JP2004085842A

JP2004085842A - レンズ鏡筒およびカメラシステム

Info

Publication number: JP2004085842A
Application number: JP2002246015A
Authority: JP
Inventors: Masahisa Tamura; 田村　昌久; Atsushi Koyama; 小山　敦史
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2002-08-26
Filing date: 2002-08-26
Publication date: 2004-03-18

Abstract

【課題】特にインナーフォーカス方式の場合、鏡筒構造が多重化・複雑化し、レンズ鏡筒が大型化したり部品点数が多くなる。
【解決手段】レンズ１１を保持するレンズ保持筒８と、レンズ保持筒の径方向外側に光軸回りで回転可能に設けられ、内周面にレンズ保持筒を光軸方向に駆動するためのカム部が設けられたカム筒７と、カム筒の径方向外側に光軸回りで回転可能に設けられ、カム筒と係合して回転力をカム筒に伝達する回転筒５と、回転筒の径方向外側に設けられ、内周面に、回転するカム筒を光軸方向に駆動するためのカム部が設けられた固定筒１とを有する。そして、カム筒の外周面に設けられた係合部７ｂ，７ｆを、回転筒に設けられた光軸方向に延びるガイド部５ｄと固定筒１に設けられたカム部とに係合させる。
【選択図】　図３

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一眼レフカメラ等のカメラに装着されるレンズ鏡筒に関するものであり、特にインナーフォーカス方式を用いたズームレンズ鏡筒に好適なものに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来インナーフォーカス方式を用いたズームレンズ鏡筒の鏡筒構造については様々な提案がされている。
【０００３】
このインナーフォーカス方式は、高倍率でありながらコンパクトなズームレンズを構成でき、またフォーカス用の移動レンズが小径であるために、この移動レンズの駆動力を小さくすることができ、モータ等によりオートフォーカスを行なう場合に有利であるという特徴を有する。
【０００４】
インナーフォーカス方式を用いた従来の代表的なズームレンズ鏡筒の構造は、例えば、特開平０６−１３０２７８、特開２００１−１０００８０にて提案されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、インナーフォーカス方式のデメリットとして、ズームを行ない焦点距離を変化させた際のフォーカスレンズ群の光軸方向への移動量が、同じ被写体距離でも変化する点、およびこの変化に対処するために、鏡筒構造が多重化・複雑化し、レンズ鏡筒が大型化したり部品点数が多くなるという点が挙げられる。鏡筒構成部材をアルミ等の金属材料を使用して薄肉化することにより小型化することもできるが、高コストになるという問題がある。したがって、より簡単な構造で安価に製作できる鏡筒構造が求められている。
【０００６】
そこで、本発明は、簡単な構造を持ち、安価に製作できるレンズ鏡筒を提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明のレンズ鏡筒は、レンズを保持するレンズ保持筒と、レンズ保持筒の径方向外側に光軸回りで回転可能に設けられ、内周面にレンズ保持筒を光軸方向に駆動するためのカム部が設けられたカム筒と、カム筒の径方向外側に光軸回りで回転可能に設けられ、カム筒と係合して回転力をカム筒に伝達する回転筒と、回転筒の径方向外側に設けられ、内周面に、回転するカム筒を光軸方向に駆動するためのカム部が設けられた固定筒とを有する。そして、カム筒の外周面に設けられた係合部を、回転筒に設けられた光軸方向に延びるガイド部と固定筒に設けられたカム部とに係合させるようにしている。
【０００８】
これにより、簡単な構造の樹脂成形部品により小型に構成され、かつ安価に製作できる、特にインナーフォーカス方式のズームレンズに好適なズレンズ鏡筒を実現することが可能となる。
【０００９】
なお、カム筒の内周面および固定筒の内周面に設けられたカム部をそれぞれ、径方向内側に突出した形状とするとともに、レンズ保持筒およびカム筒の外周面に設けられた、各カム部に係合する係合部をそれぞれ、径方向外側に突出した形状とし、さらに回転筒に設けられたガイド部を、この回転筒を径方向に貫通した形状に形成してもよい。
【００１０】
また、レンズ保持筒、回転筒、カム筒および固定筒を樹脂によるモールド成形により製作し、レンズ保持筒およびカム筒に設けられた、各カム部に係合する係合部をそれぞれ、レンズ保持筒およびカム筒に一体成形してもよい。
【００１１】
【発明の実施の形態】
図１には、本発明の実施形態であるレンズ鏡筒の全体構成を示している。このレンズ鏡筒は、一眼レフカメラ（フィルムカメラやデジタルカメラ）に着脱可能な交換レンズ鏡筒である。また、図２には上記レンズ鏡筒の背面図を、図３および図４には、上記レンズ鏡筒を構成する各部品の形状を分解して示している。
【００１２】
これらの図において、１は不図示のレンズマウントが固定される第１固定筒であり、その内周部１ａには、更に径方向内側に突出する複数の第１凸カム１ｂが光軸回りの略等分間隔で一体成形されている。１ｃは第１固定筒１のうち筒状部の外周面を示している。
【００１３】
上記レンズマウントは、不図示のカメラに装着されるバヨネット係合部を有している。
【００１４】
２は第２固定筒であり、第１固定筒１に対して位置決めピン２ａにより位置決めされ、ビス３により一体的に固定される。第２固定筒２の第１固定筒１への取付け側の端面２ｃには、複数の切り欠き部２ｂが形成されている。
【００１５】
４はズーム操作環（第１の操作環）であり、その内周が第２固定筒２の外周面２ｄに径嵌合して回転可能に支持されている。ズーム操作環４の内周面の周方向複数箇所には、径方向内側に突出する位置決め突起４ａが一体成形されている。
【００１６】
位置決め突起４ａは、光軸方向に第１固定筒１の端面１ｄと第２固定筒２の切り欠き部２ｂの端面とにより挟み込まれており、これら両端面に対して摺動することで、ズーム操作環４は光軸方向の所定位置において光軸回りで回転可能に支持されている。
【００１７】
５は第１固定筒１の径方向内側に配置された第１カム環（回転筒）であり、その外周面５ａには、径方向外側に突出する位置決め突起５ｂが形成されている。第１カム環５は、複数の位置決め突起５ｂをそれぞれは対応する位置決め突起４ａに係合させ、ビス６によりズーム操作環４に固定されることで、ズーム操作環４と一体的に光軸回りで回転可能に支持される。
【００１８】
また、第１カム環５の外周面５ａには、更に径方向外側に突出する複数の第２凸カム５ｃが、内周面５ｄには更に径方向内側に突出する複数の第３凸カム５ｅが第１カム環５に一体成形されている。
第２凸カム５ｃ及び第３凸カム５ｅは、他のレンズ群保持鏡筒とカム係合しており、ズーミングにより該他のレンズ保持鏡筒を光軸方向に移動させ、以下に説明する８のフォーカスレンズ保持鏡筒及び１１のフォーカスレンズの動きと協調して該レンズ鏡筒の焦点距離を変化させる働きをする。特に第２凸カム５ｃは１１のフォーカスレンズよりも被写体側に位置するレンズ群の移動に有効であり、第３凸カム５ｅはフォーカスレンズ１１よりもフィルム側に位置するレンズ群の移動に有効である。
【００１９】
また、第１カム環５の前側端部（図中の左側端部）における周方向複数箇所には、光軸方向に延びる直進溝部（ガイド部）５ｄが、第１カム環５を径方向に貫通する切り欠き部として形成されている。
【００２０】
第１カム環５の外周面５ａは、第１凸カム１ｂの最内周面（径方向内端面、以下同じ）よりも径方向内側に位置し、第２凸カム５ｃの最外周面（径方向外端面、以下同じ）は第１固定筒１の内周面１ａよりも径方向内側に位置する。
【００２１】
７は第１カム環５の径方向内側に配置された第２カム環（カム筒）であり、その外周面７ａには、更に径方向外側に突出する複数の被ガイド部（係合部の一部）７ｂが形成されている。また、内周面７ｃには、更に径方向内側に突出する複数の第４凸カム７ｄが一体成形されている。
【００２２】
被ガイド部７ｂのうち光軸方向に延びる側面部７ｅは、第１カム環５に設けられた対応する直進溝部５ｄの内側面に対して摺動可能であり、これにより、第２カム環７は、第１カム環５に対して回転することなく光軸方向に移動可能に支持される。
【００２３】
また、被ガイド部７ｂ上には、略半円柱状に突出形成された一対のカムフォロア部（係合部の一部）７ｆが一体成形されており、これら一対のカムフォロア部７ｆは第１固定筒１に形成された第１凸カム１ｂを光軸方向において挟み込む。これにより、第１固定筒１に対して第２カム環７の光軸方向への移動が阻止される。
【００２４】
なお、第２カム環７の外周面７ａは、第１カム環５の内周面５ｄよりも径方向内側に位置し、第１カム環５の第３凸カム５ｅの最内周面よりも径方向外側に位置する。
【００２５】
また、被ガイド部７ｂの最外周面は、第１固定筒１の内周面１ａよりも径方向内側に位置し、第１固定筒１の第１凸カム１ｂの最内周面は第１カム環５の外周面５ａよりも径方向外側に位置する。
【００２６】
８はフォーカスレンズ保持鏡筒（レンズ保持筒）であり、その一部は第２カム環７の径方向内側に配置されている。フォーカスレンズ保持鏡筒８の外周面８ａには、更に径方向外側に突出した略半円柱状の側面を持つ一対のカムフォロア部（係合部）８ｂが複数、フォーカスレンズ保持鏡筒８に一体成形されている。これら一対のカムフォロア部８ｂは、第２カム環７の対応する位相の第４凸カム７ｄを光軸方向において挟み込んでいる。これにより、フォーカスレンズ保持鏡筒８は、第４凸カム７ｄの形状に沿って第２カム環７に対して光軸中心に回転しながら光軸方向に移動可能となっている。
【００２７】
フォーカスレンズ保持鏡筒８の外周面８ａは、第２カム環７の第４凸カム７ｄの最内周面よりも径方向内側に位置し、また、カムフォロア部８ｂの最外周面は第２カム環７の内周面７ｃよりも径方向内側に位置する。
【００２８】
また、フォーカスレンズ保持鏡筒８の内周部８ｃは、フォーカスレンズ１１を保持・固定するためのレンズ固定部である。この内周部８ｃにフォーカスレンズ１１を挿入して熱カシメ等を行うことにより、フォーカスレンズ保持鏡筒８にフォーカスレンズ１１一体的に固定する。
【００２９】
また、フォーカスレンズ保持鏡筒８の前側にはフランジ部８ｄが一体成形されており、このフランジ部８ｄの最外周径は、少なくとも第１カム環５の内周面５ｄよりも大きく、第１固定筒１の外周面１ｃの径よりも小さくなるように設定されている。
【００３０】
また、フランジ部８ｄの一部には、光軸方向に突出したキーガイド部８ｅが一体形成されており、このキーガイド部８ｅは光軸方向に延びたキーガイド溝部８ｆを有している。
【００３１】
９は第２固定筒２の径方向内側に配置されたマニュアルフォーカスリング（第２の操作環）であり、その外周面９ａは第２固定筒２の内周面２ｅに径嵌合している。また、マニュアルフォーカスリング９の外周面９ａ上に一体形成された複数のバヨネット爪９ｂは、第２固定筒７のバヨネット溝部２ｆに係合している。これにより、第２固定筒２は、光軸方向移動を規制され、光軸回りの回転のみ可能に保持されている。
【００３２】
９ｃは径方向外側にフランジ状に突出した操作部であり、その外周面には、撮影者の手が滑らないようにローレット溝が形成されている。マニュアルフォーカスリング９の内周側には、インナーギヤ９ｄが一体的に形成されている。また端面部９ｅはフォーカスキー１０の取付け面である。フォーカスキー１０は、ビス１２により端面部９ｅに一体固定される。
【００３３】
１０はフォーカスキーであり、マニュアルフォーカスリング９への取付面１０ａと光軸方向に延びたキー部１０ｂとにより構成されている。キー部１０ｂは、前述したフォーカスレンズ保持鏡筒８のキーガイド溝部８ｆと係合する。これにより、マニュアルフォーカスリング９が回転操作されると、フォーカスキー１０を介してフォーカスレンズ保持鏡筒８に回転力が伝達され、フォーカスレンズ保持鏡筒８は光軸回りで回転しながら光軸方向に進退する。
【００３４】
次に、以上のように構成されたレンズ鏡筒におけるズーム時の動作について説明する。
【００３５】
撮影者によってズーム操作環４が光軸回りに回転操作されると、ズーム操作環４に一体的に固定された第１カム環５が光軸回りに回転する。すると第１カム環５の先端部の直進溝部５ｄに係合した被ガイド部７ｂを介して第２カム環７に回転力が伝達される。
【００３６】
第２カム環７は、そのカムフォロア部７ｆが第１固定筒１の第１凸カム１ｂを光軸方向にて挟み込んでいる（係合している）ため、第１凸カム１ｂに沿って光軸回りに回転しながら光軸方向に進退する。
【００３７】
フォーカスレンズ９およびフォーカスレンズ保持鏡筒８は、カムフォロア部８ｂが第２カム環７の第４凸カム７ｄを光軸方向にて挟み込んで係合しているため、フォーカスキー１０が回転していなければ、このフォーカスキー１０によってフォーカスレンズ保持鏡筒８の光軸回りの回転が阻止されるため、フォーカスレンズ保持鏡筒８は第２カム環７に対して第４凸カム７ｄのリードに沿って光軸方向に進退する。
【００３８】
固定筒１，２に対するフォーカスレンズ９のズームによる動作は、第１凸カム１ｂによる第２カム環７の光軸方向移動量と、第４凸カム７ｄによるフォーカスレンズ保持鏡筒８の光軸方向移動量との和の量だけ、光軸回りで回転することなく進退することになる。
【００３９】
次に、フォーカス時の動作について説明する。手動でフォーカス動作をする場合において、撮影者がマニュアルフォーカスリング９のローレット部９ｃを掴んでマニュアルフォーカスリング９を光軸回りで回転操作すると、このマニュアルフォーカスリング９に一体的に固定されたフォーカスキー１０も光軸回りで回転する。そして、フォーカスキー１０がフォーカスレンズ保持鏡筒８のキーガイド溝部８ｆと係合しているため、第２カム環７に対してフォーカスレンズ保持鏡筒８が回転し、該回転角分の第４凸カム７ｄのリードによってフォーカスレンズ保持鏡筒８が光軸方向に移動する。
【００４０】
このとき、第４凸カム７ｄに係合するフォーカスレンズ保持鏡筒８のカムフォロア部８ｂの係合位置は、ズーム操作環４の回転量とマニュアルフォーカスリング９の回転量の組み合わせにより一義的に決まるため、ズームを行なって焦点距離を変化させた際のフォーカスレンズ９の光軸方向移動量が同じ被写体距離でも変化する場合においても、問題なく動作させることが可能である。
【００４１】
また、モータ等によってフォーカスレンズ保持鏡筒８を駆動する（オートフォーカス等の）場合は、第１固定筒１に取り付けられた、モータ等を含む駆動ユニット（図示せず）の出力をマニュアルフォーカスリング９に設けられたインナーギヤ９ｄを介してこのマニュアルフォーカスリング９に伝達してこれを回転させる。この回転はフォーカスキー１０を介してフォーカスレンズ保持鏡筒８に伝達され、フォーカスレンズ保持鏡筒８を光軸回りで回転させる。フォーカスレンズ保持鏡筒８は第２カム環７に対して回転することで、第４凸カム７ｄのリードによって光軸方向に移動する。
【００４２】
以上、本実施形態にて説明したレンズ鏡筒の主要な構成部品はすべてプラスチック材料を使用したモールド成形により形成されている。
【００４３】
ここで、モールド成形型の構造としては光軸方向に固定駒と可動駒をスライドさせる構造が簡単で安価であり、量産性の良い型構造であると一般的に知られている。
【００４４】
本実施形態ではこの点を考慮し、特に、第１カム環５および第２カム環７のようなカム面を有する部品を光軸方向で型割りする型構成で成形するとともに、カム形状を凸カムとすることによって、複数の構成部材の径方向でのかさばりをなくし、簡単かつ小型のプラスチック部品により構成されたレンズ鏡筒を実現している。
【００４５】
具体的な構成としては、第１固定筒１の内周面１ａに設けられた第１凸カム１ｂの最内周面を第１カム環５の外周面５ａよりも径方向外側に位置させるとともに、第１カム環５の外周面５ａに設けられた第２凸カム５ｃの最外周面を第１固定筒１の第１凸カム１ｂの最内周面よりも径方向外側に位置させ、かつ第１固定筒１の内周面１ａより径方向内側に位置させている。また、第２カム環７の外周面７ａを第１カム環５の内周面５ｄより径方向内側に位置させるとともに、第１カム環５の内周面５ｄに設けられた第３凸カム５ｅの最内周面よりも径方向外側に位置させている。また、第２カム環７の外周面７ａに設けられた被ガイド部７ｂの最外周面を第１固定筒１の第１凸カム１ｂの最内周面よりも径方向外側に位置させるとともに、第１固定筒１の内周面１ａより径方向内側に位置させている。さらに、第２カム環７の内周面７ｃに設けられた第４凸カム７ｄの最内周面を、フォーカスレンズ保持鏡筒８の外周面８ａより径方向外側に位置させるとともに、フォーカスレンズ保持鏡筒８の外周面８ａに設けられたカムフォロア部８ｂの最外周面を第２カム環７の内周面７ｃより径方向内側に位置させている。以上の径方向の寸法関係により、小径のレンズ鏡筒を実現することができる。
【００４６】
なお、本実施形態は本発明を実施するための具体的構成の一例を示したものに過ぎず、本発明の実施形態はこれに限られるものではない。
【００４７】
また、本実施形態では、一眼レフカメラ用の交換レンズ鏡筒について説明したが、本発明は、カメラ一体型のレンズ鏡筒にも適用することができる。また、一眼レフカメラに限らず、ビデオカメラのレンズ鏡筒にも本発明を適用することができる。
【００４８】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、簡単な構造の部品により小型でありながらも多重構造を有し、かつ安価に製作できる、特にインナーフォーカス方式のズームレンズに好適なレンズ鏡筒を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態であるレンズ鏡筒の縦断面図である。
【図２】図１に示したレンズ鏡筒の背面図である。
【図３】図１に示したレンズ鏡筒の構成部品を表した分解斜視図である。
【図４】図３に示した構成部品の縦断面図である。
【符号の説明】
１　第１固定筒
２　第２固定筒
３　ビス
４　ズーム操作環
５　第１カム環
６　ビス
７　第２カム環
８　フォーカスレンズ保持鏡筒
９　マニュアルフォーカスリング
１０　フォーカスキー
１１　フォーカスレンズ
１２　ビス

Claims

レンズを保持するレンズ保持筒と、
前記レンズ保持筒の径方向外側に光軸回りで回転可能に設けられ、内周面に前記レンズ保持筒を光軸方向に駆動するためのカム部が設けられたカム筒と、
前記カム筒の径方向外側に光軸回りで回転可能に設けられ、前記カム筒と係合して回転力を前記カム筒に伝達する回転筒と、
前記回転筒の径方向外側に設けられ、内周面に、回転する前記カム筒を光軸方向に駆動するためのカム部が設けられた固定筒とを有し、
前記カム筒の外周面に設けられた係合部が、前記回転筒に設けられた光軸方向に延びるガイド部と前記固定筒に設けられたカム部とに係合していることを特徴とするレンズ鏡筒。
前記カム筒の内周面および前記固定筒の内周面に設けられたカム部がそれぞれ、径方向内側に突出した形状を有するとともに、
前記レンズ保持筒および前記カム筒の外周面に設けられた、前記各カム部に係合する係合部がそれぞれ、径方向外側に突出した形状を有し、
さらに前記回転筒に設けられたガイド部が、この回転筒を径方向に貫通した形状を有することを特徴とする請求項１に記載のレンズ鏡筒。
前記レンズ保持筒、前記回転筒、前記カム筒および前記固定筒が樹脂によるモールド成形により製作され、
前記レンズ保持筒および前記カム筒に設けられた、前記各カム部に係合する係合部がそれぞれ、前記レンズ保持筒および前記カム筒に一体成形されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のレンズ鏡筒。
前記固定筒のカム部の径方向内端面が、前記回転筒の外周面よりも径方向外側に位置し、
前記カム筒の係合部の径方向外端面が、前記固定筒のカム部の径方向内端面よりも径方向外側に位置するとともに前記固定筒の内周面よりも径方向内側に位置し、
前記カム筒のカム部の径方向内端面が、前記レンズ保持筒の外周面よりも径方向外側に位置し、
前記レンズ保持筒の係合部の径方向外端面が、前記カム筒の内周面よりも径方向内側に位置することを特徴とする請求項２又は３に記載のレンズ鏡筒。
前記レンズ保持部材を光軸方向に移動させるために回転操作される第１および第２の操作環を有しており、
前記第１の操作環を介して前記回転筒に回転力を入力可能であるとともに、前記第２の操作環を介して前記レンズ保持部材に回転力を入力可能であることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載のレンズ鏡筒。
請求項１から５のいずれか１項に記載のレンズ鏡筒と、このレンズ鏡筒が着脱されるカメラとを有することを特徴とするカメラシステム。