JP4636740B2 - 交換レンズ及びそれを有するカメラシステム - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は交換レンズ及びそれを有するカメラシステムに関し、撮影光学系や投射レンズ系等において、カメラ本体とレンズ本体（交換レンズ）を結合する為のマウント構造を適切に設定し、撮影系のバックフォーカスの調整を容易に行うことができる各種の光学機器に好適なものである。
【０００２】
【従来の技術】
カメラ本体に交換レンズを着脱可能に装着し、撮影を行うようにしたカメラシステムではカメラ本体と交換レンズとの間の結合手段としてバヨネット構造をしたマウントを有する構造が多く用いられている。これらのバヨネット構造を有したマウントの間は、水密的な構造ではなく、雨などでマウント部の外周に水滴が付着した場合にはマウント当接面から毛管現象によりカメラ本体と交換レンズの内部に水分が浸入してしまう。水密的構造をとるには、バヨネット部の外周に弾性部材を設けたり、カメラマウントとレンズマウントの当接面に弾性部材を圧接するような構成をとりマウント同士が水密的構成となるようにしている。
【０００３】
例えば、特公昭６１−２４９８３号公報では、撮影レンズ（交換レンズ）をカメラ本体に装着するときにカメラマウントに設けられた環状の部材がスラスト方向に移動し、この環状のパッキング部材を撮影レンズの取り付け壁面に圧接させ水密的に結合する構成を開示している。また、特開平７−１１４０８８号公報では、レンズマウントもしくはカメラマウントの外周部に環状の弾性部材を配置し、マウントが結合したときに弾性部材が他方のマウントに当接する構造をとり水密的に結合する構成を開示している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
交換レンズをカメラ本体に装着するとき、バックフォーカスの調整ができることや、交換レンズがカメラ本体に水密的に装着されるようにしている。
【０００５】
レンズ鏡筒の組立調整を行う場合、上記のようなバヨネット構造のレンズマウントの場合には、レンズマウントの面を切削してバックフォーカスなどの調整を行うことは可能であるが、レンズマウントとレンズ鏡筒との結合部からの水分の進入は否めない。
【０００６】
レンズマウントの外周に弾性部材を設ける構成において、弾性部材をレンズマウントとマウントリングとの間に挟み込んで弾性部材を保持する方法では、レンズマウントを研削したり、レンズマウントとマウントリングとの間にワッシャーを挟み込むと、弾性部材の先端が相手のカメラマウントに接する量に変化が生じてしまい水密的構成を保つことが困難になってくる。
【０００７】
また、上記公報による水密的構成によるマウント構造にはレンズの調整方法が明示されていない。
【０００８】
本発明はカメラマウントとレンズマウントとの水密的結合の関係を変化させることなく、バックフォーカスの調整を行うことができる交換レンズ及びそれを有するカメラシステムの提供を目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明の交換レンズはカメラ本体のカメラマウントと着脱可能に結合するレンズマウントを有する交換レンズにおいて、
カメラ本体に装着されたときにカメラマウントの外周の一部と水密的に当接する、該レンズマウントの外周に設けた円環状の弾性部材と、
該レンズマウントと当接する円環状の第１筒と、
該第１筒と嵌合するレンズ鏡筒本体の一部を構成する第２筒と、を具備し、
該レンズマウントと該第１筒とにより該円環状の弾性部材を狭持し、該第１筒と該第２筒とは光軸と直交する面で当接し、該第１筒と該第２筒との当接面のうち少なくとも一方の当接面はバックフォーカス調整の為、切削可能な面であり、該第１筒の貫通穴を通るビスによって該第１筒を該レンズマウントと該第２筒とで挟持することを特徴としている。
請求項２の発明は請求項１の発明において、前記第１筒の当接面が切削されていることを特徴としている。
請求項３の発明は請求項１又は２の発明において、前記第２筒の外側に設けられたズーム操作環を有し、
光軸方向において該ズーム操作環と前記第１筒との間には、前記バックフォーカス調整における切削後でも前記ズーム操作環と前記第１筒とが当接しないように、予め空間が設けられていることを特徴としている。
請求項４の発明は請求項３の発明において、光軸と直交する方向において、前記第１筒は、前記第２筒と前記ズーム操作環とに対してオーバーラップしていることを特徴としている。
【００１０】
請求項５の発明の交換レンズはカメラ本体のカメラマウントと着脱可能に結合するレンズマウントを有する交換レンズにおいて、
カメラ本体に装着されたときにカメラマウントの外周の一部と水密的に当接する、該レンズマウントの外周に設けた円環状の弾性部材と、
該レンズマウントと当接する円環状の第１筒と、
該第１筒と嵌合するレンズ鏡筒本体の一部を構成する第２筒と、を具備し、
該レンズマウントと該第１筒とにより該円環状の弾性部材を狭持し、該第１筒と該第２筒との間にはバックフォーカス調整用の調整部材が設けられており、該第１筒の貫通穴を通るビスによって該第１筒を該レンズマウントと該第２筒とで挟持することを特徴としている。
請求項６の発明は請求項１乃至５のいずれか１項の発明において、前記第１筒と嵌合する第２筒との嵌合部には水密的手段が設けられていることを特徴としている。
【００１１】
請求項７の発明のカメラシステムは請求項１乃至６のいずれか１項に記載の交換レンズがカメラ本体に装着されていることを特徴としている。
【００１３】
【発明の実施の形態】
（実施形態１）
図１は、本発明の交換レンズの実施形態１のレンズ鏡筒の一部分を示す要部断面図（１部拡大図）である。図１を使って本発明の構成を説明する。
【００１４】
図１では、カメラ本体（不図示）との結合はされていないが、マウント（レンズマウント）１１の嵌合部１１ａと当接面１１ｂがカメラ本体のカメラマウント（不図示）の嵌合部・当接部とに嵌めあわされ、当接し結合状態となる。マウント１１にはバヨネット爪が３箇所角度方向を略均等にして配置されている。
【００１５】
カメラマウントにも同様にバヨネット爪が３箇所角度方向を略均等にして配置されている。
【００１６】
防水ゴム（弾性部材）１２は、シリコンゴムで形成されているので多少の凹凸部には密着するように変形する。防水ゴム１２の密着部（一部）１２ａがカメラボディの平面部（不図示）に押し付けるように変形しながら水密的に当接し、マウント結合部からカメラボディ内への水の浸入を防止する。
【００１７】
マウントリング（第１筒）１３には、マウント１１と嵌合する嵌合径１３ａがあり、マウント１１の嵌合部１１ｄと合わさり、マウント１１とレンズ本体の中心を合わせている。
【００１８】
マウントリング１３とマウント１１の間には、防水ゴム１２が狭持されている。マウントリング１３とマウント１１によって構成される空間に防水ゴム１２が嵌る構造であるが、防水ゴム１２の方が、前述の空間よりも多少大きく形成されているために、マウントゴム１２は、狭持部１２ｂで圧縮され挟まれている。以上のように本実施形態ではレンズマウント１１の外周に円環状の弾性部材（防水ゴム）１２を設け、該レンズマウントと当接する円環状の第１筒（マウントリング）１３とを具備し、該円環状の弾性部材の一辺（密着部）１２ａがカメラマウントの外周に設けられた平面部に水密的に当接する構造として、該円環状の弾性部材１２の他方の辺（挟持部）１２ｂが該レンズマウント１１と該第１筒に狭持される構造としている。
【００１９】
このため、マウント１１とマウントリング１３の間から毛管現象によってレンズ内部に水分が浸入することはない。また、マウント結合時に、レンズ鏡筒本体は、カメラに対して回転して取り付けられるため、防水ゴム１２はカメラボディと擦れて取り付けられるが、圧縮狭持されているために捻られる力によって回転してしまうこともなくカメラボディとの水密的接合に不具合が発生しにくい。
【００２０】
マウントリング１３と固定筒（第２筒）１４は、マウントリング嵌合部１３ｂと固定筒嵌合部１４ａとで嵌め合わされ、マウントリング１３と固定筒１４の中心が合わせられており、故にマウント１１と固定筒１４の中心が合っていることとなる。マウントリング１３のマウントリング嵌合部１３ｂと固定筒１４の固定筒嵌合部１４ａとの嵌合部には、にじみ防止剤（フッ素系塗料）やシリコン系グリスが塗布されている。これらの素材を塗布することによりマウントリング１３のマウントリング嵌合部１３ｂと固定筒１４の固定筒嵌合部１４ａとの嵌合部から毛管現象によって侵入してくる水滴を阻止し、水密的構造としている。固定筒１４の端面１４ｂは、マウントリング１３に設けたマウントリング切削面１３ｃとが当接し結合される。 マウント１１とマウントリング１３と固定筒１４は、数本のビス１６にて互いに固着される。マウントリング１３には貫通穴１３ｄが設けられており、マウント１１の貫通穴を貫通したビス１６がマウントリング１３の貫通穴１３ｄを通り、固定筒１４のネジ穴１４ｃに螺合し、マウントリング１３をマウント１１と固定筒１４で狭持している。
【００２１】
ズーム操作環１５は、固定筒１４と嵌合し、スラスト方向には、カムフォロア（不図示）によって規制され定位置回転可能に構成されている。ズーム操作環１５と固定筒１４のスラスト方向の間には空間１５ａが設けられており、この空間１５ａには、シリコン系のグリスが塗布されている。シリコン系のグリスは撥水性がよく、隙間から毛管現象によって侵入してくる水滴を阻止するのに都合がよい。
【００２２】
ズーム操作環１５とマウントリング１３との間には、後述するバックフォーカスの調整によって変化する調整量のうち、マウント１１と固定筒１４の間隔が縮まる方向の量を見込んであらかじめ空間１５ｂを設けてある。また、バックフォーカスの調整によって変化する調整量のうち、マウント１１と固定筒１４の間隔が伸びる方向の量を見込んであらかじめマウントリング１３とズーム操作環１５がオーバーラップして構成されている。上記のことから、バックフォーカスの調整によって固定筒１４とマウント１１の間隔が変化した場合に、縮み方向の時には、マウントリング１３がズーム操作環１５に当接して動作不良になることはなく、また伸び方向の時には、ズーム操作環１５とマウントリング１３の間隔が開きすぎて外観上不要な溝が露出することが無く構成されている。
【００２３】
ズーム操作環１５が回転すると、カム環１７に固着されているズームレバー（不図示）とズーム操作環１５が相対回転するように構成されているためにカム環１７を回転させる。
【００２４】
カム環１７には、カム溝（不図示）が形成されており、それぞれのカム溝は、１群レンズ鏡筒、３群レンズ鏡筒、４群レンズ鏡筒に設けられたカムフォロアー（いずれも不図示）が嵌合し、カムフォロアーは、案内筒に設けられている直進溝（不図示）にも嵌合している。カム環１７の回転により、カムフォロアーは、カム環１７のカム溝と案内筒に設けられている直進溝にそって移動する。１群レンズ鏡筒・３群レンズ鏡筒・４群レンズ鏡筒は、いずれも直進移動し、ズームレンズの焦点距離を変化させる変倍系を構成している。
【００２５】
上記の方法においては、マウントリング嵌合部１３ｂと固定筒１４の固定筒嵌合部１４ａとの嵌合部に毛管現象で進入してくる程度の水滴であれば、問題は無いが、圧力が掛かって水が侵入するような環境においては、水の侵入は否めない。このような環境において使用される場合にはマウントリング嵌合部１３ｂと固定筒１４の固定筒嵌合部１４ａとの嵌合部にＯリングを用いて水の侵入を防ぐ事が可能である。また、マウントリング１３とズーム操作環１５の間の部分にも同様のことが言え、ズーム操作環１５と固定筒１４のスラスト方向の間の空間１５ａにＯリングを用いて水の侵入を防ぐことが可能となる。
【００２６】
以下レンズ鏡筒の最終調整であるズームレンズのバックフォーカス調整についての方法を記載する。バックフォーカス調整は、ピントコリメータなどの工具を用いて調整を行う。本実施形態においては、ズームレンズの鏡筒のバックフォーカス調整方法を記述する。バックフォーカス調整は、レンズ・鏡筒の部品の作製誤差によって生じる無限ピントのずれ即ち、無限遠物体に焦点合わせをしたときの、レンズ鏡筒の所定面から焦点面までの距離の設計値からのずれを修正する作業である。コリメータのバックフォーカスを０にセット（正規化）しコリメータにレンズ本体を装着する。ズーム操作環１５を回転させ、焦点距離を望遠端側にセットする。フォーカスユニットに構成されている不図示の距離目盛の無限表示位置をレンズの基準指標に、フォーカスキーを回転させ、第２群レンズを進退させ無限遠物体にピントをあわせる。この状態において、コリメータのチャートを確認し、コリメータのフランジバックを調整し無限ピントを合わせこむ。このときのピントのずれ量を読み取る。この状態からズーム操作環を広角端側にセットし、再度コリメータのチャートを確認し、無限遠物体にピントが合った状態になっているかを確認する。この状態において無限位置が移動していなければ読み取ったピントずれ量がバックフォーカスのずれ量（設計値、又は基準値からのずれ量）となる。確認時にピントがずれていた場合には、コリメータのチャートを確認し、バックフォーカスを調整し無限遠物体にピントを合わせこむ。再度ズーム操作環１５を回転させ、焦点距離を望遠端側にセットする。コリメータのチャートを確認し、ピントのずれ量を読み取り、コリメータのフランジバックを調整し無限遠物体にピントを合わせこむ。この状態からズーム操作環１５を広角端側にセットし、再度コリメータのチャートを確認し、無限遠物体にピントの合った状態になっているかを確認する。
【００２７】
通常この作業を数回繰り返すことにより、望遠側と広角側のズーム位置において無限ピント調整が終了する。
【００２８】
読み取ったバックフォーカスのずれ量から、マウントリング１３のバックフォーカス調整用の調整部材としての切削可能な切削面１３ｃ（固定筒１４の端面１４ｂであっても良い。）を切削しバックフォーカスが所定値となるように合わせる作業となる。ズームレンズの調整前完成段階においては、レンズや部品の加工誤差のばらつきにより、マウントリング１３の切削面１３ｃは、バックフォーカスがマウントを厚くする方向にずれているか、薄くする方向にずれているかが不明である。上記の理由から、マウントリング１３の切削面１３ｃの切削量はあらかじめ各レンズ・鏡筒の作成誤差から生じるバックフォーカスのずれ量を計算で求め、マウントリングを厚くする方向にずれている最悪値よりもさらに厚く形成しておく。これにより、マウントリング１３はバックフォーカスのずれ量に関係なく必ず切削され、固定筒１４に嵌め合わされ取り付けられる。
【００２９】
以上のように実施形態１ではレンズ鏡筒に構成されたレンズ群のバックフォーカスの調整を行う場合に、該第１筒の該第2筒との当接する面を光軸と直交する方向に設け、一方の第１筒側の当接面を切削して調整をする。若しくは他方の該第２筒側の当接面を切削して調整をするようにしている。
【００３０】
これによってカメラマウントとレンズマウントの水密的結合の関係を変化させることなく、バックフォーカスの調整を容易に行っている。
【００３１】
本実施形態では撮影レンズとして、ズームレンズを用いたが単一焦点距離の撮影系であっても、バックフォーカス調整は同じである。
【００３２】
（実施形態２）
図２は本発明のレンズ鏡筒の実施形態２の要部断面図である。本実施形態におけるバックフォーカス調整を、図２のレンズ鏡筒の部分断面拡大図を用いて説明する。
【００３３】
レンズ鏡筒の構成は、前記実施形態１とほぼ同等となっており、以下異なっている部分を中心に説明する。
【００３４】
マウントリング（第１筒）２１３と固定筒（第２筒）２１４は、マウントリング嵌合部２１３ｂと固定筒嵌合部２１４ａとで嵌め合わされ、マウントリング２１３と固定筒２１４の中心が合わせられており、故にマウント（レンズマウント）２１１と固定筒２１４の中心が合っていることとなる。固定筒２１４の端面２１４ｂとマウントリング２１３のマウントリング端面２１３ｃとの間に、光軸方向の距離を調整する調整ワッシャー（シート部材）２１７が当接し狭持されている。
【００３５】
マウント２１１とマウントリング２１３と固定筒２１４は、数本のビス２１６にて固着される。マウントリング２１３と、調整ワッシャー２１７には貫通穴が設けられており、マウント２１１の貫通穴を貫通したビス２１６がマウントリング２１３と調整ワッシャー２１７の貫通穴を通り、固定筒２１４のネジ穴２１４ｃに螺合し、マウントリング２１３と調整ワッシャー２１７をマウント２１１と固定筒２１４で狭持している。
【００３６】
バックフォーカス調整方法は、上記実施形態１と同様にバックフォーカス量を測定する。
【００３７】
コリメータのバックフォーカスを０にセット（正規化）しコリメータにレンズ本体を装着する。ズーム操作環を回転させ、焦点距離を望遠端側にセットする。フォーカスユニットに構成されている不図示の距離目盛の無限表示位置をレンズの基準指標に、フォーカスキーを回転させ、第２群レンズを進退させ無限遠物体にピントをあわせる。この状態において、コリメータのチャートを確認し、コリメータのフランジバックを調整し無限ピントを合わせこむ。このときのピントのずれ量を読み取る。この状態からズーム操作環を広角端側にセットし、再度コリメータのチャートを確認し、無限遠物体にピントが合った状態になっているかを確認する。この状態において無限位置が移動していなければ読み取ったピントずれ量がバックフォーカスのずれ量となる。確認時にピントがずれていた場合には、コリメータのチャートを確認し、バックフォーカスを調整し無限遠物体にピントを合わせこむ。再度ズーム操作環２１５を回転させ、焦点距離を望遠端側にセットする。コリメータのチャートを確認し、ピントのずれ量を読み取り、コリメータのフランジバックを調整し無限遠物体にピントを合わせこむ。この状態からズーム操作環２１５を広角端側にセットし、再度コリメータのチャートを確認し、無限遠物体にピントの合った状態になっているかを確認する。
【００３８】
通常この作業を数回繰り返すことにより、望遠側と広角側のズーム位置において無限ピント調整が終了する。
【００３９】
バックフォーカスの調整ワッシャー２１７は、０．０５ｍｍと０．１ｍｍ飛びで数種類用意されている。厚みの組み合わせによりバックフォーカスを調整するが、２枚以上の組み合わせで０．０５ｍｍ単位で調整することが可能となる。
調整ワッシャー２１７は、厚みによってメッキ処理を変えたり、材質を変えたりすることで視覚的に瞬時に厚みが認識できるように設定されている。
【００４０】
読み取ったバックフォーカス量に合わせ、ワッシャ−の厚みを選択し、ワッシャ−の交換・追加によってバックフォーカスを変化させる。この時に、マウントリング２１３と固定筒２１４の間には、あらかじめ基準ワッシャ−が構成されている。基準ワッシャ−の厚みは、あらかじめ各レンズ・鏡筒の作成誤差から生じるバックフォーカスのずれ量を計算で求め、マウントを薄くする方向にずれている最悪値よりもさらに厚く形成しておく。これにより、バックフォーカスのずれ量が最悪値にあった場合においてもワッシャ−が少なくとも１枚構成され、マウントリング２１３と固定筒２１４の間に狭持され取り付けられる。
【００４１】
以上のように実施形態２では該第１筒と該第2筒の間に少なくともひとつの薄いシートを狭持してバックフォーカスを調整するようにしている。
【００４２】
これによってカメラマウントとレンズマウントの水密的結合の関係を変化させることなく、バックフォーカスの調整を容易に行っている。
【００４３】
【発明の効果】
本発明によればカメラマウントとレンズマウントとの水密的結合の関係を変化させることなく、バックフォーカスの調整を行うことができる交換レンズ及びそれを有するカメラシステムを達成することができる。
【００４４】
特に本発明によればレンズマウントの外周に配置された円環状の弾性部材をレンズマウントと当接する円環状の第１筒との間に狭持し、円環状の弾性部材の一辺がカメラマウント外周に設けられた平面部に水密的に当接する構造にすることにより、レンズ鏡筒に構成されたレンズ群のバックフォーカスの調整を行う場合に、第１筒のレンズマウントと当接する面と相対する面を切削して調整をするか、若しくは、第１筒のレンズマウントと当接する面に少なくともひとつの薄いシートを狭持して調整をすることで、カメラマウントとレンズマウントの水密的結合の関係を変化させることなく撮影レンズのバックフォーカスの調整を容易に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の交換レンズの実施形態１を示した一部断面図。
【図２】 本発明の交換レンズの実施形態２を示した一部断面図。
【符号の説明】
１１ マウント（レンズマウント）
１２ 防水ゴム（弾性部材）
１３ マウントリング（第１筒）
１４ 固定筒（第２筒）
１５ ズーム操作環
１６ ビス
１７ カム環
１４ｂ、１３ｃ 当接面
１３ｂ、１４ａ 嵌合部
２１７ 調整部材（シート部材）
２１１ マウント
２１３ マウントリング
２１４ 固定筒
２１５ ズーム操作環

Claims (7)

1. カメラ本体のカメラマウントと着脱可能に結合するレンズマウントを有する交換レンズにおいて、
   カメラ本体に装着されたときにカメラマウントの外周の一部と水密的に当接する、該レンズマウントの外周に設けた円環状の弾性部材と、
   該レンズマウントと当接する円環状の第１筒と、
   該第１筒と嵌合するレンズ鏡筒本体の一部を構成する第２筒と、を具備し、
   該レンズマウントと該第１筒とにより該円環状の弾性部材を狭持し、該第１筒と該第２筒とは光軸と直交する面で当接し、該第１筒と該第２筒との当接面のうち少なくとも一方の当接面はバックフォーカス調整の為、切削可能な面であり、該第１筒の貫通穴を通るビスによって該第１筒を該レンズマウントと該第２筒とで挟持することを特徴とする交換レンズ。
2. 前記第１筒の当接面が切削されていることを特徴とする請求項１に記載の交換レンズ。
3. 前記第２筒の外側に設けられたズーム操作環を有し、
   光軸方向において該ズーム操作環と前記第１筒との間には、前記バックフォーカス調整における切削後でも前記ズーム操作環と前記第１筒とが当接しないように、予め空間が設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載の交換レンズ。
4. 光軸と直交する方向において、前記第１筒は、前記第２筒と前記ズーム操作環とに対してオーバーラップしていることを特徴とする請求項３に記載の交換レンズ。
5. カメラ本体のカメラマウントと着脱可能に結合するレンズマウントを有する交換レンズにおいて、
   カメラ本体に装着されたときにカメラマウントの外周の一部と水密的に当接する、該レンズマウントの外周に設けた円環状の弾性部材と、
   該レンズマウントと当接する円環状の第１筒と、
   該第１筒と嵌合するレンズ鏡筒本体の一部を構成する第２筒と、を具備し、
   該レンズマウントと該第１筒とにより該円環状の弾性部材を狭持し、該第１筒と該第２筒との間にはバックフォーカス調整用の調整部材が設けられており、該第１筒の貫通穴を通るビスによって該第１筒を該レンズマウントと該第２筒とで挟持することを特徴とする交換レンズ。
6. 前記第１筒と嵌合する第２筒との嵌合部には水密的手段が設けられていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の交換レンズ。
7. 請求項１乃至６のいずれか１項に記載の交換レンズがカメラ本体に装着されていることを特徴とするカメラシステム。