JPH08211276A - レンズ鏡筒及びそれを用いた光学機器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 レンズ群を繰り込む際の沈胴動作と撮影動作
を駆動手段の回動方向と１つの位置検出手段からの出力
信号を用いて検出し、誤動作を防止したレンズ鏡筒及び
それを用いた光学機器を得ること。 【構成】 レンズ群を保持したレンズ保持枠をカム機構
を利用して駆動させると共に該レンズ保持枠の位置を検
出する位置検出手段を設けたレンズ鏡筒において、該カ
ム機構は第１カム部と第２カム部とを有し、該カム機構
による同一駆動方向に対して該カム機構の第１カム部と
第２カム部での動作によって該位置検出手段からの出力
の変化方向が逆となるように各要素を設定したこと。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はレンズ鏡筒及びそれを用
いた光学機器に関し、特に撮影時に物体側の第１レンズ
群を固定又は移動としたズームレンズや単焦点距離レン
ズ等を収納するレンズ鏡筒において非撮影時のレンズ鏡
筒全体の小型化を図り、例えば携帯性に優れたビデオカ
メラ等に好適なものである。

【０００２】

【従来の技術】従来よりビデオカメラ等の光学機器にお
いては、撮影時、例えば変倍やフォーカスの時に物体側
の第１レンズ群を固定にした、所謂、前玉固定式のズー
ムレンズが種々と用いられている。この前玉固定式のズ
ームレンズを保持するレンズ鏡筒においては多くの場
合、第１レンズ群を保持する第１保持枠を固定部材（固
定筒）に固着している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】この為、レンズ鏡筒の
全長は撮影時及び非撮影時において常に一定であり、比
較的レンズ全長（第１レンズ面から像面までの距離）が
長くなる傾向があった。又撮影時、物体側の第１レンズ
群が移動するズームレンズにおいても非撮影時に物体側
のレンズ群が全体として突出した状態となり、カメラ全
体としてレンズ全長が長くなる傾向があった。

【０００４】最近、種々と紹介されている液晶モニター
付のカメラ一体型のビデオカメラでは、カメラ全体を撮
影レンズの光軸方向に短縮化した構成となっている。こ
のようなビデオカメラに光軸方向に長いレンズ鏡筒を有
した撮影レンズを用いるとカメラ全体のうち撮影レンズ
のみが光軸方向に突出した状態となり、携帯性に良くな
いという問題点があった。

【０００５】この為、例えば前玉固定式のズームレンズ
では、非撮影時には物体側の前玉と変倍レンズ群を像面
側に移動させて、即ち沈胴動作を行ってレンズ鏡筒に収
納させてレンズ全長を短縮することが考えられる。

【０００６】このような前玉固定式のズームレンズでは
バリエーターレンズが移動している時、この移動動作が
沈胴動作中であるのか変倍動作中（撮影動作中）である
のかが変倍動作検出用の位置検出手段（例えばエンコー
ダ）からの位置信号では判別できない。

【０００７】この場合、変倍動作検出用の位置検出手段
に加え沈胴動作検出用の位置検出手段を設ければ良い
が、２つの検出手段を設けると装置全体が複雑化してく
るという問題点が生じてくる。

【０００８】本発明は、非撮影時に物体側の所定のレン
ズ群を繰り込んで、即ち沈胴動作を行ってレンズ全長の
短縮化を図る際に、簡単な構成により撮影動作中である
か沈胴動作中であるかを検出し、良好なる撮影を可能と
すると共に非撮影時の光学機器全体の小型化を図り、例
えば携帯性を良くしたカメラ一体型のビデオカメラ等に
好適なレンズ鏡筒及びそれを用いた光学機器の提供を目
的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明のレンズ鏡筒は、 （１−１）レンズ群を保持したレンズ保持枠をカム機構
を利用して駆動させると共に該レンズ保持枠の位置を検
出する位置検出手段を設けたレンズ鏡筒において、該カ
ム機構は第１カム部と第２カム部とを有し、該カム機構
による同一駆動方向に対して該カム機構の第１カム部と
第２カム部での動作によって該位置検出手段からの出力
の変化方向が逆となるように各要素を設定したことを特
徴としている。

【００１０】特に、前記カム機構の第１カム部は非撮影
時に前記レンズ保持枠を繰り込む沈胴動作範囲であり、
前記カム機構の第２カム部は撮影時に前記レンズ保持枠
を光軸上移動させる撮影動作範囲であることを特徴とし
ている。

【００１１】（１−２）撮影時に物体側の第１レンズ群
を保持する第１保持枠を固定とし、第２レンズ群を保持
する第２保持枠を変倍に際してカム機構を用いて移動さ
せると共に該第２保持枠の位置を検出する位置検出手段
とを設けたレンズ鏡筒において、該カム機構は非撮影時
に該第１保持枠と第２保持枠を像面側に繰り込む第１カ
ム部と撮影時に該第２保持枠を移動させる第２カム部を
有し、該カム機構による同一駆動方向に対して該第１カ
ム部と第２カム部での動作によって該位置検出手段から
の出力の変化方向が逆となるように各要素を設定したこ
とを特徴としている。

【００１２】本発明の光学機器は、 （２−１）レンズ群を保持したレンズ保持枠をカム機構
を利用して駆動させると共に該レンズ保持枠の位置を検
出する位置検出手段を設けたレンズ鏡筒に収納した撮影
レンズによって物体を所定面に結像させる光学器におい
て、該カム機構は第１カム部と第２カム部とを有し、該
カム機構による同一駆動方向に対して該カム機構の第１
カム部と第２カム部での動作によって該位置検出手段か
らの出力の変化方向が逆となるように各要素を設定した
ことを特徴としている。

【００１３】特に、前記カム機構の第１カム部は非撮影
時に前記レンズ保持枠を繰り込む沈胴動作範囲であり、
前記カム機構の第２カム部は撮影時に前記レンズ保持枠
を光軸上移動させる撮影動作範囲であることを特徴とし
ている。

【００１４】（２−２）撮影時に物体側の第１レンズ群
を保持する第１保持枠を固定とし、第２レンズ群を保持
する第２保持枠を変倍に際してカム機構を用いて移動さ
せると共に該第２保持枠の位置を検出する位置検出手段
とを設けたレンズ鏡筒に収納した撮影レンズによって物
体を所定面に結像させる光学機器において、該カム機構
は非撮影時に該第１保持枠と第２保持枠を像面側に繰り
込む第１カム部と撮影時に該第２保持枠を移動させる第
２カム部を有し、該カム機構による同一駆動方向に対し
て該第１カム部と第２カム部での動作によって該位置検
出手段からの出力信号が逆となるように各要素を設定し
たことを特徴としている。

【００１５】

【実施例】図１，図２は各々本発明の実施例１の要部断
面図である。図１は撮影時、図２は非撮影時（収納時）
の鏡筒を示している。図３〜図５は図１の一部分の説明
図である。

【００１６】図中、Ｌ１は撮影時（変倍及びフォーカス
や物体の観察時）に固定の第１レンズ群、Ｌ２は変倍用
の第２レンズ群、Ｌ３は撮影時に固定の第３レンズ群、
Ｌ４は変倍に伴う像面変動を補正する際、及びフォーカ
スの際に光軸方向に沿って移動する第４レンズ群であ
る。

【００１７】１は固定筒であり、カメラ本体（不図示）
に固定されている。２は前玉枠（第１保持枠）であり、
第１レンズ群Ｌ１を保持している。４はカム環であり、
前玉枠２内に嵌合し、光軸方向に前玉枠２と前玉枠用直
進キー部３に挟み込まれて、固定カムコロ１ｂによりカ
ム規制されている。４ｃはカム環インナーギアであり、
カム環４の内側に設けられている。前玉枠用直進キー部
３はカム環４のスラスト方向の後からの押えを兼ねた枠
３ａと一体的に設けている。２ｂは２群枠用直進溝で、
前玉枠２の内径に形成している。１ａは前玉枠用直進溝
であり、固定筒１に設けられている。

【００１８】１５は第４レンズ駆動用のステップモー
タ、９は沈胴及び変倍の際の駆動用のズームモータであ
り、固定筒１に取着され、カム環インナーギア４ｃと連
結している。９ｂは連動ギアであり、カム環インナーギ
ア４ｃと噛合している。９ａはズームモータ９からの駆
動力を伝える出力軸である。固定カムコロ１ｂは固定筒
１と一体となっており、カム環４に設けた沈胴カム４ｂ
に係合している。

【００１９】レンズ鏡筒の前方から見た時、本実施例で
は３個の固定カムコロと３本のカム溝を、１２０度おき
に配置し、第１レンズ群Ｌ１の倒れ偏心を防止している
が、図では１か所のみを示している。

【００２０】６は２群カムコロであり、２群移動枠（第
２保持枠）５と一体的に設けており、カム環４に設けた
カム穴と係合し、更にその先端部は２群枠用直進溝２ｂ
に係合している。２群移動枠５は第２レンズ群Ｌ２を保
持し、前玉枠２の内径にある２群枠用直進溝２ｂとカム
環４の２群カム４ａと嵌合した２群カムコロ６を持って
いる。

【００２１】本実施例では３個の２群カムコロ６と３本
のカム溝を、レンズ鏡筒の前方から見た時に１２０度お
きに配置し、第２レンズ群Ｌ２の倒れ偏心を防止してい
るが、図では１か所のみを示している。

【００２２】５ａは２群移動枠５と一体的に設けた腕部
分である。１６ａはステップモータ１５の出力軸であ
り、その外周部にはオネジ加工をしている。１６はラッ
ク部材、１７はラックバネであり、ラック部材１６のラ
ック歯を出力軸１６ａのオネジ部に圧接する圧接力を発
生させている。ラック１６はスラストがたがなく、４群
移動枠（第４保持枠）１４に取着している。１３は第４
レンズ群Ｌ４の回り止めバー、１２は第４レンズ群Ｌ４
の移動用の案内バーであり、４群移動枠１４と一体のス
リーブと嵌合し、第４レンズ群Ｌ４の倒れ偏心を防止し
ている。１１は３群保持枠であり、第３レンズ群Ｌ３を
保持しており、固定筒１に取着している。

【００２３】７は２群移動枠５の変倍位置と沈胴位置を
検出する為のエンコーダユニット（位置検出手段，エン
コーダ）であり、ブラシ部８ａとブラシ部８ａと一体の
連結部８ｂを有し、これらは腕部分５ａに連結してい
る。ブラシ部８ａと連結部８ｂよりエンコーダスライダ
８を構成している。ブラシ部８ａが図中、左右方向に移
動し、抵抗体（不図示）上の接触位置が変化し、これよ
りエンコーダ７からの出力値が接触位置に応じて変化
し、第２レンズ群Ｌ２の光軸方向の位置を検出してい
る。１０は絞り部である。

【００２４】本実施例においてステップモータ１５が回
転するとその出力軸１６ａに係合するラック部材１６が
光軸方向に駆動され、ラック部材１６に取着した４群移
動枠１４が光軸方向に移動する。これにより変倍時の像
面補正及びフォーカスを行っている。

【００２５】図３は図１のカム環４に設けたカム機構の
展開説明図である。図３においてカム領域ａ−ｂは第２
カム部としての変倍領域（撮影領域），カム領域ｂ−ｃ
は第１カム領域としての収納領域（非撮影領域又は沈胴
範囲）である。固定カムコロ１ｂは沈胴カム４ｂの光軸
と垂直方向（回転方向）のカム部４ｂ１に嵌合してお
り、２群カムコロ６は２群カム４ａの光軸に対して傾い
たリード（カムリフト）を持ったカム部４ａ１に嵌合し
ている。

【００２６】本実施例において撮影時に図１に示すよう
に２群移動枠５が実線の位置（テレ端）にある時、ズー
ムモータ９が右回転矢印方向に回動すると出力軸９ａ及
び連動ギア９ｂを介してカム環インナーギア部４ｃに動
力が伝達され、カム環４が右回転矢印方向に回動する。
この時固定カムコロ１ｂはカム環４上のカム溝４ｂのカ
ムリフトを有していない（カムリフトが０）領域４ｂ１
に位置するようにしており（図３）、これによりカム環
４が回動しても第１レンズ群Ｌ１が光軸方向に移動しな
いようにしている。

【００２７】一方、２群カムコロ６はカム環４上のカム
溝４ａのカムリフトを持たせた領域４ａ１に位置してお
り、これによりカム環４の回動に伴って第２レンズ群Ｌ
２が２点鎖線に示した位置（ワイド端）まで光軸上を移
動するようにしている（図４）。ズームモータ９が左回
転するとこれらの動作は逆になる。

【００２８】２群カムコロ６が物体側へ繰り出されると
２群移動枠５に連結した腕部５ａに設けたエンコーダス
ライダ８が同様に物体側へ繰り出される。エンコーダス
ライダ８が繰り出されるとエンコーダ７から出力される
位置情報が繰り出し量に応じて変化してくる。ここでエ
ンコーダ７からの出力電圧はエンコーダスライダ８が物
体側へ変位する時（テレ端からワイド端へと変倍する
時）、低くなる方向に変化し、逆に像面側へ変位する時
高くなる方向に変化するようにしている。これにより、
例えばカム環４が図３と図４に示すように２群カムコロ
６がａ−ｂ間のカム部（第２カム部）４ａ１にある時
（２群移動枠５のみが光軸方向に移動する時）、エンコ
ーダ７からの出力電圧はズームモータ９が右回転すると
（テレ端からワイド端へ変倍）低くなり、逆にズームモ
ータ９が左回転すると高くなる。

【００２９】ズームモータ９を右回転させて図３から図
４の位置へと変位させた後、更にズームモータ９を右回
転させて非撮影状態とする。即ちｂ−ｃ間のカム領域に
変位させるとする。この時カム環４は固定カムコロ１ｂ
と沈胴カム４ｂによって像面側方向に移動し、それに伴
って前玉枠２も像面側方向に繰り込まれて図２に示すよ
うな沈胴状態となる。

【００３０】図５は図２に対応し、この時のカム環４の
固定カムコロ１ｂと２群カムコロ６の状態を示してい
る。２群移動枠５は２群カム部４ａの光軸に垂直な（回
転方向の）カム部（ｂ−ｃ間）４ａ２に位置しているの
で、カム環４と共に像面側方向に繰り込まれる。２群移
動枠５が繰り込まれるとエンコーダスライダ８も像面側
へ移動するのでエンコーダ７からの出力電圧は高くな
る。

【００３１】図５に示すように２群カムコロ６がカム部
４ａ２（第１カム部）にある時（２群移動枠５と前玉枠
２が共に光軸上を移動する時）エンコーダ７からの出力
電圧はズームモータ９が右回転すると（収納方向）高く
なり、ズームモータ９が左回転すると（収納時から撮影
時方向）低くなる。

【００３２】表１は以上のズームモータ７の回転方向と
この時のエンコーダ７からの出力電圧の高低との関係を
示している。

【００３３】

【表１】 本実施例では表１に示すように、ズームモータの回転方
向とその時のエンコーダ７からの出力電圧の高，低を検
出することにより１つのエンコーダにより撮影レンズと
して変倍動作（ａ−ｂ間領域）をしている状態か又は撮
影時から非撮影時へと収納動作（沈胴動作）（ｂ−ｃ間
領域）をしているか否かを検出している。これにより１
つの位置検出手段で誤動作のない撮影を可能としてい
る。

【００３４】尚、本実施例において変倍領域をカム位置
ａからエンコーダ７からの出力電圧の反転位置（カム位
置ｂ）から離れた位置ｄとのａ−ｄ間とし、沈胴動作を
反転位置（カム位置）ｂを含むようにしても良い。

【００３５】本実施例においては撮影の際、第１レンズ
群を固定としているが、第１レンズ群が変倍／及びフォ
ーカスの際に光軸上移動するズームレンズについても、
例えば図１の光学位置がワイド端のズーム位置であると
して取り扱えば同様に適用可能である。

【００３６】図６，図７は本発明の実施例２の要部断面
図である。図６は撮影時，図７は収納時を示している。
図８は図６の一部分の説明図である。

【００３７】本実施例は図１，図２の実施例１に比べて
エンコーダ７による２群移動枠５の光軸上の位置検出方
法が異なっているだけであり、その他の構成は同じであ
る。図中、２１はエンコーダスライダ８を保持する腕部
分５ａから延びたエンコーダスライダコロであり、図８
に示すようにカム環４に設けた位置検出カム２２に嵌合
している。

【００３８】本実施例においてカム環４がａ−ｂ間のカ
ム領域２２ａ１で回転するとカム環４は定位置回転し、
エンコーダスライダコロ２１は位置検出カム２２に沿っ
て光軸方向に移動する。カム環４がｂ−ｃ間のカム領域
２２ａ２で回転するとカム環４が沈胴カム４ｂに沿って
光軸方向に移動するのでエンコーダスライダコロ２１も
光軸方向に移動する。

【００３９】この時ａ−ｂ間のカム領域２２ａ１とｂ−
ｃ間のカム領域２２ａ２ではカム環４の回転方向に対し
てエンコーダスライダコロ２１の移動方向が反対とな
る。これによって実施例１と同様にしてズームモータ９
の回転方向とエンコーダ７からの出力電圧の変化方向よ
り沈胴位置と変倍位置とを検出している。

【００４０】図９，図１０は本発明の実施例３の要部断
面図である。図９は撮影時、図１０は収納時（沈胴時）
を示している。図１１は図９の一部分の説明図である。

【００４１】本実施例は図１，図２の実施例１に比べて
エンコーダによる２群移動枠５の光軸上の位置検出方法
が異なっているだけであり、その他の構成は同じであ
る。図中７はエンコーダであり、前玉枠２に固定してい
る。２３はエンコーダ７のエンコーダスライダコロであ
り、図１１に示すように位置検出カム２４に嵌合してい
る。

【００４２】本実施例においてカム環４が回転すると位
置検出カム２４とカム環４は前玉枠２に対して光軸方向
には相対的に移動しないのでエンコーダスライダコロ２
３は位置検出カム２４に沿って光軸方向に移動する。ａ
−ｂ間のカム領域２４ａ１とｂ−ｃ間のカム領域２４ａ
２ではカム環４の回転方向とエンコーダスライダコロ２
３の移動方向が反対になる。これによって実施例１と同
様にしてズームモータ９の回転方向とエンコーダ７から
の出力電圧の変化方向により沈胴位置と変倍位置とを検
出している。

【００４３】

【発明の効果】本発明によれば以上のように、非撮影時
に物体側の所定のレンズ群を繰り込んで、即ち沈胴動作
を行ってレンズ全長の短縮化を図る際に、簡単な構成に
より撮影動作中であるか沈胴動作中であるかを検出し、
良好なる撮影を可能とすると共に非撮影時の光学機器全
体の小型化を図り、例えば携帯性を良くしたカメラ一体
型のビデオカメラ等に好適なレンズ鏡筒及びそれを用い
た光学機器を達成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１の撮影時の要部断面図

【図２】本発明の実施例１の非撮影時の要部断面図

【図３】図１のカム環のカム機構の展開説明図

【図４】図１のカム環のカム機構の展開説明図

【図５】図１のカム環のカム機構の展開説明図

【図６】本発明の実施例２の撮影時の要部断面図

【図７】本発明の実施例２の非撮影時の要部断面図

【図８】図６のカム環のカム機構の展開説明図

【図９】本発明の実施例３の撮影時の要部断面図

【図１０】本発明の実施例３の非撮影時の要部断面図

【図１１】図９のカム環のカム機構の展開説明図

【符号の説明】

１ 固定筒 ２ 前玉枠 ３ 前玉枠キー ４ カム環 ５ ２群移動枠 ６ ２群カムコロ ７ 位置検出手段 ８ エンコーダスライダ ９ ズームモータ １０ 絞り部 ４ａ，４ｂ カム部 ４ａ１，４ｂ１ 第２カム部 ４ａ２，４ｂ２ 第１カム部

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 レンズ群を保持したレンズ保持枠をカム
   機構を利用して駆動させると共に該レンズ保持枠の位置
   を検出する位置検出手段を設けたレンズ鏡筒において、
   該カム機構は第１カム部と第２カム部とを有し、該カム
   機構による同一駆動方向に対して該カム機構の第１カム
   部と第２カム部での動作によって該位置検出手段からの
   出力の変化方向が逆となるように各要素を設定したこと
   を特徴とするレンズ鏡筒。
2. 【請求項２】 前記カム機構の第１カム部は非撮影時に
   前記レンズ保持枠を繰り込む沈胴動作範囲であり、前記
   カム機構の第２カム部は撮影時に前記レンズ保持枠を光
   軸上移動させる撮影動作範囲であることを特徴とする請
   求項１のレンズ鏡筒。
3. 【請求項３】 撮影時に物体側の第１レンズ群を保持す
   る第１保持枠を固定とし、第２レンズ群を保持する第２
   保持枠を変倍に際してカム機構を用いて移動させると共
   に該第２保持枠の位置を検出する位置検出手段とを設け
   たレンズ鏡筒において、該カム機構は非撮影時に該第１
   保持枠と第２保持枠を像面側に繰り込む第１カム部と撮
   影時に該第２保持枠を移動させる第２カム部を有し、該
   カム機構による同一駆動方向に対して該第１カム部と第
   ２カム部での動作によって該位置検出手段からの出力の
   変化方向が逆となるように各要素を設定したことを特徴
   とするレンズ鏡筒。
4. 【請求項４】 レンズ群を保持したレンズ保持枠をカム
   機構を利用して駆動させると共に該レンズ保持枠の位置
   を検出する位置検出手段を設けたレンズ鏡筒に収納した
   撮影レンズによって物体を所定面に結像させる光学器に
   おいて、該カム機構は第１カム部と第２カム部とを有
   し、該カム機構による同一駆動方向に対して該カム機構
   の第１カム部と第２カム部での動作によって該位置検出
   手段からの出力の変化方向が逆となるように各要素を設
   定したことを特徴とする光学機器。
5. 【請求項５】 前記カム機構の第１カム部は非撮影時に
   前記レンズ保持枠を繰り込む沈胴動作範囲であり、前記
   カム機構の第２カム部は撮影時に前記レンズ保持枠を光
   軸上移動させる撮影動作範囲であることを特徴とする請
   求項４の光学機器。
6. 【請求項６】 撮影時に物体側の第１レンズ群を保持す
   る第１保持枠を固定とし、第２レンズ群を保持する第２
   保持枠を変倍に際してカム機構を用いて移動させると共
   に該第２保持枠の位置を検出する位置検出手段とを設け
   たレンズ鏡筒に収納した撮影レンズによって物体を所定
   面に結像させる光学機器において、該カム機構は非撮影
   時に該第１保持枠と第２保持枠を像面側に繰り込む第１
   カム部と撮影時に該第２保持枠を移動させる第２カム部
   を有し、該カム機構による同一駆動方向に対して該第１
   カム部と第２カム部での動作によって該位置検出手段か
   らの出力の変化方向が逆となるように各要素を設定した
   ことを特徴とする光学機器。