レンズ鏡筒および撮像装置
【課題】光学系の光路長を大きく確保しつつ撮像装置の小型化を図る。
【解決手段】光学系１４は、対物レンズ２０と、第１〜第３のプリズム２２、２４、２６と、ズームレンズ２８と、フォーカスレンズ３０と、第１〜第３の固定レンズ３２、３４、３６と、絞り機構３８とを備え、被写体像を対物レンズ２０を通して撮像素子１８に導く第１〜第３の光路Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３を有している。対物レンズ２０から第１のプリズム２２に至る光路部分により第１の光路Ｌ１が構成されている。第１のプリズム２２から第２のプリズム２４に至る光路部分により第２の光路Ｌ２が構成されている。第２のプリズム２４から撮像素子１８に至る光路部分により第３の光路Ｌ３が構成されている。
【解決手段】光学系１４は、対物レンズ２０と、第１〜第３のプリズム２２、２４、２６と、ズームレンズ２８と、フォーカスレンズ３０と、第１〜第３の固定レンズ３２、３４、３６と、絞り機構３８とを備え、被写体像を対物レンズ２０を通して撮像素子１８に導く第１〜第３の光路Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３を有している。対物レンズ２０から第１のプリズム２２に至る光路部分により第１の光路Ｌ１が構成されている。第１のプリズム２２から第２のプリズム２４に至る光路部分により第２の光路Ｌ２が構成されている。第２のプリズム２４から撮像素子１８に至る光路部分により第３の光路Ｌ３が構成されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はレンズ鏡筒および撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
対物レンズとフォーカスレンズとズームレンズとを有する光学系が組み込まれたレンズ鏡筒において、光学系の光路を直角プリズムによって９０度屈曲させたものが提案されている（例えば特許文献１、２参照）。
このようなレンズ鏡筒では、光学系の光路を互いに直交する２つの光路で構成し、レンズ鏡筒の占有スペースの小型化を図っている。
【特許文献１】特開平８−２４８３１８号公報
【特許文献２】特開平１０−２０１９１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、近年、このようなレンズ鏡筒が組み込まれる撮像装置のコンパクト化が求められていることから、光学系の光路長が問題となり、ズーム倍率を確保するために必要なズームレンズやフォーカスレンズの移動ストロークを大きくとれない問題が生じている。
このような事情に鑑みなされたもので、その目的は光学系の光路長を大きく確保しつつ撮像装置の小型化を図る上で有利なレンズ鏡筒および撮像装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上述の目的を達成するため、本発明のレンズ鏡筒は、被写体像を撮像素子に導く光学系と、上下の高さおよび左右幅を有し前記光学系および前記撮像素子を収容する鏡筒とを備えるレンズ鏡筒であって、前記光学系は、対物レンズと、第１の光路屈曲手段と、ズームレンズと、フォーカスレンズとを有し、前記撮像素子および前記対物レンズは前記鏡筒の上部に配置され、前記第１の光路屈曲手段は前記鏡筒の下部に配置され、前記光学系の光路は、前記対物レンズから下方に延在し前記対物レンズから前記第１の光路屈曲手段に至る第１の光路と、前記第１の光路屈曲手段により前記第１の光路の端部から前記鏡筒の幅方向に延在する第２の光路と、前記第１の光路屈曲手段により前記第２の光路の端部から上方に延在し前記撮像素子に至る第３の光路とで構成され、前記ズームレンズは第１の光路または第３の光路の一方に配置され、前記フォーカスレンズは前記第１の光路または第３の光路の他方に配置されていることを特徴とする。
また、本発明の撮像装置は、被写体像を撮像素子に導く光学系と、上下の高さおよび左右幅を有し前記光学系および前記撮像そしを収容し外装を構成するケースとを備える撮像装置であって、前記光学系は、対物レンズと、第１の光路屈曲手段と、ズームレンズと、フォーカスレンズとを有し、前記撮像素子および前記対物レンズは前記ケースの上部に配置され、前記第１の光路屈曲手段は前記ケースの下部に配置され、前記光学系の光路は、前記対物レンズから下方に延在し前記対物レンズから前記第１の光路屈曲手段に至る第１の光路と、前記第１の光路屈曲手段により前記第１の光路の端部から前記ケースの幅方向に延在する第２の光路と、前記第１の光路屈曲手段により前記第２の光路の端部から上方に延在し前記撮像素子に至る第３の光路とで構成され、前記ズームレンズは第１の光路または第３の光路の一方に配置され、前記フォーカスレンズは前記第１の光路または第３の光路の他方に配置されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００５】
そのため、本発明によれば、撮像素子および対物レンズは鏡筒の上部に配置され、第１の光路屈曲手段は鏡筒の下部に配置され、光学系の光路は、対物レンズから下方に延在し対物レンズから第１の光路屈曲手段に至る第１の光路と、第１の光路屈曲手段により第１の光路の端部から鏡筒の幅方向に延在する第２の光路と、第１の光路屈曲手段により第２の光路の端部から上方に延在し撮像素子に至る第３の光路とで構成され、光学系の光路が上下方向においてちょうど１８０度折り返されているため、光路長を確保しつつ鏡筒の上下方向の寸法を短縮できる。
そして、このように鏡筒の上下方向の寸法を短縮できることからケース内における鏡筒の上下方向の占有スペースを縮小でき、撮像装置の小型化を図る上で有利である。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
光学系の光路長を大きく確保しつつ撮像装置の小型化を図るという目的を、光学系の光路を、対物レンズから下方に延在し対物レンズから第１の光路屈曲手段に至る第１の光路と、第１の光路屈曲手段により第１の光路の端部から鏡筒の幅方向に延在する第２の光路と、第１の光路屈曲手段により第２の光路の端部から上方に延在し撮像素子に至る第３の光路とで構成することによって実現した。
【実施例１】
【０００７】
次に本発明の実施例１について図面を参照して説明する。
本実施例では、本発明のレンズ鏡筒が組み込まれた撮像装置について説明する。
図１は実施例１における撮像装置を前方から見た斜視図、図２は実施例１におけるレンズ鏡筒を前方から見た斜視図、図３は実施例１における光学系の構成を示す分解斜視図、図４は実施例１における鏡筒内部の構成を示す説明図、図５は実施例１における撮像装置の制御系を示すブロック図である。
図１に示すように、撮像装置１００はデジタルスチルカメラであって、外装を構成する矩形板状のケース１０２を有し、ケース１０２は、前後方向の厚さと左右方向の幅と上下方向の高さを有している。なお、本明細書においてケース１０２の左右はケース１０２を前方から見た状態でいうものとする。
ケース１０２は前方に臨む前壁１０２Ａ、後方に臨む後壁１０２Ｂ、上方に臨む上壁１０２Ｃ、下方に臨む１０２Ｄ、左右側方に臨む左右の側壁１０２Ｅ、１０２Ｆを有し、前壁１０２Ａ、後壁１０２Ｂはそれぞれ上下および左右方向に延在し互いに平行している。
ケース１０２の右側部には、図中二点鎖線で示すように、本発明に係るレンズ鏡筒１０が組み込まれている。レンズ鏡筒１０は鏡筒１２を有し、鏡筒１２は全体として長さおよび幅並びに厚さを有し、その長さ方向を上下方向に向け、幅方向を左右方向に向け、厚さ方向を前後方向に向けてケース１０２に組み込まれている。
レンズ鏡筒１０には、図５に示すように、撮像素子１８と、被写体像を撮像素子に導く光学系１４などが設けられている。光学系１４は対物レンズ２０を有し、対物レンズ２０は鏡筒１２の前壁１２Ａの上部に設けられている。対物レンズ２０は、図１に示すように、レンズ鏡筒１０がケース１０２に組み込まれた状態で、ケース１０２の前壁１０２Ａに設けられたレンズ開口１０３を介してケース１０２の前方に臨んで配置される。
ケース１０２の前壁１０２Ａのレンズ開口１０３の左側箇所には、撮影補助光を出射するフラッシュ１０４が設けられている。
ケース１０２の上壁１０２Ｃの左寄り箇所にはシャッタボタン１０６が設けられている。
ケース１０２の後壁１０２Ｂには、静止画および動画などの画像や文字や記号などが表示されるディスプレイ１０８（図５）、撮影光学系１０４のズーミング動作を行なわせるためのズームスイッチ、各種操作を行なうための十字スイッチや操作ボタン、撮像装置１００を静止画撮影モード、動画撮影モード、再生・編集モードなどに切り替えるためのモードスイッチなどを含む操作スイッチ１１０（図５）が設けられている。
また、ケース１０２内で鏡筒１２の左側方の箇所には、静止画あるいは動画などの画像などを記録するためのメモリカードなどの記憶媒体１１２（図５）を装脱可能に収容するメモリ収容室（不図示）、撮像装置１００の電源を構成するバッテリーを装脱可能に収容するバッテリー収容室（不図示）、後述する画像処理部１２０、表示処理部１２２、制御部１２４を構成する回路基板などが収容されている。
【０００８】
図５に示すように、撮像素子１８は、光学系１４によって結像された被写体像を撮像するＣＣＤやＣＭＯＳセンサなどで構成されている。
撮像素子１８で撮像された像は撮像信号として画像処理部１２０に出力され、画像処理部１２０ではこの撮像信号に基づいて静止画あるいは動画の画像データが生成され、記憶媒体１１２に記録される。また、前記画像データは表示処理部１２２によりディスプレイ１０８に表示される。
さらに、撮像装置１００は、シャッタボタン１０６および各種操作スイッチ１１０の操作に応じて、画像処理部１２０、表示処理部１２２を制御するＣＰＵなどを含む制御部１２４を備えている。
【０００９】
図２、図４に示すように、鏡筒１２は、全体として幅および長さ並びに厚さを有する平板形状を呈しており、鏡筒１２は前壁１２Ａ、後壁１２Ｂ、上壁１２Ｃ、下壁１２Ｄ、左右の側壁１２Ｅ、１２Ｆを有している。
そして、これら前壁１２Ａ、後壁１２Ｂ、上壁１２Ｃ、下壁１２Ｄ、側壁１２Ｅ、１２Ｆによって画成される収容空間に光学系１４が収容されている。
本実施例では、鏡筒１２は、前壁１２Ａ、後壁１２Ｂ、上壁１２Ｃ、下壁１２Ｄ、左右の側壁１２Ｅ、１２Ｆを、それぞれケース１０２の前壁１０２Ａ、後壁１０２Ｂ、上壁１０２Ｃ、下壁１０２Ｄ、左右の側壁１０２Ｅ、１０２Ｆに平行させて配置されている。
図３、図４に示すように、光学系１４は、対物レンズ２０と、第１〜第３のプリズム２２、２４、２６と、ズームレンズ２８と、フォーカスレンズ３０と、第１〜第３の固定レンズ３２、３４、３６と、絞り機構３８とを備えている。
また、光学系１４は、被写体像を対物レンズ２０を通して撮像素子１８に導く第１〜第３の光路Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３を有している。
さらに鏡筒１２には、ズームレンズ２８を移動させる第１の駆動機構４０と、フォーカスレンズ３０を移動させる第２の駆動機構４２と、絞り機構３８を駆動する第３の駆動機構４４とが設けられている。
【００１０】
撮像素子１８および対物レンズ２０は鏡筒１２の上部に鏡筒１２の幅方向に間隔をおいて設けられ、第１、第２のプリズム２２、２４は撮像素子１８および対物レンズ２０の下方で鏡筒１２の下部に配置されている。
より詳細に説明すると、対物レンズ２０は、鏡筒１２の前壁１２Ａの上部に前方に向けて配置され、撮像素子１８は、その受光面を下方に向けて鏡筒１２の上壁１２Ｃに取着されている。
対物レンズ２０は開口１０３を介しケース１２の前方に臨み、被写体像からの光線を入射光として前方から後方に集光して導くように構成されている。
第３のプリズム２６は、対物レンズ２０の後方に位置する鏡筒１２内の箇所に配置され、対物レンズ２０を通過した入射光を下方に９０度屈曲させ第１のプリズム２２に導くように構成されている。本実施例では、第３のプリズム２６により第２の光路屈曲手段５２が構成されている。
対物レンズ２０から第１のプリズム２２に至る光路部分により第１の光路Ｌ１が構成され、本実施例では、第１の光路Ｌ１は、対物レンズ２０から第３のプリズム２６に至る第４の光路Ｌ４と、第３のプリズム２６により第４の光路Ｌ４の端部から下方に延在し第１のプリズム２２に至る第５の光路Ｌ５とで構成されている。
第１のプリズム２２は、第３のプリズム２６から導かれた前記入射光を幅方向に９０度屈曲させて第２のプリズム２４に導くように構成されている。
第１のプリズム２２から第２のプリズム２４に至る光路部分により第２の光路Ｌ２が構成されている。
第２のプリズム２４は、第１のプリズム２２から導かれた前記入射光を上方に９０度屈曲させて撮像素子１８に導くように構成されている。
第２のプリズム２４から撮像素子１８に至る光路部分により第３の光路Ｌ３が構成されている。
本実施例では、第１、第２のプリズム２２、２４の２つのプリズムで第１の光路屈曲手段５０が構成されている。
言い換えると、光学系１４の光路は、対物レンズ２０から下方に延在し対物レンズ２０から第１のプリズム２２（第１の光路屈曲手段５０）に至る第１の光路Ｌ１と、第１のプリズム２２（第１の光路屈曲手段５０）により第１の光路Ｌ１の端部から鏡筒１２の幅方向に延在する第２の光路Ｌ２と、第２のプリズム２４（第１の光路屈曲手段５０）により第２の光路Ｌ２の端部から上方に延在し撮像素子１８に至る第３の光路Ｌ３とで構成されている。なお、第１の光路屈曲手段５０を単一のプリズムで構成したり、他の光学部材を用いて構成するなど任意である。
【００１１】
図３、図４に示すように、ズームレンズ２８は、本実施例では複数のレンズが接合されて構成され、ズームレンズ枠２８０２に保持され光軸を第１の光路Ｌ１の光軸Ｏ１と一致させた状態で配置され、ズームレンズ枠２８０２は図示しないガイド機構によって第１の光路Ｌ１の光軸Ｏ１に沿って移動可能に支持されている。
フォーカスレンズ３０は、本実施例では複数のレンズが接合されて構成され、ズームレンズ枠３００２に保持され光軸を第３の光路Ｌ３の光軸Ｏ３と一致させた状態で配置され、ズームレンズ枠３００２は図示しないガイド機構によって第３の光路Ｌ３の光軸Ｏ３に沿って移動可能に支持されている。
第１の固定レンズ３２は、本実施例では１枚のレンズで構成され、第３のプリズム２６とズームレンズ２８の間でその光軸を第１の光路Ｌ１の光軸Ｏ１と一致させた状態で鏡筒１２に固定されている。
第２の固定レンズ３４は、本実施例では１枚のレンズで構成され、ズームレンズ２８と第１のプリズム２２の間でその光軸を第１の光路Ｌ１の光軸Ｏ１と一致させた状態で鏡筒１２に固定されている。
第３の固定レンズ３６は、本実施例では、複数のレンズが接合された２つのレンズ３６０２、３６０４で構成され、第２のプリズム２４とフォーカスレンズ３０の間でその光軸を第３の光路Ｌ３の光軸Ｏ３と一致させた状態で鏡筒１２に固定されている。
絞り機構３８は第１のプリズム２２と第２のプリズム２４の間に配置され、第２の光路Ｌ２の光軸Ｏ２上に位置するように鏡筒１２に固定されている。絞り機構３８は、第２の光路Ｌ２に沿って通過する前記入射光が通過する開口３８０２を有し、その開口３８０２の大きさを後述する第３の駆動機構４４によって変化させることで開口３８０２を通過する前記入射光の光量を調節するように構成されている。絞り機構３８の具体的な構成としては、例えば２枚のアイリス羽根によって開口３８０２を形成し、２枚のアイリス羽根を互いに接離させることで開口３８０２の大きさを可変するものを用いることができる。
第１の駆動機構４０は、ズームレンズ枠２８０２およびズームレンズ２８を第１の光路Ｌ１に沿って移動させるものであり、第１の光路Ｌ１と第３の光路Ｌ３との間の空間に配置され、前述した制御部１２４によって制御されるように構成されている。
本実施例では、モータ４００２と、このモータ４００２の駆動軸に連結された雄ねじ４００４と、雄ねじ４００４が螺合するズームレンズ枠２８０２に形成された雌ねじによって構成され、モータ４００２によって雄ねじ４００４が回転駆動されることでズームレンズ２８が第１の光路Ｌ１に沿って移動される。
第２の駆動機構４２は、フォーカスレンズ枠３００２およびフォーカスレンズ３０を第３の光路Ｌ３に沿って移動させるものであり、第１の光路Ｌ１と第３の光路Ｌ３との間の空間に配置され、前述した制御部１２４によって制御されるように構成されている。
本実施例では、モータ４２０２と、このモータ４２０２の駆動軸に連結された雄ねじ４２０４と、雄ねじ４２０４が螺合するフォーカスレンズ枠３００２に形成された雌ねじによって構成され、モータ４２０２によって雄ねじ４２０４が回転駆動されることでフォーカスレンズ３０が第３の光路Ｌ３に沿って移動される。
第３の駆動機構４４は、絞り機構３８の開口３８０２の大きさを変化させるものであり、第１の光路Ｌ１と第３の光路Ｌ３との間の空間に配置され、前述した制御部１２４によって制御されるように構成されている。
また、本実施例では、光学系１４の光路のうち、第２固定レンズ３４からフォーカスレンズ３０に至る光路部分の前記入射光が平行光となるように光学系１４が構成されている。
このような構成によれば、第１の駆動機構４０によってズームレンズ２８が第１の光路Ｌ１に沿って移動されることで光学系１４のズーミング動作が行われる。
また、第２の駆動機構４２によってフォーカスレンズ３０が第３の光路Ｌ３に沿って移動されることで光学系１４のフォーカシング動作が行われる。
また、第３の駆動機構４４によって絞り機構３８が駆動されることにより光学系１４から撮像素子１８に導かれる前記入射光の光量の調節が行われる。
【００１２】
したがって、本実施例によれば、撮像素子１８および対物レンズ２０は鏡筒１２の上部に配置され、第１の光路屈曲手段５０は鏡筒１２の下部に配置され、光学系１４の光路は、対物レンズ２０から下方に延在し対物レンズ２０から第１の光路屈曲手段５０に至る第１の光路Ｌ１と、第１の光路屈曲手段５０により第１の光路Ｌ１の端部から鏡筒１２の幅方向に延在する第２の光路Ｌ２と、第１の光路屈曲手段５０により第２の光路Ｌ２の端部から上方に延在し撮像素子１８に至る第３の光路とで構成され、光学系１４の光路が上下方向においてちょうど１８０度折り返されているため、光路長を確保しつつ鏡筒１２の上下方向の寸法を短縮できる。
そして、このように鏡筒１２の上下方向の寸法を短縮できることからケース１０２内における鏡筒１２の上下方向の占有スペースを縮小でき、撮像装置１００の小型化を図る上で有利である。
より詳細には、鏡筒１２は上下方向の寸法が短縮されているものの幅方向の寸法は、第２の光路Ｌ２の長さ分大きくなっている。しかしながら、ケース１０２内で鏡筒１２の左側方の箇所に配置されるメモリ収容室、バッテリー収容室、回路基板などの撮像装置構成部の形状の変更やレイアウトの自由度が大きいため、鏡筒１２の幅方向の寸法が大きくなってもケース１０２内でそれら撮像装置構成部の形状の変更やレイアウトによりその寸法を吸収でき、したがって、撮像装置１００のケース１０２の前後方向の厚さおよび左右方向の幅を変えずに上下方向の寸法を短縮でき、撮像装置１００の小型化を図る上で有利である。
また、鏡筒１２の上下方向の寸法を大きくすることなく光学系１４の光路長を大きくできるため、図４に示すように、光学系１４におけるズームレンズ２８の移動ストロークＳ１およびフォーカスレンズ３０の移動ストロークＳ２を大きく確保することができることから、鏡筒１２および撮像装置１００の大型化を招くことなく光学系１４のズーム倍率の高倍率化を図る上で有利である。
また、本実施例では、第１の光路Ｌ１と第３の光路Ｌ３の間の空間がデッドスペースとなるが、この空間に第１、第２、第３の駆動機構４０、４２、４４を配置したので、デッドスペースを有効利用でき鏡筒１２の小型化を図る上で有利である。
また、鏡筒１２の内部における第１の光路Ｌ１と第３の光路Ｌ３の間の空間に第１、第２、第３の駆動機構４０、４２、４４が収容されるので、鏡筒１２の外部にこれら第１、第２、第３の駆動機構４０、４２、４４が露出している構成に比較して、鏡筒１２の外部から加わる衝撃に対して第１、第２、第３の駆動機構４０、４２、４４を保護する上で有利である。
また、本実施例では、光学系１４の光路のうち、第２固定レンズ３４からフォーカスレンズ３０に至る光路部分の前記入射光が平行光となるように光学系１４が構成されているため、第１、第２のプリズム２２、２４で反射される前記入射光に対して与える光学的な影響を抑制する上で有利である。
また、絞り機構３８が第１、第２のプリズム２２、２４の間に配置されているため、絞り機構３８を通過する前記入射光も平行光となっており、絞り機構３８の開口３８０２の部分を通過する際に入射光が開口３８０２を構成するアイリス羽根の縁部に反射して迷光を生じるといった不具合を防止する上で有利である。
【実施例２】
【００１３】
次に実施例２について説明する。
実施例２は実施例１の変形例であり、実施例１では、第１の光路屈曲手段５０が第１、第２のプリズム２２、２４の２つのプリズムで構成されていたのに対して、実施例２では第１の光路屈曲手段５０が単一のプリズム２５で構成されている。
図６は実施例２の鏡筒１２の構成を示す説明図である。
以下では実施例１と同様の部材、箇所には同一の符号を付して説明し、実施例１と異なる部分についてのみ説明する。
図６に示すように、撮像素子１８および対物レンズ２０は鏡筒１２の上部に鏡筒１２の幅方向に間隔をおいて設けられ、単一のプリズム２５は撮像素子１８および対物レンズ２０の下方で鏡筒１２の下部に配置されている。
第３のプリズム２６は、実施例１と同様に、対物レンズ２０の後方に位置する鏡筒１２内の箇所に配置され、対物レンズ２０を通過した入射光を下方に９０度屈曲させプリズム２５に導くように構成されている。
対物レンズ２０からプリズム２５に至る光路部分により第１の光路Ｌ１が構成され、実施例２でも実施例１と同様に、第１の光路Ｌ１は、対物レンズ２０から第３のプリズム２６に至る第４の光路Ｌ４と、第３のプリズム２６により第４の光路Ｌ４の端部から下方に延在し第１のプリズム２２に至る第５の光路Ｌ５とで構成されている。
プリズム２５は、第３のプリズム２６から導かれた前記入射光を幅方向に９０度屈曲させ幅方向に導いた後、前記入射光を上方に９０度屈曲させて撮像素子１８に導くように構成されている。
したがって、第３のプリズム２６から導かれた前記入射光を幅方向に９０度屈曲させる光路部分により第２の光路Ｌ２が構成され、前記入射光を上方に９０度屈曲させて撮像素子１８に導く光路部分により第３の光路Ｌ３が構成されている。
言い換えると、光学系１４の光路は、対物レンズ２０から下方に延在し対物レンズ２０からプリズム２５（第１の光路屈曲手段５０）に至る第１の光路Ｌ１と、プリズム２５（第１の光路屈曲手段５０）により第１の光路Ｌ１の端部から鏡筒１２の幅方向に延在する第２の光路Ｌ２と、プリズム２５（第１の光路屈曲手段５０）により第２の光路Ｌ２の端部から上方に延在し撮像素子１８に至る第３の光路Ｌ３とで構成されている。
絞り機構３８はプリズム２５とフォーカスレンズ３０との間に配置され、第３の光路Ｌ３の光軸Ｏ３上に位置するように鏡筒１２に固定されている。絞り機構３８は、第３の光路Ｌ３に沿って通過する前記入射光が通過する開口３８０２を有し、その開口３８０２の大きさを第３の駆動機構４４によって変化させることで開口３８０２を通過する前記入射光の光量を調節するように構成されている。
第３の駆動機構４４は、絞り機構３８の開口３８０２の大きさを変化させるものであり、第１の光路Ｌ１と第３の光路Ｌ３との間の空間に配置され、前述した制御部１２４によって制御されるように構成されている。
また、実施例２においても実施例１と同様に、光学系１４の光路のうち、第２固定レンズ３４からフォーカスレンズ３０に至る光路部分の前記入射光が平行光となるように光学系１４が構成されている。
このような構成によれば、第１の駆動機構４０によってズームレンズ２８が第１の光路Ｌ１に沿って移動されることで光学系１４のズーミング動作が行われる。
また、第２の駆動機構４２によってフォーカスレンズ３０が第３の光路Ｌ３に沿って移動されることで光学系１４の合焦動作が行われる。
また、第３の駆動機構４４によって絞り機構３８が駆動されることにより光学系１４から撮像素子１８に導かれる前記入射光の光量の調節が行われる。
【００１４】
実施例２においても実施例１と同様の効果が奏されることはもちろんである。
また、実施例２では、第１の光路屈曲手段５０を単一のプリズム２５で構成したので、部品点数や組み立て工数の削減を図ることができコストを低減する上で有利となり、また、光学部材の部品点数が少なくて済むことから光学的な精度を確保する上でも有利となる。
【００１５】
次に、従来例と実施例とを比較説明する。
図７は従来のレンズ鏡筒の構成を示す説明図であり、実施例１、２と同様の部材、箇所には同一の符号を付している。
従来のレンズ鏡筒１０´は、光学系１４´として、対物レンズ２０と、ズームレンズ２８と、フォーカスレンズ３０と、第１〜第３の固定レンズ３２、３４、３６と、不図示の絞り機構とを備えている。
光学系１４´は、被写体像を対物レンズ２０を通して撮像素子１８に導く光路Ｌ１０を有している。
さらに鏡筒１２´の壁部の外部には、ズームレンズ２８を移動させる第１の駆動機構４０と、絞り機構３８を駆動する第３の駆動機構４４とが設けられ、鏡筒１２´の内部で前記壁部の近傍には、フォーカスレンズ３０を移動させる第２の駆動機構４２が設けられている。
【００１６】
対物レンズ２０は鏡筒１２の上部に配置され、撮像素子１８は鏡筒１２´の下部に配置されている。
そして、光学系１４´の光路は、対物レンズ２０から下方に延在し対物レンズ２０から撮像素子１８に至る上下に一直線状に延在する光路Ｌ１０で構成されている。
そのため、従来例では、光学系１４´の光路が上下方向に大きな寸法を有し、鏡筒１２の上下方向の占有スペースが大きくなり、鏡筒１２および撮像装置１００の上下方向の小型化を図る上で本発明に比較して不利となっている。
また、光学系１４´の光路長を拡大するためには、必然的に光路Ｌ１０を拡大しなくてはならず、光学系１４´の高倍率化を図るために光学系１４´におけるズームレンズ２８の移動ストロークＳ１およびフォーカスレンズ３０の移動ストロークＳ２を拡大すると、鏡筒１２および撮像装置１００の大型化を招くことになり、本発明に比較して不利である。
また、第１、第２、第３の駆動機構４０、４２、４４が鏡筒１２´の外部に露出しているか、鏡筒１２の壁部の近傍に配置されているため、鏡筒１２´の外部から加わる衝撃を第１、第２、第３の駆動機構４０、４２、４４が直接受けることになり、本発明に比較してこれら駆動機構を保護する上で不利である。
【００１７】
なお、各実施例では、鏡筒に収容された光学系が撮像装置のケースに組み込まれた場合について説明したが、光学系が撮像装置のケースに直接組み込まれた場合にも本発明は無論適用される。
また、各実施例では、対物レンズ２０の後方に位置する鏡筒１２内の箇所に第２の光路屈曲手段５２が設けられ、第１の光路Ｌ１は、対物レンズ２０から第２の光路屈曲手段５２に至る第４の光路Ｌ４と、第２の光路屈曲手段５２により第４の光路Ｌ４の端部から下方に延在し第１の光路屈曲手段５０に至る第５の光路Ｌ５とで構成されている場合について説明したが、本発明は、第２の光路屈曲手段５２を有しない構成であってもよく、その場合には、対物レンズ２０は、その光軸が第１の光路Ｌ１の光軸Ｏ１と合致するように配置されることになる。
また、本実施例においては、撮像装置としてデジタルスチルカメラを例示したが、本発明はビデオカメラやテレビカメラなどの撮像装置にも無論適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】実施例１における撮像装置を前方から見た斜視図である。
【図２】実施例１におけるレンズ鏡筒を前方から見た斜視図である。
【図３】実施例１における光学系の構成を示す分解斜視図である。
【図４】実施例１における鏡筒内部の構成を示す説明図である。
【図５】実施例１における撮像装置の制御系を示すブロック図である。
【図６】実施例２の鏡筒１２の構成を示す説明図である。
【図７】従来のレンズ鏡筒の構成を示す説明図である。
【符号の説明】
【００１９】
１００……撮像装置、１０……レンズ鏡筒、１２……鏡筒、１４……光学系、１８……撮像素子、２０……対物レンズ、５０……第１の光路屈曲手段、２８……ズームレンズ、３０……フォーカスレンズ、Ｌ１……第１の光路、Ｌ２……第２の光路、Ｌ３……第３の光路。
【技術分野】
【０００１】
本発明はレンズ鏡筒および撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
対物レンズとフォーカスレンズとズームレンズとを有する光学系が組み込まれたレンズ鏡筒において、光学系の光路を直角プリズムによって９０度屈曲させたものが提案されている（例えば特許文献１、２参照）。
このようなレンズ鏡筒では、光学系の光路を互いに直交する２つの光路で構成し、レンズ鏡筒の占有スペースの小型化を図っている。
【特許文献１】特開平８−２４８３１８号公報
【特許文献２】特開平１０−２０１９１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、近年、このようなレンズ鏡筒が組み込まれる撮像装置のコンパクト化が求められていることから、光学系の光路長が問題となり、ズーム倍率を確保するために必要なズームレンズやフォーカスレンズの移動ストロークを大きくとれない問題が生じている。
このような事情に鑑みなされたもので、その目的は光学系の光路長を大きく確保しつつ撮像装置の小型化を図る上で有利なレンズ鏡筒および撮像装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上述の目的を達成するため、本発明のレンズ鏡筒は、被写体像を撮像素子に導く光学系と、上下の高さおよび左右幅を有し前記光学系および前記撮像素子を収容する鏡筒とを備えるレンズ鏡筒であって、前記光学系は、対物レンズと、第１の光路屈曲手段と、ズームレンズと、フォーカスレンズとを有し、前記撮像素子および前記対物レンズは前記鏡筒の上部に配置され、前記第１の光路屈曲手段は前記鏡筒の下部に配置され、前記光学系の光路は、前記対物レンズから下方に延在し前記対物レンズから前記第１の光路屈曲手段に至る第１の光路と、前記第１の光路屈曲手段により前記第１の光路の端部から前記鏡筒の幅方向に延在する第２の光路と、前記第１の光路屈曲手段により前記第２の光路の端部から上方に延在し前記撮像素子に至る第３の光路とで構成され、前記ズームレンズは第１の光路または第３の光路の一方に配置され、前記フォーカスレンズは前記第１の光路または第３の光路の他方に配置されていることを特徴とする。
また、本発明の撮像装置は、被写体像を撮像素子に導く光学系と、上下の高さおよび左右幅を有し前記光学系および前記撮像そしを収容し外装を構成するケースとを備える撮像装置であって、前記光学系は、対物レンズと、第１の光路屈曲手段と、ズームレンズと、フォーカスレンズとを有し、前記撮像素子および前記対物レンズは前記ケースの上部に配置され、前記第１の光路屈曲手段は前記ケースの下部に配置され、前記光学系の光路は、前記対物レンズから下方に延在し前記対物レンズから前記第１の光路屈曲手段に至る第１の光路と、前記第１の光路屈曲手段により前記第１の光路の端部から前記ケースの幅方向に延在する第２の光路と、前記第１の光路屈曲手段により前記第２の光路の端部から上方に延在し前記撮像素子に至る第３の光路とで構成され、前記ズームレンズは第１の光路または第３の光路の一方に配置され、前記フォーカスレンズは前記第１の光路または第３の光路の他方に配置されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００５】
そのため、本発明によれば、撮像素子および対物レンズは鏡筒の上部に配置され、第１の光路屈曲手段は鏡筒の下部に配置され、光学系の光路は、対物レンズから下方に延在し対物レンズから第１の光路屈曲手段に至る第１の光路と、第１の光路屈曲手段により第１の光路の端部から鏡筒の幅方向に延在する第２の光路と、第１の光路屈曲手段により第２の光路の端部から上方に延在し撮像素子に至る第３の光路とで構成され、光学系の光路が上下方向においてちょうど１８０度折り返されているため、光路長を確保しつつ鏡筒の上下方向の寸法を短縮できる。
そして、このように鏡筒の上下方向の寸法を短縮できることからケース内における鏡筒の上下方向の占有スペースを縮小でき、撮像装置の小型化を図る上で有利である。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
光学系の光路長を大きく確保しつつ撮像装置の小型化を図るという目的を、光学系の光路を、対物レンズから下方に延在し対物レンズから第１の光路屈曲手段に至る第１の光路と、第１の光路屈曲手段により第１の光路の端部から鏡筒の幅方向に延在する第２の光路と、第１の光路屈曲手段により第２の光路の端部から上方に延在し撮像素子に至る第３の光路とで構成することによって実現した。
【実施例１】
【０００７】
次に本発明の実施例１について図面を参照して説明する。
本実施例では、本発明のレンズ鏡筒が組み込まれた撮像装置について説明する。
図１は実施例１における撮像装置を前方から見た斜視図、図２は実施例１におけるレンズ鏡筒を前方から見た斜視図、図３は実施例１における光学系の構成を示す分解斜視図、図４は実施例１における鏡筒内部の構成を示す説明図、図５は実施例１における撮像装置の制御系を示すブロック図である。
図１に示すように、撮像装置１００はデジタルスチルカメラであって、外装を構成する矩形板状のケース１０２を有し、ケース１０２は、前後方向の厚さと左右方向の幅と上下方向の高さを有している。なお、本明細書においてケース１０２の左右はケース１０２を前方から見た状態でいうものとする。
ケース１０２は前方に臨む前壁１０２Ａ、後方に臨む後壁１０２Ｂ、上方に臨む上壁１０２Ｃ、下方に臨む１０２Ｄ、左右側方に臨む左右の側壁１０２Ｅ、１０２Ｆを有し、前壁１０２Ａ、後壁１０２Ｂはそれぞれ上下および左右方向に延在し互いに平行している。
ケース１０２の右側部には、図中二点鎖線で示すように、本発明に係るレンズ鏡筒１０が組み込まれている。レンズ鏡筒１０は鏡筒１２を有し、鏡筒１２は全体として長さおよび幅並びに厚さを有し、その長さ方向を上下方向に向け、幅方向を左右方向に向け、厚さ方向を前後方向に向けてケース１０２に組み込まれている。
レンズ鏡筒１０には、図５に示すように、撮像素子１８と、被写体像を撮像素子に導く光学系１４などが設けられている。光学系１４は対物レンズ２０を有し、対物レンズ２０は鏡筒１２の前壁１２Ａの上部に設けられている。対物レンズ２０は、図１に示すように、レンズ鏡筒１０がケース１０２に組み込まれた状態で、ケース１０２の前壁１０２Ａに設けられたレンズ開口１０３を介してケース１０２の前方に臨んで配置される。
ケース１０２の前壁１０２Ａのレンズ開口１０３の左側箇所には、撮影補助光を出射するフラッシュ１０４が設けられている。
ケース１０２の上壁１０２Ｃの左寄り箇所にはシャッタボタン１０６が設けられている。
ケース１０２の後壁１０２Ｂには、静止画および動画などの画像や文字や記号などが表示されるディスプレイ１０８（図５）、撮影光学系１０４のズーミング動作を行なわせるためのズームスイッチ、各種操作を行なうための十字スイッチや操作ボタン、撮像装置１００を静止画撮影モード、動画撮影モード、再生・編集モードなどに切り替えるためのモードスイッチなどを含む操作スイッチ１１０（図５）が設けられている。
また、ケース１０２内で鏡筒１２の左側方の箇所には、静止画あるいは動画などの画像などを記録するためのメモリカードなどの記憶媒体１１２（図５）を装脱可能に収容するメモリ収容室（不図示）、撮像装置１００の電源を構成するバッテリーを装脱可能に収容するバッテリー収容室（不図示）、後述する画像処理部１２０、表示処理部１２２、制御部１２４を構成する回路基板などが収容されている。
【０００８】
図５に示すように、撮像素子１８は、光学系１４によって結像された被写体像を撮像するＣＣＤやＣＭＯＳセンサなどで構成されている。
撮像素子１８で撮像された像は撮像信号として画像処理部１２０に出力され、画像処理部１２０ではこの撮像信号に基づいて静止画あるいは動画の画像データが生成され、記憶媒体１１２に記録される。また、前記画像データは表示処理部１２２によりディスプレイ１０８に表示される。
さらに、撮像装置１００は、シャッタボタン１０６および各種操作スイッチ１１０の操作に応じて、画像処理部１２０、表示処理部１２２を制御するＣＰＵなどを含む制御部１２４を備えている。
【０００９】
図２、図４に示すように、鏡筒１２は、全体として幅および長さ並びに厚さを有する平板形状を呈しており、鏡筒１２は前壁１２Ａ、後壁１２Ｂ、上壁１２Ｃ、下壁１２Ｄ、左右の側壁１２Ｅ、１２Ｆを有している。
そして、これら前壁１２Ａ、後壁１２Ｂ、上壁１２Ｃ、下壁１２Ｄ、側壁１２Ｅ、１２Ｆによって画成される収容空間に光学系１４が収容されている。
本実施例では、鏡筒１２は、前壁１２Ａ、後壁１２Ｂ、上壁１２Ｃ、下壁１２Ｄ、左右の側壁１２Ｅ、１２Ｆを、それぞれケース１０２の前壁１０２Ａ、後壁１０２Ｂ、上壁１０２Ｃ、下壁１０２Ｄ、左右の側壁１０２Ｅ、１０２Ｆに平行させて配置されている。
図３、図４に示すように、光学系１４は、対物レンズ２０と、第１〜第３のプリズム２２、２４、２６と、ズームレンズ２８と、フォーカスレンズ３０と、第１〜第３の固定レンズ３２、３４、３６と、絞り機構３８とを備えている。
また、光学系１４は、被写体像を対物レンズ２０を通して撮像素子１８に導く第１〜第３の光路Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３を有している。
さらに鏡筒１２には、ズームレンズ２８を移動させる第１の駆動機構４０と、フォーカスレンズ３０を移動させる第２の駆動機構４２と、絞り機構３８を駆動する第３の駆動機構４４とが設けられている。
【００１０】
撮像素子１８および対物レンズ２０は鏡筒１２の上部に鏡筒１２の幅方向に間隔をおいて設けられ、第１、第２のプリズム２２、２４は撮像素子１８および対物レンズ２０の下方で鏡筒１２の下部に配置されている。
より詳細に説明すると、対物レンズ２０は、鏡筒１２の前壁１２Ａの上部に前方に向けて配置され、撮像素子１８は、その受光面を下方に向けて鏡筒１２の上壁１２Ｃに取着されている。
対物レンズ２０は開口１０３を介しケース１２の前方に臨み、被写体像からの光線を入射光として前方から後方に集光して導くように構成されている。
第３のプリズム２６は、対物レンズ２０の後方に位置する鏡筒１２内の箇所に配置され、対物レンズ２０を通過した入射光を下方に９０度屈曲させ第１のプリズム２２に導くように構成されている。本実施例では、第３のプリズム２６により第２の光路屈曲手段５２が構成されている。
対物レンズ２０から第１のプリズム２２に至る光路部分により第１の光路Ｌ１が構成され、本実施例では、第１の光路Ｌ１は、対物レンズ２０から第３のプリズム２６に至る第４の光路Ｌ４と、第３のプリズム２６により第４の光路Ｌ４の端部から下方に延在し第１のプリズム２２に至る第５の光路Ｌ５とで構成されている。
第１のプリズム２２は、第３のプリズム２６から導かれた前記入射光を幅方向に９０度屈曲させて第２のプリズム２４に導くように構成されている。
第１のプリズム２２から第２のプリズム２４に至る光路部分により第２の光路Ｌ２が構成されている。
第２のプリズム２４は、第１のプリズム２２から導かれた前記入射光を上方に９０度屈曲させて撮像素子１８に導くように構成されている。
第２のプリズム２４から撮像素子１８に至る光路部分により第３の光路Ｌ３が構成されている。
本実施例では、第１、第２のプリズム２２、２４の２つのプリズムで第１の光路屈曲手段５０が構成されている。
言い換えると、光学系１４の光路は、対物レンズ２０から下方に延在し対物レンズ２０から第１のプリズム２２（第１の光路屈曲手段５０）に至る第１の光路Ｌ１と、第１のプリズム２２（第１の光路屈曲手段５０）により第１の光路Ｌ１の端部から鏡筒１２の幅方向に延在する第２の光路Ｌ２と、第２のプリズム２４（第１の光路屈曲手段５０）により第２の光路Ｌ２の端部から上方に延在し撮像素子１８に至る第３の光路Ｌ３とで構成されている。なお、第１の光路屈曲手段５０を単一のプリズムで構成したり、他の光学部材を用いて構成するなど任意である。
【００１１】
図３、図４に示すように、ズームレンズ２８は、本実施例では複数のレンズが接合されて構成され、ズームレンズ枠２８０２に保持され光軸を第１の光路Ｌ１の光軸Ｏ１と一致させた状態で配置され、ズームレンズ枠２８０２は図示しないガイド機構によって第１の光路Ｌ１の光軸Ｏ１に沿って移動可能に支持されている。
フォーカスレンズ３０は、本実施例では複数のレンズが接合されて構成され、ズームレンズ枠３００２に保持され光軸を第３の光路Ｌ３の光軸Ｏ３と一致させた状態で配置され、ズームレンズ枠３００２は図示しないガイド機構によって第３の光路Ｌ３の光軸Ｏ３に沿って移動可能に支持されている。
第１の固定レンズ３２は、本実施例では１枚のレンズで構成され、第３のプリズム２６とズームレンズ２８の間でその光軸を第１の光路Ｌ１の光軸Ｏ１と一致させた状態で鏡筒１２に固定されている。
第２の固定レンズ３４は、本実施例では１枚のレンズで構成され、ズームレンズ２８と第１のプリズム２２の間でその光軸を第１の光路Ｌ１の光軸Ｏ１と一致させた状態で鏡筒１２に固定されている。
第３の固定レンズ３６は、本実施例では、複数のレンズが接合された２つのレンズ３６０２、３６０４で構成され、第２のプリズム２４とフォーカスレンズ３０の間でその光軸を第３の光路Ｌ３の光軸Ｏ３と一致させた状態で鏡筒１２に固定されている。
絞り機構３８は第１のプリズム２２と第２のプリズム２４の間に配置され、第２の光路Ｌ２の光軸Ｏ２上に位置するように鏡筒１２に固定されている。絞り機構３８は、第２の光路Ｌ２に沿って通過する前記入射光が通過する開口３８０２を有し、その開口３８０２の大きさを後述する第３の駆動機構４４によって変化させることで開口３８０２を通過する前記入射光の光量を調節するように構成されている。絞り機構３８の具体的な構成としては、例えば２枚のアイリス羽根によって開口３８０２を形成し、２枚のアイリス羽根を互いに接離させることで開口３８０２の大きさを可変するものを用いることができる。
第１の駆動機構４０は、ズームレンズ枠２８０２およびズームレンズ２８を第１の光路Ｌ１に沿って移動させるものであり、第１の光路Ｌ１と第３の光路Ｌ３との間の空間に配置され、前述した制御部１２４によって制御されるように構成されている。
本実施例では、モータ４００２と、このモータ４００２の駆動軸に連結された雄ねじ４００４と、雄ねじ４００４が螺合するズームレンズ枠２８０２に形成された雌ねじによって構成され、モータ４００２によって雄ねじ４００４が回転駆動されることでズームレンズ２８が第１の光路Ｌ１に沿って移動される。
第２の駆動機構４２は、フォーカスレンズ枠３００２およびフォーカスレンズ３０を第３の光路Ｌ３に沿って移動させるものであり、第１の光路Ｌ１と第３の光路Ｌ３との間の空間に配置され、前述した制御部１２４によって制御されるように構成されている。
本実施例では、モータ４２０２と、このモータ４２０２の駆動軸に連結された雄ねじ４２０４と、雄ねじ４２０４が螺合するフォーカスレンズ枠３００２に形成された雌ねじによって構成され、モータ４２０２によって雄ねじ４２０４が回転駆動されることでフォーカスレンズ３０が第３の光路Ｌ３に沿って移動される。
第３の駆動機構４４は、絞り機構３８の開口３８０２の大きさを変化させるものであり、第１の光路Ｌ１と第３の光路Ｌ３との間の空間に配置され、前述した制御部１２４によって制御されるように構成されている。
また、本実施例では、光学系１４の光路のうち、第２固定レンズ３４からフォーカスレンズ３０に至る光路部分の前記入射光が平行光となるように光学系１４が構成されている。
このような構成によれば、第１の駆動機構４０によってズームレンズ２８が第１の光路Ｌ１に沿って移動されることで光学系１４のズーミング動作が行われる。
また、第２の駆動機構４２によってフォーカスレンズ３０が第３の光路Ｌ３に沿って移動されることで光学系１４のフォーカシング動作が行われる。
また、第３の駆動機構４４によって絞り機構３８が駆動されることにより光学系１４から撮像素子１８に導かれる前記入射光の光量の調節が行われる。
【００１２】
したがって、本実施例によれば、撮像素子１８および対物レンズ２０は鏡筒１２の上部に配置され、第１の光路屈曲手段５０は鏡筒１２の下部に配置され、光学系１４の光路は、対物レンズ２０から下方に延在し対物レンズ２０から第１の光路屈曲手段５０に至る第１の光路Ｌ１と、第１の光路屈曲手段５０により第１の光路Ｌ１の端部から鏡筒１２の幅方向に延在する第２の光路Ｌ２と、第１の光路屈曲手段５０により第２の光路Ｌ２の端部から上方に延在し撮像素子１８に至る第３の光路とで構成され、光学系１４の光路が上下方向においてちょうど１８０度折り返されているため、光路長を確保しつつ鏡筒１２の上下方向の寸法を短縮できる。
そして、このように鏡筒１２の上下方向の寸法を短縮できることからケース１０２内における鏡筒１２の上下方向の占有スペースを縮小でき、撮像装置１００の小型化を図る上で有利である。
より詳細には、鏡筒１２は上下方向の寸法が短縮されているものの幅方向の寸法は、第２の光路Ｌ２の長さ分大きくなっている。しかしながら、ケース１０２内で鏡筒１２の左側方の箇所に配置されるメモリ収容室、バッテリー収容室、回路基板などの撮像装置構成部の形状の変更やレイアウトの自由度が大きいため、鏡筒１２の幅方向の寸法が大きくなってもケース１０２内でそれら撮像装置構成部の形状の変更やレイアウトによりその寸法を吸収でき、したがって、撮像装置１００のケース１０２の前後方向の厚さおよび左右方向の幅を変えずに上下方向の寸法を短縮でき、撮像装置１００の小型化を図る上で有利である。
また、鏡筒１２の上下方向の寸法を大きくすることなく光学系１４の光路長を大きくできるため、図４に示すように、光学系１４におけるズームレンズ２８の移動ストロークＳ１およびフォーカスレンズ３０の移動ストロークＳ２を大きく確保することができることから、鏡筒１２および撮像装置１００の大型化を招くことなく光学系１４のズーム倍率の高倍率化を図る上で有利である。
また、本実施例では、第１の光路Ｌ１と第３の光路Ｌ３の間の空間がデッドスペースとなるが、この空間に第１、第２、第３の駆動機構４０、４２、４４を配置したので、デッドスペースを有効利用でき鏡筒１２の小型化を図る上で有利である。
また、鏡筒１２の内部における第１の光路Ｌ１と第３の光路Ｌ３の間の空間に第１、第２、第３の駆動機構４０、４２、４４が収容されるので、鏡筒１２の外部にこれら第１、第２、第３の駆動機構４０、４２、４４が露出している構成に比較して、鏡筒１２の外部から加わる衝撃に対して第１、第２、第３の駆動機構４０、４２、４４を保護する上で有利である。
また、本実施例では、光学系１４の光路のうち、第２固定レンズ３４からフォーカスレンズ３０に至る光路部分の前記入射光が平行光となるように光学系１４が構成されているため、第１、第２のプリズム２２、２４で反射される前記入射光に対して与える光学的な影響を抑制する上で有利である。
また、絞り機構３８が第１、第２のプリズム２２、２４の間に配置されているため、絞り機構３８を通過する前記入射光も平行光となっており、絞り機構３８の開口３８０２の部分を通過する際に入射光が開口３８０２を構成するアイリス羽根の縁部に反射して迷光を生じるといった不具合を防止する上で有利である。
【実施例２】
【００１３】
次に実施例２について説明する。
実施例２は実施例１の変形例であり、実施例１では、第１の光路屈曲手段５０が第１、第２のプリズム２２、２４の２つのプリズムで構成されていたのに対して、実施例２では第１の光路屈曲手段５０が単一のプリズム２５で構成されている。
図６は実施例２の鏡筒１２の構成を示す説明図である。
以下では実施例１と同様の部材、箇所には同一の符号を付して説明し、実施例１と異なる部分についてのみ説明する。
図６に示すように、撮像素子１８および対物レンズ２０は鏡筒１２の上部に鏡筒１２の幅方向に間隔をおいて設けられ、単一のプリズム２５は撮像素子１８および対物レンズ２０の下方で鏡筒１２の下部に配置されている。
第３のプリズム２６は、実施例１と同様に、対物レンズ２０の後方に位置する鏡筒１２内の箇所に配置され、対物レンズ２０を通過した入射光を下方に９０度屈曲させプリズム２５に導くように構成されている。
対物レンズ２０からプリズム２５に至る光路部分により第１の光路Ｌ１が構成され、実施例２でも実施例１と同様に、第１の光路Ｌ１は、対物レンズ２０から第３のプリズム２６に至る第４の光路Ｌ４と、第３のプリズム２６により第４の光路Ｌ４の端部から下方に延在し第１のプリズム２２に至る第５の光路Ｌ５とで構成されている。
プリズム２５は、第３のプリズム２６から導かれた前記入射光を幅方向に９０度屈曲させ幅方向に導いた後、前記入射光を上方に９０度屈曲させて撮像素子１８に導くように構成されている。
したがって、第３のプリズム２６から導かれた前記入射光を幅方向に９０度屈曲させる光路部分により第２の光路Ｌ２が構成され、前記入射光を上方に９０度屈曲させて撮像素子１８に導く光路部分により第３の光路Ｌ３が構成されている。
言い換えると、光学系１４の光路は、対物レンズ２０から下方に延在し対物レンズ２０からプリズム２５（第１の光路屈曲手段５０）に至る第１の光路Ｌ１と、プリズム２５（第１の光路屈曲手段５０）により第１の光路Ｌ１の端部から鏡筒１２の幅方向に延在する第２の光路Ｌ２と、プリズム２５（第１の光路屈曲手段５０）により第２の光路Ｌ２の端部から上方に延在し撮像素子１８に至る第３の光路Ｌ３とで構成されている。
絞り機構３８はプリズム２５とフォーカスレンズ３０との間に配置され、第３の光路Ｌ３の光軸Ｏ３上に位置するように鏡筒１２に固定されている。絞り機構３８は、第３の光路Ｌ３に沿って通過する前記入射光が通過する開口３８０２を有し、その開口３８０２の大きさを第３の駆動機構４４によって変化させることで開口３８０２を通過する前記入射光の光量を調節するように構成されている。
第３の駆動機構４４は、絞り機構３８の開口３８０２の大きさを変化させるものであり、第１の光路Ｌ１と第３の光路Ｌ３との間の空間に配置され、前述した制御部１２４によって制御されるように構成されている。
また、実施例２においても実施例１と同様に、光学系１４の光路のうち、第２固定レンズ３４からフォーカスレンズ３０に至る光路部分の前記入射光が平行光となるように光学系１４が構成されている。
このような構成によれば、第１の駆動機構４０によってズームレンズ２８が第１の光路Ｌ１に沿って移動されることで光学系１４のズーミング動作が行われる。
また、第２の駆動機構４２によってフォーカスレンズ３０が第３の光路Ｌ３に沿って移動されることで光学系１４の合焦動作が行われる。
また、第３の駆動機構４４によって絞り機構３８が駆動されることにより光学系１４から撮像素子１８に導かれる前記入射光の光量の調節が行われる。
【００１４】
実施例２においても実施例１と同様の効果が奏されることはもちろんである。
また、実施例２では、第１の光路屈曲手段５０を単一のプリズム２５で構成したので、部品点数や組み立て工数の削減を図ることができコストを低減する上で有利となり、また、光学部材の部品点数が少なくて済むことから光学的な精度を確保する上でも有利となる。
【００１５】
次に、従来例と実施例とを比較説明する。
図７は従来のレンズ鏡筒の構成を示す説明図であり、実施例１、２と同様の部材、箇所には同一の符号を付している。
従来のレンズ鏡筒１０´は、光学系１４´として、対物レンズ２０と、ズームレンズ２８と、フォーカスレンズ３０と、第１〜第３の固定レンズ３２、３４、３６と、不図示の絞り機構とを備えている。
光学系１４´は、被写体像を対物レンズ２０を通して撮像素子１８に導く光路Ｌ１０を有している。
さらに鏡筒１２´の壁部の外部には、ズームレンズ２８を移動させる第１の駆動機構４０と、絞り機構３８を駆動する第３の駆動機構４４とが設けられ、鏡筒１２´の内部で前記壁部の近傍には、フォーカスレンズ３０を移動させる第２の駆動機構４２が設けられている。
【００１６】
対物レンズ２０は鏡筒１２の上部に配置され、撮像素子１８は鏡筒１２´の下部に配置されている。
そして、光学系１４´の光路は、対物レンズ２０から下方に延在し対物レンズ２０から撮像素子１８に至る上下に一直線状に延在する光路Ｌ１０で構成されている。
そのため、従来例では、光学系１４´の光路が上下方向に大きな寸法を有し、鏡筒１２の上下方向の占有スペースが大きくなり、鏡筒１２および撮像装置１００の上下方向の小型化を図る上で本発明に比較して不利となっている。
また、光学系１４´の光路長を拡大するためには、必然的に光路Ｌ１０を拡大しなくてはならず、光学系１４´の高倍率化を図るために光学系１４´におけるズームレンズ２８の移動ストロークＳ１およびフォーカスレンズ３０の移動ストロークＳ２を拡大すると、鏡筒１２および撮像装置１００の大型化を招くことになり、本発明に比較して不利である。
また、第１、第２、第３の駆動機構４０、４２、４４が鏡筒１２´の外部に露出しているか、鏡筒１２の壁部の近傍に配置されているため、鏡筒１２´の外部から加わる衝撃を第１、第２、第３の駆動機構４０、４２、４４が直接受けることになり、本発明に比較してこれら駆動機構を保護する上で不利である。
【００１７】
なお、各実施例では、鏡筒に収容された光学系が撮像装置のケースに組み込まれた場合について説明したが、光学系が撮像装置のケースに直接組み込まれた場合にも本発明は無論適用される。
また、各実施例では、対物レンズ２０の後方に位置する鏡筒１２内の箇所に第２の光路屈曲手段５２が設けられ、第１の光路Ｌ１は、対物レンズ２０から第２の光路屈曲手段５２に至る第４の光路Ｌ４と、第２の光路屈曲手段５２により第４の光路Ｌ４の端部から下方に延在し第１の光路屈曲手段５０に至る第５の光路Ｌ５とで構成されている場合について説明したが、本発明は、第２の光路屈曲手段５２を有しない構成であってもよく、その場合には、対物レンズ２０は、その光軸が第１の光路Ｌ１の光軸Ｏ１と合致するように配置されることになる。
また、本実施例においては、撮像装置としてデジタルスチルカメラを例示したが、本発明はビデオカメラやテレビカメラなどの撮像装置にも無論適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】実施例１における撮像装置を前方から見た斜視図である。
【図２】実施例１におけるレンズ鏡筒を前方から見た斜視図である。
【図３】実施例１における光学系の構成を示す分解斜視図である。
【図４】実施例１における鏡筒内部の構成を示す説明図である。
【図５】実施例１における撮像装置の制御系を示すブロック図である。
【図６】実施例２の鏡筒１２の構成を示す説明図である。
【図７】従来のレンズ鏡筒の構成を示す説明図である。
【符号の説明】
【００１９】
１００……撮像装置、１０……レンズ鏡筒、１２……鏡筒、１４……光学系、１８……撮像素子、２０……対物レンズ、５０……第１の光路屈曲手段、２８……ズームレンズ、３０……フォーカスレンズ、Ｌ１……第１の光路、Ｌ２……第２の光路、Ｌ３……第３の光路。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被写体像を撮像素子に導く光学系と、
上下の高さおよび左右幅を有し前記光学系および前記撮像素子を収容する鏡筒とを備えるレンズ鏡筒であって、
前記光学系は、対物レンズと、第１の光路屈曲手段と、ズームレンズと、フォーカスレンズとを有し、
前記撮像素子および前記対物レンズは前記鏡筒の上部に配置され、前記第１の光路屈曲手段は前記鏡筒の下部に配置され、
前記光学系の光路は、前記対物レンズから下方に延在し前記対物レンズから前記第１の光路屈曲手段に至る第１の光路と、前記第１の光路屈曲手段により前記第１の光路の端部から前記鏡筒の幅方向に延在する第２の光路と、前記第１の光路屈曲手段により前記第２の光路の端部から上方に延在し前記撮像素子に至る第３の光路とで構成され、
前記ズームレンズは第１の光路または第３の光路の一方に配置され、前記フォーカスレンズは前記第１の光路または第３の光路の他方に配置されている、
ことを特徴とするレンズ鏡筒。
【請求項２】
前記撮像素子および前記対物レンズは前記鏡筒の上部で前記鏡筒の幅方向に間隔をおいて設けられていることを特徴とする請求項１記載のレンズ鏡筒。
【請求項３】
前記鏡筒は、上下方向及び左右方向に延在する前壁を有し、前記第１の光路は前記鏡筒の前壁に平行して延在していることを特徴とする請求項１記載のレンズ鏡筒。
【請求項４】
前記第２の光路は前記第１の光路と直交する方向に延在していることを特徴とする請求項１記載のレンズ鏡筒。
【請求項５】
前記鏡筒は、上下方向及び左右方向に延在する前壁を有し、前記第３の光路は前記第２の光路と直交する方向で前記鏡筒の前壁に平行して延在していることを特徴とする請求項１記載のレンズ鏡筒。
【請求項６】
前記鏡筒の内部に鏡筒が組み込まれ、前記光学系および撮像素子は前記鏡筒に収容されていることを特徴とする請求項１記載のレンズ鏡筒。
【請求項７】
前記鏡筒は、上下方向及び左右方向に延在する前壁を有し、前記対物レンズは、前記鏡筒の前壁の上部に前方に向けて配置され、前記対物レンズの後方に位置する前記鏡筒内の箇所に第２の光路屈曲手段が設けられ、前記第１の光路は、前記対物レンズから前記第２の光路屈曲手段に至る第４の光路と、前記第２の光路屈曲手段により前記第４の光路の端部から下方に延在し前記第１の光路屈曲手段に至る第５の光路とで構成されていることを特徴とする請求項１記載のレンズ鏡筒。
【請求項８】
前記ズームレンズを前記光学系の光路に沿って移動させる第１の駆動機構と、前記フォーカスレンズを前記光学系の光路に沿って移動させる第２の駆動機構とを備え、前記第１の駆動機構および第２の駆動機構は、前記第１の光路と第３の光路との間の空間に配設されていることを特徴とする請求項１記載のレンズ鏡筒。
【請求項９】
前記光学系の光路に配設された絞り機構と、前記絞り機構を駆動する第３の駆動機構とを備え、前記第３の駆動機構は、前記第１の光路と第３の光路との間の空間に配設されていることを特徴とする請求項１記載のレンズ鏡筒。
【請求項１０】
被写体像を撮像素子に導く光学系と、
上下の高さおよび左右幅を有し前記光学系および前記撮像そしを収容し外装を構成するケースとを備える撮像装置であって、
前記光学系は、対物レンズと、第１の光路屈曲手段と、ズームレンズと、フォーカスレンズとを有し、
前記撮像素子および前記対物レンズは前記ケースの上部に配置され、前記第１の光路屈曲手段は前記ケースの下部に配置され、
前記光学系の光路は、前記対物レンズから下方に延在し前記対物レンズから前記第１の光路屈曲手段に至る第１の光路と、前記第１の光路屈曲手段により前記第１の光路の端部から前記ケースの幅方向に延在する第２の光路と、前記第１の光路屈曲手段により前記第２の光路の端部から上方に延在し前記撮像素子に至る第３の光路とで構成され、
前記ズームレンズは第１の光路または第３の光路の一方に配置され、前記フォーカスレンズは前記第１の光路または第３の光路の他方に配置されている、
ことを特徴とする撮像装置。
【請求項１１】
前記撮像素子および前記対物レンズは前記ケースの上部で前記ケースの幅方向に間隔をおいて設けられていることを特徴とする請求項１０記載の撮像装置。
【請求項１２】
前記ケースは、上下方向及び左右方向に延在する前壁を有し、前記第１の光路は前記ケースの前壁に平行して延在していることを特徴とする請求項１０記載の撮像装置。
【請求項１３】
前記第２の光路は前記第１の光路と直交する方向に延在していることを特徴とする請求項１０記載の撮像装置。
【請求項１４】
前記ケースは、上下方向及び左右方向に延在する前壁を有し、前記第３の光路は前記第２の光路と直交する方向で前記ケースの前壁に平行して延在していることを特徴とする請求項１０記載の撮像装置。
【請求項１５】
前記ケースの内部に鏡筒が組み込まれ、前記光学系および撮像素子は前記鏡筒に収容されていることを特徴とする請求項１０記載の撮像装置。
【請求項１６】
前記ケースは、上下方向及び左右方向に延在する前壁を有し、前記対物レンズは、前記ケースの前壁の上部に前方に向けて配置され、前記対物レンズの後方に位置する前記ケース内の箇所に第２の光路屈曲手段が設けられ、前記第１の光路は、前記対物レンズから前記第２の光路屈曲手段に至る第４の光路と、前記第２の光路屈曲手段により前記第４の光路の端部から下方に延在し前記第１の光路屈曲手段に至る第５の光路とで構成されていることを特徴とする請求項１０記載の撮像装置。
【請求項１７】
前記ズームレンズを前記光学系の光路に沿って移動させる第１の駆動機構と、前記フォーカスレンズを前記光学系の光路に沿って移動させる第２の駆動機構とを備え、前記第１の駆動機構および第２の駆動機構は、前記第１の光路と第３の光路との間の空間に配設されていることを特徴とする請求項１０記載の撮像装置。
【請求項１８】
前記光学系の光路に配設された絞り機構と、前記絞り機構を駆動する第３の駆動機構とを備え、前記第３の駆動機構は、前記第１の光路と第３の光路との間の空間に配設されていることを特徴とする請求項１０記載の撮像装置。
【請求項１】
被写体像を撮像素子に導く光学系と、
上下の高さおよび左右幅を有し前記光学系および前記撮像素子を収容する鏡筒とを備えるレンズ鏡筒であって、
前記光学系は、対物レンズと、第１の光路屈曲手段と、ズームレンズと、フォーカスレンズとを有し、
前記撮像素子および前記対物レンズは前記鏡筒の上部に配置され、前記第１の光路屈曲手段は前記鏡筒の下部に配置され、
前記光学系の光路は、前記対物レンズから下方に延在し前記対物レンズから前記第１の光路屈曲手段に至る第１の光路と、前記第１の光路屈曲手段により前記第１の光路の端部から前記鏡筒の幅方向に延在する第２の光路と、前記第１の光路屈曲手段により前記第２の光路の端部から上方に延在し前記撮像素子に至る第３の光路とで構成され、
前記ズームレンズは第１の光路または第３の光路の一方に配置され、前記フォーカスレンズは前記第１の光路または第３の光路の他方に配置されている、
ことを特徴とするレンズ鏡筒。
【請求項２】
前記撮像素子および前記対物レンズは前記鏡筒の上部で前記鏡筒の幅方向に間隔をおいて設けられていることを特徴とする請求項１記載のレンズ鏡筒。
【請求項３】
前記鏡筒は、上下方向及び左右方向に延在する前壁を有し、前記第１の光路は前記鏡筒の前壁に平行して延在していることを特徴とする請求項１記載のレンズ鏡筒。
【請求項４】
前記第２の光路は前記第１の光路と直交する方向に延在していることを特徴とする請求項１記載のレンズ鏡筒。
【請求項５】
前記鏡筒は、上下方向及び左右方向に延在する前壁を有し、前記第３の光路は前記第２の光路と直交する方向で前記鏡筒の前壁に平行して延在していることを特徴とする請求項１記載のレンズ鏡筒。
【請求項６】
前記鏡筒の内部に鏡筒が組み込まれ、前記光学系および撮像素子は前記鏡筒に収容されていることを特徴とする請求項１記載のレンズ鏡筒。
【請求項７】
前記鏡筒は、上下方向及び左右方向に延在する前壁を有し、前記対物レンズは、前記鏡筒の前壁の上部に前方に向けて配置され、前記対物レンズの後方に位置する前記鏡筒内の箇所に第２の光路屈曲手段が設けられ、前記第１の光路は、前記対物レンズから前記第２の光路屈曲手段に至る第４の光路と、前記第２の光路屈曲手段により前記第４の光路の端部から下方に延在し前記第１の光路屈曲手段に至る第５の光路とで構成されていることを特徴とする請求項１記載のレンズ鏡筒。
【請求項８】
前記ズームレンズを前記光学系の光路に沿って移動させる第１の駆動機構と、前記フォーカスレンズを前記光学系の光路に沿って移動させる第２の駆動機構とを備え、前記第１の駆動機構および第２の駆動機構は、前記第１の光路と第３の光路との間の空間に配設されていることを特徴とする請求項１記載のレンズ鏡筒。
【請求項９】
前記光学系の光路に配設された絞り機構と、前記絞り機構を駆動する第３の駆動機構とを備え、前記第３の駆動機構は、前記第１の光路と第３の光路との間の空間に配設されていることを特徴とする請求項１記載のレンズ鏡筒。
【請求項１０】
被写体像を撮像素子に導く光学系と、
上下の高さおよび左右幅を有し前記光学系および前記撮像そしを収容し外装を構成するケースとを備える撮像装置であって、
前記光学系は、対物レンズと、第１の光路屈曲手段と、ズームレンズと、フォーカスレンズとを有し、
前記撮像素子および前記対物レンズは前記ケースの上部に配置され、前記第１の光路屈曲手段は前記ケースの下部に配置され、
前記光学系の光路は、前記対物レンズから下方に延在し前記対物レンズから前記第１の光路屈曲手段に至る第１の光路と、前記第１の光路屈曲手段により前記第１の光路の端部から前記ケースの幅方向に延在する第２の光路と、前記第１の光路屈曲手段により前記第２の光路の端部から上方に延在し前記撮像素子に至る第３の光路とで構成され、
前記ズームレンズは第１の光路または第３の光路の一方に配置され、前記フォーカスレンズは前記第１の光路または第３の光路の他方に配置されている、
ことを特徴とする撮像装置。
【請求項１１】
前記撮像素子および前記対物レンズは前記ケースの上部で前記ケースの幅方向に間隔をおいて設けられていることを特徴とする請求項１０記載の撮像装置。
【請求項１２】
前記ケースは、上下方向及び左右方向に延在する前壁を有し、前記第１の光路は前記ケースの前壁に平行して延在していることを特徴とする請求項１０記載の撮像装置。
【請求項１３】
前記第２の光路は前記第１の光路と直交する方向に延在していることを特徴とする請求項１０記載の撮像装置。
【請求項１４】
前記ケースは、上下方向及び左右方向に延在する前壁を有し、前記第３の光路は前記第２の光路と直交する方向で前記ケースの前壁に平行して延在していることを特徴とする請求項１０記載の撮像装置。
【請求項１５】
前記ケースの内部に鏡筒が組み込まれ、前記光学系および撮像素子は前記鏡筒に収容されていることを特徴とする請求項１０記載の撮像装置。
【請求項１６】
前記ケースは、上下方向及び左右方向に延在する前壁を有し、前記対物レンズは、前記ケースの前壁の上部に前方に向けて配置され、前記対物レンズの後方に位置する前記ケース内の箇所に第２の光路屈曲手段が設けられ、前記第１の光路は、前記対物レンズから前記第２の光路屈曲手段に至る第４の光路と、前記第２の光路屈曲手段により前記第４の光路の端部から下方に延在し前記第１の光路屈曲手段に至る第５の光路とで構成されていることを特徴とする請求項１０記載の撮像装置。
【請求項１７】
前記ズームレンズを前記光学系の光路に沿って移動させる第１の駆動機構と、前記フォーカスレンズを前記光学系の光路に沿って移動させる第２の駆動機構とを備え、前記第１の駆動機構および第２の駆動機構は、前記第１の光路と第３の光路との間の空間に配設されていることを特徴とする請求項１０記載の撮像装置。
【請求項１８】
前記光学系の光路に配設された絞り機構と、前記絞り機構を駆動する第３の駆動機構とを備え、前記第３の駆動機構は、前記第１の光路と第３の光路との間の空間に配設されていることを特徴とする請求項１０記載の撮像装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２００６−１０６３０９（Ｐ２００６−１０６３０９Ａ）
【公開日】平成１８年４月２０日（２００６．４．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−２９２２４８（Ｐ２００４−２９２２４８）
【出願日】平成１６年１０月５日（２００４．１０．５）
【出願人】（０００００２１８５）ソニー株式会社 (34,172)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年４月２０日（２００６．４．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年１０月５日（２００４．１０．５）
【出願人】（０００００２１８５）ソニー株式会社 (34,172)
【Ｆターム（参考）】
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