JP2001188161A5 - - Google Patents
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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。
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