JP2018005085A - Optical device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、デジタルスチルカメラ、デジタルビデオカメラ、交換レンズ等の光学機器に関するものである。 The present invention relates to an optical apparatus such as a digital still camera, a digital video camera, and an interchangeable lens.
写真撮影をする道具としてデジタルカメラが多く使用されている。デジタルカメラには、撮影レンズを有するレンズ鏡筒が具備されており、レンズ鏡筒にはズーム機構を有するものが多くある。 Digital cameras are often used as tools for taking photographs. Digital cameras include a lens barrel having a photographing lens, and many lens barrels have a zoom mechanism.
ズーム機構により撮影レンズが光軸方向に移動し、広角から望遠領域まで画像を変化させて撮影することができる。 The zoom mechanism moves the photographic lens in the optical axis direction, and the image can be taken while changing the image from the wide angle to the telephoto region.
レンズ鏡筒に具備される撮影レンズを光軸方向に動作させるためには、複数のレンズ群を光軸方向に回転しないように保持しながら移動させることが必要となる。 In order to operate the photographing lens provided in the lens barrel in the optical axis direction, it is necessary to move the plurality of lens groups while holding the lens group so as not to rotate in the optical axis direction.
そのための構成の一つとして、直進溝を具備する固定筒の外周にカム溝を具備するカム筒を設置する。 As one configuration for this purpose, a cam cylinder having a cam groove is provided on the outer periphery of a fixed cylinder having a straight advance groove.
そして、レンズ群を直進溝に直進ガイドさせながらカム溝に追従させることにより、カム筒を回転させることでレンズ群を光軸に移動させるという方法がある。 Then, there is a method in which the lens group is moved to the optical axis by rotating the cam cylinder by following the cam groove while guiding the lens group linearly in the straight groove.
また、レンズ鏡筒を電動で動作させるという要望がある。 There is also a demand to operate the lens barrel electrically.
また、電動動作だけでなく、レンズ鏡筒の外周に付属する手動リングをマニュアルで回転させることでズーム位置を決定したいという要望もある。 There is also a demand for determining the zoom position by manually rotating a manual ring attached to the outer periphery of the lens barrel in addition to the electric operation.
このような問題に対し、以下のように提案がなされている。 The following proposals have been made for such problems.
特許文献1にマニュアルリングで動作するレンズ鏡筒が示されている。 Patent Document 1 discloses a lens barrel that operates with a manual ring.
マニュアルリングを操作したい場合、別に用意したクラッチ機構を用いて連結を切り替えてマニュアルでレンズ鏡筒が動作している。 When operating the manual ring, the lens barrel is operated manually by switching the connection using a separately prepared clutch mechanism.
特許文献1では、電動で動作させる場合とマニュアルで動作させる場合に、切り替えるクラッチ機構を別に設けなければならない。 In Patent Document 1, it is necessary to provide a separate clutch mechanism for switching between electric operation and manual operation.
さらに、ユーザーがスイッチを切り替える必要があり、手動操作時に手間が生じてしまう。また、クラッチ機構を入れなければならず、部品点数も多くなり機器も大型化してしまうという問題がある。 Furthermore, it is necessary for the user to switch the switch, which is troublesome during manual operation. In addition, the clutch mechanism must be inserted, and there is a problem that the number of parts increases and the equipment becomes large.
マニュアル動作と電動動作をシームレスに、特に切替えもなく動作できる機構が望まれている。 There is a demand for a mechanism that can operate manually and electrically without any switching.
そこで、本発明では、レンズ保持部材を光軸方向に駆動する駆動機構と、前記駆動機構に連結し前記駆動機構を電動で駆動する駆動源と、前記駆動機構に連結し前記駆動機構を手動で駆動する手動手段と、を有する光学機器であって、
前記手動手段を駆動することで前記駆動機構が手動で駆動される場合、前記手動手段による駆動力が前記駆動機構を介して前記駆動源され、前記駆動源を構成する駆動軸も同時に駆動されることを特徴とする。
Therefore, in the present invention, a drive mechanism that drives the lens holding member in the optical axis direction, a drive source that is coupled to the drive mechanism and that electrically drives the drive mechanism, and a drive mechanism that is coupled to the drive mechanism and is manually operated. An optical instrument having manual means for driving,
When the driving mechanism is driven manually by driving the manual means, the driving force by the manual means is driven by the driving mechanism, and the driving shaft constituting the driving source is also driven simultaneously. It is characterized by that.
本発明によれば、光学機器の大きさを増やすことなく、さらに部品を増やすことなく、手動ズームと電動ズームの切り替えをスムーズに行うことができ、ユーザビリティーを向上させることができる。 According to the present invention, it is possible to smoothly switch between manual zooming and electric zooming without increasing the size of the optical apparatus and further increasing the number of components, and usability can be improved.
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。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
図4(a)、図4(b)には、本実施形態に係る撮影レンズ鏡筒を有する光学機器としてデジタルカメラ12が示されている。
4 (a) and 4 (b) show a
本実施形態で示すデジタルカメラ12は撮影倍率を変更できるズーム機構を有するカメラである。
The
図4(a)は当該デジタルカメラ12の正面斜視図である。図4(b)は当該デジタルカメラ12の背面図である。
FIG. 4A is a front perspective view of the
図5には当該デジタルカメラ12のブロック図を示している。
FIG. 5 shows a block diagram of the
本実施形態のデジタルカメラ12の正面には測光測距を行う場合の光源の補助を行う補助光15、ストロボ17、撮影レンズ鏡筒1が構成されている。
A front surface of the
上面にはレリーズボタン13、ズーム切換えスイッチ14、電源切換えボタン16が配置されている。
A
背面には操作ボタン19,20,21,22,23,24、25が配置され様々な機能切換えを行うことができる。
LCDより成るディスプレイ(液晶手段)18が配置されている。 A display (liquid crystal means) 18 comprising an LCD is disposed.
ディスプレイ18は、画像表示手段であり、メモリ36に保存された画像データやメモリーカードから読み込んだ画像データを画面上に表示する。
The
制御部はCPU42、ROM41、RAM43で構成されている。
The control unit includes a
バス40を介してレリーズボタン13、操作ボタン19〜25、ディスプレイ18、メモリ36、メモリーカードドライブ38等の各種構成要素が接続されている。
Various components such as the
バス40を介して制御系と接続する駆動回路39には、ズーム機構3、フォーカス駆動機構26が接続されている。
The
また、バス40を介して制御系と接続する駆動回路39には、シャッタ駆動機構28、絞り駆動手段30、CCDやCMOS等の撮像素子32、ストロボ17が接続されている。
Further, a
駆動回路39は、制御系からの信号により各々の駆動を制御することになる。
The
ROM41には、上述の各機能構成要素を制御するプログラムが記憶されている。RAM43には各制御プログラムに必要なデータが記憶されている。
The
アナログ信号処理手段33では、取り込まれた画像データにアナログ処理を施し、A/D変換部34に出力する。
The analog signal processing means 33 performs analog processing on the captured image data and outputs it to the A /
A/D変換部34では取り込まれたアナログデータをデジタルデータに変換する。このデジタルデータをデジタル信号処理手段35に出力し、ここでデジタルデータの処理を行う。最終的にデジタルデータはメモリ36に記憶されることになる。
The A /
メモリ36に記憶された画像データやメモリーカードドライブ38に記憶されている画像データを圧縮伸張手段37によって伸張処理を行っている。
The image data stored in the
その画像データを、バス40を介してディスプレイ18に表示させることができる。このディスプレイ18上のデータを使用者が見ることで、その画像が不必要であると判断すると使用者は操作ボタン19の操作によって消去することができる。
The image data can be displayed on the
次に、本実施形態に係るデジタルカメラ12に備えられたレンズ保持部材としての撮影レンズ鏡筒1の構成について説明する。
Next, the configuration of the taking lens barrel 1 as a lens holding member provided in the
図1は撮影レンズ鏡筒1の斜視図である。 FIG. 1 is a perspective view of a photographic lens barrel 1.
撮影レンズ鏡筒1はズーム機構を有しており、ワイドの状態からテレ状態まで画角を変化することができる。 The taking lens barrel 1 has a zoom mechanism and can change the angle of view from a wide state to a tele state.
撮影レンズ鏡筒の光軸に対して、駆動源3であるズームモーターの駆動軸3aは直交した配置になっている。
The
カメラのレイアウト上、できるだけ本体を薄くしようとした場合、ズームモーターを光軸と同じ方向にするとモーターの長さ分厚くなってしまう。 When trying to make the main unit as thin as possible due to the camera layout, if the zoom motor is set in the same direction as the optical axis, the motor will become thicker.
そのため、本実施形態のようなレイアウトが小型化に有利となる。 Therefore, the layout as in this embodiment is advantageous for downsizing.
撮影レンズ鏡筒1の外周には、ユーザーが手で操作する手動駆動環2が配置されている。
A
図2(a)に撮影レンズ鏡筒1と手動手段としての手動駆動環2の構成を示す部分断面図を示す。手動駆動環2と駆動環4の接続部分を断面で表示している。
FIG. 2A is a partial cross-sectional view showing the configuration of the taking lens barrel 1 and the
図2(b)に概念図を示す。 A conceptual diagram is shown in FIG.
図3(a)に駆動源3から駆動環4への接続を示すズーム機構を示す。
FIG. 3A shows a zoom mechanism showing the connection from the
図3(b)に駆動源3の断面図を示す。
FIG. 3B shows a cross-sectional view of the
ユーザーがズーム切換えスイッチ14を操作すると、駆動源3であるズームモーターに通電され駆動軸3aが回転する。
When the user operates the
駆動軸3が回転することで第1のギアとしてのウォームギア5が回転し、ウォームギア5と噛合っている第2のギアとしてのハスバギア6が回転する。
As the
そのまま、ギア連結して動力を伝達し、最終的に駆動環4に一体で具備される駆動ギア4aに接続され、駆動環4が回転することになる。
As it is, the gears are coupled to transmit power, and finally connected to the
駆動環4が回転することで、撮影レンズ鏡筒1の内部に具備されるカム環9が回転され、撮影レンズ鏡筒1に具備されるレンズ群が光軸方向に移動しズーム動作を行うことができる。
As the
また、ユーザーが手動回転環2を回転させると、手動回転環2と駆動環4との間の駆動連結手段8によって駆動環4が同時に回転する。
When the user rotates the
そして、撮影レンズ鏡筒1の内部に具備されるカム環9が回転され、撮影レンズ鏡筒1に具備されるレンズ群が光軸方向に移動しズーム動作を行うことができる。 Then, the cam ring 9 provided inside the photographing lens barrel 1 is rotated, and the lens group provided in the photographing lens barrel 1 can move in the optical axis direction to perform a zoom operation.
手動駆動環2は光学機器12に接続して固定されている本体地板10に本体接続手段11を介して保持されている。
The
駆動連結手段8及び本体接続手段11はゴムなどの弾性体で形成されており、リング状に周囲を保持する形で配置されている。駆動連結手段8は手動回転環2と駆動環4の間に若干圧縮されるように配置している。また、本体接続手段11は手動駆動環2と本体地板10の間に若干圧縮されるように配置している。
The
手動回転環2によって駆動機構を構成する駆動環4が回転すると、駆動環4にギア手段が接続されているのでギア手段も同時に回転をする。
When the driving
その結果、ハスバギア6が回転し、ウォームギア5が回転する。最終的にウォームギア5が接続している駆動源3内部の駆動軸3aが回転することになる。
As a result, the
つまり、手動回転環2と駆動環4、及び、駆動環4と駆動源3であるズームモーターが直結している。
That is, the
そのため、電動でズームする時は、駆動源3であるズームモーターは駆動回路39によって自ら回転する。
Therefore, when electrically zooming, the zoom motor as the
また、手動回転環を操作してマニュアルズームする時においても、駆動源3であるズームモーターは外力によって強制的に回転させられることになっている。
Further, even when manual zooming is performed by operating the manual rotation ring, the zoom motor as the driving
以上の構成をとると、特にユーザーがマニュアルリングでのズーム動作を実施しようとしてスイッチを切り替えたりすることは不要となる。 With the above configuration, it is not particularly necessary for the user to switch the switch in order to perform a zoom operation with a manual ring.
スイッチを切り替えたりすること無しに、シームレスで操作をズーム切換えスイッチ14と手動駆動環2を選択して動作することができるようになる。
Without switching the switch, the
本実施形態で重要な構成は、ウォームギア5とハスバギア6の関係で、ウォームギア5の回転力がハスバギア6を回転させる。
An important configuration in the present embodiment is the relationship between the
それと同様に、ハスバギア6の回転力でウォームギア5を回転させなければならない。
Similarly, the
通常、ウォームのねじれ角が小さいとロック作用が働きハスバギア方向からの動作が困難になる。またφ3mm程度以下の小径ギアが良い。 Usually, when the twist angle of the worm is small, the locking action works and the operation from the helical gear direction becomes difficult. A small diameter gear with a diameter of about 3 mm or less is preferable.
一般的にセルフロックする条数は3条以下で使用されており、ねじれ角を大きくする場合は条数を4条以上のウォーム歯にすることが望ましい。通常ウォームのねじれ角が安息角(摩擦角)より大きければ逆駆動は可能である。 Generally, the number of self-locking strips is 3 or less, and when the helix angle is increased, it is desirable to use 4 or more worm teeth. Normally, reverse driving is possible if the twist angle of the worm is larger than the angle of repose (friction angle).
そこでねじれ角は14度以上であることが望ましい。また、そのためにはウォームギア5のねじは4条以上のウォーム歯が望ましい。逆駆動させるためには摩擦抵抗を低減させる必要があり、高性能な潤滑油を使用する必要がある。
Therefore, the twist angle is preferably 14 degrees or more. For this purpose, the screw of the
小原歯車工業(株)の歯車技術資料に詳しく記載がある。 There is a detailed description in the gear technical data of Ohara Gear Industry Co., Ltd.
ウォームギア5にはパルス板5aが具備されており、パルス板5aのパルスをフォトインタラプタなどのパルス検知手段7によって検知できるようになっている。
The
第1のギアはパルス板5aを具備しており、光学機器は、駆動源3による駆動時及び手動手段2による駆動時にも駆動軸3aの回転を検知している。
The first gear includes a
駆動源3であるズームモーターに通電され、駆動軸3aが回転するとパルス板5aが回転し、パルス検知手段7によって駆動軸3aの回転数をカウントする。
When the zoom motor as the
パルスをカウントすることで駆動環4を適切な位置に移動しズームポジションを決めることができる。
By counting the pulses, the
パルス板5aのカウント数によりレンズ保持部材のズーム位置を検知し、検知結果に基づいてレンズ保持部材に具備されるフォーカスレンズを駆動する。
The zoom position of the lens holding member is detected based on the count number of the
本発明では、手動駆動環2の駆動力もウォームギア5まで伝達するため、パルス板5aを回転させることができ、駆動環4の回転数をカウントすることができる。
In the present invention, since the driving force of the
そのカウント数によりズームポジションを検知することが可能となる。 The zoom position can be detected based on the count number.
撮影レンズ鏡筒1の内部にはフォーカス駆動機構26が具備されており、フォーカスレンズ27を動作させて合焦動作を行う。
A
手動駆動環2の回転によって検知されたパルスカウントを用いて、そのズームポジションに連動してフォーカスレンズ27を動作させることで、マニュアルズーム中もピントが外れることが無くなる。
By using the pulse count detected by the rotation of the
また、撮影レンズ鏡筒1を撮影可能領域で動作している場合に、安易にズームのワイド位置(広角端)から収納方向に移動しないようにしたい。 In addition, when the photographing lens barrel 1 is operating in the photographing region, it is desired that the photographing lens barrel 1 is not easily moved from the zoom wide position (wide angle end) in the storage direction.
電動ズームの時は、駆動源3であるズームモーターへの回転をパルス板5aによって検知して、ズームのワイド位置で通電を停止することで動作しないようにすることができる。
At the time of the electric zoom, the rotation to the zoom motor as the driving
マニュアルズームを実施している場合には、ユーザーが手動駆動環2を回転させることで駆動環4を回転させ、その回転によりウォームギア5が回転されることでパルス板5aのカウントを発生させる。
When manual zooming is performed, the user rotates the driving
パルス板5aのカウントを検知してズームのワイド位置にて駆動源3を回転保持状態にする。このようにするとユーザーは手動駆動環2の動作が重くなったことを感じて操作を中止する。
The count of the
ズームの望遠側ではメカ的に駆動環4の回転を停止するようにすれば良い。
It is only necessary to mechanically stop the rotation of the
しかし、望遠側は画角の補正によるズーム停止位置の調整を実施する場合がある。 However, the telephoto side may adjust the zoom stop position by correcting the angle of view.
この場合も前述と同じように画角ズーム停止位置調整値に基づいて、パルス板5aのカウントを検知してズームの望遠位置にて駆動源3を回転保持状態にする。
In this case as well, the count of the
このようにするとユーザーは手動駆動環2の動作が重くなったことを感じて操作を中止する。
In this way, the user feels that the operation of the
保持通電を発生させる方法としては、使用する駆動源3をステッピングモーターとすることで、保持通電状態を達成できる。
As a method of generating the holding energization, the holding energization state can be achieved by using a stepping motor as the driving
また、駆動源3をDCモーターとし、停止位置になったら逆通電を実施し、いわゆるショートブレーキ通電を行い、動作の中止をユーザーに感じさせる。
Further, the
本実施例では、レンズ保持部材が撮影領域にあり、手動手段2によって非撮影領域への操作がなされた際に、撮影領域と非撮影領域の境界にて駆動源3が電気的に回転保持される。
In this embodiment, when the lens holding member is in the shooting area and the manual means 2 is operated to the non-shooting area, the
また、広角側のレンズ保持部材の停止位置を調整し、その調整位置においてさらに広角側にズーム操作がなされた際、撮影領域と非撮影領域の境界にて駆動源3が電気的に回転保持される。
Further, when the stop position of the lens holding member on the wide angle side is adjusted and the zoom operation is further performed on the wide angle side at the adjustment position, the
また、望遠側のレンズ保持部材の停止位置を調整し、その調整位置においてさらに望遠側にズーム操作がなされた際、撮影領域と非撮影領域の境界にて駆動源3が電気的に回転保持される。
Further, when the stop position of the lens holding member on the telephoto side is adjusted, and the zoom operation is further performed on the telephoto side at the adjusted position, the
カメラが沈胴式であり、非使用時と使用時の鏡筒の繰り出し位置が違う場合、その境界で停止位置を体感できるのが有効となる。また、実使用領域と光学的なマクロ領域の切り替えを与える場合でもモーターによる負荷変動を与えて、ユーザーに通知することも可能となる。 When the camera is retractable and the lens barrel is extended when not in use and used, it is effective to experience the stop position at the boundary. Further, even when switching between the actual use area and the optical macro area, it is possible to notify the user by giving a load fluctuation by the motor.
以上の構成によって、特に部品を追加することなく、また大きくすることなく電動ズームと手動ズームを行うことができ、また切り替えもなくシームレスに達成することができる。 With the above configuration, the electric zoom and the manual zoom can be performed without adding any parts or enlarging them, and can be achieved seamlessly without switching.
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。 As mentioned above, although preferable embodiment of this invention was described, this invention is not limited to these embodiment, A various deformation | transformation and change are possible within the range of the summary.
産業上利用できることは明らかである。 It is clear that it can be used industrially.
1 撮影レンズ鏡筒
2 手動回転環
3 駆動源
3a 駆動軸
4 駆動環
5 ウォームギア
5a パルス板
6 ハスバギア
7 パルス検知手段
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (11)
前記駆動機構に連結し前記駆動機構を電動で駆動する駆動源と、
前記駆動機構に連結し前記駆動機構を手動で駆動する手動手段と、
を有する光学機器であって、
前記手動手段を駆動することで前記駆動機構が手動で駆動される場合、前記手動手段による駆動力が前記駆動機構を介して前記駆動源され、前記駆動源を構成する駆動軸も同時に駆動されることを特徴とする光学機器。 A drive mechanism for driving the lens holding member in the optical axis direction;
A drive source coupled to the drive mechanism and electrically driving the drive mechanism;
Manual means coupled to the drive mechanism for manually driving the drive mechanism;
An optical instrument comprising:
When the driving mechanism is driven manually by driving the manual means, the driving force by the manual means is driven by the driving mechanism, and the driving shaft constituting the driving source is also driven simultaneously. An optical apparatus characterized by that.
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