JPH1026721A

JPH1026721A - ズームレンズ装置

Info

Publication number: JPH1026721A
Application number: JP18069396A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Iwasaki; 博之岩崎
Original assignee: Fuji Photo Film Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Holdings Corp
Priority date: 1996-07-10
Filing date: 1996-07-10
Publication date: 1998-01-27

Abstract

(57)【要約】【課題】単一のモータの駆動を利用して２つのレンズ
群を移動して変倍を行った後に合焦を行うズームレンズ
装置のコンパクト化及びローコスト化を図る。【解決手段】変倍時には、モータ２２の回転により移
動筒１１を回転させる。移動筒１１は、前群及び後群レ
ンズ１５，１２を固定筒１０との間のヘリコイドのリー
ドに従って移動し、且つカム溝２６の変位により後群レ
ンズ１２を光軸方向に移動させて２つのレンズ群を予め
変倍軌跡上に不連続的に決められた変倍位置にそれぞれ
移動させる。前群レンズ１５は、２つのレンズ群１５，
１２をそれぞれ不連続に隣合う変倍位置に移動させる間
の移動筒の回転に連動してカム筒１６が回転することで
変位するカム溝２９により、移動筒１１の移動とは異な
る移動量で移動し、変倍軌跡上から外れたフォーカス軌
跡上に移動する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】単一のモータの駆動を利用し
て少なくと２つのレンズ群を光軸方向に移動させて変倍
を行った後にフォーカスを行うズームレンズ装置に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】共通の駆動手段を利用して変倍動作とフ
ォーカシング動作を行うズームレンズが特公平６−１０
０７０７号公報に提案されている。このズームレンズ
は、ズームリング、２つのレンズ群、及びズームリング
回動用のモータ等から構成されており、ズームリングの
内周には２つのレンズ群を相対的に移動させて変倍動作
を行う第１のカム溝と、この第１のカム溝とは異なる軌
跡を描くように前記レンズ群を移動させてフォーカシン
グ動作を行う第２のカム溝とが設けられている。この第
２のカム溝は第１のカム溝の延長線上に交互に設けられ
ており、モータの駆動により回転するズームリングの回
転角に応じて各変倍位置に対するフォーカシング位置を
決める。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】このようなズームレン
ズでは、順に第１の変倍位置、次に第１の変倍位置にお
けるフォーカシング範囲、次に第２の変倍位置、そして
第２の変倍位置におけるフォーカシング範囲・・・とな
るようにカム溝が変倍用の第１のカム溝とフォーカシン
グ用の第２のカム溝とを合成した１個の溝で構成されて
いるから、カム溝の形状が複雑になり、コストアップと
なる。しかも、変倍用の第１のカム溝の変位量分が付加
された分だけ、カム溝の光軸方向への変位量が大きくな
り、この結果カム筒自体の光軸方向に沿った長さを長く
する必要が生じて、ズームレンズ自体が大型化する欠点
があった。

【０００４】本発明は、以上の事情に鑑みなされたもの
で、レンズ群を移動させるためのカム溝の形状を簡単に
してローコスト化を図るとともに、ズームレンズ自体の
コンパクト化を向上したズームレンズ装置を提供するこ
とを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明のズームレンズ装置では、モータの回転により
変位し、少なくとも２つのレンズ群をそれぞれの変倍軌
跡上に予め不連続的に決められた変倍位置に移動させる
第１移動手段と、前記２つのレンズ群をそれぞれ不連続
に隣合う変倍位置に移動させる間の第１移動手段の変位
に連動して変位し、少なくとも一方のレンズ群を第１移
動手段による光軸方向への移動量とは異なった移動量で
移動させ、この一方のレンズ群を変倍軌跡上から外れた
フォーカス軌跡上に移動させる第２移動手段とを備えた
ものである。

【０００６】変倍時には、モータの回転により第１移動
手段が変位し、少なくとも２つのレンズ群をそれぞれの
変倍軌跡上に予め不連続的に決められた変倍位置に移動
させる。フォーカス時には、再びモータを駆動させ、こ
の回転により第１移動手段が２つのレンズ群をそれぞれ
不連続に隣合う変倍位置までの間に移動させる。この間
の第１移動手段の変位に連動して第２移動手段が少なく
とも一方のレンズ群を第１移動手段による光軸方向への
移動量とは異なった移動量で移動させ、この一方のレン
ズ群を変倍軌跡上から外れたフォーカス軌跡上に移動さ
せる。

【０００７】これによれば、第１移動手段と第２移動手
段とを別々に設け、第２移動手段を第１移動手段の変位
に連動して変位するようにしたから、第２移動手段を例
えば、カムにすると、このカム形状が簡素にすることが
できる。

【０００８】請求項３記載の発明では、第２移動手段で
あるカム筒のカム面を、各変倍位置に対するピント調節
用の複数のカムを無限大から至近に、至近から無限大
に、のようにピント調節の方向を逆にしてシグザグに繋
げた複合カムとしたものである。これによれば、複合カ
ムは、無限大から至近に、至近から無限大に、のように
各カムのピント調節の方向を逆にしているから、すべて
のカムをピント調節用として用いることができる。ま
た、ピント調節の方向を同じにしたものと比較して、変
倍軌跡上に戻すための無駄なカムを省略することができ
る。また、ピント調節の方向を同じにしたものでは、無
駄なカムのために、変倍軌跡上に予め設定した各変倍位
置に対してピント調節を行うためのカムの回転量を多く
とらないとカムの勾配が急になって一方のレンズ群を移
動させるのが困難になるのに対し、ピント調節の方向を
逆にしたものでは無駄なカムを考慮しなくて済むから、
少ない回転量で各変倍位置に対するピント調節が行え
る。

【０００９】

【発明の実施の形態】本発明のズームレンズは、図１及
び図２に示すように、固定筒１０、移動筒１１、後群レ
ンズ枠１２、直進筒１３、直進ガイド枠１４、前群レン
ズ枠１５、及び、フォーカス用カム筒１６等で構成され
ている。

【００１０】固定筒１０の内部には、ヘリコイド１７が
形成されており、これに移動筒１１の外周に形成したヘ
リコイド１８が螺合する。移動筒１１は、後端外周に形
成したギヤ部１９に、固定筒１０に形成した直進ガイド
用の開口２０を通して減速ギヤ列２１が噛合しており、
前記ギヤ列２１を介してモータ２２の駆動が伝達される
ことでヘリコイド１７，１８のリードに従って回転しな
がら光軸２３の方向に沿って進退する。

【００１１】移動筒１１の後端には、直進ガイド枠１４
が回転自在に取り付けられている。直進ガイド枠１４
は、固定筒１０の開口２０に係合して回転せずに移動筒
１１と一体に移動する。この直進ガイド枠１４には、前
述した減速ギヤ列２１の出力側のギヤ２１ａが取り付け
られている。この出力ギヤ２１ａは、減速ギヤ列２１を
構成するギヤ２１ｂと移動筒１１のギヤ部１９とにそれ
ぞれ噛合しており、ギヤ２１ｂが光軸２３の方向に沿っ
て長い形状とされているため、移動筒１１が移動しても
出力ギヤ２１ａがギヤ２１ｂとギヤ部１９とにそれぞれ
噛合した状態を維持することができる。

【００１２】直進ガイド枠１４には、直進筒１３が取り
付けられている。直進筒１３は、移動筒１１の内部で、
回転せずに移動筒１１と一体に移動する。直進筒１３の
内部後端側には、後群レンズ枠１２が光軸２３の方向に
沿って移動自在に取り付けられている。後群レンズ枠１
２には、外周にカムピン２４が突出して取り付けられ
る。このカムピン２４は、直進筒１３の直進ガイド穴２
５を介して移動筒１１の内周に形成したカム溝２６に係
合し、カム溝２６の変位によって後群レンズ枠１２を回
転させずに光軸２３の方向に沿って進退させる。これに
より、後群レンズ枠１２は、移動筒１１の移動とカム溝
２６の変位との合成で移動される。

【００１３】直進筒１３の内部前端側には、前群レンズ
枠１５が光軸２３の方向に沿って移動自在に組み込まれ
ている。前群レンズ枠１５の外周には、カムピン２７が
突出して取り付けられる。このカムピン２７は、直進筒
１３に設けた直進ガイド穴２８を介してカム筒１６の内
周に形成したカム溝２９に係合し、カム溝２９の変位に
よって前群レンズ枠１５を回転させずに光軸２３の方向
に沿って移動させる。カム筒１６は、直進筒１３の内部
で回転自在に取り付けられており、外周に形成したギヤ
部１６ａに回転が伝達されることでカム溝２９を変位さ
せる。このギヤ部１６ａには、直進筒１３の内部に配置
されたギヤ３０が噛合している。

【００１４】ギヤ３０は、同軸上に直進筒１１の内部後
端側に配置されたギヤ３２が軸３１で連結されている。
軸３１は、直進筒１３と直進ガイド枠との回転自在に支
持されている。ギヤ３０は、移動筒１１の後端内周に形
成されたギヤ部３３に噛合しており、移動筒１１の回転
をカム筒１６に伝達する。これにより、前群レンズ枠１
５は、移動筒１１の移動とフォーカシング用のカム溝２
９の変位との合成で移動される。このように、移動筒１
１とカム溝２６とが第１移動手段を構成し、カム筒１６
のカム溝２９が第２移動手段を構成している。なお、図
１に示す符号３５はフイルム面、また符号３６は前カバ
ー、さらに符号３７は直進筒１３に固定されたシャッタ
ブロックである。

【００１５】モータ２２は、制御部４０からドライバー
４１を介して得られる信号により駆動される。制御部４
０は、操作部４２のズームボタンの操作に応じてドライ
バー４１に回転方向を持った駆動信号を送る。モータ２
２の出力軸には、羽根車４３が取り付けられている。羽
根車４３には、馬蹄型の光電センサー４４が取り付けら
れている。光電センサー４４は、モータ２２の回転角を
検出し、この回転角に応じたパルス信号を制御部４０に
送る。

【００１６】直進ガイド枠１４には、摺動子４５が取り
付けられている。摺動子４５は、直進ガイド枠１４の移
動によりコード板４６の上を摺動する。コード板４６に
は、各変倍位置にズームレンズが移動したことを表す変
倍位置信号と、各変倍位置に対するピント範囲の開始位
置を表すピント範囲始端信号とが摺動子４５を介して制
御部４０に得られるように予め複数のコードが設けられ
ている。制御部４０は、ズーム操作によりモータ２２を
駆動している間に摺動子４５から得られる変倍位置信号
を監視し、ズーム操作が終了したときに、その駆動方向
に沿った次の変倍位置信号を検出するまでモータ２２を
駆動した後に駆動を停止する。これにより、制御部４０
は、変倍位置信号からその時点でのズームレンズの変倍
位置（焦点距離）を知ることができる。

【００１７】フォーカシングのときには、テレ位置に向
けて変倍する方向にモータ２２を駆動し、その時点での
変倍位置に対するピント範囲始端信号を検出した時点か
ら光電センサー４４から得られるパルス信号のパルスを
カウントし、このカウント値が予め決められたパルス数
に達した時点でモータ２２の駆動を停止するように制御
する。このパスル数は、各変倍位置に対して被写体距離
ごとに決められており、これらはＲＯＭ４７に予め記憶
されている。被写体距離は、測距部４８から得られる。
測距部４８は、操作部４２のシャッタボタンの半押しで
作動して被写体までの距離を測定した後にこの距離デー
タを制御部４０に送る。

【００１８】ズームレンズの変倍位置は、図３に示すよ
うに例えば、ワイド位置、テレ位置、及びこれらの間の
任意のＺ₁〜Ｚ₃位置とされている。前群レンズ枠１５
を移動させるフォーカシング用のカム溝２９は、図３
（Ａ）に示すように、複数のカム溝２９ａ〜２９ｅをジ
グザグ状に繋げた複合カムとされている。

【００１９】Ｗ位置とＺ₁位置との間のカム溝２９ａ
は、変倍がワイド位置のときのピント合わせのときに利
用される。この間は、カム筒１６がＷ位置からＴ位置に
向けて回転することでピントが無限大から至近に向けて
合うようにされている。次のＺ ₁位置とＺ₂位置との間
のカム溝２９ｂは、変倍がＺ₁位置のときのピント合わ
せに利用され、この間はカム筒１６がＷ位置からＴ位置
に向けて回転することでピントが至近から無限大に向け
て合うようにされている。また、Ｚ₂位置とＺ₃位置と
の間のカム溝２９ｃは、変倍がＺ₂位置のときのピント
合わせに利用され、この間はカム筒１６がＷ位置からＴ
位置に向けて回転することでピントが無限大から至近に
向けて合うようにされている。

【００２０】Ｚ₃位置とＴ位置との間のカム溝２９ｄ
は、変倍がＺ₃位置のときのピント合わせに利用され、
この間はカム筒１６がＷ位置からＴ位置に向けて回転す
ることでピントが至近から無限大に向けて合うようにさ
れている。最後のＴ位置以降のカム溝２９ｅは、変倍が
テレ位置のときのピント合わせに利用され、この間はカ
ム筒１６がＷ位置からＴ位置に向けて回転することでピ
ントが無限大から至近に向けて合うようにされている。

【００２１】カム溝２９の光軸方向（横軸方向）の変位
は、無限大と至近との間でピントを合わせを行う分の変
位よりも僅かに広くされている。変倍時には、カム筒１
６が、縦軸の目盛りＷ、Ｚ₁〜Ｚ₃、及びＴで示した各
変倍位置にそれぞれ回転される。カム筒１６がＷ位置、
Ｚ₂、及びＴ位置にそれぞれ回転したときには、カムピ
ン２７がこの目盛りの横軸線と交差するカム溝２９の位
置まで移動される。このとき、前群レンズ枠１５は無限
大の外側のフォーカス範囲外の位置、すなわちピントが
合っていない位置に移動される。また、カム筒１６がＺ
₁及びＺ₃位置にそれぞれ回転したときには、これらの
横軸線上と交差するカム溝２９にカムピン２７がそれぞ
れ移動する。このとき、前群レンズ枠１５は、フォーカ
ス範囲の至近の外側のフォーカス範囲外の位置、すなわ
ち、ピントが合っていない位置に移動される。

【００２２】カム筒１６が前群レンズ枠１５を各変倍位
置に移動したときには、制御部４０が摺動子４６を介し
て各変倍位置信号を検出するようにカム筒１６の回転と
コード板４６のコードとが対応付けされている。そし
て、カム筒１６が前群レンズ枠１５を各変倍位置からフ
ォーカス範囲の最初のピント位置に移動させたときに、
制御部４０が摺動子４５から各変倍位置に対するピント
範囲始端信号を検出するようにカム筒１６の回転とコー
ド板４６のコードとが対応付けされている。

【００２３】このようにカム溝２９は、順にＷ位置にお
けるフォーカシング範囲、次にＺ₁位置におけるフォー
カシング範囲、そしてＺ₂位置におけるフォーカシング
範囲・・・となるように、各変倍位置におけるフォーカ
シング用のカムだけで構成されており、また各変倍位置
における前群レンズ枠１５のフォーカス移動量を一定に
したから、カム筒１６自体の光軸２３の方向の長さをコ
ンパクトにすることができる。しかも、各カム溝２９ａ
〜２９ｅは、無限大から至近へ、次に至近から無限大へ
とピントの合う順番を逆にして交互に設けているから、
ピント範囲の端から逆端に戻すためのカム溝を設ける必
要がなく、したがって、カム溝２９の形状を簡素化で
き、ローコスト化を図ることができる。

【００２４】図３（Ｂ）は、モータ２２の回転に対する
前群レンズ枠１５と後群レンズ枠１２とのフイルム面３
５に対する移動を示している。後群レンズ枠１２は、移
動筒１１の移動に加えて変倍用のカム溝２６の変位との
合成で移動するから、符号６０で示した曲線上に沿って
移動される。一方、前群レンズ枠１５は、前述したフォ
ーカシング用のカム溝２９に加えて移動筒１１の移動が
合成されるため、符号６１で示したジグザグ線上に沿っ
て移動される。

【００２５】上記構成の作用を説明する。操作部４２の
ズームボタンは、テレ位置に向けてズームするボタン
と、逆にワイド位置に向けてズームするボタンとの２つ
が配置されている。これらの２つのボタンのいずれかを
操作して図１に示すズームレンズのワイド位置と図２に
示すテレ位置との間でズーミングが行われる。ここで、
ズームレンズの初期状態は、図１に示すワイド位置の状
態である。

【００２６】テレ側のズームボタンを操作すると、制御
部４０がこの操作に応じてモータ２２を正転駆動させ
る。この正転駆動は、ギヤ列２１を介して移動筒１１の
ギヤ部１９に伝達されて移動筒１１が回転する。移動筒
１１が回転すると、固定筒１０との間のヘリコイド１
７，１８のリードに従って移動筒１１が回転しながら被
写体方向に向けて移動する。移動筒１１が移動すると、
直進筒１３が回り止めされた状態で一体に移動され、直
進筒１３の内部に配置された前群レンズ枠１５と後群レ
ンズ枠１２とが移動筒１１と一体に移動する。このうち
後群レンズ枠１２は、移動筒１１の移動に移動筒１１の
回転に伴うカム溝２６の変位が加わるため、これらの合
成により被写体方向に向けて移動する。

【００２７】この間の移動筒１１の回転により直進筒１
３の内部に配置されたギヤ３２、及びギヤ３０に伝達さ
れてカム筒１６が回転され、カム筒１６の回転によりカ
ム溝２９が変位して前群レンズ枠１５が移動するが、こ
のカム溝２９が各変倍位置に対するピント範囲の端と逆
端との間だけで移動させる一定の変位であるため、カム
溝２９による前群レンズ枠１５の移動は移動筒１１の移
動軌跡上、すなわち、変倍軌跡上に沿って行われている
ものと見なすことができる。

【００２８】ズームボタンの操作が終了すると、制御部
４０は、摺動子４５を介してコード板４６から次の変倍
位置信号が得られるまでモータ２２の駆動を継続し、得
られた時点でモータ２２の駆動を停止する。このとき、
得られた変倍位置信号がＺ₂位置の変倍位置とすると、
図３（Ｂ）にＱ₁で示した位置に前群レンズ枠１５が移
動し、また、後群レンズ枠１２はＱ₂の位置に移動した
状態となる。このとき、ズームレンズのピントは、Ｚ₂
の変倍位置に対するピント範囲Ｐの外に位置しているか
ら、何処にもピントが合っていない状態となる。

【００２９】シャッタボタンが半押しされると、制御部
４０は、測距部４８を作動して被写体距離を測定する。
得られた被写体距離と変倍位置とは、直ちにＲＯＭ４７
に記憶した送りパスル比較表に利用されてモータの駆動
パルス数が算出され、このパルス数をいったんＲＡＭ６
２に記憶する。その後、モータ２２を正転駆動して移動
筒１１及び直進筒１３を繰り出し、摺動子４５を介して
コード板４６から変倍位置Ｚ₂用のピント範囲始端信号
が得られる否かを監視する。そして、ピント範囲始端信
号が得られた時点から光電センサー４４から得られるパ
スルをカウントし、このカウント値といったんＲＡＭ６
３に記憶したパスル数とを比較して、同じとなった時点
でモータ２２の駆動を停止する。

【００３０】この間、モータ２２が図３（Ｂ）に示すＺ
₂の位置から「Ｒ₂」の位置まで回転する。この間の移
動筒１１の回転によりカム筒１６が図３（Ａ）に示すＺ
₂の位置からＲ₁の位置まで回転し、この間のカム溝２
９の変位により前群レンズ枠１５がＱ₃の位置まで移動
する。

【００３１】この結果、前群レンズ枠１５が、図３
（Ｂ）にＱ₄で示した位置に移動し、また、後群レンズ
枠１２はＱ₅の位置に移動し、被写体距離「Ｓ」にズー
ムレンズのピントが合った状態となる。

【００３２】撮影者が半押しをしまま更にシャッタボタ
ンの全押し操作を行うと、制御部４０は、シャッタを作
動させ、露光を行う。露光完了後、制御部４０は、モー
タ２２をＺ₂の位置まで逆転駆動してズームレンズをＺ
₂位置の変倍位置まで戻す。なお、シャッタボタンの半
押しでズームレンズを移動させず、全押しでズームレン
ズを合焦位置まで移動させて露光を行うようにしてもよ
い。

【００３３】上記実施例では、各変倍位置ごとのフォー
カシング用のカム溝を、無限大から至近へ、次に至近か
ら無限大へとピントの合う順番を逆にして交互に設けて
いるが、ピントを合う順番を同じにして設けてもよい。
この場合には、ピント範囲の端から逆端に戻すためのカ
ム溝が必要となる。

【００３４】

【発明の効果】以上のように本発明のズームレンズ装置
では、第１移動手段と第２移動手段とを別々に設け、第
２移動手段を第１移動手段の変位に連動して変位するよ
うにしたから、第２移動手段を例えば、カムにすると、
このカム形状を簡素化することができ、したがって、装
置自体のコンパクト化を図ることができる。

【００３５】また、請求項３記載の発明では、無限大か
ら至近に、至近から無限大に、のようにピント調節の方
向を逆にしてジグザグに繋げた複合カムを第２移動手段
としたから、ピント調節の方向を同じにしたものと比較
して、変倍軌跡上に戻すための無駄なカムを省略するこ
とができ、コストダウンを図ることができる。しかも、
無駄なカムを考慮しなくて済むから、回転量を少なくす
ることができ、カム筒のコンパクト化を図ることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のズームレンズ装置のワイド位置を示す
断面図である。

【図２】ズームレンズ装置のテレ位置を示す断面図であ
る。

【図３】（Ａ）はカム筒のカム溝を展開した概略図であ
り、（Ｂ）はモータの回転に対する前群及び後群レンズ
の移動量を示したグラフである。

【符号の説明】

１０固定筒１１移動筒１２後群レンズ枠１３直進筒１５前群レンズ枠１６カム筒２６，２９カム溝２４，２７カムピン４６コード板

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】単一のモータにより、少なくとも２つの
レンズ群を光軸方向に移動させて変倍させた後にフォー
カスを行うズームレンズ装置において、前記モータの回転により変位し、前記２つのレンズ群を
それぞれの変倍軌跡上に予め不連続的に決められた変倍
位置に移動させる第１移動手段と、前記２つのレンズ群をそれぞれ次の不連続に隣合う変倍
位置に移動させる間の第１移動手段の変位に連動して変
位し、少なくとも一方のレンズ群を第１移動手段による
光軸方向への移動量とは異なった移動量で移動させ、こ
の一方のレンズ群を変倍軌跡上から外れたフォーカス軌
跡上に移動させる第２移動手段とからなることを特徴と
するズームレンズ装置。
【請求項２】前記第１移動手段は、前記モータの回転
を利用して光軸を中心として回転しながら光軸方向に沿
って移動して、前記２つのレンズ群を相対的に移動させ
る移動筒であり、また、前記第２移動手段は、前記移動
筒に内蔵されており、移動筒の回転を利用して光軸を中
心として回転し、前記一方のレンズ群をカム面の変位に
よって光軸方向に沿って移動させるカム筒であることを
特徴とする請求項１記載のズームレンズ装置。
【請求項３】前記カム面は、各変倍位置に対するピン
ト調節用の複数のカムを、無限大から至近に、至近から
無限大に、のようにピント合わせの方向を逆にしてシグ
ザグに繋げた複合カムとされていることを特徴とする請
求項２記載のズームレンズ装置。