(57)【要約】【課題】  光量調節操作部材と可変絞りが光軸方向に可動な光学素子を跨ぐレンズ装置において、絞りの指標に対する絞り口径の合致度や追従性に優れた高精度な光量調節を実現する。【解決手段】  レンズ装置は、固定筒と、固定筒の外側で回転する第１操作部と、固定筒の内側に配置され光学素子を保持し光軸方向に移動する移動鏡筒と、固定筒の内側に配置され可動部が回転して口径が変更される可変絞りと、固定筒の外側に配置される第２操作部と、固定筒の内側で固定筒と係合する作動伝達筒であって、第１係合部で第２操作部と接続し、第１係合部から光軸方向に離間した第２係合部で可変絞りの可動部と接続し、光軸方向における第１係合部と第２係合部の間に開口部を有する作動伝達筒と、を備え、移動鏡筒は作動伝達筒の開口部を介して第１操作部と接続し、移動鏡筒は回転直動変換部により第１操作部を回転することにより光軸方向に移動する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定筒と、
該固定筒の外側で周方向に回転する第１の操作部材と、
該固定筒の内径側に配置され、光学素子を保持し、光軸方向に移動する、移動鏡筒と、
前記固定筒の内径側に配置され、可動部が周方向に回転して絞り口径が変更される可変絞り装置と、
前記固定筒の外側に配置される第２の操作部材と、
前記固定筒の内径側で該固定筒と係合する作動伝達筒であって、第１の係合部において前記第２の操作部材と接続し、該第１の係合部から光軸方向に離間した第２の係合部において前記可変絞り装置の前記可動部と接続し、光軸方向における該第１の係合部と該第２の係合部の間に開口部を有する、作動伝達筒と、
を備え、
前記移動鏡筒は、前記作動伝達筒の前記開口部を介して前記第１の操作部材と接続し、
前記移動鏡筒は、回転直動変換機構により、前記第１の操作部材を回転させることにより光軸方向に移動する、
ことを特徴とするレンズ装置。
【請求項２】
前記回転直動変換機構は、前記移動鏡筒に固定され外側に延出するピン、前記固定筒に設けられた第１のカム溝、前記第１の操作部材または該第１の操作部材に連結されたリング部材に設けられた第２のカム溝、を含み、該ピンは該第１のカム溝及び該第２のカム溝と係合する、カム機構である、ことを特徴とする請求項１に記載のレンズ装置。
【請求項３】
前記回転直動変換機構は、前記移動鏡筒に連結された第１のリング部材に構成された雄ヘリコイド部と、該雄ヘリコイド部と係合する、前記第１の操作部材または該第１の操作部材に連結された第２のリング部材に設けられ雌ヘリコイド部と、から構成されるヘリコイドである、ことを特徴とする請求項１に記載のレンズ装置。
【請求項４】
前記移動鏡筒の最大径部は前記作動伝達筒の内径よりも大きく、前記作動伝達筒の一部には、前記移動鏡筒を光軸方向から挿入できる切り欠きが設けられていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のレンズ装置。
【請求項５】
前記移動鏡筒の外周部の一部と前記作動伝達筒が係合していることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のレンズ装置。
【請求項６】
前記作動伝達筒には、周方向に複数の前記開口部が設けられていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載のレンズ装置。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれか１項に記載のレンズ装置と、該レンズ装置からの被写体光を受光する撮像素子とを含む、撮影装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学素子を光軸方向に移動させることにより合焦または変倍を行うレンズ装置に関し、特に、レンズ装置外周部に設けられた操作部材を回転操作することにより光量を調節する機能を備えたレンズ装置およびそれを有する撮影装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、レンズ装置外周部の操作部材とレンズ装置内部に設けられた絞り口径を変更する可変絞り装置とを機構的に連動させ、操作部材を手動回転操作することにより光量調節を行うレンズ装置が知られている。このようなレンズ装置においては、外周部の操作部材と可変絞り装置がレンズ装置の光軸方向に近接して配置されることが一般的である。しかし、操作部材の配置の制約と絞り位置の光学設計上の制約により、合焦または変倍のために光軸方向に移動する光学素子を跨いで両者を配置する場合もあり、この場合にはレンズ装置内部において回転駆動力を伝達する構造が必要となる。
【０００３】
レンズ装置内部で回転駆動力を伝達して可変絞り装置の絞り口径を変更する方法として、特許文献１では光軸方向に移動するレンズ鏡筒の一部に設けた切り欠きを挿通するレバー部材で伝達する構造が開示されている。また、特許文献２では複数個の長い棒状部材と、この棒状部材の両端にリング状部材を固定して構成される絞り制御部材により、回転駆動力を伝達する方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平８−８６９４７号公報
【特許文献２】特開２０１２−５３２７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１のように腕の長いレバー部材で回転駆動力を伝達した場合、レバー部材のたわみや可動部ガタに起因するレバー部材先端の振れにより、操作部材の操作量に対する絞り口径変化の遅れや追従不能な操作範囲が発生する。また、往復回転操作をする際には絞り口径の往復差が発生するなどの課題がある。
【０００６】
一方、特許文献２のように前後に配置した２つのリング部材を複数の棒状部材で連結した伝達部材を用いた場合には、前述のたわみや振れは抑制されるが、構成部品点数が多いという課題がある。伝達部材の構成部品点数が多いと部品加工誤差や組立のばらつきが積み重なるため、操作部材に刻印された絞りの指標と絞り口径を高い精度で合致させることができず、さらに組立手順も複雑となるという問題が生じる。
【０００７】
そこで、本発明の目的は、光量調節のための操作部材と可変絞り装置が、光軸方向に移動する光学素子を跨いで配置されるレンズ装置において、絞りの指標に対する絞り口径の合致度や追従性に優れた高精度な光量調節を実現するレンズ装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明のレンズ装置は、固定筒と、該固定筒の外側で周方向に回転する第１の操作部材と、該固定筒の内径側に配置され、光学素子を保持し、光軸方向に移動する、移動鏡筒と、前記固定筒の内径側に配置され、可動部が周方向に回転して絞り口径が変更される可変絞り装置と、前記固定筒の外側に配置される第２の操作部材と、前記固定筒の内径側で該固定筒と係合する作動伝達筒であって、第１の係合部において前記第２の操作部材と接続し、該第１の係合部から光軸方向に離間した第２の係合部において前記可変絞り装置の前記可動部と接続し、光軸方向における該第１の係合部と該第２の係合部の間に開口部を有する、作動伝達筒と、を備え、前記移動鏡筒は、前記作動伝達筒の前記開口部を介して前記第１の操作部材と接続し、前記移動鏡筒は、回転直動変換機構により、前記第１の操作部材を回転させることにより光軸方向に移動する、ことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、光量調節のための操作部材と可変絞り装置が、光軸方向に移動する光学素子を跨いで配置されるレンズ装置において、絞りの指標に対する絞り口径の合致度や追従性に優れた高精度な光量調整を実現するレンズ装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施例１のレンズ装置の側面断面図
【図２】実施例１の可変絞り装置の分解斜視図
【図３】実施例１のレンズ装置の要部分解斜視図
【図４】実施例１のレンズ装置の要部斜視図
【図５】実施例２のレンズ装置の側面断面図
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下に、本発明の好ましい実施の形態を、図１〜図５を参照しながら詳細に説明する。
【実施例１】
【００１２】
図１は本発明が適用されるレンズ装置の第１の実施形態における側面断面図である。図２はレンズ装置内部の可変絞り装置の分解斜視図である。また、本実施例における回転駆動力の伝達構造に関する要部斜視図を図３および図４に示す。
【００１３】
図１において、図中左方が物体側であり、撮影時にはマウント１にて図示しない撮像装置に接続される。レンズ鏡筒の内部では焦点調節のための光学素子２が移動鏡筒３に保持されている。移動鏡筒３の外周部には３つの凸部３ａ（最大径部）が備えられ、光軸に直交する方向に延出する３つのカムピン４が光軸周りに１２０°間隔で固定されている。３つのカムピン４は、位相を同じくして固定筒５に設けられた光軸方向に延びる３本の直線溝５ａ（第１のカム溝）、および固定筒５の外周に係合するフォーカス操作環６（第１の操作部材）に位相を同じくして設けられたカム溝６ａ（第２のカム溝）の双方にそれぞれ係合し、円滑に摺動可能となっている。
【００１４】
固定筒５の外側に設置されたフォーカス操作環６は、固定筒５との係合部が円滑に光軸回りで回動可能であり、固定筒５と螺合するフォーカス操作環押え７によってフォーカス操作環６の光軸方向の移動が規制されている。また、フォーカス操作環６の図示しない外周部には被写体距離の指標が刻印されている。
【００１５】
上記の構成では、固定筒５に設けられた直線溝５ａとカムピン４の係合により移動鏡筒３は光軸周りの回転が規制される。このため、撮影者がフォーカス操作環６を光軸中心に回転させると、フォーカス操作環６に連結するフォーカス操作環６のカム溝６ａとカムピン４の係合がガイドとなって移動鏡筒３が光軸方向に移動し、焦点調節を行うことが出来る。一方、光学素子２よりも物体側には光量を調整する可変絞り装置９が配置されている。可変絞り装置９は図２のようにカム板保持筒１０とカム板１１、押えワッシャ１２、そして複数枚の絞り羽根１３によって構成される。絞り羽根１３の物体側の面に凸設された固定ピン１３ａはカム板保持筒１０に設けられた係合穴１０ａに係合し、対面の像側の面に凸設された可動ピン１３ｂはカム板１１に設けられたカム溝１１ａに係合している。上記構造により、カム板保持筒１０に対してカム板１１を光軸まわりに回転させると、カム溝１１ａに沿って可動ピン１３ａが案内され絞り羽根１３が固定ピン１３ａを回転軸として揺動する。複数枚の絞り羽根１３が同様に作動するため、複数枚の絞り羽根１３の重なりによって構成される絞り口径を変更することができる。
【００１６】
外周に明るさを示す指標が彫刻された絞り操作環１５（第２の操作部材）はフォーカス操作環６よりも像側に位置し、固定筒５の外周と係合している。絞り操作環１５は係合部が円滑に回動可能となっており、固定筒５の内径側にまで延出する絞り連動ピン１６をネジ穴１５ａに螺設している。固定筒５の絞り操作環１５との第１の係合部の一部には絞り連動ピン１６を挿通する長溝５ｂが配設され、絞りの操作回転角の角度範囲で絞り連動ピン１６が固定筒５と干渉することなく絞り操作環１５と一体となって回動可能となっている。
【００１７】
次に、絞り連動ピン１６の回転をカム板１１に伝達するための構成について説明する。
【００１８】
固定筒５の内周側には作動伝達筒１７が円滑に回動可能に備えられ、直線溝５ａを跨いで光軸方向に離間した物体側と像側の２箇所で固定筒５の内周と係合している。作動伝達筒１７の光軸方向の移動は固定筒５と螺合する伝達筒押え１８によって規制されている。また、作動伝達筒１７の像側端部には図３のように１箇所に係合溝１７ａ（第１の係合部）が設けられており、絞り連動ピン１６が係合する。一方、係合溝１７ａからは光軸方向に離間した作動伝達筒１７の物体側端部には１箇所に係合溝１７ｂ（第２の係合部）が設けられており、カム板１１の一部を折り曲げて形成された係合片１１ｂが係合する。さらに、作動伝達筒１７における固定筒５の各直線溝５ａ近傍には、光軸方向および円周方向に延びる略矩形の開口部１７ｃがそれぞれ設けられている。移動鏡筒３は凸部３ａを除く外周部では近接する作動伝達筒１７の内径よりも小さいが、凸部３ａは作動伝達筒１７の内径よりも大きく、図４のように凸部３ａが開口部１７ｃに挿通するように組み込まれている。ここで、略矩形の開口部１７ｃの大きさは、移動鏡筒３が無限から至近まで焦点調節範囲の全域で光軸方向に移動した場合にも凸部３ａとの干渉を回避可能な光軸方向の幅を有している。なおかつ、開口部１７ｃの大きさは、絞りの操作回転角の全域で作動伝達筒１７が光軸周りに回転した場合にも凸部３ａとの干渉を回避可能な角度範囲を備えている。各開口部１７ｃには開口部１７ｃに挿通する凸部３ａを光軸方向に挿脱可能とする切り欠き１７ｄが貫設されている。
【００１９】
上記構成のレンズ装置の要部組み込み手順について以下に説明する。
【００２０】
まず、固定筒５及び作動伝達筒１７の係合部に潤滑剤を塗布し、作動伝達筒１７を固定筒５の物体側より挿入する。挿入後、伝達筒押え環１８を突き当て面まで螺合させる。次に、光学素子２を保持した移動鏡筒３を、作動伝達筒１７の切り欠き１７ｄと凸部３ａの位相を合致させて物体側より光軸方向に挿入する。この状態にて潤滑剤を塗付した直線溝５ａとカム溝６ａの交差部からカムピン４を挿入し、カムピン４を移動鏡筒３に固定することで焦点調節部の組み込みを完了することができる。続いて、事前に組み立てた可変絞り装置９を、カム板１１の係合片１１ｂと作動伝達筒１７の係合溝１７ｂを係合させながら固定筒５に挿入し固定する。最後に、絞り操作環１５のネジ穴１５ａと作動伝達環１７の係合溝１７ａが一致する位相で絞り連動ピン１６を挿入し固定することで、絞り操作に関する作動伝達部の組み込みを完了することができる。
【００２１】
以上のように構成されるレンズ装置では、光量調節のために絞り操作環１５を光軸周りに回転させると、連結されている絞り連動ピン１６の動きが作動伝達筒１７の回動により可変絞り装置９に伝えられる。作動伝達筒１７に移動鏡筒３との干渉を回避する開口部１７ｃが備えられていることにより、移動鏡筒３よりも像側で発生する回転操作を、移動鏡筒３よりも物体側に伝えることができる。
【００２２】
本実施例のレンズ装置では、絞り連動ピン１６とカム板１１との間に介在する回転伝達部材が作動伝達筒１７一部品である。したがって、回転伝達部材を複数部品の連結により構成した場合に比べて部品加工誤差および組立ばらつきの積み重ねによる、絞り連動ピン１６とカム板１１の位相ズレを最小限に抑制することができる。また、作動伝達筒１７が直線溝５ａを跨いだ物体側と像側の２箇所で係合しているため、可動部ガタにより発生する作動伝達筒１７の倒れは非常に小さい。このことにより、回転伝達部材を腕の長い片持ちの板部材等とした場合に比べて、絞り連動ピン１６に対するカム板１１の作動の遅れや往復差を抑制することができる。
本実施例においては、フォーカス操作環６にカム溝６ａ（第２のカム溝）を形成する構成としたが、本発明はこれに限定されることはない。例えば、フォーカス操作環６とは別体でリング部材を設け、該リング部材にカム溝６ａ（第２のカム溝）を形成し、フォーカス操作環６と該リング部材を連動ピンで連結し、フォーカス操作環６を操作することによりリング部材を一体で回動させる構成としても、本発明の効果を奏することができる。
【００２３】
本実施例のレンズ装置によれば、絞りの指標に対する絞り口径の合致度や追従性に優れた高精度な光量調整を実現することができる。
【実施例２】
【００２４】
図５は本発明が適用されるレンズ装置の第２の実施形態における側面断面図であり、実施例１と同一符号は同じ部材を示している。以下、実施例１と構成が異なる点について説明する。
【００２５】
光学素子２を保持する移動鏡筒１０３は外周部で作動伝達筒１１７と係合しており、光軸に直交する方向に延出する３つのカムピン１０４が光軸周りに１２０°間隔に固定されている。
【００２６】
作動伝達筒１１７における固定筒５の各直線溝５ａ近傍には、光軸方向および円周方向に延びる略矩形の開口部１１７ｃが設けられ、移動鏡筒１０３に固定されるカムピン１０４が開口部１１７ｃに挿通するように組み込まれている。ここで、略矩形の開口部１１７ｃの大きさは、移動鏡筒１０３が無限から至近まで焦点調節範囲の全域で光軸方向に移動した場合にもカムピン１０４との干渉を回避可能な光軸方向の幅を有している。なおかつ、開口部１１７ｃの大きさは、絞りの操作回転角の全域で作動伝達筒１１７が光軸周りに回転した場合にもカムピン１０４との干渉を回避可能な角度範囲を備えている。
【００２７】
作動伝達筒１１７と移動鏡筒１０３の係合部は潤滑剤が塗付されており、滑らかに光軸方向および光軸周りに摺動することができる。
【００２８】
本実施例のレンズ装置では、絞り連動ピン１６とカム板１１との間に介在する回転伝達部材が作動伝達筒１１７一部品である。したがって、回転伝達部材を複数部品の連結により構成した場合に比べて部品加工誤差および組立ばらつきの積み重ねによる、絞り連動ピン１６とカム板１１の位相ズレを最小限に抑制することができる。また、作動伝達筒１１７が直線溝５ａを跨いだ物体側と像側の２箇所で係合しているため、可動部ガタにより発生する作動伝達筒１１７の倒れは非常に小さい。このことにより、回転伝達部材を腕の長い片持ちの板部材等とした場合に比べて、絞り連動ピン１６に対するカム板１１の作動の遅れや往復差を抑制することができる。
【００２９】
すなわち、本実施例のレンズ装置によれば、絞りの指標に対する絞り口径の合致度や追従性に優れた高精度な光量調整を実現することができる。
【００３０】
さらに、本実施例のレンズ装置は移動鏡筒１０３が作動伝達筒１１７に係合しながら光軸方向へ移動する構成のため、レンズ装置全体に衝撃等の外力が働いた際に係合部へ負荷が分散される。したがって、光学素子２の質量が大きな場合でも、カムピン固定部の緩みやカムピン１０４およびカム溝６ａの変形や損傷を抑制することができる。
【００３１】
なお、上記の実施例において、固定筒５の直線溝５ａと、フォーカス操作環６のカム溝６ａと、直線溝５ａとカム溝６ａとに係合し移動鏡筒３に固定されたガイドピン４とは、フォーカス操作環６の回転を移動鏡筒３の光軸方向の直動に変換する、カム機構で回転直動変換機構を構成している。しかし、本発明はこれに限定されることはなく、回転直動変換機構を、フォーカス操作環６側の雌ヘリコイド部と、該雌ヘリコイド部と係合する、固定筒５の外周側に配設され移動鏡筒３に連結された第１のリング部材に形成された雄ヘリコイド部と、を含むヘリコイドで構成しても同様の作用効果を得ることができる。さらに、雌ヘリコイド部はフォーカス操作環６とは別体の第２のリング部材に形成された雌ヘリコイド部材として設け、該第２のリング部材をフォーカス操作環６の操作に伴って一体で回動するように構成しても、本発明の効果を奏することができる。
【００３２】
また、実施例においては、移動鏡筒３で光軸方向に移動するレンズはフォーカスレンズである場合を例示して説明したが、本発明はこれに限定されることはない。例えば、ズームレンズを光軸方向に移動する移動鏡筒が絞り操作環１５と可変絞り装置９の間に位置する場合であっても、本発明は同様の効果を発揮することできる。
【００３３】
さらに、本発明のレンズ装置と、該レンズ装置からの被写体光を受光する撮像素子とによって撮影装置を構成することによって、本発明のレンズ装置の効果である、絞りの指標に対する絞り口径の合致度や追従性に優れた高精度な光量調整ができる撮影装置を実現することができる。
【００３４】
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。
【符号の説明】
【００３５】
２  ・・・光学素子
３  ・・・移動鏡筒
５  ・・・固定筒
５ａ  ・・・直線溝（第１のカム溝）
６  ・・・フォーカス操作環（第１の操作部材）
６ａ  ・・・カム溝（第２のカム溝）
９  ・・・可変絞り装置
１５  ・・・絞り操作環（第２の操作部材）
１７、１１７  ・・・作動伝達筒
１７ａ、１１７ａ  ・・・係合溝
１７ｂ、１１７ｂ  ・・・係合溝
１７ｃ、１１７ｃ  ・・・開口部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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