JP4967270B2 - レンズ鏡筒及びカメラ - Google Patents
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Description
例えば、撮影用レンズ鏡筒は、その光学系の中間部に屈曲部として反射ミラーを設けるとともに、その対物側、像側に配置されたレンズ群をそれぞれその光軸方向に駆動して焦点距離の変更(ズーミング)等を行うようにしたものが知られている(例えば、特許文献1)。
請求項1の発明は、請求項1第1光軸上に備えられた第1光学素子を有し、前記第1光軸に沿った移動による撮影動作が可能な第1光学部材(L1、10)と、前記第1光軸と異なった方向に延在する第2光軸上に備えられた第2光学素子を有する第2光学部材(L3、30)と、前記第1光学部材と前記第2光学部材との間に備えられ、前記第1光学部材が前記撮影動作を行う際に前記第2光軸方向に前記第1光学部材の少なくとも一部と重なるように設けられた像光を屈曲させる屈曲部材(L2、20)と、前記第1光学部材を前記第1光軸方向に移動させる第1カム筒(120)と、前記屈曲部材および前記第2光学部材を前記第2光軸方向に移動させる第2カム筒(140)と、内径側に前記第1カム筒を備えるとともに、前記第2カム筒が接続される固定筒(110)とを備え、撮影動作が可能な撮影位置から収納位置への移行時に、前記第1光学部材が前記第1光軸方向対物側に繰り出した後に、前記屈曲部材の少なくとも一部は、前記第2光学部材が前記第2光軸方向に移動することによって形成される第1空間内に収納され、前記第1光学部材の少なくとも一部は、前記屈曲部材が前記第1空間に移動することによって形成される第2空間内に収納され、前記第1カム筒は、前記固定筒内に収納されることを特徴とするレンズ鏡筒である。
請求項3の発明は、請求項3請求項1又は請求項2に記載のレンズ鏡筒において、
前記第2カム筒は、前記第2光学部材に設けられたカムフォロアピンが挿入される第2カム溝を備えることを特徴とするレンズ鏡筒である。
請求項4の発明は、請求項4請求項1から請求項3までのいずれか1項に記載のレンズ鏡筒において、前記屈曲部材は、前記撮影位置において前記固定筒内に収納され、前記収納位置において少なくとも一部が前記固定筒外に備えられていることを特徴とするレンズ鏡筒である。
請求項5の発明は、請求項5請求項1から請求項4までのいずれか1項に記載のレンズ鏡筒において、前記第2光学部材は、前記撮影位置において少なくとも一部が前記固定筒内に収納され、前記収納位置において前記固定筒外に備えられていることを特徴とするレンズ鏡筒である。
請求項6の発明は、請求項1から請求項5までのいずれか1項に記載のレンズ鏡筒を備えるカメラである。
(1)第1光学部材の少なくとも一部は、屈曲部材が第1空間に移動することによって形成される第2空間内に収納されるから、第1光学部材の移動量を大きくすることができ、レンズ鏡筒をコンパクトに収納することができる。
(2)屈曲部材の少なくとも一部は、第2光学部材が第2光軸方向に移動することによって形成される第1空間内に収納されるから、屈曲部材の退避のために専用のスペースを確保する必要がなく、レンズ鏡筒をよりコンパクトに収納することができる。
図1は、レンズ鏡筒の焦点距離が最も長くなるテレ端における撮影状態を示す断面図である。図2は、図1のII−II部矢視図である。図3は、図1のIII−III部矢視断面図である。図4は、図2のIV−IV部矢視断面図である。図5は、図2のV−V部矢視断面図である。
撮影用光学系は、対物側から順に、第1レンズ群L1、第2レンズ群L2、第3レンズ群L3、第4レンズ群L4、撮像部50を備えている。
また、鏡胴部100は、固定筒110、第1カム筒120、直進ガイド筒130、第2カム筒140、駆動部150を備えている。
なお、本明細書において、「レンズ群」とは、共通のレンズ室に固定され一体的に移動するレンズ、プリズム等の光学素子の集合体(光学素子群)をいい、複数の光学素子を有するものに限らず、例えばレンズ単体も含むものとする。
第1レンズ群L1は、第1レンズ群室10を備えている。第1レンズ群室10は、その内径側に第1レンズ群L1が収容される円筒状の部材であって、後述する第1カム筒120によって光軸I1方向に移動可能に支持されている。
また、第1レンズ群室10は、その外周面部に、第1カム筒120のカム溝121に挿入されるカムフォロワピン10aを備えている。
プリズムPは、その射出側の光軸I2の方向を、入射側の光軸I1に対して例えば90度変換させる屈曲部である。
第2レンズ群室20は、プリズムP、レンズL21,L22が収容され、固定される部材であって、鏡胴部100に対して、光軸I2方向に移動可能に支持されている。
ガイド軸21,22は、それぞれ光軸I2と平行に延在し、第2レンズ群室20を光軸I2方向に直進案内する丸棒状の部材であって、図3に示すように、固定筒110に対して固定されている。ガイド軸21,22は、第3レンズ群L3、第4レンズ群L4等を、光軸I1、光軸I2とそれぞれ直交する方向に挟んで配置されている。
一方、ガイド軸22は、第2レンズ群室20に形成された溝部20bに挿入されている。この溝部20bは、レンズL22の径方向に延在する長孔状に形成され、第2レンズ群室20のガイド軸21回りの回転を防止するものである。
また、第2レンズ群室20は、図3に示すように、第2カム筒140のカム溝141に挿入されるカムフォロワピン20cを備えている。
第3レンズ群L3は、第3レンズ群室30を備えている。
第3レンズ群室30は、第3レンズ群L3が収容され、固定される部材であって、鏡胴部100に対して、光軸I2方向に移動可能に支持されている。
一方、ガイド軸32は、第3レンズ群室30に形成された溝部30bに挿入されている。この溝部30bは、第3レンズ群L3の径方向に延在する長孔状に形成され、第3レンズ群室30のガイド軸31回りの回転を防止するものである。
また、第3レンズ群室30は、図1に示すように、第2カム筒140のカム溝142に挿入されるカムフォロワピン30cを備えている。
さらに、第3レンズ群L3は、その入射側にシャッタ部33を備えている。
第4レンズ群L4は、第4レンズ群室40、フォーカシングモータ41、スクリュ42を備えている。
第4レンズ群室40は、図1に示すように、第3レンズ群室30と共用されるガイド軸31が挿入される開口40aが形成されている。開口40は、その内径がガイド軸31の外径と略同じに形成されている。第4レンズ群室40は、開口40aの内周面がガイド軸31の外周面と摺動することによって、光軸I2方向への平行移動を案内される。
スクリュ42は、フォーカシングモータ41の出力軸に固定され、第4レンズ群室40に形成された雌ネジ40bに対してネジ結合される雄ネジを備え、その回転によって第4レンズ群室40を光軸I2方向に送るものである。
撮像素子51は、例えばCCDやCMOS等の光−電気変換素子を備え、その撮像面に結像された被写体像を電気的な信号に変換して出力するものである。
光学LPF52は、撮像素子51の撮像面部をカバーして設けられ、モアレの発生等を防止するものである。
固定筒110は、光軸I1方向像側の端面を閉塞されるとともに、側壁には第2カム筒140が接続される開口部が形成されている。
図6は、固定筒110の内周面の展開図である。固定筒110は、雌ネジ111、直進案内溝112を備えている。
雌ネジ111は、収納状態と撮影状態のワイド端との間で用いられる領域111aと、撮影領域におけるワイド端とテレ端との間で用いられる領域111bとを備えた複合ネジとなっており、領域111aは、領域111bに対して、第1カム筒120の回転角あたりの繰り出し量が大きくなるように、そのリード角が大きく形成されている。
直進案内溝112は、光軸I1方向に延在する直線状の溝部であって、直進ガイド筒130の外周面に形成されたキー130aが挿入され、これを光軸I1方向に直進案内するものである。
カム溝121は、撮影状態におけるテレ端側とワイド端側との間で用いられる領域121aと、ワイド端と沈胴状態との間で用いられる領域121bとを備え、これらの領域121a,121bは、そのカムの傾斜方向が逆となっている。
円周溝122は、光軸I1方向における像側の端部に設けられ、周方向に延在して形成された溝部であって、直進ガイド筒130を第1カム筒120に対して光軸I1回りに相対回転可能に支持するとともに、光軸I1方向の相対移動を制限するものである。
さらに、第1カム筒120は、その外周面における光軸I1方向像側の端部に、その周方向にわたって形成され、第1カム筒駆動ギア155と噛合するギア部120bが形成されている。
直進ガイド筒130は、その外周面に、固定筒110の直進案内溝112に挿入される直進キー130aと、第1カム筒120の円周溝122に挿入される円周キー130bとがそれぞれ形成されている。
カム溝141は、第2レンズ群室20の移動に用いられる領域141a、第2レンズ群室20を収納状態における位置(以下、「収納位置」と称する)に保持する領域141b、第2レンズ群室20を撮影状態における位置(以下、「撮影位置」と称する)に保持する領域141cを備えている。
領域141b,141cは、領域141aの収納位置側、撮影位置側の端部に対してそれぞれ連続して形成され、第2カム筒140の周方向に延在している。
また、領域141cは、撮影状態において、ワイド端側とテレ端側との間で第1レンズ群L1、第3レンズ群L3の駆動が行われる際に、第2レンズ群L2を一定の撮影位置に保持するために設けられるものである。
領域142aは、第2カム筒140の回転に応じて第3レンズ群室30が光軸I2方向に送られるようにカム溝142が傾斜して形成された部分であって、第3レンズ群室30の収納位置と撮影位置との間に移動及び撮影位置におけるテレ端側とワイド端側の移動を行わせるものである。
ここで、領域142bは、第2レンズ群室20のカムフォロワピン20cがカム溝141の領域141b内に位置し、その光軸I2方向の移動が制限されている際に、第3レンズ群室30の光軸I2方向の移動を制限してその第2レンズ群室20との衝突を防止するために設けられるものである。
また、第2カム筒140は、図2に示すように、その外周面部に周方向にわたって形成され、第2カム筒駆動ギア156によって駆動される傘歯車を有するギア部140aが設けられている。
モータ151は、図2に示すように、第2カム筒140の外周面部に対向して、その回転軸を光軸I2と平行にした状態で配置されている。
スクリュ152は、モータ151の出力軸に固定されている。
第1減速ギア153は、その回転軸を光軸I1と平行に配置され、歯数及びピッチ円径(PCD)が異なった1対の平歯車をこの回転軸方向に並べて一体に形成したものであって、歯数の大きい側の歯車がスクリュ152によって駆動されるとともに、歯数の小さい側の歯車が第2減速ギア154を駆動する。
第2減速ギア154は、その回転軸を光軸I1と平行に配置され、平歯車及び傘歯車をこの回転軸方向に並べて一体に形成したものであって、平歯車が第1減速ギア153によって駆動されるとともに、平歯車によって第1カム筒駆動ギア155を駆動し、傘歯車によって第2カム筒駆動ギア156を駆動する。
第1カム筒駆動ギア155は、その回転軸を光軸I1と平行に配置された平歯車であって、第1カム筒120が光軸I1方向に移動した場合であっても噛合を維持するため、その回転軸方向における長さを第1カム筒120のギア部120bよりも長く形成されている。
第2カム筒駆動ギア156は、その回転軸を光軸I1、光軸I2とそれぞれ直交する方向に配置された傘歯車である。
このようなワイド端とテレ端との間における第1レンズ群L1及び第3レンズ群L3の移動は、駆動部150によって第1カム筒120、第2カム筒140を連動させて回転駆動し、それぞれのカム溝121,142によって第1レンズ群室10、第3レンズ群室30を送ることによって行われる。
以下、レンズ鏡筒がワイド端における撮影状態から収納状態に移行する際の動作について説明する。
(1)第4レンズ群室40は、フォーカシングモータ41に駆動されることによって、光軸I2方向像側に移動する。
(2)駆動部150によって、第1カム筒120及び第2カム筒140の回転を開始させる。このとき、最初に第1カム筒120のカム溝121によって、第1レンズ群室10が一旦光軸I1方向対物側に繰り出される。
また、レンズ鏡筒が収納状態からワイド端における撮影状態に移行する際は、上述した動作と順序及び方向が反対の動作が行われる。
(1)第1レンズ群L1の一部を、第2レンズ群L2が光軸I2方向像側に退避して形成された空間部B内に収容されるから、屈曲光学系の場合であっても第1レンズ群L1の沈胴量を大きくすることができ、レンズ鏡筒をコンパクトに収納することができる。
(2)第2レンズ群L2は、第3レンズ群L3及び第4レンズ群L4が光軸I2方向像側に移動して形成された空間部A内に収容されるから、鏡胴100を大型化することなく第2レンズ群L2の退避場所を確保することができ、レンズ鏡筒をよりいっそうコンパクトに収納することができる。
(3)第1レンズ群L1に連動して移動する第1レンズ群室10、第1カム筒120、直進ガイド筒140は、第2レンズ群L2が移動する際に光軸I1方向対物側に一時的に繰り出されるから、各部材の像側の端部を大型化した場合であっても第2レンズ群室20等との干渉を防止でき、これらの端部が奏する遮光効果を確保して、鏡胴部100内への漏光を防止することができる。
本発明は、以上説明した各実施例に限定されることなく、種々の変形や変更が可能であって、それらも本発明の均等の範囲内である。
(1)実施例は、例えばデジタルスチルカメラのレンズ鏡筒に関するものであったが、これに限らず、本発明は、例えばフィルムカメラ、ムービーカメラのレンズ鏡筒、観察装置、プロジェクタ装置等の他の光学装置にも適用することができる。
(2)実施例においては、屈曲部を含む第2レンズ群が第2の光軸方向に平行移動して退避しているが、これに限らず、屈曲部は第2の光軸方向以外の方向でありかつ第1の光軸から離間する方向へ退避するようにしてもよい。また、退避する際の動作も平行移動に限らず、例えば所定の回転軸回りに回転して退避するようにしてもよい。
Claims (6)
- 第1光軸上に備えられた第1光学素子を有し、前記第1光軸に沿った移動による撮影動作が可能な第1光学部材と、
前記第1光軸と異なった方向に延在する第2光軸上に備えられた第2光学素子を有する第2光学部材と、
前記第1光学部材と前記第2光学部材との間に備えられ、前記第1光学部材が前記撮影動作を行う際に前記第2光軸方向に前記第1光学部材の少なくとも一部と重なるように設けられた像光を屈曲させる屈曲部材と、
前記第1光学部材を前記第1光軸方向に移動させる第1カム筒と、
前記屈曲部材および前記第2光学部材を前記第2光軸方向に移動させる第2カム筒と、
内径側に前記第1カム筒を備えるとともに、前記第2カム筒が接続される固定筒とを備え、
撮影動作が可能な撮影位置から収納位置への移行時に、前記第1光学部材が前記第1光軸方向対物側に繰り出した後に、前記屈曲部材の少なくとも一部は、前記第2光学部材が前記第2光軸方向に移動することによって形成される第1空間内に収納され、前記第1光学部材の少なくとも一部は、前記屈曲部材が前記第1空間に移動することによって形成される第2空間内に収納され、前記第1カム筒は、前記固定筒内に収納されることを特徴とするレンズ鏡筒。 - 請求項1に記載のレンズ鏡筒において、
前記第1カム筒は、前記第1光学部材に設けられたカムフォロアピンが挿入される第1カム溝を備え、
前記第1カム溝は、前記撮影位置のワイド端とテレ端との間で用いられる領域と、前記撮影位置の前記ワイド端と前記収納位置との間で用いられる領域とで、傾斜方向が逆になるように形成されていることを特徴とするレンズ鏡筒。 - 請求項1又は請求項2に記載のレンズ鏡筒において、
前記第2カム筒は、前記第2光学部材に設けられたカムフォロアピンが挿入される第2カム溝を備えることを特徴とするレンズ鏡筒。 - 請求項1から請求項3までのいずれか1項に記載のレンズ鏡筒において、
前記屈曲部材は、前記撮影位置において前記固定筒内に収納され、前記収納位置におい
て少なくとも一部が前記固定筒外に備えられていることを特徴とするレンズ鏡筒。 - 請求項1から請求項4までのいずれか1項に記載のレンズ鏡筒において、
前記第2光学部材は、前記撮影位置において少なくとも一部が前記固定筒内に収納され、前記収納位置において前記固定筒外に備えられていることを特徴とするレンズ鏡筒。 - 請求項1から請求項5までのいずれか1項に記載のレンズ鏡筒を備えるカメラ。
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