JPH10170801A

JPH10170801A - ズームレンズ鏡筒の駆動装置

Info

Publication number: JPH10170801A
Application number: JP8332074A
Authority: JP
Inventors: Masahiro Ono; 政博大野; Hisao Iwanade; 久男岩撫; Noboru Saito; 登齊藤; Koji Sato; 孝司佐藤; Yuuki Shiba; 祐紀芝; Tatsuya Yoshida; 達也吉田; Nobuyuki Nagai; 伸幸永井
Original assignee: Asahi Kogaku Kogyo Co Ltd
Current assignee: Pentax Corp
Priority date: 1996-12-12
Filing date: 1996-12-12
Publication date: 1998-06-26
Also published as: US5886830A

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】２群の可動変倍レンズ群を一定の相対関係で
移動させる変倍動作と、フォーカスレンズ群を移動させ
るフォーカス動作とが可能であり、しかも、１つの駆動
機構と検出機構で構成できる駆動装置を得る。【解決手段】２群の可動変倍レンズのレンズ枠体にそ
れぞれ一体に設けられた一対の被動ピン１６ａと；それ
ぞれに係合する一対のカム面を有し、軸を中心に回転駆
動される駆動カム板３４と；モータを含む駆動機構と；
駆動カム板の回転位置検出機構と；を備え、非フォーカ
スレンズ群に対応するカム面は、焦点距離をステップ状
に設定するステップカム面３４ｂであって、各ステップ
区間内の駆動カム板の回転範囲では該可動変倍レンズ群
を移動させず、フォーカスレンズ群に対応するカム面
は、駆動カム板が回動するとき、該可動変倍レンズ群を
ステップレスに移動させる無段階カム面３４ａである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【技術分野】本発明は、ズームレンズ鏡筒の駆動装置に
関する。

【０００２】

【従来技術及びその問題点】ズームレンズは、少なくと
も２群の可動変倍レンズ群を備えており、変倍時には、
これらの可動変倍レンズ群を予め定めた方向に駆動す
る。また、２群の可動変倍レンズ群の一方がフォーカス
レンズ群として働くタイプが多い。このようなズームレ
ンズの古典的な駆動機構は、カムリングに形成したカム
溝によって、焦点移動が生じない軌跡で２群の可動変倍
レンズ群を移動させるものであり、ズーミング中のピン
トずれを許さない一眼レフカメラに広く用いられてい
る。２群の可動変倍レンズ群のうちのフォーカスレンズ
群は、被写体距離情報によって、移動制御される。

【０００３】一方、コンパクトカメラやデジタルカメラ
では、シャッタレリーズ時に厳密にピントが合えばよい
ことから、変倍時には、焦点移動を許して大まかに可動
変倍レンズ群を移動させ、シャッタレリーズ時に、設定
焦点距離情報及び被写体距離情報に基づいて、２群の可
動変倍レンズ群を合焦位置に移動させる駆動機構も用い
られつつある。しかし、これらの従来のズームレンズの
駆動装置は、ズーミング用とフォーカシング用、あるい
は２群の可動変倍レンズ群用にそれぞれ駆動モータを必
要とし、さらに、その可動変倍レンズ群の位置検出機構
も、別々に必要であった。

【０００４】

【発明の目的】本発明は、カムリングを用いた古典的な
ズームレンズ駆動機構に代わる駆動装置であって、２群
の可動変倍レンズ群を一定の相対関係で移動させる変倍
動作と、２群の可動変倍レンズ群のうちのフォーカスレ
ンズ群を移動させるフォーカス動作とが可能であり、し
かも、１つの駆動機構と検出機構で、変倍動作とフォー
カス動作を行なうことができる駆動装置を得ることを目
的とする。また本発明は、少なくとも２群の可動変倍レ
ンズ群を有するズームレンズ鏡筒において、可動変倍レ
ンズ群を有する鏡筒ボディと、その駆動機構とのサブア
ッシー化が可能な、組立性に優れた駆動装置を得ること
を目的とする。

【０００５】

【発明の概要】本発明は、少なくとも２群の可動変倍レ
ンズ群を備え、その一方の可動変倍レンズ群が変倍レン
ズ群であると同時にフォーカスレンズ群であるズームレ
ンズ鏡筒において、２群の可動変倍レンズをそれぞれ支
持した一対のレンズ枠体と；この一対のレンズ枠体にそ
れぞれ一体に設けられた一対の被動ピンと；一対の被動
ピンのそれぞれに係合する一対のカム面を有し、軸を中
心に回転駆動される駆動カム板と；この駆動カム板を回
転駆動するモータを含む駆動機構と；駆動カム板の回転
位置を検出する検出機構と；を備え、一対のカム面のう
ち、フォーカスレンズ群でない可動変倍レンズ群に対応
するカム面は、焦点距離をステップ状に設定するステッ
プ区間を有するステップカム面であって、各ステップ区
間内の駆動カム板の回転範囲では該可動変倍レンズ群を
移動させず、また一対のカム面のうち変倍レンズ群であ
ると同時にフォーカスレンズ群である可動変倍レンズ群
に対応するカム面は、被写体距離情報に応じて、駆動カ
ム板が回動するとき、該可動変倍レンズ群をステップレ
スに移動させる無段階カム面であり、駆動カム板のズー
ミング操作時の停止位置、及びフォーカシング操作時の
回動角は、駆動カム板の回転位置検出機構によって制御
されることを特徴としている。

【０００６】また、駆動カム板とその駆動機構は、可動
変倍レンズ群を支持した鏡筒ボディとは別に組み立てら
れるレンズ駆動ユニットに設け、このレンズ駆動ユニッ
トを、鏡筒ボディから突出する一対の被動ピンを駆動カ
ム板の一対のカム面にそれぞれ係合させた状態で、鏡筒
ボディ上に固定すると、駆動機構のサブアッシー化がで
きる。

【０００７】

【発明の実施の形態】この実施形態のズームレンズ鏡筒
は、ＣＣＤに撮像するいわゆるデジタルカメラ用であ
る。レンズ構成は、図６、図７に示すように、固定の正
の第１レンズ群Ｌ１と、可動の負の第２レンズ群Ｌ２及
び正の第３レンズ群Ｌ３との３群構成である。このレン
ズ系は、ズーミング（変倍）は、第２レンズ群Ｌ２と第
３レンズ群Ｌ３を移動させて行ない、変倍の結果生じる
焦点移動の補正とフォーカシングは、第２レンズ群Ｌ２
を移動させて行なうバリフォーカルタイプである。

【０００８】鏡筒ボディ１０は、図５ないし図９に明ら
かなように、大きく前方プラスチックボディ１２、後方
プラスチックボディ１３、及びこの前方ボディ１２と後
方ボディ１３の間に挟着した絞ブロック１４からなって
いる。前方ボディ１２と後方ボディ１３の間には、光軸
と平行な方向の複数のガイドロッド１５（図６、図７、
図９に１本のみ図示）が固定されており、このガイドロ
ッド１５に、第２レンズ群Ｌ２を保持した２群枠（レン
ズ枠体）１６と、第３レンズ群Ｌ３を保持した３群枠
（レンズ枠体）１７とがそれぞれ移動自在に案内されて
いる。この３群枠１７の後方には、ＣＣＤ（撮像素子）
１８が位置し、このＣＣＤ１８は、その基板２０を介し
て後方ボディ１３に固定されている。１９は、水晶フィ
ルターである。

【０００９】２群枠１６と３群枠１７にはそれぞれ、上
方に互いに平行に突出する２群ピン（被動ピン）１６ａ
と３群ピン（被動ピン）１７ａが一体に設けられてい
る。また、この２群枠１６と３群枠１７はそれぞれ、バ
ックラッシュ除去用の引張ばね１６ｂと１７ｂにより後
方（ＣＣＤ１８側）に移動付勢されている。

【００１０】図６に示す望遠端の状態と、図７に示す広
角端の状態から類推できるように、望遠端から広角端に
向けて焦点距離が変化するとき、２群枠１６（第２レン
ズ群Ｌ２）は前方に移動し、３群枠１７（第３レンズ群
Ｌ３）は後方に移動する。つまり、焦点距離を変化させ
るとき、２群枠１６（第２レンズ群Ｌ２）と３群枠１７
（第３レンズ群Ｌ３）は常に反対方向に移動する。

【００１１】以上の鏡筒ボディ１０内の２群枠１６と３
群枠１７を駆動する駆動機構は、レンズ駆動ユニット３
０として、別に組み立てられ、前方ボディ１２と後方ボ
ディ１３上に跨らせて装着される。このレンズ駆動ユニ
ット３０を、図１ないし図４について説明する。

【００１２】このレンズ駆動ユニット３０は、段違いに
位置する第１親板３１と第２親板３２を有する。図１に
おいては、図示の便宜上、上方に位置する第１親板３１
を鎖線で、下方に位置する第２親板３２を実線で描いて
いる。下方の第２親板３２には、その下面に、出力軸を
該第２親板３２に直交させた状態で、レンズ駆動モータ
Ｍ２が固定されている。第１親板３１には、軸３３によ
り駆動カム板３４が枢着されている。

【００１３】駆動カム板３４は、２群枠１６の２群ピン
１６ａと３群枠１７の３群ピン１７ａにそれぞれ係合す
る一対のカム面（カム溝）３４ａと３４ｂを有してい
る。前述のように、２群枠１６と３群枠１７はそれぞ
れ、引張ばね１６ｂと１７ｂにより後方に付勢されてい
るので、カム溝３４ａと３４ｂの後方の面がそれぞれ２
群ピン１６ａと３群ピン１７ａに常時接触するカム面で
あり、前方の面は、カムとしての機能を持たない。

【００１４】３群枠１７用のカム面３４ｂは、図１、図
４に明らかなように、軸３３を中心とする異なる半径の
円弧からなる複数（図示例では４つ）のステップ区間ａ
１ないしａ４を有し、これらのステップ区間の間は、滑
らかな曲線で接続されている。一方、２群枠１６用のカ
ム面３４ａは、軸３３の中心からの距離をステップレス
に異ならせた無段階カム面からなっている。

【００１５】第１親板３１と第２親板３２の間には、レ
ンズ駆動モータＭ２の回転を駆動カム板３４に伝達する
ギヤ機構３８及びボリューム機構（可変抵抗器）４０と
が支持されている。レンズ駆動モータＭ２の出力軸に固
定された第１ギヤ３８ａは、第２ギヤ３８ｂ、第３ギヤ
３８ｃ、第４ギヤ３８ｄ、第５ギヤ３８ｅ、及び第６ギ
ヤ３８ｆを介して、駆動カム板３４の外周に形成したセ
クタギヤ３４ｃと噛み合っている。第２ギヤ３８ｂ、第
３ギヤ３８ｃ、第４ギヤ４０ａ、及び第５ギヤ４０ｂは
それぞれ、二段ギヤである。

【００１６】第５ギヤ３８ｅは、第６ギヤ３８ｆに噛み
合うと同時に、ボリューム機構４０の回転ブラシギヤ４
０ｃに噛み合っており、この回転ブラシギヤ４０ｃに
は、その裏面にブラシ４０ｄが固定されている。一方、
後方ボディ１３（鏡筒ボディ１０）上には、レンズ駆動
ユニット３０とは別に（レンズ駆動ユニット３０を固定
する前に）、抵抗板４０ｅが固定されていて、この抵抗
板４０ｅとブラシ４０ｄとが接触する。抵抗板４０ｅの
二つの端子４０ｆ、４０ｇの間の抵抗は、回転ブラシギ
ヤ４０ｃの回動位置によって変化する。

【００１７】駆動カム板３４のカム面３４ａとカム面３
４ｂは、カム面３４ｂのステップ区間ａ１ないしａ４の
いずれかに３群ピン１７ａが当接するとき、その３群ピ
ン１７ａの位置（第３レンズ群Ｌ３の位置）と、そのと
きのカム面３４ａの位置によって決定される２群ピン１
６ａの位置（第２レンズ群Ｌ２の位置）とによって、特
定の焦点距離が得られるように、その形状が設定されて
いる。そして、駆動カム板３４が、カム面３４ｂのいず
れかのステップ区間ａ１ないしａ４内で３群ピン１７ａ
と接触した状態で回動すると、カム面３４ａが２群ピン
１６ａを介して第２レンズ群Ｌ２を移動させ、焦点調節
を行なう。例えば、カム面３４ｂのステップ区間ａ１な
いしａ４のそれぞれ一方の端部に３群ピン１７ａが位置
するとき、カム面３４ａにより無限遠物体にピントが合
うようにし、ステップ区間ａ１ないしａ４の一方の端部
から他方の端部迄の駆動カム板３４の回動により、第３
レンズ群Ｌ３は移動させることなく第２レンズ群Ｌ２だ
けを移動させて、最短物体にピントが合うようにするこ
とができる。

【００１８】駆動カム板３４の回転角は、ボリューム機
構４０によって検出され、制御される。すなわち、レン
ズ駆動モータＭ２が駆動されると、ギヤ機構３８を介し
て駆動カム板３４が駆動され、同時にボリューム機構４
０が駆動される。ズーミング操作がされると、駆動カム
板３４は、常に、カム面３４ｂのステップ区間ａ１ない
しａ４の一端部が３群ピン１７ａに当接した状態で停止
するように制御され、この停止位置の制御に、ボリュー
ム機構４０による駆動カム板３４の回転角情報が用いら
れる。またその後、被写体距離情報により、駆動カム板
３４がステップ区間ａ１ないしａ４のいずれかの区間内
で回転するときには、同様に、ボリューム機構４０が駆
動カム板３４の回転角を検出して、被写体距離情報に応
じた回転角に制御する。

【００１９】以上の構成を有するレンズ駆動ユニット３
０（抵抗板４０ｅを除く）は、鏡筒ボディ１０と絞ブロ
ック１４とは別ユニットとして構成され、抵抗板４０ｅ
を後方ボディ１３上に複数の固定ねじ４１で固定した
後、別の複数の固定ねじ４２を介して、鏡筒ボディ１０
（前方ボディ１２と後方ボディ１３）の上に固定され
る。

【００２０】次に、前方ボディ１２と後方ボディ１３の
間に挟まれた絞ブロック１４及びその駆動ユニット６０
を、図１０ないし図１２について説明する。絞ブロック
１４の基板５０と、この絞ブロック１４に固定ねじ５１
を介して固定されたリテイナ５２には、光軸上のアパー
チャ５０ａと、５２ａが形成されている。基板５０上
に、アパーチャ５０ａの周囲に位置させて穿設したダボ
孔５０ｂには、絞羽根５３の一対のダボのうちの一方の
ダボ５３ａが嵌まっている。基板５０とリテイナ５２の
間には、開閉環５４が回転自在に支持されており、この
開閉環５４には、絞羽根５３の他方のダボ５３ｂが嵌ま
るカム孔５４ａが形成されている。この周知の絞機構
は、開閉環５４を回動させると、絞羽根５３による絞開
口の大きさが、図１０に示す最大開口と、図１１に示す
最小開口との間で変化する。

【００２１】開閉環５４には、回動操作用の半径方向の
アーム５４ｂが形成され、このアーム５４ｂには、径方
向連動溝５４ｃが形成されている。また、絞ブロック１
４には、絞機構の原点位置を検出するフォトセンサ（原
点センサ）５５が固定されており、基板５０上には、こ
のフォトセンサ５５に対応するドッグ５４ｄが突出形成
されている。図示例では、絞開放位置が原点として設定
されており、絞開放位置で、ドッグ５４ｄがフォトセン
サ５５を遮光して原点位置を検出する。そして開閉環５
４が開放位置から絞り込まれたときの絞り値（開閉環５
４の回転角）は、絞用パルスモータＭ１のパルス数を管
理するレンズ側制御回路７０が送出する。

【００２２】駆動ユニット６０は、絞ブロック１４の基
板５０とは光軸方向及び径方向位置を異ならせて、後方
ボディ１３に固定される別ユニット部材である。駆動ユ
ニット６０の基板６１には、絞用パルスモータＭ１が固
定されており、その出力軸の第１ギヤ６２ａは、第２ギ
ヤ６２ｂを介して、セクタギヤ６２ｃに噛み合ってい
る。セクタギヤ６２ｃには一体に、半径アーム６２ｄが
設けられており、この半径アーム６２ｄに、開閉環５４
の径方向連動溝５４ｃに嵌まる連動ピン６３が突出形成
されている。第２ギヤ６２ｂは二段ギヤである。

【００２３】以上の絞ブロック１４と駆動ユニット６０
はそれぞれ予め組み立てられてユニット化される。そし
て、絞ブロック１４の基板５０は、前方ボディ１２と後
方ボディ１３の間に挟着固定され、駆動ユニット６０の
基板６１は、その連動ピン６３を開閉環５４の径方向連
動溝５４ｃに嵌め、かつその一端部を後方ボディ１３の
挟着溝６５（図８）に挟み込んだ状態で、複数の固定ね
じ６４を介して後方ボディ１３に固定される。

【００２４】図１４は、以上のズームレンズ鏡筒の制御
系を示すものである。レンズ側制御回路（ＣＰＵ）７０
には、以上に説明した要素、すなわち絞用パルスモータ
Ｍ１、レンズ駆動モータＭ２、ボリューム機構４０、絞
原点センサー５５、ＣＣＤ１８の他に、ズームスイッチ
７１、レリーズスイッチ７２、測光装置７３、測距装置
７４が接続されている。測光装置７３は、ＣＣＤ１８で
兼用するのが一般的であるが、表記上、別に表示してあ
る。測距装置７４は、パッシブタイプ、アクティブタイ
プを問うものではないが、図１ないし図３には、パッシ
ブタイプの測距装置７４が示されている。ＣＣＤ１８上
に結像された画像情報は電気信号に変換され、信号処理
回路７５を介して、記憶装置７６に記録される。

【００２５】上記構成の本ズームレンズ鏡筒の基本的な
動作は次の通りである。図７の広角端の状態において、
ズームスイッチ７１をワイド側に操作すると、レンズ駆
動モータＭ２及びギヤ機構３８を介して、駆動カム板３
４が回動する。すると、カム面３４ａとカム面３４ｂに
従って、２群枠１６（第２レンズ群Ｌ２）と３群枠１７
（第３レンズ群Ｌ３）が予め定めた軌跡で移動する。ズ
ームスイッチ７１を開放すると、ボリューム機構４０に
よって回転位置を検出されている駆動カム板３４は、カ
ム面３４ｂのステップ区間ａ１ないしａ４の一端部に３
群ピン１７ａに当接した状態で停止するように制御され
る。

【００２６】次に、レリーズスイッチ７２を押すと、そ
の半押しで、測光装置７３及び測距装置７４が働き、被
写体輝度情報及び被写体距離情報が得られ、全押しで、
ＣＣＤ１８の撮像動作が行なわれる。レリーズスイッチ
７２が全押しされる前に、測光装置７３による被写体輝
度情報に基づき絞用パルスモータＭ１、絞原点センサー
５５及びレンズ側制御回路（ＣＰＵ）７０により、絞値
が設定される。また、測距装置７４による被写体距離情
報に基づき、レンズ駆動モータＭ２及びギヤ機構３８に
より、駆動カム板３４が回転駆動される。この駆動カム
板３４の回転駆動は、３群ピン１７ａがカム面３４ｂの
いずれかのステップ区間ａ１ないしａ４内に位置する状
態で行なわれ、その回転角は、被写体距離情報及びボリ
ューム機構４０によって制御され、第２レンズ群Ｌ２が
合焦位置に移動する。

【００２７】

【発明の効果】本発明によれば、２群の可動変倍レンズ
群を一定の相対関係で移動させる変倍動作と、２群の可
動変倍レンズ群のうちのフォーカスレンズ群を移動させ
るフォーカス動作とを、１つの駆動機構と検出機構で行
なうことができ、構成の簡単な駆動装置を得ることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるズームレンズ鏡筒の駆動装置に用
いる、レンズ駆動ユニットの一実施形態を示す平面図で
ある。

【図２】図１のII矢視図である。

【図３】図１のIII 矢視図である。

【図４】図１のIV矢視図である。

【図５】レンズ駆動ユニットを組み込む前の鏡筒ボディ
の左側面図である。

【図６】図５の縦断面図であって、望遠端の状態を示す
図である。

【図７】図５の縦断面図であって、広角端の状態を示す
図である。

【図８】図５のVIII矢視図である。

【図９】図８の横断面図である。

【図１０】絞駆動ユニットの絞開放状態の正面図であ
る。

【図１１】同最小絞状態の正面図である。

【図１２】図１０のXII-XII 線に沿う断面図である。

【図１３】図１０のXIII-XIII 線に沿う断面図である。

【図１４】本発明のズームレンズ鏡筒の制御系を示すブ
ロック図である。

【図１５】図１のレンズ駆動ユニットの駆動カム板単体
の平面図である。

【符号の説明】

Ｌ１第１レンズ群Ｌ２第２レンズ群Ｌ３第３レンズ群Ｍ１絞用パルスモータＭ２レンズ駆動モータ１０鏡筒ボディ１１ケーシング１２前方プラスチックボディ１３後方プラスチックボディ１４絞ブロック１５ガイドロッド１６２群枠１７３群枠１６ａ１７ａ被動ピン１８ＣＣＤ２０基板３０レンズ駆動ユニット３１第１親板３２第２親板３４駆動カム板３４ａ無段階カム面３４ｂステップカム面ａ１ａ２ａ３ａ４ステップ区間３８ギヤ機構４０ボリューム機構（可変抵抗器）７０レンズ側制御回路（ＣＰＵ）７１ズームスイッチ７２レリーズスイッチ７３測光装置７４測距装置７５信号処理回路７６記憶装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者佐藤孝司東京都板橋区前野町２丁目36番９号旭光学工業株式会社内 (72)発明者芝祐紀東京都板橋区前野町２丁目36番９号旭光学工業株式会社内 (72)発明者吉田達也東京都板橋区前野町２丁目36番９号旭光学工業株式会社内 (72)発明者永井伸幸東京都板橋区前野町２丁目36番９号旭光学工業株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくとも２群の可動変倍レンズ群を備
え、その一方の可動変倍レンズ群が変倍レンズ群である
と同時にフォーカスレンズ群であるズームレンズ鏡筒に
おいて、上記２群の可動変倍レンズをそれぞれ支持した一対のレ
ンズ枠体と；この一対のレンズ枠体にそれぞれ一体に設
けられた一対の被動ピンと；上記一対の被動ピンのそれ
ぞれに係合する一対のカム面を有し、軸を中心に回転駆
動される駆動カム板と；この駆動カム板を回転駆動する
モータを含む駆動機構と；上記駆動カム板の回転位置を
検出する検出機構と；を備え、上記一対のカム面のうち、フォーカスレンズ群でない可
動変倍レンズ群に対応するカム面は、焦点距離をステッ
プ状に設定するステップ区間を有するステップカム面で
あって、各ステップ区間内の駆動カム板の回転範囲では
該可動変倍レンズ群を移動させず、上記一対のカム面のうち、変倍レンズ群であると同時に
フォーカスレンズ群である可動変倍レンズ群に対応する
カム面は、被写体距離情報に応じて、駆動カム板が回動
するとき、該可動変倍レンズ群をステップレスに移動さ
せる無段階カム面であり、上記駆動カム板のズーミング操作時の停止位置、及びフ
ォーカシング操作時の回動角は、上記駆動カム板の回転
位置検出機構によって制御されるズームレンズ鏡筒の駆
動装置。
【請求項２】請求項１記載のズームレンズ鏡筒の駆動
装置において、上記駆動カム板とその駆動機構は、可動
変倍レンズ群を支持した鏡筒ボディとは別に組み立てら
れるレンズ駆動ユニットに備えられ、このレンズ駆動ユニットは、上記鏡筒ボディから突出す
る一対の被動ピンを駆動カム板の一対のカム面にそれぞ
れ係合させた状態で、上記鏡筒ボディ上に固定されてい
ることを特徴とするズームレンズ鏡筒の駆動装置。