JP2007041268A

JP2007041268A - 光学装置

Info

Publication number: JP2007041268A
Application number: JP2005225153A
Authority: JP
Inventors: Yoshio Imura; 好男井村
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 2005-08-03
Filing date: 2005-08-03
Publication date: 2007-02-15

Abstract

【課題】屈曲光学系を備え、収納時における外形をコンパクトにした光学装置を提供する。
【解決手段】第１の光軸Ｉ１上に配置された光学素子を有する第１の光学素子群Ｌ１，Ｌ２と、少なくとも撮影時において第１の光軸Ｉ１と異なった方向に延在する第２の光軸Ｉ２上に配置された光学素子を有する第２の光学素子群Ｌ４，Ｌ５と、第１の光学素子群Ｌ１，Ｌ２と第２の光学素子群Ｌ４，Ｌ５との間に設けられ、像光を屈曲させる屈曲部Ｌ３とを有する光学装置１において、第１の光学素子群Ｌ１，Ｌ２は、その少なくとも一部が第２の光軸Ｉ２方向において第２の光学素子群Ｌ４，Ｌ５と重なった収納位置と、この収納位置に対して第１の光軸Ｉ１と第２の光軸Ｉ２とがなす角度が大きくされた撮影位置との間において、第２の光学素子群Ｌ４，Ｌ５に対して相対的に回転可能に支持された構成とする。
【選択図】図３

Description

本発明は、光学系の中間部において光軸方向を転換する屈曲光学系を備えた光学装置に関するものである。

カメラは、撮像光学系としてその中間部に光軸方向を転換するプリズム等の屈曲部を備えた屈曲光学系を用いることによって、その薄型化を図ったものが知られている。
また、従来、屈曲光学系を備えたカメラは、その屈曲部よりも対物側の光学系を、像側の光学系の光軸回りに回転可能に支持したものが知られている（例えば、特許文献１）。

屈曲光学系を備えたカメラ等の光学装置は、その撮影時に屈曲部よりも対物側の光学系が被写体側に突き出すものがある。このような光学装置において、その収納時に対物レンズ光軸方向の厚みを小さくしてコンパクト化することが要望されている。
特開２００１−１２８０３８号公報

本発明の課題は、屈曲光学系を備え、収納時における外形をコンパクトにした光学装置を提供することである。

本発明は、以下のような解決手段により、前記課題を解決する。
請求項１の発明は、第１の光軸上に配置された光学素子を有する第１の光学素子群と、少なくとも撮影時において前記第１の光軸と異なった方向に延在する第２の光軸上に配置された光学素子を有する第２の光学素子群と、前記第１の光学素子群と前記第２の光学素子群との間に設けられ、像光を屈曲させる屈曲部とを備える光学装置において、前記第１の光学素子群は、この第１の光学素子群に含まれる光学素子の少なくとも一部が前記第２の光軸方向において前記第２の光学素子群に含まれる光学素子と重なった収納位置と、前記収納位置に対して前記第１の光軸と前記第２の光軸とがなす角度が大きくされた撮影位置との間において、前記第２の光学素子群に対して相対的に回転可能に支持されることを特徴とする光学装置である。

請求項２の発明は、請求項１に記載の光学装置において、前記第１の光学素子群、前記第２の光学素子群の少なくとも一方は、前記収納位置と前記撮影位置との間の移行時にその光軸方向に移動する可動光学素子を備えることを特徴とする光学装置である。

本発明によれば、以下の効果を得ることができる。
（１）第１の光学素子群を第２の光学素子群に対して相対的に回転させ、第１の光学素子群に含まれる光学素子の少なくとも一部が、第２の光学素子群に含まれる光学素子と第２の光軸方向に重なった状態で収納することによって、第２の光学素子群が収容されるスペースと共通のスペースに第１の光学素子群を収容することができるから、一方の光学素子群が光学装置の外部側に突き出すことを防止して、屈曲光学系を備えた光学装置をコンパクトに収納することができる。
（２）第１の光学素子群、第２の光学素子群の少なくとも一方に、収納位置、撮影位置の変移時に光軸方向に移動する可動光学素子を設けたから、収納位置における第１の光学素子群、第２の光学素子群の光学素子相互間の干渉を防止することができる。

本発明は、屈曲光学系を備え、収納時における外形をコンパクトにした光学装置を提供するという目的を、プリズムよりも対物側に設けられる第１レンズ群、第２レンズ群をプリズム付近に設けた回転軸回りに回転させ、プリズムよりも像側に設けられるコンペンセータレンズ群がその光軸方向に退避して得られた空間部内に収納することによって解決する。

以下、本発明を適用した光学装置であるカメラの実施例１について説明する。
図１は、実施例１のカメラの外観を示す図であって、対物レンズである第１レンズ群の光軸方向から見た立面図である。図２は、図１のカメラのレンズ鏡筒のII部矢視断面図であって、カメラの撮影状態を示すものである。図３は、カメラのレンズ鏡筒の収納状態を示す断面図である。

カメラ１は、撮影用レンズ群としていわゆる屈曲光学系を備えたデジタルスチルカメラであって、筐体２と、レリーズスイッチ３と、レンズ鏡筒１０とを備えている。
筐体２は、略直方体の容器状に形成され、カメラ１の各構成部材を収容するものであって、その対物レンズ群である第１レンズ群Ｌ１の光軸方向における厚みを、他の２方向の寸法よりも小さくしたカード型のものである。
筐体２は、その被写体側の面部に、第１レンズ群Ｌ１が露出する矩形の開口部２ａが形成されている。
レリーズスイッチ３は、ユーザがカメラ１のレリーズ操作を入力する押しボタンスイッチであって、筐体２の通常撮影時における上面部に設けられている。

レンズ鏡筒１０は、屈曲光学系である撮影用レンズ群を備えている。
図２、図３に示すように、レンズ鏡筒１０は、第１レンズ群Ｌ１、第２レンズ群Ｌ２、プリズムＬ３、コンペンセータレンズ群Ｌ４、フォーカシングレンズ群Ｌ５、対物側レンズ室１１、像側レンズ室１２、撮像部１３を備えている。

第１レンズ群Ｌ１は、最も対物側に設けられるレンズ群であって、対物側レンズ室１１に形成された開口１１ａに固定されている。
第２レンズ群Ｌ２は、第１レンズ群Ｌ１の射出側にその光軸Ｉ１に沿って配列され、第１レンズ群Ｌ１及びプリズムＬ３に対して光軸Ｉ１方向に移動可能に支持されている。

プリズムＬ３は、第２レンズ群Ｌ３の射出側に設けられ、撮影状態において像光の進行方向を例えば９０度変化させる屈曲部である。これによって、プリズムＬ３の射出側以降の光軸Ｉ２は、通常撮影時において上述した光軸Ｉ１と直交しかつ略鉛直に配置されている。ここで、通常撮影時とは、対物レンズの光軸を略水平としかつ画面の長辺方向を水平とした画像を撮影する際のカメラ１の姿勢を指すものとする。
このプリズムＬ３は、対物側レンズ室１１に対して固定されている。

コンペンセータレンズ群Ｌ４、フォーカシングレンズ群Ｌ５は、プリズムＬ３の射出側に設けられ、その光軸を上述した光軸Ｉ２と一致させて順次配列されている。
コンペンセータレンズ群Ｌ４は、プリズムＬ３及び撮像部１３に対して光軸Ｉ２方向に移動可能に支持されている。
フォーカシングレンズ群Ｌ５は、像側レンズ室１２内に挿入され、この像側レンズ室１２に対して光軸Ｉ２方向に移動可能に支持されている。

対物側レンズ室１１は、上述した第１レンズ群Ｌ１、第２レンズ群Ｌ２、プリズムＬ３を収容し支持する部材であって、筐体２に対して、光軸Ｉ１と光軸Ｉ２との交点を通りかつ通常撮影時における水平方向に配置された回転軸Ａ回りに回転可能に支持されている。
対物側レンズ室１１は、その対物側の端部に第１レンズ群Ｌ１が収容される開口１１ａが形成され、その通常撮影時における下部には、筐体２の開口２ａの通常撮影時における下側の開口縁部からの漏光を防止するための遮光板１１ｂが設けられている。
遮光板１１ｂは、対物側レンズ室１１に対して光軸Ｉ１と直交しかつ通常撮影時における水平方向に延在する回転軸Ｂ回りに揺動可能に支持されている。

像側レンズ室１２は、光軸Ｉ２と略同心に形成された円筒状の部材であって、上述したフォーカシングレンズ群Ｌ５をその内径側に収容するものである。
撮像部１３は、上述した撮影用レンズ群が結像する被写体像を電気的な信号に変換して取得するものであって、像側レンズ室１２の光軸Ｉ２方向像側の端部に固定され、例えばＣＣＤ、ＣＭＯＳ等の光―電気変換素子を有する撮像素子を備えている。

図４は、レンズ鏡筒１０における駆動装置の構成を示すブロック図である。
図４に示すように、レンズ鏡筒１０は、第２レンズ群駆動装置２１、コンペンセータレンズ群駆動装置２２、フォーカシングレンズ群駆動装置２３、対物側レンズ室駆動装置２４、制御装置２５を備えている。

第２レンズ群駆動装置２１は、第２レンズ群Ｌ２を光軸Ｉ１方向に駆動するアクチュエータを備えている。
コンペンセータレンズ群駆動装置２２、フォーカシングレンズ群駆動装置２３は、それぞれコンペンセータレンズ群Ｌ４、フォーカシングレンズ群Ｌ５を光軸Ｉ２方向に駆動するアクチュエータを備えている。

対物側レンズ室駆動装置２４は、対物側レンズ室１１を上述した回転軸Ａ回りに回転駆動するアクチュエータを備えている。
制御装置２５は、上述した第２レンズ群駆動装置２１、コンペンセータレンズ群駆動装置２２、フォーカシングレンズ群駆動装置２３、対物側レンズ室駆動装置２４を総括的に制御するＣＰＵを備え、カメラ１の筐体２に設けられた図示しない操作部からの入力に応じて各レンズ群を駆動し、撮影用レンズ群の焦点距離を変更するズーミング動作、被写体距離を変更するフォーカシング動作を制御するものである。
さらに、制御装置２５は、以下説明するカメラ１の撮影状態と収納状態との間の移行動作を制御する機能を備えている。

以下、上述したカメラ１の撮影状態と収納状態との間の移行動作について説明する。
カメラ１は、例えば図示しない主電源スイッチのオンオフ操作に応じて、図２に示す撮影状態と、図３に示す収納状態との間を移行する。
図３に示すように、収納状態においては、対物側レンズ室１１は、回転軸Ａ回りに第１レンズ群Ｌ１が撮像部１３側に近づく方向に例えば９０度回転し、これによって光軸Ｉ１と光軸Ｉ２とは略一致した状態となる。

このとき、コンペンセータレンズ群Ｌ４及びフォーカシングレンズ群Ｌ５は、光軸Ｉ２方向像側に移動し、コンペンセータレンズ群Ｌ４は、フォーカシングレンズ群Ｌ５の移動によって確保された対物側レンズ室１２内径側の空間部内に収容される。このようなフォーカシングレンズ群Ｌ５、コンペンセータレンズ群Ｌ４の移動量は、対物側レンズ室１１との干渉を防止することを考慮して設定される。

ここで、カメラ１の主電源スイッチがオンからオフに切換えられた場合には、制御装置２５は、先ずコンペンセータレンズ群駆動装置２２、フォーカシングレンズ群駆動装置２３に制御信号を出力し、コンペンセータレンズ群Ｌ４、フォーカシングレンズ群Ｌ５を撮像部側に退避させ、続いて対物側レンズ室駆動装置２１に制御信号を出力して対物側レンズ室１１を回転させる。これによって、カメラ１は撮影状態から収納状態へ移行する。
また、カメラ１の主電源スイッチがオフからオンに切換えられた場合には、上述した動作とは逆の動作によって、カメラ１は収納状態から撮影状態に移行する。

また、対物側レンズ室１１の遮光板１１ｂは、筐体２の背面部（撮影者側の面部）との干渉を防止するため、対物側レンズ室１１に対して回転軸Ｂ回りにその先端縁部がプリズムＬ３側に近づく方向に揺動する。また、レンズ鏡筒１０は、対物側レンズ室１１の回転に連動して、この遮光板１１ｂの回転を案内する図示しないガイド部が設けられる。

以上のように、実施例１によれば、第１レンズ群Ｌ１、第２レンズ群Ｌ２をプリズムＬ３付近に配置された回転軸Ａ回りに回転させて、コンペンセータレンズ群Ｌ４、フォーカシングレンズ群Ｌ５と光軸Ｉ２方向から見て重なった状態で収容しているから、カメラ１の収納状態における厚さを小さくしてコンパクトにすることができる。
また、上述した第１レンズ群Ｌ１、第２レンズ群Ｌ２の回転と連動して、コンペンセータレンズ群Ｌ４、フォーカシングレンズ群Ｌ５を光軸Ｉ２方向に移動させることによって、各レンズ群相互間の干渉を防止することができる。

次に、本発明を適用した光学装置であるカメラの実施例２について説明する。以下、上述した実施例１と同様の部分については同じ符号を付して説明を省略し、主に相違点について説明する。
図５は、実施例２のカメラのレンズ鏡筒の収納状態を示す断面図である。実施例２においては、カメラ１が撮影状態から収納状態に移行する際に、第２レンズ群Ｌ２を光軸Ｉ１方向にプリズムＬ３側に移動させ、第１レンズ群Ｌ１と第２レンズ群Ｌ２との間に形成された空間部内にコンペンセータレンズ群Ｌ４を収容するようにしている。
このような実施例２においても、上述した実施例１と同様の効果を奏することができる。

（変形例）
本発明は、以上説明した各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）実施例は、例えばデジタルスチルカメラのレンズ鏡筒に関するものであったが、これに限らず、本発明は、例えばフィルムカメラ、ムービーカメラのレンズ鏡筒、観察装置、プロジェクタ装置等の他の光学装置にも適用することができる。
（２）実施例は、収納状態において第１の光軸Ｉ１と第２の光軸Ｉ２とが一致するようにしているが、これに限らず、収納状態において第１、第２の光軸がずれていてもよい。また、収納状態において第１の光軸が第２の光軸に対して傾斜するようにしてもよい。
（３）実施例は、撮影状態と収納状態との移行時における各光学系の相対移動を、アクチュエータによって駆動して行っているが、これに限らず、このような相対移動を例えばユーザの手動によって行うようにしてもよい。この場合、例えば光学素子群の相対回転を検出するスイッチを設けて、その出力に応じて光軸方向に退避が必要な光学素子群の駆動を行うようにしてもよい。また、手動による光学素子群の相対回転と機械的に連動して、退避が必要な光学素子群を光軸方向に移動させるようにしてもよい。

本発明を適用した光学装置であるカメラの実施例１の外観図である。図１のカメラのレンズ鏡筒のII部矢視断面図であって、撮影状態を示す図である。図１のカメラのレンズ鏡筒の収納状態を示す断面図である。図１のレンズ鏡筒における駆動装置の構成を示すブロック図である。本発明を適用した光学装置であるカメラの実施例２のレンズ鏡筒における収納状態を示す断面図である。

符号の説明

１カメラ：１０レンズ鏡筒：１１対物側レンズ室：１２像側レンズ群保持筒：１３撮像部：Ｌ１第１レンズ群：Ｌ２第２レンズ群：Ｌ３プリズム：Ｌ４コンペンセータレンズ群：Ｌ５フォーカシングレンズ群：Ａ回転軸

Claims

第１の光軸上に配置された光学素子を有する第１の光学素子群と、
少なくとも撮影時において前記第１の光軸と異なった方向に延在する第２の光軸上に配置された光学素子を有する第２の光学素子群と、
前記第１の光学素子群と前記第２の光学素子群との間に設けられ、像光を屈曲させる屈曲部と
を備える光学装置において、
前記第１の光学素子群は、この第１の光学素子群に含まれる光学素子の少なくとも一部が前記第２の光軸方向において前記第２の光学素子群に含まれる光学素子と重なった収納位置と、前記収納位置に対して前記第１の光軸と前記第２の光軸とがなす角度が大きくされた撮影位置との間において、前記第２の光学素子群に対して相対的に回転可能に支持されること
を特徴とする光学装置。
請求項１に記載の光学装置において、
前記第１の光学素子群、前記第２の光学素子群の少なくとも一方は、前記収納位置と前記撮影位置との間の移行時にその光軸方向に移動する可動光学素子を備えること
を特徴とする光学装置。