JP2011039408A - インナーフォーカスズームレンズ - Google Patents

Abstract

【課題】比較的小さい開口数の明るいインナーフォーカスズームレンズで結像側レンズ群の直径が大きくなっても、結像側レンズ群の支持機構を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を提供すること。
【解決手段】少なくとも４群レンズを有するインナーフォーカスレンズであって、固定筒の内側にフォーカスカム筒を配置し、前記固定筒の内側に直進筒を配置し、該直進筒の内側に第３群連動環を配置し、前記固定筒の外側にカム筒を配置し、該カム筒の外側に第１群レンズ枠を配置したことを特徴とするインナーフォーカスレンズ。
【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、さらに詳しくは、例えば開放Ｆ値約２．８、焦点距離約１６〜５５ｍｍの、小型で手振れ防止機構も組み込み可能なインナーフォーカスズームレンズに関する。

インナフォーカス方式の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い。そのため、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ォ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。
また、例えばズーム比約4倍、開放Ｆ値を約２．８と小さくすると、４群レンズ等結像側のレンズ群の直径が大きくなってしまう問題がある。このことは、マウント近傍の機械的領域を小さくすることになり、４群レンズ等結像側のレンズ群の支持が困難になり、また従来この領域に配置されていた減速機の組み込みも困難になる問題がある。

従来のインナーフォーカス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４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、ズーム作動は２段繰り出しであり、ズームレンズの外径を小さくできない問題があった。さらに、望遠時に、第１レンズ群と第２レンズ群の間の鏡筒のカム溝や直進溝を通った迷光が外側鏡筒の内面によって反射され、結像面に到達する問題がある。

他の従来のインナーフォーカスズームレンズにおいては、フォ−カスカムとフォ−カス補正カムを同一回転部材に配置している。このように構成すれば、他のズ−ムカムに、フォ−カス補正カムが影響されないため、回転部材の配置にも光軸方向や、固定部材の上下関係に、自由度が増し、回転部材の形状も、ズ−ムカムに影響されないため、逃げ形状が必要ではなく、変形のない安定した形状を保てるように実現できる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、ズーム繰り出し量が大きく、望遠時に１レンズ群と２レンズ群の間の鏡筒のカム溝や直進溝を通った迷光が外側鏡筒の内面によって反射され、結像面に到達する問題がある。

さらに他の従来の高倍率インナーフォーカスズームレンズにおいては、固定筒の内側に配置した第１カム筒と、該第１カム筒の内側に配置した直進筒と、該直進筒の内側に配置されたフォーカスカムと、前記固定筒の外側に配置され前記第１カム筒と回動連結された第２カム筒とを有し、第１群レンズが前記第２カム筒に設けた第１カムによってズーム移動され、フォーカスレンズである第２群レンズが前記直進筒に設けた第２カムによってズーム移動され、第３群レンズ及び第４群レンズの少なくとも一方が前記第１カム筒に設けたカムによってズーム移動され、第２群レンズが前記フォーカスカムに設けた第２カムによってフォーカス移動されることを特徴とする（例えば、特許文献３参照）。

この構成によって、必要な筒部材数いわゆる層数を減らして最大外径を小さくでき、軽量化できる。しかし、望遠側のズーム繰り出し量が大きく、望遠時に１レンズ群と２レンズ群の間からカム溝や直進溝を通った迷光が外側鏡筒の内面によって反射され、結像面に到達する。この迷光を遮断するため、３レンズ群及び絞り装置の被写体側に移動遮光筒を設け、望遠時に該移動遮光筒をバネ力によって被写体側に移動させること、特に外側鏡筒の内面によって反射された光束を遮光するために４レンズ群の結像側に設けた移動遮光筒の配置すること、減速機を円周状につなげてその内側に遮光壁を設けることを必要としている。

また、自動合焦装置の駆動源である超音波モータの存在によって、カメラボデー側の後方部のレンズ口径を大きくすることができず、開放Ｆ値約２．８程度の設計が困難である問題があった。

さらに他の従来のインナーフォーカスズームレンズにおいては、一段繰り出し形であって、振れ補正ユニットと、該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、光軸方向に延びる連結キーであるレンズ枠の回転を制限する制限部材を振れ補正ユニットに配置して構成される（例えば、特許文献４参照）。

しかし、連結キーと、連結キー係合するカムを有するカム筒を４レンズ群枠の外側に配置する必要があり、４レンズ群の外径を大きくすることができない問題がある。

特開平８−３０４６８４号公報 特開２０００−８９０８６号公報 特開２００３−２７９８３５号公報 特開２００７−７９２４１号公報

従来のインナーフォーカスズームレンズにおいては、比較的小さい開放Ｆ値にすると、結像側レンズ群の直径が大きくなり、制限された寸法のマウントとの関連もあって、結像側レンズ群の支持が困難になることが推定される。
また、ズーム繰り出し量が大きい場合、望遠時に第１レンズ群と第２レンズ群の間の鏡筒のカム溝や直進溝を通った迷光が外側鏡筒の内面によって反射され、結像面に到達する。この問題を解決するために、第３レンズ群及び絞り装置の被写体側に移動遮光筒を設け、望遠時に該移動遮光筒をバネ力によって被写体側に移動させたり、外側鏡筒の内面によって反射された光束を遮光するために第４レンズ群の結像側に設けた移動遮光筒の配置すること、減速機を円周状につなげてその内側に遮光壁を設けること等を必要とする問題があった。
（目的）
本発明は、従来のインナーフォーカスズームレンズの上述した問題点に鑑みなされたものであって、比較的小さい開口数の明るいインナーフォーカスズームレンズで結像側レンズ群の直径が大きくなっても、結像側レンズ群の支持機構を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を提供することを目的とする。
本発明はまた、ズーム繰り出し量が大きい場合でも、望遠時に第１レンズ群と第２レンズ群の間の鏡筒のカム溝や直進溝を通って迷光が入ることがなく、外側鏡筒の内面によって反射される迷光の発生を有効に排除し、従来のように、第３レンズ群及び絞り装置の被写体側に移動遮光筒を設け、望遠時に該移動遮光筒をバネ力によって被写体側に移動させたり、外側鏡筒の内面によって反射された光束を遮光するために第４レンズ群の結像側に設けた移動遮光筒の配置すること、減速機を円周状につなげてその内側に遮光壁を設けること等を必要としないインナーフォーカスズームレンズを提供することを目的とする。

本発明は、さらに、従来の最も結像側のレンズ群のためのカムやカム従動部材を不要にし、マウント内部及び近傍の構成を簡易にして、最も結像側のレンズ群の外径を大きくすることを可能し、良好に収差補正され、開放Ｆ値の小さい明るいズームレンズを提供することを目的とする。

第１発明は、
少なくとも４群レンズを有するインナーフォーカスレンズであって、
固定筒の内側にフォーカスカム筒を配置し、前記固定筒の内側に直進筒を配置し、該直進筒の内側に第３群連動環を配置し、
前記固定筒の外側にカム筒を配置し、該カム筒の外側に第１群レンズ枠を配置したことを特徴とするインナーフォーカスズームレンズ
である。

第１発明の実施態様は、第４群レンズ枠を前記直進筒に固着したことを特徴とする。
本実施態様によれば、比較的小さい開放Ｆ値の明るいインナーフォーカスズームレンズで結像側レンズ群の直径が大きくなっても、結像側レンズ群の支持機構を容易に組み込むことができる効果をより有効に発揮することができる。
本実施態様によればまた、ズーム繰り出し量が大きい場合でも、望遠時に第１レンズ群と第２レンズ群の間の鏡筒のカム溝や直進溝を通って迷光が入ることがなく、外側鏡筒の内面によって反射される迷光の発生を有効に排除し、従来のように、第３レンズ群及び絞り装置の被写体側に移動遮光筒を設け、望遠時に該移動遮光筒をバネ力によって被写体側に移動させたり、外側鏡筒の内面によって反射された光束を遮光するために第４レンズ群の結像側に設けた移動遮光筒の配置すること、減速機を円周状につなげてその内側に遮光壁を設けること等を必要としない効果をより有効に発揮することができる。

第１発明の他の実施態様は、第３群レンズの少なくとも一部のレンズ部材を手振れ防止のために光軸と直交する方向に変位させることを特徴とする。
本実施態様によれば、手振れ防止式のインナーフォーカスズームレンズにおいても、上述した本発明の実施態様の効果を有効に発揮することができる。

第２発明は、
ズーム作動の際複数のカム筒部材及びレンズ群をズーム移動させるズームレンズにおいて、最も結像側のレンズ群支持枠をズーム作動でズーム移動するカム筒部材に固着したことを特徴とするズームレンズ
である。
ここで、カム筒部材は、ズーム作動の際光軸中心の回転や光軸に沿った移動を行い、筒部にカム溝や直線溝を設け、また筒部にカム従動ピンやカム突起を設けた部材である。

第２発明の実施態様は、前記ズームレンズが、４レンズ群を有するインナーフォーカスズームレンズであることを特徴とする。また、前記最も結像側のレンズ群支持枠を直進筒に固着したことを特徴とする。

第１発明によれば、比較的小さい開放Ｆ値の明るいインナーフォーカスズームレンズで結像側レンズ群の直径が大きくなっても、結像側レンズ群の支持機構を容易に組み込むことができる効果を有する。

本発明によればまた、ズーム繰り出し量が大きい場合でも、望遠時に第１レンズ群と第２レンズ群の間の鏡筒のカム溝や直進溝を通って迷光が入ることがなく、外側鏡筒の内面によって反射される迷光の発生を有効に排除し、従来のように、第３レンズ群及び絞り装置の被写体側に移動遮光筒を設け、望遠時に該移動遮光筒をバネ力によって被写体側に移動させたり、外側鏡筒の内面によって反射された光束を遮光するために第４レンズ群の結像側に設けた移動遮光筒の配置すること、減速機を円周状につなげてその内側に遮光壁を設けること等を必要としない効果を有する。

第２発明によれば、従来の最も結像側のレンズ群のためのカムやカム従動部材が不要になり、マウント内部及び近傍の構成が簡易になり、最も結像側のレンズ群の外径を大きくすることを可能し、良好に収差補正され、開放Ｆ値の小さい明るいズームレンズを提供する。

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状態の断面説明図である。 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状態の断面説明図である。 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固定筒の展開説明図である。 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直進筒の展開説明図である。 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３群連動環の展開説明図である。 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カム筒の展開説明図である。 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フォーカスカム固定筒の展開説明図である。

以下に、開放Ｆ値２．８、焦点距離約１５〜５５ｍｍのズームレンズであって、４群構成・一段伸張型で、手振れ補正機構を組み込み可能なインナーフォーカスズームレンズについて説明する。

（構成）
インナーフォーカスズームレンズ１は、図１及び図２に示すように、１群レンズＡ，フォーカスレンズ群である２群レンズＢ，３群レンズＣ，４群レンズＤを有する。インナーフォーカスズームレンズ１は、マウント８に固着された固定筒１０の内側に、フォーカスカム筒２０，直進筒３０，及び直進筒３０の内側に３群連動環４０を配置している。
固定筒１０の外側には、カム筒５０，及びカム筒５０の外側に１群連動環６０を配置している。インナーフォーカスズームレンズ１の最外側の結像側には、ズーム環６５が配置され、同被写体側には、フォーカス環６６が配置されている。

図３〜図７において、上側が被写体側、下側が結像側である。
固定筒１０は、図３に示すように、第２ズーム連動コマ１２が係合する４群カム溝１４，及び直進筒ガイドコマ１５が係合する直進筒ガイド溝１６を有する。固定筒１０にはさらに、後述するフォーカス連動コマ２２の作動を妨げないためのフォーカス摺動コマ逃げ穴１７を有する。

直進筒３０は、図４に示すように、外面結像側に、固定筒１０の直進筒ガイド溝１６に係合する直進筒ガイドコマ１５を植設している。直進筒３０はまた、外面被写体側に、カム筒の直進筒連動カム５１に係合する直進筒連動コマ３１を植設している。直進筒３０は、さらに、２群コマ２５が係合する２群ガイド溝３８と、３群コマ３４が係合する３群ガイド溝３６と、３群連動環コマ３９が係合する２群カム３７を有する。

３群レンズＣを支持する３群レンズ枠３４Ａには、図１に示すように、３群コマ３４が植設される。３群レンズ枠３４Ａには、３群レンズＣの内の最も結像側のレンズ部材３４Ｂを光軸と直交する方向に変位させて手振れ防止するための手振れ防止機構３４Ｃを有する。

３群連動環４０は、図５に示すように、３群コマ３４が係合する３群カム４１を有する。３群連動環４０はまた、３群連動環コマ３９を植設している。

カム筒５０は、図６に示すように、直進筒連動コマ３１が係合する直進筒連動カム５１と、１群連動環６０に植設された１群コマ６１が係合する１群カム５２と、３群連動環コマ３９が係合する３群直進ガイド溝５３を有する。カム筒５０は、結像側の内側に第２ズーム連動コマ１２を植設し、結像側の外側に第１ズーム連動コマ５５を植設している。

フォーカスカム筒２０は、図７に示すように、フォーカス環６６に間接的に連結されたフォーカス連動コマ２２が係合するフォーカス環連動直線溝２３と，３群連動環コマ３９が係合するフォーカスカム２４と、２群コマ２５が係合する２群横溝２６を有する。

（ズーム作動）
ズーム環６５の回動は、第１ズーム連動コマ５５を介してカム筒５０に伝達される。直進筒３０は、固定筒１０の直進筒ガイド溝１６と直進筒ガイドコマ１５との係合によって光軸方向に非回転直進移動である。カム筒５０が固定筒１０の外側で回動させられると、直進筒３０の直進筒連動コマ３１とカム筒５０の直進筒連動カム５１の係合及びカム筒５０の第２ズーム連動コマ１２と固定筒１０の４群カム溝１４の係合によって、直進筒３０は光軸方向に非回転直進する。

１群レンズＡを支持する１群連動環６０は、直進筒連動コマ３１によって回転が阻止され、またカム筒５０の１群カム５２と１群連動環６０の１群コマ６１の係合によって非回転で光軸方向にズーム移動する。

２群レンズＢは、固定筒１０の４群カム溝１４とカム筒５０の第２ズーム連動コマ１２の係合、及び２群ガイド溝３８と２群コマ２５との係合によって、直進筒３０上で非回転で光軸方向にズーム移動する。

３群レンズＣは、３群連動環４０に植設された３群連動環コマ３９とカム筒５０の３群直進ガイド溝５３と直進筒３０の２群カム３７の係合によって、カム筒５０の回転が３群連動環４０に伝達される。一方、３群コマ３４と直進筒３０の３群ガイド溝３６の係合と前記3群連動環４０の回転により、３群レンズＣすなわちコマ３４は、３群連動環４０の３群カム４１に沿って、非回転で光軸方向にズーム移動する。

４群レンズＤを支持する４群レンズ枠７０は、直進筒３０と実質上一体であり、直進筒３０と同一のズーム移動する。

（フォーカス作動）
フォーカス環２１の回転は、フォーカス連動コマ２２に伝達され、さらに、フォーカス連動コマ２２とフォーカスカム筒２０のフォーカス環連動直線溝２３の係合によって、フォーカスカム筒２０に伝達される。
フォーカスカム筒２０においては、ズーム状態によってフォーカスカム２４内における３群連動環コマ３９の移動範囲が変化する。フォーカスカム筒２０が回転すると、そのときのズーム状態で３群連動環コマ３９の位置がフォーカスカム２４内で移動し、結果的に２群横溝２６内の２群コマ２５すなわち２群レンズＢが非回転で光軸方向にフォーカス移動する。

Ａ １群レンズ
Ｂ ２群レンズ
Ｃ ３群レンズ
Ｄ ４群レンズ
１ インナーフォーカスズームレンズ
８ マウント
１０ 固定筒
１２ 第２ズーム連動コマ
１４ ４群カム溝
１５ 直進筒ガイドコマ
１６ 直進筒ガイド溝
１７ フォーカス摺動コマ逃げ穴
２０ フォーカスカム筒
２１ フォーカス環
２２ フォーカス連動コマ
２３ フォーカス環連動直線溝
２４ フォーカスカム
２５ ２群コマ
２６ ２群横溝
３０ 直進筒
３１ 直進筒連動コマ
３４ ３群コマ
３６ ３群ガイド溝
３７ ２群カム
３８ ２群ガイド溝
３９ ３群連動環コマ
４０ ３群連動環
４１ ３群カム
５０ カム筒
５５ 第１ズーム連動コマ
６０ １群連動環
６１ １群コマ
６５ ズーム環
６６ フォーカス環
７０ ４群レンズ枠

Claims (6)

1. 少なくとも４群レンズを有するインナーフォーカスズームレンズであって、
   固定筒の内側にフォーカスカム筒を配置し、前記固定筒の内側に直進筒を配置し、該直進筒の内側に第３群連動環を配置し、
   前記固定筒の外側にカム筒を配置し、該カム筒の外側に第１群レンズ枠を配置したことを特徴とするインナーフォーカスズームレンズ。
2. 第４群レンズ枠を前記直進筒に固着したことを特徴とする請求項１に記載のインナーフォーカスズームレンズ。
3. 第３群レンズの少なくとも一部のレンズ部材を手振れ防止のために光軸と直交する方向に変位させることを特徴とする請求項１に記載のインナーフォーカスズームレンズ。
4. ズーム作動の際複数のカム筒部材及びレンズ群をズーム移動させるズームレンズにおいて、最も結像側のレンズ群支持枠をズーム作動でズーム移動するカム筒部材に固着したことを特徴とするズームレンズ。
5. 前記ズームレンズが、４レンズ群を有するインナーフォーカスズームレンズであることを特徴とする請求項４に記載のズームレンズ。
6. 前記最も結像側のレンズ群支持枠を直進筒に固着したことを特徴とする請求項４に記載のズームレンズ。

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