撮影レンズユニットおよびデジタルカメラ
【課題】撮影レンズユニットに適用される液晶レンズの光軸をより正確に位置決めすることが可能な撮影レンズユニットを提供する。
【解決手段】撮影レンズユニットは、光軸を有し、該光軸方向前後面に配される透明電極板５６，６１と液晶層６２とを備えた液晶レンズ部と、上記液晶レンズ部を内部に保持する液晶レンズ保持部材である中枠５４とを具備しており、上記中枠５４の内周部に設けられる位置決め突起５４ｇ，５４ｈにより、上記液晶レンズ部の前側の透明電極板５６の外周部を当接させて位置決めすることによって上記液晶レンズ部の光軸を中枠５４に対して正確に位置決めすることができる。
【解決手段】撮影レンズユニットは、光軸を有し、該光軸方向前後面に配される透明電極板５６，６１と液晶層６２とを備えた液晶レンズ部と、上記液晶レンズ部を内部に保持する液晶レンズ保持部材である中枠５４とを具備しており、上記中枠５４の内周部に設けられる位置決め突起５４ｇ，５４ｈにより、上記液晶レンズ部の前側の透明電極板５６の外周部を当接させて位置決めすることによって上記液晶レンズ部の光軸を中枠５４に対して正確に位置決めすることができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の透明電極板を備えた液晶レンズが組み込まれた撮影レンズユニットおよび該撮影レンズユニットを適用するデジタルカメラに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来からカメラの焦点距離または焦点位置を変化させる合焦点機構として、複数のレンズを組み合わせ、その位置関係を変化させることにより合焦させる方式が広く用いられている。しかし、この方式ではレンズ進退駆動機構が必要であるため、機構が複雑になるという欠点、あるいは、レンズ駆動用モータに比較的多く電力を要するという欠点があった。そこで、レンズ駆動機構が不要な合焦点機構として、液晶レンズの屈折率を変化させることにより焦点を合わせる方式が特許文献１，２等に提案されている。
【０００３】
しかし、上記液晶レンズは温度が低下した場合、屈折特性の応答速度が低下して低温環境での撮影時、すばやい合焦を行うことが困難となり、カメラ動作上、問題が生じる可能性がある。そこで、特許文献３に開示された液晶レンズは、液晶層を直接加熱するヒータ電極を液晶レンズの屈折率変化を行うための位相変調電極の外側の領域に設け、液晶層を所望の温度以上に維持することによって、実用に当たって十分の速さで合焦動作を行うことが可能な技術に関するものである。
【特許文献１】特開２００６−２４３５７２号公報
【特許文献２】特開２００６−２０９１２２号公報
【特許文献３】特開２００７−２４８９８５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述した特許文献１に開示された液晶レンズを用いた電子機器においては、光学レンズに用いる透明基板が矩形形状した液晶レンズを光学レンズの光軸に透明基板の中心を一致するように配置するために透明基板に位置決めの穴を形成し、入射側または射出側に配置された単数または複数レンズの光軸を一致させるなどの場合には透明基板であるガラス材料の場倍には位置決め穴の精度が低く、穴加工によるコスト高となる。また、上述した特許文献３に開示された液晶レンズを用いた電子機器においては、ユーザが使用する際に、外部環境が所定温度より低下した場合においては、該液晶レンズを加熱するための電力を必要とし、そのための内蔵電池の電力消耗が避けられない。
【０００５】
本発明は、上述の問題を解決するためになされたものであり、液晶レンズ周辺の保温熱が外部温度の影響を防ぐために断熱部材で包囲し、上記液晶レンズの保温を行うとともに、透明電極板の外形を鏡枠部材に設けた位置決め突起による位置決め手段を用いて、入射側または射出側に配置された単数または複数レンズの光軸を一致させることを目的とした撮影レンズユニットおよび該撮影レンズユニットを適用したデジタルを提供する。また、撮像レンズユニットにおいて、液晶レンズを適用し、他の電気制御素子の作動熱（例えば、ユーザが使用する際に、外部環境が所定温度より低下した場合においては、撮像素子をダミー駆動して、撮像素子が発生する熱）を利用した上記液晶レンズの加熱が可能な撮影レンズユニットおよび該撮影レンズユニットを適用したデジタルカメラを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の請求項１記載の撮影レンズユニットは、複数の透明電極板を備えた液晶レンズを含む撮影レンズと、上記液晶レンズを内部に保持する鏡枠部材と、上記鏡枠部材の外周を覆う断熱部材とを具備しており、上記鏡枠部材には、上記液晶レンズの透明電極板が上記撮影レンズの光軸および該光軸に対して直交する平面内において上記透明電極板の外周部を上記鏡枠部材に設けた位置決め突起により位置決めする位置決め手段が設けられており、上記鏡枠部材に上記液晶レンズを容易に挿入でき、簡単な位置決めが可能となる。
【０００７】
本発明の請求項２記載の撮影レンズユニットは、請求項１記載の撮影レンズユニットにおいて、透明電極板は、上記位置決め手段により上記透明電極板の一枚の外周部で位置決めされる。
【０００８】
本発明の請求項３記載の撮影レンズユニットは、請求項１記載の撮影レンズユニットにおいて、さらに、上記撮影レンズを介して取り込まれた被写体像を電気信号に変換する撮像素子と、上記撮像素子に接続されるプリント基板とを具備しており、上記プリント基板上には上記透明電極板に接続される液晶駆動回路が実装されている。
【０００９】
本発明の請求項４記載の撮影レンズユニットは、請求項１乃至３記載の撮影レンズユニットにおいて、上記撮像素子は、放熱部材に保持された状態でユニット枠部材に対して上記撮像素子と共に上記光軸と直交する方向に移動可能に支持されており、上記ユニット枠部材には、上記鏡枠部材に設けられた金属線または輪帯板に接続される放熱板係合部と係合可能な係合部が設けられている。
【００１０】
本発明の請求項５記載のデジタルカメラは、請求項１記載の撮影レンズユニットと、液晶表示ユニットとを具備する。
【００１１】
本発明の請求項６記載のデジタルカメラは、請求項５記載のデジタルカメラにおいて、上記撮影レンズユニットは、上記デジタルカメラに対して交換可能であり、上記撮影レンズユニットは、オートフォーカス光学系と、上記液晶レンズおよびレンズを内部に保持する上記鏡枠部材とを有しており、さらに、上記デジタルカメラは、ファインダ光学を具備している。
【００１２】
本発明の請求項７記載のデジタルカメラは、請求項６記載のデジタルカメラにおいて、上記焦点検出光学系は、上記鏡枠部材とカメラ本体との間に介在する断熱部材を有し、さらに、上記液晶レンズの透明電極基板が上記コンデンサレンズの光軸および該光軸に対して直交する平面内において上記鏡枠部材に対して上記鏡枠部材に設けた位置決め突起からなる位置決め手段によって上記透明電極板の外周部を介して位置決めされる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、撮影レンズに適用した液晶レンズの保温を行うことが可能であり、かつ、入射側または射出側に配置された液晶レンズの光軸をより正確に位置決めすることが可能な撮影レンズユニットおよび該撮影レンズユニットを適用したデジタルカメラを提供することが可能である。また、外部環境が所定の温度より低下した場合、他の電子制御素子の作動熱（例えば、撮像素子をダミー駆動して撮像素子が発生する熱）を利用した液晶レンズの加熱が可能な撮像レンズユニットおよび該撮像レンズユニットを適用したデジタルカメラを提供することが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、図を用いて本発明の実施形態について説明する。
【００１５】
図１は、本発明の第一の実施形態の撮影レンズユニットであるレンズ鏡筒の沈胴状態における光軸上の縦断面図である。図２は、図１のレンズ鏡筒の撮影可能状態における光軸上の縦断面図である。図３は、図１のレンズ鏡筒に適用される液晶レンズユニットの断面図である。図４は、図３の液晶レンズユニットの分解斜視図である。図５は、図３の液晶レンズユニットにて中枠に液晶レンズを挿入し位置決めした状態を背面側から見た図である。
【００１６】
なお、撮影レンズの光軸は、図中、「Ｏ」で示す。また、以下の説明では該光軸の被写体側を前方、結像側（撮像素子側）を後方とする。さらに、上記レンズ鏡筒のカム筒の回転方向は、前方側から見た回転方向で示す。また、上記光軸に対して直交する方向のうち、図１の紙面に対して垂直な方向をＸ方向とし、上下方向をＹ方向とする。
【００１７】
本実施形態のレンズ鏡筒１は、光軸方向の長さが伸長した状態にてズーミングおよびフォーカシングを行う撮影可能状態と上記伸長状態より短縮した非撮影状態、例えば、沈胴状態とに切り替えることができ、液晶レンズによる焦点距離変更可能なレンズ鏡筒であって、デジタルカメラに組み込まれる。
【００１８】
レンズ鏡筒１は、図１，２に示すようにカメラ本体（図示せず）に支持されるユニット枠部材である固定枠支持体１２と、固定枠支持体１２の前面部に固定支持される円筒状の固定枠２と、固定枠支持体１２の背面に固着される撮像素子基板であるプリント基板３６と、固定枠支持体１２に支持される光学フィルタ１５と、プリント基板３６にＸＹ平面上を移動可能な状態で撮像素子支持板３７に支持される撮像素子１４を含む撮像ユニット３４とを有しており、さらに、固定枠２に光軸方向に進退可能に支持される直進枠３と、固定枠２に支持され、回転、かつ、光軸Ｏ方向に進退移動するカム筒５と、固定枠２により回転規制され、カム筒５とともに進退移動するカム筒／二群枠直進ガイド用フロートキー９と、カム筒５に支持され、光軸方向に進退移動する移動枠である一群枠４と、カム筒５に支持され、光軸方向に進退移動する二群枠６と、二群枠６に保持されて進退移動するシャッタ枠７および液晶レンズユニット５１と固定支持体１２に保持される三群レンズ２３と、撮像素子１４の前方に鏡筒前方から後方に向けて順に配される撮影レンズ群として、一群枠４に保持される一群レンズ２１と、液晶レンズユニット５１に保持される二群レンズとしての液晶レンズ群２２と、さらに、三群枠８に保持される三群レンズ２３とを有している。
【００１９】
なお、レンズ鏡筒１が組み込まれるデジタルカメラ１３１にはレンズ鏡筒１の他に図６の要部構成図に示すように液晶表示ユニット１３４と、電源部を含むカメラ外装前カバーユニット１３５と、カメラ外装後カバーユニット１３６とが配されている。
【００２０】
直進枠３は、固定枠２の直進溝２ｂに嵌入するガイド突部３ａを介して回転規制された状態でカム筒５と光軸方向に一体の状態で進退駆動される。
【００２１】
カム筒５は、円筒状枠部材であって、その後端部が固定枠２の内周に嵌入し、回転、進退可能に支持されている。そして、カム筒５は、固定枠２のヘリコイドねじ（雌）２ａに螺合するヘリコイドねじ（雄）５ａと、外周面５ｅ上に設けられる１２０°間隔の３本からなるカム溝５ｃと、さらに、内周面上に設けられる３本からなるカム溝５ｄとを有しており、ズーム駆動モータ（図示せず）によりズーム駆動用ギヤ（図示せず）を介して回転駆動され、その回転にともなって固定枠２に設けられた上記ヘリコイドねじ２ａによって光軸方向に進退移動する。
【００２２】
一群枠４は、一群レンズ２１を保持する円筒状枠部材であって、直進枠３とカム筒５の間に嵌入され、かつ、固定枠２の直進溝２ｂに嵌入する突部４ａ(後述するカムフォロア軸嵌入穴の外径)により回転規制された状態で支持されている。そして、一群枠４の内周面４ｂの３分割位置にカム筒５のカム溝５ｃに係合する３つのカムフォロア３１が設けられており、カム筒５の進退回転にともなって、該カム溝により該カムフォロアを介して光軸方向に進退駆動される。なお、一群枠４の前面部には、一群レンズ２１の前面に位置し、開口部を有する飾り板１１が固着されており、さらに、飾り板１１の内側に上記開口部を開閉可能なレンズバリア２５が配されている。
【００２３】
二群枠６は、シャッタ枠７および液晶レンズユニット５１を保持する円筒状枠部材であって、カム筒５の内周部に嵌入され、フロートキー９によって回転規制された状態支持されている。そして、この二群枠６の外周面の３分割位置にカム筒５のカム溝５ｄに係合する３つのカムフォロア３２が設けられており、二群枠６は、カム筒５の進退回転にともなって、該カム溝により該カムフォロアを介して光軸方向に進退移動する。
【００２４】
シャッタ枠７は、二群枠６とともに光軸方向に進退移動し、前面側に開閉駆動されるシャッタ羽根２４を内蔵している。
【００２５】
固定支持体１２は、光学フィルタ１５と三群レンズ２３を保持している。光学フィルタ１５と撮像素子１４との間には撮像素子の保護板上に埃が堆積するのを防止するため、カーボンが充填されたシリコンゴムやウレタンゴム材の円形状、矩形断面のパッキン材８が光学フィルタ１５に接合して配されている。撮像素子１４が平面内を直交する際には、撮像素子の保護板がパッキン材を摺動する構造となる。
【００２６】
液晶レンズユニット５１は、図３の断面図、図４の分解斜視図に示すようにレンズパワー可変（焦点距離可変）である液晶レンズ群２２を内蔵するレンズユニットであり、例えば、二群枠６に固定支持される鏡枠部材である前、後外枠５２，５３と、前外枠５２の内周凹部５２ａに嵌入する鏡枠部材である中枠５４と、後外枠５３の内周凹部５３ａに嵌入する鏡枠部材である押さえ枠５５と、中枠５４の外周部に巻回される熱伝導の高い熱伝導コイル６６と、巻回された熱伝導コイル６６の外周部を覆う断熱部材からなる断熱シート６７と、中枠５４の内周部５４ａに嵌入し、後端凹部５４ｄに挿通される液晶レンズ群２２とからなる。
【００２７】
前、後外枠５２，５３は、断熱部材からなるリング形状の鏡枠部材である。
【００２８】
中枠５４は、アルミニウム合金、あるいは、黒鉛およびカーボン繊維充填ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド樹脂）からなる熱伝導部材であり、前、後端にフランジ部５４ｃ，５４ｄが形成された円筒外周と、光軸Ｏに沿った四角形状開口部とを有する筒部材であり、前端フランジ部５４ｃには、円形状段部５４ｉと円形状開口５４ｊが設けられ、後端フランジ部５４ｄにはコの字切り欠き状凹部５４ｆが設けられている。また、上記四角形状開口部の下面部５４ａの円形状開口５４ｊの裏面近傍に位置決め手段としての２つの位置決め突起５４ｇと、上記四角形状開口部の左面部５４ｂの円形状開口５４ｊの裏面近傍に位置決め手段としての２つの位置決め突起５４ｈとが配されている（図３〜５）。
【００２９】
押さえ枠５５は、アルミニウム合金、あるいは、黒鉛およびカーボン繊維充填ＰＰＳからなる熱伝導部材であり、中央開口部５５ａを有するリング形状の部材であり、中枠５４の位置決め穴５４ｅに係合する位置決めピン５５ｅを有している。
【００３０】
液晶レンズ群２２は、内面側に共通電極５７が設けられたガラス基板からなる四辺形状の前透明電極板５６と、内面側にパターン電極６０が設けられたガラス基板からなる矩形平板状の後透明電極板６１と、前、後透明電極板５６，６１内側に対向し、所定の間隔をもって配される四辺形状の配向膜５８，５９と、配向膜５８，５９の間に封入される液晶レンズ部を構成する四辺形状のネマチック液晶層６２と、液晶層６２を封入するためのシール６５とからなる。
【００３１】
これらの各構成部材は、接着等により一体化され、四角柱形状で後透明電極板６１の上端部が突出する液晶レンズ群２２を形成する。
【００３２】
後透明電極板６１に配されるパターン電極６０は、透明電極板からなり、液晶レンズ群２２の中央のレンズ部に重なる状態で配され、円形状の中心電極とその外周部に同心円状の複数のＣ字状の輪帯電極とからなる。上記中心電極と最内径側輪帯電極と、また、輪帯電極間は、輪帯接続部を介して互いに接続されている。上記中心電極および上記輪帯接続部は、外方に引き出され、後述するように液晶レンズユニット５１の外方に突出する後透明電極板６１の一端部に配される接続パターン６１ａの一部に接続されている。また、前透明電極板５６に配される透明電極板からなる共通電極５７も後透明電極板６１の一端部に配される接続パターン６１ａの他の一部に接続されている。
【００３３】
液晶レンズ群２２は、中枠５４内に挿入し、前透明電極板５６の前面を中枠５４の円形状開口５４ｊの裏面に当接させ、さらに、前透明電極板５６の下面（基準面）を中枠５４の位置決め突起５４ｇに、左面（基準面）を位置決め突起５４ｈに当接させた状態に保持して接着剤５４ｋにより接着固定する。この状態で後透明電極板６１の接続パターン６１ａ部を含む上端部は、中枠５４の凹部５４ｆを挿通して外方に露呈している。
【００３４】
続いて、中枠５４の後透明電極板６１の後端面側から押さえ枠５５を当て付け、押さえ枠５５位置決めピン５５ｅを中枠５４の位置決め穴５４ｅに係合させて相対位置決めして接合し、固定する。さらに、中枠５４の前端フランジ部５４ｃの円形状段部５４ｉには、前凸レンズ６３が挿入され接着固定される。また、押さえ枠５５の開口部５５ａの裏面側に後凸レンズ６４が接着固定される。
【００３５】
その後、中枠５４のフランジ部５４ｂと押さえ枠５５は、それぞれ前、後外枠５２，５３の内周凹部５２ａ，５３ａに嵌入させ、上記組み付け状態で各部材は、接着により液晶レンズユニット５１として一体化される。この一体化状態では、前、後外枠５２，５３に対して中枠５４と押さえ枠５５を介して液晶レンズ群２２は同軸状態、すなわち、液晶レンズ群２２の光軸と前、外枠５２，５３の中心軸とが一致した状態で保持される。また、中枠５４の外周部に形成される凹部には単線、または、複線の金属線で、その金属線の表面には金、または、銅メッキされた金属線からなる熱伝導コイル６６が巻回され、巻回された熱伝導コイル６６の外周は、断熱シート６７により覆われる。
【００３６】
上記組み立て状態の液晶レンズユニット５１においては、後透明電極板６１の一端部は、液晶レンズユニット５１の外周に突出しており、上記一端部に配される接続パターン６１ａには、接続用ＦＰＣ（フレキシブルプリント基板）６８が接続されている。また、熱伝導コイル６６の端部も液晶レンズユニット５１の外周に突出しており、該端部には、可撓性を有する平板状の熱伝導部材からなる可撓金属線または金属箔６９が断熱シート（図示せず）で覆われた状態で接続されている。なお、可撓金属板６９は、圧縮伸張可能なコイルバネ状金属線に替えてもよい。
【００３７】
なお、上述した液晶レンズユニット５１においては、中枠５４と押さえ枠５５とが光軸Ｏと直交する平面で分離、結合する構造を有しているが、これに替えて中枠と押さえ枠とを光軸Ｏと平行な面に沿って上下、または、左右に分離、結合する構造を採用することも可能である。この場合、熱伝導コイル６６の中枠５４の外周への巻回は、上記中枠５４と押さえ枠５５との上下、または、左右の結合後の状態で行う必要がある。
【００３８】
上述した構成を有する液晶レンズユニット５１は、前、後外枠５２，５３を介して二群枠６に対して固定支持されており、二群枠６と共に光軸方向に進退移動する。液晶レンズユニット５１の外周部より延出した接続用ＦＰＣ６８および可撓金属線または金属箔６９は、Ｕ字状に折り返され、固定枠支持体１２より光軸と平行方向に突出するガイド突起１２ａに一部が固着された状態で支持される。従って、二群枠６の光軸方向の進退移動時、接続用ＦＰＣ６８および可撓金属線または金属箔６９は、Ｕ字状に変形し、二群枠６の進退移動を可能とする。
【００３９】
接続用ＦＰＣ６８は、プリント基板３６に実装される液晶駆動回路より出力される液晶レンズ駆動信号をパターン電極６０へ供給する。撮影時、上記駆動信号に基づいてパターン電極６０に駆動電圧が印加されると、上記中心電極、各輪帯電極の電圧分布により液晶層６２の屈曲率の分布が変化し、レンズパワー（焦点距離）が制御され、合焦動作がなされる。なお、接続用ＦＰＣ６８にはシャッタ枠７に保持されるシャッタ羽根２４の駆動用アクチュエータのための駆動信号パターンも併設されている。
【００４０】
また、可撓金属線または金属箔６９は、後述する撮像ユニット３４側の熱伝導コネクタ７１に接続されている。液晶レンズ群２２が所定の温度以下になり、レンズパワー制御の応答性が低下した状態では熱伝導コネクタ７１を介して撮像素子支持板３７側の放熱部３８ａからの熱を受けて熱伝導コイル６６を介して液晶レンズ群２２を暖め、液晶レンズ群２２を所定の応答性を有する状態に維持する。
【００４１】
ここで、撮像ユニット３４周りの構成について説明する。
【００４２】
固定枠支持体１２の後端面には撮像素子基板であるプリント基板３６がビスにより固着されている。プリント基板３６には、光軸Ｏと直交する平面（ＸＹ平面）上をぶれ補正のために移動可能な撮像素子支持板３７および該支持板に支持された撮像素子１４からなる撮像ユニット３４が配されている。更に、プリント基板３６には、撮像素子支持板３７を光軸Ｏと直交するＸＹ平面に沿って撮像素子支持板３７をぶれ補正時に移動させるための電磁駆動機構部が配されている。
【００４３】
上記電磁駆動機構部においては、撮影終了時に磁気バランスで撮影レンズの中心と撮像素子の受光面の中心が一致する位置である初期位置に戻る。このとき、磁性材の小片はＸ軸およびＹ軸のＮまたはＳ極の磁石境界部ではなく、それぞれの磁石中央部に対向する位置（プリント基板上）に配置すると効果的である。また、鉛直方向であるＹ方向の駆動コイルを遮断したとき、撮像素子支持板３７がユニット側のクリップと結合するようにしてもよい。このようにすると、ユーザが使用しないときなどの搬送時にはクランプ状態を維持でき、誤ってユーザが落下した際にも撮像素子支持板をユニット側のクランプ部材に衝突することがなく、部品を保護することができる。
【００４４】
上記プリント基板３６上には、さらに、カメラ側に備えられた燃料電池や二次電池の電力制御、ストロボ発光制御、表示部制御、入力操作部制御、さらに、液晶レンズユニットの制御等のシステム制御を行うためのＣＰＵ３９と、撮像素子１４を高速駆動するＴＧ（タイミングジェネレータ）ＩＣチップまたはＡＦＥ（アナログ・フロント・エンド）ＩＣチップ４０と液晶駆動回路が実装されている。
【００４５】
撮像素子支持板３７は、熱伝導部材からなり、高速駆動する撮像素子１４の温度上昇を阻止するために、後述する撮像素子支持板３７内の一部表面に金または銅メッキを施した露出部３８が設けられている。
【００４６】
上記電磁駆動機構は、プリント基板３６に対向して移動可能に支持される撮像素子支持板３７と、該撮像素子支持板３７を支持するガイドべアリング４５とを有して構成され、更に、プリント基板３６に印刷されたもので、四角形状のＸ軸駆動用及びＹ軸駆動用プリントコイル４１及び４２が配置されている。各駆動用プリントコイルにまたがるように、磁性材４７と、各駆動用プリントコイル４１及び４２の内側にＸ軸検出用及びＹ軸検出用のホール素子４８及び４９が埋め込まれている。これら各ホール素子４８及び４９は、移動可能な撮像素子支持板３７の位置を検出するものである。
【００４７】
撮像素子支持板３７には、厚き方向に磁化された異極対向で二つが結合した永久磁石が配置されている。上記撮像素子支持板３７の少なくとも一対の、第一及び第二の永久磁石と、プリント基板３６の磁性材４７との間で、リテーナ付きで少なくとも四つの鋼球を有するガイドべアリング４５に磁気的な押圧力（磁気吸引力）が作用する。この押圧力が作用すると、ガイドべアリング４５の鋼球が撮像素子支持板３７とプリント基板３６に押し付けられる。この結果、撮像素子支持板３７とプリント基板３６とガイドべアリング４５との間に介在する鋼球のがた付きが除去される。
【００４８】
撮像素子１４のリード端子（図示せず）は、撮像素子接続用ＦＰＣ３５に半田で接続されている。更に、該ＦＰＣ３５の端子は、プリント基板３６に図示されないコネクタによって接続されている。
【００４９】
撮像素子支持板３７には、プリント基板３６上に配置されたＸ軸駆動用プリントコイル４１に対向する位置に、厚き方向に磁化された第一の永久磁石（図示せず）はＮ極とＳ極が撮像素子接続用ＦＰＣ３５の延在方向に並ぶように分極着磁されている。また、第二の永久磁石（図示せず）は、Ｎ極とＳ極がＦＰＣ３５の延在方向と直交する方向に並ぶように分極着磁されている。
【００５０】
一方、Ｙ軸駆動用プリントコイル４２は横長の長方形状をしており、その長辺が第一の永久磁石の各磁極に対向するように配置されている。同様に、Ｘ軸駆動用プリントコイル４１は横長の長方形状をしており、その長辺が第二の永久磁石の各磁極に対向するように配置されている。
【００５１】
撮像素子１４を支持する撮像素子支持板３７の位置制御を行うＣＰＵ３９は、プリント基板３６上に配置された駆動回路と接続され、撮像素子支持板３７０および露出部３８の放熱部３８ａを水平方向であるＸ軸方向の移動と、撮像素子支持板３７の鉛直方向であるＹ軸方向の移動を駆動するための上記駆動回路を制御する。
【００５２】
ＣＰＵ３９は、図示されないジャイロから入力される角速度に基づいて、撮像素子支持板３７を所望の位置に移動させる制御を行う。撮像素子支持板３７に配置されて異極接合された永久磁石の磁束内に鉛直方向のＸ，Ｙ軸駆動用プリントコイル４１，４２が通電されて撮像素子支持板３７が移動すると、ホール素子４８，４９により位置検出が行われる。上記Ｘ，Ｙ軸駆動用プリントコイル４１，４２の通電が遮断されると、撮像素子支持板３７は、磁石と磁性材との磁気バランスで初期位置に戻る。
【００５３】
撮影時に撮影レンズユニットが振動したときに、上述のように可動可能な撮像素子支持板３７上の撮像素子１４が二次元方向に移動して、該撮像素子１４の受光面で画像の振れを補正することができる。
【００５４】
撮像素子支持板３７の露出部３８には白色塗料が剥がれた放熱部３８ａは、撮像素子支持板３７から突出して配される同様の構成を有し、熱伝導コネクタ７１に対して係合、離脱可能な係合部となる放熱部３８ａが一体の状態で設けられている。
【００５５】
高速駆動する撮像素子１４の温度が上昇すると、撮像素子（熱源）１４で発生した熱は、絶縁シート４３及び撮像素子支持板３７に伝わる。撮像素子支持板３７の伝熱と絶縁シート４３の放射、対流熱は、該支持板３７に保持される熱伝導の高い露出部３８の放熱部３８aに伝達される。
【００５６】
露出部３８の放熱部３８ａが熱伝導コネクタ７１と熱接合すると、熱伝導コネクタ７１に接続された吸熱ヒートパイプ１５９，１６０に伝達される。そして、該吸熱部の上記ウイック部にて作動流体が熱を奪って蒸発し、その蒸気は気圧を上げて放熱側の気圧の低い方に上記蒸気通路を流れていき、熱が放出される。凝縮した作動流体は、再びウイックの毛細管ポンプ力によりヒートパイプ（放熱部）から吸熱ヒートパイプ１５９，１６０に還流する。この蒸発、凝縮、還流のサイクルによって撮像素子１４の温度上昇を抑制することができる。
【００５７】
一方、固定枠支持体１２には放熱板係合部としての熱伝導コネクタ７１が露出部３８の放熱部３８ａの移動方向に対向して配されており、該放熱部３８ａが結合離脱可能となっている。そして、撮像素子１４が非駆動状態にあるとき、撮像素子支持板３７が移動して、露出部３８の放熱部３８ａが熱伝導コネクタ７１と結合する。上記コネクタ結合状態では撮像素子側の熱は、熱伝導コネクタ７１に接続される吸熱ヒートパイプ１５９，１６０（図６）に伝達され、そこから後述するデジタルカメラの液晶表示ユニット１３４や電源回路基板１７６側のヒートパイプ（放熱部）に伝達される。更には上述した液晶レンズユニット５１の液晶レンズ群２２側にも熱伝導部材である可撓金属線または金属箔６９を介して供給される。
【００５８】
図６は、図１のレンズ鏡筒が組み込まれるデジタルカメラの要部の構成を示す配置図である。図７は、図６のＡ−Ａ断面図であって、レンズ鏡筒１側の熱伝導コネクタの断面を示す。
【００５９】
上記デジタルカメラ１３１には撮像素子やＣＰＵ等のＩＣチップの温度上昇を抑えるために上述したレンズ鏡筒１側の撮像素子支持板３７の芯材である露出部３８で吸熱した撮像素子１４の熱は、熱伝導コネクタ７１を介して吸熱ヒートパイプ１５９，１６０で吸熱され、ヒートパイプ（放熱側）１６５，１６６によりカメラ外装体および液晶表示部のシールド板を介して外部に放熱される。一方、撮像素子１４の熱の一部は、熱伝導コネクタ７１から可撓金属線または金属箔６９を介してレンズ鏡筒１の液晶レンズ群２２にも伝熱されて液晶レンズ群２２の温度低下を防止する。
【００６０】
詳しくは、デジタルカメラ１３１は、レンズ鏡筒１の他に図６に示すように制御回路ユニット１３２と、液晶表示ユニット１３４と、電源部を含むカメラ外装前カバーユニット１３５と、カメラ外装後カバーユニット１３６とを有している。
【００６１】
熱伝導コネクタ７１は、図７に示すようにレンズ鏡筒１の固定枠支持体１２の内側に装着されている。該コネクタ７１の内部には、弾性体からなる熱伝導部材７４が収容されており、コネクタ上部に凸部７３ａを有する押さえバネ７３が配されている。熱伝導部材７４には、吸熱ヒートパイプ１５９，１６０および可撓金属線や金属箔６９がそれぞれ熱伝導可能な状態で接触している。
【００６２】
撮像素子１４の非撮像動作期間中、撮像素子支持板３７が移動制御されて熱伝導コネクタ７１に撮像素子支持板３７側の露出部３８である放熱部３８ａに嵌入し、結合状態となる。該結合状態では、放熱部３８ａの凹部３８ｂが押さえバネ７３の凸部７３ａに係合し、放熱部３８ａの先端部と熱伝導部材７４との接触状態が維持され、放熱部３８ａ側の熱が熱伝導部材７４を介して吸熱ヒートパイプ１５９，１６０および可撓金属線または金属箔６９に伝わる。なお、押さえバネ７３の凸部７３ａが放熱部３８ａの凹部３８ｂに係合することにより、撮像素子支持板３７の位置が保持されるので位置保持のための駆動用プリントコイル４１，４２への通電は不要となる。
【００６３】
また、液晶レンズユニット５１の外周部にて巻回される熱伝導コイル６６と可撓金属線または金属箔６９の接続部には、感温切り換えスイッチ７５を配する。この感温切り換えスイッチ７５は、形状記憶合金または感熱磁性材料からなる接触状態を切り換える部材であって、液晶レンズ群２２の温度が応答性上、許容される温度以下に低下したとき、接触状態となり、可撓金属線または金属箔６９の熱を熱伝導コイル６６側に伝える。許容温度以上になると切断状態（離間した状態）に切り換わり、可撓金属線または金属箔６９の熱は、熱伝導コイル６６側に伝わらない。なお、熱伝導コイル６６が複数本で構成される場合（多条巻き）、感温切り換えスイッチ７５は、複数のスイッチ群７６で構成される。
【００６４】
制御回路ユニット１３２は、上記カメラ本体に固定支持される制御回路基板１４１と、制御回路基板１４１に実装されるＣＰＵ，ＡＦＥＩＣ，ＡＳＩＣ等のＩＣチップ１４２と、ＩＣチップ１４２上にシリコンゴム等からなる熱伝導性シート１４３を介して接着固定される複数本（３本）の吸熱ヒートパイプ１４４とを有し、さらに、吸熱ヒートパイプ１５９，１６０の端部が接続される管継ぎ手１４５と、制御回路基板１４１上で管継ぎ手１４５に接続される可撓チューブ１５９Ａ，１６０Ａと、該可撓チューブ１５９Ａ，１６０Ａを位置決めするためのチューブ止め部材１４６，１４７，１４８と、吸熱ヒートパイプ１４４に連結して接続される可撓チューブ１６１と有している。チューブ止め部材１４６，１４７，１４８には制御回路基板１４１に対する位置決めピン１４６ａ，１４７ａ，１４８ａが設けられている。
【００６５】
吸熱ヒートパイプ１５９，１６０は、接続ＦＰＣ１５９に沿ってカメラ制御回路ユニット１３２の制御回路基板１４１に導かれ、押さえ部材１４５，１４６，１４７，１４８で固定された状態で可撓チューブ１５９Ａ，１６０Ａとベローズ接続管１６２，１６３を介してそれぞれヒートパイプ（放熱側）１６５，１６６に接続される。
【００６６】
液晶表示ユニット１３４は、バックライトを含むＬＣＤ１７１と該ＬＤＣ１７１を覆うシールド板１７２と、ヒートパイプ（放熱側）１６５とからなる。シールド板１７２は、金属板で形成され、カメラ外装カバーに対して熱結合状態で支持される。
【００６７】
ヒートパイプ（放熱側）１６５は、一方は、熱伝導コネクタ７１側の吸熱ヒートパイプ１５９の一方側に接続されている可撓チューブ１５９Ａに可撓性をもつベローズ接続管１６２を介して接続され、他方は、シールド板１７２の外表面に熱結合状態で固着されている。
【００６８】
電源部を含むカメラ外装前カバーユニット１３５は、カメラ外装前カバー１７８と、カメラ外装前カバー１７８の内部に配され、電源用電池１７３を収納する電池ボックス１７４と、電池ボックス１７４に接触して配され、電源用電池１７３が接続される電源回路基板１７６と、電源回路基板１７６の裏面に接触して配される熱伝導性の高い接触片１７５と、該接触片１７５とカメラ外装前カバー１７８との間に介在し、双方に熱結合状態で圧接して配される金属板、または、線材からなるバネ体１７７と、ヒートパイプ（放熱側）１６６とからなる。
【００６９】
ヒートパイプ（放熱側）１６６は、一方は、熱伝導コネクタ７１側の吸熱ヒートパイプ１６０の一方側に接続されている可撓チューブ１６０Ａに可撓性をもつベローズ接続管１６３を介して接続され、他方は、接触片１７５に熱結合状態で固着されている。
【００７０】
カメラ外装後カバーユニット１３６は、カメラ外装後カバー１８２と、カメラ外装後カバー１８２に金属板、または、線材からなるバネ体１８３を介して熱結合状態で接触する熱伝導性の高い接触片１８１と、ヒートパイプ（放熱側）１６７とからなる。
【００７１】
ヒートパイプ（放熱側）１６７の一方は、吸熱ヒートパイプ１４４側の可撓チューブ１６１が接続されているベローズ接続管１６４に接続され、他方は、接触片１８１に熱結合状態で接着されている。
【００７２】
なお、上述した吸熱ヒートパイプ１５９，１６０，１６１は、コンテナ部とウィック部と蒸気通路とを有しているが、その一端部が開口しており、その開口部は、それぞれベローズ接続管、または、可撓チューブに接続される。これらの吸熱ヒートパイプにて熱源部より熱を吸収した場合、作動流体が蒸発し、その蒸気が蒸気通路を介してベローズ接続管、または、可撓チューブを経てそれぞれ接続されたヒートパイプ（放熱側）に送られる。
【００７３】
一方、放熱ヒートパイプ１６５，１６６，１６７も前述した吸熱ヒートパイプと同様にコンテナ部とウィック部と蒸気通路とを有しているが、その一端部が開口し、その開口部は、それぞれベローズ接続管、または、可撓チューブに接続されている。これらの放熱ヒートパイプにおいて、上記各吸熱ヒートパイプから流入した蒸気は、その熱を外部の放熱部にて放熱することにより作動流体に凝縮される。その凝縮された作動流体は、ウイック部を介して再度ベローズ接続管、または、可撓チューブを経て上記各吸熱ヒートパイプに環流される。
【００７４】
上述した構成を有する本実施形態のレンズ鏡筒１を内蔵するデジタルカメラ１３１において、ライブビュー動作を含む撮影動作中、すなわち、撮像素子動作中、ズーミングにより図２に示すようにレンズ鏡筒１の直進枠３，一群枠４，二群枠６は、カム筒５の回転にともなってそれぞれのスムーズ位置に移動する。また、フォーカシング時には接続用ＦＰＣ６８を介してパターン電極にフォーカシング電圧が印加されると、液晶層６２のレンズパワーが変化し、フォーカシングが行われる。
【００７５】
また、上記撮像素子動作期間中、撮像素子１４、および、ＣＰＵ，ＡＦＥＩＣ，ＡＳＩＣ等のＩＣチップ１４２、さらに、電源用電池１７３を収納する電池ボックス１７４が動作電流により加熱され、温度が上昇する。
【００７６】
ＩＣチップ１４２において、発生した熱は、熱伝導性シート１４３を介して吸熱ヒートパイプ１４４に吸収される。吸熱ヒートパイプ１５６に吸収されたＩＣチップの熱によりウイック部内の作動流体が蒸発し、その蒸気は、蒸気通路を通って可撓チューブ１６１を経てヒートパイプ（放熱側）１６７に達する。上記ヒートパイプ（放熱側）１６７に達した蒸気の熱は、接触片１８１からバネ体１８３を介してカメラ外装後カバー１８２に伝達され、外部に放熱される。作動液に凝縮する。凝縮した作動液は、上記ウイック部を通って、再度、吸熱ヒートパイプ１４４側に戻され、吸熱動作が行われる。
【００７７】
撮像素子による撮像、あるいは、液晶表示部による観察が終了した後の撮像素子非動作状態になると、撮像素子支持板３７が移動して露出部３８の放熱部３８ａが熱伝導コネクタ７１に係合する。該コネクタ係合状態では、上記放熱部３８ａの熱は熱伝導部材７４を介して吸熱ヒートパイプ１５９，１６０で吸収され、そして、その熱は、該ヒートパイプが接続されるヒートパイプ（放熱側）１６５，１６６にて液晶表示ユニットのシールド板１７２、あるいは、接触片１７５を介してカメラ外装前カバー１７８から外部に放熱される。この放熱作用により撮像素子１４が冷却される。
【００７８】
また、液晶レンズ群２２が応答性上、許容される温度以下に低下した状態にあるときは、上記放熱部３８ａの熱の一部が熱伝導コネクタ７１にて熱伝導部材７４を介して可撓金属板６９に伝達され、さらに、熱伝導コイル６６に伝わり、液晶レンズ群２２の外周部が加熱される。その加熱により液晶レンズ群２２は、温度が上昇し、レンズパワー制御上、所定の応答性を有する状態に維持される。
【００７９】
なお、液晶表示ユニット１３４のＬＣＤ１７１自体の熱もシールド板１７２から外部に放熱され、また、電源部を含む電源回路基板１７６の熱もカメラ外装前カバー１７８から外部に放熱される。
【００８０】
上述した本実施形態のレンズ鏡筒１を適用するデジタルカメラ１３１によれば、構成が簡単であって、制御回路基板に実装された各ＩＣチップ１４２からの熱はそれぞれに装着されたヒートパイプによって放熱させ、ＬＣＤ１７１や電源部の熱は液晶表示ユニットのシールド板１７２やカメラ外装に伝導し、それぞれの部材から外部に効率よく放熱することができる。
【００８１】
また、デジタルカメラ１３１がぶれ補正機能を有し、ぶれ補正動作時に撮像素子１４が光軸Ｏと直交するＸＹ平面上を移動する構成のものでおいても撮像素子非動作時に熱伝導コネクタ７１に撮像素子支持板３７側の露出部３８の放熱部３８ａを係合させることによって撮像素子１４の熱は、吸熱ヒートパイプ１５９，１６０側に効率よく取り込み、その熱をヒートパイプ（放熱側）１６５，１６６に伝えることによって外部に放熱することがでことができるので、撮像素子１４の発熱による特性の低下を抑えることができる。一方、熱伝導コネクタ７１により伝達される撮像素子の熱の一部を液晶レンズ群２２側に導くことによって、液晶レンズ群２２の温度の低下に伴う応答性の低下を抑えることができる。
【００８２】
さらに、フォーカスレンズとして液晶レンズ群を採用しているのでフォーカスレンズの進退駆動機構が不要となりレンズ鏡筒として構成が簡単になり、組み立ても容易なレンズ鏡筒として利用することができる。
【００８３】
なお、上述したレンズ鏡筒１の液晶レンズ群２２に替えて前、後透明電極板５６，６１の間にオイルおよび電解液を充填し、前、後透明電極板５６，６１の外側に透明電極を配した構成の液体レンズを採用し、上記電解液に電圧をかけて電解液とオイルとの境界の形状を変化させ、焦点距離を調整することも可能である。
【００８４】
次に本発明の第二の実施形態のデジタルカメラである一眼レフレックスカメラについて、図８〜１１および図１２を用いて説明する。
【００８５】
図８は、本実施形態の一眼レフレックスカメラの主要構成を示す図である。図９は、上記カメラに組み込まれる焦点検出光学系の配置を示す図である。図１０は、上記焦点検出光学系における液晶レンズを適用したコンデンサレンズユニットの拡大断面図である。図１１は、上記焦点検出光学系に適用される再結像光学系の斜視図である。
【００８６】
本実施形態の一眼レフレックスカメラ２００は、図８に示すように、撮像光学系と、ファインダ光学系と、焦点検出光学系とを有しており、更に、デジタルカメラに特有のＬＣＤの表示装置や、画像記録のためのメモリ装置を備えている。
【００８７】
上記撮像光学系は、光路順に、前記図３に示された凸レンズ６３，６４を鏡枠部材に有していない回折型液晶レンズ２０２ｂを含む撮影レンズ２０２と、ハーフミラー２５１と、反射ミラー２５３と、赤外カットフィルタを備えた撮像素子２５２とにより構成されている。
【００８８】
撮影レンズ２０２は、マウントを介してカメラ本体に着脱可能である。なお、回折型液晶レンズ２０２ｂは、後述する図１２（Ａ），（Ｂ）の断面図に示すようにガラス基板４４３を挟む第一回折格子付き液晶レンズ４４２および第二回折格子付き液晶レンズ４４４と、該回折格子付き液晶レンズ４４２，４４４の外側に配されるガラス基板４４１，４４５とを具備してなる。その屈折動作については後述する。
【００８９】
ファインダ光学系は、ハーフミラー２５１で反射された方向の光路上にて撮影レンズ２０１の結像面と等価な予定結像面に配置されたスクリーン２５５と、ペンタダハプリズム２５６と、接眼レンズ２５７とで構成されている。
【００９０】
ハーフミラー２５１は、図示しないシャッタと連動して光路に進入、または、退避可能なクイックリターンミラーであり、光路進入位置にあるとき、撮影レンズ２０１からの光束をファインダ光学系の方向と撮像素子側とに分割するように構成されている。
【００９１】
反射ミラー２５３は、ハーフミラー２５１と連動して光路に進入、退避可能なように構成されており、光路上に進入している状態では撮影レンズ２０１からの一部の光束を焦点検出光学系に導き、ハーフミラー２５１とともに光路から退避したとき、撮影レンズ２０１からの光束は、撮像素子２５２に導かれる。
【００９２】
焦点検出光学系は、図８に示すように、撮影レンズ２０１の結像面と等価な予定結像面２０３近傍に配置されたコンデンサレンズユニット２０４と、コンデンサレンズユニット２０４からの光を折り曲げてカメラ本体内にコンパクトに収めるための反射ミラー２５４と、縦横方向にそれぞれ一対の開口絞りを持つ開口絞り群２０５と、再結像レンズ群が開口絞り２０５に対応して一体形成された再結像光学系２０６と、光電変換素子列２０７とで構成されている。
【００９３】
再結像光学系２０６は、図８及び図９に示すように、光電変換素子列２０７の配置方向に合わせて縦横方向にそれぞれ一対の再結像レンズ２０６ａ，２０６ｂと再結像レンズ２０６ｃ，２０６ｄとで構成されている。図９には開口絞り群２０５は省略してある。なお、図９に示す光電変換素子列２０７は、横方向のラインセンサ及び縦方向のラインセンサで検出する縦横クロスセンサを有する多点の焦点検出系に置き換えることもできる。
【００９４】
また、一対の開口絞り２０５と対応する一対の再結像レンズ２０６との組み合わせにおいて、それぞれの開口絞り２０５の中心及びそれに対応する再結像レンズ２０６は、撮影レンズ２０１の光軸から偏心している。また、その偏心量は、各組（本実施例においては、縦方向の組み合わせと横方向との組み合わせ）毎にそれぞれ異なっている。
【００９５】
図９に示すように光路を折り曲げる方向にも焦点検出範囲が広がると折り曲げに必要な空間が多くなる。コンデンサレンズユニット２０４が占める領域が薄いと反射ミラー２５４を配置するスペースが作りやすい。スペースがきつすぎると不要光がはいりやすくなり、好ましくない。
【００９６】
コンデンサレンズユニット２０４は、図１０の拡大断面図に示すように第一の実施形態における液晶レンズユニット５１と同様の構成を有したパワー可変（焦点距離可変）の液晶レンズを内蔵するレンズユニットからなる。詳しくは、二群枠６に固定支持される鏡枠部材の前、後外枠３５２，３５３と、前外枠３５２の内周凹部に嵌入する鏡枠部材の中枠３５４と、中枠３５４に対して位置決めピン穴３５４ｅ，位置決めピン３５５ｅで係合させて接合し、かつ、後外枠３５３の内周凹部に嵌入する鏡枠部材の押さえ枠３５５と、中枠３５４の外周部に巻回される熱伝導部材からなる熱伝導コイル３６６と、熱伝導コイル３６６の外周部を覆う断熱部材からなる断熱シート３６７と、中枠３５４の内周部および後端凹部に挿入される液晶レンズ群３２２とからなる。
【００９７】
液晶レンズ群３２２も第一の実施形態に適用した液晶レンズ群２２と同様な構成を有しており、内面側に共通電極３５７が設けられた四辺形状のガラス板からなる前透明電極板３５６と、内面側にパターン電極３６０が設けられた矩形平板状のガラス板からなる後透明電極板３６１と、前、後透明電極板３５６，３６１内側に対向し、所定の間隔をもって配される四辺形状の配向膜３５８，３５９と、配向膜３５８，３５９の間に封入される液晶レンズ部を構成する四辺形状のネマチック液晶層３６２と、液晶層３６２を封入するためのシール３６５と、前、後透明電極板３５６，３６１の光軸Ｏ方向前後面に密着固定される光学部材である前、後凸レンズ３６３，３６４とからなる。これらの各構成部材は、接着等により一体化され、四角柱形状で後透明電極板３６１の上端部が突出する液晶レンズ群３２２を形成する。
【００９８】
液晶レンズ群３２２は、中枠３５４内に挿入し、前透明電極板３５６の開口３５４ｊの裏面に当接させ、さらに、前透明電極板３５６の下面（基準面）を中枠５４の位置決め突起３５４ｇに、左面（基準面）を位置決め突起３５４ｈにそれぞれ当接させた状態で位置決めして接着固定される。この状態で後透明電極板３６１の接続パターン部分を含む上端部は、中枠３５４のコの字状凹部を挿通して外方に露呈する。
【００９９】
続いて、中枠３５４の後透明電極板３６１の後端面側から押さえ枠３５５を当て付け、押さえ枠３５５の位置決めピン３５５ｅを中枠３５４の位置決め穴３５４ｅに係合させて相対位置決めして接合し、固定する。さらに、中枠３５４の前端フランジ部３５４ｃの円形状段部３５４ｉには、前凸レンズ３６３が挿入され接着固定される。また、押さえ枠３５５の開口部３５５ａの裏面側に後凸レンズ３６４が接着固定される。
【０１００】
中枠３５４のフランジ部と押さえ枠３５５は、それぞれ前、後外枠３５２，３５３の内周凹部に嵌入させる。上記組み付け状態で各部材は接着固定され、コンデンサレンズユニット５１として一体化される。この一体化状態では、前、後外枠３５２，３５３に対して中枠３５４と押さえ枠３５５を介して液晶レンズ群３２２は同軸状態、すなわち、液晶レンズ群３２２の光軸と前、外枠３５２，３５３の中心軸とが一致した状態で保持される。また、中枠３５４の外周部に形成される凹部には単線、または、複線の金、または、銀メッキされた金属線からなる熱伝導コイル３６６がコイル状に巻回され、巻回された熱伝導コイル３６６の外周は、断熱シート３６７により覆われる。
【０１０１】
熱伝導コイル３６６は、熱伝熱部材を介して撮像素子２５２に撮像素子支持板（図示せず）に熱的に接続されている。中枠３５４の外周部には熱伝導コイル３６６と熱伝熱部材との接続部位に上記感温切り換えスイッチ（図示せず）が配されている。この感温切り換えスイッチは、形状記憶合金または感熱磁性材料からなり、熱伝熱部材の接触状態の切り換え部材である。感温切り換えスイッチは、液晶レンズ群３２２の温度が応答性上許容される温度以下に低下したとき、接触状態となり、上記熱伝導部材の熱が熱伝導コイル３６６側に伝わる。許容温度以上になると切断状態（離間した状態）に切り換わり、上記熱伝導部材の熱は熱伝導コイル３６６側に伝わらない。
【０１０２】
上記組み立て状態のコンデンサレンズユニット２０４においては、後透明電極板３６１の一端部は、コンデンサレンズユニット２０４の外周に突出しており、一端部に配される接続パターンには、接続用ＦＰＣ（フレキシブルプリント基板）３６８が接続されている。また、熱伝導コイル３６６の端部もコンデンサレンズユニット２０４の外周に突出しており、該端部には、可撓性を有する平板状の熱伝導部材３６９が断熱シート（図示せず）で覆われた状態で接続されている。コンデンサレンズユニット２０４自体は、図９に示すように光路進入位置にある反射ミラー２５３と反射ミラー２５４の間の予定結像面２０３近傍にカメラ本体に固定された状態で保持されている。
【０１０３】
コンデンサレンズユニット２０４における液晶レンズ群３２２は、カメラ制御部により装着撮像レンズ２０１の焦点距離情報に基づき、接続ＦＰＣ３６８を介して印加される駆動制御電圧によって適正な焦点距離状態に制御される。また、液晶レンズ群３２２が所定の応答性が得られない状態まで温度が低下した場合、上記感温切り換えスイッチが接触状態となり、熱伝導コイル３６６によって液晶レンズ群３２２が所定の温度に達するまで暖められ、所望の応答性が確保される。なお、熱伝導コイル３６６には撮像素子２５２を支持する撮像素子支持板の熱が熱伝導部材３６９を介して伝熱され、その熱で液晶レンズ群３２２が暖められる。
【０１０４】
ここで、本実施形態の一眼レフレックスカメラ２００の撮影レンズ２０２に組み込まれる回折型液晶レンズの動作について、図１２を用いて説明する。
【０１０５】
図１２は、上記一眼レフレックスカメラの撮影レンズに組み込まれる回折型液晶レンズの動作原理を示す該液晶レンズの断面図であって、図１２（Ａ）は、上記液晶レンズに交流電圧を印加していない状態を示し、図１２（Ｂ）は、上記液晶レンズに交流電圧を印加した状態を示す。
【０１０６】
回折型液晶レンズ２０２ｂを構成する第一、第二液晶レンズ４４２，４４３は、互いに液晶の配光方向が直交している。図１２（Ａ）の上記液晶レンズに交流電圧を印加していない状態では液晶は、入射する光線の偏光方向によらず常光屈折率として作用する。基板の屈折率と液晶の常光屈折率が等しいので、液晶レンズは入射する光線の偏光方向によらず偏向しない機能を有する。
【０１０７】
また、図１２（Ｂ）に示すように、第一液晶レンズ４４２に交流電圧を印加すると、第一液晶レンズ１４２はＰ偏光に対して異常光屈折率としての作用し、Ｐ偏光は回折（偏向）する。一方、第一液晶レンズ４４２はＳ偏光に対して常光屈折率として作用し、Ｓ偏光は回折（偏向）しない。第二液晶レンズ４４４に交流電圧を印加すると、第二液晶レンズ４４４はＳ偏光に対して異常光屈折率としての作用し、Ｓ偏光は回折（偏向）する。
【０１０８】
第二液晶レンズ４４４はＰ偏光に対しては常光屈折率として作用し、回折（偏向）しない。このように第一および第二液晶レンズ４４２，４４４に交流電圧を印加すると、Ｐ偏光は第一液晶レンズで偏向を受け、Ｓ偏光は第二液晶レンズ４４４で偏向を受ける。
【０１０９】
上述した構成を有する一眼レフレックスカメラ２００においては、上述したように焦点検出光学系のコンデンサレンズユニット２０４に電気制御により焦点距離可変である液晶レンズ群３２２を適用した。従って、レンズの移動がなく、塵埃の発生がない。また、焦点検出に用いるＮＡの変化を小さくすることができるので、安定した焦点検出精度を得ることができる。
【０１１０】
なお、一眼レフレックスカメラ２００の液晶レンズを適用したコンデンサレンズ２０４に替えて、液体レンズをコンデンサレンズ５００として適用することも可能である。その液体レンズを適用したコンデンサレンズ５００は、図１３の上記液体レンズ拡大図に示すように入射側正レンズ５４１、液晶レンズ（第一の媒質）５４２、液体レンズ（第二の媒質）５４３、射出側正レンズ５４５で構成される。第一の媒質５４２は、第二の媒質５４３より低い。第一の媒質５４２と第二の媒質５４３の境界形状がＡＦセンサ側に凸になるように電圧を印加するとコンデンサレンズとしては実線２４ａに示す状態となる。第一の媒質５４２と第二の媒質５４３の境界形状が撮影レンズ側に凸になるように電圧を印加するとコンデンサレンズとしては波線２４ｂのようになる。
【０１１１】
上述した各実施形態に基づいて、以下の構成を提案することができる。すなわち、
（付記１）
上述した撮影レンズユニットにおいて、上記鏡枠部材には、シャッタおよび該シャッタ駆動部が配されており、また、上記液晶駆動回路は、フレキシブルプリント基板を介して上記透明電極板に接続されており、上記フレキシブルプリント基板には、上記シャッタ駆動部を駆動するためのシャッタ駆動信号パターンが設けられていることを特徴とする撮影レンズユニット。
【０１１２】
（付記２）
上述した撮影レンズユニットにおいて、上記撮像素子と放熱部材とを有する撮像素子支持板を備え、上記撮像素子は、フレキシブルプリント基板を介して上記ユニット枠部材に接続され、上記光軸と直交する方向に電磁駆動や屈曲型超音波駆動等による駆動素子により、撮像素子支持板を撮影レンズの光軸に対して直交するように移動可能に支持されていることを特徴とする撮影レンズユニット。
【０１１３】
この発明は、上記各実施の形態に限ることなく、その他、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で種々の変形を実施し得ることが可能である。さらに、上記各実施形態には、種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件における適宜な組合せにより種々の発明が抽出され得る。
【産業上の利用可能性】
【０１１４】
本発明の撮像レンズユニットは、撮影レンズに適用した液晶レンズの保温を行うことが可能であり、また、入射側または射出側に配置された液晶レンズの光軸をより正確に一致させることが可能な撮影レンズユニットとして利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１１５】
【図１】本発明の第一の実施形態の撮影レンズユニットであるレンズ鏡筒の沈胴状態における光軸上の縦断面図である。
【図２】図１のレンズ鏡筒の撮影可能状態における光軸上の縦断面図である。
【図３】図１のレンズ鏡筒に適用される液晶レンズユニットの断面図である。
【図４】図３の液晶レンズユニットの分解斜視図である。
【図５】図３の液晶レンズユニットにて中枠に液晶レンズを挿入した状態を背面側から見た図である。
【図６】図１のレンズ鏡筒が組み込まれるデジタルカメラの要部の構成を示す配置図である。
【図７】図６のＡ−Ａ断面図であって、レンズ鏡筒側の熱伝導コネクタの断面を示す。
【図８】本発明の第二実施形態の一眼レフレックスカメラの主要構成を示す図である。
【図９】図８のカメラに組み込まれる焦点検出光学系の配置を示す図である。
【図１０】図９の焦点検出光学系における液晶レンズを適用したコンデンサレンズユニットの拡大断面図である。
【図１１】図９の焦点検出光学系に適用される再結像光学系の斜視図である。
【図１２】図８の一眼レフレックスカメラの撮影レンズに回折型液晶レンズを適用した場合の該回折型液晶レンズの動作状態を示す断面図であって、図１２（Ａ）は、上記液晶レンズに電圧を印加しない状態を示し、図１２（Ｂ）は、上記液晶レンズに電圧を印加した状態を示している。
【図１３】図一眼レフレックスカメラのコンデンサレンズの液晶レンズに替えて適用可能な液体レンズの断面図である。
【符号の説明】
【０１１６】
１２ …固定枠支持体（ユニット枠部材）
１４ …撮像素子
３６ …プリント基板（撮像素子基板）
３７ …撮像素子支持板
３８ …露出部（撮像素子支持板の一部）
３８ａ…放熱部（係合部）
５４，３５４…中枠（鏡枠部材）
５４ｆ…凹部
５４ｇ，５４ｈ…位置決め突起（位置決め手段）
５６，３５６…前透明電極板（透明電極板）
６１，３６１…後透明電極板（透明電極板）
６３，３６３…前凸レンズ（光学部材）
６４，３６４…後凸レンズ（光学部材）
６６，３６６…熱伝導コイル
６７，３６７…断熱シート（断熱部材）
７１ …伝熱コネクタ（放熱板係合部）
１３４…液晶表示ユニット
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の透明電極板を備えた液晶レンズが組み込まれた撮影レンズユニットおよび該撮影レンズユニットを適用するデジタルカメラに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来からカメラの焦点距離または焦点位置を変化させる合焦点機構として、複数のレンズを組み合わせ、その位置関係を変化させることにより合焦させる方式が広く用いられている。しかし、この方式ではレンズ進退駆動機構が必要であるため、機構が複雑になるという欠点、あるいは、レンズ駆動用モータに比較的多く電力を要するという欠点があった。そこで、レンズ駆動機構が不要な合焦点機構として、液晶レンズの屈折率を変化させることにより焦点を合わせる方式が特許文献１，２等に提案されている。
【０００３】
しかし、上記液晶レンズは温度が低下した場合、屈折特性の応答速度が低下して低温環境での撮影時、すばやい合焦を行うことが困難となり、カメラ動作上、問題が生じる可能性がある。そこで、特許文献３に開示された液晶レンズは、液晶層を直接加熱するヒータ電極を液晶レンズの屈折率変化を行うための位相変調電極の外側の領域に設け、液晶層を所望の温度以上に維持することによって、実用に当たって十分の速さで合焦動作を行うことが可能な技術に関するものである。
【特許文献１】特開２００６−２４３５７２号公報
【特許文献２】特開２００６−２０９１２２号公報
【特許文献３】特開２００７−２４８９８５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述した特許文献１に開示された液晶レンズを用いた電子機器においては、光学レンズに用いる透明基板が矩形形状した液晶レンズを光学レンズの光軸に透明基板の中心を一致するように配置するために透明基板に位置決めの穴を形成し、入射側または射出側に配置された単数または複数レンズの光軸を一致させるなどの場合には透明基板であるガラス材料の場倍には位置決め穴の精度が低く、穴加工によるコスト高となる。また、上述した特許文献３に開示された液晶レンズを用いた電子機器においては、ユーザが使用する際に、外部環境が所定温度より低下した場合においては、該液晶レンズを加熱するための電力を必要とし、そのための内蔵電池の電力消耗が避けられない。
【０００５】
本発明は、上述の問題を解決するためになされたものであり、液晶レンズ周辺の保温熱が外部温度の影響を防ぐために断熱部材で包囲し、上記液晶レンズの保温を行うとともに、透明電極板の外形を鏡枠部材に設けた位置決め突起による位置決め手段を用いて、入射側または射出側に配置された単数または複数レンズの光軸を一致させることを目的とした撮影レンズユニットおよび該撮影レンズユニットを適用したデジタルを提供する。また、撮像レンズユニットにおいて、液晶レンズを適用し、他の電気制御素子の作動熱（例えば、ユーザが使用する際に、外部環境が所定温度より低下した場合においては、撮像素子をダミー駆動して、撮像素子が発生する熱）を利用した上記液晶レンズの加熱が可能な撮影レンズユニットおよび該撮影レンズユニットを適用したデジタルカメラを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の請求項１記載の撮影レンズユニットは、複数の透明電極板を備えた液晶レンズを含む撮影レンズと、上記液晶レンズを内部に保持する鏡枠部材と、上記鏡枠部材の外周を覆う断熱部材とを具備しており、上記鏡枠部材には、上記液晶レンズの透明電極板が上記撮影レンズの光軸および該光軸に対して直交する平面内において上記透明電極板の外周部を上記鏡枠部材に設けた位置決め突起により位置決めする位置決め手段が設けられており、上記鏡枠部材に上記液晶レンズを容易に挿入でき、簡単な位置決めが可能となる。
【０００７】
本発明の請求項２記載の撮影レンズユニットは、請求項１記載の撮影レンズユニットにおいて、透明電極板は、上記位置決め手段により上記透明電極板の一枚の外周部で位置決めされる。
【０００８】
本発明の請求項３記載の撮影レンズユニットは、請求項１記載の撮影レンズユニットにおいて、さらに、上記撮影レンズを介して取り込まれた被写体像を電気信号に変換する撮像素子と、上記撮像素子に接続されるプリント基板とを具備しており、上記プリント基板上には上記透明電極板に接続される液晶駆動回路が実装されている。
【０００９】
本発明の請求項４記載の撮影レンズユニットは、請求項１乃至３記載の撮影レンズユニットにおいて、上記撮像素子は、放熱部材に保持された状態でユニット枠部材に対して上記撮像素子と共に上記光軸と直交する方向に移動可能に支持されており、上記ユニット枠部材には、上記鏡枠部材に設けられた金属線または輪帯板に接続される放熱板係合部と係合可能な係合部が設けられている。
【００１０】
本発明の請求項５記載のデジタルカメラは、請求項１記載の撮影レンズユニットと、液晶表示ユニットとを具備する。
【００１１】
本発明の請求項６記載のデジタルカメラは、請求項５記載のデジタルカメラにおいて、上記撮影レンズユニットは、上記デジタルカメラに対して交換可能であり、上記撮影レンズユニットは、オートフォーカス光学系と、上記液晶レンズおよびレンズを内部に保持する上記鏡枠部材とを有しており、さらに、上記デジタルカメラは、ファインダ光学を具備している。
【００１２】
本発明の請求項７記載のデジタルカメラは、請求項６記載のデジタルカメラにおいて、上記焦点検出光学系は、上記鏡枠部材とカメラ本体との間に介在する断熱部材を有し、さらに、上記液晶レンズの透明電極基板が上記コンデンサレンズの光軸および該光軸に対して直交する平面内において上記鏡枠部材に対して上記鏡枠部材に設けた位置決め突起からなる位置決め手段によって上記透明電極板の外周部を介して位置決めされる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、撮影レンズに適用した液晶レンズの保温を行うことが可能であり、かつ、入射側または射出側に配置された液晶レンズの光軸をより正確に位置決めすることが可能な撮影レンズユニットおよび該撮影レンズユニットを適用したデジタルカメラを提供することが可能である。また、外部環境が所定の温度より低下した場合、他の電子制御素子の作動熱（例えば、撮像素子をダミー駆動して撮像素子が発生する熱）を利用した液晶レンズの加熱が可能な撮像レンズユニットおよび該撮像レンズユニットを適用したデジタルカメラを提供することが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、図を用いて本発明の実施形態について説明する。
【００１５】
図１は、本発明の第一の実施形態の撮影レンズユニットであるレンズ鏡筒の沈胴状態における光軸上の縦断面図である。図２は、図１のレンズ鏡筒の撮影可能状態における光軸上の縦断面図である。図３は、図１のレンズ鏡筒に適用される液晶レンズユニットの断面図である。図４は、図３の液晶レンズユニットの分解斜視図である。図５は、図３の液晶レンズユニットにて中枠に液晶レンズを挿入し位置決めした状態を背面側から見た図である。
【００１６】
なお、撮影レンズの光軸は、図中、「Ｏ」で示す。また、以下の説明では該光軸の被写体側を前方、結像側（撮像素子側）を後方とする。さらに、上記レンズ鏡筒のカム筒の回転方向は、前方側から見た回転方向で示す。また、上記光軸に対して直交する方向のうち、図１の紙面に対して垂直な方向をＸ方向とし、上下方向をＹ方向とする。
【００１７】
本実施形態のレンズ鏡筒１は、光軸方向の長さが伸長した状態にてズーミングおよびフォーカシングを行う撮影可能状態と上記伸長状態より短縮した非撮影状態、例えば、沈胴状態とに切り替えることができ、液晶レンズによる焦点距離変更可能なレンズ鏡筒であって、デジタルカメラに組み込まれる。
【００１８】
レンズ鏡筒１は、図１，２に示すようにカメラ本体（図示せず）に支持されるユニット枠部材である固定枠支持体１２と、固定枠支持体１２の前面部に固定支持される円筒状の固定枠２と、固定枠支持体１２の背面に固着される撮像素子基板であるプリント基板３６と、固定枠支持体１２に支持される光学フィルタ１５と、プリント基板３６にＸＹ平面上を移動可能な状態で撮像素子支持板３７に支持される撮像素子１４を含む撮像ユニット３４とを有しており、さらに、固定枠２に光軸方向に進退可能に支持される直進枠３と、固定枠２に支持され、回転、かつ、光軸Ｏ方向に進退移動するカム筒５と、固定枠２により回転規制され、カム筒５とともに進退移動するカム筒／二群枠直進ガイド用フロートキー９と、カム筒５に支持され、光軸方向に進退移動する移動枠である一群枠４と、カム筒５に支持され、光軸方向に進退移動する二群枠６と、二群枠６に保持されて進退移動するシャッタ枠７および液晶レンズユニット５１と固定支持体１２に保持される三群レンズ２３と、撮像素子１４の前方に鏡筒前方から後方に向けて順に配される撮影レンズ群として、一群枠４に保持される一群レンズ２１と、液晶レンズユニット５１に保持される二群レンズとしての液晶レンズ群２２と、さらに、三群枠８に保持される三群レンズ２３とを有している。
【００１９】
なお、レンズ鏡筒１が組み込まれるデジタルカメラ１３１にはレンズ鏡筒１の他に図６の要部構成図に示すように液晶表示ユニット１３４と、電源部を含むカメラ外装前カバーユニット１３５と、カメラ外装後カバーユニット１３６とが配されている。
【００２０】
直進枠３は、固定枠２の直進溝２ｂに嵌入するガイド突部３ａを介して回転規制された状態でカム筒５と光軸方向に一体の状態で進退駆動される。
【００２１】
カム筒５は、円筒状枠部材であって、その後端部が固定枠２の内周に嵌入し、回転、進退可能に支持されている。そして、カム筒５は、固定枠２のヘリコイドねじ（雌）２ａに螺合するヘリコイドねじ（雄）５ａと、外周面５ｅ上に設けられる１２０°間隔の３本からなるカム溝５ｃと、さらに、内周面上に設けられる３本からなるカム溝５ｄとを有しており、ズーム駆動モータ（図示せず）によりズーム駆動用ギヤ（図示せず）を介して回転駆動され、その回転にともなって固定枠２に設けられた上記ヘリコイドねじ２ａによって光軸方向に進退移動する。
【００２２】
一群枠４は、一群レンズ２１を保持する円筒状枠部材であって、直進枠３とカム筒５の間に嵌入され、かつ、固定枠２の直進溝２ｂに嵌入する突部４ａ(後述するカムフォロア軸嵌入穴の外径)により回転規制された状態で支持されている。そして、一群枠４の内周面４ｂの３分割位置にカム筒５のカム溝５ｃに係合する３つのカムフォロア３１が設けられており、カム筒５の進退回転にともなって、該カム溝により該カムフォロアを介して光軸方向に進退駆動される。なお、一群枠４の前面部には、一群レンズ２１の前面に位置し、開口部を有する飾り板１１が固着されており、さらに、飾り板１１の内側に上記開口部を開閉可能なレンズバリア２５が配されている。
【００２３】
二群枠６は、シャッタ枠７および液晶レンズユニット５１を保持する円筒状枠部材であって、カム筒５の内周部に嵌入され、フロートキー９によって回転規制された状態支持されている。そして、この二群枠６の外周面の３分割位置にカム筒５のカム溝５ｄに係合する３つのカムフォロア３２が設けられており、二群枠６は、カム筒５の進退回転にともなって、該カム溝により該カムフォロアを介して光軸方向に進退移動する。
【００２４】
シャッタ枠７は、二群枠６とともに光軸方向に進退移動し、前面側に開閉駆動されるシャッタ羽根２４を内蔵している。
【００２５】
固定支持体１２は、光学フィルタ１５と三群レンズ２３を保持している。光学フィルタ１５と撮像素子１４との間には撮像素子の保護板上に埃が堆積するのを防止するため、カーボンが充填されたシリコンゴムやウレタンゴム材の円形状、矩形断面のパッキン材８が光学フィルタ１５に接合して配されている。撮像素子１４が平面内を直交する際には、撮像素子の保護板がパッキン材を摺動する構造となる。
【００２６】
液晶レンズユニット５１は、図３の断面図、図４の分解斜視図に示すようにレンズパワー可変（焦点距離可変）である液晶レンズ群２２を内蔵するレンズユニットであり、例えば、二群枠６に固定支持される鏡枠部材である前、後外枠５２，５３と、前外枠５２の内周凹部５２ａに嵌入する鏡枠部材である中枠５４と、後外枠５３の内周凹部５３ａに嵌入する鏡枠部材である押さえ枠５５と、中枠５４の外周部に巻回される熱伝導の高い熱伝導コイル６６と、巻回された熱伝導コイル６６の外周部を覆う断熱部材からなる断熱シート６７と、中枠５４の内周部５４ａに嵌入し、後端凹部５４ｄに挿通される液晶レンズ群２２とからなる。
【００２７】
前、後外枠５２，５３は、断熱部材からなるリング形状の鏡枠部材である。
【００２８】
中枠５４は、アルミニウム合金、あるいは、黒鉛およびカーボン繊維充填ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド樹脂）からなる熱伝導部材であり、前、後端にフランジ部５４ｃ，５４ｄが形成された円筒外周と、光軸Ｏに沿った四角形状開口部とを有する筒部材であり、前端フランジ部５４ｃには、円形状段部５４ｉと円形状開口５４ｊが設けられ、後端フランジ部５４ｄにはコの字切り欠き状凹部５４ｆが設けられている。また、上記四角形状開口部の下面部５４ａの円形状開口５４ｊの裏面近傍に位置決め手段としての２つの位置決め突起５４ｇと、上記四角形状開口部の左面部５４ｂの円形状開口５４ｊの裏面近傍に位置決め手段としての２つの位置決め突起５４ｈとが配されている（図３〜５）。
【００２９】
押さえ枠５５は、アルミニウム合金、あるいは、黒鉛およびカーボン繊維充填ＰＰＳからなる熱伝導部材であり、中央開口部５５ａを有するリング形状の部材であり、中枠５４の位置決め穴５４ｅに係合する位置決めピン５５ｅを有している。
【００３０】
液晶レンズ群２２は、内面側に共通電極５７が設けられたガラス基板からなる四辺形状の前透明電極板５６と、内面側にパターン電極６０が設けられたガラス基板からなる矩形平板状の後透明電極板６１と、前、後透明電極板５６，６１内側に対向し、所定の間隔をもって配される四辺形状の配向膜５８，５９と、配向膜５８，５９の間に封入される液晶レンズ部を構成する四辺形状のネマチック液晶層６２と、液晶層６２を封入するためのシール６５とからなる。
【００３１】
これらの各構成部材は、接着等により一体化され、四角柱形状で後透明電極板６１の上端部が突出する液晶レンズ群２２を形成する。
【００３２】
後透明電極板６１に配されるパターン電極６０は、透明電極板からなり、液晶レンズ群２２の中央のレンズ部に重なる状態で配され、円形状の中心電極とその外周部に同心円状の複数のＣ字状の輪帯電極とからなる。上記中心電極と最内径側輪帯電極と、また、輪帯電極間は、輪帯接続部を介して互いに接続されている。上記中心電極および上記輪帯接続部は、外方に引き出され、後述するように液晶レンズユニット５１の外方に突出する後透明電極板６１の一端部に配される接続パターン６１ａの一部に接続されている。また、前透明電極板５６に配される透明電極板からなる共通電極５７も後透明電極板６１の一端部に配される接続パターン６１ａの他の一部に接続されている。
【００３３】
液晶レンズ群２２は、中枠５４内に挿入し、前透明電極板５６の前面を中枠５４の円形状開口５４ｊの裏面に当接させ、さらに、前透明電極板５６の下面（基準面）を中枠５４の位置決め突起５４ｇに、左面（基準面）を位置決め突起５４ｈに当接させた状態に保持して接着剤５４ｋにより接着固定する。この状態で後透明電極板６１の接続パターン６１ａ部を含む上端部は、中枠５４の凹部５４ｆを挿通して外方に露呈している。
【００３４】
続いて、中枠５４の後透明電極板６１の後端面側から押さえ枠５５を当て付け、押さえ枠５５位置決めピン５５ｅを中枠５４の位置決め穴５４ｅに係合させて相対位置決めして接合し、固定する。さらに、中枠５４の前端フランジ部５４ｃの円形状段部５４ｉには、前凸レンズ６３が挿入され接着固定される。また、押さえ枠５５の開口部５５ａの裏面側に後凸レンズ６４が接着固定される。
【００３５】
その後、中枠５４のフランジ部５４ｂと押さえ枠５５は、それぞれ前、後外枠５２，５３の内周凹部５２ａ，５３ａに嵌入させ、上記組み付け状態で各部材は、接着により液晶レンズユニット５１として一体化される。この一体化状態では、前、後外枠５２，５３に対して中枠５４と押さえ枠５５を介して液晶レンズ群２２は同軸状態、すなわち、液晶レンズ群２２の光軸と前、外枠５２，５３の中心軸とが一致した状態で保持される。また、中枠５４の外周部に形成される凹部には単線、または、複線の金属線で、その金属線の表面には金、または、銅メッキされた金属線からなる熱伝導コイル６６が巻回され、巻回された熱伝導コイル６６の外周は、断熱シート６７により覆われる。
【００３６】
上記組み立て状態の液晶レンズユニット５１においては、後透明電極板６１の一端部は、液晶レンズユニット５１の外周に突出しており、上記一端部に配される接続パターン６１ａには、接続用ＦＰＣ（フレキシブルプリント基板）６８が接続されている。また、熱伝導コイル６６の端部も液晶レンズユニット５１の外周に突出しており、該端部には、可撓性を有する平板状の熱伝導部材からなる可撓金属線または金属箔６９が断熱シート（図示せず）で覆われた状態で接続されている。なお、可撓金属板６９は、圧縮伸張可能なコイルバネ状金属線に替えてもよい。
【００３７】
なお、上述した液晶レンズユニット５１においては、中枠５４と押さえ枠５５とが光軸Ｏと直交する平面で分離、結合する構造を有しているが、これに替えて中枠と押さえ枠とを光軸Ｏと平行な面に沿って上下、または、左右に分離、結合する構造を採用することも可能である。この場合、熱伝導コイル６６の中枠５４の外周への巻回は、上記中枠５４と押さえ枠５５との上下、または、左右の結合後の状態で行う必要がある。
【００３８】
上述した構成を有する液晶レンズユニット５１は、前、後外枠５２，５３を介して二群枠６に対して固定支持されており、二群枠６と共に光軸方向に進退移動する。液晶レンズユニット５１の外周部より延出した接続用ＦＰＣ６８および可撓金属線または金属箔６９は、Ｕ字状に折り返され、固定枠支持体１２より光軸と平行方向に突出するガイド突起１２ａに一部が固着された状態で支持される。従って、二群枠６の光軸方向の進退移動時、接続用ＦＰＣ６８および可撓金属線または金属箔６９は、Ｕ字状に変形し、二群枠６の進退移動を可能とする。
【００３９】
接続用ＦＰＣ６８は、プリント基板３６に実装される液晶駆動回路より出力される液晶レンズ駆動信号をパターン電極６０へ供給する。撮影時、上記駆動信号に基づいてパターン電極６０に駆動電圧が印加されると、上記中心電極、各輪帯電極の電圧分布により液晶層６２の屈曲率の分布が変化し、レンズパワー（焦点距離）が制御され、合焦動作がなされる。なお、接続用ＦＰＣ６８にはシャッタ枠７に保持されるシャッタ羽根２４の駆動用アクチュエータのための駆動信号パターンも併設されている。
【００４０】
また、可撓金属線または金属箔６９は、後述する撮像ユニット３４側の熱伝導コネクタ７１に接続されている。液晶レンズ群２２が所定の温度以下になり、レンズパワー制御の応答性が低下した状態では熱伝導コネクタ７１を介して撮像素子支持板３７側の放熱部３８ａからの熱を受けて熱伝導コイル６６を介して液晶レンズ群２２を暖め、液晶レンズ群２２を所定の応答性を有する状態に維持する。
【００４１】
ここで、撮像ユニット３４周りの構成について説明する。
【００４２】
固定枠支持体１２の後端面には撮像素子基板であるプリント基板３６がビスにより固着されている。プリント基板３６には、光軸Ｏと直交する平面（ＸＹ平面）上をぶれ補正のために移動可能な撮像素子支持板３７および該支持板に支持された撮像素子１４からなる撮像ユニット３４が配されている。更に、プリント基板３６には、撮像素子支持板３７を光軸Ｏと直交するＸＹ平面に沿って撮像素子支持板３７をぶれ補正時に移動させるための電磁駆動機構部が配されている。
【００４３】
上記電磁駆動機構部においては、撮影終了時に磁気バランスで撮影レンズの中心と撮像素子の受光面の中心が一致する位置である初期位置に戻る。このとき、磁性材の小片はＸ軸およびＹ軸のＮまたはＳ極の磁石境界部ではなく、それぞれの磁石中央部に対向する位置（プリント基板上）に配置すると効果的である。また、鉛直方向であるＹ方向の駆動コイルを遮断したとき、撮像素子支持板３７がユニット側のクリップと結合するようにしてもよい。このようにすると、ユーザが使用しないときなどの搬送時にはクランプ状態を維持でき、誤ってユーザが落下した際にも撮像素子支持板をユニット側のクランプ部材に衝突することがなく、部品を保護することができる。
【００４４】
上記プリント基板３６上には、さらに、カメラ側に備えられた燃料電池や二次電池の電力制御、ストロボ発光制御、表示部制御、入力操作部制御、さらに、液晶レンズユニットの制御等のシステム制御を行うためのＣＰＵ３９と、撮像素子１４を高速駆動するＴＧ（タイミングジェネレータ）ＩＣチップまたはＡＦＥ（アナログ・フロント・エンド）ＩＣチップ４０と液晶駆動回路が実装されている。
【００４５】
撮像素子支持板３７は、熱伝導部材からなり、高速駆動する撮像素子１４の温度上昇を阻止するために、後述する撮像素子支持板３７内の一部表面に金または銅メッキを施した露出部３８が設けられている。
【００４６】
上記電磁駆動機構は、プリント基板３６に対向して移動可能に支持される撮像素子支持板３７と、該撮像素子支持板３７を支持するガイドべアリング４５とを有して構成され、更に、プリント基板３６に印刷されたもので、四角形状のＸ軸駆動用及びＹ軸駆動用プリントコイル４１及び４２が配置されている。各駆動用プリントコイルにまたがるように、磁性材４７と、各駆動用プリントコイル４１及び４２の内側にＸ軸検出用及びＹ軸検出用のホール素子４８及び４９が埋め込まれている。これら各ホール素子４８及び４９は、移動可能な撮像素子支持板３７の位置を検出するものである。
【００４７】
撮像素子支持板３７には、厚き方向に磁化された異極対向で二つが結合した永久磁石が配置されている。上記撮像素子支持板３７の少なくとも一対の、第一及び第二の永久磁石と、プリント基板３６の磁性材４７との間で、リテーナ付きで少なくとも四つの鋼球を有するガイドべアリング４５に磁気的な押圧力（磁気吸引力）が作用する。この押圧力が作用すると、ガイドべアリング４５の鋼球が撮像素子支持板３７とプリント基板３６に押し付けられる。この結果、撮像素子支持板３７とプリント基板３６とガイドべアリング４５との間に介在する鋼球のがた付きが除去される。
【００４８】
撮像素子１４のリード端子（図示せず）は、撮像素子接続用ＦＰＣ３５に半田で接続されている。更に、該ＦＰＣ３５の端子は、プリント基板３６に図示されないコネクタによって接続されている。
【００４９】
撮像素子支持板３７には、プリント基板３６上に配置されたＸ軸駆動用プリントコイル４１に対向する位置に、厚き方向に磁化された第一の永久磁石（図示せず）はＮ極とＳ極が撮像素子接続用ＦＰＣ３５の延在方向に並ぶように分極着磁されている。また、第二の永久磁石（図示せず）は、Ｎ極とＳ極がＦＰＣ３５の延在方向と直交する方向に並ぶように分極着磁されている。
【００５０】
一方、Ｙ軸駆動用プリントコイル４２は横長の長方形状をしており、その長辺が第一の永久磁石の各磁極に対向するように配置されている。同様に、Ｘ軸駆動用プリントコイル４１は横長の長方形状をしており、その長辺が第二の永久磁石の各磁極に対向するように配置されている。
【００５１】
撮像素子１４を支持する撮像素子支持板３７の位置制御を行うＣＰＵ３９は、プリント基板３６上に配置された駆動回路と接続され、撮像素子支持板３７０および露出部３８の放熱部３８ａを水平方向であるＸ軸方向の移動と、撮像素子支持板３７の鉛直方向であるＹ軸方向の移動を駆動するための上記駆動回路を制御する。
【００５２】
ＣＰＵ３９は、図示されないジャイロから入力される角速度に基づいて、撮像素子支持板３７を所望の位置に移動させる制御を行う。撮像素子支持板３７に配置されて異極接合された永久磁石の磁束内に鉛直方向のＸ，Ｙ軸駆動用プリントコイル４１，４２が通電されて撮像素子支持板３７が移動すると、ホール素子４８，４９により位置検出が行われる。上記Ｘ，Ｙ軸駆動用プリントコイル４１，４２の通電が遮断されると、撮像素子支持板３７は、磁石と磁性材との磁気バランスで初期位置に戻る。
【００５３】
撮影時に撮影レンズユニットが振動したときに、上述のように可動可能な撮像素子支持板３７上の撮像素子１４が二次元方向に移動して、該撮像素子１４の受光面で画像の振れを補正することができる。
【００５４】
撮像素子支持板３７の露出部３８には白色塗料が剥がれた放熱部３８ａは、撮像素子支持板３７から突出して配される同様の構成を有し、熱伝導コネクタ７１に対して係合、離脱可能な係合部となる放熱部３８ａが一体の状態で設けられている。
【００５５】
高速駆動する撮像素子１４の温度が上昇すると、撮像素子（熱源）１４で発生した熱は、絶縁シート４３及び撮像素子支持板３７に伝わる。撮像素子支持板３７の伝熱と絶縁シート４３の放射、対流熱は、該支持板３７に保持される熱伝導の高い露出部３８の放熱部３８aに伝達される。
【００５６】
露出部３８の放熱部３８ａが熱伝導コネクタ７１と熱接合すると、熱伝導コネクタ７１に接続された吸熱ヒートパイプ１５９，１６０に伝達される。そして、該吸熱部の上記ウイック部にて作動流体が熱を奪って蒸発し、その蒸気は気圧を上げて放熱側の気圧の低い方に上記蒸気通路を流れていき、熱が放出される。凝縮した作動流体は、再びウイックの毛細管ポンプ力によりヒートパイプ（放熱部）から吸熱ヒートパイプ１５９，１６０に還流する。この蒸発、凝縮、還流のサイクルによって撮像素子１４の温度上昇を抑制することができる。
【００５７】
一方、固定枠支持体１２には放熱板係合部としての熱伝導コネクタ７１が露出部３８の放熱部３８ａの移動方向に対向して配されており、該放熱部３８ａが結合離脱可能となっている。そして、撮像素子１４が非駆動状態にあるとき、撮像素子支持板３７が移動して、露出部３８の放熱部３８ａが熱伝導コネクタ７１と結合する。上記コネクタ結合状態では撮像素子側の熱は、熱伝導コネクタ７１に接続される吸熱ヒートパイプ１５９，１６０（図６）に伝達され、そこから後述するデジタルカメラの液晶表示ユニット１３４や電源回路基板１７６側のヒートパイプ（放熱部）に伝達される。更には上述した液晶レンズユニット５１の液晶レンズ群２２側にも熱伝導部材である可撓金属線または金属箔６９を介して供給される。
【００５８】
図６は、図１のレンズ鏡筒が組み込まれるデジタルカメラの要部の構成を示す配置図である。図７は、図６のＡ−Ａ断面図であって、レンズ鏡筒１側の熱伝導コネクタの断面を示す。
【００５９】
上記デジタルカメラ１３１には撮像素子やＣＰＵ等のＩＣチップの温度上昇を抑えるために上述したレンズ鏡筒１側の撮像素子支持板３７の芯材である露出部３８で吸熱した撮像素子１４の熱は、熱伝導コネクタ７１を介して吸熱ヒートパイプ１５９，１６０で吸熱され、ヒートパイプ（放熱側）１６５，１６６によりカメラ外装体および液晶表示部のシールド板を介して外部に放熱される。一方、撮像素子１４の熱の一部は、熱伝導コネクタ７１から可撓金属線または金属箔６９を介してレンズ鏡筒１の液晶レンズ群２２にも伝熱されて液晶レンズ群２２の温度低下を防止する。
【００６０】
詳しくは、デジタルカメラ１３１は、レンズ鏡筒１の他に図６に示すように制御回路ユニット１３２と、液晶表示ユニット１３４と、電源部を含むカメラ外装前カバーユニット１３５と、カメラ外装後カバーユニット１３６とを有している。
【００６１】
熱伝導コネクタ７１は、図７に示すようにレンズ鏡筒１の固定枠支持体１２の内側に装着されている。該コネクタ７１の内部には、弾性体からなる熱伝導部材７４が収容されており、コネクタ上部に凸部７３ａを有する押さえバネ７３が配されている。熱伝導部材７４には、吸熱ヒートパイプ１５９，１６０および可撓金属線や金属箔６９がそれぞれ熱伝導可能な状態で接触している。
【００６２】
撮像素子１４の非撮像動作期間中、撮像素子支持板３７が移動制御されて熱伝導コネクタ７１に撮像素子支持板３７側の露出部３８である放熱部３８ａに嵌入し、結合状態となる。該結合状態では、放熱部３８ａの凹部３８ｂが押さえバネ７３の凸部７３ａに係合し、放熱部３８ａの先端部と熱伝導部材７４との接触状態が維持され、放熱部３８ａ側の熱が熱伝導部材７４を介して吸熱ヒートパイプ１５９，１６０および可撓金属線または金属箔６９に伝わる。なお、押さえバネ７３の凸部７３ａが放熱部３８ａの凹部３８ｂに係合することにより、撮像素子支持板３７の位置が保持されるので位置保持のための駆動用プリントコイル４１，４２への通電は不要となる。
【００６３】
また、液晶レンズユニット５１の外周部にて巻回される熱伝導コイル６６と可撓金属線または金属箔６９の接続部には、感温切り換えスイッチ７５を配する。この感温切り換えスイッチ７５は、形状記憶合金または感熱磁性材料からなる接触状態を切り換える部材であって、液晶レンズ群２２の温度が応答性上、許容される温度以下に低下したとき、接触状態となり、可撓金属線または金属箔６９の熱を熱伝導コイル６６側に伝える。許容温度以上になると切断状態（離間した状態）に切り換わり、可撓金属線または金属箔６９の熱は、熱伝導コイル６６側に伝わらない。なお、熱伝導コイル６６が複数本で構成される場合（多条巻き）、感温切り換えスイッチ７５は、複数のスイッチ群７６で構成される。
【００６４】
制御回路ユニット１３２は、上記カメラ本体に固定支持される制御回路基板１４１と、制御回路基板１４１に実装されるＣＰＵ，ＡＦＥＩＣ，ＡＳＩＣ等のＩＣチップ１４２と、ＩＣチップ１４２上にシリコンゴム等からなる熱伝導性シート１４３を介して接着固定される複数本（３本）の吸熱ヒートパイプ１４４とを有し、さらに、吸熱ヒートパイプ１５９，１６０の端部が接続される管継ぎ手１４５と、制御回路基板１４１上で管継ぎ手１４５に接続される可撓チューブ１５９Ａ，１６０Ａと、該可撓チューブ１５９Ａ，１６０Ａを位置決めするためのチューブ止め部材１４６，１４７，１４８と、吸熱ヒートパイプ１４４に連結して接続される可撓チューブ１６１と有している。チューブ止め部材１４６，１４７，１４８には制御回路基板１４１に対する位置決めピン１４６ａ，１４７ａ，１４８ａが設けられている。
【００６５】
吸熱ヒートパイプ１５９，１６０は、接続ＦＰＣ１５９に沿ってカメラ制御回路ユニット１３２の制御回路基板１４１に導かれ、押さえ部材１４５，１４６，１４７，１４８で固定された状態で可撓チューブ１５９Ａ，１６０Ａとベローズ接続管１６２，１６３を介してそれぞれヒートパイプ（放熱側）１６５，１６６に接続される。
【００６６】
液晶表示ユニット１３４は、バックライトを含むＬＣＤ１７１と該ＬＤＣ１７１を覆うシールド板１７２と、ヒートパイプ（放熱側）１６５とからなる。シールド板１７２は、金属板で形成され、カメラ外装カバーに対して熱結合状態で支持される。
【００６７】
ヒートパイプ（放熱側）１６５は、一方は、熱伝導コネクタ７１側の吸熱ヒートパイプ１５９の一方側に接続されている可撓チューブ１５９Ａに可撓性をもつベローズ接続管１６２を介して接続され、他方は、シールド板１７２の外表面に熱結合状態で固着されている。
【００６８】
電源部を含むカメラ外装前カバーユニット１３５は、カメラ外装前カバー１７８と、カメラ外装前カバー１７８の内部に配され、電源用電池１７３を収納する電池ボックス１７４と、電池ボックス１７４に接触して配され、電源用電池１７３が接続される電源回路基板１７６と、電源回路基板１７６の裏面に接触して配される熱伝導性の高い接触片１７５と、該接触片１７５とカメラ外装前カバー１７８との間に介在し、双方に熱結合状態で圧接して配される金属板、または、線材からなるバネ体１７７と、ヒートパイプ（放熱側）１６６とからなる。
【００６９】
ヒートパイプ（放熱側）１６６は、一方は、熱伝導コネクタ７１側の吸熱ヒートパイプ１６０の一方側に接続されている可撓チューブ１６０Ａに可撓性をもつベローズ接続管１６３を介して接続され、他方は、接触片１７５に熱結合状態で固着されている。
【００７０】
カメラ外装後カバーユニット１３６は、カメラ外装後カバー１８２と、カメラ外装後カバー１８２に金属板、または、線材からなるバネ体１８３を介して熱結合状態で接触する熱伝導性の高い接触片１８１と、ヒートパイプ（放熱側）１６７とからなる。
【００７１】
ヒートパイプ（放熱側）１６７の一方は、吸熱ヒートパイプ１４４側の可撓チューブ１６１が接続されているベローズ接続管１６４に接続され、他方は、接触片１８１に熱結合状態で接着されている。
【００７２】
なお、上述した吸熱ヒートパイプ１５９，１６０，１６１は、コンテナ部とウィック部と蒸気通路とを有しているが、その一端部が開口しており、その開口部は、それぞれベローズ接続管、または、可撓チューブに接続される。これらの吸熱ヒートパイプにて熱源部より熱を吸収した場合、作動流体が蒸発し、その蒸気が蒸気通路を介してベローズ接続管、または、可撓チューブを経てそれぞれ接続されたヒートパイプ（放熱側）に送られる。
【００７３】
一方、放熱ヒートパイプ１６５，１６６，１６７も前述した吸熱ヒートパイプと同様にコンテナ部とウィック部と蒸気通路とを有しているが、その一端部が開口し、その開口部は、それぞれベローズ接続管、または、可撓チューブに接続されている。これらの放熱ヒートパイプにおいて、上記各吸熱ヒートパイプから流入した蒸気は、その熱を外部の放熱部にて放熱することにより作動流体に凝縮される。その凝縮された作動流体は、ウイック部を介して再度ベローズ接続管、または、可撓チューブを経て上記各吸熱ヒートパイプに環流される。
【００７４】
上述した構成を有する本実施形態のレンズ鏡筒１を内蔵するデジタルカメラ１３１において、ライブビュー動作を含む撮影動作中、すなわち、撮像素子動作中、ズーミングにより図２に示すようにレンズ鏡筒１の直進枠３，一群枠４，二群枠６は、カム筒５の回転にともなってそれぞれのスムーズ位置に移動する。また、フォーカシング時には接続用ＦＰＣ６８を介してパターン電極にフォーカシング電圧が印加されると、液晶層６２のレンズパワーが変化し、フォーカシングが行われる。
【００７５】
また、上記撮像素子動作期間中、撮像素子１４、および、ＣＰＵ，ＡＦＥＩＣ，ＡＳＩＣ等のＩＣチップ１４２、さらに、電源用電池１７３を収納する電池ボックス１７４が動作電流により加熱され、温度が上昇する。
【００７６】
ＩＣチップ１４２において、発生した熱は、熱伝導性シート１４３を介して吸熱ヒートパイプ１４４に吸収される。吸熱ヒートパイプ１５６に吸収されたＩＣチップの熱によりウイック部内の作動流体が蒸発し、その蒸気は、蒸気通路を通って可撓チューブ１６１を経てヒートパイプ（放熱側）１６７に達する。上記ヒートパイプ（放熱側）１６７に達した蒸気の熱は、接触片１８１からバネ体１８３を介してカメラ外装後カバー１８２に伝達され、外部に放熱される。作動液に凝縮する。凝縮した作動液は、上記ウイック部を通って、再度、吸熱ヒートパイプ１４４側に戻され、吸熱動作が行われる。
【００７７】
撮像素子による撮像、あるいは、液晶表示部による観察が終了した後の撮像素子非動作状態になると、撮像素子支持板３７が移動して露出部３８の放熱部３８ａが熱伝導コネクタ７１に係合する。該コネクタ係合状態では、上記放熱部３８ａの熱は熱伝導部材７４を介して吸熱ヒートパイプ１５９，１６０で吸収され、そして、その熱は、該ヒートパイプが接続されるヒートパイプ（放熱側）１６５，１６６にて液晶表示ユニットのシールド板１７２、あるいは、接触片１７５を介してカメラ外装前カバー１７８から外部に放熱される。この放熱作用により撮像素子１４が冷却される。
【００７８】
また、液晶レンズ群２２が応答性上、許容される温度以下に低下した状態にあるときは、上記放熱部３８ａの熱の一部が熱伝導コネクタ７１にて熱伝導部材７４を介して可撓金属板６９に伝達され、さらに、熱伝導コイル６６に伝わり、液晶レンズ群２２の外周部が加熱される。その加熱により液晶レンズ群２２は、温度が上昇し、レンズパワー制御上、所定の応答性を有する状態に維持される。
【００７９】
なお、液晶表示ユニット１３４のＬＣＤ１７１自体の熱もシールド板１７２から外部に放熱され、また、電源部を含む電源回路基板１７６の熱もカメラ外装前カバー１７８から外部に放熱される。
【００８０】
上述した本実施形態のレンズ鏡筒１を適用するデジタルカメラ１３１によれば、構成が簡単であって、制御回路基板に実装された各ＩＣチップ１４２からの熱はそれぞれに装着されたヒートパイプによって放熱させ、ＬＣＤ１７１や電源部の熱は液晶表示ユニットのシールド板１７２やカメラ外装に伝導し、それぞれの部材から外部に効率よく放熱することができる。
【００８１】
また、デジタルカメラ１３１がぶれ補正機能を有し、ぶれ補正動作時に撮像素子１４が光軸Ｏと直交するＸＹ平面上を移動する構成のものでおいても撮像素子非動作時に熱伝導コネクタ７１に撮像素子支持板３７側の露出部３８の放熱部３８ａを係合させることによって撮像素子１４の熱は、吸熱ヒートパイプ１５９，１６０側に効率よく取り込み、その熱をヒートパイプ（放熱側）１６５，１６６に伝えることによって外部に放熱することがでことができるので、撮像素子１４の発熱による特性の低下を抑えることができる。一方、熱伝導コネクタ７１により伝達される撮像素子の熱の一部を液晶レンズ群２２側に導くことによって、液晶レンズ群２２の温度の低下に伴う応答性の低下を抑えることができる。
【００８２】
さらに、フォーカスレンズとして液晶レンズ群を採用しているのでフォーカスレンズの進退駆動機構が不要となりレンズ鏡筒として構成が簡単になり、組み立ても容易なレンズ鏡筒として利用することができる。
【００８３】
なお、上述したレンズ鏡筒１の液晶レンズ群２２に替えて前、後透明電極板５６，６１の間にオイルおよび電解液を充填し、前、後透明電極板５６，６１の外側に透明電極を配した構成の液体レンズを採用し、上記電解液に電圧をかけて電解液とオイルとの境界の形状を変化させ、焦点距離を調整することも可能である。
【００８４】
次に本発明の第二の実施形態のデジタルカメラである一眼レフレックスカメラについて、図８〜１１および図１２を用いて説明する。
【００８５】
図８は、本実施形態の一眼レフレックスカメラの主要構成を示す図である。図９は、上記カメラに組み込まれる焦点検出光学系の配置を示す図である。図１０は、上記焦点検出光学系における液晶レンズを適用したコンデンサレンズユニットの拡大断面図である。図１１は、上記焦点検出光学系に適用される再結像光学系の斜視図である。
【００８６】
本実施形態の一眼レフレックスカメラ２００は、図８に示すように、撮像光学系と、ファインダ光学系と、焦点検出光学系とを有しており、更に、デジタルカメラに特有のＬＣＤの表示装置や、画像記録のためのメモリ装置を備えている。
【００８７】
上記撮像光学系は、光路順に、前記図３に示された凸レンズ６３，６４を鏡枠部材に有していない回折型液晶レンズ２０２ｂを含む撮影レンズ２０２と、ハーフミラー２５１と、反射ミラー２５３と、赤外カットフィルタを備えた撮像素子２５２とにより構成されている。
【００８８】
撮影レンズ２０２は、マウントを介してカメラ本体に着脱可能である。なお、回折型液晶レンズ２０２ｂは、後述する図１２（Ａ），（Ｂ）の断面図に示すようにガラス基板４４３を挟む第一回折格子付き液晶レンズ４４２および第二回折格子付き液晶レンズ４４４と、該回折格子付き液晶レンズ４４２，４４４の外側に配されるガラス基板４４１，４４５とを具備してなる。その屈折動作については後述する。
【００８９】
ファインダ光学系は、ハーフミラー２５１で反射された方向の光路上にて撮影レンズ２０１の結像面と等価な予定結像面に配置されたスクリーン２５５と、ペンタダハプリズム２５６と、接眼レンズ２５７とで構成されている。
【００９０】
ハーフミラー２５１は、図示しないシャッタと連動して光路に進入、または、退避可能なクイックリターンミラーであり、光路進入位置にあるとき、撮影レンズ２０１からの光束をファインダ光学系の方向と撮像素子側とに分割するように構成されている。
【００９１】
反射ミラー２５３は、ハーフミラー２５１と連動して光路に進入、退避可能なように構成されており、光路上に進入している状態では撮影レンズ２０１からの一部の光束を焦点検出光学系に導き、ハーフミラー２５１とともに光路から退避したとき、撮影レンズ２０１からの光束は、撮像素子２５２に導かれる。
【００９２】
焦点検出光学系は、図８に示すように、撮影レンズ２０１の結像面と等価な予定結像面２０３近傍に配置されたコンデンサレンズユニット２０４と、コンデンサレンズユニット２０４からの光を折り曲げてカメラ本体内にコンパクトに収めるための反射ミラー２５４と、縦横方向にそれぞれ一対の開口絞りを持つ開口絞り群２０５と、再結像レンズ群が開口絞り２０５に対応して一体形成された再結像光学系２０６と、光電変換素子列２０７とで構成されている。
【００９３】
再結像光学系２０６は、図８及び図９に示すように、光電変換素子列２０７の配置方向に合わせて縦横方向にそれぞれ一対の再結像レンズ２０６ａ，２０６ｂと再結像レンズ２０６ｃ，２０６ｄとで構成されている。図９には開口絞り群２０５は省略してある。なお、図９に示す光電変換素子列２０７は、横方向のラインセンサ及び縦方向のラインセンサで検出する縦横クロスセンサを有する多点の焦点検出系に置き換えることもできる。
【００９４】
また、一対の開口絞り２０５と対応する一対の再結像レンズ２０６との組み合わせにおいて、それぞれの開口絞り２０５の中心及びそれに対応する再結像レンズ２０６は、撮影レンズ２０１の光軸から偏心している。また、その偏心量は、各組（本実施例においては、縦方向の組み合わせと横方向との組み合わせ）毎にそれぞれ異なっている。
【００９５】
図９に示すように光路を折り曲げる方向にも焦点検出範囲が広がると折り曲げに必要な空間が多くなる。コンデンサレンズユニット２０４が占める領域が薄いと反射ミラー２５４を配置するスペースが作りやすい。スペースがきつすぎると不要光がはいりやすくなり、好ましくない。
【００９６】
コンデンサレンズユニット２０４は、図１０の拡大断面図に示すように第一の実施形態における液晶レンズユニット５１と同様の構成を有したパワー可変（焦点距離可変）の液晶レンズを内蔵するレンズユニットからなる。詳しくは、二群枠６に固定支持される鏡枠部材の前、後外枠３５２，３５３と、前外枠３５２の内周凹部に嵌入する鏡枠部材の中枠３５４と、中枠３５４に対して位置決めピン穴３５４ｅ，位置決めピン３５５ｅで係合させて接合し、かつ、後外枠３５３の内周凹部に嵌入する鏡枠部材の押さえ枠３５５と、中枠３５４の外周部に巻回される熱伝導部材からなる熱伝導コイル３６６と、熱伝導コイル３６６の外周部を覆う断熱部材からなる断熱シート３６７と、中枠３５４の内周部および後端凹部に挿入される液晶レンズ群３２２とからなる。
【００９７】
液晶レンズ群３２２も第一の実施形態に適用した液晶レンズ群２２と同様な構成を有しており、内面側に共通電極３５７が設けられた四辺形状のガラス板からなる前透明電極板３５６と、内面側にパターン電極３６０が設けられた矩形平板状のガラス板からなる後透明電極板３６１と、前、後透明電極板３５６，３６１内側に対向し、所定の間隔をもって配される四辺形状の配向膜３５８，３５９と、配向膜３５８，３５９の間に封入される液晶レンズ部を構成する四辺形状のネマチック液晶層３６２と、液晶層３６２を封入するためのシール３６５と、前、後透明電極板３５６，３６１の光軸Ｏ方向前後面に密着固定される光学部材である前、後凸レンズ３６３，３６４とからなる。これらの各構成部材は、接着等により一体化され、四角柱形状で後透明電極板３６１の上端部が突出する液晶レンズ群３２２を形成する。
【００９８】
液晶レンズ群３２２は、中枠３５４内に挿入し、前透明電極板３５６の開口３５４ｊの裏面に当接させ、さらに、前透明電極板３５６の下面（基準面）を中枠５４の位置決め突起３５４ｇに、左面（基準面）を位置決め突起３５４ｈにそれぞれ当接させた状態で位置決めして接着固定される。この状態で後透明電極板３６１の接続パターン部分を含む上端部は、中枠３５４のコの字状凹部を挿通して外方に露呈する。
【００９９】
続いて、中枠３５４の後透明電極板３６１の後端面側から押さえ枠３５５を当て付け、押さえ枠３５５の位置決めピン３５５ｅを中枠３５４の位置決め穴３５４ｅに係合させて相対位置決めして接合し、固定する。さらに、中枠３５４の前端フランジ部３５４ｃの円形状段部３５４ｉには、前凸レンズ３６３が挿入され接着固定される。また、押さえ枠３５５の開口部３５５ａの裏面側に後凸レンズ３６４が接着固定される。
【０１００】
中枠３５４のフランジ部と押さえ枠３５５は、それぞれ前、後外枠３５２，３５３の内周凹部に嵌入させる。上記組み付け状態で各部材は接着固定され、コンデンサレンズユニット５１として一体化される。この一体化状態では、前、後外枠３５２，３５３に対して中枠３５４と押さえ枠３５５を介して液晶レンズ群３２２は同軸状態、すなわち、液晶レンズ群３２２の光軸と前、外枠３５２，３５３の中心軸とが一致した状態で保持される。また、中枠３５４の外周部に形成される凹部には単線、または、複線の金、または、銀メッキされた金属線からなる熱伝導コイル３６６がコイル状に巻回され、巻回された熱伝導コイル３６６の外周は、断熱シート３６７により覆われる。
【０１０１】
熱伝導コイル３６６は、熱伝熱部材を介して撮像素子２５２に撮像素子支持板（図示せず）に熱的に接続されている。中枠３５４の外周部には熱伝導コイル３６６と熱伝熱部材との接続部位に上記感温切り換えスイッチ（図示せず）が配されている。この感温切り換えスイッチは、形状記憶合金または感熱磁性材料からなり、熱伝熱部材の接触状態の切り換え部材である。感温切り換えスイッチは、液晶レンズ群３２２の温度が応答性上許容される温度以下に低下したとき、接触状態となり、上記熱伝導部材の熱が熱伝導コイル３６６側に伝わる。許容温度以上になると切断状態（離間した状態）に切り換わり、上記熱伝導部材の熱は熱伝導コイル３６６側に伝わらない。
【０１０２】
上記組み立て状態のコンデンサレンズユニット２０４においては、後透明電極板３６１の一端部は、コンデンサレンズユニット２０４の外周に突出しており、一端部に配される接続パターンには、接続用ＦＰＣ（フレキシブルプリント基板）３６８が接続されている。また、熱伝導コイル３６６の端部もコンデンサレンズユニット２０４の外周に突出しており、該端部には、可撓性を有する平板状の熱伝導部材３６９が断熱シート（図示せず）で覆われた状態で接続されている。コンデンサレンズユニット２０４自体は、図９に示すように光路進入位置にある反射ミラー２５３と反射ミラー２５４の間の予定結像面２０３近傍にカメラ本体に固定された状態で保持されている。
【０１０３】
コンデンサレンズユニット２０４における液晶レンズ群３２２は、カメラ制御部により装着撮像レンズ２０１の焦点距離情報に基づき、接続ＦＰＣ３６８を介して印加される駆動制御電圧によって適正な焦点距離状態に制御される。また、液晶レンズ群３２２が所定の応答性が得られない状態まで温度が低下した場合、上記感温切り換えスイッチが接触状態となり、熱伝導コイル３６６によって液晶レンズ群３２２が所定の温度に達するまで暖められ、所望の応答性が確保される。なお、熱伝導コイル３６６には撮像素子２５２を支持する撮像素子支持板の熱が熱伝導部材３６９を介して伝熱され、その熱で液晶レンズ群３２２が暖められる。
【０１０４】
ここで、本実施形態の一眼レフレックスカメラ２００の撮影レンズ２０２に組み込まれる回折型液晶レンズの動作について、図１２を用いて説明する。
【０１０５】
図１２は、上記一眼レフレックスカメラの撮影レンズに組み込まれる回折型液晶レンズの動作原理を示す該液晶レンズの断面図であって、図１２（Ａ）は、上記液晶レンズに交流電圧を印加していない状態を示し、図１２（Ｂ）は、上記液晶レンズに交流電圧を印加した状態を示す。
【０１０６】
回折型液晶レンズ２０２ｂを構成する第一、第二液晶レンズ４４２，４４３は、互いに液晶の配光方向が直交している。図１２（Ａ）の上記液晶レンズに交流電圧を印加していない状態では液晶は、入射する光線の偏光方向によらず常光屈折率として作用する。基板の屈折率と液晶の常光屈折率が等しいので、液晶レンズは入射する光線の偏光方向によらず偏向しない機能を有する。
【０１０７】
また、図１２（Ｂ）に示すように、第一液晶レンズ４４２に交流電圧を印加すると、第一液晶レンズ１４２はＰ偏光に対して異常光屈折率としての作用し、Ｐ偏光は回折（偏向）する。一方、第一液晶レンズ４４２はＳ偏光に対して常光屈折率として作用し、Ｓ偏光は回折（偏向）しない。第二液晶レンズ４４４に交流電圧を印加すると、第二液晶レンズ４４４はＳ偏光に対して異常光屈折率としての作用し、Ｓ偏光は回折（偏向）する。
【０１０８】
第二液晶レンズ４４４はＰ偏光に対しては常光屈折率として作用し、回折（偏向）しない。このように第一および第二液晶レンズ４４２，４４４に交流電圧を印加すると、Ｐ偏光は第一液晶レンズで偏向を受け、Ｓ偏光は第二液晶レンズ４４４で偏向を受ける。
【０１０９】
上述した構成を有する一眼レフレックスカメラ２００においては、上述したように焦点検出光学系のコンデンサレンズユニット２０４に電気制御により焦点距離可変である液晶レンズ群３２２を適用した。従って、レンズの移動がなく、塵埃の発生がない。また、焦点検出に用いるＮＡの変化を小さくすることができるので、安定した焦点検出精度を得ることができる。
【０１１０】
なお、一眼レフレックスカメラ２００の液晶レンズを適用したコンデンサレンズ２０４に替えて、液体レンズをコンデンサレンズ５００として適用することも可能である。その液体レンズを適用したコンデンサレンズ５００は、図１３の上記液体レンズ拡大図に示すように入射側正レンズ５４１、液晶レンズ（第一の媒質）５４２、液体レンズ（第二の媒質）５４３、射出側正レンズ５４５で構成される。第一の媒質５４２は、第二の媒質５４３より低い。第一の媒質５４２と第二の媒質５４３の境界形状がＡＦセンサ側に凸になるように電圧を印加するとコンデンサレンズとしては実線２４ａに示す状態となる。第一の媒質５４２と第二の媒質５４３の境界形状が撮影レンズ側に凸になるように電圧を印加するとコンデンサレンズとしては波線２４ｂのようになる。
【０１１１】
上述した各実施形態に基づいて、以下の構成を提案することができる。すなわち、
（付記１）
上述した撮影レンズユニットにおいて、上記鏡枠部材には、シャッタおよび該シャッタ駆動部が配されており、また、上記液晶駆動回路は、フレキシブルプリント基板を介して上記透明電極板に接続されており、上記フレキシブルプリント基板には、上記シャッタ駆動部を駆動するためのシャッタ駆動信号パターンが設けられていることを特徴とする撮影レンズユニット。
【０１１２】
（付記２）
上述した撮影レンズユニットにおいて、上記撮像素子と放熱部材とを有する撮像素子支持板を備え、上記撮像素子は、フレキシブルプリント基板を介して上記ユニット枠部材に接続され、上記光軸と直交する方向に電磁駆動や屈曲型超音波駆動等による駆動素子により、撮像素子支持板を撮影レンズの光軸に対して直交するように移動可能に支持されていることを特徴とする撮影レンズユニット。
【０１１３】
この発明は、上記各実施の形態に限ることなく、その他、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で種々の変形を実施し得ることが可能である。さらに、上記各実施形態には、種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件における適宜な組合せにより種々の発明が抽出され得る。
【産業上の利用可能性】
【０１１４】
本発明の撮像レンズユニットは、撮影レンズに適用した液晶レンズの保温を行うことが可能であり、また、入射側または射出側に配置された液晶レンズの光軸をより正確に一致させることが可能な撮影レンズユニットとして利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１１５】
【図１】本発明の第一の実施形態の撮影レンズユニットであるレンズ鏡筒の沈胴状態における光軸上の縦断面図である。
【図２】図１のレンズ鏡筒の撮影可能状態における光軸上の縦断面図である。
【図３】図１のレンズ鏡筒に適用される液晶レンズユニットの断面図である。
【図４】図３の液晶レンズユニットの分解斜視図である。
【図５】図３の液晶レンズユニットにて中枠に液晶レンズを挿入した状態を背面側から見た図である。
【図６】図１のレンズ鏡筒が組み込まれるデジタルカメラの要部の構成を示す配置図である。
【図７】図６のＡ−Ａ断面図であって、レンズ鏡筒側の熱伝導コネクタの断面を示す。
【図８】本発明の第二実施形態の一眼レフレックスカメラの主要構成を示す図である。
【図９】図８のカメラに組み込まれる焦点検出光学系の配置を示す図である。
【図１０】図９の焦点検出光学系における液晶レンズを適用したコンデンサレンズユニットの拡大断面図である。
【図１１】図９の焦点検出光学系に適用される再結像光学系の斜視図である。
【図１２】図８の一眼レフレックスカメラの撮影レンズに回折型液晶レンズを適用した場合の該回折型液晶レンズの動作状態を示す断面図であって、図１２（Ａ）は、上記液晶レンズに電圧を印加しない状態を示し、図１２（Ｂ）は、上記液晶レンズに電圧を印加した状態を示している。
【図１３】図一眼レフレックスカメラのコンデンサレンズの液晶レンズに替えて適用可能な液体レンズの断面図である。
【符号の説明】
【０１１６】
１２ …固定枠支持体（ユニット枠部材）
１４ …撮像素子
３６ …プリント基板（撮像素子基板）
３７ …撮像素子支持板
３８ …露出部（撮像素子支持板の一部）
３８ａ…放熱部（係合部）
５４，３５４…中枠（鏡枠部材）
５４ｆ…凹部
５４ｇ，５４ｈ…位置決め突起（位置決め手段）
５６，３５６…前透明電極板（透明電極板）
６１，３６１…後透明電極板（透明電極板）
６３，３６３…前凸レンズ（光学部材）
６４，３６４…後凸レンズ（光学部材）
６６，３６６…熱伝導コイル
６７，３６７…断熱シート（断熱部材）
７１ …伝熱コネクタ（放熱板係合部）
１３４…液晶表示ユニット
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の透明電極板を備えた液晶レンズを含む撮影レンズと、
上記液晶レンズを内部に保持する鏡枠部材と、
上記鏡枠部材の外周を覆う断熱部材と、
を具備しており、上記鏡枠部材には、上記液晶レンズの透明電極板が上記撮影レンズの光軸および該光軸に対して直交する平面内において上記透明電極板の外周部を上記鏡枠部材に設けた位置決め突起により位置決めする位置決め手段が設けられていることを特徴とする撮影レンズユニット。
【請求項２】
透明電極板は、上記位置決め手段により上記透明電極板の一枚の外周部で位置決めされることを特徴する請求項１記載の撮影レンズユニット。
【請求項３】
さらに、上記撮影レンズを介して取り込まれた被写体像を電気信号に変換する撮像素子と、上記撮像素子に接続されるプリント基板とを具備しており、上記プリント基板上には上記透明電極板に接続される液晶駆動回路が実装されていることを特徴とする請求項１記載の撮影レンズユニット。
【請求項４】
さらに、上記撮像素子は、放熱部材に保持された状態でユニット枠部材に対して上記撮像素子と共に上記光軸と直交する方向に移動可能に支持されており、上記ユニット枠部材には、上記鏡枠部材に設けられた金属線または輪帯板に接続される放熱板係合部と係合可能な係合部が設けられていることを特徴とする請求項１乃至３記載の撮影レンズユニット。
【請求項５】
請求項１記載の撮影レンズユニットと、
液晶表示ユニットと、
を具備することを特徴とするデジタルカメラ。
【請求項６】
上記撮影レンズユニットは、上記デジタルカメラに対して交換可能であり、上記デジタルカメラは、さらに、焦点検出光学系と、ファインダ光学系とを具備しており、上記焦点検出光学系は、液晶レンズを含むコンデンサレンズと該液晶レンズを内部に保持する鏡枠部材とを有していることを特徴とする請求項５記載のデジタルカメラ。
【請求項７】
上記焦点検出光学系は、上記鏡枠部材とカメラ本体との間に介在する断熱部材を有し、さらに、上記液晶レンズの透明電極基板が上記コンデンサレンズの光軸および該光軸に対して直交する平面内において上記鏡枠部材に対して上記鏡枠部材に設けた位置決め突起からなる位置決め手段によって上記透明電極板の外周部を介して位置決めされることを特徴とする請求項６記載のデジタルカメラ。
【請求項１】
複数の透明電極板を備えた液晶レンズを含む撮影レンズと、
上記液晶レンズを内部に保持する鏡枠部材と、
上記鏡枠部材の外周を覆う断熱部材と、
を具備しており、上記鏡枠部材には、上記液晶レンズの透明電極板が上記撮影レンズの光軸および該光軸に対して直交する平面内において上記透明電極板の外周部を上記鏡枠部材に設けた位置決め突起により位置決めする位置決め手段が設けられていることを特徴とする撮影レンズユニット。
【請求項２】
透明電極板は、上記位置決め手段により上記透明電極板の一枚の外周部で位置決めされることを特徴する請求項１記載の撮影レンズユニット。
【請求項３】
さらに、上記撮影レンズを介して取り込まれた被写体像を電気信号に変換する撮像素子と、上記撮像素子に接続されるプリント基板とを具備しており、上記プリント基板上には上記透明電極板に接続される液晶駆動回路が実装されていることを特徴とする請求項１記載の撮影レンズユニット。
【請求項４】
さらに、上記撮像素子は、放熱部材に保持された状態でユニット枠部材に対して上記撮像素子と共に上記光軸と直交する方向に移動可能に支持されており、上記ユニット枠部材には、上記鏡枠部材に設けられた金属線または輪帯板に接続される放熱板係合部と係合可能な係合部が設けられていることを特徴とする請求項１乃至３記載の撮影レンズユニット。
【請求項５】
請求項１記載の撮影レンズユニットと、
液晶表示ユニットと、
を具備することを特徴とするデジタルカメラ。
【請求項６】
上記撮影レンズユニットは、上記デジタルカメラに対して交換可能であり、上記デジタルカメラは、さらに、焦点検出光学系と、ファインダ光学系とを具備しており、上記焦点検出光学系は、液晶レンズを含むコンデンサレンズと該液晶レンズを内部に保持する鏡枠部材とを有していることを特徴とする請求項５記載のデジタルカメラ。
【請求項７】
上記焦点検出光学系は、上記鏡枠部材とカメラ本体との間に介在する断熱部材を有し、さらに、上記液晶レンズの透明電極基板が上記コンデンサレンズの光軸および該光軸に対して直交する平面内において上記鏡枠部材に対して上記鏡枠部材に設けた位置決め突起からなる位置決め手段によって上記透明電極板の外周部を介して位置決めされることを特徴とする請求項６記載のデジタルカメラ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２００９−２１６９４６（Ｐ２００９−２１６９４６Ａ）
【公開日】平成２１年９月２４日（２００９．９．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−６０１９４（Ｐ２００８−６０１９４）
【出願日】平成２０年３月１０日（２００８．３．１０）
【出願人】（５０４３７１９７４）オリンパスイメージング株式会社 (2,647)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年９月２４日（２００９．９．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年３月１０日（２００８．３．１０）
【出願人】（５０４３７１９７４）オリンパスイメージング株式会社 (2,647)
【Ｆターム（参考）】
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