(57)【要約】【課題】ダイレクト駆動による直進フォーカスレンズ群の移動に対し、駆動源の追加をせずに、可動フレアカット絞りをフォーカスレンズ群の移動とは異なる、画質が向上する軌跡で移動する構造を提供すること。【解決手段】駆動源から直接直進駆動されたフォーカスレンズ移動群と、可動フレアカット絞りを、フォーカスレンズ群と可動フレアカット絞りに連動機構で連結する事で、光軸方向に連動して可動フレアカット絞りをフォーカスレンズ群に対し、最適位置に連動して動かす。【選択図】図１
2020034804.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光軸方向に移動可能なフォーカスレンズ移動群と、
フォーカスレンズ移動群を直接直進駆動する駆動部と、
画質を低下させる不要光を遮光し光軸方向に移動可能な可動フレアカット絞りと
フォーカスレンズ移動群と可動フレアカット絞りの光軸方向の移動を連動する連動機構を具備し、
フォーカスレンズ移動群の移動により、連動機構を介して可動フレアカット絞りが、移動するとを特徴とする光学装置。
【請求項２】
フォーカスレンズ移動群を駆動する駆動部は、スクリューネジとそれに噛み合うラックで直接直進駆動されることを特徴とする請求項１に記載の光学装置。
【請求項３】
フォーカスレンズ移動群を駆動する駆動部は、超音波モータにより直接直進駆動されることを特徴とする請求項１に記載の光学装置。
【請求項４】
フォーカスレンズ移動群を駆動する駆動部は、ボイスコイルモータにより直接直進駆動されることを特徴とする請求項１に記載の光学装置。
【請求項５】
フォーカスレンズ移動群は、１本以上のガイドバーに嵌合して、光軸方向に移動可能に保持されていることを特徴とする請求項１に記載の光学装置。
【請求項６】
連動機構は、フォーカスレンズ移動群に対し、可動フレアカット絞りの移動軌跡が異なることを特徴とする請求項１に記載の光学装置。
【請求項７】
連動機構は、フォーカスレンズ移動群に対し、可動フレアカット絞りの移動軌跡が拡大された軌跡となることを特徴とする請求項６に記載の光学装置。
【請求項８】
連動機構は、フォーカスレンズ移動群に対し、可動フレアカット絞りの移動軌跡が縮小された軌跡となることを特徴とする請求項６に記載の光学装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、デジタルカメラやビデオカメラ等の光学機器に関し、特に合焦時の光学性能の改善に関する。
【背景技術】
【０００２】
デジタルカメラやビデオカメラ等の光学機器に使用される撮影レンズは、合焦時の繰り出し量の多い場合、光学性能が劣化すると言う問題点が有った。その問題点の改善策の一例として、合焦の為に移動する合焦レンズの近傍に可動フレアカット絞りを備え、前記可動フレアカット絞りは合焦レンズの移動に合わせて移動する事のみ提案がされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第３４０４８６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１では、光学的な改善提案のみしかされていない。例えば合焦レンズの近傍に可動フレアカット絞りを備えて、合焦レンズの合焦位置への移動と共に、可動フレア絞りを移動する事が提案されている。但し、それを実現する機構的手段として、カム機構やヘリコイド、バネ等を使用等の文面のみの記載で、実現可能な構造の提案は無かった。また近年のステッピングモータを使用したフォーカスレンズ群の直接直進駆動による、高速合焦駆動レンズが増えて来た状況を踏まえる必要が有った。そこで大幅なコストアップとなる駆動源を追加する事無く、直接直進駆動のフォーカスレンズ群に於いて、上記の光学性能を改善する最適関係位置に可動フレアカット絞りを移動可能とする事を実現する構造が必要であった。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するために、本発明に係る光学装置は、
合焦時に駆動源から直接直進駆動されたフォーカスレンズ移動群と、光軸方向に移動可能に保持されたフレアカット絞りを、連動機構で連結する。これによりフォーカスレンズ群と光軸方向に連動してフレアカット絞りを、光学性能が最適に改善する位置に設定して動かすことを可能とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明に係る光学装置によれば、円筒形のカム環等の高額な部品を使用せずに、前記の問題の解決が可能で有る。ステッピングモータによる直接直進駆動のフォーカスレンズ群の光軸方向の移動により、同じく光軸方向に移動可能な可動フレアカット絞りを、フォーカスレンズ群の移動に連動して不要光束の最適カット位置に移動する事が可能と成る。特に至近距離の短いレンズのフォーカスレンズ移動群の移動ストロークの大きいレンズの場合に、各移動位置による不要光束の最適カットによる画質の向上、特に周辺画質向上に効果を上げる事ができる。これにより別駆動源の追加も必要無く、ダイレクト直進駆動のフォーカスレンズ群による高速合焦駆動レンズの特性は、そのままに画質を向上させる事が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】第１実施例のフォーカスレンズ群と可動フレアカット絞りの連動構造を示した図
【図２】第１実施例の光学部近傍の断面図
【図３】第２実施例のフォーカスレンズ群と可動フレアカット絞りの連動構造を示した図
【図４】第３実施例のフォーカスレンズ群と可動フレアカット絞りの連動構造を示した図
【図５】第３実施例の固定部カム溝形状と連動ピン付きリング単体の図
【図６】光学配置図  （Ａ）全系図、（Ｂ）フォーカス部無限状態図、（Ｃ）フォーカス式状態図
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下に、本発明の好ましい実施の形態を、添付の図面に基づいて詳細に説明する。
【実施例１】
【０００９】
まず、図１と図２を参照して、本発明の第１の実施例を説明する。
【００１０】
図１において、フォーカスレンズ移動群Ａ１０１はガイドバーＡ１０３に嵌合保持され、ガイドバーＢ１０４によってガイドバーＡ１０３の軸回りの回転を規制し、光軸方向に直線移動可能に保持されている。可動フレアカット絞りＡ１０２はガイドバーＣ１０５に嵌合保持され、ガイドバーＢ１０４によってガイドバーＣ１０５の軸回りの回転を規制し、光軸方向に直線移動可能に保持されている。連動プレート１０９は回転中心段ビス１１２によって不図示の固定部に回転可能に保持されている。連動プレート１０９の長溝部Ａ１１４にフォーカスレンズ移動群Ａ１０１に固定された連動コロＡ１１０が嵌合している。
【００１１】
また、長溝部Ｂ１１５に可動フレアカット絞りＡ１０２に固定された連動コロＢ１１１が嵌合している。フォーカスレンズ移動群Ａ１０１には、可動群ラック１０６により、不図示のＡＦモータの回転軸である送りネジ１０８とネジ嵌合している。ＡＦモータの回転駆動により送りネジ１０８が回転することで可動群ラック１０６が光軸方向に移動する駆動力が発生し、フォーカスレンズ移動群Ａ１０１が光軸方向前後に移動する。これにより、フォーカスレンズ移動群Ａ１０１に固定された連動コロＡ１１０により、連動プレート１０９が回転中心段ビス１１２を中心に回転する。連動プレート１０９が回転中心段ビス１１２を中心に回転する事で、長溝部Ｂ１１５が連動コロＢ１１１を押す事になり、可動フレアカット絞りＡ１０２が、同じく光軸方向に移動する。
【００１２】
この時、回転中心段ビス１１２の位置から連動コロＡ１１０の距離と、回転中心段ビス１１２の位置から連動コロＢ１１１の距離が異なる為、フォーカスレンズ移動群Ａ１０１と可動フレアカット絞りＡ１０２は、その距離の違いで移動距離が異なる。この例では、フォーカスレンズ移動群Ａ１０１の移動量より、可動フレアカット絞りＡ１０２の移動量の方が大きく動く事に成る。
【００１３】
図２は、フォーカスレンズ移動群Ａ１０１と可動フレアカット絞りＡ１０２の光学部近傍の断面を示している。フォーカスレンズ移動群Ａ１０１には、光学系の第５レンズ５０５が保持されていて、可動フレアカット絞りＡ１０２には、フレアカット絞り部１１６が設けられている。前記により、フォーカスレンズ移動群Ａ１０１が不図示のＡＦモータの駆動により、光軸方向前後に移動する事に連動して、可動フレアカット絞りＡ１０２が、光軸方向前後にフォーカスレンズ移動群Ａ１０１とは、異なる移動量で移動する事が解る。
【実施例２】
【００１４】
別な実施例２について図３を参照して説明する。
【００１５】
フォーカスレンズ移動群Ｂ２０１と可動フレアカット絞りＢ２０２は、実施例１と同様に、ガイドバーＡ１０３、ガイドバーＢ１０４、ガイドバーＣ１０５の３本のガイドバーで各々光軸方向に直進移動可能に保持されている。また、フォーカスレンズ移動群Ｂ２０１は、同じく不図示のＡＦモータの回転軸である送りネジ１０８とネジ嵌合している。
【００１６】
ＡＦモータの回転駆動によりフォーカスレンズ移動群Ｂ２０１は、光軸方向前後に移動する。フォーカスレンズ移動群Ｂ２０１と可動フレアカット絞りＢ２０２は、連動２段ギヤ２０３によって、光軸方向前後の移動が連動されている。フォーカスレンズ移動群Ｂ２０１に一体的に設けられたラックギヤ部Ａ２０５と、連動２段ギヤ２０３がギヤ連動して噛み合っている。連動２段ギヤ２０３は、不図示の固定部にその回転軸が保持され、定点位置で回転可能に保持されている。連動２段ギヤ２０３は、可動フレアカット絞りＢ２０２に一体的に設けられたラックギヤ部Ｂ２０６とギヤ連動して噛み合っている。
【００１７】
この状態で不図示のＡＦモータの駆動により、フォーカスレンズ移動群Ｂ２０１が光軸方向前後に移動すると、フォーカスレンズ移動群Ｂ２０１と一体的に設けられたラックギヤ部Ａ２０５により、連動２段ギヤ２０３が回転を行う。前記連動２段ギヤ２０３が回転すると、可動フレアカット絞りＢ２０２と一体的に設けられたラックギヤ部Ｂ２０６が連動２段ギヤ２０３により、光軸方向に移動する力が連動され、可動フレアカット絞りＢ２０２が光軸方向前後に移動する。
【００１８】
この実施例では、連動２段ギヤ２０３のギヤ部２０３ａに対しギヤ部２０３ｂの方が歯数が多く、ギヤ径が大きい。その為フォーカスレンズ移動群Ｂ２０１の移動量より、可動フレアカット絞りＢ２０２の移動量の方が大きく動く事に成る。
【実施例３】
【００１９】
別な実施例３について図４と図５を参照して説明する。
【００２０】
フォーカス移動レンズ群Ｃ３０１と可動フレアカット絞りＣ３０２は、実施例１と同様に、ガイドバーＡ１０３、ガイドバーＢ１０４、ガイドバーＣ１０５の３本のガイドバーで各々光軸方向に直進移動可能に保持されている。また、フォーカス移動レンズ群Ｃ３０１は、同じく不図示のＡＦモータの回転軸である送りネジ１０８とネジ嵌合している。
【００２１】
ＡＦモータの回転駆動によりフォーカス移動レンズ群Ｃ３０１は、光軸方向前後に移動する。フォーカス移動レンズ群Ｃ３０１と可動フレアカット絞りＣ３０２は、連動ピン付きリング３０３によって、光軸方向の移動が連動されている。フォーカス移動レンズ群Ｃ３０１に対し、光軸方向に一定位置に固定されフォーカス移動レンズ群Ｃ３０１のガイド部に回転可能に保持されている連動ピン付きリング３０３が設けてある。
【００２２】
連動ピン付きリング３０３には、２つの連動ピンが有り（図５を参照）、連動ピンＡ３０６は、不図示の固定部に設けられたカム部図５（Ａ）の固定カム溝部３０４に嵌合している。固定部に設けられたカム部は、図５（Ａ）に示すカム軌跡をしている。フォーカス移動レンズ群Ｃ３０１が光軸方向前後に移動する事で、連動ピン付きリング３０３が、ガイド部に対し回転する。
【００２３】
連動ピンＢ３０７は、可動フレアカット絞りＣ３０２に一体的に設けられた連動用凸部３０８のリード付きカム溝部３０５に嵌合している。図５（Ｂ）で示すように、連動ピン付きリング３０３に一体的に設けられた２つの連動ピンは、各々連動ピンＡ３０６は固定カム溝部３０４に嵌合している。連動ピンＢ３０７は可動フレアカット絞りＣ３０２に一体的に設けられたリード付きカム溝部３０５に嵌合している。
【００２４】
図５（Ａ）は、紙面上の上方向が被写体側、下方向がピント面側で有る。３０６ａが無限状態時の連動ピンＡ３０６の位置を表し、３０６ｂが至近状態の連動ピンＡ３０６の位置を表している。前記フォーカス移動レンズ群Ｃ３０１の光軸方向前後の移動により、連動ピン付きリング３０３がガイド部に対し回転する。それにより可動フレアカット絞りＣ３０２に設けられたリード付きカム溝部３０５のリード分だけ、フォーカス移動レンズ群Ｃ３０１の移動に対し、可動フレアカット絞りＣ３０２の移動が増減され連動移動する。この例では、フォーカス移動レンズ群Ｃ３０１の移動量より、可動フレアカット絞りＣ３０２の移動量の方が大きく動く事に成る。
【００２５】
図６は、光学系の配置を示す。
【００２６】
図６（Ａ）は、全系の光学配置図を表していて無限距離を撮影時の配置で有る。被写体側より第１レンズ５０１、第２レンズ５０２、第３レンズ５０３、第４レンズ５０４、第５レンズ５０５、第６レンズ５０６であり、光量調整装置で有る絞り５０７と、フォーカスレンズで有る第５レンズ５０５を含んでいる。
【００２７】
図６（Ｂ）は、第４レンズ５０４以降からピント面までの図で、フォーカスレンズで有る第５レンズ５０５からピント面までの周辺光線を記載している。図６（Ｃ）は、同じく第４レンズ５０４以降からピント面までの図で、図６（Ａ）、（Ｂ）と異なり、至近距離撮影時の配置を示している。この時フレアカット用の可動絞りＡ５０８ａの位置は、図６（Ｂ）と比較して第５レンズ５０５からの距離は同一距離で有る。この場合、周辺画質への性能劣化の原因で有る不要光の斜光束をカットする事が出来ない。可動絞りＢ５０８ｂの位置では、周辺への性能劣化の原因で有る不要光の斜光束をカットする事が出来る。その為には、第５レンズ５０５からのフレアカット用の位置を無限距離撮影時の位置と変化させる事が必要と成る事が解る。
【００２８】
今回示した実施例１，２，３では、フォーカスレンズ移動群の駆動は、送りネジとラックの噛み合いで、ダイレクトに直進駆動する構造を示しているが、フォーカスレンズ群の駆動は、超音波リニア駆動モータでも当然同様に可能である。また、ボイスコイルモータ（ＶＣＭ）でも、可能で有る。
【００２９】
今回示した実施例１、２，３では、フォーカス群の移動量に対し、フレアカット絞りの移動量を、フォーカス群の移動量に対し、フレアカット絞りの移動量の方が大きい事例を示したが、光学配置により逆の場合が最適な場合も有る。その場合は、連動機構の接続を変えてフォーカス群の移動量が大きく成る様に設定する事は、容易に可能である。
【００３０】
通常、フレアカット絞りの位置精度より、フォーカスレンズ群の位置の方が精度高く停止させる必要が有る。フォーカスレンズ群をダイレクト駆動源で駆動するのが一般的では有るが、フレアカット絞りの移動量が大きく、それを縮小してフォーカスレンズ群の移動に連動する場合は、別でも良い。フレアカット絞りをダイレクト駆動源で駆動して、連動機構でフォーカスレンズ群を移動させる事も可能である。この場合、連動機構部のガタが影響され易い為、ガタを極力小さくする工夫が必要である。または、ガタ取り用に片寄せバネを追加するなど必要と成る場合が有る。
【符号の説明】
【００３１】
１０１  フォーカスレンズ移動群Ａ、１０２  可動フレアカット絞りＡ、
１０３  ガイドバーＡ、１０４  ガイドバーＢ、１０５  ガイドバーＣ、
１０６  可動群ラック、１０８  送りネジ、１０９  連動プレート、
１１０  連動コロＡ、１１１  連動コロＢ、１１２  回転中心段ビス、
１１４  長溝部Ａ、１１５  長溝部Ｂ、１１６  フレアカット絞り部、
２０１  フォーカスレンズ移動群Ｂ、２０２  可動フレアカット絞りＢ、
２０３  連動２段ギヤ、２０５  ラックギヤ部Ａ、２０６  ラックギヤ部Ｂ、
３０１  フォーカス移動レンズ群Ｃ、３０２  可動フレアカット絞りＣ、
３０３  連動ピン付きリング、３０４  固定カム溝部、
３０５  リード付きカム溝部、３０６  連動ピンＡ、３０７  連動ピンＢ、
３０８  連動用凸部、５０１  第１レンズ、５０２  第２レンズ、５０３  第３レンズ、
５０４  第４レンズ、５０５  第５レンズ、５０６  第６レンズ、５０７  絞り、
５０８ａ  可動絞りＡ、５０８ｂ  可動絞りＢ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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