JP4354574B2 - ズームレンズ鏡筒 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、カメラ用ズームレンズ鏡筒に関するものであり、更に詳しくは、インナーフォーカス式を採用したカメラ用ズームレンズのズーム並びにフォーカスの作動機構に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のズームレンズにおけるフォーカシングは、前玉繰り出し方式が用いられることが多かった。しかし、ズーム比の向上や最短撮影距離をより短くする等の目的のため、インナーフォーカス式やリヤフォーカス式が多くのレンズに用いられるようになった。
【０００３】
また、カメラのオートフォーカス化に伴い、フォーカス時に移動させるレンズの小型化やレンズ移動量の低減のため、近年さらに、インナーフォーカス式やリヤフォーカス式が多く提案されるようになった。
【０００４】
この種のレンズとしては、特開平３−１４４４１１号公報で開示される方式がある。この方式では比較的簡単な構成でコンパクトな高倍率のズームレンズを得ることができ、近年、広角から望遠にまたがる高倍率インナーフォーカスズームレンズの主流のひとつになっている。また、本出願人からも特開平７−５３６２号により複雑な機構を用いることなく、ピント変動を押さえたフォーカシング方式を提案している。
【０００５】
これらに対応する機構は、フォーカスとズームの双方で移動をおこなうレンズを組み込んだ鏡室の外側に該鏡室を保持し、さらに、移動させるカムを持った移動枠、更にその外側に該移動枠・鏡室と連動する固定筒・カム筒・フォーカスレバー等の部材がそれぞれ連動するといった構成になっている。
【０００６】
ここで、近年生産されているインナーフォーカスを用いたズームレンズ鏡筒の一般的な例を図４，５に示す。これは本出願人による特開平７−５３６２号に示されるズームレンズのフォーカシング方式を適用したズームレンズ鏡筒を示す図で、図４はレンズ鏡筒の断面図、図５は２群付近の各部品の分解斜視図である。
【０００７】
図４，５において１０１はレンズ鏡筒の固定筒で、外径にカム筒１０２がズームリング１１７の手動ズーム操作時に回転繰り出し可能な状態に嵌合している。内径には２群移動枠１０３、３群鏡室１１８、４群鏡室１１９が各コロ、コロ軸と固定筒１０１、カム筒１０２の各カム溝によって光軸方向に移動可能な状態で組み込まれている。カム筒１０２の外径にはスラストリング１０５がズーム時に光軸方向に直進移動可能な状態に嵌合されている。スラストリング１０５の左端には１群鏡室１１３と外観リング１２１がビス締結されている。
【０００８】
また、固定筒１０１の右端には外観部材であり、ズームリング１１７、スケールリング１１５が回転可能な状態に嵌合されたカバーリング１２０がビス締結されている。該カバーリング１２０の右端には後部筒１２２、電装基板１１４、オートフォーカス用ギヤユニット１３３がビス締結されており、さらに、該後部筒１２２の右端面にはカメラ着脱用のバヨネット１２３がビス締結されている。
【０００９】
スケールリング１１５の右端面にはフォーカスレバー１０６がビス締結され、２群移動枠１０３にビス１０８で締結されたフォーカスコロ１０７と連動している。また、該フォーカスコロ１０７は固定筒１０１に設けられた２群移動の補正用カム溝１０１ａ内に移動可能な状態で嵌合している。これらの連動によりスケールリング１１５が回転した時、２群移動枠１０３は固定筒１０１の補正用カム溝１０１ａに沿って回転し、移動する。
【００１０】
このため、カム筒１０２にはフォーカスコロ１０７を逃げるための開口部１０２ａが、そして、スラストリング１０５にもフォーカスコロ１０７を逃げるための開口部１０５ａが設けられている。
【００１１】
２群鏡室１０４にはコロ１１２がラジアル方向にビス１１１によって締結され、このコロ１１２が２群移動枠１０３のカム溝１０３ａと摺動可能な状態に挿入されている。また、該２群鏡室１０４の左側にはズーム時に該２群鏡室１０４を回転させ、カム溝１０３ａとコロ１１２の作用で光軸方向に移動させるための連動レバー１０９がビス１１０によって締結され、カム筒１０２の縦溝１０２ｂに嵌合している。
【００１２】
上記構造において、フォーカス作業を行う場合、先ず撮影者が手動でスケールリング１１５を適切量回転させる。これにより該スケールリング１１５にビス締結されたフォーカスレバー１０６がフォーカスコロ１０７と該フォーカスコロ１０７がビス締結された２群移動枠１０３を光軸中心に固定筒１０１の補正用カム溝１０１ａに沿って回転しながら光軸方向に移動する。
【００１３】
このとき、２群鏡室１０４は連動レバー１０９とカム筒１０２の縦溝１０２ｂの接続のため回転できず、２群移動枠１０３に設けられたカム溝１０３ａとコロ１１２の作用によって光軸方向に直進移動する。これらの作用によりフォーカシングが可能となる。尚、２群以外の群はフォーカス時作動しない。
【００１４】
オートフォーカス時は撮影者が不図示のカメラのシャッターボタンを押し、これによりカメラのモーターがオートフォーカス用ギヤユニット１３３を回転させ、これがギヤ連動によりスケールリング１１５を適切量回転させる。以降の動作は前述のマニュアルフォーカス時と同様である。
【００１５】
次にズーム操作を行う場合、先ず、撮影者が手動でズームリング１１７を適切量回転させる。これにより該ズームリング１１７と連動したカム筒１０２の突起１０２ｅにより該カム筒１０２が回転しながら光軸方向に移動する。この回転により該カム筒１０２の縦溝１０２ｂと連動レバー１０９の連結により２群鏡室１０４が回転する。これにより２群移動枠１０３に設けられたカム溝１０３ａとコロ１１２の作用により該２群鏡室１０４が回転しながら光軸方向に移動する。その他の群の１群鏡室１１３、３群鏡室１１８、４群鏡室１１９は固定筒１０１の縦溝１０１ｂ，１０１ｃとカム筒１０２のカム溝１０２ｃ，１０２ｄ、スラストリング１０５のカム溝１０５ｂ、縦溝１０５ｃと各コロの作用によりそれぞれ光軸方向に直進移動する。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、これらのインナーフォーカス構造はフォーカスに用いる２群のみが、ズーム作動部材である固定筒、カム筒に対し、２群移動枠という介在物があるため他のレンズに対して偏心を起こしやすいという問題があった。
【００１７】
図４，５に示す参考例でも１群はカム筒１０２に直接嵌合しているスラストリング１０５にビス締結されるためクリアランスによる偏心は少ない。また、スラストリング１０５自体もカム筒１０２と十分な嵌合巾を持っており、タオレ等の問題も発生しにくく、３，４群についても各移動枠にビス締結されたコロにより直接連動しているため偏心しづらい。しかし、２群は２群鏡室１０４と固定筒１０１の間に２群移動枠１０３を有する上、該２群鏡室１０４の位置精度を保証する部分が３，４群のように固定筒１０１の縦溝とカム筒１０２のカム溝によって確定されるものではなく、２群移動枠１０３のカム溝１０３ａとコロ１１２で倒れを、２群鏡室１０４と該２群移動枠１０３の嵌合径の精度と巾で偏心を防いでいるかたちとなる。しかも、該２群鏡室１０４と該２群移動枠１０３の嵌合径はフォーカス時に回転摺動する部分である。このためオートフォーカス時にモーター、ギヤユニット等に負荷をかけないようするためにも該摺動面は軽く回るような設定とする必要があり、ある程度のガタが必然となってしまう。特に２群鏡室１０４、２群移動枠１０３の材質にプラスチックを選んだ場合、同芯度、真円度補正のため両摺動部を部分的に径設定する必要があり、摺動面が全周接触ではなくなり、更にガタが発生し易くなる。
【００１８】
また、２群鏡室１０４、２群移動枠１０３、固定筒１０１をそれぞれ熱膨張係数の異なる材質を用いた場合、温度変化による径変化もクリアランスに加えなければならず、偏心やガタが容易に発生してしまう。この偏心やガタがレンズの光学性能を劣化させ、さらに、フォーカス・ズーム作動に像ブレや像飛び等を発生させる。
【００１９】
これらの問題が、鏡室、移動枠の径や材質の設定を制限し、精度向上やコストダウン設計の大きな障害となっていた。
【００２０】
【課題を解決するための手段】
上記問題を解決するため、本発明においてはインナーフォーカスのズームレンズにおいて、ズームとフォーカスの双方で移動する２群の位置精度を、カムと突起、３本の縦溝とアームの２ヶ所で保持することにより、偏心の発生しづらい、安価で生産性の高いプラスチック部品を多用しても、熱膨張の異なる部材を使用しても温度収縮の影響を受けにくい２群カム構造を得ることができる。
【００２１】
また、固定筒、２群移動枠、２群鏡室をプラスチック化し、該固定筒の補正カムを凸カム、２群移動枠のレールカムを２群鏡室外径に移設し、凸カムとし、それぞれのカムを挟み込む２本の突起を２群移動枠に設けることによって、コロ、コロ取付ビス等が省略でき部品点数の少ない２群カム構造を得ることができる。
【００２２】
さらに、２群移動枠のフォーカス時の連動が、固定筒とカム筒の径方向の隙間を通過するフォーカスレバーによってなされることをによって従来例で示した図５の開口部１０２ａ，１０５ａような大きな開口部をカム筒、スラストリングに開ける必要がなくなり、部品の精度や強度を大幅に向上させることができる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
本発明のズームレンズ鏡筒においては、固定筒の内径にフォーカスとズームの双方で移動するレンズを保持、移動させるための移動枠を設け、該移動枠の内径に該レンズの鏡室を組み込み、さらに、該鏡室に複数のアームを設け、該アームと固定筒外径に嵌合されたカム筒の縦溝と連動させることにより、該鏡室の芯精度を該鏡室のアーム部とカム筒の縦溝の嵌合精度によってカム筒より直接得ることができ、固定筒と移動枠、移動枠と鏡室それぞれの径のクリアランスが大きくともレンズの鏡室の偏心やガタが発生しにくい構造を得ることができる。
【００２４】
これにより例えば鏡室、移動枠、固定筒の材質をプラスチックとし、それぞれの摺動径について部分補正をおこない全周接触が部分接触となりガタが増してもレンズの偏心が起こらない。また、鏡室の材質をプラスチック、移動枠を金属で作った場合も、鏡室と移動枠との径クリアランスに偏心やガタを発生させずに余裕を持たせることが可能となり、該鏡室が熱膨張で大きくなってもフォーカス、ズーム作動が維持できるレンズ鏡筒を得ることが可能となる。
【００２５】
さらに、移動枠をスケールリングに連動させる部材について、固定筒とカム筒の間を通過させ、固定筒後端側よりレバー連動させることによりカム筒、スラストリングに大きな開口部を設ける必要がなくなり、該カム筒、スラストリングの精度、強度、生産性を大幅に上げることができる。
【００２６】
【実施例】
以下に図面を参照して本発明によるズームレンズ鏡筒の実施例を示す。
【００２７】
図１は本発明によるズームレンズ鏡筒の断面図、図２は該ズームレンズ鏡筒の分解斜視図である。
【００２８】
図１，２において１はレンズ鏡筒の固定筒で、外径にカム筒２がズームリング１７の手動ズーム操作時に回転繰り出し可能な状態に嵌合している。内径には２群移動枠３、３群鏡室１８、４群鏡室１９が各コロ、コロ軸と固定筒１、カム筒２の各カム溝によって光軸方向に移動可能な状態で組み込まれている。カム筒２の外径にはスラストリング５がズーム時に光軸方向に直進移動可能な状態に嵌合されている。スラストリング５の左端には１群鏡室１０と外観リング２１がビス締結されている。
【００２９】
また、固定筒１の右端には外観部材であり、ズームリング１７、スケールリング１５が回転可能な状態に嵌合されたカバーリング２０がビス締結されている。該カバーリング２０の右端には後部筒１４、電装基板１２、オートフォーカス用ギヤユニット１３がビス締結されており、さらに、該後部筒１４の右端面にはカメラ着脱用のバヨネット１１がビス締結されている。
【００３０】
スケールリング１５の右端面にはフォーカスレバー６がビス締結され、２群移動枠３にビス８で締結されたフォーカスレバー７が連結し、該スケールリング１５の回転を２群鏡室４に伝えている。このとき、固定筒１にはフォーカスレバー７用の逃げ１ａとスリット１ｂが設けられている。また、該固定筒１の内径には該２群移動枠３をフォーカス時に移動させるための補正カム１ｃが凸形状で成形されており、該２群移動枠３の２種の突起３ａ，３ｂと連結している。
【００３１】
２群移動枠３の内径にはやはり２種の突起３ｃ，３ｄが成形されており、２群鏡室４の外径に設けられた凸形状のレールカム４ｂと連結している。２群鏡室４には３本のアーム４ａが１２０度振り分けに成形され、該カム筒２の３本の縦溝２ｂとスラスト方向に摺動可能な状態で連結されている。
【００３２】
上記構造において、フォーカス作業を行う場合、先ず撮影者が手動でスケールリング１５を適切量回転させる。これにより該スケールリング１５にビス締結されたフォーカスレバー６がフォーカスレバー７と、該フォーカスレバー７がビス締結された２群移動枠３を光軸中心に固定筒１の補正カム１ｃに沿って回転しながら光軸方向に移動させる。
【００３３】
このとき、２群鏡室４はアーム４ａとカム筒２の縦溝２ｂの連結のため回転できず、２群鏡室４の外径に設けられたレールカム４ｂと２群移動枠３の内径に設けた突起３ｃ，３ｄとの作用によって光軸方向に直進移動する。これらの作用によってフォーカシングが可能となる。尚、２群以外のレンズ群はフォーカス時作動しない。
【００３４】
オートフォーカス時は撮影者が不図示のカメラのシャッターボタンを押し、これによりカメラのモーターがオートフォーカス用ギヤユニット１３を回転させ、これがギヤ連動によりスケールリング１５を適切量回転させる。以降の動作は前述と同様である。
【００３５】
次にズーム操作を行う場合、先ず、撮影者が手動でズームリング１７を適切量回転させる。これにより該ズームリング１７と連動したカム筒２の突起２ａにより該カム筒２が回転しながら光軸方向に移動する。この回転により該カム筒２の縦溝２ｂと２群鏡室４のアーム４ａの連結により該２群鏡室４が回転する。これにより２群移動枠３の内径に設けられた突起３ｃ，３ｄと該２群鏡室４のレールカム４ｂの作用により該２群鏡室４が回転しながら光軸方向に移動する。その他の群の１群鏡室１０、３群鏡室１８、４群鏡室１９は固定筒１の縦溝１ｄ，１ｅとカム筒２のカム溝２ｃ，２ｄ、２ｅ、スラストリング５の縦溝５ａと各コロの作用によりそれぞれよりそれぞれ光軸方向に直進移動する。これらの作用によってズーミングが可能となる。
【００３６】
図３は別の実施例のズームレンズ鏡筒の断面図である。図において、２０１は固定筒、２０２は２群移動枠、２０３がフォーカスレバーある。該固定筒２０１にスリットを設けず、該フォーカスレバー２０３が該固定筒２０１の左端面側を通って該２群移動枠２０２にビス２０４により連結させた場合を示している。他の部分の構成及び動作については、図１に示す実施例と同様であるので説明は省略する。
【００３７】
【発明の効果】
上記の通り、本発明のズームレンズ鏡筒においては、偏心、ガタの発生しづらい、安価で生産性の高いプラスチック部品が多用できる、熱膨張の異なる部材を使用しても温度収縮の影響を受けにくい２群カム構造を得ることが可能となった。
【００３８】
さらに、２群移動枠３のフォーカス時の連動が、固定筒１とカム筒２の径方向の隙間を通過するフォーカスレバーによってなされることをによって大きな開口部をカム筒、スラストリングに開ける必要がなくなり、部品の精度や強度を大幅に向上させることができた。
【００３９】
本実施例では補正カム、レールカムに凸形状を用いたが凹形状、貫通溝形状であってもよい。２群鏡室に設けたカムが２群移動枠側に移設されていても問題が無い事は言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用したズームレンズ鏡筒の断面図である。
【図２】図１の２群付近の各部品の分解斜視図である。
【図３】本発明を適用した別の実施例のズームレンズ鏡筒の断面図である。
【図４】インナーフォーカスを用いたズームレンズ鏡筒の一般的なレンズ鏡筒の断面図である。
【図５】図４の２群付近の各部品の分解斜視図である。
【符号の説明】
１ 固定筒
２ カム筒
３ ２群移動枠
４ ２群鏡室
５ スラストリング
７ フォーカスレバー
１０ １群鏡室
１１ バヨネット
１４ 後部筒
１５ スケールリング
１７ ズームリング
１８ ３群鏡室
１９ ４群鏡室
２０ カバーリング
２１ 外観リング
１０１ 固定筒
１０２ カム筒
１０３ ２群移動枠
１０４ ２群鏡室
１０５ スラストリング
１０６ フォーカスレバー
１０９ 連動レバー
１１５ スケールリング
１１７ ズームリング
１１８ ３群鏡室
１１９ ４群鏡室
１２２ 後部筒
２０１ 固定筒
２０２ ２群移動枠
２０３ フォーカスレバー

Claims (2)

1. 複数のレンズ群と、該複数のレンズ群を保持するための複数のレンズ群鏡室を有し、ズーミングによる焦点距離の変化にともなってフォーカスレンズ群のフォーカス移動量が変化するズームレンズ鏡筒において、
   ズーミングする際に、
   複数の縦溝が形成されたカム筒が光軸を中心に回転され、これにともなって該複数の縦溝と連結する複数のアームを有するフォーカスレンズ群鏡室が光軸を中心に回転されることにより、該フォーカスレンズ群鏡室の外径に形成されたレールカムと移動枠の内径に形成された突起とが連動し、前記フォーカスレンズ群を保持する該フォーカスレンズ群鏡室が光軸方向へ回転移動され、
   フォーカシングする際に、
   フォーカスレバーが光軸を中心に回転され、これにともなって該フォーカスレバーに連結された前記移動枠が光軸を中心に回転されることにより、固定筒の内径に形成された補正カムと該移動枠の外径に形成された前記突起とが連動し、該移動枠が光軸方向へ回転移動され、同時に、前記フォーカスレンズ鏡室の外径に形成された前記レールカムと該移動枠の内径に形成された前記突起とが連動し、前記フォーカスレンズ群を保持する該フォーカスレンズ群鏡室が光軸方向へ移動されることを特徴としたズームレンズ。
2. フォーカシングする際の前記移動枠の回転は、前記固定筒と前記カム筒との径方向の隙間に配置され、該移動枠に連結されたフォーカスレバーの光軸を中心とする回転によることを特徴とする請求項１に記載のズームレンズ鏡筒。

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