JP2003185904A - カメラ - Google Patents

カメラ

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JP2003185904A
JP2003185904A JP2001389224A JP2001389224A JP2003185904A JP 2003185904 A JP2003185904 A JP 2003185904A JP 2001389224 A JP2001389224 A JP 2001389224A JP 2001389224 A JP2001389224 A JP 2001389224A JP 2003185904 A JP2003185904 A JP 2003185904A
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lens barrel
lens
barrel
camera
expansion coefficient
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Kyosei Miyata
京静 宮田
Tetsushi Takaba
哲史 鷹羽
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Konica Minolta Inc
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 温度変化による撮影レンズの焦点位置の変化
を、選択に自由度がある材料を用いて機械的に相殺し補
正することができるカメラ。 【解決手段】 プラスチックレンズを有する撮影レンズ
を保持したレンズ鏡枠と、レンズ鏡枠固定部においてレ
ンズ鏡枠を固定したレンズ鏡筒と、レンズ鏡筒と略平行
に配置され、撮影レンズによる結像面側の部所にて非可
動の固定部材に固定された伸縮部材と、伸縮部材と略平
行に配置され、レンズ鏡筒のレンズ鏡枠固定部よりも結
像面側の部所及び伸縮部材の固定部材との固定部よりも
被写体側の部所と各々接続され、レンズ鏡筒を支持する
接続部材と、を備え、レンズ鏡筒及び伸縮部材を線膨張
係数の大なる材料で形成し、レンズ鏡枠及び接続部材を
線膨張係数の小なる材料で形成したこと。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、撮影レンズの温度
変化により伸縮するバックフォーカスを簡単な手段で補
正したカメラに関する。
【0002】
【従来の技術】近年、低価格のカメラに用いられる撮影
レンズは、ガラスレンズとプラスチックレンズの組合せ
か、または全てプラスチックレンズになっている。ま
た、低価格のカメラはオートフォーカス機構等の焦点調
節機構を備えておらず、ピント位置を過焦点距離に設定
した固定焦点方式になっているものが多い。
【0003】プラスチックレンズはガラスレンズと比較
して、温度変化の影響を受けやすく、膨張・収縮等によ
って焦点位置が変化するといった問題が生じやすい。し
かし、従来の低価格のカメラではオートフォーカス機構
を有していないので、温度変化を電気的に換算・処理し
て焦点位置を補正するようなことはできず、格別の対策
を取ったカメラはなかった。
【0004】一方、光学装置(コリメータ)において、
レンズを保持し温度変化によって筒長が変化する鏡筒を
設け、レンズを、温度変化によって生ずるレンズの焦点
位置の変化と鏡筒の長さの変化とを相殺してレンズの焦
点位置を一定位置に保持し得る素材で形成した技術が特
開平6−130267号公報に開示されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明者達は上述のプ
ラスチックレンズによる焦点位置(以下、バックフォー
カスfbと称す。)の変化を補正するために、特開平6
−130267号公報の技術を発展させ、カメラの撮影
レンズの焦点位置を一定位置に保持するように、撮影レ
ンズの焦点位置の変化と相殺して長さが変化する鏡筒を
選択することを想起した。
【0006】一方、プラスチックレンズによるバックフ
ォーカスfbの変化量はかなり大きく、発明者達の実験
によれば、基準温度に対する温度変化が20℃であった
とき、バックフォーカスfbの変化量は約0.05mm
であった。このプラスチックレンズを保持する鏡筒を例
えば線膨張係数の大きいABS樹脂で形成すると、その
線膨張係数は10.0×10-5であるので、温度変化が
20℃のときには鏡筒の長さが25mm必要になる。従
って、線膨張係数が5.0×10-5の材料を用いれば、
鏡筒の長さが50mm必要になる。
【0007】しかし、鏡筒の長さを25mmとしても、
現在市販されているような厚みの薄い小型カメラを実現
することは困難であり、カメラの大型化を招いてしま
う。
【0008】従って、より線膨張係数が大きく、且つレ
ンズ鏡筒に用いることができる強度、成型性等の各種特
性を満足できる材料を選択することが必要となり、材料
選択が非常に制限されると共に、実現できたとしても原
価高になる。
【0009】本発明はかかる問題に鑑みてなされたもの
であり、温度変化による撮影レンズの焦点位置の変化
を、選択に自由度がある材料を用いて機械的に相殺し補
正することができるカメラを提案することを発明の目的
とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】上記目的は下記の手段に
より達成される。
【0011】プラスチックレンズを有する撮影レンズを
保持したレンズ鏡枠と、レンズ鏡枠固定部において前記
レンズ鏡枠を固定したレンズ鏡筒と、前記レンズ鏡筒と
略平行に配置され、前記撮影レンズによる結像面側の部
所にて非可動の固定部材に固定された伸縮部材と、前記
伸縮部材と略平行に配置され、前記レンズ鏡筒の前記レ
ンズ鏡枠固定部よりも結像面側の部所及び前記伸縮部材
の前記固定部材との固定部よりも被写体側の部所と各々
接続され、前記レンズ鏡筒を支持する接続部材と、を備
え、前記レンズ鏡筒及び前記伸縮部材を線膨張係数の大
なる材料で形成し、前記レンズ鏡枠及び前記接続部材を
線膨張係数の小なる材料で形成したことを特徴とするカ
メラ。
【0012】
【発明の実施の形態】本発明のカメラにおける実施の形
態を図を参照して説明する。
【0013】図1は温度変化による撮影レンズの焦点位
置の変化を補正する機構の図である。
【0014】図1において、撮影レンズ1は第1レンズ
11及び第2レンズ12により構成され、被写体光は撮
像素子2の結像面に結像する。第1レンズ11及び第2
レンズ12はプラスチックより形成され、レンズ鏡枠1
5に保持されている。そして、レンズ鏡枠15は、その
外周に位置するレンズ鏡筒21の被写体側の前端部21
a(レンズ鏡枠固定部)に固定されている。
【0015】また、撮影レンズ1はピント位置を過焦点
距離に設定した固定焦点方式になっている。
【0016】22は撮影レンズ1の焦点位置の変化を補
正するために温度変化によって伸縮する伸縮筒(伸縮部
材)であり、撮影レンズ1による結像面側の根本部22
a(固定部)が固定部材23に固定されている。24は
接続筒(接続部材)であって、撮影レンズ1による結像
面側における後端部24aがレンズ鏡筒21の後端部2
1bに接続され、被写体側の前端部24bが伸縮筒22
の前端部22bに接続されている。そして、接続筒24
はレンズ鏡筒21を支持している。
【0017】なお、レンズ鏡枠15とレンズ鏡筒21と
の固定、レンズ鏡筒21と接続筒24との接続、接続筒
24と伸縮筒22との接続、及び伸縮筒22と固定部材
23との固定は、ネジ止めや、一方に設けた凸部を他方
に設けた凹部に嵌合させる係合等の機械的結合でもよい
し、接着剤を用いた接着でもよい。
【0018】また、標準温度(例えば20℃)にてレン
ズ鏡枠15を光軸方向に移動させて、被写体光が撮影レ
ンズ1によって撮像素子2へ正確に合焦するようにピン
ト調整を行う。
【0019】ここで、撮影レンズ1のバックフォーカス
fbは、例えば温度が上昇すると延長する。即ち、被写
体光が撮像素子2の結像面より後方に結像してしまう。
この問題を解消するためには、バックフォーカスfbが
延長した分だけ、撮影レンズ1を被写体側に移動させて
やればよい。
【0020】そこで、レンズ鏡筒21及び伸縮筒22を
線膨張係数の大きい材料によって形成し、レンズ鏡枠1
5及び接続筒24を線膨張係数の小さい材料によって形
成すれば、温度上昇によってレンズ鏡筒21及び伸縮筒
22が大きく伸長する反面、レンズ鏡枠15及び接続筒
24はあまり伸長しない。レンズ鏡筒21及び伸縮筒2
2の全長を略同一に形成すれば、温度上昇によってレン
ズ鏡筒21の前端部21aはそれ自体の熱膨張量の略2
倍の量で光軸方向前方に移動する。従って、撮影レンズ
1を保持したレンズ鏡枠15も同様に前方に移動する。
【0021】従って、このときのレンズ鏡枠15の移動
量が撮影レンズ1のバックフォーカスfbの変化量に等
しくなるように設定すれば、温度変化による撮影レンズ
1の焦点位置の変化を補正することができる。
【0022】レンズ鏡枠15の移動量をΔd(mm)と
し、レンズ鏡筒21の全長をL1(mm)、線膨張係数
をα1(1/℃)とし、接続筒24の全長をL2(m
m)、線膨張係数をα2(1/℃)とし、伸縮筒22の
全長をL3(mm)、線膨張係数をα3(1/℃)と
し、基準温度に対する温度変化をΔh(℃)とすれば、
下記の式で表せる。
【0023】Δd=Δh×{(L1×α1)−(L2×
α2)+(L3×α3)} ここで、レンズ鏡筒21及び伸縮筒22は温度変化によ
って伸縮し易いプラスチックより形成されることが望ま
しく、その線膨張係数は7×10-5以上が望ましいが、
レンズ鏡枠15及び接続筒24は温度変化によって伸縮
し難い金属若しくはグラス入りプラスチックより形成さ
れることが望ましく、その線膨張係数は3×10-5以下
が望ましい。
【0024】以上により、レンズ鏡筒21の後端部を固
定して、レンズ鏡筒21自体の熱膨張量のみで撮影レン
ズ1のバックフォーカスfbを補正するときと比較する
と、本実施の形態においてはレンズ鏡筒21の全長は前
者の1/2でよい。また、レンズ鏡筒21の全長を前者
と同一長さに設定できるならば、レンズ鏡筒21の線膨
張係数は前者の1/2でよい。
【0025】なお、接続筒24及び伸縮筒22を筒状に
形成せずに棒状に形成してもよい。また、温度が低下し
たときは、単純に前述と逆になる。
【0026】このように、本実施の形態においては、レ
ンズ鏡筒21の全長や線膨張係数を選択する設計の自由
度が拡大するので、カメラの小型化を達成することがで
きる。
【0027】更に、図1においては、接続筒24と伸縮
筒22とが一対であるが、これに限るものではなく、図
2に示すように接続筒と伸縮筒とを複数対設けて、前述
と同様に連続的に接続してもよい。図2においては、接
続筒31、伸縮筒32、接続筒33、伸縮筒34と2対
の接続筒と伸縮筒とが接続されており、レンズ鏡筒21
から最も離れた外側の位置にある伸縮筒34の根本部3
4aが結像面側の固定部材23に固定されている。この
場合は、レンズ鏡筒21及び伸縮筒32,34の長さを
略同一に設定すれば、レンズ鏡筒21の後端部を固定し
てレンズ鏡筒21自体の熱膨張量のみで撮影レンズ1の
バックフォーカスfbを補正するときと比較すると、レ
ンズ鏡筒21の全長は前者の1/3でよい。また、レン
ズ鏡筒21の全長を前者と同一長さに設定できるなら
ば、レンズ鏡筒21の線膨張係数は前者の1/3でよ
い。
【0028】なお、温度変化によるレンズ鏡筒21の移
動量が、温度変化による撮影レンズ1のバックフォーカ
スfbの変化量に略等しくなるように構成することが望
ましいが、場合によっては撮影レンズ1の焦点深度内に
入っていれば、バックフォーカスfbの変化量と多少異
なっていても実用的に問題がない。
【0029】更に、以上の如く説明したカメラは被写体
光を撮影レンズ1により撮像素子2に結像させたデジタ
ルカメラであるが、デジタルカメラに限るものではな
く、フィルムを装填してフィルムに結像させる従来のカ
メラであってもよい。
【0030】
【発明の効果】本発明のカメラによれば、温度変化によ
る撮影レンズの焦点位置の変化を、選択に自由度がある
材料を用いて機械的に相殺し補正することができるの
で、温度変化があっても良好なピントを保証でき、且つ
カメラを小型化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】温度変化による撮影レンズの焦点位置の変化を
補正する機構の図である。
【図2】複数対の接続筒と伸縮筒とを設けた図である。
【符号の説明】
1 撮影レンズ 2 撮像素子 21 レンズ鏡筒 22,32,34 伸縮筒 23 固定部材 24,31,33 接続筒

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 プラスチックレンズを有する撮影レンズ
    を保持したレンズ鏡枠と、レンズ鏡枠固定部において前
    記レンズ鏡枠を固定したレンズ鏡筒と、前記レンズ鏡筒
    と略平行に配置され、前記撮影レンズによる結像面側の
    部所にて非可動の固定部材に固定された伸縮部材と、前
    記伸縮部材と略平行に配置され、前記レンズ鏡筒の前記
    レンズ鏡枠固定部よりも結像面側の部所及び前記伸縮部
    材の前記固定部材との固定部よりも被写体側の部所と各
    々接続され、前記レンズ鏡筒を支持する接続部材と、を
    備え、前記レンズ鏡筒及び前記伸縮部材を線膨張係数の
    大なる材料で形成し、前記レンズ鏡枠及び前記接続部材
    を線膨張係数の小なる材料で形成したことを特徴とする
    カメラ。
  2. 【請求項2】 前記接続部材及び前記伸縮部材を複数対
    設け、前記構成で連続的に接続したことを特徴とする請
    求項1に記載のカメラ。
  3. 【請求項3】 前記レンズ鏡枠は前記レンズ鏡筒の被写
    体側の部所に固定されていることを特徴とする請求項1
    又は請求項2に記載の記載のカメラ。
  4. 【請求項4】 前記レンズ鏡筒及び前記伸縮部材の線膨
    張係数は7×10-5以上であり、前記レンズ鏡枠及び前
    記接続部材の線膨張係数は3×10-5以下であることを
    特徴とする請求項1〜3の何れか1項に記載のカメラ。
  5. 【請求項5】 温度変化による前記レンズ鏡筒の移動量
    が、温度変化による前記撮影レンズの焦点位置の変化量
    に略等しく形成されていることを特徴とする請求項1〜
    4の何れか1項に記載のカメラ。
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