の場合には、３群のうち２群が非線型に
動くようになっているが、上記第３実施例では、合焦レ
ンズ群を線型に動かすことができるので、カム溝の本数
が減り、低コスト化される。

また、本発明は３群以上のズームレンズにも適用できる
ことは言うまでもない。

［発明の効果コ 以上述べたように、本発明によれば、従来は非線型な動
きをしていた合焦レンズ群を、線型に動くようにしたの
で、小型でコストが廉価であり、しかもレリーズタイム
ラグの長くないズーム機構を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明を２群ズームレンズに適用した第１実
施例を示すズーム機構の斜視図、第２図は、上記２群ズ
ームレンズの概略構成図、第３図は、本発明を２群ズー
ムレンズに適用した第２実施例を示すズーム機構の概略
断面図、第４図は、本発明を２群ズームレンズに適用し
た第３実施例を示すズーム機構の斜視図、第５図は、上
記第４図中の差動歯車機構の拡大断面図、 第６図は、上記各実施例の２群ズームレンズにおけるレ
ンズ群の動きを示した線図、 第７図（Ａ）および（Ｂ）は、それぞれ、従来の２群ズ
ームレンズの各側におけるレンズ群の動きを示した線図
、 第８図は、本発明を３群ズームレンズに適用した実施例
を示すズーム機構の概略構成図、第９図は、上記第８図
の３群ズームレンズにおけるレンズ群の動きを示した線
図、 第１０図は、従来の３群ズームレンズの一例におけるレ
ンズ群の動きを示した線図である。 １．２１．３１・・・・・・前枠（合焦レンズ群）２．
２２．３２・・・・・・後枠（合焦レンズ群以外のレン
ズ群） ６・・・・・・・・・フォーカス枠（合焦レンズ群）１
１・・・・・・ズームモータ（第１の駆動機構）１２・
・・・・・ズームギア（第１の駆動機構）１３・・・・
・・フォーカスギア（第２の駆動機構）１４・・・・・
・フォーカスモータ（第２の駆動機構）１８・・・・・
・焦点距離読取器（焦点距離検出手段）１９・・・・・
・撮影距離設定器（被写体距離検出手段）２３・・・・
・・多重へリコイド枠（第１の駆動機構）３４・・・・
・・差動歯車機構（第１．第２の駆動機構）４２・・・
・・・モータ（第１．第２の駆動機構）５１・・・・・
・第１枠（合焦レンズ群）５２・・・・・・第２枠（合
焦レンズ群以外のレンズ群）５３・・・・・・第３枠（
合焦レンズ群以外のレンズ群）５４・・・・・・カム環
（第２の駆動機構）５５・・・・・・ギア（第２の駆動
機構）Ｉ・・・・・・・・・前群、第１群（合焦レンズ
群）■・・・・・・・・・後群、第２群（合焦レンズ群
以外のレンズ群）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 合焦レンズ群を含む複数のレンズ群をそれぞれ光軸方向
   に移動させてズーミングを行なうズームレンズのズーム
   機構において、 ズーミング時に上記合焦レンズ群を線型に、上記合焦レ
   ンズ群以外のレンズ群を非線型もしくは線型にそれぞれ
   駆動する第１の駆動機構と、ズーミングによる焦点距離
   の変化を検出する焦点距離検出手段と、 被写体の距離を検出する被写体距離検出手段と、この被
   写体距離検出手段からの検出値と上記焦点距離検出手段
   からの検出値とにより、上記合焦レンズ群を各焦点距離
   における被写体距離に対応した位置に移動させて合焦動
   作を行なう第２の駆動機構と、 を具備したことを特徴とするズームレンズのズーム機構
   。