JP4910138B2

JP4910138B2 - フォーカス調整機構を備えたレンズ鏡筒

Info

Publication number: JP4910138B2
Application number: JP2006222974A
Authority: JP
Inventors: 宏明鈴木
Original assignee: Ricoh Imaging Co Ltd
Current assignee: Ricoh Imaging Co Ltd
Priority date: 2006-08-18
Filing date: 2006-08-18
Publication date: 2012-04-04
Anticipated expiration: 2026-08-18
Also published as: JP2008046440A

Description

本発明はカメラのレンズ鏡筒に関し、特にズーム機構を備えたレンズ鏡筒におけるフォーカス調整機構を改善したレンズ鏡筒に関するものである。

ズーム機構を備えたカメラのレンズ鏡筒では、ズーム機構により焦点距離を変化させたときにフォーカス位置（焦点位置）が変化することがある。焦点距離を変化させた場合でもフォーカス位置を一定に保持するレンズ鏡筒は構造が複雑になることは避けられず、低コスト化が難しい。特に、複数のレンズ又はレンズ群で構成されるレンズ鏡筒において、最前群又は最後群以外のレンズを移動してフォーカス調整を行うインナーフォーカスレンズ鏡筒ではフォーカス位置を一定に保持することは困難である。そのため、ズーム機構により焦点距離を変化したときに、フォーカス操作環を操作してフォーカスレンズでの合焦を行なう必要がある。このようにインナーフォーカスレンズではフォーカス操作環に表示される距離目盛りの重要性が高いため、ズーム機構のテレ（長焦点）或いはワイド（短焦点）のいずれかの無限遠位置に対してフォーカス調整を行う構成がとられている。

例えば、特許文献１に記載のズームレンズ鏡筒はインナーフォーカスレンズ鏡筒ではないが、フォーカスレンズを光軸方向に移動してフォーカス調整を行うためのフォーカスカム環と、フォーカス調整時に操作するフォーカス操作環とをビスで連結した構成がとられている。このようなレンズ鏡筒において前述したフォーカス調整を行うには、フォーカス操作環とフォーカスカム環を連結しているビスが挿通されている穴を光軸回り方向、すなわち円周方向に長い長穴で構成し、ビスを緩めて当該長穴内で移動させることでフォーカス操作環とフォーカスカム環との相対回動位置を変化調整する。これにより、フォーカスレンズを所定の光軸方向の位置に調整したときに、フォーカス操作環が所定の回動位置になるように設定することができる。
実用新案登録第２５８４２０８号公報

特許文献１のように、フォーカス操作環とフォーカスカム環を単にビスで連結した構成では、ビスの頭部とフォーカス操作環の外周面との面接触により生じる摩擦係合力のみで連結状態を保持しなければならない。近年、レンズ鏡筒の小型化を図るためにビスの径寸法及び頭部寸法も縮小される傾向があるため、ビスによるフォーカス操作環とフォーカスカム環の連結力が低下し、フォーカス操作環とフォーカスカム環に光軸回り方向の位置ずれが生じ易くなる。特に、経年変化や外部振動等によりビスに緩みが生じたような場合には、ビスがごく僅か緩んだだけでもビス頭部とフォーカス操作環の外周部との当接面での摩擦係合力が失われてしまい、フォーカス操作環を操作したときにビスと長穴との間に滑りが生じ、両者の連結状態が崩れてしまう。そのため、フォーカス操作環の回動量とフォーカスカム環の回動量とにずれが生じ、フォーカス操作環の距離目盛りとフォーカスレンズによる実際の被写体距離とに誤差が生じてしまうことになる。なお、このような問題はフォーカスカム環の代わりにフォーカスレンズをスクリュー（リードネジ）環で光軸方向に移動させる構成のフォーカス機構についても言えるものである。本明細書ではこれらフォーカスカム環やフォーカススクリュー環のようにフォーカスレンズを光軸方向に移動させるための環部材をフォーカス駆動環と称する。

本発明の目的は、フォーカス操作環とフォーカス駆動環との連結状態を安定化したフォーカス調整機構を備えたレンズ鏡筒を提供するものである。

本発明は、光軸回りに回動操作されるフォーカス操作環と、フォーカス操作環に連結されて一体的に回動され、フォーカスレンズを光軸方向に移動させてフォーカス調整を行うフォーカス駆動環とを備えるレンズ鏡筒において、フォーカス操作環と前記フォーカス駆動環とを連結する部分において外径側に配置された環部材に設けられ円周方向に所要の長さを有する連結穴と、連結穴内に内挿され、外側面が連結穴の内面に摩擦係合されたカラーと、外径側から前記カラーの軸穴を挿通され内径側に配置された環部材に締結されるビスとを備え、連結穴は厚み方向の上部穴の内法寸法が下部穴の内法寸法よりも大きくされて光軸回り方向に長辺を有する長穴であり、カラー及びビスは当該連結穴に対して長辺方向に相対移動可能であり、カラーは少なくとも側面の一部に平坦面が形成された筒体で形成され、平坦面が連結穴の下部穴の円周方向に延びる内面に当接され、ビスの頭部は上部穴の底辺に当接されていることを特徴とする。

本発明によれば、フォーカス操作環とフォーカス駆動環は、一方の環部材に締結されるビスの頭部が当接される外径側の環部材との摩擦係合力によって連結状態が保持されるとともに、外径側の環部材に設けた連結穴に内挿されて当該ビスにより固定されるカラーと連結穴の内面との摩擦係合力によっても連結状態が保持される。そのため、ビスを緩めたときにフォーカス操作環とフォーカス駆動環の相対回動を可能にしてフォーカス調整を可能にする一方で、ビスを締結したときのフォーカス操作環とフォーカス駆動環の連結状態を確保し、特にビスが緩んだ場合でもカラーによる両環部材の連結状態を安定かつ確実なものにできる。

本発明において、連結穴は光軸回り方向に長辺を有する長穴であり、カラー及びビスは連結穴の内部で長辺方向に相対移動可能としているので、連結穴の長辺の長さ範囲でのフォーカス調整が可能になる。

さらに本発明において、カラーは少なくとも側面の一部に平坦面が形成された筒体で形成され、連結穴は厚み方向の上部穴の内法寸法が下部穴の内法寸法よりも大きくされ、カラーの当該平坦面が連結穴の下部穴の円周方向に延びる内面に当接されているので、カラーの平坦面と連結穴の平坦な内面とが密接状態に当接し、摩擦係合力が高められ、連結状態が保持される。また、ビスは頭部が連結穴の上部穴の底辺に当接されているので、頭部と外径側環部材との摩擦係合力によっても連結状態が保持される。

本発明のレンズ鏡筒では、例えば、フォーカス操作環の一部がフォーカス駆動環の一部に外径方向から重ねられ、フォーカス操作環の一部に連結穴が設けられ、ビスはフォーカス駆動環の外周面に螺合される。また、本発明のレンズ鏡筒において、フォーカス駆動環はフォーカスレンズにカム係合するフォーカスカム環、またはフォーカスレンズにネジ結合するフォーカススクリュー環であってもよい。

次に、本発明の実施例１について図面を参照して説明する。図１は一眼レフカメラの交換レンズとして構成した実施例１のレンズ鏡筒ＯＳの光軸Ｏｘより上側領域の断面図である。実施例１では鏡筒内に第１ないし第５のレンズ又はレンズ群を内装したレンズ鏡筒を示している。鏡筒ＯＳは光軸方向に沿って前環１１と後環１２とに分割され、これらがネジ１３により一体化された内側固定環１を備えており、この内側固定環１の前端部に第１レンズ枠Ｆ１により第１レンズＬ１が固定されている。また、前記内側固定環１の後端部に第５のレンズ枠Ｆ５により第５レンズＬ５が固定されている。なお、この内側固定環１の後端部は図には表れないカメラ本体のレンズマウントに着脱可能なバヨネット部１４として構成されている。前記内側固定環１の前環１１内には第２レンズ枠Ｆ２により第２レンズＬ２が支持されており、当該前環１１に設けられた直進溝１１１に沿って光軸方向に移動可能とされている。また、後環１２内には第３レンズ枠Ｆ３と第４レンズ枠Ｆ４によってそれぞれ第３レンズＬ３と第４レンズＬ４が支持されており、当該後環１２に設けられた直進溝１２１に沿ってそれぞれ光軸方向に移動可能とされている。また、前記前環１１と後環１２を覆うように内側固定環１と一体的に前外環２１と後外環２２からなる外側固定環２が設けられている。この実施例１のレンズ鏡筒ＯＳは、いわゆるインナーフォーカスレンズ鏡筒として構成されており、後述するように前記第２レンズＬ２がフォーカスレンズとして構成され、第２レンズＬ２の光軸方向の位置調整により撮影する被写体像の合焦を行うようになっている。

前記内側固定環１の前環１１の外周にはフォーカスカム環３が嵌合配置されている。このフォーカスカム環３は後述するフォーカス調整機構７によってフォーカス操作環４に連結されており、フォーカス操作環４の回動に伴って鏡筒光軸回りに一体的に回動可能とされている。前記フォーカス操作環４は円周一部に内径方向に向けてストップレバー４１が設けられており、このストップレバー４１は前記後外環２２の前端部に設けた円周溝２２ａに係合され、当該円周溝２２ａの円周範囲内で回動操作が可能にされている。図２にフォーカス調整機構７を含む前記前環１１とフォーカスカム環３の概略構成を示すように、フォーカスカム環３には所要形状のフォーカスカム溝３１が形成されており、前記第２レンズ枠Ｆ２の外周に外径方向に立設したローラＲ２が前記前環１１の直進溝１１１とフォーカスカム環３のカム溝３１を貫通した状態で係合している。また、前記内側固定環１の後環１２の外周にはズームカム環５が嵌合配置されており、前記後外環２２の外周面に沿って回動操作可能に構成されたズーム操作環６から内径方向に突出したレバー６１に係合され、ズーム操作環６の回動に伴って鏡筒光軸回りに一体的に回動可能とされている。このズームカム環５には所要形状のズームカム溝５１，５２が形成されており、前記第３レンズ枠Ｆ３と第４レンズ枠Ｆ４のそれぞれの外周に外径方向に立設したローラＲ３，Ｒ４が前記後環１２の直進溝１２１とズームカム環５のカム溝５１，５２を貫通した状態で係合している。なお、前記直進溝１１１，１２１、カム溝３１，５１，５２、及び各レンズ枠Ｆ２，Ｆ３，Ｆ４のローラＲ２，Ｒ３，Ｒ４はそれぞれレンズ鏡筒ＯＳを正面方向から見たときに円周方向の３箇所、通常では鏡筒光軸の回りに１２０度の中心角の位置にそれぞれ同じ形状の溝、ローラとして設けられている。また、前記フォーカス操作環４とズーム操作環６にはそれぞれ飾り環４２，６２が設けられ、各環の意匠上の見栄えを高めていると同時に、図には表れないが前記外周環２に設けられた指標に対向するようにフォーカス操作環４には距離目盛りが設けられ、ズーム操作環６には焦点距離目盛りが設けられている。

このレンズ鏡筒ＯＳの概略動作を説明すると、ズーム操作環６を回動操作するとズームカム環５が一体に回動されるため、ズームカム溝５１，５２と後環１２の直進溝１２１との交差位置が光軸方向に変化され、これら溝の交差位置にある第３レンズ枠Ｆ３と第４レンズ枠Ｆ４の各ローラＲ３，Ｒ４の位置も光軸方向に変化され、これらに支持された第３レンズＬ３と第４レンズＬ４の光軸方向の位置が変化され、所望のズーム値、すなわち焦点距離に設定される。同様にフォーカス操作環４を回動操作するとフォーカスカム環３が一体に回動されるため、フォーカスカム溝３１と前環１１の直進溝１１１との交差位置が光軸方向に変化され、当該溝の交差位置にある第２レンズ枠Ｆ２のローラＲ２の位置も光軸方向に変化され、これらに支持された第２レンズＬ２の光軸方向の位置が変化され、合焦状態に設定される。

この実施例１のレンズ鏡筒ＯＳにおいて、前記フォーカス操作環４とフォーカスカム環３は前記フォーカス調整機構７により連結されているが、このフォーカス調整機構７を図３に示す。フォーカスカム環３の光軸方向の後端部とフォーカス操作環４の光軸方向の前端部は径方向に重ねられており、この重ねられた領域においてフォーカス操作環４には円周方向に長い長方形をした連結穴７１が径方向に貫通されている。この連結穴７１は厚み方向の上部穴７１ａの内法寸法が下部穴７１ｂの内法寸法よりも一回り大きくされ、厚み方向の断面形状がＴ字型に形成されている。そして、この連結穴７１の下部穴７１ｂには筒状をしたカラー７２が内挿されるとともに、このカラー７２の中心軸穴７２ａにビス７３を挿通し、このビス７３を前記フォーカスカム環３の外周面に設けたネジ穴７４に螺合させている。前記カラー７２は大略円筒状に形成され、その外周面の径方向に対向する２箇所に互いに平行な平坦面７２ｂを有しており、これらの平坦面７２ｂの径方向の対向寸法が前記連結穴７１の下部穴７１ｂの鏡筒光軸方向に沿った内法寸法にほぼ等しく形成されている。また、前記ビス７３の軸部（ネジ部）７３ａは前記カラー７２の中心軸穴７２ａの内径よりも若干小さい径寸法とされ、またビス７３の頭部７３ｂは前記連結穴７１の上部穴７１ａの鏡筒光軸に沿った内法寸法よりも小さく、当該連結穴７１の下部穴７１ｂの鏡筒光軸に沿った内法寸法よりも若干大きくされている。

そして、ビス７３をフォーカスカム環３のネジ穴７４に螺合した状態では、図４（ａ）の水平方向断面図と、図４（ｂ）のＡ−Ａ線縦断面図に示すように、ビス７３の頭部７３ｂは連結穴７１の上部穴７１ａに収容された状態となり、同時に当該上部穴７１ａの上面に当接した状態となる。また、ビス７３によってカラー７２は連結穴７１の下部穴７１ｂ内に固定され、当該カラー７２の両側の平坦面７２ｂは当該下部穴７１ｂの対向する両内側面に当接した状態となる。すなわち、ビス７３の頭部７３ｂの下面と連結穴７１の上部穴７１ａの底面との当接によって生じる摩擦力と、カラー７２の平坦面７２ｂと連結穴７１の下部穴７１ｂの内側面との当接によって生じる摩擦力とによりフォーカス操作環４とフォーカスカム環３は円周方向に連結されることになる。フォーカス操作環４とフォーカスカム環３がビス７３により固定されたカラー７２と連結穴７１との当接構造によって鏡筒光軸方向に一体的に連結されることは言うまでもない。

この実施例１のレンズ鏡筒においてフォーカス調整を行う手順は、まず、ズーム操作環６を回動操作し、これに連結されているズームカム環５を回動し、カム溝５１，５２とローラＲ３，Ｒ４とのカム動作によって第３レンズＬ３と第４レンズＬ４の光軸位置を変化させて所定の焦点距離、この場合には無限遠の焦点距離に設定する。しかる上でフォーカス操作環４を回動操作し、これに連結されているフォーカスカム環３を回動し、カム溝３１とローラＲ２とのカム動作によって第２レンズＬ２の光軸位置を変化させて合焦状態とする。そして、このときにフォーカス操作環４における距離目盛りにずれが生じているときには、連結構造７を利用してフォーカス操作環４のみを回動して距離目盛のずれを修正する。このときフォーカスカム環３は回転しないようにしておく。このフォーカス調整機構７での修正では、ビス７３を少し緩めた上でフォーカス操作環４を強制的に鏡筒光軸回りに回動させると、ビス７３及びカラー７２はフォーカスカム環３と一体で固定されている状態にあるので、連結穴７１はカラー７２に対して摺動しながら鏡筒光軸回り方向に移動される。そして、フォーカス操作環４の回動位置が修正された時点でビス７３を締結し、ビス７３によってフォーカス操作環４とフォーカスカム環３を再び一体的に連結する。これにより、前述のようにビス７３の頭部７３ｂの下面と連結穴７１の上部穴７１ａの底面との当接によって生じる摩擦力と、カラー７２の平坦面７２ｂと連結穴７１の下部穴７１ｂの内面との当接によって生じる摩擦力とによりフォーカス操作環４とフォーカスカム環３は連結されることになる。したがって、以降はフォーカス操作環４とフォーカスカム環３との対応が適正なものとなり、フォーカス調整が完了される。

このフォーカス調整機構によれば、フォーカス調整に際しては前述のようにビス７３を緩めた上でフォーカス操作環４とフォーカスカム環３との相対回動位置を設定ないし修正し、その上で再びビス７３を締結する作業のみでよく、従来のフォーカス調整と殆ど同じ作業でよく、フォーカス調整を容易に行うことができる。一方、フォーカス調整が行われたレンズ鏡筒では、仮に経年変化や外部振動等によってビス７３の締結状態が緩むことがあり、ビス７３の頭部７３ｂと連結穴７１の上部穴７１ａの底面との当接による摩擦力が低減ないし失われることがあっても、カラー７２の平坦面７２ｂが連結穴７１の下部穴７１ｂの内面に当接して生じる両者間での摩擦力による連結状態が低下することはない。特に、カラー７２の平坦面７２ｂの下部穴７１ｂに接する面積は、ビス７３の頭部７３ｂが上部穴７１ａに接する面積よりも大きくなるので、平坦面７２ｂにおける摩擦係合力には大きなものが得られる。これにより、フォーカス操作環４とフォーカスカム環３の連結状態を安定なものとし、信頼性を高めることができる。

ここで、実際にフォーカス調整機構を構成した場合には、カラー７２の両側の平坦面７２ｂの径方向の対向寸法と、連結穴７１の下部穴７１ｂの光軸方向の内法寸法とに製造公差が生じることがあり、この公差によって摩擦係合力が得られ難くなる場合が考えられる。この場合には、図５に示すように、カラー７２の中心軸穴７２ａの径寸法をビス７３の軸部７３ａの径寸法よりも若干大きくなるように設計しておき、ビス７３を締結する際にはフォーカス操作環４に鏡筒光軸方向の一方向（図５の右方向）の力を加えるようにする。これにより、カラー７２は図５（ａ）のように微小寸法、すなわちビス７３の軸部７３ａの径寸法とカラー７２の中心軸穴７２ａの内径寸法の差Δに相当する寸法だけ鏡筒光軸に沿った左方向に変位されることになり、図５（ｂ）に示すように一方の平坦面７２ｂにおいて連結穴７１の下部穴７１ｂの一方の内面に確実に当接する状態となり、この当接した面での摩擦係合力によってフォーカス操作環４とフォーカスカム環３との連結力を得ることができる。このとき、ビス７３の頭部７３ｂの下面と上部穴７１ａの底面とが当接していることは言うまでもない。

実施例１ではカラーの平坦面と連結穴の内面は径方向に平行な面として形成しているが、図６に示すように、カラー７２Ａの平坦面７２ｂと連結穴７１の下部穴７１ｂの内面を外径方向から内径方向に向けて若干の傾斜をもったテーパ状にしてもよい。この場合には、カラー７２Ａの上面が連結穴７１の上部穴７１ａの底面よりも低くなるようにカラー７２Ａを設計しておき、ビス７３の頭部７３ｂの下面とカラー７２の上面との間にばね座金７５を介挿する。この構成ではカラー７２Ａの２つの平坦面７２ｂの径方向の対向寸法と連結穴７１の下部穴７１ｂの鏡筒光軸方向の内法寸法との間に公差等の寸法誤差が生じている場合でも、これら平坦面７２ｂと下部穴７１ｂの対向する内面でのテーパ作用によって両面を常に密接状態とすることができ、カラー７２Ａと連結穴７１とにおける摩擦係合力を高めることができる。このとき、ビス７３の頭部７３ｂの下面と上部穴７１ａの底面とが当接していることは言うまでもない。

実施例１では連結穴７１は長方形に形成しているが、図７に示すように、連結穴７１Ａのように長さ方向の両端部を円弧状に形成してもよい。あるいは、カラーは連結穴の内法寸法に合った辺寸法の角筒状に形成してもよい。

実施例１ではフォーカスレンズをフォーカスカム環によりフォーカス調整するレンズ鏡筒に適用したが、フォーカスレンズをフォーカススリクュー環によりフォーカス調整するレンズ鏡筒においても、フォーカス操作環とフォーカススクリュー環との連結構造に本発明を適用することができる。

本発明の実施例１のレンズ鏡筒の一部の断面図である。実施例１の要部の概略構成を示す分解斜視図である。フォーカス調整機構の部分分解斜視図である。フォーカス調整機構の平面断面図とＡ−Ａ線縦断面図である。フォーカス調整機構の変形例の平面断面図とＢ−Ｂ線縦断面図である。連結穴の変形例の平面図である。フォーカス調整機構の変形例の縦断面図である。

符号の説明

ＯＳレンズ鏡筒
１内側固定環
２外側固定環
３フォーカスカム環
４フォーカス操作環
５ズームカム環
６ズーム操作環
７フォーカス調整機構
７１連結穴
７１ａ上部穴
７１ｂ下部穴
７２，７２Ａカラー
７２ｂ平坦面
７３ビス
７３ｂビス頭部
Ｌ１〜Ｌ５第１〜第５レンズ
Ｆ１〜Ｆ５第１〜第５レンズ枠
Ｒ２〜Ｒ４ローラ
Ｏｘ鏡筒光軸

Claims

光軸回りに回動操作されるフォーカス操作環と、前記フォーカス操作環に連結されて一体的に回動され、フォーカスレンズを光軸方向に移動させてフォーカス調整を行うフォーカス駆動環とを備えるレンズ鏡筒において、前記フォーカス操作環と前記フォーカス駆動環とを連結する部分において外径側に配置された環部材に設けられ円周方向に所要の長さを有する連結穴と、前記連結穴内に内挿され、外側面が前記連結穴の内面に摩擦係合されたカラーと、外径側から前記カラーの軸穴を挿通され内径側に配置された環部材に締結されるビスとを備え、前記連結穴は厚み方向の上部穴の内法寸法が下部穴の内法寸法よりも大きくされて光軸回り方向に長辺を有する長穴であり、前記カラー及びビスは当該連結穴に対して長辺方向に相対移動可能であり、前記カラーは少なくとも前記外側面の一部に平坦面が形成された筒体で形成されて当該平坦面が前記連結穴の下部穴の円周方向に延びる内面に当接され、前記ビスの頭部は前記上部穴の底辺に当接されていることを特徴とするフォーカス調整機構を備えたレンズ鏡筒。
前記フォーカス操作環の一部が前記フォーカス駆動環の一部に外径方向から重ねられ、前記フォーカス操作環の一部に前記連結穴が設けられ、前記ビスは前記フォーカス駆動環の外周面に螺合されていることを特徴とする請求項１に記載のフォーカス調整機構を備えるレンズ鏡筒。
前記フォーカス駆動環はフォーカスレンズにカム係合するフォーカスカム環、またはフォーカスレンズにネジ結合するフォーカススクリュー環であることを特徴とする請求項１又は２に記載のフォーカス調整機構を備えるレンズ鏡筒。