JP4304989B2

JP4304989B2 - ズームレンズ鏡筒

Info

Publication number: JP4304989B2
Application number: JP2003018456A
Authority: JP
Inventors: 洋谷岡
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 2003-01-28
Filing date: 2003-01-28
Publication date: 2009-07-29
Anticipated expiration: 2023-01-28
Also published as: JP2004233402A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、変倍用操作環と合焦用操作環を備えたズームレンズ鏡筒に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、ズームレンズ鏡筒の小型化、高性能化、更には高変倍化を図るために、前玉繰出し方式以外の様々な合焦方式が提案されている。本出願人は、特許文献１において、合焦精度が高く、操作性のよいズームレンズ鏡筒を開示している。また、特許文献２には、特許文献１に示すズームレンズ鏡筒をさらに改良し、固定筒に回転可能に嵌合した連動環と、フォーカスリングの回転力をその回転方向を逆転させて連動環に伝達する回転ギアとを備え、連動環が回転ギアから伝達された回転力によってレンズ群を光軸回りに回転させながら光軸方向に案内するようにし、カムリング上において各カムの機能が一義的に決まっていても、ズームリング又はフォーカスリングの操作時の回転方向を独立に決定可能なズームレンズ鏡筒を開示している。
【０００３】
【特許文献１】
特開平５−１４２４７５号公報
【特許文献２】
特開平９−８０２９４号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
前述の特許文献２には、鏡筒上に撮影距離目盛を表示する構造については言及していない。
ここで、特許文献２に示されたズームレンズ鏡筒において、オートフォーカス時にフォーカスリングが回転しないように伝達機構部に回転力伝達の係脱切り替え機構（クラッチ）を設けた場合を想定する。この場合、フォーカスリング上に撮影距離目盛を設けたのでは、クラッチの係脱により第２レンズ群保持筒（フォーカシング時に光軸回りに回転しながら光軸方向に移動するフォーカシングレンズ群を保持する部材）の回転角度位置が保証されない。したがって、第２レンズ群保持筒の回転角度位置を表示するには連動環上、又は、連動環と一体的に係合する部材（目盛環）に撮影距離目盛を設ける必要がある。
【０００５】
しかし、特許文献２に示したズームレンズ鏡筒では、フォーカスリングと連動環との間に回転ギアを設けて、フォーカスリングと連動環の回転方向を互いに逆方向となるようにすることにより、ズームリング又はフォーカスリングの操作時の回転方向を独立に決定可能としている。したがって、この場合、フォーカスリングの回転方向と撮影距離目盛の回転方向とが互いに逆方向となり、撮影者に違和感を与えてしまうという問題があった。
【０００６】
本発明の課題は、カムリング上において各カムの機能が一義的に決まっていても、ズームリングの回転方向とフォーカスリングの回転方向とを独立して設定することができるズームレンズ鏡筒であって、フォーカスリングの回転方向と撮影距離目盛の回転方向とが同一方向となり、自然に操作をすることができるズームレンズ鏡筒を提供することである。
【０００７】
本発明は、以下のような解決手段により、前記課題を解決するである。なお、理解を容易にするために、本発明の実施形態に対応する符号を付して説明するが、これに限定されるものではないである。すなわち、請求項１に記載の発明は、複数のレンズ群（Ｇ１〜Ｇ５）を収容した固定筒（１）と、前記固定筒に回転可能に嵌合し、変倍の際に操作される変倍用操作環（２）と、前記固定筒に回転可能に嵌合し、合焦の際に操作される合焦用操作環（４）と、前記変倍用操作環（２）の回転力によって前記複数のレンズ群のそれぞれを光軸方向に移動させ、かつ、前記複数のレンズ群のうちの少なくとも一つ（Ｇ２）を、前記変倍用操作環（２）の回転力によって光軸回りに回転させることなく光軸方向に移動させると共に前記合焦用操作環（４）の回転力によって光軸回りに回転させながら光軸方向に移動させるカム機構（５）と、前記固定筒に回転可能に嵌合した連動環（１８，２１）と、前記合焦用操作環の回転力を、その回転方向を逆転させて前記連動環に伝達する第１の伝達機構（１７）と、を備え、前記連動環は、前記少なくとも一つのレンズ群（Ｇ２）を、前記第１の伝達機構から伝達された回転力によって光軸回りに回転させながら前記カム機構（５）によって光軸方向に案内するズームレンズ鏡筒において、前記合焦用操作環とは別個の部材であって撮影距離目盛が設けられた目盛環（１９）と、前記連動環（１８，２１）の回転力を、その回転方向を逆転させて前記目盛環（１９）に伝達する第２の伝達機構（２２）とを備え、前記第１の伝達機構（１７）、前記第２の伝達機構（２２）、および前記目盛環（１９）は、前記合焦用操作環（４）の近傍に設けられ、前記光軸を挟んで一方に前記第１の伝達機構（１７）が設けられ、他方に前記第２の伝達機構（２２）が設けられたことを特徴とするズームレンズ鏡筒である。
【０００８】
請求項２の発明は、請求項１に記載のズームレンズ鏡筒において、前記連動環（１８，２１）は、前記少なくとも一つのレンズ群（Ｇ２）を直接案内し、前記第２の伝達機構（２２）を介して前記目盛環に回転力を伝える第１の連動環（２１）と、前記少なくとも一つのレンズ群（Ｇ２）を前記第１の連動環（２１）を介して間接的に案内し、前記合焦用操作環（４）から第１の伝達機構（１７）を介して回転力を伝えられる第２の連動環（１８）と、を有することを特徴とするズームレンズ鏡筒である。
請求項３に記載の発明は、請求項１に記載のズームレンズ鏡筒において、前記連動環（１８，２１）は、前記固定筒（１）に回転可能に嵌合し、その回転力によって前記少なくとも一つのレンズ群（Ｇ２）を光軸回りに回転させながら前記カム機構（５）によって光軸方向に案内する第１の連動環（２１）と、前記固定筒に回転可能に嵌合し、その回転力が前記第１の連動環（２１）に伝達される第２の連動環（１８）と、を有することを特徴とするズームレンズ鏡筒である。
【０００９】
請求項４の発明は、請求項２または請求項３に記載のズームレンズ鏡筒において、自動合焦用の駆動力発生部（１０１，１０２，１０４）を備え、前記第１の連動環（２１）は、自動合焦時に前記駆動力発生部（１０１，１０２，１０４）から直接駆動力を受けて回転し、前記第２の連動環（１８）は、自動合焦時に前記駆動力発生部（１０１，１０２，１０４）からの駆動力によっては回転しないこと、を特徴とするズームレンズ鏡筒である。
【００１０】
請求項５の発明は、請求項４に記載のズームレンズ鏡筒において、前記駆動力発生部（１０１，１０２，１０４）は、超音波モータであること、を特徴とするズームレンズ鏡筒である。
【００１１】
請求項６の発明は、請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載のズームレンズ鏡筒において、前記第１の伝達機構（１７）及び前記第２の伝達機構（２２）は、ギアであること、ことを特徴とするズームレンズ鏡筒である。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、図面等を参照しながら、本発明の実施の形態について、更に詳しく説明する。
図１は、本発明によるズームレンズ鏡筒の実施形態を示す縦断面図である。
固定筒１には、マウント部１ａが設けられている。固定筒１は、マウント部１ａを介してカメラボディ（不図示）に装着される。固定筒１の外筒部１ｂの外周には、変倍用操作環（ズームリング）２及び合焦用操作環（フォーカスリング）４がそれぞれ回転可能に嵌合している。
【００１３】
固定筒１の内筒部１ｃの内周には、カムリング（カム筒）５が摺動可能に嵌合している。
図２は、本実施形態におけるズームレンズ鏡筒に用いたカムリング５の一部分の展開図（カムリング５の一部分を外側から見た場合の展開図）である。なお、図２（ａ）には、カムリング５が広角端に設定された場合の各カムピンの様子が、また、図２（ｂ）には、カムリング５が望遠端に設定された場合の様子が同時に示されている。なお、図２では、理解を容易にするために本実施形態の説明に必要なカム溝及びカムフォロア（カムピン）のみを示している。
【００１４】
カムリング５は、内筒部１ｃの内周に嵌合した状態で所定角度の回転と光軸方向の所定量の移動を行うことができる。カムリング５には、変倍補正用移動カムに相当するカム溝５ａが設けられている。カム溝５ａには、固定筒１の内筒部１ｃに植設されたカムピン６が嵌め込まれている。
また、カムリング５には、ズーム連動部材２ａが固定されており、このズーム連動部材２ａは、光軸を中心とする回転方向においてズームリング２に対して係合し、光軸に沿う方向では、ズームリング２に対して係合していない。したがって、ズームリング２が回転すると、その回転力のみがズーム連動部材２ａを介してカムリング５に伝わる。
さらに、カムリング５には、カム溝５ｃが形成され、後述のカムピン１３が貫通して嵌合している。
【００１５】
本実施形態における撮影光学系は、第１〜第５レンズ群Ｇ１〜Ｇ５の５群構成であり固定筒１に固定された第４レンズ群Ｇ４以外は、ズームリング２を回転させることにより、所定量だけ光軸Ｌ１方向に移動する。
第１レンズ群Ｇ１は、第１レンズ群保持筒８に保持されている。第１レンズ群保持筒８は、固定筒１の外筒部１ｂの内周に、光軸方向に所定量直進可能に嵌合している。
第３レンズ群Ｇ３及び第５レンズ群Ｇ５は、第３，５レンズ群保持筒１１にそれぞれ固定されている。第３，５レンズ群保持筒１１は、第１レンズ群保持筒８の内周及びカムリング５の内周に移動可能に嵌合している。また、第３，５レンズ群保持筒１１には、逃げ溝部１１ａが設けられている。
なお、第１レンズ群Ｇ１，第３レンズ群Ｇ３及び第５レンズ群Ｇ５の移動機構の詳細な説明は、簡単のため省略する。
【００１６】
第２レンズ群Ｇ２は、第２レンズ群保持筒１０に保持されている。この第２レンズ群保持筒１０上には、カムピン１３が固定されている。カムピン１３は、逃げ溝部１１ａ、カムリング５上のカム溝５ｃを貫通し、第１の連動環２１の足部２１ｃに設けた溝部２１ａにガタ無く嵌合している。
第２レンズ群Ｇ２は、上述のようにズーミング時にも移動するが、フォーカシング時には、この第２レンズ群Ｇ２がフォーカス群となって移動し、合焦動作が行われる。
【００１７】
本実施形態におけるレンズ鏡筒は、自動合焦用の駆動力発生部として超音波モータを内蔵しており、その主要構成要素であるステータ１０１、ロータ１０２は、ウェーブワッシャ１０４により図１中の左方向（光軸に沿って被写体方向）に押圧されており、ロータ１０２は、第１の連動環２１上に円周方向に３箇所設けられたローラ１０３に当接している。またローラ１０３は、ロータ１０２と反対側（光軸に沿って被写体側）において第２の連動環１８に当接している。
【００１８】
第１の連動環２１は、固定筒１の内筒部１ｃの外周に回転可能に嵌合しており、溝部２１ａ，ギア部２１ｂ，足部２１ｃを有し、ローラ１０３を回転可能に支持している。
第１の連動環２１のギア部２１ｂは、ギア２２を介して、距離目盛板２０が貼り付けられた目盛環１９のギア部１９ａと噛み合っている。
距離目盛板２０上の目盛は、固定筒１に設けられた窓部１ｄを通して撮影者が覗けるようになっている。
ギア２２は、ギア支持軸２５に回転可能に支持されている第２の伝達機構である。
ギア支持軸２５は、固定筒１にビス２４により固定されたギア支持板２３にかしめられて固定されている。
【００１９】
第２の連動環１８は、固定筒１に回転可能に嵌合しており、ギア部１８ａを有している。
第２の連動環１８のギア部１８ａは、ギア１７を介して、フォーカスリング４の内周に設けられたギア部４ｃと噛み合っている。
ギア１７は、ギア支持軸２８に回転可能に支持されている第１の伝達機構である。
ギア支持軸２８は、固定筒１にビス２７により固定されたギア支持板２６にかしめられて固定されている。
【００２０】
次に、本実施形態のズームレンズ鏡筒の動作について説明する。
（ズーム動作）
上述のように、ズームリング２を回転させると、第１〜第５レンズ群Ｇ１〜Ｇ５のレンズ群は、第４レンズ群Ｇ４以外は、所定量だけ光軸Ｌ１方向に移動する。本発明の説明においては、第２レンズ群Ｇ２が重要であるので、ここでは、第２レンズ群Ｇ２についてのみ説明を行う。
ズームリング２が回転すると、その回転力のみがズーム連動部材２ａを介してカムリング５に伝わる。カムリング５には、カム溝５ａにカムピン６が嵌め込まれている。カムピン６は、固定筒１に固定されているので、カムリング５は、カム溝５ａとカムピン６との関係（図２参照）にしたがい回転しながら光軸方向に移動する。
【００２１】
第２レンズ群Ｇ２を保持する第２レンズ群保持筒１０に固定されたカムピン１３は、カムリング５に設けられたカム溝５ｃと、第１の連動環２１に設けられた溝部２１ａに嵌合している。ズーミング時には、第１の連動環２１は回転しないので、溝部２１ａは、直進ガイドとして機能し、第２レンズ群Ｇ２の回転を規制する。よって、カムリング５が回転することにより第２レンズ群Ｇ２は、カム溝５ｃとカムピン１３との関係にしたがい、回転せずに光軸方向に移動を行う。
【００２２】
（自動合焦動作）
不図示のカメラボディからの指示に従い、超音波モータに駆動信号が伝わると、ステータ１０１の振動によってロータ１０２が光軸Ｌ１を中心に回転する。ロータ１０２が回転すると、第２の連動環１８は、止まったままで第２の連動環１８上をローラ１０３が回転しながら光軸Ｌ１を中心に移動し、ローラ１０３を支持している第１の連動環２１は、光軸Ｌ１を中心に回転する。ここで、第２の連動環１８が回転しないのは、ウェーブワッシャ１０４により固定筒１に対して押圧されていることから所定の摩擦抵抗があり、第２の連動環１８が回転するよりもローラ１０３が移動して第１の連動環２１が回転する方が軽負荷であるように負荷バランスが設定してあるからである。第１の連動環２１が回転すると、溝部２１ａを介してカムピン１３に回転力が伝わる。このとき、カムリング５が静止しているので、第２レンズ群Ｇ２は、カム溝５ｃに沿って光軸Ｌ１を中心に回転しながら前後移動し焦点合わせが達成される。
このとき、目盛環１９は、ギア２２の作用により第１の連動環２１とは逆方向に回転し、距離目盛を表示する。
【００２３】
（手動合焦動作）
フォーカスリング４を撮影者が回転させると、ギア１７の作用により第２の連動環１８は、フォーカスリング４とは逆方向に回転する。そうすると、超音波モータを駆動していないことにより静止しているロータ１０２上をローラ１０３が回転しながら光軸Ｌ１を中心に移動する。そうすると、ローラ１０３を支持している第１の連動環２１は、光軸Ｌ１を中心に回転する。よって、第２レンズ群Ｇ２は、カム溝５ｃに沿って光軸Ｌ１を中心に回転しながら前後移動し焦点合わせが達成される。
このとき、目盛環１９は、自動合焦時と同様に、ギア２２の作用により第２の連動環２１とは逆方向に回転し、距離目盛を表示する。
よって、フォーカスリング４と距離目盛環１９の回転方向が一致する。
【００２４】
本実施形態によれば、カムリング５上において各カムの機能が一義的に決まっていても、ズームリング２の回転方向とフォーカスリング４の回転方向を独立して設定することができる。また、フォーカスリング４の回転方向と撮影距離目盛の回転方向が同一方向となり、撮影者が違和感を覚えることなく自然に操作をすることができる。
【００２５】
（変形形態）
以上説明した実施形態に限定されることなく、種々の変形や変更が可能であって、それらも本発明の均等の範囲内である。
例えば、本実施形態において、ズーミング時には、第４レンズ群Ｇ４以外のレンズ群が移動し、フォーカシング時には第２レンズ群Ｇ２のみが移動する例を示したが、レンズ群の構成は、これに限らず、他のレンズ群構成であってもよい。
【００２６】
【発明の効果】
以上詳しく説明したように、本発明によれば、以下の効果を奏することができる。
（１）合焦用操作環とは別個の部材であって撮影距離目盛が設けられた目盛環と、連動環の回転力を、その回転方向を逆転させて目盛環に伝達する第２の伝達機構とを備えるので、カム機構の都合により各カムの機能が一義的に決まっていても、ズームリングの回転方向とフォーカスリングの回転方向を独立して設定することができるとともに、フォーカスリングの回転方向と撮影距離目盛の回転方向が同一方向となり、自然に操作をすることができる。
【００２７】
（２）連動環は、少なくとも一つのレンズ群を直接案内し、第２の伝達機構を介して目盛環に回転力を伝える第１の連動環と、少なくとも一つのレンズ群を第１の連動環を介して間接的に案内し、合焦用操作環から第１の伝達機構を介して回転力を伝えられる第２の連動環とを有するので、合焦用操作環の回転方向と目盛環の回転方向とを独立させることができる。
【００２８】
（３）第１の連動環は、自動合焦時に駆動力発生部から直接駆動力を受けて回転し、第２の連動環は、自動合焦時に駆動力発生部からの駆動力によっては回転しないので、自動合焦時であるか手動合焦時であるかに応じてレンズ鏡筒を保持する持ち方を変えることなく、常に同じ持ち方で使用することができる。また、目盛環も常に正常に使用することができ、操作性をよりよくすることができる。
【００２９】
（４）駆動力発生部は、超音波モータであるので、自動合焦時に合焦用操作環が回転しないようにする回転力伝達の係脱切り替え機構（クラッチ）を容易に設けることができる。
【００３０】
（５）第１の伝達機構及び第２の伝達機構は、ギアであるので、位相のずれ等を生じることなく確実な伝達をする伝達機構を小型かつ安価に実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるズームレンズ鏡筒の実施形態を示す縦断面図である。
【図２】本実施形態におけるズームレンズ鏡筒に用いたカムリング５の一部分の展開図である。
【符号の説明】
１固定筒
１ａマウント部
１ｂ外筒部
１ｃ内筒部
１ｄ窓部
２ズームリング
２ａズーム連動部材
４フォーカスリング
４ｃギア部
５カムリング
５ａ，５ｃカム溝
６カムピン
８第１レンズ群保持筒
１０第２レンズ群保持筒
１１第３，５レンズ群保持筒
１１ａ逃げ溝部
１３カムピン
１７ギア
１８第２の連動環
１８ａギア部
１９目盛環
１９ａギア部
２０距離目盛板
２１第１の連動環
２１ａ溝部
２１ｂギア部
２１ｃ足部
２２ギア
２３ギア支持板
２４ビス
２５ギア支持軸
２６ギア支持板
２７ビス
２８ギア支持軸
１０１ステータ
１０２ロータ
１０３ローラ
１０４ウェーブワッシャ
Ｌ１光軸

Claims

複数のレンズ群を収容した固定筒と、
前記固定筒に回転可能に嵌合し、変倍の際に操作される変倍用操作環と、
前記固定筒に回転可能に嵌合し、合焦の際に操作される合焦用操作環と、
前記変倍用操作環の回転力によって前記複数のレンズ群のそれぞれを光軸方向に移動させ、かつ、前記複数のレンズ群のうちの少なくとも一つを、前記変倍用操作環の回転力によって光軸回りに回転させることなく光軸方向に移動させると共に前記合焦用操作環の回転力によって光軸回りに回転させながら光軸方向に移動させるカム機構と、
前記固定筒に回転可能に嵌合した連動環と、
前記合焦用操作環の回転力を、その回転方向を逆転させて前記連動環に伝達する第１の伝達機構と、
を備え、
前記連動環は、前記少なくとも一つのレンズ群を、前記第１の伝達機構から伝達された回転力によって光軸回りに回転させながら前記カム機構によって光軸方向に案内するズームレンズ鏡筒において、
前記合焦用操作環とは別個の部材であって撮影距離目盛が設けられた目盛環と、
前記連動環の回転力を、その回転方向を逆転させて前記目盛環に伝達する第２の伝達機構とを備え、
前記第１の伝達機構、前記第２の伝達機構、および前記目盛環は、前記合焦用操作環の近傍に設けられ、
前記光軸を挟んで一方に前記第１の伝達機構が設けられ、他方に前記第２の伝達機構が設けられたこと
を特徴とするズームレンズ鏡筒。
請求項１に記載のズームレンズ鏡筒において、
前記連動環は、前記少なくとも一つのレンズ群を直接案内し、前記第２の伝達機構を介して前記目盛環に回転力を伝える第１の連動環と、
前記少なくとも一つのレンズ群を前記第１の連動環を介して間接的に案内し、前記合焦用操作環から第１の伝達機構を介して回転力を伝えられる第２の連動環と、
を有することを特徴とするズームレンズ鏡筒。
請求項１に記載のズームレンズ鏡筒において、
前記連動環は、前記固定筒に回転可能に嵌合し、その回転力によって前記少なくとも一つのレンズ群を光軸回りに回転させながら前記カム機構によって光軸方向に案内する第１の連動環と、
前記固定筒に回転可能に嵌合し、その回転力が前記第１の連動環に伝達される第２の連動環と、
を有することを特徴とするズームレンズ鏡筒。
請求項２または請求項３に記載のズームレンズ鏡筒において、
自動合焦用の駆動力発生部を備え、
前記第１の連動環は、自動合焦時に前記駆動力発生部から直接駆動力を受けて回転し、前記第２の連動環は、自動合焦時に前記駆動力発生部からの駆動力によっては回転しないこと、
を特徴とするズームレンズ鏡筒。
請求項４に記載のズームレンズ鏡筒において、
前記駆動力発生部は、超音波モータであること、
を特徴とするズームレンズ鏡筒。
請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載のズームレンズ鏡筒において、
前記第１の伝達機構及び前記第２の伝達機構は、ギアであること、
ことを特徴とするズームレンズ鏡筒。