JP2010085888A - レンズ鏡筒、撮像装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】レンズ鏡筒(120)は、複数のレンズからなる光学系の物体側に位置する第1レンズ群(1)と、第1レンズ群を駆動する駆動手段(12,13,16)と、第1レンズ群より光学系の像側に配置されるとともに、その光学系の焦点距離を変更可能な第1状態(撮影領域A)と第1状態に対して複数のレンズの間隔が狭い第2状態(収納領域B)とに変更可能な第2レンズ群(2)と、第2レンズ群の第1状態から第2状態への変更に伴って、駆動手段(12,13,16)により第1レンズ群を像側へ駆動させる制御手段(18)とを備えるものとした。
【選択図】図2−1
Description
請求項1の発明は、複数のレンズからなる光学系の被写体側に位置する第1レンズ群(1)と、前記第1レンズ群を駆動する駆動手段(12,13,16)と、前記第1レンズ群より前記光学系の像側に配置されるとともに、前記光学系の焦点距離を変更可能な第1状態(撮影領域A)と前記第1状態に対して前記複数のレンズの間隔が狭い第2状態(収納領域B)とに変更可能な第2レンズ群(2)と、前記第2レンズ群の前記第1状態から前記第2状態への変更に伴って、前記駆動手段(12,13,16)により前記第1レンズ群を前記像側へ駆動させる制御手段(18,28)と、を備えるレンズ鏡筒(120,220)である。
請求項2の発明は、請求項1に記載のレンズ鏡筒において、操作されることにより、前記第2レンズ群(2)を前記第1状態(撮影領域A)から前記第2状態(収納領域B)に変更する操作部材(5)を備え、前記制御手段(18,28)は、前記操作部材の操作に応じて前記駆動手段(12,13,16)により前記第1レンズ群(1)を前記像側へ駆動すること、を特徴とするレンズ鏡筒(120)である。
請求項3の発明は、請求項1又は請求項2に記載のレンズ鏡筒において、前記第2レンズ群(2)の位置を検出する検出手段(15)を備え、前記制御手段(18)は、前記検出手段による検出結果に基づいて前記第2レンズ群が前記第2状態(収納領域B)であることを検出した場合に前記第1レンズ群(1)を前記像側へ駆動すること、を特徴とするレンズ鏡筒(120)である。
請求項4の発明は、請求項1から請求項3までのいずれか1項に記載のレンズ鏡筒において、前記第2レンズ群(2)が前記第2状態(収納領域B)に変移することを禁止する禁止手段を備え、前記制御手段は、前記禁止手段が解除された場合に前記第1レンズ群(1)を前記像側へ駆動すること、を特徴とするレンズ鏡筒(220)である。
請求項5の発明は、請求項1から請求項4までのいずれか1項に記載のレンズ鏡筒において、前記第1レンズ群(1)は、前記光学系の焦点調節を行うこと、を特徴とするレンズ鏡筒(120,220)である。
請求項7の発明は、請求項1から請求項6までのいずれか1項に記載のレンズ鏡筒(120,220)を備える撮像装置(100,200)である。
請求項8の発明は、請求項7に記載の撮像装置において、前記レンズ鏡筒を撮像装置本体部に着脱可能に係合する係合手段と、前記係合を解除可能とする解除部材とを備え、前記制御手段は、前記解除部材が操作された場合に前記第1レンズ群を前記像側へ駆動可能とすること、を特徴とする撮像装置である。
なお、本発明をわかりやすく説明するために、実施形態を示す図面の符号に対応付けて説明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、後述の実施形態の構成を適宜改良してもよく、また、少なくとも一部を他の構成物に代替させてもよい。さらに、その配置について特に限定のない構成要件は、実施形態で開示した配置に限らず、その機能を達成できる位置に配置することができる。
図1は、第1実施形態のカメラを示す図である。
第1実施形態のカメラ100は、カメラボディ110と、カメラボディ110に対して着脱可能な交換レンズであるレンズ鏡筒120とを備えている。
カメラボディ110は、レンズ鏡筒120側の側面に、レンズ鏡筒120をカメラボディ110から取り外し可能とする着脱ボタン111と不図示のマウント部とを備え、内部に不図示の撮像素子とCPU112(図3参照)を備えている。
レンズ鏡筒120は、略円筒形状であって一方の端部にカメラボディ110に着脱可能とするマウント部3(図2参照)を備えるズームレンズであり、内部には光軸O方向に沿って複数のレンズが配置されている。本実施形態のレンズ鏡筒120は、ズーム環5を矢印C方向又は矢印D方向へ回転させることにより、手動でズーミング可能であるが、フォーカシングはカメラボディ110に備えられたCPU112からの信号によって制御され、手動でのフォーカシングが不可能となっている。
また、カメラボディ110とレンズ鏡筒120とは、例えば、バヨネット式のマウント部をそれぞれ備え、このマウント部によりカメラボディ110にレンズ鏡筒120が装着される形態となっている。
このカメラボディ110にレンズ鏡筒120が装着された状態において、使用者が着脱ボタン111を押すと、マウント部分の係合が外れ、レンズ鏡筒120をカメラボディ110から取り外すことが可能である。
図3は、第1実施形態のカメラを説明するブロック図である。
図1〜3に示すように、本実施形態のレンズ鏡筒120は、第1レンズ群1、第2レンズ群2、マウント部3、外固定筒4、ズーム環5、直進キー6、内固定筒7、カム筒8、移動枠9、第2保持枠10、筒部材11、第1保持枠12、フォーカス連動リング13、フォーカスエンコーダ14、ズームエンコーダ15、モータ16、ギア17、制御部18等を備えている。
第1レンズ群1は、第1保持枠12に保持されている。また、第2レンズ群2は、第2保持枠10に保持されている。この第1レンズ群1及び第2レンズ群2は、ズーム動作時には、カム機構(直進キー6,内固定筒7,カム筒8,移動枠9)等によってともに光軸O方向に移動可能である。しかし、フォーカス動作時には、第1レンズ群1のみが、光軸O方向に移動可能であり、第2レンズ群2は光軸O方向には移動しない。
外固定筒4は、レンズ鏡筒120の外周側であってマウント部3側に設けられた略円環形状の部材である。本実施形態の外固定筒4の外周面には、ズーム環5の回転規制を解除する回転規制解除ボタン121(図1参照)や、ズーム環5の回転量の表示に用いられる後述のボタン4a(図4参照)が設けられている。
ズーム環5は、略円筒形状であり、レンズ鏡筒120の外周側であって外固定筒4より被写体側に設けられた部材である。ズーム環5は、光軸O回りに回転可能であるが、光軸O方向には移動不可能に設けられている。このズーム環5が光軸O回りに所定量回転することにより、後述のカム筒8等が駆動され、レンズ鏡筒120のズーム動作を行うことができる。
直進キー6は、ズーム環5の内径側に配置されている。この直進キー6には、不図示の溝部が後述するカム筒8のカムピン8aが係合しており、ズーム環5の回転に連動してカム筒8を光軸O方向にガイドする。
カム筒8は、内固定筒7の内径側に配置された略円筒形状の部材である。カム筒8には、移動枠9のカムピン9bや第2保持枠10のカムピン10aが係合する不図示のカム溝が形成されている。また、カム筒8の外周面には、内固定筒7を介して直進キー6とカム係合するカムピン8a、内固定筒7とカム係合するカムピン8bが設けられている。
第2保持枠10は、移動枠9の内径側であって光軸O方向の像側に配置された略円環形状の部材である。第2保持枠10は、第2レンズ群2を保持している。また、第2保持枠10は、外周側に形成されたカムピン10aが移動枠9及びカム筒8のカム溝とカム係合しており、ズーム環5の光軸O回りの回転に連動して、光軸Oに沿って移動可能である。
また、第1保持枠12は、光軸Oに沿ってマウント部3側(像側)に延在する腕部12aを有している。この腕部12aは、後述するフォーカス連動リング13に形成された溝部13aに係合しており、フォーカス動作時等には、フォーカス連動リング13の回転によって光軸O方向へ移動可能である。
径方向において第1保持枠12とズーム環5との間には、筒部材11が設けられている。この筒部材11は、ズーム環5の回転に連動して、光軸O方向に移動可能に設けられている。
モータ16の駆動力は、モータ16の被写体側に設けられたギア17を介してフォーカス連動リング13へ伝達される。モータ16は、例えば、回転型の超音波モータを用いてもよいし、リニア型のモータや、超音波領域の振動を利用しない電気機械変換アクチュエータ等の他のアクチュエータ等を用いてもよい。
このフォーカス連動リング13は、モータ16の駆動によって光軸O回りに回転し、この回転により腕部12aを介して第1保持枠12が光軸O方向に移動する。すなわち、モータ16の駆動により、第1レンズ群1が光軸O方向に駆動される。
本実施形態のフォーカスエンコーダ14が検出したフォーカス連動リング13の回転量に関する情報は、制御部18へ伝達される。
ズームエンコーダ15は、内固定筒7の外径側であって、フォーカスエンコーダ14より像側(マウント部3側)に設けられている。このズームエンコーダ15は、ズーム環5の光軸O回りの回転量を検出する機能を有する。
ズームエンコーダ15が検出したズーム環5の回転量に関する情報は、制御部18へ伝達される。
CPU112は、カメラボディ110内に設けられ、カメラ100の撮影時における様々な演算や制御を行う。
外固定筒4のボタン4aは、ズーム環5の回転量が撮影領域A内であるか、収納領域B内であるかを使用者に示す指示部材である。ボタン4aがズーム環5の指標「W」と指標「T」の間に位置する場合は、ズーム環5の回転量が撮影領域A内にあることを示し、ボタン4aがズーム環5の指標「W」と指標「○」の間に位置する場合は、ズーム環5の回転量が収納領域B内にあることを示している。
また、ズーム環5のボタン4aと指標「W」が一致した状態は、レンズ鏡筒120がワイド端(図2(b)参照)であることを示し、ボタン4aと指標「T」が一致した状態は、レンズ鏡筒120がテレ端(図2(c),(d)参照)であることを示している。そしてボタン4aと指標「○」とが一致した状態は、レンズ鏡筒120が最短まで短縮された収納状態(図2(a)参照)であることを示している。
そして、回転規制機構は、レンズ鏡筒120の外周面に設けられた回転規制解除ボタン121(図1参照)を押すことにより、規制が解除される。これにより、ズーム環5の回転規制が解除され、ズーム環5は、収納領域Bの範囲内へ回転可能となる。
(1)ズーム動作
レンズ鏡筒120が、カメラボディ110に装着され、ワイド端(例えば、図2(b)参照)の状態であるとする。このとき、図4に示すように、外固定筒4のボタン4aは、ズーム環5に設けられた指標「W」と一致している。
使用者が手動でズーム環5を矢印C方向へ光軸O回りに回転させると、ズーム環5の外周に設けられた指標「T」は、ボタン4aの方向へ移動する。
ズーム環5の回転運動は、直進キー6及び内固定筒7を介してカム筒8に伝達され、カム筒8は、回転しながら光軸O方向に沿って被写体側へ移動する。これに伴い、移動枠9、第2保持枠10及び第1保持枠12が光軸Oに沿って被写体側へ移動し、第1レンズ群1及び第2レンズ群2も光軸Oに沿って移動し、ズーミングが行われる。図2(c)は、テレ端の状態を示し、このとき、レンズ鏡筒120の鏡筒長は、ワイド端における鏡筒長よりも長くなる。
そして、使用者が、ズーム動作を行った状態からズーム環5を矢印D方向へ回転させると、指標「W」がボタン4aと一致する位置(ワイド端の状態)まではズーム環5は回転可能であるが、その位置から収納領域B側へのズーム環5の回転は、回転規制機構により規制される。
レンズ鏡筒120のフォーカス動作について説明する。
使用者は、ズーム環5を回転させてズーム動作を行い、所望のズーム位置を決定した後、カメラボディ110に設けられたレリーズボタンを半押しする。すると、カメラボディ110内のCPU122から、フォーカス動作を指示する情報が制御部18へ伝達される。制御部18は、その情報に基づいてモータ16に駆動信号を与える。この駆動信号により、モータ16が駆動され、ギア17を介してフォーカス連動リング13が回転駆動される。
フォーカス連動リング13の回転により、第1保持枠12の腕部12aが光軸Oに沿って被写体側へ移動し、第1レンズ群1が合焦位置に到達する(例えば、図2(d)参照)。本実施形態では、至近に合焦した場合の方が、無限遠に合焦した場合よりも第1レンズ群1が被写体側へ繰り出した形態となっており、レンズ鏡筒120の鏡筒長(光軸O方向における長さ)は、テレ端で至近に合焦した状態で最も長くなる。
レンズ鏡筒120における鏡筒長の短縮動作について説明する。
例えば、使用者は、レンズ鏡筒120が図2(d)に示すようなテレ端である状態から、ズーム環5を矢印D方向へ回転させていく。
そして、レンズ鏡筒120がワイド端に達してズーム環5の回転が規制される位置まで回転させると、回転規制機構によりズーム環5の回転が規制されて、ズーム環5は、それ以上の回転ができなくなる。
この状態で、使用者が、回転規制解除ボタン121を押すと、ズーム環5の回転規制が解除される。そして、ズーム環5は、さらに収納領域B側へ進む方向(図4に示す矢印D方向)へ回転可能となる。
そうすると、ズームエンコーダ15からのズーム環5の回転量に関する情報から、制御部18は、ズーム環5の収納領域B内へ回転したことを検知する。そして、制御部18は、フォーカスエンコーダ14からの情報に基づき、第1レンズ群1を図2(a)に示す収納位置まで移動させるようにモータ16へ駆動信号を送る。これにより、第1レンズ群1は、合焦等のために被写体側へ移動して繰り出していた位置から、像側(カメラボディ110側)の収納位置へ移動する。
この収納状態において、第1レンズ群1と第2レンズ群2との光軸O方向における間隔は、最短となり、かつ、レンズ鏡筒120の鏡筒長(光軸O方向における長さ)は、最短となる。この収納状態では、第1レンズ群1と第2レンズ群2との光学的な位置関係が近すぎるため、レンズ鏡筒120は、カメラボディ110内の撮像素子表面上に合焦不可能である。
なお、上述したレンズ鏡筒120の鏡筒長の短縮動作において、レンズ鏡筒120の光学系がどのような位置の被写体に合焦している場合であっても(すなわち、無限遠に合焦している場合であっても、至近に合焦している場合であっても)、使用者は、ズーム環5を収納領域B内へ回転させることにより、図2(a)に示すような第1レンズ群1の収納位置への移動を行うことができる。
使用者は、着脱ボタン111を押してマウント部3とカメラボディ110のマウント部との係合を解除し、最短長となったレンズ鏡筒120をカメラボディ110から外して、レンズ鏡筒120を鏡筒長が最短の状態で収納することが可能となる。
制御部18は、ズームエンコーダ15からの情報により検出されたズーム環5の位置から、レンズ鏡筒120が収納状態であることを検知し、CPU122にその情報を伝達する。CPU122は、例えば、カメラボディ110の撮影者側に設けられた不図示の表示画面やファインダー内の表示部等に合焦不能であることを表示したり、使用者にワイド端となる位置までズーム環5を回転させる指示を表示したりする。
使用者は、ズーム環5を図2及び図4に示す矢印C方向へ、ボタン4aと指標「W」とが一致するまで回転させる。ボタン4aがズーム環5の指標「W」と一致し、回転が規制された領域(撮影領域A)に入ると、ズーム環5の収納領域B側への回転が規制される。そして、ズーム環5は、撮影領域A内でのみ回転可能となる。
通常、フォーカス動作が、カメラボディ内のCPUによって制御され、手動で行うことが不可能なレンズ鏡筒の場合、図2(b)〜(d)に示すような第1レンズ群1が被写体側へ移動したままの状態で、着脱ボタンを押してカメラボディからレンズ鏡筒を外すと、モータがカメラボディのCPUからの信号を受信できなくなる。そのため、第1レンズ群1が被写体側へ移動したままの状態であってレンズ鏡筒の鏡筒長が長いまま保管しなければならなくなり、携帯時にかさ張ったり、レンズが衝撃等により破損したりする可能性がある等の問題があった。
従って、フォーカス動作等により第1レンズ群1が被写体側へ移動したままの状態で、ズーム環5を回転させて鏡筒長を縮める短縮動作を行ったとしても、ズーム環5の回転に伴って第1レンズ群1及び第2レンズ群2が像側へ移動する。そして、第1レンズ群1と第2レンズ群2との間隔が最短となる収納状態とすることができる。よって、使用者は、鏡筒長の短縮作業を容易に行うことができる。
また、撮影時には、ズーム環5は、回転規制機構により回転が規制され、合焦不可能な収納領域B側へは回転しない。従って、使用者が、撮影時に収納領域B側へズーム環5を回転させてしまうことを防ぐことができる。
図5は、第2実施形態のカメラを説明するブロック図である。
第2実施形態のカメラ200は、レンズ鏡筒220内のズームエンコーダ25が撮影領域Aの範囲内におけるズーム環5の回転量のみを検出し、制御部28が回転規制解除ボタン221の操作を検出する点が異なる以外は、第1実施形態に示すカメラ100と略同様の形態である。よって、第1実施形態と同様の機能を果たす部分には、同一の符号又は末尾に同一の符号を付して、重複する符号を適宜省略する。
第2実施形態の制御部28は、レンズ鏡筒220の回転規制解除ボタン221が操作されたことを検知する機能を備える。
また、第2実施形態のズームエンコーダ25は、ズーム環5の回転に関して、撮影領域A内の回転量のみを検出し、撮影領域Aから収納領域Bへの回転や収納領域B内での回転量は検出しない。
使用者は、レンズ鏡筒220の回転規制解除ボタン221を押し、ズーム環5の収納領域B側への回転規制を解除する。すると、回転規制解除ボタン221が操作された信号が制御部28へ伝達され、制御部28が回転規制解除ボタンの操作を検出する。制御部28は、フォーカスエンコーダ14が検出したフォーカス連動リング13の回転量の情報を基に、第1レンズ群1の位置や収納位置までの移動距離や方向等を算出する。
次に、制御部28は、算出した第1レンズ群1の位置等に基づいて、モータ16を駆動してフォーカス連動リング13を回転させる。これにより、第1保持枠12が光軸Oに沿ってカメラボディ110側(像側)に移動し、第1レンズ群1が収納位置まで像側へ移動する。
使用者は、ズーム環5を矢印D方向へ、ズーム環5の指標「○」が外固定筒4のボタン4aと一致するまで回転させ、レンズ鏡筒120をの鏡筒長を短縮する。ボタン4aと指標「○」とが一致すると、第1レンズ群1と第2レンズ群2との光軸O方向における間隔は最短となり(収納状態)、レンズ鏡筒220の鏡筒長は、最短となる。
また、本実施形態によれば、ズームエンコーダ25は、撮影領域A内におけるズーム環5の回転量のみを検出すればよいので、ズームエンコーダ25を簡略化できる。
以上説明した実施形態に限定されることなく、種々の変形や変更が可能である。
(1)各実施形態において、レンズ鏡筒120,220は、ズーム動作により、至近に合焦する場合に最も第1レンズ群1が被写体側に移動する形態である例を示したが、これに限らず、例えば、無限遠に合焦する場合に最も第1レンズ群1が被写体側へ移動する形態であってもよい。
また、この場合、例えば、CPUがレンズ鏡筒を取り外すための着脱ボタンの操作を検出することにより、第1レンズ群1が像側へ移動する形態としてもよい。
図6に示す変形形態のカメラ300は、CPU312を備えるカメラボディ310と、レンズ鏡筒320とを有している。
このカメラ300において、CPU312は、レンズ鏡筒320を取り外すための着脱ボタン311の操作を検出すると、モータ16を駆動して第1レンズ群1を像側へ移動させる構成となっている。このような形態とすれば、レンズ鏡筒320をカメラボディ310から取り外すための着脱ボタン311を押せば、自動的に第1レンズ群1が収納位置まで像側へ移動するので、鏡筒長の短縮動作が容易である。
なお、上述の実施形態及び変形形態は、適宜組み合わせて用いることもできるが、詳細な説明は省略する。また、本発明は以上説明した各実施形態によって限定されることはない。
Claims (9)
- 複数のレンズからなる光学系の被写体側に位置する第1レンズ群と、
前記第1レンズ群を駆動する駆動手段と、
前記第1レンズ群より前記光学系の像側に配置されるとともに、前記光学系の焦点距離を変更可能な第1状態と前記第1状態に対して前記複数のレンズの間隔が狭い第2状態とに変更可能な第2レンズ群と、
前記第2レンズ群の前記第1状態から前記第2状態への変更に伴って、前記駆動手段により前記第1レンズ群を前記像側へ駆動させる制御手段と、
を備えるレンズ鏡筒。 - 請求項1に記載のレンズ鏡筒において、
操作されることにより、前記第2レンズ群を前記第1状態から前記第2状態に変更する操作部材を備え、
前記制御手段は、前記操作部材の操作に応じて前記駆動手段により前記第1レンズ群を前記像側へ駆動すること、
を特徴とするレンズ鏡筒。 - 請求項1又は請求項2に記載のレンズ鏡筒において、
前記第2レンズ群の位置を検出する検出手段を備え、
前記制御手段は、前記検出手段による検出結果に基づいて前記第2レンズ群が前記第2状態であることを検出した場合に前記第1レンズ群を前記像側へ駆動すること、
を特徴とするレンズ鏡筒。 - 請求項1から請求項3までのいずれか1項に記載のレンズ鏡筒において、
前記第2レンズ群が前記第2状態に変移することを禁止する禁止手段を備え、
前記制御手段は、前記禁止手段が解除された場合に前記第1レンズ群を前記像側へ駆動すること、
を特徴とするレンズ鏡筒。 - 請求項1から請求項4までのいずれか1項に記載のレンズ鏡筒において、
前記第1レンズ群は、前記光学系の焦点調節を行うこと、
を特徴とするレンズ鏡筒。 - 請求項5に記載のレンズ鏡筒において、
前記第2レンズ群は、
前記第1状態において、前記第1レンズ群との間隔を変更することにより、前記光学系の焦点距離を変更可能であり、
前記第2状態において、前記第1レンズ群の駆動に係わらず前記光学系を合焦とすることが不可能となること、
を特徴とするレンズ鏡筒。 - 請求項1から請求項6までのいずれか1項に記載のレンズ鏡筒を備える撮像装置。
- 請求項7に記載の撮像装置において、
前記レンズ鏡筒を撮像装置本体部に着脱可能に係合する係合手段と、前記係合を解除可能とする解除部材とを備え、
前記制御手段は、前記解除部材が操作された場合に前記第1レンズ群を前記像側へ駆動可能とすること、
を特徴とする撮像装置。 - 複数のレンズからなる光学系の被写体側に位置する第1レンズ群と、
前記第1レンズ群を駆動する駆動手段と、
前記第1レンズ群より前記光学系の像側に配置されるとともに、前記光学系の焦点距離を変更可能な第1状態と前記第1状態に対して前記複数のレンズの間隔が狭い第2状態とに変更可能な第2レンズ群と、
前記第2レンズ群の前記第1状態から前記第2状態への変更に伴って、前記駆動手段により前記第1レンズ群を前記像側へ駆動させる制御手段と、
を備える撮像装置。
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