JPH0548476U - 撮像装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】コンバージョンレンズの挿脱駆動は素早く行
い、フォーカシング時には精度の高い駆動が可能とな
り、しかも、負荷を軽くし小型軽量化が可能な撮像装置
を提供すること。 【構成】本装置は、撮影レンズ３を保持する鏡枠２は固
定とし、撮像素子ホルダ６をスクリュー軸４の回転によ
り相対的に移動させてピント合わせを行うものとする。
また、コンバージョンレンズ１２を撮影光路内外に挿脱
させるには、撮像素子ホルダ６の移動に伴って操作され
る駆動レバー１７によりレンズ保持枠１１を所定の位置
に移動させるものである。そして、上記スクリュー軸４
のスクリュー部の移動ピッチは、ピント合わせ領域では
小さく、コンバージョンレンズ駆動領域では大きく形成
されている。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、撮像装置、詳しくは、コンバージョンレンズを内蔵した撮影光学系 を有する撮像装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

撮像素子を用いた撮像装置、例えば、ビデオカメラ、あるいは、スチルビデオ カメラ等において、コンバージョンレンズを内蔵したものにあっては、そのコン バージョンレンズの光路への挿入、退避、即ち、挿脱が必要である。その挿入、 退避機構としては、従来のものは図６の撮像機構の斜視図に示すような等ピッチ のネジ部を持つスクリュー軸３４とカム板３７を用いてコンバージョンレンズ３ ９を撮影レンズ３３の光路内外に挿入，または、退避させるものであった。 上記機構を更に詳しく説明すると、地板３１にはギヤ−３６が固着された上記 スクリュー軸３４が光軸に平行の状態で回動自在に支持されており、その反対側 にはガイド軸３５が固着されている。そして、撮影レンズ３３，絞り機構，ＡＦ （オートフォーカス）のための駆動機構（図示せず）、更に、コンバージョンレ ンズ枠３８に保持されるリアコンバージョンレンズ３９等を内蔵する鏡枠ユニッ ト３２が、上記スクリュー軸３４とガイド軸３５にそれぞれナット部３２ａ，切 り欠き３２ｂを介して光軸方向に移動可能に支持されている。その光軸方向の移 動は、スクリュー軸３４をギヤ−３６を介して回転せしめることによって行われ る。また、上記コンバージョンレンズ枠３８は、鏡枠ユニット３２にピン４０を 介して支持されており、鏡枠ユニット３２の光軸方向の移動に伴いカム板３７に よって駆動され、ピン４０回りに回動する。その回動により撮影レンズ３３の光 路内外にリアコンバージョンレンズ３９を挿入，または、退避せしめることがで きる。なお、図６には撮像素子は、図示しないが鏡枠ユニットの後方で本体、ま たは、地板３１に固着されるものとする。

【０００３】 図７の（Ａ）と図８の（Ａ）は、上記撮像機構の平面図であって、図７の（Ａ ）は、鏡枠ユニット３２を後退させ、リアコンバージョンレンズ３９を光路から 退避させた状態であり、図８の（Ａ）は、鏡枠ユニット３２を前進させリアコン バージョンレンズ３９を光路中に挿入させた状態を示している。そして、図７の （Ｂ）と図８の（Ｂ）は、それぞれ図７の（Ａ）のＡ−Ａ断面図，図８の（Ａ） のＢ−Ｂ断面図である。図７，８に示されるように、鏡枠ユニット３２に支持さ れるコンバージョンレンズ枠３８は、バネ４１で付勢されているので、その先端 部３８ａがカム板３７のカム面３７ａ，３７ｂ，３７ｃに当接して摺動すること になる。そして、スクリュー軸３４を回転させることにより、該ユニット３２が 進退し、その進退によりコンバージョンレンズ枠３８は、カム形状に基づいてリ アコンバージョンレンズ３９を光路内に挿入した位置，または、退避した位置に 回動される。コンバージョンレンズ枠３８の先端部がカム面３７ｂ上にあるとき は、リアコンバージョンレンズ３９が光路内に挿入された撮像可能状態であって 、フォーカシングのためのレンズ移動と露光等が実行される。また、カム面３７ ｃ上にあるときは、リアコンバージョンレンズ３９が光路内から退避した標準撮 像可能状態であって、標準状態でのフォーカシングのためのレンズ移動と露光等 が実行される。これらの状態ではカム面３７ｂ，３７ｃが光軸と平行状態に設け てあるのでコンバージョンレンズ枠３８は、回動せず所定の位置に保持されてい る。

【０００４】 なお、上記従来例のものは、フォーカシング時、撮影レンズを光軸方向に移動 させるものであったが、撮影レンズ側ではなく、撮像素子を光軸方向に移動させ てフォーカシング駆動を行う装置として、特開昭６３−２１６１７号公報に開示 の自動焦点調節装置が提案されている。この装置は、本体側に内蔵されたアクチ ュエータにより撮像素子を移動させるタイプのＡＦ装置に関するものである。本 装置においては、駆動モータの出力軸上のプーリに巻回されたベルトを撮像素子 支持部材に結合し、該モータを回転駆動することによって撮像素子の光軸方向の 移動を行わせる。この駆動方式をコンバージョンレンズの挿脱連動機構に適用し 、撮像素子を光軸方向に移動させてコンバージョンレンズの挿脱を行い、また、 ＡＦ駆動も同様に撮像素子を移動させて行わせるようにすることも可能である。

【０００５】

【考案が解決しようとする課題】

ところが、上記図６の従来のコンバージョンレンズ挿入、退避機構を有する撮 像機構のものでは、その駆動負荷を考えた場合、鏡枠ユニット３２には前述のよ うに撮影レンズ３３，絞り機構，ＡＦ駆動機構，更に、コンバージョンレンズ枠 ３８が内蔵されており、それを移動させるにはかなり大きな負荷となる。従って 、撮影レンズ３３やリアコンバージョンレンズ３９等として、できる限り軽量な ものを使用せざるを得なかった。更に、フォーカシング状態においては、コンバ ージョンレンズ枠３８の先端部３８ａは、カム３７のカム面３７ｂ，３７ｃに当 接した状態になっている。従って、そのときの摺動抵抗も大きい値になり、この 点からも駆動系統の大型化が避けられず、また、高速化も難しくなっていた。

【０００６】 一方、上記特開昭６３−２１６１７号公報に開示の自動焦点調節装置は、撮像 素子を移動させるタイプのフォーカシング機構を有するものであり、負荷の点で は軽量化ができるものである。この撮像素子駆動機構をコンバージョンレンズの 挿脱と合焦駆動の連動機構に適用した場合、この装置では、モータの出力軸のプ ーリに巻回されたベルトにより、直接、撮像素子を駆動するものであるから、そ の駆動速度は、定速駆動とならざるを得ない。従って、コンバージョンレンズの 切り換え時の速度がＡＦ処理時の速度と同じ速度になってしまい、該切り換え動 作が敏速に行えないことになる。

【０００７】 本考案は、上述の不具合を解決するためになされたものであり、フォーカシン グ、および、コンバージョンレンズの挿脱駆動を撮像素子を駆動に関連して行う ようにして、コンバージョンレンズの挿脱駆動は素早く行い、フォーカシングは 精度の高い駆動が実行可能とし、しかも、モータ負荷を軽減し、小型軽量化の可 能な撮像装置を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】

本考案の撮像装置においては、撮影レンズに対して撮像素子を相対的に移動さ せてピント合わせを行うために、撮影レンズと撮像素子との間に焦点距離を変え るためのコンバージョンレンズを挿脱自在に移動させるコンバージョンレンズ移 動手段と、撮影レンズに対する撮像素子の移動ピッチをコンバージョンレンズを 挿脱するときとピント合わせするときとで異ならせるための機械的制御手段とを 設けている。

【０００９】

【作用】

機械的制御手段の所定の範囲を用いて撮像素子を相対的に移動させてピント合 わせを行う。そして、コンバージョンレンズを挿脱、即ち、撮影光路中に挿入あ るいは退避せしめるときには、上記機械的制御手段のピント合わせを行う範囲以 外の領域を用いて、コンバージョンレンズを駆動する。そして、そのコンバージ ョンレンズ移動時とピント合わせ時とでは撮像素子の移動速度を異ならせている 。

【００１０】

【実施例】

以下、図に基づいて本考案の実施例を説明する。 図１は、本考案の一実施例を示す撮像装置の駆動機構部の斜視図である。本図 に示すように、本装置は、撮像素子を用いたビデオカメラ等の撮像装置であって 、撮影レンズ３を保持する鏡枠２は地板１に固定とし、撮像素子ホルダ６を機械 的制御手段であるスクリュー軸４の回転により相対的に移動させてピント合わせ を行うものとする。また、コンバージョンレンズ１２を光軸Ｏ上の撮影光路内， 外に挿脱させるには、撮像素子ホルダ６の移動に伴って操作される移動手段の駆 動レバー１７により該コンバージョンレンズ１２を保持するコンバージョンレン ズ保持枠１１を所定の挿脱位置まで回動して移動させるものである。そして、上 記スクリュー軸４のスクリュー部のリード、即ち、移動ピッチは、ピント合わせ 領域とコンバージョンレンズ駆動領域とで異なって形成され、コンバージョンレ ンズ駆動領域ではリード角を、より大きく設定してある。

【００１１】 上記機構を更に詳しく説明すると、鏡枠２の後方にコの字形の地板１が図示し ないカメラ本体に固定されている。地板１には駆動ギヤ−９が固着された上記ス クリュー軸４が光軸Ｏに平行の状態で回動自在に支持されており、その反対側に はガイド軸５が固着されている。更に、コンバージョンレンズ枠１１は、地板１ に固着されるピン１ａに回動自在に支持され、撮影レンズ３の光路に対して挿入 ，退避可能とする。撮像素子ホルダ６は、上記スクリュー軸４とガイド軸５にそ れぞれホルダ６のガイド部６ａ，切り欠き６ｂ（図４参照）で支持されて光軸Ｏ 方向に移動可能に支持されている。そして、図２のスクリュー軸部の断面図に示 すように撮像素子ホルダ６のガイド部６ａにおいて、ネジ止め固定された板バネ ７の先端部に駆動ピン８が固着されており、その駆動ピン８の先端部は、ガイド 部６ａに挿入される。そして、スクリュー軸４に設けられるリード溝に摺動自在 に嵌入している。従って、スクリュー軸４が回転すると、撮像素子ホルダ６は、 駆動ピン８を介して光軸方向に移動せしめられる。また、撮像素子ホルダ６の駆 動位置の行き戻りのガタ取りを行うため、ギヤ−９の裏面に押圧バネ１０を当接 せしめ、スクリュー軸４を撮影レンズ３側に押圧している。

【００１２】 上記スクリュー軸４に形成されるリードは、上記図２に示されるように、リー ド角が一定ではない。即ち、全移動範囲をリード領域Ｒａ，Ｒｂ，Ｒｃの３領域 に分割し、リード領域Ｒａ，Ｒｃではリード角が小さく、リード領域Ｒｃではリ ード角が大きく設定されている。なお、この３領域のうちリード領域Ｒａ，Ｒｃ はスクリュー軸４を回転して撮像素子ホルダ６を移動させ合焦動作を行う領域で ある。また、領域Ｒｂはスクリュー軸４を回転して撮像素子ホルダ６を移動させ その移動によってコンバージョンレンズ１２を撮影光路内に挿脱させる動作を行 う領域である。また、それらの領域の境界部Ｂ1 ，Ｂ2 は、上記両動作の切り換 え領域とし、合焦動作，挿脱動作を行わない領域とする。

【００１３】 図３は、上記撮像機構の特に撮像素子ホルダ６の横断面図である。本図は、撮 像素子ホルダ６を前進させコンバージョンレンズ１２を光路から退避させた状態 を示す。撮像素子ホルダ６内部には、押え板１３に接着等で固定された撮像素子 １４が内蔵され、その押え板１３は撮像素子ホルダ６にネジ止めされている。撮 像素子ホルダ６前方には水晶ローパスフィルタ１６が挿入され弾性部材１５を介 して撮像素子１４により押圧固定されている。また、撮像素子１４が内蔵される 撮像ホルダ６の位置は、常に、カメラの制御部（図示せず）で合焦処理、レンズ 切り換え処理時に検知される必要がある。そこで、スライド型の可変抵抗器等よ りなるポジションセンサ１９が地板１に固着され、撮像素子ホルダ６によりその 操作部１９ａが操作され、撮像素子ホルダ６の位置検出が行われる。

【００１４】 図４は、図３のＣ−Ｃ断面を示すものであって、図４の（Ａ）はコンバージョ ンレンズ１２を光路から退避させた状態を示し、図４の（Ｂ）はコンバージョン レンズ１２を光路内に挿入した状態を示している。また、図５の（Ａ）および（ Ｂ）は、それぞれ上記図４の（Ａ）のＤ−Ｄ断面図であり、図４の（Ｂ）のＥ− Ｅ断面図である。 上記図４，５に示すように、地板１の底面部に固着されたピン１ｂには駆動レ バー１７が回動自在に装着されている。また、同じく地板１の底面部に固着され たピン１ｃには、その他端が駆動レバー１７のピン１７ｄに係合しているトグル バネ１８が回動自在に装着されている。更に、地板１の底面部には、駆動レバー １７が当接するストッパピン１ｄ，１ｅが所定の間隔で設けられている。上記駆 動レバー１７は、略Ｌ字形状を有しており、その１つの端部にはコンバージョン レンズ枠１１の先端部１１ａが嵌入する長溝１７ｃが設けられている。また、他 方の端部には、撮像素子ホルダ６の下面部に設けられた操作ピン６ｃが当接可能 なピン当接面１７ａと１７ｂとが略対向した位置に設けられている。

【００１５】 そして、撮像素子ホルダ６が撮影レンズ３側に前進移動し（繰り出し方向）、 上記駆動レバー１７のピン当接面１７ａに、撮像素子ホルダ６の操作ピン６ｃが 当接し、更に、前進すると、駆動レバー１７はトグルバネ１８の所定の中立位置 を越えたときにその付勢力により時計回りに回動し、地板１のストッパ１ｄ側に 当接した状態に保持される（図５の（Ａ）の状態）。この状態ではコンバージョ ンレンズ枠１１は、その先端部１１ａが長溝１７ｃで押圧され、図４の（Ａ）に 示すように時計回りに回動して、コンバージョンレンズ１２が撮影光路外に退避 した状態になる。 逆に、撮像素子ホルダ６が撮影レンズ３と反対方向に後退し（繰り込み方向） 、駆動レバー１７のピン当接面１７ｂ側に撮像素子ホルダ６の操作ピン６ｃが当 接し、更に、後退すると、駆動レバー１７は、やはり、トグルバネ１８の所定の 中立位置を越えた時点でその付勢力により駆動レバー１７が反時計回りに回動し 、地板１のストッパ１ｅ側に当接した状態に保持される（図５の（Ｂ）の状態） 。この状態ではコンバージョンレンズ枠１１は、その先端部１１ａが長溝１７ｃ で押圧され、図４の（Ｂ）に示すように反時計回りに回動して、撮像素子ホルダ ６の後退により生じた撮影光路内スペ−スにコンバージョンレンズ１２が挿入さ れた状態となる。なお、撮像素子ホルダ６の操作ピン６ｃは、その前進，後退時 、上記駆動レバー１７のピン当接面１７ａ，１７ｂに当接後は、図５の（Ａ）， （Ｂ）に示すように上記駆動レバー１７ｂがトグルバネ１８の付勢力でそれぞれ の方向に回動した状態になっているので、操作ピン６ｃは、該当接面１７ａ，１ ７ｂの先端部を通り越し、ピント合わせ動作位置まで前進、または、後退する。 従って、ピント合わせ動作時には駆動レバー１７は、不動状態を維持する。

【００１６】 以上のように構成された本実施例の撮像装置の駆動機構部の動作について説明 する。 まず、コンバージョンレンズ１２を光路から退避させた状態で撮影を行うため には、図示しない駆動機構によりギヤ−９を駆動し、スクリュー軸４を撮影レン ズ側からみて反時計回りに回転させ、撮像素子ホルダ６を前進させる。駆動ピン ８をスクリュー軸４のリード領域Ｒａに位置させる。このときの初期位置は、無 限遠，至近，中立位置合焦位置のいずれか、その撮像装置に都合の良い位置に設 定される。また、この状態では前述の駆動レバー１７の作用により、コンバージ ョンレンズ１２は、撮影光路外の位置に移動している（図４の（Ａ））。そして 、カメラの制御部からの指示に従い、スクリュー軸４を適宜回転させ、ピント合 わせを行う。この場合、駆動ピン８は、上述のようにリード領域Ｒａ内に位置し ているのでスクリュー軸４の回転角に対する撮像素子ホルダ６の移動量は少なく 、精度の良いピント合わせが行われる。また、駆動負荷抵抗も少ない。

【００１７】 次に、焦点距離を切り換えて撮影を行うためには、図示しない駆動機構により ギヤ−９を駆動し、スクリュー軸４を撮影レンズ側からみて時計回りに回転させ る。撮像素子ホルダ６を駆動する駆動ピン８は、スクリュー軸４のリード領域Ｒ ａから領域Ｒｂに移り、領域Ｒｂのリード角で前進移動する。このリード角は前 述の通り大きいので、スクリュー軸４の回転速度が一定であっても撮像素子ホル ダ６は、高速で移動する。この領域にて、上述したコンバージョンレンズ１２は 、撮影光路内に位置するように駆動されるが、それらの動作が高速で処理される ことになる。 そのときの動作は、前述したように駆動レバー１７を操作ピン６ｃで回動せし め、地板１のストッパ１ｅ側に当接させ（図５の（Ｂ）の状態）、コンバーョン レンズ枠１１を図４の（Ｂ）に示すように反時計回りに回動して、撮影光路内ス ペ−スにコンバージョンレンズ１２を挿入し、撮影光学系の焦点距離が長くなっ た状態に設定される。コンバージョンレンズ１２が光路内に挿入された後、撮像 素子ホルダ６は更に後退し、駆動ピン８がスクリュー軸４のリード領域Ｒｃ上に 位置し、その領域でのリード角の小さい送りに基づいて、ピント合わせ等の撮影 処理が行われる。このときの初期位置は、無限遠，至近，中立位置合焦位置のい ずれか、その撮像装置に都合の良い位置に設定される。なお、コンバージョンレ ンズ１２を、再度、光路外に退避させる場合は、上述の動作の逆動作を行って、 上記コンバーョンレンズ枠１１を時計回りに回動させ、コンバージョンレンズ１ ２を光路外に退避させ、図４の（Ａ）の状態とする。その後の動作は、上述した 通りである。

【００１８】 以上述べたように、本実施例の撮像装置は、コンバージョンレンズ１２の挿脱 と、ピント合わせとを行うため、撮像素子１４を保持する撮像素子ホルダ６を光 軸方向に移動させるものであり、従来例のもののように、重い負荷となる撮影レ ンズ鏡枠を駆動することがないので駆動手段を小型化しコンパクトにまとめるこ とができる。更に、移動ピッチ（リード角）をコンバージョンレンズ１２の挿脱 時と、ピント合わせ時とで変化させ、コンバージョンレンズ１２の挿脱時には移 動ピッチを大きくして、挿脱動作をできるだけ速やかに終わらせるようにし、ま た、ピント合わせ時には移動ピッチを小さくして精度のよい撮像素子ホルダ６の 位置決めを可能とするものである。更に、ピント合わせの動作時のスクリュー軸 ４の駆動系統からコンバージョンレンズ１２の挿脱機構部の駆動レバー１７とは 切り離されていることからピント合わせ時の負荷が小さくなる。

【００１９】

【考案の効果】

上述のように本考案の撮像装置は、撮像素子を移動させてピント合わせを行う ものにおいて、コンバージョンレンズ挿脱移動時とピント合わせ時との機械的制 御手段の移動ピッチを異ならせるようにしたので、本考案のものは、コンバージ ョンレンズの挿脱を速やかに終わらせることができると同時に、ピント合わせ時 には精度のよい撮像素子の位置決めを可能とし、更に、駆動負荷が減じられ、駆 動系の小型化，コンパクト化が可能となるなど数多くの顕著な効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例を示す撮像装置の機構部の分
解斜視図。

【図２】上記図１の撮像装置の機構部のスクリュー軸部
の縦断面図。

【図３】上記図１の撮像装置の機構部の横断面図。

【図４】上記図３のＣ−Ｃ断面図であって、（Ａ）はコ
ンバージョンレンズが光路外に退避した状態、（Ｂ）は
コンバージョンレンズが光路内に挿入された状態を示
す。

【図５】上記図４の断面図であって、（Ａ）は図４の
（Ａ）のＤ−Ｄ断面図、（Ｂ）は図４の（Ｂ）のＥ−Ｅ
断面図を示す。

【図６】従来例を示す撮像装置の機構部の斜視図。

【図７】上記図６の撮像装置の機構部のコンバージョン
レンズの光路外退避状態を示し、（Ａ）は平面図、
（Ｂ）は上記平面図の（Ａ）のＡ−Ａ断面図。

【図８】上記図６の撮像装置の機構部のコンバージョン
レンズの光路内挿入状態を示し、（Ａ）は平面図、
（Ｂ）は上記平面図の（Ａ）のＢ−Ｂ断面図。

【符号の説明】

３…………………撮影レンズ ４…………………スクリュー軸（機械的制御手段） ６ｃ…………………操作ピン（コンバージョンレンズ移
動手段） ８…………………駆動ピン（機械的制御手段） １４…………………撮像素子 １２…………………コンバージョンレンズ １７…………………駆動レバー（コンバージョンレンズ
移動手段） １８…………………トグルバネ（コンバージョンレンズ
移動手段）

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】撮影レンズに対して撮像素子を相対的に移
   動させてピント合わせを行う撮像装置において、 撮影レンズと撮像素子との間に焦点距離を変えるための
   コンバージョンレンズを挿脱自在に移動させるコンバー
   ジョンレンズ移動手段と、 撮影レンズに対する撮像素子の移動ピッチをコンバージ
   ョンレンズを挿脱するときとピント合わせするときとで
   異ならせるための機械的制御手段と、 を具備したことを特徴とした撮像装置。