JP3550577B2

JP3550577B2 - Lens barrel

Info

Publication number: JP3550577B2
Application number: JP14276995A
Authority: JP
Inventors: 英夫菅野
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 1995-06-09
Filing date: 1995-06-09
Publication date: 2004-08-04
Anticipated expiration: 2019-08-04
Also published as: JPH08334670A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、レンズ鏡筒に関し、特に、広い範囲において焦点距離を変化させることが可能なレンズ鏡筒に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種のレンズ鏡筒は、光学系の少なくと一部を光軸方向に前後移動させることにより焦点距離を変化させ、そのレンズ鏡筒を通して見られる画像の倍率を調整してる。このようなレンズ鏡筒では、調整できる倍率の範囲が広いほど光学系が移動する距離は長くなる。つまり、焦点距離の範囲が３５ｍｍ〜７０ｍｍのレンズ鏡筒よりも、２８ｍｍ〜８０ｍｍのレンズ鏡筒の方が、その外形が光軸方向に伸縮する程度が大きい。また、焦点距離の範囲が３５ｍｍ〜７０ｍｍのレンズ鏡筒よりも、７０ｍｍ〜１０５ｍｍのレンズ鏡筒の方が、すなわち、焦点距離の変化量が同じであっても焦点距離が大きく高倍率であるレンズ鏡筒の方が、光学系の移動量が大きい。
【０００３】
一方、上記光学系のさらに一部は、上述の焦点距離調整のための動作の他に、外部からの合焦操作に従い合焦動作をも行う（以下、この光学系を「合焦用光学系」という）。一般に、合焦用光学系を駆動する駆動機構は、光学系を支持するレンズ移動枠と、レンズ移動枠に設置されたカムピンと、そのカムピンの光軸方向の位置を規定するカム溝と、光軸に平行な案内溝を有し、その案内溝に上記カムピンの先端を係合させているフォーカスリング（駆動部材）とから構成されている。この駆動機構では、フォーカスリングを手動又は自動で回転させると、その回転方向の動力は、カムピンとカム溝によって光軸方向の動力に変換されたうえ、カムピンを介してレンズ移動枠に伝達される。この結果、レンズ移動枠は、光軸方向に移動し合焦が行われる。
【０００４】
これまで、この種のレンズ鏡筒は、レンズ群の移動量が小さく、レンズ鏡筒の外形をコンパクトにすることが可能である低倍率のものが主に生産されていた。これに対し、近年は、低倍率から高倍率まで広い範囲にわたって焦点距離を変化させることが可能なレンズ鏡筒に対する要求が高まっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、前述した従来のこの種のレンズ鏡筒では、焦点距離が調整可能である範囲を広くすると、上述したように焦点距離調整にともなう光学系の移動量が大きくなり、合焦用光学系がレンズ鏡筒の前方へ大きく移動する。そのために、合焦用光学系の動きに合わせて上記フォーカスリングに設けた案内溝もレンズ鏡筒前方へ長くする必要があり、この結果、フォーカスリングの光軸方向長さが増大し、レンズ鏡筒がコンパクトな形状にならないという問題があった。
【０００６】
そこで、本発明の目的は、前述の課題を解決して、広い範囲において焦点距離を変化させることが可能であって、外形がコンパクトであるレンズ鏡筒を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために、請求項１に係る発明は、手動又は自動により光軸を中心とした回転方向に駆動される駆動部材（１１０）と、駆動部材（１１０）の回転運動を光軸方向の直進運動に変換する回転直進変換機構と、光学系の一部を支持し、回転直進変換機構により光軸方向に駆動されるレンズ移動枠（４０）とを備えるレンズ鏡筒であって、回転直進変換機構は、駆動部材（１１０）に係合する第１のカムピン（７２）と、レンズ移動枠（４０）に設けられた第２のカムピン（４２）と、前記第１及び第２のカムピンが光軸方向に相対移動可能であり、回転方向に一体的に前記第１及び第２のカムピンを規制することにより、光軸方向の異なる位置に配置された前記第１のカムピン（７２）から前記第２のカムピン（４２）へ駆動力を中継する中継筒（７０）と、前記駆動部材を光軸方向に移動させるとともに、第１及び／又は第２のカムピンの回転方向の運動に伴って、第１及び／又は第２のカムピンを光軸方向に移動させるカム筒（２０）とを備えることを特徴としている。
【０００８】
【作用】
請求項１に係る発明によれば、駆動部材は、手動又は自動により光軸を中心とした回転運動をする。駆動部材の回転運動は、第１カムピンを介して中継筒に伝達され、さらに、中継筒から第２カムピンに伝達されることにより、第２カムピンが回転方向に運動する。次に、カム筒は、第２カムピンの回転方向の運動に伴って、第２カムピンを光軸方向に移動させる。第２カムピンが光軸方向に移動することにより、レンズ駆動枠が光軸方向に移動する。
【０００９】
【実施例】
図１は、本発明に係る実施例を示した図であり、図１（Ａ）は、本実施例のズームレンズ鏡筒が各レンズ群を後方に引いたときの断面図を示している。また、図１（Ｂ）は、本実施例で用いているキー部材の部分側面図である。
図に示されるように、本発明は、固定筒１０、カム筒２０、４つのレンズ移動枠３０、４０、５０、６０、フォーカス中継筒７０、ズームリング８０、フォーカスリング１００等から主に構成されている。
【００１０】
固定筒１０は、カム筒２０その他の構成要素を支持する枠体であり、本レンズ鏡筒をカメラボディに取り付けるためのマウント部１２を備えた後部１１と、その後部１１より前方に位置し、その中心軸がレンズ鏡筒の光軸と一致している大径部１３及び中径部１５とを有している。大径部１３は、ズームリング８０及びフォーカスリング１００等をその外周面及び先端部において支持するための部位である。また、中径部１５は、カム筒２０及び第四群レンズ移動枠６０等を支持するための部位であり、その内周面にカム溝１７及び光軸と平行な案内溝１６を備えている。案内溝１６は、焦点距離の調整操作時に、光軸を中心とした回転運動を禁止し、光軸に沿った前後運動のみをするように第三群レンズ移動枠５０を案内するためのものである。一方、カム溝１７は、カム筒２０の光軸方向の位置を規定するためのものである。
【００１１】
カム筒２０は、ズームリング８０より駆動力を得て、４つのレンズ移動枠３０、４０、５０、６０を駆動するためのものである。カム筒２０は、中心軸が同一な３つの環状体、すなわち、大径部２１、中径部２４及び小径部２５より構成される。大径部２１と中径部２４は後端部において、中径部２４と小径部２５は先端部において互いに繋がっており、全体として１部材となっている。従って、図中にみられるカム筒２０の断面は、Ｓ字と逆Ｓ字とが光軸を中心に向かい合った形状となっている。カム筒２０は、その小径部２５の外周面が固定筒１０の中径部１５内周面に嵌合するように、また、大径部２１及び中径部２４が固定筒１０の大径部１３と中径部１５の間に位置するように、レンズ鏡筒内に配置されている。
【００１２】
カム筒２０の大径部２１は、カム筒２０の回転運動を第一群レンズ移動枠３０に伝達する光軸と平行な案内溝２２をその内周面に備えている。一方、外周面後端には、ピン２３を設置している。ピン２３は、固定筒１０に設けてある逃げ溝１４を貫通しており、その先端部は、ズームリング８０の内周面に光軸と平行に設けてある案内溝８１に嵌合している。従って、カム筒２０は、ピン２３及び案内溝８１を介して、ズームリング８０より回転方向の駆動力を伝達される。
【００１３】
カム筒２０の小径部２５は、３つのカム溝２６、２７及び２８を備えている。カム溝２６は、第四群レンズ移動枠６０の光軸方向の位置を規定するためのカム溝であり、カム筒２０と第四群レンズ移動枠６０は、カム溝２６とカムピン６３を介して係合している。一方、カム溝２７は、第三群レンズ移動枠５０の光軸方向の位置を規定するためのカム溝である。カム溝２７には、第四群レンズ移動枠６０に光軸に平行に設けてある逃げ溝６４を貫通しているカムピン５４の先端部が嵌合している。ここで、カムピン５４は、三群レンズ移動枠５０に設置してあり、カム筒２０の回転運動は、カム溝２７とこのカムピン５４によって光軸方向の直進運動に変換されて第三群レンズ移動枠５０に伝達される。カム溝２８は、第二群レンズ移動枠４０の光軸方向の位置を規定するためのものである。カム溝２８には、第二群レンズ移動枠４０の外周面に設置され、第三群レンズ移動枠５０の逃げ溝５７及び第四群レンズ移動枠６０の逃げ溝６５を貫通しているカムピン４２が嵌合しており、これにより、第二群レンズ移動枠４０へ光軸方向の駆動力を伝達可能にしている。さらに、小径部２５は、その後端部外周にカムピン２９を設置しており、カムピン２９は、その先端部を固定筒１０のカム溝１７に嵌合させている。これにより、カム筒２０は、カム溝１７の形状に対応してレンズ鏡筒内を光軸方向に移動する。
【００１４】
第一群レンズ移動枠３０は、第一群レンズＬ１を光軸方向に位置決めするための枠体である。第一群レンズ移動枠３０は、その先端部内周面において第一群レンズＬ１を支持しており、また、第一群レンズＬ１を支持している部位より後方に円筒部３１を有している。円筒部３１の光軸方向長さは、カム筒２０の大径部２１の長さと等しく、後述する第一群レンズ移動枠３０がカム筒２０に対して光軸方向に相対移動する長さに等しい。また、円筒部３１は、内周面にカム溝３２を、後端部外周にピン３３をそれぞれ備えている。カム溝３２には、第三群レンズ移動枠５０の外周面に設置してあるカムピン５６がその先端部を嵌合させており、これにより、第一群レンズ移動枠３０が回転運動すると、第一群レンズ移動枠３０と第三群レンズ移動枠５０が光軸方向に相対運動をする。また、ピン３３は、その先端部をカム筒２０の案内溝２２に嵌合させている。従って、第一群レンズ移動枠３０は、ピン３３を介してカム筒２０から第一群レンズ移動枠３０へ光軸を中心とした回転方向の駆動力を伝達され、また、カム筒２０に対して光軸方向に滑らかに相対運動することが可能となっている。
【００１５】
第二群レンズ移動枠４０は、第二群レンズＬ２を光軸方向に位置決めするための枠体である。第二群レンズ移動枠４０は、その内周面に第二群レンズＬ２を支持しており、また、後端部外周面にカムピン４２を設置している。前述のように、カムピン４２は、カム筒２０のカム溝２８に嵌合している。従って、カム筒２０が光軸方向の直進運動、又は、光軸を中心とした回転運動をすると、第二群レンズ移動枠４０は、カム溝２８、及び、カムピン４２を介して光軸方向へ駆動される。
【００１６】
第三群レンズ移動枠５０は、第三群レンズＬ３を光軸方向に位置決めするための枠体であり、後端部５１、円筒部５２及び先端部５５の３つの部位よりなる。後端部５１は、その内周面において第三群レンズＬ３を支持しており、また、その外周面にカムピン５４を設置している。カムピン５４は、第四群レンズ移動枠６０の逃げ溝６４とカム筒２０のカム溝２７を貫通して、その先端部を固定筒１０の案内溝１６に挿入している。従って、第三群レンズ移動枠５０は、レンズ鏡筒内で回転運動することを案内溝１６によって禁止され、光軸方向の直進運動のみを行う。
円筒部５２は、内周面において第二群レンズ移動枠４０の外周面と嵌合しており、また、第二群レンズ移動枠４０に設置してあるカムピン４２を通すための逃げ溝５７を備えている。さらに、円筒部５２は、光軸と平行な溝部５３を備えており、この溝部５３には、後述する第四群レンズ移動枠６０の突起部６２が嵌合している。
先端部５５は、外周面にカムピン５６を設置している。カムピン５６は、前述のように、第一群レンズ移動枠３０のカム溝３２と嵌合しており、カム溝３２とともに一群レンズ移動枠３０の回転運動を光軸方向の直進運動に変換する機能を果たしている。
【００１７】
第四群レンズ移動枠６０は、後端部内周面において第四群レンズＬ４を支持している枠体である。第四群レンズ移動枠６０は、第４群レンズＬ４を支持している部位より前方に伸びる円筒部６１を有し、円筒部６１の内周面において第三群レンズ移動枠５０の外周面と接するようにレンズ鏡筒内に配置してある。また、円筒部６１は、その内周面に、光軸と平行であり縦長の形状をした突起部６２を備えている。前述のように、突起部６２は、第三群レンズ移動枠５０に備えてある溝部５３と嵌合しており、これにより、第四群レンズ移動枠６０は、光軸を中心とした回転方向に第三群レンズ移動枠５０と一体となっている。ここで、第三群レンズ移動枠５０は、既に説明したように回転運動を行わないことから、第四群レンズ移動枠６０も回転方向に運動を行わない。
また、円筒部６１の後部外周面には、カムピン６３が設置してあり、カムピン６３は、その先端部をカム筒２０のカム溝２６に嵌合させている。従って、
第四群レンズ移動枠６０は、カム溝２６及びカムピン６３を介してカム筒２０から光軸方向の駆動力を受ける。
【００１８】
フォーカス中継筒７０は、カム筒２０の中径部２４内周面に設置してある円筒状部材であり、カム筒２０及び固定筒１０の両方に対し光軸を中心とした円周方向に相対運動をする部材である。フォーカス中継筒７０は、その後端部外周面にツバ部７３を有し、これを中径部２４の溝部２４ａと係合させている。また、フォーカス中継筒７０は、光軸に平行な案内溝７１を備えており、案内溝７１には、カムピン４２がその先端部を嵌合させている。従って、フォーカス中継筒７０が回転運動をしない場合には、案内溝７１は、直進案内溝として機能し、カムピン４２を介して二群レンズ移動枠４０の運動方向を光軸方向に制限する。また、フォーカス中継筒７０が回転する場合には、その回転運動は、カムピン４２とカム溝２８によって光軸方向の回転移動運動に変換され、二群レンズ移動枠４０は、カム溝２８の形状に従い光軸方向に移動する。
【００１９】
ズームリング８０は、焦点距離の調整操作を行う場合に手動により回転操作を行う環状部材であり、固定筒１０の大径部１３外周面に回転可能に取り付けてある。ズームリング８０は、その内周面に光軸と平行な案内溝８１を備えている。案内溝８１には、ピン２３が嵌合しており、これにより、ズームリング８０が回転運動をすると、カム筒２０も一体となって回転する。
【００２０】
セグメントギアリング９０は、自動合焦を行うための駆動力を不図示のカメラボディから伝達される歯車部材であり、固定筒１０の大径部１３内周面に回転可能に設置してある。セグメントギアリング９０は、その内周面にセグメントギア９１を備え、セグメントギア９１は、図示していない駆動ギアと噛み合っている。また、セグメントギアリング９０は、駆動力を後述するキー部材１１０に伝達するための突起部９２をその外周面に設置している。
【００２１】
フォーカスリング１００は、合焦操作を行う場合に手動により回転操作を行う環状部材である。フォーカスリング１００は、固定筒１０の先端にバヨネット方式で嵌合しており、所定の角度を回転することが可能になっている。フォーカスリング１００の内周面には、フォーカスリング１００の回転運動をフォーカス中継筒７０に伝達するための部材であるキー部材１１０が、小ネジ１１５によって取り付けてある。
【００２２】
図１（Ｂ）に示すように、キー部材１１０は、フォーカスリング１００の内周面に固定される略円形の形状をしている環状部１１１と、そこから後方へ、光軸に対して平行に伸びている伸長部１１２とから構成されている。伸長部１１２は、その中央部分に光軸と平行な案内溝１１３を備えている。図１（Ａ）に示すように、案内溝１１３には、フォーカス中継筒７０の外周部に設置してあるカムピン７２の先端部が嵌合している。従って、手動操作によりフォーカスリング１００を回転させると、その回転運動は、キー部材１１０及びカムピン７２を介してフォーカス中継筒７０に伝達され、フォーカス中継筒７０も回転する。さらに、フォーカス中継筒７０の回転運動は、カムピン４２とカム溝２８を介して第二群レンズ移動枠４０の光軸方向運動に変換され、合焦動作が行われる。なお、案内溝１１３は、フォーカス中継筒７０がカム筒２０と光軸方向に一体的に移動するために、その光軸方向の長さは、後述するカム筒２０の光軸方向の移動量Ｍと等しい長さとなっている。
【００２３】
また、キー部材１１０は、その後端に溝部１１４を備えており（図１（Ｂ））、溝部１１４には、セグメントギアリング９０の突起部９２が係合している。これにより、自動合焦時にセグメントギアリング９０が回転すると、その回転は、突起部９２及び溝部１１４を介してキー部材１１０に伝達される。この結果、フォーカス中継筒７０がセグメントギアリング９０に連動して回転運動をし、前述したのと同様にその回転運動は、二群レンズ移動枠４０の光軸方向運動に変換され、自動合焦が行われる。なお、このときフォーカスリング１００もキー部材１１０に連動することから、自動合焦機構の動作の様子は、レンズ鏡筒の外側より確認することができる。
【００２４】
なお、以上説明した本実施例の構成において、キー部材１１０、カムピン７２、フォーカス中継筒７０、カムピン４２、カム筒２０及び第二群レンズ移動枠４０は、それぞれ本発明における駆動部材、第１のカムピン、中継筒、第２のカムピン、カム筒及びレンズ移動枠に相当している。
【００２５】
次に、本実施例の動作について説明する。
図２は、本実施例を示す図であり、図２（Ａ）の上半分は、光学系を望遠画像撮影用に配置している（以下、「テレ状態」という）ときの様子を示し、図２（Ａ）の下半分は、ズームレンズ鏡筒が光学系を広角画像撮影用に配置している（以下、「ワイド状態」という）ときの様子を示している。さらに、図２（Ｂ）は、本実施例で用いているキー部材の部分側面図を示している。また、図３及び図４は、本実施例における各レンズ群の動きを説明するための図であり、図３は、逃げ溝１４、カム溝３２及び案内溝８１の展開図を示し、図４は、案内溝１６、カム溝１７、カム溝２６、カム溝２７及びカム溝２８の展開図を示している。なお、図３及び図４においては、紙面左側がレンズ鏡筒の前方に相当しており、一点鎖線Ｆは、レンズ鏡筒の光軸に平行な直線を表している。
【００２６】
はじめに、本実施例において自動合焦モードにより合焦を行う場合について説明する。自動合焦モードの場合は、カメラボディから図示を省略した公知の動力伝達機構を介して、図１に示すセグメントギアリング９０に回転方向の駆動力が伝達される。次に、その駆動力は、突起部９２からキー部材１１０へ、さらにキー部材１１０からカムピン７２を介してフォーカス中継筒７０へ伝達され、フォーカス中継筒７０を回転運動させる。フォーカス中継筒７０の案内溝７１には、カムピン４２の先端部が嵌合しているために、カムピン４２は、フォーカス中継筒７０に連動して回転運動を行い、カム溝２８内を移動する。
【００２７】
レンズ鏡筒がテレ状態にある場合には、カムピン４２は、図４に示すカム溝２８の上側を上下に移動する。このときのカムピン４２の最大回転角はθｔであり、光軸方向の移動量はＡである。従って、第二群レンズ移動枠４０も光軸方向に距離Ａの範囲内を移動し、合焦が行われる。
また、本実施例のレンズ鏡筒をテレ状態からワイド状態に変えると、後述する動作によりカム筒２０が回転するために、カムピン４２は、カム溝２８の図中下側へ移動する。この状態で、上述した自動合焦を行うと、カムピン４２は、回転角θｔと等しい回転角θｗで示されるカム溝２８の領域中を移動する。この結果、第二群レンズ移動枠４０は、θｗで表される領域の光軸方向長さＢだけ光軸方向に前後移動し、合焦が行われる。
【００２８】
一方、手動合焦モードにより合焦操作を行う場合には、フォーカスリング１００を手動により回転操作する。フォーカスリング１００の回転運動は、小ネジ１１５を介してキー部材１１０に伝達され、その後、自動合焦モードにおけるのと同じ機構及び動作により、第二群レンズ移動枠４０の光軸方向運動に変換され、合焦が行われる。
【００２９】
次に、焦点距離調整を行うときの本実施例の動作について説明する。なお、説明を簡単にするために、以下においてフォーカス中継筒７０はカム筒２０に対して回転運動をせず、カムピン４２は、焦点距離調整に関する動作以外はしないものとする。
【００３０】
本実施例では、レンズ鏡筒をワイド状態とする場合は、ズームリング８０をレンズ鏡筒の後方からみて時計回りに回転操作し、その回転運動を案内溝８１及びピン２３を介してカム筒２０に伝達し、同じ角度だけカム筒２０を回転させる。ズームリング８０を時計回りに回しきると、図４において、カムピン２９は、カム溝１７の図中上端に位置する。この結果、カム筒２０は、固定筒１０の中径部１５に対して最も後方に位置することになり、図２の下側に示されるようにレンズ鏡筒の外筒にその全部を収納される。
また、カムピン４２、５４、６３は、それぞれ図４に示すカム溝２８、２７、２６の下端に位置する。従って、第二群レンズ移動枠４０は、カム筒２０に対して相対移動可能な範囲の中で最も前方に位置し、逆に第三群レンズ移動枠５０及び第四群レンズ移動枠６０は、最も後方に位置する（図２下側）。
【００３１】
一方、カム筒２０の後端に設置してあるピン２３は、図３に示す逃げ溝１４の上端、すなわち、ズームリング８０の後端に位置する。
他方、図３に示す第一群レンズ移動枠３０のカム溝３２は、カム筒２０の回転運動に連動することから、カムピン５６は、その下端に位置する。従って、第一群レンズ移動枠３０は、カム筒２０に対して相対移動可能な範囲の中で、最も後方に位置し、図２下側に示すように、第一群レンズ移動枠３０の円筒部３１は、その全部をカム筒２０の大径部２１に収納される。
【００３２】
上記の状態からズームリング８０を反時計回りに回転操作をすると、本実施例のレンズ鏡筒は、テレ状態へ移行する。ズームリング８０を反時計回りに回しきると、カムピン２９は、図４に示すカム溝１７の図中下端に移動する。この結果、カム筒２０は、固定筒１０の中径部１５に対して前方へ距離Ｍだけ繰り出され、図２の上側に示されるようにレンズ鏡筒の外筒から、その一部、特に大径部２１を前方に突出させる。同様にピン２３は、逃げ溝１４の下端に移動し（図３）、カム筒２０と同様に距離Ｍだけ前方へ移動して、ズームリング８０の前端に位置するようになる（図２）。なお、距離Ｍは、大径部２１の光軸方向長さより短く設定してあるために、上記動作中、大径部２１の後端は、常にレンズ鏡筒の外筒先端より後方に位置する。
【００３３】
また、カムピン４２、５４、６３は、それぞれ図４に示すカム溝２８、２７、２６の上端に移動する。このときに、第二群レンズ移動枠４０は、カム筒２０に対して距離ｍ２だけ後方に移動し、第三群レンズ移動枠５０及び第四群レンズ移動枠６０は、それぞれｍ３及びｍ４だけ前方に移動する。従って、各レンズ移動枠４０、５０、６０が固定筒１０に対して移動する距離は、それぞれＭ−ｍ２、Ｍ＋ｍ３、Ｍ＋ｍ４となる。
【００３４】
一方、カムピン５６は、カム溝３２の上端に移動し、これにより、第一群レンズ移動枠３０は、第二群レンズ移動枠４０から距離ｍ１だけ前方へ繰り出される。言い換えると、第一群レンズ移動枠３０は、カム筒２０から距離（ｍ１＋ｍ３）だけ、また、固定筒１０から（Ｍ＋ｍ１＋ｍ３）だけ前方へ繰り出されることになる。この結果、図２の上側に示されるように、第一群レンズ移動枠３０は、その全部がレンズ鏡筒の外筒より前方に位置する。また、これら一連の動作により第一群レンズ移動枠３０とカム筒２０の係合位置、すなわち、ピン３３と案内溝２２が係合する位置は、案内溝２２の後端から前端へ移動する。
【００３５】
ところで、合焦動作を行うための駆動力を第二群レンズ移動枠４０に伝達するカムピン４２及びキー部材１１０に着目すると、カムピン４２の光軸方向への移動量は、（Ｍ−ｍ２＋Ｂ）であることが、図４に示すカム溝２８の形状から理解される。仮にカムピン４２が、フォーカス中継筒７０を介さずに直接キー部材１１０と係合するものとすれば、キー部材１１０の案内溝１１３は、図２に２点破線で表したように、少なくとも光軸方向の位置Ｐｔ及びＰｗを含むように、より長く、かつ、レンズ鏡筒のより前側に設けなければならない。しかし、この場合にキー部材１１０は、位置Ｐｔにおいて第一群レンズ移動枠３０と干渉するようになり、これを防止するためには、キー部材１１０の光軸からの高さ位置を増大させることが必要となる。この結果、レンズ鏡筒は、光軸方向に長く、また外径の大きい大型なものとなってしまう。
【００３６】
これに対し、本実施例は、カムピン４２とキー部材１１０を直接係合させず、フォーカス中継筒７０及びカムピン７２を介して係合させており、これにより、カムピン７２とキー部材１１０の係合する光軸方向位置が、カムピン４２の光軸方向位置より後方となるようにしている。従って、第二群レンズ移動枠４０の光軸方向移動に連動して、カムピン４２がレンズ鏡筒前方へ大きく移動した場合であっても、カムピン７２とキー部材１１０の係合位置は、レンズ鏡筒の中部にとどまる。
さらに、カムピン４２とフォーカス中継筒７０は、案内溝７１において互いに光軸方向の相対移動が可能であるように係合させてあることから、カムピン４２がカム筒２０に対してする相対移動は、全て案内溝７１において吸収される。従って、カムピン７２の光軸方向移動量は、カムピン４２のそれより小さく、本実施例では、カム筒２０の光軸方向移動量と同じＭであり、これに伴い、キー部材１１０の案内溝１１３の光軸方向長さもＭとなっている。
【００３７】
以上説明したように、本実施例のレンズ鏡筒では、ワイド状態においてカム筒２０の大径部２１は、その全部をレンズ鏡筒の外筒に収納され、また、第一群レンズ移動枠３０の円筒部３１は、その全部をカム筒２０の大径部２１に収納される。このために、本実施例のレンズ鏡筒は、レンズ群をレンズ鏡筒の後方に引いた場合に、光軸方向の全長が短く、コンパクトな形状となる。
【００３８】
一方、本実施例では、固定筒１０よりカム筒２０を繰り出し、そのカム筒２０より第三群レンズ移動枠５０を繰り出し、さらに第三群レンズ移動枠５０より第一群レンズ移動枠３０を繰り出す構成とすることにより、第一群レンズ移動枠３０の移動範囲を広くしている。この結果、本実施例のレンズ鏡筒は、上述のようにコンパクトな形状をしていながら、広い範囲において焦点距離を変えることを可能としている。
【００３９】
また、本実施例では、第二群レンズ移動枠４０とキー部材１１０をフォーカス中継筒７０及びカムピン７２を介して係合させたことから、カムピン７２とキー部材１１０の係合位置は、カムピン４２の位置によらず、光軸方向に自由に設定することが可能となっている。この結果、本実施例は、レンズ鏡筒の設計の自由度が増大するという効果を得ている。また、本実施例においては、カムピン７２とキー部材１１０の係合位置を第一群レンズ移動枠３０と干渉することのないレンズ鏡筒の後側に配置したことにより、レンズ鏡筒の光軸方向長さ及び外径を小さくできるという効果を得ている。
【００４０】
【発明の効果】
以上詳しく説明したように、本発明によれば、回転直進変換機構は、駆動部材に係合する第１のカムピンと、レンズ移動枠に設けられた第２のカムピンと、第１及び第２のカムピンが光軸方向に相対移動可能であり、回転方向に一体となるように光軸方向の異なる位置に配置され、前記第１のカムピンから前記第２のカムピンへ駆動力を中継する中継筒と、第１及び／又は第２のカムピンの回転方向の運動に伴って、第１及び／又は第２のカムピンを光軸方向に移動させるカム筒とから構成したので、回転直進変換機構の設計自由度が増大するという効果が得られた。
また、回転直進変換機構の設計自由度が増大したことから、回転直進機構が駆動部材と係合する部位のレンズ鏡筒内における位置は、回転直進機構がレンズ移動枠と係合している位置によらず定めることが可能となった。この結果、本発明では、焦点距離を変化させる範囲が大きいレンズ鏡筒であって、コンパクトな外径を有するレンズ鏡筒を提供できるという効果が得られた。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るレンズ鏡筒の断面図及びそのレンズ鏡筒に使用されるキー部材の部分側面図。
【図２】本発明に係るレンズ鏡筒がワイド状態及びテレ状態であるときの断面図、並びに、そのレンズ鏡筒に使用されるキー部材の部分側面図。
【図３】本発明に係るレンズ鏡筒に備えたのカム溝の展開図。
【図４】本発明に係るレンズ鏡筒に備えたの図３と異なるカム溝の展開図。
【符号の説明】
１０固定筒１１後部
１２マウント部１３大径部
１４逃げ溝１５中径部
１６案内溝１７カム溝１７
２０カム筒２１大径部
２２案内溝２３ピン
２４中径部２４ａ溝部
２５小径部２６カム溝
２７カム溝２８カム溝
２９カムピン３０第一群レンズ移動枠
３１円筒部３２カム溝
３３ピン４０第二群レンズ移動枠
４２カムピン５０第三群レンズ移動枠
５１後端部５２円筒部
５３溝部５４カムピン
５５先端部５６カムピン
５７逃げ溝６０第四群レンズ移動枠
６１円筒部６２突起部
６３カムピン６４逃げ溝
６５逃げ溝７０フォーカス中継筒
７１案内溝７２カムピン
７３ツバ部８０ズームリング
８１案内溝９０セグメントギアリング
９１セグメントギア９２突起部
１００フォーカスリング１１０キー部材
１１１環状部１１２伸長部
１１３案内溝１１４溝部
１１５小ネジ
Ｌ１第一群レンズＬ２第二群レンズ
Ｌ３第三群レンズＬ４第四群レンズ
Ａテレ状態での合焦動作による第二群レンズ移動枠の光軸方向移動距離
Ｂワイド状態での合焦動作による第二群レンズ移動枠の光軸方向移動距離
Ｆレンズ鏡筒の光軸に平行な直線
Ｍ焦点距離調整によるカムリングの光軸方向移動距離
ｍ１焦点距離調整による第一群レンズ移動枠の光軸方向移動距離
ｍ２焦点距離調整による第二群レンズ移動枠の光軸方向移動距離
ｍ３焦点距離調整による第三群レンズ移動枠の光軸方向移動距離
ｍ４焦点距離調整による第四群レンズ移動枠の光軸方向移動距離[0001]
[Industrial applications]
The present invention relates to a lens barrel, and more particularly to a lens barrel capable of changing a focal length in a wide range.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, this type of lens barrel changes the focal length by moving at least a part of the optical system back and forth in the optical axis direction, and adjusts the magnification of an image viewed through the lens barrel. In such a lens barrel, the wider the adjustable magnification range, the longer the optical system moves. In other words, a lens barrel having a focal length range of 28 mm to 80 mm has a greater degree of expansion and contraction in the optical axis direction than a lens barrel having a focal length range of 35 mm to 70 mm. Further, a lens barrel having a focal length of 70 mm to 105 mm, that is, a lens having a large focal length and a high magnification even if the change amount of the focal length is the same, as compared with a lens barrel having a focal length range of 35 mm to 70 mm. The lens barrel has a larger moving amount of the optical system.
[0003]
On the other hand, in addition to the operation for adjusting the focal length, a part of the optical system also performs a focusing operation according to an external focusing operation (hereinafter, this optical system is referred to as a “focusing optical system”). "). In general, a drive mechanism for driving the focusing optical system includes a lens moving frame that supports the optical system, a cam pin installed in the lens moving frame, a cam groove that defines the position of the cam pin in the optical axis direction, and an optical system. It has a guide groove parallel to the axis, and a focus ring (drive member) in which the tip of the cam pin is engaged. In this drive mechanism, when the focus ring is rotated manually or automatically, the power in the rotation direction is converted into the power in the optical axis direction by the cam pins and the cam grooves, and then transmitted to the lens moving frame via the cam pins. . As a result, the lens moving frame moves in the optical axis direction to perform focusing.
[0004]
Heretofore, this type of lens barrel has been mainly produced with a low magnification which allows a small amount of movement of a lens group and makes the outer shape of the lens barrel compact. On the other hand, in recent years, there has been an increasing demand for a lens barrel capable of changing the focal length over a wide range from low magnification to high magnification.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the above-described conventional lens barrel, if the range in which the focal length can be adjusted is widened, the amount of movement of the optical system associated with the focal length adjustment increases as described above, and the focusing optical system becomes difficult. It moves greatly ahead of the lens barrel. Therefore, the guide groove provided in the focus ring needs to be extended forward of the lens barrel in accordance with the movement of the focusing optical system. As a result, the length of the focus ring in the optical axis direction increases, and There was a problem that the cylinder did not have a compact shape.
[0006]
Therefore, an object of the present invention is to solve the above-mentioned problem and to provide a lens barrel that can change the focal length in a wide range and has a compact outer shape.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-mentioned problem, the invention according to claim 1 includes a driving member (110) that is driven manually or automatically in a rotation direction about an optical axis, and a rotational movement of the driving member (110). A lens barrel comprising: a rotary-to-linear conversion mechanism that converts the linear motion into a linear motion; and a lens moving frame (40) that supports a part of the optical system and is driven in the optical axis direction by the rotary-to-linear conversion mechanism. The rotation / straight conversion mechanism includes a first cam pin (72) engaged with the driving member (110), a second cam pin (42) provided on the lens moving frame (40), and the first and second cam pins. The cam pin is relatively movable in the optical axis direction, By regulating the first and second cam pins integrally in the rotational direction, a driving force is applied from the first cam pins (72) arranged at different positions in the optical axis direction to the second cam pins (42). Relay A relay tube (70), While moving the driving member in the optical axis direction, A cam barrel (20) for moving the first and / or second cam pins in the optical axis direction in accordance with the movement of the first and / or second cam pins in the rotation direction.
[0008]
[Action]
According to the first aspect of the present invention, the driving member makes a rotational movement about the optical axis manually or automatically. The rotational movement of the driving member is transmitted to the relay cylinder via the first cam pin, and further transmitted from the relay cylinder to the second cam pin, whereby the second cam pin moves in the rotational direction. Next, the cam barrel moves the second cam pin in the optical axis direction with the movement of the second cam pin in the rotation direction. When the second cam pin moves in the optical axis direction, the lens driving frame moves in the optical axis direction.
[0009]
【Example】
FIG. 1 is a diagram showing an embodiment according to the present invention, and FIG. 1A is a cross-sectional view when the zoom lens barrel of the present embodiment pulls each lens group backward. FIG. 1B is a partial side view of a key member used in the present embodiment.
As shown in the figure, the present invention mainly includes a fixed barrel 10, a cam barrel 20, four lens moving frames 30, 40, 50, 60, a focus relay barrel 70, a zoom ring 80, a focus ring 100, and the like. ing.
[0010]
The fixed barrel 10 is a frame that supports the cam barrel 20 and other components. The fixed barrel 10 includes a rear part 11 having a mount part 12 for attaching the present lens barrel to the camera body, and is located forward of the rear part 11. It has a large diameter portion 13 and a medium diameter portion 15 whose central axes coincide with the optical axis of the lens barrel. The large-diameter portion 13 is a portion for supporting the zoom ring 80, the focus ring 100, and the like on the outer peripheral surface and the distal end. The middle diameter portion 15 is a portion for supporting the cam barrel 20, the fourth lens group moving frame 60, and the like, and has a cam groove 17 and a guide groove 16 parallel to the optical axis on its inner peripheral surface. . The guide groove 16 is for guiding the third group lens moving frame 50 so as to prohibit the rotational movement about the optical axis and perform only the forward and backward movement along the optical axis during the focal length adjustment operation. is there. On the other hand, the cam groove 17 is for defining the position of the cam cylinder 20 in the optical axis direction.
[0011]
The cam barrel 20 is for driving the four lens moving frames 30, 40, 50, 60 by obtaining a driving force from the zoom ring 80. The cam cylinder 20 is composed of three annular bodies having the same central axis, that is, a large diameter part 21, a medium diameter part 24 and a small diameter part 25. The large-diameter portion 21 and the middle-diameter portion 24 are connected to each other at the rear end, and the middle-diameter portion 24 and the small-diameter portion 25 are connected to each other at the front end. Accordingly, the cross section of the cam cylinder 20 seen in the figure has a shape in which the S-shape and the inverted S-shape face each other around the optical axis. The cam cylinder 20 is configured such that the outer peripheral surface of the small-diameter portion 25 is fitted to the inner peripheral surface of the middle-diameter portion 15 of the fixed cylinder 10, and the large-diameter portion 21 and the middle-diameter portion 24 are It is arranged in the lens barrel so as to be located between 13 and the middle diameter portion 15.
[0012]
The large-diameter portion 21 of the cam barrel 20 has a guide groove 22 on the inner peripheral surface thereof that is parallel to the optical axis for transmitting the rotational movement of the cam barrel 20 to the first lens group moving frame 30. On the other hand, a pin 23 is provided at the rear end of the outer peripheral surface. The pin 23 penetrates an escape groove 14 provided in the fixed cylinder 10, and a tip end of the pin 23 is fitted in a guide groove 81 provided in the inner peripheral surface of the zoom ring 80 in parallel with the optical axis. . Accordingly, the cam cylinder 20 is transmitted with the driving force in the rotation direction from the zoom ring 80 via the pin 23 and the guide groove 81.
[0013]
The small diameter portion 25 of the cam cylinder 20 has three cam grooves 26, 27 and 28. The cam groove 26 is a cam groove for defining the position of the fourth group lens moving frame 60 in the optical axis direction, and the cam cylinder 20 and the fourth group lens moving frame 60 are interposed via the cam groove 26 and the cam pins 63. Is engaged. On the other hand, the cam groove 27 is a cam groove for defining the position of the third lens group moving frame 50 in the optical axis direction. The distal end of a cam pin 54 that passes through a clearance groove 64 provided in the fourth lens group moving frame 60 in parallel with the optical axis is fitted into the cam groove 27. Here, the cam pin 54 is installed in the third group lens moving frame 50, and the rotational movement of the cam barrel 20 is converted into the linear movement in the optical axis direction by the cam groove 27 and the cam pin 54, and the third group lens movement is performed. It is transmitted to the frame 50. The cam groove 28 is for defining the position of the second group lens moving frame 40 in the optical axis direction. In the cam groove 28, a cam pin 42 installed on the outer peripheral surface of the second group lens moving frame 40 and passing through the clearance groove 57 of the third group lens movement frame 50 and the clearance groove 65 of the fourth group lens movement frame 60. Are fitted, so that the driving force in the optical axis direction can be transmitted to the second group lens moving frame 40. Further, the small-diameter portion 25 has a cam pin 29 installed on the outer periphery of the rear end thereof, and the tip of the cam pin 29 is fitted into the cam groove 17 of the fixed cylinder 10. Accordingly, the cam barrel 20 moves in the optical axis direction in the lens barrel according to the shape of the cam groove 17.
[0014]
The first group lens moving frame 30 is a frame for positioning the first group lens L1 in the optical axis direction. The first group lens moving frame 30 supports the first group lens L1 on the inner peripheral surface of the distal end portion, and has a cylindrical portion 31 behind a portion supporting the first group lens L1. . The length of the cylindrical portion 31 in the optical axis direction is equal to the length of the large-diameter portion 21 of the cam barrel 20, and the length of the first group lens moving frame 30, which will be described later, moves relative to the cam barrel 20 in the optical axis direction. equal. The cylindrical portion 31 has a cam groove 32 on the inner peripheral surface and a pin 33 on the outer peripheral portion of the rear end. A cam pin 56 provided on the outer peripheral surface of the third group lens moving frame 50 has its tip fitted into the cam groove 32, so that when the first group lens moving frame 30 rotates, the The first group lens moving frame 30 and the third group lens moving frame 50 make relative movements in the optical axis direction. The tip of the pin 33 is fitted in the guide groove 22 of the cam cylinder 20. Therefore, the first group lens moving frame 30 receives the driving force in the rotational direction about the optical axis from the cam barrel 20 to the first group lens moving frame 30 via the pin 33, and Thus, relative movement can be smoothly performed in the optical axis direction.
[0015]
The second group lens moving frame 40 is a frame for positioning the second group lens L2 in the optical axis direction. The second group lens moving frame 40 supports the second group lens L2 on an inner peripheral surface thereof, and has a cam pin 42 provided on an outer peripheral surface of a rear end portion. As described above, the cam pins 42 are fitted in the cam grooves 28 of the cam barrel 20. Accordingly, when the cam barrel 20 makes a linear motion in the optical axis direction or a rotational motion about the optical axis, the second lens group moving frame 40 moves in the optical axis direction via the cam groove 28 and the cam pin 42. Driven.
[0016]
The third-group lens moving frame 50 is a frame for positioning the third-group lens L3 in the optical axis direction, and includes three portions: a rear end portion 51, a cylindrical portion 52, and a front end portion 55. The rear end portion 51 supports the third lens unit L3 on its inner peripheral surface, and has a cam pin 54 on its outer peripheral surface. The cam pin 54 penetrates through the clearance groove 64 of the fourth lens group moving frame 60 and the cam groove 27 of the cam barrel 20, and has its tip inserted into the guide groove 16 of the fixed barrel 10. Therefore, the third group lens moving frame 50 is prohibited from rotating in the lens barrel by the guide groove 16 and performs only linear motion in the optical axis direction.
The cylindrical portion 52 is fitted on the inner peripheral surface with the outer peripheral surface of the second group lens moving frame 40, and has an escape groove 57 for passing the cam pin 42 installed on the second group lens moving frame 40. Have. Further, the cylindrical portion 52 is provided with a groove 53 parallel to the optical axis, and a protrusion 62 of a fourth group lens moving frame 60 described later is fitted into the groove 53.
The tip 55 has a cam pin 56 provided on the outer peripheral surface. As described above, the cam pin 56 is fitted with the cam groove 32 of the first group lens moving frame 30, and functions to convert the rotational motion of the first group lens moving frame 30 into a linear motion in the optical axis direction together with the cam groove 32. Plays.
[0017]
The fourth group lens moving frame 60 is a frame that supports the fourth group lens L4 on the inner peripheral surface at the rear end. The fourth group lens moving frame 60 has a cylindrical portion 61 extending forward from a portion supporting the fourth group lens L4, and an inner peripheral surface of the cylindrical portion 61 and an outer peripheral surface of the third group lens moving frame 50. It is arranged in the lens barrel so as to be in contact with it. In addition, the cylindrical portion 61 is provided with a protrusion 62 having an elongated shape parallel to the optical axis on the inner peripheral surface thereof. As described above, the protrusion 62 is fitted into the groove 53 provided in the third lens group moving frame 50, whereby the fourth lens group moving frame 60 rotates in the rotational direction about the optical axis. Are integrated with the third lens group moving frame 50. Here, since the third lens group moving frame 50 does not perform the rotational movement as described above, the fourth lens group moving frame 60 also does not move in the rotational direction.
A cam pin 63 is provided on the rear outer peripheral surface of the cylindrical portion 61, and the tip of the cam pin 63 is fitted into the cam groove 26 of the cam cylinder 20. Therefore,
The fourth lens group moving frame 60 receives a driving force in the optical axis direction from the cam barrel 20 via the cam groove 26 and the cam pin 63.
[0018]
The focus relay cylinder 70 is a cylindrical member installed on the inner peripheral surface of the middle diameter portion 24 of the cam cylinder 20, and is relative to both the cam cylinder 20 and the fixed cylinder 10 in the circumferential direction around the optical axis. It is a member that moves. The focus relay cylinder 70 has a brim 73 on the outer peripheral surface at the rear end thereof, and this is engaged with the groove 24 a of the middle diameter part 24. Further, the focus relay cylinder 70 has a guide groove 71 parallel to the optical axis, and the cam pin 42 has a leading end fitted into the guide groove 71. Therefore, when the focus relay cylinder 70 does not rotate, the guide groove 71 functions as a straight guide groove, and restricts the movement direction of the second group lens moving frame 40 via the cam pin 42 in the optical axis direction. When the focus relay cylinder 70 rotates, its rotational movement is converted into rotational movement in the optical axis direction by the cam pins 42 and the cam grooves 28, and the second group lens moving frame 40 follows the shape of the cam grooves 28. Move in the optical axis direction.
[0019]
The zoom ring 80 is an annular member that is manually rotated when performing a focal length adjustment operation, and is rotatably attached to the outer peripheral surface of the large diameter portion 13 of the fixed barrel 10. The zoom ring 80 has a guide groove 81 on its inner peripheral surface that is parallel to the optical axis. The pin 23 is fitted in the guide groove 81, so that when the zoom ring 80 rotates, the cam barrel 20 also rotates integrally.
[0020]
The segment gear ring 90 is a gear member that transmits a driving force for performing automatic focusing from a camera body (not shown), and is rotatably installed on the inner peripheral surface of the large-diameter portion 13 of the fixed cylinder 10. The segment gearing 90 includes a segment gear 91 on the inner peripheral surface thereof, and the segment gear 91 meshes with a drive gear (not shown). Further, the segment gearing 90 has a protrusion 92 for transmitting a driving force to a key member 110 described later, which is provided on an outer peripheral surface thereof.
[0021]
The focus ring 100 is an annular member that is manually rotated when performing a focusing operation. The focus ring 100 is fitted to the tip of the fixed barrel 10 in a bayonet manner, and can rotate a predetermined angle. A key member 110 for transmitting the rotational movement of the focus ring 100 to the focus relay cylinder 70 is attached to the inner peripheral surface of the focus ring 100 by a small screw 115.
[0022]
As shown in FIG. 1B, the key member 110 has an annular portion 111 having a substantially circular shape fixed to the inner peripheral surface of the focus ring 100, and a key member 110 extending rearward from the annular portion 111 in parallel with the optical axis. And an extending portion 112 extending to the end. The extension 112 has a guide groove 113 at the center thereof, which is parallel to the optical axis. As shown in FIG. 1A, the tip of a cam pin 72 installed on the outer peripheral portion of the focus relay cylinder 70 is fitted into the guide groove 113. Therefore, when the focus ring 100 is rotated by a manual operation, the rotational motion is transmitted to the focus relay cylinder 70 via the key member 110 and the cam pin 72, and the focus relay cylinder 70 also rotates. Further, the rotational movement of the focus relay cylinder 70 is converted into the optical axis direction movement of the second group lens moving frame 40 via the cam pin 42 and the cam groove 28, and the focusing operation is performed. Note that the length of the guide groove 113 in the optical axis direction of the focus relay cylinder 70 moves in the optical axis direction together with the cam cylinder 20. Has the same length as.
[0023]
The key member 110 has a groove 114 at the rear end (FIG. 1B), and the protrusion 92 of the segment gear ring 90 is engaged with the groove 114. Thus, when the segment gear ring 90 rotates during automatic focusing, the rotation is transmitted to the key member 110 via the protrusion 92 and the groove 114. As a result, the focus relay cylinder 70 rotates in conjunction with the segment gearing 90, and the rotational movement is converted into the optical axis direction movement of the second group lens moving frame 40 in the same manner as described above, and the automatic focusing is performed. Is performed. At this time, since the focus ring 100 is also linked with the key member 110, the operation of the automatic focusing mechanism can be confirmed from outside the lens barrel.
[0024]
In the configuration of the present embodiment described above, the key member 110, the cam pin 72, the focus relay cylinder 70, the cam pin 42, the cam cylinder 20, and the second group lens moving frame 40 are respectively a driving member according to the present invention, They correspond to a cam pin, a relay cylinder, a second cam pin, a cam cylinder, and a lens moving frame.
[0025]
Next, the operation of the present embodiment will be described.
FIG. 2 is a diagram showing the present embodiment. The upper half of FIG. 2A shows a state in which the optical system is arranged for photographing a telephoto image (hereinafter, referred to as a “tele state”). The lower half of FIG. 2A shows a state in which the zoom lens barrel arranges the optical system for wide-angle image capturing (hereinafter, referred to as “wide state”). FIG. 2B is a partial side view of the key member used in this embodiment. FIGS. 3 and 4 are views for explaining the movement of each lens group in this embodiment. FIG. 3 is a development view of the relief groove 14, the cam groove 32, and the guide groove 81. Shows development views of the guide groove 16, the cam groove 17, the cam groove 26, the cam groove 27, and the cam groove 28. In FIGS. 3 and 4, the left side of the paper corresponds to the front of the lens barrel, and the dashed line F represents a straight line parallel to the optical axis of the lens barrel.
[0026]
First, a case in which focusing is performed in the automatic focusing mode in the present embodiment will be described. In the case of the automatic focusing mode, the driving force in the rotational direction is transmitted from the camera body to the segment gear ring 90 shown in FIG. 1 via a known power transmission mechanism not shown. Next, the driving force is transmitted from the protruding portion 92 to the key member 110, and further from the key member 110 to the focus relay cylinder 70 via the cam pin 72, thereby rotating the focus relay cylinder 70. Since the tip of the cam pin 42 is fitted in the guide groove 71 of the focus relay cylinder 70, the cam pin 42 rotates in conjunction with the focus relay cylinder 70 and moves in the cam groove 28.
[0027]
When the lens barrel is in the telephoto state, the cam pin 42 moves up and down over the cam groove 28 shown in FIG. At this time, the maximum rotation angle of the cam pin 42 is θt, and the movement amount in the optical axis direction is A. Therefore, the second group lens moving frame 40 also moves within the range of the distance A in the optical axis direction, and focus is performed.
When the lens barrel of the present embodiment is changed from the telephoto state to the wide state, the cam pin 20 moves to the lower side in the figure of the cam groove 28 because the cam cylinder 20 rotates by the operation described later. When the above-described automatic focusing is performed in this state, the cam pin 42 moves in the area of the cam groove 28 indicated by the rotation angle θw equal to the rotation angle θt. As a result, the second group lens moving frame 40 moves back and forth in the optical axis direction by the length B in the optical axis direction of the area represented by θw, and focus is performed.
[0028]
On the other hand, when performing a focusing operation in the manual focusing mode, the focus ring 100 is manually rotated. The rotational movement of the focus ring 100 is transmitted to the key member 110 via the small screw 115, and then converted into the optical axis direction movement of the second group lens moving frame 40 by the same mechanism and operation as in the automatic focusing mode. Then, focusing is performed.
[0029]
Next, the operation of this embodiment when adjusting the focal length will be described. For the sake of simplicity, it is assumed that the focus relay cylinder 70 does not rotate with respect to the cam cylinder 20 and the cam pin 42 does not perform any operation other than the operation related to the focal length adjustment.
[0030]
In this embodiment, when the lens barrel is set to the wide state, the zoom ring 80 is rotated clockwise as viewed from the rear of the lens barrel, and the rotational movement is performed via the guide groove 81 and the pin 23 to the cam barrel 20. To rotate the cam barrel 20 by the same angle. When the zoom ring 80 is fully turned clockwise, the cam pin 29 is located at the upper end of the cam groove 17 in FIG. As a result, the cam barrel 20 is located at the rearmost position with respect to the middle diameter portion 15 of the fixed barrel 10, and as shown in the lower side of FIG. 2, the entire cam barrel 20 is housed in the outer barrel of the lens barrel. You.
The cam pins 42, 54, 63 are located at the lower ends of the cam grooves 28, 27, 26 shown in FIG. 4, respectively. Therefore, the second group lens moving frame 40 is located at the forefront in the range that can be relatively moved with respect to the cam barrel 20, and conversely, the third group lens moving frame 50 and the fourth group lens moving frame 60 are It is located most rearward (lower side in FIG. 2).
[0031]
On the other hand, the pin 23 installed at the rear end of the cam cylinder 20 is located at the upper end of the clearance groove 14 shown in FIG.
On the other hand, since the cam groove 32 of the first lens group moving frame 30 shown in FIG. 3 is interlocked with the rotational movement of the cam barrel 20, the cam pin 56 is located at the lower end. Therefore, the first group lens moving frame 30 is located at the rearmost position in the range in which the first group lens moving frame 30 can move relative to the cam barrel 20, and as shown in the lower part of FIG. The entire part 31 is housed in the large diameter part 21 of the cam cylinder 20.
[0032]
When the zoom ring 80 is rotated counterclockwise from the above state, the lens barrel of this embodiment shifts to the telephoto state. When the zoom ring 80 is fully turned counterclockwise, the cam pin 29 moves to the lower end of the cam groove 17 shown in FIG. As a result, the cam barrel 20 is extended forward by a distance M with respect to the middle diameter portion 15 of the fixed barrel 10, and as shown in the upper part of FIG. The diameter portion 21 is made to protrude forward. Similarly, the pin 23 moves to the lower end of the clearance groove 14 (FIG. 3), moves forward by a distance M similarly to the cam barrel 20, and comes to the front end of the zoom ring 80 (FIG. 2). Since the distance M is set shorter than the length of the large-diameter portion 21 in the optical axis direction, the rear end of the large-diameter portion 21 is always located behind the front end of the outer barrel of the lens barrel during the above operation. .
[0033]
Further, the cam pins 42, 54, 63 move to the upper ends of the cam grooves 28, 27, 26 shown in FIG. 4, respectively. At this time, the second group lens moving frame 40 moves backward by the distance m2 with respect to the cam barrel 20, and the third group lens moving frame 50 and the fourth group lens moving frame 60 move forward by m3 and m4, respectively. Move to Therefore, the distance that each lens moving frame 40, 50, 60 moves with respect to the fixed barrel 10 is M-m2, M + m3, M + m4, respectively.
[0034]
On the other hand, the cam pin 56 moves to the upper end of the cam groove 32, whereby the first group lens moving frame 30 is extended forward by a distance m1 from the second group lens moving frame 40. In other words, the first group lens moving frame 30 is extended forward by a distance (m1 + m3) from the cam barrel 20 and by (M + m1 + m3) from the fixed barrel 10. As a result, as shown in the upper part of FIG. 2, the entire first group lens moving frame 30 is located forward of the outer barrel of the lens barrel. In addition, the engagement position between the first lens group moving frame 30 and the cam barrel 20, that is, the position where the pin 33 engages with the guide groove 22 is moved from the rear end of the guide groove 22 to the front end by a series of these operations.
[0035]
By the way, focusing on the cam pin 42 and the key member 110 that transmit the driving force for performing the focusing operation to the second group lens moving frame 40, the moving amount of the cam pin 42 in the optical axis direction is (M−m2 + B). This is understood from the shape of the cam groove 28 shown in FIG. Assuming that the cam pin 42 directly engages with the key member 110 without the intervention of the focus relay cylinder 70, the guide groove 113 of the key member 110 has at least the optical axis as shown by a two-dot broken line in FIG. It must be longer and include the front side of the lens barrel to include the directional positions Pt and Pw. However, in this case, the key member 110 interferes with the first lens group moving frame 30 at the position Pt. To prevent this, the height position of the key member 110 from the optical axis must be increased. Is required. As a result, the lens barrel is long in the optical axis direction and has a large outer diameter.
[0036]
On the other hand, in the present embodiment, the cam pin 42 and the key member 110 are not directly engaged, but are engaged via the focus relay cylinder 70 and the cam pin 72. The position of the optical axis in the optical axis direction is located behind the position of the cam pin 42 in the optical axis direction. Therefore, even when the cam pin 42 largely moves to the front of the lens barrel in conjunction with the movement of the second group lens moving frame 40 in the optical axis direction, the engagement position between the cam pin 72 and the key member 110 remains Stay in the middle of the tube.
Further, since the cam pin 42 and the focus relay cylinder 70 are engaged with each other in the guide groove 71 so as to be capable of relative movement in the optical axis direction, the relative movement of the cam pin 42 with respect to the cam cylinder 20 is: All are absorbed in the guide groove 71. Accordingly, the amount of movement of the cam pin 72 in the optical axis direction is smaller than that of the cam pin 42. In the present embodiment, the amount of movement is the same as the amount of movement of the cam cylinder 20 in the optical axis direction. Is also M in the optical axis direction.
[0037]
As described above, in the lens barrel of the present embodiment, in the wide state, the entire large-diameter portion 21 of the cam barrel 20 is housed in the outer barrel of the lens barrel. The entire cylindrical portion 31 is accommodated in the large-diameter portion 21 of the cam cylinder 20. For this reason, when the lens group is pulled backward from the lens barrel, the lens barrel of the present embodiment has a short overall length in the optical axis direction and has a compact shape.
[0038]
On the other hand, in the present embodiment, the cam barrel 20 is extended from the fixed barrel 10, the third group lens moving frame 50 is extended from the cam barrel 20, and the first group lens moving frame 30 is further extended from the third group lens moving frame 50. With this configuration, the moving range of the first group lens moving frame 30 is widened. As a result, while the lens barrel of the present embodiment has a compact shape as described above, it is possible to change the focal length in a wide range.
[0039]
In this embodiment, since the second group lens moving frame 40 and the key member 110 are engaged via the focus relay cylinder 70 and the cam pin 72, the engagement position between the cam pin 72 and the key member 110 is Can be set freely in the optical axis direction regardless of the position. As a result, the present embodiment has the effect of increasing the degree of freedom in designing the lens barrel. Further, in the present embodiment, the engagement position between the cam pin 72 and the key member 110 is arranged on the rear side of the lens barrel that does not interfere with the first group lens moving frame 30, so that the optical axis of the lens barrel The effect that the length in the direction and the outer diameter can be reduced is obtained.
[0040]
【The invention's effect】
As described above in detail, according to the present invention, the rotation / straight conversion mechanism includes the first cam pin engaged with the driving member, the second cam pin provided on the lens moving frame, and the first and second cam pins. A relay cylinder that is relatively movable in the optical axis direction, is disposed at a different position in the optical axis direction so as to be integrated in the rotation direction, and relays a driving force from the first cam pin to the second cam pin; And / or a cam barrel for moving the first and / or second cam pins in the direction of the optical axis in accordance with the movement of the first and / or second cam pins in the rotation direction. The effect of increasing the degree was obtained.
In addition, since the degree of freedom of the design of the rotation / straight conversion mechanism has been increased, the position in the lens barrel where the rotation / straight mechanism is engaged with the driving member is the position where the rotation / straight mechanism is engaged with the lens moving frame. Can be determined regardless of As a result, according to the present invention, there is obtained an effect that a lens barrel having a large range in which the focal length can be changed and having a compact outer diameter can be provided.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a sectional view of a lens barrel according to the present invention and a partial side view of a key member used in the lens barrel.
FIG. 2 is a cross-sectional view when the lens barrel according to the present invention is in a wide state and a telephoto state, and a partial side view of a key member used for the lens barrel.
FIG. 3 is a development view of a cam groove provided in the lens barrel according to the present invention.
FIG. 4 is a development view of a cam groove different from FIG. 3 provided in the lens barrel according to the present invention.
[Explanation of symbols]
10 Fixed tube 11 Rear
12 Mount part 13 Large diameter part
14 Escape groove 15 Medium diameter part
16 Guide groove 17 Cam groove 17
20 Cam cylinder 21 Large diameter part
22 Guide groove 23 Pin
24 Medium diameter part 24a Groove part
25 Small diameter part 26 Cam groove
27 Cam groove 28 Cam groove
29 cam pin 30 first group lens moving frame
31 Cylindrical part 32 Cam groove
33 pin 40 Second lens group moving frame
42 cam pin 50 third lens group moving frame
51 Rear end 52 Cylindrical part
53 Groove 54 Cam pin
55 Tip 56 Cam pin
57 Escape groove 60 Frame for moving the fourth lens group
61 cylindrical part 62 protruding part
63 Cam pin 64 Escape groove
65 Escape groove 70 Focus relay tube
71 Guide groove 72 Cam pin
73 Collar 80 Zoom ring
81 Guide groove 90 Segment gearing
91 Segment gear 92 Projection
100 Focus ring 110 Key member
111 Annular part 112 Extension part
113 Guide groove 114 Groove
115 machine screw
L1 First group lens L2 Second group lens
L3 Third group lens L4 Fourth group lens
A Moving distance in the optical axis direction of the moving frame of the second group lens by focusing operation in the telephoto state
B Moving distance in the optical axis direction of the second unit lens moving frame due to focusing operation in the wide state
F Straight line parallel to the optical axis of the lens barrel
M Moving distance of cam ring in optical axis direction by adjusting focal length
m1 Moving distance of the first lens group moving frame in the optical axis direction by adjusting the focal length
m2 Moving distance in the optical axis direction of the second lens group moving frame by adjusting the focal length
m3 Moving distance of the third lens group moving frame in the optical axis direction by adjusting the focal length
m4 Moving distance of the fourth lens group moving frame in the optical axis direction by adjusting the focal length

Claims

A driving member driven manually or automatically in a rotational direction about the optical axis,
A rotation / linear conversion mechanism that converts the rotational movement of the driving member into a linear movement in the optical axis direction,
A lens moving frame that supports a part of the optical system and is driven in the optical axis direction by the rotation / straight conversion mechanism;
A lens barrel comprising:
The rotation / straight conversion mechanism includes:
A first cam pin engaged with the driving member;
A second cam pin provided on the lens moving frame;
The first and second cam pins are relatively movable in the optical axis direction, and the first and second cam pins are disposed at different positions in the optical axis direction by regulating the first and second cam pins integrally in the rotation direction. A relay cylinder for relaying a driving force from a first cam pin to the second cam pin ;
A cam barrel for moving the driving member in the optical axis direction and moving the first and / or second cam pins in the optical axis direction with the movement of the first and / or second cam pins in the rotation direction; ,
A lens barrel comprising: