JP5912871B2

JP5912871B2 - 絞り口径補正機構及びレンズ鏡筒

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Publication number: JP5912871B2
Application number: JP2012122564A
Authority: JP
Inventors: 晴史並木
Original assignee: Sigma Inc
Current assignee: Sigma Inc
Priority date: 2012-05-30
Filing date: 2012-05-30
Publication date: 2016-04-27
Anticipated expiration: 2032-05-30
Also published as: JP2013246429A

Description

本発明は、フォーカシングにより開放Ｆ値が変化する光学系を有する交換レンズの絞り口径補正機構に関する。

交換レンズのフォーカシング操作において、絞りの開放Ｆ値は一定であるのが一般的であるが、マクロレンズのように撮影倍率の変化が大きいもので光学系の収差を補正するために開放Ｆ値が変化する光学系もある。

このような開放Ｆ値が変化する交換レンズの場合、撮影者が撮影距離により手動で露出補正をするか、交換レンズの光学系の有効径を大きくして開放Ｆ値の変化を防ぐなどで対応していた。撮影レンズのフォーカシングにより開放Ｆ値が変化した場合、外部測光方式のカメラや、外部露出計使用時、或いはストロボ撮影時には撮影者が撮影距離ごとに露出補正する必要があった。

この手動による露出補正の煩わしさを無くすめにフォーカシングにより撮影レンズの開放Ｆ値が変化する光学系を有する交換レンズの場合でも、フォーカシング操作に合わせて自動的に絞り値が補正されて、開放Ｆ値が一定に保たれる補正機構が本出願人によって提案されている。

例えば、特許文献１に開示の発明では、絞り機構をフイルム面に対し固定位置とするとともに、絞り機構の絞り口径を変化させるカム溝を備える連結板をフォーカシング操作により移動する合焦レンズ系を保持する移動枠に固定し、連結板のカム溝に嵌合させた連動ピンと絞り機構の絞り羽根保持を兼用する口径補正板を有する構成とすることにより、フォーカシングに連動した適正絞り開放系を容易に実現している。

また、特許文献２に開示の発明では、複数のレンズ群で構成し、当該レンズ群の内の複数のレンズ群を光軸方向に直線移動することによってフォーカシングを可能にする一眼レフカメラ用交換レンズにおいて、前記直線移動する複数のレンズ群の一つを回転動作を伴う移動形態にし、当該回転動作を固定位置に設置せる絞り機構の絞り羽根の支点の移動が可能な口径補正板に連動せしめる構成とすることにより、構造が簡略化される上に、フォーカシング操作における動作連携がスムーズになり、正確な開放Ｆ値の補正を保証することが可能としている。

特開平３−２５１８３２号公報特開２００６-１５４４７３号公報

しかしながら、上記の従来技術では以下のような問題点があった。すなわち、特許文献１に開示の発明は、連結板の光軸方向への直進移動によって、該連結板のカム溝に挿嵌する連動ピンのカム形状に沿った移動で、光軸を中心にした口径補正板の回転移動に変換することにより開放Ｆ値の補正を行うものであり、比較的簡単な機構で効果があることは認められる。しかしながら、連結板に対して口径補正板の回転に伴ってカム溝に挿嵌している連動ピンが傾くことになり、溝幅のクリヤランスによる誤差や移動のための力量ムラなどで問題があった。

また、特許文献２に開示の発明は、フォーカスレンズ鏡室を回転動作を伴う移動形態にするために固定筒にカム溝を設ける必要があり、製造コストの増加に繋がっていた。さらに、フォーカスレンズ鏡室に設けられた股部と絞りユニットに設けられたアームとを係合させる構成としているため、股部とアームとの間に生じる係合ガタが光路となることにより有害な光線漏れが発生する虞があった。さらに、一部のレンズ群を回転させる必要があるため、回転により光学性能が低下する虞もある。

また、これらの特許文献に共通する問題点として、絞りユニットに設けられた口径補正板に回転力を伝達するための部材（特許文献１の連結板、特許文献２のアーム）が、被写体光束が到達する可能性のあるレンズ鏡筒内部に露出するようにして配置されているので、この部材に被写体光束が当たった場合に内面反射を引き起こしゴースト等の有害光を発生させる虞がある。また、この部材はプレス加工により製造されるが加工精度が悪く、金属製であるために変形の虞もあり、正確な絞り口径補正が行えない虞がある。また、レンズ鏡筒の前後から内部を覗き込んだときにこの部材が見える虞があるので、商品としての品位が低下してしまう。

本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、簡易な構成でありながら高精度な補正が可能で、ゴースト等の有害光の発生する虞のない絞り口径補正機構及びレンズ鏡筒を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明を実施の絞り口径補正機構は、複数の絞り羽根と絞り羽根を回転自在に支持するアパーチャと光軸回りに回転して複数の絞り羽根を開閉方向に移動させるダイヤフラムとを有する絞りユニットと、フォーカシング動作に伴って光軸方向に直進移動可能な３群鏡室と、３群鏡室に固定されたコロと係合するカム溝を有する補正筒とを有し、補正筒はアパーチャに設けられたキー部と係合するガイド部材を有し、３群鏡室が直進移動することにより、補正筒はコロとカム溝との関係に基づいて光軸周りに回転し、アパーチャは、前記キー部及び前記ガイド部材を介して前記補正筒の回転と一体的に前記光軸周りに回転することを特徴とする。

さらに本発明を実施の絞り口径補正機構は、上記発明において、補正筒を光軸方向に規制する固定筒を有し、可動部材は３群鏡室であり、コロはさらにフォーカスカム筒の３群フォーカスカム溝と固定筒の３群案内溝とに係合することを特徴とする。

さらに本発明を実施の絞り口径補正機構は、上記発明において、固定筒に固定され開口部を有する保持筒を有し、絞りユニットは保持筒に保持され、ガイド部材は補正筒の周方向に取り付け位置可変であり、保持筒に設けられた開口部を介して、ガイド部材の取り付け位置を調整可能であることを特徴とする。

また、本発明を実施のレンズ鏡筒は、レンズ鏡筒の外観に着脱可能なスイッチユニットを有し、スイッチユニットを固定するための取付部に開口を設け、開口と保持筒の開口部とをレンズ鏡筒の半径方向において略整列させることを特徴とする。

本発明を実施の絞り口径補正機構及びレンズ鏡筒によれば、簡易な構成でありながら高精度な補正が可能で、ゴースト等の有害光の発生を防止することができる。また、絞り口径補正の調整が組み立て状態からでも容易に行え、調整工程の作業性を向上することができる。

本発明の一実施形態である絞り口径補正機構を実装した交換レンズの主要な構成を示した断面図である。図１に示した交換レンズにおけるフォーカス機構と絞りユニットの分解斜視図である。絞りユニットの分解斜視図である。交換レンズの一部分に着目した拡大斜視図である。

以下、添付の図面に従って、本発明を実施するための最良の形態について説明する。なお、この実施の形態により本発明が限定されるものではない。

図１に示す断面図には、本発明の絞り口径補正機構を実装した交換レンズの主要な構成が示されている。交換レンズ１００は、被写体側から順に、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４と第５レンズ群Ｇ５と第６レンズ群Ｇ６とから成る６群構成の撮影光学系を有している。

各レンズ群において、第１レンズ群Ｇ１と第４レンズ群Ｇ４と第５レンズ群Ｇ５と第６レンズ群Ｇ６は固定レンズである。一方、第２レンズ群Ｇ２及び第３レンズ群Ｇ３が光軸方向に直進移動することによって被写体に対するフォーカシングを可能としている。この交換レンズ１００は、いわゆるインナーフォーカスタイプの単焦点レンズである。

これらのフォーカシング用レンズは、超音波モータ１０１等のＡＦ用アクチュエータによって回転されるフォーカスカム筒１０２に設けられたフォーカスカム溝と、固定筒１０３に設けられた案内溝と、フォーカシング用レンズをそれぞれ保持する２群鏡室１０４と３群鏡室１０６（特許請求の範囲の可動部材に相当）の外周面に設けられたコロとの協動によって光軸方向に直進移動される。図１の交換レンズ１００は無限遠合焦状態を示しており、ピント位置が至近側に移動すると第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３とが互いに接近するように構成されている。これらの部材は、交換レンズ１００のフォーカス機構の一部を構成している。

第５レンズ群Ｇ５は、一部のレンズを光軸と垂直な平面上に移動させることにより防振レンズ群として機能する。また、第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４との間には絞りユニット２００が設けられていて、不図示の絞りモータによって絞り口径が可変し、カメラ本体内に設けられているイメージャに到達する光量を調整することができるようになっている。さらに、交換レンズ１００のフォーカシングに連動して絞り口径を補正する機構も設置されている。この絞り口径補正機構については、後に詳述する。

交換レンズ１００の外観部にはフォーカス操作リング１０８が回転自在に設置されている。フォーカスカム筒１０２は不図示の連結部材を介してこのフォーカス操作リング１０８と連結されている。撮影者がフォーカス操作リング１０８を回転操作することによりフォーカスカム筒１０２がこれに連動して回転し、第２レンズ群Ｇ２及び第３レンズ群Ｇ３が光軸方向に移動されて、手動によるフォーカシングが行われる。これらの部材は、交換レンズ１００のフォーカス機構の一部を構成している。

外観部にはまたスイッチユニット１０９が取り付けられている。このスイッチユニット１０９に設けられたスイッチを操作することにより、オートフォーカス（ＡＦ）とマニュアルフォーカス（ＭＦ）の切り替えや、手振れ補正機能の動作モードの切り替え等を行うことができる。また、交換レンズ１００の最後部にはマウント１１０が固設されていて、不図示の一眼レフカメラ本体に対して着脱可能となっている。

次に、交換レンズ１００におけるフォーカス機構と絞りユニット２００の構造について、図２を用いて説明する。固定筒１０３及びフォーカスカム筒１０２は概ね２つの外径を有する円筒形状をしており、被写体側の外径がカメラ本体側の外径よりも大きくなっている。

フォーカシング用レンズである第２レンズ群Ｇ２を保持している２群鏡室１０４は、その外周面に設けられたコロ１０５が、フォーカスカム筒１０２に設けられた２群フォーカスカム溝１０２ａと、固定筒１０３に設けられた２群案内溝１０３ａとに係合することで保持されている。また、もう一方のフォーカシング用レンズである第３レンズ群Ｇ３を保持している３群鏡室１０６は、その外周面に設けられたコロ１０７が、フォーカスカム筒１０２に設けられた３群フォーカスカム溝１０２ｂと、固定筒１０３の内周面に設けられた３群案内溝１０３ｂ（図中では破線にて表示）とに係合することで保持されている。

フォーカス操作リング１０８や超音波モータ１０１の回転力がフォーカスカム筒１０２に入力されると、フォーカスカム筒１０２は光軸を中心に回転する。これにより、２群鏡室１０４及び３群鏡室１０６はコロとカム溝の関係に基づいて光軸方向に移動され、フォーカシングが行われる。

フォーカスカム筒１０２よりもカメラ本体側には絞りユニット２００と４群鏡室１１１とが配置されており、絞りユニット２００は４群鏡室１１１に取り付けられている。絞りユニット２００を駆動して絞り口径を変化させるための不図示の絞りモータが４群鏡室１１１のカメラ本体側の面に固定されている。この絞りモータの出力は４群鏡室１１１に設けられた開口を介して絞りユニット２００の所定位置に設けられたギヤ部２０１（図３中に記載）に入力され、この駆動力により絞り口径が変化される。

固定筒１０３のカメラ本体側にはその内周側に円筒形状をした補正筒１１２が嵌合され、回転自在に保持されている。この補正筒１１２には補正カム溝１１２ａが設けられており、３群鏡室１０６のコロ１０７はこの補正カム溝１１２ａにも係合されている。また、補正筒１１２のカメラ本体側端部付近にはガイド部材１１３がネジによって固定されている。補正筒１１２とガイド部材１１３の働きについては後に詳述する。

絞りユニット２００及び４群鏡室１１１は保持筒１１４によって保持されている。この保持筒１１４は固定筒１０３に対してネジによって固定される。

ここで、絞りユニット２００の構造を、図３を参照して説明する。本図に示すように、絞りユニット２００は大まかには、複数枚の絞り羽根２０２と、絞り羽根２０２を回転自在に支持するアパーチャ２０３（特許請求の範囲の地板に相当）と、光軸回りに回転して絞り羽根２０２を開閉方向に移動させるダイヤフラム２０４（特許請求の範囲の回転部材に相当）とで構成されている。

各絞り羽根２０２にはその両面にそれぞれピンが１本ずつ固定されている。被写体側の面に固定されたピン２０５はアパーチャ２０３に円周上に設けられた軸穴２０３ａに嵌挿されており、複数の絞り羽根２０２が等間隔に円を描くように配置される。また、カメラ本体側の面に固定されたピン２０６はダイヤフラム２０４に設けられた絞り溝２０４ａに嵌挿されている。これにより、絞り羽根２０２はアパーチャ２０３とダイヤフラム２０４との間に狭持されることになる。

ダイヤフラム２０４の外周面の一部にはギヤが形成されたギヤ部２０１が設けられており、不図示の絞りモータから回転力が入力される。これによりダイヤフラム２０４は光軸を中心にして回転される。また、接点ピン２０７も外周面に固定されている。この接点ピン２０７は、絞りユニット２００が４群鏡室１１１に組み込まれたときに、４群鏡室１１１に配置される不図示の開放検知ＳＷと接触することで、絞り口径が開放状態であるかどうかを検知するために利用される。

アパーチャ２０３が固定された状態で、絞りモータからの入力でダイヤフラム２０４が回転すると、絞り羽根２０２はピン２０５を支点としてピン２０６が絞り溝２０４ａの傾斜に沿って移動する。これにより複数の絞り羽根２０２の先端が光軸に向かって移動されることになり、その結果、絞り口径が変化する。図３の例では、ダイヤフラム２０４を反時計回りに回転させることで、絞り溝２０４ａの形状により絞り羽根２０２の先端が光軸方向に倒れ、全体的として絞り口径が小さくなる方向に変化することになる。これにより通常の絞り口径の変更が行われる。

一方、ダイヤフラム２０４が固定された状態でアパーチャ２０３が回転する場合を考える。この場合には、絞り羽根２０２のピン２０５の光軸に対する円周位置が移動することになり、それに伴ってダイヤフラム２０４の絞り溝２０４ａに嵌挿しているピン２０６も移動する。これにより絞り溝２０４ａの傾斜に従って複数の絞り羽根２０２の先端が光軸に向かって移動することになり、その結果、絞り口径が変化する。

この原理によれば、外部からダイヤフラム２０４を回転駆動させて設定された絞り値に対して、さらにアパーチャ２０３を回転駆動させることによって決定された絞り値を補正できることがわかる。図３の例では、ダイヤフラム２０４の回転により決定された絞り値に対してアパーチャ２０３を反時計回りに回転させることで絞り口径が大きくなる方向に補正され、時計回りに回転させることで絞り口径が小さくなる方向に補正されることになる。

次に、アパーチャ２０３を光軸を中心にして回転させるための構成について説明する。上述したように、フォーカスカム筒１０２のカメラ本体側には、その外周側に円筒形状をした補正筒１１２が回転自在に保持されており、カメラ本体側端部付近にはガイド部材１１３がネジによって固定されている。そして、補正筒１１２には補正カム溝１１２ａが設けられており、３群鏡室１０６のコロ１０７はこの補正カム溝１１２ａにも係合されている。従って３群鏡室１０６のコロ１０７は、光軸に近い方から順にフォーカスカム筒１０２の３群フォーカスカム溝１０２ｂ、補正筒１１２の補正カム溝１１２ａ、固定筒１０３の３群案内溝１０３ｂの３つの溝に係合していることになる。

図３に示されているように、アパーチャ２０３の外周部には、被写体側に張り出すようにキー部２０８が設けられており、このキー部２０８と補正筒１１２に固定されているガイド部材１１３とが係合することになる。フォーカス操作リング１０８の回転若しくは超音波モータ１０１の駆動によりフォーカスカム筒１０２が回転すると３群鏡室１０６が光軸方向に直進移動するが、この移動に伴って、３群鏡室１０６のコロ１０７に押圧される形で、補正筒１１２が補正カム溝１１２ａの傾きに従って光軸を中心にして回転する。その結果、補正筒１１２の回転により、補正筒１１２に固定されたガイド部材１１３と係合しているアパーチャ２０３も連動して回転することになる。

上述したように絞りユニット２００のアパーチャ２０３が回転すると絞り口径が変化するので、補正カム溝１１２ａの傾きを適正にすることによって、必要な量だけ絞り口径を変更することができ、これにより精度の高い絞り値の補正が可能となる。

次に、図２を用いて交換レンズ１００の絞り口径補正に係る機構の組み立てについて説明する。まず初めに、固定筒１０３のカメラ側内周側に補正筒１１２を挿入して嵌合させ、回転自在に保持する。さらに、固定筒１０３の内周側にフォーカスカム筒を挿入する。３群鏡室１０６の外周に固定されるコロ１０７を３群フォーカスカム溝１０２ｂと補正カム溝１１２ａと３群案内溝１０３ｂとに係合させ、３群鏡室１０６を保持する。また、２群鏡室１０４の外周に固定されるコロ１０５を２群フォーカスカム溝１０２ａと２群案内溝１０３ａとに係合させ、２群鏡室１０４を保持する。

これにより交換レンズ１００のフォーカス機構が組み上がる。

次に、固定筒１０３のカメラ側外周側に保持筒１１４を挿入し、ネジにより固定する。そして、保持筒１１４に設けられた開口部１１５を介して、ガイド部材１１３を補正筒１１２にネジにより固定する。また、保持筒１１４のカメラ側から絞りユニット２００及び４群鏡室１１１を挿入し、アパーチャ２０３のキー部２０８と補正筒１１２に固定したガイド部材１１３とを係合させる。保持筒１１４に設けられたコロ穴１１４ａにコロ１１６を係合させ、これらのコロ１１６を４群鏡室１１１に固定することで４群鏡室１１１を保持する。

これにより交換レンズ１００の絞り口径補正機構が組み上がる。

なお、ガイド部材１１３は、ガイド部材１１３に設けられた周方向に延びる長穴１１３ａ（図４中に記載）を介してネジ止めされており、長穴１１３ａの延びる方向に固定位置をずらすことが可能となっている。これにより、各部材の加工誤差や組み立て誤差による絞り口径の補正精度の低下を防ぐことが可能となる。また、保持筒１１４に設けられた開口部１１５を介してガイド部材１１３にアクセス可能であるため、絞り口径補正機構の完成状態であってもガイド部材１１３の固定位置を微調整することが可能となり、絞り口径補正の調整に係る作業性が増す。

補正筒１１２に固定されたガイド部材１１３には、交換レンズ１００の組み立てが完了してからも容易にアクセスできるように構成されている。図４は、スイッチユニット１０９を取り外した状態の交換レンズ１００の外観を示す拡大斜視図である。本図に示すように、本発明を実施の交換レンズ１００では、スイッチユニット１０９を外観部材１１７に固定するための取付部１１８に、交換レンズ１００の内側にアクセスするための開口１１９を設けている。そして、この開口１１９の位置と保持筒１１４に設けられた開口部１１５の位置とを、交換レンズ１００の半径方向において概ね一致するように構成している。

これにより、交換レンズ１００の組み立てが完了してから万が一絞り口径補正の精度に問題が確認された場合であっても、作業者はスイッチユニット１０９を取り外すだけでガイド部材１１３まで容易にアクセスすることが可能となり、ガイド部材１１３に設けられた長穴１１３ａの長さの範囲において絞り口径補正の調整することができるため、絞り口径補正の調整に係る作業性が増す。

以上で説明したように、本発明を実施の絞り口径補正機構及びレンズ鏡筒によれば、簡易な構成でありながら高精度な補正が可能で、ゴースト等の有害光の発生を防止することができる。また、絞り口径補正の調整が組み立て状態からでも容易に行え、調整工程の作業性を向上することができる。

１００交換レンズ、１０１超音波モータ、１０２フォーカスカム筒、１０３固定筒、１０４２群鏡室、１０６３群鏡室、１０８フォーカス操作リング、１０９スイッチユニット、１１１４群鏡室、１１２補正筒、１１２ａ補正カム溝、１１３ガイド部材、１１３ａ長穴、１１４保持筒、１１５開口部、１１７外観部材、１１８取付部、１１９開口、２００絞りユニット、２０２絞り羽根、２０３アパーチャ、２０４ダイヤフラム、２０８キー部

Claims

複数の絞り羽根と、前記複数の絞り羽根を回転自在に支持する地板と、光軸回りに回転して前記複数の絞り羽根を開閉方向に移動させる回転部材とを有する絞りユニットと、
フォーカシング動作に伴って光軸方向に直進移動可能な可動部材と、
前記可動部材に固定されたコロと係合するカム溝を有する補正筒と、
を有し、
前記補正筒は、前記地板に設けられたキー部と係合するガイド部材を有し、
前記可動部材が直進移動することにより、前記補正筒は前記コロと前記カム溝との関係に基づいて光軸周りに回転し、
前記地板は、前記キー部及び前記ガイド部材を介して前記補正筒の回転と一体的に前記光軸周りに回転することを特徴とする絞り口径補正機構。
前記補正筒を光軸方向に規制する固定筒を有し、
前記可動部材はフォーカスレンズ鏡室であり、前記コロはさらにフォーカスカム筒のフォーカスカム溝と前記固定筒の案内溝とに係合することを特徴とする請求項１に記載の絞り口径補正機構。
前記固定筒に固定され、開口部を有する保持筒を有し、
前記絞りユニットは前記保持筒に保持され、
前記ガイド部材は前記補正筒の周方向に取り付け位置可変であり、
前記保持筒に設けられた前記開口部を介して、前記ガイド部材の取り付け位置を調整可能であることを特徴とする請求項２に記載の絞り口径補正機構。
請求項３に記載の絞り口径補正機構を有するレンズ鏡筒において、
前記レンズ鏡筒は着脱可能なスイッチユニットを外観に有し、
前記スイッチユニットを固定するための取付部に開口を設け、
前記開口と前記保持筒の前記開口部とを前記レンズ鏡筒の半径方向において略整列させることを特徴とするレンズ鏡筒。