WO2005043211A1 - レンズ鏡筒 - Google Patents

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WO2005043211A1
WO2005043211A1 PCT/JP2004/015813 JP2004015813W WO2005043211A1 WO 2005043211 A1 WO2005043211 A1 WO 2005043211A1 JP 2004015813 W JP2004015813 W JP 2004015813W WO 2005043211 A1 WO2005043211 A1 WO 2005043211A1
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WO
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barrel
focus
lens
drive
cam
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PCT/JP2004/015813
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English (en)
French (fr)
Inventor
Shuichi Tominaga
Original Assignee
Kowa Kabushiki Kaisha
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Publication date
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    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B7/00—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements
    • G02B7/02—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for lenses
    • G02B7/04—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for lenses with mechanism for focusing or varying magnification
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B7/00—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements
    • G02B7/02—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for lenses
    • G02B7/04—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for lenses with mechanism for focusing or varying magnification
    • G02B7/08—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for lenses with mechanism for focusing or varying magnification adapted to co-operate with a remote control mechanism

Definitions

  • the present invention relates to a lens barrel that can perform automatic focus adjustment and manual focus adjustment without switching.
  • a lens barrel attached to a camera having an AF (automatic focus adjustment) function has an automatic motor and other components to cope with an application that requires focusing on a desired position with respect to a subject.
  • a manual focus adjusting means capable of adjusting the focus manually.
  • the focus lens can be moved without rotating the manual operation ring for manual focus adjustment at the time of automatic focus adjustment, and the focus lens can be moved by rotating the manual operation ring at the time of manual focus adjustment, Automatic focus adjustment and manual focus adjustment can be performed without switching.
  • Patent Document 1 Japanese Patent No. 2721408
  • the front focus method in which the front lens group of the zoom lens barrel is a focus lens for performing focus adjustment, once the focus is achieved, the focus position does not change even if the zoom is moved (out of focus). No).
  • the focal position changes (out of focus) if the zoom is moved. It is necessary to control the focus lens in conjunction with the zoom position. Therefore, in the AF control, the front focus method has an advantage that the focus lens can be easily controlled as compared with the inner focus method.
  • the focus lens adjustment drive range is wider in the front focus method than in the inner focus method, there is a problem that when performing automatic focus adjustment, it takes more time to reach the in-focus state.
  • the present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a lens barrel that can perform automatic focus adjustment and manual focus adjustment without switching by a clutch or the like.
  • An object of the present invention is to provide a configuration of a lens barrel that can sometimes eliminate the need for torque adjustment of each unit as in the conventional example.
  • Another object of the present invention is to provide a configuration in which automatic focus adjustment can be performed in a short time even when the adjustment drive range (movement range) of the focus lens is wide as in a front focus type zoom lens barrel.
  • the present invention relates to a lens barrel
  • a drive lens barrel that is rotated by driving a motor that is a drive source of the automatic focus adjustment mechanism and is fixed by stopping the motor;
  • An operation ring for manual focus adjustment which is loosely fitted to the outside of the drive lens barrel, is locked with a predetermined locking torque, and is rotatably provided with a torque larger than the locking torque;
  • a cam groove is formed for moving the focus lens along the optical axis along with the rotation, and has a cam barrel rotatably provided adjacent to the front side of the drive barrel and the operation ring.
  • a planetary gear rotatably supported at the rear end of the cam barrel is engaged with a gear formed at the outer periphery of the front end of the drive barrel and at the inner periphery of the front end of the operating ring, respectively.
  • the focus lens becomes It is characterized by being moved along the axial direction.
  • the drive barrel of the present invention at the time of automatic focus adjustment, the drive barrel is rotated by driving the motor without rotating the operation ring locked with the predetermined locking torque.
  • the focus lens can be moved and the focus ring can be moved by rotating the operation ring with the torque equal to or greater than the above-mentioned locking torque, regardless of the control during or after the automatic focus adjustment control. Adjustment can be performed without switching using a clutch, etc., making it easy to use. Since the rotating force is transmitted through the planetary gears, the torque adjustment of each part as in the conventional example is unnecessary at the time of assembly. It should be noted that the locking torque of the operating ring can be set as desired if the locking member is configured as designed, so that the adjustment is unnecessary. Therefore, assembly can be performed easily.
  • the automatic focusing is performed in relation to the range of the focus position due to the shape of the cam groove of the cam barrel and the movement amount of the focus lens according to the amount of rotation of the cam barrel. Adjustments can be made in a short time.
  • FIG. 1 is a sectional view showing the structure of a zoom lens barrel according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a perspective view showing a shape of a cam groove of a focus cam barrel of the zoom lens barrel, and the like.
  • FIG. 3 is an enlarged sectional view showing a structure around a planetary gear of a zoom lens barrel.
  • FIG. 4 is a sectional view taken in the direction of arrow A in FIG. 3.
  • FIG. 5 is an explanatory view showing the shape and dimensions of a bar spring.
  • FIG. 6 is an explanatory diagram illustrating a zoom operation of a zoom lens barrel.
  • FIG. 7A is a front view showing another shape and dimensions of the bar spring.
  • FIG. 7B is a top view showing another shape and dimensions of the bar spring.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing the structure of a zoom lens barrel according to an embodiment of the present invention.
  • This zoom lens barrel is mounted on a ground with a digital camera (not shown) by a mount 44 provided at the rear end thereof. Connected to the digital camera section of the telescope.
  • Reference numeral 1 denotes a fixed main lens barrel, and a focus lens barrel 2 holding a focus lens 2a at an inner peripheral front portion thereof is slidable in the axial direction of the main lens barrel 1, that is, in the optical axis direction. Mated.
  • a zoom lens barrel 10 is fitted on the inner periphery of the main barrel 1 behind the focus lens barrel 2, and a zoom lens holding the variable power lenses 4a and 4b is provided on the inner periphery in front of the zoom lens barrel 10.
  • a magnification lens holding lens barrel 4 and a correction lens holding lens barrel 7 holding a correction lens 7a are fitted on the rear side so as to be slidable in the optical axis direction.
  • a master lens holding barrel 8 holding a master lens 8a and a master lens holding barrel 9 holding a master lens 9a are fixed to the rear end of the main barrel 1.
  • the light transmitted through the focus lens 2a, the variable power lenses 4a and 4b, the correction lens 7a, and the master lenses 8a and 9a is split into two by a quick return half mirror (not shown), and one of the light is transmitted and an image sensor (not shown)
  • the other is reflected, re-imaged by a relay optical system (not shown), and observed by a user through an eyepiece (not shown).
  • a focus cam barrel 15 for moving the focus lens 2a in the optical axis direction is provided at a front portion of the outer periphery of the main barrel 1, and a state (not shown) serving as a driving source of an automatic focus adjustment mechanism is provided behind the focus cam barrel 15.
  • AF driving lens barrels 13 that are rotated by bing motors (hereinafter, referred to as AF driving motors) are fitted so as to be rotatable about optical axes.
  • the rotation of the AF drive motor (not shown) is transmitted through a gear box (not shown) to a gear portion 13b formed on the outer periphery of the rear end portion of the AF drive lens barrel 13. It is designed to rotate.
  • the focus lens 2a is moved along the optical axis direction.
  • a substantially spiral cam groove 15a is formed as shown in FIG.
  • a linear groove (not shown) is formed along the optical axis in a front part of the main lens barrel 1 which is in contact with the focus cam lens barrel 15, and the focus lens mirror is aligned with the groove and the cam groove 15a.
  • the focus cam pin 12 fixed to the outer periphery of the cylinder 2 is engaged.
  • the focus cam pin 12 is pressed in the optical axis direction via the cam groove 15a and the linear groove of the main barrel, and the focus lens barrel 2 moves along the optical axis direction. And the focus lens 2a moves!
  • a flange 15b is formed at the rear end of the focus cam barrel 15, and planetary gears 37 are provided at three positions on the back surface of the flange 15b, for example. It is rotatably supported by 37a in a direction along the optical axis. Then, as shown in FIGS. 3 and 4, the planetary gear 37 is engaged with a gear portion 13a formed on the outer periphery of the front end of the AF drive lens barrel 13, and is further rotatable outside the AF drive lens barrel 13. A loosely fitted gear portion 19a formed on the inner periphery of the front end of the MF operation ring 19 for manual focus adjustment is formed.
  • the MF operation ring 19 has a rear end engaged with a front end of a first exterior barrel 20 that forms a fixing portion of a main body exterior of the zoom lens barrel together with a second exterior barrel 22,
  • the engaging portion is pressed by a bar spring 41 and locked with a predetermined locking torque, and can be turned around the optical axis by applying a torque larger than the locking torque.
  • the bar spring 41 is formed by thinning a leaf spring into a bar shape, and is formed in a crushed M-shape as shown in FIG. 5, and has an elastic force in the vertical direction of the M-shape.
  • the dimensions are, for example, the length of one side of the M character is 410 mm, the angle of bending of each side is 145 °, and the height of the M character is about 3 mm.
  • the bar spring 41 is sandwiched between, for example, three places in the circumferential direction between engagement portions (for example, concave and convex portions) between the front end of the first exterior lens barrel 20 and the rear end of the MF operation ring 19.
  • the MF operation ring 19 is pressed against the first exterior lens barrel 20 by an elastic force in a direction radiating from the optical axis, and is locked with a predetermined locking torque.
  • the locking torque is set by the design of the bar spring 41 so that the planetary gear 37 rotates and the MF operation ring 19 is rotated by the rotation of the AF drive lens barrel 13.
  • the bar spring 41 may be curved in an arc shape as a whole, and may be bent in one end into a shape as shown in the drawing. With such a shape, the locking torque is weaker than in the case of the M shape. It can be used properly depending on the use of the lens barrel, the weight of the MF operation ring 19, and the like.
  • a zoom operation ring 21 for zoom operation is rotatably fitted on the slightly outer periphery of the rear side of the first exterior lens barrel 20.
  • a mounter 44 is fixed to the rear end of the second exterior lens barrel 22.
  • the mechanism for performing the zoom operation by operating the zoom operation ring 21 is not related to the features of the present invention, and thus the description thereof will be omitted, and only the outline of the zoom operation will be described later.
  • the MF operation ring 19 is manually operated with the AF drive motor (not shown) that drives the AF drive lens barrel 13 turned off and stopped. And rotate it.
  • the AF drive motor (not shown) that drives the AF drive lens barrel 13 turned off and stopped.
  • the locking of the MF operation ring 19 can be released and the MF operation ring 19 can be rotated.
  • the rotating power is transmitted to the planet gear 37 via the gear portion 19a, and the planet gear 37 rotates on its own.
  • the AF drive lens 13 is not held (fixed) at a predetermined rotation phase by energization because of the gear ratio of a gear train (not shown) that transmits the power of the AF drive motor to the AF drive motor 13.
  • the planetary gear 37 since the planetary gear 37 is fixed so as not to rotate by the rotation of the planetary gear 37, the planetary gear 37 revolves with the rotation.
  • the focus cam barrel 15 to which the support shaft 37a of the planetary gear 37 is fixed rotates, and the cam pin 12 is pressed in the optical axis direction through the cam groove 15a and the straight groove of the main barrel, thereby turning the focus lens mirror.
  • the cylinder 2 moves along with the focus lens 2a in the optical axis direction.
  • the focus lens 2a can be moved back and forth along the optical axis direction to perform focus adjustment.
  • the AF drive motor is driven, and its rotational force is transmitted through a gear train (not shown).
  • the power is transmitted to the gear portion 13b at the rear end of the lens barrel 13, and the AF drive lens barrel 13 rotates.
  • the power is transmitted to the planetary gear 37 via the gear 13a at the front end of the AF drive lens barrel 13, and The star gear 37 rotates.
  • the MF operating ring 19 is locked by the bar spring 41, and as described above, the locking torque is adjusted to be stronger than the torque by which the planetary gear 37 rotates the MF operating ring 19 by rotation.
  • MF operation ring 19 does not rotate. Therefore, the planetary gear 37 revolves with the rotation, the focus cam barrel 15 rotates as described above, and the focus lens barrel 2 moves along with the focus lens 2a along the optical axis.
  • the focus lens 2a is moved to a position at infinity, which is the nearest position (shortest distance) to the focus position, under the control of a control circuit (not shown). Scanning is performed by the detection means aiming at the position with the highest focus evaluation value.
  • the adjustment drive range of the focus lens is wider than that of the inner focus type, when performing auto focus adjustment, it takes time to reach the in-focus state. I'll work hard.
  • the cam groove 15a of the focus cam barrel 15 has a substantially spiral shape inclined with respect to the axial direction (optical axis direction) of the barrel 15.
  • a non-linear shape in which the inclination changes according to the range of the focal position is adopted.
  • the focus position is in the range from the nearest (shortest distance) 5 m position to the 20 m position.
  • the focus evaluation value is sampled over the entire moving range of the focus lens at the time of automatic focus adjustment, but the focus position and the cam groove of the focus cam barrel 15 are sampled as shown in FIG.
  • the relationship with the length of the focus lens movement range in the optical axis direction due to 15a is non-linear, and the length of the movement range from the closest 5m position to the 20m position is the position of the 20m focus position. It is much longer than the length of the movement range from to infinity.
  • the shape of the cam groove 15a as described above, it is assumed that the commonly used focal position is the 20m position, and the focal position is the nearest 5m position.
  • the rotation direction of the AF drive lens barrel 13 and the MF operation ring 19 is changed.
  • the force V causes the revolving speed of the planetary gear 37 to increase synergistically or to be canceled out and slows down depending on whether or not the force V coincides.
  • the focus can be adjusted by moving the lens to the MF operation ring 19 and the AF drive motor without any extra load. Therefore, for example, even if the MF operation ring 19 is held, the focus lens can be driven by AF control without rotating it, and the AF mode is turned off after the focus position is determined by AF control. Then, it is possible to easily operate the MF operation ring 19 to move to a focus position desired by the user.
  • the zoom lens holding barrel 4 and the correction lens holding barrel 7 are moved in the optical axis direction, and the zoom lenses 4a, 4b and the correction lens 7a are telephotoly moved in the optical axis direction.
  • the focal length can be changed, for example, in the range of 75 mm to 225 mm.
  • the wide end is when the zoom lens 4a is at position A and the correction lens 7a is at position C
  • the tele end is when the zoom lens 4a is at position B and the correction lens 7a is at position D. .
  • variable power lenses 4a and 4b are moved in the optical axis direction while keeping a constant interval by the variable power lens holding lens barrel 4, whereas the correction lens 7a is moved independently of the movement. This is because the defocusing caused by the movement of the variable power lenses 4a and 4b is corrected by the correction lens 7a at each position to maintain a focused state.
  • the focus lens 2a is moved without rotating the MF operation ring 19 during automatic focus adjustment, and the MF operation ring 19 is moved during manual focus adjustment.
  • the focus lens can be moved by rotating, and automatic focus adjustment and manual focus adjustment can be performed without switching by a clutch or the like.
  • the locking torque of the MF operating ring 19 is Can be set as desired if it is configured as designed, and no adjustment is required. Therefore, assembly can be performed easily. Further, by setting the shape of the cam groove 15a of the focus cam barrel 15 to the shape described with reference to FIG. 2, the automatic focus adjustment can be performed in a short time even if the adjustment driving range of the focus lens is wide.
  • the configuration of the present invention is not limited to the zoom lens barrel according to the embodiment, but may be applied to other lens barrels.

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Abstract

　回動に伴ってフォーカスレンズ２ａ，２ｂを光軸方向に沿って移動させるためのカム溝が形成されたカム鏡筒１５の後端には遊星ギア３７が回転可能に軸支され、モータの駆動で回動し停止で固定されるＡＦ駆動鏡筒１３の前端部外周に形成されたギア部、及び手動焦点調整用のＭＦ操作環１９の前端部内周に形成されたギア部と噛合している。操作環１９は、棒ばね４１により所定の係止トルクで係止され、それより大きなトルクで回動可能である。モータによる駆動鏡筒１３の回動および／または操作環１９の手動操作による回動に対してカム鏡筒１５が遊星ギア３７を介し連動して回動することにより、フォーカスレンズが光軸方向に移動される。

Description

明 細 書
レンズ鏡筒
技術分野
[0001] 本発明は、自動焦点調整と手動焦点調整を切り換え無しに行えるレンズ鏡筒に関 するものである。
背景技術
[0002] 従来、 AF (自動焦点調整)機能を有するカメラに取り付けられるレンズ鏡筒には、 被写体に対して望んだ位置にピントを合わせたい用途に対応するために、モーター など力 構成される自動焦点調整手段のほかに、手動操作で焦点調整を行なえる手 動焦点調整手段が設けられているものがある。このようなレンズ鏡筒において、自動 焦点調整手段と手動焦点調整手段のクラッチなどによる切り換えが不要な構成として 、モーターを駆動源とする自動焦点調整系と、手動焦点調整系のそれぞれの焦点調 整のための回動力が、ボールベアリング力も構成される差動機構を介して、繰り出し する光学系に伝達されるものが提案されている。これによると自動焦点調整時には手 動焦点調整用の手動操作環を回動させることなくフォーカスレンズを移動し、手動焦 点調整時には手動操作環を回動させてフォーカスレンズを移動することができ、自動 焦点調整と手動焦点調整を切り換え無しに行なうことができる。
[0003] さらに、このような構成で、手動焦点調整が全く不要な用途での撮影時にユーザー が不用意に手動焦点調整手段を動力してピンボケしてしまうことを防止するために、 上記の差動機構に対して自動焦点調整系からのみ力が伝達されるオートモード、手 動焦点調整系からのみ力が伝達されるマニュアルモード、および自動焦点調整系か らも手動焦点調整系からも力が伝達されるオート 'マニュアル同時モードの切換えを 可能としたものが下記の特許文献 1により提案されて 、る。
特許文献 1：特許第 2721408号公報
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0004] し力しながら、上記の構成では、差動機構を構成するボールベアリングの摩擦伝達 によって、手動焦点調整系ないし自動焦点調整系力 の回動力を移動レンズ系に伝 達するため、各部のトルクのバランスが重要となっている。このため、レンズ鏡筒の組 立時に、上記の各部のトルクバランスを取るため、各部材の光軸に平行な方向や光 軸に直交する放射方向の締め付け調整に手間が力かるという問題があった。
[0005] 一方、ズームレンズ鏡筒で前群レンズが焦点調整を行うフォーカスレンズとなってい るフロントフォーカス方式のものは、一度焦点を合わせればズーム移動させても焦点 位置が変わらない（ピントがずれない）という特徴がある。これに対して、後群レンズに より焦点調整を行うインナーフォーカス方式のものではー且焦点を合わせても、ズー ム移動してしまうと焦点位置が変化し (ピントがずれ)てしまうので、常にズーム位置と 連動してフォーカスレンズを制御する必要がある。したがって、 AF制御において、フ ロントフオーカス方式はインナーフォーカス方式に較べてフォーカスレンズを帘 U御し易 いという利点がある。し力し、フロントフォーカス方式ではインナーフォーカス方式より もフォーカスレンズの調整駆動範囲が広いため、 自動焦点調整を行なうとき、合焦に 達するまでに時間が力かってしまうという問題がある。
[0006] 本発明は、以上のような問題を解決するためになされたもので、その課題は、自動 焦点調整と手動焦点調整をクラッチなどによる切り換え無しに行なえるレンズ鏡筒で あって、組立時に従来例のような各部のトルク調整を不要にすることができるレンズ鏡 筒の構成を提供することにある。さらに、フロントフォーカス方式のズームレンズ鏡筒 のようにフォーカスレンズの調整駆動範囲 (移動範囲）が広 、場合でも、 自動焦点調 整を短時間で行なえる構成を提供することにある。
課題を解決するための手段
[0007] 本発明は、レンズ鏡筒において、
自動焦点調整機構の駆動源であるモータの駆動により回動し、該モータの停止に より固定される駆動鏡筒と、
該駆動鏡筒の外側に遊嵌され、所定の係止トルクで係止され、該係止トルクより大 きなトルクで回動可能に設けられた手動焦点調整用の操作環と、
回動に伴ってフォーカスレンズを光軸方向に沿って移動させるためのカム溝が形成 され、前記駆動鏡筒と操作環の前側に隣接して回動可能に設けられたカム鏡筒を有 し、
該カム鏡筒の後端に回転可能に軸支された遊星ギアが前記駆動鏡筒の前端部外 周と操作環の前端部内周に形成されたギア部のそれぞれと嚙合しており、
前記モータの駆動による前記駆動鏡筒の回動および Zまたは前記操作環の手動 操作による回動に対して前記カム鏡筒が前記遊星ギアを介し連動して回動すること により、フォーカスレンズが光軸方向に沿って移動されることを特徴とする。
[0008] また、前記カム鏡筒のカム溝の形状により、焦点位置が最短距離の位置力 使用 頻度の高い所定距離の位置までの範囲では前記所定距離の位置から無限遠の位 置までの範囲よりカム鏡筒の回動量に応じたフォーカスレンズの移動量が大きくなる ようにしたことを特徴とする。
発明の効果
[0009] 本発明のレンズ鏡筒によれば、自動焦点調整時には、所定の係止トルクで係止さ れた操作環を回動させることなぐモータの駆動により駆動鏡筒を回動させてフォー カスレンズを移動させることができ、また自動焦点調整の制御中、制御後に関わらず 操作環を上記係止トルク以上のトルクで回動させてフォーカスレンズを移動させること ができ、自動焦点調整と手動焦点調整をクラッチなどによる切り換え無しに行なえ、 使い勝手が良い。し力も遊星ギアを介して回動力の伝達を行う構成であるため、組立 時に従来例のような各部のトルク調整は不要である。なお、操作環の係止トルクは、 その係止部材が設計通りに構成されて ヽれば所望に設定できるので、その調整も不 要である。従って組立を簡単に行うことができる。さらに、カム鏡筒のカム溝の形状に よる焦点位置の範囲とカム鏡筒の回動量に応じたフォーカスレンズの移動量との関 係で、フォーカスレンズの調整駆動範囲が広い場合でも、自動焦点調整を短時間で 行なうことができる。
図面の簡単な説明
[0010] [図 1]本発明の実施例におけるズームレンズ鏡筒の構造を示す断面図である。
[図 2]ズームレンズ鏡筒のフォーカスカム鏡筒のカム溝の形状などを示す斜視図であ る。
[図 3]ズームレンズ鏡筒の遊星ギア周辺の構造を示す拡大断面図である。 [図 4]図 3中の矢印 Aの矢視断面図である。
[図 5]棒ばねの形状と寸法を示す説明図である。
[図 6]ズームレンズ鏡筒のズーム動作を説明する説明図である。
[図 7A]棒ばねの他の形状と寸法を示す正面図である。
[図 7B]棒ばねの他の形状と寸法を示す上面図である。
符号の説明
2 フォーカスレンズ鏡筒
2a フォーカスレンズ
4 変倍レンズ保持鏡筒
4a, 4b 変倍レンズ
7 補正レンズ保持鏡筒
7a 補正レンズ
8, 9 マスターレンズ保持鏡筒
8a, 9a マスターレンズ
10 ズームカム鏡筒
12 フォーカスカムピン
13 AF駆動鏡筒
13a, 13b ギア部
15 フォーカスカム鏡筒
15a カム溝
19 MF操作環
19a ギア部
20 第 1外装鏡筒
21 ズーム操作環
22 第 2外装鏡筒
37 遊星ギア 44 マウント
発明を実施するための最良の形態
[0012] 以下、添付した図を参照して本発明の実施例を説明する。ここでは、デジタルカメラ 付き地上望遠鏡のフロントフォーカス方式のズームレンズ鏡筒における実施例を示 す。
実施例
[0013] 図 1は本発明の実施例のズームレンズ鏡筒の構造を示す断面図であり、このズーム レンズ鏡筒は、その後端部に設けられたマウント 44により不図示のデジタルカメラ付 き地上望遠鏡のデジタルカメラ部に接続される。
[0014] 1は固定された主鏡筒であり、その内周の前部にはフォーカスレンズ 2aを保持した フォーカスレンズ鏡筒 2が主鏡筒 1の軸方向、すなわち光軸方向にスライド可能に嵌 合されている。また、主鏡筒 1の内周でフォーカスレンズ鏡筒 2の後方には、ズーム力 ム鏡筒 10が嵌合されており、その内周の前側には変倍レンズ 4a, 4bを保持した変倍 レンズ保持鏡筒 4、後ろ側には補正レンズ 7aを保持した補正レンズ保持鏡筒 7が光 軸方向にスライド可能に嵌合されている。さらに、主鏡筒 1の後端には、マスターレン ズ 8aを保持したマスターレンズ保持鏡筒 8と、マスターレンズ 9aを保持したマスターレ ンズ保持鏡筒 9が固定されている。外部力 フォーカスレンズ 2a、変倍レンズ 4a, 4b 、補正レンズ 7a、マスターレンズ 8a及び 9aを透過した光は、不図示のクイックリターン ハーフミラーによって 2分割され、一方は透過して不図示の撮像素子に、他方は反射 して不図示のリレー光学系で再結像され不図示の接眼レンズを通してユーザーに観 察される。
[0015] 主鏡筒 1の外周の前部にはフォーカスレンズ 2aを光軸方向へ移動させるためのフ オーカスカム鏡筒 15、その後ろには自動焦点調整機構の駆動源である不図示のス テツビングモータ（以下、 AF駆動モータという）により回動される AF駆動鏡筒 13がそ れぞれ光軸を中心に回動可能に嵌合されている。 AF駆動鏡筒 13の後端部外周に 形成されたギア部 13bに対して不図示の AF駆動モータの回転力が不図示のギアボ ックスを介して伝達されることにより、 AF駆動鏡筒 13が回動するようになっている。
[0016] フォーカスカム鏡筒 15には、フォーカスレンズ 2aを光軸方向に沿って移動させるた めに、図 2に示すようにほぼ螺線状のカム溝 15aが形成されている。また、主鏡筒 1に おいてフォーカスカム鏡筒 15に接する前部には不図示の直線溝が光軸方向に沿つ て形成されており、この溝とカム溝 15aに対してフォーカスレンズ鏡筒 2の外周に固定 されたフォーカスカムピン 12が係合している。これにより、フォーカスカム鏡筒 15が回 動すると、そのカム溝 15aと主鏡筒の直線溝を介してフォーカスカムピン 12が光軸方 向に押圧され、フォーカスレンズ鏡筒 2が光軸方向に沿って移動し、フォーカスレンズ 2aが移動するようになって!/、る。
[0017] なお、図 2ではカム溝 15aの後述する形状の特徴を分力り易くするために、フォー力 スカム鏡筒 15の長さを図 1の実際の比率に対して 2倍程度拡大して示してある。
[0018] また、図 2及び図 3に示すように、フォーカスカム鏡筒 15の後端にはフランジ 15bが 形成されており、このフランジ 15bの背面上の例えば 3箇所に遊星ギア 37が支持軸 3 7aにより光軸に沿った向きで回転可能に軸支されている。そして図 3及び図 4に示す ように、遊星ギア 37は、 AF駆動鏡筒 13の前端部の外周に形成されたギア部 13aと 嚙合し、さらに AF駆動鏡筒 13の外側に回動可能に遊嵌された手動焦点調整用の MF操作環 19の前端部の内周に形成されたギヤ部 19aと嚙合して 、る。
[0019] MF操作環 19は、第 2外装鏡筒 22と共にズームレンズ鏡筒の本体外装の固定部を なす第 1外装鏡筒 20の先端部に対して後端部が係合しており、その係合部において 棒ばね 41により加圧されて所定の係止トルクで係止されており、その係止トルクより 大きなトルクをかけることによって光軸を中心に回動可能になっている。棒ばね 41は 、板ばねを細くして棒状にしたもので、図 5に示すように押しつぶされた M字形に形 成されており、 M字形の上下方向に弾性力を有している。寸法は例えば M字の一辺 の長さが 4一 10mm、各辺の折曲の角度が 145° 、 M字の高さが 3mm程度とする。 そして、棒ばね 41は、第 1外装鏡筒 20の前端部と MF操作環 19の後端部の係合部 (例えば凹部と凸部）どうしの間で円周方向の例えば 3箇所に挟み込まれ、光軸から 放射する方向の弾性力により MF操作環 19を第 1外装鏡筒 20に押し付けて所定の 係止トルクで係止している。その係止トルクは、 AF駆動鏡筒 13の回動に伴って遊星 ギア 37が自転して MF操作環 19を回動させようとするトルクより大きくなるように、棒 ばね 41の設計で設定される。 [0020] なお、棒ばね 41は、図 7A,図 7Bに示すように、全体として円弧状に湾曲し、一端 力 字形に屈曲された形状で図示のような寸法としてもよい。このような形状では M字 形の場合より係止トルクが弱くなる。レンズ鏡筒の用途や MF操作環 19の重量などに 応じて使い分ければよい。
[0021] また、第 1外装鏡筒 20の少しへこんだ後部側の外周にはズーム操作用のズーム操 作環 21が回動可能に嵌合されている。また、第 2外装鏡筒 22の後端にマウンタ 44が 固定されている。ズーム操作環 21の操作によりズーム動作を行う機構については、 本発明の特徴事項と関わりないので、説明を省略し、ズーム動作の概略だけ後述す る。
[0022] 次に、本実施例の焦点調整動作を説明する。撮影時に AFモードをオフにして手動 操作のみで焦点調整を行う場合、 AF駆動鏡筒 13を駆動する不図示の AF駆動モー タが通電を遮断され停止された状態で MF操作環 19を手動操作し回動させる。なお 、ここで前述した棒ばね 41による係止トルクより大きな回動力を加えることにより、 MF 操作環 19の係止が外れて回動させることができる。 MF操作環 19の回動により、その 回動力がギア部 19aを介して遊星ギア 37に伝わり、遊星ギア 37が自転する。このとき AF駆動鏡筒 13は、これに AF駆動モータの動力を伝達する不図示のギア列のギア 比の関係から、 AF駆動モータが通電により所定の回転位相で保持（固定)されてい なくても、遊星ギア 37の自転により回動しないように固定されているので、遊星ギア 3 7は自転に伴い公転する。すると遊星ギア 37の支持軸 37aが固定されているフォー カスカム鏡筒 15が回動し、そのカム溝 15aと主鏡筒の直線溝を介してカムピン 12が 光軸方向に押圧され、フォーカスレンズ鏡筒 2がフォーカスレンズ 2aと共に光軸方向 に沿って移動する。このようにして、 MF操作環 19を両方向に回動させることにより、 フォーカスレンズ 2aを光軸方向に沿って前後に移動させ、焦点調整を行うことができ る。
[0023] 一方、 AFモードをオンにして手動焦点調整の操作を行わず、自動焦点調整のみ を行うとき、 AF駆動モータが駆動され、その回転力が不図示のギア列を介して AF駆 動鏡筒 13の後端部のギア部 13bに伝達され、 AF駆動鏡筒 13が回動する。その回 動力が AF駆動鏡筒 13の前端部のギヤ部 13aを介して遊星ギア 37に伝達され、遊 星ギア 37が自転する。このとき MF操作環 19は棒ばね 41により係止されており、前 述のようにその係止トルクは遊星ギア 37が自転によって MF操作環 19を回動させよう とするトルクよりも強く調整されているので、 MF操作環 19は回動しない。このため遊 星ギア 37が自転に伴って公転し、前述のようにフォーカスカム鏡筒 15が回動し、フォ 一カスレンズ鏡筒 2がフォーカスレンズ 2aと共に光軸方向に沿って移動する。
[0024] なお、 AFモードがスタートすると、不図示の制御回路の制御により、フォーカスレン ズ 2aが焦点位置の最近傍 (最短距離)の位置力 無限遠の位置まで移動され、公知 の焦点評価値検出手段により最も焦点評価値が高い位置を目指してスキャニングを 行う。ここで、フロントフォーカス方式のズームレンズ鏡筒では、前述のように、インナ 一フォーカス方式よりもフォーカスレンズの調整駆動範囲が広 、ため、自動焦点調整 を行なうとき、合焦に達するまでに時間が力かってしまう。
[0025] そこで本実施例では、図 2に示すように、フォーカスカム鏡筒 15のカム溝 15aは、鏡 筒 15の軸方向（光軸方向）に対して傾斜したほぼ螺線状であって、焦点位置の範囲 により傾斜が変化する非線形な形状とした。すなわち、ここでは通常使用する際に使 用頻度の高い焦点位置が 20mの位置であることを想定して、焦点位置が最近傍 (最 短距離）の 5mの位置から 20mの位置までの範囲ではカム溝 15aの光軸方向に対す る傾斜を緩くすることにより、フォーカスカム鏡筒 15の回動量に応じたフォーカスレン ズ 2aの移動量を大きくし、フォーカスレンズを比較的素早く移動させて焦点の粗動調 整をし、焦点位置が 20mの位置力 無限遠の位置までの範囲にっ 、ては傾斜を急 にすることにより、上記回動量に応じた移動量を小さくし、フォーカスレンズを比較的 遅く移動させて焦点の微動調整をするようにして 、る。
[0026] つまり本実施例では、 自動焦点調整時にフォーカスレンズの移動範囲の全域にわ たって焦点評価値をサンプリングするが、図 2に示した通り、焦点位置とフォーカスカ ム鏡筒 15のカム溝 15aによるフォーカスレンズの光軸方向の移動範囲の長さとの関 係が非線形であり、焦点位置が最近傍の 5mの位置から 20mの位置までの移動範囲 の長さは、焦点位置が 20mの位置から無限遠の位置までの移動範囲の長さよりかな り長い。これに対して、カム溝 15aの形状を上述のようにすることにより、通常よく使用 される焦点位置が 20mの位置であるとして、焦点位置が最近傍の 5mの位置ある 、 は無限遠の位置にフォーカスレンズがある場合でもそこから素早く 20mの位置に戻 れるようにしている。こうして、フォーカスレンズの調整駆動範囲 (移動範囲）が広くて も、自動焦点調整を行なうときに合焦に達するまでの時間を短くすることができる。
[0027] 一方、 AFモードをオンにして、 AF制御中であるときに MF操作環 19を回動させて 手動焦点調整を行おうとすると、 AF駆動鏡筒 13と MF操作環 19の回動方向が一致 する力否かにより遊星ギア 37の公転速度が相乗的に速くなつたり、相殺されて遅くな つたりする力 V、ずれにしても遊星ギア 37の公転によりフォーカスレンズ 2aを光軸方 向に移動させて焦点調整を行うことができ、その際に MF操作環 19や AF駆動モータ には余計な負荷が力かることはない。従って、例えば MF操作環 19にずつと手をかけ ていても、これを回動させることなくフォーカスレンズを AF制御駆動することができ、 また AF制御によりピント位置が決定した後に、 AFモードをオフにして MF操作環 19 を操作してユーザーの好みのピント位置に移動させるということが簡単にできる。
[0028] 次に、ズーム動作の概略を図 6により説明する。ズーム操作環 21を回動させること により、変倍レンズ保持鏡筒 4と補正レンズ保持鏡筒 7を光軸方向に移動させ、変倍 レンズ 4a, 4bと補正レンズ 7aを光軸方向にテレ端の位置とワイド端の位置の間で移 動させ、焦点距離を例えば 75mm— 225mmの範囲で変化させることができる。変倍 レンズ 4aが Aの位置で補正レンズ 7aが Cの位置にあるときがワイド端であり、変倍レ ンズ 4aが Bの位置で補正レンズ 7aが Dの位置にあるときがテレ端である。変倍レンズ 4a, 4bは、変倍レンズ保持鏡筒 4により一定間隔を保ちながら光軸方向に移動する のに対し、補正レンズ 7aはそれとは独立した動きで移動する。これは、変倍レンズ 4a , 4bが移動することによりピントがずれるのを各位置で補正レンズ 7aが補正して合焦 状態を保っためである。
[0029] 以上のような本実施例のズームレンズ鏡筒によれば、自動焦点調整時には MF操 作環 19を回動させることなくフォーカスレンズ 2aを移動し、手動焦点調整時には MF 操作環 19を回動させてフォーカスレンズを移動することができ、自動焦点調整と手動 焦点調整をクラッチなどによる切り換え無しに行なうことができる。そして、遊星ギア 3 7を介して回動力の伝達を行う構成であるため、組立時に特許文献 1の従来例のよう な各部のトルク調整は不要である。なお、 MF操作環 19の係止トルクは、棒ばね 41 が設計通りに構成されていれば所望に設定できるので、その調整も不要である。従つ て、組立を簡単に行うことができる。さらに、フォーカスカム鏡筒 15のカム溝 15aの形 状を図 2で説明した形状にすることにより、フォーカスレンズの調整駆動範囲が広くて も、自動焦点調整を短時間で行なうことができる。
産業上の利用可能性
本発明の構成は実施例のズームレンズ鏡筒に限らず、それ以外のレンズ鏡筒にも 適用できることは勿論である。

Claims

請求の範囲
[1] 自動焦点調整機構の駆動源であるモータの駆動により回動し、該モータの停止に より固定される駆動鏡筒と、
該駆動鏡筒の外側に遊嵌され、所定の係止トルクで係止され、該係止トルクより大 きなトルクで回動可能に設けられた手動焦点調整用の操作環と、
回動に伴ってフォーカスレンズを光軸方向に沿って移動させるためのカム溝が形成 され、前記駆動鏡筒と操作環の前側に隣接して回動可能に設けられたカム鏡筒を有 し、
該カム鏡筒の後端に回転可能に軸支された遊星ギアが前記駆動鏡筒の前端部外 周と操作環の前端部内周に形成されたギア部のそれぞれと嚙合しており、
前記モータの駆動による前記駆動鏡筒の回動および Zまたは前記操作環の手動 操作による回動に対して前記カム鏡筒が前記遊星ギアを介し連動して回動すること により、フォーカスレンズが光軸方向に沿って移動されることを特徴とするレンズ鏡筒
[2] 前記カム鏡筒のカム溝の形状により、焦点位置が最短距離の位置から使用頻度の 高い所定距離の位置までの範囲では前記所定距離の位置から無限遠の位置までの 範囲よりカム鏡筒の回動量に応じたフォーカスレンズの移動量が大きくなるようにした ことを特徴とする請求項 1に記載のレンズ鏡筒。
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