JP5417679B2 - レンズ鏡筒、カメラシステム - Google Patents

Description

本発明は、カム機構によりレンズ群を移動するレンズ鏡筒、カメラシステムに関するものである。

図２は、従来のレンズ鏡筒と、そのフランジ焦点距離（フランジバック）の調整方法を説明する図である。
図２に示す従来のレンズ鏡筒は、固定筒１，移動筒２，回転リング３０，超音波モータユニットＭ，連動キー５等を有している。
固定筒１には、光軸に平行に設けられた直進溝１ａと、回転ガイド部１ｂとが設けられている。

回転リング３０には、回転ガイド部１ｂと係合する円周溝３０ｂと、円周上に螺旋状に形成されたカム溝３０ｃとが設けられている。回転リング３０には、連動キー５が固定されており、連動キー５を介して超音波モータユニットＭと接続されている。また、回転リング３０は、不図示のフォーカス操作環と係合している。したがって、回転リング３０は、自動合焦（オートフォーカス）動作時には、超音波モータユニットＭにより駆動されて回転し、手動合焦（マニュアルフォーカス）動作時には、不図示のフォーカス操作環の回転と共に回転する。
移動筒２は、フォーカスレンズ群Ｌを保持しており、フォーカスレンズ群Ｌの光軸方向に沿って移動することにより、不図示の撮影光学系の焦点位置を調整可能となっている。移動筒２には、カムフォロア部２ａが設けられており、このカムフォロア部２ａは、直進溝１ａとカム溝３０ｃとに係合している。

回転リング３０が回転すると、回転ガイド部１ｂと円周溝３０ｂとが係合しているので、回転リング３０は、固定筒１に対して光軸方向に移動することなく回転する。そして、カムフォロア部２ａが直進溝１ａとカム溝３０ｃとに係合していることから、回転リング３０の回転により、カム溝３０ｃに従い移動筒２が光軸方向に移動して、焦点調整（フォーカシング）動作が行われる。
そして、フランジ焦点距離の調整は、移動筒２に対するフォーカスレンズ群Ｌの光軸方向の固定位置を移動させるようにワッシャーＷ等を移動筒２とフォーカスレンズ群Ｌとの間に挟みこむことにより行われていた。

焦点距離の非常に大きな、いわゆる超望遠レンズ等では、フォーカスレンズ群Ｌの被写体側及びその反対側（不図示のカメラ本体側）にも撮影光学系を形成するレンズ群が設けられた、一般にインナーフォーカス式（内焦式）等と呼ばれている形態が多く用いられる。この場合、フォーカスレンズ群は、レンズ内部にあり部品の積み重ねやレンズ枚数が多く、公差の累積により、距離目盛の無限遠位置や距離エンコーダの無限遠位置信号の位置と実際の光学系の位置とを合わせるためにフランジ焦点距離の調整が必ず必要になる。
しかし、インナーフォーカス式の場合、従来のようなフランジ焦点距離の調整を行うためには、フォーカスレンズ群Ｌが撮影光学系の内部にあるため、他のレンズ群を一旦取り外す必要があるという問題があった。
特許文献１には、ズームレンズ鏡筒におけるフランジ焦点距離の調整を行う技術が開示されている。
特開平８−２１１２７７号公報

本発明の課題は、レンズ位置の調整を簡単に行えるレンズ鏡筒、カメラシステムを提供することである。

前記課題を解決するために、請求項１の発明は、固定筒と、レンズを保持し、前記レンズの光軸と直交する方向において前記固定筒の内側に重なるレンズ枠と、前記光軸と直交する方向において前記固定筒及び前記レンズ枠の外側に重なり、前記固定筒に対して回動可能に設けられたカム筒と、前記光軸と直交する方向において前記固定筒及び前記カム筒の外側に重なり、前記固定筒に対して回動可能に設けられたカム筒保持枠と、を備え、前記レンズ枠は、前記固定筒に設けられたカム溝及び前記カム筒に設けられたカム溝に係合するカムフォロアを有し、前記カム筒は、前記カム筒と前記カム筒保持枠とが互いに固定されない状態で前記固定筒及び前記カム筒保持枠に対する前記カム筒の回転位置を調整し、前記固定筒に設けられたカム溝及び前記カム筒に設けられたカム溝への前記カムフォロアの係合位置を変化させて前記レンズ枠の前記固定筒に対する光軸方向の位置を調整するためのピン部材が着脱可能に取り付けられる孔部を有し、前記カム筒と前記カム筒保持枠との相対位置を調整した後、前記ピン部材が前記孔部から取り外され、前記カム筒と前記カム筒保持枠とが互いに接着固定された状態で前記カム筒保持枠及び前記カム筒を前記固定筒に対して回転させ、前記固定筒に設けられたカム溝及び前記カム筒に設けられたカム溝への前記カムフォロアの係合位置を変化させて前記レンズ枠を前記固定筒に対して前記光軸方向に移動させること、を特徴とするレンズ鏡筒である。
請求項２の発明は、請求項１に記載のレンズ鏡筒であって、前記カム筒保持枠は貫通して形成された円周溝を有し、孔部は、前記円周溝内に位置するように形成されたこと、を特徴とするレンズ鏡筒である。
請求項３の発明は、請求項１又は請求項２に記載のレンズ鏡筒であって、前記カム筒及び前記カム筒保持枠は、互いに係合するねじ結合部を有し、前記カム筒と前記カム筒保持枠とが互いに固定されない状態で、前記ピン部材により、前記カム筒を前記固定筒及び前記カム筒保持枠に対して相対的に回転させることにより、前記ねじ結合部の螺合状態が変化して前記カム筒の前記固定筒に対する光軸方向の位置が変化し、前記カムフォロアの前記固定筒に設けられたカム溝及び前記カム筒に設けられたカム溝の係合位置が変化することで前記レンズ枠の前記固定筒に対する前記光軸方向の位置が調整可能であること、を特徴とするレンズ鏡筒である。
請求項４の発明は、請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載のレンズ鏡筒において、前記レンズ鏡筒はインナーフォーカス式であり、前記レンズはフォーカスレンズであること、を特徴とするレンズ鏡筒である。
請求項５の発明は、請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載のレンズ鏡筒を備えたカメラシステムである。

本発明によれば、レンズ位置の調整を簡単に行えるという利点がある。

レンズ位置の調整を簡単に行えるようにするという目的を、カム筒及びカム筒保持枠の形状を、カム筒保持枠を固定した状態でカム筒を回転することによりレンズのカム筒保持枠に対する位置を調整可能とすることで実現した。

図１は、本実施例のレンズ鏡筒と、そのフランジ焦点距離（フランジバック）の調整方法を説明する図である。
本実施例のレンズ鏡筒は、固定筒１，移動筒２，カム筒保持枠３，カム筒４，超音波モータユニットＭ，連動キー５等を有し、不図示のカメラ本体に着脱可能な交換レンズであり、カメラシステムの一部を構成するものである。
固定筒１には、光軸に平行に設けられた直進溝１ａと、回転ガイド部１ｂとが設けられている。回転ガイド部１ｂには、カム筒保持枠３の回転が滑らかに行えるようにベアリングが形成されている。

カム筒保持枠３には、回転ガイド部１ｂと係合し操作範囲に応じた円周溝３ｂと、後述のカム筒４と重なる位置に設けられた円周溝３ｃが設けられている。また、カム筒保持枠３の内周面には、ねじ結合部３ａが設けられている。カム筒保持枠３には、連動キー５が固定されており、連動キー５を介して超音波モータユニットＭと接続されている。また、カム筒保持枠３は、不図示のフォーカス操作環と係合している。したがって、カム筒保持枠３は、自動合焦（オートフォーカス）動作時には、超音波モータユニットＭにより駆動されて回転し、手動合焦（マニュアルフォーカス）動作時には、不図示のフォーカス操作環の回転と共に回転する。なお、カム筒保持枠３と係合して一体で回転する不図示のフォーカス操作環には、フォーカスレンズ群Ｌの合焦状態における位置に対応して被写体までの距離に相当する目盛りが記された距離目盛が設けられている。

カム筒４は、カム筒保持枠３の内周側に設けられており、外周に形成されたねじ結合部４ａがカム筒保持枠３のねじ結合部３ａとねじ結合している。このねじ結合部３ａとねじ結合部４ａには、接着剤が塗布されており、カム筒保持枠３とカム筒４とは、一体で移動するようになっている。
また、カム筒４は、円周上に螺旋状に形成されたカム溝４ｂを有している。さらに、カム筒４は、カム筒保持枠３の円周溝３ｃと重なる位置に調整用部材取付部４ｃを有している。

移動筒２は、フォーカスレンズ群Ｌを保持しているレンズ枠であり、フォーカスレンズ群Ｌの光軸方向に沿って移動することにより、不図示の撮影光学系の焦点位置を調整可能となっている。移動筒２には、カムフォロア部２ａが設けられており、このカムフォロア部２ａは、直進溝１ａとカム溝４ｂとに係合している。

次に、本実施例のレンズ鏡筒の撮影時における動作を説明する。
なお、図１は、後述の調整用部材６が取り付けられた状態を示しているが、ここでは、調整が済んだ状態で、調整用部材６が取り外されているものとして説明する。
超音波モータユニットＭにより駆動され、又は、不図示のフォーカス操作環の回転によりカム筒保持枠３が回転すると、回転ガイド部１ｂと円周溝３ｂとが係合しているので、カム筒保持枠３は、固定筒１に対して光軸方向に移動することなく回転する。カム筒４は、カム筒保持枠３と一体で移動するので、カム筒４は、光軸方向に移動することなく回転する。そして、カムフォロア部２ａが直進溝１ａとカム溝４ｂとに係合していることから、カム筒保持枠３の回転により、カム溝４ｂに従い移動筒２が光軸方向に移動して、焦点調整（フォーカシング）動作が行われる。

ここで、レンズ鏡筒の組み立て時に行われるフランジ焦点距離の調整方法について説明する。
完成品状態となったレンズ鏡筒では、上述したようにカム筒保持枠３とカム筒４とは、接着剤により互いが一体となっている。しかし、フランジ焦点距離の調整を行うまでは、カム筒保持枠３とカム筒４との間の接着は行わないようにしておく。
フランジ焦点距離の調整は、フォーカスレンズ群Ｌの光軸方向の位置を移動することにより行う。

まず、カム筒４の調整用部材取付部４ｃに調整用部材６を取り付ける。
本実施例の調整用部材６は、一端にねじ部が設けられたピンであり、調整用部材取付部４ｃは、このねじ部に対応したねじ孔となっている。したがって、調整用部材６は、調整用部材取付部４ｃに対して簡単に着脱可能となっている。また、調整用部材６は、調整範囲に応じた円周溝３ｃを貫通して、カム筒保持枠３の外部に露出している。さらに、調整用部材６は、フランジ焦点距離調整時に円周溝３ｃに当接することのないように、円周溝３ｃよりも十分に細くなっている。

次に、カム筒保持枠３を、不図示のフォーカス操作環の距離目盛が無限遠（∞）位置となるようにして固定する。フォーカス操作環の距離目盛を無限遠（∞）位置としたまま、調整用部材６を操作してカム筒４を回転させる。そうすることにより、カム筒４は、ねじ結合部４ａ部分のリードにしたがって光軸方向に移動する。また、カム溝４ｂとカムフォロア部２ａとの係合位置も変化する。したがって、移動筒２及びフォーカスレンズ群Ｌは、カム筒４を回転させることにより、ねじ結合部４ａ部分のリードによる光軸方向の移動量と、カム溝４ｂとカムフォロア部２ａとの係合位置の変化による光軸方向の移動量とを加えた量だけカム筒保持枠３に対する光軸方向の位置が移動する。よって、無限遠位置における焦点位置を調整できる。

無限遠位置における焦点位置の調整、すなわち、フランジ焦点距離調整を行った後に、調整用部材６を取り外し、カム筒保持枠３とカム筒４とを接着固定する。これにより、フォーカスレンズ群Ｌの位置が無限遠で合焦する位置にあるときに、フォーカス操作環の距離目盛が無限遠（∞）位置となる。
本実施例によれば、インナーフォーカス式で焦点距離が３００ｍｍ〜１０００ｍｍの屈折系超望遠レンズやインナーフォーカス式で焦点距離が３００ｍｍを含む超望遠ズームレンズであっても、レンズ鏡筒を分解することなく、外部からの調整が可能となり、工数の削減を行える。また、従来使用していた調整ワッシャー等の調整用の部材が廃止できる。調整ワッシャーを使用した調整は、段階的な調整となってしまい、厳密な調整が困難であるが、本実施例によれば、レンズ位置を連続的に移動でき、厳密な調整を行うことができる。さらに、調整ワッシャーを使用しない分、コストダウンを図ることができる。

（変形例）
以上説明した実施例に限定されることなく、種々の変形や変更が可能であって、それらも本発明の均等の範囲内である。
（１）本実施例において、移動筒２及びフォーカスレンズ群Ｌは、カム筒４を回転させることにより、ねじ結合部４ａ部分のリードによる光軸方向の移動量と、カム溝４ｂとカムフォロア部２ａとの係合位置の変化による光軸方向の移動量とを加えた量だけ光軸方向に移動する例を示したが、これに限らず、例えば、ねじ結合部を設けずにカム溝とカムフォロア部との係合位置の変化のみによって移動筒２及びフォーカスレンズ群Ｌの位置を調整してもよい。

（２）本実施例において、フランジ焦点距離調整の例を挙げて説明したが、これに限らず、例えば、ズームレンズ鏡筒のレンズ群間隔を調整するようにしてもよい。

（３）本実施例において、交換レンズを有したカメラシステムの例を挙げて説明したが、これに限らず、例えば、撮影光学系の交換ができないカメラシステムであってもよい。

本実施例のレンズ鏡筒と、そのフランジ焦点距離（フランジバック）の調整方法を説明する図である。 従来のレンズ鏡筒と、そのフランジ焦点距離（フランジバック）の調整方法を説明する図である。

符号の説明

１：固定筒、２：移動筒、３：カム筒保持枠、３ａ：ねじ結合部、４：カム筒、４ａ：ねじ結合部、４ｂ：カム溝、４ｃ：調整用部材取付部、６：調整用部材

Claims (5)

1. 固定筒と、
   レンズを保持し、前記レンズの光軸と直交する方向において前記固定筒の内側に重なるレンズ枠と、
   前記光軸と直交する方向において前記固定筒及び前記レンズ枠の外側に重なり、前記固定筒に対して回動可能に設けられたカム筒と、
   前記光軸と直交する方向において前記固定筒及び前記カム筒の外側に重なり、前記固定筒に対して回動可能に設けられたカム筒保持枠と、を備え、
   前記レンズ枠は、前記固定筒に設けられたカム溝及び前記カム筒に設けられたカム溝に係合するカムフォロアを有し、
   前記カム筒は、前記カム筒と前記カム筒保持枠とが互いに固定されない状態で前記固定筒及び前記カム筒保持枠に対する前記カム筒の回転位置を調整し、前記固定筒に設けられたカム溝及び前記カム筒に設けられたカム溝への前記カムフォロアの係合位置を変化させて前記レンズ枠の前記固定筒に対する光軸方向の位置を調整するためのピン部材が着脱可能に取り付けられる孔部を有し、
   前記カム筒と前記カム筒保持枠との相対位置を調整した後、前記ピン部材が前記孔部から取り外され、前記カム筒と前記カム筒保持枠とが互いに接着固定された状態で前記カム筒保持枠及び前記カム筒を前記固定筒に対して回転させ、前記固定筒に設けられたカム溝及び前記カム筒に設けられたカム溝への前記カムフォロアの係合位置を変化させて前記レンズ枠を前記固定筒に対して前記光軸方向に移動させること、
   を特徴とするレンズ鏡筒。
2. 請求項１に記載のレンズ鏡筒であって、
   前記カム筒保持枠は貫通して形成された円周溝を有し、
   前記孔部は、前記円周溝内に位置するように形成されたこと、
   を特徴とするレンズ鏡筒。
3. 請求項１又は請求項２に記載のレンズ鏡筒であって、
   前記カム筒及び前記カム筒保持枠は、互いに係合するねじ結合部を有し、
   前記カム筒と前記カム筒保持枠とが互いに固定されない状態で、前記ピン部材により、前記カム筒を前記固定筒及び前記カム筒保持枠に対して相対的に回転させることにより、前記ねじ結合部の螺合状態が変化して前記カム筒の前記固定筒に対する光軸方向の位置が変化し、前記カムフォロアの前記固定筒に設けられたカム溝及び前記カム筒に設けられたカム溝の係合位置が変化することで前記レンズ枠の前記固定筒に対する前記光軸方向の位置が調整可能であること、
   を特徴とするレンズ鏡筒。
4. 請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のレンズ鏡筒において、
   前記レンズ鏡筒はインナーフォーカス式であり、
   前記レンズはフォーカスレンズであること、
   を特徴とするレンズ鏡筒。
5. 請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載のレンズ鏡筒を備えたカメラシステム。

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