JP2009169312A - レンズ鏡筒の操作環機構 - Google Patents

Abstract

【課題】重量が大きく機動性の低い内焦式大型ズームレンズの鏡筒で、カメラを装着した状態のレンズ鏡筒を三脚に固定した撮影姿勢において、縦位置撮影及び横位置撮影の切り換えが容易に可能であると共にカメラの操作と共にズーミング操作及びフォーカシング操作が迅速且つ容易にできる。
【解決手段】内焦式大型ズームレンズの鏡筒において、ズーミング移動レンズとフォーカシング移動レンズをそれぞれのモータによって独立的に光軸方向に移動可能な機構とし、ズーミング及びフォーカシング動作はＣＰＵからの演算指示によって駆動する構造とし、このレンズ鏡筒の外筒となる固定筒後部に外径の小さい後部鏡筒を連設し、この後部鏡筒を回転自在となるレボルビング機構を設置すると共にこの後部鏡筒にズーミング用操作環２３とフォーカシング用操作環２４とを設置し、カメラ２０の撮影姿勢を変えても操作性が変化しないエンドレス回転方式を採用した。
【選択図】図１

Description

大型レンズ鏡筒のズーミング操作とフォーカシング操作における操作環機構に関する。

一眼レフのようなシステムカメラにおいて、多様化された交換レンズが続々登場し、従来にない撮影範囲が拡大してきているが、さらなるユーザーの要望として、より長い焦点距離と共により明るいレンズが求められている。

しかし、望遠側への拡大と共にレンズ鏡筒が光軸方向に長大し、レンズの明るさに伴いレンズ径が増大することは理の通りで、レンズ本体が容積、重量共に大きくなり、装着するカメラ重量を遥かに超えることは珍しくない。このためこの種のレンズを装着した場合にはレンズを保持して撮影することになるが、これも手持ちで保持することは容易ではなく、ほとんどレンズ鏡筒を三脚等に固定して撮影するのが一般的である。

小型レンズを装着するカメラでは片方の手でカメラを保持しながらもう片方の手でレンズの操作環を回すことが一般的であったが、重量のある大型レンズではレンズ鏡筒の三脚座に三脚をネジで固定する方法を採り、撮影者はカメラ及びレンズが固定された状態での撮影に拘束される。このような撮影姿勢においてレンズのより容易に、より迅速な操作性を求めた場合、従来のレンズのように機械的移動機構による構成上から決められる操作環の位置では問題があった。

このためズームレンズ鏡筒ズーミング操作環の操作性向上のため、ズーミング機構の改良による解決法を提案したものが特許文献１であるが、大型レンズに適応が可能であるかは疑問であるとともに、レンズを三脚に固定した状態での操作性を勘案し、装着するカメラから近くにあって、フォーカシング操作環とズーミング操作環を並設した構造にすることは困難であることが推察される。
特開平１−２８７５０６号公報

重量が大きく機動性の低い内焦式大型ズームレンズの鏡筒で、カメラを装着した状態のレンズ鏡筒を三脚に固定した撮影姿勢において、縦位置撮影及び横位置撮影の切り換えが容易に可能であると共に、カメラ操作と共にズーミング操作及びフォーカシング操作が迅速且つ容易にできる操作機構とその操作環の最適位置を求めることは従来困難であった。

両端に固定レンズ群を配設し、中間にズーミング移動レンズ群とフォーカシング移動レンズ群とを配設する内焦式大型ズームレンズの鏡筒において、ズーミング移動レンズ群とフォーカシング移動レンズ群とをそれぞれのモータによって独立的に光軸方向に移動可能な機構とし、ズーミング及びフォーカシングの移動指令はパルス信号でＣＰＵの演算指示によって駆動可能な構造とし、このレンズ鏡筒の外筒となる固定筒後部に外径の小さい後部鏡筒を連設し、この後部鏡筒の後端にカメラ結合のマウントを固設した上に、回転自在となるレボルビング機構を設置すると共に、この後部鏡筒にズーミング用操作環とフォーカシング用操作環をと設置し、カメラの撮影姿勢を変えても操作性が変化しないエンドレス回転方式の採用で解決を図った。

三脚で固定した重量のあるレンズ鏡筒であっても、レンズの眺望する姿勢を変えることなく縦位置撮影及び横位置撮影に任意に切り換えることができ、略カメラを保持する姿勢のままでズーミング操作とフォーカシング操作が容易に可能となる。

以下、図面等を参照して本発明を実施するための最も良好な形態を説明する。図1は本発明の大型レンズ鏡筒にカメラを装着した状態の外観斜視図である。ズーミング操作環とフォーカシング操作環との位置が示されている。図２はレンズ鏡筒全体の横断面図である。図３はレンズ鏡筒の縦断面図である。ズーミングとフォーカシングとの駆動モータとロータリーエンコーダーとの配置が示されている。図４は並設するズーミング操作環とフォーカシング操作環の単体図である。図５はレボルビング機構を示す後部鏡筒の分解斜視図である。図６は後部鏡筒部分の拡大横断面図である。図７はズーミング及びフォーカシング作動回路のブロック図である。図において同じ部材は同じ符号で示す。

図１に示す大型レンズ鏡筒は光軸Ｌに沿って複数のレンズ群を配列してそれぞれに保持する複数の鏡枠を重ねて構成し、大きく分けて外筒である固定筒１と後部に連結して一段外径の小さい後部鏡筒２との二つに分かれている。固定筒１には図２に示すように先頭に固定レンズ群Ｌ１を置き、その後にズーミング移動レンズ群Ｌ２及びフォーカシング移動レンズ群Ｌ３を移動可能な機構と伴に配設し、その後に後部固定レンズの一部である固定レンズ群Ｌ4を固設した鏡筒であって、後部鏡筒２には後部固定レンズ群のうちで残りの固定レンズ群Ｌ５とＬ６とを一定間隔に確保して保持した構成となっている。

図２と図３との表示に基づいてズーミング移動レンズ群Ｌ２とフォーカシング移動レンズ群Ｌ３との移動機構について詳述すると、ズーミング移動レンズ群Ｌ２とフォーカシング移動レンズ群Ｌ３とを光軸Ｌに沿って移動させるために、それぞれ光軸Ｌに平行にズーミング用リードスクリュー３２とフォーカシン用グリードスクリュー４２とが設置されている。そのズーミング用リードスクリュー３２の端部にはプーリ３１ａが固着しているズーミング用ロータリーエンコーダー３１の軸、フォーカシング用リードスクリュー４２の端部にはプーリ４１ａが固着しているフォーカシング用ロータリーエンコーダー４１の軸に結合していている。

ズーミング用リードスクリュー３２とフォーカシング用リードスクリュー４２との回転駆動のためにズーミング用モータ３０とフォーカシング用モータ４０とがそれぞれ近接位置に設置されていて、ズーミング用リードスクリュー３２の回転動力はズーミング用モータ３０の軸に固設するプーリ３０ａとズーミング用ロータリーエンコーダー３１のプーリ３１ａとの間に架けているベルト３４を通して伝え、他方のフォーカシング用リードスクリュー４２の回転はフォーカシング用モータ４０の軸に固設するプーリ４０ａとフォーカシング用ロータリーエンコーダー４１のプーリ４１ａとの間に架けているベルト４４を通して伝えるようになっている。

また、ズーミング用リードスクリュー３２には回転から直動に変換するズーミング用ナット３３が螺合されていて、ズーミング移動レンズ群Ｌ２の保持枠３５と一体になっている。そのためズーミング用モータ３０の回転駆動力は減速されてズーミング用リードスクリュー３２に伝えられ、この回転によってズーミング移動レンズ群Ｌ２を光軸Ｌに沿って平行に移動させることができる。他方のフォーカシング用スクリュー４２にも回転から直動に変換するためのフォーカシング用ナット４３が螺合されていて、フォーカシング移動レンズ群Ｌ３の保持枠４５と一体になっている。そのためフォーカシング用モータ４０の回転駆動力は減速されてフォーカシング用リードスクリュー４２に伝えられ、この回転によってフォーカシング移動レンズ群Ｌ３を光軸Ｌに沿って平行に移動させることが可能となっている。

以上のようにズーミングのための移動レンズ群Ｌ２及びフォーカシングのための移動レンズ群Ｌ３の移動は信号指令によって作動させるズーミング用モータ３０とフォーカシング用モータ４０との回転駆動力によるもので、それぞれのモータの回転数と直線移動量は関数となっているため移動レンズ群Ｌ２の移動量はズーミング用ロータリーエンコーダー３１のパルス信号で精密に計測可能であって、他方の移動レンズ群Ｌ３もフォーカシング用ロータリーエンコーダー４１のパルス信号で精密計測が可能となっている。

これらズーミング移動レンズ群Ｌ２とフォーカシング移動レンズ群Ｌ３との移動指令は撮影者から与えられることになるため、この移動指令を送出する手段としてズーム指令はズーミング操作環２３の回転操作で、フォーカス指令はフォーカシング操作環２４の回転操作で得られるようになっていて、それぞれ単体構造を図４に示している。図１と図２とで判るようにズーミング操作環２３とフォーカシング操作環２４とは固定筒１の後部に連接する後部鏡筒２に設置されていて、左右回転が自在で停止位置が無いエンドレス構造となっている。これらズーミング操作環２３とフォーカシング操作環２４とは後部鏡筒２の端部に装着するカメラ２０に近接した位置に並設されていて、固定筒１の下部に在る三脚座１ａに三脚を固定した撮影姿勢において、カメラ２０のファインダーを覗いた状態でのズーミング操作やフォーカシング操作が容易な位置となっている。

ズーミング操作環２３の操作部の外周に対して内周部にはスリット盤２３ａが固設されていて、このスリット盤２３ａを挟み込む形でズーミング用フォトインターラプター２５が後部鏡筒２の固定部（不図示）に固定されているズーミング用基板２５ａに着設されていて、ズーミング操作環２３の回動をパルス信号によって精密に計測出来るようになっている。また同じようにフォーカシング操作環２４の内周部にもスリット盤２４ａが固設されていて、このスリット盤２４ａを挟み込む形でフォーカシング用フォトインターラプター２６が後部鏡筒２の固定部（不図示）に固定されているフォーカシング用基板２６ａに着設されていて、フォーカシング操作環２４の回動をパルス信号によって精密に計測出来るようになっている。

ズーミング操作環２３とフォーカシング操作環２４とが設置されている後部鏡筒２は固定筒１の後部に連設されていて、装着するカメラ２０の縦位置撮影と横位置撮影とが自在に可能なようにレボルビング機構が内設されている。以下この機構について説明する。図６は光軸Ｌに沿って複数個のレンズ群を配列してなる大型レンズ鏡筒後部を示す拡大した断面図であるが、斜線で塗りつぶした部分が後部鏡筒２の部分で、後端部にカメラ結合マウント１２が固設されていて、図１に示すようにカメラ２０を装着することが出来る。図６は後部鏡筒２が固定筒1に対して連結する構造を示していて、この部分の分解図である図５と合わせて説明すると、固定筒1の内部から後ろ側に伸びている後部端筒６があり、この後部端筒6の内側６ａに回転筒7が嵌挿でき、光軸Ｌを中心に回動可能な遊嵌状態にある。

固定筒1の後部端筒６の内側の回転受け部６ａと段部６ｃとの間に回転筒７を挿入し、押さえリング８によって後部端筒6の環状表面６ｂに被せ、この環状表面６ｂに押さえリング8の光軸Ｌの垂直面８ａの周囲に複数固ある穴８ｄを通してネジで固定すれば回転筒７は固定筒1の後部端筒６の内側に封着した形でガタ無く回転可能に構設できる。

固定筒１の後部端筒６の内側に構設した回転筒７は光軸Ｌに垂直な面７ａと段違い面７ｂとを有し、７ａは押さえリング８の裏面に接して押さえられ、段違い面７ｂは押さえリング８の内側開口部から後部に僅少突出した形になる。回転筒７の垂直面７ａには１個の深い穴７ｃが在り、この穴７ｃにコイルバネ9とスチールボール１０とを埋入させると、コイルバネ９によってスチールボール１０は押さえリング８の裏面を圧接することになる。押さえリング８の圧接面にはお互い光軸Lを中心に９０°間隔を保って穴８ｂと穴８ｃとが在るため、回転筒７を回動させると光軸Lを中心にそれぞれの９０°間隔位置でスチールボール１０がその穴に飛び込み、クリックストップの効果となる。

次に後部鏡筒２を固定筒１の後部端筒６に被せる形で組み込むが、後部鏡筒の内側の穴２ａから不図示のネジによって回転筒７の内側の面７ｂのネジ穴７ｄに固定でき、後部鏡筒２は回転筒７に結合させることが可能となる。これは後部鏡筒２が固定筒１の後部に連設した形態となり、しかも固定筒１に対して
回転筒７を通して回転自在となる。

後部鏡筒２の後方から絞り機構及び回路ユニット１１を挿入固定し、マウント１２が固設してある後部枠１３を不図示のネジによって取り付け穴１３ａと後部鏡筒２の後端垂直面２ｂのネジ穴２ｃとを通して後部鏡筒２に固定すれば後部鏡筒２の固定筒に連設する組立が完成する。さらに後方より図６に示すバックカバー１５を取り付け、後部枠１３を覆えば外装が完了する。

固定筒1の三脚座１ａに三脚を取り付けて、後部鏡筒２の後端部にあるマウント１２にカメラ２０を装着した状態のとき、回転筒７のスチールボール１０が押さえリング８の穴８ｃに飛び込むクリックストップ位置が図１に示すカメラの横位置撮影姿勢であり、後部鏡筒２をカメラごと光軸Lを中心に左方向に９０°回転させると、回転筒７のスチールボール１０が移動して押さえリング８の穴８ｂに飛び込むクリックストップ位置がカメラの縦位置撮影姿勢となる。このように後部鏡筒２は固定筒1に対して回転自在な構造にあるため、カメラを任意な角度に回転できるが、クリックストップ位置が感覚的に認識できるため、撮影者は正確な縦位置撮影姿勢、横位置撮影姿勢の迅速且つ容易な設定が可能となる。

また後部鏡筒２にはロックノブ１４が付設されていて、図６で判るように固定筒1に後部鏡筒２を連設した状態では押さえリング８の外周帯８ｅがロックノブ１４の真下に来るようになっている。このロックノブ１４はネジ状になっていてこれを右回しすればロックノブ１４の先端部が降下し、押さえリング８の外周帯８ｅを押さえ込み、後部鏡筒2の回転をロックすることが可能となり、ロックノブ１４の左回しでロック解除ができるようになっている。このためカメラ２０をクリックストップ位置のみならず任意の回転角度位置に固定して撮影が可能となっている。

このように後部鏡筒２が任意の角度に可変できるため、任意なカメラ姿勢で撮影が可能となるが、如何なるカメラ姿勢のレンズ操作においてもズーミング操作環２３及びフォーカシング操作環２４がカメラ２０に近接した位置に配設されていて、操作回転がエンドレスであることから任意な位置から操作回転が可能となり、非常に操作性が高くなっている。

ズーミング操作とフォーカシング操作との動作について回路ブロック図の図７に基づいて簡単に説明すると、回路が通電状態にあって撮影者が撮影倍率を可変しようとする場合、ズーミング操作環２３を回転させるとスリット盤２３ａの移動でズーミング用フォトインターラプター２５において方向と移動量とを読み取り、パルス信号としてＣＰＵ５０に送られる。その操作方向と回転量とを判断した出力信号としてドライバー５１に送られ、出力信号をモータ駆動信号に変換されてズーミング用モータ３０を回転させる。この回転に連動してズーミング用リードスクリュー３２を回転させズーミング用ナット３３及びズーミング移動レンズ群Ｌ２を直進移動させるが、望遠側ならば固定レンズＬ1に接近する方向、広角側ならば離反する方向に移動させる。ズーミング用リードスクリュー３２の回転と同期して回転するズーミング用ロータリーエンコーダー３１によってズーミング移動レンズ群Ｌ２の移動量の計測信号がＣＰＵ５０に戻され、撮影者によるズーミング操作環２３の回転操作量に応じた移動量に制御される。

次に撮影者が焦点調整をしようとする場合、フォーカシング操作環２４を回転させると、スリット盤２４ａの移動でフォーカシング用フォトインターラプター２６においてフォーカシング操作環２４の回転方向と移動量とを読み取り、パルス信号としてＣＰＵ５０に送られる。その操作方向と回転量を判断した出力信号としてドライバー５２に送られ、この出力信号がモータ駆動信号に変換されてフォーカシング用モータ４０を回転させる。この回転に連動してフォーカシング用リードスクリュー４２を回転させフォーカシング用ナット４３及びフォーカシングレンズＬ３を直進移動させるが無限方向ならば固定レンズＬ４に接近する方向、至近方向ならば離反する方向に移動させる。フォーカシング用リードスクリュー４２の回転と同期して回転するフォーカシング用ロータリーエンコーダー４１によってフォーカシング移動レンズ群Ｌ３の移動量の計測信号がＣＰＵ５０に戻され、撮影者によるフォーカシング操作環２４の回転操作量に応じた移動量に制御される。

これらズーミング操作環及びフォーカシング操作環はエンドレスの回転に合わせて操作トルクや感触を任意に設定することが可能であると同時に、手動操作のスピードに同期させてレンズ群を移動させることができることなどから、機構的制約が無く、操作性を重視した設置が可能であって、特に重量のある大型レンズにおいてレボルビング機構を有する後部鏡筒２に並設することによって更なる商品性を高めることができる。

本発明の大型レンズ鏡筒にカメラを装着した状態の外観斜視図である。 レンズ鏡筒全体の横断面図である。 レンズ鏡筒の縦断面図である。 並設するズーミング操作環とフォーカシング操作環の単体図である。 レボルビング機構を示す後部鏡筒の分解斜視図である。 後部鏡筒部分の拡大横断面図である。 ズーミング及びフォーカシング作動回路のブロック図である。

符号の説明

１ 固定筒
２ 後部鏡筒
６ 後部端筒
７ 回転筒
８ 押さえリング
９ コイルバネ
１０ スチールボール
１１ 絞り機構と回路ユニット
１２ マウント
１３ 後部枠
１４ ロックノブ
１５ バックカバー
２０ カメラ
２３ ズーミング操作環
２４ フォーカシング操作環
２５ ズーミング用フォトインターラプター
２６ フォーカシング用フォトインターラプター
３０ ズーミング用モータ
３１ ズーミング用ロータリーエンコーダー
３２ ズーミング用リードスクリュー
３３ ズーミング用ナット
３４ ベルト
３５ 保持枠
４０ フォーカシング用モータ
４１ フォーカシング用ロータリーエンコーダー
４２ フォーカシング用リードスクリュー
４３ フォーカシング用ナット
４４ ベルト
４５ 保持枠
５０ ＣＰＵ
５１ ドライバー
５２ ドライバー

Claims (3)

1. 光軸方向に複数の口径の大きいレンズ群を配設してなる明るいレンズであって、両端に固定レンズ群を配設し、中間にズーミング用移動レンズ群とフォーカシング用移動レンズ群とを配設する内焦式大型ズームレンズの鏡筒において、外筒を固定筒とし、当該固定筒の後部に外径が小さい後部鏡筒を連設した構造を有し、当該後部鏡筒には後端にカメラ結合のマウントが固設され、前記ズーミング用移動レンズ群を手動調整可能なズーミング操作環と前記フォーカシング用移動レンズ群を手動調整可能なフォーカシング操作環とが並設されていることを特徴とするレンズ鏡筒の操作環機構。
2. 前記固定筒に連接する前記後部鏡筒は前記固定筒に対して光軸を中心として回転自在な鏡筒でカメラの縦位置撮影および横位置撮影を自在に可能にしたことを特徴とする請求項１記載のレンズ鏡筒の操作環機構。
3. 前記後部鏡筒の前記ズーミング操作環及び前記フォーカシング操作環はズーミング及びフォーカシングをエンドレス回転の調整手段で得られる信号発生で制御する方式であることを特徴とする請求項１又は２記載のレンズ鏡筒の操作環機構。

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