JP4594867B2 - ダウンサイジングズームレンズ - Google Patents

Description

本発明は、インナフォーカス方式のダウンサイジング ズームレンズであって、特に小型化され、軽量で構成筒部材の数を少なくしたダウンサイジング ズームレンズに関する。

インナフォーカス方式のダウンサイジング ズームレンズにおいては、至近距離側に対する合焦レンズの繰出し量の変化率が大きく、一本のフォーカスカム内で至近距離性能を拡大しようとすると、他のズーム領域における焦点移動が大きくなって、いわゆるバリフォーカルが発生する。このバリフォーカルをズーム域に変換するファーカスカムカーブでは、ズームのパラメーターとフォーカスのパラメーターを適切に配置する必要がある。しかし、ズーミング操作、及び合焦操作を滑らかに行うためにバランスのとれたカム形状を確保することが困難となり、フォーカスカム回転角の変換、あるいはフォーカスカムでの補正が必要となる。

従来技術の高倍率なダウンサイジング ズームレンズにおいては、ズーミング操作及びフォーカシング操作の何れの時でもフォーカスレンズを回転させながら移動させる。そして、フォーカスカム筒の回転操作用の案内溝をカム形状とすることにより、案内溝に係合する操作ピンがズーミングによってフォーカスカム筒の回転操作用案内溝を移動するため、ズーミング操作によってフォーカスカム上の操作範囲を回転方向によって変位させて各ズーム領域における適切なフォーカシング繰出し量を得ている（例えば、特許文献１参照）。

他の従来技術の高倍率なダウンサイジング ズームレンズにおいては、フォーカス補正カムをフォーカスカムと同一回転部材に配置することにより、フォーカス繰出し量を得ている（例えば、特許文献２参照）。
他の従来技術の高倍率なダウンサイジング ズームレンズにおいては、固定筒の外側に、第１カム筒、第２カム筒、直進筒、第３カム筒を配置したいわゆる５層構造にしてある（例えば、特許文献３参照）。

他の従来技術の高倍率なダウンサイジング ズームレンズにおいては、固定筒の内側に配置した第１カム筒と、該第１カム筒の内側に配置した直進筒と、該直進筒の内側に配置したフォーカスカム筒と、前記固定筒の外側に配置され第１カム筒と回転連結された第２カム筒とを有し、フォーカスカム筒の内側に配置された第２群レンズコマが、「フォーカスカム筒のフォーカスカム、直進筒貸しれｖ絵ｒ摺動枠７２に取付られた第２群フォーカスカム８１、直進筒１８の第２群レンズガイドカム．及び第１カム筒１６の第１カム筒の第１縦ガイド溝８２に係合している（例えば、特許文献４参照）。

特開平８−３０４６８４号公報 特開２０００-８９０８６号公報 特開２０００-８９０８６号公報 特開２００３−２７９８３５号公報

引用文献１に開示された高倍率なダウンサイジング ズームレンズにおいては、より至近距離性能の拡大や、全ズーム領域における焦点移動を抑えた上でフォーカシング繰出し量を得るために十分な変位量を確保することはなお困難である。また、特許文献１に開示された高倍率なダウンサイジング ズームレンズにおいては、固定筒の内側に第１カム筒が配置され、固定筒の外側に第２カム筒、直進筒、第３カム筒が配置され、いわゆる５層構造であり、外径を小さくできない問題があった。

引用文献２に開示された高倍率なダウンサイジング ズームレンズにおいては、ズーミング操作時にフォーカスレンズを直進させる機構としているため、何れのズーム領域においても一定量の補正量が与えられ、高倍率ズームレンズにおいて何れのズーム領域においても至近距離を短縮させるのに十分な補正量を与えることはできない問題があった。
引用文献３に開示された高倍率なダウンサイジング ズームレンズにおいては、固定筒の外側に、第１カム筒、第２カム筒、直進筒、第３カム筒を配置したいわゆる５層構造であるため、外径を小さくできない問題があった。

引用文献４に開示された高倍率なダウンサイジング ズームレンズにおいては、一番内側に配置されたフォーカスカム筒の内径側へ第２群摺動枠を配置することで、ズーミングによる各レンズ群の移動量に対し、特に望遠側へズーミングした際に、第２レンズ群と第３レンズ群が光軸方向において接近するため、移動後の第２群レンズ及び第３群レンズとの間隔に第２群摺動枠が配置不可能になってしまう問題があった。引用文献４に開示された高倍率なダウンサイジング ズームレンズにおいては、また、固定筒と第１カム筒の間にズーム連動リングが配置され、鏡筒外形を小さくすることができない問題があった。引用文献４に開示された高倍率なダウンサイジング ズームレンズにおいては、さらにまた、摺動枠の移動を確保するための摺動部材と他の筒部材との間隔によりレンズの光軸と直角方向のがたが発生し、像ゆれを発生させる問題があった。

（発明の目的）
本発明は、従来のインナーフォーカス方式のダウンサイジング ズームレンズにおけるこのような問題に鑑みてなされたものであって、必要な筒部材数いわゆる層数を、従来の５層構成、すなわち内側から固定筒、第１カム筒、第２カム筒、直進筒、及び第３カム筒からなる構成を、内側から直進筒、第１カム筒、固定筒、及び第２カム筒の４層構成に減らして、レンズ鏡筒の最大外径を小さくし、軽量化できるダウンサイジング ズームレンズを提供することを目的とする。
本発明はまた、不使用時など最も短縮化したときの状態を小型化し、第１群レンズを大きく前方移動させることができるダウンサイジング ズームレンズを提供することを目的とする。
本発明はさらに、摺動枠の移動を確保するための摺動部材と他の筒部材との間隔によりレンズの光軸と直角方向のがたの発生が少なく、像ゆれが小さいあるいは像ゆれがないダウンサイジング ズームレンズを提供することを目的とする。
本発明はさらに、至近撮影距離を短くすることができるダウンサイジング ズームレンズを提供することを目的とする。
本発明はさらにまた、特に望遠側へのズーミングの際に第２レンズ群と第３レンズ群を光軸方向において当接するまで移動させて、容易にズーム比を大きくすることができるダウンサイジング ズームレンズを提供することを目的とする。

第１発明は、固定筒１２の内側に順次、群レンズ摺動枠７２及び第１カム筒１６、直進筒１８を配置し、固定筒１２の外側に第２カム筒２２を配置したダウンサイジング ズームレンズであって、前記群レンズ摺動枠７２及び前記第１カム筒１６が回動方向は固定でかつ光軸方向に互いに他に対し移動可能に係合し、前記第１カム筒１６の回動が前記群レンズ摺動枠７２を介して前記第２カム筒２２に伝達されるように構成したことを特徴とするダウンサイジング ズームレンズである。

第２発明は、４群レンズを有するダウンサイジング ズームレンズであって、固定筒１２の内側に順次、第２群レンズ摺動枠７２及び第１カム筒１６、直進筒１８を配置し、固定筒１２の外側に第２カム筒２２を配置し、
前記固定筒１２には、第３群レンズ保持枠３に外側向きに植設された第３群レンズガイドコマ４３が係合する第３縦ガイド溝５２が設けられており、
前記第１カム筒１６には、第３群レンズガイドコマ４３が係合する第３群レンズガイドカム４４が形成されており、また第４群レンズガイドコマ４５が係合する第４群レンズガイドカム４６が形成されており、前記第１カム筒１６の被写体側端部には、光軸方向に延びた摺動凹部１００が形成されており、
前記第２群レンズ摺動枠７２には、外側向きに第２カム筒連動コマ５０が植設され、内向きに第２群レンズコマ７４が植設されており、
前記直進筒１８には、第３群レンズガイドコマ４３が嵌合される第３群レンズガイドコマ嵌合孔５６と、第４群レンズガイドコマ４５が係合する第２縦ガイド溝６０と、第２群レンズコマ７４が貫通する第２群レンズガイドカム８０が形成され、さらに、固定筒１２の前方において第１群レンズ摺動枠ガイドコマ６６を外側向き設けており、
前記第２カム筒２２には、外面に、第１群レンズ摺動枠２４に植設された第１群レンズ摺動コマ７０が係合する第１群レンズガイドカム７７が形成され、内面に、第２群レンズ摺動枠７２に植設された第２カム筒連動コマ５０が係合する第５縦ガイド溝４８が形成されていることを特徴とするダウンサイジング ズームレンズである。

本発明のダウンサイジング ズームレンズによれば、必要な筒部材数いわゆる層数を、従来の５層構成、すなわち内側から固定筒、第１カム筒、第２カム筒、直進筒、及び第３カム筒からなる構成を、内側から直進筒、第１カム筒、固定筒、及び第２カム筒の４層構成に減らして、レンズ鏡筒の最大外径を小さくし、軽量化できるダウンサイジング ズームレンズを構成できる効果を有する。
本発明のダウンサイジング ズームレンズによればまた、不使用時など最も短縮化したときの状態を小型化し、第１群レンズを大きく前方移動させることができるダウンサイジング ズームレンズを構成できる効果を有する。
本発明のダウンサイジング ズームレンズによればまた、摺動枠の移動を確保するための摺動部材と他の筒部材との間隔によりレンズの光軸と直角方向のがたの発生が少なく、像ゆれが小さいあるいは像ゆれがないダウンサイジング ズームレンズを提供することを目的とする。
本発明のダウンサイジング ズームレンズによればさらに、至近撮影距離を短いダウンサイジング ズームレンズを構成できる効果を有する。
本発明のダウンサイジング ズームレンズによればさらにまた、特に望遠側へのズーミングの際に第２レンズ群と第３レンズ群を光軸方向において当接するまで移動させて、容易にズーム比を大きくすることができるダウンサイジング ズームレンズを構成できる効果を有する。

以下に、本発明のダウンサイジング ズームレンズの最良の実施形態を図に基づいて説明する。
（光学系）
光学系は、図１及び図２に示すように、４群構成であり、結像サイズがＡＰＳ−Ｃ版（２３．２ｍｍ×１５．５ｍｍ）であって、焦点距離１７〜５０ｍｍ、Ｆ／２．８である。第１群レンズ保持枠１によって保持された第１群レンズＡの軸上焦点距離は＋８６．０ｍｍ、第２群レンズ保持枠２によって保持された第２群レンズＢの軸上焦点距離は−１２．５ｍｍ、第３群レンズ保持枠３によって保持された第３群レンズＣの軸上焦点距離は＋４３．０ｍｍ、第４群レンズ保持枠４によって保持された第１群レンズＤの軸上焦点距離は＋３７．５ｍｍである。

（基本的構成）
ダウンサイジング ズームレンズ１の基本的構成は、図１及び図２に示すように、カメラボデイ（図示せず）に取付けられるレンズマウント部１０に固着された固定筒１２と、固定筒１２の内側に配置された第１カム筒１６と、第１カム筒１６の内側に配置された直進筒１８と、直進筒１８の内側に配置されたフォーカスカム筒２０を有する。第１カム筒１６の被写体側には、第２群レンズ摺動枠７２が配置されている。

ダウンサイジング ズームレンズ１の基本的構成は、さらに、固定筒１２の外側に第２カム筒２２を有し、その外側に第１群レンズ摺動枠２４を有する。第１群レンズ摺動枠２４の外側には、ズーム操作のためのズームリング３０及び合焦操作のためのフォーカスリング２８が配置されている。ズームリング３０は、ズーム連結部１７を介して第１カム筒１６に連結されている。フォーカスリング２８は、フォーカス連結コマ４０を介してフォーカスカム筒２０に連結されている。

（構成部品）
固定筒１２の内面には、図３に示すように、直進筒１８に植設された第３群レンズガイドコマ４３が係合する第３縦ガイド溝５２が設けられている。
第３群レンズガイドコマ４３が、図１及び図２に示すように、第３群レンズ保持枠３に植設されている。第４群レンズガイドコマ４５が、図１及び図２に示すように、第４群レンズ保持枠４に植設されている。第１カム筒１６には、図４に示すように、第３群レンズガイドコマ４３が係合する第３群レンズガイドカム４４が形成され、また第４群レンズガイドコマ４５が係合する第４群レンズガイドカム４６が形成されている。第１カム筒１６の被写体側端部には、光軸方向に延びた摺動凹部１００が形成されている。
第２群レンズ摺動枠７２には、図５に示すように、外側向きに第２カム筒連動コマ５０が植設され、内向きに第２群レンズコマ７４が植設されている。第２群レンズ摺動枠７２の結像側の端部には、光軸方向に延びていて摺動凹部１００に摺動係合する摺動凸部１０２が形成されている。

直進筒１８には、図６に示すように、第３群レンズ保持枠３に外側向きに植設された第３群レンズガイドコマ４３が嵌合される第３群レンズガイドコマ嵌合孔５６と、第４群レンズガイドコマ４５が係合する第２縦ガイド溝６０が設けられている。直進筒１８にはさらに、第２群レンズ摺動枠７２に内側向きに植設された第２群レンズコマ７４が貫通する第２群レンズガイドカム８０が形成されている。
直進筒１８の被写体側端部には、第１群レンズ摺動枠ガイドコマ６６が外側向きに植設されている。第１群レンズ摺動枠ガイドコマ６６は、第２カム筒２２の横ガイド溝６２を貫通し、第１群レンズ摺動筒２４の第６縦ガイド溝６５に係合している。後述のフォーカス系の構成の説明において説明するが、直進筒１８にはさらにまた、第２群レンズフォーカスコマ９６が係合する直進筒補正カム１１０が設けられている。

第２カム筒２２には、図７に示すように、第１群レンズ摺動枠２４の第１群レンズ摺動コマ７０が係合する第１群レンズガイドカム７７が設けられ、また、第２群レンズ摺動枠７２に植設された第２カム筒連動コマ５０が係合する第５縦ガイド溝４８が設けられている。第２カム筒２２にはさらに、第１群レンズ摺動枠ガイドコマ６６が貫通する横ガイド溝６２を有する。

フォーカスカム筒２０には、図８に示すように、フォーカス連結コマ４０が係合するフォーカス縦溝４１と、第２群レンズコマ７４が係合するフォーカスカム８１と、第２群レンズフォーカスコマ９６が係合するフォーカス筒補正カム９８が形成されている。 第２群レンズコマ７４は、第２群レンズ摺動枠７２に植設されている。第２群レンズフォーカスコマ９６は、第２群レンズ保持枠２に植設されている。第２群レンズコマ７４は、直進筒１８の第２群レンズガイドカム８０と係合している。

（ズーム系の作動）
ズーム系の作動は、図９及び図１０に示すように、ズームリング３０を回動させることによって、第１カム筒１６を回動させる。第１カム筒１６が回動すると、固定筒１２の第３縦ガイド溝５２と、第１カム筒１６の第３群レンズガイドカム４４とに係合する第３群レンズガイドコマ４３によって、第１カム筒１６と第３群レンズＣが光軸方向に移動させられる。
第１カム筒１６の回動はさらに、第１カム筒１６の摺動凹部１００と第２群レンズ摺動枠７２の摺動凸部１０２との摺動係合によって、第２群レンズ摺動枠７２に伝達される。
第２群レンズ摺動枠７２の回動は、第２群レンズ摺動枠７２に植設された第２カム筒連動コマ５０と、第２カム筒２２に形成された第５縦ガイド溝４８との係合によって、第２カム筒２２に伝達される。第２群レンズ摺動枠７２の回動はさらに、第２群レンズ摺動枠７２に植設された第２群レンズコマ７４と、直進筒１８に形成された第２群レンズガイドカム８０との係合によって、直進筒１８を光軸方向へ移動させる。

第１群レンズ摺動枠ガイドコマ６６が第２カム筒２２の横ガイド溝６２を貫通して第１群レンズ摺動枠２４の第６縦ガイド溝６５に係合し、かつ、第１群レンズ摺動筒２４に植設された第１群レンズ摺動コマ７０が第２カム筒２２に形成された第６縦ガイド溝７７に係合していることにより、第１カム筒１６の回動が第２カム筒２２に伝達されると、第１群レンズＡを支持する第１群レンズ摺動枠２４は、光軸方向に移動させられる。
一方、第１群レンズ摺動枠２４が第２カム筒２２によって支持されていることから、第２カム筒２２が直進筒１８と一緒に光軸方向移動することによっても、第１群レンズＡを支持する第１群レンズ摺動枠２４は光軸方向にズーム移動する。

第２群レンズ摺動枠７２に取付けられた第２群レンズコマ７４は、フォーカスカム筒２０のフォーカスカム８１、及び直進筒１８の第２群レンズガイドカム８０に係合している。従って、第１カム筒１６の回動によって、第２群レンズコマ７４が光軸中心に回動しながら光軸方向に移動し、さらにフォーカスカム筒２０が光軸方向移動する。フォーカスカム筒２０の回動なしの光軸方向の移動は、フォーカスカム筒２０と一体の第２群レンズＢの光軸方向のズーム移動となる。

第３群レンズ保持枠３によって保持された第３群レンズＣは、第３群レンズガイドコマ４３が固定筒１２に形成された第３縦ガイド溝５２及び第１カム筒１６に形成された第３群レンズガイドカム４４に係合していることにより、直進筒１８と一体に光軸方向にズーム移動する。
第４群レンズ保持枠４によって保持された第４群レンズＤは、第４群レンズガイドコマ４５が第１カム筒１６の第４群レンズガイドカム４６及び直進筒１８の第２縦ガイド溝６０に係合していることにより、光軸方向にズーム移動する。

（フォーカス系の作動）
フォーカス系の作動は、フォーカスリング２８の回動により、フォーカス連結コマ４０を介してフォーカスカム筒２０が回動される。フォーカスカム筒２０が回動すると、静止した第２群レンズコマ７４とフォーカスカム８１の係合、及び第２群レンズフォーカスコマ９６とフォーカスカム筒補正カム９８及び直進筒補正カム１００との係合によって、第２群レンズＢが回動及び光軸方向に合焦移動する。

（実施形態の変形）
第１カム筒１６と第２群レンズ摺動枠７２の係合、すなわち光軸方向に直線的に延びた摺動凹部１００と同じく光軸方向に直線的に延びた摺動凸部１０２の係合は、カムとコマの係合によって１対１以外の回動伝達構造に替えることも可能である。

図１は、本発明の実施形態のダウンサイジング ズームレンズのズームワイド状態の断面図である。 図２は、本発明の実施形態のダウンサイジング ズームレンズのズームテレ状態の断面図である。 図３は、本発明の実施形態のダウンサイジング ズームレンズの固定筒の展開図である。 図４は、本発明の実施形態のダウンサイジング ズームレンズの第１カム筒の展開図である。 図５は、本発明の実施形態のダウンサイジング ズームレンズの第２群レンズ摺動枠の展開図である。 図６は、本発明の実施形態のダウンサイジング ズームレンズの直進筒の展開図である。 図７は、本発明の実施形態のダウンサイジング ズームレンズの第２カム筒の展開図である。 図８は、本発明の実施形態のダウンサイジング ズームレンズのフォーカスカム筒の展開図である。 図９は、本発明の実施形態のダウンサイジング ズームレンズのズームワイド状態の展開説明図である。 図１０は、本発明の実施形態のダウンサイジング ズームレンズのズームテレ状態の展開説明図である。

符号の説明

Ａ 第１群レンズ
Ｂ 第２群レンズ
Ｃ 第３群レンズ
Ｄ 第４群レンズ
１ ダウンサイジング ズームレンズ
１０ レンズマウント部
１２ 固定筒
１６ 第１カム筒
１８ 直進筒
２０ フォーカスカム筒
２２ 第２カム筒
２４ 第１群レンズ摺動枠
２８ フォーカスリング
３０ ズームリング
４３ 第３群レンズガイドコマ
４５ 第４群レンズガイドコマ
４６ 第４群レンズガイドカム
５０ 第２カム筒連動コマ
５２ 第３縦ガイド溝
６０ 第２縦ガイド溝
６５ 第６縦ガイド溝
６６ 第１群レンズ摺動枠ガイドコマ
７２ 第２群レンズ摺動枠
７４ 第２群レンズコマ
７７ 第１群レンズガイドカム
８０ 第２群レンズガイドカム
８１ フォーカスカム
９６ 第２群レンズフォーカスコマ
１００ 摺動凹部
１０２ 摺動凸部
１１０ 直進筒補正カム

Claims (2)

1. 固定筒１２の内側に順次、群レンズ摺動枠７２及び第１カム筒１６、直進筒１８を配置し、固定筒１２の外側に第２カム筒２２を配置したダウンサイジングズームレンズであって、
   前記群レンズ摺動枠７２及び前記第１カム筒１６が、回動方向は固定でかつ光軸方向に互いに他に対し移動可能に係合し、前記第１カム筒１６の回動が前記群レンズ摺動枠７２を介して前記第２カム筒２２に伝達され、
   前記群レンズ摺動枠７２に植設された群レンズコマ７４と、前記直進筒１８に設けられた群レンズガイドカム８０との係合により、前記群レンズ摺動枠７２の回動が前記直進筒１８を光軸方向に移動させ、
   前記直進筒１８及び前記第２カム筒２２が、前記直進筒１８に植設された前群レンズ摺動枠ガイドコマ６６と第２カム筒２２の横ガイド溝６２の係合によって光軸方向は互いに他に対し固定で回動方向は互いに他に対し回動可能に係合され、前記第２カム筒２２が前記直進筒１８と光軸方向に一緒に移動することを特徴とするダウンサイジング ズームレンズ。
2. ４群レンズを有するダウンサイジング ズームレンズであって、固定筒１２の内側に順次、第２群レンズ摺動枠７２及び第１カム筒１６、直進筒１８を配置し、固定筒１２の外側に第２カム筒２２を配置し、
   前記固定筒１２には、第３群レンズ保持枠３に外側向きに植設された第３群レンズガイドコマ４３が係合する第３縦ガイド溝５２が設けられており、
   前記第１カム筒１６には、第３群レンズガイドコマ４３が係合する第３群レンズガイドカム４４が形成されており、また第４群レンズガイドコマ４５が係合する第４群レンズガイドカム４６が形成されており、前記第１カム筒１６の被写体側端部には、光軸方向に延びた摺動凹部１００が形成されており、
   前記第２群レンズ摺動枠７２には、外側向きに第２カム筒連動コマ５０が植設され、内向きに第２群レンズコマ７４が植設されており、さらに前記第２群レンズ摺動枠７２の結像側の端部には光軸方向に延びていて前記摺動凹部１００に摺動係合する摺動凸部１０２が形成されおり、
   前記直進筒１８には、第３群レンズガイドコマ４３が嵌合される第３群レンズガイドコマ嵌合孔５６と、第４群レンズガイドコマ４５が係合する第２縦ガイド溝６０と、第２群レンズコマ７４が貫通する第２群レンズガイドカム８０が形成され、さらに、固定筒１２の前方において第１群レンズ摺動枠ガイドコマ６６を外側向き設けており、
   前記第２カム筒２２には、外面に、第１群レンズ摺動枠２４に植設された第１群レンズ摺動コマ７０が係合する第１群レンズガイドカム７７が形成され、内面に、第２群レンズ摺動枠７２に植設された第２カム筒連動コマ５０が係合する第５縦ガイド溝４８が形成されていて、
   ズーム操作によって第１カム筒１６が回動すると、第１カム筒１６と第３群レンズＣが光軸方向に移動し、第１カム筒１６の回動はまた、第２群レンズ摺動枠７２に伝達され、さらに、第２カム筒２２に伝達され、
   前記第１カム筒１６の回動は、直進筒１８を光軸方向へ移動させ、
   前記第１カム筒１６の回動が第２カム筒２２に伝達されると、第１群レンズＡを支持する第１群レンズ摺動枠２４は光軸方向に移動し、
   第１カム筒１６の回動によって、第２群レンズコマ７４が光軸中心に回動しながら光軸方向に移動し、さらにフォーカスカム筒２０が光軸方向移動し、
   第３群レンズ保持枠３によって保持された第３群レンズＣは、直進筒１８と一体に光軸方向に移動し、
   第４群レンズ保持枠４によって保持された第４群レンズＤは、光軸方向に移動することを特徴とするダウンサイジング ズームレンズ。

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