JPH06194554A - レンズ移動装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 一つの送りねじとそれを回転するモータで複
数のレンズ保持枠に異なる光軸方向移動を与えることが
できるレンズ移動装置の提供。 【構成】 鏡胴枠に設けられた案内手段によって光軸方
向に可動に支持されると共に、鏡胴枠に回転自在かつ軸
方向に可動に支持され鏡胴枠によって軸方向の一方側へ
の移動に制限を受ける送りねじと螺合したレンズ保持枠
と、鏡胴枠に設けられた案内手段によって光軸方向に可
動に支持されると共に、鏡胴枠との間に設けられた付勢
手段に押された移動を前記送りねじまたは前記送りねじ
と螺合したレンズ保持枠によって阻止されるレンズ保持
枠と、鏡胴枠に設置された正逆回転モータの回転を前記
送りねじの回転に伝える伝達手段とを備えたレンズ移動
装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、レンズを保持した複数
のレンズ保持枠をそれぞれ光軸方向に移動させるレンズ
移動装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】上述のようなレンズ移動装置には、複数
のレンズ保持枠をそれぞれ光軸方向に移動させるのに、
カム部材を用いたものと、送りねじを用いたものとの二
通りがある。

【０００３】カム部材を用いたものは、一つのカム部材
に設けた複数のカムにより複数のレンズ保持枠にそれぞ
れ異なる光軸方向移動を与えることができる。しかし、
カムの加工が難しくて、コスト高になるし、カム部材の
駆動に大きな力を要して、消費電力も多くなり、移動の
高速化が難しい等の問題がある。

【０００４】それに対して送りねじを用いたものは、送
りねじの加工が容易で送りねじが低コストに得られ、送
りねじの駆動トルクが小さくて、消費電力も少なくな
り、送りの高速化が容易にできる。しかし、複数のレン
ズ保持枠のそれぞれに送りねじと、それを回転させるモ
ータとを必要として、最近の回転速度を容易に精確に変
えられる同じモータとねじピッチの同じ送りねじを用い
たとしてもコスト的にカム部材を用いたものよりも不利
になるし、また大型化すると言う問題がある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、送りねじを
用いたレンズ移動装置の上述の問題を解消するためにな
されたものであり、一つの送りねじとそれを回転するモ
ータで複数のレンズ保持枠に異なる光軸方向移動を与え
ることができるレンズ移動装置の提供を目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明はレンズを保持し
た複数のレンズ保持枠をそれぞれ光軸方向に移動させる
レンズ移動装置において、鏡胴枠に設けられた案内手段
によって光軸方向に可動に支持されると共に、鏡胴枠に
回転自在かつ軸方向に可動に支持され鏡胴枠によって軸
方向の一方側への移動に制限を受ける送りねじと螺合し
たレンズ保持枠と、鏡胴枠に設けられた案内手段によっ
て光軸方向に可動に支持されると共に、鏡胴枠との間に
設けられた付勢手段に押された移動を前記送りねじまた
は前記送りねじと螺合したレンズ保持枠によって阻止さ
れるレンズ保持枠と、鏡胴枠に設置された正逆回転モー
タの回転を前記送りねじの回転に伝える伝達手段とを備
えたことを特徴とするレンズ移動装置にあり、この構成
によって前記目的を達成する。

【０００７】

【作用】すなわち、本発明のレンズ移動装置において
は、送りねじが鏡胴枠によって軸方向の一方側への移動
を阻止されている状態でモータが送りねじを一方側へ螺
進させる方向に回転させると、送りねじは軸方向に動け
ないから、送りねじに螺合したレンズ保持枠が付勢手段
によって押された移動を送りねじで阻止されているレン
ズ保持枠に当接するまでは単独で反対側に移動する。そ
して、送りねじに螺合したレンズ保持枠が付勢手段によ
り押されているレンズ保持枠に当接した状態を例えば短
焦点距離のワイド状態に設定することができる。

【０００８】さらにモータが送りねじを同方向に回転さ
せると、送りねじに螺合したレンズ保持枠が付勢手段に
より押されているレンズ保持枠を押して付勢に抗し移動
させる。その一緒に所定距離移動した状態を一層の短焦
点距離のシフトワイド状態に設定することができる。

【０００９】シフトワイド状態からモータをこれまでと
逆転させて送りねじを反対方向に回転させると、付勢手
段の押しにより送りねじが一方側端を鏡胴枠に当接させ
ている状態を保って、送りねじに螺合しているレンズ保
持枠が一方側に移動し、それと共に付勢手段により押さ
れているレンズ保持枠も移動して前述のワイド状態に到
る。ワイド状態では前述のように、付勢手段によって押
されているレンズ保持枠が送りねじに当接して移動を止
められるようになる。

【００１０】したがってさらに送りねじの回転が続けら
れると、送りねじに螺合しているレンズ保持枠のみが一
方側に移動して案内手段や送りねじを支持している鏡胴
枠によって移動を係止されるようになる。その送りねじ
に螺合しているレンズ保持枠が最も一方側に移動した状
態を長焦点距離のテレ状態に設定することができる。

【００１１】テレ状態になっても送りねじの回転が続け
られると、今後は螺合しているレンズ保持枠が一方側に
移動することができないから、送りねじが反対側に移動
する。そして送りねじに押されて付勢手段に押されてい
るレンズ保持枠が付勢に抗し反対側に移動する。この移
動が所定距離行なわれた状態を一層長焦点距離のシフト
テレ状態に設定できる。

【００１２】シフトテレ状態からモータをこれまでと逆
転させて送りねじと反対側に回転させると、先ずは送り
ねじが一方側に移動して鏡胴枠に当接するテレ状態に到
り、次いで送りねじに螺合しているレンズ保持枠が反対
側に移動して最初の状態に戻る。

【００１３】

【実施例】以下、図示例によって本発明をさらに説明す
る。

【００１４】図１は５群構成の可変焦点レンズの焦点距
離変化状態を示すレンズ群中心光軸上位置グラフ、図２
は図１の可変焦点レンズを実現する本発明のレンズ移動
装置の例を示す概要構成図、図３，図４，図５および図
６はそれぞれ図１のワイド状態，シフトワイド状態，テ
レ状態およびシフトテレ状態を与える本発明のレンズ移
動装置の状態図、図７および図８は付勢手段に押される
側のレンズ保持枠と押された移動を阻止される側のレン
ズ保持枠との結合構造を示す部分正面図及び部分斜視図
である。

【００１５】図１の可変焦点レンズは焦点距離が最も短
いｆ＝4.4mmのスーパーワイドから最も長いｆ＝70mmの
シフトテレまでスーパーワイドとシフトワイド間以外は
連続的に変化する状態をとり得るものであり、焦点距離
が最も短いスーパーワイド状態は次に短いシフトワイド
状態から対物側の第１群レンズ１を除くことによって得
られる。そして、シフトワイド状態から第１群レンズ１
とその内側の第２群レンズ２および５群の真中の第３群
レンズ３を共に光軸方向に同じ距離結像面側に後退させ
ることによって焦点距離がシフトワイドより長くなった
ワイド状態が得られ、ワイド状態から第３群レンズ３の
みをさらに光軸方向結像面側に後退させることによって
焦点距離がさらに長くなったテレ状態が得られ、テレ状
態から第１群レンズ１と第２群レンズ２を共に光軸方向
被写体側に同じ距離前進させることによって最長焦点距
離のシフトテレ状態が得られる。シフトワイドとスーパ
ーワイド間以外のシフトワイド・シフトテレ間は連続し
て任意の焦点距離で使用できることはいうまでもない。

【００１６】すなわち、図１の可変焦点レンズにおいて
は、５群のうちの前側３群の第１，第２，第３群レンズ
１，２，３が光軸方向に可動のレンズであって、しかも
第１，第２群レンズ１，２の光軸方向移動は常に一体的
に行なわれる。そして結像面側２群の第４，第５群レン
ズ４，５は第１〜３群レンズ１〜３に対して常に不動で
ある。このような可変焦点レンズの上述の焦点距離状態
は図２乃至図８に示したレンズ移動装置によって得るこ
とができる。なお、第１〜３群レンズ１〜３に対して常
に不動の鏡胴枠や第４，第５群レンズ関係は自明のため
図示を省略している。

【００１７】図２乃至図８において、11，12，13はそれ
ぞれ第１群レンズ１，第２群レンズ２，第３群レンズ３
を保持するレンズ保持枠、６，７はレンズ保持枠11，1
2，13を支持して光軸方向に案内する案内手段のガイド
ロッドで、図示を省略した鏡胴枠に一体的に設けられた
ブラケット８により鏡胴枠と一体的に固定されている。
９はレンズ保持枠13と螺合している送りねじで、鏡胴枠
に一体的に設けられた軸受10によって回転自在かつ軸方
向に摺動可能に支持されており、軸方向の一方側への移
動、図２乃至図６の例では右方への移動を鏡胴枠と一体
的に設けたストッパ14によって制限される。15はガイド
ロッド６の図示例では前端側のブラケット８とレンズ保
持枠11との間に介在した圧縮ばねから成る付勢手段で、
レンズ保持枠11と12を押してレンズ保持枠12を図２，図
３，図５，図６に見るように送りねじ９に圧接させる
か、図４に見るようにレンズ保持枠13に圧接させる。16
は鏡胴枠に取付けられた正逆回転モータで、そのモータ
軸歯車17が送りねじ９に一体的に設けられた被動歯車18
と噛合していることにより送りねじ９を正逆回転させ
る。

【００１８】図２の状態は図１のワイドとテレの中間の
状態であり、付勢手段15に押されてレンズ保持枠12が送
りねじ９をストッパ14に押し付け、レンズ保持枠13が送
りねじ９の中程と螺合している状態である。この状態か
らモータ16が送りねじ９を送りねじ９がストッパ14側に
後退する方向したがってレンズ保持枠13がレンズ保持枠
12側に前進する方向に回転させると、送りねじ９の後退
はストッパ14によって阻止されているから、レンズ保持
枠13が前進して焦点距離が短くなり、やがてレンズ保持
枠12に当接するようになる。この状態が図３の状態で、
図１のワイドの状態である。

【００１９】図３のワイドの状態から再び送りねじ９を
同方向に回転させると、レンズ保持枠13が付勢手段15の
付勢に抗しレンズ保持枠12と11を押して前進し、焦点距
離がワイド状態より短くなって、図４に示した図１のシ
フトワイド状態に達するようになる。このシフトワイド
状態に達した時は不図示のセンサで検出して、その検出
情報によりモータ16を停止する。またこの検出がなされ
ているときはモータ16の同方向の回転は禁止される。

【００２０】図４のシフトワイド状態からモータ16を逆
転させると、送りねじ９の回転方向がこれまでとは逆に
なっても付勢手段15によって送りねじ９がストッパ14に
押し付られている状態は変わらないから、レンズ保持枠
13が送りねじ９の回転により後退し、それにレンズ保持
枠12と11が追従して、レンズ保持枠12がレンズ保持枠13
と送りねじ９の両方に当接した状態に到達するようにな
る。それによって再び図３のワイド状態となる。

【００２１】図３のワイド状態からモータ16のこれまで
と同様の逆転が行なわれると、レンズ保持枠12と11はレ
ンズ保持枠12が送りねじ９に当接したことでレンズ保持
枠13への追従を阻止されているので、レンズ保持枠13だ
けが後退して焦点距離が長くなり、図２の状態を経た後
レンズ保持枠13が図示例ではガイドロッド６の結像面側
のブラケット８に当接して後退を阻止されるようにな
る。この状態が図５に示した図１のテレ状態である。

【００２２】図５のテレ状態からモータ16をこれまでと
同様に逆転すると、今度はレンズ保持枠13の後退が阻止
されているので、送りねじ９が回転により付勢手段15の
付勢に抗しレンズ保持枠12や11を押してストッパ14から
離れるように前進する。そして、不図示のセンサで図６
の状態に送りねじ９またはレンズ保持枠11もしくは12が
変位したことを検出して、その検出情報によりモータ16
を停止する。この状態がテレ状態より焦点距離が一段と
長くなった最長焦点距離の図６に示した図１のシフトテ
レ状態である。このシフトテレ状態の検出がなされてい
るときもモータ16のこれまでと同様の逆転は禁止され
る。

【００２３】図６のシフトテレ状態からモータ16の送り
ねじ９をストッパ14側に後退させる回転が行なわれる
と、まず図５のテレ状態になり、それからは送りねじ９
の後退がストッパ14により阻止されるからレンズ保持枠
13がレンズ保持枠12側に前進して最初の図２の状態に戻
り、次いで先に述べたように図３のワイド状態を経て最
後に図４のシフトワイド状態になる。つまり、このシフ
トテレ、シフトワイド間の任意の焦点距離を多群ズーム
にも拘らず１つのモータと１つの送りねじで自由に連続
して使用できることが本発明の特長である。

【００２４】図示例のレンズ保持枠11は、第１群レンズ
１の光軸を第２群レンズ２や第３群レンズ３等の光軸と
一致させた図２乃至図６の状態から、詳細を図７に示し
たように、ガイドロッド６を軸にして図７の反時計方向
に回動して、光路外に脱することができる。図４のシフ
トワイド状態からレンズ保持枠11を上述のように光路外
に脱することによって焦点距離がシフトワイド状態より
も一層短い図１に示したスーパーワイド状態が得られ
る。

【００２５】図７，図８によってレンズ保持枠11の上述
の光路に対する出入運動機構を説明すると、前述のシフ
トワイド，ワイド，テレ，シフトテレとそれらの間の移
動している状態では、レンズ保持枠11の下部に設けた連
結部材19の弾性腕19ａがレンズ保持枠12のガイドロッド
７とスライド係合している係合腕の上部に設けた連結孔
12ａに入り込んでそのレンズ保持枠11側の壁面と圧接
し、レンズ保持枠11をレンズ保持枠12に第１，第２群レ
ンズ１，２の光軸が一致するように連結している。そし
て、シフトワイド状態のときにスーパーワイドへの不図
示の切換スイッチをオンすると、不図示の正逆回転モー
タによって切換歯車20が図７の反時計方向に回転してキ
ャリヤ歯車21を介しレンズ保持枠11と一体的の保持枠歯
車22を反時計方向に回動させ、レンズ保持枠11を光路外
に退避させる。またスーパーワイド状態のときにシフト
ワイドへの切換スイッチをオンすると、同じくモータに
よって元のシフトワイド状態に戻される。

【００２６】本発明のレンズ移動装置は上述の例に限ら
れるものではなく、手動でシフトワイドとスーパーワイ
ド間の切換えがなされるものでも、その切換えができな
いものでもよい。すなわち、４群以下の構成の可変焦点
レンズに用いられるものでも、送りねじを複数用いる６
群以上の構成の可変焦点レンズに用いられるものでもよ
い。なお、図１に示したような各焦点距離状態での結像
面の位置の差に対する補償は、必要に応じＣＣＤなどの
結像面素子を移動させる方法やさらに光軸方向に可動の
フォーカシングレンズを加える等の公知の方法によって
行なうことができる。

【００２７】

【発明の効果】本発明のレンズ移動装置は、一つの送り
ねじとそれを回転するモータで複数のレンズ保持枠に異
なる光軸方向移動を与えるようにしているので、レンズ
保持枠の移動機構が容易に精度よく部品点数少なく低コ
ストで構成されて、消費電力も少なく移動の高速化も容
易にできると言う顕著な効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】５群構成の可変焦点レンズの焦点距離変化状態
を示すレンズ群中心光軸上位置グラフである。

【図２】図１の可変焦点レンズを実現する本発明のレン
ズ移動装置の例を示す概要構成図である。

【図３】ワイド状態の本発明のレンズ移動装置の概要構
成図である。

【図４】シフトワイド状態の本発明のレンズ移動装置の
概要構成図である。

【図５】テレ状態の本発明のレンズ移動装置の概要構成
図である。

【図６】シフトテレ状態の本発明のレンズ移動装置の概
要構成図である。

【図７】付勢手段に押される側のレンズ保持枠と押され
た移動を阻止される側のレンズ保持枠との結合構造を示
す部分正面図である。

【図８】付勢手段に押される側のレンズ保持枠と押され
た移動を阻止される側のレンズ保持枠との結合構造を示
す部分斜視図である。

【符号の説明】

１ 第１群レンズ ２ 第２群レンズ ３ 第３群レンズ ４ 第４群レンズ ５ 第５群レンズ ６，７ ガイドロッド ８ ブラケット ９ 送りねじ 10 軸受 11，12，13 レンズ保持枠 12ａ 連結孔 14 ストッパ 15 付勢手段 16 正逆回転モータ 17 モータ軸歯車 18 被動歯車 19 連結部材 19ａ 弾性腕 20 切換歯車 21 キャリヤ歯車 22 保持枠歯車

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 レンズを保持した複数のレンズ保持枠を
   それぞれ光軸方向に移動させるレンズ移動装置におい
   て、鏡胴枠に設けられた案内手段によって光軸方向に可
   動に支持されると共に、鏡胴枠に回転自在かつ軸方向に
   可動に支持され鏡胴枠によって軸方向の一方側への移動
   に制限を受ける送りねじと螺合したレンズ保持枠と、鏡
   胴枠に設けられた案内手段によって光軸方向に可動に支
   持されると共に、鏡胴枠との間に設けられた付勢手段に
   押された移動を前記送りねじまたは前記送りねじと螺合
   したレンズ保持枠によって阻止されるレンズ保持枠と、
   鏡胴枠に設置された正逆回転モータの回転を前記送りね
   じの回転に伝える伝達手段とを備えたことを特徴とする
   レンズ移動装置。
2. 【請求項２】 前記付勢手段に押された移動を阻止され
   るレンズ保持枠が付勢手段に当接するレンズ保持枠と、
   前記送りねじまたは前記送りねじと螺合したレンズ保持
   枠に当接するレンズ保持枠とから成り、そのうちの付勢
   手段に当接するレンズ保持枠が前記案内手段を軸にして
   光路内位置と光路から外れる位置の間回動変位可能であ
   る請求項１のレンズ移動装置。
3. 【請求項３】 前記付勢手段に当接するレンズ保持枠の
   前記回動変位が前記正逆回転モータとは別の正逆回転モ
   ータに駆動されて行なわれる請求項２のレンズ移動装
   置。