JP2008197134A - Camera - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、液体レンズを備える光学ファインダを有するカメラに関する。 The present invention relates to a camera having an optical viewfinder including a liquid lens.
従来から、撮影光学系の倍率の変更と連動してファインダ光学系の倍率を変更するカメラが知られている(たとえば特許文献1)。
しかしながら、撮影光学系とファインダ系の連動機構、およびファインダズーム機構が複雑であった。 However, the interlocking mechanism between the photographing optical system and the finder system and the finder zoom mechanism are complicated.
請求項1の発明によるカメラは、被写体光を撮像素子に導く撮影レンズと、撮影レンズの倍率を変更するズーム手段と、光学系に液体レンズを有する光学ファインダと、ズーム手段による撮影レンズの倍率の変更に連動して液体レンズの屈折率を変更し、光学ファインダの倍率を変更するファインダズーム手段とを備えることを特徴とする。
請求項2の発明は、請求項1に記載のカメラにおいて、液体レンズは光学ファインダ内の所定の位置に固定されていることを特徴とする。
請求項3の発明は、請求項1または2に記載のカメラにおいて、ファインダズーム手段は、ズーム手段で撮影レンズを移動する際に生じる運動エネルギーを用いて液体レンズの屈折率を変更することを特徴とする。
請求項4の発明は、請求項1乃至3のいずれか一項に記載のカメラにおいて、光学ファインダは2群の液体レンズを有し、ファインダズーム手段は、液体レンズのそれぞれの内圧を相反して増減することを特徴とする。
請求項5の発明は、請求項1乃至4のいずれか一項に記載のカメラにおいて、ファインダズーム手段は、ピストンおよびシリンダを備え、シリンダは、撮影レンズの移動に連動して、シリンダ内部を駆動することを特徴とする。
The camera according to the first aspect of the present invention is a photographic lens for guiding subject light to the image sensor, a zoom means for changing the magnification of the photographic lens, an optical viewfinder having a liquid lens in the optical system, and a magnification of the photographic lens by the zoom means. A finder zooming unit that changes the refractive index of the liquid lens in conjunction with the change and changes the magnification of the optical finder is provided.
According to a second aspect of the present invention, in the camera according to the first aspect, the liquid lens is fixed at a predetermined position in the optical viewfinder.
According to a third aspect of the present invention, in the camera according to the first or second aspect, the finder zoom means changes the refractive index of the liquid lens by using kinetic energy generated when the photographing lens is moved by the zoom means. And
According to a fourth aspect of the present invention, in the camera according to any one of the first to third aspects, the optical finder has two groups of liquid lenses, and the finder zooming means reciprocally compares the internal pressures of the liquid lenses. It is characterized by increasing or decreasing.
According to a fifth aspect of the present invention, in the camera according to any one of the first to fourth aspects, the finder zoom means includes a piston and a cylinder, and the cylinder drives the inside of the cylinder in conjunction with the movement of the photographing lens. It is characterized by doing.
本発明によれば、液体レンズの屈折率を変更して光学ファインダの倍率を変更できるので、機構が簡素化できる。 According to the present invention, since the refractive index of the liquid lens can be changed to change the magnification of the optical viewfinder, the mechanism can be simplified.
図1〜図5を参照しながら、実施の形態によるデジタルカメラについて説明する。
図1は、実施の形態のデジタルカメラの正面斜視図である。カメラ本体1には、レンズ鏡筒2、電源スイッチ3、レリーズボタン4、ファインダ6、および撮影光学系の倍率を変更するズームアップボタン7およびズームダウンボタン8が設けられている。レンズ鏡筒2は、電源スイッチ3のオン操作に応じて光軸方向へカメラ本体1から繰り出され、電源スイッチ3のオフ操作に応じてカメラ本体1内に格納される沈胴式レンズ鏡筒である。
A digital camera according to an embodiment will be described with reference to FIGS.
FIG. 1 is a front perspective view of a digital camera according to an embodiment. The
図2に実施の形態におけるデジタルカメラの回路構成を説明するブロック図を示す。
電源スイッチ3がオン操作されると、レンズ鏡筒2が広角端の撮影位置まで繰出される。そして、レンズ鏡筒2の撮影光学系を通過して入射した被写体光が撮像素子11へ導かれ、その撮像面上に被写体像が結像する。撮像素子11は、画素に対応する複数の光電変換素子を備えたCCDやCMOSイメージセンサによって構成される。撮像素子11は、撮像面上に結像されている被写体像を撮像し、被写体像の明るさに応じたカラー光電変換信号を出力する。A/D変換回路12は、不図示のAFE回路などで行なったアナログ処理後の撮像信号をデジタル信号に変換する。
FIG. 2 is a block diagram illustrating a circuit configuration of the digital camera in the embodiment.
When the
画像処理部13は、たとえばASICとして構成され、撮像素子11からの画像信号に対して画像処理を施す。CPU14は、各ブロックから出力される信号を入力して所定の演算を行ない、演算結果に基づく制御信号を各ブロックへ出力する。CPU14は、画像処理部13から入力した画像データをJPEGなどの所定の方式により圧縮処理を行ない、EXIFなどの形式でメモリカード15へ記録する。
The
ズームアップボタン7は、撮影光学系の倍率の拡大を指示するための操作ボタンである。ズームアップボタン7が操作されると、その操作量に応じたズームアップ信号がCPU14へ出力される。ズームダウンボタン8は撮影光学系の倍率の縮小を指示するための操作ボタンであり、操作量に応じたズームダウン信号がCPU14へ出力される。CPU14は、入力したズームアップ信号またはズームダウン信号に基づいて、レンズ鏡筒2の駆動量を算出して、ズームモータドライバ16へ出力する。
The zoom-
ズームモータドライバ16は、CPU14で算出された駆動量に基づいて、ズームモータ17の駆動制御を行なう。ズームモータ17は、ズームモータドライバ16からの信号に応じて駆動して、後述するカム筒22を回転させることによりレンズ鏡筒2内の図示しないズームレンズを光軸方向へ駆動させる。なお、CPU14は電源スイッチ3からオン信号を入力すると、所定の駆動量を出力して、ズームモータ17の駆動によりレンズ鏡筒2を撮影位置まで繰出す。また、電源スイッチ3からオフ信号を入力した場合も同様にして、レンズ鏡筒2を沈胴させて格納する。
The
フォーカスモータ25は、図示しない焦点検出装置で検出された焦点調節状態に基づいて、図示しないAFレンズを合焦位置まで駆動する。
The
図3は、レンズ鏡筒2が撮影位置まで繰出されたある状態におけるカメラの部分断面図である。レンズの非撮影位置(沈胴位置)から撮影位置までの繰り出し、撮影位置における倍率の変更(ズーミング)、および撮影位置から非撮影位置への沈胴は、上述したように1個のズームモータ17を駆動源として行なわれる。以下、各部の詳細を説明する。
図3において、ファインダズーム機構9は、レンズ鏡筒2のズームレンズL1およびL2のズーミング動作に連動して、ファインダ6の液体レンズ61および62をズーミング動作する。ズームレンズL1およびL2はレンズ駆動機構により駆動される。
FIG. 3 is a partial cross-sectional view of the camera in a state where the
In FIG. 3, the
−レンズ駆動機構−
図3を参照してレンズ駆動機構について説明する。
レンズ鏡筒2の固定筒21は、ビスなどによりカメラ本体1に固定されている。固定筒21の内側には、3本で1組の直進溝が2組、すなわち6本の直進溝が設けられている。なお、図3には、図示の都合上、直進溝21a、21b、21cおよび21dの4本を示す。固定筒21の内周側にカム筒22が設けられている。カム筒22は、そのギア部221にズームモータ17(図2参照)の駆動力が伝達されることで、光軸回りに回転する。カム筒22には、直進溝と対になる6本のカム溝が設けられている。なお、カム溝に関しても、図示の都合上、カム溝22a、22b、22cおよび22dの4本を示す。
-Lens drive mechanism-
The lens driving mechanism will be described with reference to FIG.
The
カム筒22の内周側には1群筒23が設けられ、その外周には3本のフォロアーピンが設けられている。なお、図3には、図示の都合上フォロアーピン23aおよび23bを示す。図3に示すように、フォロアーピン23aおよび23bは、カム筒22のカム溝22aおよび22bを貫通して、固定筒21の直進溝21aおよび21bにそれぞれ係合している。すなわち、3本のフォロアーピンは対になるカム筒22のカム溝を貫通して固定筒21の直進溝とそれぞれ係合している。このカム機構により、1群筒23はカム筒22および固定筒21に対して光軸方向へ進退する。
A
1群筒23の内側には、負の屈折率を有する1群レンズL1が固定され、1群レンズL1は1群筒23とともにカム筒22および固定筒21に対して、光軸方向に進退する。一方、カム筒22の内側には、2群レンズ枠24に保持された2群レンズL2(凸レンズ)が設けられている。2群レンズ枠24には3本のフォロアーピンが設けられている。なお、図3には、図示の都合上フォロアーピン24aおよび24bを示す。図3に示すように、2群レンズ枠24のフォロアーピン24aおよび24bは、カム筒22のカム溝22cおよび22dを貫通して固定筒21の直進溝21cおよび21dにそれぞれ係合している。すなわち、3本のフォロアーピンは対になるカム筒22のカム溝を貫通して固定筒21の直進溝とそれぞれ係合している。これにより2群レンズL2がカム筒22および固定筒21に対して光軸方向に進退する。カム筒22の回転に伴う1群レンズL1および2群レンズL2の固定筒21に対する進退によって、ズーミングがなされる。
A first group lens L1 having a negative refractive index is fixed inside the
ズームアップボタン7の操作によりズームアップが指示されると、ズームモータ17の駆動により、カム筒21が被写体側から見て時計回りに回転して1群レンズL1および2群レンズL2が被写体側へ前進するとともに、1群レンズL1と2群レンズL2との光軸方向の間隔が狭くなる。一方、ズームダウンボタン8の操作によりズームダウンが指示されると、ズームモータ17の逆方向への駆動により、カム筒21が被写体側から見て反時計回りに回転して、1群レンズL1および2群レンズL2は使用者側へ後退する。
When zoom-in is instructed by operating the zoom-up
1群レンズL1および2群レンズL2の後方には、フォーカスモータ25で駆動されるフォーカスレンズL3が設けられている。フォーカスモータ25からの駆動力は送りネジ251によりフォーカスレンズL3に伝達され、フォーカスレンズL3はカメラ本体1から光軸方向に突出して設けられた軸252に案内されて光軸方向に進退する。1群レンズL1および2群レンズL2を通過した被写体光は、フォーカスレンズL3を通過して撮像素子11に導かれ、フォーカスレンズL3がフォーカスモータ25からの駆動力により光軸方向に進退駆動することで、焦点調節が行なわれる。
A focus lens L3 driven by a
−ファインダ−
次に、図3、図4を参照してファインダ6について詳細に説明する。図4に示すように、ファインダ6は、屈折率可変の第1および第2液体レンズ61,62、ポロプリズム63、および接眼レンズ64を備えて構成され、図3に示すように、ファインダ保持枠60により保持されている。第1液体レンズ61、第2液体レンズ62、およびポロプリズム63により対物系を構成し、接眼レンズ64により接眼系を構成する。ファインダ6は、実像式ズームファインダであり、その倍率はファインダズーム機構9により可変とされる。第1液体レンズ61および第2液体レンズ62を通過した被写体光は、ポロプリズム63で4回反射されてポロプリズム63の面Aに結像する。面Aに結像した被写体像は、接眼レンズ64を介して使用者に観察される。
-Finder-
Next, the finder 6 will be described in detail with reference to FIGS. As shown in FIG. 4, the finder 6 includes first and second
図5を参照して第1の液体レンズ61について説明する。第2の液体レンズ62も同様に構成される。第1液体レンズ61の拡大図を示す図5において、第1液体レンズ61は、第1透明部材610、第2透明部材611、および円筒状の筒部材612を有する。筒部材612の一方の端部613には、第1透明部材610が接合され、筒部材612の他方の端部614には、第2透明部材611が接合される。筒部材612と第1透明部材610、および筒部材612と第2透明部材611は、たとえばシール材などを用いて接合され、筒部材612の内部にレンズ室LC1が形成される。第1透明部材610および第2透明部材611は、弾性変形可能な透明な薄膜材であり、これら第1透明部材610と第2透明部材611とが第1液体レンズ61の光学面を形成する。
The first
筒部材612の周面には、注入口616が設けられ、この注入口616には可撓性の管路101の一端が接続されている。管路101の他端は、図3に示す後述する第1ズーム機構91のシリンダ911の一端に接続されている。
An
レンズ室LC1には、所望の屈折率を有する所定量の液体615、たとえば水、油、アルコールなどが充填される。このとき、レンズ室LC1内に充填された液体615の圧力に応じて、第1透明部材610および第2透明部材611が変形する。すなわち、レンズ室内LC1に液体615が注入して加圧されると、第1透明部材610は、被写体側(矢印a1)に向かって凸に変形し、第2透明部材611は、使用者側(矢印a2)に向かって凸に変形する。この結果、第1液体レンズ61は凹レンズから変形して、凸の光学レンズとして機能する。レンズ室LC1内が減圧されると、第1透明部材610は使用者側(矢印b1)に向かって変形し、第2透明部材611は被写体側(矢印b2)に向かって変形する。この結果、第1液体レンズ61の屈折率は、正から負へと変更される。
The lens chamber LC1 is filled with a predetermined amount of
第2液体レンズ62についても、第1液体レンズ61と同様の構成を備える。すなわち、第1透明部材620、第2透明部材621、および円筒状の筒部材622で構成されるレンズ室LC2に注入される液体625が加圧されると正の屈折率が増加し、減圧されると正の屈折率が減少する。そして、筒部材622の周面に設けられた注入口626には、可撓性の管路102の一端が接続され、管路102の他端は後述する第2ズーム機構92のシリンダ921の一端に接続されている。
The second
−ファインダズーム機構−
図3において、ファインダズーム機構9は、第1ズーム機構91および第2ズーム機構92を備える。第1ズーム機構91は、シリンダ911、ピストン912、ピストンロッドである送りネジ913および第1ギア914を備え、第1液体レンズ61のレンズ室LC1の圧力を調整する圧力調整装置として機能する。ピストン912は、シリンダ911の内部に、図3における左右方向(矢印1および2の方向)に往復可能に設けられる。送りネジ913はピストン912に設けられた左ネジであり、先端に第1ギア914が取付けられている。第1ギア914は前述したギア部221と噛み合い、カム筒22の回転により駆動してピストン912を矢印1または2の方向へ駆動する。第2ズーム機構92は、第1ズーム機構91と同様の構成を備え、第2液体レンズ62のレンズ室LC2の圧力を調整する圧力調整装置として機能する。なお、送りネジ923はピストン922に設けられた右ネジであり、先端に第2ギア924が取付けられている。また、図3においては第2ギア924とギア部221が噛み合っていないが、これは図示の都合によるものであり、第1ズーム機構91の場合と同様に第2ギア924とギア部221とは噛み合っている。
-Viewfinder zoom mechanism-
In FIG. 3, the
図3を用いて、レンズ鏡筒2のズームレンズL1およびL2のズーミングに伴うファインダ6およびファインダズーム機構9の動作について説明する。
ズームアップボタン7の操作によりズームアップが指示されると、CPU14はズームモータドライバ16を介してズームモータ17を駆動する。ズームモータ17の駆動力は、ギア部221から第1ギア914および第2ギア924を反時計回りに回転する。送りネジ913は左ネジなので、第1ギア914の被写体側から見て反時計回りの回転にともない、ピストン912は矢印1の方向へ駆動する。その結果、ピストン912の駆動量に応じてシリンダ911内の液体615が管路101を通ってレンズ室LC1に注入され、レンズ室LC1が加圧される。
The operations of the finder 6 and the
When zoom-in is instructed by operating the zoom-up
第2ギア924と一体の送りネジ923は右ネジなので、第2ギア924の反時計回りの回転により、ピストン922は矢印2の方向へ駆動する。その結果、ピストン922の駆動量に応じてレンズ室LC2内の液体625が管路102を通ってシリンダ92に吸引され、レンズ室LC2が減圧される。すなわち、カム筒22の時計回りの回転運動に伴い、ピストン912および922が相反する方向へ移動するので、第1液体レンズ61および第2液体レンズ62の内圧が相反して増減する。
Since the
上述のようにレンズ鏡筒2のズームレンズL1、L2のズームアップ動作に伴い、第1液体レンズ61が加圧され、第2液体レンズ62が減圧されると、第1液体レンズ61および第2液体レンズ62の光学面の曲率が変化して、図3に破線で示す形状になる。この結果、第1液体レンズ61および第2液体レンズ62のそれぞれの屈折率が変化して変倍比が変わるので、ファインダ6の光学系がズームアップされる。
As described above, when the first
ズームダウンボタン8の操作によりテレ側からワイド側へズームダウンが指示されると、ズームモータ17の駆動力がギア部221に伝達され、カム筒22が被写体側からみて反時計回りに回転する。そして、上述した動作と逆の動作により、レンズ室LC1は減圧され、レンズ室LC2は加圧されて第1の液体レンズ61および第2液体レンズ62は実線で示す形状となる。その結果、第1液体レンズ61および第2液体レンズ62のそれぞれの屈折率が変化して変倍比が変わるので、ファインダ6の光学系がズームダウンされる。
When zooming in from the tele side to the wide side is instructed by operating the zoom down
電源スイッチ3により電源オフが指示されると、ズームモータ17の駆動力によりレンズ鏡筒2はワイド端を経由して非撮影位置まで沈胴する。レンズ鏡筒2がワイド端から沈胴位置まで駆動する場合に、ギア部221の駆動がファインダズーム機構9に伝達されないように、不図示のクラッチを設け、ギア部221と第1ギア914およびギア部221と第2ギア924とを切り離す。そのため、第1液体レンズ61および第2液体レンズ62の曲率は、ワイド端の状態における曲率から変化しない。
When the
以上で説明した実施の形態によるデジタルカメラによれば、以下の作用効果が得られる。
(1)ズームアップボタン7またはズームダウンボタン8により撮影倍率の変更が指示されると、レンズ鏡筒2のズームレンズL1、L2の駆動に連動して、ファインダズーム機構9により第1液体レンズ61および第2液体レンズ62の双方の位置を固定したまま、それらの屈折率を変化させてファインダ光学系の倍率を変更するようにした。その結果、ズームレンズL1、L2のズーミングをファインダ6の光学系に機械的に伝達する複雑な連動機構や、ファインダ6のレンズを機械的に駆動するズーミング機構が不要になるので、簡単な構成でズームレンズL1、L2のズーミングとファインダ6のズーミングを連動できる。
According to the digital camera according to the embodiment described above, the following operational effects can be obtained.
(1) When a change in photographing magnification is instructed by the zoom up
(2)ズームレンズL1、L2を駆動するカム筒22に設けたギア部221を第1ギア914および第2ギア924に噛合させて、ズーミングによるギア部221の駆動による運動エネルギーをファインダズーム機構9に伝達するようにした。したがって、簡単な構成でズームレンズL1、L2のズーミングとファインダ6のズーミングとを連動させるので、小型化に寄与することができる。
(2) The
(3)ズームレンズL1、L2のズームアップ動作に連動して、第1液体レンズ61および第2液体レンズ62のそれぞれの内圧が相反して増減することにより屈折率が変化し、ファインダ6の変倍比を変更するようにした。したがって、ファインダ6のレンズを機械的に駆動する機構を用いずにスムーズなズーミングをすることができるので、機械的な動作不良の発生を無くし、像ゆれ、像とびが無くなりズームレンズL1、L2とファインダ6のズーミングを確実に連動させることができる。
(3) In conjunction with the zoom-up operation of the
(4)ファインダズーム機構9をシリンダ911、921およびピストン912、922で構成した。したがって、簡単な構成でレンズ鏡筒2とファインダ6のズーミングを連動させるので、ファインダズーム機構9の小型化が可能になる。
(4) The
(5)第1液体レンズ61および第2液体レンズ62とファインダズーム機構9とを可撓性の管路101、102で接続した。したがって、レンズ鏡筒2およびファインダズーム機構9の配置に対してファインダ6を配置する位置の自由度が上がるので、カメラ本体1のデザインの自由度を向上させることができる。
(5) The first
以上で説明した実施の形態によるデジタルカメラを以下のように変形できる。
(1)内圧の変化により屈折率が変化する第1液体レンズ61および第2液体レンズ62に代えて、印加電圧に応じて屈折率が変化する電気式液体レンズを用いてもよい。これらの電気式液体レンズでは、それぞれの内部に封入された性質の異なる2種類の液体で形成される境界面が、電源から印加される電圧値に応じて変化して屈折率が変化する。この場合、ズームアップボタン7またはズームダウンボタン8の操作により出力されるズームアップ信号またはズームダウン信号に応じて、CPU14は電気式液体レンズのそれぞれに印加する電圧値を制御すればよい。
The digital camera according to the embodiment described above can be modified as follows.
(1) Instead of the first
(2)送りネジ923を右ネジにするものに代えて、ギア部221と第2ギア924との間にアイドルギアを設け、送りネジ923を左ネジにして、カム筒22の回転に伴いピストン912とピストン922とが相反する方向へ駆動するようにしてもよい。
(2) Instead of using the right screw as the
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限定されるものではなく、本発明の技術的思想の範囲内で考えられるその他の形態についても、本発明の範囲内に含まれる。 In addition, the present invention is not limited to the above-described embodiment as long as the characteristics of the present invention are not impaired, and other forms conceivable within the scope of the technical idea of the present invention are also within the scope of the present invention. included.
2 レンズ鏡筒 6 ファインダ
9 ファインダズーム機構 61 第1液体レンズ
62 第2液体レンズ 91 第1ズーム機構
92 第2ズーム機構 222 ギア部
911、921 シリンダ 912、922 ピストン
914 第1ギア 924 第2ギア
L1 1群レンズ L2 2群レンズ
2 Lens barrel 6
Claims (5)
前記撮影レンズの倍率を変更するズーム手段と、
光学系に液体レンズを有する光学ファインダと、
前記ズーム手段による前記撮影レンズの倍率の変更に連動して前記液体レンズの屈折率を変更し、前記光学ファインダの倍率を変更するファインダズーム手段とを備えることを特徴とするカメラ。 A photographic lens for guiding subject light to the image sensor;
Zoom means for changing the magnification of the taking lens;
An optical viewfinder having a liquid lens in the optical system;
A camera comprising: a finder zoom unit that changes a refractive index of the liquid lens in conjunction with a change in magnification of the photographing lens by the zoom unit, and changes a magnification of the optical finder.
前記液体レンズは前記光学ファインダ内の所定の位置に固定されていることを特徴とするカメラ。 The camera of claim 1,
The camera, wherein the liquid lens is fixed at a predetermined position in the optical viewfinder.
前記ファインダズーム手段は、前記ズーム手段で前記撮影レンズを移動する際に生じる運動エネルギーを用いて前記液体レンズの屈折率を変更することを特徴とするカメラ。 The camera according to claim 1 or 2,
The camera according to claim 1, wherein the finder zoom unit changes a refractive index of the liquid lens by using kinetic energy generated when the photographic lens is moved by the zoom unit.
前記光学ファインダは2群の前記液体レンズを有し、
前記ファインダズーム手段は、前記液体レンズのそれぞれの内圧を相反して増減することを特徴とするカメラ。 The camera according to any one of claims 1 to 3,
The optical viewfinder has two groups of the liquid lenses,
The camera, wherein the finder zoom means increases or decreases the internal pressure of each of the liquid lenses in a reciprocal manner.
前記ファインダズーム手段は、ピストンおよびシリンダを備え、
前記シリンダは、前記撮影レンズの移動に連動して、前記シリンダ内部を駆動することを特徴とするカメラ。
The camera according to any one of claims 1 to 4,
The finder zoom means includes a piston and a cylinder,
The camera, wherein the cylinder drives the inside of the cylinder in conjunction with the movement of the photographing lens.
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