JPH1010397A - レンズ鏡筒およびこれを備えた光学機器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ズーミング時に、ガタ防止用の鏡筒付勢部材
をチャージする分カム部材の回転負荷が増加し、モータ
等の駆動手段の大型化につながる。 【解決手段】 カム部材４を駆動することにより互いに
近づいたり離れたりする複数のレンズ保持部材１，２の
間に、これらレンズ保持部材を互いに近づく方向又は離
れる方向に付勢する保持部材付勢手段５を設けたレンズ
鏡筒において、複数のレンズ保持部材を保持部材付勢手
段の付勢力に抗して移動させる駆動方向にカム部材を付
勢するカム部材付勢手段８を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、カメラ等の光学機
器に用いられるズームレンズのレンズ鏡筒に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】スチールカメラ、ビデオカメラ、テレビ
カメラ等のカメラにはズーム機能が設けられており、ズ
ームレンズ用のレンズ鏡筒としては、例えば特開平４−
１０１１１０号公報にて提案されているものがある。

【０００３】このレンズ鏡筒は、２つのレンズ保持部材
と、これらレンズ保持部材を光軸方向に案内するととも
にこれらレンズ保持部材の光軸回りでの回転を規制する
直進筒と、各レンズ保持部材と係合し、光軸回りで回転
駆動されることにより両レンズ保持部材を光軸方向に移
動させる（両レンズ保持部材の相対位置を変化させる）
カム部材と、このカム部材を回転駆動するモータ等の駆
動手段とを有して構成されている。そして、両レンズ保
持部材の間には、これらレンズ保持部材を互いに離す方
向に付勢して、カム部材と各レンズ保持部材との係合ガ
タ等を防止する保持部材付勢手段（コイルスプリング
等）が配設されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記公
報提案のレンズ鏡筒では、駆動手段によってカム部材を
回転させ両レンズ保持部材を互いに近づける方向（テレ
方向）に移動させる際に、保持部材付勢手段をチャージ
することになるため、その分カム部材の回転負荷が増加
する。このため、駆動手段にこの回転負荷を超える大き
な出力が求められ、駆動手段の大型化につながるという
問題がある。

【０００５】一方、両レンズ保持部材を互いに遠ざける
方向（ワイド方向）に移動させる際には、コイルスプリ
ングの付勢力によってカム部材の回転負荷が小さくな
る。このため、カム部材の回転方向、つまりはレンズ保
持部材の移動方向によってズーム速度に大きな差が生
じ、ズーム操作感が悪くなるという問題もある。

【０００６】そこで、本願発明の第１の目的は、カム部
材の駆動手段に要求される出力を小さくするとともに、
ズーム方向によってズーム速度に大きな差が生じないよ
うにしたレンズ鏡筒およびこれを備えた光学機器を提供
することである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本願第１の発明では、カム部材を駆動することに
より互いに近づいたり離れたりする複数のレンズ保持部
材の間に、これらレンズ保持部材を互いに近づく方向又
は離れる方向に付勢する保持部材付勢手段を設けたレン
ズ鏡筒において、カム部材を、複数のレンズ保持部材を
保持部材付勢手段の付勢力に抗して移動させる駆動方向
に付勢するカム部材付勢手段を設けている。

【０００８】すなわち、例えば、複数のレンズ保持部材
の間にこれらレンズ保持部材を互いに離す方向（ワイド
方向）に付勢する保持部材付勢手段がある場合に、カム
部材付勢手段によってカム部材を複数のレンズ保持部材
を互いに近づける駆動方向（テレ方向）に付勢すること
により、テレ方向ズーム時における保持部材付勢手段の
チャージによる負荷をカム部材付勢手段の付勢力によっ
て軽減して、モータ等の駆動手段に要求される出力を小
さくするとともに、ワイド方向ズーム時にはカム部材付
勢手段のチャージにより負荷を従来より増加させて、ズ
ーム方向によるカム部材の駆動負荷の差つまりはズーム
速度の差が小さくなるようにしている。なお、カム部材
付勢手段としては、カム部材と所定の固定部材との間に
設けられた引張りスプリングを用いたり、カム部材のギ
ヤ部に噛み合うギヤとこのギヤを付勢するトーションス
プリングとを有してなるものを用いたりするのが望まし
い。

【０００９】また、カム部材は、光軸回りで回転駆動さ
れる筒状のものを用いても、光軸に直交する方向にて平
行駆動される平面状のものを用いてもよい。

【００１０】

【発明の実施の形態】

（第１実施形態）図１〜４は、本発明の第１実施形態で
あるレンズ鏡筒を示している。図１において、１は第１
レンズ群（図示せず）を保持した１群鏡筒（レンズ保持
部材）である。この１群鏡筒１の外周には、図２に示す
ように、１２０度間隔で３個のカム軸１ａ，１ｂ，１ｃ
が設けられている。

【００１１】２は第２レンズ群（図示せず）を保持した
２群鏡筒（レンズ保持部材）であり、１群鏡筒１と同様
に、外周にカム軸２ａ，２ｂ，２ｃが設けられている。
３は直進筒であり、不図示のカメラ本体に固着されてい
る。

【００１２】４はカムリングである。このカムリング４
の内周部は直進筒３に回転可能に嵌合している。

【００１３】図２にはカムリング４を展開した状態で示
しており、この図において鎖線で示した３ａ，３ｂ，３
ｃは直進筒３の直進溝である。これら直進溝３ａ，３
ｂ，３ｃには、前述した１群鏡筒１のカム軸１ａ，１
ｂ，１ｃおよび２群鏡筒２のカム軸２ａ，２ｂ，２ｃが
それぞれ摺動可能に嵌合している。このため、１群鏡筒
１および２群鏡筒２はそれぞれ直進溝３ａ，３ｂ，３ｃ
に沿って光軸方向に案内される。

【００１４】また、４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ，４ｅ，４
ｆはカムリング４に形成されたカム溝である。カム溝４
ａ，４ｂ，４ｃには、１群鏡筒１のカム軸１ａ，１ｂ，
１ｃが摺動可能に嵌合しており、カム溝４ｄ，４ｅ，４
ｆには２群鏡筒２のカム軸２ａ，２ｂ，２ｃが摺動可能
に嵌合している。

【００１５】カム溝４ａ，４ｂ，４ｃとカム溝４ｄ，４
ｅ，４ｆは、カムリング４が図３に示す矢印Ａで示す方
向に回転することにより、１群鏡筒１と２群鏡筒２との
間の距離を短かくして両鏡筒１，２を被写体側に繰り出
し、焦点距離を長焦点（テレ）側に変化させ、逆にカム
リング４が矢印Ｂで示す方向に回転することにより、１
群鏡筒１と２群鏡筒２との間の距離を長くして両鏡筒
１，２を被写体から離れる側に繰り込み、焦点距離を短
焦点（ワイド）側に変化させるカム形状となっている。

【００１６】５は鏡筒付勢コイルスプリングであり、１
群鏡筒１と２群鏡筒２の間に挟まれるかたちで配設さ
れ、１群鏡筒１と２群鏡筒２を互いに離反する方向に付
勢している。これにより、１群鏡筒１のカム軸１ａ，１
ｂ，１ｃはカム溝４ａ，４ｂ，４ｃ内で光軸方向前方
（図中の左方向）に片寄せされ、２群鏡筒２のカム軸２
ａ，２ｂ，２ｃはカム溝４ｄ，４ｅ，４ｆ内で光軸方向
後方に片寄せされる。このため、本レンズ鏡筒（これを
取り付けたカメラ等）の姿勢や振動等によってレンズ鏡
筒の光学性能に影響が出ないようになっている。

【００１７】６は減速ギア列であり、７はズームモータ
である。減速ギア列６はカムリング４の後端に設けられ
たギア部４ｇに噛合し、ズームモータ７の出力を減速し
てカムリング４に伝達する。

【００１８】図３において、８はカムリング付勢スプリ
ングであり、引張りスプリングが用いられている。カム
リング付勢スプリング８は、直進筒３の光軸方向後端に
設けられたスプリング掛け部３ｄとカムリング４の光軸
方向後端に設けられたスプリング掛け部４ｈとの間に掛
けられ、カムリング４に、図３の矢印Ａ方向に回転させ
る付勢力を与える。なお、カムリング付勢スプリング８
の付勢力は、ワイド端で最大であり、テレ端にて最小と
なる。

【００１９】次に、以上のように構成されたレンズ鏡筒
のズーム動作およびこれに伴うカムリング４の回転負荷
の変化について、図４を併せ用いて説明する。図１に示
すように両鏡筒１，２がワイド端にある場合には、鏡筒
付勢コイルスプリング５は最大に伸びた状態にあり、こ
れに生じている付勢力は最小となる。一方、カムリング
４は図３の矢印Ｂ方向に回転しきっており、カムリング
付勢スプリング８は最大に伸びた状態になっている。こ
のため、カムリング付勢スプリング８に生ずる付勢力は
最大となっている。

【００２０】このような状態で、不図示のズームスイッ
チを押すと、公知の制御回路によりズームモータ７に通
電され、ズームモータ７が起動して、その回転力が減速
ギア列６を介してカムリング４のギア部４ｇに伝達され
る。これにより、カムリング４が図３の矢印Ａ方向に回
転すると、２群鏡筒２のカム軸２ａ，２ｂ，２ｃがカム
リング４のカム溝４ｄ，４ｅ，４ｆのカム面から光軸方
向前方への駆動力を受けて、また１群鏡筒１はこの駆動
力を鏡筒付勢コイルスプリング５を介して受けて、両鏡
筒１，２が直進筒３の直進溝３ａ，３ｂ，３ｃにガイド
されながら前方に繰り出される。

【００２１】この間１群鏡筒１と２群鏡筒２との間の鏡
筒付勢コイルスプリング５はチャージ（圧縮）され、カ
ムリング付勢スプリング８が設けられていなければ、図
４のに示すようにチャージが進むに従ってカムリング
４の回転負荷が高い範囲で増加する。すなわち、テレ端
において最大の回転負荷Ｐとなる。

【００２２】しかし、本実施形態では、カムリング付勢
スプリング８の付勢力がカムリング４を図３に示す矢印
Ａ方向に作用しているので、鏡筒付勢コイルスプリング
５の付勢力によるカムリング４の回転負荷がカムリング
付勢スプリング８の付勢力によって軽減され、図４の
に示すように、に比べて低い範囲で増加するにとどま
る。すなわち、テレ端のときに最大の回転負荷Ｐ’（＜
Ｐ）に増加するにとどまる。したがって、カムリング４
がワイド端からテレ端に駆動される際の回転負荷は、従
来のズームレンズ鏡筒に比べて全体的に小さくなり、ズ
ーム速度も全体的にアップする。

【００２３】なお、１群鏡筒１と２群鏡筒２がテレ位置
まで繰り出されると不図示のテレスイッチを検知し、ズ
ームモータ７への通電が停止される。

【００２４】一方、両鏡筒１，２がテレ端にある場合に
は、鏡筒付勢コイルスプリング５は最もチャージされた
状態にあり、これに生じている付勢力は最大となる。一
方、カムリング４は図３の矢印Ａ方向に回転しきってお
り、カムリング付勢スプリング８は最も短くなってい
る。このため、カムリング付勢スプリング８に生ずる付
勢力は最小となっている。

【００２５】このような状態で、前述したのと同様にし
てカムリング４が図３の矢印Ｂ方向に回転すると、１群
鏡筒１のカム軸１ａ，１ｂ，１ｃはカムリング４のカム
溝４ａ，４ｂ，４ｃのカム面から光軸方向後方への駆動
力を受けて、また２群鏡筒２は鏡筒付勢コイルスプリン
グ５を介して上記駆動力を受けて、両鏡筒１，２は直進
筒３の直進溝３ａ，３ｂ，３ｃにガイドされながら後方
に移動する。

【００２６】この間、鏡筒付勢コイルスプリング５のチ
ャージが解放されるので、カムリング付勢スプリング８
が設けられていなければ、図４のに示すようにチャー
ジ解放が進むに従ってカムリング４の回転負荷がごく低
い範囲で増加するに過ぎない。

【００２７】しかし、本実施形態では、カムリング付勢
スプリング８の付勢力がカムリング４を図３に示す矢印
Ａ方向に作用しているので、カムリング４の回転負荷が
カムリング付勢スプリング８のチャージによって増加
し、図４のに示すように、に比べて高い範囲で増加
する。したがって、カムリング４がテレ端からワイド端
に駆動される際の回転負荷は、 従来のレンズ鏡筒に比べ
全体的に若干大きくなり、ズーム速度は全体的にダウン
する。

【００２８】なお、１群鏡筒１と２群鏡筒２がワイド端
まで繰り込まれると、これが不図示のワイドスイッチに
より検知され、ズームモータ７への通電が停止される。

【００２９】このように、カムリング付勢スプリング８
が設けられていない従来のレンズ鏡筒では、カムリング
４の回転負荷の最大値がＰであるのに対し、カムリング
付勢スプリング８が設けられている本実施形態のレンズ
鏡筒では、Ｐより小さいＰ′である。このため、本実施
形態によれば、ズームモータ７に要求される最大出力を
小さくすることができ、ズームモータ７の小型化ひいて
はレンズ鏡筒全体の小型化を図ることができる。

【００３０】しかも、従来のレンズ鏡筒では、テレ側へ
のズーム時とワイド側へのズーム時とで、カムリング４
の回転負荷が図４中に鎖線で示した中立ラインを中心に
Ｑの範囲で変動するため、ズーム方向によって回転負荷
の差が大きく、ズーム速度の差も大きい。これに対し、
本実施形態のレンズ鏡筒では、テレ側へのズーム時とワ
イド側へのズーム時とで、上記中立ラインを中心にＱよ
り小さなＱ′の範囲で変動するに過ぎず、ズーム方向に
よるズーム速度の差が小さくなり、バランスの良いズー
ミングが実現可能となる。

【００３１】以上説明したように本実施形態では、ワイ
ド側回転方向にカムリング４が回転する際にチャージさ
れる引張りスプリング（カムリング付勢スプリング８）
をカムリング４と直進筒３の間に設け、カムリング４を
テレ側回転方向に付勢するように構成し、カムリング付
勢スプリング８の付勢力が、カムリング４がテレ側に回
転する場合には回転負荷を軽減させるように作用し、カ
ムリング４がワイド側に回転する場合には回転負荷を増
加させるように作用するようにしている。したがって、
本実施形態によれば、カムリング４の最大の回転負荷を
小さくしてズームモータ７の小型化を図ることができ、
かつカムリング４の回転方向の違いによる回転負荷の差
とを小さくし、ズーム速度のバランスのとれたズーミン
グカメラを提供することができる。

【００３２】なお、本実施形態では、直進筒３に直進溝
３ａ，３ｂ，３ｃが形成され、カムリング４にカム溝４
ａ〜４ｆが形成されたレンズ鏡筒について説明したが、
本発明は、直進筒にカム溝が形成され、カムリングに直
進溝が形成されたレンズ鏡筒にも適用することができ
る。

【００３３】また、本実施形態では、回転駆動されるカ
ムリング４を用いたレンズ鏡筒について説明したが、本
発明は、平面駆動されるカムプレートを用いたレンズ鏡
筒にも適用できる。

【００３４】（第２実施形態）図５は本発明の第２実施
形態であるズームレンズ鏡筒を示している。本実施形態
における直進筒１３およびカムリング１４はそれぞれ、
第１実施形態の直進筒３およびカムリング４に相当し、
これらの構造、機能は第１実施形態とほぼ同様であるの
で詳しい説明は省略する。また、本実施形態において
も、図示はしないが、１群鏡筒１と２群鏡筒（図示せ
ず）との間に鏡筒付勢コイルスプリングが設けられてい
る。

【００３５】１８はトーションスプリングであり、１９
はカムリング付勢ギアである。２０ａは不図示の鏡筒地
板と一体の軸であり、この軸２０ａには、カムリング付
勢ギア１９が回転可能に取り付けられている。また、カ
ムリング付勢ギア１９の円筒部１９ａには、トーション
スプリング１８のコイル内径部が取り付けられている。

【００３６】２０ｂは上記鏡筒地板と一体のスプリング
掛け軸であり、このスプリング掛け軸２０ｂには、トー
ションスプリング１８のフック部の一端が掛けられてい
る。また、トーションスプリング１８のフック部の他の
一端は、カムリング付勢ギア１９のスタット部１９ｂに
掛けられている。このため、トーションスプリング１８
は、カムリング付勢ギア１９を図中の矢印Ｃ方向に回転
させるよう付勢する。カムリング付勢ギア１９はカムリ
ング１４の後端に設けられたギア部１４ｇに噛合し、ト
ーションスプリング１８の付勢力を伝達してカムリング
１４を矢印Ａ方向に回転付勢する。すなわち、トーショ
ンスプリング１８は、第１実施形態のカムリング付勢ス
プリング８と同様に機能する。

【００３７】このように構成されたレンズ鏡筒では、ワ
イド端において、不図示のズームスイッチを押すと、第
１実施形態と同様にしてカムリング１４が矢印Ａ方向に
回転駆動される。このとき、トーションスプリング１８
の付勢力が、カムリング付勢ギア１９を介してカムリン
グ１４を矢印Ａ方向に回転させる方向に作用し、鏡筒付
勢コイルスプリングのチャージによるカムリング１４の
回転負荷を、トーションスプリング１８が設けられてい
ない場合に比べて減少させる。このため、第１実施形態
の図４のに示したのと同様に、従来のものに比べて最
大の回転負荷が小さくなり、またズーム速度は全体的に
アップする。

【００３８】一方、テレ端において、不図示のズームス
イッチを押してカムリング１４を矢印Ｂ方向に回転させ
ると、カムリング付勢ギア１９が矢印Ｃ方向と逆方向に
回転し、トーションスプリング１８がチャージされる。
トーションスプリング１８に生じた付勢力は、カムリン
グ付勢ギア１９を介してカムリング１４を矢印Ａ方向に
回転させる方向に作用するので、トーションスプリング
１８が設けられていない場合に比べてカムリング４の回
転負荷が増加する。このため、第１実施形態の図４の
に示したのと同様に、従来のものに比べてズーム速度は
全体的にダウンする。

【００３９】以上説明したように本実施形態では、ワイ
ド側回転方向にカムリング４が回転する際にチャージさ
れるトーションスプリング１８により、カムリング付勢
ギア１９を介してカムリング４をテレ側回転方向に付勢
するように構成している。このため、トーションスプリ
ング１８の付勢力は、カムリング１４がテレ側に回転す
る場合には回転負荷を軽減させるように作用し、カムリ
ング１４がワイド側に回転する場合には回転負荷を増加
させるように作用する。したがって、本実施形態によれ
ば、カムリング１４の最大の回転負荷を小さくして、カ
ムリング１４を回転駆動するモータ等の小型化を図るこ
とができ、かつカムリング１４の回転方向の違いによる
回転負荷の差とを小さくし、ズーム速度のバランスのと
れたズーミングカメラを提供することができる。

【００４０】なお、上記各実施形態では、直進筒３，１
３に直進溝が形成され、カムリング４，１４にカム溝が
形成されたレンズ鏡筒について説明したが、本発明は、
直進筒にカム溝が形成され、カムリングに直進溝が形成
されたレンズ鏡筒にも適用することができる。

【００４１】また、上記各実施形態では、回転駆動され
るカムリング４，１４を用いたレンズ鏡筒について説明
したが、本発明は、平行駆動されるカムプレートを用い
たレンズ鏡筒にも適用できる。

【００４２】しかも、上記各実施形態では、コイルスプ
リング５によって２つの可動鏡筒（レンズ保持部材）を
互いに離れる方向に付勢する場合について説明したが、
本発明は、２つのレンズ保持部材のうち一方が固定され
ている場合や、コイルスプリングによって２つのレンズ
保持部材を互いに近づける方向に付勢している場合にも
適用することができる。

【００４３】また、本発明は、以上の実施形態および変
形例、またはそれら技術要素を必要に応じて組み合わせ
て用いてもよい。

【００４４】さらに、本発明は、一眼レフカメラ、レン
ズシャッタカメラ、ビデオカメラ等、種々の形態のカメ
ラのレンズ鏡筒に適用することができ、さらにはカメラ
以外の光学機器やその他の装置、さらにはそれらカメラ
や光学機器やその他の装置に適用される装置またはこれ
らを構成する要素に対しても適用することができる。

【００４５】

【発明の効果】以上説明したように、本願第１の発明に
よれば、カム部材を駆動してズーミングを行う場合の保
持部材付勢手段のチャージ等による負荷を、カム部材付
勢手段の付勢力によって軽減することができるので、カ
ム部材を駆動する駆動手段に要求される出力を小さく
し、駆動手段の小型化を図ることができる。しかも、カ
ム部材を駆動方向他方に駆動してズーミングを行う場合
は、カム部材付勢手段のチャージによって負荷を生じさ
せることにより、ズーム方向によるカム部材の負荷の差
つまりはズーム速度の差を小さくすることができるの
で、操作感のよいズームレンズ鏡筒を実現することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態であるレンズ鏡筒の断面
図である。

【図２】上記レンズ鏡筒の直進筒とカムリングの展開図
である。

【図３】上記レンズ鏡筒の正面図である。

【図４】上記レンズ鏡筒におけるカムリングの回転負荷
のスプリング依存性を説明するグラフ図である。

【図５】本発明の第２実施形態であるレンズ鏡筒の正面
図である。

【符号の説明】

１…１群鏡筒 ２…２群鏡筒 ３，１３…直進筒 ４，１４…カムリング ５…鏡筒付勢コイルスプリング ６…減速ギア列 ７…ズームモータ ８…カムリング付勢スプリング １８…トーションスプリング １９…カムリング付勢ギア

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 カム部材を駆動することにより互いに近
   づいたり離れたりする複数のレンズ保持部材の間に、こ
   れらレンズ保持部材を互いに近づく方向又は離れる方向
   に付勢する保持部材付勢手段を設けたレンズ鏡筒におい
   て、 前記カム部材を、前記複数のレンズ保持部材を前記保持
   部材付勢手段の付勢力に抗して移動させる駆動方向に付
   勢するカム部材付勢手段を有することを特徴とするレン
   ズ鏡筒。
2. 【請求項２】 前記カム部材付勢手段が、引張りスプリ
   ングであることを特徴とする請求項１に記載のレンズ鏡
   筒。
3. 【請求項３】 前記カム部材付勢手段が、前記カム部材
   のギヤ部に噛み合うギヤと、このギヤを付勢するトーシ
   ョンスプリングとを有して構成されることを特徴とする
   請求項１に記載のレンズ鏡筒。
4. 【請求項４】 前記カム部材が回転駆動されることを特
   徴とする請求項１から３のいずれかに記載のレンズ鏡
   筒。
5. 【請求項５】 前記カム部材が平行駆動されることを特
   徴とする請求項１から３のいずれかに記載のレンズ鏡
   筒。
6. 【請求項６】 請求項１から５のいずれかに記載のレン
   ズ鏡筒を備えたことを特徴とする光学機器。