JP3194113B2 - レンズの移動装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、写真撮影用カメラ、
小形撮影機、ビデオカメラ、複写機、引伸機などの光学
機器に利用するレンズの移動装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】カメラなどの光学機器の小形化が進み、
最近では３〜４枚程度のレンズからなる単焦点レンズの
他に、ズ−ムレンズを装備した光学機器が多くなってき
た。

【０００３】例えば、複数のレンズ群を備えたズ−ムレ
ンズなどは、周囲に沿った細長いカム孔を有するカム枠
と、上記カム孔に突入させたカムフォロアを固着すると
共に、カム枠に内装させてレンズ群を支持させた複数の
移動枠とを備えて構成したものが多い。そして、ズ−ミ
ングに当っては、カム枠を回転駆動させて各移動枠を移
動し、レンズ群を光軸方向に変位させて変倍させるよう
になっている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記したような従来の
ズ−ムレンズは、レンズ鏡胴がカム枠と各々の移動枠と
の重合構造となる関係で鏡胴径が大きくなりカメラ等を
小形化する上で重要な問題となっていた。

【０００５】本発明は上記した実情にかんがみ、ズ−ム
レンズや単焦点レンズのレンズ移動において、カメラな
どの光学機器の小形化を計ることのできるレンズの移動
装置を開発することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記した目的を達成する
ため、本発明では、内周面をねじ形成した円筒状の固定
枠を設け、レンズを保持する移動枠を上記固定枠の円筒
軸方向に非回動で進退自在となるようにこの固定枠に内
装すると共に、上記移動枠とほぼ同じ枠径に形成し、そ
の外周囲に上記固定枠のねじに螺合させるねじと連動機
構によって回転駆動するギヤとを設け、回転駆動して固
定枠の円筒軸方向に移動駆動させる駆動リングを備え、
一方、一方側を上記駆動リングに係合させ、他方側を上
記移動枠に止着させて駆動リングの移動力を移動枠に与
える連結部材と、この連結部材にばね力を与え、その連
結部材を介して上記駆動リングを固定枠の円筒軸方向に
押圧し、駆動リングと固定枠とのねじ螺合の機械的な遊
びを吸収するばね部材とを備え、駆動リングの回転駆動
によってレンズを保持する移動枠を移動させる構成とし
たことを特徴とするレンズの移動装置を提案する。

【０００７】

【作用】このレンズ移動装置は、連動機構によって回転
駆動され固定枠の円筒軸方向に移動駆動する駆動リング
によって、移動枠が非回動で固定枠の円筒軸方向に進退
し、移動枠に支持したレンズが光軸方向に変位する。

【０００８】この駆動リングは固定枠の内周面に形成し
たねじに螺合させ、また、このリング移動力を受ける連
結部材によって移動枠に連結してあり、駆動リングが光
軸方向に移動したとき、この駆動リングに引張られ又は
押動されて移動枠が進退する。また、駆動リングは連結
部材を介してばね部材によって押圧されているので、固
定枠とのねじ螺合に機械的な遊びがなく、移動枠の進退
移動が高精度に行なわれる。

【０００９】

【実施例】次に、本発明をカメラのズ−ムレンズに実施
した一例について図面に沿って説明する。図１はズ−ム
レンズのレンズ鏡胴の正面図、図２は図１上のＡ−Ａ線
断面図、図３は図１上のＢ−Ｂ線断面図である。

【００１０】これらの図面において、５０は円筒形の固
定枠で、この後端に設けたフランジ５０ａをカメラ本体
に取付けて固定する。この固定枠５０の内面には、図
１、図２に示す如く、ヘリコイドねじ（雌）５０ｂが設
けてあり、固定枠５０の後方内部に設けた駆動リング５
１がこのヘリコイドねじ５０ｂに螺合している。

【００１１】つまり、駆動リング５１は、その外周囲に
ヘリコイドねじ（雄）５１ａを設け、このヘリコイドね
じ５１ａを固定枠５０のヘリコイドねじ５０ｂに螺合し
てある。また、この駆動リング５１にはその前側外周囲
（図２において右端側外周囲）にギヤ５１ｂが刻設して
あり、このギヤ５１ｂが後述する連動機構によって連動
駆動されて回転する。

【００１２】５２は第１移動枠で、この第１移動枠５２
は固定枠５０と比べてやや小径に形成した円形枠で固定
枠５０に移動自在に内装してある。また、この第１移動
枠５２には、図２に示す如く係止突起５２ａが形成して
ある。なお、この係止突起５２ａは第１移動枠５２の後
端内面の４ケ所位置に等間隔に設けてある。

【００１３】上記した駆動リング５１と第１移動枠５２
は連動部材としてのフリクションばね５３によって連結
してある。フリクションばね５３は、図４に詳細に示す
如く、リング状のフランジ板５３ａの内周縁から４つの
起立部５３ｂを等間隔に立ち上げた形状のもので、各々
の起立部５３ｂには係合孔５３ｃが設けてある。さら
に、フランジ板５３ａ面には図示するような凸形部５３
ｄが４ケ所において形成してある。

【００１４】このフリクションばね５３は、フランジ板
５３ａを駆動リング５１の後面に触接させ、各起立部５
３ｂの係合孔５３ｃに第１移動枠５２の各係止突起５２
ａを係合させて駆動リング５１と第１移動枠５２とを連
結する。この連結により、ヘリコイドねじにしたがって
回転移動する駆動リング５１が非回動で移動する第１移
動枠５２を光軸方向に進退させる。

【００１５】このとき、駆動リング５１は、フリクショ
ンばね５３のフランジ板５３ａと第１移動枠５２に対し
てスリップしながら回転するが、フリクションばね５３
に形成した凸形部５３ｄによって摩擦抵抗が少なくな
る。

【００１６】一方、上記した固定枠５０の内面には、前
後方向に直線的に設けたキ−溝５０ｃを等分位置に各々
設け、第１移動枠５２の後端周囲に設けた各々のキ−５
２ｂをこれらキ−溝５０ｃに突入させてある。第１移動
枠５２はキ−５２ｂがキ−溝５０ｃに案内され、非回動
のまま光軸方向（図２において左右方向）に移動する。
つまり、ヘリコイドねじ５０ｂ、５１ａにしたがって回
転移動する駆動リング５１に押動され、また、引張られ
て非回動のままで光軸方向に移動する構成となってい
る。

【００１７】駆動リング５１は、図３に詳記した通り、
第１モ−タ５４の出力歯車５５、減速歯車５６、長尺歯
車５７、移動歯車５８からなる連動機構によって回転駆
動される。第１モ−タ５４はＤＣモ−タであって、これ
は固定枠５０に設けた固定板５９に取付けてあり、ホト
インタラプタ６０を用いてパルス制御する。なお、６０
ａはエンコ−ダを示している。

【００１８】また、出力歯車５５に連動される減速歯車
５６と、この減速歯車５６に連動される長尺歯車５７は
固定枠５０に軸支させてある。さらに、長尺歯車５７に
連動される移動歯車５８は、第１移動枠５２に設けた軸
受起立部５２ｃに軸支して、この歯車５８が駆動リング
５１のギヤ５１ｂに噛合するようにしてある。

【００１９】この連動機構により、第１モ−タ５４の回
転駆動力が移動歯車５８に伝達され、この移動歯車５８
によって駆動リング５１が回転する。このため、駆動リ
ング５１がヘリコイドねじ５０ｂ、５１ａにしたがって
回転移動し、第１移動枠５２を光軸方向に移動させる。
なお、このとき移動歯車５８が長尺歯車５７に沿って移
動する。

【００２０】上記した第１移動枠５２にはシャッタ枠６
１をねじ止めし、このシャッタ枠６１の筒状部６１ａに
前群レンズ６２が支持させてあり、また、このシャッタ
枠６１の後面側近くには、シャッタ羽根押えと共にシャ
ッタ羽根６３が設けてある。なお、このシャッタ羽根６
３は筒状部６１ａの外周囲に配設したモ−タ駆動源７８
により連動されて開閉動作する。

【００２１】一方、このレンズ鏡胴は、上記した第１移
動枠５２内で移動可能とした円筒形の第２移動枠６４
と、第２移動枠６４を移動駆動する第２モ−タ６５及び
その連動機構を備えている。この第２移動枠６４は後群
レンズ６６を支持している。

【００２２】連動機構は、図１、図５に示した如く、第
２モ−タ６５の出力歯車６７、減速歯車６８〜７１、リ
−ドスクリュ７２に固定した連動歯車７３、第２移動枠
６４の起立部６４ａに固定した筒状ねじ（雌）７４より
構成してある。なお、第２モ−タ６５にはパルスモ−タ
が使用してあるが、第１モ−タ５４と同様にホトインタ
ラプタを用いたＤＣモ−タに置き換えることもできる。

【００２３】連動歯車７３は末端の減速歯車７１に連動
されて回転する。そして、この連動歯車７３は、シャッ
タ枠６１と第２移動枠６４の起立部６４ａを貫通させて
後方（図５において左方向）に引き出したリ−ドスクリ
ュ７２の一端部に固定してある。

【００２４】リ−ドスクリュ７２は、図５に示した如
く、連動歯車７３をシャッタ枠６１に圧接させるように
押え板７２ａで付勢しリ−ドスクリュ７２の横方向のガ
タツキを防止している。

【００２５】また、リ−ドスクリュ７２には筒状ねじ７
４が螺合しており、この筒状ねじ７４がリ−ドスクリュ
７２の回転によってねじ送りされることで、第２移動枠
６４を光軸方向（図５において左右方向）に移動させ
る。つまり、第２移動枠６４は、図６に示したように、
第１移動枠５２に設けたガイド軸７５に案内されて非回
動のまま光軸方向に移動する構成となっている。

【００２６】第２移動枠６４にはシャッタ枠６１の切欠
部６１ｂを通って前方（図６において右方向）に突出さ
せた突出腕６４ｂを設け、この突出腕６４ｂの起立片部
６４ｃ、６４ｄに形成した軸孔に上記ガイド軸７５を摺
動自在に通してある。なお、ガイド軸７５は第１移動枠
５２の前後端部から枠内に向けて突出させた軸止部５２
ｄ、５２ｅによって軸支してある。

【００２７】上記したズ−ムレンズは次のように動作す
る。先ず、メインスイッチＯＦＦのときには図７（Ａ）
に示したように、第１移動枠５２及び第２移動枠６４が
共に後退した位置状態となっている。つまり、後群レン
ズ６６を最も後退させ、また、前群レンズ６２を後群レ
ンズ６６に最も接近させた動作状態となっている。

【００２８】撮影する場合には、先ず、メインスイッチ
をＯＮすると、第１モ−タ５４が回転駆動し、所定位置
（ＷＩＤＥ位置）まで第１移動枠５２が繰り出され、図
７（Ｂ）に示す状態となる。つまり、第１モ−タ５４の
回転駆動により移動歯車５８が駆動リング５１を回転さ
せ、この駆動リング５１がヘリコイドねじにしたがい前
進移動する。したがって、第１移動枠５２が駆動リング
５１に押動されて所定位置まで繰り出される。

【００２９】第１移動枠５２の移動は、固定枠５０と第
１移動枠５２との間に設けたグレイコ−ドで分割制御さ
れて第１モ−タ５４が停止する。また、第１移動枠５２
がこのように繰り出されるときには、第２モ−タ６５が
停止しているため、第２移動枠６４が第１移動枠５２と
共に同方向に移動し、図７（Ｂ）のように前進移動す
る。

【００３０】第１移動枠５２が所定位置に繰り出される
と、第２モ−タ６５が回転駆動される。これより、連動
歯車７３が回転力を受けリ−ドスクリュ７２を回転させ
るため、筒状ねじ７４がリ−ドスクリュ７２によってね
じ送りされ、第２移動枠６４が後退移動し、図７（Ｃ）
に示す撮影可能状態となる。

【００３１】図７（Ｃ）の動作はＷＩＤＥの撮影位置で
あるから、この状態で撮影を行なうときには、レリ−ズ
操作によって第１モ−タ５４を駆動回転させてフォ−カ
シングを行なう。つまり、測距信号を制御回路によって
パルス変換し、このパルス信号によって第１モ−タ５４
を回転駆動する。このとき、前群レンズ６２と後群レン
ズ６６が共に前進変動しフォ−カシングが行なわれる。

【００３２】ズ−ミングを行なう場合には、図８（Ａ）
に示すＷＩＤＥ位置の動作状態において、第１モ−タ５
４を回転駆動させ、図８（Ｂ）に示すように、第１移動
枠５２をＴＥＬＥ位置に向かって繰り出させる。

【００３３】そして、第１移動枠５２の繰り出し位置を
決めると、第１モ−タ５４が停止し、その停止位置がグ
レイコ−ドで検出され、この検出に基づいて第１移動枠
５２と第２移動枠６４の位置コ−ド（分岐点検出）信号
が出力され、この位置コ−ド信号に基づいて制御回路が
第２モ−タ６５の回転方向とパルス制御時間を定め、第
２モ−タ６５を回転駆動させる。これより、第２移動枠
６４が移動してズ−ミングが行なわれ、ＴＥＬＥ位置で
は図８（Ｃ）に示す動作状態となる。

【００３４】フォ−カシングはレリ−ズ操作にしたがっ
て第１モ−タ５４を回転駆動し、ズ−ミングした位置で
行なう。このとき、前群レンズ６２と後群レンズ６６が
共に前進変動してズ−ミングが行なわれる。

【００３５】ＴＥＬＥ位置にあるとき、至近位置よりも
更に近い距離の測距が行なわれた場合には、レリ−ズ操
作に応動して第２モ−タ６５が回転駆動し、後群レンズ
６６を所定位置に変位させてテレマクロのフォ−カシン
グが行なわれる。

【００３６】メインスイッチをＯＦＦにすると、第２モ
−タ６５が回転駆動し、後群レンズ６６を前群レンズ６
２に近づけ、この状態がグレ−コ−ドで検出される。そ
して、この検出信号に応答して第１モ−タ５４が回転駆
動し、前群レンズ６２と後群レンズ６６とを一体的に後
退させる。

【００３７】つまり、第１モ−タ５４は、メインスイッ
チをＯＦＦにしたとき逆方向に回転し、この第１モ−タ
５４の回転駆動によって移動歯車５８が駆動リング５１
を回転させ、この駆動リング５１がヘリコイドねじにし
たがい後退移動する。したがって、第１移動枠５２が駆
動リング５１に引張られて後退位置まで戻る。第１移動
枠５２が最も後退した位置に戻るとグレイコ−ドによっ
て検出され、この検出によってモ−タ５４が停止され
る。

【００３８】上記した実施例の中で、フリクションばね
５３の起立部５３ｂと凸形部５３ｄを４ケ所に形成した
が、この起立部５３ｂと凸形部５３ｄの数については任
意に変えることができる。なお、起立部５３ｂの数を変
えたときは、それに応じて第１移動枠５２の係止突起５
２ａを設ける。

【００３９】また、フリクションばね５３と第１移動枠
５２との連結構造は上記したものに限らず、例えば、第
１移動枠５２の係止突起５２ａに換えてこの部分に孔を
設け、また、フリクションばね５３の起立部５３ｂの先
端部を折り曲げて、この折り曲げ部分を上記した孔に引
っ掛けて連結するようにしてもよい。

【００４０】この連結構造については、図９に示すよう
に構成することもできる。すなわち、第１移動枠５２に
は係止突起５２ａに換えてこの部分にねじ穴を設け、ま
た、フリクションばね５３に換えてフランジ７６ａを有
する筒状の止め環７６を設ける。そして、止め環７６の
先端部に設けたねじ孔よりねじ７７を通して第１移動枠
５２のねじ穴に螺合し、止め環７６と第１移動枠５２と
を止着する。このように連結することにより、上記実施
例に示したフリクションばね５３に比べ、駆動リング５
１の回転トルクを軽減できる。

【００４１】また、上記した実施例の中で、固定枠５０
の内周面に形成したヘリコイドねじ５０ａは、ほぼ固定
枠５０の軸方向全域に渡って設けてあるが、駆動リング
５１の移動量を算出して、駆動リング５１が移動する範
囲のみに形成することもできる。また、このヘリコイド
ねじ５０ａ及び駆動リング５１のヘリコイドねじ５１ａ
は、駆動リング５１の移動量が少なければ精密ねじとし
て形成してもよい。

【００４２】固定枠５０と第１移動枠５２との嵌合は、
固定枠５０の内周囲に第１移動枠５２の外周囲を嵌合さ
せる構成に限らず、第１移動枠５２のキ−５２ｂと固定
枠５０のキ−溝５０ｃとを多数設け、これらキ−５２ｂ
とキ−溝５０ｃとを嵌合させる構成とすることもでき
る。

【００４３】また、上記した第１移動枠５２のキ−５２
ｂは、この第１移動枠５２に一体形成してあるが、突出
部材を固着してキ−５２ｂを形成してもよく、固定枠５
０のキ−溝５０ｃは長穴として形成してもよい。

【００４４】駆動リング５１に形成したギヤ５１ｂは内
歯にしてこの内歯にピニオンを噛合させれば、ＡＦ一眼
レフカメラでマウントのフランジ面に設けたカプラを介
して駆動リング５１を回転移動させることも可能とな
る。

【００４５】また、フリクションばね５３のフランジ板
５３ａ又は止め環７６のフランジ７６ａと固定枠５０と
の間にスプリングを介在させれば、駆動リング５１を固
定枠５０にガタを起こさず取付けることができ、駆動リ
ング５１の回転ムラが生じない。

【００４６】例えば、図１０に示したように、固定枠５
０の後端側にばね受け部５０ｄを一体形成し、このばね
受け部５０ｄとフリクションばね５３のフランジ板５３
ａとの間に拡圧用のコイルスプリング７９を設ける。ま
た、図１１に示したように、フリクションばね５３の起
立部先端を折り曲げてばね受け部５３ｅを形成し、この
ばね受け部５３ｅと固定枠５０のばね受け部５０ｄとの
間に、光軸回り方向に巻回されたリング状の拡圧用スプ
リング８０を設ける。

【００４７】更に、上記実施例では、駆動リング５１を
固定枠５０の後方内部に設けて構成してあるが、駆動リ
ング５１を固定枠５０の先方内部に設けて構成すること
もできる。つまり、駆動リング５１の後退移動によっ
て、この駆動リング５１が第１移動枠５２を押動し、駆
動リング５１の前進移動によって第１移動枠５２を引っ
張り、第１移動枠５２を移動させる。

【００４８】

【発明の効果】上記した通り、本発明に係るレンズの移
動装置は、移動枠とこの移動枠を移動させる駆動リング
とをほぼ同一径で形成することができるので、レンズ鏡
胴径を縮小させることができ、この結果、カメラなどの
光学機器の小形化を図ることができる。そして、特に、
本発明では、駆動リングと移動枠とを連結部材によって
連結すると共に、駆動リングには連結部材を介してばね
部材によって押圧力を与え固定枠とのねじ螺合の機械的
な遊びを吸収する構成としたので、機械的なガタや回転
ムラのない駆動リングとなり、移動枠の移動が高精度に
行なわれる。

【００４９】また、カム枠を利用したレンズ鏡胴に比べ
ると鏡胴構造が簡素化されると共に、生産コストが安く
できるので、コストの低廉化に適した装置となる。更
に、この装置は、ズ−ムレンズに限らず、単焦点レンズ
にも使用できる等、利用範囲が極めて広い装置となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るレンズの移動装置を備えたズ−ム
レンズのレンズ鏡胴を示す正面図である。

【図２】図１上のＡ−Ａ線断面図である。

【図３】図１上のＢ−Ｂ線断面図である。

【図４】上記移動装置に備えたフリクションばねの拡大
斜視図である。

【図５】図１上のＣ−Ｃ線断面図である。

【図６】図１上のＤ−Ｄ線に沿って切断した端面図であ
る。

【図７】上記移動装置を備えたズ−ムレンズを撮影位置
に繰り出す動作過程を示した説明図である。

【図８】ズ−ムレンズのズ−ミング動作過程を示した説
明図である。

【図９】駆動リングと第１移動枠とを筒状の止め環を用
いて連結した実施例を示す部分的な拡大断面図である。

【図１０】駆動リングの機械的な遊びをコイルスプリン
グの拡圧作用によって吸収させた実施例を示す部分的な
拡大断面図である。

【図１１】駆動リングの機械的な遊びをリング実施例の
ばねの拡圧作用で吸収させた実施例を示す図１０同様の
拡大断面図である。

【符号の説明】

５０ 固定枠 ５０ｂ ヘリコイドねじ ５１ 駆動リング ５１ａ ヘリコイドねじ ５１ｂ ギヤ ５２ 第１移動枠 ５３ フリクションばね ５３ａ フランジ板 ５３ｂ 起立部 ５４ 第１モ−タ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平３−7919（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−11212（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−304216（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−127064（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−34865（ＪＰ，Ａ) 実開 昭60−13511（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G02B 7/04 - 7/10

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内周面をねじ形成した円筒状の固定枠を
   設け、レンズを保持する移動枠を上記固定枠の円筒軸方
   向に非回動で進退自在となるようにこの固定枠に内装す
   ると共に、上記移動枠とほぼ同じ枠径に形成し、その外
   周囲に上記固定枠のねじに螺合させるねじと連動機構に
   よって回転駆動するギヤとを設け、回転駆動して固定枠
   の円筒軸方向に移動駆動させる駆動リングを備え、一
   方、一方側を上記駆動リングに係合させ、他方側を上記
   移動枠に止着させて駆動リングの移動力を移動枠に与え
   る連結部材と、この連結部材にばね力を与え、その連結
   部材を介して上記駆動リングを固定枠の円筒軸方向に押
   圧し、駆動リングと固定枠とのねじ螺合の機械的な遊び
   を吸収するばね部材とを備え、駆動リングの回転駆動に
   よってレンズを保持する移動枠を移動させる構成とした
   ことを特徴とするレンズの移動装置。