JP2017142403A - 光学機器 - Google Patents

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Abstract

【課題】レンズ鏡筒の前端部分にアクセサリ装着部を有しつつも、該前端部分に設けられた発光部からの照明光によって被写体を良好に照明できるようにする。
【解決手段】光学機器200は、レンズ鏡筒により保持されたレンズ1aと、それぞれレンズ鏡筒における物体側の前端部分のうち上記レンズよりも径方向の外側に配置され、照明光を発する発光部22,23,27と、アクセサリが取り外し可能に装着されるアクセサリ装着部21aとを有する。アクセサリ装着部は、発光部よりも径方向の内側に配置されている。
【選択図】図1

Description

本発明は、レンズ鏡筒を有する交換レンズ等の光学機器に関し、特に近接撮影(マクロ撮影)に好適な光学機器に関する。
上記のようなマクロ撮影用交換レンズとして、特許文献1には、レンズ鏡筒のうち光軸方向における最も物体側のレンズの周囲の前端部分に複数の発光ダイオード(LED)を配置した照明機能付き交換レンズが開示されている。この交換レンズでは、レンズ鏡筒の前端部分におけるLEDよりも径方向外側に、光学フィルタ等のアクセサリを装着するためのアクセサリ装着部が設けられている。具体的には、光学フィルタ装着用の雌ねじを、LEDよりも径方向外側において該LEDよりも物体側に突出した円筒部の内周に設けている。これは、該雌ねじと光学フィルタの雄ねじとを係合させるための光軸方向の高さが必要となるためである。
特開2007−47192号公報
しかしながら、特許文献1にて開示された交換レンズでは、LEDから発せられた照明光が円筒部によって遮られたり円筒部の内側にLEDを覆うように装着された光学フィルタの内面で反射したりすることで、被写体を良好に照明できないおそれがある。
また、マクロ撮影において、LEDよりも径方向外側において物体側に突出した円筒部が被写体の周囲に存在する障害物に干渉して、レンズ鏡筒の前端を十分に被写体に近づけることができないおそれもある。
本発明は、レンズ鏡筒の前端部分にアクセサリ装着部を有しつつも、該前端部分に設けられた発光部からの照明光によって被写体を良好な照明することが可能な光学機器を提供する。また、本発明は、マクロ撮影においてレンズ鏡筒の前端を被写体にできるだけ近づけることが可能な光学機器を提供する。
本発明の一側面としての光学機器は、レンズ鏡筒により保持されたレンズと、それぞれレンズ鏡筒における物体側の前端部分のうち上記レンズよりも径方向の外側に配置され、照明光を発する発光部と、レンズアクセサリが取り外し可能に装着されるアクセサリ装着部とを有する。そして、アクセサリ装着部は、発光部よりも径方向の内側に配置されていることを特徴とする。
また、本発明の他の一側面としての光学機器は、レンズ鏡筒において径方向の最も外側に配置されたベース鏡筒と、レンズ鏡筒の光軸が延びる方向における最も物体側に配置された第1レンズを保持してベース鏡筒よりも径方向の内側に配置され、ベース鏡筒に対して物体側に繰り出し可能な可動鏡筒とを有する。そして、可動鏡筒がベース鏡筒に対して繰り出した状態において、光軸上における最短撮影距離またはワーキングディスタンスにある点を頂点とし、第1レンズの物体側の面頂点を通って光軸に直交する面と可動鏡筒の外周面を物体側に延長した円筒面との交線を通る円錐面よりも径方向の内側に、可動鏡筒の全体とベース鏡筒の全体が位置することを特徴とする。
本発明の光学機器では、レンズ鏡筒の前端部分における発光部よりも径方向内側にアクセサリ装着部を有するため、アクセサリ装着部を有しつつも発光部からの照明光により被写体を良好に照明することができる。また、本発明の光学機器では、マクロ撮影においてレンズ鏡筒の前端を被写体に十分に近づけることができる。
本発明の実施例である交換レンズ(繰出し状態)を含む撮像システムの構成を示す断面図。 実施例の交換レンズ(沈胴状態)の断面図。 実施例の交換レンズ(沈胴状態および繰出し状態)を示す外観側面図。 実施例の交換レンズにおける発光部の分解斜視図。 実施例の交換レンズを用いたマクロ撮影の例を示す図。
以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。
図1には、本発明の実施例である光学機器としての交換レンズ200と該交換レンズ200が取り外し可能に装着される撮像装置としてのデジタルカメラ500とにより構成される撮像システムの構成を示している。図1では、繰出し状態にある交換レンズ200の断面を示している。以下の説明において、図1に示す交換レンズ200(後述するレンズ鏡筒)の光軸AXLが延びる方向のうち左側を物体側または前側といい、右側を像側または後側という。また、図2には、沈胴状態にある交換レンズ200の断面を示している。さらに、図3(a),(b)にはそれぞれ、沈胴状態および繰出し状態にある交換レンズ200の外観を示している。
デジタルカメラ(以下、単にカメラという)500は、その内部にCCDセンサまたはCMOSセンサ等の撮像素子600を備えている。カメラ500は、ミラーレスデジタルカメラであってもよいし、一眼レフデジタルカメラであってもよい。また、デジタルビデオカメラであってもよい。さらに、本実施例では、レンズ交換型撮像システムについて説明するが、レンズ一体型カメラ(光学機器)も本発明の実施例に含まれる。
交換レンズ200は、被写体の光学像(被写体像)を形成する撮影光学系を有する。本実施例の交換レンズ200は、被写体に近接しての撮影であるマクロ撮影が可能な単焦点マクロレンズである。また、交換レンズ200において、可動鏡筒ユニットAとベース鏡筒ユニットBとによってレンズ鏡筒が構成される。撮影時には、後述するベース鏡筒ユニットBに対して可動鏡筒ユニットAが繰り出した繰出し状態となり、全体として先細り形状のレンズ鏡筒が形成される。一方、非撮影時には、ベース鏡筒ユニットBに対して可動鏡筒ユニットAが収納された(沈胴した)沈胴状態となり、撮像システムをコンパクトに持ち運ぶことが可能となる。
撮影光学系は、物体側から像側に順に、前端レンズ(第1レンズ)1aと、防振レンズ2と、前側中間レンズ1bと、絞りユニット34と、後側中間レンズ1cと、フォーカスレンズ3と、後端レンズ4とを含む。
5は前端レンズ1a、前側中間レンズ1bおよび後側中間レンズ1cを保持する第1保持枠である。防振レンズ2は、これを保持するシフト保持枠8aに設けられたマグネット8bと第1保持枠5に固定された防振ベース枠8cに設けられたコイル8dとにより構成される防振アクチュエータによって光軸AXLに直交する方向にシフトすることで手振れ補正を行う。
11は可動鏡筒ユニットAのベースとなるメイン保持枠である。第1保持枠5、絞りユニット34およびこれら第1保持枠5と絞りユニット34の外周を囲む前側鏡筒21は、メイン保持枠11にビスにより固定されている。前側鏡筒21、メイン保持枠11、第1保持枠5およびこれらに取り付けられたレンズ1a〜1c,2,3、絞りユニット34等によって可動鏡筒ユニットAが構成される。前側鏡筒21の最も物体側である前端部分には、後述する発光部とアクセサリ装着部とが設けられている。
なお、ここでいう前端部分を次のように定義してもよい。つまり、拡散板22の光出射面から前端レンズ1aの撮像素子600側(像側)の面頂点までの領域を前端部分としてもよい。あるいは、拡散部材22の光出射面からライトガイド23の撮像素子600側(像側)の面までの領域を前端部分としてもよい。
10はフォーカスレンズ3を保持するフォーカス保持枠である。フォーカス保持枠10は、可動鏡筒ユニットAにおいてメイン保持枠11に設けられた案内機構および駆動機構によって光軸AXLが延びる方向である光軸方向に移動されて焦点調節を行う。絞りユニット34は、撮影光学系を通過して撮像素子600に到達する光量を調節する。
14はベース鏡筒ユニットBのベースとなる案内筒であり、その周方向3箇所には光軸方向に延びる案内溝部が形成されている。16はカム環であり、案内筒14に対して、バヨネット結合により光軸方向への移動が阻止されつつ案内筒14の外周において光軸回りで回転可能に取り付けられている。カム環16には、可動鏡筒ユニットAをベース鏡筒ユニットBに対して繰出したり沈胴させたりするためのカム溝部が設けられており、メイン鏡筒11に設けられたカムフォロアがカム溝部と案内溝部とに係合している。このため、カム環16がユーザにより回転操作されると可動鏡筒ユニットAが光軸方向に移動する。31はレンズの駆動用ICやCPU等が実装されたメイン基板であり、案内筒14の後端に固定されている。
32はマウントであり、案内筒14にビスにより固定されている。マウント32は不図示の接点ブロックを有し、該接点ブロックとメイン基板31とが不図示の配線(FPC等)によって電気的に接続されている。また、マウント32は、後端レンズ4を保持している。交換レンズ200は、マウント32におけるバヨネット結合によってカメラ500に装着される。カメラ500に装着された交換レンズ200は、接点ブロックを通してカメラ500との通信を行うことができるとともに、カメラ500から電源供給を受ける。カメラ500から供給された電源を用いて、交換レンズ200の絞りユニット34、防振アクチュエータおよび後述するフォーカスアクチュエータを動作させたり、発光部を点灯させたりすることができる。
29は外装リングであり、案内筒14の後側外周を覆う円筒部を有し、その内周側に設けられたフランジ部が案内筒14とマウント32とにより挟み込まれることで固定される。
19はマニュアルフォーカス(MF)リングであり、案内筒14の前側外周において光軸回りで回転可動に支持されている。MFリング19を回転させると、その回転を不図示のセンサが検出し、その回転量に応じて不図示のフォーカスモータが駆動してフォーカスレンズ3が移動する。これにより、マニュアルフォーカスが行われる。また、カメラ500からのAF制御信号に応じてフォーカスモータが駆動されることでもフォーカスレンズ3は移動する。これにより、オートフォーカス(AF)が行われる。
35は操作リングであり、カム環16にその外周面を覆うように取り付けられている。案内筒14、カム環16、マウント32、外装リング29、MFリング19および操作リング35等によりレンズ鏡筒において最も径方向(光軸に直交する方向)の外側に配置されたベース鏡筒ユニットBが構成される。外装リング29、MFリング19および操作リング35は、ベース鏡筒ユニットBにおいて最も径方向外側に配置された最外周部材である。
図3(a),(b)に示す36は照明スイッチであり、LED素子27を点灯させたり消灯したりするためにユーザによりオン/オフ操作される。
次に、前側鏡筒21の前端部分に設けられた発光部およびアクセサリ装着部の構成について、さらに図4を併せ用いて用いて説明する。
発光部において、リング状の拡散板(拡散部材)22と、円弧状の2つのライトガイド(導光部材)23と、リング状のカバー板24とが物体側から順に配置されている。さらに2つのライトガイド23のそれぞれにおける円弧方向一端には光源であるLED素子(光源)27が配置されている。各LED素子27は、その発光面がライトガイド23の円弧方向一端面に対向するように配置されている。2つのLED素子27は2つのライトガイド23とともにフレキシブルプリント配線板28上に実装され、LEDユニットを構成している。
拡散板22は、前側鏡筒21のリング状の前端部分に設けられた凹部21bに前側から組み付けられ、該凹部21bの底面(平面)に接着される。また、LEDユニットおよびカバー板24は、前側鏡筒21の前端部分に後側(裏側)から組み付けられ、2つのビス25によって前端部分に固定される。この際、2つのライトガイド23は2つのLED素子27とともに凹部21bの周方向2箇所に形成された円弧形状の穴部内に配置される。これにより、ライトガイド23の前面が拡散板22の後面に対向する。また、カバー板24の後側には、リング状のシート26が配置される。
さらに、発光部が配置された凹部21bの径方向内側の壁を形成するリング状の円筒部21dの内周面、つまりは発光部よりも径方向内側には、アクセサリ装着部として、雌ねじであるフィルタねじ21bが形成されている。円筒部21dの内周面の後端には、前側を向いたリング状の平面部21dが設けられている。図1に示すように、平面部21dの内周に形成された円形開口からは、前述した第1保持枠5のうち前端レンズ1aを保持した部分が前側に突出する。これにより、フィルタねじ21bの内周に面し、かつ前側に向かって開口する凹形状の空間Sが形成される。この空間Sを利用して不図示の光学フィルタ(保護フィルタ等のアクセサリ)の外周面に形成された雄ねじが係合することで、前端レンズ1aを覆うように前側鏡筒21に光学フィルタが装着される。
このように本実施例では、前側鏡筒21(可動鏡筒ユニットA)における最も物体側の前端部分のうち前端レンズ1aよりも径方向外側に発光部が設けられている。また、前側鏡筒21の前端部分のうち前端レンズ1aよりも径方向外側であって発光部よりも径方向内側にはフィルタねじ21bが設けられている。
ここで、発光部とフィルタねじ21bは、前端レンズ1aの物体側の面頂点APに対して径方向に並ぶように配置されている。言い換えれば、フィルタねじ21bは、発光部の拡散板22の光出射面よりも像側(物体側とは反対側)の位置に設けられている。さらに言い換えれば、レンズ鏡筒の光軸方向において、発光部の少なくとも一部とフィルタねじ21bの少なくとも一部とが重なっている。そして、フィルタねじ21bが拡散板22の光出射面よりも像側(物体側とは反対側)に設けられている。
つまり、フィルタねじ21bが発光部より前側に突出した位置に設けられるのではなく、発光部とフィルタねじ21bとが光軸方向における同じ位置(領域)に設けられている。これにより、フィルタねじが発光部より前側に突出した円筒部に設けられる場合に比べて、前端レンズ1aを被写体に近接させることができる。また、発光部から発せられた照明光が、フィルタねじ21bが設けられた円筒部21dによって遮られることもない。
拡散板22は、LED素子27からライトガイド23を介して入射した照明光を拡散させるために、乳白色のアクリル材により形成されている。照明光の配光特性や前側から見たときの発光部の外観を考慮して決められる。拡散板22として、乳白色アクリル材以外の材料を用いてもよいし、拡散板22の光出射面に凹凸模様を設けてもよい。
LED素子27が実装されたフレキシブルプリント配線板28は、前述したメイン基板31に接続される。カメラ500からの電源供給を受けたメイン基板31からフレキシブルプリント配線板28を介してLED素子27に通電されることでLED素子27が点灯する。ライトガイド23は透明なアクリル材により形成されており、フレキシブルプリント配線板28側の後面23aには白色塗装がなされている。
LED素子27から図3中の矢印方向に出射した照明光は、ライトガイド23によってその円弧方向に導かれる。このとき、上述したようにライトガイド23の白色の後面23aにて照明光が反射することで該後面23aが2次光源となり、反射した照明光はライトガイド23の前面から出射して拡散板22に入射する。このような構成により、ライトガイド23の全体から照明光が出射し、さらに拡散板22によって拡散されることで、均一な配光分布を有する照明光が出射する。これにより、照明光は、前端レンズ1aに近接する被写体に対して照明むらが生じないように照射される。
シート26は、ウレタンやゴム等の柔らかい素材により形成されており、カバー板24の後面に両面テープによって固定される。シート26は、図1に示すように、前側鏡筒21とカバー板24と第1保持枠5との間の隙間を埋めるようにこれらの間に挟み込まれる。これにより、レンズ鏡筒の内部に、LED素子27の発光時に照明光が漏れ入ったり、前端鏡筒21における上述した円形開口の内周面と該円形開口に挿入された第1保持枠5の外周面との間の隙間を通じてゴミや水滴が侵入したりすることを防止することができる。
次に、図3(b)を用いて可動鏡筒ユニットA(前側鏡筒21)がベース鏡筒ユニットBに対して最も繰り出した状態でのレンズ鏡筒の形状について説明する。図において、38は撮像素子600の撮像面から最短撮影距離に位置する被写体面(以下、最近接被写体面という)を示す。このときの前端レンズ1aの物体側の面頂点APから最近接被写体面38までの距離をワーキングディスタンスLとする。また、前側鏡筒21の円筒形状の外周面21fは、可動鏡筒ユニットAの外周面に相当する。
図3(b)において、AXLで示す光軸上における最短撮影距離LcまたはワーキングディスタンスLの点(すなわち、光軸AXLと最近接被写体面38との交点)をNとする。そして、点Nを頂点とし、前端レンズ1aの物体側の面頂点APを通って光軸AXLに直交する面Pと可動鏡筒ユニットAの外周面21fを物体側に延長した円筒面との交線Qを通る円錐面をMとする。このとき、可動鏡筒ユニットAの全体だけでなく、レンズ鏡筒において最も径方向外側に位置するベース鏡筒ユニットBの全体が、円錐面Mよりも径方向内側に位置する。
特許文献1にて開示された交換レンズでは、レンズ鏡筒の前端部分の最外周となる交線Qの位置から前側に突出するように円筒部が形成され、該円筒部の内周にフィルタねじが形成される。つまり、フィルタねじが形成された円筒部が円錐面Mよりも径方向外側に突出する。
これに対して、本実施例では、上述したようにフィルタねじ21aを発光部よりも径方向内側に設けることで、交線Qの位置にフィルタねじを形成するための円筒部を設ける必要がない。このため、前側鏡筒21の前端部分の最外周に角を面取りするような斜面21gを形成して、前側鏡筒21に前端に向かって窄まる先細り形状を持たせることができる。そして、可動鏡筒ユニットAがそれよりも径方向外側のベース鏡筒ユニットBに対して繰り出す構造を採用することにより、レンズ鏡筒全体にベース鏡筒ユニットB側から前端に向かって窄まる先細り形状を持たせることができる。
図5には、本実施例の撮像システムによるマクロ撮影の様子を示している。41は被写体であり、42は被写体41が載っている平面を示す。上述したようにレンズ鏡筒が先細り形状を有するため、前端レンズ1aを被写体41にきわめて近接させて撮影を行うことができる。特に前側鏡筒21に上述した斜面21gが設けられていることで、図示のように前側鏡筒21が平面41に対して斜めになる方向から前端レンズ1aが被写体41に十分近づくまで前側鏡筒21が障害物としての平面41に干渉することはない。このため、より被写体に対して自由な角度から撮影が可能となる。また、斜面21gを設けることで、狭い空間にレンズ鏡筒の前端を挿入し易くなる。さらに、斜面21gを設けることで、発光部を点灯させずにマクロ撮影を行う際に、レンズ鏡筒の前端によって被写体が陰になりにくくすることができる。
また、本実施例では、レンズ鏡筒において発光部の光出射面を構成する拡散板22が最も物体側に位置するので、レンズ鏡筒において発光部から被写体に照射される照明光を遮るものがなく、効率良く被写体を照明することができる。
さらに、本実施例では、フィルタねじ21bに装着された光学フィルタは発光部(拡散板22)を覆わない。このため、発光部からの照明光が光学フィルタの内面で反射して照明光に影響を及ぼすことを防止でき、被写体を良好に照明することができる。
なお、図3(a)に示すように、沈胴状態において、前側鏡筒21は、その前端部分の発光部やフィルタねじ21aを含み、側面視にて見えない位置までベース鏡筒ユニットB内に収納される。これにより、沈胴状態においてレンズ鏡筒の前端をフラットにすることができ、デザイン性を向上させることができる。
なお、上記実施例では、アクセサリ装着部として光学フィルタを装着するための雌ねじを設ける場合について説明したが、バヨネット爪等の雌ねじ以外のアクセサリ装着部を設けてもよい。また、アクセサリ装着部に、光学フィルタ以外のアクセサリであるフード等を装着してもよい。
また、上記実施例では、2つのLED素子と2つのライトガイドを用いてリング状の発光部を構成する場合について説明したが、発光部の構成はこれに限らない。例えば、より多数のLED素子を周方向に並べて配置することでリング状の発光部を構成したり、水平方向2箇所にのみLED素子を配置したりしてもよい。
また、上記実施例では、可動鏡筒ユニットAがベース鏡筒ユニットBから最も繰り出した状態において図3(b)に示す構成となる光学機器の構成を例示したが、本発明はこのような構成に限定されるものではない。少なくとも可動鏡筒ユニットAがベース鏡筒ユニットBから最も繰り出した状態において、言い換えれば最短撮影距離で撮影できる状態(繰り出し状態)で図3(b)に示す構成となっていればよい。
以上説明した各実施例は代表的な例にすぎず、本発明の実施に際しては、各実施例に対して種々の変形や変更が可能である。
1a 前端レンズ
A 可動鏡筒ユニット
B ベース鏡筒ユニット
21 前側鏡筒
22 拡散板
23 ライトガイド
27 LED素子
200 交換レンズ

Claims (13)

  1. レンズ鏡筒を有する光学機器であって、
    前記レンズ鏡筒により保持されたレンズと、
    それぞれ前記レンズ鏡筒における物体側の前端部分において前記レンズよりも径方向の外側に配置され、照明光を発する発光部と、アクセサリが取り外し可能に装着されるアクセサリ装着部とを有し、
    前記アクセサリ装着部は、前記発光部よりも前記径方向の内側に配置されていることを特徴とする光学機器。
  2. 前記アクセサリ装着部は、前記発光部の光出射面よりも前記物体側とは反対側の位置に設けられていることを特徴とする請求項1に記載の光学機器。
  3. 前記発光部は、
    光源と、
    前記光源からの光を前記径方向および前記レンズ鏡筒の光軸方向に導く導光部材と、
    前記導光部材からの光を拡散する拡散部材とを有することを特徴とする請求項1または2に記載の光学機器。
  4. 前記発光部の光出射面は前記拡散部材の前記物体側の面であって、
    前記アクセサリ装着部は、前記拡散部材の前記物体側の面よりも前記物体側とは反対側の位置に設けられていることを特徴とする請求項3に記載の光学機器。
  5. 前記アクセサリ装着部は、雌ねじにより構成されていることを特徴とする請求項1から4のいずれか一項に記載の光学機器。
  6. レンズ鏡筒を有する光学機器であって、
    前記レンズ鏡筒において径方向の最も外側に配置されたベース鏡筒と、
    前記レンズ鏡筒の光軸が延びる方向における最も物体側に配置された第1レンズを保持して前記ベース鏡筒よりも前記径方向の内側に配置され、前記ベース鏡筒に対して前記物体側に繰り出し可能な可動鏡筒とを有し、
    前記可動鏡筒が前記ベース鏡筒に対して繰り出した状態において、前記光軸上における最短撮影距離またはワーキングディスタンスにある点を頂点とし、前記第1レンズの前記物体側の面頂点を通って前記光軸に直交する面と前記可動鏡筒の外周面を前記物体側に延長した円筒面との交線を通る円錐面よりも前記径方向の内側に、前記可動鏡筒の全体と前記ベース鏡筒の全体が位置することを特徴とする光学機器。
  7. 前記可動鏡筒における前記物体側の前端部分において前記第1レンズよりも前記径方向の外側に配置され、照明光を発する発光部を有することを特徴とする請求項6に記載の光学機器。
  8. 前記前端部分において前記第1レンズよりも前記径方向の外側であって前記発光部よりも前記径方向の内側に、アクセサリが取り外し可能に装着されるアクセサリ装着部を有することを特徴とする請求項7に記載の光学機器。
  9. 前記発光部の少なくとも一部と前記アクセサリ装着部の少なくとも一部とが、前記光軸が延びる方向において重なっていることを特徴とする請求項8に記載の光学機器。
  10. 前記アクセサリ装着部は、前記発光部の光出射面よりも前記物体側とは反対側の位置に設けられていることを特徴とする請求項8または9に記載の光学機器。
  11. 前記アクセサリ装着部は、雌ねじにより構成されていることを特徴とする請求項8から10のいずれか一項に記載の光学機器。
  12. 前記発光部は、
    光源と、
    前記光源からの光を前記径方向および前記レンズ鏡筒の光軸方向に導く導光部材と、
    前記導光部材からの光を拡散する拡散部材とを有することを特徴とする請求項7から11のいずれか一項に記載の光学機器。
  13. 前記発光部の光出射面は前記拡散部材の前記物体側の面であって、
    前記アクセサリ装着部は、前記拡散部材の前記物体側の面よりも前記物体側とは反対側の位置に設けられていることを特徴とする請求項12に記載の光学機器。
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