JP6051473B2 - ズームレンズ鏡筒 - Google Patents

Description

本発明はズームレンズ鏡筒に関する。

従来より、軸方向に略同一の径で延びる固定筒と、この固定筒に対して光軸方向に移動可能な直進筒と、ズームリングの回転を固定筒に対して直進筒を光軸方向に移動させ、駆動力に変換するためのカム筒と、を備えた構成のレンズ鏡筒が用いられている。このようなレンズ鏡筒には、例えば、特許文献１に記載されているような光学的にフォーカスレンズの位置を検出する位置センサが用いられている。しかしながら、このように光学的にフォーカスレンズの位置を検出する位置センサでは、電気的に位置を検出するため、経時劣化や電力消費量の増加などの問題がある。そこで、光軸方向に延びる長尺なセンサ本体と、センサ本体に対して光軸方向に移動可能な突起部とを備え、この突起部を直進筒の移動と連動させて、フォーカスレンズの位置を検出する位置センサも広く用いられている。

特開２０１３−２４８９４号公報

一方、近年、鏡筒を通じてカメラボディーまで到達した入射光を光学式ファインダに導くためのレフレックスミラーを備えていないカメラが広く販売されている。このようなレフレックスミラーを備えていないカメラは、カメラボディーを小型軽量化することができるとともに、一眼レフカメラと同様に鏡筒を交換して用いることができる。また、このようなレフレックスミラーを備えていないカメラに用いられるズームレンズ鏡筒には、一眼レフカメラに用いられるズームレンズ鏡筒と同様に高倍率の長い繰り出し量を確保しつつ、カメラボディーと同様に小型化が求められる。

しかしながら、このような突起部を直進筒の移動と連動させて、フォーカスレンズの位置を検出する位置センサを、上記のようなレフレックスミラーを備えていないカメラの鏡筒に適用しようとしても、光軸方向に延びる空間を確保するためにレンズ鏡筒の径が大きくなってしまうという問題がある。

本発明は、上記の問題に鑑みなされたものであり、その目的は、長尺な位置センサが適用される場合であっても、径が大きくなることがないレンズ鏡筒を提供することである。

本発明のズームレンズは、光軸方向に移動可能な第１レンズ群と、絞り機構よりも結像側に設けられた光軸方向に移動可能な一以上のレンズ群と、を少なくとも備えたズームレンズ鏡筒であって、固定筒と、固定筒の外側に配設されたズームリングと、ズームリングと一体であり、固定筒に対して回転する第１カム筒と、第１レンズ群を保持し、固定筒の内側に配置された直進筒と、を備え、直進筒は、固定筒に対して第１カム筒が回転することにより、光軸方向に移動可能であり、絞り機構よりも結像側に設けられた光軸方向に移動可能な一以上のレンズ群を保持するための保持部材が、直進筒の後部に形成された取付部に接続されており、取付部を除く直進筒の部分は、絞り機構よりも対物側に設けられている、ことを特徴とする。

本発明によれば、固定筒に対して光軸方向に移動する直進筒の取付部を除く部分が、絞り機構の前方に設けられているため、鏡筒の後部にスペースを確保できる。これにより、鏡筒の径が大きくなることなく、長尺な位置検出センサを鏡筒内に組み込むことができる。

本発明において、好ましくは、直進筒は、固定筒の内側に配置された第１の直進筒と、第１の直進筒の内側に配置された第２の直進筒とを含み、第１の直進筒は、第１カム筒が固定筒に対して回転することにより、光軸方向に移動可能であり、ズームレンズ鏡筒は、第２の直進筒の内側に配置され、第１の直進筒とともに光軸方向に移動するとともに１のカム筒と連動して回転する第２のカム筒と、第２のカム筒の内側に配置され、第１の直進筒とともに光軸方向に移動する直進ガイド筒と、を備え、第２の直進筒は、直進ガイド筒に対して第２のカム筒が回転することにより、第１の直進筒に対して光軸方向に移動する。

このような構成の本発明によれば、鏡筒の径が大きくなることなく、長い繰り出し量を確保することができる。

本発明において、好ましくは、固定筒は、光軸方向に結像側に向かって徐々に径が小さくなるような形状に形成されている。

このような構成の本発明によれば、鏡筒の接眼側の外周部にスペースを確保することができ、この部分にマニュアルフォーカス機構等の機構を組み込むことが可能となる。

本発明において、好ましくは、ズームレンズ鏡筒は、固定筒の内面に沿って、第１カム筒と連動して回転可能なズーム連動環と、固定筒の後部に取り付けられた位置センサと、を備え、位置センサは、光軸方向に延びるセンサ本体と、センサ本体に対して光軸方向に移動可能な突起部を備え、突起部はズーム連動環の回転に連動して、センサ本体に対して光軸方向に移動する。

本発明によれば、長尺な位置センサが適用される場合であっても、径が大きくなることがないレンズ鏡筒が提供される。

本実施形態のズームレンズ鏡筒を示し、広角状態における光軸を中心として異なる角度の平面における断面図（その１）である。 本実施形態のズームレンズ鏡筒を示し、広角状態における光軸を中心として異なる角度の平面における断面図（その２）である。 本実施形態のズームレンズ鏡筒を示し、広角状態における光軸を中心として異なる角度の平面における断面図（その３）である。 図１と同じ平面における望遠状態における断面図である。 本実施形態のズームレンズ鏡筒に用いられている第１直進筒を示す斜視図である。

以下、本発明のズームレンズ鏡筒の一実施形態を図面を参照しながら詳細に説明する。
まず、鏡筒の構成について説明する。
図１から図４は、本実施形態のズームレンズ鏡筒を示す断面図であり、図１から３は広角状態における光軸を中心として異なる角度の平面における断面図であり、図４は図１と同じ平面における望遠状態における断面図である。また、図５は、本実施形態のズームレンズ鏡筒に用いられている第１直進筒を示す斜視図である。

図１から図４に示すように、本実施形態の鏡筒１０は、第１レンズ群Ａ、第２レンズ群Ｂ、第３レンズ群Ｃ、第４レンズ群Ｄ、第５レンズ群Ｅ、及び第６レンズ群Ｆを備える。第３レンズ群Ｃは、手振れ防止のために光軸と直交する方向へシフトされるシフトレンズ群Ｃｒを含む。
鏡筒１０は、カメラボディーに取り付けられるマウント１１と、このマウント１１に一体の固定筒２０とを有する。

固定筒２０の外側には、第１カム筒３０が配置され、さらに、その外側にはズーム操作リング４０が配置されている。また、固定筒２０の内側には、第１直進筒５０が配置されている。ズーム操作リング４０と第１カム筒３０とは結合されており、ズーム操作リング４０の回転運動は第１カム筒３０へ伝達される。第１カム筒３０には周面に光軸方向に対して斜めに延びる第１直進筒カム溝３１が形成されている。また、固定筒２０の周面には光軸方向に延びる第１直進筒直進ガイド溝２１が形成されている。第１直進筒５０の外周面には、第１カム筒３０の第１直進筒カム溝３１、及び固定筒２０の第１直進筒直進ガイド溝２１に係合する直進筒連動コマ５１が植設されている。これにより、第１カム筒３０が固定筒２０に対して回転すると、第１直進筒５０が固定筒に対して回転することなく、光軸方向に移動する。

図１乃至図５に示すように、第１直進筒５０は、対物側の前部５０Ａと、前部５０Ａよりも内径が小さい中間部５０Ｂと、中間部５０Ｂよりも内径が小さい後部５０Ｃとを有する。なお、図５に示すように、後部５０Ｃは中間部５０Ｂから接眼側へ突出する突部として形成されており、この後部５０Ｃには、貫通孔５０Ｅが形成されている。また、図５に示すように、中間部５０Ｂには、直進筒連動コマ５１を植設するためのネジ孔５０Ｄが形成されている。
第１直進筒５０の前部５０Ａの内側には第２直進筒６０が配置されている。また、第２の直進筒６０の内側、及び、第１直進筒５０の中間部５０Ｂの内側には第２カム筒７０が配置されている。また、第２カム筒７０の内側、かつ、第１直進筒５０の後部５０Ｃの内側には第１ガイド筒８０が配置されている。さらに、第１ガイド筒８０の内側には、第３レンズ群保持筒１００が配置されている。第１ガイド筒８０の後端部と、第１直進筒５０の後部５０Ｃと、第３レンズ群保持筒１００の前部とは、固定コマ８２が直進筒５０の後部５０Ｃに形成された貫通孔５０Ｅを貫通した状態で、固定コマ８２により一体に固定されている。このため、第１ガイド筒８０及び第３レンズ群保持筒１００は、第１直進筒５０の後部５０Ｃに接続され、第１直進筒５０とともに、固定筒２０に対して回転することなく、光軸方向に移動する。

第１カム筒３０には、光軸方向に延びる連動レバー直進ガイド溝３２が形成されている。また、固定筒２０には、周面に沿って光軸方向に傾斜した連動レバーニゲ２２が形成されている。さらに、第１直進筒５０の後端部には所定の角度範囲にわたって周方向に延びる切り欠き５２が形成されている。また、第１直進筒５０の後端部に形成された切り欠き５２に沿って周方向に摺動可能な連動レバー１１０が設けられている。この連動レバー１１０には、伝達コマ１１１が植設されており、この伝達コマ１１１は、第１カム筒３０に形成された光軸方向に延びる連動レバー直進ガイド溝３２と係合している。これにより、第１カム筒３０が回転すると、連動レバー１１０が、第１直進筒５０とともに前進するとともに、第１カム筒３０の回転に連動して回転する。

第２カム筒７０の後端は、連動レバー１１０に接続されている。第２カム筒７０には周面に沿って光軸方向に傾斜する第２直進筒カム溝７１が形成されている。また、第１ガイド筒８０には光軸方向に延びる第２直進筒直進ガイド溝８１が形成されている。第２直進筒６０の内面には第２直進筒連動コマ６１が植設されており、この第２直進筒連動コマ６１は第２カム筒７０の第２直進筒カム溝７１、及び、第１ガイド筒８０の第２直進筒直進ガイド溝８１と係合している。第１カム筒３０が回転すると、第２カム筒７０が第１カム筒３０と連動して回転する。そして、第１ガイド筒８０が固定筒２０に対して回転することはないため、第２カム筒７０の回転により、第２直進筒６０が第１ガイド筒８０に対して光軸方向に移動する。

なお、固定筒２０内に配置された、第１直進筒５０、及び、第２直進筒６０を進退させるための機構、すなわち、第１直進筒５０、第２直進筒６０、第２カム筒７０、及び第１ガイド筒８０を繰り出し機構という。

また、第１ガイド筒８０の内側には、第３カム筒９０が配置されている。第３カム筒９０の後端部は、伝達コマ９１を介して連動レバー１１０に固定されている。これにより、第１カム筒３０が回転すると、これと連動して第３カム筒９０も回転する。また、第３カム筒９０の内側には、第２レンズ群Ｂを保持する第２レンズ群摺動枠１２０が配置されている。第３カム筒９０には、周面に沿って光軸方向に傾斜する第２レンズ群摺動枠カム溝９２が形成されている。第１ガイド筒８０の周面には、光軸方向に延びる第２レンズ群摺動枠直進ガイド溝８３が形成されている。第２レンズ群摺動枠１２０の外周部には、第２レンズ群摺動枠連動コマ１２１が植設されている。また、この第２レンズ群摺動枠連動コマ１２１は、第１ガイド筒８０の第２の直進ガイド溝８３、及び、第３カム筒９０の第２レンズ群摺動枠カム溝９２に係合している。第１カム筒３０が回転すると、第３カム筒９０が第１カム筒３０と連動して回転する。そして、第１ガイド筒８０は固定筒２０に対して回転することはないため、第３カム筒９０の回転により、第２レンズ群摺動枠１２０が光軸方向に移動する。

上記の通り、第１ガイド筒８０の後端部と、第１直進筒５０の後部と、第３レンズ群保持筒１００の前部とは、固定コマ８２により一体に固定されている。さらに、第３レンズ群保持筒１００の後端部には、第５レンズ群Ｅを保持する第５レンズ群保持枠１３０が接続されている。また、第３レンズ群保持筒１００内には光軸方向に延びるガイドレール１３１が設けられており、第４レンズ群Ｄを保持する第４レンズ群枠１４０はこのガイドレール１３１に沿って光軸方向に移動可能に保持されている。かかる構成により、第３レンズ群Ｃ、第４レンズ群Ｄ、及び第５レンズ群Ｅは、第１直進筒５０および第３レンズ群保持筒１００の光軸移動と連動して、光軸方向に移動する。

さらに、第３レンズ群保持筒１００には、外部からの入力に応じて回転するオートフォーカスモータ１３２が設けられている。このオートフォーカスモータ１３２が回転することにより、第４レンズ群枠１４０とともに第４レンズ群Ｄがガイドレール１３１に沿って第３レンズ保持筒１００に対して光軸方向に移動する。

また、第３レンズ群保持筒１００には、シフトレンズ群Ｃｒを保持する手振れ補正ユニット１５０が設けられている。この手振れ補正ユニット１５０は、鏡筒１０内に設けられたジャイロ機構からの出力に応じて、シフトレンズ群Ｃｒを光軸と直交方向に移動させる。

さらに、第３レンズ群保持筒１００の第３レンズ群Ｃの対物側には絞り機構１０１が設けられている。本実施形態では、第１直進筒５０の前部５０Ａ及び中間部５０Ｂ、第２直進筒６０、第２カム筒７０、及び第１ガイド筒８０、すなわち、繰り出し機構は、絞り機構１０１の対物側に設けられている。また、後述するように、第３〜第５レンズ群Ｃ、Ｄ、Ｅは、第３レンズ群保持筒１００内に保持されており、この第３レンズ群保持筒１００は第１直進筒５０の後部５０Ｃに固定されている。したがって、第１直進筒５０の絞りよりも後ろにあるレンズ群を保持する第３レンズ群保持筒１００を接続するための取付部（後部５０Ｃ）を除く部分、第２直進筒６０、第２カム筒７０、及び第１ガイド筒８０は、絞り機構１０１よりも対物側に設けられている。

マウント１１の内側には、第６レンズ群Ｆを保持する第６レンズ群保持枠１６０が取り付けられている。

固定筒２０内の繰り出し機構の結像側には、固定筒２０の内面に沿って回転可能なズーム連動環１７０が配置されている。第１カム筒３０の後部の縁には、凹部が形成されている。また、固定筒２０には周方向に延びる周方向溝２３が形成されている。ズーム連動環１７０の外周面には伝達コマ１７１が植設されており、この伝達コマ１７１は周方向溝２３を貫通し、第１カム筒３０の後部の縁に形成された凹部に嵌りこんでいる。これにより、第１カム筒３０が回転すると、伝達コマ１７１を介してズーム連動環１７０が連動して回転する。

固定筒２０の繰り出し機構よりも結像側の部分には光軸方向に延びる切り欠きが形成され、この切り欠きないには位置検出センサ２４が設けられている。この位置検出センサ２４は、光軸方向に延びるセンサ本体２４Ｂと、センサ本体２４Ｂに対して光軸方向に移動可能な突起部２４Ａを備え、この突起部２４Ａの位置を検出する。ズーム連動環１７０には周面に沿って光軸方向に傾斜するようにガイド溝１７２が形成されている。位置検出センサ２４の突起部２４Ａは、ズーム連動環１７０のガイド溝１７２に係合している。これにより、第１カム筒３０に連動してズーム連動環１７０が回転すると、位置検出センサ２４の突起部２４Ａがガイド溝１７２に案内されて光軸方向に移動される。これにより、位置検出センサ２４により検出された突起部２４Ａの位置に基づき、ズーム連動環１７０の回転角度、すなわち、第１カム筒３０の回転角度を検出することができる。

また、鏡筒１０は、撮影対象までの距離を測定するための測距装置（図示せず）、及びオートフォーカスモータ１３２を制御する制御装置（図示せず）を備える。測距装置により測定された撮影対象までの距離、及び位置検出センサ２４により検出された第１カム筒３０の回転角度は、制御装置に入力される。そして、制御装置は、入力された撮影対象までの距離および第１カム筒３０の回転角度に基づき、オートフォーカスモータ１３２を駆動する。

次に、本実施形態の鏡筒１０におけるズーム作動について説明する。
ズーム作動は、ズーム操作リング４０を回転させることにより行うことができる。ズーム操作リング４０を回転させると、これと連動して第１カム筒３０が回転する。

第１カム筒３０が回転すると、第１直進筒５０に植設された第１直進筒連動コマ５１が、第１カム筒３０の第１直進筒カム溝３１、及び固定筒２０の第１直進筒直進ガイド溝２１に係合しているため、第１直進筒５０が光軸方向に移動する。なお、第１直進筒５０と第１ガイド筒８０及び第３レンズ群保持筒１００は一体に結合されているため、第１直進筒５０の光軸方向の移動と連動して、第１ガイド筒８０及び第３レンズ群保持筒１００も回転することなく光軸方向に移動する。このようにして、ズーム操作リング４０の回転に連動して、第３レンズ群Ｃ、第４レンズ群Ｄ，及び第５レンズ群Ｅが光軸方向に移動する。

また、第１カム筒３０が回転すると、連動レバー１１０に植設された伝達コマ１１１が、第１カム筒３０に形成された光軸方向に延びる連動レバー直進ガイド溝３２と係合しているため、第１直進筒５０とともに、連動レバー１１０が光軸を中心に回転しながら、光軸方向に移動する。そして、この連動レバー１１０の回転及び光軸方向移動は、第２カム筒７０及び第３カム筒９０に伝達される。

第２カム筒７０が回転されると、第２直進筒６０の内面に植切された第２直進筒連動コマ６１が第２カム筒７０の第２直進筒カム溝７１、及び、第１ガイド筒８０の第２直進筒直進ガイド溝８１と係合しているため、第２直進筒６０が第１ガイド筒８０に対して光軸方向に移動する。このようにして、ズーム操作リング４０の回転に連動して、第１レンズ群Ａが光軸方向に移動する。

また、第３カム筒９０が回転すると、第２レンズ群摺動枠１２０に植設された第２レンズ群摺動枠連動コマ１２１が、第１ガイド筒８０の第２の直進ガイド溝８３、及び、第３カム筒９０の第２レンズ群摺動枠カム溝９２に係合しているため、第２レンズ群摺動枠１２０が第１ガイド筒８０に対して光軸方向に移動する。このようにして、ズーム操作リング４０の回転に連動して、第２レンズ群Ｂが光軸方向に移動する。

また、第１カム筒３０の回転は、伝達コマ１７１を介してズーム連動環１７０に伝達される。そして、ズーム連動環１７０が回転すると、位置検出センサ２４の突起部２４Ａがズーム連動環１７０に形成されたガイド溝１７２に案内されて光軸方向に移動される。これにより、位置検出センサ２４により検出された突起部２４Ａの位置に基づき、ズーム連動環１７０の回転角度、すなわち、第１カム筒３０の回転角度が検出される。

次に、本実施形態の鏡筒１０におけるフォーカス作動について説明する。
測距装置（図示せず）により測定された撮影対象までの距離、及び、位置検出センサ２４により検出された第１カム筒３０の回転角度は、制御装置に入力される。そして、制御装置が、入力された撮影対象までの距離および第１カム筒３０の回転角度に基づき、カメラボディーに内蔵された光学素子上で結像するように、オートフォーカスモータ１３２を駆動する。

オートフォーカスモータ１３２が回転されると、第４レンズ群枠１４０とともに第４レンズ群Ｄがガイドレール１３１に沿って第３レンズ保持筒１００に対して光軸方向に移動する。これにより、オートフォーカシングを行うことができる。

また、この第４レンズ群枠１４０は、手動により鏡筒１０の外周に設けられたフォーカス操作リング１８０を回転させて、第４レンズ群枠１４０を光軸移動させることもできる。このようなマニュアルフォーカス機構は、鏡筒１０内の後部の固定筒２０の外周部分に形成されたスペースに組み込まれている。

本実施形態の鏡筒１０によれば、繰り出し機構が絞り機構１０１の前方に設けられているため、鏡筒１０の後部にスペースを確保できる。これにより、鏡筒１０の径を大きくすることなく、長尺な位置検出センサ２４を鏡筒１０内に組み込むことができる。

また、一体となった第１カム筒３０及びズーム操作リング４０が固定筒２０の外周に直接設けられている。これにより、固定筒２０内のスペースを大きく確保することができ、固定筒２０内に繰り出し機構を配置することができる。

また、固定筒２０が対物側に向かって徐々に径が小さくなる形状であるため、鏡筒１０の接眼側の外周部にスペースを確保することができ、この部分にマニュアルフォーカス機構等の機構を組み込むことが可能となる。

１０ 鏡筒
１１ マウント
２０ 固定筒
２１ 第１直進筒直進ガイド溝
２２ 連動レバーニゲ
２３ 周方向溝
２４ 位置検出センサ
３０ 第１カム筒
３１ 第１直進筒カム溝
３２ 連動レバー直進ガイド溝
４０ ズーム操作リング
５０ 第１直進筒
５１ 第１直進筒連動コマ
５２ 切り欠き
６０ 第２直進筒
６１ 第２直進筒連動コマ
７０ 第２カム筒
７１ 第２直進筒カム
８０ 第１ガイド筒
８１ 第２直進筒直進ガイド溝
８２ 固定コマ
８３ 第２レンズ群摺動枠直進ガイド溝
９０ 第３カム筒
９１ 伝達コマ
１００ 第３レンズ群保持筒
１０１ 絞り機構
１１０ 連動レバー
１１１ 伝達コマ
１２０ 第２レンズ群摺動枠
１２１ 第２レンズ群摺動枠連動コマ
１３０ 第５レンズ群保持枠
１３１ ガイドレール
１３２ オートフォーカスモータ
１４０ 第４レンズ群保持枠
１５０ 手振れ補正ユニット
１６０ 第６レンズ群保持枠
１７０ ズーム連動環
１７１ 伝達コマ
１８０ フォーカス操作リング

Claims (4)

1. 絞り機構よりも被写体側に設けられ、光軸方向に移動可能な第１レンズ群と、前記絞り機構よりも結像側に設けられた光軸方向に移動可能な一以上のレンズ群と、を少なくとも備えたズームレンズ鏡筒であって、
   固定筒と、
   前記固定筒の外側に配設されたズームリングと、
   前記ズームリングと一体であり、前記固定筒に対して回転する第１のカム筒と、
   前記第１レンズ群を保持し、前記固定筒の内側に配置された直進筒と、
   前記第１のカム筒の回転角度を検出するための位置センサと、を備え
   前記直進筒は、前記固定筒に対して前記第１のカム筒が回転することにより光軸方向に移動可能であり、
   絞り機構よりも結像側に設けられた光軸方向に移動可能な一以上のレンズ群を保持するための保持部材が、前記直進筒の後部に形成された取付部に接続されており、
   前記取付部を除く直進筒の部分は、前記絞り機構よりも対物側に設けられており、
   前記位置センサは前記直進筒に対して、結像側の同径位置に設けられている、ことを特徴とするズームレンズ鏡筒。
2. 前記直進筒は、
   前記固定筒の内側に配置された第１の直進筒と、前記第１の直進筒の内側に配置された第２の直進筒とを含み、
   前記第１の直進筒は、前記第１のカム筒が前記固定筒に対して回転することにより、光軸方向に移動可能であり、
   前記ズームレンズ鏡筒は、前記第２の直進筒の内側に配置され、前記第１の直進筒とともに光軸方向に移動するとともに前記第１のカム筒と連動して回転する第２のカム筒と、前記第２のカム筒の内側に配置され、前記第１の直進筒とともに光軸方向に移動する直進ガイド筒と、を備え、
   前記第２の直進筒は、前記直進ガイド筒に対して前記第２のカム筒が回転することにより、前記第１の直進筒に対して光軸方向に移動する、ことを特徴とする請求項１に記載されたズームレンズ鏡筒。
3. 前記固定筒は、光軸方向に結像側に向かって徐々に径が小さくなるような形状に形成されている、請求項１又は２に記載されたズームレンズ鏡筒。
4. 前記ズームレンズ鏡筒は、前記固定筒の内面に沿って、前記第１のカム筒と連動して回転可能なズーム連動環と、
   前記固定筒の後部に取り付けられた位置センサと、を備え、
   前記位置センサは、光軸方向に延びるセンサ本体と、前記センサ本体に対して光軸方向に移動可能な突起部を備え、
   前記突起部は前記ズーム連動環の回転に連動して、前記センサ本体に対して光軸方向に移動する、ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載されたズームレンズ鏡筒。

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