JP4830515B2

JP4830515B2 - レンズ鏡筒、交換レンズ、カメラシステム

Info

Publication number: JP4830515B2
Application number: JP2006020226A
Authority: JP
Inventors: 正輝朝山
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 2006-01-30
Filing date: 2006-01-30
Publication date: 2011-12-07
Anticipated expiration: 2026-01-30
Also published as: JP2007199557A

Description

本発明は、固定筒の内側に回転可能な回転筒が設けられたレンズ鏡筒、交換レンズ、カメラシステムに関するものである。

オートフォーカス動作において、レンズ群を駆動するアクチュエータとして超音波モータを使用するレンズ鏡筒、交換レンズ、及び、カメラシステムが普及している。そのようなレンズ鏡筒等に使用される超音波モータには、レンズ群の周りに円環状に形成された円環型超音波モータが使用されることが多い。このような超音波モータをレンズ鏡筒内に配置する場合、フォーカス動作では駆動されない固定筒の周りに超音波モータを配置すると空間の利用効率が高くできる場合が多い。
特許文献１には、固定筒の周りに超音波モータを配置した例が示されている。この特許文献１に記載されたレンズ鏡筒では、超音波モータが固定筒の外周側に配置されていることから、固定筒の内周側にカム筒を配置し、固定筒に形成されたカム溝や直進案内溝等とカム筒に形成されたカム溝とにレンズ群を係合させて支持している。
特許文献１に記載のカム筒は、ズーム時の回転角度が１２０度よりも小さく、ズーム用の３本のカム溝を周方向に並べて配置しても重なることなく形成できている。また、フォーカス用のカムは、１２０度以上の角度範囲にわたって形成されているが、光軸方向に繰り出している部分を光軸方向で重ねて配置することにより、３本のカム溝を破綻することなく形成している。

ところで、カム筒の回転によっては光軸方向の位置が移動しない部材（例えば、絞りユニットやレンズ群、以下、非可動部材）が配置される光学系も考えられる。
しかし、そのような光学系を有したレンズ鏡筒を、固定筒の内径側にカム筒が配置された構成にした場合、特許文献１と同様に、３箇所で非可動部材を支持しようとすると、カム筒には、その支持部を逃げる溝を周方向に３箇所並べることとなるので、カム筒を１２０度以上回転させることができないという問題があった。
また、この逆に、カム筒を１２０度以上回転させようとすると、非可動部材を支持する支持部を３箇所設けることができないという問題があった。

移動しない非可動部材であっても、その位置及び姿勢を安定して支持するには、３箇所の支持が望ましい。仮に、２箇所の支持としてしまうと、非可動部材が光軸に対して傾く（あおる）現象が生じてしまうおそれがある。
その一方で、例えば、接写及び拡大撮影を行うことができるマイクロ（マクロ）レンズ鏡筒等では、微妙な焦点調節を行えるように、フォーカス操作環の回転角度をできる限り大きくして、フォーカス操作環の回転角度に対するフォーカスレンズ群の繰り出し量を少なくしたいという要求がある。したがって、そのようなレンズ鏡筒では、カム筒を１２０度以上回転させる構成が望ましい。
特開平１０−３９１８８号公報

本発明の課題は、第１の筒部材よりも内周側に設けられた第２の筒部材と、第２の筒部材よりも内周側に設けられ第２の筒部材よりも外周側で支持される被支持部材とを備えた構成において、第２の筒部材の回転可能角度が大きく、かつ、被支持部材を安定して支持できるレンズ鏡筒、交換レンズ、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、撮影光学系と、前記撮影光学系の周囲に設けられた第１の筒部材と、前記第１の筒部材よりも内周側に設けられた第２の筒部材と、前記第２の筒部材よりも内周側に設けられ前記第２の筒部材よりも外周側で支持される被支持部材と、前記第２の筒部材に設けられた第１の貫通孔を貫通して前記被支持部材を支持する第１の支持部と、前記第２の筒部材に設けられた第２の貫通孔を貫通して前記被支持部材を支特する第２の支持部とを有し、前記第２の貫通孔は、前記第１の貫通孔とは前記撮影光学系の光軸方向で異なる位置に設けられ、前記被支持部材は、前記撮影光学系を通過する光量を調整する絞りユニットであ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において、前記第１の貫通孔は、周方向の複数の位置に設けられ、前記第１の支持部は前記周方向の複数の位置で前記被支持部材を支持する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において、前記被支持部材は、前記第１の筒部材に支持されてい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、前記第２の支持部は、前記第１の支持部とは周方向で異なる位置に設けられてい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において、前記第２の支持部は、板状の部材により形成されていることを特徴とするレンズ鏡筒である。
請求項６の発明は、請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載のレンズ鏡筒において、前記被支持部材よりも入射側に設けられ、前記第２の筒部材の前記光軸まわりの回転移動によって前記光軸に沿った方向に駆動される入射側可動部と、前記被支持部材よりも出射側に設けられ、前記第２の筒部材の前記光軸まわりの回転移動によって前記光軸に沿った方向に駆動される出射側可動部とを備えることを特徴とするレンズ鏡筒である。
請求項７の発明は、請求項６に記載のレンズ鏡筒において、前記入射側可動部及び前記出射側可動部を駆動するときの前記第２の筒部材の回転移動可能な角度は、１２０度以上であることを特徴とするレンズ鏡筒である。
請求項８の発明は、請求項６又は請求項７に記載のレンズ鏡筒において、前記入射側可動部及び前記出射側可動部は、前記光軸に沿った方向に移動することにより前記撮影光学系の焦点位置が移動するフォーカスレンズ群であることを特徴とするレンズ鏡筒である。
請求項９の発明は、請求項１から請求項８までのいずれか１項に記載のレンズ鏡筒において、前記第１の筒部材よりも外周側には、前記第２の筒部材を回転駆動する駆動部が設けられていることを特徴とするレンズ鏡筒である。
請求項１０の発明は、請求項１から請求項９までのいずれか１項に記載のレンズ鏡筒において、前記撮影光学系により像を撮影するカメラと係合するマウント部を備えたことを特徴とする交換レンズである。
請求項１１の発明は、請求項１から請求項９までのいずれか１項に記載のレンズ鏡筒又は請求項１０に記載の交換レンズを含むことを特徴とするカメラシステムである。

本発明によれば、第２の筒部材の回転可能角度を大きくでき、かつ、被支持部材を安定して支持できる。

第２の筒部材の回転可能角度が大きく、かつ、被支持部材を安定して支持するという目的を、第１の支持部及び第２の支持部が貫通する第１の貫通孔と第２の貫通孔とを、撮影光学系の光軸方向で異なる位置に配置することにより実現した。

図１は、本実施例のレンズ鏡筒を示す断面図である。なお、図１は、無限遠位置に焦点調節された状態を示している。
本実施例のレンズ鏡筒は、レンズ群Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４からなる単焦点の撮影光学系を備え、接写及び拡大撮影を行うことができるマイクロ（マクロ）レンズ鏡筒の交換レンズである。
固定筒１は、後述するカム筒２の回転時にもマウント部１３に対して移動することなく、撮影光学系の周囲に設けられた第１の筒部材である。
固定筒１の外周には、後述のカム筒２を回転駆動する駆動部として超音波モータ４が設けられている。超音波モータ４の出力部４ａには、超音波モータ４の回転駆動力を伝えるフォーカス駆動レバー３が係合している。また、超音波モータ４の固定子４ｂ側には、フォーカス環連動部材４ｃが取り付けられている。フォーカス環連動部材４ｃには、ローラ８が取り付けられている。

レンズ鏡筒の最外周には、フォーカス操作環１０が回転可能に設けられている。フォーカス操作環１０の内周側には、ＭＦ連動リング１２がフォーカス操作環１０とは独立して回転可能に設けられている。フォーカス操作環１０とＭＦ連動リング１２との間には、ウェーブワッシャ１１がチャージされて配置されている。ウェーブワッシャ１１，ＭＦ連動リング１２，ローラ８は、フォーカス操作環１０と鏡筒外枠９との間に配置されており、ウェーブワッシャ１１の付勢力は、ＭＦ連動リング１２及びローラ８に伝わる。
フォーカス操作環１０が回転すると、ウェーブワッシャ１１の付勢力により生じる摩擦力により、ＭＦ連動リング１２がフォーカス操作環１０と同じ回転角度だけ回転する。このとき、ローラ８は、自転しながらフォーカス環連動部材４ｃとともに回転する。なお、ローラ８を介していることにより、フォーカス環連動部材４ｃの回転角度は、フォーカス操作環１０の回転角度の半分となる。したがって、フォーカス操作環１０が回転すると、超音波モータ４全体がフォーカス操作環１０の回転角度の半分の回転角度だけ回転し、この回転がフォーカス駆動レバー３に伝えられる。

カム筒２は、固定筒１よりも内周側に回転可能に設けられた第２の筒部材である。カム筒２には、カム溝２ａ，２ｂがそれぞれ３本設けられている（図３参照）。
カム溝２ａには、レンズ群Ｌ２に設けられたカムフォロアＬ２ａ（１箇所について２つで１対のカムフォロアＬ２ａを形成）が係合している。また、カムフォロアＬ２ａは、固定筒１に設けられた直進溝１ａに係合している。したがって、レンズ群Ｌ２は、カム筒２が回転すると、光軸に沿って移動する入射側可動部となっている。

カム溝２ｂには、レンズ群Ｌ３に設けられたカムフォロアＬ３ａが係合している。また、カムフォロアＬ３ａは、固定筒１に設けられた直進溝１ｂに係合している。したがって、レンズ群Ｌ３は、カム筒２が回転すると、光軸に沿って移動する出射側可動部となっている。
本実施例の撮影光学系は、レンズ群Ｌ２及びレンズ群Ｌ３をフォーカスレンズ群とし、レンズ群Ｌ２及びレンズ群Ｌ３が光軸方向で移動することにより、焦点調節を行う構成となっている。
絞りユニット２０は、撮影光学系を通過する光量を調整する絞り羽根２０ａを有した被支持部材であり、レンズ群Ｌ２及びレンズ群Ｌ３に挟まれた位置に設けられている。絞りユニット２０の支持構造については、後述する。

図２は、カム筒２に駆動力を伝達する構成を説明する図である。図２（ａ）は、光軸に沿った面で切断した断面図であり、図２（ｂ）は、ビス７付近で光軸に直交する面で切断した断面図であり、図２（ｃ）は、矢印Ａ方向からフォーカス駆動レバー３を見た図である。
図３は、固定筒１及びフォーカス駆動環５を展開して外側から見た図である。
固定筒１の外周には、フォーカス駆動環５が配置されている。このフォーカス駆動環５は、固定筒１の円周方向溝１ｃを貫通するビス７によりカム筒２と一体となるように固定されている。ビス７は、略対向する位置（円周方向で略１８０度離れた位置）に２箇所設けられている。また、ビス７と固定筒１の円周方向溝１ｃとの間には、ベアリング６が設けられている。したがって、フォーカス駆動環５は、固定筒１の外周を、カム筒２と一体になって回転可能である。
フォーカス駆動環５には、フォーカス駆動レバー３が固定されている。フォーカス駆動レバー３が固定されている位置は、ビス７との位置関係が、円周方向で略９０度離れた位置となっている。

以上の構成により、マニュアルフォーカス時のフォーカス操作環１０の回転駆動力、又は、オートフォーカス時の超音波モータ４の回転駆動力は、固定筒１の内周側に設けられたカム筒２に対して固定筒１の外側から伝えられ、カム筒２が回転駆動される。
図４は、本実施例のレンズ鏡筒が至近位置に焦点調節された状態を示す断面図である。
上述したフォーカス動作を行うことにより、レンズ群Ｌ２及びレンズ群Ｌ３は、無限遠位置から移動して、図４に示した至近位置まで移動可能となっている。

ここで、図１及び図４を見て分かるように、絞りユニット２０は、フォーカス動作によっては、固定筒１に対して移動しない。この絞りユニット２０の支持構造について説明する。
図５は、絞りユニット２０の支持構造を説明する図である。図５（ａ）は、光軸に沿った面で切断した断面図であり、図５（ｂ）は、出射側から見た図である。
図６は、無限位置に焦点調節された状態の固定筒１及びカム筒２を展開して外側から見た図である。
図７は、至近位置に焦点調節された状態の固定筒１及びカム筒２を展開して外側から見た図である。
絞りユニット２０は、第１の支持部であるビス２１により固定筒１に固定されている。このビス２１は、略対向する位置（円周方向で略１８０度離れた位置）に２箇所設けられている。また、カム筒２には、ビス２１が当たらないように開口された第１の貫通孔２ｃがビス２１に対応して２箇所設けられている。

先に述べたように、本実施例のレンズ鏡筒は、マイクロレンズ鏡筒である。マイクロレンズ鏡筒では、微妙な焦点調節を行えるように、フォーカス操作環の回転角度をできる限り大きくして、フォーカス操作環の回転角度に対するフォーカスレンズ群の繰り出し量を少なくすることが望ましい。そこで、本実施例のカム筒２は、できる限り回転角度を大きくできるように、無限位置から至近位置までの焦点調節動作で１２０度以上回転するように構成されている。

カム筒２に形成されているカム溝２ａ，２ｂは、レンズ群の位置を移動させるカムであり、光軸方向に繰り出している部分を光軸方向で重ねて配置することにより、カム筒２が１２０度以上回転する本実施例の場合であっても、カム筒２の強度を犠牲にすることなく３本のカム溝を形成できている。しかし、第１の貫通孔２ｃは、カム筒２が回転しても固定筒１に対して光軸方向で移動しない絞りユニット２０を固定するビス２１が当たらないように開口された溝であるので、円周方向に直線状（展開図において）に形成される。それゆえ、カム筒２が１２０度以上回転する場合には、第１の貫通孔２ｃは、２箇所しか設けることができない。絞りユニット２０を固定するビス２１が２箇所のみであると、ビス２１を支点として絞りユニット２０が光軸に対して傾いて（あおって）しまう恐れがある。
また、絞りユニットの入射側及び出射側には、それぞれレンズ群Ｌ２及びレンズ群Ｌ３が配置されている。これらレンズ群Ｌ２及びレンズ群Ｌ３は、カム筒２の回転により光軸方向に沿って移動する。したがって、カム筒２を貫通させること無く、絞りユニット２０の入射側又は出射側から絞りユニット２０を支持することもできない。

この絞りユニット２０の傾きを防止するために、本実施例では、第２の支持部として絞り係合板２２が固定筒１の外周にビス２３により固定されている。絞り係合板２２は、板状の部材を略９０度折り曲げて形成されており、その先端が絞りユニット２０に設けられた係合孔２０ａに挿入されている。固定筒１には、絞り係合板２２が当たらないように開口された貫通孔１ｄが開口され、また、カム筒２には、この絞り係合板２２が当たらないように開口された第２の貫通孔２ｄが第１の貫通孔２ｃとは撮影光学系の光軸方向で異なる位置に設けられている。具体的には、第２の貫通孔２ｄが設けられている位置は、第１の貫通孔２ｃとの位置関係が、円周方向で略９０度ずれた位置となっている。
よって、カム筒２が１２０度以上回転するにも関わらず、２箇所の第１の貫通孔２ｃに加えて、第２の貫通孔２ｄを設けても、カム筒２の強度を落とすことがない。
このように、絞り係合板２２は、第２の貫通孔２ｄを貫通して絞りユニット２０に係合することにより、絞りユニット２０の傾きを防止している。

本実施例によれば、カム筒２の回転可能角度を１２０度以上と大きく確保しながらも、絞りユニット２０を安定して支持できる。

（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、絞りユニット２０を被支持部材とする例を示したが、これに限らず、例えば、レンズシャッタユニット、レンズ群等、他の部材を被支持部材としてもよい。

（２）本実施例において、交換レンズの例を挙げて説明したが、これに限らず、例えば、レンズ交換できないカメラシステムであってもよい。

（３）本実施例において、カム筒２の回転可能な角度が１２０度以上である例を挙げて説明したが、これに限らず、例えば、カム筒２の回転可能な角度が１２０度に満たないレンズ鏡筒等であってもよい。

本実施例のレンズ鏡筒を示す断面図である。カム筒２に駆動力を伝達する構成を説明する図である。固定筒１及びフォーカス駆動環５を展開して外側から見た図である。本実施例のレンズ鏡筒が至近位置に焦点調節された状態を示す断面図である。絞りユニット２０の支持構造を説明する図である。無限位置に焦点調節された状態の固定筒１及びカム筒２を展開して外側から見た図である。至近位置に焦点調節された状態の固定筒１及びカム筒２を展開して外側から見た図である。

符号の説明

１：固定筒、２：カム筒、２ｃ：第１の貫通孔、２ｄ：第２の貫通孔、２１：ビス、２２：絞り係合板、２０：絞りユニット

Claims

撮影光学系と、
前記撮影光学系の周囲に設けられた第１の筒部材と、
前記第１の筒部材よりも内周側に設けられた第２の筒部材と、
前記第２の筒部材よりも内周側に設けられ前記第２の筒部材よりも外周側で支持される被支持部材と、
前記第２の筒部材に設けられた第１の貫通孔を貫通して前記被支持部材を支持する第１の支持部と、
前記第２の筒部材に設けられた第２の貫通孔を貫通して前記被支持部材を支特する第２の支持部とを有し、
前記第２の貫通孔は、前記第１の貫通孔とは前記撮影光学系の光軸方向で異なる位置に設けられ、
前記被支持部材は、前記撮影光学系を通過する光量を調整する絞りユニットであること
を特徴とするレンズ鏡筒。
請求項１に記載のレンズ鏡筒において、
前記第１の貫通孔は、周方向の複数の位置に設けられ、
前記第１の支持部は前記周方向の複数の位置で前記被支持部材を支持すること
を特徴とするレンズ鏡筒。
請求項１又は請求項２に記載のレンズ鏡筒において、
前記被支持部材は、前記第１の筒部材に支持されていること
を特徴とするレンズ鏡筒。
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、
前記第２の支持部は、前記第１の支持部とは周方向で異なる位置に設けられていること
を特徴とするレンズ鏡筒。
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において、
前記第２の支持部は、板状の部材により形成されていること
を特徴とするレンズ鏡筒。
請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載のレンズ鏡筒において、
前記被支持部材よりも入射側に設けられ、前記第２の筒部材の前記光軸まわりの回転移動によって前記光軸に沿った方向に駆動される入射側可動部と、
前記被支持部材よりも出射側に設けられ、前記第２の筒部材の前記光軸まわりの回転移動によって前記光軸に沿った方向に駆動される出射側可動部とを備えること
を特徴とするレンズ鏡筒。
請求項６に記載のレンズ鏡筒において、
前記入射側可動部及び前記出射側可動部を駆動するときの前記第２の筒部材の回転移動可能な角度は、１２０度以上であること
を特徴とするレンズ鏡筒。
請求項６又は請求項７に記載のレンズ鏡筒において、
前記入射側可動部及び前記出射側可動部は、前記光軸に沿った方向に移動することにより前記撮影光学系の焦点位置が移動するフォーカスレンズ群であること
を特徴とするレンズ鏡筒。
請求項１から請求項８までのいずれか１項に記載のレンズ鏡筒において、
前記第１の筒部材よりも外周側には、前記第２の筒部材を回転駆動する駆動部が設けられていること
を特徴とするレンズ鏡筒。
請求項１から請求項９までのいずれか１項に記載のレンズ鏡筒と、
前記撮影光学系により像を撮影するカメラと係合するマウント部とを備えた交換レンズ。
請求項１から請求項９までのいずれか１項に記載のレンズ鏡筒又は請求項１０に記載の交換レンズを含むことを特徴とするカメラシステム。