JPH0943471A - レンズ移動機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 光軸方向に移動させてピント調整や焦点検出
を行うレンズ移動機構に於ける移動機構の光軸と垂直な
方向の隙間によるガタの発生を軽減すること。 【解決手段】 レンズを保持する保持部材を、外筒に対
して円板上の弾性部材によって保持し、前記保持部材を
押圧部材によって光軸方向に押圧するようにしたこと。
特に前記弾性部材は金属性の薄膜板で構成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、撮影用レンズ装置
において、光学レンズ群を光軸方向に移動させるレンズ
移動機構に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、撮影用レンズ装置において、
光学的トラッキング調整等のレンズ群を光軸方向に移動
させる機構は、図１２に示すようなものが用いられてい
る。同図において、７１は移動レンズ群、７２は７１を
保持するレンズ保持部材、７３は外筒に相当するレンズ
鏡筒本体の固定部（固定鏡筒）であり、レンズ保持部材
７２は固定部７３に設けられた穴に嵌合して光軸方向に
直進移動可能となっている。７４はカム溝を有するリン
グ部材で、固定部７３の外周と嵌合して光軸を中心とし
て回転可能である。７５はピン部材で、レンズ保持部材
７２に取り付けられ、固定部７３に設けられた直溝と、
リング部材７４のカム溝に嵌合している。

【０００３】上記のような構成において、図１２のよう
に、リング部材７４を手動、あるいは、モータ等を用い
て電動で回転させると、ピン部材７５は、リング部材７
４のカム溝と固定部７３の直溝の両方に沿って移動し、
ピン部材７５が取り付けられたレンズ保持部材７２が光
軸方向に直進移動する。そして、移動レンズ群７１は、
光軸方向に直進移動され、意図した光学的レンズ調整が
達成される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
例において、レンズ保持部材７２は、固定部７３の穴と
の嵌合部で摩擦摺動して直進移動するので、レンズ保持
部材７２が小さい力で滑らかに動くためには、レンズ保
持部材７２と固定部７３の嵌合部に適当な隙間がある必
要がある。そのため、図１３（Ａ）のように、レンズ保
持部材７２が偏心したり、図１３（Ｂ）のように、ガタ
によりレンズ保持部材７２に傾きを生じ光学性能が劣化
する可能性があった。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、従来の光軸方
向の移動により生じる移動レンズの傾きや偏心の発生を
防止することにあり、本発明は、レンズを保持する保持
部材を、外筒に対して円板状の弾性部材によって保持
し、前記保持部材を押圧部材によって光軸方向に押圧す
るようにしたことにあり、特に前記弾性部材ヲ金属性の
薄膜板で構成したことにより、光軸方向にレンズが移動
しても光軸と垂直な方向への偏心を抑制している。

【０００６】

【発明の実施の形態】

（第１の実施例）図１、図２は本発明の第１の実施例で
ある。同図において、１は移動レンズ群、２は移動レン
ズを保持するレンズ保持部材、３はレンズ鏡筒本体の固
定部（固定鏡筒）である。４は銅を主成分とする金属性
の薄い弾性円板であり、レンズ保持部材２の周辺全体を
カバーするように保持し、外径部は固定部３に固定され
ている。そして、レンズ保持部材２と弾性円板４は、固
定部３に対して回転はしないようになっている。５は端
面に面カム５ａを有するカム部材であり、固定部３に対
して回転可能である。６は操作リング部材であり、ピン
部材７を介してカム部材５に連結され、固定部３に対し
て回転可能となっている。８は保持部材に設けられたカ
ムフォロアー部材であり、２個以上がレンズ保持部材２
に光軸中心に関して対称の位置に取り付けられ、カム部
材５の２つの面カムに各々当接している。ここで、カム
部材には、カムフォロアー部材８の個数に対応した数だ
け、同一形状の面カムが加工されている。また、弾性円
板４は無負荷状態ではほぼ平面であるが、本実施例の機
構に組み込まれた時に常に変形し、その弾性力はカムフ
ォロアー８とカム部材５の面カムの間に常時押しつけ力
を生じて取り付けられる。

【０００７】このような構成において、手動あるいはモ
ータ等により電動で操作リング６を回転させると、ピン
部材７で連結したカム部材５も回転する。５が回転する
と、図１（Ｂ）に示すように、カムフォロアー８が５の
面カムによって押し出され、レンズ保持２が光軸方向に
移動しレンズ群１も同様に移動する。尚、弾性円板は、
前述した通り金属の薄膜よりなっているので光軸方向に
変形が生じるにしても光軸と垂直な方向に対して偏心す
ることはほとんどない。

【０００８】一方、上記状態から操作リング６を逆に回
転させると、カム部材５も逆回転し、カムフォロアー８
が当接する位置の面カムの変位量が減少する。この時、
レンズ鏡筒２は弾性円板４の弾性力でカム部材側に押さ
れているので、カムフォロー８は面カムに従って移動
し、レンズ保持部材２も上記と逆方向に変動する。

【０００９】このようにして、操作リング６を回転させ
ることによって、移動レンズ群１を光軸方向に前後に移
動させることができる。

【００１０】図２に図１の光軸方向からみた図を示す。
図２のような弾性円板でレンズ保持部材２を保持してい
るが、弾性円板は、面カムによってレンズ保持部材が押
される力をその内径で分散して受け、円錐形に変形す
る。このとき、弾性円板の面に垂直な力しか加わらない
ので、円板の中心は変わらず、レンズ群の光軸が偏心す
ることはない。また、レンズ保持部材は対称に配置され
たカムフォロアーで押されているので、平行に移動し、
レンズ群の光軸の傾きも生じない。さらに、本実施例は
構造が単純であるので、小型軽量化が可能であり、安価
に製作することができる。

【００１１】以上のように本実施例によれば、レンズ群
の光軸が偏心せず傾かない、小型軽量のレンズ移動機構
を、低コストで実現することが可能となる。

【００１２】尚、本実施例では、弾性円板が図２（Ａ）
のようなドーナツ状のものを示したが、図２（Ｂ）のよ
うに、１個以上の貫通孔１０を有した弾性円板９を用い
ても、同様な効果が得られる。但し、この場合、弾性円
板９の貫通孔１０の形状と位置が、レンズ保持部材２を
押すカムフォロアー８の位置、及び、光軸中心に対して
対称な関係になければならない。これは、図２（Ｂ）に
おいて、Ｘ−Ｘ線上のような対称な位置にカムフォロア
ーかある場合、レンズ保持部材２が押されると、弾性円
板９は、カムフォロアー８からみて対称に変形しレンズ
保持部材２は傾かず移動するが、仮にＺ−Ｚ線上のよう
に非対称の位置にカムフォロアー８があると、弾性円板
９が非対称に変形するので、レンズ保持部材２に傾きが
生じてしまうからである。

【００１３】また、本実施例では、レンズ鏡筒と弾性円
板が別の部品として構成したが、両者を一体として成形
しても、同様な機能、効果が得られることは容易に類推
できる。

【００１４】次に図３をもとに本発明の第２の実施例を
示す。同図において、１〜４の部材は第１実施例と同一
であり、同じ構成をしているのでその説明は省略する。
１１はリング状の板であり、その片面には、先端の尖っ
たピン部材１２が２ヶ所、光軸中心に関して対称の位置
に取り付けられ、逆の面には、１２の位置と９０°ずれ
た位置に、円錐状の穴１３とＶ形溝１４が加工されてい
る。但し、円錐穴１３とＶ形溝１４の位置は、１８０°
ずれているものとする。また、ピン部材１２の先端はレ
ンズ保持部材２の端面に当接している。尚、図３（Ａ）
は、レンズを上方から見た、図３（Ｂ）は側方から見た
要部を各々示す。

【００１５】円錐穴１３と対向する固定部３の壁面に
は、円錐穴１５が加工されており、１３と１５の間に、
球部材１６が挟み込まれている。さらに、Ｖ形溝１４に
対向した固定部３の壁面には、貫通穴１７が設けられて
いる。貫通穴１７には、球部材１８が１７の両側に突出
するように嵌合し、１８の片側がＶ形溝１４にはまり込
み、逆側がカム部材１９のカム面に当接している。そし
て、カム部材１９は固定部３に対して回転可能なように
支持されており、これを手動あるいはモータ等による電
動で回転できるようになっている。

【００１６】また、２０はスリットを有する円板で、カ
ム部材１９と同期して回転するように取り付けられてい
る。２１はフォトインタラプタであり、円板２０を挟み
込むように配置され、カム部材１９及び円板２０が回転
したときに、２０のスリットが２１の間を通過するのを
検出する。

【００１７】このような構成において、手動あるいは電
動でカム部材１９を回転させると、図４のように、１９
のカム面によって球部材１８が押され、貫通穴１７中を
リング状板１１の側へ移動し、リング状の板１１を押
す。板１１は、相対する溝１３と１５の円錐穴に挟まれ
た球部材１６と、Ｖ形溝１４と貫通穴１７に嵌合する球
部材１６の効果によって、光軸に垂直な方向への移動を
規制されるので、１６を支点としてレンズ保持部材２側
へ傾く。すると、ピン部材１２がレンズ保持部材２を押
し、保持部材は光軸方向に移動する。

【００１８】他方、カム部材１９を逆転させることによ
って、球部材１８に当接するカム面の変位が減少したと
き、第１の実施例と同様に、弾性円板４の弾性力によっ
てレンズ保持部材２が上記とは逆方向に移動する。

【００１９】このように、第２実施例によっても、弾性
円板を用いたレンズ移動機構が得られ、その効果は第１
実施例と同様である。

【００２０】特に、第２実施例においては、レンズ保持
部材２を押すリング状板１１が球部材１６を支点にして
傾くので、てこの原理により、ピン部材１２の位置で保
持部材２を押す変位量とカム部材１９から球部材１８を
介してリング状板１１に与えられる変位量の比は、支点
となる球部材１６からピン部材１２の距離と球部材１８
の距離の比に等しい。即ち、カムの変位量は、レンズ移
動量の上記距離比倍だけ大きくなる。これにより、微少
量だけレンズ群を移動したいときに、カムの変位とレン
ズ群の移動量が等しい場合に比べて、カムの加工誤差の
影響が少なくなり、カムの加工が容易でレンズ位置の精
度も良くなるという効果が得られる。

【００２１】図５に本発明の第３の実施例を示す。本実
施例は、図３、図４に示す第２実施例のリング状板１１
の代わりに弾性板３１を用い、支点を、ビス３２で固定
部３に固定するように変更したものである。但し、図示
の都合上、球部材１８が先端の尖ったピン部材３３に変
更されているが、役割はどちらも同じである。その他、
図３、図４と同一の番号をもつ部材については、第２実
施例と同じであり、同様の構成である。

【００２２】同図において、カム部材１９が回転する
と、カムの変位に沿ってピン３３が移動し、弾性板３１
が押される。弾性板３１が押されると、図５（Ｂ）示す
通りビス３２の固定部を中心として弾性板３１が変形
し、撓みを生じる。このとき弾性板３１に取り付けられ
たピン部材１２もレンズ保持部材２側へ押し出されるの
で、以下、第２実施例と同様にして、レンズ群１が前後
に移動される。

【００２３】第３実施例の効果については、第２実施例
と同じであるが、特に、本実施例では、弾性板３１が変
形し、その変位量は３２による固定部からの距離の高次
関数となるので、カム部材１９の位置で与える変位に対
するピン部材１２の位置の変位の比は、変位量が支点か
らの距離の一次関数となる第２実施例よりも小さくな
る。即ち、同じ量だけレンズ群を移動させようとした場
合、寸法関係が同じであれば、第３実施例の方が第２実
施例よりも、カムの変位量が大きくなる。これにより、
レンズ群を微小量移動するときに、カムの加工が容易と
なり、レンズ位置の精度が良くなるという効果がさらに
大きくなる。

【００２４】図６〜図８は、それぞれ先の第１〜３実施
例について、レンズ移動用のカム部材を送りネジに変更
したものである。

【００２５】まず、図６は第１実施例について、図１の
カム部材５を外周にネジを設けたリング部材４１に変更
し、固定部３の内径に加工されたメネジと係合して送り
ネジを構成したものである。この構成において、操作リ
ング６を回転させると、ピン部材７を介して４１が回転
し、送りネジの効果により４１が光軸方向に移動して、
レンズ鏡筒２を押し、レンズ群１が移動する。

【００２６】次に、図７は第２実施例について、カム部
材を送りネジに変更したものである。同図において、４
２は送りネジのオネジ、４３はメネジであり、４２はモ
ータ４４の出力軸に連結されている。また、４５はメネ
ジ４３に取り付けられたピン部材であり、固定部３に設
けられた長穴と嵌合して、メネジ４３から回転せずに軸
方向に直進可能としている。４６は先端の尖ったピン部
材で、メネジ４３に取り付けられ、リング状板１１のＶ
字溝１４にはまりこんで、１１を押している。この構成
において、オネジ４２を回転させるとメネジ４３が直進
移動し、１１が押されるので、第２実施例と同様にして
レンズ群１が移動される。

【００２７】そして、図８は、第３実施例のカム部材を
送りネジに変更したもので、ここでは、４３のメネジを
３１の弾性板と一体として構成されている。これによ
り、オネジ４２が回転すると、３１に直接変位が与えら
れ、第３実施例と同じくレンズ群１を移動させることが
できる。

【００２８】以上のように、第１〜第３実施例につい
て、レンズ移動用のカム部材を送りネジに変更しても、
同様にレンズ群を移動させることが出来、同じ効果を得
ることが出来る。

【００２９】（他の実施例）図９は、第２実施例におい
て、レンズ鏡筒２を保持する弾性円板４を複数枚使用し
た例である。本実施例によれば、１枚の弾性円板４で保
持すると、移動レンズ群１やレンズ鏡筒２の重量が重い
ときや、移動レンズ群１の光軸方向の全体長さが長いと
きに、保持されたレンズ鏡筒２の位置が不安定になり易
いという問題が解消される。このことは、前出の、他の
実施例についても同様な効果がある。

【００３０】図１０、図１１は、本発明によるレンズ移
動機構を撮影用レンズ装置に搭載し、レンズ群を光軸方
向に微少移動させて焦点検出を行う装置に利用した例で
ある。また、図１０（Ｂ）は、本発明によるレンズ移動
機構を搭載した撮影用レンズ装置をカメラに装着した例
を示したものである。

【００３１】図１１は、本発明のレンズ移動機構を、自
動焦点調整機能付きレンズ装置の焦点検出装置に用いた
ときのブロック図である。

【００３２】図１１において、５１はピントを合わせる
ためのフォーカスレンズ群、５２は変倍を行うズームレ
ンズ群、５３は露出を調整するための絞り部、５４は光
軸方向に微小移動するレンズ群、５５はレンズ群５４を
光軸方向に移動させるレンズ移動機構であり、この部分
に本実施例の図３によるレンズ移動機構を採用してい
る。また、５６はレンズ移動機構５５を駆動する駆動
部、５７は結像作用を担うリレーレンズ群であり、５８
はフォーカスレンズ５１を駆動する駆動部である。そし
て、５９は撮像デバイス、６０は駆動部５６、５８を制
御し自動焦点調節機能を作動する制御部、６１はカメラ
全体の制御を実行させる回路である。

【００３３】図１１の構成において、レンズ群５４は、
光軸方向に微小に移動させても、像倍率がほとんど変化
することなくピントのみボケるようになっている。従っ
て、駆動部５６によりレンズ群５４を光軸方向に微小移
動することにより、撮像デバイス５９の撮像面での焦点
位置が微小に変化し、映像信号の変化として検出でき
る。これをカメラ側の回路６１に送って信号処理し、ピ
ントのボケ量と方向を演算し、制御部６０に出力するこ
とになる。制御部６０より、ピントのボケ量と方向に応
じた駆動信号を出し、駆動部５８でフォーカスレンズ５
１を駆動することによって、自動焦点調整を行うことが
できる。

【００３４】さて、この自動焦点調節方式では、ウォブ
リングされるレンズ群の移動によりピントがボケるの
で、撮影用レンズ装置、特に、動画を扱うＴＶ、ビデオ
のレンズ装置においては、映像信号の変化は検出可能な
範囲で、しかも見た目には目立たない程度に、そのボケ
を抑える必要がある。そのため、ウォブリングされるレ
ンズ群は、移動量は非常に微小で、しかも精度良く、ま
た高速で移動しなければならない。しかし、従来のレン
ズ移動機構のように、嵌合の隙間によりレンズ保持部材
に傾きを生じるものでは、レンズを微小に移動させよう
としても、傾きが変化するだけで光軸方向には移動しな
い場合もあり、精度良く移動させることはできない。一
方、本発明によるレンズ移動機構によれば、レンズ群が
傾くことなく移動できるので、微小の移動量でも精度良
く動かせ、特に、第２、第３の実施例のような構成をと
れば、カムの加工精度による影響が軽減されるので、さ
らに精度が向上する。また、従来の嵌合方式と違って移
動部が軽くなるので、高速で移動させることが可能とな
る。

【００３５】以上のように、本発明のレンズ移動機構
は、上記のような自動焦点調整機能付きレンズ装置の焦
点検出装置に用いるのには好適であり、これにより、非
常に高精度で、高速な自動焦点調整機能付きレンズ装置
を実現することが可能となる。

【００３６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
移動レンズ群の偏心や傾きによる光学性能の劣化を起こ
し難く、しかも、小型軽量で安価なレンズ移動機構を得
ることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に関するレンズ移動機構の第１実施例を
示す図。

【図２】図１のレンズ移動機構を正面方向からみた図。

【図３】本発明に関するレンズ移動機構の第２実施例を
示す図。

【図４】図３のレンズ移動機構で、レンズを移動させた
状態を示す図。

【図５】本発明に関するレンズ移動機構の第３実施例を
示す図。

【図６】本発明に関するレンズ移動機構の第４実施例を
示す図。

【図７】本発明に関するレンズ移動機構の第５実施例を
示す図。

【図８】本発明に関するレンズ移動機構の第６実施例を
示す図。

【図９】本発明に関するレンズ移動機構の更なる別型態
を保持構造を示す図。

【図１０】本発明に関するレンズ移動機構をカメラに搭
載した状態を示す図。

【図１１】本発明に関し、レンズ制御全体のブロック
図。

【図１２】従来のレンズ移動機構を示す図。

【図１３】従来のレンズ移動機構を示す図。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 レンズを保持する保持部材を、外筒に対
   して円板状の弾性部材によって保持し、前記保持部材を
   押圧部材によって光軸方向に押圧するようにしたことを
   特徴とするレンズ移動機構。
2. 【請求項２】 前記弾性部材は金属性の薄膜板であるこ
   とを特徴とする請求項１のレンズ移動機構。