レンズ装置および撮像装置
【課題】比較的簡単な構成で、通常撮影および至近距離での拡大撮影においてフォーカシングと変倍とを操作性良く行えるようにしたレンズ装置および撮像装置を提供する。
【解決手段】レンズ装置１は、物体側のフォーカス系Ｌ１〜Ｌ３と、該フォーカス系よりも像側に配置され、フォーカス系とアフォーカルに接続された変倍系Ｌ５〜Ｌ７と、フォーカス機構３，４と、ズーム機構７，８とを有する。フォーカス機構とズーム機構は互いに独立にフォーカシングおよび変倍を行わせる。レンズ装置１は、広角端と望遠端との間での変倍が可能な第１のモードと、第１のモードよりも高倍率での変倍が可能であって該第１のモードよりも短い特定物体距離で拡大撮影が可能な第２のモードとを有する。ズーム機構は、第１のモードでの変倍と第２のモードでの変倍とを連続的に行わせる。
【解決手段】レンズ装置１は、物体側のフォーカス系Ｌ１〜Ｌ３と、該フォーカス系よりも像側に配置され、フォーカス系とアフォーカルに接続された変倍系Ｌ５〜Ｌ７と、フォーカス機構３，４と、ズーム機構７，８とを有する。フォーカス機構とズーム機構は互いに独立にフォーカシングおよび変倍を行わせる。レンズ装置１は、広角端と望遠端との間での変倍が可能な第１のモードと、第１のモードよりも高倍率での変倍が可能であって該第１のモードよりも短い特定物体距離で拡大撮影が可能な第２のモードとを有する。ズーム機構は、第１のモードでの変倍と第２のモードでの変倍とを連続的に行わせる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高倍率での撮像が可能なレンズ装置および撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
デジタルスチルカメラ、ビデオカメラ、交換レンズ等の撮影用の光学機器としてはズーム機能を有することが多いが、汎用的な光学機器では数百倍といった高倍率の拡大映像までは得ることはできない。
【０００３】
一方、材料や物質の表面を拡大観察する目的のために、極近接（マクロ）撮影用ズーム・レンズ系を備えた撮影装置が特許文献１にて提案されている。
【０００４】
特許文献１にて開示された極近接撮影用ズーム・レンズ系では、前方（物体側）から正の合焦系、負の変倍系および正の補正系からなる三系を備え、極近接撮影時には該三系をその背後（像側）に設けられた結像系に対して一体的に前方に変位させる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特公平１−１５８４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１にて開示された極近接撮影用ズーム・レンズ系においては、通常撮影時および極近接撮像時において変倍系と補正系とを互いに独立に移動させる構造だけでなく、極近接撮像時に正の合焦系、負の変倍系および正の補正系の三系を一体的に前方へ変位させる構造が必要であり、装置の構造が複雑化するという問題がある。
【０００７】
本発明は、比較的簡単な構成で、通常撮影および至近距離での拡大撮影においてフォーカシングと変倍とを操作性良く行えるようにしたレンズ装置および撮像装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するための本発明の一側面としてのレンズ装置は、物体側に配置されるフォーカス系と、該フォーカス系よりも像側に配置され、フォーカス系とアフォーカルに接続された変倍系と、フォーカス系を移動させてフォーカシングを行わせるフォーカス機構と、変倍系を移動させて変倍を行わせるズーム機構とを有し、フォーカス機構によるフォーカシングとズーム機構による変倍とが互いに独立に行われる構成を有することを特徴とする。
【０００９】
また、上記レンズ装置において、広角端と望遠端との間での変倍が可能な第１のモードと、第１のモードよりも高倍率での変倍が可能であって且つ該第１のモードよりも短い物体距離で拡大撮影が可能な第２のモードとを設けてもよい。
【００１０】
さらに、ズーム機構を、第１のモードでの変倍と第２のモードでの変倍とを連続的に操作可能に構成してもよい。さらに第１のモードおよび第２のモードのそれぞれにおいて、フォーカス系が移動することなく同一物体距離に対する合焦状態が維持されたまま変倍が行われるようにしてもよい。
【００１１】
なお、上記レンズ装置には、フォーカス系よりも物体側において複数の発光体がフォーカス系の光軸回り方向に配置された照明ユニットを設けてもよい。
【００１２】
また、上記レンズ装置と、該レンズ装置により形成された被写体像を光電変換する撮像素子とを有する撮像装置も本発明の他の一側面を構成する。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、フォーカス系と変倍系とをアフォーカルに接続したので、フォーカス機構によるフォーカシングとズーム機構による変倍とを独立して操作可能な操作性の良いレンズ装置を比較的簡単な構成で実現することができる。特に、本発明は、無限遠での通常撮影および至近距離での拡大撮影においてフォーカシングと変倍とを独立して操作可能な操作性の良いレンズ装置を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施例であるレンズ装置の構成を示す断面図。
【図２】実施例のレンズ装置におけるカメラモードとマクロモードでのレンズユニットの配置を示す断面図。
【図３】実施例のレンズ装置におけるフォーカスカム曲線を示す図。
【図４】実施例のレンズ装置における変倍カム曲線を示す図。
【図５】実施例のレンズ装置に設けられた照明ユニットの正面図。
【図６】実施例のレンズ装置における照明ユニットの点灯制御を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。
【実施例１】
【００１６】
図１には、本発明の実施例である交換レンズ装置１を、光軸を含む平面で切ったときの断面を示している。図１の上段には、後述するカメラモードでの広角端状態での断面を示している。図１の中段には、後述するマクロモードの低倍率モードでの最小倍率端状態での断面を示している。さらに、図１の下段には、マクロモードの高倍率モードでの最大倍率端状態での断面を示している。
【００１７】
交換レンズ装置１はその後端部（像側の端部）に設けられたマウント部２０が、カメラ本体１００の前面（被写体側の面）に設けられたマウント部１０２にバヨネット結合することで、カメラ本体１００に取り外し可能に装着される。
【００１８】
交換レンズ装置１内には、カメラ本体１００の内部に配置された撮像素子１０１上に被写体像を形成するための撮影光学系が設けられている。撮像素子１０１は、ＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサ等の光電変換素子により構成され、その撮像面が撮影光学系の像面に位置するように配置されている。交換レンズ装置１とカメラ本体１００とにより撮像装置が構成される。
【００１９】
撮影光学系は、被写体側（物体側）から像側に順に、負の第１レンズユニット（第１フォーカスレンズユニット）Ｌ１と、正の第２レンズユニット（第２フォーカスレンズユニット）Ｌ２と、負の第３レンズユニットＬ３と、正の第４レンズユニットＬ４と、負の第５レンズユニットと、正の第６レンズユニットと、負の第７レンズユニットとにより構成されている。
【００２０】
また、第１レンズユニット（第１フォーカスレンズユニット）Ｌ１、第２レンズユニット（第２フォーカスレンズユニット）Ｌ２および第３レンズユニット（第３フォーカスレンズユニット）Ｌ３は、光軸方向にそれぞれ移動してフォーカシングを行うフォーカス系を構成する。第４レンズユニットＬ４は、フォーカシングおよび変倍に際して光軸方向において不動（固定）のレンズユニットであり、フォーカス系と変倍系とをアフォーカルに接続する。第５レンズユニット（第１変倍レンズユニット）Ｌ５、第６レンズユニット（第２変倍レンズユニット）Ｌ６および第７レンズユニット（第３変倍レンズユニット）Ｌ７は、光軸方向にそれぞれ移動して変倍を行う変倍系を構成する。ここでいうフォーカス系と変倍系とをアフォーカルに接続するとは、フォーカス系と変倍系とを無焦点（または無焦点系）で接続することを意味するものとする。
【００２１】
なお、第４レンズユニットＬ４を構成する正の物体側レンズコンポーネントと正の像側レンズコンポーネントの間には、光量を調節するための可変絞りＡＰが配置されている。
【００２２】
また、固定鏡筒２は、交換レンズ装置１の本体を構成し、上記撮影光学系を収容する。固定鏡筒２の外周前部には、フォーカス操作環３が回転可能に取り付けられている。そして、このフォーカス操作環３は、連結ピン６を介して、固定鏡筒２の内側に配置されたフォーカスカム環４に連結され、フォーカスカム環４と光軸回りで一体回転可能である。フォーカスカム環４の内側には、固定鏡筒２に固定されたフォーカス案内筒５が配置されている。
【００２３】
このようなフォーカスカム環４には、第１フォーカスカム溝部４ａ、第２フォーカスカム溝部４ｂおよび第３フォーカスカム溝部４ｃが形成されている。
【００２４】
また、第１レンズユニットＬ１、第２レンズユニットＬ２および第３レンズユニットＬ３はそれぞれ、第１レンズ保持枠１１、第２レンズ保持枠１２および第３レンズ保持枠１３によって保持されている。第１レンズ保持枠１１、第２レンズ保持枠１２および第３レンズ保持枠１３にはそれぞれ、第１カムフォロア１１ａ，第２カムフォロア１２ａおよび第３カムフォロア１３ａが設けられている。そして、第１カムフォロア１１ａは、フォーカスカム環４に形成された第１フォーカスカム溝部４ａに係合し、第２カムフォロア１２ａは第２フォーカスカム溝部４ｂに係合し、第３カムフォロア１３ａは第３フォーカスカム溝部４ｃにそれぞれ係合している。
【００２５】
さらに、フォーカス案内筒５には、光軸方向に延び、第１カムフォロア１１ａ、第２カムフォロア１２ａおよび第３カムフォロア１３ａが係合する直進ガイド溝部（符号は付さず）が形成されている。フォーカスカム環４が回転操作されると、第１、第２および第３カムフォロア１１ａ，１２ａ，１３ａは直進ガイド溝部によって光軸方向にガイドされながら（光軸周りでの回転が阻止されながら）、第１、第２および第３フォーカスカム溝部４ａ，４ｂ，４ｃのリフトによって光軸方向に移動される。
【００２６】
ここで、第１、第２および第３フォーカスカム溝部４ａ，４ｂ，４ｃのカム形状を図３に示す。図３において、横軸はフォーカスカム環４の回転角度を示し、縦軸は第１、第２および第３フォーカスカム溝部４ａ，４ｂ，４ｃのリフト量に相当する第１、第２および第３レンズユニットＬ１，Ｌ２，Ｌ３の光軸方向移動量（位置）を示している。この図から分かるように、第１、第２および第３フォーカスカム溝部４ａ，４ｂ，４ｃは互いに異なるカム形状を有し、フォーカスカム環４の同じ回転量によって第１レンズユニットＬ１、第２レンズユニットＬ２および第３レンズユニットＬ３を互いに異なる移動量、光軸方向に移動させる。なお、フォーカス機構は、フォーカス系を光軸方向に移動させる機構であり、その構成は特に限定されないが、例えば、本実施例では、フォーカスカム環４と、フォーカス系の各レンズユニットＬ１，Ｌ２，Ｌ３と、各フォーカスカム溝部４ａ，４ｂ，４ｃとから構成されている。
【００２７】
また、固定鏡筒２の外周後部には、ズーム操作環７が回転可能に取り付けられている。ズーム操作環７は、連結ピン１０を介して、固定鏡筒２の内側に配置されたズームカム環８に連結されており、ズームカム環８と光軸回りで一体回転が可能である。ズームカム環８の内側には、固定鏡筒２に固定されたズーム案内筒９が配置されている。
【００２８】
そして、このようなズームカム環８には、第１ズームカム溝部８ａ、第２ズームカム溝部８ｂおよび第３ズームカム溝部８ｃが形成されている。
【００２９】
また、第５レンズユニットＬ５、第６レンズユニットＬ６および第７レンズユニットＬ７はそれぞれ、第５レンズ保持枠１５、第６レンズ保持枠１６および第７レンズ保持枠１７によって保持されている。これら第５レンズ保持枠１５、第６レンズ保持枠１６および第７レンズ保持枠１８にはそれぞれ、第５カムフォロア１５ａ，第６カムフォロア１６ａおよび第７カムフォロア１７ａが設けられている。第５カムフォロア１５ａは、ズームカム環８に形成された第５ズームカム溝部８ａに係合し、第６カムフォロア１６ａは第６ズームカム溝部８ｂに係合し、第７カムフォロア１７ａは第７ズームカム溝部８ｃにそれぞれ係合している。
【００３０】
さらに、ズーム案内筒９には、光軸方向に延び、第５カムフォロア１５ａ、第６カムフォロア１６ａおよび第７カムフォロア１７ａが係合する直進ガイド溝部（符号は付さず）が形成されている。ズームカム環７が回転操作されると、第５、第６および第７カムフォロア１５ａ，１６ａ，１７ａは直進ガイド溝部によって光軸方向にガイドされながら（光軸周りでの回転が阻止されながら）、第５、第６および第７ズームカム溝部８ａ，８ｂ，８ｃのリフトによって光軸方向に移動される。
【００３１】
ここで、第５、第６および第７ズームカム溝部８ａ，８ｂ，８ｃのカム形状を図４に示す。図４において、横軸はズームカム環８の回転角度を示し、縦軸は第５、第６および第７ズームカム溝部８ａ，８ｂ，８ｃのリフト量に相当する第５、第６および第７レンズユニットＬ５，Ｌ６，Ｌ７の光軸方向移動量（位置）を示している。この図から分かるように、第５、第６および第７ズームカム溝部８ａ，８ｂ，８ｃは互いに異なるカム形状を有し、ズームカム環８の同じ回転量によって第５レンズユニットＬ５、第６レンズユニットＬ６および第７レンズユニットＬ７を互いに異なる移動量、光軸方向に移動させる。なお、ズーム機構は、変倍系を光軸方向に移動させる機構であり、その構成は特に限定されないが、例えば、本実施例では、ズームカム環８と、変倍系の各レンズユニットＬ５，Ｌ６，Ｌ７と、各ズームカム溝部８ａ，８ｂ，８ｃとから構成されている。
【００３２】
そして、フォーカス機構はフォーカス操作環４の回転操作に応じてフォーカス系のみを光軸方向に移動させ、ズーム機構はズーム操作環８の回転操作に応じて変倍系のみを光軸方向に移動させる。つまり、フォーカス機構とズーム機構はそれぞれ、フォーカス系および変倍系を互いに独立に移動させる、つまりはフォーカシングと変倍とを互いに独立に行わせる機構である。
【００３３】
即ち、本実施例では、フォーカス系と変倍系との光学的な接続をアフォーカル接続とすることで、フォーカス機構によるフォーカス系の操作と、ズーム機構による変倍系の操作とが互いに独立して操作可能となる。具体的には、本実施例の交換レンズ装置１では、図１および図２に示すように、フォーカス系を構成するレンズユニットＬ１〜Ｌ３と、変倍系を構成するレンズユニットＬ５〜Ｌ７とが、不動（固定）のレンズユニットＬ４を介してアフォーカル、即ち、無焦点（または無焦点系）で接続している。これにより、被写体側（物体側）からフォーカス系を介して変倍系に入射する光成分は、平行光（平行光束又は平行光線）となる。また、本実施例の交換レンズ装置１における倍率は、フォーカス系の焦点距離と変倍系の焦点距離との比で決まるようにしている。このため、レンズユニットＬ４から変倍系に入射する光線に対し、ズーム機構の操作、即ち、変倍系を構成するレンズユニットＬ５〜Ｌ７の光軸方向への独立操作によって連続的に倍率を可変できる仕組みとなっている。したがって、フォーカス機構を通じて同一物体距離に対する合焦状態が維持されたままで、ズーム機構の独立操作によって連続的に変倍を行うことができる。
【００３４】
なお、本実施例では、フォーカス操作環４およびズーム操作環８を通じた手動操作によってフォーカシングと変倍とが行われる場合について説明しているが、交換レンズ装置１又はカメラ本体１００に設けられたフォーカススイッチやズームスイッチの操作に応じてフォーカスモータやズームモータが駆動され、フォーカシングと変倍とが電動で行われるようにしてもよい。
【００３５】
また、本実施例の交換レンズ装置１は、広角端と望遠端との間で変倍が可能であり、至近距離から無限遠距離に対して合焦可能な第１のモードとしてのカメラモード（通常撮影モード）と、カメラモード（望遠端倍率［例えば、８倍］）よりも高倍率（例えば、２０〜２００倍）での変倍が可能であり、かつカメラモード（至近距離）よりも短い物体距離に対して合焦した状態で拡大撮影が可能な第２のモードとしてのマクロモード（拡大撮影モード又は顕微鏡モード）とを有する。
【００３６】
そして、ズーム機構は、カメラモードでの変倍とマクロモードでの変倍とを連続的に行わせるように構成されている。
【００３７】
また、本実施例の交換レンズ装置１は、カメラモードおよびマクロモードのそれぞれにおいて、フォーカス系を移動させることなく同一物体距離（カメラモードでは至近距離から無限遠距離までの物体距離、マクロモードでは該至近距離よりも短い物体距離）に対する合焦状態を維持したまま変倍を行うことができる。さらに、マクロモードでは、低倍率モード（例えば、２０〜８０倍）と高倍率モード（例えば、５０〜２００倍）を選択することができる。以下の説明において、合焦する物体距離を合焦距離という。
【００３８】
図２には、カメラモードにおける広角端および望遠端でのレンズ配置を示す。なお、このレンズ配置は、合焦距離が無限遠であるときのものである。また、図２には、マクロモードの低倍率モードと高倍率モードのそれぞれにおける最小倍率端と最高倍率端でのレンズ配置を示している。低倍率モードのレンズ配置は合焦距離が３５ｍｍのときのものを、高倍率モードのレンズ配置は合焦距離が５５ｍｍのときのものをそれぞれ示している。
【００３９】
また、カメラモードにおいては、ズーム操作環７の回転操作によるズームカム環８の回転に応じて、第５〜第７レンズユニットＬ５〜Ｌ７が光軸方向に移動し、広角端から望遠端までの間で変倍が行われる。また、フォーカス操作環３の回転操作によるフォーカスカム環４の回転に応じて、第１〜第３レンズユニットＬ１〜Ｌ３が光軸方向に移動し、至近端から無限遠端までの間でフォーカシングが行われる。カメラモードでのズームでは、交換レンズ装置１の光軸方向全長は変化しない。
【００４０】
一方、マクロモードの低倍率モードと高倍率モードにおいても、ズーム操作環７の回転操作によるズームカム環８の回転に応じて、第５〜第７レンズユニットＬ５〜Ｌ７が光軸方向に移動し、最小倍率端と最大倍率端との間で変倍が行われる。ズームカム環８に形成された第５〜第７ズームカム溝部８ａ〜８ｃは、カメラモードとマクロモードでの第５〜第７レンズユニットＬ５〜Ｌ７での移動を連続的に行わせるように形成されている。言い換えれば、第５〜第７ズームカム溝部８ａ〜８ｃはそれぞれ、カメラモードでの変倍の延長上でマクロモードでの変倍ができるように連続したカム形状を有する。これにより、カメラモードからマクロモードへの移行（およびその逆の移行）をシームレスで行うことが可能となり、該移行のための操作を簡単とすることができる。
【００４１】
なお、マクロモードにおける低倍率モード（Ｌ）と高倍率モード（Ｈ）は、フォーカス系のレンズ位置の変更によって切り替えられる。
【００４２】
また、マクロモードにおいて、フォーカス操作環３の回転操作によるフォーカスカム環４の回転に応じて、第１〜第３レンズユニットＬ１〜Ｌ３が光軸方向に移動し、上記至近端よりも短い物体距離に対してフォーカシングが行われる。ただし、マクロモードでは、第１レンズユニットＬ１が、カメラモードでの光軸方向位置よりも物体側に突出し、その分、カメラモードに比べて交換レンズ装置１の光軸方向全長が長くなる。しかし、至近端よりも短い物体距離に対して合焦した後は、変倍が行われても、第１〜第３レンズユニットＬ１〜Ｌ３が移動することなく、その物体距離（同一物体距離）に対する合焦状態が維持される。
【００４３】
このように、本実施例では、ズーム操作環７の回転操作によってカメラモードとマクロモードとの間の切り替えを行うことができる。したがって、カメラモードでの風景撮影や人物撮影等の通常撮影から、マクロモードでの接写拡大撮影（マクロ撮影）までを容易に行うことができる。
【００４４】
また、本実施例では、マクロモードにおける最大倍率端においても、被写体とレンズ前端との距離であるワークディスタンスがある程度広くとれる。しかも、マクロモードでの焦点深度（被写界深度）をある程度深く確保している。これにより、最大倍率端においても立体物を容易に観察することができる。
【００４５】
以上説明したように、本実施例によれば、拡大アダプタ等の装着による大型化を伴うことなく、カメラモードとマクロモードでのズーム撮影およびこれらモード間の移行を容易に行うことができる。
【００４６】
なお、図１の上段および図５に示すように、本実施例の交換レンズ装置１における最も被写体側の部分（前端部）、具体的には第１レンズ保持枠１１における第１レンズユニットＬ１よりも被写体側（物体側）の部分には、光軸回りにリング状に配置された複数のＬＥＤ（発光体）３０を備えた照明ユニット３１が取り付けられている。ＬＥＤ３０からの光は、マクロモードで被写体を拡大接写する場合に該被写体を照明するのに使用される。照明ユニット３１を交換レンズ装置１の前端部に設けることで、ＬＥＤ３０からの光がけられることなく、被写体を明るく照明することができる。なお、照明ユニット３１に対する電源供給は、マウント部１０２，２０に設けられた不図示の電気接点を介してカメラ本体１００から行われる。
【００４７】
また、複数のＬＥＤ（発光素子）３０には、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）のＬＥＤと、これらＲ，Ｇ，ＢのＬＥＤの間に配置されたＷ（白）のＬＥＤとを含む。ただし、これは例であり、複数色のＬＥＤの配置はこれ以外のものであってもよい。
【００４８】
交換レンズ装置１に設けられたＬＥＤ選択スイッチ（図示せず）の操作により、任意の色のＬＥＤを選択的に発光させることができる。これにより、被写体を色によって部分的に際立たせて撮像することができる。例えば、マクロモードでの被写体が人間の皮膚である場合は、Ｒ色のＬＥＤを発光させることで、皮下の組織を際立たせることができる。
【００４９】
なお、図１では、ＬＥＤ３０を交換レンズ装置１の周方向に一列に並べて配置した場合を示しているが、ＬＥＤを交換レンズ装置１の周方向に複数列で並ぶように配置してもよい。
【００５０】
ここで、ＬＥＤを交換レンズ装置１の周方向に２列に並べる場合においては、例えば、内側の列のＬＥＤの照射方向をレンズの法線方向に平行とすれば、深いところからの反射光による映像を撮像することができる。また、外側の列のＬＥＤの照射方向をレンズの法線方向に対して斜めとすることで、被写体の表面からの反射光による映像を撮像することができる。特に、外側の列のＬＥＤからの光により表面上の影を撮像することができ、立体感のある映像が得られる。このように、発光させるＬＥＤの列と色を選択することで、所望の映像を撮像することができる。
【００５１】
また、マクロモードでの最大倍率を選択したときに照度が不足気味であれば、全ての列のＷ色のＬＥＤを選択して点灯させることで、狭い視野内の被写体に対して十分な照度を与えることができる。
【００５２】
なお、マクロモードにおいて、ＣＰＵ等により構成される不図示の照明制御部（制御手段）が、ズーム操作環７の操作（つまりは変倍により得られる倍率）に応じて発光するＬＥＤを選択する（変更する）ようにしてもよい。例えば、倍率が高くなるほど照明光量を増加させて被写体を明るく照らすように、発光するＬＥＤの数を増やしてもよい。なお、ＬＥＤへの印加電圧を変えることで、照明光量を変えることも可能である。また、照明制御部が、変倍の倍率に応じて発光色（照明色）を切り替えることにより、皮下血管等の皮膚の下の組織の映像も明瞭に撮像できるようにしてもよい。照明制御部は、フォーカス操作環４の操作に応じて、照明光量および発光色のうち少なくとも一方を変更するようにしてもよい。
【００５３】
以下、図６のフローチャートを用いて、本実施例における照明ユニット３１（ＬＥＤ３０）の点灯制御の例について説明する。
【００５４】
まず、ステップＳ６１では、照明制御部は、カメラ本体１００に設けられた撮像スイッチ（図示せず）が操作されたか否か、即ち、使用者による撮像指示があったか否かを判定する。撮像指示がない場合はステップＳ６１での判定を繰り返し、撮像指示があった場合はステップＳ６２に進む。
【００５５】
ステップＳ６２では、照明制御部は、ズーム操作環７が操作されたか否か、即ち、使用者によるズーム指示があったか否かを判定する。ズーム指示がない場合はステップＳ６２での判定を繰り返し、ズーム指示があった場合はステップＳ６３に進む。
【００５６】
ステップＳ６３では、照明制御部は、予め不図示のメモリにズーム指示に対応する照明条件が保存されているか否かを判定する。ズーム指示に対応する照明条件とは、例えば、カメラモードからマクロモードに切り替わったときにＬＥＤ３０を点灯したり、低倍率のズーム指示がなされた場合に発光させるＬＥＤ３０を制限して照明光量を小さくしたりするという条件である。このような照明条件が保存されていない場合は本処理を終了し、保存されている場合はステップＳ６４に進む。
【００５７】
ステップＳ６４では、照明制御部は、上記照明条件に従って照明ユニット３１（ＬＥＤ３０）を点灯したり、その発光光量（照明光量）を調節したりする。
【００５８】
そして、次のステップＳ６５では、照明制御部は、ステップＳ６２で得られたズーム指示がマクロモードでのズーム指示であるか否かを判定する。マクロモードでのズーム指示でない場合は本処理を終了し、マクロモードでのズーム指示である場合はステップＳ６６に進む。
【００５９】
ステップＳ６６では、照明制御部は、ＬＥＤ選択スイッチからの選択指示があるか否かを判定する。選択指示がない場合は本処理を終了し、選択指示がある場合はステップＳ６７に進む。
【００６０】
ステップＳ６７では、照明制御部は、ＬＥＤ選択スイッチからの選択指示に対応する色又は数のＬＥＤ３０を点灯させる。そして、本処理を終了する。
【００６１】
また、マクロモードでは、固定鏡筒２の前端部に、外光が撮影光学系に入射することを防ぐための接写フード３５が取り外し可能に装着できる。この場合、接写フード３５の内側にＬＥＤ３０が配置される。接写フード３５の先端を、被写体又は被写体が配置された面に当接させることで、容易に被写体と第１レンズユニットＬ１との間の距離を一定に維持したり、交換レンズ装置１の光軸方向や光軸に直交する方向での振れを防止したりすることができる。
【００６２】
なお、上記実施例では、カメラ本体に対して着脱可能な交換レンズ装置について説明したが、本発明は、レンズ装置が一体に設けられた撮像装置にも適用することができる。
【００６３】
以上説明した実施例は代表的な例にすぎず、本発明の実施に際しては、実施例に対して種々の変形や変更が可能である。
【００６４】
例えば、上記実施例では物体側から像側に７つのレンズユニットを含むレンズ装置について説明したが、本発明は、７つ以外の数のレンズユニットを含むレンズ装置にも適用することができる。したがって、上記実施例で説明したフォーカス系および変倍系のレンズ構成は、例に過ぎず、他のレンズ構成を採用してもよい。さらに、各レンズユニットが有する屈折力の正負も上記実施例にて説明したものに限られるわけではなく、適宜選択することができる。
【００６５】
また、本発明の交換レンズ装置において、フォーカス系および変倍系を交換可能としてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００６６】
通常撮影時および拡大撮影時にフォーカシングおよび変倍を行えるレンズ装置および撮像装置を提供できる。
【符号の説明】
【００６７】
１ 交換レンズ装置
２ 固定鏡筒
３ フォーカス操作環
４ フォーカスカム環
７ ズーム操作環
８ ズームカム環
Ｌ１〜Ｌ７ レンズユニット
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高倍率での撮像が可能なレンズ装置および撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
デジタルスチルカメラ、ビデオカメラ、交換レンズ等の撮影用の光学機器としてはズーム機能を有することが多いが、汎用的な光学機器では数百倍といった高倍率の拡大映像までは得ることはできない。
【０００３】
一方、材料や物質の表面を拡大観察する目的のために、極近接（マクロ）撮影用ズーム・レンズ系を備えた撮影装置が特許文献１にて提案されている。
【０００４】
特許文献１にて開示された極近接撮影用ズーム・レンズ系では、前方（物体側）から正の合焦系、負の変倍系および正の補正系からなる三系を備え、極近接撮影時には該三系をその背後（像側）に設けられた結像系に対して一体的に前方に変位させる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特公平１−１５８４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１にて開示された極近接撮影用ズーム・レンズ系においては、通常撮影時および極近接撮像時において変倍系と補正系とを互いに独立に移動させる構造だけでなく、極近接撮像時に正の合焦系、負の変倍系および正の補正系の三系を一体的に前方へ変位させる構造が必要であり、装置の構造が複雑化するという問題がある。
【０００７】
本発明は、比較的簡単な構成で、通常撮影および至近距離での拡大撮影においてフォーカシングと変倍とを操作性良く行えるようにしたレンズ装置および撮像装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するための本発明の一側面としてのレンズ装置は、物体側に配置されるフォーカス系と、該フォーカス系よりも像側に配置され、フォーカス系とアフォーカルに接続された変倍系と、フォーカス系を移動させてフォーカシングを行わせるフォーカス機構と、変倍系を移動させて変倍を行わせるズーム機構とを有し、フォーカス機構によるフォーカシングとズーム機構による変倍とが互いに独立に行われる構成を有することを特徴とする。
【０００９】
また、上記レンズ装置において、広角端と望遠端との間での変倍が可能な第１のモードと、第１のモードよりも高倍率での変倍が可能であって且つ該第１のモードよりも短い物体距離で拡大撮影が可能な第２のモードとを設けてもよい。
【００１０】
さらに、ズーム機構を、第１のモードでの変倍と第２のモードでの変倍とを連続的に操作可能に構成してもよい。さらに第１のモードおよび第２のモードのそれぞれにおいて、フォーカス系が移動することなく同一物体距離に対する合焦状態が維持されたまま変倍が行われるようにしてもよい。
【００１１】
なお、上記レンズ装置には、フォーカス系よりも物体側において複数の発光体がフォーカス系の光軸回り方向に配置された照明ユニットを設けてもよい。
【００１２】
また、上記レンズ装置と、該レンズ装置により形成された被写体像を光電変換する撮像素子とを有する撮像装置も本発明の他の一側面を構成する。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、フォーカス系と変倍系とをアフォーカルに接続したので、フォーカス機構によるフォーカシングとズーム機構による変倍とを独立して操作可能な操作性の良いレンズ装置を比較的簡単な構成で実現することができる。特に、本発明は、無限遠での通常撮影および至近距離での拡大撮影においてフォーカシングと変倍とを独立して操作可能な操作性の良いレンズ装置を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施例であるレンズ装置の構成を示す断面図。
【図２】実施例のレンズ装置におけるカメラモードとマクロモードでのレンズユニットの配置を示す断面図。
【図３】実施例のレンズ装置におけるフォーカスカム曲線を示す図。
【図４】実施例のレンズ装置における変倍カム曲線を示す図。
【図５】実施例のレンズ装置に設けられた照明ユニットの正面図。
【図６】実施例のレンズ装置における照明ユニットの点灯制御を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。
【実施例１】
【００１６】
図１には、本発明の実施例である交換レンズ装置１を、光軸を含む平面で切ったときの断面を示している。図１の上段には、後述するカメラモードでの広角端状態での断面を示している。図１の中段には、後述するマクロモードの低倍率モードでの最小倍率端状態での断面を示している。さらに、図１の下段には、マクロモードの高倍率モードでの最大倍率端状態での断面を示している。
【００１７】
交換レンズ装置１はその後端部（像側の端部）に設けられたマウント部２０が、カメラ本体１００の前面（被写体側の面）に設けられたマウント部１０２にバヨネット結合することで、カメラ本体１００に取り外し可能に装着される。
【００１８】
交換レンズ装置１内には、カメラ本体１００の内部に配置された撮像素子１０１上に被写体像を形成するための撮影光学系が設けられている。撮像素子１０１は、ＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサ等の光電変換素子により構成され、その撮像面が撮影光学系の像面に位置するように配置されている。交換レンズ装置１とカメラ本体１００とにより撮像装置が構成される。
【００１９】
撮影光学系は、被写体側（物体側）から像側に順に、負の第１レンズユニット（第１フォーカスレンズユニット）Ｌ１と、正の第２レンズユニット（第２フォーカスレンズユニット）Ｌ２と、負の第３レンズユニットＬ３と、正の第４レンズユニットＬ４と、負の第５レンズユニットと、正の第６レンズユニットと、負の第７レンズユニットとにより構成されている。
【００２０】
また、第１レンズユニット（第１フォーカスレンズユニット）Ｌ１、第２レンズユニット（第２フォーカスレンズユニット）Ｌ２および第３レンズユニット（第３フォーカスレンズユニット）Ｌ３は、光軸方向にそれぞれ移動してフォーカシングを行うフォーカス系を構成する。第４レンズユニットＬ４は、フォーカシングおよび変倍に際して光軸方向において不動（固定）のレンズユニットであり、フォーカス系と変倍系とをアフォーカルに接続する。第５レンズユニット（第１変倍レンズユニット）Ｌ５、第６レンズユニット（第２変倍レンズユニット）Ｌ６および第７レンズユニット（第３変倍レンズユニット）Ｌ７は、光軸方向にそれぞれ移動して変倍を行う変倍系を構成する。ここでいうフォーカス系と変倍系とをアフォーカルに接続するとは、フォーカス系と変倍系とを無焦点（または無焦点系）で接続することを意味するものとする。
【００２１】
なお、第４レンズユニットＬ４を構成する正の物体側レンズコンポーネントと正の像側レンズコンポーネントの間には、光量を調節するための可変絞りＡＰが配置されている。
【００２２】
また、固定鏡筒２は、交換レンズ装置１の本体を構成し、上記撮影光学系を収容する。固定鏡筒２の外周前部には、フォーカス操作環３が回転可能に取り付けられている。そして、このフォーカス操作環３は、連結ピン６を介して、固定鏡筒２の内側に配置されたフォーカスカム環４に連結され、フォーカスカム環４と光軸回りで一体回転可能である。フォーカスカム環４の内側には、固定鏡筒２に固定されたフォーカス案内筒５が配置されている。
【００２３】
このようなフォーカスカム環４には、第１フォーカスカム溝部４ａ、第２フォーカスカム溝部４ｂおよび第３フォーカスカム溝部４ｃが形成されている。
【００２４】
また、第１レンズユニットＬ１、第２レンズユニットＬ２および第３レンズユニットＬ３はそれぞれ、第１レンズ保持枠１１、第２レンズ保持枠１２および第３レンズ保持枠１３によって保持されている。第１レンズ保持枠１１、第２レンズ保持枠１２および第３レンズ保持枠１３にはそれぞれ、第１カムフォロア１１ａ，第２カムフォロア１２ａおよび第３カムフォロア１３ａが設けられている。そして、第１カムフォロア１１ａは、フォーカスカム環４に形成された第１フォーカスカム溝部４ａに係合し、第２カムフォロア１２ａは第２フォーカスカム溝部４ｂに係合し、第３カムフォロア１３ａは第３フォーカスカム溝部４ｃにそれぞれ係合している。
【００２５】
さらに、フォーカス案内筒５には、光軸方向に延び、第１カムフォロア１１ａ、第２カムフォロア１２ａおよび第３カムフォロア１３ａが係合する直進ガイド溝部（符号は付さず）が形成されている。フォーカスカム環４が回転操作されると、第１、第２および第３カムフォロア１１ａ，１２ａ，１３ａは直進ガイド溝部によって光軸方向にガイドされながら（光軸周りでの回転が阻止されながら）、第１、第２および第３フォーカスカム溝部４ａ，４ｂ，４ｃのリフトによって光軸方向に移動される。
【００２６】
ここで、第１、第２および第３フォーカスカム溝部４ａ，４ｂ，４ｃのカム形状を図３に示す。図３において、横軸はフォーカスカム環４の回転角度を示し、縦軸は第１、第２および第３フォーカスカム溝部４ａ，４ｂ，４ｃのリフト量に相当する第１、第２および第３レンズユニットＬ１，Ｌ２，Ｌ３の光軸方向移動量（位置）を示している。この図から分かるように、第１、第２および第３フォーカスカム溝部４ａ，４ｂ，４ｃは互いに異なるカム形状を有し、フォーカスカム環４の同じ回転量によって第１レンズユニットＬ１、第２レンズユニットＬ２および第３レンズユニットＬ３を互いに異なる移動量、光軸方向に移動させる。なお、フォーカス機構は、フォーカス系を光軸方向に移動させる機構であり、その構成は特に限定されないが、例えば、本実施例では、フォーカスカム環４と、フォーカス系の各レンズユニットＬ１，Ｌ２，Ｌ３と、各フォーカスカム溝部４ａ，４ｂ，４ｃとから構成されている。
【００２７】
また、固定鏡筒２の外周後部には、ズーム操作環７が回転可能に取り付けられている。ズーム操作環７は、連結ピン１０を介して、固定鏡筒２の内側に配置されたズームカム環８に連結されており、ズームカム環８と光軸回りで一体回転が可能である。ズームカム環８の内側には、固定鏡筒２に固定されたズーム案内筒９が配置されている。
【００２８】
そして、このようなズームカム環８には、第１ズームカム溝部８ａ、第２ズームカム溝部８ｂおよび第３ズームカム溝部８ｃが形成されている。
【００２９】
また、第５レンズユニットＬ５、第６レンズユニットＬ６および第７レンズユニットＬ７はそれぞれ、第５レンズ保持枠１５、第６レンズ保持枠１６および第７レンズ保持枠１７によって保持されている。これら第５レンズ保持枠１５、第６レンズ保持枠１６および第７レンズ保持枠１８にはそれぞれ、第５カムフォロア１５ａ，第６カムフォロア１６ａおよび第７カムフォロア１７ａが設けられている。第５カムフォロア１５ａは、ズームカム環８に形成された第５ズームカム溝部８ａに係合し、第６カムフォロア１６ａは第６ズームカム溝部８ｂに係合し、第７カムフォロア１７ａは第７ズームカム溝部８ｃにそれぞれ係合している。
【００３０】
さらに、ズーム案内筒９には、光軸方向に延び、第５カムフォロア１５ａ、第６カムフォロア１６ａおよび第７カムフォロア１７ａが係合する直進ガイド溝部（符号は付さず）が形成されている。ズームカム環７が回転操作されると、第５、第６および第７カムフォロア１５ａ，１６ａ，１７ａは直進ガイド溝部によって光軸方向にガイドされながら（光軸周りでの回転が阻止されながら）、第５、第６および第７ズームカム溝部８ａ，８ｂ，８ｃのリフトによって光軸方向に移動される。
【００３１】
ここで、第５、第６および第７ズームカム溝部８ａ，８ｂ，８ｃのカム形状を図４に示す。図４において、横軸はズームカム環８の回転角度を示し、縦軸は第５、第６および第７ズームカム溝部８ａ，８ｂ，８ｃのリフト量に相当する第５、第６および第７レンズユニットＬ５，Ｌ６，Ｌ７の光軸方向移動量（位置）を示している。この図から分かるように、第５、第６および第７ズームカム溝部８ａ，８ｂ，８ｃは互いに異なるカム形状を有し、ズームカム環８の同じ回転量によって第５レンズユニットＬ５、第６レンズユニットＬ６および第７レンズユニットＬ７を互いに異なる移動量、光軸方向に移動させる。なお、ズーム機構は、変倍系を光軸方向に移動させる機構であり、その構成は特に限定されないが、例えば、本実施例では、ズームカム環８と、変倍系の各レンズユニットＬ５，Ｌ６，Ｌ７と、各ズームカム溝部８ａ，８ｂ，８ｃとから構成されている。
【００３２】
そして、フォーカス機構はフォーカス操作環４の回転操作に応じてフォーカス系のみを光軸方向に移動させ、ズーム機構はズーム操作環８の回転操作に応じて変倍系のみを光軸方向に移動させる。つまり、フォーカス機構とズーム機構はそれぞれ、フォーカス系および変倍系を互いに独立に移動させる、つまりはフォーカシングと変倍とを互いに独立に行わせる機構である。
【００３３】
即ち、本実施例では、フォーカス系と変倍系との光学的な接続をアフォーカル接続とすることで、フォーカス機構によるフォーカス系の操作と、ズーム機構による変倍系の操作とが互いに独立して操作可能となる。具体的には、本実施例の交換レンズ装置１では、図１および図２に示すように、フォーカス系を構成するレンズユニットＬ１〜Ｌ３と、変倍系を構成するレンズユニットＬ５〜Ｌ７とが、不動（固定）のレンズユニットＬ４を介してアフォーカル、即ち、無焦点（または無焦点系）で接続している。これにより、被写体側（物体側）からフォーカス系を介して変倍系に入射する光成分は、平行光（平行光束又は平行光線）となる。また、本実施例の交換レンズ装置１における倍率は、フォーカス系の焦点距離と変倍系の焦点距離との比で決まるようにしている。このため、レンズユニットＬ４から変倍系に入射する光線に対し、ズーム機構の操作、即ち、変倍系を構成するレンズユニットＬ５〜Ｌ７の光軸方向への独立操作によって連続的に倍率を可変できる仕組みとなっている。したがって、フォーカス機構を通じて同一物体距離に対する合焦状態が維持されたままで、ズーム機構の独立操作によって連続的に変倍を行うことができる。
【００３４】
なお、本実施例では、フォーカス操作環４およびズーム操作環８を通じた手動操作によってフォーカシングと変倍とが行われる場合について説明しているが、交換レンズ装置１又はカメラ本体１００に設けられたフォーカススイッチやズームスイッチの操作に応じてフォーカスモータやズームモータが駆動され、フォーカシングと変倍とが電動で行われるようにしてもよい。
【００３５】
また、本実施例の交換レンズ装置１は、広角端と望遠端との間で変倍が可能であり、至近距離から無限遠距離に対して合焦可能な第１のモードとしてのカメラモード（通常撮影モード）と、カメラモード（望遠端倍率［例えば、８倍］）よりも高倍率（例えば、２０〜２００倍）での変倍が可能であり、かつカメラモード（至近距離）よりも短い物体距離に対して合焦した状態で拡大撮影が可能な第２のモードとしてのマクロモード（拡大撮影モード又は顕微鏡モード）とを有する。
【００３６】
そして、ズーム機構は、カメラモードでの変倍とマクロモードでの変倍とを連続的に行わせるように構成されている。
【００３７】
また、本実施例の交換レンズ装置１は、カメラモードおよびマクロモードのそれぞれにおいて、フォーカス系を移動させることなく同一物体距離（カメラモードでは至近距離から無限遠距離までの物体距離、マクロモードでは該至近距離よりも短い物体距離）に対する合焦状態を維持したまま変倍を行うことができる。さらに、マクロモードでは、低倍率モード（例えば、２０〜８０倍）と高倍率モード（例えば、５０〜２００倍）を選択することができる。以下の説明において、合焦する物体距離を合焦距離という。
【００３８】
図２には、カメラモードにおける広角端および望遠端でのレンズ配置を示す。なお、このレンズ配置は、合焦距離が無限遠であるときのものである。また、図２には、マクロモードの低倍率モードと高倍率モードのそれぞれにおける最小倍率端と最高倍率端でのレンズ配置を示している。低倍率モードのレンズ配置は合焦距離が３５ｍｍのときのものを、高倍率モードのレンズ配置は合焦距離が５５ｍｍのときのものをそれぞれ示している。
【００３９】
また、カメラモードにおいては、ズーム操作環７の回転操作によるズームカム環８の回転に応じて、第５〜第７レンズユニットＬ５〜Ｌ７が光軸方向に移動し、広角端から望遠端までの間で変倍が行われる。また、フォーカス操作環３の回転操作によるフォーカスカム環４の回転に応じて、第１〜第３レンズユニットＬ１〜Ｌ３が光軸方向に移動し、至近端から無限遠端までの間でフォーカシングが行われる。カメラモードでのズームでは、交換レンズ装置１の光軸方向全長は変化しない。
【００４０】
一方、マクロモードの低倍率モードと高倍率モードにおいても、ズーム操作環７の回転操作によるズームカム環８の回転に応じて、第５〜第７レンズユニットＬ５〜Ｌ７が光軸方向に移動し、最小倍率端と最大倍率端との間で変倍が行われる。ズームカム環８に形成された第５〜第７ズームカム溝部８ａ〜８ｃは、カメラモードとマクロモードでの第５〜第７レンズユニットＬ５〜Ｌ７での移動を連続的に行わせるように形成されている。言い換えれば、第５〜第７ズームカム溝部８ａ〜８ｃはそれぞれ、カメラモードでの変倍の延長上でマクロモードでの変倍ができるように連続したカム形状を有する。これにより、カメラモードからマクロモードへの移行（およびその逆の移行）をシームレスで行うことが可能となり、該移行のための操作を簡単とすることができる。
【００４１】
なお、マクロモードにおける低倍率モード（Ｌ）と高倍率モード（Ｈ）は、フォーカス系のレンズ位置の変更によって切り替えられる。
【００４２】
また、マクロモードにおいて、フォーカス操作環３の回転操作によるフォーカスカム環４の回転に応じて、第１〜第３レンズユニットＬ１〜Ｌ３が光軸方向に移動し、上記至近端よりも短い物体距離に対してフォーカシングが行われる。ただし、マクロモードでは、第１レンズユニットＬ１が、カメラモードでの光軸方向位置よりも物体側に突出し、その分、カメラモードに比べて交換レンズ装置１の光軸方向全長が長くなる。しかし、至近端よりも短い物体距離に対して合焦した後は、変倍が行われても、第１〜第３レンズユニットＬ１〜Ｌ３が移動することなく、その物体距離（同一物体距離）に対する合焦状態が維持される。
【００４３】
このように、本実施例では、ズーム操作環７の回転操作によってカメラモードとマクロモードとの間の切り替えを行うことができる。したがって、カメラモードでの風景撮影や人物撮影等の通常撮影から、マクロモードでの接写拡大撮影（マクロ撮影）までを容易に行うことができる。
【００４４】
また、本実施例では、マクロモードにおける最大倍率端においても、被写体とレンズ前端との距離であるワークディスタンスがある程度広くとれる。しかも、マクロモードでの焦点深度（被写界深度）をある程度深く確保している。これにより、最大倍率端においても立体物を容易に観察することができる。
【００４５】
以上説明したように、本実施例によれば、拡大アダプタ等の装着による大型化を伴うことなく、カメラモードとマクロモードでのズーム撮影およびこれらモード間の移行を容易に行うことができる。
【００４６】
なお、図１の上段および図５に示すように、本実施例の交換レンズ装置１における最も被写体側の部分（前端部）、具体的には第１レンズ保持枠１１における第１レンズユニットＬ１よりも被写体側（物体側）の部分には、光軸回りにリング状に配置された複数のＬＥＤ（発光体）３０を備えた照明ユニット３１が取り付けられている。ＬＥＤ３０からの光は、マクロモードで被写体を拡大接写する場合に該被写体を照明するのに使用される。照明ユニット３１を交換レンズ装置１の前端部に設けることで、ＬＥＤ３０からの光がけられることなく、被写体を明るく照明することができる。なお、照明ユニット３１に対する電源供給は、マウント部１０２，２０に設けられた不図示の電気接点を介してカメラ本体１００から行われる。
【００４７】
また、複数のＬＥＤ（発光素子）３０には、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）のＬＥＤと、これらＲ，Ｇ，ＢのＬＥＤの間に配置されたＷ（白）のＬＥＤとを含む。ただし、これは例であり、複数色のＬＥＤの配置はこれ以外のものであってもよい。
【００４８】
交換レンズ装置１に設けられたＬＥＤ選択スイッチ（図示せず）の操作により、任意の色のＬＥＤを選択的に発光させることができる。これにより、被写体を色によって部分的に際立たせて撮像することができる。例えば、マクロモードでの被写体が人間の皮膚である場合は、Ｒ色のＬＥＤを発光させることで、皮下の組織を際立たせることができる。
【００４９】
なお、図１では、ＬＥＤ３０を交換レンズ装置１の周方向に一列に並べて配置した場合を示しているが、ＬＥＤを交換レンズ装置１の周方向に複数列で並ぶように配置してもよい。
【００５０】
ここで、ＬＥＤを交換レンズ装置１の周方向に２列に並べる場合においては、例えば、内側の列のＬＥＤの照射方向をレンズの法線方向に平行とすれば、深いところからの反射光による映像を撮像することができる。また、外側の列のＬＥＤの照射方向をレンズの法線方向に対して斜めとすることで、被写体の表面からの反射光による映像を撮像することができる。特に、外側の列のＬＥＤからの光により表面上の影を撮像することができ、立体感のある映像が得られる。このように、発光させるＬＥＤの列と色を選択することで、所望の映像を撮像することができる。
【００５１】
また、マクロモードでの最大倍率を選択したときに照度が不足気味であれば、全ての列のＷ色のＬＥＤを選択して点灯させることで、狭い視野内の被写体に対して十分な照度を与えることができる。
【００５２】
なお、マクロモードにおいて、ＣＰＵ等により構成される不図示の照明制御部（制御手段）が、ズーム操作環７の操作（つまりは変倍により得られる倍率）に応じて発光するＬＥＤを選択する（変更する）ようにしてもよい。例えば、倍率が高くなるほど照明光量を増加させて被写体を明るく照らすように、発光するＬＥＤの数を増やしてもよい。なお、ＬＥＤへの印加電圧を変えることで、照明光量を変えることも可能である。また、照明制御部が、変倍の倍率に応じて発光色（照明色）を切り替えることにより、皮下血管等の皮膚の下の組織の映像も明瞭に撮像できるようにしてもよい。照明制御部は、フォーカス操作環４の操作に応じて、照明光量および発光色のうち少なくとも一方を変更するようにしてもよい。
【００５３】
以下、図６のフローチャートを用いて、本実施例における照明ユニット３１（ＬＥＤ３０）の点灯制御の例について説明する。
【００５４】
まず、ステップＳ６１では、照明制御部は、カメラ本体１００に設けられた撮像スイッチ（図示せず）が操作されたか否か、即ち、使用者による撮像指示があったか否かを判定する。撮像指示がない場合はステップＳ６１での判定を繰り返し、撮像指示があった場合はステップＳ６２に進む。
【００５５】
ステップＳ６２では、照明制御部は、ズーム操作環７が操作されたか否か、即ち、使用者によるズーム指示があったか否かを判定する。ズーム指示がない場合はステップＳ６２での判定を繰り返し、ズーム指示があった場合はステップＳ６３に進む。
【００５６】
ステップＳ６３では、照明制御部は、予め不図示のメモリにズーム指示に対応する照明条件が保存されているか否かを判定する。ズーム指示に対応する照明条件とは、例えば、カメラモードからマクロモードに切り替わったときにＬＥＤ３０を点灯したり、低倍率のズーム指示がなされた場合に発光させるＬＥＤ３０を制限して照明光量を小さくしたりするという条件である。このような照明条件が保存されていない場合は本処理を終了し、保存されている場合はステップＳ６４に進む。
【００５７】
ステップＳ６４では、照明制御部は、上記照明条件に従って照明ユニット３１（ＬＥＤ３０）を点灯したり、その発光光量（照明光量）を調節したりする。
【００５８】
そして、次のステップＳ６５では、照明制御部は、ステップＳ６２で得られたズーム指示がマクロモードでのズーム指示であるか否かを判定する。マクロモードでのズーム指示でない場合は本処理を終了し、マクロモードでのズーム指示である場合はステップＳ６６に進む。
【００５９】
ステップＳ６６では、照明制御部は、ＬＥＤ選択スイッチからの選択指示があるか否かを判定する。選択指示がない場合は本処理を終了し、選択指示がある場合はステップＳ６７に進む。
【００６０】
ステップＳ６７では、照明制御部は、ＬＥＤ選択スイッチからの選択指示に対応する色又は数のＬＥＤ３０を点灯させる。そして、本処理を終了する。
【００６１】
また、マクロモードでは、固定鏡筒２の前端部に、外光が撮影光学系に入射することを防ぐための接写フード３５が取り外し可能に装着できる。この場合、接写フード３５の内側にＬＥＤ３０が配置される。接写フード３５の先端を、被写体又は被写体が配置された面に当接させることで、容易に被写体と第１レンズユニットＬ１との間の距離を一定に維持したり、交換レンズ装置１の光軸方向や光軸に直交する方向での振れを防止したりすることができる。
【００６２】
なお、上記実施例では、カメラ本体に対して着脱可能な交換レンズ装置について説明したが、本発明は、レンズ装置が一体に設けられた撮像装置にも適用することができる。
【００６３】
以上説明した実施例は代表的な例にすぎず、本発明の実施に際しては、実施例に対して種々の変形や変更が可能である。
【００６４】
例えば、上記実施例では物体側から像側に７つのレンズユニットを含むレンズ装置について説明したが、本発明は、７つ以外の数のレンズユニットを含むレンズ装置にも適用することができる。したがって、上記実施例で説明したフォーカス系および変倍系のレンズ構成は、例に過ぎず、他のレンズ構成を採用してもよい。さらに、各レンズユニットが有する屈折力の正負も上記実施例にて説明したものに限られるわけではなく、適宜選択することができる。
【００６５】
また、本発明の交換レンズ装置において、フォーカス系および変倍系を交換可能としてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００６６】
通常撮影時および拡大撮影時にフォーカシングおよび変倍を行えるレンズ装置および撮像装置を提供できる。
【符号の説明】
【００６７】
１ 交換レンズ装置
２ 固定鏡筒
３ フォーカス操作環
４ フォーカスカム環
７ ズーム操作環
８ ズームカム環
Ｌ１〜Ｌ７ レンズユニット
【特許請求の範囲】
【請求項１】
物体側に配置されたフォーカス系と、
該フォーカス系よりも像側に配置され、前記フォーカス系とアフォーカルに接続された変倍系と、
前記フォーカス系を移動させてフォーカシングを行わせるフォーカス機構と、
前記変倍系を移動させて変倍を行わせるズーム機構とを有し、
前記フォーカス機構によるフォーカシングと前記ズーム機構による変倍とが互いに独立に行われることを特徴とするレンズ装置。
【請求項２】
物体側に配置されたフォーカス系と、
該フォーカス系よりも像側に配置され、前記フォーカス系とアフォーカルに接続された変倍系と、
前記フォーカス系を移動させてフォーカシングを行わせるフォーカス機構と、
前記変倍系を移動させて変倍を行わせるズーム機構とを有し、
前記フォーカス機構によるフォーカシングと前記ズーム機構による変倍とが互いに独立に行われ、
広角端と望遠端との間での変倍が可能な第１のモードと、前記第１のモードよりも高倍率での変倍が可能であって且つ該第１のモードよりも短い物体距離で拡大撮影が可能な第２のモードとを有することを特徴とするレンズ装置。
【請求項３】
物体側に配置されたフォーカス系と、
該フォーカス系よりも像側に配置され、前記フォーカス系とアフォーカルに接続された変倍系と、
前記フォーカス系を移動させてフォーカシングを行わせるフォーカス機構と、
前記変倍系を移動させて変倍を行わせるズーム機構とを有し、
前記フォーカス機構によるフォーカシングと前記ズーム機構による変倍とが互いに独立に行われ、
広角端と望遠端との間での変倍が可能な第１のモードと、前記第１のモードよりも高倍率での変倍が可能であって且つ該第１のモードよりも短い物体距離で拡大撮影が可能な第２のモードとを有し、
前記ズーム機構は、前記第１のモードでの変倍と前記第２のモードでの変倍とを連続的に操作可能に構成されていることを特徴とするレンズ装置。
【請求項４】
物体側に配置されたフォーカス系と、
該フォーカス系よりも像側に配置され、前記フォーカス系とアフォーカルに接続された変倍系と、
前記フォーカス系を移動させてフォーカシングを行わせるフォーカス機構と、
前記変倍系を移動させて変倍を行わせるズーム機構とを有し、
前記フォーカス機構によるフォーカシングと前記ズーム機構による変倍とが互いに独立に行われ、
広角端と望遠端との間での変倍が可能な第１のモードと、前記第１のモードよりも高倍率での変倍が可能であって且つ該第１のモードよりも短い物体距離で拡大撮影が可能な第２のモードとを有し、
前記第１のモードおよび前記第２のモードのそれぞれにおいて、前記フォーカス系が移動することなく同一物体距離に対する合焦状態が維持されたまま変倍が行われることを特徴とするレンズ装置。
【請求項５】
物体側に配置されたフォーカス系と、
該フォーカス系よりも像側に配置され、前記フォーカス系とアフォーカルに接続された変倍系と、
前記フォーカス系を移動させてフォーカシングを行わせるフォーカス機構と、
前記変倍系を移動させて変倍を行わせるズーム機構とを有し、
前記フォーカス機構によるフォーカシングと前記ズーム機構による変倍とが互いに独立に行われ、
広角端と望遠端との間での変倍が可能な第１のモードと、前記第１のモードよりも高倍率での変倍が可能であって且つ該第１のモードよりも短い物体距離で拡大撮影が可能な第２のモードとを有し、
前記ズーム機構は、前記第１のモードでの変倍と前記第２のモードでの変倍とを連続的に操作可能であり、
前記第１のモードおよび前記第２のモードのそれぞれにおいて、前記フォーカス系が移動することなく同一物体距離に対する合焦状態が維持されたまま変倍が行われることを特徴とするレンズ装置。
【請求項６】
前記フォーカス系と前記変倍系は、前記フォーカス機構と前記ズーム機構との接続部に配置されたレンズによってアフォーカルに接続されていることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載のレンズ装置。
【請求項７】
前記フォーカス系は、前記物体側から前記像側に順に、負の第１フォーカスレンズユニット、正の第２フォーカスレンズユニットおよび負の第３フォーカスレンズユニットにより構成され、
前記フォーカス系と前記変倍系は、正のレンズユニットによりアフォーカルに接続されていることを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載のレンズ装置。
【請求項８】
前記変倍系は、前記物体側から前記像側に順に、負の第１変倍レンズユニット、正の第２変倍レンズユニットおよび負の第３変倍レンズユニットにより構成されていることを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載のレンズ装置。
【請求項９】
前記フォーカス系と前記変倍系とは、無焦点で光学的に接続されていることを特徴とする請求項１から８のいずれか一項に記載のレンズ装置。
【請求項１０】
前記フォーカス系よりも前記物体側において前記フォーカス系の光軸回り方向に配置された複数の発光体を含む照明ユニットを有することを特徴とする請求項１から９のいずれか一項に記載のレンズ装置。
【請求項１１】
前記フォーカス機構又は前記ズーム機構の操作に応じて前記照明ユニットを点灯制御する制御手段を有することを特徴とする請求項１０に記載のレンズ装置。
【請求項１２】
前記変倍によって得られる倍率に応じて前記照明ユニットの照明光量および照明色のうち少なくとも一方を変更する制御手段を有することを特徴とする請求項１０に記載のレンズ装置。
【請求項１３】
請求項１から１１のいずれか一項に記載のレンズ装置と、
該レンズ装置により形成された被写体像を光電変換する撮像素子とを有することを特徴とする撮像装置。
【請求項１】
物体側に配置されたフォーカス系と、
該フォーカス系よりも像側に配置され、前記フォーカス系とアフォーカルに接続された変倍系と、
前記フォーカス系を移動させてフォーカシングを行わせるフォーカス機構と、
前記変倍系を移動させて変倍を行わせるズーム機構とを有し、
前記フォーカス機構によるフォーカシングと前記ズーム機構による変倍とが互いに独立に行われることを特徴とするレンズ装置。
【請求項２】
物体側に配置されたフォーカス系と、
該フォーカス系よりも像側に配置され、前記フォーカス系とアフォーカルに接続された変倍系と、
前記フォーカス系を移動させてフォーカシングを行わせるフォーカス機構と、
前記変倍系を移動させて変倍を行わせるズーム機構とを有し、
前記フォーカス機構によるフォーカシングと前記ズーム機構による変倍とが互いに独立に行われ、
広角端と望遠端との間での変倍が可能な第１のモードと、前記第１のモードよりも高倍率での変倍が可能であって且つ該第１のモードよりも短い物体距離で拡大撮影が可能な第２のモードとを有することを特徴とするレンズ装置。
【請求項３】
物体側に配置されたフォーカス系と、
該フォーカス系よりも像側に配置され、前記フォーカス系とアフォーカルに接続された変倍系と、
前記フォーカス系を移動させてフォーカシングを行わせるフォーカス機構と、
前記変倍系を移動させて変倍を行わせるズーム機構とを有し、
前記フォーカス機構によるフォーカシングと前記ズーム機構による変倍とが互いに独立に行われ、
広角端と望遠端との間での変倍が可能な第１のモードと、前記第１のモードよりも高倍率での変倍が可能であって且つ該第１のモードよりも短い物体距離で拡大撮影が可能な第２のモードとを有し、
前記ズーム機構は、前記第１のモードでの変倍と前記第２のモードでの変倍とを連続的に操作可能に構成されていることを特徴とするレンズ装置。
【請求項４】
物体側に配置されたフォーカス系と、
該フォーカス系よりも像側に配置され、前記フォーカス系とアフォーカルに接続された変倍系と、
前記フォーカス系を移動させてフォーカシングを行わせるフォーカス機構と、
前記変倍系を移動させて変倍を行わせるズーム機構とを有し、
前記フォーカス機構によるフォーカシングと前記ズーム機構による変倍とが互いに独立に行われ、
広角端と望遠端との間での変倍が可能な第１のモードと、前記第１のモードよりも高倍率での変倍が可能であって且つ該第１のモードよりも短い物体距離で拡大撮影が可能な第２のモードとを有し、
前記第１のモードおよび前記第２のモードのそれぞれにおいて、前記フォーカス系が移動することなく同一物体距離に対する合焦状態が維持されたまま変倍が行われることを特徴とするレンズ装置。
【請求項５】
物体側に配置されたフォーカス系と、
該フォーカス系よりも像側に配置され、前記フォーカス系とアフォーカルに接続された変倍系と、
前記フォーカス系を移動させてフォーカシングを行わせるフォーカス機構と、
前記変倍系を移動させて変倍を行わせるズーム機構とを有し、
前記フォーカス機構によるフォーカシングと前記ズーム機構による変倍とが互いに独立に行われ、
広角端と望遠端との間での変倍が可能な第１のモードと、前記第１のモードよりも高倍率での変倍が可能であって且つ該第１のモードよりも短い物体距離で拡大撮影が可能な第２のモードとを有し、
前記ズーム機構は、前記第１のモードでの変倍と前記第２のモードでの変倍とを連続的に操作可能であり、
前記第１のモードおよび前記第２のモードのそれぞれにおいて、前記フォーカス系が移動することなく同一物体距離に対する合焦状態が維持されたまま変倍が行われることを特徴とするレンズ装置。
【請求項６】
前記フォーカス系と前記変倍系は、前記フォーカス機構と前記ズーム機構との接続部に配置されたレンズによってアフォーカルに接続されていることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載のレンズ装置。
【請求項７】
前記フォーカス系は、前記物体側から前記像側に順に、負の第１フォーカスレンズユニット、正の第２フォーカスレンズユニットおよび負の第３フォーカスレンズユニットにより構成され、
前記フォーカス系と前記変倍系は、正のレンズユニットによりアフォーカルに接続されていることを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載のレンズ装置。
【請求項８】
前記変倍系は、前記物体側から前記像側に順に、負の第１変倍レンズユニット、正の第２変倍レンズユニットおよび負の第３変倍レンズユニットにより構成されていることを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載のレンズ装置。
【請求項９】
前記フォーカス系と前記変倍系とは、無焦点で光学的に接続されていることを特徴とする請求項１から８のいずれか一項に記載のレンズ装置。
【請求項１０】
前記フォーカス系よりも前記物体側において前記フォーカス系の光軸回り方向に配置された複数の発光体を含む照明ユニットを有することを特徴とする請求項１から９のいずれか一項に記載のレンズ装置。
【請求項１１】
前記フォーカス機構又は前記ズーム機構の操作に応じて前記照明ユニットを点灯制御する制御手段を有することを特徴とする請求項１０に記載のレンズ装置。
【請求項１２】
前記変倍によって得られる倍率に応じて前記照明ユニットの照明光量および照明色のうち少なくとも一方を変更する制御手段を有することを特徴とする請求項１０に記載のレンズ装置。
【請求項１３】
請求項１から１１のいずれか一項に記載のレンズ装置と、
該レンズ装置により形成された被写体像を光電変換する撮像素子とを有することを特徴とする撮像装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１２−３７７５８（Ｐ２０１２−３７７５８Ａ）
【公開日】平成２４年２月２３日（２０１２．２．２３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１７８５５７（Ｐ２０１０−１７８５５７）
【出願日】平成２２年８月９日（２０１０．８．９）
【出願人】（０００１０４６５２）キヤノン電子株式会社 (876)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年２月２３日（２０１２．２．２３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年８月９日（２０１０．８．９）
【出願人】（０００１０４６５２）キヤノン電子株式会社 (876)
【Ｆターム（参考）】
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