JP2007271648A - Lens barrel and imaging apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、撮像光学系を収納したレンズ鏡胴及び該レンズ鏡胴を備えた撮像装置に関するものである。 The present invention relates to a lens barrel that houses an imaging optical system and an imaging apparatus that includes the lens barrel.
従来より、ズームレンズを搭載したカメラが市販されている。ズームレンズは、光学系を構成する複数のレンズ群を光軸に沿って所望の位置に移動させて、その間隔を変化させることにより、焦点距離の変更(ズーミング)を行うようになっている。 Conventionally, cameras equipped with a zoom lens are commercially available. The zoom lens is configured to change the focal length (zooming) by moving a plurality of lens groups constituting the optical system to a desired position along the optical axis and changing the interval therebetween.
一方、光学系中に反射面を配置し、光軸を折り曲げた所謂屈曲光学系を備えたカメラが知られている。この屈曲光学系を備えたカメラは、撮影時にカメラ前面からレンズ鏡胴が突出せず、ズーミングを行ってもカメラの形態が変化しない利点を有している。 On the other hand, a camera having a so-called bending optical system in which a reflecting surface is disposed in an optical system and an optical axis is bent is known. A camera provided with this bending optical system has an advantage that the lens barrel does not protrude from the front of the camera at the time of shooting, and the form of the camera does not change even when zooming is performed.
このような屈曲光学系を収納するレンズ鏡胴の構造として、反射面による折り曲げ後の光軸の物体側と像面側に分割した筐体とし、それぞれの筐体にレンズ群を組み込んだ後、筐体を結合してレンズ鏡胴としたものがある(例えば、特許文献1参照)。
上記特許文献1に記載されたような構成のレンズ鏡胴の場合、撮像光学系が光軸方向の前後で分割されて組み立てられた後、筐体同士が結合されて一体化されるため、筐体相互の部品誤差及び取り付け誤差等により、結像性能の個体差バラツキが大きくなる問題がある。
In the case of the lens barrel having the configuration described in
更に、撮像光学系及びレンズ鏡胴の小型化の要求は高く、これに対応して撮像光学系を小型化すると、撮像光学系を構成する特定のレンズ群の光軸に対する許容シフト量が非常に小さくなり、上記の問題は、より顕著なものとなる。 Furthermore, there is a high demand for downsizing of the imaging optical system and the lens barrel, and if the downsizing of the imaging optical system is corresponding to this, the allowable shift amount with respect to the optical axis of a specific lens group constituting the imaging optical system is very large. The above problem becomes more pronounced as it becomes smaller.
本発明は上記問題に鑑み、光軸の物体側と像面側に分割した筐体で構成されるレンズ鏡胴であっても、結像性能の個体差バラツキの小さい、良好な結像性能を有するレンズ鏡胴を得ることを目的とし、このレンズ鏡胴を備えることで良好な画質の画像が撮影できる撮像装置を得ることを目的とするものである。 In view of the above problems, the present invention provides good imaging performance with little variation in individual differences in imaging performance even with a lens barrel composed of a housing divided into an object side and an image plane side of the optical axis. It is an object of the present invention to obtain a lens barrel having an image pickup apparatus that can capture an image with good image quality.
上記の目的は、下記に記載する発明により達成される。 The above object is achieved by the invention described below.
1.複数のレンズ群を有する撮像光学系を内包したレンズ鏡胴において、筐体の内部に配置されたレンズ群を保持する鏡枠の一部を前記筐体の外側に露呈させ、前記鏡枠に保持されたレンズ群の光軸直交方向の位置を調整可能としたことを特徴とするレンズ鏡胴。 1. In a lens barrel containing an imaging optical system having a plurality of lens groups, a part of the lens frame holding the lens group arranged inside the housing is exposed to the outside of the housing and is held by the lens frame A lens barrel characterized in that the position of the lens group in the direction perpendicular to the optical axis can be adjusted.
2.前記筐体は、前記撮像光学系の光軸の物体側と像面側の少なくとも2つに分割されていることを特徴とする1に記載のレンズ鏡胴。 2. 2. The lens barrel according to 1, wherein the casing is divided into at least two of an object side and an image plane side of the optical axis of the imaging optical system.
3.前記筐体の外側に露呈した鏡枠に保持されたレンズ群は、前記筐体の結合部側に位置するレンズ群であることを特徴とする1又は2に記載のレンズ鏡胴。
3. 3. The lens barrel according to
4.前記撮像光学系は変倍光学系であり、前記鏡枠に保持されたレンズ群は光軸方向に移動しないレンズ群であることを特徴とする1〜3のいずれかに記載のレンズ鏡胴。
4). The lens barrel according to any one of
5.前記鏡枠の光軸直交方向の位置の調整後、前記鏡枠を前記筐体に固定したことを特徴とする1〜4のいずれかに記載のレンズ鏡胴。
5. The lens barrel according to any one of
6.前記撮像光学系は光学系中に反射面が配置された屈曲光学系であることを特徴とする1〜5のいずれかに記載のレンズ鏡胴。
6). The lens barrel according to any one of
7.1〜6のいずれかに記載のレンズ鏡胴を備えたことを特徴とする撮像装置。 An imaging apparatus comprising the lens barrel according to any one of 7.1 to 6.
本発明によれば、結像性能の個体差バラツキの小さい、良好な結像性能を有するレンズ鏡胴を得ることが可能となり、このレンズ鏡胴を備えることで良好な画質の画像が撮影できる撮像装置を得ることが可能となる。 According to the present invention, it is possible to obtain a lens barrel having a good imaging performance with small variation in imaging performance, and by providing the lens barrel, an image can be taken with a good image quality. An apparatus can be obtained.
以下、実施の形態により本発明を詳しく説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。 Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to embodiments, but the present invention is not limited thereto.
図1は、本実施の形態に係るレンズ鏡胴を備えた撮像装置の一例であるカメラ100の主要構成ユニットの内部配置の一例を示す図である。同図は、カメラ100を被写体側から見た斜視図である。
FIG. 1 is a diagram illustrating an example of an internal arrangement of main constituent units of a
同図に示すように、カメラ100は、変倍可能な折り曲げ撮像光学系を内包したレンズ鏡胴70が図示の如く右側に縦に配置され、開口部81が被写体光束を取り込むよう形成されている。この開口部81には、開口部81を露呈する開状態と開口部81を覆う閉状態とする図示しないレンズバリアが設けられている。
As shown in the figure, in the
82はフラッシュ発光窓であり、フラッシュ発光窓82の後方には反射傘、キセノン管、その他メインコンデンサ、回路基板等で構成されるフラッシュユニット83が配置されている。84はカード型の画像記録用メモリである。85は電池であり、本カメラの各部へ電源を供給する。画像記録用メモリ84及び電池85は、図示しない蓋部から挿脱が可能となっている。
A flash
カメラ100の上面には、レリーズ釦86が配置され、その1段目の押し込みによりカメラの撮影準備動作、即ち焦点合わせ動作や測光動作が行われ、その2段目の押し込みにより撮影露光動作が行われる。87はメインスイッチであり、カメラを動作状態と非動作状態に切り替えるスイッチである。メインスイッチ87により動作状態に切り替えられると、図示しないレンズバリアは、開状態にされると共に、各部の動作が開始される。また、メインスイッチ87により非動作状態に切り替えられると、図示しないレンズバリアは、閉状態にされると共に、各部の動作を終了させる。
A
本カメラの背面には、LCD或いは有機EL等で構成され、画像やその他文字情報等を表示する画像表示部88が配置されている。また、図示していないが、ズームアップ、ズームダウンをおこなうズーム釦、撮影した画像を再生する再生釦、画像表示部88上に各種のメニューを表示させるメニュー釦、表示から所望の機能を選択する選択釦等の操作部材が配置されている。
On the back side of the camera, an
また、不図示であるが、これら主要構成ユニットの間には、各部を接続すると共に、各種電子部品が搭載された回路基板が配置され、各主要構成ユニットの駆動及び制御を行うようになっている。同様に不図示であるが、外部入出力端子、ストラップ取り付け部、三脚座等を備えている。 Although not shown, each part is connected between these main constituent units and a circuit board on which various electronic components are mounted is arranged to drive and control each main constituent unit. Yes. Similarly, although not shown, an external input / output terminal, a strap attaching portion, a tripod seat, and the like are provided.
図2は、本実施の形態に係るレンズ鏡胴70に収納されている撮像光学系を示す概略断面図である。同図(A)はレンズ鏡胴70の概略の縦断面図であり、同図(B)は撮像光学系を構成する各レンズ群の変倍のための移動線図である。
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing the imaging optical system housed in the
同図において、1は第1レンズ群であり、光軸をOAとし被写体に向けて配置されたレンズ11と光軸OAを略直角方向に折り曲げる反射部材であるプリズム12と、プリズム12により折り曲げられた光軸OBを光軸として配置されたレンズ13及びレンズ14から構成されている。なお、第1レンズ群1は第1筐体21に固定され、移動しない。
In the figure,
2は第2レンズ群であり、鏡枠32に保持されている。第2レンズ群は変倍(以下、ズーミングとも言う)時には、同図(B)に示したように、光軸OBに沿って移動する。
Sはシャッタユニットであり、不図示のシャッタ及び絞りを有している。なお本例ではシャッタ及び絞りを有するシャッタユニットとして説明するが、絞りとシャッタのいずれか一方が配置されているものであってもよい。 S is a shutter unit, which has a shutter and a diaphragm (not shown). In this example, a shutter unit having a shutter and a diaphragm will be described. However, either a diaphragm or a shutter may be arranged.
これら第1レンズ群1、第2レンズ群2、シャッタユニットSは、第1筐体21に保持され、第1鏡胴ユニット71としてユニット化されている。
The
3は第3レンズ群であり、鏡枠33に保持されている。なお後述するが、図示の如く、鏡枠33の一部は、第2筐体22の外側に露呈しており、鏡枠33の光軸直交方向に遊びを有しており、鏡枠33の位置を調整した後、鏡枠33は第2筐体22に固定されており、この第3レンズ群3は変倍時に移動しない。
4は第4レンズ群であり、鏡枠34に保持されている。第4レンズ群4は変倍時には、図示の如く光軸OBに沿って移動する。
Reference numeral 4 denotes a fourth lens group, which is held by the
5は第5レンズ群であり、鏡枠35に保持されている。第5レンズ群5は、変倍時には図示の如く光軸OBに沿って移動する。なお、第5レンズ群5は、変倍の後、破線で示す位置まで移動し、焦点調節(以下、フォーカシングとも言う)を行うようになっている。
6は第6レンズ群であり、第2筐体22に固定されており、変倍時に移動しない。
7は光学フィルタであり、赤外光カットフィルタ及び、必要に応じてオプチカルローパスフィルタが積層され、第2筐体22に固定されている。
Reference numeral 7 denotes an optical filter, in which an infrared light cut filter and an optical low-pass filter are laminated as necessary, and are fixed to the
8は撮像素子であり、CCD(Charge Coupled Device)型イメージセンサ、CMOS(Complementary Metal−Oxide Semiconductor)型イメージセンサ等が用いられ、第2筐体22に固定されている。
Reference numeral 8 denotes an image sensor, which uses a CCD (Charge Coupled Device) type image sensor, a CMOS (Complementary Metal-Oxide Semiconductor) type image sensor, or the like, and is fixed to the
これら第3レンズ群3、第4レンズ群4、第5レンズ群5、第6レンズ群6、光学フィルタ7及び撮像素子8は、第2筐体22に保持され第2鏡胴ユニット72としてユニット化されている。
The
このように分割された、第1鏡胴ユニット71と第2鏡胴ユニット72とが結合され、レンズ鏡胴70が形成されている。
The first
図3は、本実施の形態に係るレンズ鏡胴70の概略の内部構造を示す斜視図である。なお、以下の図においては、説明の重複を避けるため、同機能部材には同符号を付与して説明する。
FIG. 3 is a perspective view showing a schematic internal structure of the
同図において、第2レンズ群2を保持する鏡枠32は、ガイド軸41、42により、光軸OB方向に摺動可能となされている。また、鏡枠32に一体的に形成もしくは組み込まれた雌ネジ部32rが、ステップモータ44に連設されたリードスクリュー43と螺合しており、リードスクリュー43の回転により鏡枠32の光軸OB方向への駆動を行うようになっている。更に、鏡枠32は、フォトセンサであるフォトインタラプタ45の投受光部間に挿脱される遮蔽部が形成されており、この遮蔽部の離脱もしくは挿入をフォトインタラプタ45が初期位置として検知し、この位置を基準にステップモータ44の回転方向及び回転量を制御することで、鏡枠32即ち第2レンズ群2を所定の位置に移動させることができる。
In the figure, the
同様に、第4レンズ群4を保持する鏡枠34及び第5レンズ群5を保持する鏡枠35は、ガイド軸51、52により、光軸OB方向に摺動可能となされている。鏡枠34に一体的に形成もしくは組み込まれた雌ネジ部34rが、ステップモータ53に連設されたリードスクリュー54と螺合しており、リードスクリュー54の回転により鏡枠34の光軸OB方向への駆動を行い、鏡枠35に一体的に形成もしくは組み込まれた雌ネジ部35rが、ステップモータ55に連設されたリードスクリュー56と螺合しており、リードスクリュー56の回転により鏡枠35の光軸OB方向への駆動を行うようになっている。鏡枠34、35の初期位置はそれぞれフォトインタラプタ46、47が検知するようになっている。
Similarly, the
図4は、本実施の形態に係るレンズ鏡胴70の外観斜視図である。
FIG. 4 is an external perspective view of the
同図に示すように、レンズ鏡胴70は、第1筐体21にシャッタユニットSが保持された第1鏡胴ユニット71と第2鏡胴ユニット72が結合されて構成されている。
As shown in the figure, the
第1鏡胴ユニット71は、ステップモータ44、フォトインタラプタ45、シャッタユニットSに接続されたフレキシブルプリント基板FPC1を有し、第2鏡胴ユニット72にはステップモータ53、55、フォトインタラプタ46、47に接続されたフレキシブルプリント基板FPC2を有している(図3参照)。フレキシブルプリント基板FPC1は、コネクタCで、フレキシブルプリント基板FPC2と接続され、接続端子部Tが、不図示の制御基板に接続されて、レンズ鏡胴70の可動部の駆動制御が行われる。
The first
第2鏡胴ユニットの第2筐体22の外面に、図示の如く、第3レンズ群3を保持する鏡枠33の一部が露呈している。なお、図2に示したように、鏡枠33の一部はレンズ鏡胴70の表裏に露呈している。この露呈した鏡枠33の一部を利用して、第3レンズ群3を光軸直交方向に面内変位させ調整がおこなわれる。
As shown in the drawing, a part of the
以下に、レンズ鏡胴70から露呈した鏡枠33の一部を利用した第3レンズ群3の調整について説明する。
Hereinafter, adjustment of the
図5は、鏡枠33の一部を利用した第3レンズ群3の調整の一例を示す図である。同図は、図2に示す断面図の鏡枠33周辺を抜き出して拡大した図である。
FIG. 5 is a diagram illustrating an example of adjustment of the
同図に示すように、第3レンズ群3を保持する鏡枠33に形成された凹部33vに調整用のジグ61を挿入し、ジグ61を用いて、鏡枠33即ち第3レンズ群3を光軸OBに直交する面内で移動させて調整を行う。
As shown in the figure, an
より具体的には、フレキシブルプリント基板FPC2を制御部に接続し、第2、第4、第5レンズ群を所定の位置に移動停止させた後、撮像素子を駆動し、所定のチャートを撮像してモニタに表示させ、ジグ61を用いて、鏡枠33即ち第3レンズ群3光軸OBに直交する面内で移動させる。このとき、得られるチャート画像を見ながら、画質が所望の状態となる位置で鏡枠33を固定する。この固定は、接着で行われることが好ましい。
More specifically, the flexible printed circuit board FPC2 is connected to the control unit, and the second, fourth, and fifth lens groups are moved and stopped at predetermined positions, and then the image sensor is driven to image a predetermined chart. The image is displayed on the monitor, and the
これにより、第1の鏡胴ユニット71に収納されている第1、第2レンズ群と、第2の鏡胴ユニット72に収納されている第4、第5、第6レンズ群との間で微小な軸ずれが発生しても、第3レンズ群3を光軸に直交する面内で移動させて調整することにより、光学系全体の光学性能の劣化を防ぐことができる。なお、この調整は特定のレンズ群に対する調芯であってもよいし、周辺部の結像バランスを調整するものであってもよい。
Thereby, between the 1st, 2nd lens group accommodated in the 1st
即ち、全てのレンズ群を組み付けた後で、光軸前後で分割された鏡胴ユニットの結合の際に、それぞれの内部のレンズ群の光軸に微小なズレを生じた場合でも、結合部側境界に位置するレンズ群を光軸に直交する方向に面内移動させ調整できるよう構成することで、良好な結像性能の画像が得られるレンズ鏡胴を得ることが可能となる。 In other words, after the lens units are assembled, when the lens barrel units divided before and after the optical axis are coupled, even if a slight deviation occurs in the optical axes of the respective lens groups, the coupling unit side By configuring the lens group located at the boundary to be adjusted by moving in the plane perpendicular to the optical axis, a lens barrel capable of obtaining an image with good imaging performance can be obtained.
図6は、鏡枠33の一部を利用した第3レンズ群3の調整のその他の例を示す図である。
FIG. 6 is a diagram illustrating another example of the adjustment of the
この例は、第3レンズ群3を保持する鏡枠33に形成された凸部33tを調整用のジグ62で挟持し、鏡枠33即ち第3レンズ群3を光軸OBに直交する面内で移動させて調整を行うようにしたものである。
In this example, the
以上説明したように、複数の筐体の境界部である結合部側に位置するレンズ群を保持する鏡枠の一部を筐体の外側に露呈させ、鏡枠の光軸直交方向の位置を調整可能としたレンズ鏡胴とすることにより、光軸の物体側と像面側に分割した筐体で構成されるレンズ鏡胴であっても、光学系全系が組み立てられた状態での筐体間での微小な光軸のズレによる光学性能の劣化を防ぐことができ、結像性能の個体差バラツキの小さい、良好な結像性能を有するレンズ鏡胴を得ることが可能となる。 As described above, a part of the lens frame holding the lens group located on the coupling part side that is a boundary part of the plurality of cases is exposed to the outside of the case, and the position of the lens frame in the direction perpendicular to the optical axis is determined. By making the lens barrel adjustable, even if the lens barrel is composed of a housing divided into the object side and the image plane side of the optical axis, the housing in a state where the entire optical system is assembled. It is possible to prevent a deterioration in optical performance due to a slight optical axis shift between bodies, and to obtain a lens barrel having a good imaging performance with little variation in individual imaging performance.
なお、上記実施の形態においては、屈曲光学系を収納するレンズ鏡胴を例に取り説明したが、光軸を折り曲げること無く撮像素子上に画像を形成する光学系にも適用可能である。 In the above embodiment, the lens barrel that houses the bending optical system has been described as an example. However, the present invention can also be applied to an optical system that forms an image on an image sensor without bending the optical axis.
また、複数の筐体の境界部である結合部側に位置するレンズ群の鏡枠を露呈させ、このレンズ群を調整する例で説明したが、これに限るものでなく、筐体の内部で他の位置に配置されたレンズ群の鏡枠を露呈させ、調整するものであってもよい。更に、撮像光学系の光軸の物体側と像面側に分割されている筐体で構成されたレンズ鏡胴の例で説明したが、これに限るものでなく、箱状の筐体と蓋状の筐体に分割されたものや、筐体が分割されていないものであってもよい。 In addition, although the example of adjusting the lens group by exposing the lens frame of the lens group located on the coupling part side which is a boundary part of the plurality of cases has been described, the present invention is not limited to this. The lens frame of the lens group disposed at another position may be exposed and adjusted. Furthermore, although the example of the lens barrel configured by the casing that is divided into the object side and the image plane side of the optical axis of the imaging optical system has been described, the present invention is not limited to this, and a box-shaped casing and lid are also included. What was divided | segmented into the shape-like housing | casing, and the housing | casing may not be divided | segmented.
また、撮像装置の例としてカメラを用いて説明したが、これに限るものでなく、携帯電話、PDA(Personal Digital Assistant)等に搭載するカメラモジュールをも含むものであるのは勿論である。 Although an example of the image pickup apparatus has been described using a camera, the present invention is not limited to this, and it is needless to say that a camera module mounted on a mobile phone, a PDA (Personal Digital Assistant), or the like is also included.
1 第1レンズ群
2 第2レンズ群
3 第3レンズ群
4 第4レンズ群
5 第5レンズ群
6 第6レンズ群
7 光学フィルタ
8 撮像素子
21 第1筐体
22 第2筐体
32、33、34、35 鏡枠
45、46、47 フォトインタラプタ
61 ジグ
71 第1の鏡胴ユニット
72 第2の鏡胴ユニット
OA、OB 光軸
FPC1、FPC2 フレキシブルプリント基板
DESCRIPTION OF
Claims (7)
筐体の内部に配置されたレンズ群を保持する鏡枠の一部を前記筐体の外側に露呈させ、前記鏡枠に保持されたレンズ群の光軸直交方向の位置を調整可能としたことを特徴とするレンズ鏡胴。 In a lens barrel containing an imaging optical system having a plurality of lens groups,
A part of the lens frame holding the lens group disposed inside the housing is exposed to the outside of the housing, and the position of the lens group held in the lens frame in the direction perpendicular to the optical axis can be adjusted. Lens barrel characterized by.
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