JPH08190039A - 可変焦点距離レンズ鏡胴 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 少なくとも焦点距離切替または焦点調節の何
れか一方に寄与するレンズと、レンズを保持する保持枠
とを有するレンズ群を、所定個数組み合わせた可変焦点
距離レンズ鏡胴において、可変焦点距離レンズ鏡胴は、
少なくとも第１乃至第２レンズ群と、筒状に形成された
案内部材とを備え、案内部材は、内周上に所定間隔を隔
てて設けられており、鏡胴の回転角に対して光軸方向に
おいて線形に第１レンズ群を移動させる軌条からなる第
１案内経路と、鏡胴の回転角に対して非線形に第２レン
ズ群を案内させる第２案内経路とを有し、第１案内経路
と第２案内経路とを交差させないように構成して、設計
の自由度を向上させる。 【構成】 第２案内経路は２つの前記第１案内経路の軌
条同士の間にのみ設けられており、前記軌条とは別の軌
条からなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本願発明は、可変焦点距離レンズ
鏡胴や、その一例である、合焦したまま連続的に焦点距
離を変化させることが可能なズームレンズ鏡胴に関する
ものであり、詳しくはレンズ群を移動させるカム筒に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の可変焦点距離レンズ鏡胴の例とし
て、前群レンズの移動にヘリコイド、後群レンズの移動
にカムを用いる方式がある。一般的に前群レンズの移動
は直線移動なので、ヘリコイドを用いることが可能であ
る。しかし、通常のヘリコイドは複数の山部及び谷部よ
り形成されており、前群レンズ用メスヘリコイドと後群
レンズ用カム溝は平行でないので、交差してしまうこと
になる。図１は、前群レンズ及び後群レンズを移動させ
るカム筒の内径に刻まれた前群レンズ用メスヘリコイド
ＦＨ１と後群レンズ用カム溝ＲＣ１の展開図であり、ヘ
リコイドとカムが交差している様子を示している。

【０００３】図１に示した前群レンズの移動にヘリコイ
ドを用い、後群レンズの移動にカムを用いた場合の拡大
断面図を図２に示す。レンズ群を駆動させるカム筒81に
はメスヘリコイド81ａが螺設され、図示していない前群
レンズを保持した前群レンズ保持枠82に螺設したオスヘ
リコイド82ａと螺合している。また、カム筒81にはカム
溝81ｂが形成され、図示していない後群レンズを保持し
た後群レンズ保持枠83に立設したカムピン84と係合して
いる。前群レンズ保持枠82及び後群レンズ保持枠83は図
示していない回転防止部材と係合し、ズーミング若しく
はフォーカシングのときに、カム筒81の回転により、直
進移動のみを行う。従って、実際にはカムピン84が直進
移動する範囲だけ、前群レンズ保持枠82は長溝が形成さ
れている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】以上の構成のカム筒81
においては、外観部81ｃからメスヘリコイド81ａの山部
までの寸法ｄ１と、外観部81ｃからカム溝81ｂの底部ま
での寸法ｄ２が大きく異なり、カム溝81ｂに対応する外
観部81ｄにヒケが生じやすく、その上、カム溝81ｂが変
形して成形されがちである。また、後群レンズ保持枠83
からカム溝81ｂの底部までの寸法が大きいため、カムピ
ン84の長さも長く、カムピン84が傾いたとき、カム溝81
ｂと接触する位置が変化し、後群レンズ保持枠83の作動
が重くなるという問題がある。更に、カム筒81のメスヘ
リコイド81ａは、レンズ群を透過した光線が反射するこ
とがあるが、オスヘリコイド・メスヘリコイド共に表面
を粗くすると摩擦係数が高くなるため、反射防止対策を
行うことが困難であった。

【０００５】即ち、カム溝とヘリコイド溝とが交差し、
この２種類の移動案内経路が混在すると、鏡胴の肉厚が
増大し、成形不良・コスト増加を招く上、反射防止対策
も施し難い、といった問題があった。

【０００６】本願発明は上記問題に鑑み、少なくとも２
つのレンズ群を移動させるにあたって、２種類の案内経
路が交差することなく、且つ鏡胴の肉厚を増大させるこ
とのない可変焦点距離レンズ鏡胴を実現することを、解
決すべき課題とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題は、少なくとも
焦点距離切替または焦点調節の何れか一方に寄与するレ
ンズと、該レンズを保持する保持枠とを有するレンズ群
を、所定個数組み合わせた可変焦点距離レンズ鏡胴にお
いて、該可変焦点距離レンズ鏡胴は、少なくとも第１乃
至第２レンズ群と、筒状に形成された案内部材とを備
え、該案内部材は、内周上に所定間隔を隔てて設けられ
ており、鏡胴の回転角に対して光軸方向において線形に
前記第１レンズ群を移動させる軌条からなる第１案内経
路と、２つの前記第１案内経路の軌条同士の間にのみ設
けられており、鏡胴の回転角に対して非線形に前記第２
レンズ群を案内させる、前記軌条とは別の軌条からなる
第２案内経路とを有することにより解決される。

【０００８】

【実施例】本願発明の実施例を図３乃至図10に基づき、
詳細に説明する。

【０００９】先ず、本願発明に用いる可変焦点距離レン
ズ鏡胴の１実施例を図３及び図４に基づいて、説明す
る。図３は可変焦点距離レンズ鏡胴の分解斜視図、図４
はその縦断面図であり、光軸より上部は焦点距離を広角
に設定した図、光軸より下部は焦点距離を望遠に選択し
た図である。

【００１０】１はカメラ本体と一体的に固定された固定
胴であり、内周にメスヘリコイド１ａを螺設しており、
メスヘリコイド１ａの左右側部には後述する直進ガイド
21のためのガイド溝１ｂがメスヘリコイド１ａを横切っ
て設けられている。２はカム筒であり、外周にメスヘリ
コイド１ａと螺合するオスヘリコイド２ａと大歯車２ｂ
とが一体的に形成され、メスヘリコイド２ｃとインナー
カムであるカム溝２ｄとが内周に形成され、後端部の内
方向にリブ２ｅを設けている。また、大歯車２ｂの歯先
円はオスヘリコイド２ａの谷径より小さく形成されてお
り、鏡胴の小型化に寄与している。

【００１１】なお、本明細書中において用いる「軌条」
という語は、いわゆるカム溝、ヘリコイド溝などを示
し、より具体的には、所定の目的の物体を、ある軌跡に
沿って移動させるためのレール・軌道、という意味で使
用される。例えば、上述のメスヘリコイドやカム溝は、
全て軌条である。

【００１２】３は前群摺動枠であり、正の合成焦点距離
の前群レンズ５を保持する前群鏡枠４を前方からネジに
より取り付けている。レンズ系部品の製造寸法誤差は、
このネジの部分の取り付け位置を変更し行う。前群摺動
枠３の外周にはメスヘリコイド２ｃと螺合するオスヘリ
コイド３ａと後述する直進ガイド21のためのガイド溝３
ｂとを設け、後述するガイドシャフト11のための穴３ｃ
を穿設している。即ち、前群摺動枠と前群レンズの組み
合わせが第１レンズ群である。６は後群摺動枠であり、
内周にて負の合成焦点距離の後群レンズ７を保持し、外
周に後述する直進ガイド21のためのガイド溝６ａを設け
ると共にカム溝２ｄと係合するカムピン８を埋設し、前
方にガイドシャフト11を突設している。即ち、後群摺動
枠と後群レンズの組み合わせが第２レンズ群である。13
はガイドシャフト11に挿入されるシャフトバネ、12はシ
ャフトバネ13の抜け止めのためのＥ形止め輪である。21
は直進ガイドで、左右の突出部21aにて固定胴１のガイ
ド溝１ｂと滑合し、もう１つの突出部21ｂで後述する駆
動歯車44を回転自在に軸支し、前方に折り曲げられた腕
部21ｃにてガイド溝３ｂ及びガイド溝６ａと滑合する。
22はカム筒２と直進ガイド21とを連結するガイド固定
板、23は直進ガイド21とガイド固定板22とを連結し、カ
ム筒２をリブ２ｅにて保持するガイド固定軸、24は直進
ガイド21をガイド固定軸23に保持する止めネジである。

【００１３】31は鏡胴駆動モータであり、そのシャフト
32にはプロペラ33が取り付けられ、フォトインタラプタ
34により前群レンズ５及び後群レンズ７の移動量を示す
連続的なパルスを発生する。35はモータに直結したピニ
オンであり、モータ31の回転は第１歯車36、第２歯車3
7、第３歯車38、第４歯車42により、光軸方向に長い歯
車を設けた第５歯車43に伝達され、更に駆動歯車44に伝
達される。駆動歯車44はカム筒２の大歯車２ｂと歯合し
ている。第３歯車38のシャフト39にはプロペラ40が取り
付けられ、フォトインタラプタ41により前群レンズ５及
び後群レンズ７の移動量を示す断続的なパルスを発生す
る。このパルス間隔はフォトインタラプタ34により発生
するパルス間隔より広くなるように設定されている。

【００１４】52はシャッタ、53はシャッタ駆動用モータ
であり、前群摺動枠３に搭載されている。51はＦＰＣ基
板であり、シャッタ駆動用モータ53と本体側の電装部品
を搭載したプリント基板54とを接続している。固定胴１
にはカム筒２が最も繰り出されたときのカム筒２の後端
よりカメラ前方に穴１ｃが設けられており、ＦＰＣ基板
51は、穴１ｃを通過して固定胴１の外周に引き出され、
本体側のプリント基板54と接続される。なお、51ａは鏡
胴を最も沈胴させた位置におけるＦＰＣ基板51を示して
いる。61はカメラ外観形状であり、化粧環62はカム筒２
に、前筒63は前群摺動枠３に取り付けられている。

【００１５】次に、この可変焦点距離レンズ鏡胴の基本
動作について説明する。

【００１６】本可変焦点距離レンズ鏡胴は同一機構によ
り前群レンズ５及び後群レンズ７を駆動し、ズーミング
及びフォーカシングを行う。従って、ズーミング若しく
はフォーカシングを行うとき、図示していない信号によ
り駆動モータ31が回転駆動すると、その駆動力が歯車列
35，36，37，38及び42を通じて第５歯車43に伝えられ、
第５歯車43は直進ガイド21に取り付けられている駆動歯
車44に、駆動力を伝える。駆動歯車44は大歯車２ｂと歯
合し、カム筒２を回転させ、固定胴１とヘリコイド螺合
しているカム筒２を光軸方向に移動させる。このとき、
駆動モータ31の回転方向により、カム筒２は光軸方向に
前進または後退を行う。カム筒２のリブ２ｅにはガイド
固定板22、ガイド固定軸23、止めネジ24により、直進ガ
イド21が一体的に取り付けられているが、直進ガイド21
は左右の突出部21ａと固定胴１のガイド溝１ｂにより回
転を阻止され、光軸方向への移動のみ行う。同様に直進
ガイド21の腕部21ｃにより、前群摺動枠３はガイド溝３
ｂにおいて回転を阻止されている。また、後群摺動枠６
に突設したガイドシャフト11が前群摺動枠３を貫通して
いるので、後群摺動枠６も前群摺動枠３と共に回転を阻
止されている。従って、カム筒２が回転移動したとき、
カム筒２とヘリコイド結合している前群摺動枠３及びカ
ム筒２とカム結合している後群摺動枠６は光軸方向に前
進または後退のみ行う。

【００１７】なお、カム筒２の移動に伴って、第５歯車
43と駆動歯車44との噛み合い位置は光軸方向に変化する
が、第５歯車43が光軸方向に長い歯を設けた歯車なの
で、この噛み合いはカム筒２の移動に拘わらず、常に維
持される。更に、カム筒２のリブ2eは直進ガイド21のス
ラスト抜け止め以外にリブ内面部はカム筒２の回転を受
ける軸受面となっており、駆動力伝達時におけるカム筒
２の変形を防止している。

【００１８】次に、カム筒２について詳細に説明する
が、先ずカム筒２と前群摺動枠３が螺合するヘリコイド
について説明する。

【００１９】従来のヘリコイドは図５に示すように、同
一形状の山と谷を交互に連設したオスヘリコイドとメス
ヘリコイドとが螺合している。しかし、本願発明に用い
るヘリコイドは図６に示すように、カム筒２のメスヘリ
コイドには幅の短い谷と長い山が形成され、前群摺動枠
３のオスヘリコイドには幅の短い山と長い谷が形成さ
れ、各々メスヘリコイドの短い谷とオスヘリコイドの短
い山とが螺合し、メスヘリコイドの長い山とオスヘリコ
イドの長い谷とが螺合している。即ち、本実施例にかか
わる可変焦点距離レンズ鏡胴においては、広幅ヘリコイ
ド山と広幅ヘリコイド谷、短幅ヘリコイド山と短幅ヘリ
コイド谷が螺合している。

【００２０】図７は本願発明に用いるカム筒２の内径展
開図であり、図６に示したヘリコイドと同様に、幅の短
い谷２ｆと長い山２ｇにより構成されたメスヘリコイド
が螺設されている。上述のように、本可変焦点距離レン
ズ鏡胴においては、ヘリコイドの山と谷をほぼ等間隔で
設けるのではなく、広幅のものと短幅のものとを設けて
いるので、広幅ヘリコイド上にカム溝を設けることが可
能であり、このような配置により、ヘリコイド経路とカ
ム溝とが、交差しないように配置すること可能である。
即ち、図７において示すように、幅の長い山２ｇにはカ
ム溝２ｄが形成されており、幅の短い谷２ｆと交差する
ことがない。この結果、鏡胴の肉厚を薄くすることがで
きるので、肉厚が薄くなるので、成形に要する樹脂等の
材料が少なくなり、製作コストが下がるという効果と、
肉厚が薄くなるので、偏肉がなくなり、成形時のヒケが
少なくなると共に、成形不良も低下するという効果を奏
する。

【００２１】図８は、カム筒２の拡大断面図であり、カ
ム筒２のメスヘリコイドには幅の短い谷２ｆと長い山２
ｇが形成され、前群摺動枠３のオスヘリコイドには幅の
短い山３ｄと長い谷３ｅが形成され、各々メスヘリコイ
ドの短い谷２ｆとオスヘリコイドの短い山３ｄとが螺合
し、メスヘリコイドの長い山２ｇとオスヘリコイドの長
い谷３ｅとが螺合している。また、カム筒２の幅の長い
山２ｇにはカム溝２ｄが形成され、後群摺動枠６に立設
したカムピン８と係合している。なお、カムピン８は直
進移動するので、その移動部分は前群摺動枠３は長溝に
切り欠かれている。

【００２２】以上の如く構成することにより、外観部２
ｈからカム筒２のメスヘリコイドの山２ｇまでの寸法Ｄ
１と外観部２ｈからカム溝２ｄの底までの寸法Ｄ２の差
が少なくなり、外観部２ｈにひけが生じることがない。
また、カムピン８の長さが短くなり、傾き量も減少する
ので、後群摺動枠６の作動が悪くなることもない。

【００２３】また、図１に示したカム筒は内面反射に対
し、ヘリコイドの山と谷のみで形成されるので、ヘリコ
イドのピッチ分の荒い遮光線となるが、ヘリコイドは光
軸に直角でないので、その効果は小さい。しかし、本願
発明においては、図７に示すカム筒２の山２ｇにおい
て、光軸に直角に細かい遮光線２ｉを必要な部分にのみ
自由に形成できるので、充分に内面反射防止が可能であ
る。

【００２４】更に、カム筒前面にてカム溝が開いている
場合、図９（Ａ）に示す本願発明のカム筒のカム溝２ｄ
は、図９（Ｂ）に示す従来のカム筒のカム溝81ｂと比較
して、カム溝の深さが浅いので、不要な光線は進入し難
い。

【００２５】その他に、本願発明のカム筒２は成形時に
も従来のカム筒より容易に成形できる構造である。図10
にカム筒２のメスヘリコイド２ａの金型構造の断面図を
示す。成型後、先ずシャフト91を紙面垂直方向に抜いた
後、４個の第１のコマ92を中心方向に移動させて、メス
ヘリコイド２ａ及び図示していないカム溝２ｄより第１
のコマ92を抜き、続いて、４個の第２のコマ93を中心方
向に移動させて、メスヘリコイド２ａ及び図示していな
いカム溝２ｄより第２のコマ93を抜く。先に述べたよう
に、ヘリコイドの山部よりカム溝の底面までの寸法は、
本願発明の方が従来技術より浅く構成できるので、第１
のコマ92及び第２のコマ93を抜くストロークも短く、成
型加工が容易に可能である。

【００２６】なお、以上説明した可変焦点距離レンズ鏡
胴は同一機構によりズームレンズとフォーカシングとを
行うが、本願発明はこのような鏡胴に限定されるもので
はなく、別個の機構でズームレンズとフォーカシングと
を行う可変焦点距離レンズ鏡胴にも適用できる。すなわ
ち、どのような鏡胴であっても、ある鏡胴（カム筒、内
筒など）の周上（内周）に少なくともヘリコイド溝とカ
ム溝の２種類の溝を設ける必要がある場合は、本願発明
を用いることにより、上述の効果と同じ効果を得ること
ができる。

【００２７】

【発明の効果】以上、本願発明によれば、次のような効
果を有する。

【００２８】請求項１の発明によれば、２種類のレンズ
群に、別々の光軸方向の移動をさせる場合、それぞれの
移動のための案内経路同士が交差することがないので、
各レンズ群の移動経路の設計の自由度が向上する。

【００２９】請求項２の発明によれば、上述の効果に加
えて、案内経路が少なくとも３つの軌条を有するから、
レンズ群は安定した光軸方向の移動が可能である。

【００３０】請求項３の発明によれば、上述の効果に加
えて、案内経路を設けた筒状の案内部材の厚みをも薄く
することができるので、成形精度や生産性が大幅に改善
される。

【００３１】請求項４の発明によれば、線形な移動をさ
せるための軌条が、少なくとも３つ以上のヘリコイドで
形成されているので、光軸方向の移動に際して安定した
支持・移動が可能である。

【００３２】請求項５の発明によれば、非線形な移動を
させるための軌条が、少なくとも３つ以上のカムで形成
されているので、特に光軸方向の非線形な移動に際して
安定した支持・移動が可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】前群レンズ用メスヘリコイドと後群レンズ用カ
ム溝の展開図である。

【図２】前群レンズの移動にヘリコイドを用い、後群レ
ンズの移動にカムを用いた場合の拡大断面図である。

【図３】可変焦点距離レンズ鏡胴の分解斜視図である。

【図４】可変焦点距離レンズ鏡胴の縦断面図である。

【図５】従来のヘリコイドの図である。

【図６】本願発明に用いるヘリコイドの図である。

【図７】本願発明に用いるカム筒の内径展開図である。

【図８】カム筒の拡大断面図である。

【図９】カム筒前面にてカム溝が開いている図である。

【図１０】カム筒のメスヘリコイドの金型構造の断面図
である。

【符号の説明】

１ 固定胴 ２ カム筒 ２ｄ カム溝 ２ｆ，３ｅ 谷 ２ｇ，３ｄ 山 ３ 前群摺動枠 ５ 前群レンズ ６ 後群摺動枠 ７ 後群レンズ ８ カムピン

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくとも焦点距離切替または焦点調節
   の何れか一方に寄与するレンズと、該レンズを保持する
   保持枠とを有するレンズ群を、所定個数組み合わせた可
   変焦点距離レンズ鏡胴において、 該可変焦点距離レンズ鏡胴は、少なくとも第１乃至第２
   レンズ群と、筒状に形成された案内部材とを備え、 該案内部材は、内周上に所定間隔を隔てて設けられてお
   り、鏡胴の回転角に対して光軸方向において線形に前記
   第１レンズ群を移動させる軌条からなる第１案内経路
   と、２つの前記第１案内経路の軌条同士の間にのみ設け
   られており、鏡胴の回転角に対して非線形に前記第２レ
   ンズ群を案内させる、前記軌条とは別の軌条からなる第
   ２案内経路とを有することを特徴とする可変焦点距離レ
   ンズ鏡胴。
2. 【請求項２】 前記第１案内経路および前記第２案内経
   路には、それぞれ少なくとも３つ以上の軌条が設けられ
   ていることを特徴とする請求項１に記載の可変焦点距離
   レンズ鏡胴。
3. 【請求項３】 前記第１案内経路の軌条および前記第２
   案内経路の軌条は、前記案内部材の厚み方向に刻設され
   ていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の
   可変焦点距離レンズ鏡胴。
4. 【請求項４】 前記第１案内経路の軌条は、ヘリコイド
   溝であることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に
   記載の可変焦点距離レンズ鏡胴。
5. 【請求項５】 前記第２案内経路の軌条は、カム溝であ
   ることを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の
   可変焦点距離レンズ鏡胴。