JP2007199402A - 屈曲光学ユニット - Google Patents

Abstract

【課題】高さを高くして新たにスペースを設けなくてもシャッタアクチュエータをコンパクトなハウジング内に配備することができる屈曲光学ユニットを提供する。
【解決手段】プリズム１１１の斜面側にある空きスペースを活用してそのスペースにアクチュエータであるモータＳＭを配備する。プリズム１１１付近に一端が達しているガイド軸１７にそのモータＳＭのギアヘッドＧＨに噛合する連結ギアＧＥＡＲを介して伝えることによりガイド軸１７にシャッタＳＨの開閉を駆動する駆動力を伝達させる。その駆動力によりシャッタＳＨが駆動されるようになるため、シャッタＳＨを駆動するためのアクチュエータを配設するスペースを新たに設ける必要がない。
【選択図】図２

Description

本発明は、前方に向かう第１の光軸に沿って入射してきた被写体光をその第１の光軸と交わる第２の光軸に沿う方向に反射する反射光学素子を含む複数のレンズ群を備え、その第２の光軸に沿って進んできた被写体光を所定の結像面に結像させる屈曲光学ユニットに関する。

撮影装置には、前方に向かう第１の光軸に沿って入射してきた被写体光を第１の光軸と直交する方向に延びる第２の光軸に沿う方向に反射して撮像素子上に結像させる屈曲光学系を備えたものがある。この屈曲光学系を用いるとカメラボディの薄型化を図ることができる。この屈曲光学系の最大のメリットを引き出して薄型化を達成するためには、第１の光軸を持つ光学部材の数をなるべく減らして、できるだけ反射光学素子であるプリズムの出射面側にズームレンズのような光軸方向に移動させる必要のあるレンズ群を配置することが好ましい（例えば特許文献１参照）。そうすると第１の光軸側に、光軸方向に移動させる必要のあるズームレンズ等を配設する必要がなくなり、屈曲光学系を使うメリットが最大に引き出される。本出願人においては、薄型化を達成する屈曲光学系の組立技術に関して特願２００５−３０２８２号を含めて数多くの提案がなされている。

またどの程度のズーム倍率にするかを予め決めておいてそのズーム倍率を達成するズームレンズの移動範囲からボディの高さ方向の寸法を定めその寸法内にズームレンズおよび駆動部を詰め込むようにすると、薄型化に加えて高さ方向の縮小化も図ることができる。

図１は、薄型化に加えて上記縮小化が図られた屈曲光学ユニットを示す図である。

図１（ａ）には、屈曲光学ユニット１０を正面方向から見た図が示されており、図１（ｂ）にはその屈曲光学ユニット１０をＡ−Ａ方向から見た矢視図がそれぞれ示されている。この図１には前方に向かう第１の光軸ＯＰ１に沿って入射してきた被写体光をその第１の光軸ＯＰ１と交わる第２の光軸ＯＰ２に沿う方向に反射する反射光学素子であるプリズム１１１を含む４つのレンズ群１１〜１４を備えた屈曲光学系が示されている。

この例においては薄型化を図るために第１の光軸ＯＰ１側に第１レンズ群の中の対物レンズ１１０のみを配備してプリズム１１１以降にプリズム１１１を含む第１レンズ群の残りのレンズ１１２と第２レンズ群１２から第４レンズ群１４までを配備する様にしている。また高さ寸法の縮小化を図るために第２群レンズ１２を第２の光軸方向に沿って移動させるためのリードスクリューＬＳ１とモータＭ１とからなる第１のズーム駆動部ＺＭ１と、第４レンズ群１４を第２の光軸に沿って移動させるためのリードスクリューＬＳ２とモータＭ２とからなる第２のズーム駆動部ＺＭ２を高さ寸法内に高密度に実装する様にしている。

まず、図１を参照して被写体光が図１の下方に示されている撮像素子１５までどのようにして導かれるかを簡単に説明する。

まず、第１レンズ群１１のうちの対物レンズ１１０を経由して入射してきた被写体光がプリズム１１１で第１の光軸ＯＰ１と直交する第２の光軸ＯＰ２側に反射される。さらに、第２の光軸ＯＰ２側に反射された被写体光が第１レンズ群１１の残りのレンズ１１２、さらに第２レンズ群１２、第３レンズ群１３、さらには第４レンズ群１４を通って撮像素子１５にまで達する。この例では、４つのレンズ群１１〜１４のうちの第２レンズ群１２と第４レンズ群１４とがズームレンズに該当する。

図１には、そのズームレンズを構成する第２レンズ群１２と第４レンズ群１４が、第１、第２ズーム駆動部ＺＭ１、ＺＭ２によって駆動されて望遠に対応する位置にそれぞれ配置された状態が示されている。

上記したように所定のズーム倍率を達成するズームレンズの移動範囲から高さ寸法を定めその高さ寸法内に第２レンズ郡１２および第４レンズ群１４、さらにそれらを駆動する駆動部ＺＭ１，ＺＭ２を詰め込むようにしているため、図１の望遠位置においては第３レンズ群１３の配設位置ぎりぎりの位置に第２レンズ群１２と第４レンズ群１４が配置され、広角位置においては点線で示す様にカメラボディの高さ寸法ぎりぎりの位置に第２レンズ群１２と第４レンズ群１４が配置されるようになっている。このようにするとボディ内に高密度に実装される。

しかしながら、このように高密度に実装されたボディ内にさらにシャッタを駆動するシャッタアクチュエータＳＭ（図１中点線で示してある）を配設しようとすると、第１駆動部ＺＭ１、第２駆動部ＺＭ２が高さ寸法内に高密度に実装されているため、シャッタアクチュエータＳＭをシャッタの近くに配置することができない。そこでシャッタから離れた位置にシャッタアクチュエータを配置しそこから連結ギアなどを用いてシャッタまで駆動力を伝達するような構成にすることが考えられるが、そうすると部品点数が増大して屈曲光学ユニットが高価になってしまうという問題がある。
特開２００５−３７４９０号公報

本発明は、上記事情に鑑み、シャッタを駆動するための駆動部を配備したとしても部品点数を増やすことなく、低廉化を図ることができる屈曲光学ユニットを提供することを目的とする。

上記目的を達成する本発明の屈曲光学ユニットは、前方に向かう第１の光軸に沿って入射してきた被写体光をその第１の光軸と交わる第２の光軸に沿う方向に反射する反射光学素子を含む複数のレンズ群を備え、その第２の光軸に沿って進んできた被写体光を所定の結像面に結像させる屈曲光学ユニットにおいて、
上記複数のレンズ群のうちの一部のレンズ群が、その第２の光軸方向に移動するレンズ群であって、
上記第２の光軸に平行に延び、上記一部のレンズ群をスライド自在に支持して、その一部のレンズ群の、上記第２の光軸方向への移動を案内するガイド軸と、
上記第２の光軸に沿って進む被写体光を開放自在に遮るシャッタと、
上記ガイド軸を回転することにより、そのガイド軸に、上記シャッタの開閉を駆動する駆動力を伝達させるアクチュエータとを備えたことを特徴とする。

上記本発明の屈曲光学ユニットによれば、元々配備されている上記ガイド軸に、上記アクチュエータから上記シャッタの開閉用の駆動力が伝達され、上記ガイド軸の回転により上記シャッタが駆動される。このため、図１に示す位置にわざわざシャッタアクチュエータを配設する必要がなくなってガイド軸を回転させることができる位置であればどこにでもアクチュエータを配設することができるようになる。

このようになると、例えばガイド軸の外周にギアを設けさらにそのガイド軸のギアのある近傍（例えば図１に示すプリズム１１１の斜面側の空きスペース等）にアクチュエータであるモータを配設して、そのモータのギアヘッドと上記ギアとを噛合させるだけで済むようになるため、低廉な屈曲光学ユニットが構成される。

以上説明した様に、シャッタを駆動するための駆動部を配備したとしても部品点数を増やすことなく、低廉化を図ることができる屈曲光学ユニットが実現する。

当然のことながら上記本発明は、図１に示すような上記複数のレンズ群が、被写体側から上記結像面側に向かって順に上記屈曲光学素子を含む第１のレンズ群、第２のレンズ群、第３のレンズ群および第４のレンズ群からなり、上記シャッタが上記第２のレンズ群と上記第３のレンズ群とに挟まれた位置に配置されているものにも適用される。

以上、説明したように、シャッタを駆動するための駆動部を配備したとしても部品点数を増やすことなく、低廉化を図ることができる屈曲光学ユニットが実現する。

以下、本発明の実施の形態について説明する。

図２は本発明の一実施形態である屈曲光学ユニットの外観を示す図である。

図２（ａ）には、図１と同様、屈曲光学ユニット１を正面方向から見た図が示されており、左側にはその屈曲光学ユニットをＡ−Ａ方向から見た矢視図がそれぞれ示されている。

図２に示す屈曲光学ユニット１の構成は、ガイド軸を回転するためのアクチュエータとしてモータと伝達部材が配設されている以外は図１と同様の構成である。

光学反射部材であるプリズム１１１の斜面側に空きスペースがあることを利用してそのスペースに本発明にいうアクチュエータとなるモータＳＭが配設されている。そのモータＳＭのギアヘッドＧＨにガイド軸に延設されている連結ギアＧＥＡＲが噛合してモータＳＭの回転に同期してガイド軸１７が回転するようになっている。

また、図２に示す様に、第２の光軸に沿って進む被写体光を開放自在に遮るシャッタＳＨが第２のレンズ群１２と第３のレンズ１３とに挟まれた位置に配置されている。

このようにすると、ボディの高さを高くすることなく、プリズム１１１の斜面側にある空きスペースを積極的に活用してさらなる高密度実装が実現する。

最後にこのようにして高密度に実装されたシャッタ用のアクチュエータによりどのようにシャッタＳＨが駆動されるかを図を参照して説明する。

図３は、シャッタＳＨの開閉動作を説明する図である。

図３に示す様にシャッタＳＨは２枚の板ＳＨ１,ＳＨ２の片面同士を重ね合わせた構造になっており、一方の板ＳＨ１と他方の板ＳＨ２とはカム機構により相互に反対の方向に移動することができるように連結されている。

この２枚の板ＳＨ１，ＳＨ２のうちの一方の板ＳＨ２には、図３（ｂ）の位置にあるときに最大の開口となる絞り孔Ｉｒｉｓが設けられていて、他方の板には端部側にその絞り孔Ｉｒｉｓを半切りにした形の切り欠き部ＨＨが設けられている。

モータＳＭが時計方向に回転して腕部ＡＲＭとともにカムピンＣＰが回転してカムピンＣＰが双方のカム溝ＳＨ１Ｌ，ＳＨ２Ｌのカム端に位置すると、切り欠き部ＨＨが絞り孔Ｉｒｉｓの外形に合うようにして重なりあって開放絞り状態になる。

これに対し、モータＳＭが反時計回りに回転して図３（ａ）に示す位置にカムピンＣＰが位置すると、2枚の板ＳＨ１，ＳＨ２が相互に反対の方向に動いて絞り孔Ｉｒｉｓが塞がれるように切り欠き部ＨＨが図右側に動いて小絞り状態になる。さらにカムピンＣＰが前述のカム端とは反対の側のカム端に達すると完全に絞り孔Ｉｒｉｓが塞がれて光が遮断される。つまり、本実施形態のシャッタは、絞り兼用シャッタということになる。

このように、シャッタ用のアクチュエータＳＭをプリズム１１１の斜面側に配備して元々配設されているガイド軸１７を伝達用部材として用い、さらにシャッタ側にも上記のような工夫を凝らすことによって薄型であってしかも小型の屈曲光学ユニットが実現する。

従来の屈曲光学ユニット１０の構成を示す図である。 実施形態である屈曲光学ユニット１の構成を示す図である。 シャッタの動作を説明する図である。

符号の説明

１ １０ 屈曲光学ユニット
１１ 第１レンズ群
１１０ 対物レンズ
１１１ プリズム
１１２ レンズ
１２ 第２レンズ群
１３ 第３レンズ群
１４ 第４レンズ群
１５ 撮像素子
ＯＰ１ 第１の光軸
ＯＰ２ 第２の光軸
ＳＨ シャッタ
ＳＨ１ 第１の板
ＳＨ２ 第２の板
ＺＭ１ 第１の駆動部
ＺＭ２ 第２の駆動部

Claims (2)

1. 前方に向かう第１の光軸に沿って入射してきた被写体光を該第１の光軸と交わる第２の光軸に沿う方向に反射する反射光学素子を含む複数のレンズ群を備え、該第２の光軸に沿って進んできた被写体光を所定の結像面に結像させる屈曲光学ユニットにおいて、
   前記複数のレンズ群のうちの一部のレンズ群が、該第２の光軸方向に移動するレンズ群であって、
   前記第２の光軸に平行に延び、前記一部のレンズ群をスライド自在に支持して、該一部のレンズ群の、前記第２の光軸方向への移動を案内するガイド軸と、
   前記第２の光軸に沿って進む被写体光を開放自在に遮るシャッタと、
   前記ガイド軸を回転することにより、該ガイド軸に、前記シャッタの開閉を駆動する駆動力を伝達させるアクチュエータとを備えたことを特徴とする屈曲光学ユニット。
2. 前記複数のレンズ群が、被写体側から前記結像面側に向かって順に、前記屈曲光学素子を含む第１のレンズ群、第２のレンズ群、第３のレンズ群および第４のレンズ群からなり、
   前記シャッタが、前記第２のレンズ群と前記第３のレンズとに挟まれた位置に配置されていることを特徴とする請求項１記載の屈曲光学ユニット。

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