JP2013003446A - レンズ鏡筒およびカメラシステム - Google Patents

Abstract

【課題】円環部材の距離目盛と固定部材の指標の位置との位置合わせが可能なレンズ鏡筒を提供する。
【解決手段】レンズ鏡筒は、合焦レンズ群と、光軸周りに回転することで前記合焦レンズ群を前記光軸方向に移動させる円環部材と、合焦位置を示す距離目盛を備え、円環部材に取り付けられた距離目盛表示部材と、距離目盛の位置を示す指標を備えた固定部材とを有し、距離目盛表示部材は、固定部材の指標との位置合わせを行うように、円環部材に対して光軸周りに位置調整可能に構成されている、
【選択図】図３

Description

本発明は、円環部材の距離目盛と固定部材の指標の位置との位置合わせが可能なレンズ鏡筒を提供する。

従来から、合焦レンズ群を移動させるモータを有し、モータの回転とともに合焦位置を示す距離目盛表示を回転させ、外装部材としての固定部材において距離目盛表示に対応して現在の合焦レンズ群の位置を示す指標を設けたレンズ鏡筒がある。

特許文献１には、距離目盛表示上の無限遠位置と固定部材の指標を一致させた状態で、合焦レンズ群の位置調整を行うズームレンズ（レンズ鏡筒）が開示されている。特許文献２には、距離目盛環の無限表示位置を指標に合致させた状態で、回転伝達環の回転位置を調整することにより合焦レンズ群の位置を調整するレンズ鏡筒が開示されている。このようなレンズ鏡筒では、内部の位置調整群に対する作業が容易になるように、外装部材の代わりに距離目盛表示の目印となる指標を設けた工具に取り付けた状態で位置調整を行い、その後に外装部材が取り付けられる。

特許第３２８４６２１号 特開２００９−１６９０５２号公報

しかしながら、このような場合には、調整用の指標が設けられた工具と、その後に取り付けられる指標線が設けられた外装部品との間に位置決め誤差を有する可能性がある。また、指標線は印刷により表示される場合があり、印刷冶具との誤差も発生してその誤差は更に大きくなる。調整された光学無限位置と実際の光学無限位置との間に誤差が生じると、使用者が指標線に光学的な無限位置を合わせたにもかかわらず調整が行われた実際の光学無限が異なり、ピントが外れる等の問題がある。

そこで本発明は、円環部材の距離目盛と固定部材の指標の位置との位置合わせが可能なレンズ鏡筒を提供する。

本発明の一側面としてのレンズ鏡筒は、合焦レンズ群と、光軸周りに回転することで前記合焦レンズ群を光軸方向に移動させる円環部材と、合焦位置を示す距離目盛を備え、前記円環部材に取り付けられた距離目盛表示部材と、前記距離目盛の位置を示す指標を備えた固定部材とを有し、前記距離目盛表示部材は、前記固定部材の前記指標との位置合わせを行うように、前記円環部材に対して前記光軸周りに位置調整可能に構成されている。

本発明の他の側面としてのカメラシステムは、撮像装置本体と、前記撮像装置本体に対して交換可能に取り付けられる前記レンズ鏡筒とを有する。

本発明の他の目的及び特徴は、以下の実施例において説明される。

本発明によれば、円環部材の距離目盛と固定部材の指標の位置との位置合わせが可能なレンズ鏡筒を提供することができる。

本実施例におけるレンズ鏡筒の断面図である。 本実施例におけるレンズ鏡筒の部分拡大図である。 本実施例におけるレンズ鏡筒の部分分解斜視図である。 本実施例におけるレンズ鏡筒の部分拡大図である。 本実施例におけるレンズ鏡筒の距離目盛板の調整時の状態を示す図である。

以下、本発明の実施例について、図面を参照しながら詳細に説明する。各図において、同一の部材については同一の参照番号を付し、重複する説明は省略する。

図１は、本実施例におけるレンズ鏡筒の断面図、図２はレンズ鏡筒のフォーカス駆動ユニットの拡大図、図３はフォーカス駆動ユニットの分解斜視図である。本実施例のレンズ鏡筒は、不図示のカメラ本体（撮像装置本体）に交換可能に取り付けられることにより、カメラシステムとして用いられる。図１において、レンズ鏡筒１００（ズームレンズ）は、カメラ本体に取り付けるためのマウント２を有し、マウント２にはカメラ本体とレンズ鏡筒１００との間で通信を行うためのコネクタ２６が設けられている。マウント２は、マウントリング３を挟み、固定部材である固定筒１（外装部材）にビスによって取り付けられる。固定筒１は、ビスによって案内筒４に固定されている。案内筒４は、その外径にカム筒５が嵌合しており、バヨネット係合により光軸ＯＡの位置（光軸位置）を保持したまま定位置回転が可能に構成されている。またカム筒５の外径には、直進筒６が１群コロ７により保持され、さらに直進筒６には１群レンズを含む１群鏡筒９が保持されている。直進筒６は、カム筒５の回転により、光軸ＯＡの方向（光軸方向）に直進移動する。

案内筒４の内径には、２群移動筒１０がカムフォロワ（不図示）により保持されている。また２群移動筒１０の内径には、フォーカスカム環１１がカムフォロワ（不図示）により保持されている。さらに、フォーカスカム環１１の内径には、２群レンズを含む２群鏡筒１２が一体的に保持されている。カム筒５の回転により、２群移動筒１０は回転しつつ光軸方向にも移動する。またフォーカスカム環１１は、２群移動筒１０の内周部に取り付けられたカムフォロワ（不図示）と係合して回転することにより、フォーカスカム１１ａに沿って光軸方向にも移動する。また、案内筒４の内径には、サブカム筒８が案内筒４とカム筒５にカムフォロワ（不図示）が係合することにより保持され、カム筒５の回転によりサブカム筒８が回転しつつ光軸方向に進退する。

サブカム筒８の内径には、３群レンズを含む３群鏡筒１３がカムフォロワ（不図示）により保持され、サブカム筒８が回転移動することにより、サブカム筒８の光軸方向の移動量と同量だけ直進移動する。また３群鏡筒１３には、３群鏡筒１３の直進移動により開口径が変化するように構成された副絞りユニット１４ｂと、一体的に構成された絞りユニット１４ａとが取り付けられ、フレキシブル印刷配線板（不図示）により制御基板２７に接続されている。さらにサブカム筒８の内径には、４群移動筒１５がカムフォロワ（不図示）により保持され、サブカム筒８に設けられたカムと案内筒４に設けられた直進溝とに係合することにより、サブカム筒８の移動と合成された量だけ光軸方向に移動する。また４群移動筒１５には４群連絡筒１６が保持されている。さらに４群連絡筒１６には、４群レンズを含む４群鏡筒１７が固定されている。案内筒４にはさらにフォーカスユニットベース３０が保持され、フォーカスユニットベース３０は振動波モータを含むフォーカス駆動ユニットの本体部品として構成されている。フォーカス駆動ユニットの詳細は後述する。

固定筒１の外径側には、ズーム操作環２４が固定筒１と嵌合をとりつつバヨネット結合され、定位置回転可能に構成されている。また、ズーム操作環２４に一体的に取り付けられたズームキー（不図示）が固定筒１の回転領域を制限する当接部に当接することにより、回転領域が制限されている。このため、ズーム操作環２４は、所定の回転領域でのみ回転可能に構成されている。

次に、図１乃至図３を参照して、フォーカス駆動ユニットの構成について詳述する。図１乃至図３において、フォーカスユニットベース３０には、フォーカスユニットベース３０の途中端面に当接するようにマニュアル連絡環３１が取り付けられている。マニュアル連絡環３１には、スリップ環３２が当接し、さらにスリップ環３２には光軸ＯＡに対し放射方向に３等分に配置されたローラー３４が当接している。ここで、マニュアル連絡環３１とスリップ環３２の摩擦抵抗は、スリップ環３２とローラー３４の摩擦抵抗よりも少なくなるように、それぞれの当接面の表面粗さが設定されている。

次に、ローラー３４は、ローラー担持環３３（円環部材）上に光軸ＯＡに対し放射方向に配置された保持軸により回転自在に保持され、さらに抜け止めワッシャ３５により軸からの抜けが防止される。ローラー担持環３３には、フォーカスカム環１１と係合するフォーカスキー３６が固定されている。フォーカスキー３６は、フォーカスユニットベース３０と回転方向に当接する回転領域制限部により、ローラー担持環３３の回転領域を制限している。本実施例において、ローラー担持環３３（円環部材）は、光軸ＯＡの周り（光軸周り）に回転することで合焦レンズ群を光軸方向に移動させる。

またローラー担持環３３には、フォーカスユニットベース３０の上に貼り付けられ、かつグレーコードパターンが印刷配線されたフレキシブル印刷配線板（不図示）に対応するブラシ部材３７が取り付けられており、これにより位置エンコーダが構成されている。フレキシブル印刷配線板の上をローラー担持環３３に取り付けられたブラシ部材３７が摺動することにより、ローラー担持環３３の回転位置が判別され、フォーカス動作の制御に用いることができる。

ローラー担持環３３の外周側には、距離目盛表示部材が設けられている。距離目盛表示部材は、合焦位置を示す距離目盛を備え、ローラー担持環３３に取り付けられている。本実施例において、距離目盛表示部材は、円弧状の金属板金からなる距離目盛板４７（支持部材）と、距離目盛を印刷して距離目盛板４７に貼り付けられた距離目盛シート４８（シート部材）とを備えて構成されている。距離目盛板４７は、回転角度に対応した印刷が施された距離目盛シート４８を一体的に貼り付け、回転位置が調整可能であるようにビスにより取り付けられている。

本実施例のズーム操作環２４には、図５に示されるように、工具孔としての貫通孔２４ａおよび挿入孔２４ｂが設けられている。貫通孔２４ａは、ローラー担持環３３の位置の調整操作を行うための工具孔である。挿入孔２４ｂは、ローラー担持環３３の位置を調整する際に用いられるピン（偏心ピン）を挿入するための工具孔である。貫通孔２４ａおよび挿入孔２４ｂは、距離目盛板４７に一体的に貼り付けられた距離目盛シート４８上の光学無限表示と、固定筒１（固定部材）に一体的に設けられた目盛窓２３上の指標線２３ａ（指標）とが一致する位置に設けられている。固定筒１にもこれらに対応する工具孔（不図示）が設けられており、焦点距離上の光学敏感度が高くなる長焦点距離の回転位相位置、例えば焦点距離の中間位置よりも望遠端側の位置において、これらの工具孔が一致するように構成されている。

本実施例のレンズ鏡筒１００において、スリップ環３２と当接するローラー３４の像面側には、連結環３８が当接し、ゴムシート３９を挟んでロータ４０、ステータ４２、圧電素子４３で構成されるモータ（振動波モータ）が設けられている。このモータは、２群鏡筒１２（合焦レンズ群）を光軸方向に移動させる。４１は、ステータ４２の回転取付け位置を固定し、またロータ４０、ステータ４２の接触面から発生する摩耗粉がフレキシブル印刷配線板側に進行するのを抑制するための防塵カラーである。また、フェルトシート４４とバネワッシャ４５は、スラストワッシャ４６によって光軸方向に付勢圧をかけられて当接している。

一方、フォーカスユニットベース３０の１群鏡筒９側にはフォーカス操作環２１が配置され、フォーカス操作環２１はフォーカスユニットベース３０に固定された定位置コマ（不図示）と係合することにより定位置回転を行う。またフォーカス操作環２１は、マニュアル連絡環３１と回転方向に係合し、フォーカス操作環２１を手動操作することによりマニュアル連絡環３１を回転させることが可能である。さらに、フォーカスユニットベース３０の１群鏡筒９側先端には、補強リング１９を挟持しつつフロントリング１８および化粧リング２０が固定されている。

次に、図３および図４を参照して、距離目盛板４７の構成について詳述する。図３および図４に示されるように、ローラー担持環３３には回転位相を有するようにガイド部３３ａが設けられている。また、距離目盛板４７には、ガイド部３３ａに係合して光軸周りに移動可能かつ光軸方向の移動を制限するように構成されたガイド係合部４７ａが設けられている。ガイド部３３ａは、その光軸方向の位置がガイド係合部４７ａに規制された状態でガイド係合部４７ａに係合し、光軸周りにのみ特定量だけ回転可能に構成されている。また、ローラー担持環３３のそれぞれのガイド部３３ａの間には、距離目盛板４７をビス４９で固定するためのビス締結部３３ｂが設けられている。このように、距離目盛板４７は、固定筒１の指標線２３ａとの位置合わせを行うように、ローラー担持環３３に対して光軸周りに位置調整可能に構成されている。

距離目盛板４７は、ローラー担持環３３の位置に対する調整が完了した後、ビス４９を用いてローラー担持環３３に固定される。ビス４９をビス締結部３３ｂに締め付けることにより、距離目盛板４７の回転位置を固定することが可能である。また距離目盛板４７には、外部から操作される工具と係合するために工具溝４７ｂが設けられている。

次に、図５を参照して、レンズ鏡筒における距離目盛板４７の調整方法について説明する。図５は、レンズ鏡筒の距離目盛板４７の調整時の状態を示す。目盛窓２３上の指標線２３ａに対して距離目盛を調整する際には、まずズーム操作環２４の回転位置を光学的な敏感度の高い長焦点距離端（望遠端）に突き当てる。そして、この状態でコリメータ等の工具を用いてフォーカス操作環２１を回転させ、フォーカス群を光学無限状態とする。この回転位相位置において、ズーム操作環２４に設けられた工具孔２４ａ（貫通孔）と、固定筒１に設けられた工具孔（不図示）とが揃い、内部にある距離目盛板４７を固定しているビス４９と調整孔４７ａに対し作業を行うことが可能となる。

続いて、ズーム操作環２４と固定筒１の貫通した工具孔より、ローラー担持環３３に固定した距離目盛板４７のビス４９を緩める。また、光学無限状態を維持したまま、工具孔２４ａから調整工具を挿入し、距離目盛板４７を光軸周りに回転させ、一体的に貼りつけられた距離目盛シート４８上の光学無限位置と、目盛窓２３上の指標線２３ａを一致させる。位置合わせを行った後、再度ビス４９を締め付け、距離目盛板４７を固定する。

次に、フォーカス駆動ユニットお動作について説明する。まずオートフォーカス等のモータ駆動の場合、カメラ本体側の制御命令により振動波モータが駆動する。振動波モータの出力部であるロータ４０の回転力は、ロータ４０と一体的に配置されている連結環３８が当接しているローラー３４を転進させつつ、ローラー３４を保持しているローラー担持環３３を減速比１／２の関係で正転させる。ローラー担持環３３にはフォーカスキー３６が固定されており、フォーカスキー３６はフォーカスカム環１１に取り付けられたキー係合部材２８と係合しフォーカス群である２群鏡筒１２を回転移動させる。また、フレキシブル配線板とブラシ部材３７で構成された位置エンコーダにより作動領域端を検知し、制御上、必要以上の回転力を与えない。

次に、手動操作のためフォーカス操作環２１が操作された場合について説明する。フォーカス操作環２１が回転した場合、係合しているマニュアル連絡環３１に回転力が伝達され、マニュアル連絡環３１とともに一体的に配置されているスリップ環３２にも同様に回転力が伝達される。スリップ環３２はローラー３４と圧接されており、またローラー３４のマウント側方向には振動波モータが配置されているため、スリップ環３２が回転するとローラー３４は転進し、ローラー３４を保持しているローラー担持環３３も減速比１／２の関係で正転する。ローラー担持環３３が回転すると、振動波モータの駆動と同様にフォーカスキー３６の係合により、合焦レンズ群である２群鏡筒１２が移動する。

次に、ローラー担持環３３が回転領域端に突き当たって、尚、フォーカス操作環２１を回転させた場合について説明する。スリップ環３２とローラー３４は摩擦抵抗が大きいためこの間でスリップすることはなく、それよりも摩擦抵抗の少ないマニュアル連絡環３１とスリップ環３２の間でスリップが発生する。面同士で当接するローラー３４とスリップ環３２の間でスリップすることにより、異音が発生することはない。

次に、撮影者がレンズ鏡筒１００のズーム動作を行った場合（ズーム操作環２４が操作された場合）の動作について説明する。ズーム操作環２４が操作されると、その回転力はズームキー（不図示）を介してカム筒５へ伝達され、カム筒５はバヨネット結合している案内筒４の外径で定位置回転を行う。またカム筒５の外径には、直進筒６が１群コロ７により保持され、さらに直進筒６には１群レンズを含む１群鏡筒９が保持されているため、１群鏡筒９はカム筒５の回転により光軸方向に直進移動を行う。

案内筒４の内径には、２群移動筒１０がカムフォロワ（不図示）により保持され、また２群移動筒１０の内径には、フォーカスカム環１１がカムフォロワ（不図示）により保持されている。さらにフォーカスカム環１１の内径には、２群レンズを含む２群鏡筒１２が一体的に保持されている。カム筒５の回転により、案内筒４に設けられたカム（不図示）に沿って２群移動筒１０は回転しつつ光軸方向にも移動する。このとき、キー係合部材２８がフォーカスキー３６と係合しているため、フォーカスカム環１１と一体的に保持されている２群鏡筒１２は、フォーカスカム１１ａの移動量に従って光軸方向に直進移動する。

案内筒４の内径には、サブカム筒８が、案内筒４に設けられたカムとカム筒５に設けられたカムに対しカムフォロワ（不図示）が係合することにより保持され、カム筒５の回転によりサブカム筒８が回転しつつ光軸方向に進退する。サブカム筒８の内径には、３群レンズを含む３群鏡筒１３が、案内筒４に設けられたカムとカム筒５に設けられた直進溝に対しカムフォロワ（不図示）により保持される。そして、サブカム筒８が回転移動することにより、サブカム筒８の光軸方向の移動量と同量だけ直進移動する。３群鏡筒１３に、絞りユニット１４ａとともに一体的に固定された副絞りユニット１４ｂは、案内筒４に設けられたカムにより３群鏡筒１３の直進移動により開口径が変化し、不要光束をカットする。

またサブカム筒８の内径には、４群移動筒１５が、カムフォロワ（不図示）により保持され、サブカム筒８に設けられたカムと案内筒４に設けられた直進溝とに係合することにより、サブカム筒８の移動と合成された量だけ光軸方向に移動する。また４群移動筒１５には４群連絡筒１６が保持され、４群連絡筒１６には４群レンズを含む４群鏡筒１７が固定されている。ズーム操作環２４の回転動作により、１群鏡筒９、２群鏡筒１２、３群鏡筒１３、および、４群鏡筒１７は、それぞれ互いの間隔を変えつつ直進移動し、焦点距離を変化可能に構成されている。

次に、撮影者がフォーカス操作環２１を操作した場合について再度説明する。フォーカス操作環２１は、フォーカスユニットベース３０の外径で定位置回転する構造を有し、撮影者がフォーカス操作環２１を回転させることにより、合焦位置を変化させることが可能である。フォーカス操作環２１の回転力は、フォーカス駆動ユニットの差分作動機構を介してフォーカスキー３６を回転させるように働く。フォーカスキー３６は、キー係合部材２８を介して、フォーカスカム環１１に一体的に保持された２群鏡筒１２（合焦レンズ群）をフォーカスカム１１ａに沿って回転移動させ、他のレンズ群に対し間隔を変化させることで合焦位置を調節可能としている。

次に、撮影者がカメラ本体（撮像装置本体）を操作し、カメラ本体からの駆動情報に基づいて、オートフォーカスでフォーカス駆動ユニットを動作させる場合のレンズ鏡筒１００の動作について説明する。フォーカス駆動ユニットの内部には前述の振動波モータが設けられており、振動波モータは、カメラ本体からの信号に基づいて、レンズ鏡筒１００の内部で演算処理された信号により駆動される。振動波モータの回転力は、差分作動機構を介してフォーカスキー３６を回転させるように働く。そして、撮影者がフォーカス操作環２１を回転させた場合と同様の作用により、２群鏡筒１２（合焦レンズ群）はフォーカスカム環１１に設けられたフォーカスカム１１ａに沿って回転進退し、自動合焦を行う。このように、合焦レンズ群は、振動波モータにより光軸方向に移動可能に構成されている。

なお本実施例では、距離目盛の光学無限指標の調整を行う際に、予め仮止めした位置から再度調整を行う手順で説明したが、これに限定されるものではない。例えば、フォーカス駆動ユニットの内部のエンコーダを利用し、機械的な突き当て位置から光学無限位置までの信号量を記憶する方法を採用してもよい。この場合、組立時に調整された光学無限位置まで電気的に駆動させ、光学無限位置を再現することが容易になるという効果もある。また、本実施例では固定筒１とズーム操作環２４の光学無限指標調整を行うための工具孔（貫通孔）が揃う位置を長焦点距離端としているが、これに限定されるものではない。所定の回転位相位置で、例えば、焦点距離の中間位置よりも望遠端側にズームレンズが位置する場合に工具孔が揃うように構成すればよい。

本実施例によれば、円環部材の距離目盛と固定部材の指標の位置との位置合わせが可能なレンズ鏡筒を提供することができる。このため、レンズ鏡筒のほぼ完成状態から光学無限位置に対し指標位置を調整することができ、実際の目盛表示位置と光学的な無限位置とを一致させることが可能となる。

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。

１…固定筒
１２…２群鏡筒
２３ａ…指標線
３３…ローラー担持環
４７…距離目盛板

Claims (6)

1. 合焦レンズ群と、光軸周りに回転することで前記合焦レンズ群を光軸方向に移動させる円環部材と、
   合焦位置を示す距離目盛を備え、前記円環部材に取り付けられた距離目盛表示部材と、
   前記距離目盛の位置を示す指標を備えた固定部材と、を有し、
   前記距離目盛表示部材は、前記固定部材の前記指標との位置合わせを行うように、前記円環部材に対して前記光軸周りに位置調整可能に構成されている、ことを特徴とするレンズ鏡筒。
2. 前記円環部材には、ガイド部が設けられており、
   前記距離目盛表示部材には、前記ガイド部に係合して前記光軸周りに移動可能かつ前記光軸方向の移動を制限するように構成されたガイド係合部が設けられており、
   前記距離目盛表示部材は、前記円環部材の位置に対する調整が完了した後、ビスを用いて該円環部材に固定されることを特徴とする請求項１に記載のレンズ鏡筒。
3. 前記固定部材は、前記距離目盛表示部材の位置を調整する際に用いられるピンを挿入するための挿入孔と、
   前記距離目盛表示部材の位置の調整操作を行うための貫通孔と、を有することを特徴とする請求項１又は２に記載のレンズ鏡筒。
4. 前記レンズ鏡筒はズームレンズであり、
   前記挿入孔および前記貫通孔は、前記ズームレンズが焦点距離の中間位置よりも望遠端側に位置する場合に、前記距離目盛表示部材の位置の調整操作が可能であるように配置されていることを特徴とする請求項３に記載のレンズ鏡筒。
5. 前記距離目盛表示部材は、円弧状の金属板金からなる支持部材と、前記距離目盛を印刷して該支持部材に貼り付けられたシート部材と、を備えて構成されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のレンズ鏡筒。
6. 撮像装置本体と、
   前記撮像装置本体に対して交換可能に取り付けられる請求項１乃至５のいずれか１項に記載のレンズ鏡筒と、を有することを特徴とするカメラシステム。