JP4827571B2 - レンズ位置検出手段を備えた交換レンズおよびカメラ - Google Patents

Description

本発明は、レンズ位置検出手段を備えた交換レンズおよびカメラに関し、特にカメラ等のレンズ鏡筒におけるズーム位置検出手段を備えた交換レンズに関するものである。

従来からフォーカス・ズーム等のための光学レンズ保持鏡筒の駆動構造について様々な方法が提案されている。
その中でも光学性能・操作性を向上させるため、該レンズ保持鏡筒の位置を検出するためのエンコーダを搭載した製品が多くなってきている。
前記レンズ保持鏡筒の位置を検出することで、該駆動機構の制御のための制御定数を変更し、適切で且つ高速なレンズ駆動を実現し、特にオートフォーカスカメラに取り付ける交換レンズのオートフォーカス性能の向上に寄与している。
このようなエンコーダの手法は様々なものが提案されているが、一般的によく用いられている方法としてつぎのようなものが知られている。
すなわち、導電性のブラシと、該ブラシと摺動するエンコードパターン部材を有し、該ブラシと該エンコードパターン部材の相対位置により当接するパターン状態が切換わる電気配線基板との組合せによるものがある。

近年の小型化・高性能化のニーズに伴い、上記のエンコーダの配置方法も変化してきているが、できるだけ小さなスペースで実現できるよう様々な改良が加えられている。
例えば、レンズ鏡筒におけるズーム位置検出のエンコーダとしては、特許文献１では図６に示されるように構成されたものが開示されている。
図６において、カム筒２とズームリング１６を光軸回りに一体的に回転させるための連結部品であるズームキー１４が設けられている。
このカム筒２の外周側で径嵌合している案内筒１の外周には、不図示のエンコードパターン接点を有するズームフレキが貼られている。そして、エンコードパターン接点に対応する位置に配置され、前記ズームキー１４に固定されたズームブラシ１９を有している。
すなわち、ズームリング１６及びカム筒２の光軸回りの回転位置を、前記ズームフレキとズームブラシ１９の摺動による通電信号により検出している。
ズームブラシ１９のズームキー１４への取付け位置は、図６の様に光軸方向に延びた部分に設けることで、前記ズームフレキのスペースを確保することが一般的である。
特開平８−２４０７６２号公報（図３）

しかしながら、上記従来例においては、つぎのような点に問題を有している。上記従来例では、フォーカスキーに金属ブラシを取り付け、ビス等により固定する際に、該ビスに対し光軸中心に向かってドライバ等の工具を押し当てることがビスの捩じ込み動作には不可欠である。
その場合、その押し当て力が上記フォーカスキーを上記マニュアルリングとの取付部より弾性変形させ、弾性変形した該フォーカスキーに付けられている金属ブラシが固定筒外周に押しつけられて弾性変形領域を越えて塑性変形をしてしまう場合が生じる。
そのため、使用状態での該エンコードパターン面との接触が出来ずに、所望のエンコード出力が得られなくなるという不都合が生じることとなる。

また、固定筒に取り付けられたエンコードパターンをもつ電気配線板と該ブラシの関係と該フォーカスキー及びフォーカスレンズ保持鏡筒との角度位相関係を所望の位置関係に合わせるために、つぎのような位置調整が必要である。
すなわち、金属ブラシを該フォーカスキー上で略回転方向に移動させる位置調整を行う際、基準の調整位置が必要となるが、該基準の調整位置を特定するためには、従来の方法では該回転伝達キーの回転端位置しかなかった。そのため、回転途中の任意の位置での基準の調整位置決めは困難であった。
特に、インナーフォーカス機構をもつフォーカスレンズ機構では基準となる位置は該フォーカスレンズの位置決めを行なうためのカム使用点の基準を被写体距離無限の状態にとっており、該フォーカスキーの全域回転角の途中に基準の状態があることが多い。
従って、任意の回転位置における調整位置決めが可能となることは該レンズ鏡筒の性能向上にとって重要である。

本発明は、上記課題に鑑み、金属ブラシをパターン電極に摺動させ、これらの位置関係を電気信号として検出する構成を備えたレンズ位置検出手段を備えた交換レンズにおいて、金属ブラシの塑性変形の抑制が可能となるレンズ位置検出手段を備えた交換レンズおよびカメラを提供することを目的としている。
また、本発明は、上記レンズ位置検出手段を備えた交換レンズにおいて、金属ブラシの調整基準位置への位置決めを容易に行うことが可能となるレンズ位置検出手段を備えた交換レンズおよびカメラを提供することを目的としている。

本発明は、上記課題を達成するために、以下のように構成したレンズ位置検出手段を備えた交換レンズおよびカメラを提供するものである。
本発明のレンズ位置検出装置は、レンズを保持し光軸回りに回転可能な保持鏡筒と、
前記保持鏡筒を保持する固定筒と、
前記固定筒の外周側に配置され光軸回りに回転可能な回転操作リングと、
前記回転操作リングに固定される固定部と、該固定部により固定され前記回転操作リングと一体に回転可能に支持される部分とを備え、該回転操作リングと一体に回転可能に支持される部分が前記保持鏡筒に設けられた溝部に係合し、前記回転操作リングの回転により前記保持鏡筒を回転させる回転力伝達部材と、
前記回転力伝達部材に取付けられた金属ブラシと、
前記固定筒の外周に周方向に巻き付け固定され前記金属ブラシに接触するパターン電極と、を有し、
前記金属ブラシと前記パターン電極との前記光軸周りにおける接触位置の変化から得られる電気信号を検出することで前記レンズの光軸方向の位置を検出するレンズ位置検出手段が構成されているレンズ位置検出手段を備えた交換レンズにおいて、
前記回転力伝達部材は、前記固定筒と対向する方向に向けられた突起部を有し、
前記突起部と前記固定筒との間隔が、前記回転力伝達部材を前記固定筒側に変形させた際、前記金属ブラシが前記固定筒に押しつけられて塑性変形を生じない間隔に設定されていることを特徴としている。
また、本発明のレンズ位置検出手段を備えた交換レンズは、前記固定筒が、前記回転力伝達部材の突起部と係合する前記固定筒の外周に設けられた突起受け部を有し、
前記突起部と前記固定筒との間隔が、前記回転力伝達部材を前記固定筒側に変形させた際、前記回転力伝達部材の突起部と前記突起受け部とが係合し、光軸回りの回転が規制されることを特徴としている。
また、本発明のレンズ位置検出手段を備えた交換レンズは、前記突起部は、前記回転力伝達部材が固定されている位置に対して、前記金属ブラシが前記回転力伝達部材に取付けられている位置よりも光軸方向に離れた位置に設けられていることを特徴としている。
また、本発明のカメラは、カメラ本体と、上記いずれかに記載のレンズ位置検出手段を備えた交換レンズと、を有することを特徴としている。

本発明によれば、金属ブラシをパターン電極に摺動させ、これらの位置関係を電気信号として検出する構成を備えたレンズ位置検出手段を備えた交換レンズおよびカメラにおいて、金属ブラシの塑性変形の抑制が可能となる。
また、本発明によれば、上記レンズ位置検出手段を備えた交換レンズおよびカメラにおいて金属ブラシの調整基準位置への位置決めを容易に行うことが可能となる。

以下に、本発明の実施の形態について説明する。
上記した構成により、本発明の課題を達成することができるが、本実施の形態においては、具体的には、上記レンズ位置検出手段を、レンズ鏡筒に適用してつぎのように構成することができる。
このレンズ鏡筒を光軸方向に移動して焦点距離又は被写体距離を変化させる光学系と、該光学系を保持するレンズ保持鏡筒と、レンズ鏡筒全体を保持する固定筒と、該固定筒に固定された該固定筒より外周側に配置された第２固定筒を備えた構成とする。
また、この第２固定の内周に嵌合し光軸回りに回転可能に支持された回転操作リングと、該回転操作リングに固定され該レンズ保持鏡筒に回転力を伝達する回転力伝達部材が設けられる。
さらに、この回転伝達部材に位置調整可能に支持された金属ブラシと、該固定筒外周に周方向に巻き付け固定されたパターン電極により構成され、該光学系の移動量を該金属ブラシと該パターン電極の関係により電気信号として検出するように構成される。
その際、フォォーカスキーの内周面に固定筒外周に向けて突起部を設け、該突起部は該固定筒外周に対し通常の使用状態では所望の隙間を有する構成とする。
一方、該金属ブラシの取り付け時に該フォーカスキーをレンズ内周側へ弾性変形させた場合には、取り付けた金属ブラシが塑性変形してつぶれることの無いような十分な突出量を有する構成とする。
また、該固定筒外周に該突起部と向い合うように突起受け部を形成し、該伝達部材をレンズ鏡筒外周側より押圧した際に該伝達部材が変形し、特定の角度位相で該突起部と該突起受け部が係合し光軸回りの回転が規制される構成とする。

以上の構成によれば、フォーカスキーの内周面に、該固定筒外周面に向かって突起部が配置されていることで、金属ブラシの取り付け時及び金属ブラシの位置調整時に該金属ブラシの変形等を保護すると供に、調整基準位置に容易に位置決めすることが可能となる。

以下に、本発明の実施例について説明するが、本発明はこれらの実施例の構成によって何ら限定されるものではない。
本実施例においては、本発明を適用した本実施例における一眼レフカメラ等に取り付けられる交換レンズ鏡筒について説明する。
図１に、本実施例における交換レンズ鏡筒の光軸を含む平面で切断した断面図を示す。
なお、本実施例を示す上記図では説明に必要な構成のみを表しており、他の構成は不図示として省略している。
図２は図１の鏡筒をマウント側より見た正面図であり、図３及び図４は該レンズ鏡筒の一部の構成を取り出しこれらの形状を説明するための斜視図である。

図１において、１はカメラに取り付けるためのレンズマウントであり、２は該レンズマウントを一体的に固定するための固定筒である。
３は該固定筒に位置決めされ固定される第２固定筒である。４はマニュアルリングであり、第２固定筒の内周３ａに径嵌合し、周溝部３ｂと外周突起４ａによりバヨネット結合して光軸周りに回転可能に支持されている。
５はフォーカスキーであり、該マニュアルリング４の４ｂ部にビス等により５ａ部を固定され、該固定筒２の外周と該第２固定筒３の内周の間の空間に延在し、該マニュアルリング４と一体に光軸中心に回転可能に支持されている。
６はフォーカスレンズであり、光軸方向に移動することにより該交換レンズ鏡筒の焦点位置を調節可能にしている。
７はフォーカスレンズ保持鏡筒であり、その内周にフォーカスレンズ６を保持し、該固定筒２の内周に設けられたカム機構２ａと７ａのカムフォロアがカム係合することで、光軸周りに回転しながら光軸方向に進退可能に支持されている。
また、７ｂは光軸方向に延びたガイド溝であり、前述のフォーカスキー５の５ｂ部と係合して光軸周りに一体に回転可能で光軸方向に相対的に移動可能な構成になっている。

８は導電性の金属ブラシであり、該フォーカスキー５の５ｃ面に８ａ面が当接しビスにより固着されている。５ｄ部は該フォーカスキー５上での該金属ブラシ８のガイド部であり、該金属ブラシの光軸方向移動を規制している。
９は光軸中心の回転方向にエンコードパターンを持つフレキシブル配線基板であり、該固定筒２の外周面２ａ部に位置決めされて貼り付けられている。
該金属ブラシ８の先端部８ｂは該エンコードパターン９ａにそのバネ力により押圧接触され、光軸周りの相対回転により、該エンコードパターン上の複数の信号線の導通組合せの切替えを行う。
そして、その信号線の導通情報すなわち該フォーカスレンズの光軸方向位置情報を不図示の制御基板に伝達する構成になっている。

フォーカスキー５に金属ブラシ８を取り付けビス等により固定するためには、該マニュアルリング４の４ｃ部及び該第２固定筒３の３ｃ部に夫々設けられた工具穴が用いられる。
すなわち、これらの工具穴を通して、該金属ブラシ８を該エンコードパターン９ａ面に該金属ブラシ先端８ｂを圧接させながら挿入し、該フォーカスキー５ｃ面にビスにより固定する。
フォーカスキー５の内周面には突起部５ｅを一体的に設けてある。
突起部５ｅの光軸方向位置はエンコードパターン９ａを除いた位置に設けてあるが、フォーカスキー取り付け位置５ａよりできるだけ離れ、且つ内周側に固定筒外周面が存在する位置が望ましい。
また、通常の使用状態では突起部５ｅは固定筒外周面と接触することは無く、該突起部５ｅの高さは該金属ブラシ８の先端部８ｂが弾性変形する曲げが許容される程度の固定筒外周面とフォーカスキー内周の隙間間隔よりも大きくなるように設定されている。

本実施例のレンズ鏡筒の組立て工程中、該金属ブラシは最後に取り付けられる。第２固定筒及びマニュアルリングに設けられた工具穴３ｃ及び４ｃを重ねると交換レンズ鏡筒外側よりフォーカスキー５とエンコードパターン部９ａが見える。
該工具穴より該金属ブラシを挿入し、８ｂ部を弾性変形させながらフォーカスキー５のブラシ取付面５ｃにビスにより固定される。
その際に、従来においてはビス締めの工具の押しつけ力により該フォーカスキーが変形し、該金属ブラシ先端８ｂ部とエンコードパターン部９ａの間隔が狭くなり該金属ブラシ８が弾性変形領域を越えて塑性変形をしてしまう恐れがあった。しかしながら、本実施例ではその前に該突起部５ｅと固定筒外周面が当接して力を受けることで、金属ブラシが弾性変形領域を越えて塑性変形をしてしまうことのないように構成されている。
また、金属ブラシのビス締め後は通常の位置関係に戻るため、動作上何ら問題は発生しないように構成されている。

つぎに、金属ブラシの位置調整時にこの金属ブラシの調整基準位置に容易に位置決めすることを可能とした本実施例の構成について説明する。
図５に、フォーカスキーを固定筒外周側へ弾性変形させた際にフォーカスキーの突起部と固定筒外周のＶ溝形状を持つＶ字突起部が当接し位置決めされる状態を説明するための部分拡大図を示す。
図５において、２ｃは固定筒外周に一体的に設けられたＶ溝形状を持つＶ字突起部である。

本実施例では、固定筒外周にＶ溝形状を持つＶ字突起２ｃを一体的に設けられ、フォーカスキーの突起部５ｅと同じ回転位相になったときに機構部品の基準位置となる。
そして、該フォーカスキーを固定筒外周側へ弾性変形させた際に、フォーカスキーの突起部５ｅと固定筒外周のＶ字突起部２ｃが当接し位置が定まるように構成されている。
通常使用状態では、フォーカスキーの突起部５ｅと固定筒外周のＶ字突起部２ｃは径方向で隙間を有し接触することは無い。
フォーカスキーを固定筒外周側へ弾性変形させ、且つフォーカスキーの突起部５ｅと固定筒外周のＶ字突起部２ｃを係合させた状態で該フォーカスキー上の金属ブラシをガイド５ｄに沿って移動させ、エンコードパターンの相応する基準位置合わせを行う。
これにより、従来において、固定筒外周へのフレキシブル配線板の貼り付け位置誤差等により発生していたレンズの制御上精度が落ちる等の問題を解消し、機構部分と電気信号部分の対応取りを正確に行うことが可能となる。
すなわち、従来においては、固定筒に対するフォーカスキー等の機構部品の基準位置と、固定筒に対するエンコードパターンと金属ブラシの位置関係により得られる電気信号基準位置とはしばしばズレが発生したが、これらの問題を解消することが可能となる。
なお、フォーカスキーの突起部５ｅと固定筒外周のＶ字突起部２ｃの形状は、本実施例形状に限定されるものではなく、フォーカスキーを固定筒外周に押しつけたときに、一意に回転方向の位置関係を決定できるものであれば良い。

本発明の実施例における交換レンズ鏡筒の構成を示す光軸を含む平面で切断した断面図。 本発明の実施例の構成を示す図１の鏡筒をマウント側より見た正面図。 本発明の実施例におけるレンズ鏡筒の一部の構成を取り出した斜視図。 本発明の実施例における該レンズ鏡筒の一部の構成を取り出した斜視図。 本発明の実施例におけるフォーカスキーを固定筒外周側へ弾性変形させた際にフォーカスキーの突起部と固定筒外周のＶ溝形状を持つＶ字突起部が当接し位置決めされる状態を説明するための部分拡大図。 従来例である特許文献１のレンズ鏡筒におけるズーム位置検出のエンコーダの構成例を説明するためのズームレンズ鏡筒の断面図。

符号の説明

１：レンズマウント
２：固定筒
２ａ：フォーカスカム
２ｂ：外周面
２ｃ：固定筒外周のＶ字突起部
３：第２固定筒
３ａ：内周嵌合面
３ｂ：周溝部
３ｃ：工具穴
４：マニュアルリング
４ａ：外周突起
４ｂ：フォーカスキー取付面
４ｃ：工具穴
５：フォーカスキー
５ａ：取付面
５ｂ：ガイド部
５ｃ：ブラシ取付面
５ｄ：ブラシガイド部
５ｅ：フォーカスキーの突起部
６：フォーカスレンズ
７：フォーカスレンズ保持鏡筒
７ａ：カムフォロア
７ｂ：ガイド溝
８：金属ブラシ
８ａ：取付面
８ｂ：ブラシ先端部
９：フレキシブル配線基板
９ａ：エンコードパターン部

Claims (4)

1. レンズを保持し光軸回りに回転可能な保持鏡筒と、
   前記保持鏡筒を保持する固定筒と、
   前記固定筒の外周側に配置され光軸回りに回転可能な回転操作リングと、
   前記回転操作リングに固定される固定部と、該固定部により固定され前記回転操作リングと一体に回転可能に支持される部分とを備え、該回転操作リングと一体に回転可能に支持される部分が前記保持鏡筒に設けられた溝部に係合し、前記回転操作リングの回転により前記保持鏡筒を回転させる回転力伝達部材と、
   前記回転力伝達部材に取付けられた金属ブラシと、
   前記固定筒の外周に周方向に巻き付け固定され前記金属ブラシに接触するパターン電極と、を有し、
   前記金属ブラシと前記パターン電極との前記光軸周りにおける接触位置の変化から得られる電気信号を検出することで前記レンズの光軸方向の位置を検出するレンズ位置検出手段が構成されているレンズ位置検出手段を備えた交換レンズにおいて、
   前記回転力伝達部材は、前記固定筒と対向する方向に向けられた突起部を有し、
   前記突起部と前記固定筒との間隔が、前記回転力伝達部材を前記固定筒側に変形させた際、前記金属ブラシが前記固定筒に押しつけられて塑性変形を生じない間隔に設定されていることを特徴とするレンズ位置検出手段を備えた交換レンズ。
2. 前記固定筒は、前記回転力伝達部材の突起部と係合する前記固定筒の外周に設けられた突起受け部を有し、
   前記突起部と前記固定筒との間隔が、前記回転力伝達部材を前記固定筒側に変形させた際、前記回転力伝達部材の突起部と前記突起受け部とが係合し、光軸回りの回転が規制されることを特徴とする請求項１に記載のレンズ位置検出手段を備えた交換レンズ。
3. 前記突起部は、前記回転力伝達部材が固定されている位置に対して、前記金属ブラシが前記回転力伝達部材に取付けられている位置よりも光軸方向に離れた位置に設けられていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のレンズ位置検出手段を備えた交換レンズ。
4. カメラ本体と、
   請求項１乃至３のいずれか１項に記載のレンズ位置検出手段を備えた交換レンズと、
   を有することを特徴とするカメラ。

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