JP2007114421A - レンズユニット及びカメラシステム - Google Patents

Abstract

【課題】撮影レンズの駆動機構や制御回路を効率よく配置し、小型化及び軽量化することが可能なレンズユニットを提供する。
【解決手段】レンズユニット２４の内部に構成されたレンズ筐体３４の側面に従来ＣＣＤリジット基板２７より後ろに設けられていた画像処理回路等の電子部品を制御リジット基板２５上に配置することにより、ＣＣＤリジット基板２７より後ろに設けられていた電子部品配置用のスペースが不要になり、またレンズ筐体３４の側面に固定することにより、レンズ筐体３４の壁として代用することができるためレンズユニット２４を小型化することが可能になる。
【選択図】図６

Description

本発明は、カメラに使用されるレンズユニットに関し、さらに詳しくは、撮影レンズと、撮像素子と、前記撮影レンズと前記撮像素子とを支持する筐体とが内蔵されたレンズユニット及び前記レンズユニットを用いたカメラシステムに関するものである。

近年、ＣＣＤなどの撮像素子を用いて撮影した撮影画像をデジタルデータに変換し、内蔵メモリや、メモリカードなどの記録媒体に保存するデジタルカメラが普及している。デジタルカメラ内部には、レンズユニットが構成されている。レンズユニットとは、撮影レンズと、制御基板と、前記撮影レンズと前記制御基板とを支持する筐体とから構成されている。制御基板にはフォーカス調整や、ズーム調整などのために前記撮影レンズの駆動を行なうアクチュエータや、前記アクチュエータの制御を行なうアクチュエータ制御回路などが設けられている。

デジタルカメラは撮影のために撮影者により野外に持ち出されることが殆どである。そのため、デジタルカメラを小型化することが望まれていた。しかし、内部にレンズユニットなどが構成されることによって、デジタルカメラ本体が大きくなってしまうという問題があったため、例えば特許文献１では撮影レンズを保持しているレンズ筐体の外面に、アクチュエータやアクチュエータ制御基板を効率よく配置することによって、小型化を実現している。
特開２００３−８７６１２

ところで、最近はレンズユニットをデジタルカメラ本体に着脱自在に装着できるカメラシステムを利用したデジタルカメラも普及している。交換用レンズユニットは、撮像素子を内蔵することにより、レンズユニットとデジタルカメラ本体との光学的な接続を不要とし、さらに、撮影レンズの駆動機構や撮像素子の制御回路なども交換用レンズユニットに内蔵することにより、交換用レンズユニットとカメラボディとの通信は、電気信号を伝達するための電気接点を設けるだけで可能となるように構成されている。これによって、交換用レンズユニットとデジタルカメラ本体は接続が容易に行なうことが可能となる。

しかしながら、交換用レンズユニットもデジタルカメラ本体同様に撮影者によって野外に持ち出されることが殆どのため小型化及び、軽量化が望まれているが、交換用レンズユニット内に撮像素子や制御回路などを組み込むことによって、交換用レンズユニットが大きくなってしまうという問題があった。

本発明は、撮影レンズの駆動機構や制御回路を効率よく配置し、小型化及び軽量化することが可能なレンズユニット及び、前記レンズユニットが着脱自在にカメラボディに装着可能なカメラシステムを提供することを目的とする。

本発明のレンズユニットは、撮影レンズと、この撮影レンズによって結像された被写体像を撮像する撮像素子とが一体に収納されたレンズユニットにおいて、前記撮影レンズを内部で保持する筺体と、前記撮像素子が実装され、前記筺体の背面に固定される第１のリジット基板と、電子部品が実装され、前記撮影レンズの光軸と略平行となるように、前記筺体の側面に固定される２枚以上の第２のリジット基板と、を備えていることを特徴とするものである。

さらに、前記第１のリジット基板と前記第２のリジット基板とは、フレキシブルケーブルで電気的に接続されていることを特徴とするものである。

また、前記筺体の側面には、前記第２のリジット基板の内面側に実装された前記電子部品との干渉を避けるための孔が形成されていることを特徴とするものである。

また、前記第２のリジット基板の内面、及びこの内面側に実装された前記電子部品は、黒色処理が施されていることを特徴とするものである。

本発明のレンズユニットは、前面に開口が形成された円筒部材を備え、前記筺体は、前記円筒部材内に収納され、前記撮影レンズの一部が前記開口から露呈されていることを特徴とするものである。

また、前記撮影レンズは、フォーカスレンズ及びズームレンズを有し、前記円筒部材の外周には、フォーカス操作リング及びズーム操作リングが設けられていることを特徴とするものである。

また、前記第２のリジット基板の外面には、前記フォーカス操作リング及び前記ズーム操作リングの回転角度を検出する回転角度検出手段が設けられていることを特徴するものである。

さらに、前記回転角度検出手段によって検出された前記フォーカス操作リング及び前記ズーム操作リングの各回転角度に基づいて、前記フォーカスレンズ及び前記ズームレンズの各々が、アクチュエータによって前記光軸方向に移動されることを特徴とするものである。

また、本発明のカメラシステムは、撮影レンズと、この撮影レンズによって結像された被写体像を撮像する撮像素子とが一体に収納されたレンズユニットと、前記レンズユニットが着脱自在に装着されるカメラボディとからなるカメラシステムにおいて、前記レンズユニットは、前記撮影レンズを内部で保持する筐体と、前記撮像素子が実装され、前記筐体の背面に固定される第１のリジット基板と、電子部品が実装され、前記撮影レンズの光軸と略平行となるように、前記筐体の側面に固定される２枚以上の第２のリジット基板とを備えていることを特徴とするものである。

本発明のレンズユニットによれば、以前まで撮像素子の後ろに配置されていた電子部品を、リジット基板上に配置し、筐体側面に固定することができ、撮像素子から後ろのスペースが不要となるため、光軸方向の長さを短縮することができるため、小型化することが可能となる。また、第１のリジット基板と第２のリジット基板をフレキシブルケーブルで電気的に接続することで、第１のリジット基板と第２のリジット基板の接続部に負荷をかけることなく筐体の外面に固定することが可能となる。また、リジット基板間の接続が不要となるため、製造工数の短縮にもなる。

また、筐体の外面に第１のリジット基板と第２のリジット基板を固定するため、第１のリジット基板と第２のリジット基板上に配置された撮像素子や電子部品と干渉しないように孔が形成されている。これにより、筐体自体の軽量化にもなり、さらに筐体外面に第１のリジット基板と第２のリジット基板とを密着させて固定できるため、筐体の肉厚を薄くすることができ、小型化が可能となる。

さらに、第２のリジット基板の内面、及びこの内面に配置された電子部品に黒色処理を行なうことにより、筐体内部の不要な光線を軽減することが可能となるため、レンズユニットの信頼性の向上を図ることが可能となる。

また、本発明のレンズユニットは円筒部材を備えており、円筒部材にフォーカス操作リング及びズーム操作リングを設け、第２のリジット基板の外面に設けられたフォーカス操作リング及びズーム操作リングの回転角度を検出する検出手段に接続することにより、筐体内のフォーカスレンズ及びズームレンズをアクチュエータによって移動させることができるので、フォーカスレンズ及び、ズームレンズを間接的に操作することができ、製品の操作性の向上させることが可能となる。

また、本発明のカメラシステムによれば上述したレンズユニットをカメラボディに着脱自在に装着可能となるため、カメラ全体の軽量化及び、小型化をすることが可能となる。

本発明を用いたレンズユニットの一実施例である、レンズ鏡筒１０（円筒部材）は、図１に示すように、デジタルカメラ（以後、カメラとする。）１１に着脱自在に装着できるカメラシステムが用いられている。

レンズ鏡筒１０の前面には撮影レンズ１２が露呈しており、背面にはマウント部１３が設けられている。また、外周面にはフォーカス操作リング１４と、ズーム操作リング１５が構成されている。フォーカス操作リング１４と、ズーム操作リング１５は、撮影時にフォーカスやズーム調整を行なうためのもので、回転させることにより、レンズ鏡筒１０内のフォーカスレンズ、ズームレンズ（図示せず）の位置調整を行なう。またレンズ鏡筒１０にフォーカス操作リング１４と、ズーム操作リング１５を設けるとしたが、絞りレンズ調整ダイヤルなどでも良いし、フォーカス操作リング１４と、ズーム操作リング１５、絞り操作リングなどを全て設けてもよい。

また、カメラシステムの構造は、レンズ鏡筒１０の背面のマウント部１３に設けられたバヨネット爪１６と、カメラ１１前面部に備えられたカメラ側マウント部１７と、バヨネット溝１８とが設けられおり、レンズ鏡筒１０をカメラ１１に装着する場合、バヨネット爪１６をバヨネット溝１８に位置合わせして押し込み、時計周りに回転させることによってレンズ鏡筒１０がカメラ１１に固定される構造となっている。また、カメラ側マウント部１７には、回転ロックピン１９が設けられており、レンズ鏡筒１０がカメラ１１に装着された時に、回転ロックピン１９がマウント部１３に設けられたピン孔（図示せず）と結合して、レンズ鏡筒１０の回転がロックされる。このため、レンズ鏡筒１０はカメラ１１から脱落することが防止される。

また、カメラ側マウント部１７の近傍にはロック解除ボタン２０が設けられている。レンズ鏡筒１０がカメラ１１に装着されている時に、ロック解除ボタン２０が押圧操作されると、この操作に連動して回転ロックピン１９が後方に移動し、回転ロックピン１９とピン孔との結合が解除される。このため、ロック解除ボタン２０を押圧しながら、レンズ鏡筒１０を回転させることにより、カメラ１１からレンズ鏡筒１０を取り外すことができる構造となっている。

カメラ側マウント部１７の近傍にはストロボ発光部２１が設けられている。また、カメラ１１の上面には撮影時に押圧されるレリーズボタン２２と、撮影モードと再生モードを切り替えるときに回転操作される切り替えダイヤル２３とが設けられている。また、背面には、ＬＣＤと電源スイッチ（図示せず）とが設けられている。

次に、図２及び図３にレンズ鏡筒１０の内部構成を示す。レンズ鏡筒１０内部には直方体のレンズユニット２４が構成されている。レンズユニット２４は、レンズ鏡筒１０前面に露呈されていた撮影レンズ１２を保持している。また撮影レンズ１２を前面とした場合、背面と４つの側面にはそれぞれリジット基板が構成されている。側面のリジット基板（以後、制御リジット基板とする。）２５（第２のリジット基板）には、リニアエンコーダ２６（回転角度検出手段）や、画像処理回路等の電子部品が搭載されている。リニアエンコーダ２６とは、フォーカス操作リング１４や、ズーム操作リング１５の回転角を検出するもので、フォーカス操作リング１４やズーム操作リング１５とカム（図示せず）で接続されており、フォーカス操作リング１４やズーム操作リング１５が回転されるとカムにより上面のスライドバーが移動し、その移動量で回転角を検出する。

次に撮影状態で被写体側から見たリジット基板の展開図を図４に、撮影状態で撮影者側から見たリジット基板の展開図を図５に示す。レンズユニット２４の背面に当たるリジット基板（以後、ＣＣＤリジット基板とする。）２７（第１のリジット基板）には、撮影状態で被写体に対向するように撮像素子であるＣＣＤ２８が搭載されている。ＣＣＤリジット基板２７と、制御リジット基板２５とはフレキシブルケーブル２９によって接続されている。フレキシブルケーブル２９は柔軟性に富んでおり、折り曲げたり、捻ったりして使用することができる。また、制御リジット基板２５には両面上に電子部品が設けられている。さらに、撮影状態で被写体から見た制御リジット基板２５はリジット基板及び、リジット基板上に実装された電子部品が、黒色処理が施されている。また、制御リジット基板２５の四隅近傍と、ＣＣＤリジット基板２７の対角近傍２箇所にはリジット基板固定用の固定孔３０が構成されている。

図６に示すように、レンズユニット２４内部には最も被写体よりの位置から前面に露呈している撮影レンズ１２、フォーカスレンズ３１、固定レンズ３２、ズームレンズ３３、の順に配置されていると供に、前記４つのレンズを保持したレンズ筐体３４（筐体）とが設けられている。レンズ筐体３４の側面と背面には、制御リジット基板２５と背面にＣＣＤリジット基板２７とを密着させたとき、固定孔３０と重なるように筐体側固定孔３５が構成されており、ネジを固定孔３０と筐体側固定孔３５に貫通させ回すことにより、制御リジット基板２５とＣＣＤリジット基板２７とをレンズ筐体３４に固定している。

また、レンズ筐体３４の側面と背面には制御リジット基板２５とＣＣＤリジット基板２７を密着させた状態で、制御リジット基板２５とＣＣＤリジット基板２７の表面に搭載された電子部品やＣＣＤ２８等と干渉しないように、孔３６が設けられている。

図７に示すように、フォーカスレンズ３１とズームレンズ３３はレンズ筐体３４内に設けられたリードスクリュ３７（アクチュエータ）により光軸３８方向に移動可能となるように構成されている。リードスクリュ３７は、リニアエンコーダ２６で検出された回転角に応じて駆動し、リードスクリュ３７の駆動により、フォーカレンズ３１とズームレンズ３３は光軸３８方向に移動する。また、固定レンズ３２は固定レンズ枠３９によってレンズ筐体３４に固定されている。固定レンズ枠３９は、固定レンズ３２以外の部分からＣＣＤリジット基板２７側に光線が漏れないように、レンズ筐体３４内部全域を遮光するように構成されている。そのため、固定レンズ枠３９に干渉しないように制御リジット基板２５には電子部品未実装部４０が設けられている。

以上のように、レンズ筐体３４の側面と背面に画像処理回路やリニアエンコーダ２６などの電子部品や、ＣＣＤ２８を搭載したリジット基板を設けることにより、従来ＣＣＤ２８より後ろに設けられていた電子部品配置用のスペースが不要になり、またレンズ筐体３４の側面や背面に固定することにより、レンズ筐体３４の壁として代用することができ、レンズユニット２４を小型化することができる。さらに、制御リジット基板２５やＣＣＤリジット基板２７とレンズ筐体３４とを密着させたときに、制御リジット基板２５やＣＣＤリジット基板２７の表面に設けられた電子部品やＣＣＤ２８と干渉しないように、レンズ筐体３４に孔３６を設けることにより、レンズ筐体３４の側面や背面の肉厚を薄くでき小型化することができると供に、レンズ筐体３４の軽量化にもなり、さらには、レンズユニット２４の軽量化が可能になる。また、固定レンズ枠３９により固定レンズ３２以外の部分からＣＣＤリジット基板２７側へ光線が漏れないように遮光することによって、フレアなどの悪影響を防止することができる。フレアとは、強い光などを撮影したときに、レンズユニット２４内での光の乱反射により、撮影画像に特殊な模様が現れてしまうことである。

上記実施形態ではレンズユニット２４を直方体としたが、直方体に限られることはなく本発明が実施可能な形状であれば形状を変更してもよい。また、レンズ筐体３４内のレンズに対しても、位置や順番、枚数は、本発明が実施可能であれば変更してもよい。また、レンズ筐体３４に制御リジット基板２５やＣＣＤリジット基板２７を固定する際ネジを使用したが、接着剤などで接着したり、溶接したりして固定してもよい。

本発明は、外付けのレンズ鏡筒１０に限られることなく、カメラ１１本体と一体型のレンズ鏡筒、あるいは制御回路等の電子部品を有するレンズ鏡筒に適用可能である。

カメラとレンズ鏡筒の外観を示す斜視図である。 レンズ鏡筒内に構成されたレンズユニットを示す斜視図である。 レンズユニットの外観を示す斜視図である。 撮影状態で被写体側から見たリジット基板の展開図を示す斜視図である。 撮影状態で撮影者側から見たリジット基板の展開図を示す斜視図である。 制御リジット基板とＣＣＤリジット基板を固定する際のレンズユニットの要部分解体図である。 レンズユニット内部を示す断面図である。

符号の説明

１０ レンズ鏡筒（円筒部材）
１１ デジタルカメラ
１２ 撮影レンズ
１４ フォーカス操作リング
１５ ズーム操作リング
２４ レンズユニット
２５ 制御リジット基板（第２のリジット基板）
２６ リニアエンコーダ（回転角度検出手段）
２７ ＣＣＤリジット基板（第１のリジット基板）
２８ ＣＣＤ（撮像素子）
２９ フレキシブルケーブル
３０ 固定孔
３１ フォーカスレンズ
３２ 固定レンズ
３３ ズームレンズ
３４ レンズ筐体（筐体）
３５ 筐体側固定孔
３６ 孔
３７ リードスクリュ（アクチュエータ）
３９ 固定レンズ枠
４０ 電子部品未実装部

Claims (9)

1. 撮影レンズと、この撮影レンズによって結像された被写体像を撮像する撮像素子とが一体に収納されたレンズユニットにおいて、
   前記撮影レンズを内部で保持する筺体と、
   前記撮像素子が実装され、前記筺体の背面に固定される第１のリジット基板と、
   電子部品が実装され、前記撮影レンズの光軸と略平行となるように、前記筺体の側面に固定される２枚以上の第２のリジット基板と、
   を備えていることを特徴とするレンズユニット。
2. 前記第１のリジット基板と前記第２のリジット基板とは、フレキシブルケーブルで電気的に接続されていることを特徴とする請求項１記載のレンズユニット。
3. 前記筺体の側面には、前記第２のリジット基板の内面側に実装された前記電子部品との干渉を避けるための孔が形成されていることを特徴とする請求項１または２記載のレンズユニット。
4. 前記第２のリジット基板の内面、及びこの内面側に実装された前記電子部品は、黒色処理が施されていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか記載のレンズユニット。
5. 前面に開口が形成された円筒部材を備え、前記筺体は、前記円筒部材内に収納され、前記撮影レンズの一部が前記開口から露呈されていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか記載のレンズユニット。
6. 前記撮影レンズは、フォーカスレンズ及びズームレンズを有し、前記円筒部材の外周には、フォーカス操作リング及びズーム操作リングが設けられていることを特徴とする請求項５記載のレンズユニット。
7. 前記第２のリジット基板の外面には、前記フォーカス操作リング及び前記ズーム操作リングの回転角度を検出する回転角度検出手段が設けられていることを特徴とする請求項６記載のレンズユニット。
8. 前記回転角度検出手段によって検出された前記フォーカス操作リング及び前記ズーム操作リングの各回転角度に基づいて、前記フォーカスレンズ及び前記ズームスレンズの各々が、アクチュエータによって前記光軸方向に移動されることを特徴とする請求項７記載のレンズユニット。
9. 撮影レンズと、この撮影レンズによって結像された被写体像を撮像する撮像素子とが一体に収納されたレンズユニットと、前記レンズユニットが着脱自在に装着されるカメラボディとからなるカメラシステムにおいて、
   前記レンズユニットは、前記撮影レンズを内部で保持する筐体と、
   前記撮像素子が実装され、前記筐体の背面に固定される第１のリジット基板と、
   電子部品が実装され、前記撮影レンズの光軸と略平行となるように、前記筐体の側面に固定される２枚以上の第２のリジット基板と、
   を備えていることを特徴とするカメラシステム。
   

Images