(57)【要約】【目的】変倍動作時の操作性を損なうことなく、変倍動作時のピント変動を充分カバーすることが可能な高倍率のズームレンズ鏡筒を提供する。【構成】ズーミングにより回転する回転筒１００とこれによって直進移動する直進筒１０２と各ズーミング位置でフォーカシングレンズ２Ｇを移動して合焦動作が可能なフォーカスカム筒Ａ１０１とフォーカスカム筒Ａ１０１を回動するフォーカス連動リング１０３を設け、フォーカスカム筒Ａ１０１のフォーカスカム１０１ａで得られる合焦点に対し、各ズーミング位置における合焦点を補正する補正量をフォーカスカム筒Ａ１０１の補正カムＡ１０４ａ、直進筒１０２の補正カムＢ１０２ｂ、フォーカス連動リング１０３の補正カムＣ１０３ａで得られるそれぞれの補正カムによる補正の総和とする。【選択図】        図１
2004347882.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ズーミング動作時、フォーカシングレンズを移動すると共に合焦動作を行うレンズ駆動装置において、ズーミングのための回転操作に連動して、回転せしむ回転筒とこれによって直進移動せしむ直進筒と各ズーミング位置で前記フォーカシングレンズを移動して合焦動作が可能なフォーカスカム筒と当該フォーカスカム筒を回動せしむことが可能なフォーカス連動リングを有し、前記フォーカスカム筒のフォーカスカムで得られる合焦点に対し、各ズーミング位置における合焦点を補正する補正量は前記直進筒と前記フォーカスカム筒及びフォーカス連動リングに設置せるそれぞれの補正カムによる補正の相乗作用量であり、前記フォーカスカムと前記補正カムによって変化する操作トルクが可能な限り小さく、且つ平均化されるようなカム形状関数に設定したことを特徴とするズームレンズ鏡筒。
【請求項２】
前記回転筒の回転で得られる前記直進筒の直進移動と各直進移動位置における前記フォースカム筒によるフォーカシングレンズの合焦動作が可能なように各筒と同心で回転及び直進可能な自在リングを設け、これに植設する一個の共通コロを各筒に設置せるカム溝に貫通せしめ、案内役を負わせた構造を特徴とする請求項１記載のズームレンズ鏡筒。
【請求項３】
前記フォーカシングレンズの各ズーム位置における補正は該フォーカシングレンズの枠に固定せる補正コロＡ及び補正コロＢは前記フォーカスカム筒の補正カムＡと前記直進筒の補正カムＢにそれぞれ嵌挿して得られるものと、前記フォーカスカム筒に設置せる補正コロＣをフォーカス連動リングの補正カムＣに嵌挿せしめて得られ補正であることを特徴とする請求項１記載のズームレンズ鏡筒。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はズ−ムレンズに関し、特に変倍系の一部または、該変倍系よりも像面側にある少なくとも一部のレンズ群でフォ−カスを行なうようにしたいわゆるインナ−フォ−カス方式の高倍率ズームレンズの鏡筒に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年のズームレンズ鏡筒では高倍率化や小型化でインナ−フォ−カス方式を主流としたズ−ムレンズが種々提案されているが、インナ−フォ−カス方式においては、同一物体距離に対して、ズ−ミンングにより焦点距離が変化するのに伴いピント面が移動する問題があった。そのためフォーカスカム回転角の変換、あるいはフォーカスカムでの補正が必要として特開２０００−８９０８６ではフォーカス補正カムをフォーカスカムと同一回転部材に配置することにより、補正されたフォーカス繰り出し量が得られるようにしたものが提案されている。しかし、ズーミング操作時にフォーカスレンズを直進させる機構としているため、何れのズーム領域においても一定量の補正量となり、短い至近距離では充分な補正が得られない欠点があった。その改良案として特開２００２−３１１３２２が開示されているが、フォーカスカム筒９のフォーカス時の回動に合わせて繰り出される第１フォーカスカムの案内のほか、回転角に応じて繰り出し量を補正する第２フォーカスカムを設定する前記特開２０００−８９０８６の案に加えて、第２フォーカスカム１０２のフォーカスレンズ摺動コマＣ３を共通として前記ズーミングで直進する第２直進筒７に設けたフォーカス変換カム１１１の案内によって、各ズーム位置におけるピント補正が可能な機構を提案している。しかし、ズーミング及びフォーカシング時比較的重量の有る第２群フォーカシングレンズＢを大きく回転しながら移動させることになり操作上のトルク負荷が大きくなる欠点を有し、更に高倍率化とズーム領域を短焦点側に設定しょうとする場合、各ズーム位置において更なる補正を行い焦点調整の精度をより高める必要があった。
【０００３】
【特許文献１】
特開２０００−８９０８６号公報
【０００４】
【特許文献２】
特開２００２−３１１３２２号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ズーム倍率の高倍率化に伴ない、同一物体距離に対する合焦レンズの移動量が、広角側から望遠側にかけて徐徐に大きくなっていき、広角側と望遠側での移動量の差が大きく、望遠側に近付くにつれて急激に移動量が大きくなっていく。このためズームパラメータにおける合焦レンズのシフト量を設定した値に対して補正を行う必要があるが、その結果として操作トルクが増大したり、補正が不足しピント変動をカバー出来ない問題があった。
【０００６】
本発明では変倍動作時の操作性を損なうことなく、変倍動作時のピント変動を充分カバーすることが可能な補正方法による高倍率のズームレンズ鏡筒を提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
ズーミング動作時、フォーカシングレンズを移動すると共に合焦動作を行うレンズ駆動装置において、ズーミングのための回転操作に連動して、回転せしむ回転筒とこれによって直進移動せしむ直進筒と各ズーミング位置で前記フォーカシングレンズを移動して合焦動作が可能なフォーカスカム筒と当該フォーカスカム筒を回動せしむことが可能なフォーカス連動リングを設け、前記フォーカスカム筒のフォーカスカムで得られる合焦点に対し、各ズーミング位置における合焦点を補正する補正量をフォーカシングレンズ枠に固定する補正コロＡはフォーカスカム筒の補正カムＡ、補正コロＢは直進筒の補正カムＢに嵌挿して得られる各ズーム時におけるピントの補正量とフォーカシング筒に設置する補正コロＣをフォーカス連動リングの補正カムＣに嵌挿して得られるそれぞれの補正カムによる補正の総和とすることで変倍操作時の操作性の向上と共に変倍操作時のピント変動を抑えた。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、図面等を参照して本発明の最も良好な実施形態を説明する。図１は本発明を適応した高倍率ズームレンズの組み立て断面図で光軸を挟んで上部はズームワイドの状態を示し、下部はズームテレの状態を示す。図２は本発明の説明のための各筒と補正コロの関係を示す簡略断面図であり、図３はその簡略展開図を示す。図において同じ部材は同じ符号で示す。
【０００９】
図１に示す高倍率ズームレンズは第１群の１Ｇ、フォーカシングレンズである第２群の２Ｇ、第３群の３Ｇと第４群の４Ｇの４群レンズで構成され、図１に示すようにワイドからテレ（下部の図では第１群のレンズＧ１が省略）のズーミングにおいて全群が移動することによって焦点倍率を変える方式を採っていて、各ズーム位置における焦点調整は第２群のフォーカシングレンズ２Ｇの移動調整で行うインナーフォーカス式である。
【００１０】
図１のレンズ鏡筒において、外装操作部材としてズーム操作を行うズームリング１０７と各ズーム位置におけるピント調整を行うフォーカスリング１０６が有る。ズームリング１０７の回転操作に連動し、連結した連動部材（図示省略）が回転筒１００を回転させ、回転筒１００に穿削されているカム（図示省略）の形状に従って各レンズ群を同時並列移動させることができ、レンズの変倍焦点距離が得られように構成してあることを前提として、本発明に関して重要なフォーカシングレンズ２Ｇのズーミング時とフォーカシング時の移動の関係を図２と図３で示してある。
【００１１】
図１及び図２に示すように回転筒１００は固定筒１０５の内側にあり、その内側にフォーカシングレンズ２Ｇを光軸９９に沿って平行に移動させる直進筒１０２を有し、更なる内側にフォーカシングレンズ２Ｇと共に移動が可能なフォーカスカム筒Ａ１０１があり、連結しているフォーカスカム筒Ｂ１０４とは図１のレンズ鏡筒構成図において別部材で示されているがお互いネジで固定されていて、一体で移動する。フォーカスカム筒Ａ１０１には裏側で下方向に補正コロＣ１１３が植設されていて、外装操作部材のフォーカスリング１０６に連結し、且つモータ駆動の連動部材と結合しているフォーカス連動リング１０３の補正カムＣ１０３ａに嵌挿して連結しているため、自動によるモータ駆動或いはフォーカスリング１０６の手動操作でフォーカシングレンズ２Ｇを光軸平行に移動させることが出来る。
【００１２】
以下、前記関係部材の展開図図３を参照しながら各筒設置のカムとコロの関係及びその動作について更に詳しく述べる。前記回転筒１００には光軸９９に平行な直動溝１００ａ、これに内側で重なる直進筒１０２にはズームカム１０２ａと補正カムＢ１０２ｂ、更に直進筒１０２の内側で重なるフォーカスカム筒Ａ１０１にはフォーカスカム１０１ａがあり、これと一体で移動するフォーカスカム筒Ｂ１０４には補正カムＡ１０４ａが設置されている。
【００１３】
フォーカスカム筒Ａ１０１の内側に回転と直進移動が自由な自在リング１０８が在り、これに植設されている共通コロ１１０によって、フォーカスカム筒Ａ１０１のフォーカスカム１０１ａと直進筒１０２のズームカム１０２ａ及び回転筒１００の直動溝１００ａを重なった状態で貫通しめ、それぞれの溝に嵌挿させている。このためズームリング１０７からのズーム操作動力は回転筒１００の回転動力として与えられるため、共通コロ１１０を通して自在リング１０８を回し、自在リング１０８の回転に従って、回転を制限されている直進筒１０２のズームカム１０２ａの案内に従って直進筒１０２は直進し、同時に共通コロ１１０はフォーカスカム筒Ａ１０１のフォーカスカム１０１ａに応じて転がるため、回転を規制されているフォーカスカム筒Ａ１０１はカム形状に従って直進して行く。
【００１４】
ズーム動作時フォーカスカム筒Ａ１０１の移動はフォーカスカム筒Ｂ１０４の移動となるため、フォーカスカム筒Ｂ１０４の補正カムＡ１０４ａに嵌挿し、フォーカシングレンズ枠１０９に植設されている補正コロＡ１１１を移動させることになり、フォーカシングレンズ枠１０９、すなわちフォーカシングレンズ２Ｇを光軸平行に移動させることになる。
【００１５】
フォーカスカム筒Ａ１０１は前述のように裏面に補正コロＣ１１３が植設されていて、フォーカスリング１０６に結合しているフォーカス連動リング１０３の補正カムＣ１０３ａに嵌挿しているため、手動或いは電動でフォーカス連動リング１０３を回転させるとこれに応じてフォーカスカム筒Ａ１０１を回動させることが可能で、各ズーム位置すなわち直進筒１０２のズームカム１０２ａにおける共通コロ１１０の位置が変わらず、共通コロ１１０とフォーカスカム１０１ａの位置が変わるため、フォーカスカム筒Ａ１０１が直進移動し、フォーカシングレンズ枠１０９を移動せしめることが可能なことにより、各ズーム位置におけるピント調整が出来ることが判る。
【００１６】
次に本発明で重要な各ズーム位置におけるピント調整の補正について述べる。今、仮にフォーカス連動リング１０３の補正カムＣ１０３ａの形状が光軸９９に対して平行直線で、フォーカスカム筒Ｂ１０４の補正カムＡ１０４ａが光軸９９に直角で直線であった場合、各ズーム位置におけるピント調整はフォーカスカム筒Ａ１０１のフォーカスカム１０１ａの形状で一方的に決められ、各ズーム位置における焦点移動の補正が不可能となる。これに鑑み、図３に示すように前記フォーカス連動リング１０３の補正カムＣ１０３ａとフォーカスカム筒Ｂ１０４の補正カムＡ１０４ａのカム形状に対して補正関数を加えた形状にすることによって、ズーム位置に合わせて直進移動するフォーカスカム筒Ａ１０１は補正コロＣ１１３の補正カムＣ１０３ａの形状に合わせて若干回転させることができ、フォーカスカム１０１ａで決められたフォーカシングレンズ枠１０９の位置は補正カムＡ１０４ａに嵌挿している補正コロＡ１１１を通しての若干位置を変えことによって補正される。
【００１７】
一方、図２及び図３に示すようにフォーカシングレンズ枠１０９には更に補正コロＢ１１２が設置されていて、直進筒１０２に設けられた補正カムＢ１０２ｂに嵌挿させてある。このためズームミングによって直進筒１０２を直進移動させると補正コロＢ１１２は補正カムＢ１０２ｂの補正形状に従って移動し、フォーカシングレンズ枠１０９を補正量に合わせて若干の左右回転を与えることが出来るため、前記フォーカスカム筒Ｂ１０４の補正カムＡ１０４ａと補正コロＡ１１１の位置関係で決まる補正に対して更にズーム位置による修正補正が可能となり精度の高いピント補正が可能となる。
【００１８】
図３に示されている状態はズーム位置がワイド（Ｗ）で、焦点位置は無限（∞）位置にある。回転筒１００を左方向に移動（回転）させればテレ（Ｔ）の方向に移動し、フォーカス連動リング１０３を右方向に移動（回転）させれば至近側に焦点調整されるようになっているので、操作に合わせた補正動作を簡単に説明をする。
【００１９】
先ず、外部操作からズームリング１０７を回し、回転筒１００を左方向に回すと、直動溝１００ａに有る共通コロ１１０が自在リング１０８と一緒に左側に移動するため、直進筒１０２のズームカム１０２ａのカム軌跡に従って前方に繰り出される。この直進筒１０２の繰り出しによって、フォーカシングレンズ２Ｇを保持しているフォーカシングレンズ枠１０９は補正コロＢ１１２の補正カムＢ１０２ｂのカムの補正軌跡に従った右と左回転を伴った動きをすることによって、フォーカスカム筒Ｂ１０４の補正カムＡ１０４ａにおける補正コロＡ１１１の位置が変えられることにより、フォーカシングレンズ枠１０９位置が補正カムＡ１０４ａの傾斜軌跡に従った移動が可能で、これにより各ズーム位置におけるフォーカスカム１０１ａの軌跡で決まる無限位置に対してフォーカシングレンズ枠１０９を前後に移動することによって焦点補正ができる。
【００２０】
テレ側操作によって共通コロ１１０が左に移動すると直進筒１０２の前方移動に伴って、フォーカスカム筒Ａ１０１がフォーカスカム１０１ａのカム軌跡に従って前方に移動しこれに伴ってフォーカシングレンズ枠１０９を前方に移動するが、今フォーカス連動リング１０３を∞位置に固定していると、フォーカスカム筒Ａ１０１の前方移動は裏側の補正コロＣ１１３、補正カムＣ１０３ａのカム軌跡に従って前方に転がるため、図のような右に傾いた形状である場合はフォーカスカム筒Ａ１０１は右方向に回転捻られ共通コロ１１０に対してフォーカスカム１０１ａが右に寄るためフォーカスカム筒Ａ１０１は少し前方に出すことになる。また、更にフォーカスカム筒Ａ１０１の右方向回転捻りは補正カムＡ１０４ａによって補正コロＡ１１１を前方に押し出す方向に作用するため、フォーカシングレンズ枠１０９の前方移動を相対的に加速した形になるが、前述のようにズームによる直進筒１０２の繰り出し位置とフォーカシングレンズ枠１０９の補正コロＢ１１２と補正カムＢ１０２ｂで決まるフォーカシングレンズ枠１０９の左右回転で更に補正効果が重畳される。
【００２１】
以上、フォーカスリング１０６を∞の位置固定において、ズームリング１０７の操作でズーミングした場合のそれぞれのズーム位置で焦点補正が可能なことを説明したが、この各ズーム位置で手動によるフォーカスリング１０６からの操作手段又は、自動によるモータからの駆動手段を得て、フォーカス連動リング１０３を右方向に移動させると各ズーム位置でフォーカスカム筒Ａ１０１のフォーカスカム１０１ａの軌跡位置と共通コロ１１０の作用によって、繰り出されているフォーカシングレンズ２Ｇに対して、共通コロ１１０とフォーカスカム１０１ａの位置関係を更に右に寄せられるため、カム軌跡に応じてフォーカスカム筒Ａ１０１が前方に移動し、これにより更にフォーカシングレンズ枠１０９とフォーカシングレンズ２Ｇが前方に繰り出されることになり、至近側の焦点調整が可能となる。
【００２２】
各ズーム位置における焦点調整のためのフォーカシングレンズ２Ｇの繰り出し動作において、フォーカス連動リング１０３からフォーカスカム筒Ａ１０１を右側に移動させることによりこのフォーカスカム筒Ａ１０１が前方に移動するが、フォーカスカム筒Ｂ１０４の右側移動により補正カムＡ１０４ａと補正コロＡ１１１の位置関係を右側に寄せる（補正コロＡ１１１に対しては相対的に左に寄る）こととなり、フォーカシングレンズ枠１０９の前方繰り出しが重畳されることになり、各ズーム位置における焦点調整がそれぞれで補正されることになる。このフォーカシングレンズ枠１０９の繰り出し動作に対して直進筒１０２の補正カムＢ１０２ｂと補正コロＢ１１２の関係位置が変わるためフォーカシングレンズ枠１０９が左右に移動し、補正コロＡ１１１と補正カムＡ１０４ａの位置関係を変えることができ、更に焦点調整の補正量を相乗させることができる。
【００２３】
以上説明してきたように回転筒１００の回転によるズーム操作で得られるフォーカシングレンズ２Ｇの移動はフォーカスカム筒Ａ１０１のフォーカスカム１０１ａのカム軌跡に応じて得られ、その位置における焦点調整はフォーカス連動リング１０３の回転からフォーカスカム筒Ａ１０１の回転移動に伝え、フォーカスカム１０１ａと共通コロ１１０の関係位置を変えることによるフォーカシングレンズ枠１０９の光軸平行移動で得られが、この動作に伴って作用する補正カムＡ１０４ａと補正コロＡ１１１の関係位置、補正カムＢ１０２ｂと補正コロＢ１１２の関係位置及び補正カムＣ１０３ａと補正コロＣ１１３の関係位置を可変させることによって、各ズーム位置における焦点位置の補正をこれらそれぞれから得られる補正の相乗効果で得るようにしている。
【００２４】
このため高倍率ズームレンズの設計値に合わせて算出されるフォーカシングレンズ２Ｇのズーム時の移動と焦点調整における移動に対して前記３個の補正関数の相乗作用によって得られる構成とし、更にこれら３個の補正関数の加減、及び乗除算による設計によりより負荷トルクの増大を抑え、操作性と補正精度の高いズームレンズ鏡筒が得られる設計が可能となる。
【００２５】
【発明の効果】
ズーム倍率の高倍率化により、同一物体距離に対する合焦レンズの移動量が、広角側から望遠側にかけて徐徐に大きくなり、広角側と望遠側での移動量の差が大きく、望遠側に近付くにつれて急激に移動量が大きくなっても、変倍動作時の操作性を損なうことなく、変倍動作時のピント変動を充分カバーすることが可能な高倍率のズームレンズ鏡筒を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適応した高倍率ズームレンズの組み立て断面図である。
【図２】本発明の説明のための各筒と補正コロの関係を示す簡略断面図である。
【図３】本発明の説明のための各筒と補正コロの関係を示す簡略展開図である。
【符号の説明】
１Ｇ  第１群
２Ｇ  フォーカシングレンズ（第２群）
３Ｇ  第３群
４Ｇ  第４群
９９  光軸
１００  回転筒
１００ａ  直動溝
１０１  フォーカスカム筒Ａ
１０１ａ  フォーカスカム
１０２  直進筒
１０２ａ  ズームカム
１０２ｂ  補正カムＢ
１０３  フォーカス連動リング
１０３ａ  補正カムＣ
１０４  フォーカスカム筒Ｂ
１０４ａ  補正カムＡ
１０５  固定筒
１０６  フォーカスリング
１０７  ズームリング
１０８  自在リング
１０９  フォーカシングレンズ枠
１１０  共通コロ
１１１  補正コロＡ
１１２  補正コロＢ
１１３  補正コロＣ
【図１】
2004347882.tif 000003
【図２】
2004347882.tif 000004
【図３】
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