JP2012027094A

JP2012027094A - レンズ鏡筒および光学機器

Info

Publication number: JP2012027094A
Application number: JP2010163187A
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】ズームレンズ鏡筒を撮像素子サイズが異なるカメラに装着した際でも、円周魚眼又は対角魚眼となる焦点距離にユーザーが簡単に設定でき、かつ、再度ズーム操作を行う際にロック解除動作を必要としないズームレンズ鏡筒を提供する。
【解決手段】本発明のレンズ鏡筒は、ズーム操作環と、前記ズーム操作環を回転可能に保持する固定筒と、前記ズーム操作環の回転を前記固定筒に対して制限する回転制限手段とを有し、前記ズーム操作環の操作によりズーミングがなされ、少なくとも１つ以上の撮像素子サイズにおいて円周魚眼又は対角魚眼の画角となる焦点距離よりもイメージサークルが小さくなる焦点距離範囲を有するレンズ鏡筒において、前記回転制限手段の操作により、ワイド側への前記ズーム操作環の回転が前記撮像素子サイズにおける円周魚眼または対角魚眼の画角に相当する焦点距離で制限されることを特徴とする。
【選択図】図５

Description

本発明は、ズームレンズのズーム操作環回転制限機構に関するものである。

近年、光電変換素子（撮像素子）を用いたデジタル一眼レフカメラの製品化が活発になっている。デジタル一眼レフカメラの撮像素子の画面サイズは、銀塩フィルムの２４×３６ｍｍと同等の大きさであるフルサイズと、これよりも撮像面積の小さいＡＰＳ−ＣサイズやＡＰＳ−Ｈサイズのものが主流となっている。

また、フルサイズの撮像素子において円周魚眼と対角魚眼の両方の画角を有するズームレンズ鏡筒では、ＡＰＳ−ＣサイズやＡＰＳ−Ｈサイズの撮像素子を有するデジタル一眼レフカメラでも、その焦点距離範囲内で対角魚眼の画角を得ることができる。

ここで、フルサイズの撮像素子において、ワイド端で円周魚眼となり、テレ端で対角魚眼となる仕様とすることで、ユーザーはズーム操作環をそれぞれの端まで操作することで容易に円周魚眼又は対角魚眼となる焦点距離に設定することができる。しかし、ＡＰＳ−ＣサイズやＡＰＳ−Ｈサイズの撮像素子を有するカメラに装着した際は、ズーム可動範囲の途中で対角魚眼の画角となるので、どの位置にズーム操作環を設定すれば対角魚眼の画角を得られるか分からない。

そこで、特許文献１では、ズーム操作環を鏡筒本体に対してロック保持する手法が開示されている。

特開２００７−０３３５０４

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、特定の焦点距離でロックする手段としては有効であるが、ロック後に再度ズーム操作を行う際にはロック機構を解除する必要がある。

そこで、本発明の目的は、撮像素子サイズが異なるカメラに装着した際でも、円周魚眼又は対角魚眼となる焦点距離にユーザーが簡単に設定でき、かつ、再度ズーム操作を行う際にロック解除動作を必要としないズームレンズ鏡筒を提供することである。

上記目的を達成するために本発明のレンズ鏡筒は、ズーム操作環と、前記ズーム操作環を回転可能に保持する固定筒と、前記ズーム操作環の回転を前記固定筒に対して制限する回転制限手段とを有し、前記ズーム操作環の操作によりズーミングがなされ、少なくとも１つ以上の撮像素子サイズにおいて円周魚眼又は対角魚眼の画角となる焦点距離よりもイメージサークルが小さくなる焦点距離範囲を有するレンズ鏡筒において、前記回転制限手段の操作により、ワイド側への前記ズーム操作環の回転が前記撮像素子サイズにおける円周魚眼または対角魚眼の画角に相当する焦点距離で制限されることを特徴とする。

本発明によれば、撮像素子サイズが異なるカメラに装着した際でも、円周魚眼又は対角魚眼となる焦点距離にユーザーが簡単に設定でき、かつ、再度ズーム操作を行う際にロック解除動作を必要としないズームレンズ鏡筒を提供することができる。

第１実施形態のレンズ鏡筒のワイド状態の断面図である。第１実施形態のレンズ鏡筒の要部分解斜視図である。第１実施形態のズーム操作環回転制限機構の制限状態を示した図。第１実施形態のズーム操作環回転制限機構の非制限状態を示した図。第１実施形態のレンズ鏡筒の要部展開図である。第１実施形態のレンズ鏡筒の撮像素子とイメージサークルの関係を示した図である。第１実施形態のズーム操作環回転制限機構の制限状態を示す断面図である。第２実施形態のレンズ鏡筒の要部展開図である。

本発明を図示の実施形態に基づいて詳細に説明する。

（第１実施形態）
図１は、本実施形態の一眼レフレックス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。

先ず、図１を用いて鏡筒機構全体の構成について説明する。

カメラ本体１には交換レンズ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、複数の第１〜第５レンズ群Ｌ１〜Ｌ５を有する５群構成レンズである。レンズ群Ｌ１〜Ｌ２とＬ３〜Ｌ５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り。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。

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に対して固定されている。案内筒１４の外周にはバヨネット爪１４ａが円周３等分に配置されている。

１５はカム筒である。カム筒１５は、内周に形成されたバヨネット溝１５ａと案内筒１４のバヨネット溝１４ａが係合することにより、光軸周りに回転可能に保持される。

１６は第３レンズ群Ｌ３を保持する３群保持枠である。３群保持枠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群保持枠２１が、３群保持枠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、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群保持枠１６及び直進筒２４はそれぞれ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部が直進筒２４に設けられたカム溝２４ａに係合する。２群保持枠２８から延出したカムフォロア部は前記カム溝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（第一の部材）がビス止めされている。フード枠３４の先端外周には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群保持枠２５が光軸方向に進退しても、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。

ズーム操作環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。ズーム操作環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、ズーム操作環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。ズーム操作環４１の外周にはズームゴム４３が巻き付けられている。

４４はズーム操作環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、ズーム操作環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。

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のカム溝を挟んで離間して配置されるピンである。

以上のように構成された交換レンズでは、ズーム操作環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レンズＬ１〜Ｌ５が光軸方向に進退してズーミングが行われる。また、第３レンズ群Ｌ３の進退により、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が進退し、フォーカシングを行うことができる。

次に、図２から図４を用いて本発明で示したズーム操作環回転制限手段の構造部分を詳細に説明する。

図２は、本実施形態の交換レンズ２の要部分解斜視図である。図３は、ズーム操作環回転制限手段を制限状態にした状態を示した図である。図４は、ズーム操作環回転制限手段を非制限状態にした状態を示した図である。

ズーム操作環４１はラジアル方向から挿入されるズームコロ５３が、固定筒１２の周溝１２ｈに係合することで固定筒１２に対して定位置回転可能に保持されている。前述の通りズームキー４２はズーム操作環４１にビスにて固定されている。ズーム操作環４１はズームキー４２のワイド側当接面４２ａと固定筒１２のワイド側当接面１２ｅが当接することでワイド側への回転を制限している。逆に、ズームキー４２のテレ側当接面４２ｂと固定筒１２のテレ側当接面１２ｆが当接することでテレ側への回転を制限している。

２０１はズーム操作環回転制限手段である。制限部材５０は、制限部材５０のつまみ部５０ａ、制限用突起５０ｂを有しており、制限用突起５０ｂは図３に示すように光軸方向に向かって傾斜を有している。そして、カバー５１には、つまみ部５０ａが貫通する長穴５１ａが設けられている。チャージバネ５２は、制限部材５０が制限・制限解除状態を保持する際の保持力を設定する。チャージバネ５２は制限部材５０にビスにて固定されている。

制限部材５０は、固定筒１２の光軸に平行に延びたガイド面１２ａにガイドされながら光軸方向にスライド可能になっている。制限部材５０は、つまみ部５０ａがカバー５１の長穴５１ａ内で光軸方向前後に操作されたときに制限、制限解除状態の２つの状態を取り得る。チャージバネ５２は、両側に延びる腕部５２ａ、引っ掛かり部５２ｂとを有している。チャージバネ５２は制限状態の際には引っ掛かり部５２ｂは、凹み部１２ｃの位置にある（図３の状態）。又、制限解除状態では凹み部１２ｄに位置している（図４の状態）。

ここで、図３に示す制限状態を制限解除状態に切り替える際の作動について説明する。

先ず、凹み部１２ｃに位置するチャージバネ５２の引っ掛かり部５２ｂが、チャージバネ５２のチャージ力に抗してストッパー１２ｂを乗り越えるだけのスライド力をつまみ部５０ａに与える（図中矢印Ａ方向に与える）。すると、引っ掛かり部５２ｂがストッパー部１２ｂを乗り越えて凹み部１２ｄの位置に移動し、制限解除状態となる。制限解除状態から制限状態にする際は、図中矢印Ｂ方向につまみ部５０ａに力を与え、引っ掛かり部５２ｂを凹み部１２ｃの位置に移動させて制限状態となる。

次に図５、図６を用いて、本発明で示したズーム操作環回転制限手段とズーム操作環４１との関係について説明する。

図５はズーム操作環回転制限手段２０１とマウントリング１３とズーム操作環４１の周方向の位置関係を示した展開図である。
図５（ａ）は本実施形態の交換レンズ２のワイド状態（焦点距離８．５ｍｍ）を示している。
図５（ｂ）は本実施形態の交換レンズ２のミドル状態（焦点距離９．５ｍｍ）を示している。
図５（ｃ）は本実施形態の交換レンズ２のミドル状態（焦点距離１２ｍｍ）を示している。
図５（ｄ）は本実施形態の交換レンズ２のテレ状態（焦点距離１５ｍｍ）を示している。

図６は本実施形態の交換レンズ２の撮像素子とイメージサークルの関係を示している。

本実施形態の交換レンズ２は図６に示す通り、ワイド端にてフルサイズの撮像素子６０１において円周魚眼の画角となり、テレ端にて対角魚眼の画角となる焦点距離範囲を有している。

ここで、交換レンズ２をフルサイズの撮像素子６０１を有するカメラに装着した際、ワイド端の焦点距離８．５ｍｍにおいては図６（ａ）の状態のイメージサークル６０４を有し、フルサイズの撮像素子６０１の短辺内に納まる円周魚眼となる。この時、マウントリング１３（請求項２に記載の固定筒）の第一の指標１３ａと、ズーム操作環４１の第二の指標４１ａが鏡筒円周方向において一致している。また、この時ズーム操作環回転制限手段２０１は制限解除状態の位置にある。

次に、ズーム操作環４１を矢印Ｃ方向に回転し、焦点距離を９．５ｍｍの状態まで変化させると、イメージサークル６０４が図６（ｂ）の状態まで広がり、撮像素子サイズがＡＰＳ−Ｃサイズの撮像素子６０２において対角魚眼となる。この時、マウントリング１３の第一の指標１３ａと、ズーム操作環４１の第二の指標４１ｂが鏡筒円周方向において一致する。さらに、マウントリング１３の第三の指標１３ｂとズーム操作環４１の第四の指標４１ｅが鏡筒円周方向において一致する。本実施例ではマウントリング１３の第三の指標１３ｂをアルファベットの「Ｃ」とすることで、本状態までズーム操作環４１を回転させることでＡＰＳ−Ｃサイズの撮像素子６０２において対角魚眼となることをユーザーに知らせる効果がある。

本状態において、図５（ｂ）に示すようにズーム操作環４１の回転動作を制限部材５０により制限するための動作について説明する。
ズーム操作環４１を制限解除状態から、制限部材５０をマウントリング１３側（矢印Ｂ方向）にスライド移動させて、制限部材５０の制限用突起５０ｂがズーム操作環４１の当接面４１ｆと当接することで、ズーム操作環４１のワイド側への回転制限が行われる。

これによりＡＰＳ−Ｃサイズの撮像素子６０２を有するカメラにおいては、テレ側からワイド側へズーム操作環４１を回転させた際、ズーム操作環４１の回転が止まった箇所が対角魚眼のイメージサークルとなる。つまり、ＡＰＳ−Ｃサイズの撮像素子における対角魚眼の画角に相当する焦点距離で一旦制限されるように、ズーム操作環４１の回転を制限する。したがって、不用意にズーム操作環４１をワイド側へ回転させてしまい、撮像素子６０２の四隅６０２ａがケラレた写真を誤って撮影してしまうことを防止できる。

ズーム操作環４１をさらに回転し、焦点距離を１２ｍｍの状態まで変化させると、イメージサークル６０４が図６（ｃ）の状態まで広がり、撮像素子サイズがＡＰＳ−Ｈサイズの撮像素子６０３において対角魚眼となる。この時、マウントリング１３の第一の指標１３ａと、ズーム操作環４１の第二の指標４１ｃが鏡筒円周方向において一致する。さらに、マウントリング１３の第三の指標１３ｃとズーム操作環４１の第四の指標４１ｅが鏡筒円周方向において一致する。本実施例ではマウントリング１３の第三の指標１３ｃをアルファベットの「Ｈ」とすることで、本状態までズーム操作環４１を回転させることでＡＰＳ−Ｈサイズの撮像素子６０３において対角魚眼となることをユーザーに知らせる効果がある。

さらにズーム操作環４１を回転し、焦点距離を１５ｍｍの状態まで変化させると、イメージサークル６０４が図６（ｄ）の状態まで広がり、フルサイズの撮像素子６０１において対角魚眼となる。この時、マウントリング１３の第一の指標１３ａと、ズーム操作環４１の第二の指標４１ｄが鏡筒円周方向において一致する。

次に、ズーム操作環回転制限手段が制限状態の位置にある時、ズーム操作環４１が誤操作等により図５（ｂ）の状態から矢印Ｄの方向に回転力を受けた場合について図５と図７を用いて説明する。

図７はズーム操作環回転制限手段を制限状態にした状態の断面図である。
制限部材５０の制限突起部５０ｂとズーム操作環４１の当接面４１ｆがそれぞれ傾斜を有しているので、制限部材５０が当接面４１ｆの傾斜部に沿って矢印Ａ方向に移動して、制限部材５０が破損する前にズーム操作環回転制限手段が解除される。その際に、制限部材５０が外径方向（光軸から離れる方向）に飛び出す方向の力を受けるが、カバー５１の内周部５１ｂにより、制限部材５０の制限用突起部５０ｂの外径方向への移動を規制される。

また、制限部材５０に内係方向への力が加わった際にも固定筒１２の外周部１２ｇが制限用突起部５０ｂの内径方向への移動を規制する。その結果、制限状態では制限部材５０は外周方向にも内周方向にも移動はできない構成となっており、制限部材５０が破損しないように保護される構造になっている。

（第２実施形態）
以下、図８を参照して、本発明の第２実施形態によるレンズ鏡筒について説明する。

図８は、本実施形態の交換レンズ８０１に具備されたズーム操作環回転制限手段８０２とマウントリング８０３とズーム操作環８０４の周方向の位置関係を示した展開図である。なお、鏡筒機構全体の構成に関しては第１実施形態の交換レンズ２と同様であるため説明を省略する。また、撮像素子とイメージサークルの関係に関しても第１実施形態の交換レンズ２と同様であるため、図６も参照する。
図８（ａ）は本実施形態の交換レンズのワイド状態（焦点距離８．５ｍｍ）を示している。
図８（ｂ）は本実施形態の交換レンズのミドル状態（焦点距離９．５ｍｍ）を示している。
図８（ｃ）は本実施形態の交換レンズのミドル状態（焦点距離１２ｍｍ）を示している。
図８（ｄ）は本実施形態の交換レンズのテレ状態（焦点距離１５ｍｍ）を示している。

本実施形態の交換レンズ８０１は、装着されるカメラがＡＰＳ−Ｃサイズの撮像素子を有していてもＡＰＳ−Ｈサイズの撮像素子を有していても、対角魚眼となる焦点距離からワイド側へズーム操作環８０４が回転しないようになっている。つまり、それぞれの撮像素子のサイズにおいて、対角魚眼となる焦点距離からワイド側へズーム操作環８０４の回転が制限されるようにズーム操作環回転制限手段８０２が構成されている。

ズーム操作環８０４は、ＡＰＳ−Ｃサイズの撮像素子６０２において対角魚眼となる焦点距離で、ズーム操作環回転制限手段８０２の制限部材８０５の制限用突起８０５ａと係合する第一の当接面８０４ａを有する。さらにズーム操作環８０４は、ＡＰＳ−Ｈサイズの撮像素子６０３において対角魚眼となる焦点距離で、ズーム操作環回転制限手段８０２の制限部材８０５の制限用突起８０５ａと当接する第二の当接面８０４ｂを有する。

ズーム操作環回転制限手段８０２は、ズーム操作環８０４の第一の当接面８０４ａと第二の当接面８０４ｂにそれぞれ当節可能となるよう、光軸方向に２段階に移動可能に保持されている。本構成を実現するには、図３に示す固定筒１２のストッパー１２ｂを光軸方向に隣接して配置すればよい。

上記構成によれば、ＡＰＳ−Ｈサイズの撮像素子６０３を有するカメラにおいては、テレ側からワイド側へズーム操作環８０３を回転させた際、ズーム操作環４１の回転が止まった箇所が対角魚眼のイメージサークルとなる。したがって、不用意にズーム操作環４１をワイド側へ回転させてしまい、撮像素子６０３の四隅６０３ａがケラレた写真を誤って撮影してしまうことを防止できる。

なお、本実施例で示したワイド側への回転に対して回転制限ができれば良い状態では、制限突起部５０ｂは回転を制限する方向に向いた傾斜の角度が摩擦角を満たしていれば良い。即ち、その場合には回転制限しない方向の傾斜の角度は摩擦角を満たしている必要はなく、それぞれの傾斜角が非対称になっていても問題ない。

以上、本発明の好ましい実施の形態について説明したが、本発明はこれらの実施の形態に限定されないことは言うまでもなく、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。

１カメラ本体
２交換レンズ
１１マウント
１２固定筒
１３マウントリング
４１ズーム操作環
５０制限部材
５１カバー
５２チャージバネ

Claims

ズーム操作環と、
前記ズーム操作環を回転可能に保持する固定筒と、
前記ズーム操作環の回転を前記固定筒に対して制限する回転制限手段とを有し、
前記ズーム操作環の操作によりズーミングがなされ、少なくとも１つ以上の撮像素子サイズにおいて円周魚眼又は対角魚眼の画角となる焦点距離よりもイメージサークルが小さくなる焦点距離範囲を有するレンズ鏡筒において、
前記回転制限手段の操作により、ワイド側への前記ズーム操作環の回転が前記撮像素子サイズにおける円周魚眼または対角魚眼の画角に相当する焦点距離で制限されることを特徴とするレンズ鏡筒。
前記ズーム操作環の回転が、前記回転制限手段により制限される位置において、前記ズーム操作環に表示された第一の指標と、前記固定筒に表示された第二の指標が、円周方向にて一致することを特徴とする請求項１に記載のレンズ鏡筒。
請求項１または２に記載のレンズ鏡筒を備えることを特徴とする光学機器。