JP4460872B2 - マクロ撮影装置 - Google Patents

Description

本発明は、被写体から数メートル離れて撮影する通常の撮影の他に、被写体に近接して撮影するマクロ（近接）撮影を行えるマクロ撮影装置に関し、特に、マクロ撮影時に光路を所定の口径に絞る絞り羽根を備えたマクロ撮影装置に関する。

従来のマクロ撮影装置としては、マクロ撮影（近接撮影）を行う際に操作する操作釦、操作釦により駆動される駆動レバー、駆動レバーの当接により回転してレンズを光軸方向のマクロ撮影位置に位置決めするカムリング、カムリングの回動に連動して直線的に往復動する規制レバー、規制レバーの係止ピンにより押されて光路を所定の口径に絞る一対のシャッタ羽根等を備え、被写体との離隔距離が例えば２ｍｍ以下のマクロ撮影時に焦点を良好に合わせるようにしたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

また、他のマクロ撮影装置としては、一対のシャッタ羽根、通常撮影用のカム面とマクロ撮影用のカム面とをもつカム板、カム面に係合するカムピンをもつ揺動レバー、揺動レバーに連動して揺動すると共にシャッタ羽根の一部に係合する係合ピンをもつ第２の揺動レバー等を備え、マクロ撮影時において、カム板のマクロ撮影用のカム面にカムピンを係合させることで、二つの揺動レバーを介して一対のシャッタ羽根を閉じ側に移動させて絞り状態を形成し、被写界深度を深くするようにしたものが知られている（例えば、特許文献２参照）。

特開平０７−２１８８１２号公報 特開２００２−０１４２７４号公報

ところで、上記従来のマクロ撮影装置においては、マクロ撮影時において、シャッタ羽根を絞り状態に移動させるための機構として、カムリングに連動する規制レバー、あるいは、カム板に連動する複数の揺動レバー等を採用しているため、構造が複雑であり、装置の大型化、重量化等を招いていた。

本発明は、上記従来技術の事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、簡略な構造にて、装置の小型化を図り、この装置が搭載されるデジタルカメラ等の小型化、軽量化等も図れるマクロ撮影装置を提供することにある。

本発明のマクロ撮影装置は、光軸方向に伸長する筒状部材と、筒状部材の内側において光軸方向に移動自在に配置され所定の開口部を画定すると共に開口部の後方にレンズを保持するレンズ枠と、マクロ撮影時にレンズ枠を光軸方向の所定位置に移動させるべくレンズ枠に対して光軸方向にカム作用を及ぼすように筒状部材に回動自在に支持されたカムリングを含むマクロ機構と、マクロ撮影時に光路を所定の口径とする絞り羽根とを備え、上記カムリングは、その外周面において光軸方向に伸長する駆動レバーを有し、上記絞り羽根は、レンズ枠に形成された支軸に対して揺動自在に支持され、一端側において所定の口径をなす絞り開口、他端側において駆動レバーに対して光軸方向に移動可能な状態で連結される連結部を有する、ことを特徴としている。
この構成によれば、筒状部材に支持されたカムリングを所定の角度位置に回転させると、そのカム作用によりレンズ枠（レンズ）がマクロ撮影位置に位置決めされ、又、絞り羽根が、カムリングの回転に連動して開口部（光路）を所定の口径に絞る状態になり、被写界深度が深くなって、良好なマクロ撮影（近接撮影）を行うことができる。
ここで、絞り羽根は、カムリングの駆動レバーに直接連結されているため、両者の間に連動部材を介在させる場合に比べて、構造が簡略化され、装置を小型化、軽量化できる。
また、絞り羽根は、一端側に絞り開口を他端側にカムリングの駆動レバーに連結される連結部を有する揺動タイプの絞り羽根として形成され、カムリングが所定角度回転されると、駆動レバーの円弧状の移動に連動して絞り羽根が支軸回りに所定角度回転し、その絞り開口が開口部に臨んで光路を所定の口径に絞る、すなわち、絞り羽根が支軸回りに揺動する一枚の羽根により形成されているため、複数の羽根により絞り動作を行う構成に比べて、構造を簡略化できる。
特に、絞り羽根は、レンズ枠上において揺動自在であり、かつ、光軸方向においてレンズ枠と一体となって移動し得るため、絞り状態にあるとき、絞り羽根の絞り開口とレンズ枠の開口部との間隔が常に一定に密接した状態に保たれて、安定した絞り状態が確保される。

上記構成において、絞り羽根は、光軸方向において、開口部の前方に配置されている、構成を採用することができる。
この構成によれば、絞り羽根を単に筒状部材の外側でかつレンズ枠の前方に配置するだけでよいため、構造がより簡略化される。仮に、絞り羽根を開口部の後方すなわち筒状部材の中間領域に配置する場合には、筒状部材又はレンズ枠に対して、絞り羽根の移動範囲を確保するために切り欠き等を形成しなければならないが、絞り羽根を開口部の前方に配置することで、このような複雑な形状を採用する必要がなく、構造が簡略化される。

上記構成において、駆動レバーは、光軸方向に伸長する円柱状のシャフトを含むように形成され、連結部は、シャフトが挿入された状態で所定の移動を許容するべく長孔に形成されている、構成を採用することができる。
この構成によれば、駆動レバーのシャフトを絞り羽根の長孔（連結部）に通すだけで、絞り羽根とカムリングと連結がなされるため、両者の連結構造を簡略化することができ、これにより、装置を小型化、軽量化できる。

上記構成において、レンズ枠は、開口部を形成する開口板を取り付けるためのピンを有し、ピンは、絞り羽根を揺動自在に支持するための支軸を兼ねる、構成を採用することができる。
この構成によれば、絞り羽根を揺動自在に支持する支軸として、開口板を取り付けるためにレンズ枠に形成されたピンを兼用するため、レンズ枠の構造を簡略化できる。

上記のように、本発明のマクロ撮影装置によれば、マクロ撮影時にレンズ枠を光軸方向の所定位置に移動させるマクロ機構として、レンズ枠に対して光軸方向にカム作用を及ぼすべく筒状部材に回動自在に支持されたカムリングを採用し、マクロ撮影時に光路（開口部）を所定の口径に絞る絞り羽根を、カムリングの一部に直接連結させてその回転に連動して光路を絞るように形成したことにより、マクロ撮影時には被写界深度が深くなって良好なマクロ撮影（近接撮影）を行うことができ、又、絞り羽根をカムリングの一部に直接連結しているため、両者の間に連動部材等を介在させる場合に比べて、構造が簡略化され、装置を小型化、軽量化できる。

以下、本発明の最良の実施形態について、添付図面を参照しつつ説明する。
図１ないし図７は、本発明に係るマクロ撮影装置の一実施形態を示すものであり、図１は装置の外観斜視図、図２は装置の分解斜視図、図３及び図５は装置の正面図、図４及び図６は装置の断面図、図７は装置の一部をなすカムリングの展開図である。

このマクロ撮影装置は、図１及び図２に示すように、光軸方向Ｌに伸長する（軸線をもつ）筒状部材１０、筒状部材１０の前方側に収容されるレンズ枠２０、筒状部材１０の外周面に対して回動自在に設けられマクロ撮影時にレンズ枠２０を光軸方向Ｌの所定位置に移動させるマクロ機構としての環状のカムリング３０、同様に筒状部材１０の外周面を取り囲むように設けられたコイルスプリング４０、コイルスプリング４０を圧縮して押える押え部材５０、レンズ枠２０の前方に揺動自在に支持された絞り羽根６０、筒状部材１０の後方側に配置された撮像素子としてのＣＣＤ７０等を備えている。

筒状部材１０は、図１及び図２に示すように、光軸方向Ｌの前方側Ｆに位置する円筒部１１、光軸方向Ｌの後方側Ｒにおいて円筒部１１と一体的に形成された矩形状の接合部１２等により形成されている。
円筒部１１には、その径方向に貫通すると共に光軸方向Ｌに伸長しかつ前方側Ｆに開口する３つのガイド孔１１ａと、その前端面において前方に向けて突出する３つの突起１１ｂとが形成されている。
３つのガイド孔１１ａは、周方向において等角度（１２０度）の間隔で形成されており、３つの突起１１ｂは、３つのガイド孔１１ａに対して６０度ずれた位置で周方向に等角度（１２０度）の間隔で形成されている。
接合部１２には、図１、図２、図４及び図６に示すように、ＣＣＤ７０及びガラスプレート７１を保持する略矩形状の保持部材７２が連結されている。

レンズ枠２０は、図２、図４、図６に示すように、内部にレンズＧを保持する円筒部２１、円筒部２１の外周面から径方向外側に向けて突出する３つの突出部２２、光軸方向Ｌの前方に向けて突出するピン２３等により形成されており、レンズＧの前方には所定の口径をなす円形の開口部２４ａを画定する開口板２４が設けられている。
尚、開口板２４は、レンズ枠２０に形成されたピン２３と突起２３´とにより位置決めされて固定されている。

円筒部２１は、図４及び図６に示すように、その外周面２１ａが筒状部材１０の円筒部１１の内周面１１ｃに嵌め込まれ（内嵌され）て、光軸方向Ｌに摺動自在に支持されている。３つの突出部２２は、周方向において等角度（１２０度）の間隔で形成されており、筒状部材１０のガイド孔１１ａに挿通されて、周方向においてガタツキが無く光軸方向Ｌにのみ往復動自在に案内されるようになっている。また、突出部２２は、それぞれ、後方側の側面２２ａが後述するカムリング３０のカム面３３に係合し、前方側の側面２２ｂが環状の座金４１を介してコイルスプリング４０の一端部に係合するようになっている。

カムリング３０は、図１ないし図７に示すように、環状部３１、環状部３１の外周面から径方向外側に突出すると共に光軸方向Ｌに伸長する（一部としての）駆動レバー３２、環状部３１の前端面に形成された３つのカム面３３等により形成されており、環状部３１の後端面が筒状部材１０（保持部１２）の前端面１２ａに当接した状態で、環状部３１が筒状部材１０（円筒部１１）の外周面１１ｄに外嵌されて回動自在に支持されている。

３つのカム面３３は、それぞれレンズ枠２０の３つの突出部２２（側面２２ａ）を受けて光軸方向Ｌにカム作用を及ぼすものであり、図７に示すように、基準面となるカム面３３ａと所定のカム高さをもつカム面３３ｂと、両者を連結する傾斜面３３ｃとにより形成されている。そして、カム面３３ａが、レンズＧ（レンズ枠２０）を、被写体から数メートル離れて撮影する通常の撮影位置に位置決めする通常撮影領域Ｎに対応し、カム面３３ｂが、被写体からの距離が例えば２メートル以内のマクロ撮影（近接撮影）位置に位置決めするマクロ撮影領域Ｍに対応するようになっている。

駆動レバー３２は、図２、図４、図６に示すように、光軸方向Ｌの前方に向けて伸長すると共に縮径して形成された円柱状のシャフト３２ａを有する。シャフト３２ａには、後述する絞り羽根６０の長孔６３が外嵌されると共に、抜け止めキャプ３２ｂが接合されるようになっている。駆動レバー３２は、光軸回り（周方向へ）の駆動力が及ぼされることで、カムリング３０を所望の角度位置に回転させるものである。

コイルスプリング４０は、図１、図２、図４、図６に示すように、筒状部材１０（円筒部１１）の外周面１１ｄを取り囲むように、座金４１を挟んで３つの突出部２２に隣接して取り付けられ、押え部材５０により、所定の付勢力を発生するように圧縮された状態に保持されている。したがって、コイルスプリング４０は、レンズ枠２０の突出部２２（側面２２ｂ）を光軸方向Ｌの後方側Ｒに向けて付勢し、突出部２２（側面２２ａ）をカム面３３に対して常に接触させるように作用する。

押え部材５０は、図１、図２、図４、図６に示すように、環状に形成されており、その内周面において３つの切欠き部５１を備えている。３つの切欠き部５１は、周方向において等角度（１２０度）の間隔で形成されており、筒状部材１０（円筒部１１）の３つの突起１１ｂをそれぞれ受け入れるものである。すなわち、押え部材５０は、切欠き部５１に突起１１ｂを嵌め込むことで筒状部材１０に連結される。それ故に、コイルスプリング４０も圧縮した状態に容易に組み付けられる。

絞り羽根６０は、図１ないし図６に示すように、レンズ枠２０のピン２３が通される揺動支点となる円孔６１、一端側に形成されて開口部２４ａよりも小さい所定の口径をなす絞り開口６２、他端側に形成された連結部としての長孔６３等を有し、支点となる円孔６１を境に略ヘの字状に屈曲した薄板形状に形成されている。
そして、絞り羽根６０は、円孔６１に支軸としてのピン２３が通され、長孔６３にシャフト３２ａが通され、ピン２３に抜け止めキャップ２３ａが接合され又シャフト３２ａに抜け止めキャップ３２ｂが接合されて、ピン２３回りに揺動自在に支持されている。
このように、駆動レバー３２のシャフト３２ａを絞り羽根６０の長孔（連結部）６３に通すだけで、絞り羽根６０とカムリング３０とが連結されるため、両者の連結構造を簡略化することができ、装置を小型化、軽量化できる。

ここで、連結部としての長孔６３は、絞り羽根６０がシャフト３２ａに対して光軸方向Ｌに相対的に移動するのを許容し、又、カムリング３０の回転に応じてピン２３（円孔６１）とシャフト３２ａとの距離が変化するのを許容する。
したがって、絞り羽根６０は、カムリング３０の回転に応じてレンズ枠２０が光軸方向に移動させられると、レンズ枠２０と一体的に光軸方向Ｌに移動するようになっている。

すなわち、絞り羽根６０は、光軸方向Ｌにおいて、開口部２４ａを画定する開口板２４の前方に隣接して配置され、図３に示すようにカムリング３０が反時計回りＲ１に回転したときに、開口部２４ａから絞り開口６２が退避して開放する非絞り状態となり、図５に示すようにカムリング３０が時計回りＲ２に回転したときに、開口部２４ａに絞り開口６２が臨んで所定の口径に絞る絞り状態となる。

このように、絞り羽根６０は、ピン２３回りに揺動する一枚の羽根により形成されているため、複数の羽根により絞り動作を行う構成に比べて構造を簡略化でき、又、単に筒状部材１０の外側でかつレンズ枠２０の前方に配置されるため、開口部２４ａの後方で筒状部材１０の中間領域に絞り羽根６０を配置する（この配置では、絞り羽根６０の移動範囲を確保するための切り欠き等を形成する必要がある）場合等に比べて、装置を簡略化、小型化できる。

また、絞り羽根６０は、レンズ枠２０上において揺動自在で、かつ、光軸方向Ｌにおいてレンズ枠２０と一体となって移動し得るため、図５及び図６に示すように絞り状態にあるとき、絞り羽根６０の絞り開口６２とレンズ枠２０の開口部２４ａとの間隔が常に一定に密接した状態に保たれて、安定した絞り状態が確保される。
また、開口板２４を取り付けるためのピン２３が、絞り羽根６０を揺動自在に支持するための支軸を兼ねるため、レンズ枠２０の構造を簡略化できる。

さらに、絞り羽根６０は支点（ピン２３、円孔６１）を境に略ヘの字状に形成されているため、絞り羽根６０を必要最小限の大きさに形成して小型化を達成しつつ、カムリング３０の回転による通常の撮影位置とマクロ撮影位置とを、絞り羽根６０による非絞り位置と絞り位置とに、容易に対応させることができる。
上記のように、絞り羽根６０は、カムリング３０に対して直接連結されているため、両者の間に連動部材等を介在させる構造に比べて、構造が簡略化され、装置を小型化、軽量化することができる。

次に、この装置の動作について、図３ないし図７を参照しつつ説明する。
先ず、図３及び図４に示すように、カムリング３０が反時計回りＲ１の回転端に位置するとき、絞り羽根６０は反時計回りに回転して開口部２４ａから退避した非絞り位置にある。このとき、レンズ枠２０の（図７において二点鎖線で示す）突出部２２には、図７に示すように、カムリング３０のカム面３３ａが作用して、レンズ枠２０（レンズＧ）は、図４に示すように光軸方向Ｌにおいて後退した位置（ＣＣＤ７０に近づいた位置）にある。この状態では、数メートル離れた被写体に焦点が合うため、通常に撮影が可能である。

一方、駆動レバー３２に時計回りＲ２の駆動力が及ぼされて、図５及び図６に示すように、カムリング３０が反時計回りＲ２に回転して回転端に移動すると、絞り羽根６０は時計回りに回転して開口部２４ａに絞り開口６２が臨む絞り位置に至る。このとき、レンズ枠２０の（図７において実線で示す）突出部２２には、図７に示すように、カムリング３０のカム面３３ｂが作用して、レンズ枠２０（レンズＧ）は、図６に示すように、光軸方向Ｌの前方に所定量だけ繰り出された位置（ＣＣＤ７０から遠のいた位置）にある。この状態では、例えば２メートル以内に近接した被写体に焦点が合うため、マクロ撮影（近接撮影）が可能である。このとき、絞り開口６２により開口部２４ａが絞られるため、被写界深度が深くなり、焦点が確実に合って鮮明な画像を撮影することができる。

上記実施形態においては、マクロ撮影時に光路を所定の口径に絞る絞り羽根として、揺動自在に支持された一枚の絞り羽根６０を示したが、これに限定されるものではなく、カムリング３０に直接連結されると共にその回動に連動して絞り動作を行うものであれば、複数枚の羽根あるいはお互いに近接して開口部を開閉するシャッタ羽根を絞り羽根として兼用するようにしてもよい。

上記実施形態においては、絞り羽根６０を、レンズ枠２０に対して揺動自在に支持するように設けたが、これに限定されるものではなく、開口部２４ａの後方において筒状部材１０に対して揺動自在に設ける構成において、絞り羽根をカムリングに直接連結する構成を採用してもよい。
また、上記実施形態においては、カムリングとして、前端面にカム面３３を有するものを示したが、これに限定されるものではなく、レンズ枠に着脱自在に形成された突出部を挿通させるべく、径方向に貫通したカム孔をもつカムリングを採用してもよい。

以上述べたように、本発明のマクロ撮影装置は、構造が簡略化されて、装置の小型化、軽量化が達成されるため、携帯情報端末機等のデジタルカメラに適用することができるのは勿論のこと、銀塩フィルム式のカメラ等にも適用することができる。

本発明に係るマクロ撮影装置の一実施形態を示す外観斜視図である。 本発明に係るマクロ撮影装置の分解斜視図である。 レンズ枠が後退した通常の撮影位置にあり、絞り羽根が開口部から退避した非絞り位置にある状態を示す装置の正面図である。 レンズ枠が後退した通常の撮影位置にあり、絞り羽根が開口部から退避した非絞り位置にある状態を示す装置の断面図である。 レンズ枠が前方に繰り出したマクロ撮影位置にあり、絞り羽根が開口部に臨んだ絞り位置にある状態を示す装置の正面図である。 レンズ枠が前方に繰り出したマクロ撮影位置にあり、絞り羽根が開口部に臨んだ絞り位置にある状態を示す装置の断面図である。 カムリングの展開図である。

符号の説明

Ｌ 光軸方向
Ｆ 前方側
Ｒ 後方側
Ｇ レンズ
１０ 筒状部材
１１ 円筒部
１１ａ ガイド孔
１１ｂ 突起
１２ 接合部
２０ レンズ枠
２１ 円筒部
２２ 突出部
２３ ピン（支軸、支点）
２３ａ 抜け止めキャップ
２４ 開口板
２４ａ 開口部
３０ カムリング
３１ 環状部
３２ 駆動レバー
３２ａ シャフト（カムリングの一部）
３２ｂ 抜け止めキャップ
３３（３３ａ，３３ｂ，３３ｃ） カム面
４０ コイルスプリング
４１ 座金
５０ 押え部材
６０ 絞り羽根
６１ 円孔（支点）
６２ 絞り開口
６３ 長孔（連結部）
７０ ＣＣＤ（撮像素子）
７１ ガラスプレート
７２ 保持部材

Claims (4)

1. 光軸方向に伸長する筒状部材と、前記筒状部材の内側において光軸方向に移動自在に配置され所定の開口部を画定すると共に前記開口部の後方にレンズを保持するレンズ枠と、マクロ撮影時に前記レンズ枠を光軸方向の所定位置に移動させるべく前記レンズ枠に対して光軸方向にカム作用を及ぼすように前記筒状部材に回動自在に支持されたカムリングを含むマクロ機構と、マクロ撮影時に光路を所定の口径とする絞り羽根と、を備え、
   前記カムリングは、その外周面において光軸方向に伸長する駆動レバーを有し、
   前記絞り羽根は、前記レンズ枠に形成された支軸に対して揺動自在に支持され、一端側において所定の口径をなす絞り開口、他端側において前記駆動レバーに対して光軸方向に移動可能な状態で連結される連結部を有する、
   ことを特徴とするマクロ撮影装置。
2. 前記絞り羽根は、光軸方向において、前記開口部の前方に配置されている、
   ことを特徴とする請求項１記載のマクロ撮影装置。
3. 前記駆動レバーは、光軸方向に伸長する円柱状のシャフトを含むように形成され、
   前記連結部は、前記シャフトが挿入された状態で所定の移動を許容するべく長孔に形成されている、
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載のマクロ撮影装置。
4. 前記レンズ枠は、前記開口部を形成する開口板を取り付けるためのピンを有し、
   前記ピンは、前記絞り羽根を揺動自在に支持するための前記支軸を兼ねる、
   ことを特徴とする請求項１ないし３いずれか一つに記載のマクロ撮影装置。

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