JP2012027069A

JP2012027069A - レンズ鏡筒及び光学機器

Info

Publication number: JP2012027069A
Application number: JP2010162773A
Authority: JP
Inventors: Ko Yamanaka; 巧山中
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2010-07-20
Filing date: 2010-07-20
Publication date: 2012-02-09

Abstract

【課題】鏡筒の径方向の寸法、鏡筒の光軸方向の寸法を大きくすることなく、全ズーム領域においてレンズ鏡筒の耐衝撃性を高めたレンズ鏡筒を提供すること
【解決手段】直進溝を有する案内筒と、前記案内筒に対して光軸周りに回転可能に保持され複数のカム溝を有するカム筒と、前記直進溝と前記カム溝に係合する第１のカムフォロアピンを備え、前記カム筒の回転により変倍又は合焦のために光軸方向に移動するレンズ保持枠と、前記レンズ保持枠に保持されたレンズと、を有するレンズ鏡筒において、前記案内筒は、前記カム筒を定位置回転又は回転繰り出し可能に保持する第１の係合部と、光軸方向において前記第１の係合部と前記カム溝を挟んで離間する第２の係合部と、を備え、前記カム筒は、前記第１の係合部と係合する第１の溝部と、前記第２の係合部と係合する第２の溝部を有することを特徴とする
【選択図】図２

Description

本発明は、カム筒の回転によってレンズ群を移動させるレンズ鏡筒に関するものである。特に、スチルカメラ、ビデオカメラを構成するレンズ鏡筒に関するものである。

従来から、直進溝を有する案内筒４０１と、カム溝を有するカム筒４０２と、直進溝とカム溝に係合するカムフォロアを有する移動レンズ枠にて構成され、カム筒４０２の回転により移動レンズ枠を光軸方向に移動させるレンズ鏡筒が知られている（図４参照）。カム筒４０２は、案内筒４０１に形成されたバヨネット爪とカム筒に形成されたバヨネット溝との関係にて定位置回転可能に保持される。

ところで、Ｆナンバーの明るい大口径ズームレンズにおいては、前群レンズの重量が大きくなる。そのため、レンズ鏡筒に衝撃が加わると、カム筒のカム溝や、カム筒を定位置回転させるためのバヨネット溝が変形してしまい、ズーミング作動不良やレンズ群の倒れによる結像性能の悪化の原因となる場合があった。

カム筒の強度を上げるためには、カム筒のラジアル方向、カム筒の光軸方向のそれぞれの肉厚を厚くしたり、カム溝を有底にする手段があるが、レンズ鏡筒の大型化や加工工数増加によるコストアップの要因となってしまう。

特許文献１には、前群レンズ枠を保持する直進筒のカムフォロアを光軸方向における後方から押圧する押圧部材を設け、落下の衝撃を押圧部材により受け取って衝撃を和らげる手法が開示されている。

また、図４は、バヨネット構造を用いないカム筒の保持方法であり、案内筒４０１にカム筒４０２を組み込み後、カム筒押さえ環４０３を案内筒４０１に組み込むことでカム筒４０２の光軸方向を規制している。

特開２００８−６４８８７号公報

しかしながら、上述の特許文献１に開示された従来技術では、直進筒を終端に移動させないと衝撃緩和効果を得ることができない。

また、図４に示すカム筒の保持構造は、レンズ鏡筒が衝撃を受けた際にカム溝に大きな変形が生じる前にカム筒４０２の端面とカム筒押さえ環４０３の端面が先当りするため、カム筒４０２の光軸方向の挙動を抑制することで、カム溝の変形を軽減させる効果がある。しかし、カム筒押さえ環４０３をカム筒４０２の先端に配置する必要があるため、鏡筒の全長が長くなってしまうという問題がある。

本発明の目的は、上述の問題点を解消し、鏡筒の径方向の寸法、鏡筒の光軸方向の寸法を大きくすることなく、全ズーム領域においてレンズ鏡筒の耐衝撃性を高めた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に、本発明に係るレンズ鏡筒は、直進溝を有する案内筒と、前記案内筒に対して光軸周りに回転可能に保持され複数のカム溝を有するカム筒と、前記直進溝と前記カム溝に係合するカムフォロアピンを備え、前記カム筒の回転により変倍又は合焦のために光軸方向に移動するレンズ保持枠と、前記レンズ保持枠に保持されたレンズと、を有するレンズ鏡筒において、前記案内筒は、前記カム筒を定位置回転又は回転繰り出し可能に保持する第１の係合部と、光軸方向において前記第１の係合部と前記カム溝を挟んで離間する第２の係合部と、を備え、前記カム筒は、前記第１の係合部と係合する第１の溝部と、前記第２の係合部と係合する第２の溝部を有することを特徴とする。

本発明に係るレンズ鏡筒によれば、鏡筒の径方向の寸法、鏡筒の光軸方向の寸法を大きくすることなく、全ズーム領域においてレンズ鏡筒の耐衝撃性を高める効果が得られる。

実施例のレンズ鏡筒の断面図である。実施例のレンズ鏡筒の要部断面図である。実施例のレンズ鏡筒の展開図である。従来のレンズ鏡筒の要部断面図である。

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１眼レフカメラ用の交換レンズのワイド状態における内部構造と、変換レンズが取り付けられるカメラ本体の概略を示す断面図である。

図２は、図１にて説明した実施例の交換レンズ２のワイド状態の要部断面図である。なお、説明のため、図１とは異なる位相の断面図としている。

図３は、実施例のレンズ鏡筒としての交換レンズ２のワイド状態の要部展開図である。

カメラ本体１には、レンズ鏡筒（交換レンズ２）が着脱自在に取り付けられ、カメラ本体１内には撮像素子１ａが設けられている。交換レンズ２は、物体側から順に、第１レンズ群Ｌ１、第２レンズ群Ｌ２、第３レンズ群Ｌ３、第４レンズ群Ｌ４、第５レンズ群Ｌ５からなる５群ズームレンズである。

第１レンズ群Ｌ１及び第２レンズ群Ｌ２の２つのレンズ群、第３レンズ群Ｌ３及び第４レンズ群Ｌ４及び第５レンズ群Ｌ５の３つのレンズ群は、ズーム動作に際し光軸方向に一体で移動する変倍レンズ群である。

また、その中で、第２レンズ群Ｌ２は、フォーカス動作に際し光軸方向に移動する合焦レンズ群でもある。

レンズ鏡筒（交換レンズ２）をカメラ本体１に取り付けるためのマウント１１は、バヨネット部を有しており、固定筒１２にビス止め固定されている。マウントリング１３は、マウント１１と固定筒１２との間に挟み込まれて固定されている。

案内筒１４は、固定筒１２にビス止めされることで、カメラ本体１に対して固定され、案内筒１４の外周にはバヨネット部によって光軸を中心に回転可能なカム筒１５が嵌合されている。

１６は、第３レンズ群Ｌ３を保持する３群レンズ保持枠である。３群レンズ保持枠１６には３群レンズ枠移動コロ１７が軸ビス１８ａにて固定されている。

また、３群保持枠１６には、絞り駆動部と絞り羽根部とから構成される電磁絞りユニット１９と、副絞りユニット２０がビスにより固定されている。また、３群保持枠１６の撮像面側の後端には、第４レンズ群Ｌ４を保持する４群レンズ保持枠２１が、３群レンズ保持枠１６にビス止めされている。

第５レンズ群Ｌ５を保持する５群保持枠２２は、４群レンズ保持枠２１に対して平行偏芯調整を行う。そのため、偏芯コロ２３にて４群レンズ保持枠２１に保持される。なお、偏芯コロによる平行偏芯調整構造は、公知であるため説明は省略する。

２４は直進筒である。直進筒２４の端面には、第１レンズ群Ｌ１を保持する１群レンズ保持枠２５がビスにより固定されている。第１レンズ群Ｌ１はレンズ押さえ環２６によって固定される。直進筒２４には、カムフォロアピンとしての直進筒移動コロ２７が軸ビス１８ｂにより固定されている。

カム筒１５を回転させると、案内筒１４に設けられた光軸方向へ延伸した直進溝１４ｂと、カム筒１５に設けられた３群用カム溝１５ｂおよび直進筒用カム溝１５ｃの交点とが移動する。この交点の移動に従って、３群レンズ保持枠１６及び直進筒２４は、それぞれの第１のカムフォロアピンとしての移動コロを介して光軸方向に移動する。

合焦レンズ群保持枠である２群レンズ保持枠２８は合焦レンズ群である第２レンズ群Ｌ２を保持し、外周に設けられたカムフォロアピンが直進筒２４に設けられたカム溝２４ａに係合する。２群レンズ保持枠２８から延出したカムフォロアピンは、前記カム溝２４ａを貫通して、フォーカス定位置回転筒２９に設けられた直進溝（不図示）にも係合する。フォーカス定位置回転筒２９はバヨネット結合により直進筒２４に対して定位置回転可能に保持されている。

３０は、フォーカスユニットで、案内筒１４にビス止めされている。フォーカスユニット３０は、主として振動型モータと差動機構とで構成されており、振動型モータのロータ回転量とマニュアルリング３１の回転量に応じたフォーカスキー３２の回転量を出力する。

フォーカスキー３２は、フォーカス定位置回転筒２９に固定されたフォーカス伝達キー３３と係合している。

フォーカスユニット３０の前側にはフード枠３４がビス止めされている。フード枠３４の先端外周には、案内筒に一体形成されたバヨネット部が設けられており、不図示のアクセサリーであるフードが装着可能となっている。

また、フード枠３４と１群レンズ保持枠２５との隙間には、遮蔽部材であるテレンプ３５が光軸周りに巻きつけられている。さらに、１群レンズ保持枠２５の光軸直交平面２５ａとフード枠３４の光軸直交平面３４ａの間には、環状の弾性部材３６が配置されており、ズーミングにより１群レンズ保持枠２５が光軸方向に移動しても、常に光軸方向に生じる２部品間の隙間を埋めるように設定されている。

３７は、フード枠３４にビスにて固定されたマニュアルリングコマであり、マニュアルリング３１をフード枠３４に対して定位置回転可能に保持する。マニュアルリングコマ３７は、円周３箇所に配置されている。マニュアルリング３１の外周にはマニュアルリングゴム３８が巻き付けられている。

３９は、目盛シートで、フォーカスユニット３０の出力であるフォーカスキー３２と一体的に回転し、目盛窓４０と合わせて焦点位置の表示を行う。

ズームリング４１は、ズーム操作時に使用者が回転操作する部材であり、固定筒１２に対して定位置回転可能に保持されている。ズームリング４１にはズームキー４２がビスにより固定されている。ズームキー４２は、カム筒１５に形成されたズームキー係合溝１５ｆに係合し、ズームリング４１を回転させるとその回転力によりズームキー４２を介して一体的にカム筒１５を回転させることができる。ズームリング４１の外周にはズームゴム４３が巻き付けられている。

４４は、ズームリング４１にビス止めされたズームブラシで、エンコーダフレキシブル基板４５のグレイコードパターン上を摺動して、ズームリング４１とエンコーダフレキシブル基板４５の位置関係を検出するために用いられる。

４６は、メイン基板で、フォーカスユニット３０、電磁絞りユニット１９、エンコーダフレキシブル基板４５と可撓性フレキシブル基板を介して又は直接、電気的に接続され、各種制御を行う。

４７は、マウント１１にビス止めされ、メイン基板４６とフレキシブル基板を介して接続された接点ブロックであり、カメラ本体との通信および電源の供給を行うために設けられている。

４８は、裏蓋で、マウント１１に弾性結合して有害光をカットしている。

以上のように構成された交換レンズでは、ズームリング４１を回転させると、ズームキー４２を介してカム筒１５が回転し、上記機構に従い全ての５群ズームレンズＬ１〜Ｌ５が光軸方向に移動してズーミングが行われる。また、第３レンズ群Ｌ３の移動により、副絞りユニット２０が開閉動作をおこない、開放口径を決定している。

一方、オートフォーカス時には振動型モータの駆動により、マニュアルフォーカス時にはマニュアルリング３１を回転させることにより、それぞれフォーカスキー３２を回転させる。これにより、上記機構に従い、第２群レンズＬ２が光軸方向に移動し、フォーカシングを行うことができる。

次に、本発明の特徴部である、案内筒１４とカム筒１５の結合部について詳細に説明する。

案内筒１４とカム筒１５は、案内筒の外周部に設けられたバヨネット爪１４ａ（第１の係合部）と、カム筒に設けられたバヨネット溝１５ａ（第１の溝部）が係合することで、カム筒１５を光軸方向への移動を規制しつつ、定位置回転可能に保持している。１５ｂは、３群レンズ保持枠１６を光軸方向に移動させるための３群用カム溝である。１５ｃは直進筒２４を光軸方向に移動させるための直進筒用カム溝である。３群用カム溝１５ｂと直進筒用カム溝１５ｃは円周３等分に配置されている。

１４ｃは、３群レンズ保持枠１６及び直進筒２４を直進移動させるための直進溝１４ｂである。直進溝１４ｂも前述のカム溝と同様に円周３等分に配置されている。

１５ｄは、５群レンズ保持枠２２を平行偏芯調整するための工具穴であり、カム筒１５をテレ状態まで回転させると、案内筒１４の工具穴１４ｂと位相が一致し、外径方向から偏芯コロ２２にアクセス可能となる。

４９は、案内筒１４の直進溝１４ｂと同位相であり、かつバヨネット爪１４ａと光軸方向においてカム筒１５のカム溝（本実施例では直進筒用カム溝１５ｃを示す）を挟んで離間して配置される衝撃緩和ピンである。衝撃緩和ピン４９は、軸部４９ａ（第２の係合部）とネジ部４９ｂから成り、軸部４９ａが案内筒１４の座ぐり穴１４ｄに位置決めされ、案内筒１４に対してネジ固定される。

さらに、衝撃緩和ピン４９の軸部４９ａは、カム筒１５の第２の溝部１５ｅと光軸方向において係合している。この時、案内筒１４のバヨネット爪１４ａ（第１の係合部）と、カム筒に設けられたバヨネット溝１５ａ（第１の溝部）との隙間よりも、衝撃緩和ピン４９の軸部４９ａ（第１の係合部）とカム筒１５の第２の溝部１５ｅとの隙間の方が大きい設定としている。

次に、案内筒１４へカム筒１５を組み込むための作業手順について説明する。

カム筒１５は、案内筒１４の被写体側から挿入される。案内筒のバヨネット爪１４ａはカム筒１５の内径より凸となっているが、カム筒１５に設けられたズームキー係合溝１５ｆよりも鏡筒の径方向の長さが小さい。そのため、バヨネット爪１４ａとズームキー係合溝１５ｆの位相を合わせて組み込むことで、カム筒１５のバヨネット溝１５ａと案内筒１４のバヨネット爪１４ａを光軸方向において一致する位置まで挿入可能となる。

上記位置までカム筒を挿入したら、カム筒を光軸周り（鏡筒の径方向）に回転させ、バヨネット爪１４ａとバヨネット溝１５ａを係合させる。さらに、カム筒を衝撃緩和ピン挿入工具穴１５ｇと案内筒の座ぐり穴１４ｄが一致する位相まで回転させ、衝撃緩和ピン４９を衝撃緩和ピン挿入工具穴１５ｇを介して案内筒１４に固定する。衝撃緩和ピン４９は、円周３等分に配置されるため、さらに、カム筒１５を１２０°ピッチで回転させ、衝撃緩和ピン４９を案内筒１４に固定する。

衝撃緩和ピン４９を３箇所固定したら、カム筒１５を図３の状態（ワイド状態）まで回転し、不図示のビスをビス穴１５ｈに固定する。ビスは案内筒１４とカム筒１５の組立て工程内での暫定的なズームストッパーとして機能し、案内筒１４に形成された周溝１４ｅ内のワイド側壁１４ｆと当接することでワイド端となり、カム筒を図中Ａ方向に回転させるとテレ側壁１４ｇと当接し、テレ端となる。

カム筒をワイド端状態まで回転させた状態にて、前述した各レンズ群を案内筒１４の内径部に挿入し、直進筒移動コロ２７を直進筒２４へ固定する。同様に、３群レンズ枠移動コロ１７を３群保持枠１６に固定する。

次に、交換レンズ２に衝撃が加わった際の挙動について説明する。

交換レンズ２を、レンズ群Ｌ１側から落下し、フード枠３４、又は不図示のアクセサリーであるフードから接地した場合、カム筒１５に保持された各レンズ群に対してマウント１１から引き離される方向へ慣性力が生じる。その結果、カム筒１５がマウントから離間する方向に移動しようとするが、バヨネット爪１４ａのマウント側面１４ｈとカム筒１５のバヨネット溝１５ａのマウント側面１５ｉが当接し、カム筒１５の移動を抑制する。しかし、カム筒１５のマウント側面１５ｉとカム筒１５のマウント側端面１５ｊとの肉厚が薄いと、衝撃によりマウント側面１５ｉが変形する恐れがある。

しかし、本実施例のレンズ鏡筒（交換レンズ２）は、案内筒１４の直進溝１４ｂと光軸周り（鏡筒の径方向）に同位相に、衝撃を受けた際にカム筒１５のバヨネット溝１５ａが著しく変形する前に、カム筒１５の第２の溝部１５ｅのマウント側面１５ｋが衝撃緩和ピン４９に当接することで、バヨネット溝１５ａの変形を軽減できる。

また、各レンズ群がマウントから離間する方向に移動しようとするのに対し、カム筒１５は、前述の通り、案内筒１４とのバヨネット部で移動が規制されるため、各レンズ群の重量は、各レンズ群を保持するカム筒１５のカム溝にそれぞれ作用する。その結果、特にレンズの重量の大きいレンズ群Ｌ１を保持する直進筒用カム溝１５ｃが変形する恐れがある。

しかし、カム筒１５の直進筒用カム溝１５ｃの変形に対しても、光軸周り（鏡筒の径方向）において力点（直進筒移動コロ２７）と同位相に衝撃緩和ピン４９が配置されているため、全ズーム領域において効果的に直進筒用カム溝１５ｃの変形を軽減できる。

さらに、直進筒用カム溝１５ｃとカム筒１５のレンズ群Ｌ１側端面１５ｌの肉厚を確保できるため、直進筒用カム溝１５ｃを機械加工する際のカム溝幅精度を安定させる効果がある。

本実施例によれば、カム筒１５のマウント側面１５ｉとカム筒１５のマウント側端面１５ｊとの肉厚を薄くできる。さらに、直進筒用カム溝１５ｃとレンズ群Ｌ１側端面１５ｌの肉厚も第２の溝部１５ｅが構成できる肉厚を確保するのみでよい。そのため、カム筒１５の光軸方向の寸法を強度を確保しつつ短縮することが可能となる。

なお、本実施例では、カム筒１５は案内筒１４に対して定位置回転可能に保持されているが、案内筒１４のバヨネット爪１４ａを第２のカムフォロワピンとしてのコロに置き換え、カム筒１５のバヨネット溝１５ａをカム溝に置き換え、カム筒１５を光軸方向に移動させる回転繰り出し可能な構成としてもよい。その際、カム筒１５の第２の溝部１５ｅもカム溝形状に置き換える必要がある。

本実施例では、第１の係合部及び第２の係合部のうち一方が、案内筒１４に一体形成されたバヨネット爪１４ａであり、第１の係合部及び第２の係合部のうち他方が案内筒１４に固定された衝撃緩和ピン４９であるが、本発明は、その構成に限定されない。

本発明は、第１の係合部及び第２の係合部のうち一方が、案内筒１４に一体形成された第２のカムフォロワピンであり、第１の係合部及び第２の係合部のうち他方が案内筒１４に固定された衝撃緩和ピン４９であっても良い。

そして、第２の係合部が衝撃緩和ピンで、第１の係合部が第２のカムフォロワピンでるとした場合、第１の係合部と第１の溝部との隙間よりも第２の係合部と第２の溝部との隙間の方が大きい構成をとることで、本発明の効果を高めることができる。

また、本発明はこれらの実施例に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。例えば、１眼レフカメラ以外の光学機器に適用することができる。

１カメラ本体
２交換レンズ
１１マウント
１２固定筒
１４案内筒
１５カム筒
１６３群保持枠
１７３群レンズ枠移動コロ
２４直進筒
２７直進筒移動コロ
３４フード枠
４９衝撃緩和ピン

Claims

直進溝を有する案内筒と、前記案内筒に対して光軸周りに回転可能に保持されカム溝を有するカム筒と、前記直進溝と前記カム溝に係合する第１のカムフォロアピンを備え、前記カム筒の回転により変倍又は合焦のために光軸方向に移動するレンズ保持枠と、前記レンズ保持枠に保持されたレンズと、を有するレンズ鏡筒において、
前記案内筒は、前記カム筒を定位置回転又は回転繰り出し可能に保持する第１の係合部と、光軸方向において前記第１の係合部と前記カム溝を挟んで離間する第２の係合部と、を備え、
前記カム筒は、前記第１の係合部と係合する第１の溝部と、前記第２の係合部と係合する第２の溝部を有することを特徴とするレンズ鏡筒。
前記第１の係合部及び前記第２の係合部のうち一方が、前記案内筒に一体形成されたバヨネット爪であり、前記第１の係合部及び前記第２の係合部のうち他方が前記案内筒に固定された衝撃緩和ピンである請求項１に記載のレンズ鏡筒。
前記第１の係合部及び前記第２の係合部のうち一方が、前記案内筒に第２のカムフォロワピンであり、前記第１の係合部及び前記第２の係合部のうち他方が前記案内筒に固定された衝撃緩和ピンである請求項１に記載のレンズ鏡筒。
前記第２の係合部が衝撃緩和ピンであり、前記第１の係合部がバヨネット爪であり、前記第１の係合部と前記第１の溝部との隙間よりも前記第２の係合部と前記第２の溝部との隙間の方が大きい請求項２に記載のレンズ鏡筒。
前記第２の係合部が衝撃緩和ピンであり、前記第１の係合部が第２のカムフォロワピンであり、前記第１の係合部と前記第１の溝部との隙間よりも前記第２の係合部と前記第２の溝部との隙間の方が大きい請求項３に記載のレンズ鏡筒。
前記衝撃緩和ピンは、前記直進溝と光軸周りにおいて同位相に配置されている請求項２乃至５の何れか１項に記載のレンズ鏡筒。
請求項１乃至６の何れか１項にレンズ鏡筒を有する光学機器。