JP2001188161A5 - - Google Patents

Description

また、本願第２の発明では、変倍動作時に合焦のためのレンズ駆動を行うレンズ駆動装置において、変倍駆動カムおよび合焦駆動カムを有し、変倍動作時に回転して変倍駆動カムによる第１のレンズの光軸方向駆動および合焦駆動カムによる第２のレンズの光軸方向駆動を行いながら光軸方向に移動するカム筒と、焦点距離に応じて第２のレンズとカム筒との相対回転速度を変化させるとともに、合焦動作時の第２のレンズの回転速度を変化させる変速機構とを設けている。

本実施形態の交換レンズは、レンズ群Ｌ１〜Ｌ６の６群構成であって、変倍動作によって全てのレンズ群が、またフォーカス動作によってレンズ群Ｌ２が光軸方向に移動する。このとき、レンズ群Ｌ３とレンズ群Ｌ６は一体的に移動し、レンズ群Ｌ５は光軸方向への移動とは別に、振れ補正動作を行なうために光軸と略直交する方向への移動も行なうことができる。

Ｌ３保持枠１０９は、レンズ群Ｌ３を保持している。このＬ３保持枠１０９には、絞り駆動部と絞り羽根部とから構成される電磁絞りユニット１１７がビス止めされている。また、Ｌ３保持枠１０９の後端には、レンズ群Ｌ６を保持するＬ６保持枠１１８が、補強板１１９及びばね座金１２０とともにビス止めされている。

Ｌ４保持枠１１０は、レンズ群Ｌ４を保持しているともに、その前端にフック部を有している。このフック部には、開放口径の決定及び有害光のカットを目的とする移動絞り１２１が前方より弾性結合されている。これにより、Ｌ３保持枠１０９を間に挟んだ状態での移動絞り１２１とＬ４保持枠１１０との結合を容易としている。

振れ補正ユニット１１１は、レンズ群Ｌ５を光軸と略直交する方向に移動可能に保持しており、マグネット及びコイルとから構成された駆動機構によってレンズ群Ｌ５を駆動する。

フィルター枠１２２には、レンズ群Ｌ１を保持するＬ１保持枠１２３がビス止めされているが、フィルター枠１２２とＬ１保持枠１２３との当接部はそれぞれ周方向の斜面となっている。このため、Ｌ１保持枠１２３を回転させて取り付けることにより、光軸方向の取り付け位置を変えることができる。これにより、製造誤差による広角側と望遠側の焦点位置のずれを補正することが可能となっている。

１３４は中間筒であり、その外径にはズーム操作環１３２の内径に形成された光軸方向に延びる溝に係合する突起部が、内径にはフィルター枠１２２の外径に設けられた突起部が係合するリード溝がそれぞれ設けられている。このため、中間筒１３４は、回転方向についてはズーム操作環１３２と一体的に、光軸方向についてはズーム操作環１３２の回転方向の位置とフィルター枠１２２の光軸方向の位置に応じて進退する。

１３８はインナーカム筒（第２のカム筒）であり、このインナーカム筒１３８には、コイルばねを挟んでフォロア１３９がビス止めされている。フォロア１３９は、案内筒１０７に形成されたズーム補正カム１０７ｃとカム筒１０８に形成された光軸方向に延びる直進溝部１０８ｅとに係合している。このため、カム筒１０８が回転すると、インナーカム筒１３８は、ズーム補正カム１０７ｃと直進溝部１０８ｅの交点（すなわち、フォロア１３９の係合位置）の移動に従って回転しながら光軸方向に進退する。

１４０はＬ２保持枠で、レンズ群Ｌ２を保持している。このＬ２保持枠１４０の外径部にはフォロア部１４０ａが形成されており、このフォロア部１４０ａはインナーカム筒１３８の内径に形成されたフォーカスカム（合焦駆動カム）１３８ａに係合している。また、Ｌ２保持枠１４０から延出したキー部（キーフォロア）１４０ｂは、フォーカスキー１２７に形成されたキー溝部１２７ａに係合している。

合焦動作のうちオートフォーカス時においては、振動型モータの駆動力により、合焦動作のうちマニュアルフォーカス時においてはマニュアルフォーカスリング１２６の回転操作力により、フォーカスキー１２７を介してＬ２保持枠１４０を回転させ、Ｌ２保持枠１４０のフォロア部１４０ａとインナーカム筒１３８のフォーカスカム１３８ａとの係合点の光軸方向移動量だけ、レンズ群Ｌ２を進退させることができる。

一方、変倍動作時においては、ズーム操作環１３２の回転操作力がズームキー１３３を介してカム筒１０８を回転させることで、案内筒１０７の案内溝１０７ａ，１０７ｂと、カム筒１０８のズームカム１０８ａ，１０８ｂ，１０８ｃ，１０８ｄとの交点の移動に従ったＬ３保持枠１０９、Ｌ４保持枠１１０、振れ補正ユニット１１１および直進筒１１２の光軸方向移動により、レンズ群Ｌ１、Ｌ３、Ｌ４、Ｌ５およびＬ６（レンズ群Ｌ３と一体）をそれぞれ光軸方向に進退させることができる。

さらに、これと同時に、レンズ群Ｌ２は、案内筒１０７のズーム補正カム１０７ｃとカム筒１０８の直進溝部１０８ｅとの交点の移動によるインナーカム筒１３８の光軸方向移動量と、このときのインナーカム筒１３８の回転によるＬ２保持枠１４０のフォロア部１４０ａとインナーカム筒１３８のフォーカスカム１３８ａとの係合点の光軸方向移動量の合成量だけ光軸方向に進退し、焦点距離の変化に伴うピント補正を行う。

しかも、本実施形態では、インナーフォーカス方式での焦点距離の変化に伴なう合焦レンズの移動量を補正してレンズ群Ｌ２を移動させることが可能となっているが、この点については後述する。

また、振れ補正動作においては、振動ジャイロ１２８の出力及びエンコーダフレキ１３０の出力に応じて振れ補正ユニットを制御し、レンズ群Ｌ５を光軸と略直交する面内で、発生している振れによるフィルム面での像の移動を打ち消す方向に駆動させることができる。

図３（ａ）のオリジナル光学設計値の状態では、変倍レンズ群であるレンズ群Ｌ１用のズームカムは、Ｍで回転位置θ１，光軸方向位置Ｚ１、Ｔで回転位置θ２，光軸方向位置Ｚ２を通る一定のリードを有する直線で表わされる。

一方、Ｗ、Ｍ、Ｔでの合焦レンズであるレンズ群Ｌ２の物体距離に応じたレンズ位置軌跡を示す曲線を、ズームカムでのＷ、Ｍ、Ｔの位置と同じ回転位置を物体距離∞として、また図中右側に向かって物体距離が近づいていくようにして、一本の曲線状に配置（Ｍ・∞で光軸方向位置Ｆ１、Ｔ・∞で光軸方向位置Ｆ２）したものがフォーカスカムである。

また、図３（ｂ）に示す従来のフォーカスカム最適化状態では、図３（ａ）の状態に対して、各焦点距離でのレンズ群Ｌ２の∞からの回転角とレンズ移動軌跡はそのままで、Ｍ、Ｔでのレンズ位置をずらして（Ｍ・∞で回転方向位置θ３、光軸方向位置Ｆ３、Ｔ・∞で回転方向位置θ２、光軸方向位置Ｆ４）配置することで、フォーカスカムを滑らかな曲線にするとともに、ズームカムにおけるＭでの回転方向位置も同じようにθ３にずらし（光軸方向位置は変えず）、変倍動作時にズームカムとフォーカスカムを回転方向に一体に回転させることで、各焦点距離での合焦レンズ移動軌跡の設計値からのずれを充分小さい値に抑えることができるようになっている。

このとき、ズーム補正カムは以下のように決定される。レンズ群Ｌ２は、先に説明したように、ズーム補正カムによるフォーカスカム全体の移動量と、フォーカスカムによるレンズ群Ｌ２の移動量の合成量だけ移動する。従って、レンズ群Ｌ２の変倍動作での移動量（Ｗ・∞基準）を、Ｍ・∞でＺ’１、Ｔ・∞でＺ’２とすると、ズーム補正カムは、ＭでＨ１＝Ｚ’１−Ｆ３、ＴでＨ２＝Ｚ’２−Ｆ４を通る曲線とすればよい。これにより、∞でのピント変動だけでなく、全ての物体距離における焦点距離の差によるレンズ移動量の差をメカ的に補正することが可能となる（各焦点距離のフォーカスカム使用域での相対回転速度では、∞からの回転角が同じであれば、物体距離も同じであるから）。

一方、図３（ｃ）に示す本実施形態でのフォーカスカム最適化状態では、図３（ｂ）の状態に対して、ズームカム１０８ｄにおけるＭでの回転方向位置をθ４（＞θ３）とするとともに、変倍動作時におけるフォーカスカム１３８ａ内のフォロア１４０ａの回転速度をレンズ群Ｌ２の光軸方向位置（すなわち、焦点距離）に応じて変化させる機構（キー部１４０ｂと非ストレートカム形状を有するキー溝部１２７ａとの係合機構）を設けて、各焦点距離におけるフォーカスカムの使用位置及び使用範囲を補正している。これにより、従来と同じく合焦レンズ移動軌跡の設計値からのずれを充分小さい値に抑えることができるだけでなく、ＷとＴでのズームカム１０８ｄの傾きの極端な差を解消（Ｄ−Ｃ＜Ｂ−Ａ）することが可能となっている。

そして、本実施形態では、焦点距離に応じてフォーカスカム１３８ａ内のフォロア１４０ａの回転速度を変化させる機構を、合焦動作時においてレンズ群Ｌ２を回転させるためのフォーカスキー１２７のキー溝部１２７ａを用いて構成しているため、既存の構成要素を用いて、つまり複雑な機構を新たに設けることなく、フォーカスカム最適化状態でのズームカム（１０８ｄ等）の移動軌跡への影響を軽減することが可能となっている。

また、キー溝部１２７ａの光軸方向からの傾きによって、フォーカスカム１３８ａ内のフォロア１４０ａの回転速度をレンズ群Ｌ２の光軸方向位置（すなわち、焦点距離）に応じて、θＷ＞θＴ＞θＭとなるように変化させることで、一般的な高倍率ズームレンズ（概ね５倍以上の倍率を有するズームレンズ）の特徴（図３（ａ）でＴを基準とした滑らかなフォーカスカムを想定した時に、Ｍでは移動量が大きくなり過ぎ、Ｗでは逆に小さくなり過ぎる傾向がある）による、フォーカスカム最適化状態でのズームカムの移動軌跡への影響を軽減することができる。

さらに、レンズ群Ｌ２のフォーカス移動軌跡とズーム移動軌跡との差分を補正するための移動機構を、ズームカムを有するカム筒１０８に形成した直進溝部１０８ｅとズーム補正カム１０７ｃとで構成することで、複雑な機構を設けることなく、フォーカスカム最適化によるズームカムの移動軌跡への影響を軽減している。