JP2015082084A - 光学機器 - Google Patents

Abstract

【課題】マニュアル操作リングの回転トルクを簡易に可変とすることが可能な光学機器を提供すること
【解決手段】光学機器は、可動レンズ群１と、光軸周りに回転可能に構成され、回転されることによって可動レンズ群を光軸方向に駆動するマニュアル操作リング６と、マニュアル操作リングの回転トルクを変更するトルク変更手段と、を有する。トルク変更手段は、マニュアル操作リングに設けられた第１の部材６ａと、第１の部材に対向する第２の部材５ｂと、第１の部材と第２の部材の間に充填された磁性流体９と、磁性流体に対して移動可能に設けられた磁界発生手段８と、を有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、撮像装置本体に着脱可能なレンズ鏡筒、レンズ一体型の撮像装置、レンズ鏡筒と撮像装置本体からなる撮影システムなどの光学機器に関する。

マニュアル操作リングによってズーミング（変倍）やフォーカシング（焦点調節）を行うカメラにおいて、その回転トルクは、リング摺動面に塗布したグリスや被駆動体であるレンズ枠の機械的負荷によって決まっているが、これを変更したい場合がある。

特許文献１は、固定部材との間に一定の間隔をおいて移動する磁性体の可動部材と、固定部材に取り付けた可変負荷部材（電磁石、磁性流体を充填した弾性容器）を有し、電磁石に通電すると容器が弾性変形するトルク可変機構を提案している。

特開平１−６５３５号公報

しかしながら、特許文献１によるトルク調整は、電磁石に通電する電力が必要で、可変負荷部材により部品点数が増加するという課題がある。

本発明は、マニュアル操作リングの回転トルクを簡易に変更することが可能な光学機器を提供することを例示的な目的とする。

本発明の光学機器は、レンズ群と、前記レンズ群の光軸周りに回転可能に構成され、回転されることによって前記レンズ群を光軸方向に駆動するマニュアル操作リングと、前記マニュアル操作リングの回転トルクを変更するトルク変更手段と、を有し、前記トルク変更手段は、前記マニュアル操作リングに設けられた第１の部材と、前記第１の部材に対向する第２の部材を有する固定部材と、前記第１の部材と前記第２の部材の間に充填された磁性流体と、前記磁性流体に対して移動可能に設けられた磁界発生手段と、を有することを特徴とする。

本発明によれば、マニュアル操作リングの回転トルクを簡易に変更することが可能な光学機器を提供することができる。

本発明のレンズ鏡筒の断面図である。（実施例１） 本発明のレンズ鏡筒の断面図である。（実施例２） 本発明のレンズ鏡筒のブロック図である。（実施例３）

以下に、本発明の好ましい実施の形態を、添付の図面に基づいて詳細に説明する。本発明の光学機器は、撮像装置本体に着脱可能なレンズ鏡筒、レンズ一体型の撮像装置、レンズ鏡筒と撮像装置本体からなる撮影システムを含む。撮像装置は、デジタルスチルカメラやデジタルビデオカメラなどを含む。

図１は、実施例１のレンズ鏡筒の部分断面図である。レンズ鏡筒は、被写体の光学像を形成する撮影光学系を収納し、固定レンズ、ズームレンズ群、フォーカスレンズ群、絞りユニットなどを含む。レンズ鏡筒が装着される撮像装置本体は、撮影光学系が形成した被写体の光学像を光電変換する撮像素子を有する。

１は撮影光学系を構成する可動レンズ群であり、可動レンズ１は、ズームレンズ群（変倍レンズ群）やフォーカスレンズ群である。ズームレンズ群は光軸方向（Ｘ方向）に移動して焦点距離を変更する。フォーカスレンズ群は光軸方向に移動して焦点調節を行う。

２は可動レンズ群１を保持するレンズ保持枠（レンズ保持部材）、３はレンズ保持枠２を光軸方向に移動可能に保持する鏡筒、４および５は外装の固定部材である。

６はマニュアル操作リングであり、可動レンズ群１の光軸周りに回転可能に固定部材４および５に挟持されている。マニュアル操作リング６は、ズーミングを行うためのマニュアルズームリング、あるいはフォーカシングを行う為のマニュアルフォーカスリングである。マニュアル操作リング６は、回転されることによって可動レンズ群（を保持したレンズ保持枠２）を光軸方向に駆動する。

レンズ鏡筒には、マニュアル操作リングの回転トルクを変更するトルク変更手段が設けられている。トルク変更手段は、第１の部材６ａと、固定部材５と、トルク切替部材７と、磁界発生手段８と、磁性流体９と、を有する。

第１の部材６ａは、マニュアル操作リング６に設けられ、可動レンズ群１の光軸に直交する方向に延び、中空円板形状を有する。本実施例では、第１の部材６ａはマニュアル操作リング６と一体であるが、別体でもよい。

固定部材５は、第１の部材６ａに対向する第２の部材５ｂを有し、前記マニュアル操作リング６に対して固定される。第２の部材５ｂは、可動レンズ群１の光軸に直交する方向に延び、中空円板形状を有する。

トルク切替部材７は、固定部材５に保持されている。トルク切替部材７は、光軸方向において固定部材５に関してマニュアル操作リング６と反対側に設けられ、磁界発生手段８と共に移動可能に設けられている。本実施例では、トルク切替部材７は光軸方向に移動するが、光軸方向に対して斜めに移動してもよい。

磁界発生手段８は、トルク切替部材７に固定されている。磁界発生手段８は１対の環状磁石で構成されている。なお、磁界発生手段８は１極の磁石でもよく、環状ではなく略円周上に部分的に存在する磁石でもよい。磁石は永久磁石でも電磁石でもよい。

９は磁性流体であり、マニュアル操作リング６の第１の部材６ａと固定部材５の第２の部材５ｂの摺動面５ａの間に充填され、光軸方向において固定部材５の第２の部材５ｂに関して磁界発生手段８と反対側に配置されている。磁界発生手段８は磁性流体９に対して移動可能に設けられている。本実施例では、磁界発生手段８は磁性流体９に対して光軸方向に移動するが、光軸方向に対して斜めに移動してもよい。

また、レンズ鏡筒には、磁性流体９の流出防止手段が設けられている。流出防止手段として、マニュアル操作リング６は、光軸周り（周方向）に延びる第１の周溝６ｂと光軸方向に突出して光軸周りに延びる第１の環状突起６ｃを有する。また、固定部材５は、光軸周りに延びる第２の周溝５ｄと光軸方向に突出して光軸周りに延びる第２の環状突起５ｃを有する。第１の周溝６ｂに第２の環状突起５ｃが挿入され、第２の周溝５ｄに第１の環状突起６ｃが挿入され、第２の環状突起５ｃよりも可動レンズ群側にある磁性流体９の流出を防止する。

図１（ａ）において、固定部材５の摺動面５ａと磁界発生手段８の磁性流体９側の端面との距離はＬ１であり、回転トルクが大きい状態を示している。

図１（ｂ）は、トルク切替部材７を＋Ｘ方向に摺動して、マニュアル操作リング６の回転トルクを図１（ａ）の状態よりも小さくした場合の断面図である。固定部材５の摺動面５ａと磁界発生手段８の磁性流体９側の端面との距離はＬ２となっている。Ｌ２＞Ｌ１であり、磁性流体９と磁界発生手段８の距離が図１（ａ）よりも大きくなっているため、磁性流体９の粘度が低くなり、マニュアル操作リング６の回転トルクが軽くなっている。

以上、本実施例は、トルク切替部材７の光軸方向の位置を変更することによってマニュアル操作リング６の回転トルクを変更することができる。

図２は、実施例２のレンズ鏡筒の断面図であり、図１と同一の参照符号は同様の部材を表している。実施例２では、トルク調整部材７の代わりにトルク切替部材１０が使用される。

トルク切替部材１０は、図２には不図示の可動レンズ群１の光軸周りに回転可能に構成され、光軸方向において固定部材５Ａに関してマニュアル操作リング６Ａと反対側に設けられ、回転されることによって磁界発生手段８を駆動する。本実施例では、磁界発生手段８は磁性流体９に対して光軸方向に移動するが、光軸方向に対して斜めに移動してもよい。

また、実施例２のトルク変更手段は、磁界発生手段８を保持する保持部材１１と、保持部材１１とトルク切替部材１０を接続し、トルク切替部材１０の回転を保持部材１１の直線移動に変換する変換部材１２を有する。本実施例では、保持部材１１は光軸方向に移動するが、光軸方向に対して斜めに移動してもよい。変換部材１２の構成は限定されず、例えば、カムを含んでもよい。

また、実施例２は、磁性流体９の流出防止手段も実施例１と異なっている。即ち、流出防止手段として、マニュアル操作リング６Ａは、光軸方向に延びる第１の環状突起６ｃを有し、固定部材５は、第２の周溝５ｄを有する。実施例２では、第１の周溝６ｂと第２の環状突起５ｃがなく、実施例１の方が流出防止効果が高い。

本実施例でも、トルク切替部材１０を手動で回転させるだけでマニュアル操作リング６Ａの回転トルクの調整ができるので、簡易である。

図３は、マニュアルズームリングをモータで回転させる電動のパワーズーム機構を備えた実施例３のレンズ鏡筒のブロック図である。

２１はズームレンズ群、２２はマニュアルズームリングを示す。ズームレンズ群２１とマニュアルズームリング２２とはカム環等を介して機械的に連結されており、マニュアルズームリング２２を光軸周りに回転させるとその動きに連動してズームレンズ群２１が光軸方向（Ｘ方向）に移動して焦点距離を変更する。２３はズームモータ（駆動手段）であり、マニュアルズームリング２２と機械的に連結されている。ズームモータ２３を駆動することによりマニュアルズームリング２２が回転し、機械的に連結されたズームレンズ群２１が駆動されて電動でズーミングを行うことができる。

２４は磁性流体、２５はトルク切替部材である。トルク切替部材２５を光軸方向に摺動させると磁性流体２４の粘度が変化し、マニュアルズームリング２２の回転トルクを変更することができる。２６は位置検出器（位置検出手段）であり、トルク切替部材２５の光軸方向の位置を検出する。

２７はＣＰＵ（制御手段）、２８はズームキーである。ズーミングを電動で行うモードの場合は、ズームキー２８の操作に応じてズームモータ２３が駆動される。ズーミングの電動と手動の切替は、トルク切替部材２５の操作に連動して行われる。トルク切替部材２５がマニュアルズームリング２２の回転トルクを重くする側に切替えられている場合、位置検出器２６がトルク切替部材２５の位置を検出し、ＣＰＵ２７によりズーミングが手動モードに切替えられ、手動によるズーミングが可能となる。一方、トルク切替部材２５がマニュアルズームリング２２の回転トルクを軽くする側に切替えられている場合、位置検出器２６がトルク切替部材２５の位置を検知し、ＣＰＵ２７によりズーミングが電動モードに切替られる。これにより、ズームキー２８の操作によって電動でズーミングを行うことが可能となる。

トルク切替部材２５は、第１の位置と、第１の位置よりも磁性流体２４に近い第２の位置と、の間を移動することができるとする。すると、ＣＰＵ２７は、位置検出器２６がトルク切替部材２５が第１の位置にあることを検出すると手動によるマニュアル操作リング２２の駆動を許容する。また、ＣＰＵ２７は、位置検出器２６がトルク切替部材２５が第２の位置にあることを検出するとズームモータ２３によるマニュアル操作リング２２の駆動を許容する。

以上、手動でズーミングを行う場合はマニュアルズームリングの回転トルクを重くし、電動でズーミングを行う場合はマニュアルズームリングの回転トルクを軽くしてズームモータの負荷を低減することができる。

ＣＰＵ２７は、例えば、静止画撮影時には素早くズーミングやフォーカシングを行うためにマニュアル操作リングの回転トルクを軽くし、動画撮影時には滑らかにゆっくりとズーミングやフォーカシングを行うために回転トルクを重くすることができる。即ち、ＣＰＵ２７は、位置検出器２６がトルク切替部材２５が第１の位置にあることを検出すると動画撮影を許容し、第２の位置にあることを検出すると静止画撮影を許容してもよい。

本発明の光学機器は、撮像装置本体に着脱可能なレンズ鏡筒、レンズ一体型の撮像装置、レンズ鏡筒と撮像装置本体からなる撮影システムに適用することができる。

１…可動レンズ群、５…固定部材、５ｂ…第２の部材、６…マニュアル操作リング、６ａ…第１の部材、８…磁界発生手段、９…磁性流体

Claims (12)

1. レンズ群と、
   前記レンズ群の光軸周りに回転可能に構成され、回転されることによって前記レンズ群を光軸方向に駆動するマニュアル操作リングと、
   前記マニュアル操作リングの回転トルクを変更するトルク変更手段と、
   を有し、
   前記トルク変更手段は、
   前記マニュアル操作リングに設けられた第１の部材と、
   前記第１の部材に対向する第２の部材と、
   前記第１の部材と前記第２の部材の間に充填された磁性流体と、
   前記磁性流体に対して移動可能に設けられた磁界発生手段と、
   を有することを特徴とする光学機器。
2. 前記光軸方向において前記第２の部材に関して前記マニュアル操作リングと反対側に設けられ、前記磁界発生手段と共に移動可能に設けられたトルク切替部材を更に有することを特徴とする請求項１に記載の光学機器。
3. 前記レンズ群の光軸周りに回転可能に構成され、前記光軸方向において前記第２の部材に関して前記マニュアル操作リングと反対側に設けられ、回転されることによって前記磁界発生手段を駆動するトルク切替部材を更に有することを特徴とする請求項１に記載の光学機器。
4. 前記トルク変更手段は、
   前記磁界発生手段を保持する保持部材と、
   前記保持部材と前記トルク切替部材を接続し、前記トルク切替部材の回転を前記保持部材の直線移動に変換する変換部材と、
   を更に有することを特徴とする請求項３に記載の光学機器。
5. 前記変換部材はカムを含むことを特徴とする請求項４に記載の光学機器。
6. 前記レンズ群を駆動する駆動手段と、
   前記トルク切替部材の位置を検出する位置検出手段と、
   制御手段と、
   を更に有し、
   前記レンズ群は、前記レンズ群の光軸方向に移動されて焦点距離を調節するズームレンズ群であり、
   前記トルク切替部材は、第１の位置と、前記第１の位置よりも前記磁性流体に近い第２の位置と、の間を移動し、
   前記制御手段は、前記位置検出手段が前記トルク切替部材が前記第１の位置にあることを検出すると手動による前記マニュアル操作リングの駆動を許容し、前記位置検出手段が前記トルク切替部材が前記第２の位置にあることを検出すると前記駆動手段による前記マニュアル操作リングの駆動を許容することを特徴とする請求項３乃至７のうちいずれか１項に記載の光学機器。
7. 前記磁界発生手段は、前記光軸方向において前記第２の部材に関して前記磁性流体と反対側に配置されていることを特徴とする請求項１乃至６のうちいずれか１項に記載の光学機器
8. 前記マニュアル操作リングは、前記光軸方向に突出した環状突起を有し、
   前記トルク変更手段は、前記第２の部材を有し、前記マニュアル操作リングに対して固定された固定部材を有し、
   前記固定部材は、光軸周りに延びる周溝を有し、
   前記周溝に前記環状突起が挿入されることによって前記第２の環状突起よりもレンズ群側にある前記磁性流体の流出を防止することを特徴とする請求項１乃至７のうちいずれか１項に記載の光学機器。
9. 前記マニュアル操作リングは、光軸周りに延びる第１の周溝と前記光軸方向に突出した第１の環状突起を有し、
   前記トルク変更手段は、前記第２の部材を有し、前記マニュアル操作リングに対して固定された固定部材を有し、
   前記固定部材は、光軸周りに延びる第２の周溝と前記光軸方向に突出した第２の環状突起を有し、
   前記第１の周溝に前記第２の環状突起が挿入され、前記第２の周溝に前記第１の環状突起が挿入されることによって前記第２の環状突起よりもレンズ群側にある前記磁性流体の流出を防止することを特徴とする請求項１乃至８のうちいずれか１項に記載の光学機器。
10. 前記トルク切替部材の位置を検出する位置検出手段と、
    制御手段と、
    を更に有し、
    前記トルク切替部材は、第１の位置と、前記第１の位置よりも前記磁性流体に近い第２の位置と、の間を移動し、
    前記制御手段は、前記位置検出手段が前記トルク切替部材が前記第１の位置にあることを検出すると動画撮影を許容し、前記位置検出手段が前記トルク切替部材が前記第２の位置にあることを検出すると静止画撮影を許容することを特徴とする請求項２乃至６のうちいずれか１項に記載の光学機器。
11. 前記磁界発生手段は、永久磁石または電磁石からなることを特徴とする請求項１乃至１０のうちいずれか１項に記載の光学機器。
12. 前記レンズ群を含み被写体の光学像を形成する撮影光学系と、
    前記撮影光学系が形成した前記光学像を光電変換する撮像素子と、
    を更に有することを特徴とする請求項１乃至１１のうちいずれか１項に記載の光学機器。