JP2016009141A - レンズ鏡筒およびそれを用いた光学機器 - Google Patents

Abstract

【課題】マウント近傍で発生する不要なゴーストの発生を抑制し、プリント基板の必要面積を確保する。【解決手段】撮像素子側から数えて２番目の開口を決める第２の開口部を有する第２の開口部品を有し、プリント基板の内径よりも、前記第２の開口部の方が小さい。物体側から光学系を通して入射し第２の開口部に当たる光線のうち、光軸との成す角が最大となる光線の角度をα２とするとき、前記角度α２の光線よりも外側に第２の開口部品の形状が構成さる。また、第２の開口部品により、マウント側からプリント基板が見えないように構成されている。【選択図】図３

Description

本発明は、レンズ鏡筒およびそれを用いた光学機器に関する。

特許文献１では、レンズ鏡筒のマウント近傍の開口形状について開示されている。
マウントの光路内径側にはゴースト対策の為に遮光線形状が設けられている。

特開２００５−９９０６６号公報

しかしながら、特許文献１のように遮光線形状を設けると、内径の面反射によるゴーストを抑制することは可能だが、遮光線先端のエッジ部の反射により、遮光線の数だけゴーストになってしまう。これを抑える為には、内径の面を広げて懐広くして、前から入射した光が遮光線部に当たらないようにする方法もあるが、そうするとこの内側に配置するプリント基板等のスペースが制限されてしまう。

本発明の構成は、
駆動用ＩＣ、マイコン等の電気部品が配置されたプリント基板と、
マウントと一体又は別体で構成され、最も撮像素子に近い開口を決める第１の開口部を有する第１の開口部品と 、
撮像素子側から数えて２番目の開口を決める第２の開口部を有する第２の開口部品を有し、
前記プリント基板の内径よりも、前記第２の開口部の径の方が小さく、
物体側から光学系を通して入射し第２の開口部に当たる光線のうち、光軸との成す角が最大となる光線の角度をα２とし、
第２の開口部を通ってセンサー側に抜ける光線のうち、前記角度α２の光線よりも外側に第２の開口部品の形状が構成され、
前記第２の開口部品により、マウント側からプリント基板が見えないように構成されている、ことを特徴とするレンズ鏡筒およびそれを用いた光学機器。

本発明によれば、不要なゴーストの発生を抑制することができる。また、プリント基板内径側面積を稼ぐことができるので、外形を大きくする必要がなく、装置全体の小型化にもなる。

本実施形態の撮像システムの断面図である。 図１に示す撮像システムのシステムブロック図である。 本実施例のＴＥＬE状態のマウント近傍の断面図である。 外観リングをセンサー側から見た図である。

［実施例１］
図１は、交換レンズ２００とカメラ本体５００から構成される撮像システム（光学機器）の断面図である。光軸方向に関して今後、図１の左側（前側）を物体側、右側（後ろ側）をセンサー側と記載する。

交換レンズ（レンズユニット）２００はカメラ本体５００に着脱可能に構成される光学機器である。カメラ本体５００は、本実施形態では一眼レフカメラ（光学機器）として構成されているが、ミラーレスカメラとして構成されてもよい。また、本発明は、デジタルスチルカメラだけでなくデジタルビデオカメラ、レンズ一体型のカメラにも適用可能である。

交換レンズ２００は、被写体の光学像を形成する撮影光学系を有する。本実施形態の撮影光学系は、１群レンズ１、２群レンズ３、３群レンズ５、防振レンズ７、フォーカスレンズ９、５群レンズ１２、絞りユニット３４を有する。

２は１群レンズ１を保持する１群鏡筒、７０は１群の開口を決めるマスクである。１７は１群鏡筒を固定する１群筒、４は２群レンズ３を保持する２群鏡筒、６は３群レンズ５を保持する３群鏡筒（保持部材）である。防振レンズ７は光軸に垂直な方向に移動することで像ブレを補正し、防振装置８に保持されている。防振装置８は３群鏡筒６に固定されている。

１０はフォーカスレンズ９を保持するフォーカス鏡筒であり、４群鏡筒１１に設けられた案内機構、駆動機構によって光軸方向へ移動し、焦点調節を行う。１３は５群レンズ１２を保持する５群鏡筒を示す。絞りユニット３４は光量調節を行い、３群鏡筒６に固定される。

１４は案内筒（案内部材）であり、複数の（本実施形態では周方向に３箇所の光軸に平行な）案内溝が設けられている。３群鏡筒６は、カム環１６が回転すると、案内溝に沿ってコロが摺動し光軸方向に移動する。案内筒１４は固定されているものとする。また、案内筒１４は、その外周においてカム環１６と嵌合し、カム環１６に対して摺動する。

１６は案内筒１４の外周に回転可能に嵌合したカム環（カム部材）である。カム環１６の周方向には複数の（本実施形態では各レンズに対して周方向に３つの計１２カ所の）カム溝１が設けられている。

２３は固定鏡筒を示し、案内筒１４を固定する。３１はレンズの駆動用ＩＣ、マイコン等が配置されたプリント基板を示し、固定鏡筒２３に固定されている。

２７は外観リングであり、３２は樹脂成型で作られたマウントである。マウント３２は固定鏡筒２３にビス固定される。外観リング２７は固定鏡筒２３とマウント３２に挟まれ固定される。１９はマニュアルフォーカスリング（ＭＦ）ユニットであり、固定鏡筒２３を軸として回転可動に支持されている。ＭＦユニット１９を回転させると、その回転を不図示のセンサが検出し、回転量に応じて手動の焦点調節を行う。

３３は接点ブロックであり、プリント３１と不図示の配線（ＦＰＣなど）によって接続されて、マウント３２にビス固定される。８０はＡＦモータである。交換レンズ２００はカメラ本体５００にマウント３２でバヨネット固定される。カメラ本体５００に交換レンズ２００がマウント３２で固定されると、各レンズの動作を制御するプリント３１は接点ブロック３３を通してカメラ本体５００と通信可能となる。

６００はカメラ本体５００に搭載された撮像素子であり、撮影光学系が形成した光学像を光電変換するＣＭＯＳやＣＣＤ等の光電変換素子である。

図２は、撮像システムの電気的構成を示すブロック図である。

５０１はマイクロコンピュータにより構成されるカメラＣＰＵ（カメラ制御手段）であり、カメラ本体５００内の各部の動作を制御する。カメラＣＰＵ５０１は、交換レンズ２００の装着時に電気接点５０２，２０２を介して、交換レンズ２００のレンズＣＰＵ２０１（レンズ制御手段）と通信を行う。

カメラＣＰＵ５０１がレンズＣＰＵ２０１に送信する情報（信号）には、フォーカスレンズ９の駆動量情報、平行振れ情報およびピントずれ情報が含まれる。レンズＣＰＵ２０１からカメラＣＰＵ５０１に送信する情報（信号）には、撮像倍率情報が含まれる。電気接点５０２，２０２には、カメラ本体５００から交換レンズ２００に電源を供給するための接点が含まれている。

５０３は撮影者により操作可能な電源スイッチであり、カメラＣＰＵ５０１を起動したりカメラシステム内の各アクチュエータやセンサ等への電源供給を開始したりするためのスイッチである。

５０４は撮影者により操作可能なレリーズスイッチであり、第１ストロークスイッチＳＷ１と第２ストロークスイッチＳＷ２とを有する。レリーズスイッチ５０４からの信号は、カメラＣＰＵ５０１に入力される。カメラＣＰＵ５０１は、第１ストロークスイッチＳＷ１からのＯＮ信号の入力に応じて、撮影準備状態に入る。撮影準備状態では、測光部５０５による被写体輝度の測定と、焦点検出部５０６による焦点検出が行われる。カメラＣＰＵ５０１は、測光結果に基づいて絞りユニット３４の絞り値や撮像素子６００の露光量（シャッタ秒時）等を演算する。

カメラＣＰＵ５０１は、焦点検出部５０６による焦点検出結果（デフォーカス量およびデフォーカス方向）に基づいて、被写体に対する合焦状態を得るためのフォーカスレンズ９およびフォーカス鏡筒１０の駆動量（駆動方向を含む）を決定する。駆動量の情報（フォーカスレンズ駆動量情報）は、レンズＣＰＵ２０１に送信される。レンズＣＰＵ２０１は、交換レンズ２００の各構成部の動作を制御する。

カメラＣＰＵ５０１は、防振装置８による防振を制御する。また、第２ストロークスイッチＳＷ２からのＯＮ信号が入力されると、カメラＣＰＵ５０１は、レンズＣＰＵ２０１に絞り駆動命令を送信し、絞りユニット３４を介して絞り値を設定させる。更に、カメラＣＰＵ５０１は、露光部５０７に露光開始命令を送信し、不図示のミラーの退避動作や不図示のシャッタの開放を行わせ、撮像素子６００を含む撮像部５０８の露光を行わせる。

撮像部５０８（撮像素子６００）からの撮像信号は、カメラＣＰＵ５０１内の信号処理部にてデジタル変換され、各種補正処理が施されて画像信号として出力される。画像信号（データ）は、画像記録部５０９において、フラッシュメモリ等の半導体メモリ、磁気ディスク、光ディスク等の記録媒体に記録保存される。

２０４はＭＦリング回転検出部であり、ＭＦユニット１９とその回転検出部とを含む。２０５はＺＯＯＭリング回転検出部であり、マニュアルズームリング３５とその回転検出を行う不図示のセンサとを含む。マニュアルズームリング３５の内側にはインナーズームリング７１が接着剤により固着され一体化されている。２０６は防振装置駆動部であり、防振動作を行う防振装置８の駆動アクチュエータとその駆動回路とを含む。

２０９はＡＦ駆動部であり、カメラＣＰＵ５０１から送信されたフォーカスレンズ駆動量情報に応じてＡＦモータ８０を通じてフォーカス鏡筒１０のＡＦ駆動を行う。２０８は電磁絞り駆動部であり、カメラＣＰＵ５０１からの絞り駆動命令を受けたレンズＣＰＵ２０１により制御されて、絞りユニット３４を指定された絞り値に相当する開口状態に動作させる。

２１１は交換レンズ２００に搭載され、プリント３１に接続された角速度センサである。角速度センサ２１１は、カメラシステムの角度振れである縦（ピッチ方向）振れと横（ヨー方向）振れのそれぞれの角速度を示す角速度信号をレンズＣＰＵ２０１に出力する。

レンズＣＰＵ２０１は、角速度センサ２１１からのピッチ方向およびヨー方向の角速度信号を電気的又は機械的に積分して、それぞれの方向での変位量であるピッチ方向振れ量及びヨー方向振れ量（これらをまとめて角度振れ量ともいう）を演算する。また、レンズＣＰＵ２０１は、角度振れ量と平行振れ量の合成変位量に基づいて防振装置駆動部２０６を制御して防振装置８の移動群７００をシフト駆動させ、角度振れ補正および平行振れ補正を行う。更に、レンズＣＰＵ２０１は、ピントずれ量に基づいてＡＦ駆動部２０９を制御してフォーカス鏡筒１０を光軸方向に駆動させ、焦点調節を行う。

検出手段からレンズＣＰＵ２０１へのズーム、フォーカス、防振動作などの検出信号や、レンズＣＰＵ２０１から各アクチュエータへの制御信号の通電はＦＰＣで行う。

図３、図４を用いて、外観リング２７とマウント３２の遮光部について説明する。図３は本実施例のＴＥＬE端のマウント近傍の断面図を示しており、図１の断面とは９０度位相がずれた方向の断面で切っている。図４は外観リング２７をセンサー側から見た図である。

外観リング２７の２７ａは斜面部、２７ｂは開口部、２７ｃはモータ逃げ部、２７ｄは橋渡し部、２７ｅは共締め部を示している。マウント３２の３２ａは斜面部、３２ｂは開口部を示している。３２ｂの開口径は不要光をカットする為、光学系の有効光束を切らない範囲で出来る限り径が小さくなるように決められている。７５は光線であり、α２はこの光線と光軸との成す角を示している。物体側から入射し、本実施例の光学系を通して開口部３２ｂに当たる光線のうちα２が最大となる光線を光線７５は示している。また本実施例の光学系では全ズーム域の中で、α２が最大となるのがＴＥＬＥ端である。７７は斜面部２７aの延長線ａ、α１は斜面部２７ａと光軸と成す角度を示している。

この時α1＞α２となるように設計されている。開口部２７ｂの開口径と光軸方向の位置については、有効光束を切らないことと、図１のＷＩＤＥ状態では、５群鏡筒１３が開口部とオーバーラップするので、これと干渉しないように設定されている。また、美観を保つ為にプリント基板３１がマウント３２側から見えないように、開口部２７ｂと斜面部２７ａが設定されている。つまり、外観リング２７がプリント基板３１の目隠しの役割を果たしている。プリント基板３１は前述したようにレンズの駆動用ＩＣ、マイコン、や各種電気接続の為のコネクタやコンデサ等が配置されている。

これらをプリント基板３１上にすべて配置する為には、プリント基板３１の面積を出来る限り大きく確保する必要がある。

しかしながら、レンズの小型化が進んでおり、レンズ外径は小さくなっている為、面積を十分確保するのは難しくなっている。プリント基板３１の内径部を３１ａとする。面積を内径側に広げても、マウント側から見えないようにする為、内径部３１ａよりも開口部２７ｂ内側にし、出来る限り径を小さくする必要がある。

７６は斜面部３２ａの延長線ｂを示している。６００ａは撮像素子６００の有効像円を示している。７８はマウント３２の開口部３２ｂと対角上の有効像円６００ａを結んだ直線を示している。延長線ｂ７６と光軸の成す角をα３、直線７８と光軸の成す角をα４とする。この時α３＞α４となるように設計されている。延長線ａ７７と延長線ｂ７６交点を７９とするとき、この直線の内側（中心線側）にはマウント３２及び外観リング２７形状がはみ出さないように、マウント３２と外観リング２７の形状が設計されている。

以上のように設計することで、レンズの前側から入射した光は、開口部２７ｂの先端エッジのみ当たり、斜面部２７ｂには当たらない。よって、斜面部２７ｂに当たった光がセンサー面でゴーストになる事はない。またマウント３２の斜面部３２ａに当たった光は、乱反射光も含めてセンサ６００には当たらない。またマウント３２の形状は、延長線ａ７７と延長線ｂ７６の外側になるように構成されているので、他の面も含めて、不要な面反射ゴーストを抑制することができる。

本提案では、遮光部２７ｂと遮光部３２ａを外観リング２７とマウント３２という別々の部品で構成した。これまで説明したように、プリント基板３１の目隠しとゴーストカットの役割を両立する為には、開口径２７ｂと交点７９の径差を大きく取らなくてはならない。そうしなければ、プリント基板３１の面積を内径側に十分確保することができない。

例えば、マウント３２のみの1部品のみで同じ形状を作ろうとした場合、交点７９付近の形状はアンダーカットになるので、成型金型は内径スライドでこの部分を構成しなくてはならない。しかしながら、アンダーカット量が大きいため、内径スライドでは構成できず、実際には１部品で同じ構成を取ることはできない。一方本実施例の外観リング２７は、センサー側と物体側の２方向の型割で型を構成することが可能です。マウント３２については、交点７９の近傍付近は内径スライドが必要となるが、内径スライド量は十分小さく、型要件を満たしている。

外観リング２７は、橋渡し部２７ｄ、斜面部２７ａと内側に形状を構成したことで、部品の強度ＵＰにも寄与している。逃げ部２７ｃに関しては、ＡＦモータ８０がＷＩＤE状態で干渉するのを防止する為の逃げ形状となっている。逃げ部に関しては、前述した光線７５が当たらないか当たってもセンサー６００側に抜けない位置にあるため、ゴーストになることはない。

以上、本実施例を適用すれば、不要なゴーストの発生を抑制することができる。またプリント基板３１の内径側面積を稼ぐことができるので、外形を大きくする必要がなく、装置全体の小型化にもなる。開口部２７ｂや斜面部２７ａは新たな部品を追加することなく、従来から存在していた外観リングと一体で構成したので、部品数を増加しておらず、コストのアップもほとんどない。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。

本発明は、レンズ鏡筒などの光学機器に適用することができる。

１ １群レンズ、２ １群鏡筒、１４ 案内筒、１６ カム環、１７ １群筒、
２３ 固定鏡筒、２７ 外観リング、３２ マウント、

Claims (3)

1. 駆動用ＩＣ、マイコンの電気部品が配置されたプリント基板と、
   マウントと一体又は別体で構成され、最も撮像素子に近い開口を決める第１の開口部を有する第１の開口部品と 、
   撮像素子側から数えて２番目の開口を決める第２の開口部を有する第２の開口部品を有し、
   前記プリント基板の内径よりも、前記第２の開口部の径の方が小さく、
   物体側から光学系を通して入射し第２の開口部に当たる光線のうち、光軸との成す角が最大となる光線の角度をα２とし、
   第２の開口部を通ってセンサー側に抜ける光線のうち、前記角度α２の光線よりも外側に第２の開口部品の形状が構成され、
   前記第２の開口部品により、マウント側からプリント基板が見えないように構成されている、ことを特徴とするレンズ鏡筒およびそれを用いた光学機器。
2. 第２の開口部からマウント側に伸びる斜面部が形成されており、
   斜面部と光軸の成す角をα１とするとき、
   α１＞α２であることを特徴とする請求項１に記載のレンズ鏡筒およびそれを用いた光学機器。
3. 前記第２の開口部品は、マウントとは別の固定部品の一部として、一体的に構成されることを特徴とする請求項１又は請求項２のレンズ鏡筒およびそれを用いた光学機器。