(57)【要約】【課題】簡易な構造で、かつ、所望の倍率でピント合わせを行うことの可能な、レンズユニット、撮像装置ユニット、撮像装置を提供する。【解決手段】対物筐体１２を中心軸Ｍ周りに回転させると、スライドピン２８を介してレンズ部材２０も同方向へ回転される。レンズ部材２０が回転されると、レンズ部材２０のスライドねじ２４Ａが取付部材１４の内側ねじ溝１８Ｂに案内されて移動する。これにより、レンズ部材２０が対物筐体１２に対して、中心軸Ｍに沿った方向へ相対移動され、撮影対象物Ｂとレンズ２２Ａの中心Ｏとの距離Ｔが変化する。一方、レンズ部材２０が、Ｘ方向へ移動すると、撮像素子ユニット４０も、レンズ部材２０の押圧部材２６に押され、付勢部材４２の弾性力に抗してＸ方向へ移動する。したがって、レンズ２２Ａの中心Ｏと撮像素子４０Ａの結像面Ｐとの距離Ｓは一定に保たれる。【選択図】  図６
2004294581.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮像対象との距離が一定に保持されて使用されると共に、この撮像対象からの光を透過可能な透過部の形成された対物部材と、
前記透過部からの光を撮像素子に結像するレンズを含んで構成され、前記対物部材に対して前記レンズの光軸方向への相対移動が可能とされたレンズ部材と、
前記レンズ部材に設けられ、前記レンズと前記撮像素子との距離を一定に保持する保持部材と、
を備えたレンズユニット。
【請求項２】
前記保持部材は、前記撮像素子を含んで構成される撮像素子ユニットを押してこの撮像素子ユニットと前記対物部材とを相対移動させることにより、前記レンズと前記撮像素子との距離を一定に保持することを特徴とする請求項１に記載のレンズユニット。
【請求項３】
請求項２のレンズユニットを装着可能な装着部と、
前記レンズユニットのレンズからの光を受光する撮像素子を含んで構成され、前記レンズユニットの保持部材に押されると前記レンズの光軸方向へ移動可能とされる撮像素子ユニットと、
前記撮像素子ユニットを前記保持部材へ向かって付勢する付勢部材と、
前記付勢部材の付勢による前記撮像素子ユニットの移動を所定位置で阻止する阻止部材と、
を備えた撮像装置。
【請求項４】
請求項２のレンズユニットと、
請求項３の撮像装置と、
を備えた撮像装置ユニット。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、レンズユニット、撮像装置、撮像装置ユニットに係り、特に、撮像素子へ光を結像させるレンズユニット、このレンズユニットを装着可能な撮像装置、及び撮像装置ユニットに関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般的なカメラでは、ピント合わせは、撮像素子の受光面とレンズとの距離を変化させることにより行われている。しかしながら、撮像素子の受光面とレンズとの距離を変化させると、結像された対象物の倍率も変化するため、所望の倍率でピント合わせを行うことができない。そこで、微少な対象物を拡大して観察、撮影する場合等、所望の倍率でピント合わせを行いたい場合には、特許文献１、特許文献２に記載のように、対象物の載置されたステージとレンズの組み込まれたレンズユニットとの距離を調整することにより、ピント合わせを行っていた。
【０００３】
ところが、特許文献１、特許文献２に記載の技術では、ステージ、又はレンズユニットを移動させる機構が別途必要であり、構造が複雑になってしまう。
【０００４】
【特許文献１】
特開平９−１２７４０３号公報
【特許文献２】
特開２００２−２６７９４３公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記事実を考慮して成されたものであり、簡易な構造で、かつ、所望の倍率でピント合わせを行うことの可能な、レンズユニット、撮像装置、撮像装置ユニットを提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１に記載のレンズユニットは、撮像対象との距離が一定に保持されると共に、この撮像対象からの光を透過可能な透過部の形成された対物部材と、前記透過部からの光を撮像素子に結像するレンズを含んで構成され、前記対物部材に対して前記レンズの光軸方向への相対移動が可能とされたレンズ部材と、前記レンズ部材に設けられ、前記レンズと前記撮像素子との距離を一定に保持する保持部材と、を備えている。
【０００７】
上記構成によれば、撮像対象との距離が一定に保持された対物部材に対して、レンズ部材がレンズの光軸方向へ相対移動することによりピント合わせが行われるが、保持部材によりレンズと撮像素子との距離が一定に保持されるので、所望の倍率でピント合わせを行うことができる。
【０００８】
また、本発明のレンズユニットによれば、レンズ部材が対物部材に対して相対移動可能とされており、レンズユニットと別にレンズユニット全体を移動させる大掛かりな機構は不要なので、簡易な構造とすることができる。
【０００９】
なお、本発明のレンズユニットは、請求項２に記載のように、前記保持部材が、前記撮像素子を含んで構成される撮像素子ユニットを押してこの撮像素子と前記対物部材とを相対移動させることにより、前記レンズと前記撮像素子との距離を一定に保持することもできる。前記撮像素子ユニットは、少なくとも撮像素子を備えたものであり、撮像素子のみで構成されていてもよいし、撮像素子と撮像素子を載置する載置台とを含んで構成されていてもよい。
【００１０】
上記構成によれば、撮像素子ユニットがレンズ部材に押されることにより移動するので、撮像素子ユニットとレンズ部材との間の係合部などを必要とせず簡易な構成とすることができる。
【００１１】
請求項３に記載の撮像装置は、請求項２のレンズユニットを装着可能な装着部と、前記レンズユニットのレンズからの光を受光する撮像素子を含んで構成され、前記レンズユニットの保持部材に押されると前記レンズの光軸方向へ移動可能とされる撮像素子ユニットと、前記撮像素子ユニットを前記保持部材へ向かって付勢する付勢部材と、前記付勢部材の付勢による前記撮像素子ユニットの移動を所定位置で阻止する阻止部材と、を含んで構成されている。
【００１２】
上記構成によれば、撮像対象との距離が一定に保持された対物部材に対して、レンズ部材がレンズの光軸方向への相対移動することによりピント合わせが行われるが、撮像素子ユニットが保持部材に押されると共に付勢部材により保持部材へ向かって付勢されることによりレンズの光軸方向へ移動されて、撮像素子とレンズとの距離が一定に保持される。したがって、所望の倍率でピント合わせを行うことができる。
【００１３】
また、レンズ部材及び撮像素子ユニットが対物部材に対して相対移動可能とされており、レンズユニットと別にレンズユニット全体を移動させる大掛かりな機構は不要なので、簡易な構造とすることができる。
【００１４】
さらに、阻止部材によって、付勢部材の付勢による撮像素子ユニットの移動が所定位置で阻止されるので、撮像素子ユニットを所定位置に固定することができ、請求項２に記載のレンズユニットに替えて、撮像素子とレンズとの距離を変えてピント合わせを行う通常の撮影用レンズユニットを装着して使用することもでき、高い利便性を得ることができる。
【００１５】
請求項４に記載の撮像装置ユニットは、請求項２のレンズユニットと、請求項３の撮像装置と、を含んで構成されている。
【００１６】
この撮像装置ユニットによれば、前記請求項２、３と同様の効果を得ることができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明に係るレンズユニット、撮像装置ユニット、及び撮像装置の実施形態について説明する。
【００１８】
本実施形態における撮像装置ユニット５０は、図１に示すように、レンズユニット１０、及び、撮像装置３０を備える。撮像装置３０は、レンズユニット１０を装着して撮影することも、後述する通常の交換レンズユニット６０を装着して撮影することも可能とされている。なお、後述する交換レンズユニット６０は、一般的に使用されている撮影用交換レンズである。
【００１９】
レンズユニット１０は、図２に示すように、対物筐体１２、取付部材１４、レンズ部材２０、及びスライドピン２８を備える。
【００２０】
対物筐体１２の撮影対象物Ｂ（図６参照）に当接される先端面１１には、撮影対象物からの光を対物筐体１２内へ透過可能な透過部Ｋが構成されている。対物筐体１２は、透過部Ｋ側から離れるにつれて径が広くなるテーパー状とされたテーパー部１２Ａ、テーパー部１２Ａと一体的に構成された円筒形状の円筒部１２Ｂ、で構成されている。円筒部１２Ｂのテーパー部１２Ａと逆側には、取付部材１４の後述する凸部１６Ａが係合される凹部１２Ｃが形成されている。円筒部１２Ｂの側面内側には、対物筐体１２の中心軸Ｍに沿ってスライド溝１３が構成されている。スライド溝１３は、スライドピン２８を挿入可能とされている。
【００２１】
取付部材１４は、略円筒形状とされており、その中心軸は対物筐体１２の中心軸Ｍと一致されており、係合部１６、及び、取付ねじ部１８で構成されている。係合部１６には、対物筐体１２の凹部１２Ｃに回転可能に係合される凸部１６Ａが形成されている。取付ねじ部１８の外側には、後述する撮像装置３０の装着ねじ溝３４Ａにねじ込み可能な外側ねじ部１８Ａが形成され、取付ねじ部１８の内側には、後述するレンズ部材２０のスライドねじ２４Ａを係合可能な内側ねじ溝１８Ｂが形成されている。対物筐体１２と取付部材１４とは、凹部１２Ｃと凸部１３Ａが係合された状態で、中心軸Ｍを中心として相対回転可能とされている。
【００２２】
レンズ部材２０は、いずれも略円筒形状でその軸が中心軸Ｍと一致された、レンズ保持部２２、スライドねじ部２４、及び、押圧部材２６で構成されている。レンズ保持部２２は、透過部Ｋ側に配置され、中心軸Ｍと光軸とが一致されるように配置されたレンズ２２Ａを円筒の内側に備える。スライドねじ部２４の外径は、レンズ保持部２２よりも大径とされ、レンズ保持部２２と一体的に構成されている。スライドねじ部２４の外側面には、スライドねじ２４Ａが形成され、取付部材１４の内側ねじ溝１８Ｂにねじ込まれている。押圧部材２６は、スライドねじ部２４と一体的に構成され、押圧部材２６のスライドねじ部２４と逆側の端面は、後述する撮像装置３０に装着された状態で、後述する撮像素子ユニット４０に当接される。レンズ部材２０が中心軸Ｍ周りに回転されると、スライドねじ２４Ａが取付部材１４の内側ねじ溝１８Ｂに案内されて移動して、レンズ部材２０が対物筐体１２に対して、中心軸Ｍに沿った方向へ相対移動される。
【００２３】
スライドピン２８は、レンズ部材２０のレンズ保持部２２に固定されると共に、対物筐体１２のスライド溝１３に挿入されている。スライドピン２８は、対物筐体１２の中心軸Ｍ周りの回転に伴って同方向に回転可能とされると共に、スライド溝１３に沿って対物筐体１２に対して相対移動可能とされている。
【００２４】
図１に示すように、撮像装置３０は、筐体３２を備え、筐体３２の前面には、撮像装置３０内に撮像対象物からの光を透過可能な透過部Ｊが形成されている。透過部Ｊの周りには、透過部Ｊを囲むように、円筒状の装着部３４が設けられている。装着部３４の内周壁には、図３に示すように、レンズユニット１０の外側ねじ部１８Ａと螺合可能な装着ねじ溝３４Ａが形成されている。また、装着部３４の筐体３２を挟んで奥側には、後述する撮像素子ユニット４０の透過部Ｊ側方向への移動を阻止する阻止部材３６が備えられている。
【００２５】
筐体３２の内部には、図３に示すように、撮像素子ユニット４０、及び付勢部材４２が備えられている。撮像素子ユニット４０は、撮影対象物からの光が結像される撮像素子４０Ａ、及び撮像素子４０Ａを固定する板状のベース板４０Ｂで構成されている。付勢部材４２は、弾性力を有する複数のコイルバネで構成されており、一端はベース板４０Ｂの撮像素子４０Ａと逆側の面に取り付けられている。なお、付勢部材４２は、コイルバネ以外の弾性部材、例えば、板バネなどのその他のバネ部材や、ゴム、などにより構成することもできる。また、付勢部材４２の他端は、筐体３２に固定された固定部４４に固定されている。付勢部材４２は、撮像装置３０に装着された状態のレンズユニット１０の押圧部材２６へ向かって撮像素子ユニット４０を付勢可能とされている。
【００２６】
図４に示すように、通常の交換レンズユニット６０は、いずれも略円筒形状で中心軸Ｎを共通とする、第２レンズ保持部材６２、及び第２取付部材６４を備える。第２取付部材６４は、撮像装置３０の装着部３４に装着可能とされ、内側壁に第２ねじ溝６４Ａが形成されている。第２レンズ保持部材６２は、第２取付部材６４よりも外側に配置される外側部材６２Ａ、及び、第２取付部材６４よりも内側に配置される内側部材６２Ｂを備える。内側部材６２Ｂには、光軸が中心軸Ｎと一致されたレンズ６３が固定されている。また、内側部材６２Ｂの外側壁には、第２ねじ溝６４Ａにねじ込み可能な第２ねじ部６２Ａが形成されている。第２レンズ保持部材６２と第２取付部材６４とは、中心軸Ｎ周りに相対回転可能とされるとともに、この相対回転により第２ねじ部６２Ａが第２ねじ溝６４に案内され、第２レンズ保持部材６２が第２取付部６４に対して中心軸Ｎに沿った方向（レンズ６３の光軸方向）へ相対移動可能とされている。
【００２７】
図５に、本実施形態の撮像装置３０の、概略ブロック図を示す。撮像装置３０は、操作部８２、ＬＣＤ８４、ＣＰＵ８６、ドライバ回路８８、メディアＩ／Ｆ９０（スマートメディア９６にアクセス可能とされている）、内蔵メモリ９２、シャッタボタン７４、通信Ｉ／Ｆ９４を備える。操作部８２、シャッタボタン７４から入力される指示に基づいて、ＣＰＵ８６は各種の処理を実行し、各部に対して所定の指示を送信する。
【００２８】
次に、本実施形態の作用について説明する。
【００２９】
レンズユニット１０を撮像装置３０に装着する際には、図６に示すように、外側ねじ部１８Ａを装着ねじ溝３４Ａにねじ込んで固定する。そして、対物筐体１２の先端面１１を撮影対象物Ｂに当接させる。この状態で、ユーザーは、撮像素子４０Ａに結像された画像を図示しないモニタで確認しながら、対物筐体１２を中心軸Ｍ周りに回転させてピント合わせを行う。
【００３０】
対物筐体１２の回転により、スライドピン２８を介してレンズ部材２０も同方向へ回転される。レンズ部材２０が回転されると、レンズ部材２０のスライドねじ２４Ａが取付部材１４の内側ねじ溝１８Ｂに案内されて移動する。これにより、レンズ部材２０が対物筐体１２に対して、中心軸Ｍに沿った方向へ相対移動される。なお、スライドピン２８もレンズ２０に伴って、スライド溝１３に沿って、対物筐体１２に対して相対移動される。これにより、撮影対象物Ｂとレンズ２２Ａの中心Ｏとの距離Ｔが変化する。
【００３１】
レンズ部材２０が、図６（Ａ）の位置からＸ方向へ移動すると、撮像素子ユニット４０も、レンズ部材２０の押圧部材２６に押され、付勢部材４２の弾性力に抗してＸ方向へ移動する（図６（Ｂ）参照）。したがって、レンズ２２Ａの中心Ｏと撮像素子４０Ａの結像面Ｐとの距離Ｓは一定に保たれる。
【００３２】
レンズ部材２０の押圧部材２６がＹ方向へ移動すると、撮像素子ユニット４０は、付勢部材４２により押圧部材２６へ向かって付勢されているので、押圧部材２６と共にＹ方向へ移動する。したがって、レンズ２２Ａの中心Ｏと撮像素子４０Ａの結像面Ｐとの距離Ｓは一定に保たれる。
【００３３】
本実施形態によれば、撮像素子４０Ａとレンズ２２Ａとの距離Ｓを一定に保持したまま、撮影対象物Ｂとレンズ２２Ａとの距離Ｔを変化させて、ピント合わせを行うので、撮像素子４０Ａに結像される撮影対象物の倍率は一定である。したがって、所望の倍率でピント合わせを行うことができる。
【００３４】
また、上記構成によれば、レンズユニット１０を構成する対物筐体１２とレンズ部材２０とが中心軸Ｍ（レンズ２２Ａの光軸）に沿って相対移動されることにより、撮影対象物Ｂとレンズ２２Ａとの距離が変化されるので、レンズユニット１０全体を移動させるための大掛かりな機構を設けることなく、簡易な構成でピント合わせを行うことができる。
【００３５】
次に、通常の交換レンズユニット６０を使用する場合について説明する。交換レンズユニット６０を撮像装置３０に装着する際には、図４に示すように、第２取付部材６４を装着部３４に装着する。そして、ユーザーは、撮像素子４０Ａに結像された画像を図示しないモニタで確認しながら、第２レンズ保持部材６２を中心軸Ｎ周りに回転させてピント合わせを行う。
【００３６】
第２レンズ保持部材６２の回転により、第２ねじ部６２Ａが第２ねじ溝６４に案内され、第２レンズ保持部材６２が第２取付部６４に対して中心軸Ｎに沿った方向（レンズ６３の光軸方向）へ相対移動される。このとき、第２取付部６４は筐体３２の装着部３４に固定されており、撮像素子ユニット４０は阻止部材３６により透過部Ｊ方向への移動が阻止され、付勢部材４２と阻止部材３６との間に挟まれて、筐体３２に対する所定位置に固定されている。したがって、レンズ２２Ａの中心Ｏと撮像素子４０Ａの結像面Ｐとの距離Ｓは変化する。例えば、図４（Ａ）に示される距離Ｓは、図４（Ｂ）に示される距離Ｓよりも長くなっている。このようにして、ピント合わせが行われるので、撮影対象物Ｂの倍率は距離Ｓに応じて変化する。なお、このピント合わせの方法は、一般的に行われているものである。
【００３７】
本実施形態の撮像装置３０によれば、交換レンズユニット６０を取り付けて撮影することもできるので、１つの撮像装置３０により、レンズユニット１０と一般的に使用されている交換レンズユニット６０の双方で撮影することができ、極めて高い利便性を得ることができる。
【００３８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のレンズユニットによれば、撮像対象との距離が一定に保持された対物部材に対して、レンズ部材がレンズの光軸方向への相対移動することによりピント合わせが行われるが、保持部材によりレンズと撮像素子との距離が一定に保持されるので、所望の倍率でピント合わせを行うことができる。また、本発明のレンズユニットによれば、レンズ部材が対物部材に対して相対移動可能とされており、レンズユニットと別にレンズユニットを移動させる機構は不要なので、簡易な構造とすることができる。
【００３９】
また、本発明の撮像装置によれば、撮像対象との距離が一定に保持された対物部材に対して、レンズ部材がレンズの光軸方向への相対移動することによりピント合わせが行われるが、撮像素子ユニットが保持部材に押されると共に付勢部材により保持部材へ向かって付勢されることによりレンズの光軸方向へ移動されて、撮像素子とレンズとの距離が一定に保持される。したがって、所望の倍率でピント合わせを行うことができる。また、レンズ部材及び撮像素子ユニットが対物部材に対して相対移動可能とされており、レンズユニットと別にレンズユニットを移動させる機構は不要なので、簡易な構造とすることができる。さらに、阻止部材によって、付勢部材の付勢による撮像素子ユニットの移動が所定位置で阻止されるので、撮像素子ユニットを所定位置に固定することができ、上記のレンズユニットに替えて、撮像素子とレンズとの距離を変えてピント合わせを行う通常の撮影用レンズユニットを装着して使用することもでき、高い利便性を得ることができる。
【００４０】
また、本発明の撮像装置ユニットによれば、上記レンズユニットと撮像装置とを備えるのでより、上記と同様の効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態の撮像装置ユニットの斜視図である。
【図２】本実施形態のレンズユニットの一部を破断した斜視図である。
【図３】本実施形態の撮像装置の装着部付近の断面図である。
【図４】本実施形態の撮像装置ユニットの交換レンズが装着された付近の断面図である。
【図５】本実施形態の撮像装置の概略ブロック図である。
【図６】本実施形態の撮像装置ユニットのレンズユニットが装着された付近の断面図である。
【符号の説明】
１０    レンズユニット
１２    対物筐体（対物部材）
２０    レンズ
２０    レンズ部材
２６    押圧部材（保持部材）
２８    スライドピン（保持部材）
３０    撮像装置
３６    阻止部材
４０Ａ            撮像素子
４０    撮像素子ユニット
４２    付勢部材
５０    撮像装置ユニット
Ｋ        透過部
【図１】
2004294581.tif 000003
【図２】
2004294581.tif 000004
【図３】
2004294581.tif 000005
【図４】
2004294581.tif 000006
【図５】
2004294581.tif 000007
【図６】
2004294581.tif 000008