(57)【要約】【課題】燃料電池への酸素の供給を確保したレンズ鏡筒を提供する。【解決手段】レンズ鏡筒２００を、被駆動部材Ｌｆと、被駆動部材Ｌｆを駆動するアクチュエータ部２３０と、アクチュエータ部２３０に供給される電力を発生する燃料電池部２４２と、アクチュエータ部２３０によって被駆動部材Ｌｆと連動して駆動され、酸素含有気体を燃料電池部２４２に供給する気体供給部２５０と、光軸方向に離間して設けられた１対のレンズＬ１，Ｌ２及びこれらをその内径側に収容するレンズ保持筒２７１を有し、その内部に気体供給部２５０から燃料電池部２４２に供給される酸素含有気体が一時的に貯留される気密部Ａが設けられた気体貯留部２７０とを備える構成とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被駆動部材と、
前記被駆動部材を駆動するアクチュエータ部と、
前記アクチュエータ部に供給される電力を発生する燃料電池部と、
前記アクチュエータ部によって前記被駆動部材と連動して駆動され、酸素含有気体を前記燃料電池部に供給する気体供給部と、
光軸方向に離間して設けられた１対のレンズ及び前記１対のレンズをその内径側に収容するレンズ保持筒を有し、その内部に前記気体供給部から前記燃料電池部に供給される前記酸素含有気体が一時的に貯留される気密部が設けられた気体貯留部と
を備えるレンズ鏡筒。
【請求項２】
請求項１に記載のレンズ鏡筒において、
前記気体供給部と前記燃料電池部との間に設けられ、前記酸素含有気体の酸素濃度を向上する酸素富化部を備えること
を特徴とするレンズ鏡筒。
【請求項３】
被駆動部材と、
前記被駆動部材を駆動するアクチュエータ部と、
前記アクチュエータ部に供給される電力を発生する燃料電池部と、
前記アクチュエータ部によって前記被駆動部材と連動して駆動され、酸素含有気体を前記燃料電池部に供給する気体供給部と、
前記気体供給部と前記燃料電池部との間に設けられ、前記酸素含有気体の酸素濃度を向上する酸素富化部と
を備えるレンズ鏡筒。
【請求項４】
請求項２又は請求項３に記載のレンズ鏡筒において、
前記酸素富化部を着脱可能としたこと
を特徴とするレンズ鏡筒。
【請求項５】
請求項２又は請求項３に記載のレンズ鏡筒において、
前記酸素含有気体の供給経路の前記酸素富化部の前記気体供給部側と前記燃料電池部側とを短絡させるバイパス部を備えること
を特徴とするレンズ鏡筒。
【請求項６】
請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載のレンズ鏡筒において、
前記被駆動部材は、その移動によって撮影用光学系の被写体距離を変更するフォーカシング用レンズ群であり、
前記アクチュエータ部は、前記レンズ鏡筒が装着されるカメラボディからの入力信号に基づいて前記フォーカシングレンズ群を駆動する振動アクチュエータであること
を特徴とするレンズ鏡筒。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料電池を備えたレンズ鏡筒に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
レンズ交換式カメラに用いられる交換用レンズ鏡筒は、その内部にオートフォーカス用のアクチュエータや、ブレ補正光学系をシフト方向に駆動して像ブレを低減するブレ補正装置を備えているものがある。
従来、このようなレンズ鏡筒内のアクチュエータを駆動する電源は、カメラボディ側に設けられた電池から供給することが一般的であった。
【０００３】
しかし、レンズ鏡筒は、開放絞り値が大きいレンズや、焦点距離の大きい望遠レンズ等のように、光学系のサイズが大きい場合には、オートフォーカス用等のアクチュエータにも大きな出力が要求され、消費電力が大きくなるが、カメラボディ側から供給可能な電力量は、カメラボディの設計仕様によって制約を受けるから、レンズ鏡筒を設計するうえでネックとなっていた。
【０００４】
これに対し、レンズ鏡筒は、カメラボディ側と独立した電源を設けることが提案されている。例えば、近年、燃料電池の小型化が進んだことから、燃料電池をカメラの電源として用いることが提案されている（例えば、特許文献１）。
【０００５】
燃料電池は、電解質を介して配置された１対の電極に、メタノール等の燃料と酸素とをそれぞれ供給し、化学変化を利用して電力を得るものである。
燃料電池をレンズ鏡筒の電源として内蔵する場合、必要な電力を確保するため、発電に用いられる酸素を、燃料電池に十分に供給することが重要である。
【０００６】
そこで、レンズ鏡筒は、フォーカシングに用いられるアクチュエータの動作に連動して作動する空気圧縮部を備え、その吐出する空気を燃料電池に供給することが検討されている。しかし、この場合にも、例えば、高山や航空機上等で使用する際のように気圧が低く周囲の酸素密度が低い場合や、低温のために燃料電池の効率が低い場合には、燃料電池に必要な酸素量を供給することが困難である。
【特許文献１】特開２００４−８７１５９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の課題は、燃料電池への酸素の供給を確保したレンズ鏡筒を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、以下のような解決手段により、前記課題を解決する。なお、理解を容易にするために、本発明の実施例に対応する符号を付して説明するが、これに限定されるものではない。
【０００９】
請求項１の発明は、被駆動部材（Ｌｆ）と、前記被駆動部材（Ｌｆ）を駆動するアクチュエータ部（２３０）と、前記アクチュエータ部（２３０）に供給される電力を発生する燃料電池部（２４２）と、前記アクチュエータ部（２３０）によって前記被駆動部材（Ｌｆ）と連動して駆動され、酸素含有気体を前記燃料電池部（２４２）に供給する気体供給部（２５０）と、光軸方向に離間して設けられた１対のレンズ（Ｌ１，Ｌ２）及び前記１対のレンズ（Ｌ１，Ｌ２）をその内径側に収容するレンズ保持筒（２７１）を有し、その内部に前記気体供給部（２５０）から前記燃料電池部（２４２）に供給される前記酸素含有気体が一時的に貯留される気密部（Ａ）が設けられた気体貯留部（２７０）とを備えるレンズ鏡筒（２００）である。
請求項２の発明は、請求項１に記載のレンズ鏡筒（２００）において、前記気体供給部（２５０）と前記燃料電池部（２４２）との間に設けられ、前記酸素含有気体の酸素濃度を向上する酸素富化部（２６０）を備えることを特徴とするレンズ鏡筒（２００）である。
【００１０】
請求項３の発明は、被駆動部材（Ｌｆ）と、前記被駆動部材（Ｌｆ）を駆動するアクチュエータ部（２３０）と、前記アクチュエータ部（２３０）によって前記被駆動部材（Ｌｆ）と連動して駆動され、酸素含有気体を前記燃料電池部（２４２）に供給する気体供給部（２５０）と、前記気体供給部（２５０）と前記燃料電池部（２４２）との間に設けられ、前記酸素含有気体の酸素濃度を向上する酸素富化部（２６０）とを備えるレンズ鏡筒である。
【００１１】
請求項４の発明は、請求項２又は請求項３に記載のレンズ鏡筒（２００）において、前記酸素富化部（２６０）を着脱可能としたことを特徴とするレンズ鏡筒（２００）である。
請求項５の発明は、請求項２又は請求項３に記載のレンズ鏡筒（２００）において、前記酸素含有気体の供給経路の前記酸素富化部（２６０）の前記気体供給部（２５０）側と前記燃料電池部（２４２）側とを短絡させるバイパス部を備えることを特徴とするレンズ鏡筒（２００）である。
請求項６の発明は、請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載のレンズ鏡筒（２００）において、前記被駆動部材（Ｌｆ）は、その移動によって撮影用光学系の被写体距離を変更するフォーカシング用レンズ群であり、前記アクチュエータ部（２３０）は、前記レンズ鏡筒が装着されるカメラボディ（１００）からの入力信号に基づいて前記フォーカシングレンズ群（Ｌｆ）を駆動する振動アクチュエータであることを特徴とするレンズ鏡筒（２００）である。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、以下のような効果を奏することができる。
（１）１対のレンズ間に挟まれた気密部が設けられた気体貯留部を備え、ここに気体供給部から吐出された酸素含有気体を貯留するようにしたから、例えば高山等で酸素密度が低い場合等であっても、備蓄された酸素含有気体を消費することによって燃料電池部への酸素の供給を確保することができる。また、気密部をレンズ間に配置することによって、レンズ鏡筒内のスペースを有効に活用することができる。
（２）気体供給部と燃料電池部との間に酸素含有気体中の酸素濃度を向上する酸素富化部を備えているから、仮に酸素含有気体の供給量自体が同じであっても、その中の酸素の分圧を向上して酸素の供給量を確保することができる。
（３）酸素富化部を着脱可能としたから、酸素不足が生じにくい使用条件下ではこれを取り外すことによって、酸素富化部を通過させることに起因する圧力損失を防止することができ、気体供給部の負荷を軽減することができる。
（４）酸素富化部をバイパスするバイパス部を備えたから、酸素不足が生じにくい使用条件下では酸素含有気体が酸素富化部を通過しないようにすることによって、酸素富化部を通過させることに起因する圧力損失を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明は、燃料電池への酸素の供給を確保したレンズ鏡筒を提供するという課題を、同一レンズ群に含まれる１対のレンズ間に配置された気密部を有する空気貯留部を設け、ここに送風部から燃料電池部に供給される空気を貯留し、また、送風部から燃料電池部に供給される空気が通過する酸素富化膜を設けることによって解決する。
【実施例】
【００１４】
以下、図面等を参照して、本発明の実施例をあげて、さらに詳しく説明する。
図１は、本発明を適用したレンズ鏡筒の実施例を含むカメラシステムの構成を示す図である。
カメラシステム１は、ボディ１００と、レンズ鏡筒２００とを備えている。
ボディ１００は、例えば、レンズ交換式のデジタルカメラであって、撮像素子１１０と、カメラＣＰＵ１２０とを備えている。
撮像素子１１０は、例えばＣＣＤ等を有し、レンズ鏡筒２００が結像する被写体像を取得するものである。
カメラＣＰＵ１２０は、カメラシステム１の各機能を統括的に制御するものであり、後述するレンズ鏡筒２００側のレンズＣＰＵと通信可能となっている。
【００１５】
レンズ鏡筒２００は、フォーカシングレンズ群Ｌｆと、レンズＣＰＵ２１０と、ドライバ部２２０と、超音波モータ（ＳＷＭ）２３０と、レンズ側電源部２４０と、送風部２５０と、酸素富化部２６０と、気体貯留部２７０とを備えている。
フォーカシングレンズ群Ｌｆは、レンズ鏡筒２００の図示しない撮影用光学系の一部に含まれるものであり、その光軸方向に沿って移動可能に支持され、この移動によって撮影用光学系の被写体距離を変更するものである。
レンズＣＰＵ２１０は、カメラＣＰＵ１２０からの信号に基づいて、ドライバ部２２０にフォーカシングレンズ群Ｌｆの駆動に関する制御信号を伝達するものである。
ドライバ部２２０は、後述するバッテリ部２４３から電力を供給され、レンズＣＰＵ２１０から入力された制御信号に基づいて、ＳＷＭ２３０に駆動電流を供給するものである。
ＳＷＭ２３０は、フォーカシングレンズ群Ｌｆを駆動する振動アクチュエータであって、その振動の周波数帯域として、超音波域を用いるものである。なお、このＳＷＭ２３０の構成については、後に詳しく説明する。
【００１６】
レンズ側電源部２４０は、燃料貯蔵部２４１と、燃料電池部２４２と、バッテリ部２４３とを備えている。
燃料貯蔵部２４１は、例えばメタノール等の燃料電池部２４２の燃料を貯蔵するものである。
燃料電池部２４２は、電解質を介して設けられた１対の電極を備え、その一方の電極（燃料極）に上述した燃料を供給し、他の電極（酸素極）に、送風部２５０から供給され、酸素を含有する空気を供給することによって、化学変化によって電力を発生するものである。
バッテリ部２４３は、燃料電池部２４２が発電した電力を一時的に蓄積し、ドライバ部２２０の要求する電力を逐次放出するものである。
送風部２５０は、ＳＷＭ２３０によってフォーカシングレンズ群Ｌｆと連動して駆動され、燃料電池部２４２に、その酸素極で消費される空気を供給する空気供給部である。
【００１７】
以下、ＳＷＭ２３０と送風部２５０の詳細について説明する。
図２は、本実施例のレンズ鏡筒のＳＷＭ２３０及び送風部２５０の断面図である。図３は、送風部２５０のIII−III部矢視図である。
ＳＷＭ２３０は、ステータ２３１と、ロータ２３２と、ステータ座２３３と、加圧部材２３４と、ロータホルダ２３５とを備えている。
このＳＷＭ２３０は、レンズ鏡筒２００の鏡胴部の内径側に設けられ、その内径側に撮影用光学系の一部が配置される固定筒２０１の外周面部に装着されている。
【００１８】
ステータ２３１は、例えばステンレス合金等の共振先鋭度が大きい材料によって形成され、その内径側に固定筒２０１が挿入される環状の部材であって、その一方の端面に周方向に沿って周期性をもたせて形成された放射状の溝を有する櫛歯２３１ａが形成され、他方の端面には振動を励起するための圧電体２３１ｂが接合されている。この圧電体２３１ｂは、ステータ２３１の周方向に沿って進行する進行波を励振するものである。
また、ステータ２３１は、固定筒２０１の外周面から突き出した固定ピン２０１ａによって、固定筒２０１に対するその軸周りの回転が防止されている。
ロータ２３２は、ステータ２３１の櫛歯２３１a側の端面に接する環状の部材であって、ステータ２３１によって回転駆動されるものである。
ステータ座２３３は、固定筒２０１の外周面からつば上に突き出した円環板状の部材であり、固定筒２０１の外周面にその周方向に沿って形成されたネジ部に対して、ネジ結合されている。
加圧部材２３４は、ステータ２３１の圧電体２３１ｂ側の端面と、ステータ座２３３との間に設けられ、これらを軸方向に沿って離間させる方向に付勢するバネを備えている。この加圧部材２３４の付勢力によって、ステータ２３１はロータ２３２に押圧される。
ロータホルダ２３５は、ロータ２３２の外径側に設けられた環状の部材であり、フォーカシングレンズ群Ｌｆの図示しない駆動部に接続されたＳＷＭ２３０の出力部である。また、ロータホルダ２３５は、その外周面に、後述する送風部２５０を駆動するフォーク部２３５ａが設けられている。
【００１９】
送風部２５０は、シリンダ２５１と、ピストン２５２と、吸気口２５３，２５４と、排気口２５５，２５６とを備えている。
図３に示すように、シリンダ２５１は、ロータホルダ３５５の外周面に沿って、ロータホルダ３５５の中心と略同心の円弧状に形成されている。また、シリンダ２５１をその径方向に切って見た場合の横断面は、図２に示すように、ロータホルダ２３５の軸方向に対して平行な長辺を有する矩形となっている。シリンダ２５１は、固定筒２０１に対して相対移動しないように固定されている。
ピストン２５２は、シリンダ２５１の内面形状に合わせて形成された先端部２５２ａと、先端部２５２ａとロータホルダ２３５のフォーク部２３５ａとにわたして設けられ、ロータホルダ２３５の中心と略同心の円弧状に形成されたロッド部２５２ｂとを備えている。このピストン２５２は、シリンダ２５１に対して、ロータホルダ２３５の回転に追従してその周方向に沿って往復するものである。
【００２０】
図３において、図３（ａ）は、シリンダ２５１に対して、ピストン２５２を最も抜き出した状態（紙面に向かって時計回りに回転させた状態）を示す図であり、図３（ｂ）は、シリンダ２５１に対してピストン２５２を最も奥深くまで挿入した状態（紙面に向かって半時計回りに回転させた状態）を示す図である。
吸気口２５３，２５４は、シリンダ２５１の側面に設けられ、それぞれシリンダ２５１内に流入する空気のみを通過させる逆流防止弁を備えた開孔であって、それぞれ一端部を大気開放された図示しない管路に接続されている。吸気口２５３，２５４は、それぞれシリンダ２５１の長手方向（円弧の周方向）に沿った両端部に配置されている。
排気口２５５，２５６は、シリンダ２５１の側面に設けられ、それぞれシリンダ２５１から吐出される空気のみを通過させる逆流防止弁を備えた開孔であって、燃料電池部２４２に接続された管路にそれぞれ接続されている。排気口２５５，２５６は、それぞれ吸気口２５３，２５４に隣接して配置されている。
上述した構成を備えることによって、送風部２５０は、ＳＷＭ２３０の回転時にピストン２５２がシリンダ２５１に対してストロークするダブルアクション式のポンプとして機能し、ＳＷＭ２３０の正転・逆転にかかわらず、酸素富化部２６０側に空気を吐出することができる。
【００２１】
酸素富化部２６０は、チャンバ部２６１と、酸素富化膜２６２とを備えている。
チャンバ部２６１は、送風部２５０から吐出された空気が供給される空間部を備えており、送風部２５０のシリンダ２５１に対して光軸方向に配列されている。チャンバ部２６１は、その光軸方向から見た平面形状がシリンダ２５１と略同じであって、かつ、光軸方向にわたって略一定に形成され、シリンダ２５１と一体に形成されている。また、チャンバ部２６１は、そのシリンダ２５１側の壁面部に、送風部２５０から吐出された空気が供給される図示しない開口を備えている。
【００２２】
酸素富化膜２６２は、気体分離膜の一種であり、例えばシリコン系高分子材料によって形成された膜体であって、空気を通過させた場合に、入側よりも出側において酸素の濃度を向上することができるものである。酸素富化膜２６２は、その材料中に空気中の酸素分子及び窒素分子がそれぞれ溶ける速度の違いを利用して上述した酸素の富化を行うものである。例えば、通常空気は約２１％の酸素と実質残部窒素からなるが、出側においてはその酸素濃度は例えば約３２％まで向上される。なお、本明細書において、この酸素富化膜２６２の下流側に存在する酸素濃度が通常の空気よりも向上した酸素含有気体は、通常の空気との区別上「高酸素空気」と称して説明する。
【００２３】
酸素富化膜２６２は、チャンバ部２６１の光軸方向における略中間部に設けられ、チャンバ部２６１内の空間部を光軸方向に２分して区画するように配置されている。酸素富化膜２６２は、光軸に対して略直交して配置され、その外周縁部は全周にわたってチャンバ部２６１の内壁面部に接合されている。
また、チャンバ部２６１は、光軸方向におけるシリンダ２５１とは反対側の面部に、酸素富化膜２６２を通過した後の空気が排出される開口２６１ａが設けられている。
酸素富化膜２６２は、図示しないユーザが必要に応じてレンズ鏡筒２００から取り外すことが可能であり、酸素富化膜２６２を使用しなくても燃料電池部２４２への酸素の供給が不足しない場合は、これを取り外した状態でレンズ鏡筒２００の使用が可能となっている。
【００２４】
気体貯留部２７０は、酸素富化部２６０から吐出された高酸素空気を一時的に貯留し備蓄する圧力容器であって、１対のレンズＬ１、Ｌ２と、可動レンズ枠２７１と、フレキシブルチューブ２７２，２７３を備えている。
レンズＬ１、Ｌ２は、撮影用光学系のズーミング時及びフォーカシング時にその相対位置が変化しない同一のレンズ群内に設けられ、光軸方向に配列されている。
可動レンズ枠２７１は、その内径側にレンズＬ１，Ｌ２が固定される筒状のレンズ支持枠であって、レンズ鏡筒２００の鏡胴部に対して光軸方向に移動可能に支持され、ズーミング時に図示しない駆動機構部によって駆動されるものである。可動レンズ枠２７１の内周面部と、各レンズＬ１，Ｌ２の外周縁部との間には、気密性を有するシーリングが施され、これによってレンズＬ１，Ｌ２間に挟まれかつ可動レンズ枠２７１の内径側に形成される空間部Ａは、レンズ鏡筒２００内の他の部分に対して気密性が備えられている。
【００２５】
フレキシブルチューブ２７２は、酸素富化部２６０のチャンバ部２６１の吐出側の開口２６１ａと、可動レンズ枠２７１の外周面に形成された開口２７１ａとにわたして設けられ、酸素富化部２６０から吐出される高酸素空気を空間部Ａ内に供給するものである。
フレキシブルチューブ２７３は、可動レンズ枠２７１の外周面に形成された他の開口２７１ｂと、レンズ側電源部２４０の燃料電池部２４２の酸素極側とにわたして設けられ、空間部Ａから排出された高酸素空気を燃料電池部２４２に供給するものである。
これらのフレキシブルチューブ２７２，２７３は、可撓性を有する材料によって形成され、可動レンズ枠２７１が移動した場合に、レンズ鏡筒２００の鏡胴部に対する変位をその変形によって吸収するようになっている。
【００２６】
以上のように、本実施例によれば以下の効果を奏することができる。
（１）燃料電池部２４２に供給される高酸素空気（酸素含有気体）が貯留される気密部Ａを有する気体貯留部２７０を設けたから、例えば、高山等の酸素密度が低い環境で使用する場合であっても、気体貯留部２７０内に備蓄された高酸素空気を消費することによって、燃料電池部２４２への酸素の供給を確保することができる。また、低温時等のように燃料電池部２４２の効率が低くなる環境で使用する場合にも、気体貯留部２７０内の酸素を利用することによって、燃料電池２４２の出力を向上させることができる。
（２）送風部２５０から吐出された空気中の酸素濃度を向上する酸素富化部２６０を備えているから、仮に送風部２５０の吐出量が同じ場合であっても、より多くの酸素を燃料電池部２４２に供給することができる。
（３）酸素富化部２６０の酸素富化膜２６２をレンズ鏡筒２００から着脱可能としたから、例えば低地でありかつ温度も比較的高い場合のように、酸素の供給不足が生じにくい使用条件においては、酸素富化膜２６２を取り外すことによって、酸素富化膜２６２において生ずる圧力損失をなくし、送風部２５０の負荷を軽減することができる。
【００２７】
（変形例）
なお、本発明は、上述した実施例によって限定されるものではなく、種々の変形や変更が可能であって、それらも本発明の均等の範囲内である。
（１）実施例は酸素富化部の酸素富化膜を取り外し可能としたが、これに代えて、酸素富化部の空気供給部（送風部）側と燃料電池部側とを短絡されるバイパス管路を設けて、使用条件に応じてバイパス管路のオンオフを切り替えるようにしてもよい。例えば、レンズ鏡筒の外部等にバイパス管路のオンオフを切り換える操作部を設けて、ユーザの手動によって切換可能としてもよい。また、レンズ鏡筒に気圧センサや温度センサを設けて、その出力に応じて自動的に切り換えるようにしてもよく、例えば気圧が低い場合や低温の場合には酸素富化部を利用するようにしてもよい。
（２）空気供給部の構成は実施例のものに限らず、公知の軸流式、遠心式、容積式の圧縮部を有するものであればよい。
（３）実施例は燃料電池部が発生した電力を、フォーカシングレンズを駆動するアクチュエータの動力としているが、これに限らず、例えば、ブレ補正装置や、レンズ内絞り駆動部等の動力として用いてもよい。
（４）実施例は燃料としてメタノールを用いる燃料電池部を備えるものであるが、他の燃料を直接又は公知の改質処理を施して用いるものであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明を適用したレンズ鏡筒の実施例を含むカメラシステムの構成を示すブロック図である。
【図２】図１のカメラシステムのＳＷＭ及び送風部の構成を示す断面図である。
【図３】図２の送風部のIII−III部矢視図である。
【符号の説明】
【００２９】
１００    ボディ
２００    レンズ鏡筒
２１０    レンズＣＰＵ
２２０    ドライバ部
２３０    超音波モータ（ＳＷＭ）
２４０    レンズ側電源部
２４１    燃料貯蔵部
２４２    燃料電池部
２４３    バッテリ部
２５０    送風部
２６０    酸素富化部
２６２    酸素富化膜
２７０    気体貯留部
Ｌｆ    フォーカシングレンズ群
Ｌ１，Ｌ２    レンズ
【図１】
2006276210.tif 000003
【図２】
2006276210.tif 000004
【図３】
2006276210.tif 000005