JP2007199404A - 屈曲光学ユニット - Google Patents

Abstract

【課題】薄型化および高さの縮小化双方とも犠牲にすることなく、コンパクトなハウジング内にトラッキング調整用の調整機構が配備された屈曲光学ユニットを提供する。
【解決手段】カム環１３２には第２の光軸を回転軸とする回転方向に傾斜する斜面１３２Ａ〜１３２Ｃが設けられおり、それらの斜面上にレンズホルダ１３１の突部１３１Ａ〜１３１Ｂが載置されている。カム環１３２には操作摘み１３２ＯＰが設けられているのでその操作摘み１３２ＯＰをいずれかの方向に回動することにより第３レンズ群１３を第２の光軸方向に沿って動かすことによってトラッキング調整が行なわれる。
【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上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減らして、できるだけ反射光学素子例えば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の光軸に沿って光軸方向に移動させる必要のあるズームレンズ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限に引き出される。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号等で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を図ることもできる。

図１は、薄型化に加えて縮小化が図られた屈曲光学ユニットの一例を示す図である。

図１の右側には、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側方から見た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レンズ群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。

しかしこのようなズームレンズを備えた屈曲光学ユニットを組み立てる場合には、例えば表示画面を備えた調整治具などにより表示画面上の像を確認しながらトラッキング調整を行なっておく必要がある。このトラッキング調整とは、望遠から広角まですべての焦点距離でピントがあうようにトラッキング調整用のレンズを動かしてピント調整を行なうことをいう。このようにトラッキング調整を初期に行なっておくと、ズームレンズをどのような焦点距離に対応する位置に配置してもすべての位置でピントがあうようになる。

しかし、図１に示すような屈曲光学ユニットの第２の光軸側に新たにトラッキング調整用の調整機構を設けようとすると、高さ方向の縮小化をある程度犠牲にしなければならず、第１の光軸側に新たにトラッキング調整用の調整機構を設けようとすると薄型構造をある程度犠牲にしなければならなくなる。
特開２００５−３７４９０号公報

本発明は、上記事情に鑑み、薄型化および高さの縮小化双方とも犠牲にすることなく、コンパクトなハウジング内にトラッキング調整用の調整機構が配備された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、
上記反射光学素子よりも上記結像面側に配備されたレンズ群と、
上記レンズ群を、トラッキング調整用に上記第２の光軸の方向に移動させるトラッキング調整機構とを備えたことを特徴とする。

上記本発明の上記屈曲光学ユニットによれば、上記反射光学素子よりも上記結像面側に配備されたレンズ群のいずれかがトラッキング調整用に用いられるため、薄型化が犠牲にされることがない。

さらに図１に示す構成であると、上記反射光学素子であるプリズムより結像面側にあるズームレンズに該当する第２レンズ群あるいは第４レンズ群をトラッキング調整用に用いることができる。これらの第２レンズ群や第４レンズ群はズームレンズであるので元々レンズキャリアに保持されそのレンズキャリアがリードスクリューに係合して光軸方向に移動することができるようになっている。このため、初期にはリードスクリューに沿って手で動かすことができるようにしておけば新たに調整機構を設けなくてもトラッキング調整用にこれらのレンズ群を用いることができる。

しかし、上記第２レンズ群あるいは上記第４レンズ群をトラッキング調整用に用いると、レンズの移動ストロークが不足してしまう。このため、別な場所でこれを補う必要がある。

そこで、図１に示す様に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のレンズ群からなるものであったときには、
上記一つのレンズ群が、第３レンズ群であって、
上記調整機構が、上記第２の光軸を回転軸とする回転方向に斜面を持つカム環と、その斜面に載置される突部を有する、上記第３レンズ群を保持するレンズホルダとを備えたものであると良い。

そうすると、図１に示す構成であっても、上記第２レンズ群と上記第４レンズ群とが望遠位置にあるときの第３レンズ群と第４レンズ群との間の僅かな間隙に上記カム環を配設することができるので、高さの縮小化を妨げることがなく、第３レンズ群を精度良く第２の光軸方向に移動させることができる調整機構が実現する。

また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、その第２レンズ群およびその第４レンズ群を上記第２の光軸の方向に移動させて焦点距離調整を行なうズームレンズであって、
上記調整機構が、上記第２の光軸に沿って移動する上記第２レンズ群および上記第４レンズ群をガイドするとともに、上記１つのレンズ群である上記第３レンズ群が固定的に連結されたガイド軸と、そのガイド軸の一端にその一端を付勢するようにして配設されたバネ部材と、上記一端とは反対の側の他端部に延設された、上記ガイド軸の上記第２の光軸方向の固定位置を調整するためのネジ調整部とを備えたものであって良い。

上記構成であっても高さ方向の縮小化を犠牲にすることなく、上記第３レンズ群をトラッキング調整用のレンズとして用いることができる、コンパクトな調整機構が実現する。

以上、説明したように、薄型化および高さの縮小化双方とも犠牲にすることなく、コンパクトなハウジング内にトラッキング調整用の調整機構が配備された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）、図２（ｂ）には、図１（ａ）、図１（ｂ）と同様の図が示されており、図２（ｃ）には、図２（ａ）に示す屈曲光学ユニットを上方から見た図が示されている。また図２（ｄ）には、第３レンズ群を保持するレンズホルダ１３１とそのレンズホルダ１３１が有する突部１３１Ａ〜１３１Ｃが載置されるカム環１３２とそのカム環１３２をバネ部材ＳＰにより移動自在に押さえるためのバネ押さえ１３０との係わりが示されている。さらに、図２（ｅ）には、カム環１３２とレンズホルダ１３１との係わりが模式的に示されている。

前述したように第２の光軸方向に移動自在になっている第２レンズ群１２、あるいは第４レンズ群１４をトラッキング調整用に用いることができるが、それでは精度が落ちるので本実施形態では、トラッキング調整に高い精度を得るために第３レンズ群１３をトラッキング調整用のレンズとした場合の調整機構を提案している。

図２に示す屈曲光学ユニット１は、高さの縮小化を妨げることのない様に非常に薄型であってしかも操作し易い操作摘み１３２ＯＰを持つカム環１３２とそのカム環１３２を回転自在に支持するバネ部材ＳＰとそのバネ部材ＳＰを押さえるバネ押さえ１３０とそのバネ押さえ１３０に押さえられているバネ部材により付勢されるカム環１３２を下から支える支持部１３３が設けられている以外は図１と同様の構成である。

図２を参照して第３レンズ群１３周辺の構造を説明する。

図２に示す第３レンズ群１３はレンズホルダ１３１に保持されており、そのレンズホルダ１３１には周方向に沿って飛び飛びに３箇所、図２の下方に延びる突部１３１Ａ〜１３１Ｃが設けられている。それらの突部１３１Ａ〜１３１Ｃが第２の光軸ＯＰ２を回転軸とする回転方向に回転自在になっているカム環１３２上に載置されている（図２（ｅ）参照）。このカム環１３２には、上記レンズホルダ１３１の突部に対応する位置それぞれに周方向に同一の斜面１３２Ａ〜１３２Ｃが設けられている。そのカム環１３２は支持部１３３に回転自在に支持されていてその支持部１３３はハウジング１００に連結されている。またそのカム環１３２には、第２の光軸ＯＰ２を回転軸とする回転方向に回転させるための操作摘み１３２ＯＰが設けられている。

さらに、カム環１３２の回転によりレンズホルダ１３１の突部１３１Ａ〜１３１Ｃが斜面を上ったり下りたりすることによってレンズホルダ１３１が第２の光軸方向に動くようにカム環１３２側とは反対の側にはバネ部材ＳＰが設けられており、そのバネ部材ＳＰはレンズホルダ１３１を移動自在にするようにバネ押さえ１３０により押え付けられていてそのバネ押さえ１３０がハウジング１００に連結されている。なおレンズホルダ１３１にはフォークが設けられていてそのフォークがガイド軸１３Ｂに係合してカム環１３２が回されたときにレンズホルダ１３１が一緒に回らない様にするために回転止めがなされている。

したがってカム環１３２が回されると、回転方向に応じてレンズホルダ１３１がバネ部材ＳＰの付勢力に逆らって図２の上方に動いたり、バネ部材ＳＰの付勢力に順じて下方に動いたりするようになる。

ここで上記３つの斜面１３２Ａ〜１３２Ｃの傾きを緩斜面にすればするほど、カム環１３２を回転させるという操作に対してレンズホルダ１３１をより微妙に第２の光軸方向に移動させることができるようになる。また、トラッキング調整が終了した後においては、摘み部１３２ＯＰを接着することによってカム環１３２を支持部１３４とともにハウジング１００に固定的に連結することができる。

以上説明した様に薄型化および高さの縮小化双方とも犠牲にすることなく、コンパクトなハウジング内にトラッキング調整用の調整機構が配備された屈曲光学ユニットが実現する。

図３は、第２の実施形態を示す図である。

この第２の実施形態においても、トラッキング調整に高い精度を得ることができる第３レンズ群１３をトラッキング調整用のレンズとした場合の調整機構を提案している。

図２で説明したようにカム１３２を用いても良いが、ガイド軸１７Ａの一端側にばね部材１７２Ａを挿入して他端側にネジ調整部１７１Ａを設けてそのネジ調整部１７１Ａ内のネジ１７１１Ａの操作によりガイド軸１７Ａを第２の光軸方向に微妙に移動させる構成にしても良い。この構成にしても図３の高さ方向の縮小化を犠牲にするようなことがない。

図３を参照して簡単に構成を説明する。

図３に示すガイド軸１７Ａには、第３レンズ群１３Ａのレンズホルダ１３１Ａが連結されている。そのガイド軸１７Ａの一端側にはその一端を図３の上方に押し上げる様にハウジング１００とガイド軸１７Ａとの間にばね部材１７２Ａが挿入されていて他端にはガイド軸１７Ａの第２の光軸方向の位置を調整するためのネジ調整部１７１Ａが設けられている。

このねじ調整部１７１Ａ内には、ガイド軸１７Ａの先端を押したり引いたりしてガイド軸１７Ａの第２の光軸方向の位置を調整することができる様にねじ１７１１Ａが設けられていて、そのネジ１７１Ａが右ネジの方向に回動されるとガイド軸１７Ａがばね１７２Ａ側に動き、左ネジの方向に回動されるとガイド軸１７Ａがネジ１７１Ａ側に動く様に構成されている。なお図３には、ネジ１７１１Ａの頭にあるマイナスドライバを挿入する切欠部のみが示されている。上記の如くガイド軸１７Ａには第３レンズ群１３Ａを保持するレンズホルダ１３１Ａが連結されている訳であるからネジ１７１Ａの進退に応じてガイド軸１７Ａの位置が調整されることによって第３レンズ群１３の光軸方向の位置が精度良く調整される。

この第３レンズ群１３の光軸方向の位置が調整され第３レンズ群１３の配置が決まったら、ねじ調整部１７１Ａ内のねじ１７１１Ａを接着等により固定すれば良い。

以上説明した様に、薄型化および高さの縮小化双方とも犠牲にすることなく、コンパクトなハウジング内にトラッキング調整用の調整機構が配備された屈曲光学ユニットが実現する。

屈曲光学系を備えた屈曲光学ユニットの一例を示す図である。 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。 第２の実施形態を示す図である。

符号の説明

１ １Ａ １０ 屈曲光学ユニット
１１ １１Ａ 第１レンズ群
１１０ １１０Ａ 対物レンズ
１１１ １１１Ａ プリズム
１１２ １１２Ａ レンズ
１２ １２Ａ 第２レンズ群
１３ １３Ａ 第３レンズ群
１３０ バネ押さえ
１３１ レンズホルダ
１３１Ａ １３１Ｂ １３１Ｃ 突部
１３２ カム環
１３２ＯＰ 操作摘み
ＳＰ バネ部材
１４ 第４レンズ群
１５ 撮像素子
１７ １７Ａ ガイド軸
１７１Ａ ネジ調整部
１７１１Ａ ねじ
１７２Ａ バネ部材
ＯＰ１ 第１の光軸
ＯＰ２ 第２の光軸

Claims (3)

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上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前記反射光学素子よりも前記結像面側に配備された一つのレンズ群を、トラッキング調整用に前記第２の光軸の方向に移動させるトラッキング調整機構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、
   前記一つのレンズ群が、第３レンズ群であって、
   前記調整機構が、前記第２の光軸を回転軸とする回転方向に斜面を持つカム環と、該斜面に載置される突部を有する、前記第３レンズ群を保持するレンズホルダとを備えたものであることを特徴とする請求項１記載の屈曲光学ユニット。
3. 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、該第２レンズ群および該第４レンズ群を前記第２の光軸の方向に移動させて焦点距離調整を行なうズームレンズであって、
   前記調整機構が、前記第２の光軸に沿って移動する前記第２レンズ群および前記第４レンズ群をガイドするとともに、前記１つのレンズ群である前記第３レンズ群が固定的に連結されたガイド軸と、該ガイド軸の一端に該一端を付勢するようにして配設されたバネ部材と、前記一端とは反対の側の他端部に延設された、前記ガイド軸の上記第２の光軸方向の固定位置を調整するためのネジ調整部とを備えた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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