JP2008158288A - 光学装置およびカメラ - Google Patents

Abstract

【課題】光軸に直交する方向の寸法の増加を抑えつつ、非使用時における光学装置の光軸方向寸法を低減することができる光学装置の提供。
【解決手段】使用時に光学ユニット１８の光軸Ｊ１上に配置され、非使用時に光軸Ｊ１を含む光通過領域を外れた光軸外領域に退避移動するレンズユニット１３，１４，１６を備えた光学装置において、光学ユニット１８の光通過領域を外れた光軸外領域部位に、退避移動したレンズユニット１３，１４，１６の少なくとも一部を収納する収納空間１８５を設けた。
【選択図】図３

Description

本発明は、光学装置、および、その光学装置を備えるカメラに関する。

沈胴式レンズ鏡筒を備えたカメラでは、沈胴時におけるレンズ鏡筒の薄型化が重要である。例えば、特許文献１に記載のレンズ鏡筒では、第２レンズ群を光軸から退避移動させることで、沈胴時の薄型化を図っている。

特開２００３−３１５８６１号公報

しかしながら、上述したレンズ鏡筒では、退避させたレンズが他の部材と隣接する場合、沈胴時にそれ以上薄型化することができないという問題があった。

請求項１の発明は、光学ユニットと、使用時に光学ユニットの光軸上に配置され、非使用時に光束外に移動可能なレンズユニットと、光束外に移動したレンズユニットを収容可能な、光学ユニットに形成された収容部とを有することを特徴とする。
請求項２の発明は、請求項１に記載の光学装置において、光学ユニットの光軸外領域部位に形成された貫通孔を収容部としたものである。
請求項３の発明は、請求項２に記載の光学装置において、使用時に貫通孔を遮蔽する遮蔽部材を設けたものであある。
請求項４の発明は、請求項１に記載の光学装置において、光学ユニットの光軸外領域部位に形成された凹部を収容部としたものである。
請求項５の発明は、請求項１〜４のいずれか一項に記載の光学装置において、光学ユニットは、シャッタ機構および絞り機構の少なくとも一方を備える。
請求項６の発明は、請求項５に記載の光学装置において、レンズユニットを、光学ユニットに退避移動可能かつ一体に設けたものである。
請求項７の発明によるカメラは、請求項１〜６のいずれか一項に記載の光学装置と、光学装置を介して入射する被写体像を撮像する撮像手段とを備えたことを特徴とする。

本発明によれば、光学装置の光軸に直交する方向の寸法増加を抑えつつ、非使用時における光学装置の光軸方向の寸法を低減することができる。

以下、図を参照して本発明を実施するための最良の形態について説明する。図１，２は本発明によるカメラの撮影光学系の概略構成を示す断面図である。本実施の形態のカメラは沈胴式のデジタルカメラあり、図１は鏡筒２が前方に繰り出された撮影状態を示している。一方、図２は、カメラの電源がオフとされた非撮影状態（沈胴状態）を示したものであり、鏡筒２はカメラボディ（不図示）内に沈胴した状態となる。

撮像ユニット５が設けられたＣＣＤ台４には、鏡筒２の固定筒６が固設されている。撮像ユニット５内には撮像素子が設けられており、撮像装置５内の撮像素子前方には光学ローパスフィルタが配設されている。撮像素子としては、ＣＣＤやＣＭＯＳなどが使用される。鏡筒２には、固定筒６に対して回転しつつ光軸方向に進退するカム筒７，直進筒８および１群筒９が設けられている。

１群筒９には１群レンズを構成するレンズ１１，１２が保持されている。レンズ枠１６に保持されたレンズ１３，１４は２群レンズを構成し、レンズ枠１７には３群レンズを構成するフォーカスレンズ１５が保持されている。レンズ枠１６は、シャッタ羽根および絞り羽根が設けられたシャッタ・絞りユニット１８に設けられている。そのため、図１に示す撮影状態では、レンズ枠１６に保持された２群レンズ１３，１４は、シャッタ・絞りユニット１８と一体で撮影光軸Ｊ１に沿って移動する。

カム筒７の外周面にはカムピン２０が突設されており、このカムピン２０は固定筒６の内周面に形成されたカム溝６ａに係合している。そのため、不図示のモータによりカム筒７を回転駆動すると、固定筒６に対してカム筒７が光軸方向に進退する。直進筒８はカム筒７に内挿されるように設けられており、後端部８ａにおいてカム筒７に対して回転自在に連結されている。

直進筒８の後端には径方向に突出したキー８ｂが形成されており、このキー８ｂは固定筒６の内周面に形成されたキー溝６ｂに係合している。キー溝６ｂは光軸方向に沿って形成されている。カム筒７を回転すると、直進筒８はカム筒７と一体で光軸方向に進退する。しかし、キー８ｂがキー溝６ｂに係合しているので、この係合によって直進筒８の回転運動は阻止される。

直進筒８に内挿された１群筒９の外周面にはカムピン２１が設けられており、カムピン２１はカム筒７の内周面に形成されたカム溝７ａに係合している。また、カム筒７の内周面にはカム溝７ａとは別のカム溝７ｂが形成されており、カム溝７ｂにはシャッタ・絞りユニット１８に設けられたカムピン２２が係合している。カムピン２１，２２は、直進筒８に形成された光軸方向に延びる直進溝８ｃに係合している。

カム筒７を回転すると、カムピン２１，２２がカム溝７ａ，７ｂによりそれぞれガイドされ、１群筒９およびシャッタ・絞りユニット１８が光軸方向に進退する。フォーカスレンズ１５を保持するレンズ枠１７は、カム筒７を回転駆動するモータとは別に設けられたステッピングモータ等によって光軸方向に直進駆動される。

図１に示す撮影状態においてカメラの電源をオフすると、鏡筒２を固定筒６内に繰り込む沈胴動作が行われ、図２に示すような沈胴状態（非撮影状態）になる。沈胴状態においては、２群レンズ１３，１４を保持するレンズ枠１６が破線矢印のように退避移動して、シャッタ・絞りユニット１８に形成されている貫通孔１８５に入り込む。なお、貫通孔１８５に収納されたレンズ枠１６は、１群筒９の内側に収まっている。

図３はレンズ枠１６およびシャッタ・絞りユニット１８を示す図であり、（ａ）は撮影状態の場合を、（ｂ）は沈胴状態の場合を示す。レンズ枠１６には腕１６ａが形成されており、その腕１６ａの端部は、シャッタ・絞りユニット１８に設けられた軸１８６に回転自在に取り付けられている。レンズ枠１６は、軸１８６を回転中心として、矢印Ｒ１で示すような揺動ができるように構成されている。

シャッタ・絞りユニット１８のケーシング１８０内には、図示右側から順に絞り羽根１８１，開閉羽根１８２および２枚のシャッタ羽根１８３ａ，１８３ｂが設けられている。ケーシング１８０の中央には、被写体光が通過する孔１８４が形成されている。また、ケーシング１８０の撮影光軸Ｊ１から離れた位置にも、貫通孔１８５が形成されている。貫通孔１８５は軸Ｊ２を中心とした円形孔を形成しており、その内径はレンズ枠１６の外径よりも若干大きく設定されている。

図３（ｂ）に示すように、沈胴時には、光軸Ｊ１に配置されていたレンズ枠１６は矢印Ｒ１のように揺動駆動され、その後ケーシング１８０方向へと移動して、ケーシング１８０の貫通孔１８５に入り込む。その結果、レンズ枠１６は、ケーシング１８０の開口１８４の外側の光軸外領域部位に退避移動されることになる。

図４は絞り羽根１８１，開閉羽根１８２およびシャッタ羽根１８３ａ，１８３ｂの配置を示す図であり、（ａ）は図３のＢ１−Ｂ１断面を示したもので、（ｂ）はＢ２−Ｂ２断面を示したものである。なお、図４（ｂ）のＢ２−Ｂ２断面図では、シャッタ・絞りユニット１８の断面のみを図示した。絞り羽根１８１は軸１８１ｂを中心に揺動駆動され、絞り羽根１８１が光軸上に配置されると絞り径は開口１８１ａの径と等しくなり、絞り羽根１８１が光軸上から退避されると絞り径は開口１８４の径と等しくなる。

シャッタ羽根１８３ａ，１８３ｂは各々軸１８３ｃ，１８３ｄを中心に揺動駆動され、シャッタ開閉動作を行う。また、レンズ枠１６の退避動作の際には、開閉羽根１８２は軸１８２ａを中心に揺動駆動され、開口１８５を遮蔽する位置（図４（ａ）に示す位置）から、絞り開口を遮蔽する位置（図４（ｂ）に示す位置）へと移動する。

図４（ａ）の撮影状態では、開閉羽根１８２はケーシング１８０の貫通孔１８５を遮蔽するように配置されている。すなわち、不要な光が貫通孔１８５を通過して撮像ユニット５に入射するのを防止している。図１の撮像ユニット５により被写体像を撮影する際には、シャッタ羽根１８３ａ，１８３ｂの開閉動作が行われる。一方、図４（ｂ）に示す沈胴状態では、開閉羽根８１２は光軸Ｊ１上へと揺動駆動され、絞り羽根１８１の開口１８１ａが開閉１８２により遮蔽される。また、開閉羽根８１２が撮影光軸Ｊ１上へと揺動駆動されると、遮蔽されていた貫通孔１８５が貫通状態になる。その結果、撮影光軸外へと退避させたレンズ枠１６を、図３（ｂ）に示すように貫通孔１８５内へと挿入することが可能となる。

図５はレンズ枠１６の退避動作を説明する図であり、レンズ枠１６およびレンズ枠１６を退避駆動させるカム部材４１の斜視図である。なお、図５の駆動機構は待避駆動方法の一例を示したものであり、これに限らず様々な駆動機構を適用できる。レンズ枠１６の腕１６ａの端部は軸１８６に回転自在に取り付けられているとともに、軸１８６に沿ってスライド移動することができる。また、レンズ枠１６は、圧縮コイルバネ１６１によってカム部材４１側へと付勢されている。

撮像ユニット５が固定されているＣＣＤ台４（図１参照）には、カム部材４１が突出して設けられている。レンズ枠１６の腕１６ａに設けられた突起１６０がカム部材４１の斜面４１ｂに当接して駆動されることで、レンズ枠１６が揺動駆動される。斜面４１ｂの上端部には突起１６０を係止する係止部４１ｂが形成されている。

図１の撮影状態から沈胴動作を開始して、レンズ枠１６が取り付けられているシャッタ・絞りユニット１８を後退させると、レンズ枠１６の突起１６０がカム部材４１の斜面４１ａに当接する。図５の破線１６０’は当接したときの突起１６０の位置を示しており、この時点ではレンズ枠１６の揺動運動は始まっておらず、レンズ枠１６は撮影光軸Ｊ１上に配置されている。

突起１６０が斜面４１ａに初めて当接した状態（突起１６０が破線１６０’の位置にある状態）から、シャッタ・絞りユニット１８をさらに後退させるとレンズ枠１６も矢印Ｒ２のように後退し、突起１６０が斜面４１ｂ上を斜め左上方向に移動する。その結果、レンズ枠１６は矢印Ｒ３の方向に揺動駆動される。そして、突起１６０が斜面４１ａの左上端まで移動すると、係止部４１ｂに当接して揺動動作が停止する。このとき、レンズ枠１６の中心は図３（ａ）の軸Ｊ２上に配置される。

図５の状態から、シャッタ・絞りユニット１８をさらに後退させた場合、レンズ枠１６は腕１６ａが係止部４１ｂに係止されているのでＣＣＤ４方向に後退することができない。そのため、バネ１６１が圧縮されてシャッタ・絞りユニット１８とレンズ枠１６との間隔が狭まり、レンズ枠１６がシャッタ・絞りユニット１８の貫通孔１８５内に挿入される。その結果、シャッタ・絞りユニット１８に対するレンズ枠１６の相対移動は、図３（ｂ）の破線で示すようなものとなる。

なお、ここに示した例では、揺動駆動した後のレンズ枠１６に対して、シャッタ・絞りユニット１８を後退させてレンズ枠１６を貫通孔１８５内に挿入させたが、逆に、シャッタ・絞りユニット１８に対してレンズ枠１６を前進させて挿入するようにしても良い。

［変形例］
図６はシャッタ・絞りユニット１８の他の例を示す図である。図６において、（ａ）は撮影状態の断面図、（ｂ）は非撮影状態の断面図、（ｃ）はシャッタ・絞りユニット１８のＡ矢視図である。変形例においては、シャッタ・絞りユニット１８のケーシング１８０に形成される穴はユニットを貫通しておらず、レンズ枠１６に対向する側のケーシング１８０のみに穴２００が形成されている。そのため、図４に示すシャッタ・絞りユニット１８で示したような開閉羽根１８５を必要としない。

沈胴時にはレンズ枠１６は撮影光軸Ｊ１外に退避移動し、図６の（ｂ），（ｃ）に示すように穴２００からケーシング１８０内に入り込む。このように、変形例では穴を遮蔽するための開閉羽根１８５を必要としないので、その分だけコスト低減を図ることができる。ただし、この場合には、ケーシング１８０の前方側壁１８０ａの厚さ分だけ入り込む量が小さくなるため、シャッタ・絞りユニット１８の前端からレンズ枠１６の後端までの厚さ寸法は、図３に示す構成よりも大きくなる。

上述したように、本実施の形態のカメラでは、シャッタ・絞りユニット１８のケーシング１８０に貫通孔１８５や穴２００を形成し、それらにレンズ枠１６を収納することで沈胴時の光軸方向厚さをより小さくすることができる。さらに、レンズ枠１６はケーシング１８０内に収容されるので、従来のように光学ユニットの外側にレンズを並置する場合に比べて、光軸に直交する方向の寸法を小さく抑えることができる。

なお、上述した実施の形態では、退避移動したレンズ枠１６が収納される光学ユニットとして、シャッタ・絞りユニット１８の場合を説明したが、手ぶれ補正光学ユニットのような光学ユニットに収納するようにしても良い。また、レンズ枠１６は光学ユニットの光軸方向前後のいずれに設けられていても良い。さらにまた、カメラのレンズ鏡筒に限らず、光学ユニットとレンズユニットから成る種々の光学装置にも本発明は適用できる。

手ブレ補正用光学ユニットは防振レンズを撮影光軸と直交する方向に駆動することで像振れを補正するものであり、防振レンズの保持枠と固定枠との間に転動球が配され、保持枠は撮影光軸Ｌと直交する方向に移動可能に支持される。固定枠の光軸外領域部位には、保持枠の駆動機構（例えば、ボイスコイルモータ）や位置検出装置が設けられている。そこで、固定枠の光軸外領域部位であって上記駆動機構が配置されていない部分に上述したような貫通孔を形成し、その貫通孔内にレンズ枠１６を収納するようにすれば良い。
また、本発明の特徴を損なわない限り、本発明は上記実施の形態に何ら限定されるものではない。

カメラの撮影光学系の概略構成を示す断面図である。 カメラの撮影光学系の概略構成を示す断面図であり、非撮影状態（沈胴状態）を示す。 レンズ枠１６およびシャッタ・絞りユニット１８を示す図であり、（ａ）は撮影状態の場合を、（ｂ）は沈胴状態の場合を示す。 絞り羽根１８１，開閉羽根１８２およびシャッタ羽根１８３ａ，１８３ｂを説明する図であり、（ａ）は図３のＢ１−Ｂ１断面を示したものであり、（ｂ）は図３のＢ２−Ｂ２断面を示したものである。 レンズ枠１６の揺動動作を説明する斜視図である。 シャッタ・絞りユニット１８の変形例を説明する図であり、（ａ）は撮影状態の断面図、（ｂ）は非撮影状態の断面図、（ｃ）はシャッタ・絞りユニット１８のＡ矢視図である。

符号の説明

２：鏡筒、５：撮像ユニット、１１〜１４：レンズ、１５：フォーカスレンズ、１６，１７：レンズ枠、１８：シャッタ・絞りユニット、４１：カム部材、４１ａ：斜面、４１ｂ：係止部、１８５：貫通孔、１６０：突起、１８０：ケーシング、１８１：絞り羽根、１８２：開閉羽根、１８３ａ，１８３ｂ：シャッタ羽根、２００：穴、Ｊ１，Ｊ２：光軸

Claims (7)

1. 光学ユニットと、
   使用時に光学ユニットの光軸上に配置され、非使用時に光束外に移動可能なレンズユニットと、
   光束外に移動した前記レンズユニットを収容可能な、前記光学ユニットに形成された収容部とを有することを特徴とする光学装置。
2. 請求項１に記載の光学装置において、
   前記収容部は、前記光学ユニットの前記光軸外領域部位に形成された貫通孔であることを特徴とする光学装置。
3. 請求項２に記載の光学装置において、
   前記使用時に前記貫通孔を遮蔽する遮蔽部材を設けたことを特徴とする光学装置。
4. 請求項１に記載の光学装置において、
   前記収容部は、前記光学ユニットの前記光軸外領域部位に形成された凹部であることを特徴とする光学装置。
5. 請求項１〜４のいずれか一項に記載の光学装置において、
   前記光学ユニットは、シャッタ機構および絞り機構の少なくとも一方を備えていることを特徴とする光学装置。
6. 請求項５に記載の光学装置において、
   前記レンズユニットは、前記光学ユニットに待避移動可能かつ一体に設けられていることを特徴とする光学装置。
7. 請求項１〜６のいずれか一項に記載の光学装置と、
   前記光学装置を介して入射する被写体像を撮像する撮像手段とを備えたことを特徴とするカメラ。

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