(57)【要約】【課題】一つの駆動手段にフォーカスレンズの駆動と絞り羽根の駆動とを兼ねさせることによって、小型化、ローコスト化を図るようにしたレンズ鏡筒および光学機器を提供する。【解決手段】被写体に対して焦点位置を調整するためのフォーカスレンズ１０１ｄと、光量調整するための絞り羽根と、前記フォーカスレンズを駆動するとともに前記絞り羽根を駆動する駆動手段（１０５ａ、１０９、１１０ａ）と、を備え、前記焦点位置または被写体距離に対応させて光量を調整可能に構成する。【選択図】            図１
2006259262.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被写体に対して焦点位置を調整するためのフォーカスレンズと、光量調整するための絞り羽根と、前記フォーカスレンズを駆動するとともに前記絞り羽根を駆動する駆動手段と、を備え、前記焦点位置または被写体距離に対応させて光量調整を可能としたことを特徴とするレンズ鏡筒。
【請求項２】
前記絞り羽根を駆動するための風車部材から光軸方向に突出し、複数の段差面を有する突出部と、
前記フォーカスレンズの保持部材に設けられた当接部と、
前記突出部に前記当接部を当接させて付勢する弾性部材と、を備え、
前記当接部に当接する前記突出部の段差面を変えることで、前記フォーカスレンズを前記光軸方向に駆動して焦点位置を調整することを特徴とする請求項１に記載のレンズ鏡筒。
【請求項３】
前記突出部は、前記光軸方向に変位しない複数の平面部と、前記複数の平面部を結ぶ傾斜部と、を有することを特徴とする請求項２に記載のレンズ鏡筒。
【請求項４】
前記風車部材には、前記突出部の段差面により規定される前記焦点位置に対応して、前記絞り羽根による開口径を調整するカム部材が形成されていることを特徴とする請求項２または３に記載のレンズ鏡筒。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載のレンズ鏡筒を備えることを特徴とする光学機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レンズ鏡筒および光学機器に関するものであり、特にビデオカメラ等の撮像装置におけるフォーカスレンズ群と絞り装置等を備えたレンズ鏡筒および光学機器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、ビデオカメラ用のズームレンズとして、被写体側から順に固定の凸、可動の凹、固定の凸、可動の凸の４つのレンズ群から構成されるものが最も良く知られている。勿論この構成以外にも、種々のレンズ構成のズームレンズが知られているのは言うまでもない。
このような最も一般的な４群構成からなるレンズ駆動装置は、特許文献１にも示されているように、例えば図４のように構成されている。
図４において、２０１ａ〜２０１ｄはズームレンズを構成する４つのレンズ群であり、これら４つのレンズ群２０１ａ〜２０１ｄは、固定された前玉レンズ２０１ａ、光軸に沿って移動することで変倍動作を行うバリエーターレンズ群２０１ｂ、固定されたアフォーカルレンズ２０１ｃ、及び光軸に沿って移動することで変倍時の焦点面維持と焦点合わせを行うフォーカスレンズ群２０１ｄで構成されている。
【０００３】
２０３及び２０４ａ、２０４ｂはガイドバーであり、２０６はＤＣモーターである。ガイドバー２０３及び２０４ａ、２０４ｂは光軸２０５と平行に配置され、移動するレンズ群の案内および回り止めを行うＤＣモーター２０６はバリエーターレンズ群２０１ｂを移動させる駆動源となる。尚、この図ではこのバリエーターレンズ群の駆動源としてＤＣモーターを用いているが、後述するフォーカシングレンズ移動のための駆動源と同様にステップモーターを用いても構わない。  バリエーターレンズ群２０１ｂは保持枠２１１に保持されている。この保持枠２１１は押圧ばね２０９とこの押圧ばね２０９の力でスクリュー棒２０８に形成されたスクリュー溝２０８ａに係合するボール２１０とを有している。このためモーターによって出力軸２０６ａ、ギア列２０７を介してスクリュー棒２０８を回転駆動することにより、保持枠２１１はガイドバー２０３に沿って光軸方向に移動する。
フォーカスレンズ群２０１ｄは保持枠２１４に保持されている。保持枠２１４のスリーブ部（ガイドバーに嵌合して案内を形成する部分）にはねじ部材２１３が光軸方向に保持枠と一体的となる様に組付けられており、このねじ部材２１３はステップモーター２１２を回転させることにより、その出力軸２１２ａが回転し、この出力軸２１２ａに形成されたおねじ部とねじ部材２１３に形成されためねじ部もしくはラック部がこの回転に連動することで、保持枠２１４をガイドバー２０４ａ、２０４ｂに沿って光軸方向に移動させることができる。
【０００４】
前述した様に、このステップモーターによる連動機構は、バリエーター駆動機構として構成しても構わない。又、この様なステップモーターを用いてレンズ群を移動させる場合に、移動するレンズ群の光軸方向の絶対位置を検出するために不図示のフォトインタラプタと移動枠に一体的に設けられた遮光壁により移動枠の光軸方向の一つの基準位置を検出可能にしておけば、この基準位置に保持枠を配置した後に、以降ステップモーターに与える駆動ステップ数を連続的にカウントすることにより保持枠の絶対位置を検出する位置検出手段を構成することが可能となる。
【０００５】
図５は、上記した図４に示す従来のレンズ駆動装置を備えた撮像装置のカメラ本体における駆動制御の構成を示すブロック図である。
図において上記図４と同一符番の構成要素は同じ機能を有する。
２２１はＣＣＤ等の固体撮像素子、２２２はバリエーターレンズ群２０１ｂの駆動源であり、図４のモーター２０６、モーター２０６と連動するギア列、スクリュー棒２０８等を含む。あるいは図４のフォーカスレンズ群の駆動と同様ステップモーター等で構成される。２２３はフォーカスレンズ群２０１ｄの駆動源でありステップモーターとおねじを形成したその出力軸、保持枠と光軸方向に一体的に設けられたねじ部材２１３等を含む。
２２４は絞り駆動源である。２２５はズームエンコーダー、２２７はフォーカスエンコーダーである。これらのエンコーダーはそれぞれバリエーターレンズ、フォーカシングレンズの光軸方向の絶対位置を検出する。図４の様にバリエーター駆動源にＤＣモーターを用いる様な場合には（図４では不図示だが）ボリューム等の絶対位置エンコーダーを用いる。あるいは磁気式のものでも構わない。
また、駆動源にステップモーターを用いる場合には前述した通りの基準位置に保持枠を配置してから、ステップモーターに入力する動作パルス数を連続してカウントする方法が一般的である。
【０００６】
２２６は絞りエンコーダーであり、絞り駆動源であるメーターの内部にホール素子を配置し、ローターとステーターの回転位置関係を検出する方式のものなどが知られている。
２２８はカメラ信号処理回路であり、ＣＣＤの出力に対して所定の増幅やガンマ補正などを施す。これらの所定の処理を受けた映像信号のコントラスト信号はＡＥゲート２２９、ＡＦゲート２３０を通過する。即ち、露出決定及びピント合わせのために最適な信号取り出し範囲が全画面内のうちこのゲートで設定される。このゲートの大きさは可変であったり、複数設けられる場合もあるが、ここでは簡単のためにその詳細は記述しない。
２３１はＡＦ（オートフォーカス）のためのＡＦ信号処理回路であり、映像信号の高周波成分に関する一つもしくは複数の出力を生成する。２３３はズームスイッチ、２３４はズームトラッキングメモリであり、変倍に際して被写体距離とバリエーターレンズ位置に応じてとるべきフォーカシングレンズ位置の情報を記憶する。尚、ズームトラッキングメモリとしてはＣＰＵ内のメモリを使用してもよい。
【０００７】
２３２はＣＰＵである。例えば撮影者によりズームスイッチ２３３が操作されると、ＣＰＵ２３２はズームトラッキングメモリ２３４の情報をもとに算出したバリエーターとフォーカシングレンズの所定の位置関係が保たれるように、ズームエンコーダー２２５の検出結果となる現在のバリエーターの光軸方向の絶対位置と算出されたバリエーターのあるべき位置、フォーカスエンコーダー２２７の検出結果となる現在のフォーカスレンズの光軸方向の絶対位置と算出されたフォーカスレンズのあるべき位置、がそれぞれ一致するように、ズーム駆動源２２２とフォーカシング駆動源２２３を駆動制御するものである。
また、オートフォーカス動作ではＡＦ信号処理回路２３１の出力がピークを示すように、ＣＰＵ２３２はフォーカシング駆動源２２３を駆動制御する。
さらに、適正露出を得る為にＣＰＵ２３２はＡＥゲート２２９を通過したＹ信号の出力の平均値が所定値となるように、絞りエンコーダー２２６の出力がこの所定値となるように、絞り駆動源２２４を駆動制御して開口径をコントロールするものである。又絞り駆動源２２４をステッピングモーターとして、絞りエンコーダー２２６を排除してオープンループにて絞り制御する事も可能である。
【特許文献１】特開２００３−３２９９１２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、近年においては撮影レンズには小型化、ローコスト化が求められてきている。
しかしながら、従来からビデオカメラ用のズームレンズとして最も多く用いられている光学タイプである、被写体側から順に固定の凸、可動の凹、固定の凸、可動の凸の４つのレンズ群から構成される光学タイプにおいては、各移動レンズ群及び絞り装置を駆動するために、変倍レンズ駆動用、フォーカスレンズ駆動用、絞り駆動用とそれぞれに対して駆動用のアクチェーターを必要としていたことから、これら３つのアクチェーターのスペースにより大型化、コストアップ等を招いていた。
【０００９】
本発明は、上記課題に鑑み、一つの駆動手段にフォーカスレンズの駆動と絞り羽根の駆動とを兼ねさせることによって、小型化、ローコスト化を図るようにしたレンズ鏡筒および光学機器を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、以下のように構成したレンズ鏡筒および光学機器を提供するものである。
すなわち、本発明のレンズ鏡筒は、被写体に対して焦点位置を調整するためのフォーカスレンズと、光量調整するための絞り羽根と、前記フォーカスレンズを駆動するとともに前記絞り羽根を駆動する駆動手段と、を備え、前記焦点位置または被写体距離に対応させて光量調整を可能としたことを特徴としている。
また、本発明の光学機器は、上記したレンズ鏡筒を備えることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、上記課題に鑑み、一つの駆動手段にフォーカスレンズの駆動と絞り羽根の駆動とを兼ねさせることによって、小型化、ローコスト化を図るようにしたレンズ鏡筒および光学機器を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明は、上記構成により本発明の課題を達成することができるが、本発明の実施の形態においては、このレンズ鏡筒を、具体的には、前記絞り羽根を駆動するための風車部材から光軸方向に突出し、複数の段差面を有する突出部と、前記フォーカスレンズの保持部材に設けられた当接部と、前記突出部に前記当接部を当接させて付勢する弾性部材と、を備え、前記当接部に当接する前記突出部の段差面を変えることで、前記フォーカスレンズを前記光軸方向に駆動して焦点位置を調整するように構成することができる。
また、前記突出部は、前記光軸方向に変位しない複数の平面部と、前記複数の平面部を結ぶ傾斜部により構成し、その際、前記風車部材には、前記突出部の段差面により規定される前記焦点位置に対応して、前記絞り羽根による開口径を調整するカム部材を形成する構成を採ることができる。
【００１３】
このような本実施の形態によれば、１つの駆動源により絞り駆動、フォーカス駆動を可能とし、スペースの最小化、コストダウンを図ることが可能となる。
また、被写体深度の深い広角側においては、深度内となるように絞りを固定することで、省電力化を図るように構成することができ、また被写体深度の浅い望遠側においては、適宜最適深度となるように、開放から小絞りまでを制御可能に構成することで、小型化、ローコスト化、省電力化を図ることが可能となる。
【実施例】
【００１４】
以下、本発明の実施例について説明する。
本発明の実施例においては、上記した本発明を適用してビデオカメラ用ズームレンズのレンズ鏡筒を構成した。
図１に、本実施例におけるビデオカメラ用ズームレンズのレンズ鏡筒の断面図を示す。
図１において、１０１ａは固定された前玉レンズを構成する第一レンズ群であり、１０１ｂは光軸に沿って移動することで変倍動作を行う変倍レンズ群である。また、１０１ｃは固定されたアフォーカルレンズ群であり、１０１ｄは軸に沿って移動することで変倍時の焦点面維持と焦点合わせを行うフォーカスレンズ群である。
また、１０２は第一レンズ群を保持する固定鏡筒、１０３は変倍レンズ群を保持するＶ移動環、１０４はアフォーカルレンズ枠、１０５はフォーカス移動環、１０６は後部鏡筒、１０７は絞り装置である。
Ｖ移動環１０３およびフォーカス移動環１０５はガイドバーにより光軸方向に進退可能に保持されている。
【００１５】
フォーカス移動環１０５を保持するガイドバー１０８には、コイルスプリング１０９が配設され、フォーカス移動環１０５を常に一方向に付勢している。
フォーカス移動環１０５の付勢方向にはカムフォロワー１０５ａが施されており、絞り装置の風車１１０に設けられた光軸方向に伸びる突出面１１０ａに、コイルスプリング１０９の付勢力により常に当接している。その結果、フォーカス移動環の光軸方向の位置は、カムフォロワー１０５ａの突出面１１０ａへの当接により位置決定される。
【００１６】
図２に本実施例の絞り装置の突出部における平面部の外観図を、また図３に絞り装置の構成を示す。
これらの図において、絞り装置の駆動部１１１の出力軸にはピニオンギア１１２が圧入固定され、風車１１０の外径に施されたギア部１１０ｂと噛み合い風車は回転駆動される。
羽根１１３ａ、１１３ｂには羽根ダボ１１４ａ、１１４ｂが羽根毎に加締め固定されている。羽根ダボ１１４ａは風車に施された絞りカム１１５に、羽根ダボ１１４ｂは羽根押さえ板金にそれぞれ勘装されることで、風車の回転に伴い、羽根は開放からクローズまで変位する。
図２に示されているように、風車１１０に設けられた突出面には２箇所の光軸方向に変位しない平面部１１０ｃと１１０ｅが施され二つの平面部は、傾斜面１１０ｄにより結ばれている。
本実施例において、平面部１１０ｃはマクロ領域を規制し、平面部１１０ｅは過焦点領域を設定している。
また、図３に示されているように、風車１１０に施された絞りカム１１５はマクロ領域用としての絞りカム１１５ａ部と過焦点領域用としての絞りカム１１５ｃの二つが施され、それぞれの絞りカム１１５はクローズ状態であるカム面１１５ｂによって連続的に形成されている。
【００１７】
また、それぞれの絞りカムの開放からクローズまでの風車回転角以上の角度設定で、突出面の平面部は対応付けされることにより、風車が過焦点領域で羽根を開放からクローズまで動作させた後、更に風車をマクロ領域まで回転させた場合にも風車を回転させ続ける事で羽根はクローズから開放まで動作が可能である。また、本実施例では、過焦点領域用絞りカムと、マクロ領域用絞りカムは同一カム形状としたが、それぞれに対応したカム形状、例えば過焦点領域用のカムは被写体深度を満足する絞り値に固定すると言ったような同一Ｒのカム形状とすることにより、風車の回転角を減少させて消費電力を抑えることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施例におけるレンズ鏡筒の構成を示す断面図。
【図２】本発明の実施例の絞り装置の突出部における平面部を示す外観図。
【図３】本発明の実施例における絞り装置の構成を示す図。
【図４】従来のレンズ鏡筒の構成を示す断面図。
【図５】図４のレンズ鏡筒を備えた撮像装置のカメラ本体における駆動制御の構成を示すブロック図。
【符号の説明】
【００１９】
１０１ａ：第一レンズ群
１０１ｂ：変倍レンズ群
１０１ｃ：アフォーカルレンズ群
１０１ｄ：フォーカスレンズ群
１０２：固定鏡筒
１０３：Ｖ移動環
１０４：アフォーカルレンズ枠
１０５：フォーカス移動環
１０５ａ：カムフォロワー
１０６：後部鏡筒
１０７：絞り装置
１０８：ガイドバー
１０９：コイルスプリング
１１０：風車
１１０ａ：突出面
【図１】
2006259262.tif 000003
【図２】
2006259262.tif 000004
【図３】
2006259262.tif 000005
【図４】
2006259262.tif 000006
【図５】
2006259262.tif 000007