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【発明の名称】 光学機器
【発明者】 【氏名】藤原 大輔

【要約】 【課題】光量調節ユニットとNDフィルタユニットとを有しながらも小型化が可能な光学機器を提供する。

【構成】光学機器は、複数のレンズユニット1〜5を有する。該複数のレンズユニットのうち2つのレンズユニット2,3間に絞りユニット21を配置し、該複数のレンズユニットのうちいずれか1つのレンズユニット3を構成する複数のレンズエレメント3a,3bの間にNDフィルタユニット24を配置する。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
複数のレンズユニットと、
該複数のレンズユニットのうち2つのレンズユニット間に配置された絞りユニットと、
前記複数のレンズユニットのうちいずれか1つのレンズユニットを構成する複数のレンズエレメントの間に配置されたNDフィルタユニットとを有することを特徴とする光学機器。
【請求項2】
前記複数のレンズユニットは、光軸方向に移動可能な可動レンズユニットと、光軸方向において固定された固定レンズユニットとを含み、
前記絞りユニットは、前記可動レンズユニットと前記固定レンズユニットとの間に配置され、
前記NDフィルタユニットは、前記可動レンズユニットおよび前記固定レンズユニットのうち一方を構成する複数のレンズエレメントの間に配置されていることを特徴とする請求項1に記載の光学機器。
【請求項3】
前記複数のレンズユニットは、物体側から像側に順に、固定の第1レンズユニット、変倍のために光軸方向に移動する第2レンズユニット、固定の第3レンズユニットおよび焦点調節のために光軸方向に移動する第4レンズユニットとを含み、
前記絞りユニットは、前記第2および第3レンズユニットの間に配置され、
前記NDフィルタユニットは、前記第3レンズユニットを構成する複数のレンズエレメントの間に配置されていることを特徴とする請求項2に記載の光学機器。
【請求項4】
前記複数のレンズユニットは、物体側から像側に順に、固定の第1レンズユニット、変倍のために光軸方向に移動する第2レンズユニット、固定の第3レンズユニットおよび焦点調節のために光軸方向に移動する第4レンズユニットとを含み、
前記光量調節ユニットは、前記第2および第3レンズユニットの間に配置され、
前記NDフィルタユニットは、前記第2レンズユニットを構成する複数のレンズエレメントの間に配置されていることを特徴とする請求項2に記載の光学機器。
【請求項5】
前記NDフィルタユニットは、互いに異なる光軸方向位置において光路に対して選択的に出し入れ可能な複数のNDフィルタを有することを特徴とする請求項1から4のいずれか1つに記載の光学機器。

【発明の詳細な説明】【技術分野】
【0001】
本発明は、ビデオカメラや交換レンズ等、光量調節ユニットとNDフィルタユニットを備えた光学機器に関する。
【背景技術】
【0002】
変倍機能や焦点調節機能を有する光学機器は、固定されたレンズユニットと光軸方向に移動可能な可動レンズユニットとにより構成されている。例えば、ビデオカメラ用のズームレンズは、4つのレンズユニットから構成される。具体的には、物体側から像側に順に、固定の正の屈折力のレンズユニット、変倍用の可動の負の屈折力のレンズユニット、固定の正の屈折力の凸レンズユニット、焦点調節用の可動の正の屈折力のレンズユニットを備える。
【0003】
また、この種のズームレンズが特許文献1に開示してある。この文献1の光学機器には、絞り羽根を駆動して光量を調節する絞りユニット(光量調節ユニット)が設けられており、さらにNDフィルタを絞り羽根とは別に光路に対して出し入れ可能とするNDフィルタユニット(光量調節ユニット)が設けられている。従来の光学機器では、絞りユニットとNDフィルタユニットとを、変倍用の可動の負の屈折力のレンズユニット(以下、変倍レンズユニットという)とその像側の正の屈折力のレンズユニット(以下、アフォーカルレンズユニットという)との間に配置する場合が多い。
【特許文献1】特開2000−305150号公報(段落0070、図5等)
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかしながら、変倍レンズユニットとアフォーカルレンズユニットとの間に絞りユニットとNDフィルタユニットの両方を配置すると、これらレンズユニットの最小光軸方向間隔を大きくしなければならない。この結果、レンズ全長が長くなったり、前玉レンズユニットの径が増大したりして、光学機器が大型化する。特に、特許文献1のようにNDフィルタを複数設ける場合には、光軸方向の配置スペースがより大きくなる。
【0005】
本発明は、絞りユニットとNDフィルタユニットとを有しながらも小型化が可能な光学機器を提供することを目的の1つとしている。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明の一側面としての光学機器は、複数のレンズユニットと、該複数のレンズユニットのうち2つのレンズユニット間に配置された絞りユニットと、該複数のレンズユニットのうちいずれか1つのレンズユニットを構成する複数のレンズエレメントの間に配置されたNDフィルタユニットとを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【0007】
本発明によれば、絞りユニットをレンズユニット間に配置する一方、NDフィルタユニットをいずれかのレンズユニット内(すなわち、該レンズユニットを構成する複数のレンズエレメント間)に配置する。これにより、レンズユニット間に絞りユニットとともにNDフィルタを配置する場合に比べて、レンズユニット間の間隔を狭めることができる。したがって、絞りユニットとNDフィルタユニットを備えた光学機器の小型化を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0008】
以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。
【実施例1】
【0009】
図1には、本発明の実施例1であるビデオカメラ用交換レンズ(光学機器)を分解して光軸の斜め上方から見て示している。また、図2には、本実施例の交換レンズの断面を示している。
【0010】
これらの図において、物体側(図2の左側)から像側(図2の右側)に順に、1〜5は第1〜第5レンズユニットであり、これら5つのレンズユニットによってズーム撮影光学系が構成される。
【0011】
第1レンズユニット1は、最も物体側に配置され、物体からの光束を取り込むとともに収束させる固定の正の屈折力のレンズユニットである。第2レンズユニット2は、光軸方向に移動して変倍を行う負の屈折力のレンズユニットである。
【0012】
第3レンズユニット3は、アフォーカル系を構成する固定の正の屈折力のレンズユニットである。該第3レンズユニット3は、物体側のレンズエレメント(以下、第3前側レンズエレメントという)3aと像側のレンズエレメント(以下、第3後側レンズエレメントという)3bとにより構成されている。
【0013】
また、第4レンズユニット4は、光軸方向に移動して変倍に伴う焦点変動の補正および焦点調節を行う正の屈折力のレンズユニットである。さらに、第5レンズユニット5は、最も像側に配置され、ビデオカメラ100に射出する光束により形成される光学像の収差補正等を行う固定の正の屈折力のレンズユニットである。
【0014】
なお、図では、各レンズユニットおよびレンズエレメントが1枚のレンズによって構成されているように示されているが、実際はそれぞれ1又は複数枚のレンズによって構成されている。
【0015】
また、本実施例にいう「レンズユニット」は、上述したように特定の光学的機能、すなわち撮影光学系内での役割を有するひとまとまりのレンズエレメントにより構成される光学系の部分であり、一般的には「レンズ群」又は単に「群」と称される。屈折力の符号(正負)が異なる場合や変倍又は焦点調節に際して移動するか固定されているか等によって異なるレンズユニットか否かを区別できる。
【0016】
6は第1レンズユニット1を保持する第1鏡筒である。7は第2レンズユニット2を保持する第2鏡筒である。8aは第3前側レンズエレメント3aを保持する第3前側鏡筒である。8bは第3後側レンズエレメント3bを保持する第3後側鏡筒である。
【0017】
9は第4レンズユニット4を保持する第4鏡筒である。10は第5レンズユニット5を保持する第5鏡筒である。
【0018】
11は第1鏡筒6が固定された前側固定枠であり、12は第3前側鏡筒8a、第3後側鏡筒8b、第5鏡筒5、後述する絞りユニットおよびNDフィルタユニットが固定された後側固定枠である。後側固定枠12は前側固定枠11にビスにより結合されている。
【0019】
13は後側固定枠12の後端部に取り付けられ、ビデオカメラ100に結合されるレンズマウントである。14はレンズマウント13に固定される裏蓋である。15はレンズマウント13に取り付けられ、ビデオカメラ100との通信を行うための接点を備えた接点ブロックである。
【0020】
16、17は光軸方向に延びるバーであり、それらの一端は第1鏡筒6と第3前側鏡筒3aによってそれぞれ保持されている。また、バー16、17の他端は、後側固定枠12によって保持されている。
【0021】
第2鏡筒7は、そのスリーブ部7aがバー16に対して光軸方向に移動可能に係合し、U溝部7bがバー17に対して光軸方向に移動可能に係合している。これにより、第2鏡筒7およびこれに保持された第2レンズユニット2は、バー16回りでの回転が阻止された状態で光軸方向に移動可能に保持される。
【0022】
18は第2鏡筒7を光軸方向に移動させるアクチュエータとしてのステッピングモータである。19は第2鏡筒7に光軸に平行な軸回りで回転可能に取り付けられたラックである。ラック19は、ラックバネ20によって第2鏡筒7に対して片寄せされることで、光軸方向における第2鏡筒7に対するガタが抑えられている。ラック19に形成されたラック歯は、ステッピングモータ18の出力軸に一体形成された送りネジに係合している。このため、ステッピングモータ18が回転すると、第2鏡筒7(第2レンズユニット2)が光軸方向に駆動される。
【0023】
21は撮影光学系を通過してビデオカメラに入射する光量を変化させる光量調節ユニットとしての絞りユニットである。該絞りユニット21は、6枚の絞り羽根を光軸方向に直交する面内で移動させて開口径を変化させることで光量を調節する。この絞りユニット21は、第3レンズユニット3(第3前側鏡筒8a)よりも物体側、すなわち第2レンズユニット2と第3レンズユニット3との間に配置されて、後側固定枠12に固定されている。
【0024】
24はNDフィルターユニットであり、第3前側鏡筒8aと第3後側鏡筒8bとの間に配置されて、後側固定枠12に固定されている。NDフィルターユニット24には、互いに濃度が異なる2つのNDフィルタ25、26がそれぞれ独立して撮影光学系の光路に対して進入および退避可能に設けられている。これらのNDフィルタ25、26は、互いに異なる光軸方向位置において光軸方向に対して直交する面内で回動する。該NDフィルタ25、26の回動中心軸は、互いに異なっていてもよいし、共通していてもよい。
【0025】
22はNDフィルタ25、26と係合して、光軸回りで回転することによりNDフィルタ25、26を光路に対して選択的に進入および退避させるカム部材である。23はカム部材22を第3前側鏡筒8aに光軸回りで回転可能に保持させるための押さえ部材である。
【0026】
31、32は光軸方向に延びるバーであり、それらの両端は第3後側鏡筒8bと後側固定枠12とによって保持されている。
【0027】
第4鏡筒9は、そのスリーブ部9aがバー31に対して光軸方向に移動可能に係合し、U溝部9bがバー32に対して光軸方向に移動可能に係合している。これにより、第4鏡筒9およびこれに保持された第4レンズユニット4は、バー32回りでの回転が阻止された状態で光軸方向に移動可能に保持される。
【0028】
33は第4鏡筒9に固定され、第4レンズユニット4を光軸方向に駆動するアクチュエータとしてのボイスコイルモータ(フォーカスモータ)を構成するコイルである。34は該ボイスコイルモータを構成するドライブマグネットである。さらに、35は該ボイスコイルモータを構成し、磁束を閉じるためのヨークである。コイル33に電流を流すと、マグネット34とコイル33との間に発生する磁力の相互作用によってローレンツ力が発生し、該ローレンツ力により第4鏡筒9(第4レンズユニット4)が光軸方向に駆動される。
【0029】
42はカム部材22と係合したND操作リングである。43は後側固定枠12の外周に取り付けられた外装カバーである。41はND操作リング42を外装カバー43との間で回転可能に保持する押さえ部材である。ND操作リング42が手動で光軸回りで回転操作されると、これに係合したカム部材22が光軸回りで回転し、該カム部材22によってNDフィルタ25、26が光路に対して選択的に進入および退避する。例えば、ND操作リング42が第1位置と第2の位置との間で回転操作されると、NDフィルタ25が光路に対して進入および退避し、ND操作リング42が第2位置と第3の位置との間で回転操作されると、NDフィルタ26が光路に対して進入および退避する。
【0030】
本実施例の交換レンズでは、前述したように、絞りユニット21を第2レンズユニット2と第3レンズユニット3との間に配置している。さらに、NDフィルタユニット24を第3前側レンズエレメント3aと第3後側レンズエレメント3bとの間、すなわち第3レンズユニット3内に配置している。これにより、第2レンズユニット2と第3レンズユニット3との間にNDフィルタユニットを配置する場合に比べて、これらレンズユニット2、3間の最小間隔(スペース)を狭くすることができる。そして、該間隔を狭めることにより、交換レンズの全長を短縮化したり第1レンズユニット1を小径化したりすることができる。つまり、交換レンズを小型化することができる。
【0031】
特に、本実施例では、NDフィルタユニット24に光軸方向位置が異なる2枚のNDフィルタ25、26を設けているため、1枚のNDフィルタしか有さない場合に比べて、NDフィルタユニット24の光軸方向寸法が厚くなる。しかし、本実施例によれば、第3前側レンズエレメント3aと第3後側レンズエレメント3bとの間に存在する比較的広いスペースを有効利用するため、第3レンズユニット3の光軸方向寸法を増加させることなく、NDフィルタユニット24を配置することができる。
【0032】
また、濃度が異なる複数のNDフィルタを設ける場合、いわゆるターレット板上にその回転方向に並べて配置する方法があるが、該ターレット板の径が交換レンズの鏡筒径よりもかなり大きく、交換レンズ全体として大型化するという問題がある。しかし、本実施例のように、個々のNDフィルタ25、26が所定の回動中心軸回りで回動することで、交換レンズの径方向の大型化を回避することができる。
【実施例2】
【0033】
図3には、本発明の実施例2であるビデオカメラ用交換レンズの撮影光学系の概略構成を示している。図3には、光学系の構成要素のみを示し、これらを保持する部材や移動させる機構の図示を省略している。
【0034】
図3において、物体側(図3の左側)から像側(図3の右側)に順に、301は最も物体側に配置された固定の第1レンズユニット、302は変倍のために光軸方向に移動する第2レンズユニットであり、物体側のレンズエレメント(以下、第2前側レンズエレメントという)302aと像側のレンズエレメント(以下、第2後側レンズエレメントという)302bとにより構成されている。
【0035】
303はアフォーカル系を構成する固定の第3レンズユニットであり、304は変倍に伴う焦点変動の補正および焦点調節のために光軸方向に移動する第4レンズユニットである。
【0036】
なお、図では、各レンズユニットおよびレンズエレメントが1枚のレンズによって構成されているように示されているが、実際はそれぞれ1又は複数枚のレンズによって構成されている。また、第1〜第4レンズユニット301〜304は、正負正正のズーム撮影光学系を構成している。従って、第2レンズユニットのレンズエレメントを凸レンズで描いているが、実際には、エレメント302aと302bの少なくとも一方は凹レンズである。
【0037】
307は撮影光学系を通過して不図示のビデオカメラに入射する光量を変化させる光量調節ユニットとしての絞りユニットである。該絞りユニット307は、6枚の絞り羽根を光軸方向に直交する面内で移動させて開口径を変化させることで光量を調節する。この絞りユニット307は、第3レンズユニット303よりも物体側、すなわち第2レンズユニット302と第3レンズユニット303との間に固定されている。
【0038】
306はNDフィルターユニットであり、第2前側レンズエレメント302aと第2後側レンズエレメント302bとの間に配置されている。NDフィルターユニット306は、第2レンズユニット2とともに光軸方向に移動する。
【0039】
NDフィルターユニット24には、1つのNDフィルタ308が撮影光学系の光路に対して進入および退避可能に設けられている。該NDフィルタ308は、交換レンズ内に設けられた不図示のNDアクチュエータを動作させることで挿入および退避駆動される。
【0040】
本実施例の交換レンズでは、前述したように、絞りユニット307を第2レンズユニット302と第3レンズユニット303との間に配置している。さらに、NDフィルタユニット306を第2レンズユニット302内(第2前側レンズエレメント302aと第2後側レンズエレメント302bとの間)に配置している。これにより、第2レンズユニット302と第3レンズユニット303との間にNDフィルタユニットを配置する場合に比べて、これらレンズユニット302、303間の最小間隔(スペース)を狭くすることができる。したがって、交換レンズの全長を短縮化したり第1レンズユニット301を小径化したりすることができ、交換レンズを小型化することができる。
【0041】
なお、上記各実施例では、絞りユニットを可動レンズユニットと固定レンズユニットの間に配置し、NDフィルタユニットをこれらレンズユニットのうち一方を構成する複数のレンズエレメント間に配置した場合について説明した。しかし、本発明はこの場合に限られない。よって間に絞りユニット(光量調節ユニット)が配置された2つのレンズユニット以外のレンズユニットを構成する複数のレンズエレメント間(レンズユニット内)にNDフィルタユニットを配置する場合も含む。
【0042】
また、実施例1のようにNDフィルタを複数有する場合に、一部を絞りユニットと同じく第2および第3レンズユニット間に配置し、残りを第3レンズユニット内に設けてもよい。
【0043】
また、上記各実施例では、ビデオカメラ用の4又は5つのレンズユニットを有するズームレンズについて説明したが、本発明は他の構成のレンズにも適用することができる。また、内側にNDフィルタユニットを配置するレンズユニットは、どのレンズユニットでも構わない。
【0044】
さらに、上記各実施例では、交換レンズについて説明したが、本発明は、レンズ一体型のビデオカメラ等、他の光学機器にも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【0045】
【図1】本発明の実施例1である交換レンズの分解斜視図。
【図2】実施例1の交換レンズの断面図。
【図3】本発明の実施例2である交換レンズの断面図。
【符号の説明】
【0046】
1,301 第1レンズユニット
2,302 第2レンズユニット
3,303 第3レンズユニット
3a 第3前側レンズエレメント
3b 第3後側レンズエレメント
4,304 第4レンズユニット
5,305 第5レンズユニット
21,307 絞りユニット
22 カム部材
24,306 NDフィルターユニット
25,26,308 NDフィルタ
42 ND操作リング

【出願人】 【識別番号】000001007
【氏名又は名称】キヤノン株式会社
【出願日】 平成18年6月20日(2006.6.20)
【代理人】 【識別番号】100110412
【弁理士】
【氏名又は名称】藤元 亮輔

【識別番号】100104628
【弁理士】
【氏名又は名称】水本 敦也


【公開番号】 特開2008−3171(P2008−3171A)
【公開日】 平成20年1月10日(2008.1.10)
【出願番号】 特願2006−170658(P2006−170658)