JP2018116315A - レンズ鏡筒及び光学機器 - Google Patents

Abstract

【課題】良好な操作感触を得ることが可能なレンズ鏡筒を提供する。
【解決手段】カムピンを有し、レンズを保持して前記レンズの光軸方向に移動する移動部材と、前記カムピンと係合し前記光軸方向に対して湾曲した湾曲部を有する第１の溝が形成された第１筒と、前記第１筒の外周または内周に対向するように配置され、前記第１筒に対して前記光軸を中心として相対回転可能な第２筒と、前記第２筒において前記光軸に沿って形成され、前記カムピンと係合する第２の溝と、前記第２筒の前記第１筒と対向する面において、前記第２の溝の一部と前記光軸方向における位置が重なるように、前記光軸回りの周方向に沿って形成された凹溝と、前記凹溝に対向し、前記光軸と交差する方向に付勢力を付与する付勢部と、を備え、前記付勢部が付与する前記付勢力は、前記第１筒と前記第２筒との相対回転によって変化する。
【選択図】図１

Description

本発明は、レンズ鏡筒及び光学機器に関する。

従来、レンズ鏡筒のズーム操作環をがた感なく一定の操作トルクで操作できるようにするため、ズーム操作環と固定筒との間にゴム部材を設けて、ズーム操作環の光軸方向と径方向に同時に付勢する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００９-１６９２３２号公報

しかしながら、上記特許文献１では、ゴム部材を用いてズーム操作環に対して常時一定の付勢力を付与している。このため、ズーム操作環を回転する際にズーム操作環に作用する抗力（抵抗力）がズーム操作環の位置（固定筒に対する角度）に応じて異なるようなレンズ鏡筒に、上記特許文献１の技術を採用しても、ズーム操作環の操作を一定の操作トルクで行うことができないおそれがある。

本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、操作トルクの変化を小さく抑えることが可能なレンズ鏡筒及び光学機器を提供することを目的とする。

本発明のレンズ鏡筒は、所定軸（ＡＸ）方向に延びる直進溝が形成された第１筒（１５）と、前記第１筒の外周面に沿った前記所定軸回りの回転が可能で、前記所定軸方向に対して湾曲した形状を有するカム溝が形成された第２筒（２０）と、前記直進溝及びカム溝に沿って移動するカムピン（１９）を有し、前記第２筒が前記第１筒に対して回転するのに伴って、前記第１筒の内部でレンズを保持して前記所定軸方向に移動する移動部材（１２）と、前記所定軸方向に対する前記カム溝の角度に応じた制動力を、前記第２筒に付与する制動機構（２３、２１）と、を備え、前記制動機構は、対向する前記第１筒の少なくとも一部の面と前記第２筒の少なくとも一部の面のうちの一方の面に設けられ、他方の面の周方向に沿って設けられた凹溝を付勢する付勢部材（２３）を備え、前記周方向の位置により前記付勢部材が前記凹溝を付勢する付勢力が変化するレンズ鏡筒である。

また、本発明のレンズ鏡筒は、所定軸（ＡＸ）方向に延びる直進溝が形成された第１筒（１５）と、前記第１筒の外周面に沿った前記所定軸回りの回転が可能で、前記所定軸方向に対して湾曲した形状を有するカム溝が形成された第２筒（２０）と、前記直進溝及び前記カム溝に沿って移動するカムピン（１９）を有し、前記第２筒が前記第１筒に対して回転するのに伴って、前記第１筒の内部でレンズを保持して前記所定軸方向に移動する移動部材（１２）と、前記所定軸方向に対する前記カム溝の角度に応じた制動力を、前記第２筒に付与する制動機構（２３、２１）と、を備え、前記制動機構は、対向する前記第１筒の少なくとも一部の面と前記第２筒の少なくとも一部の面のうちの一方の面に設けられて他方の面を付勢する付勢部材（２３）を有し、前記他方の面は周方向の位置により前記レンズの光軸からの距離が変化するレンズ鏡筒である。

これらの場合において、前記第２筒は、前記第１筒の外周面に沿った前記所定軸回りの回転が可能であり、前記付勢部材は、前記第１筒の外周面に設けられ、前記第２筒の内周面の少なくとも一部を付勢することとすることができる。

また、前記付勢部材は、前記他方の面との接触・非接触状態が、周方向の位置により変更されることとすることができる。

また、前記接触部材は、前記他方の面に向かう方向の力で常時付勢されていることとしてもよい。

本発明の光学機器は、本発明のレンズ鏡筒を備えている。

なお、本発明をわかりやすく説明するために、上記においては一実施形態を表す図面の符号に対応つけて説明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、後述の実施形態の構成を適宜改良しても良く、また、少なくとも一部を他の構成物に代替させても良い。更に、その配置について特に限定のない構成要件は、実施形態で開示した配置に限らず、その機能を達成できる位置に配置することができる。

本発明のレンズ鏡筒及び光学機器は、操作トルクの変化を小さく抑えることができるという効果を奏する。

一実施形態に係るカメラの構成を一部断面して示す図である。 図２（ａ）は、操作環を固定筒に対して回転させたときの、カムピンのカム溝内における動きを示した図であり、図２（ｂ）は、カムピンの直進溝内における動きを示した図であり、図２（ｃ）は、図２（ａ）と図２（ｂ）を重ねた状態を示す図である。 筒部を断面して示す図である。 筒部と固定筒を、凹溝部分で断面した図である。 図５（ａ）、図５（ｂ）は、固定筒に対して操作環（筒部）を回転する場合の、バネ部材と凹溝との関係を示す図（その１）である。 固定筒に対して操作環（筒部）を回転する場合の、バネ部材と凹溝との関係を示す図（その２）である。 変形例に係るカメラを示す図である。

以下、一実施形態について、図１〜図６に基づいて説明する。図１には、一実施形態に係るカメラ１００の構成が概略的に、一部断面して示されている。

カメラ１００は、カメラ本体２００と、レンズ鏡筒３００とを備える。カメラ本体２００は、筐体、及び筐体内に収容された各種光学系、撮像素子、シャッタ等を有している。カメラ本体２００の筐体の一部には、カメラマウントが設けられている。このカメラマウントには、レンズ鏡筒３００が有するレンズマウント５０が係合可能となっている。カメラマウントとレンズマウント５０は、例えばバヨネット式のマウントである。

レンズ鏡筒３００は、被写体側（カメラ本体２００とは反対側）から順に配列された、第１レンズ群Ｌ１、第２レンズ群Ｌ２、第３レンズ群Ｌ３を備えている。各レンズ群は、光軸ＡＸが一致するように位置関係が調整されている。

また、レンズ鏡筒３００は、第２レンズ群Ｌ２を支持する第２レンズ群支持枠１２と、レンズマウント５０（及びカメラ本体２００）に対して、回転及び移動が不能な状態とされている固定筒１５と、レンズマウント５０に固定され、固定筒１５の外側に設けられた外筒２２と、外筒２２と固定筒１５に対して光軸ＡＸ回りに回転可能とされた操作環２０と、を備える。

なお、レンズ鏡筒３００内には、第１レンズ群Ｌ１、第３レンズ群Ｌ３を支持する支持枠も存在しているが、図示の便宜上及び説明の簡素化のため、図示を省略している。第１レンズ群Ｌ１の支持枠は、例えば、固定筒１５の被写体側の内周に固定され、第３レンズ群Ｌ３の支持枠は、例えば、レンズマウント５０の内側に固定される。なお、絞り機構などその他の機構、構造もレンズ鏡筒３００に含まれているが、これらについても図示を省略している。

第２レンズ群支持枠１２は、第２レンズ群Ｌ２を支持する概略筒状部材であり、その外周面には、カムピン１９が突設されている。

固定筒１５には、光軸ＡＸ方向に対して湾曲した形状（スパイラル形状）（図２（ａ）参照）を有するカム溝１５ａが貫通形成されている。カム溝１５ａには、カムピン１９が係合した状態となっている。なお、カム溝１５ａが湾曲しているのは、ズーム比が５倍を超えるような高倍率ズームレンズではレンズ群（本実施形態では第２レンズ群）の移動量が大きくなる一方、固定筒１５に対する操作環２０の回転角は一定角度に制限されているためである。

操作環２０は、操作部１８と、筒部１７とを有する。操作部１８と筒部１７とはピン等により固定されている。操作環２０は、筒部１７の内周面が固定筒１５の外周面に沿った状態で光軸ＡＸ回りに回転するようになっている。

操作部１８の外周面は、ゴムなどにより滑り止め加工が施されている。筒部１７には、光軸方向に延びる直進溝１７ａが貫通形成されている（図３参照）。この直進溝１７ａには、カムピン１９が係合した状態となっている。すなわち、カムピン１９は、カム溝１５ａと直進溝１７ａとが交差する箇所に挿入された状態となっている（図２（ｃ）参照）。なお、直進溝１７ａは、筒部１７を貫通しない凹溝であってもよい。

なお、図１では、カムピン１９が１つのみ図示されているが、カムピン１９は第２レンズ群支持枠１２の外周面に複数設けられていてもよい。このようにカムピン１９を複数設ける場合、これに対応して固定筒１５に複数のカム溝１５ａを形成するとともに、筒部１７に直進溝１７ａを複数設けることとする。

図２（ａ）は、操作環２０を固定筒１５に対して回転させたときの、カムピン１９のカム溝１５ａ内における動きを示した図であり、図２（ｂ）は、カムピン１９の直進溝１７ａ内における動きを示した図である。また、図２（ｃ）は、図２（ａ）と図２（ｂ）を重ねた状態を示す図である。これらの図からわかるように、直進溝１７ａに係合するカムピン１９は、操作環２０とともに回転方向に移動するが、カムピン１９は、カム溝１５ａにも係合しているので、回転方向への移動と同時に、直進溝１７ａ内を光軸ＡＸ方向に沿って移動することになる。これにより、操作環２０の回転による第２レンズ群Ｌ２の光軸ＡＸ方向への移動（ズーミング動作）が可能となっている。

ここで、図２（ａ）〜図２（ｃ）に示すように、操作環２０は、固定筒１５に対して、ワイド側からテレ側に角度（θ１＋θ２＋θ３）の範囲で回転できるようになっているものとする。この場合において、ワイド側近傍の角度θ１の間及びテレ側近傍の角度θ３の間で操作環２０を回転させる場合には、カム溝１５ａの角度（カムピン１９の進行方向）と操作環２０の回転方向との差が小さいため、カムピン１９が回転方向に移動する際にカム溝１５ａから受ける抗力が小さい。このため、カムピン１９はカム溝１５ａ内を移動しやすくなっている。なお、本実施形態では、カムピン１９は、角度θ１の間よりも角度θ３の間のほうが移動しやすいものとする。一方、テレ側とワイド側の中間の角度θ２の間で操作環２０を回転させる場合、カム溝１５ａの角度（カムピン１９の進行方向）と操作環２０の回転方向との差が大きいため、カムピン１９が回転方向に移動する際にカム溝１５ａから受ける抗力が大きい。このため、カムピン１９はカム溝１５ａ内を移動しにくくなっている。

ところで、本実施形態では、筒部１７を断面して示す図３から分かるように、筒部１７には、直進溝１７ａのほか、凹溝２１も形成されている。なお、凹溝２１は、筒部１７の内周面に、その周方向に沿って形成されている。

図４には、筒部１７と固定筒１５を、凹溝２１を横切る光軸ＡＸに垂直な面で断面した図が示されている。この図４に示すように、凹溝２１は、光軸ＡＸからの半径方向の距離がＲ１の範囲と、Ｒ２（＞Ｒ１）の範囲と、Ｒ３（＜Ｒ１＜Ｒ２）の範囲とを有している。

凹溝２１のうち、光軸ＡＸからの距離がＲ１とされている範囲は、カムピン１９がカム溝１５ａの角度θ１の範囲を移動するときに、固定筒１５の基準点（点Ｐとする）が対向する範囲（角度θ１の範囲）である。また、凹溝２１のうち、光軸ＡＸからの距離がＲ２とされている範囲は、カムピン１９がカム溝１５ａの角度θ２の範囲を移動するときに、固定筒１５の基準点（点Ｐ）が対向する範囲（角度θ２の範囲）である。また、凹溝２１のうち、光軸ＡＸからの距離がＲ３とされている範囲は、カムピン１９がカム溝１５ａの角度θ３の範囲を移動するときに、固定筒１５の基準点（点Ｐ）が対向する範囲（角度θ３の範囲）である。なお、距離Ｒ１の範囲、距離Ｒ２の範囲の境目部分、及び距離Ｒ２の範囲、距離Ｒ３の範囲の境目部分には段差は無く、距離が滑らかに変化しているものとする。

また、本実施形態では、固定筒１５の凹溝２１に対向する位置（点Ｐの位置）には、図４に示すように、バネ部材２３が設けられている。バネ部材２３は、円弧状に湾曲された板バネなどであり、固定筒１５の半径方向の弾性力を有している。すなわち、バネ部材２３と凹溝２１（筒部１７の内周面）とが接触した状態では、バネ部材２３から凹溝２１に対して、筒部１７の半径方向外側に向かう付勢力が付与される。

次に、図５（ａ）、図５（ｂ）、図６に基づいて、固定筒１５に対して操作環２０（筒部１７）を回転する場合の、バネ部材２３と凹溝２１との関係について説明する。

図５（ａ）には、第２レンズ群Ｌ２がワイド側に位置している場合（点Ｐが角度θ１の間に位置している場合）の、筒部１７と固定筒１５との関係が示されている。この図５（ａ）に示す状態では、凹溝２１に対して、バネ部材２３が接触しており、バネ部材２３から筒部１７に対して付勢力Ｆ１が付与された状態となっている。すなわち、この付勢力Ｆ１が、ワイド側から角度θ１の範囲で回転する操作環２０に対する制動力（ブレーキ力）となる。

図５（ｂ）には、第２レンズ群Ｌ２がワイド側とテレ側の中間に位置している場合（点Ｐが角度θ２の間に位置している場合）の、筒部１７と固定筒１５との関係が示されている。この図５（ａ）に示す状態では、凹溝２１に対して、バネ部材２３がわずかに接触している程度であり、バネ部材２３から筒部１７に対して付勢力Ｆ２（＜Ｆ１）が付与された状態となっている。すなわち、この付勢力Ｆ２が、角度θ２の範囲で回転する操作環２０に対する制動力（ブレーキ力）となる。

図６には、第２レンズ群Ｌ２がテレ側に位置している場合（点Ｐが角度θ３の間に位置している場合）の、筒部１７と固定筒１５との関係が示されている。この図６に示す状態では、凹溝２１に対して、バネ部材２３が接触している。ここで、距離Ｒ３は、距離Ｒ１よりも小さいことから、バネ部材２３から筒部１７に対して付勢力Ｆ３（＞Ｆ１＞Ｆ２）が付与された状態となっている。すなわち、この付勢力Ｆ３が、テレ側から角度θ３の範囲で回転する操作環２０に対する制動力（ブレーキ力）となる。

なお、角度θ１とθ２の境目近傍及びθ２とθ３の境目近傍では、バネ部材２３から筒部１７に付与される付勢力（制動力）が徐々に変化するようになっている。

このように、本実施形態では、操作環２０の回転に必要な力が大きい場合（点Ｐが角度θ２の範囲内にある場合）には、バネ部材２３から筒部１７に付与される付勢力（制動力）が小さい一方、操作環２０の回転に必要な力が小さい場合（点Ｐが角度θ１やθ３の範囲内にある場合）には、バネ部材２３から筒部１７に付与される付勢力（制動力）（Ｆ１、Ｆ３）が大きくなる。これにより、操作環２０の回転に必要な操作トルクの変化（トルクムラ）を小さくすることができるので、凹溝２１の形状をカム溝１５ａの形状に応じて設計すれば、操作トルクをほぼ一定にすることができる。

以上、詳細に説明したように、本実施形態によると、固定筒１５に光軸ＡＸ方向に対して湾曲した形状を有するカム溝１５ａが貫通形成され、操作環２０（筒部１７）は、固定筒１５の外周面に沿った光軸ＡＸ回りの回転が可能で、光軸ＡＸ方向に延びる直進溝１７ａが形成されており、また、固定筒１５の内部でレンズを支持する第２レンズ群支持枠１２は、カム溝１５ａ及び直進溝１７ａに沿って移動するカムピン１９を有し、操作環２０（筒部１７）が固定筒１５に対して回転するのに伴って光軸ＡＸ方向に移動する。そして、バネ部材２３は、筒部１７に対して、カム溝１５ａの光軸ＡＸ向に対する角度に応じた付勢力（制動力）を付与する。これにより、本実施形態のようにカム溝１５ａの光軸ＡＸ方向に対する角度に応じて、カムピン１９のカム溝１５ａ内における移動のしやすさが変化する場合でも、バネ部材２３から操作環２０（筒部１７）に対してカム溝１５ａの光軸ＡＸ方向に対する角度に応じた付勢力（制動力）を付与することで、操作環２０の回転に必要な操作トルクの変化を小さくすることができる。これにより、操作感触を良好にし、ズーミングの操作をしやすくすることが可能となる。

また、本実施形態では、固定筒１５にバネ部材２３を設けるとともに、筒部１７に凹溝２１を形成するという簡易な構成で、カムピン１９が係合するカム溝１５ａの光軸ＡＸ方向に対する角度に応じた制動力を付与することができるので、製造コストや製造工程の増加を抑制しつつ、操作環２０の操作感触を良好にすることができる。

なお、上記実施形態では、一例として、凹溝２１の光軸からの距離が３段階で変化する場合について説明したが、これに限られるものではない。カム溝の光軸に対する角度に応じて、凹溝２１の光軸からの距離を、多段階あるいはシームレスに変化させるようにしてもよい。また、上記実施形態では、バネ部材２３が凹溝２１に対して常時接触しているような場合について説明したが、これに限らず、一部においてバネ部材２３と凹溝２１とが非接触となってもよい。

なお、上記実施形態では、バネ部材２３を固定筒１５に設け、操作環２０の筒部１７に凹溝２１を形成する場合について説明したが、これに限られるものではなく、バネ部材２３を筒部１７に設け、固定筒１５の外周面に凹溝２１を形成することとしてもよい。このようにしても、上記実施形態と同様の作用効果を得ることができる。

なお、上記実施形態では、固定筒１５にバネ部材２３を設けて、筒部１７に対して付勢力を付与する場合について説明したが、これに限らず、バネ部材２３に代えて、その他の付勢力を付与することが可能な部材（例えばゴムなどの弾性部材）を用いることとしてもよい。

なお、上記実施形態では、バネ部材２３と凹溝２１との接触状態の変化により、バネ部材２３から筒部１７（操作環）に付与される制動力を異ならせる場合について説明したが、これに限られるものではない。たとえば、固定筒１５に筒部１７と接触する接触部材を設け、接触部材が接触する筒部１７の内周面に接触部材が接触したときに発生する摩擦力を変化させる摩擦係数が異なる面（面粗さが場所によって異なる面）を設けておくこととしてもよい。この場合、摩擦係数（面粗さ）は、カムピン１９の位置するカム溝の角度（光軸ＡＸ方向に対する角度）に基づいて、決定することとする。このようにしても、上記実施形態と同様の作用効果を得ることができる。なお、この場合においても、接触部材を筒部１７に設け、摩擦係数が異なる面を固定筒１５に設けることとしてもよい。

なお、上記実施形態では、操作環２０の回転に伴って第２レンズ群Ｌ２が回転するような構成のレンズ鏡筒を例に採り説明したが、これに限られるものではない。例えば、第２レンズ群Ｌ２が回転しないように、第２レンズ群支持枠１２と、固定筒１５との間に、筒状部材を介在させることとしてもよい。この場合、筒状部材の内周面に、カムピン１９が係合可能な光軸回りの回転方向（円周方向）に延びる溝を形成し、外周面には、カム溝１５ａ及び直進溝１７ａと係合するカムピンを設けておくことで、第２レンズ群Ｌ２を回転させることなく光軸方向に移動させることが可能となる。

また、上記実施形態では、操作環２０の筒部１７に直進溝１７ａを形成するとともに、固定筒１５にカム溝１５ａを形成する場合について説明したが、これに限られるものではなく、図７に示すように、筒部１７にカム溝１５ａを形成するとともに、固定筒１５に直進溝１７ａを形成することとしてもよい。

なお、上記実施形態のレンズ鏡筒３００の構成は一例である。したがって、レンズ鏡筒の構成としては種々の構成を採用することができる。

上述した実施形態は本発明の好適な実施の例である。但し、これに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変形実施可能である。

１２ 第２レンズ群支持枠
１５ 固定筒
１５ａ カム溝
１７ａ 直進溝
１９ カムピン
２０ 操作環
２１ 凹溝
２３ バネ部材
１００ カメラ
３００ レンズ鏡筒
Ｌ２ 第２レンズ群

Claims (13)

1. カムピンを有し、レンズを保持して前記レンズの光軸方向に移動する移動部材と、
   前記カムピンと係合し前記光軸方向に対して湾曲した湾曲部を有する第１の溝が形成された第１筒と、
   前記第１筒の外周または内周に対向するように配置され、前記第１筒に対して前記光軸を中心として相対回転可能な第２筒と、
   前記第２筒において前記光軸に沿って形成され、前記カムピンと係合する第２の溝と、
   前記第２筒の前記第１筒と対向する面において、前記第２の溝の一部と前記光軸方向における位置が重なるように、前記光軸回りの周方向に沿って形成された凹溝と、
   前記凹溝に対向し、前記光軸と交差する方向に付勢力を付与する付勢部と、を備え、
   前記付勢部が付与する前記付勢力は、前記第１筒と前記第２筒との相対回転によって変化するレンズ鏡筒。
2. 前記凹溝の形成された周面上に前記第２の溝の一部が形成されている請求項１に記載のレンズ鏡筒。
3. 前記凹溝の形成された周面上に前記第２の溝の一端が位置する請求項２に記載のレンズ鏡筒。
4. 前記凹溝は、周方向における前記付勢部と接触する位置によって前記光軸からの距離が異なる接触面を有する請求項１から３のいずれか一項に記載のレンズ鏡筒。
5. 前記接触面の形状は、前記湾曲部の形状によって異なる請求項４に記載のレンズ鏡筒。
6. 前記付勢部は前記第１筒に設けられ、周方向における位置によって、前記第２筒と接触又は非接触となる請求項１から５のいずれか一項に記載のレンズ鏡筒。
7. 前記第１筒または前記第２筒の一方に固定され、使用者が操作する操作環を備え、
   前記第１筒または前記第２筒の前記一方の回転量は前記操作環の回転量と等しい請求項１から６のいずれか一項に記載のレンズ鏡筒。
8. 前記第１筒または前記第２筒の他方に固定され、カメラ本体に係合されるレンズマウントを備え、
   前記第１筒または前記第２筒の前記他方は、前記第１筒または前記第２筒の前記一方の内周に配置されている請求項７に記載のレンズ鏡筒。
9. ワイド側端部からテレ側端部までズーミング動作する際に、前記凹溝と前記付勢部とは常時接触している請求項１から８のいずれか一項に記載のレンズ鏡筒。
10. 前記第１の溝の湾曲部は、ズーミング動作の途中で前記光軸に対する傾斜方向が反転するＵターン形状であり、
    前記凹溝の前記光軸からの距離は、ズーミング動作の途中で連続して変化する請求項１から９のいずれか一項に記載のレンズ鏡筒。
11. 前記第１の溝において、前記カムピンが前記第１の溝から受ける抗力の最も大きい領域の回転方向における幅は、前記カムピンが前記第１の溝から受ける抗力がより小さい領域の回転方向における幅の合算より小さい請求項１から１０のいずれか一項に記載のレンズ鏡筒。
12. ズーム比が５倍を超える請求項１から１１のいずれか一項に記載のレンズ鏡筒。
13. 請求項１から請求項１２のいずれか一項に記載のレンズ鏡筒を備える光学機器。

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