JP4203168B2 - レンズ鏡筒の焦点調節機構 - Google Patents

Description

【０００１】
【技術分野】
本発明は、特にＡＦ機能を有するカメラに用いられるレンズ鏡筒の焦点調節機構に関する。
【０００２】
【従来技術及びその問題点】
ＡＦ一眼レフカメラに装着可能なＡＦ対応の交換レンズ鏡筒（交換レンズ）には、ＡＦ動作に必要な時間を短縮すること即ちＡＦ動作の速度を速めることを目的として、合焦可能範囲（ＡＦレンズ群の光軸方向での移動可能範囲）を所定範囲に限定する装置、所謂フォーカスリミッターを装備したものが知られている。一例として、フォーカスリミッターをオフにしたときの合焦可能範囲が∞（無限遠）〜２ｍの範囲とされ、フォーカスリミッターをオンにしたときの合焦可能範囲が２ｍ〜０．３ｍの範囲とされる。
【０００３】
フォーカスリミッターを装備した従来の交換レンズ鏡筒では、全合焦可能範囲内で１カ所しかリミット値（上述した一例では２ｍがリミット値）が設けられていなかった。即ち、フォーカスリミッターを装備した従来の交換レンズ鏡筒では、全合焦可能範囲内で、リミット値より限定される合焦可能範囲は一つしか設定されていなかった。
【０００４】
【発明の目的】
本発明は、合焦可能範囲を任意に変更設定することが可能であり、さらにＡＦ動作に必要な時間を短縮することが可能なレンズ鏡筒の焦点調節機構を提供することを目的とする。
【０００５】
【発明の概要】
本発明のレンズ鏡筒の焦点調節機構は、カメラボディに対して固定の固定鏡筒と；この固定鏡筒上に回動自在に支持された手動距離環及び回転距離環と；上記固定鏡筒に光軸方向に直進進退動可能に支持された直進環と；この直進環に螺合された、フォーカスレンズ群を保持するフォーカスレンズ保持環と；上記回転距離環の回転動作により、上記直進環に対して、上記フォーカスレンズ保持環を光軸方向に駆動するフォーカス機構と；上記手動距離環の回転動作により、上記直進環をフォーカスレンズ保持環とともに光軸方向に移動させ、フォーカスレンズ群の合焦可能範囲を変化させる合焦範囲変更機構と；を有することを特徴としている。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下図示実施形態に基づいて本発明を説明する。図１、図３、図５及び図７の各図は、本発明を適用したレンズ鏡筒１０の光軸Ｏから上半分を示す断面図である。図１は、可動の撮影レンズ群Ｌが最も退避した状態におけるレンズ鏡筒１０を示しており、図７は、撮影レンズ群Ｌが最も繰り出された状態におけるレンズ鏡筒１０を示している。
【０００８】
レンズ鏡筒１０は、一眼レフカメラ本体（図示せず）に装着可能な交換レンズ鏡筒であり、その合焦可能範囲は∞（無限遠）〜０．２ｍ（最短撮影距離）に設定されている。レンズ鏡筒１０は、第１固定環１１と、この第１固定環１１上に固定された第２固定環１２とを有している。第１固定環１１の後端部には、一眼レフカメラ本体に形成されたレンズマウントと結合されるバヨネットマウント部１１ａが形成されている。
【０００９】
レンズ鏡筒１０には、第１固定環１１と第２固定環１２の間に、光軸Ｏに沿って移動可能に案内された直進環１３が設けられている。この直進環１３は、第２固定環１２に形成された直進ガイド（図示せず）によって、光軸Ｏを軸に回転しないように直進案内されている。直進環１３の外周前部には、雄ヘリコイド１３ａが形成されており、この雄ヘリコイド１３ａは、フォーカスレンズ群を含む撮影レンズ群Ｌを保持するフォーカスレンズ保持環１４に形成された雌ヘリコイド１４ａに螺合している。よってフォーカスレンズ保持環１４は、光軸Ｏを軸に回転すると直進環１３に対して光軸方向に移動する。このフォーカスレンズ保持環１４の直進環１３に対する移動範囲は、雄ヘリコイド１３ａと雌ヘリコイド１４ａによって定まった一定の範囲である。図１、図３、図５及び図７の各図では、図示を簡略化するために撮影レンズ群Ｌを単一のレンズとして図示しているが、実際の撮影レンズ群Ｌは複数のレンズから構成されている。
【００１０】
直進環１３の後端部には、光軸Ｏと平行に延びるスプライン軸１５の前端が回転自在に嵌着されている。スプライン軸１５の前端部には、直進環１３と隣接させてギヤ１６が固定されている。ギヤ１６の後方には、光軸方向へ移動不能に支持されたギヤ１７が回転自在に支持されている。このギヤ１６は、スプライン軸１５のキー溝に対応する溝が切られたボスを中心に有し、スプライン軸１５はこのボスに嵌まっている。
【００１１】
第１固定環１１の後部には、スプライン軸１５と平行に延びる回転伝達軸１８が回転自在に支持されている。回転伝達軸１８の前端には、ギヤ１７と噛合するギヤ１８ａが固定されている。また回転伝達軸１８の後端には、キー溝１８ｂが形成されている。このキー溝１８ｂは、レンズ鏡筒１０をＡＦ機能を有するカメラ本体（図示せず）に装着したとき、カメラ本体側に設けられたＡＦモーターにより駆動される駆動軸前端に形成されたキーと係合する。このキーとキー溝１８ｂによりＡＦカプラーが構成される。よってカメラ本体側のＡＦモーターが回転すると、この回転はＡＦカプラー、回転伝達軸１８、ギヤ１８ａ、ギヤ１７及びスプライン軸１５を介してギヤ１６に伝達される。
【００１２】
フォーカスレンズ保持環１４上には、ＡＦ駆動環２０が嵌まっている。ＡＦ駆動環２０の後端部内側には径方向内側に延出するフランジ２０ａが形成されており、このフランジ２０ａは、直進環１３に形成された環状溝１３ｂに回動可能に嵌まっている。またＡＦ駆動環２０の後端部内周面には、ギヤ１６と噛合する内歯ギヤ２０ｂが形成されている。またＡＦ駆動環２０の内周面には、光軸方向に延びる直進ガイド溝２０ｃが形成されており、この直進ガイド溝２０ｃには、フォーカスレンズ保持環１４に突設されたガイドピン１４ｂが摺動可能に係入している。よってスプライン軸１５が回転すると、ギヤ１６とギヤ２０ｂを介してＡＦ駆動環２０が回転し、この回転は直進ガイド溝２０ｃとガイドピン１４ｂを介してフォーカスレンズ保持環１４に伝達され、フォーカスレンズ保持環１４は雄ヘリコイド１３ａと雌ヘリコイド１４ａの作用により回転しながら直進環１３に対して光軸方向に移動する。
【００１３】
第２固定環１２とＡＦ駆動環２０の間には、第１距離環２１が設けられている。第１距離環２１の内周面には、ＡＦ駆動環２０の外周目から突出するリード突起２０ｄが係入する、周方向及び光軸方向の各方向に対して傾斜したリード溝２１ａが形成されており、第１距離環２１の外周面には、第２固定環１２の内周面に形成された周方向溝１２ａに回動可能に嵌まる外方フランジ２１ｂが形成されている。よってＡＦ駆動環２０が回転すると、リード突起２０ｄとリード溝２１ａを介して第１距離環２１が回転する。このとき、周方向溝１２ａに外方フランジ２１ｂが嵌まっているため、第１距離環２１は光軸方向には移動しない。
【００１４】
また第１距離環２１の外周面には、合焦距離を示す距離目盛２１ｃ（図２参照）が設けられている。この距離目盛２１ｃは、第２固定環１２に形成された観察窓２２を通して観察される。距離目盛２１ｃは、上述したレンズ鏡筒１０の合焦可能範囲である∞（無限遠）〜０．２ｍ（最短撮影距離）の範囲を示している。第１距離環２１の前端部には、ＭＦ（マニュアルフォーカシング）の際に操作されるＭＦ操作環２３が固定されている。
【００１５】
第２固定環１２上には、手動で回動操作される第２距離環２４が嵌まっている。この第２距離環２４は、所定の回転角範囲で回動可能かつ光軸方向には移動不能に第２固定環１２上に嵌合されている。第２距離環２４の内周面には、周方向及び光軸方向の各方向に対して傾斜したリード溝２４ａが形成されており、このリード溝２４ａには、直進環１３の外周面後端から径方向外側に突出するリード突起１３ｃが係入している。よって第２距離環２４が回動操作されると、リード溝２４ａに沿ってリード突起１３ｃが光軸方向に移動されるため、直進環１３が光軸方向に移動する。この直進環１３が移動するとき、該直進環１３に螺合されたフォーカスレンズ保持環１４も共に光軸方向に移動する。
【００１６】
第２距離環２４の外周面には、上記所定の回転角範囲に対応させて距離制限目盛２５が設けられている。この距離制限目盛２５は、∞〜０．２５ｍの合焦範囲を示す第１距離目盛２５ａと、１ｍ〜０．２１ｍの合焦範囲を示す第２距離目盛２５ｂと、０．５ｍ〜０．２ｍの合焦範囲を示す第３距離目盛２５ｃとからなっている。これら３つの距離目盛２５ａ、２５ｂ及び２５ｃのいずれかを選択して設定するときは、第２距離環２４を手動で回転操作していずれかの距離目盛を、第１固定環１１の外周面に刻印された合わせマーク２８と一致させる。
【００１７】
次にレンズ鏡筒１０の動作を説明する。先ず、第１距離環２１が回転された場合に関して説明する。ＭＦ操作環２３を手動で回転操作すると第１距離環２１が一体に回転し、この回転はリード溝２１ａ及びリード突起２０ｄを介してＡＦ駆動環２０に伝達される。直進環１３は回転しないので、ＡＦ駆動環２０の回転は、直進ガイド溝２０ｃとガイドピン１４ｂの関係及び雄ヘリコイド１３ａと雌ヘリコイド１４ａの関係によりフォーカスレンズ保持環１４に伝達される。そしてフォーカスレンズ保持環１４は、雄ヘリコイド１３ａと雌ヘリコイド１４ａの螺合関係により、直進環１３に対して回転しながら光軸方向に移動する。ＭＦ操作環２３を手動で回転操作したとき、直進環１３を光軸方向に移動させる力が加わるが、第２距離環２４の回転操作するときのトルクが直進環１３の光軸方向への移動力より重く設定されているため、直進環１３は光軸方向に移動しない。
【００１８】
以上のように、ＭＦ操作環２３を手動で回転操作するとフォーカスレンズ保持環１４即ち撮影レンズ群Ｌは、直進環１３に対して、雄ヘリコイド１３ａと雌ヘリコイド１４ａによる予め定まった移動量分の範囲内で光軸方向に移動する。よってＭＦ操作環２３を手動で回転操作することにより焦点調節を行なうことができる。
【００１９】
カメラ本体側のＡＦモーターによるＡＦ駆動の場合には、ＡＦモーターの回転は回転伝達軸１８、ギヤ１８ａ、ギヤ１７、スプライン軸１５、ギヤ１６及び内歯ギヤ２０ｂを介してＡＦ駆動環２０に伝達される。よってフォーカスレンズ保持環１４は、雄ヘリコイド１３ａと雌ヘリコイド１４ａの螺合関係によって直進環１３に対して回転しながら光軸方向に移動する。
【００２０】
次に、第２距離環２４が回転された場合に関して説明する。第２距離環２４を手動操作して回転させると、リード溝２４ａとリード突起１３ｃの関係により直進環１３は光軸方向に移動する。直進環１３の環状溝１３ｂがフランジ２０ａに係合しているため、直進環１３が移動するとＡＦ駆動環２０も一体に光軸方向に移動する。またこの移動と同時に、直進環１３とＡＦ駆動環２０の間に位置するフォーカスレンズ保持環１４も一体に光軸方向に移動する。
【００２１】
第２距離環２４の回転によってＡＦ駆動環２０は直進環１３と一体に光軸方向に移動し、このＡＦ駆動環２０の移動は、リード突起２０ｄ及びリード溝２１ａを介して第１距離環２１を回転させる。このとき第１距離環２１は、直進環１３の光軸方向への移動量に対応した回転量だけ回転する。したがって、第２距離環２４を手動操作して回転させることにより第１距離環２１の回動可能範囲が変更される。つまり、第２距離環２４の第１距離目盛２５ａと合わせマーク２８を合わせた図２に示す状態では、第１距離環２１による駆動範囲は距離目盛２１ｃの∞から０．２５（ｍ）の間が回動可能範囲となる。また、第２距離環２４の第２距離目盛２５ｃと合わせマーク２８を合わせた図６に示す状態では、第１距離環２１による駆動範囲は距離目盛２１ｃの０．２から０．５（ｍ）の間が回動可能範囲となる。
【００２２】
よって第２距離環２４を手動で回転操作することによって、目的の被写体への大まかなピント合わせができ、また合焦可能範囲を任意に変更設定することができる。つまり、第２距離環２４をフォーカスリミッターとして利用することができる。
【００２３】
図１及び図２は、第２距離環２４の第１距離目盛２５ａを合わせマーク２８に合わせ、かつ第１距離環２２上の距離目盛２１ｃの目盛「∞」を観察窓２１の略中央に位置させた場合を示している。この場合、直進環１３及びフォーカスレンズ保持環１４はぞれぞれ最も退避した位置にあり、撮影距離は無限遠（最長撮影距離）に設定されている。図３及び図４は、第２距離環２４の第１距離目盛２５ａを合わせマーク２８に合わせ、かつ第１距離環２２上の距離目盛２１ｃの目盛「０．２５」を観察窓２１の略中央に位置させた場合を示している。この場合、直進環１３は最も退避した位置にあり、フォーカスレンズ保持環１４は直進環１３から最も繰り出された位置にあり、撮影距離は０．２５ｍに設定されている。図５及び図６は、第２距離環２４の第３距離目盛２５ｃを合わせマーク２８に合わせ、かつ第１距離環２２上の距離目盛２１ｃの目盛「０．５」を観察窓２１の略中央に位置させた場合を示している。この場合、直進環１３は最も繰り出された位置にあり、フォーカスレンズ保持環１４は直進環１３に対して最も退避した位置にあり、撮影距離は０．５ｍに設定されている。図７及び図８は、第２距離環２４の第３距離目盛２５ｃを合わせマーク２８に合わせ、かつ第１距離環２２上の距離目盛２１ｃの目盛「０．２」を観察窓２１の略中央に位置させた場合を示している。この場合、直進環１３及びフォーカスレンズ保持環１４はそれぞれ最も繰り出された位置にあり、撮影距離は最短撮影距離０．２ｍ（最短撮影距離）に設定されている。
【００２４】
本実施形態のレンズ鏡筒１０では、合焦可能範囲を任意に変更設定できるので、ＡＦ動作に係るフォーカスレンズの移動量を最小限にすることができ、よってＡＦ動作に係る時間を短縮することができる。さらに、レンズ鏡筒１０の距離環を第１距離環２１と第２距離環２４の２系統に分割して設ける構成にしたので、レンズ鏡筒１０の光軸方向での小型化が成されている。つまり撮影レンズ群Ｌの繰出量を増加させて最短撮影距離を短くすることを容易に成しえる。
【００２５】
また本実施形態のレンズ鏡筒１０では、カメラ本体側のＡＦモーターによるＡＦ駆動を行ないながら第２距離環２４を手動で回転操作することで、ＡＦ駆動とＭＦ駆動を同時に行なうことができる。
【００２６】
また本実施形態のレンズ鏡筒１０では、第２距離環２４上に３つの距離目盛（第１距離目盛２５ａ、第２距離目盛２５ｂ及び第３距離目盛２５ｃ）を設けたが、本発明はこれに限定されず、２つまたは４つ以上の距離目盛を設ける構成にしてもよい。
【００２７】
また本実施形態のレンズ鏡筒１０では、第１距離環２１（ＭＦ操作環２３）と第２距離環２４をレンズ鏡筒１０の前後にそれぞれ配置したが、この配置を逆にしてもよい。即ち、レンズ鏡筒１０前部に第２距離環２４と同一機能を有する距離環を配置し、この距離環の後方に第１距離環２１と同一機能を有する距離環を配置する構造にしてもよい。
【００２８】
また本実施形態のレンズ鏡筒１０は、一眼レフカメラ本体に装着可能な交換レンズ鏡筒として構成したが、カメラ本体と一体のレンズ鏡筒として構成してもよい。
【００２９】
また本実施形態のレンズ鏡筒１０の合焦可能範囲は∞（無限遠）〜０．２ｍ（最短撮影距離）に設定されているが、本発明はこの合焦可能範囲に限定されない。
【００３０】
【発明の効果】
以上のように、本発明を適用したレンズ鏡筒の焦点調節機構によれば、手動距離環を手動で回転操作することで合焦可能範囲を任意に変更設定することできるので、手動距離環を、全合焦可能範囲内で任意にリミット値が設定可能なフォーカスリミッターとして利用することができる。また全合焦可能範囲内に複数の合焦可能範囲を設定できるので、ＡＦ動作に係るフォーカスレンズの移動量を小さくでき、よってＡＦ動作に係る時間を短縮することができる。さらに、距離環を２系統に分割して設ける構造により、レンズ鏡筒を光軸方向で小型に構成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用したレンズ鏡筒の撮影距離が無限遠に設定されている状態における該レンズ鏡筒の光軸から上半分を示す断面図である。
【図２】図１に示すレンズ鏡筒の第１距離環及び第２距離環の様子を示す平面図である。
【図３】本発明を適用したレンズ鏡筒の撮影距離０．２５ｍに設定されている状態における該レンズ鏡筒の光軸から上半分を示す断面図である。
【図４】図３に示すレンズ鏡筒の第１距離環及び第２距離環の様子を示す平面図である。
【図５】本発明を適用したレンズ鏡筒の撮影距離が０．５ｍに設定されている状態における該レンズ鏡筒の光軸から上半分を示す断面図である。
【図６】図５に示すレンズ鏡筒の第１距離環及び第２距離環の様子を示す平面図である。
【図７】本発明を適用したレンズ鏡筒の撮影距離が０．２ｍに設定されている状態における該レンズ鏡筒の光軸から上半分を示す断面図である。
【図８】図７に示すレンズ鏡筒の第１距離環及び第２距離環の様子を示す平面図である。
【符号の説明】
１０ レンズ鏡筒
１１ 第１固定環
１２ 第２固定環
１３ 直進環
１４ フォーカスレンズ保持環
１５ スプライン軸
２０ ＡＦ駆動環
２１ 第１距離環（第２の手動距離環、回転距離環）
２２ 観察窓
２３ ＭＦ操作環
２４ 第２距離環（手動距離環）
２５ 距離制限目盛
Ｌ 撮影レンズ群
Ｏ 光軸

Claims (5)

1. カメラボディに対して固定の固定鏡筒と；この固定鏡筒上に回動自在に支持された手動距離環及び回転距離環と；上記固定鏡筒に光軸方向に直進進退動可能に支持された直進環と；この直進環に螺合された、フォーカスレンズ群を保持するフォーカスレンズ保持環と；上記回転距離環の回転動作により、上記直進環に対して、上記フォーカスレンズ保持環を光軸方向に駆動するフォーカス機構と；上記手動距離環の回転動作により、上記直進環をフォーカスレンズ保持環とともに光軸方向に移動させ、フォーカスレンズ群の合焦可能範囲を変化させる合焦範囲変更機構と；を有することを特徴とするレンズ鏡筒の焦点調節機構。
2. 請求項１に記載の焦点調節機構において、フォーカス機構によって光軸方向に駆動されるフォーカスレンズ保持環の直進環に対する移動範囲は一定であり、上記合焦範囲変更機構は、直進環をフォーカスレンズ保持環とともに光軸方向に移動させることで、フォーカスレンズ群による最短撮影距離と最長撮影距離を変化させるレンズ鏡筒の焦点調節機構。
3. 請求項２記載の焦点調節機構において、回転距離環は、ＡＦ機構によって回転駆動されるレンズ鏡筒の焦点調節機構。
4. 請求項２または３記載の焦点調節機構において、回転距離環は、手動による回転操作が可能であるレンズ鏡筒の焦点調節機構。
5. 請求項３または４記載の焦点調節機構において、手動距離環は、ＡＦ機構によるＡＦ駆動と同時に回転操作可能とされ、フォーカス機構によるＡＦ駆動中に手動距離環を回転操作することでＡＦ駆動とＭＦ機構が同時に行なわれるレンズ鏡筒の焦点調節機構。

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