JP6096394B2 - レンズ装置 - Google Patents

Description

この発明は，レンズ装置に関する。

フォトインタラプタを用いて基準位置を検出する場合，ズーム鏡筒内の象限（Ａ）にフォトインタラプタが配置され，フォーカスレンズ，ズームレンズなど駆動するフォーカスモータおよびズームモータが，象限（Ｃ）および（Ｄ）に配置されている（特許文献１）。また，モータが内蔵されていないレンズ装置では，外付けの駆動ユニットがレンズ鏡筒の外周面に取り付けられる（特許文献２）。

特許第4886503号 特開2011-107270号公報

しかしながら，特許文献１に記載のレンズ鏡筒においては，レンズ鏡筒に内蔵されているレンズは，レンズ中心がレンズ鏡筒の光軸に常にあるものであり，光軸から退避するものではない。フォトインタラプタは，光軸方向におけるレンズの基準位置を検出するものである。特許文献１においては，光軸上に位置決めおよび光軸から退避できる移動レンズについて，移動レンズが光軸上に位置決めしているか，光軸から退避しているかを検出さすることは考えられていない。そもそも，特許文献１においては，象限（Ａ）から（Ｄ）が規定されているが，レンズ鏡筒は円筒状のものであるから，象限（Ａ）から（Ｄ）のどの象限が使用時に上下左右のどの位置に来るのかは全く分らない。また，引用文献２においては，レンズ鏡胴の外付けする駆動ユニットが開示されているに過ぎない。

光軸上に位置決めおよび光軸から退避できる移動レンズが，光軸上に位置決めしているか，光軸から退避しているかを，センサを用いて検出し，検出結果をレンズ鏡胴の外部に出力する場合，センサの位置が問題となるが，引用文献１および２のいずれにおいても，光軸上に位置決めおよび光軸から退避できる移動レンズの位置を検出するセンサの位置については全く考えられていない。

この発明は，光軸上に位置決めおよび光軸から退避できる移動レンズが，光軸上に位置決めしているか，光軸から退避しているかを検出するセンサが適した位置に配置されているレンズ装置を提供することを目的とする。

この発明は，回転軸を中心に一定の角度回転することによりレンズ鏡胴の光軸上に位置決めおよび上記光軸から退避可能な移動レンズ枠に保持された第１の移動レンズを備えたレンズ装置についてのものである。回転軸と光軸とを通る第１の平面と，光軸を通り，第１の平面に垂直な第２の平面と，によって，レンズ鏡胴内（レンズ鏡胴，レンズ鏡胴の壁を含む）が４つの空間（４つの部位）に分けられ，かつ像側から被写体側に見て反時計回りに第１空間（第１部位），第２空間（第２部位），第３空間（第３部位）および第４空間（第４部位）と規定した場合に，回転軸は第３空間と第４空間との間に存在している。また，第１の移動レンズが光軸上に位置決めされた場合に，第１空間に存在する移動レンズ枠の部分に被検出部が形成されている。被検出部を検出することにより第１の移動レンズが光軸上に位置決めされていることを示す信号を出力する検出部が第１空間に配置されている。第１空間，第２空間，第３空間および第４空間は，レンズ鏡胴の壁の中の部位も含まれる。第１の平面と第２の平面とによって，レンズ鏡胴の外周面よりも内側の領域が４つの部位に分けられた場合に，それらの４つの部位が第１空間（第１部位，第１領域），第２空間（第２部位，第２領域），第３空間（第３空間，第３領域）および第４空間（第４部位，第４領域）と規定される。

検出部は，移動レンズ枠が存在する空間とは異なる，密閉された収納空間に配置されていることが好ましい。

第１の移動レンズと検出部とは，たとえば，光軸を法線とする同一平面上に存在する。

検出部から出力される信号を入力する駆動ユニットは，第１空間および第４空間の外周面上に取り付けられることが好ましい。

光軸方向に移動する第２の移動レンズをさらに備えてもよい。この場合，第２の移動レンズを光軸方向に移動させる駆動装置は，第３空間または第４空間に配置されていることが好ましい。

駆動装置が第１の移動レンズが存在する空間と異なる，密閉された収納空間に配置されていることが好ましい。

駆動装置を駆動する駆動ユニットは，たとえば，第１空間および第４空間の外周面上に取り付けられる。

第２の移動レンズの光軸方向における位置を検出して位置を示す信号を出力する位置検出センサは，たとえば，第１の空間または第２の空間に配置されている。

位置検出センサは，第１の移動レンズが存在する空間と異なる，密閉された収納空間に配置されていることが好ましい。

位置検出センサから出力される信号を入力し，入力した信号にもとづいて，駆動装置を駆動する駆動ユニットが，第１空間および第４空間の外周面上に取り付けられてもよい。

この発明によると，第１の移動レンズは，第３空間にある回転軸を中心に一定の角度回転することにより，レンズ鏡胴の光軸上に位置決めおよび光軸から退避させられる。第１の移動レンズが光軸上に位置決めさせられた場合に，第１空間に存在する第１のレンズ移動枠の部分に，被検出部が形成されており，第１の移動レンズが光軸上に位置決めされていることを示す信号を出力する検出部は，第１空間に配置されている。第１の移動レンズが光軸上に位置決めされると，検出部は，被検出部を検出し，第１の移動レンズが光軸上に位置決めされていることを示す信号を出力する。第１の移動レンズの回転軸は，第３空間と第４空間との間にあり，検出部は，光軸を介して回転軸とほぼ反対側の第１空間にあるから，第１の移動レンズが回転軸を中心に回転した場合に，邪魔となりづらい。

レンズ装置の一部を示す側面図である。 後マスタ・レンズ部の縦断面図である。 図２のIII−III線から見た断面図である。 図２のIV−IV線から見た断面図である。 レンズ鏡胴本体の一部を切り欠いたレンズ装置の斜視図である。 図５の側面図である。 図６のVII−VII線から見た断面図である。

図１は，この発明の実施例を示すもので，レンズ装置１の像側（テレビ・カメラ等に装着される側）端部を示す側面図である。

レンズ装置１の像側端部においては，レンズ鏡胴２のレンズ鏡胴本体４から像側に突出している後マスタ・レンズ部３が含まれている。後マスタ・レンズ部３には，後マスタ・レンズ12（図２参照）を光軸Ｏの方向に移動自在に保持する後マスタ・レンズ枠11が含まれている。後マスタ・レンズ枠11の像側には，光軸Ｏを中心に回転する回転リング15が設けられている。後マスタ・レンズ部３が形成されている，レンズ鏡胴本体４の端面４Ａには，後マスタ・レンズ部３の下側に切替レバー38が取り付けられている。この切替レバー38は，後述するようにレンズ鏡胴本体４内に含まれているエクステンダ・レンズ32（図７参照）を光軸Ｏ上に位置決めおよび光軸Ｏから退避させるときにユーザによって操作される。エクステンダ・レンズ32は，回転軸34を中心に回転する（図７参照）。回転軸34は，切替レバー38に固定されている。このために，切替レバー38を，回転軸34を中心に一定の角度（レンズ鏡胴２内を通る光束がエクステンダ・レンズ32を通過しないように，エクステンダ・レンズ32が光軸Ｏから退避できる程度の角度であり，この実施例では，反時計回りに，たとえば，50度から60度程度以上の角度）動かすことにより，エクステンダ・レンズ32（エクステンダ・レンズ枠31）が回転軸34を中心に一定の角度回転し，光軸Ｏ上に位置決めおよび光軸Ｏから退避する。

図２は，後マスタ・レンズ部３の縦断面図である。図３は，図２のIII−III線から見た断面図である。

主として図２を参照して，後マスタ・レンズ部３は，円筒状である。その円筒状の内部に，光軸Ｏの方向に移動する後マスタ・レンズ12（第２の移動レンズ）が，後マスタ・レンズ枠11によって保持されている。後マスタ・レンズ部３の像側の部分は，内側に突出している係合凸所16が周方向にわたって形成されている。回転リング15の外周面には内側に凹んでいる係合凹所15Ａが形成されている。係合凹所15Ａが係合凸所16に入り込むことにより，後マスタ・レンズ部３と回転リング15とが係合し，回転リング15が光軸Ｏを中心に回転する。

後マスタ・レンズ部３の端部の下部のほぼ中央には，密閉された収納空間18が形成されている。この収納空間18には，回転リング15の回転角（回転量，回転位置）を検出する回転角検出センサ19および後マスタ・レンズ枠11を光軸方向に移動させる駆動モータ（駆動装置）20が収納されている。回転角検出センサ19および駆動モータ20は，エクステンダ・レンズ32が存在する空間と異なる，密閉された収納空間18に配置されていることとなる。回転角検出センサ19と駆動モータ20とが，同一の収納空間18に配置されている必要は必ずしもない。駆動モータ20の軸は収納空間18からエクステンダ・レンズ32が収納されているレンズ鏡胴本体４内の空間に突出している。その軸にギア21が嵌められている。ギア21は，後マスタ・レンズ枠11の外周面に，光軸Ｏの方向に形成されているラック（図示略）と噛み合っている。駆動モータ20の軸が回転することにより，後マスタ・レンズ枠11が光軸Ｏの方向に移動させられる。

後マスタ・レンズ部３の端部の上部には，密閉された収納空間14が形成されている。収納空間14内には，ホールＩＣ（位置検出センサ）25が配置されている。収納空間14内にはホールＩＣ25と電気的に接続される基板26も収納されている。後マスタ・レンズ枠11の端部の外周面上には，径方向においてホールＩＣ25と対向する位置に磁石（被検出器）13が固定されている。磁石13の光軸Ｏの方向における位置がホールＩＣ25によって検出され，その位置を示す信号がホールＩＣ25から基板26に出力される。

図３を参照して，この実施例では，エクステンダ・レンズ32の回転軸34と光軸Ｏとを通る第１の平面Ｐ１と，光軸Ｏを通り，第１の平面に垂直の第２の平面Ｐ２と，によって，レンズ鏡胴２内が４つの空間に分けられている。像側から被写体側に見て反時計回りに第１空間，第２空間，第３空間および第４空間と規定される。回転軸34は，第３空間と第４空間との間に存在している。

上述したように，回転角検出センサ19および駆動モータ20を収納している収納空間18は，第４空間に存在しているから，回転角検出センサ19および駆動モータ20も第４空間に存在することとなる。マイクロフォン（図示略）が利用される場合，そのマイクロフォンは，図３において上方に位置決めされることが多い。この実施例では，駆動モータ20は，第４空間に配置されているから，マイクロフォンが存在する位置から遠くなり，駆動モータ20の音をマイクロフォンが拾ってしまうことが未然に防止される。また，駆動モータ20と駆動ユニット50との距離も比較的短いので，駆動モータ20と駆動ユニット50とを電気的に接続するためのラインも短くて済み，そのラインがレンズ鏡胴２内で邪魔となってしまうこともない。もっとも第３空間もマイクロフォンが配置される位置から比較的遠いので，第３空間に駆動モータ20が配置されるようにしてもよい。

また，この実施例では，レンズ鏡胴本体４（レンズ鏡胴２）の第１空間および第２空間の外周面上に駆動ユニット50が取り付けられる。この駆動ユニット50は，回転角検出センサ19から出力された回転リング15の回転角を示す信号を入力し，入力した信号にもとづいて駆動モータ20を駆動する信号を駆動モータ20に出力する。また，ホールＩＣ25から出力される後マスタ・レンズ12の光軸Ｏの方向における位置を示す信号が駆動ユニット50に入力し，後マスタ・レンズ12が，回転リング15によって指示された光軸Ｏの方向の位置に位置決めされる。

図４は，図２のIV−IV線から見た断面図である。

上述した収納空間14は，エクステンダ・レンズ32が存在する空間とは異なる，密閉された第１空間に形成されている。このために，収納空間14内に配置されているホールＩＣ（位置検出センサ）25も第１空間に存在することとなる。ホールＩＣ25から出力される後マスタ・レンズ12（後マスタ・レンズ枠11）の光軸Ｏの方向における位置を示す信号は，ホールＩＣ25が存在する第１空間の外周面に取り付けられている駆動ユニット50に与えられる。ホールＩＣ25から駆動ユニット50までの距離が短く，ホールＩＣ25から出力される信号を駆動ユニット50に与えるための信号ラインがレンズ鏡胴２内で邪魔になってしまうこともない。もっとも，磁石13およびホールＩＣ25は，第２空間に配置されるようにしてもよい。

図５は，レンズ鏡胴本体４の外周の一部を切り欠いて，レンズ鏡胴本体４の内部が見えている状態を示す斜視図である。図６は図５の側面図，図７は図６のVII−VII線から見た断面図である。

主として図７を参照して，エクステンダ・レンズ32は，円筒状のエクステンダ・レンズ枠31に保持されている。エクステンダ・レンズ枠31の下部には，径方向に突出している保持部31Ａが形成されている。図６に示すように，保持部31Ａには光軸Ｏの方向に回転軸34が固定されて通っている。保持部31Ａの被写体側端面には，支持部材37が形成されており，保持部31Ａの像側端面はレンズ鏡胴本体４の端面４Ａの内壁に接している。回転軸34は，支持部材37内部を通っている。回転軸34は，端面４Ａの内壁の内部も通り，端面４Ａに接している切替レバー38内に入り，かつ切替レバー38に固定されている。切替レバー38が回転軸34を中心に周方向に一定の角度回転させられると，回転軸34に固定されたエクステンダ・レンズ枠31が回転軸34を中心に一定の角度回転する。すると，エクステンダ・レンズ32が光軸Ｏ上に位置決めおよび光軸Ｏから退避させられる。

エクステンダ・レンズ枠31の保持部31Ａの光軸Ｏの方向の中央部において径方向に凹んでいる凹所31Ｂが形成されている。この凹所31Ｂから引張りばね35が伸びており，引張りばね35はレンズ鏡胴本体４の内壁に固定されている。引張りばね35によって，エクステンダ・レンズ32が光軸Ｏ上に位置決めされるように，エクステンダ・レンズ枠31に引っ張り力が与えられる。保持部31Ａの被写体側には，ロータリ・ダンパ36が取り付けられている。ロータリ・ダンパ36によって，引張りばね35の引張力に抗してエクステンダ・レンズ32が光軸Ｏ上に位置決めまたは光軸Ｏから退避した位置に停止させられる。引張りばね35およびロータリ・ダンパ36によりエクステンダ・レンズ32を光軸Ｏ上に位置決めした状態および光軸Ｏから退避した状態に停止させる機構が構成されている。このような機構が，ホールＩＣ42が存在する第１空間と，光軸Ｏを介して反対側の第３空間に存在することとなる。

主として，図７を参照して，エクステンダ・レンズ枠31の外周面の第１空間に存在する部分に，エクステンダ・レンズ32が光軸Ｏ上に位置決めされているか，光軸Ｏから退避しているかを検出するためのセンサを構成する磁石（被検出部）33が固定（形成）されている。また，この磁石33に径方向において対向する位置に，エクステンダ・レンズ32が存在する空間とは異なる空間に，密閉された収納箱40が形成されている。収納箱40の収納空間41内に，ホールＩＣ（検出部）42および基板43が配置されている。エクステンダ・レンズ枠（移動レンズ枠）31とホールＩＣ（検出部）42とは，光軸Ｏを法線とする同一平面上に存在していることとなる。エクステンダ・レンズ32が光軸Ｏ上に位置決めされると，ホールＩＣ42によって磁石33の磁束が検出され，エクステンダ・レンズ32が光軸Ｏ上に位置決めされていることを示す信号が基板43に出力される。その信号は基板43から駆動ユニット50に与えられる。エクステンダ・レンズ32が光軸Ｏから退避させられると，ホールＩＣ42によって磁石33の磁束が検出されないので，エクステンダ・レンズ32が光軸Ｏから退避していることが分る。

駆動ユニット50は，第１空間の外周側に取り付けられているから，ホールＩＣ42（基板43）から出力される信号を駆動ユニット50に伝達するラインが，レンズ鏡胴本体４内で邪魔となることが無い。

上述した実施例において，駆動モータ20ならびにホールＩＣ25および42は，密閉空間に配置されているが，必ずしも密閉空間に配置されていなくともよい。また，駆動ユニット50は，レンズ鏡胴本体４から着脱自在なものでも，着脱自在でなくともよい。駆動ユニット50がレンズ鏡胴本体４から着脱自在の場合には，レンズ鏡胴本体４と駆動ユニット50とを電気的に接続可能なように，レンズ鏡胴本体４および駆動ユニット50のそれぞれに，着脱自在な電気コネクタが形成されよう。

１ レンズ装置
２ レンズ鏡胴
３ 後マスタ・レンズ部
４ レンズ鏡胴本体
13 磁石（位置検出センサ）
12 後マスタ・レンズ（第２の移動レンズ）
18，41 収納空間
20 駆動モータ（駆動装置）
31 エクステンダ・レンズ枠（移動レンズ枠）
32 エクステンダ・レンズ（第１の移動レンズ）
33 磁石（被検出部）
42 ホールＩＣ（検出部）
50 駆動ユニット

Claims (9)

1. 回転軸を中心に一定の角度回転することによりレンズ鏡胴の光軸上に位置決めおよび上記光軸から退避可能な移動レンズ枠に保持された第１の移動レンズを備えたレンズ装置において，
   上記回転軸と上記光軸とを通る第１の平面と，上記光軸を通り，上記第１の平面に垂直な第２の平面と，によって，上記レンズ鏡胴内が４つの空間に分けられ，かつ像側から被写体側に見て反時計回りに第１空間，第２空間，第３空間および第４空間と規定した場合に，上記回転軸は上記第３空間と上記第４空間との間に存在し，
   上記第１の移動レンズが上記光軸上に位置決めされた場合に，上記第１空間に存在する上記移動レンズ枠の部分に被検出部が形成され，
   上記被検出部を検出することにより上記第１の移動レンズが上記光軸上に位置決めされていることを示す信号を出力する検出部が上記第１空間に配置されており，
   上記検出部から出力される信号を入力する着脱自在な駆動ユニットが上記レンズ鏡胴の上記第１空間および上記第４空間の外周面上に取り付けられる，
   レンズ装置。
2. 上記検出部が上記第１の移動レンズが存在する空間とは異なる，密閉された収納空間に配置されている，
   請求項１に記載のレンズ装置。
3. 上記移動レンズ枠と上記検出部とが上記光軸を法線とする同一平面上に存在する，
   請求項１または２に記載のレンズ装置。
4. 上記光軸方向に移動する第２の移動レンズをさらに備え，
   上記第２の移動レンズを上記光軸方向に移動させる駆動装置が，上記第３空間または上記第４空間に配置されている，
   請求項１から３のうち，いずれか一項に記載のレンズ装置。
5. 上記駆動装置が上記第１の移動レンズが存在する空間と異なる，密閉された収納空間に配置されている，
   請求項５に記載のレンズ装置。
6. 上記駆動装置を駆動する駆動ユニットが上記第１空間および上記第４空間の外周面上に取り付けられる，
   請求項５または６に記載のレンズ装置。
7. 上記第２の移動レンズの上記光軸方向における位置を検出して位置を示す信号を出力する位置検出センサが，上記第１の空間または上記第２の空間に配置されている，
   請求項５から７のうち，いずれか一項に記載のレンズ装置。
8. 上記位置検出センサが，上記第１の移動レンズが存在する空間と異なる，密閉された収納空間に配置されている，
   請求項８に記載のレンズ装置。
9. 上記位置検出センサから出力される信号を入力し，入力した信号にもとづいて，上記駆動装置を駆動する駆動ユニットが，上記第１空間および上記第４空間の外周面上に取り付けられる，
   請求項８または９に記載のレンズ装置。

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