JP2010281941A - レンズ鏡筒、レンズシステムおよび撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】光学径の駆動機構を簡素にしたレンズ鏡筒を提供すること。
【解決手段】本レンズ鏡筒は、光学系を収容するとともに、内部と外部とを連通する開口部を有する鏡筒と、鏡筒内に配置され、前記光学系を該光学系の光軸方向に駆動する駆動部材と、前記鏡筒の前記開口部から露出して設けられ、前記駆動部材に動力を伝達する伝達手段とを備えている。
【選択図】図２

Description

本発明は、レンズ鏡筒、レンズシステムおよび撮像装置に関し、特に、光学系を光軸方向に駆動することができるレンズ鏡筒、レンズシステムおよび撮像装置に関する。

撮像装置に用いられるレンズ鏡筒は、例えばズームや焦点を合わせるため光学系を光学系の光軸方向に駆動可能となっている。特許文献１には、ズームのためのレンズの駆動を手動および電動で行なうことが可能であり、手動と電動とを切り替えることが可能な操作装置が記載されている。

特開２００６−２９２９６８号公報

しかしながら、特許文献１の技術では手動と電動機能の両方を備えているため、構成が複雑となる。本発明は、駆動機構を簡素にすることを目的とする。

本レンズ鏡筒（１０）は、光学系（Ｌ１〜Ｌ３）を収容するとともに、内部と外部とを連通する開口部（４５）を有する鏡筒（４０）と、鏡筒内に配置され、前記光学系を該光学系の光軸方向に駆動する駆動部材（３０）と、前記鏡筒の前記開口部から露出して設けられ、前記駆動部材に動力を伝達する伝達手段（３２）とを備えている。

上記構成において、前記開口部は、前記伝達手段に駆動力を入力する複数の動力部材（６０、８０）を選択的に装着可能な装着部を有する構成とすることができる。

上記構成において、前記複数の動力部材は、モータ（６４）を有する電動ユニット（６０）と、手動で回転操作可能な手動ユニット（８０）と、を含む構成とすることができる。

上記構成において、前記開口部は、前記電動ユニットと電気的に接続する接点（２８）を具備する構成とすることができる。

上記構成において、前記伝達手段は、前記駆動部材に設けられたギアである構成とすることができる。

本レンズ鏡筒セットは、上記レンズ鏡筒（１０）と、前記伝達手段（３２）に駆動力を入力するモータ（６４）を有するとともに前記開口部（４５）に着脱な電動ユニット（６０）と、前記伝達手段に駆動力を入力する回転操作部材（９０）を有するとともに前記開口部に着脱可能な手動ユニット（８０）と、を備える。

本撮像装置は、上記レンズ鏡筒（１０）と、前記光学系（Ｌ１〜Ｌ３）による像を撮像する撮像部（１００）と、を備える。

本発明によれば、駆動機構を簡素にすることができる。

図１は、撮像装置の模式図である。 図２は、レンズ鏡筒の模式図である。 図３は、手動ユニットが装着されたレンズ鏡筒の模式図である。 図４は、手動ユニットの断面模式図である。 図５は、電動ユニットが装着されたレンズ鏡筒の模式図である。 図６は、電動ユニットの断面模式図である。

以下、図面を参照して本発明の実施例を説明する。

図１は、実施例１に係る撮像装置の模式図である。図１のように撮像装置２００は、撮像部１００と、レンズ鏡筒１０と、を備える。レンズ鏡筒１０は、例えばレンズ群Ｌ１〜Ｌ３を有している。撮像部１００はレンズ鏡筒１０のレンズによる像を撮像する。撮像部１００は、筐体１１０と、筐体１１０内に収容された主鏡１１２、ペンタプリズム１１４、接眼光学系１１６等を含む。また、撮像部１００は、焦点検出装置１３０と、シャッタ１３４と、撮像素子１３８と、メインＬＣＤ１４０と、主制御部１５０と、を有する。

主鏡１１２は、図１の実線と破線とで示したように移動することができる。図１の実線の状態では、レンズ鏡筒１０から入射した入射光の大半は図１の一点鎖線のように主鏡１１２により上方に反射され、フォーカシングスクリーン１２２に至る。フォーカシングスクリーン１２２は、レンズ鏡筒１０内の光学系の合焦位置に配置されており、フォーカシングスクリーン１２２上に画像が結像する。

ペンタプリズム１１４は、フォーカシングスクリーン１２２に結像された画像の光を、反射する。反射された光は、ハーフミラー１２４を介して、接眼光学系１１６に至る。これにより、接眼光学系１１６では、フォーカシングスクリーン１２２上の映像を正像として観察することができる。ハーフミラー１２４は、ファインダＬＣＤ１２６に形成された撮影条件や設定条件等を示す表示画像をフォーカシングスクリーン１２２の映像に重畳させる。したがって、接眼光学系１１６の出射端において、フォーカシングスクリーン１２２の映像とファインダＬＣＤ１２６の画像とが重ね合わせられた状態で観察できる。なお、ペンタプリズム１１４の出射光の一部は、測光部１２８に導かれる。測光部１２８は、入射光の強度及びその分布等を測定する。

レンズ鏡筒１０から入射した入射光の一部は、図１の破線のように主鏡１１２を透過し、主鏡１１２の裏面側に設けられた副鏡１３２にて反射され、焦点検出装置１３０に至る。焦点検出装置１３０は、レンズ鏡筒１０内の光学系の焦点調整状態（ピント状態）を検出する。なお、主鏡１１２及び副鏡１３２は、撮影の際には、レンズ鏡筒１０から入射する入射光の光路から退避するように、図１の破線で示した位置まで上昇する。

シャッタ１３４は、主鏡１１２後方（レンズ鏡筒１０から入射する入射光の光路後方）に配置され、撮影の際には、主鏡１１２及び副鏡１３２の上昇動作と連動して、開放動作を行う。シャッタ１３４が開放された状態では、光学フィルタ１３６を介して撮像素子１３８にレンズ鏡筒１０からの入射光が入射する。撮像素子１３８は、入射光が形成する画像を電気信号に変換する。

メインＬＣＤ１４０は、表示画面部分が筐体１１０の外部に露出した状態となっている。メインＬＣＤ１４０の表示画面上には、撮像素子１３８上に形成された映像（撮影された映像）のほか、撮像部１００における各種設定情報などが表示される。

主制御部１５０は、上記各部の種々動作を統括的に制御する。また、主制御部１５０は、撮像部１００内の焦点検出装置１３０が検出した光学系の焦点調整状態の情報に基づき、レンズ鏡筒１０内の光学系（レンズＬ１〜Ｌ３）を駆動することにより、レンズ鏡筒１０の焦点を調整する。また、レンズ鏡筒１０内の光学系（レンズＬ１〜Ｌ３）を駆動させ、レンズ鏡筒１０の倍率を変更する。さらに、レンズ鏡筒１０内の光学系の位置に基づき、レンズ鏡筒１０の焦点状態や倍率に関する情報をファインダＬＣＤ１２６に表示する。

次に、レンズ鏡筒１０の構成について説明する。図２は、レンズ鏡筒１０の断面模式図である。図２のようにレンズ鏡筒１０は、主にレンズ群Ｌ１〜Ｌ３等の光学系、固定筒２０、カム筒３０および外観筒４０を備えている。外観筒４０は、固定筒２０およびカム筒３０を覆っており、カム筒３０および固定筒２０を介し、レンズ群Ｌ１〜Ｌ３を収容している。カム筒３０は、固定筒２０の外側に設けられている。外観筒４０には内部と外部とを連通する開口部４５が設けられている。これにより、開口部４５からカム筒３０の一部が露出している。固定筒２０は、レンズ側マウント２６により撮像部１００のボディア側マウント１６０に取り付け可能である。固定筒２０のレンズ側マウント２６には接点２７が設けられている。接点２７は、レンズ鏡筒１０が撮像部１００のボディア側マウント１６０に取り付けられた際に、ボディア側マウント１６０の接点１５２と電気的に接続する。

第１レンズ保持筒１１、第２レンズ保持筒１２および第３レンズ保持筒１３は、それぞれ第１レンズ群Ｌ１、第２レンズ群Ｌ２および第３レンズ群Ｌ３を保持する。第１レンズ保持筒１１、第２レンズ保持筒１２および第３レンズ保持筒１３にはカムフォロア２１〜２３がそれぞれ固定されている。カムフォロア２１〜２３は、固定筒２０およびカム筒３０に形成されたカム溝に係合している。固定筒２０に形成されたカム溝２９は光学系の光軸方向に延伸している。カム筒３０に形成されたカム溝はスクリュ状に形成されている。カム筒３０が回転することにより、カムフォロア２１〜２３はカム筒３０のカム溝を移動する。しかし、カムフォロア２１〜２３の回転方向の移動は固定筒２０のカム溝２９により規制される。これにより、カムフォロア１５は光軸方向に移動する。よって、レンズ群Ｌ１〜Ｌ３は、それぞれカム筒３０に設けられたカム溝の角度に応じ、それぞれ光軸方向に駆動する。ガイド２５は、第１レンズ保持筒１１、第２レンズ保持筒１２および第３レンズ保持筒１３の光軸方向の駆動を案内する。レンズ群Ｌ１〜Ｌ３が光軸方向に移動することにより、レンズ鏡筒１０のズームまたはフォーカシングを行なうことができる。

カム筒３０には、セグメントギア３２が設けられている。セグメントギア３２は、カム筒３０の外面の周囲の一部または全部にかけて設けられている。セグメントギア３２の少なくとも一部は、外観筒４０の開口部４５から露出して設けられている。セグメントギア３２は、後述する駆動ユニットのギアの動力をカム筒３０に伝達する。すなわち、セグメントギア３２を駆動することにより、カム筒３０は光軸の周りを回転する。これにより、レンズ群Ｌ１〜Ｌ３が光軸方向に駆動する。カム筒３０の撮像部１００側の面にはエンコーダ３４が設けられている。エンコーダ３４は、カム筒３０の回転量を検知する。エンコーダ３４の信号は接点２７および１５２を介し撮像部１００に送信される。これにより、撮像部１００の主制御部１５０は、レンズ群Ｌ１〜Ｌ３の位置を認識することができる。よって、主制御部１５０は、レンズ鏡筒１０の倍率や焦点状態を認識することができる。

図３は、手動ユニット８０が、開口部４５に装着されたレンズ鏡筒１０を示す図である。図３においては、手動ユニット８０内のかさばギア７０以外の部材は図示を省略している。図３のように、手動ユニット８０は、開口部４５に着脱可能である。図４は手動ユニット８０の断面模式図である。図４のように、手動ユニット８０は、筐体６２、かさばギア７０および手動駆動ダイヤル９０を有している。筐体６２はレンズ鏡筒１０の外観筒４０および固定筒２０にビス７８で固定されている。かさばギア７０は、軸６５を中心に回転可能である。筐体６２には開口部６３が形成されており、かさばギア７０の一部（または全部）が開口部６３から露出している。

図３のように、手動ユニット８０が開口部４５に装着されると、かさばギア７０とセグメントギア３２とが噛合う。このような構成により、ユーザが筐体６２から露出した手動駆動ダイヤル９０を回転すると、手動駆動ダイヤル９０と一体に形成されたかさばギア７０が回転する。かさばギア７０の動力はセグメントギア３２に伝達し、カム筒３０が回転する。よって、レンズ群Ｌ１〜Ｌ３が光学系の光軸方向に駆動される。

図４のように、筐体６２の外側には接点７２が設けられている。接点７２は、手動ユニット８０が開口部４５に装着された状態で、固定筒２０に設けられた接点２８と電気的に接続する。接点２８により、駆動ユニットの有無や駆動ユニットの種類がレンズ鏡筒１０に伝達される。接点２８と接点２７とは通信線により接続されている。これにより、接点７２、２８、２７および１５２を介し、主制御部１５０は、駆動ユニットの種類等を認識することができる。

図５は、電動ユニット６０が、開口部４５に装着されたレンズ鏡筒１０を示す図である。図５のように、電動ユニット６０は、開口部４５に着脱可能である。図５においては、電動ユニット６０内のかさばギア７０以外の部材は図示を省略している。図６は電動ユニット６０の断面模式図である。図６のように、電動ユニット６０は、筐体６２、モータ６４、ウォームギア６６、ウォームホイール６８およびかさばギア７０を有している。ウォームギア６６とウォームホイール６８とは噛合っている。ウォームホイール６８とかさばギア７０とは一体に形成されている。これにより、モータ６４の回転は、ウォームギア６６およびウォームホイール６８を介し、かさばギア７０に伝達される。よって、光軸に平行な軸（図６中の横方向の一点鎖線）を中心としたモータ６４の回転が、光軸に直角な軸（図６中の縦方向の一点鎖線）を中心としたかさばギア７０の回転に変換される。モータ６４は基板７４に搭載されており、基板７４には電動駆動スイッチ７６が設けられている。電動駆動スイッチ７６の一部は筐体６２から露出している。

図５のように、電動ユニット６０が開口部４５に装着されると、かさばギア７０とセグメントギア３２とが噛合う。電動駆動スイッチ７６を左右に移動することにより、モータ６４の回転方向を切り換えることができる。これにより、カム筒３０の回転方向を切り換えることができる。カム筒３０の回転をズーム機能に用いる場合、電動駆動スイッチ７６の切り換えにより、広角側または望遠側になるようにレンズ群Ｌ１〜Ｌ３を移動させることができる。また、カム筒３０の回転をフォーカシング機能に用いる場合、電動駆動スイッチ７６の切り換えにより、フォーカスを無限側または至近側になるようにレンズ群Ｌ１〜Ｌ３を移動させることができる。

接点７２および２８は、手動ユニット８０の場合に加え、モータ６４の電源をレンズ鏡筒１０から電動ユニット６０に伝達することができる。その他の構成は、図３および図４の手動ユニット８０の場合と同様であり説明を省略する。

本実施例によれば、カム筒３０に動力を伝達するセグメントギア３２が外観筒４０の開口部４５から露出して設けられている。これにより、手動ユニット８０または電動ユニット６０を開口部４５に装着することができる。なお、本実施例においては、セグメントギア３２は開口部４５内に設けられ、開口部４５を介しし露出しているが、セグメントギア３２は開口部４５の外に露出していてもよい。また、カム筒３０等の駆動部材に動力を伝達する手段としてカム筒３０等に設けられたセグメントギア３２を例に説明したが、その他の部材でもよい。

本実施例においては、開口部４５には、セグメントギア３２に駆動力を入力する複数の動力部材（例えば、手動ユニット８０および電動ユニット６０）を選択的に装着可能である。これにより、異なる駆動方式の駆動部材を開口部４５に装着することができる。この際、異なる駆動方式の駆動部材は、開口部４５の装着部に装着するための同じ形状の被装着部をそれぞれ有している。例えば、図４と図６とのように、手動ユニット８０と駆動ユニット６０とは、同じ位置にビス孔を有している。また、異なる駆動方式の駆動部材が有する動力部（例えば、セグメントギア３２に動力を伝えるかさばギア７０）は、同じ形状を有している。さらに、開口部４５の装着部に、異なる駆動方式の駆動部材が装着された場合、セグメントギア３２に動力を伝える動力部は同じ位置に配置される。これにより、異なる駆動方式の駆動部材を開口部４５に装着しても、セグメントギア３２を駆動させることができる。

さらに、複数の動力部材として、セグメントギア３２に駆動力を入力するモータ６４を有する電動ユニット６０と、セグメントギア３２に駆動力を入力する回転操作部材を有し手動で回転操作可能な手動ユニット８０と、を含んでいる。このように、レンズ鏡筒１０に、電動ユニット６０と手動ユニット８０とのいずれもが装着可能である。よって、レンズ群の移動を手動動作または電動動作で行なえる。例えば、電動駆動に対応していないカメラボディにレンズ鏡筒１０を装着した場合、電動ユニット６０を用いることにより、レンズ群の電動駆動が可能となる。このように、手動駆動機能、電動駆動機能を安価に付加することができる。

以上、本レンズ鏡筒に係る発明の実施例について詳述したが、本発明は係る特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。

１０ レンズ鏡筒
２０ 固定筒
２８ 接点
３０ カム筒
３２ セグメントギア
４０ 外観筒
４５ 開口部
６０ 電動ユニット
６４ モータ
７０ かさばギア
９０ 手動駆動ダイヤル
１００ 撮像部

Claims (7)

1. 光学系を収容するとともに、内部と外部とを連通する開口部を有する鏡筒と、
   鏡筒内に配置され、前記光学系を該光学系の光軸方向に駆動する駆動部材と、
   前記鏡筒の前記開口部から露出して設けられ、前記駆動部材に動力を伝達する伝達手段とを備えたことを特徴とするレンズ鏡筒。
2. 前記開口部は、前記伝達手段に駆動力を入力する複数の動力部材を選択的に装着可能な装着部を有することを特徴とする請求項１記載のレンズ鏡筒。
3. 前記複数の動力部材は、モータを有する電動ユニットと、手動で回転操作可能な手動ユニットと、を含むことを特徴とする請求項２記載のレンズ鏡筒。
4. 前記開口部は、前記電動ユニットと電気的に接続する接点を具備することを特徴とする請求項３記載のレンズ鏡筒。
5. 前記伝達手段は、前記駆動部材に設けられたギアであることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項記載のレンズ鏡筒。
6. 請求項１記載のレンズ鏡筒と、
   前記伝達手段に駆動力を入力するモータを有するとともに前記開口部に着脱な電動ユニットと、
   前記伝達手段に駆動力を入力する回転操作部材を有するとともに前記開口部に着脱可能な手動ユニットと、
   を備えるレンズシステム。
7. 請求項１から５のいずれか一項記載のレンズ鏡筒と、
   前記光学系による像を撮像する撮像部と、を備える撮像装置。

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