JP4889519B2 - インナーフォーカスズームレンズ鏡筒 - Google Patents

Description

本発明は、インナーフォーカスズームレンズ鏡筒、さらに詳しくは、１４倍近くのズーム比が実現可能なインナフォーカスズームレンズに適したインナーフォーカスズームレンズ鏡筒に関する。

インナフォーカス方式の高倍率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、及びフォーカス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。

従来の高倍率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）。
しかし、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、この５倍程度の高倍率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。

他の従来の高倍率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）。しかし、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。また、この高倍率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層構造であり、外径を小さくできない問題があった。

さらに他の従来の高倍率ズームレンズにおいては、図１０及び図１１に示すように、固定筒１２の内側に配置されたズーム連動リング１４と、ズーム連動リング１４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の内側に配置されたフォーカスカム筒２０を有する。また、第1カム筒１６は、ズーム連動コマ４０を介してズーム連動リング１４に連結されていて、ズームリング３０の回動が第１カム筒１６に伝達される。第１カム筒１６は、第１カム筒を光軸方向移動させるために第１カム筒ガイドコマ３９が係合する第１カム筒ガイドカムと、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と、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と有する。第１カム筒１６はまた、固定筒１２の前方すなわちレンズマウント部１０と反対側において、第２カム筒連動コマ５０が外向きに設けられている。第２カム筒連動コマ５０は、第２カム筒２２に設けられた縦ガイド溝に係合している（例えば、特許文献３参照）。

上述した高倍率ズームレンズにおいては、固定筒１２の内径にズーム連動リング１４、ズーム連動リング１４の内径側に配置された第１カム筒１６と、第１カム筒１６の内径側に配置された直進筒１８を有する。第１カム筒は、ズーム連動コマ４０を介してズーム連動リング１４に連結されていて、ズームリング３０の回動が第１カム筒１６に伝達される。第１カム筒１６を光軸方向へ移動させるため、第１カム筒１６には、第１カム筒ガイドコマ３９が係合する第１カム筒ガイドカムと、第３レンズ群ガイドコマ４３が係合する第３レンズ群ガイドカムと、第４レンズ群ガイドコマ４５が係合する第４レンズ群ガイドカムとを形成しなければならない。

しかし、第１カム筒１６には光軸方向の全長が制約されているため、第１カム筒ガイドカム、第３レンズ群ガイドカム及び第４レンズ群ガイドカムのレイアウトには光軸方向長さの制約がある。特に、ズーム比のより高倍化を図るためには、第３群レンズ、及び第４群レンズの光軸方向への移動量を増加させなければならないが、第１カム筒１６の可能な光軸方向寸法の中でこれらのガイドカムをバランスよく配置することは困難である。すなわち、これらのガイドカムを無理して配置すれば、これらのガイドカムの形状及び位置の制限が増し、自由度が無くなってしまう問題があった。
さらに、固定筒１２の構成可能な全長に対し、直進筒１８の移動量が第３レンズ群の移動量の増加と共に増加するため、望遠側繰出し時に固定筒１２と直進筒１８との嵌め合い量すなわち掛かり量が小さくなって鏡筒の必要な安定性が保てなくなってしまう問題があった。

特開平８−３０４６８４号公報 特開２０００-８９０８６号公報 特許第３６８９３７９号公報

（発明の目的）
本発明は、従来のズームレンズ鏡筒、特にインナーフォーカスズームレンズの鏡筒の上述した問題点に鑑みてなされたものであって、ズーミング操作及びフォーカス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もったインナーフォーカスズームレンズ鏡筒を提供することを目的とする。

本発明はまた、十分な至近距離性能及び全ズーム領域における焦点移動を抑え、かつ外径が小さいインナーフォーカスズームレンズ鏡筒を提供することを目的とする。

本発明はさらに、ガイドカムの形状及び位置の制限が少なく、また望遠側繰出し時に固定筒と直進筒との嵌め合い量すなわち掛かり量が大きく、安定性の高いインナーフォーカスズームレンズ鏡筒を提供することを目的とする。

本発明は、固定筒と、該固定筒の内側に順次配置された第１カム筒、直進筒及びフォーカスカム筒を配置し、該固定筒の外側に順次配置されたズーム連動筒、第２カム筒及び第１レンズ群摺動筒を配置したことを特徴とするインナフォーカスズームレンズ鏡筒である。

本発明の実施形態は、前記第１カム筒に第３レンズ群ガイドカム及び第４レンズ群ガイドカムカムを設け、前記直進筒に第２レンズ群ガイドカムを設け、前記ズーム連動筒に第１カム筒ガイドカムを設け、前記第２カム筒に第１レンズ群ガイドカムを設け、前記フォーカスカム筒に第２レンズ群フォーカスガイド溝及び第２レンズ群ガイド溝を設けたことを特徴とする。
本発明の実施形態は、さらに、前記第１カム筒、前記フォーカスカム筒、前記ズーム連動筒及び前記第２カム筒がズーム作動時に光軸方向移動及び回転作動し、前記フォーカスカム筒がズーム作動時に光軸方向移動し、フォーカス作動時に回転作動を行うことを特徴とする。

本発明のインナーフォーカスズームレンズ鏡筒は、ズーミング操作及びフォーカス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もったインナーフォーカスズームレンズ鏡筒を構成することができる効果を有する。

本発明のインナーフォーカスズームレンズ鏡筒は、また、十分な至近距離性能及び全ズーム領域における焦点移動を抑え、かつ外径が小さいインナーフォーカスズームレンズ鏡筒を構成することができる効果を有する。

本発明のインナーフォーカスズームレンズ鏡筒はさらに、ガイドカムの形状及び位置の制限が少なく、また望遠側繰出し時に固定筒と直進筒との嵌め合い量すなわち掛かり量が大きく、安定性の高いインナーフォーカスズームレンズ鏡筒を構成することができる効果を有する。

以下に、本発明のインナーフォーカスズームレンズ鏡筒の最良の実施形態を図に基づいて説明する。
（鏡筒の構成）
焦点距離１８ｍｍ〜２５０ｍｍのインナーフォーカス方式のズームレンズ鏡筒１０は、図１及び図２に示すように、第１レンズ群Ａ（焦点距離＋９５．５ｍｍ）、第２レンズ群Ｂ焦点距離−１２．７ｍｍ）、第３レンズ群Ｃ焦点距離＋４３．７ｍｍ）、第４レンズ群Ｄ焦点距離＋４６．２ｍｍ）が装着される。ズームレンズ鏡筒１０は、カメラボデー（図示せず）に取付けるためのマウント１１と一体の固定筒１２を有する。

固定筒１２の内側には、第１カム筒１６、その内側に直進筒１８が配置されている。直進筒１８の内側には、フォーカスカム筒２０、さらにその内側にフォーカス連動リング２３、第２レンズ群レンズ枠２、第３レンズ群レンズ枠３、第４レンズ群レンズ枠４が配置されている。

固定筒１２の外側には、ズーム連動リング１４、その外側に第２カム筒２２、さらにその外側に第１群レンズ摺動枠２４が配置されている。第１群レンズ摺動枠２４の外側すなわち外部に露出して、装飾用の外筒２６、ズーム操作リング３０、固定筒１２と一体の中間鏡筒２９、フォーカス操作リング２８が配置されている。

固定筒１２は、その内面に、図３に示すように、直進筒１８に植設された第３レンズ群ガイドコマ４３が係合する直進ガイド溝４７を有する。
第１カム筒１６は、図４に示すように、第３レンズ群ガイドコマ４３が係合する第３レンズ群ガイドカム４４、第４レンズ群ガイドコマ４５が係合する第４レンズ群ガイドカム４６、及び第２レンズ群ガイドコマ７４が係合する第１縦ガイド溝６０を有する。第１カム筒１６はさらに、ズーム連動リングガイドコマ５０を有する。

直進筒１８は、図５に示すように、第２レンズ群ガイドコマ７４が係合する第２レンズ群ガイドカム８０、第２レンズ群フォーカスコマ９６が係合する第２レンズ群フォーカスカム８１、及び第４レンズ群ガイドコマ４５が係合する第２縦ガイド溝６１を有する。直進筒１８はさらに、第３レンズ群ガイドコマ４３が嵌合する第３レンズ群ガイドコマ嵌合孔５６、及び第１レンズ群コマ６６が設けられている。

フォーカスカム筒２０には、図６に示すように、第２レンズ群フォーカスコマ９６が係合する第２レンズ群フォーカスガイド溝２７、第２レンズ群ガイドコマ７４が係合する第２レンズ群ガイドカム８０及びフォーカス連動コマ８３が設けられている。
ズーム連動リング１４は、図７に示すように、固定筒１２に植設された第１カム筒ガイドコマ３９が係合するズーム連動リングガイドカム４２を有する。ズーム連動リング１４はまた、第１カム筒１６のズーム連動リングガイドコマ５０が嵌合する第１嵌合孔５７を有する。ズーム連動リング１４は、さらに、像側に突出するズーム連動ポスト３１にズーム連動コマ４０が装着されている。

第２カム筒２２は、図８に示すように、第１レンズ群ガイドコマ７０が係合する第１レンズ群ガイドカム７７、ズーム連動リングガイドコマ５０が係合する第３縦ガイド溝４８、及び第１レンズ群コマ６６が係合する横ガイド溝６２が設けられている。
第１レンズ群摺動枠２４の内側には、図９に示すように、第１レンズ群コマ６６が係合する第３縦ガイド溝６４と、第２カム筒２２の第１レンズ郡ガイドカム７７に係合する第１レンズ群ガイドコマ７０が設けられている。

（ズーム作動）
図１及び図２を参照して、ズーム作動は、ズームリング３０を回転作動させる。ズームリング３０の回転作動は、ズームリング３０の直進溝（図示せず）に係合したズーム連動コマ４０及びズーム連動ポスト３１を介してズーム連動リング１４に伝達される。

ズーム連動リング１４が回転作動すると、固定筒１２に植設された第１カム筒ガイドコマ３９がズーム連動リング１４の第１カム筒ガイドカム４２に係合することにより、ズーム連動リング１４は光軸方向移動及び回転作動する。

第１カム筒１６に植設されズーム連動リング１４の第１嵌合孔５７を貫通した第２カム筒コマ５０が、第２カム筒２２の第３縦ガイド溝４８に係合していることにより、ズーム連動リング１４の回転作動は、第２カム筒２２に伝達され、第２カム筒２２が回転作動する。

第２カム筒２２が回転作動すると、直進筒１８の第１レンズ群ガイドコマ６６と第２カム筒２２の横ガイド溝６２の係合によって、第２カム筒２２が直進筒１８に対し光軸方向移動する。第２カム筒２２が回転作動すると、さらに、直進筒１８の第１レンズ群ガイドコマ６６と第１レンズ群摺動枠２４のとの係合によって回転阻止されている第１レンズ群摺動枠２４の第１レンズ群ガイドコマ７０と第２カム筒２２の第１レンズ郡ガイドカム７７の係合によって、第１レンズ群摺動枠２４が第２カム筒２２上で光軸方向移動する。このようにして、第１レンズ群Ａのズーム移動がなされる。

ズーム連動リング１４の光軸方向移動及び回転作動は、第１カム筒１６のズーム連動リングガイドコマ５０とズーム連動リング１４の第１嵌合孔５７の係合によって、第１カム筒１６に伝達される。

直進筒１８は、固定筒１２の直進ガイド溝４７と直進筒１８の第３レンズ群ガイドコマ４３との係合によって、回転作動なしで光軸方向移動のみを行うことができる。
第２レンズ群摺動枠７２に植設された第２レンズ群ガイドコマ７４が、直進筒１８の第２レンズ群ガイドカム８０と第１カム筒１６の第１縦ガイド溝６０とに係合していることから、第１カム筒１６の回転作動は、第２レンズ群摺動枠７２及びこれに支持された第２レンズ群枠２をズーム移動させる。

第３レンズ群枠３に植設された第３レンズ群ガイドコマ４３は、固定筒１２の直進ガイド溝４７に係合して、第３レンズ群ガイドコマ４３の回転作動が阻止されている。第３レンズ群ガイドコマ４３は、第１カム筒１６の第３レンズ群ガイドカム４４と係合しており、第１カム筒１６の光軸方向移動及び回転作動は、第３レンズ群枠３を光軸方向にズーム移動させる。
第４レンズ群枠４に植設された第４レンズ群ガイドコマ４５は、直進筒１８の第２縦ガイド溝６１に係合して、第４レンズ群ガイドコマ４５の回転作動が阻止されている。第４レンズ群ガイドコマ４５は第１カム筒１６の第４レンズ群ガイドカム４６と係合しており、第１カム筒１６の光軸方向移動及び回転作動は、第４レンズ群枠４を光軸方向にズーム移動させる。

（フォーカス作動）
フォーカスリング２８の回動は、フォーカスギヤリング９４及びフォーカス連動リング２３を介して、フォーカスカム筒２０に伝達される。フォーカスカム筒２０の回動は、静止している第２レンズ群ガイドコマ７４を基準にしてなされる。すなわち、第２レンズ群ガイドコマ７４とフォーカスカム筒２０との係合によって、フォーカスリング２８が回動するとともに光軸方向移動する。

このフォーカスリング２８の回動及び光軸方向移動は、第２レンズ群枠２に植設された第２レンズ群フォーカスコマ９６が、フォーカスカム筒２０の第２レンズ群フォーカスガイド溝２７及び直進筒１８の第２レンズ群フォーカスカム８１に係合していることによって、第２レンズ群枠２がフォーカス移動する。

図１は、本発明の実施形態のインナーフォーカスズームレンズの広角時の部分断面図である。 図２は、本発明の実施形態のインナーフォーカスズームレンズの望遠時の部分断面図である。 図３は、本発明の実施形態の固定筒の展開説明図である。 図４は、本発明の実施形態の第１カム筒の展開説明図である。 図５は、本発明の実施形態の直進筒の展開説明図である。 図６は、本発明の実施形態のフォーカスカム筒の展開説明図である。 図７は、本発明の実施形態のズーム連動リングの展開説明図である。 図８は、本発明の実施形態の第２カム筒の展開説明図である。 図９は、本発明の実施形態の第１レンズ群摺動枠の展開説明図である。 図１０は、従来技術のインナーフォーカスズームレンズの広角時の部分断面図である。 図１１は、従来技術のインナーフォーカスズームレンズの望遠時の部分断面図である。

符号の説明

Ａ 第１レンズ群
Ｂ 第２レンズ群
Ｃ 第３レンズ群
Ｄ 第４レンズ群
２ 第２レンズ群レンズ枠
３ 第３レンズ群レンズ枠
４ 第４レンズ群レンズ枠
１０ ズームレンズ鏡筒
１１ マウント
１２ 固定筒
１４ ズーム連動リング
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
２３ フォーカス連動リング
２４ 第１群レンズ摺動枠
２６ 外筒
２７ 第２レンズ群フォーカスガイド溝
２８ フォーカス操作リング
２９ 中間鏡筒
３０ ズーム操作リング
３１ ズーム連動ポスト
４０ ズーム連動コマ
４３ 第３レンズ群ガイドコマ
４４ 第３レンズ群ガイドカム
４５ 第４レンズ群ガイドコマ
４６ 第４レンズ群ガイドカム
４７ 直進ガイド溝
５０ ズーム連動リングガイドコマ
５６ 第３レンズ群ガイドコマ嵌合孔
６０ 第１縦ガイド溝
６１ 第２縦ガイド溝
６２ 横ガイド溝
６４ 第３縦ガイド溝
６６ 第１レンズ群コマ
７０ 第１レンズ群ガイドコマ
７４ 第２レンズ群ガイドコマ
７７ 第１レンズ群ガイドカム
８０ 第２レンズ群ガイドカム
８１ 第２レンズ群フォーカスカム
８３ フォーカス連動コマ
９６ 第２レンズ群フォーカスコマ

Claims (2)

1. 固定筒と、
   該固定筒の内側に順次、各レンズ群ガイドカムが設けられた第１カム筒、回転動作なしに光軸方向の移動が可能な直進筒、及び回転動作と共に光軸方向へ移動可能なフォーカスカム筒を配置し、
   該固定筒の外側に順次、回転動作と共に光軸方向へ移動可能なズーム連動リング、複数のガイドコマとガイド溝を備えた第２カム筒、及び前記第２カム筒上を光軸方向に移動可能な第１レンズ群摺動筒を配置した
   ことを特徴とするインナフォーカスズームレンズ鏡筒。
2. 前記第１カム筒に第３レンズ群ガイドカム及び第４レンズ群ガイドカムを設け、前記直進筒に第２レンズ群ガイドカムを設け、前記ズーム連動筒に第１カム筒ガイドカムを設け、前記第２カム筒に第１レンズ群ガイドカムを設け、前記フォーカスカム筒に第２レンズ群フォーカスガイド溝及び第２レンズ群ガイド溝を設けたことを特徴とする請求項１に記載のインナフォーカスズームレンズ鏡筒。

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