JP2010044102A

JP2010044102A - インナーフォーカスズームレンズ鏡筒

Info

Publication number: JP2010044102A
Application number: JP2008206017A
Authority: JP
Inventors: Satoshi Totani; 聡戸谷
Original assignee: Tamron Co Ltd
Current assignee: Tamron Co Ltd
Priority date: 2008-08-08
Filing date: 2008-08-08
Publication date: 2010-02-25
Anticipated expiration: 2028-08-08
Also published as: US8305696B2; CN101644817A; CN101644817B; JP5266948B2; US20100033845A1

Abstract

【課題】１５倍前後のズーム比も実現可能であり、かつズーミング操作及びフォーカス操作を滑らかに行うためにバランスのとれたカム形状をもったインナーフォーカスズームレンズ鏡筒を提供すること。
【解決手段】固定筒と、該固定筒の内側に順次配置されたフォーカスカム筒、直進筒、及び第１カム筒を配置し、該固定筒の外側に順次配置されたズーム連動リング、第２カム筒、及び第１レンズ群摺動筒を配置したことを特徴とするインナフォーカスズームレンズ鏡筒。
【選択図】図１

Description

本発明は、インナーフォーカスズームレンズ鏡筒、さらに詳しくは、１５倍前後のズーム比が実現可能なインナフォーカスズームレンズに適したインナーフォーカスズームレンズ鏡筒に関する。

インナフォーカス方式の高倍率ズームレンズにおいては、至近距離側に対する合焦レンズの繰出し量の変化率が大きく、一本のフォーカスカム内で至近距離性能を拡大しようとすると、他のズーム領域における焦点移動が大きくなって、いわゆるバリフォーカルが発生する。このバリフォーカルをズーム域に変換するファーカスカムカーブでは、ズームのパラメーターとフォーカスのパラメーターを適切に配置する必要がある。しかし、ズーミング操作、及びフォーカス操作を滑らかに行うためにバランスのとれたカム形状を確保することが困難となり、フォーカスカム回転角の変換、あるいはフォーカスカムでの補正が必要となる。

従来の高倍率ズームレンズにおいては、ズーミング操作及びフォーカシング操作の何れの時でもフォーカスレンズを回転させながら移動させる。そして、フォーカスカム筒の回転操作用の案内溝をカム形状とすることにより、案内溝に係合する操作ピンがズーミングによってフォーカスカム筒の回転操作用案内溝を移動するため、ズーミング操作によってフォーカスカム上の操作範囲を回転方向によって変位させて各ズーム領域における適切なフォーカシング繰出し量を得ている（例えば、特許文献１参照）。
しかし、より至近距離性能の拡大や、全ズーム領域における焦点移動を抑えた上でフォーカシング繰出し量を得るために十分な変位量を確保することはなお困難である。また、この５倍程度の高倍率ズームレンズにおいては、固定筒の内側に第１カム筒が配置され、固定筒の外側に第２カム筒、直進筒、第３カム筒が配置され、いわゆる５層構造であり、外径を小さくできない問題があった。また、手振れ防止機構の組込みについては、何ら考慮されていない。

他の従来の高倍率ズームレンズにおいては、フォーカス補正カムをフォーカスカムと同一回転部材に配置することにより、フォーカス繰出し量を得ている（例えば、特許文献２参照）。しかし、ズーミング操作時にフォーカスレンズを直進させる機構としているため、何れのズーム領域においても一定量の補正量が与えられ、高倍率ズームレンズにおいて何れのズーム領域においても至近距離を短縮させるのに十分な補正量を与えることはできない。また、この高倍率ズームレンズにおいては、固定筒の外側に、第１カム筒、第２カム筒、直進筒、第３カム筒を配置したいわゆる５層構造であり、外径を小さくできない問題があった。また、手振れ防止機構の組込みについては、何ら考慮されていない。

さらに他の従来の高倍率ズームレンズにおいては、図１０及び図１１に示すように、固定筒１２の内側に配置されたズーム連動リング１４と、ズーム連動リング１４の内側に配置された第１カム筒１６と、第1カム筒１６の内側に配置された直進筒１８の内側に配置されたフォーカスカム筒２０を有する。また、第１カム筒１６は、ズーム連動コマ４０を介してズーム連動リング１４に連結されていて、ズームリング３０の回動が第１カム筒１６に伝達される。第１カム筒１６は、第１カム筒を光軸方向移動させるために第１カム筒ガイドコマ３９が係合する第１カム筒ガイドカムと、第３群レンズガイドコマ４３が係合する第３群レンズガイドカムと、第４群レンズガイドコマ４５が係合する第４群レンズガイドカムと有する。第１カム筒１６はまた、固定筒１２の前方すなわちレンズマウント部１０と反対側において、第２カム筒連動コマ５０が外向きに設けられている。第２カム筒連動コマ５０は、第２カム筒２２に設けられた縦ガイド溝に係合している（例えば、特許文献３参照）。

上述した高倍率ズームレンズにおいては、固定筒１２の内径にズーム連動リング１４、ズーム連動リング１４の内径側に配置された第１カム筒１６と、第１カム筒１６の内径側に配置された直進筒１８を有する。第１カム筒は、ズーム連動コマ４０を介してズーム連動リング１４に連結されていて、ズームリング３０の回動が第１カム筒１６に伝達される。第１カム筒１６を光軸方向へ移動させるため、第１カム筒１６には、第１カム筒ガイドコマ３９が係合する第１カム筒ガイドカムと、第３レンズ群ガイドコマ４３が係合する第３レンズ群ガイドカムと、第４レンズ群ガイドコマ４５が係合する第４レンズ群ガイドカムとを形成しなければならない。

しかし、第１カム筒１６には光軸方向の全長が制約されているため、第１カム筒ガイドカム、第３レンズ群ガイドカム及び第４レンズ群ガイドカムのレイアウトには光軸方向長さの制約がある。特に、ズーム比のより高倍化を図るためには、第３群レンズ、及び第４群レンズの光軸方向への移動量を増加させなければならないが、第１カム筒１６の可能な光軸方向寸法の中でこれらのガイドカムをバランスよく配置することは困難である。すなわち、これらのガイドカムを無理して配置すれば、これらのガイドカムの形状及び位置の制限が増し、自由度が無くなってしまう問題があった。
さらに、固定筒１２の構成可能な全長に対し、直進筒１８の移動量が第３レンズ群の移動量の増加と共に増加するため、望遠側繰出し時に固定筒１２と直進筒１８との嵌め合い量すなわち掛かり量が小さくなって鏡筒の必要な安定性が保てなくなってしまう問題があった。また、手振れ防止機構の組込みについては、何ら考慮されていない。

一方、径方向の小型化を実現できるレンズ鏡筒を構成するために、振れ補正ユニットと、前記振れ補正ユニットと共に撮影光学系の少なくとも一部を構成するレンズを支持するレンズ枠とを有するレンズ鏡筒において、前記レンズ枠の回転を制限する制限部材を前記振れ補正ユニットに配置したレンズ鏡筒が提案されている（例えば、特許文献４参照）。

特開平８−３０４６８４号公報特開２０００−８９０８６号公報特許第３６８９３７９号公報特開２００７−７９２４１号公報

（発明の目的）
本発明は、従来のズームレンズ鏡筒、特にインナーフォーカスズームレンズの鏡筒の上述した問題点に鑑みてなされたものであって、１５倍前後のズーム比も実現可能であり、かつズーミング操作及びフォーカス操作を滑らかに行うためにバランスのとれたカム形状を持ち、さらに手振れ防止機構も容易に組み込むことができるインナーフォーカスズームレンズ鏡筒を提供することを目的とする。

本発明はまた、十分な至近距離性能及び全ズーム領域における焦点移動を抑え、かつ外径が小さいインナーフォーカスズームレンズ鏡筒を提供することを目的とする。

本発明はさらに、ガイドカムの形状及び位置の制限が少なく、また望遠側繰出し時に固定筒と直進筒との嵌め合い量すなわち掛かり量が大きく、安定性の高いインナーフォーカスズームレンズ鏡筒を提供することを目的とする。

第１発明は、固定筒と、該固定筒の内側に順次配置されたフォーカスカム筒、直進筒、及び第１カム筒を配置し、該固定筒の外側に順次配置されたズーム連動リング、第２カム筒、及び第１レンズ群摺動筒を配置したことを特徴とするインナフォーカスズームレンズ鏡筒である。

第２発明は、固定筒と、該固定筒の内側に順次配置されたフォーカスカム筒、直進筒、及び第１カム筒を配置し、該固定筒の外側に順次配置されたズーム連動リング、第２カム筒、及び第１レンズ群摺動筒を配置し、物体側より順に、正の屈折力を持つ第１レンズ群、フォーカシングレンズであり負の屈折力をもつ第２レンズ群、正の屈折力を持つ第３レンズ群、正の屈折力をもつ第４レンズ群で構成し、広角端から望遠端への変倍により第１レンズ群と第２レンズ群の間隔が広がり、第２レンズ群と第３レンズ群の間隔が狭まり、第３レンズ群と第４レンズ群間隔が狭まるように移動し、前記第３レンズ群の後群を光軸と直交する方向へ移動させることで手振れ発生時の像面補正を行うことを特徴とするインナフォーカスズームレンズ鏡筒である。

本発明のインナーフォーカスズームレンズ鏡筒は、１５倍前後のズーム比も実現可能であり、かつズーミング操作及びフォーカス操作を滑らかに行うためにバランスのとれたカム形状を持ち、さらに手振れ防止機構も容易に組み込むことができるインナーフォーカスズームレンズ鏡筒を構成することができる効果を有する。

本発明のインナーフォーカスズームレンズ鏡筒は、また、十分な至近距離性能及び全ズーム領域における焦点移動を抑え、かつ外径が小さいインナーフォーカスズームレンズ鏡筒を構成することができる効果を有する。

本発明のインナーフォーカスズームレンズ鏡筒はさらに、ガイドカムの形状及び位置の制限が少なく、また望遠側繰出し時に固定筒と直進筒との嵌め合い量すなわち掛かり量が大きく、安定性の高いインナーフォーカスズームレンズ鏡筒を構成することができる効果を有する。

以下に、本発明のインナーフォーカスズームレンズ鏡筒の最良の実施形態を図に基づいて説明する。
（鏡筒の構成）
焦点距離１８ｍｍ〜２７０ｍｍのインナーフォーカス方式のズームレンズ鏡筒１０は、図１及び図２に示すように、第１レンズ群Ａ（焦点距離＋１０８ｍｍ）、第２レンズ群Ｂ焦点距−１３ｍｍ）、第３レンズ群Ｃ（焦点距離＋４５ｍｍ）、第４レンズ群Ｄ焦点距離＋４８ｍｍ）が装着される。第３レンズ群Ｃは、第３レンズ群前群Ｃｆ（焦点距離＋２７ｍｍ）及び手振れ防止のために光軸と直交する方向へシフトされる第３レンズ群後群Ｃｒ（焦点距離−４０ｍｍ）からなる。ズームレンズ鏡筒１０は、カメラボデー（図示せず）に取付けるためのマウント１１と一体の固定筒１２を有する。

固定筒１２の内側には、フォーカスカム筒２０、さらにその内側に直進筒１８が配置されている。フォーカスカム筒２０の内側には、直進筒１８が配置されている。直進筒１８の内側には、第１カム筒１６、さらに内側に第２レンズ群レンズ枠２、第３レンズ群レンズ枠３、第４レンズ群レンズ枠４が配置されている。第３レンズ群レンズ枠３は、手振れ防止１１４を介して支持されている。第３レンズ群レンズ枠３及び第４レンズ群レンズ枠４は、第３レンズ群レンズ枠３の固着された第４レンズ群直進ガイドキー１１２によって、相互に光軸中心回転はしないが光軸方向の間隔を変更可能に連結されている。

固定筒１２の外側には、ズーム連動リング１４、その外側に第２カム筒２２、さらにその外側に第１群レンズ摺動枠２４が配置されている。第１群レンズ摺動枠２４の外側すなわち外部に露出して、装飾用の外筒２６、ズーム操作リング３０、及びフォーカス操作リング２８が配置されている。固定筒１２の外側には、さらに、固定筒１２と一体の中間鏡筒２９、及びフォーカス操作リング２８に固着されたフォーカス連動板１０２が設けられている。フォーカス連動板１０２の前側（マウント１１と反対側）端部には、固定筒１２のフォーカス連動コマ逃げ貫通孔１０４を貫通してフォーカスカム溝１０６に係合するフォーカス連動コマ８３が植設されている。

固定筒１２は、図３に示すように、フォーカス連動板１０２に植設されたフォーカス連動コマ８３が貫通するフォーカス連動コマ逃げ貫通孔１０４を有する。固定筒１２の内面には、直進筒１８に植設された直進筒ガイドコマ１００が係合する直進ガイド溝４７を有する。固定筒１２の外面には、第１カム筒ガイドコマ３９が植設されている。

フォーカスカム筒２０には、図４に示すように、第２レンズ群フォーカスコマ９６が係合する第２レンズ群フォーカスカム（２）２７、第２レンズ群ガイドコマ７４が係合する第２レンズ群フォーカスカム（１）７９、及びフォーカス連動コマ８３が係合するフォーカスカム溝１０６が設けられている。

直進筒１８は、図５に示すように、第２レンズ群ガイドコマ７４が係合する第２レンズ群ガイドカム８０、第２レンズ群フォーカスコマ９６が係合する第２レンズ群ガイドカム（２）８１、及び第１カム筒１６に植設された第１カム筒回転ガイドコマ８６が係合する第１カム筒回転溝８８を有する。直進筒１８はさらに、第３レンズ群枠３に植設された第３レンズ群ガイドコマ４３が係合する第２縦ガイド溝６１が設けられ、また直進筒ガイドコマ１００が植設されている。直進筒１８にはさらに、前端部に、第２カム筒２２の横ガイド溝６２に係合する第１レンズ群コマ６６が固着されている。

第１カム筒１６は、図６に示すように、第３レンズ群ガイドコマ４３が係合する第３レンズ群ガイドカム４４、第４レンズ群ガイドコマ４５が係合する第４レンズ群ガイドカム４６、及び第２レンズ群ガイドコマ７４が係合する第３縦ガイド溝４８を有する。第１カム筒１６には、さらに、第１カム筒回転ガイドコマ８６が植設されている。

ズーム連動リング１４は、図７に示すように、固定筒１２に植設された第１カム筒ガイドコマ３９が係合するズーム連動リングガイドカム４２を有する。ズーム連動リング１４はまた、ズーム連動リングガイドコマ５０が植設するための第１嵌合孔５７を有する。ズーム連動リング１４はまた、第２レンズ群ガイドコマ７４を植設するための第２レンズ群ガイドコマ嵌合孔７５が設けられている。ズーム連動リング１４は、さらに、像側に突出するズーム連動ポスト３１にズーム連動コマ４０が装着されている。

第２カム筒２２は、図８に示すように、第１レンズ群ガイドコマ７０が係合する第１レンズ群ガイドカム７７、ズーム連動リングガイドコマ５０が係合する第１縦ガイド溝６０、及び第１レンズ群コマ６６が係合する横ガイド溝６２が設けられている。

第１レンズ群摺動枠２４には、図９に示すように、その内側図に、第１レンズ群コマ６６が係合する第３縦ガイド溝６４と、第２カム筒２２の第１レンズ郡ガイドカム７７に係合する第１レンズ群ガイドコマ７０が設けられている。

（ズーム作動）
ズーム作動は、図１及び図２を参照して、ズームリング３０を回転作動させる。ズームリング３０の回転作動は、ズームリング３０の光軸と平行に延びた直進溝（図示せず）に係合したズーム連動コマ４０及びズーム連動ポスト３１を介してズーム連動リング１４に伝達される。

ズーム連動リング１４が回転作動すると、固定筒１２に植設された第１カム筒ガイドコマ３９がズーム連動リング１４の第１カム筒ガイドカム４２に係合することにより、ズーム連動リング１４は光軸方向移動及び回転作動する。

ズーム連動リング１４に内向きに植設された第２レンズ群ガイドコマ７４が、フォーカスカム筒２０の第２レンズ群フォーカスカム（１）７９、直進筒１８の第２レンズ群ガイドカム８０、及び第１カム筒１６の第３縦ガイド溝４８に係合している。これらの嵌合により、フォーカスカム筒２０は光軸方向移動及び回転作動し、直進筒１８は光軸方向に直進移動し、第１カム筒１６は回転作動する。

ズーム連動リング１４に外向きに植設されたズーム連動リングガイドコマ５０が、第２カム筒２２の第１縦ガイド溝６０に係合していることにより、ズーム連動リング１４の回転作動が第２カム筒２２に伝達される。

第１レンズ群Ａのズーミング移動は、第１レンズ群コマ６６と横ガイド溝６２の係合により直進筒１８の光軸方向移動が第２カム筒２２に伝達され、さらに、回転規制された第２カム筒２２の第１レンズ群ガイドカム７７と第１レンズ群ガイドコマ７０の係合により、第１群レンズ摺動枠２４が第２カム筒２２の上で光軸方向移動する。

第２レンズ群Ｂのズーミング移動は、第２レンズ群レンズ枠２の第２レンズ群フォーカスコマ９６と一緒に光軸方向移動及び回転作動する。

第３レンズ群Ｃのズーミング移動は、第３レンズ群枠４２に植設された第３レンズ群ガイドコマ４３が、直進筒１８の第２縦ガイド溝６１及び第１カム筒１６の第３レンズ群ガイドカム４４に係合していることにより光軸方向移動する。

第４レンズ群Ｄのズーミング移動は、第４レンズ群枠４に植設された第４レンズ群ガイドコマ４５が、第１カム筒１６の第４レンズ群ガイドカム４６に係合し、さらに第４レンズ群直進ガイドキー１１２が第４レンズ群枠４に光軸と平行に延びるように形成された回転止め溝（図示せず）との係合によって、光軸方向移動する。

（フォーカス作動）
フォーカスリング２８の回転作動は、図１及び図２を参照して、フォーカスギヤリング９４及びフォーカス連動板１０２を介して、フォーカスカム筒２０に伝達される。フォーカスカム筒２０の回転作動は、静止している第２レンズ群ガイドコマ７４を基準にしてなされる。すなわち、第２レンズ群ガイドコマ７４の第２レンズ群フォーカスカム（１）７９と直進筒１８の第２レンズ群ガイドカム８０との係合、及び第２レンズ群レンズ枠２の第２レンズ群フォーカスコマ９６の第２レンズ群フォーカスカム（２）２７と直進筒１８の第２レンズ群ガイドカム（２）８１との係合によって、光軸方向移動する。

（変形例）
前記実施形態においては、第４レンズ群枠４の回転作動を第４レンズ群直進ガイドキー１１２によって規制している。第４レンズ群直進ガイドキー１１２に代えて、直進筒１８を像側に延ばして第４レンズ群枠４に光軸と平行に延びるように形成された回転止め溝に係合させてもよい。

図１は、本発明の実施形態のインナーフォーカスズームレンズの広角時の部分断面図である。図２は、本発明の実施形態のインナーフォーカスズームレンズの望遠時の部分断面図である。図３は、本発明の実施形態の固定筒の展開説明図である。図４は、本発明の実施形態の第１カム筒の展開説明図である。図５は、本発明の実施形態の直進筒の展開説明図である。図６は、本発明の実施形態のフォーカスカム筒の展開説明図である。図７は、本発明の実施形態のズーム連動リングの展開説明図である。図８は、本発明の実施形態の第２カム筒の展開説明図である。図９は、本発明の実施形態の第１レンズ群摺動枠の展開説明図である。図１０は、従来技術のインナーフォーカスズームレンズの広角時の部分断面図である。図１１は、従来技術のインナーフォーカスズームレンズの望遠時の部分断面図である。

符号の説明

Ａ第１レンズ群
Ｂ第２レンズ群
Ｃ第３レンズ群
Ｄ第４レンズ群
２第２レンズ群レンズ枠
３第３レンズ群レンズ枠
４第４レンズ群レンズ枠
１０ズームレンズ鏡筒
１１マウント
１２固定筒
１４ズーム連動リング
１６第１カム筒
１８直進筒
２０フォーカスカム筒
２２第２カム筒
２３フォーカス連動リング
２４第１群レンズ摺動枠
２６外筒
２７第２レンズ群フォーカスガイド溝
２８フォーカス操作リング
２９中間鏡筒
３０ズーム操作リング
３１ズーム連動ポスト
４０ズーム連動コマ
４３第３レンズ群ガイドコマ
４４第３レンズ群ガイドカム
４５第４レンズ群ガイドコマ
４６第４レンズ群ガイドカム
４７直進ガイド溝
５０ズーム連動リングガイドコマ
５６第３レンズ群ガイドコマ嵌合孔
６０第１縦ガイド溝
６１第２縦ガイド溝
６２横ガイド溝
６４第３縦ガイド溝
６６第１レンズ群コマ
７０第１レンズ群ガイドコマ
７４第２レンズ群ガイドコマ
７７第１レンズ群ガイドカム
８０第２レンズ群ガイドカム
８１第２レンズ群ガイドカム（２）
８３フォーカス連動コマ
９６第２レンズ群フォーカスコマ
１００直進筒ガイドコマ
１０２フォーカス連動板フォーカス連動板
１０４フォーカス連動コマ逃げ貫通孔
１０６フォーカスカム溝
１１２第４レンズ群直進ガイドキー
１１４手振れ防止機構

Claims

固定筒と、該固定筒の内側に順次配置されたフォーカスカム筒、直進筒、及び第１カム筒を配置し、該固定筒の外側に順次配置されたズーム連動リング、第２カム筒、及び第１レンズ群摺動筒を配置したことを特徴とするインナフォーカスズームレンズ鏡筒。
固定筒と、該固定筒の内側に順次配置されたフォーカスカム筒、直進筒、及び第１カム筒を配置し、該固定筒の外側に順次配置されたズーム連動リング、第２カム筒、及び第１レンズ群摺動筒を配置し、物体側より順に、正の屈折力を持つ第１レンズ群、フォーカシングレンズであり負の屈折力をもつ第２レンズ群、正の屈折力を持つ第３レンズ群、正の屈折力をもつ第４レンズ群で構成し、広角端から望遠端への変倍により第１レンズ群と第２レンズ群の間隔が広がり、第２レンズ群と第３レンズ群の間隔が狭まり、第３レンズ群と第４レンズ群間隔が狭まるように移動し、前記第３レンズ群の後群を光軸と直交する方向へ移動させることで手振れ発生時の像面補正を行うことを特徴とするインナフォーカスズームレンズ鏡筒。
前記第１カム筒に第３レンズ群ガイドカム及び第４レンズ群ガイドカムカムを設け、前記直進筒に第２レンズ群ガイドカムを設け、前記ズーム連動筒にズーム連動リングガイドカムを設け、前記第２カム筒に第１レンズ群ガイドカムを設け、前記フォーカスカム筒に第２レンズ群フォーカスカム(1)及び第２レンズ群フォーカスカム(2)を設けたことを特徴とする請求項１又は２に記載のインナフォーカスズームレンズ鏡筒。
前記第１カム筒、前記フォーカスカム筒、直進筒、前記ズーム連動筒及び前記第２カム筒がズーム作動時に光軸方向移動及び回転作動し、前記フォーカスカム筒がズーム作動時に光軸方向移動し、フォーカス作動時に回転作動を行うことを特徴とする請求項１又は２に記載のインナフォーカスズームレンズ鏡筒。