JPS6368807A - 可変焦点撮像装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、可変焦点撮像装置、詳しくは撮影レンズ光
学系中のバリエータレンズを移動させて焦点距離を変化
させるズーミング時の撮像ができる可変焦点撮像装置に
関するものである。

［従来の技術］ 従来、ビデオカメラ、電子カメラ等においてワイド（広
角）→テレ（望遠）、テレ−ワイドにズーミング操作が
できる撮影レンズ光学系は、周知のようのフォーカス用
レンズ群とリレー用レンズ群との間にバリエータ（変倍
用）レンズ群を配置し、これを光軸上に前後動させてズ
ーム動作を行なわせている。第６図は、このような構成
のレンズ構体の光学系を示したもので、フォーカスレン
ズＤ１．ＩＪ２からなるフォーカス用レンズ群Ｌ１と固
定の゛ルーレン、ズρ３’　”４’　”５”　［ｉから
なるリレー用レンズ１ｒ（Ｌ３との間にバリエータレン
ズ群Ｌ２を配設し、ＣＯＤ等の固体撮像素子の撮像面Ｆ
の前方、には、光学的ローパスフィルターおよび赤外カ
ットフィルターＬＰなどが配設されている。なお、符号
ＤＦは絞りである。

このよう構成されたレンズ構体において、上記バリエー
タレンズ群Ｌ２をワイドからテレへ焦点距離が切り換え
られるように光軸方向に移動すると、ワイドとテレの焦
点位置を一致させた状態ては、このバリエータレンズ群
Ｌ２の移動に伴ない光学系の焦点位置はｆＡ、ｆＢ、ｆ
ｃを通る一点鎖線で示す軌跡上を移動する。つまり位置
ｆＡとｆｏは同一の焦点位置にあるも、ズーム途中にお
いて撮像面Ｆに対して焦点位置ｆＢはズしており、ズー
ム途中においては正確に撮像面Ｆに結像しない。

第５図は、このズレ量の一例を示したものであって、縦
軸に焦点距離をとり横軸に像面移動量をとったグラフで
ある。このグラフからも解るとおり、ワイドの側からテ
レΦ側にバリエータレンズ群Ｌ２を移動させると、焦点
位置はズーム途中においては山形のカーブで示す如く、
ズしてしまう。

従って、従来のものではリレー用レンズ群Ｌ３の前に、
コンペンセータレンズと称する補正用のレンズ群を配置
し、これを移動させることによってト記ズレ量を補正し
、ズーム途中においても焦点位置ｆＢか撮像面Ｆにくる
ようにしている。

［発明が解決しようとする問題点］ ところが、」−記コンペンセータレンズ群を設けるにつ
いては、１〜３枚のレンズか必要で更に、このコンペン
セータレンズ群をバリエータレンズ群に関連して移動さ
せなければならないので、その関連機構が必要となり、
構成の複雑さおよびコスト高を招く原因となっていた。

ここで注目すべきは、この種撮像装置においては、撮像
面に銀塩フィルムではなく、ＣＣＤからなる固体撮像素
子の撮像面か配置されていることである。この撮像素子
は周知のように非常に小型の薄型に形成されているので
、動かし易く、また移動させても場所をとらないという
利点がある。

本発明の目的は、このような点に着目し、ズーミング時
に固体撮像素子または撮影レンズ光学系を移動させ、撮
影レンス光学系と固体撮像素子との相対的距離を変化さ
せて撮像面に結像させるようにし、コンペンセータレン
ズ群を不要とした可変焦点撮像装置を提供するにある。

し問題点を解決するための手段および作用コ本発明は上
記問題点を解決するために、例えば、バリエータレンズ
群を有し、該レンズ群の移動により撮像面が変位する撮
影レンズ光学系と、 この光学系によって結像された光像を光電変換する固体
撮像素子と、 上記レンズ群の移動に連動して該撮影レンズ光学系と該
固体撮像素子との相対的距離を変化させる距離変化手段
と、 を具備したことを特徴とするものである。

［実　施　例］ 以下、図示の実施例によって本発明を説明する。

第１図は、本発明の第１実施例を示す可変焦点撮像装置
の断面図である。同図において、カメラ本体１にビス２
によって固設された固定筒３には、その外周にズームリ
ング４が光軸方向の移動を規制された状態で回動自在に
嵌合している。また、固定筒３の先端部外周には、フォ
ーカスレンズΩ１．ｐ２からなるフォーカス用レンズ群
Ｌ１をレンズ押え５によって押え込まれて保持した距離
リング６がへリコイドねじなとにより前後動自在に設け
られている。

上記固定筒３は前半部が大径で後半部が小径の筒体で形
成されており、その後半部の小径筒体３ａ内には、レン
ズΩ４〜ｇ９からなるリレー用レンズ群Ｌ３が支持され
ている。そして、前半部の大径筒体３ｂ内にはバリエー
タレンズ群Ｌ２かバリエータ枠７に保持されて撮影レン
ズ光軸０に沿って前後動するように配設されている。即
ち、このバリエータ枠７の外周面には等角度位置に複数
本の駆動ピン８が放射方向に植設されていて、この駆動
ピン８は大径筒体３ｂに光軸方向に穿設された直線状カ
ム溝孔３Ｃとズームリング４に穿設された傾斜カム満孔
４ａ（第２図（Ａ）参照）の重合部に嵌入している。従
って、ズームリング４を固定筒３の周りに回動すれば、
傾斜カム溝孔４ａによりピン８が駆動され、バリエータ
枠７に保持されたバリエータレンズ群Ｌ２は光軸方向に
移動する。

また、上記傾斜カム溝孔４ａおよび駆動ピン８は外部に
露呈しないように、カバー板９て覆われている。

一方、固定筒３の小径筒部３ａの後端部内には、円筒の
プラスチックケースで形成されたＣＣＤケース１０が光
軸方向に前後動し得るように嵌合している。このＣＣＤ
ケース１０はＣＣＤ基板１１に取り付けられた固体撮像
素子であるＣＣＤ１２を、その後端面に支持している。

そして、このＣＣＤケース１２の外周面にも等角度位置
に複数本の駆動ピン１３が放射方向に固植されており、
この駆動ピン１３は小径筒部３ａに光軸方向に穿設され
た直線状のカム溝孔３ｄとズームリング４に穿設された
部分円弧状のカム溝孔４ｂ（第２図（Ｂ）参照）の重合
部に嵌入している。」１記部分円弧状のカム溝孔３ｄの
曲線形状は、前記第５図に示した像面移動量のカーブに
対応している。

また、この部分円弧状のカム溝孔３ｄおよび駆動ピン１
３も外部に露呈しないように、カバー板１４で覆われて
いる。

このように構成された第１実施例の可変焦点撮像装置に
おいては、ズームリング４を回動してワイドからテレへ
、またテレからワイドにズーム操作を行なうと、駆動ピ
ン８によってバリエータレンズ群Ｌ２は光軸方向に移動
して変倍動作を行なうと共に、ズーム途中においては駆
動ピン１３によりＣＣＤケース１０が部分円弧状のカム
溝孔４ｂに沿って光軸方向に前後動し、ＣＣＤ１２、即
ち撮像面を変位させ、撮影レンズ光学系とＣＣＤ１２と
の相対的距離を変化させるので、バリエータレンズ群Ｌ
２の移動に伴なう焦点距離の変化による撮像面の移動は
生じない。従って、ズーミングのどの位置においても結
像位置に撮像面があるので、鮮明な変倍像を得ることが
できる。

次に、第３図は本発明の第２実施例を示したものである
。この実施例の可変焦点撮像装置は固体撮像素子を固定
し、撮影レンズ光学系全体を移動させるようにしたもの
である。

第３図に示すように、カメラ本体２１には固定筒２３が
一体に形成されていて、この固定筒２３の外周にはズー
ムリング２４が抜止リング２２などによって光軸方向の
移動を規制されて回動自在に嵌合している。そして、固
定筒２３内にはレンズ保持筒２５がその外周面を固定筒
２３の内周面に緊密に摺接するようにして嵌合されてお
り、同筒２５の先端部外周にはフォーカスレンズρｌ。

ｇ２からなるフォーカス用レンズ群Ｌ１を保持した距離
リング２６がへリコイドねじなどにより前後動自在に設
けられている。このレンズ保持筒２５内の中程にはバリ
エータレンズ群Ｌ２がバリエータ枠２７に保持されて撮
影レンズ光軸Ｏに沿って前後動するように配設されてい
て、後端部にはレンズ１１４〜ρ９からなるリレー用レ
ンズ群Ｌ３が保持されている。

また、上記バリエータ枠２７の外周面には等角度位置に
複数本の駆動ピン２８が放射方向に固植されており、こ
の駆動ピン２８はレンズ保持筒２５と固定筒２３とにそ
れぞれ光軸方向に穿設された直線状カム溝孔２５　ａ、
　　２３　ａとズームリング２４に穿設された傾斜した
曲線と直線とからなるカム溝孔２４ａ（第４図（Ａ）参
照）の重合部に嵌入している。

一方、上記レンズ保持筒２５の後部寄りの外周面にも等
角度位置に複数本の駆動ピン２９が放射方向に植立され
ており、この駆動ピン２９は固定筒２３に光軸方向に穿
設された直線状のカム溝孔２３ｂとズームリング２４に
穿設された部分円弧状のカム溝孔２４ｂ（第４図（Ｂ）
参照）の重合部に嵌合している。上記部分円弧状のカム
溝孔２４ｂの曲線形状も前記第５図に示した像面移動量
のカーブに対応している。

そして、固定筒２３の後端部に対応するカメラ本体２１
には、固体撮像素子であるＣＣＤ３０を支持した、プラ
スチックケースて形成されたＣＣＤケース３２がビス３
３で取り付けられている。

上記ＣＣ−Ｄ３０はＣＣＤ基板３１に固定されてＣＣＤ
ケース３２に固着されている。

このように構成された第２実施例の装置においては、ズ
ームリング２４を回動してズーム操作を行なうと、カム
溝孔２４ａにより駆動されたピン２８によってバリエー
タレンズ群Ｌ２は光軸方向に移動し変倍動作を行なうと
共に、レンズ保持筒２５はカム溝孔２４ｂによって駆動
されたピン２９により光軸方向に移動する。従って、撮
影レンズ光学系とＣＣＤ３０との相対的距離か変化し、
バリエータレンズ群Ｌ２の移動に伴なう焦点距離の変化
による撮像画の変位は発生せず、ズーミング途中のとの
位置においても撮像画に結像し、良好な変倍像を得るこ
とができる。本実施例においては固体撮像素子が固定さ
れているので、固体撮像素子に対する信号線等の配線が
楽になるという効果を生ずる。

［発明の効果コ 以上述べたように本発明によれば、部分的に移動するレ
ンズ群、即ちバリエータレンズ群の移動により生ずる撮
影像面の変位を、上記レンズ群の移動に連動し、撮影レ
ンズ光学系と固体撮像素子との相対的距離を変化させる
ことで補償するようニジたので、従来のもののようにコ
ンペンモーレンズ群が不要となり、このため撮影レンズ
光学系を構成するレンズ枚数は大幅に削減されコンパク
トで安価な可変焦点撮像装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の第１実施例を示す可変焦点撮像装置
の断面図、 第２図（Ａ）　（Ｂ）は、上記第１図の装置中のバリエ
ータレンズ群の移動用カム溝孔とＣＣＤ移動用カム溝孔
とをそれぞれ示す平面図、 第３図は、本発明の第２実施例を示す可変焦点撮像装置
の断固図、 第４図（Ａ）　（Ｂ）は、上記第３図の装置中のバリエ
ータレンズ群の移動用カム溝孔とレンズ保持筒の移動用
カム溝孔とをそれぞれ示す平面図、第５図は、撮影レン
ズ光学系の焦点距離と像面移動量との関係を示すグラフ
線図、 第６図は、焦点距離を可変できるレンズ構体の各焦点距
離状態における光学系の焦点位置関係を説明するための
線図である。 Ｌｌ、Ｌ２．Ｌ３・・・・・・撮影レンズ光学系Ｌ２・
・・・・変倍用レンズ群

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 部分的に移動する変倍用レンズ群を有し、該レンズ群の
   移動により撮影像面が変位する撮影レンズ光学系と、 この撮影レンズ光学系によって結像された光像を光電変
   換する固体撮像素子と、 上記レンズ群が移動しても上記固体撮像素子に結像すべ
   く、上記レンズ群の移動に連動して該撮影レンズ光学系
   と該固体撮像素子との相対的距離を変化させる距離変化
   手段と、 を具備したことを特徴とする可変焦点撮像装置。