JPH08254644A - 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】 非撮影時におけるレンズ鏡筒の短縮化を図
り、カメラ全体の小型化を図っ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】 レンズを保持する保持枠をカム環に係合さ
せ、該カム環を該カム環に設けたカム溝と係合する断面
形状が長円形のカムコロを利用して駆動制御しているこ
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、特に物体を撮像したり、物体像を
観察系で観察する撮影時に物体側の第１レンズ群を固定
又は移動させるタイプのズームレンズや単焦点距離レン
ズ等の撮影レンズを収納するレンズ鏡筒において撮影時
以外の非撮影時のレンズ鏡筒全体の小型化を図った、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。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った。

【０００３】これに対して本出願人は特願平７−３７６
７１号において第１レンズ群を保持する第１保持枠と第
２レンズ群を保持する第２保持枠を同一のカム環に係合
させ、該カム環に設けたカム機構により変倍操作の際に
は該第１保持枠と第２保持枠の光軸方向の相対的間隔を
変化させ、変倍操作以外のとき、該第２保持枠に対して
設けた該カム機構のカムリフトが０となるようにして該
第１保持枠と該第２保持枠をその相対位置を一定にしつ
つ、光軸方向に移動できるようにした沈胴動作機構を有
したレンズ鏡筒を提案している。

【０００４】同公報ではこれにより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している。

【０００５】一般に沈胴動作においてはカム環を回動さ
せて行っている。このとき移動用のレンズ群を保持する
レンズ保持枠と係合するカム環を固定筒に設けた断面形
状が円形のカムコロと該カム環のカム溝とを係合させる
ことにより駆動制御している。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】撮影状態において前玉
枠（第１保持枠）が物体側へ繰り出しているときに外部
から前玉枠に落下や衝撃等の力がかかる場合がある。

【０００７】このとき図７に示すように前玉枠に連結し
た円形の固定カムコロ７１がカム環７３に形成した前玉
枠移動用のカム溝７４の壁面に衝打して打痕傷Ｐａが生
じる。そうするとカム溝７４の打痕傷Ｐａが生じた領域
を固定カムコロ７１が通過すると変倍中では結像位置の
ずれとなってきて、又固定カムコロ７１が打痕傷Ｐａを
領域を乗り越える際にカム環の作動負荷が変動して、円
滑なる駆動制御が難しくなってくるという問題点が生じ
てくる。

【０００８】本発明は、撮影状態において前玉枠が物体
側へ繰り出しているときに外部から前玉枠に落下や衝撃
等の力が加わっても、カムコロの形状又はカム機構を適
切に設定することによりカム溝の壁面に打痕傷が生じな
いようにし、前玉枠を円滑に駆動制御することのできる
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）レンズを保持する保持枠をカム環に係合さ
せ、該カム環を該カム環に設けたカム溝と係合する断面
形状が長円形のカムコロを利用して駆動制御しているこ
とを特徴としている。特に、前記カムコロの断面形状は
光軸と直交方向に長い長円形であることを特徴としてい
る。

【００１０】（１−２）レンズを保持する保持枠をカム
環に係合させ、該カム環を該カム環に設けたカム溝と係
合するカムコロを利用して駆動制御する際、該カム環を
付勢部材で所定方向に付勢していることしている。特
に、前記付勢部材は前記カム環を光軸方向に付勢してい
ることや、前記カムコロは断面形状が長円形であること
等を特徴としている。

【００１１】（１−３）物体側の第１レンズ群を保持す
る第１保持枠をカム環に係合させ、該カム環のカム溝に
係合する固定筒に設けた断面形状が長円形の固定カムコ
ロを利用して該第１保持枠を該固定筒に対して駆動制御
していることを特徴としている。特に、前記固定カムコ
ロの断面形状は光軸と直交する方向に長い長円形である
ことを特徴としている。

【００１２】（１−４）物体側の第１レンズ群を保持す
る第１保持枠をカム環に係合させ、該カム環に設けたカ
ム溝と該カム溝と係合する断面形状が長円形のカムコロ
を利用して、該カム環を変倍操作の際には光軸方向に固
定とし、変倍操作以外のときは光軸方向に駆動制御して
いることを特徴としている。特に、前記カムコロの断面
形状は光軸と直交方向に長い長円形であることを特徴と
している。

【００１３】本発明の光学機器は、 （２−１）レンズを保持する保持枠をカム環に係合さ
せ、該カム環を該カム環に設けたカム溝と係合する断面
形状が長円形のカムコロを利用して駆動制御するレンズ
鏡筒を有した光学機器により物体を所定面上に結像させ
ていることを特徴としている。

【００１４】（２−２）レンズを保持する保持枠をカム
環に係合させ、該カム環を該カム環に設けたカム溝と係
合するカムコロを利用して駆動制御する際、該カム環を
付勢部材で所定方向に付勢しているレンズ鏡筒を有した
光学機器により物体を所定面上に結像させていることを
特徴としている。

【００１５】（２−３）物体側の第１レンズ群を保持す
る第１保持枠をカム環に係合させ、該カム環のカム溝に
係合する固定筒に設けた断面形状が長円形の固定カムコ
ロを利用して該第１保持枠を該固定筒に対して駆動制御
するレンズ鏡筒を有した光学機器により物体を所定面上
に結像させていることを特徴としている。

【００１６】（２−４）物体側の第１レンズ群を保持す
る第１保持枠をカム環に係合させ、該カム環に設けたカ
ム溝と該カム溝と係合する断面形状が長円形のカムコロ
を利用して、該カム環を変倍操作の際には光軸方向に固
定とし、変倍操作以外のときは光軸方向に駆動制御する
レンズ鏡筒を有した光学機器により物体を所定面上に結
像させていることを特徴としている。

【００１７】

【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は非撮影時の鏡筒の収
納時（沈胴時）を示している。図３は図１の一部分の説
明図である。

【００１８】図中１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、２は変倍用の第２
レンズ群、３は撮影時に固定の第３レンズ群、４は変倍
に伴う像面変動を補正する為、及びフォーカスの際に光
軸上移動する第４レンズ群である。

【００１９】５は前玉枠（第１保持枠）であり、第１レ
ンズ群１を保持している。６はカム環であり、前玉枠５
内で回動している。７はカム環インナーギアであり、カ
ム環６の内側に設けられている。１１は前玉枠用直進キ
ー部であり、カム環６のスラスト方向の後からの押えを
兼ねた枠８と一体的に設けている。９は２群枠用直進溝
で、前玉枠５に形成している。１０は前玉枠用直進溝で
あり、固定筒１５に設けられている。

【００２０】１６は第４レンズ駆動用のステップモー
タ、１７は沈胴及び変倍の際の駆動用のズームモータ、
１８は連動ギアであり、カム環インナーギア７と噛合し
ている。１９はズームモータ１７からの駆動力を伝える
出力軸である。１２は断面形状が長円形の固定カムコロ
であり、固定筒１５と一体となっており、カム環６に設
けたカム溝３２に係合している。又固定カムコロ１２は
光軸と直交方向に長い長円形となっている。

【００２１】本実施例では３個以上の固定カムコロと３
本のカム溝をレンズ鏡筒の前方から見たとき、１２０度
おきに配置し、第１レンズ群１の倒れ偏心を防止してい
る。図では１か所のみを示している。１３は２群カムコ
ロであり、２群移動枠（第２保持枠）１４と一体的に設
けており、カム環６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９に係合している。２群移動枠
１４には３個以上の２群カムコロ１３と３本のカム溝を
レンズ鏡筒の前方から見たとき１２０度おきに配置し、
第２レンズ群２の倒れ偏心を防止している。図では１か
所のみを示している。

【００２２】２０は２群移動枠１４と一体的に設けた腕
部分である。２１はステップモータ１６の出力軸であ
り、その外周部にはオネジ加工をしている。２２はラッ
ク部材、２３はラックバネであり、ラック部材２２のラ
ック歯を出力軸２１のオネジ部に圧接する圧接力を発生
させている。ラック２２はスラストがなく、４群移動枠
（第４保持枠）３０に取着している。２４は第４レンズ
群４の回り止めバー、２５は第４レンズ群４の移動用の
案内バーであり、４群移動枠３０と一体のスリーブと嵌
合し、第４レンズ群４の倒れ偏心を防止している。

【００２３】２９はボリュームエンコーダユニットであ
り、ブラシ部２８とブラシ部２８と一体の連結部２７を
有し、これらは腕部分２０に連結している。ブラシ部２
８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２の光軸方向の
位置を検出している。２６は絞り部である。

【００２４】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１４が実線の位置（テレ端）にあるとき、
ズームモータ１７が所定方向に回動すると出力軸１９及
び連動ギア１８を介してカム環インナーギア部７に動力
が伝達され、カム環６が所定方向に回動する。このとき
固定カムコロ１２はカム環６上のカム溝３２のカムリフ
トを有していない（カムリフトが０）領域３２ｂに位置
するようにしており（図３（Ｄ））、これによりカム環
６が回動しても第１レンズ群１が光軸方向に移動しない
ようにしている。

【００２５】一方、２群カムコロ１３はカム環６上のカ
ム溝３１のカムリフトを持たせた領域３１ａに位置して
おり、これによりカム環６の回動に伴って第２レンズ群
２が２点鎖線で示した位置（ワイド端）まで光軸上を移
動するようにしている（図３（Ｃ））。このときボリュ
ームエンコーダ２９によって第２レンズ群２の光軸方向
の位置を検出している。カム環６は前玉枠５と枠８によ
ってスラスト方向とラジアル方向とも嵌合ガタが所定量
以下に押えられた中で回動している。

【００２６】この際、前玉枠５用の直進キー１１と直進
溝１０の係合により第１レンズ群１は回動せず静止して
おり、又、２群カムコロ１３と２群枠用直進溝９の係合
により２群移動枠１４も回動せずに直進移動している。

【００２７】図２は図１の２点鎖線の２群移動枠１４の
位置から（即ち撮影時から非撮影時となったときに）更
にズームモータ１７を所定方向に回動することによって
第１レンズ群１の沈胴動作を行い、収納状態（非撮影状
態）としたときを示している。このときカム環６上の固
定カムコロ１２と２群カムコロ１３との関係は図３
（Ｃ），図３（Ｂ），そして図３（Ａ）へと順次変位し
ている。

【００２８】本実施例では図１の撮影状態から図２の収
納状態への過程では図３（Ｃ），（Ｂ），（Ａ）に示す
ように２群移動枠１４用の２群カムコロ１３はカムリフ
トが０となる領域３１ｂを移動させている。

【００２９】これにより第１レンズ群１と第２レンズ群
２の相対的位置関係は一定となり、固定カムコロ１２と
係合したカム溝が所定のカムリフトを有する位置までカ
ム環６を回動させて前玉枠５を直進させながら沈胴し、
図２の収納状態に至るようにしている。

【００３０】次に図３（Ａ）〜（Ｄ）に示したカム環６
のカム機構の展開状態について説明する。同図において
左右方向はカム環６の回動角を示し、上下方向は光軸方
向の位置を示している。又、前述の説明のように実際に
は第１レンズ群１と第２レンズ群２は共に倒れ偏心の除
去の目的で３本以上のカム部を用いて位置決めしている
が、同図では簡単の為に１本のカム部についてのみ図示
している。

【００３１】図３（Ａ）は収納状態を示し（図２に相
当）、図３（Ｂ）は収納状態から撮影状態へ移動する際
の第１レンズ群１と第２レンズ群２の移動の中間状況を
示している。図３（Ｃ）は撮影レンズの焦点距離がワイ
ド端の状態を示し（図１の２点鎖線）、図３（Ｄ）はテ
レ端の状態（図１の実線）を示している。図３（Ｃ）と
図３（Ｄ）の中間状況で中間の焦点距離をとっている。

【００３２】図３において３４は、例えばピント面上の
光軸の位置である。Ａは固定カムコロ１２を示し、Ｂは
２群カムコロ１３を示している。固定カムコロ１２と２
群カムコロ１３は前述のように直進キー１１と２群枠用
直進溝９により係合されているので、図３（Ａ）〜図３
（Ｄ）とも紙面で光軸から左右方向の位置（相対距離）
は変わらない。

【００３３】カム環６には前玉枠用のカム部３２と２群
移動枠用のカム部３１が設けられており、それぞれのカ
ム部は図示したようにカムリフトが０のフラット部（０
カム部）３１ｂ，３２ｂとカムリフトを有する部分（傾
きカム部）３１ａ，３２ａとを合わせ持っている。

【００３４】又、固定カムコロ１２は図３（Ｃ）と図３
（Ｄ）との間で、即ち撮影状態において前玉枠５が外部
から衝撃力を受けてもカム溝に打痕傷がつかないように
断面形状が長円形としている。この為それに係合するカ
ム部３２りフラット部３２ｂは通常の形状となっている
が収納時用の傾きカム部３２ａのカム溝は図３に示すよ
うに幅の広い形状となっている。

【００３５】図３（Ａ）は収納状態であり、ピント面３
４からカム環６の後端部６ａまでの距離はＣであり最も
短い。２群カムコロ１３はカムリフトが０でフラット部
３１ｂの最奥位置にあるので、この状態から矢印３３の
方向にカム環６が回動してもカム環６と第２レンズ群２
の間の相対位置関係は変わらない（即ち、第１レンズ群
１と第２レンズ群２との間の相対位置関係も変わらな
い）。

【００３６】一方、固定カムコロ１２はカムリフトを有
する部分３２ａの最奥にあるので矢印３３の方向にカム
環６を回動することにより前玉枠５は繰り出される（即
ち、第１レンズ群１と第２レンズ群２とが一体的に繰り
出す）。

【００３７】図３（Ｂ）はこの中間状況でピント位置３
４からカム環の後端部６ａまでの距離はＢ（Ｂ＞Ｃ）と
なる。更に矢印３３方向にカム環６が回動すると図３
（Ｃ）の状態となり、固定カムコロ１２はフラット部３
２ｂに入り、逆に２群カムコロ１３はカムリフトを有す
る傾きカム部３１ａの入口に配置される。この際、ピン
ト面３４からカム環６の後端部６ａまでの距離はＡとな
る（Ａ＞Ｂ）。この状態が図１の２点鎖線の状態であ
る。ここから更に矢印３３の方向にカム環６を回動させ
ると図３（Ｄ）の状態（テレ端の状態）になる。

【００３８】本実施例では固定カムコロ１２の断面形状
を長円形とし、撮影状態（図３（Ｃ）と図３（Ｄ）との
間）においてカメラが落下したり、外部からの衝撃等の
力が前玉枠５に加わってもカム部３２ｂの壁面と固定カ
ムコロ１２の接触面が大きくなるようにしてカム溝３２
の壁面に打痕傷がつかないようにしている。又カム部３
２ａの形状を固定カムコロ１２に対応させて設定し、沈
胴動作の終了時（図３（Ａ））には固定カムコロ１２が
カム部３２ａの終端の平面部分に当接するようにし、前
玉枠５からの衝撃力を幅の広い部分で受けるようにして
カム部３２ａに傷が付かないようにしている。

【００３９】又、本実施例によれば唯一のカム環６と唯
一のモータ１７により撮影状態の変倍時には固定されて
いる第１レンズ群を収納時には沈胴させている。

【００４０】又、本実施例では第２レンズ群２がワイド
端にあるときの第１レンズ群１と第２レンズ群２の相対
位置関係を維持したまま第２レンズ群２の変倍時のスト
ロークと同じ量だけ第１レンズ群１を沈胴させている。

【００４１】一般に小型化の為にワイド端での第１レン
ズ群１と第２レンズ群２の間隔は各種の誤差を考慮して
もメカ的にぶつからない範囲での最短距離になるよう、
又、テレ端の絞りと第２レンズ群も最短距離になるよう
設計されることが多い。

【００４２】本実施例では変倍での第２レンズ群の移動
量と収納時の沈胴量を一致させ、これにより最も効率の
良い沈胴効果を得ている。この為、図３のカム機構にお
いてカム部３１とカム部３２のリフト量を一致させてい
る。

【００４３】図４は本実施例におけるズームレンズを構
成する第１，第２，第３，第４レンズ群の光軸方向の移
動軌跡を示す説明図である。図４（Ａ），（Ｃ），
（Ｄ）の各レンズ群の位置が図３（Ａ），（Ｃ），
（Ｄ）と各々対応している。

【００４４】図５は本発明の実施例２の撮影時の要部概
略図である。図６は図５のカム環５２の説明図である。

【００４５】本実施例は固定カムコロ６１の断面形状は
従来と同様に円形とし（これに応じてカム溝６２のカム
形状も従来通りである。）、新たに付勢部材として環状
のバネ部材５１を設けてカム環５２の付勢を行ってい
る。これにより図６に示すように固定カムコロ６１がカ
ム溝６２のカム部６２ｂの打痕傷のつかない壁に当接す
るようにしている。これらの点が実施例１に比べて異な
っており、その他の構成は同じである。

【００４６】本実施例ではこのような構成により固定カ
ムコロ６１の断面形状が円形であってもカム溝６２のカ
ム部６２ｂに衝撃力による打痕傷が生じてもそれに影響
されないで円滑な駆動制御ができるようにしている。

【００４７】尚、本実施例において固定カムコロ６１を
実施例１と同様に断面形状が長円形のものを用いても良
く、これによれば更に良好なる駆動制御が容易となる。

【００４８】

【発明の効果】本発明によれば以上のように、撮影状態
において前玉枠が物体側へ繰り出しているときに外部か
ら前玉枠に落下や衝撃等の力が加わっても、カムコロの
形状又はカム機構を適切に設定することによりカム溝の
壁面に打痕傷が生じないようにし、前玉枠を円滑に駆動
制御することのできる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】本発明の実施例１に係るズームレンズのレンズ
断面図

【図５】本発明の実施例２の撮影時の要部断面図

【図６】本発明の実施例２のカム環のカム機構の展開説
明図

【図７】従来のカム環のカム機構の展開説明図

【符号の説明】

５ 前玉枠（第１保持枠） ６，５２ カム環 ８ 枠 ９ ２群枠用直進溝 １０ 前玉枠用直進溝 １１ 前玉枠用直進キー １２，６１ 固定カムコロ １３ ２群カムコロ １４ ２群移動枠（第２保持枠） ３１，３２，６２ カム部 ５１ 付勢部材

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 レンズを保持する保持枠をカム環に係合
   させ、該カム環を該カム環に設けたカム溝と係合する断
   面形状が長円形のカムコロを利用して駆動制御している
   ことを特徴とするレンズ鏡筒。
2. 【請求項２】 前記カムコロの断面形状は光軸と直交方
   向に長い長円形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】 レンズを保持する保持枠をカム環に係合
   させ、該カム環を該カム環に設けたカム溝と係合する断
   面形状が長円形のカムコロを利用して駆動制御するレン
   ズ鏡筒を有した光学機器により物体を所定面上に結像さ
   せていることを特徴とする光学機器。
4. 【請求項４】 レンズを保持する保持枠をカム環に係合
   させ、該カム環を該カム環に設けたカム溝と係合するカ
   ムコロを利用して駆動制御する際、該カム環を付勢部材
   で所定方向に付勢していることを特徴とするレンズ鏡
   筒。
5. 【請求項５】 前記付勢部材は前記カム環を光軸方向に
   付勢していることを特徴とする請求項４のレンズ鏡筒。
6. 【請求項６】 前記カムコロは断面形状が長円形である
   ことを特徴とする請求項４又は５のレンズ鏡筒。
7. 【請求項７】 レンズを保持する保持枠をカム環に係合
   させ、該カム環を該カム環に設けたカム溝と係合するカ
   ムコロを利用して駆動制御する際、該カム環を付勢部材
   で所定方向に付勢しているレンズ鏡筒を有した光学機器
   により物体を所定面上に結像させていることを特徴とす
   る光学機器。
8. 【請求項８】 物体側の第１レンズ群を保持する第１保
   持枠をカム環に係合させ、該カム環のカム溝に係合する
   固定筒に設けた断面形状が長円形の固定カムコロを利用
   して該第１保持枠を該固定筒に対して駆動制御している
   ことを特徴とするレンズ鏡筒。
9. 【請求項９】 前記固定カムコロの断面形状は光軸と直
   交する方向に長い長円形であることを特徴とする請求項
   ８のレンズ鏡筒。
10. 【請求項１０】 物体側の第１レンズ群を保持する第１
    保持枠をカム環に係合させ、該カム環のカム溝に係合す
    る固定筒に設けた断面形状が長円形の固定カムコロを利
    用して該第１保持枠を該固定筒に対して駆動制御するレ
    ンズ鏡筒を有した光学機器により物体を所定面上に結像
    させていることを特徴とする光学機器。
11. 【請求項１１】 物体側の第１レンズ群を保持する第１
    保持枠をカム環に係合させ、該カム環に設けたカム溝と
    該カム溝と係合する断面形状が長円形のカムコロを利用
    して、該カム環を変倍操作の際には光軸方向に固定と
    し、変倍操作以外のときは光軸方向に駆動制御している
    ことを特徴とするレンズ鏡筒。
12. 【請求項１２】 前記カムコロの断面形状は光軸と直交
    方向に長い長円形であることを特徴とする請求項１１の
    レンズ鏡筒。
13. 【請求項１３】 物体側の第１レンズ群を保持する第１
    保持枠をカム環に係合させ、該カム環に設けたカム溝と
    該カム溝と係合する断面形状が長円形のカムコロを利用
    して、該カム環を変倍操作の際には光軸方向に固定と
    し、変倍操作以外のときは光軸方向に駆動制御するレン
    ズ鏡筒を有した光学機器により物体を所定面上に結像さ
    せていることを特徴とする光学機器。