JP2013164580A - ズームレンズ鏡筒 - Google Patents

Abstract

【課題】３５ミリフルサイズも実現可能で、自動合焦機構及び振れ補正機構を組み込み、かつ全長が短く外径が小さいズームレンズ鏡筒を提供すること。
【解決手段】マウント部材に固着された台座筒部材と、前記台座筒部材の物体側に固着され、縦溝を有する縦溝固定筒と、前記縦溝固定筒の内側に配置されたフォーカスカム筒、フォーカス連動板及び第１カム筒と、前記フォーカスカム筒、前記フォーカス連動板及び前記第１カム筒の内側に配置された第２カム筒と、前記縦溝固定筒の外側に配置された第３カム筒と、前記台座筒部材の外側面に固着された自動合焦駆動ユニットと、前記台座筒部材の内側であって、広角時に光軸方向において前記自動合焦駆動ユニット少なくとも部分的に重なって配置された振れ補正ユニットとを有することを特徴とするズームレンズ鏡筒。
【選択図】図１

Description

本発明は、ズームレンズ鏡筒、さらに詳しくは、３５ミリフルサイズも実現可能で、自動合焦機構及び振れ補正機構を組み込み、かつ全長が短く外径が小さいズームレンズ鏡筒に関する。

４群構成の３５ｍｍフルサイズ撮像素子用の大口径標準ズームレンズにおいては、第３レンズ群及び第４レンズ群の直径が大きくなり、鏡筒の中間部からマウントにわたって鏡筒内の空間を大きくとることができず、振れ補正機構及び超音波モータ合焦機構を配置することが困難である。

従来の自動合焦機構及び振れ補正機構を組み込んだ４レンズ群ズームレンズのレンズ鏡筒としては、補正レンズをロックする為の専用のロック手段や該ロック手段を駆動する専用のアクチュエータを不要にすると共に、補正レンズのロックやロック解除を適正なタイミングで自動的に行い、消費電力の低減と使い勝手の向上を図ることができるレンズ鏡筒として、撮影光学系の光軸以外の方向に移動して像振れ補正を行う補正レンズと、焦点調節の為に駆動されるフォーカスレンズと、該フォーカスレンズを駆動する為のフォーカス駆動部材とを備えたレンズ鏡筒において、前記フォーカス駆動部材が特定位置にある時、前記補正レンズを所定の位置にロックするロック手段と、カメラ本体からフォーカス駆動開始を示す信号が入力される事に応じて前記フォーカス駆動部材を作動させ、前記補正レンズのロックを解除すると共に焦点調節及び振れ補正を行い、前記フォーカス駆動の終了を示す信号の入力に応じて、前記フォーカス駆動部材を特定位置へ戻し、前記補正レンズをロックする制御手段とを設けたレンズ鏡筒が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

従来の自動合焦機構及び振れ補正機構を組み込んだ他のズームレンズの鏡筒としては、比較的小さい開口数の明るいインナーフォーカスズームレンズであり、結像側レンズ群の直径が大きくなっても、結像側レンズ群の支持機構を容易に組み込むことができるインナーフォーカスズームレンズであって、少なくとも４群レンズを有するインナーフォーカスレンズであって、固定筒の内側にフォーカスカム筒を配置し、前記固定筒の内側に直進筒を配置し、該直進筒の内側に第３群連動環を配置し、前記固定筒の外側にカム筒を配置し、該カム筒の外側に第１群レンズ枠を配置したことを特徴とするインナーフォーカスズームレンズが提案されている（例えば、特許文献２参照）。

特開平１０−０９０５８７号 特開２０１１−０３９４０８号

特許文献１に開示されたレンズ鏡筒においては、ズーム操作時には固定されている第２レンズ群を、振れ補正レンズ及び合焦レンズとして使用している。そのため、振れ補正及び合焦のために、第３レンズ群よりも重量があり外径も大きい第２レンズ群を移動させなければならない問題がある。さらに、振れ補正機構及び合焦機構は光軸方向において前後に離れて配置されており、光軸方向の短縮化が妨げられている。

特許文献２に開示されたインナーフォーカスズームレンズは、ＡＰＳサイズ撮像素子に対応した光学設計を実現している。また、固定筒の内側にフォーカスカム筒を配置し、前記固定筒の内側に直進筒を配置し、該直進筒の内側に第３群連動環を配置し、前記固定筒の外側にカム筒を配置し、該カム筒の外側に第１群レンズ枠を配置する構成によって、結像側レンズ群の直径が大きくなっても、結像側レンズ群の支持機構を容易に組み込むことを可能にしている。しかし、結像側レンズ群に近傍に合焦機構をスペース的に容易に配置できたとしても、振れ補正機構を配置する位置については具体的に開示されていない。仮に従来技術のように振れ補正機構を第２レンズ群あるいは第３レンズ群の周辺に配置するならば、合焦機構及び振れ補正機構が光軸方向の短縮化が妨げる問題は何ら解決されていない。

（発明の目的）
本発明は、従来の自動合焦機構及び振れ補正機構を組み込んだズームレンズの上述した問題点に鑑みなされたものであって、３５ミリフルサイズも実現可能で、自動合焦機構及び振れ補正機構を組み込み、かつ全長が短く外径が小さいズームレンズ鏡筒を提供することを目的とする。

本発明は、
マウント部材に固着された台座筒部材と、
前記台座筒部材の物体側に固着され、縦溝を有する縦溝固定筒と、
前記縦溝固定筒の内側に配置されたフォーカスカム筒、フォーカス連動板及び第１カム筒と、
前記フォーカスカム筒、前記フォーカス連動板及び前記第１カム筒の内側に配置された第２カム筒と、
前記縦溝固定筒の外側に配置された第３カム筒と、
前記台座筒部材の外側面に固着された自動合焦駆動ユニットと、
前記台座筒部材の内側であって、広角時に光軸方向において前記自動合焦駆動ユニット少なくとも部分的に重なって配置された振れ補正ユニットと
を有することを特徴とするズームレンズ鏡筒である。

前記構成の本発明の実施態様は、以下の通りである。
前記台座筒部材が、マウント部材に直接固着されたことを特徴とする。

前記台座筒部材が、マウント部材に台座連結部材を介して固着されたことを特徴とする。

前記自動合焦駆動ユニットが、超音波モータ及び回転リングを包含することを特徴とする。

前記振れ補正ユニットが、係止部、ボール、ボール受け部材、ヨークを包含することを特徴とする。

前記自動合焦駆動ユニットより物体側に、前記フォーカスカム筒、前記フォーカス連動板、前記第１カム筒、前記縦溝固定筒を配置したことを特徴とする。

前記第２カム筒の内側に、前記振れ補正ユニットを配置したことを特徴とする。

本発明のズームレンズ鏡筒によれば、３５ミリフルサイズも実現可能で、自動合焦機構及び振れ補正機構を組み込み、かつ全長が短く外径が小さいズームレンズ鏡筒を構成することができる。

前記構成の本発明の実施態様は、以下の通りである。
前記台座筒部材が、マウント部材に直接固着されたことを特徴とする。

前記台座筒部材が、マウント部材に台座連結部材を介して固着されたことを特徴とする。

前記自動合焦駆動ユニットが、超音波モータ及び回転リングを包含することを特徴とする。

前記振れ補正ユニットが、係止部、ボール、ボール受け部材、ヨークを包含することを特徴とする。

前記自動合焦駆動ユニットより物体側に、前記フォーカスカム筒、前記フォーカス連動板、前記第１カム筒、前記縦溝固定筒を配置したことを特徴とする。

前記第２カム筒の内側に、前記振れ補正ユニットを配置したことを特徴とする。

本発明の実施形態のズームレンズ鏡筒の広角時のズームレンズ鏡筒の断面図である。 本発明の実施形態の望遠時のズームレンズ鏡筒の断面図である。 本発明の実施形態のズームレンズ鏡筒の縦溝固定筒の展開図である。 本発明の実施形態のズームレンズ鏡筒のフォーカスカム筒の展開図である。 本発明の実施形態のズームレンズ鏡筒の第１カム筒の展開図である。 本発明の実施形態のズームレンズ鏡筒の第２カム筒の展開図である。 本発明の実施形態のズームレンズ鏡筒の第３カム筒の展開図である。

以下に、本発明のズームレンズ鏡筒の実施の形態を図に基づいて説明する。
以下の説明において、カム溝等の「溝」は、筒部材を半径方向へ貫けて形成されたカム孔を示す。ガイド凹部等の「凹部」は、底部があって半径方向へ貫けていない凹みを示す。

ズームレンズ鏡筒１０は、図１及び図２に示すように、物体側から、第１レンズ群ＬＧ１、第２レンズ群ＬＧ２、第３レンズ群ＬＧ３、第４レンズ群ＬＧ４を有する。第２レンズ群ＬＧ２は、合焦レンズ群である。第３レンズ群ＬＧ３は、物体側から、正の１枚レンズである第３−１レンズ３１、正のレンズ３２と負のメニスカスレンズ３３を貼合わせた正の第３−２貼合わせレンズ３４、負のレンズ３５と正のメニスカスレンズ３６を貼合わせた負の第３−３貼合わせレンズ３７からなる。第３−３貼合わせレンズ３７は、振れ補正レンズである。

レンズ鏡筒１０は、レンズマウント１２、レンズマウント１２と実質上一体の第１外筒部材１４及び第２外筒部材１５を有する。第１外筒部材１４は、レンズマウント１２に固着されている。レンズマウント１２には、台座連結部材１７を介して台座筒部材１６が固着されている。第２外筒部材１５の物体側には、縦溝固定筒１８が固着されている。なお、レンズマウント１２に台座筒部材１６を直接固着するように、レンズマウント１２又は台座筒部材１６を形成することができることは、当業者が容易に推定できることである。

縦溝固定筒１８には、図３に示すように、第２レンズ群ズームカム溝２０ＺＣと第１レンズ群直進ガイド溝２２Ｃが形成されている。縦溝固定筒１８の外側面には、第３カム筒３０の物体側への移動を制限するための第３カム筒ガイドピン３ＧＰが設けられている。縦溝固定筒１８の内側面には、第３レンズ群直進ガイド凹部２４Ｒ、及び第２レンズ群摺動ピン直進ガイド凹部２６Ｒが形成されている。

第２レンズ群ズームカム溝２０ＺＣには、第２レンズ群摺動枠２ＳＦの第２レンズ群ピン２Ｐが係合し、第２レンズ群２がズーム移動させられる。第１レンズ群直進ガイド溝２２Ｃには、第１レンズ群支持枠１Ｆの第１レンズ群ピン１Ｐが係合し、第１レンズ群１を非回転直進移動させる。第３レンズ群直進ガイド凹部２４Ｒには、第３レンズ群支持枠３Ｆの第３レンズ群ピン３Ｐが係合し、第３レンズ群３を非回転直進移動させる。第２レンズ群摺動ピン直進ガイド凹部２６Ｒには、第２レンズ群摺動ピン２ＳＰが係合し、第２レンズ群２を非回転直進移動させる。

縦溝固定筒１８の内側には、図１及び図２に示すように、フォーカスカム筒２０が配置されている。フォーカスカム筒２０は、図４に示すように、フォーカス用カム溝２０C及び第２レンズ群摺動ピン溝２０Ｂが形成されている。フォーカスカム筒２０は、フォーカス連動板２１を介して後述する自動合焦駆動ユニットＡＦＵの回転リング１０２に連結されている。
フォーカス用カム溝２０Cには、第２レンズ群ピン２Ｐが係合し、第２レンズ群２がズーム移動させられる。第２レンズ群摺動ピン溝２０Ｂには、第２レンズ群摺動ピン２ＳＰが係合し、第２レンズ群２が、フォーカス移動させられる。

フォーカスカム筒２０の内側には、図１及び図２に示すように、第１カム筒２４が配置されている。第１カム筒２４には、図５に示すように、第３レンズ群カム３C及び第４レンズ群縦溝４Ｌが設けられている。第３レンズ群カム３Cには、第３レンズ群支持枠３Ｆの第３レンズ群ピン３Ｐが係合し、第３レンズ群３をズーム移動させる。第４レンズ群縦溝４Ｌには、第２カム筒２６の第４レンズ群摺動ピン４ＳＰが係合し、第４レンズ群摺動ピン４ＳＰは光軸Ｏと平行にガイドされ、第４レンズ群３がズーム移動する。第１カム筒２４には、さらに、第２レンズ群ピン２Ｐの回転を妨げないようにするために円周方向に延びた第１カム筒切り欠き２Ｅが形成されている。

第１カム筒２４の内側には、図１及び図２に示すように、第２カム筒２６が配置されている。第２カム筒２６には、図６に示すように、第３レンズ群支持枠３Ｆの第３レンズ群ピン３Ｐが摺動する第３レンズ群摺動溝３ＳＣ、及び第４レンズ群支持枠４Ｆの第４レンズピン４Ｐが係合する第４レンズ群カム４Ｃが形成されている。

第４レンズ群支持枠４Ｆの回動は、第４レンズ群支持枠４Ｆに設けられた第４レンズ群ピン４Ｐと第３レンズ群支持枠３Ｆと実質上一体に設けられた第４レンズ群直進溝（図示せず）とによって抑制されている。

縦溝固定筒１８の外側には、図１及び図２に示すように、第３カム筒３０が配置されている。第３カム筒３０には、図７に示すように、第１レンズ群カム溝１Cが設けられている。第１レンズ群カム１Cには、第１レンズ群摺動枠１Ｆの第１レンズ群ピン１Ｐが係合し、第１レンズ群１をズーム移動させる。第３カム筒３０にはまた、第２レンズ群ピン２Ｐが係合している第２レンズ群縦溝１Ｌが設けられている。第３カム筒３０にはさらに、第３カム筒ガイドピン３ＧＰが係合する第３カム筒ガイド３ＧＲが形成されている。

（ズーム作動）
ズームリング１１の回動が、第３カム筒３０に伝達される。第１レンズ群摺動枠１Ｆの第１レンズ群ピン１Ｐが、縦溝固定筒１８の第１レンズ群直進ガイド溝２２Ｃと、第３カム筒３０の第１レンズ群カム１Cに係合している。第３カム筒３０の回動により、第１レンズ群ＬＧ１が非回動直進のズーム移動する。
ズームリング１１の回動は、第１カム筒２４にも伝達される。第２レンズ群支持枠２Ｆの第２レンズ群ピン２Ｐが、縦溝固定筒１８の第２レンズ群カム溝２０ＺＣ及び第３カム筒３０の第２レンズ群縦溝１Ｌに係合している。また、第２レンズ群支持枠２Ｆの第２レンズ群摺動ピン２ＳＰが、フォーカスカム筒２０の第２レンズ群摺動ピン溝２０Ｂ及び縦溝固定筒１８の第２レンズ群摺動ピン直進ガイド凹部２６Ｒに係合している。従って、第１カム筒２４の回動により、フォーカスカム筒２０が非回動直進、第２レンズ群支持枠２Ｆ及び第２レンズ群ＬＧ２が回動直進のズーム移動する。
第３レンズ群支持枠３Ｆの第３レンズ群ピン３Ｐが、縦溝固定筒１８の第３レンズ群直進ガイド凹部２４Ｒ及び第１カム筒２４の第３レンズ群カム３Cに係合している。第１カム筒２４の回動により、第３レンズ群支持枠３Ｆ及び第３レンズ群３は、非回動直進のズーム移動する。
第４レンズ群支持枠４Ｆの第４レンズ群ピン４Ｐが、第２カム筒２６の第４レンズ群カム４Ｃ及び第１カム２４の第４レンズ群縦溝４Ｌに係合している。第１カム２４の回動が第２カム筒２６に伝達され、第４レンズ群支持枠４Ｆ及び第４レンズ群４が非回動直進のズーム移動する。

（合焦作動）
マニアル合焦操作リング２３の回動は、回転リング１０２に伝達される。合焦リング５０の回動は、フォ−カス連動板２１を介してフォーカスカム筒２０に伝達される。第２レンズ群ピン２Ｐが、フォーカス用カム溝２０Ｃ及び第２レンズ群縦溝１Ｌに係合していることにより、第２レンズ群支持枠２Ｆ及び第２レンズ群２が非回転直進の合焦移動する。

（自動合焦駆動ユニットＡＦＵ）
台座筒部材１６の外側面には、図１及び図２に示すように、周知の自動合焦駆動ユニットＡＦＵが配置されている。自動合焦駆動ユニットＡＦＵは、カメラ本体（図示せず）から供給されるフォーカス信号によって作動する超音波モータ１００と、回転リング１０２とを有する。合焦リング５０は、合焦マニアルリング２３によってマニュアル（手動）で回動させることによっても行うことができる。

（振れ補正ユニットＡＶＵ）
第３レンズ群ＬＧ３のうちの第３−１レンズ３１及び第３−２貼合わせレンズ３４は、第３レンズ群支持枠３Ｆによって直接支持されている。第３レンズ群支持枠３Ｆはまた、振れ補正ユニットＡＶＵ及び第３−３貼合わせレンズ支持枠１１０を介して第３−３貼合わせレンズ３７を保持している。振れ補正ユニットＡＶＵは、光軸Oの方向に関し、図１の広角状態の位置から図２の望遠状態の位置まで移動する。図１に示す広角状態の位置は、光軸方向において、自動合焦駆動ユニットＡＦＵと振れ補正ユニットＡＶＵが略重なっている。

振れ補正ユニットＡＶＵは、図１に示すように、第３レンズ群支持枠３Ｆに実質上固着されたマグネット１２０と、同じく第３レンズ群支持枠３Ｆに実質上固着された係止ユニット１２２を有する。係止ユニット１２２は、係止動輪１２４と係止アーム１２６からなり、振れ補正ユニットＡＶＵが通電されていない時、係止動輪１２４が回転し、係止アーム１２６が第３−３貼合わせレンズ３７を保持するように作動する。第３−３貼合わせレンズ支持枠１１０には、コイル１３０が連結されている。コイル１３０は、マグネット１２０と係止ユニット１２２の間に、両者に間隔をおいて配置されている。
マグネット１２０が連結された第３−３貼合わせレンズ支持枠１１０は、図２に示すように、第３レンズ群支持枠３Ｆに実質上固着された一対の固定ヨーク１２６，１２８の間にボール１４０，１４２を介して挟持され、一定範囲において光軸方向と直交する方向へ移動自在である。
コイル１２０は、レンズ鏡筒１０内の適所に配置されたジャイロ（図示せず）によって検出された振れ検出信号に基づくコイル駆動電力を受ける。コイル駆動電力を入力されたコイル１３０は、マグネット１２０の磁力によって光軸方向と直交する方向の所定位置へ移動し、第３−３貼合わせレンズ３７が振れ補正を行う。

Ｏ 光軸
ＡＦＵ 自動合焦駆動ユニット
ＡＶＵ 振れ補正ユニット
ＬＧ１ 第１レンズ群
ＬＧ２ 第２レンズ群
ＬＧ３ 第３レンズ群
ＬＧ４ 第４レンズ群
１０ レンズ鏡筒
１２ レンズマウント
１４ 第１外筒部材
１５ 第２外筒部材
１６ 台座筒部材
１８ 縦溝固定筒
２０ フォーカスカム筒
２１ フォーカス連動板
２３ マニアル合焦操作リング
２４ 第１カム筒
３０ 第３カム筒
３１ 第３−１レンズ
３４ 第３−２貼合わせレンズ
３７ 第３−３貼合わせレンズ
１００ 超音波モータ
１０２ 回転リング
１１０ 第３−３貼合わせレンズ支持枠
１２０ マグネット
１２２ 係止ユニット
１２４ 係止動輪
１２６ 係止アーム
１３０ コイル
１２６，１２８ 固定ヨーク
１Ｆ 第１レンズ群支持枠
１Ｐ 第１レンズ群ピン
１Ｃ 第１レンズ群カム溝
１Ｆ 第１レンズ群摺動枠
１Ｌ 第２レンズ群縦溝
２Ｆ 第２レンズ群支持枠
２Ｐ 第２レンズ群ピン
２Ｅ 第１カム筒切り欠き
３ＧＰ 第３カム筒ガイドピン
３Ｆ 第３レンズ群支持枠
３ＧＰ 第３カム筒ガイドピン
３Ｒ 第３カム筒ガイド
３Ｃ 第３レンズ群カム
３Ｆ 第３レンズ群支持枠
３Ｐ 第３レンズ群ピン
４Ｌ 第４レンズ群縦溝
４Ｆ 第４レンズ群支持枠
４Ｐ 第４レンズ群ピン
４Ｃ 第４レンズ群カム溝
４ＳＰ 第４レンズ群摺動ピン
２０Ｃ フォーカス用カム溝
２０ＺＣ 第２レンズズームカム溝
２０Ｂ フォーカス摺動コマ回動溝
２２Ｃ 第１レンズ群直進ガイド溝
２６Ｒ フォーカス摺動コマ直進ガイド凹部

Claims (7)

1. マウント部材に固着された台座筒部材と、
   前記台座筒部材の物体側に固着され、縦溝を有する縦溝固定筒と、
   前記縦溝固定筒の内側に配置されたフォーカスカム筒、フォーカス連動板及び第１カム筒と、
   前記フォーカスカム筒、前記フォーカス連動板及び前記第１カム筒の内側に配置された第２カム筒と、
   前記縦溝固定筒の外側に配置された第３カム筒と、
   前記台座筒部材の外側面に固着された自動合焦駆動ユニットと、
   前記台座筒部材の内側であって、広角時に光軸方向において前記自動合焦駆動ユニット少なくとも部分的に重なって配置された振れ補正ユニットと
   を有することを特徴とするズームレンズ鏡筒。
2. 前記台座筒部材が、マウント部材に直接固着されたことを特徴とする請求項１に記載のズームレンズ鏡筒。
3. 前記台座筒部材が、マウント部材に台座連結部材を介して固着されたことを特徴とする請求項１に記載のズームレンズ鏡筒。
4. 前記自動合焦駆動ユニットが、超音波モータ及び回転リングを包含することを特徴とする請求項１に記載のズームレンズ鏡筒。
5. 前記振れ補正ユニットが、係止部、ボール、ボール受け部材、ヨークを包含することを特徴とする請求項１に記載のズームレンズ鏡筒。
6. 前記自動合焦駆動ユニットより物体側に、前記フォーカスカム筒、前記フォーカス連動板、前記第１カム筒、前記縦溝固定筒を配置したことを特徴とする請求項１に記載のズームレンズ鏡筒。
7. 前記第２カム筒の内側に、前記振れ補正ユニットを配置したことを特徴とする請求項１に記載のズームレンズ鏡筒。

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