JP2009169232A - カメラのレンズ鏡筒 - Google Patents

Abstract

【課題】手動操作環をがた感なく一定の操作トルクで操作できるようにすると共に、スペース効率、組立性を良好とする。
【解決手段】ズーム操作環１０をバヨネット構造で固定筒６に位置決めすることで、光軸方向のがたを最小限に抑える。ズーム操作環１０のバヨネット爪１０ａに配置したゴム部材１３の光軸からゴム部材の外径までの寸法Ａと、固定筒６のバヨネット溝６ａを形成する周壁の頂部の光軸からの寸法Ｂを、Ａ＞Ｂとすることで、バヨネット溝６ａに対しバヨネット爪１０ａが、光軸方向と径方向に同時に付勢される。
【選択図】図５

Description

本発明は、可動レンズを外部操作により操作する操作部材を有するカメラのレンズ鏡筒に関するものである。

従来のレンズ鏡筒の手動操作環がカム環に機械的に連動しているレンズ装置においては、手動操作環のトルク調整は各光学レンズがカム環のカム溝にコロ結合している圧入設定とカム溝のリフトの立角とにより決まる。或いは、手動操作環の摺動部に塗布されるグリスの種類とその量により決定される。

そして、特許文献１のように手動操作環を光軸方向の前後から２部品により挟持し、間に弾性部材を介在させることでトルク調整を行う構造とされている。或いは、特許文献２のように２部品で挟持された手動操作環のがたを調整ねじにより調整する構造とされている。

特開平８−３２７８７５号公報 特開２００２−５５２６７号公報

しかし引用文献１においては、カム溝とコロの圧入設定を一定に保つためには、カム溝幅の変化に対応する径が異なる各種のコロを常備して使い分ける必要があり、手間とコストがかかり管理も困難であるという問題がある。

また引用文献２においては、手動操作環を挟持する部品が光軸方向の前後の２部品であるため、寸法のばらつきにより付勢力が変化し、操作トルクが変化することと、径方向にがたが残るという問題がある。

更に、光軸方向の前後の２部品で挟持された手動操作環の光軸方向のがたを、調整ねじにより調整する構造においては、調整にコストがかかり、また同様に径方向にがたが残るという問題がある。

本発明の目的は、上述の問題点を解消し、部品を選択的に使用したり、調整を行うことなく、がたがなく安定したトルクで操作が可能なカメラのレンズ鏡筒を提供することにある。

上記目的を達成するための本発明に係るカメラのレンズ鏡筒は、可動レンズを外部から操作する操作部材と、該操作部材に結合する固定部材とを有し、前記操作部材の前記固定部材に対する光軸方向の位置決めはバヨネット結合により行い、前記操作部材に設けたバヨネット爪部に弾性部材を配置し、弾性部材により前記固定部材のバヨネット溝に対し、前記光軸方向及び該光軸方向と直交する径方向の２方向への付勢力を作用させたことを特徴とする。

本発明に係るカメラのレンズ鏡筒によれば、操作部材をがた感がなく一定の操作トルクとするため、寸法の異なる各種の部品を常備し使い分けたり、操作部材の光軸方向のがたを調整ねじにより調整するなど手間とコストを掛けることがない。また、バヨネット爪部に弾性部材を配置することにより、光軸方向と径方向のがたを同時に吸収することができ、組立性が良くトルク性能が良好となる。

本発明を図示の実施例に基づいて詳細に説明する。
図１は実施例のビデオカメラ、デジタルスチルカメラなどの撮影装置におけるレンズ鏡筒の構成を示す分解斜視図である。

図１において、レンズ鏡筒は４つのレンズ群Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４により構成されている。レンズ群Ｌ１〜Ｌ３は変倍要素を持つ変倍レンズ群であり、第１変倍レンズ群Ｌ１、第２変倍レンズ群Ｌ２、第３変倍レンズ群Ｌ３から成り、第３変倍レンズ群Ｌ３は光軸の直交方向に移動して像ぶれを光学的に補正する。また、レンズ群Ｌ４は電動で合焦動作を行う合焦レンズ群である。

また、第１変倍レンズ群Ｌ１は第１変倍ユニット１に、第２変倍レンズ群Ｌ２は第２変倍ユニット２に、第３変倍レンズ群Ｌ３は第３変倍ユニット３に、合焦レンズ群Ｌ４はフォーカスレンズユニット４に固定されている。第２変倍ユニット２、光量可変装置である絞り駆動ユニット５、第３変倍ユニット３は固定筒６内に収納されている。固定筒６の後部に、フォーカスレンズユニット４を固定した中間鏡筒７が、ビデオカメラ、デジタルスチルカメラなどの撮影装置に保持する結合鏡筒８により連結されている。固定筒６の外側にはズームカム環９が配置され、更にその外側には第１変倍ユニット１の円筒部が配置され、その外側のレンズ鏡筒の最外周面には手動の操作部材であるズーム操作環１０が配置されている。

ズームカム環９には、それぞれのユニットに対してその移動を案内する螺旋状のカム溝が形成されており、固定筒６には直進ガイド溝が形成されている。また、中間鏡筒７の後部には後部鏡筒１１が取り付けられ、後部鏡筒１１はＣＣＤやＣＭＯＳセンサ等の撮影光学系により形成された被写体像を光電変換する撮像素子が保持されている。

図２、図３はビデオカメラ、デジタルスチルカメラなどの撮影装置におけるレンズ鏡筒の構成を示す光学断面図であり、図２は広角時の各レンズ群の状態を示し、図３は望遠時の各レンズ群の状態を示している。

図２の広角状態からズーム操作環１０を手動で回転させると、ズームカム環９も回転する。各変倍ユニット１〜３は図３の望遠状態に向けて移動する。第１変倍ユニット１、絞り駆動ユニット５及び第３変倍ユニット３はカム溝と直進ガイド溝とに案内されてズーミング動作として、それぞれの移動量に応じて被写体側に移動し、第２変倍ユニット２は像面側に移動する。

電動のＡＦ（オートフォーカス）で合焦動作を行うフォーカスレンズユニット４は、中間鏡筒７及び後部鏡筒１１に両端に支持されたガイド軸により、ステッピングモータ１２を用いて光軸方向に案内される。

図４はビデオカメラ、デジタルスチルカメラなどの撮影装置におけるズーム操作環１０の構成を示す分解斜視図である。ズーム操作環１０は固定部材である固定筒６に対する位置決めをバヨネット結合により行い、ズーム操作環１０は例えば３個所にバヨネット爪１０ａを有し、固定筒６のバヨネット溝６ａと結合するようにされている。

バヨネット爪１０ａに形成された穴部１０ｂに、弾性を有するチップ状のゴム部材１３が嵌め込まれている。穴部１０ｂの深さは、バヨネット爪１０ａの結像面側端面よりも、ゴム部材１３の端面が像面側に高くなるように設定されている。

図５はズーム操作環１０と固定筒６のバヨネット結合状態を示す詳細断面図である。ズーム操作環１０のバヨネット爪１０ａに設けたゴム部材１３の外径までの光軸からの寸法Ａに対し、固定筒６のバヨネット溝６ａを形成する周壁の頂部の光軸からの寸法Ｂは、Ａ＞Ｂの関係にある。これにより、ゴム部材１３が固定筒６のバヨネット溝６ａの周壁の上面に常にはみ出し、固定筒６に対しズーム操作環１０を光軸方向と径方向の２方向に同時に付勢力を作用する。

このようにして、ズーム操作環１０のがたがなくなるようにゴム部材１３は光軸方向と径方向とを同時に付勢することができ、またスペース効率及び組立性が良く、トルク性能の良好なレンズ装置を実現することができる。

図６はカメラ本体の電気的ブロック回路の構成図を示している。変倍レンズ群Ｌ１〜Ｌ３の移動量を検出するズームエンコーダ３１、第３変倍レンズ群Ｌ３の光軸と直交方向のシフト移動量を検出する位置検出エンコーダ３２、合焦レンズ群Ｌ４の移動量を検出するフォーカスエンコーダ３３の出力は、ＣＰＵ３４に接続されている。ＣＰＵ３４からの出力は、ステッピングモータを含む絞り駆動源３５を介して絞り駆動ユニット５に接続され、絞り羽根が駆動され光量調節を行う。また、シフト駆動源３６を介して第３変倍レンズ群Ｌ３に、ステッピングモータ１２を含むフォーカシング駆動源３７を介して合焦レンズ群Ｌ４に接続され、これらを駆動するようにされている。

合焦レンズ群Ｌ４の後方に位置する撮像素子３８の出力は、カメラ信号処理回路３９に接続され、カメラ信号処理回路３９の一方の出力は、ＡＥゲート４０を経てＣＰＵ３４に接続されている。また、他方の出力はＡＦゲート４１、ＡＦ信号処理回路４２を介してＣＰＵ３４に接続されている。更に、ＣＰＵ３４には、ズームトラッキングメモリ４３、角度検出回路４４の出力が接続されている。

なお、変倍レンズ群Ｌ１〜Ｌ３の位置を検出するためや、レンズ群Ｌ３の光軸と直交方向位置を検出するためにエンコーダ以外の検出方式を採用することもできる。

本実施例のように、フォーカシング駆動源３７及び絞り駆動源３５にステッピングモータを用いる場合には、或る基準位置に保持枠を配置してから、ステッピングモータに入力する動作パルス数を連続して計数する方法が一般的である。

カメラ信号処理回路３９は撮像素子３８の出力に対して所定の増幅やガンマ補正などを施す。これらの所定の処理を受けた映像信号のコントラスト信号はそれぞれＡＥゲート４０、ＡＦゲート４１を通過する。即ち、露出決定及びピント合わせのために最適な信号取り出し範囲が、全画面内のうちこれらのゲート４０、４１で設定される。これらのゲート４０、４１の大きさは可変であったり、複数設けられる場合もあるが、ここではその詳細は記述しない。

ＡＦ信号処理回路４２はＡＦのためのものであり、映像信号の高周波成分に関する１つ又は複数の出力を生成する。ズームトラッキングメモリ４３は変倍に際して被写体距離と変倍レンズ位置に応じて、とるべきフォーカシングレンズ位置の情報を記憶する。なお、ズームトラッキングメモリ４３にはＣＰＵ３４内のメモリを使用してもよい。

例えば、撮影者によりズーム操作環１０が操作されると、ＣＰＵ３４はズームトラッキングメモリ４３の情報を基に算出し、変倍レンズ群Ｌ１〜Ｌ３と合焦レンズ群Ｌ４の所定の位置関係が保たれるように駆動制御する。即ち、ズームエンコーダ３１の検出結果から得られる変倍レンズ群Ｌ１〜Ｌ３の光軸方向絶対位置と、算出された位置が一致するように、フォーカシング駆動源３７を駆動制御する。また、オートフォーカス動作ではＡＦ信号処理回路４２の出力がピークを示すように、ＣＰＵ３４はフォーカシング駆動源３７を駆動制御する。

更に、適正露出を得るためにＣＰＵ３４は、ＡＥゲート４０を通過したＹ信号の出力の平均値の所定値となるように、露出駆動源３５を駆動制御して絞り駆動ユニット５の開口径を制御する。

角度検出回路４４は光学装置のピッチ（縦方向の傾き角）及びヨー（横方向の傾き角）を検出し、角度の検出は例えば撮影装置に固定された振動ジャイロ等の角速度センサの出力を積分して行われる。角度検出回路４４の出力、即ち撮影装置の傾き角度の情報はＣＰＵ３４に取り込まれる。

ピッチ及びヨー方向へのシフト駆動源３６は振れ補正を行うために、第３変倍レンズ群Ｌ３を光軸に対して垂直に移動させる。マグネット、ヨークを含む磁気回路のギャップにコイルを配置し、所謂ムービングコイルの構成により第３変倍レンズ群Ｌ３を搭載した第３変倍ユニット３をピッチ及びヨー方向にシフトさせる駆動力を発生させる。ピッチ及びヨー位置検出エンコーダ３２は第３変倍レンズ群Ｌ３の光軸に対するシフト量を検出し、その出力はＣＰＵ３４に取り込まれる。第３変倍レンズ群Ｌ３が光軸に対して垂直方向に移動すると、通過光束が曲げられて、撮像素子３８上に結像している被写体の像の位置が移動する。

このときの像の移動量を、実際に撮影装置が傾き像が移動する方向と、逆に同じ大きさだけ移動するようにＣＰＵ３４で制御することによって、撮影装置が傾いても、つまり振れが生じても結像している像が動かない所謂振れ補正を実現できる。ＣＰＵ３４内では、ピッチ及びヨーの角度検出回路４４により得られた撮影装置の傾き信号と、ピッチ及びヨーの位置検出エンコーダ３２から得られた第３変倍レンズ群Ｌ３のシフト量信号をそれぞれ差し引く。

そして、それぞれの差分信号を増幅及び適当な位相補償を行った信号により、ピッチ及びヨーのシフト駆動源３６によりそれぞれ第３変倍レンズ群Ｌ３を駆動する。この制御により上述の差分信号がより小さくなるように位置決め制御が行われ、目標位置に保たれる。

更に本実施例では、変倍レンズ群Ｌ１〜Ｌ３の相対移動により変倍動作を行っているので、第３変倍レンズ群Ｌ３のシフト量に対する像の移動量が焦点距離によって変化する。そこで、ピッチ及びヨーの角度検出回路４４によって得られる撮影装置の傾き信号で第３変倍レンズ群Ｌ３のシフト量を決定せず、焦点距離情報により補正を行って撮影装置の傾きによる像の動きを、第３変倍レンズ群Ｌ３のシフトにより相殺する。

本発明は、例えば３５ｍｍフィルム用の写真カメラやデジタルスチルカメラやビデオカメラ等に適用することができる。

実施例のレンズ鏡筒の分解斜視図である。 レンズ鏡筒の広角時の光学断面図である。 レンズ鏡筒の望遠時の光学断面図である。 ズーム操作環のバヨネット構造の分解斜視図である。 ズーム操作環のバヨネット結合部の詳細断面図である。 防振のための電気的ブロック回路の構成図である。

符号の説明

１ 第１変倍ユニット
２ 第２変倍ユニット
３ 第３変倍ユニット
４ フォーカスレンズユニット
５ 絞り駆動ユニット
６ 固定筒
６ａ バヨネット溝
７ 中間鏡筒
８ 結合鏡筒
９ ズームカム環
１０ ズーム操作環
１０ａ バヨネット爪
１０ｂ 穴部
１１ 後部鏡筒
１３ ゴム部材
Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３ 変倍レンズ群
Ｌ４ 合焦レンズ群

Claims (3)

1. 可動レンズを外部から操作する操作部材と、該操作部材に結合する固定部材とを有し、前記操作部材の前記固定部材に対する光軸方向の位置決めはバヨネット結合により行い、前記操作部材に設けたバヨネット爪部に弾性部材を配置し、弾性部材により前記固定部材のバヨネット溝に対し、前記光軸方向及び該光軸方向と直交する径方向の２方向への付勢力を作用させたことを特徴とするカメラのレンズ鏡筒。
2. 前記弾性部材の光軸から外径までの寸法Ａと、前記バヨネット溝の光軸から周壁の外径までの寸法Ｂが、Ａ＞Ｂの関係にあることを特徴とする請求項１に記載のカメラのレンズ鏡筒。
3. 前記弾性部材はゴム部材としたことを特徴とする請求項１又は２に記載のカメラのレンズ鏡筒。

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