JPH09230189A - カメラの光学系調整装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】カメラ全体の小形化できる焦点装置を得る。 【解決するための手段】鏡筒１１内部に軸方向へ前後移
動自在にレンズ１３が配置されており、凸レンズ１３の
前方にガラス板１２、後方に凹レンズ１５が配置され、
密閉室Ｒ１、Ｒ２が形成されている。部屋間は通気路２
１により連結されるが途中にポンプ装置２２が設けら
れ、部屋間の空気の出し入れを行い、気圧差によりレン
ズ１３の前後位置を制御し、焦点の調整を得る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、超小形のカメラ
に用いて有効なカメラの焦点調整装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】近年、半導体技術の進歩により、ＣＣＤ
（電荷結合デバイス）等を用いた小形のビデオカメラや
電子スチルカメラ（以下固体撮像素子カメラという）が
開発されている。しかし、このような固体撮像素子カメ
ラにおいても、なお一層の小形化が要望されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】固体撮像素子カメラに
あっては、一層の小形化が要望されるとともに、機能ア
ップされることも要望されている。そこで、この種のカ
メラの焦点、焦点距離、絞り調整機構を設けようとする
と、従来の調整機構は歯車やモータを用いた構成である
ために、カメラを小形化するのに相反する部品となる。
そこでこの発明は、歯車やモータを用いることなく、カ
メラの超小形化に有効なカメラの焦点調整装置を提供す
ることを目的とするものである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】この発明は、鏡筒内部に
軸方向へ前後移動自在に配置されたレンズと、前記鏡筒
内部であって、前記レンズの前方に配置され前記レンズ
及び鏡筒内壁とともに第１の密閉室を形成する第１の光
透過部材と、前記鏡筒内部であって、前記レンズの後方
に配置され前記レンズ及び鏡筒内壁とともに第２の密閉
室を形成する第２の光透過部材と、前記鏡筒内部で前記
第２の光透過部材の奥に配置された撮像素子と、前記第
１と前記２の密閉室を連結し、前記第１と第２の密閉室
間の流体を移動調整することにより前記レンズの前後位
置を調整し、前記撮像素子の焦点距離を制御するための
若しくは絞りを調整するためのポンプ手段とを具備す
る。

【０００５】このような手段により、密閉室の流体圧に
よりレンズを前後駆動する若しくは絞りを駆動するよう
にし、流体制御のためにポンプ手段を用いた構成とした
ためにカメラ全体を小形化することができる。

【０００６】

【実施の形態】以下、この発明の実施の形態を図面を参
照して説明する。図１は、この発明の一実施の形態であ
る。図１（Ａ）において、１１は、鏡筒であり、前方に
はガラス板１２が同軸的に設けられ、このガラス板１２
の奥には光軸方向へ移動自在な可動レンズ、この例では
凸レンズ１３が配置されている。即ち、凸レンズ１３の
周囲はリング状保持体１４（図１（Ｂ）参照）により保
持され、このリング状保持体１４は、鏡筒１１の内面に
軸と平行な方向へ形成されたガイド溝１１ａ、１１ｂに
ガイドされるように保持されている。さらに鏡筒１１の
奥には、凹レンズ１５が配置され、この奥には凸レンズ
１６が配置されている。凸レンズ１３を通過した光は凹
レンズ１５で焦点を結び、この凹レンズ１５を通過した
のち凸レンズ１６で平行光となり、赤外線カットフィル
タ１７を介して固体撮像素子１８に結像される。

【０００７】凸レンズ１３の焦点が、凹レンズ１５の面
に形成されるように凸レンズ１３が前後に位置調整され
る。上記の鏡筒１１内部には、レンズ１３の両側に第１
と第２の密閉室Ｒ１、Ｒ２が生じる。そしてこの密閉室
間には、流体通気路２１が設けられ、この通気路２１の
途中にはポンプ装置２２が配置されている。図では１組
の通気路２１とポンプ装置２２を示しているが、実際に
は密閉室Ｒ１からＲ２へ空気を送る経路と、密閉室Ｒ２
からＲ１へ空気を送る経路がある。

【０００８】図１（Ｃ）には、ポンプ装置２２の部分を
拡大して示している。ポンプ装置２２のチャンバー２０
１部は、片持ちはり構造のフラップバルブ２０２を介し
て入力通気路に連結し、フラップバルブ２０３を介して
出力通気路に連結している。チャンバー２０１部の側壁
部はポンプダイアフラム２０４となっており、静電気で
駆動される静電アクチュエータである。２１１、２１２
は電極であり、電極間に与えられる交流電圧により、静
電容量が変化しポンプダイアフラム２０４が振動する
と、流体（空気）は、バルブ２０２側から吸い込まれチ
ャンバー２０１に流入し、バルブ２０３側へ押し出され
る。このようなポンプ手段により、第１と第２の密閉室
Ｒ１、Ｒ２間の流体を移動調整することができ、部屋の
気圧によりレンズ１３の前後位置を調整し、フォーカス
を制御することができる。

【０００９】自動フォーカスを得る場合は、以下のよう
な手段が用いられる。例えば被写体に赤外線照射を行
い、反射光を受光して被写体まで距離を測定する自動焦
点回路３１が用いられる。この自動焦点回路３１で得ら
れた距離情報に応じた時間、ポンプ駆動装置３３から交
流電圧を与えるようにしている。これにより、凸レンズ
１３の位置が被写体に応じた焦点を得るようになる。図
示していないが、凸レンズ１３の位置情報は、例えばス
ライド抵抗素子の出力等で自動焦点回路３１に入力され
ている。自動焦点回路３１は、距離情報とレンズ位置に
応じてレンズの移動方向及び量を決定する。

【００１０】図２はこの発明の他の実施の形態である。
図２において、４１は、鏡筒であり、前方には凸レンズ
４２が同軸的に設けられ、この凸レンズ４２の奥には光
軸方向へ移動自在な凹レンズ４３が配置されている。即
ち、凹レンズ４３の周囲はリング状保持体４４により保
持され、このリング状保持体４４は、鏡筒４１の内面に
軸と平行な方向へ形成されたガイド溝４１ａ、４１ｂに
ガイドされるように保持されている。さらに鏡筒４１の
奥には、凸レンズ４５が配置されている。レンズ４２を
通過した光は凹レンズ４３で焦点を結び、この凹レンズ
４３を通過したのち凸レンズ４５で平行光となり、赤外
線カットフィルタ４７を介して固体撮像素子４８に結像
される。

【００１１】ここで、凸レンズ４２と凹レンズ４３間に
は密閉室Ｒ３が生じる。そして鏡筒４１の側壁にはこの
密閉室Ｒ３内の流体を排出したり、また外部から密閉室
Ｒ３内に流体を注入したりするポンプ装置５１が設けら
れている。このポンプ装置５１も図１（Ｃ）で説明した
ような装置であり、小形ポンプである。この実施の形態
においても、自動焦点回路３１、ポンプ駆動装置３２が
設けられており、自動的な焦点制御が可能である。

【００１２】図３には、絞り機構の分解斜視図（図３
（Ａ））と、断面図（図３（Ｂ））を示している。また
図４（Ａ）と図４（Ｂ）には、絞り機構が解放された状
態と絞りきった状態を示している。

【００１３】上記絞り機構は、４枚羽の絞り機構であ
り、基本的には絞り羽根３０１が軸ピン３０２により台
座３０３に可動自在に取り付けられている。絞り羽根３
０１は、うすい銅版や樹脂で構成されている。絞り羽根
３０１には、それぞれガイド穴３０４が形成されてい
る。このガイド穴３０４には、回転板３０５に設けられ
たガイドピン３０６が台座３０３の長穴３０８を貫通し
た後で挿入されている。回転板３０５は、光路３０９を
軸心として回転できる。通常の光学系では突起３１０を
ソレノイドやガルバノメータ等で往復運動させて、回転
板３０５を回転させて、絞り羽根３０１を駆動してい
る。

【００１４】光路を中心にして回転したガイドピン３０
６は、絞り羽根３０１に設けれているガイド穴３０４を
押すことにより、それぞれの絞り羽根３０１をその軸ピ
ン３０２を中心にして回転させている。図４（Ａ）の動
作状態は、絞りを開いた状態である。ガイド穴３０４
は、光路に対して放射方向へ傾斜を持たせてあるからガ
イドピン３０６が回転板３０５とともに回転移動する
と、カム溝の働きをして絞り羽根３０１の軸ピンを中心
とした回転が可能となる。これにより、図４（Ａ）ある
いは図４（Ｂ）に示すように絞りを開いた状態、閉じた
状態を作ることがでいる。よって、光路の面積が調整さ
れて光量調整が得られる。

【００１５】次に、上記の回転板３０５を回転制御する
機構について説明する。図５は、流体アクチュエータ４
０１の構成を示している。この流体アクチュエータ４０
１は、ドーナツ状のシリンダ４０２を有する。このシリ
ンダ４０２には、作用流体４０３が封入されている。ま
たシリンダ４０２の中間位置には、ポンプ４１０が配置
されている。このポンプ４１０は図１（Ｃ）で説明した
ものと同じであるが、左右方向のいずれの方向へも流体
を送ることができるように２つのポンプが配置されてい
る。シリンダ４０２の右側と左側にはピストン４０４と
４０５が配置されている。そして互いのピストン４０４
と４０５のロッド４０６は連結しており、中間位置に作
用ピン４０７が設けられている。

【００１６】ここで、流体が矢印Ａ１の方向へ送られる
と、ピストン４０４が後退し、ピストン４０５が前進す
る。逆に流体が矢印Ａ２の方向へ送られると、ピストン
４０４が前進し、ピストン４０５が後退する。これによ
り作用ピン４０７は、図３、図４で示した回転板３０５
の突起３１０を駆動することができる。

【００１７】図６には、上記の流体アクチュエータ４０
１と、絞り機構とを組み合わせた状態を示している。ま
た図７には、流体アクチュエータの他の実施形態を示し
ている。図７（Ａ）のアクチュエータは２ポンプ型であ
り、図７（Ｂ）のアクチュエータは４ポンプ型である。

【００１８】上記の実施の形態であると、ポンプ装置２
２、５１は電極間に与えられる交流電圧により静電容量
を変化させて、ポンプダイアフラム２０４を振動させ、
空気を移動させるようにした。しかしこれに限らず、電
磁コイル等によりアクチュエータを振動させて、流体移
動を制御するようにしてもよい。

【００１９】

【発明の効果】以上説明したようにこの発明のカメラの
焦点調整装置によれば、密閉室の流体圧によりレンズを
前後駆動するようにし、流体制御のためにポンプ手段を
用いた構成としたためにカメラ全体を小形化することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施の形態を示す図。

【図２】この発明の他の実施の形態を示す図。

【図３】絞り機構の構成を説明するための図。

【図４】絞り機構の動作を説明するための図。

【図５】流体アクチュエータの構造を示す図。

【図６】流体アクチュエータと絞り機構の組み合わせ状
態を示す図。

【図７】流体アクチュエータの他の形態を示す図。

【符号の説明】

１１、４１…鏡筒、１２…ガラス板、１３、１６、４
２、４５…凸レンズ、１４…リング状保持体、１５、４
３…凹レンズ、１７、４７…赤外線カットフィルタ、１
８、４８…固体撮像素子、２１…通気路、２２、５１…
ポンプ装置。

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】鏡筒内に、少なくとも焦点調整、焦点距離
   調整、絞り調整を行う光学系調整機構を備え、 流体の密閉化を行う密閉機能を有し、該流体の流入・流
   出により前記密閉機能の容積を変化させることにより、
   前記光学調整機能を調整してなることを特徴とするカメ
   ラの光学系調整装置。
2. 【請求項２】鏡筒内部に軸方向へ前後移動自在に配置さ
   れた可動レンズと、 前記鏡筒内部であって、前記レンズの前方に配置され前
   記レンズ及び鏡筒内壁とともに第１の部屋を形成する第
   １の光透過部材と、 前記鏡筒内部であって、前記レンズの後方に配置され前
   記レンズ及び鏡筒内壁とともに第２の部屋を形成する第
   ２の光透過部材と、 前記鏡筒内部で前記第２の光透過部材の奥に配置された
   撮像素子と、 前記第１と前記２の部屋の少なくとも一方を密閉室とし
   てこの密閉室に流体を注入したり又は密閉室から流体を
   排出したりすることにより前記可動レンズの前後位置を
   調整し、焦点距離を制御するためのポンプ手段と、 を具備したことを特徴とするカメラの光学系調整装置。
3. 【請求項３】前記第１の光透過部材はガラス板であり、
   前記レンズは、凸レンズであることを特徴とする請求項
   ２記載のカメラの光学系調整装置。
4. 【請求項４】前記第１の光透過部材は凸レンズであり、
   前記レンズは、凹レンズであることを特徴とする請求項
   ２記載のカメラの光学系調整装置。
5. 【請求項５】前記第１と第２の部屋は双方とも密閉室で
   あり、前記ポンプ手段は、この第１と前記２の部屋を連
   結し、前記第１と第２の部屋間の流体を移動調整するこ
   とにより前記可動レンズの前後位置を調整することを特
   徴とする請求項２記載のカメラの光学系調整装置。
6. 【請求項６】前記第１の部屋が密閉室であり、前記ポン
   プ手段は、この第１の部屋と外部とを連結し、前記第１
   の部屋の流体を外部に排出、あるいは外部の流体をこの
   第１の部屋に注入することにより前記可動レンズの前後
   位置を調整することを特徴とする請求項２記載のカメラ
   の光学系調整装置。
7. 【請求項７】前記ポンプ手段は、電極間の静電容量を制
   御することによりアクチュエータが振れ、チャンバーの
   弁が駆動される構造であることを特徴とする請求項２記
   載のカメラの光学系調整装置。
8. 【請求項８】鏡筒内部に光軸を中心に回転する部材を備
   え、流体の流入・流出により該回転部材を観点させてな
   ることを特徴とする請求項１記載のカメラの光学系調整
   装置。