JP3903121B2 - ズームレンズ - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、簡単にピント合わせが行えるとともに、ズーミング操作によってピントがずれないようにしたズームレンズに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
コンパクトカメラ等に用いられるズームレンズとして、簡単な構成の２群ズーム方式が用いられている。この２群構成のズームレンズは、フォーカスレンズと、ズームレンズと、これらを光軸方向に沿って移動自在に保持する固定筒と、この固定筒の外周に回転自在に組み付けられ、フォーカスレンズを光軸方向に沿って移動させるフォーカス鏡筒と、フォーカス鏡筒とズームレンズとを光軸方向に沿って移動させるズーム鏡筒とから構成されている。
【０００３】
そして、フォーカス鏡筒の回転によるフォーカスレンズの光軸方向での移動によってピント合わせを行い、ズーム鏡筒の回転によるズームレンズとフォーカス鏡筒との光軸方向への移動によって、焦点距離を変化させている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記２群構成のズームレンズを低コストな光学機器に用いた場合、ピント合わせは手動で行うことになるが、複数の特定の距離の被写体にのみピントを合わせる光学機器等では、ピント合わせが面倒であった。また、フォーカス鏡筒の回転によるピント合わせ後にズーム鏡筒を回転させると、フォーカス鏡筒が回転してピントがずれてしまうことがあり、ズーミング操作の後に再びピント調整を行わなくてはならず、非常に面倒なものだった。
【０００５】
本発明は、上記問題点を解決するためのもので、特定の距離の被写体に簡単にピント合わせを行うことができ、このピントがズーミング操作によってずれないようにしたズームレンズ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】
上記問題点を解決するために、請求項１記載のズームレンズは、少なくとも二つ以上の異なる距離の被写体にフォーカスレンズが合致する位置で、ズーム鏡筒の回転によって位置がずれないようにフォーカス鏡筒の回転を機械的に停止させるピント合わせ機構を設けたものである。
【０００７】
また、請求項２記載のズームレンズは、ピント合わせ機構として、フォーカス鏡筒に取り付けられて固定筒の外周面に当接する板バネと、固定筒の外周面に光軸方向に沿って設けられ、該フォーカス鏡筒の回転途中で板バネが入り込む溝とから構成したものである。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明のズームレンズについて、画像入力装置を例に説明する。図２は、画像入力装置２の未使用時の状態を示すものである。画像入力装置２は、縦型に構成された本体部３と、この本体部３の両側面に軸着され、本体部３に対して起伏自在とされた一対のアームスタンド４，５と、本体部３の上部に回動自在に組み付けられたヘッド部６とから構成されている。
【０００９】
図３に示すように、本体部３内には、ズームレンズ７と、ＣＣＤ８や各種電気回路等からなる撮像装置が組み込まれている。また、本体部３の側面及び前面には、画像出力用の端子９や、撮像物に合わせてズームレンズ７の焦点距離を切り換える切替えダイヤル１０，ズームダイヤル１１等が設けられている。ズームレンズ７は、本体部３内で上方のヘッド部６に向けて配置されている。
【００１０】
ヘッド部６には、本体部３内のズームレンズ７に連なる撮像用の開口１３が形成されている。また、本体部３に対して回動自在とされ、画像の向きを容易に変えることができる。ヘッド部６の上部には、ピース状に切断された現像済みの写真フイルムを保持したフイルムキャリア１４（図４参照）が挿入されるスロット１５が形成されており、このスロット１５に挿入されたフイルムキャリア１４は、撮像開口１３を横切ってズームレンズ７に正対する。
【００１１】
ヘッド部６の上部には、ヒンジ１７，１８によって開閉自在とされたランプハウス１９，２０が組み付けられている。これらのランプハウス１９，２０内には、それぞれランプ２１，２２が内蔵されており、現像済みの写真フイルムやプリント写真等の被撮像物を照明する際に用いられる。
【００１２】
アームスタンド４，５は板状とされており、それぞれが本体部３を挟み込むように軸着されて回動自在とされている。アームスタンド４，５の先端は、不使用時に本体部３の下面よりも下方に位置するように長くされている。
【００１３】
アームスタンド４，５は、画像入力装置２の不使用時には、本体部３に対して倒伏された状態となり、画像入力装置２を小型にしている。また、現像済みの写真フイルムを撮像する際には、図４に示すように、本体部３に対して小さく開かれ、両アームスタンド４，５の先端と、本体部３の下面とで接地して画像入力装置２を正立状態に支持する。この際には、各ランプハウス１９，２０はヘッド部６に対して閉じられており、撮像開口１３を通してスロット１５内に挿入されたフイルムキャリア１４内の写真フイルム２４を照明する。
【００１４】
また、プリント写真等の反射原稿を撮像する際には、図５に示すように、両アームスタンド４，５が本体部３から大きく開かれ、先端で本体部３を倒立状態で支持する。そして、ヘッド部６の下方にプリント写真２６を配置し、撮像開口１３を通して撮像を行う。なお、この際には、各ランプハウス１９，２０はヘッド部６に対して開かれており、この状態でプリント写真６等を照明する。各アームスタンド４，５は、それぞれの位置でロックされる。
【００１５】
ズームレンズ７は、図１，図３，図６に示すように、固定筒２８，ズームレンズ枠２９，フォーカスレンズ枠３０，ズーム鏡筒３１，カムリング３２，フォーカス鏡筒３３，コイルバネ３４，バネ押さえリング３５から構成されている。固定筒２８は、貫通された内径部３６を有する筒部２８ａと、この筒部２８ａに一体に形成され、本体部３内への組み付け時に用いられる台座部２８ｂとからなり、筒部２８ａの前部側は画像入力装置２の撮像開口１３に対面し、後部側はＣＣＤ８に対面する。
【００１６】
筒部２８ａの外周面には、長穴３８ａ，３８ｂと、溝３９ａ，３９ｂと、凹部４０ａ，４０ｂと、３個の爪４１とが形成されている。長穴３８ａ，３８ｂは、光軸４２に沿って並んで配置されており、後部側の長穴３８ａの方が前部側の長穴３８ｂよりも長くなっている。二つの溝３９ａ，３９ｂは、断面がＶ字型とされており、長穴３８ｂを挟むように光軸４２に沿って設けられている。これらの溝３９ａ，３９ｂは、フォーカス鏡筒３３をピント位置で停止させるピント合わせ機構を構成する。凹部４０ａ，４０ｂは、断面が円弧形状とされており、カムリング３２の回り止めに用いられる。３個の爪４１は、バネ押さえリング３５を固定筒２８に取り付けるためのものである。
【００１７】
フォーカスレンズ枠３０は、ピント合わせに用いられるフォーカスレンズ４４を保持している。フォーカスレンズ枠３０の外周には、二つの支持部３０ａ，３０ｂと、カム軸３０ｃとが突設されている。二つの支持部３０ａ，３０ｂは、筒部２８ａの内径部３６内に光軸４２に沿って組み付けられる２本のガイド軸４５ａ，４５ｂが挿通されるもので、フォーカスレンズ枠３０を光軸４２に沿って移動自在に支持する。カム軸３０ｃは、筒部２８ａの長穴３８ｂに挿入される。
【００１８】
ズームレンズ枠２９は、ズーミングに用いられるズームレンズ４７を保持している。ズームレンズ枠２９の外周には、フォーカスレンズ枠３０と同様に、二つの支持部２９ａ，２９ｂとカム軸２９ｃとが突設されている。二つの支持部２９ａ，２９ｂには、２本のガイド軸４５ａ，４５ｂが挿通され、ズームレンズ枠２９を光軸４２に沿って移動自在に支持する。カム軸２９ｃは、筒部２８ａの長穴３８ａに挿入される。なお、２本のガイド軸４５ａ，４５ｂの一端側は、固定筒２８の後部側で支持され、他端側は、本体部３の上面内壁で支持される。
【００１９】
ズーム鏡筒３１は、固定筒２８の筒部２８ａの外周に回転自在に組み付けられる。ズーム鏡筒３１には、ズームダイヤル１１と、カムスリット３１ａと、一対のカム面３１ｂ，３１ｃとが設けられている。ズームダイヤル１１は、外周面に滑り止めのローレット溝が形成されており、本体部３の前面側から外部に露呈される。カムスリット３１ａは、前述のズームレンズ枠２９のカム軸２９ｃが挿入されるもので、ズーム鏡筒３１の回転によって、ズームレンズ枠２９を光軸４２に沿って進退させる。
【００２０】
カム面３１ｂ，３１ｃは、ズーム鏡筒３１の前部側の端面に光軸４２に対して対称に形成されており、後部側に向かって中央部分が突出するような形状となっている。そして、ズーム鏡筒３１が回転されると、カム面３１ｂ，３１ｃに当接するカムリング３２を介して、フォーカス鏡筒３３を光軸４２に沿って移動させる。
【００２１】
カムリング３２には、固定筒２８の筒部２８ａが挿通される内径部３２ａが形成されており、この内径部３２ａの上下部分に筒部２８ａの凹部４０ａ，４０ｂ内に入り込む凸部３２ｂ，３２ｃが形成されている。これにより、カムリング３２は固定筒２８に対して回転せずに、光軸４２に沿って移動自在となる。また、カムリング３２の後部側端面には、一対のカム突起４９ａ，４９ｂが形成されている。これらのカム突起４９ａ，４９ｂは、フォーカス鏡筒３３を介したコイルバネ３４の付勢によって、ズーム鏡筒３１のカム面３１ｂ，３１ｃに圧接する。そして、ズーム鏡筒３１が回転されると、カム面３１ｂ，３１ｃによる押圧によって光軸４２に沿って進退する。
【００２２】
フォーカス鏡筒３３は、固定筒２８の筒部２８ａの外周に回転自在に組み付けられる。フォーカス鏡筒３３には、切替えダイヤル１０と、カムスリット３３ａと、開口３３ｂとが設けられている。切替えダイヤル１０は、外周面に滑り止めのローレット溝が形成されており、本体部３の前面側から外部に露呈される。カムスリット３３ａは、前述のフォーカスレンズ枠３０のカム軸３０ｃが挿入されるもので、フォーカス鏡筒３３の回転によってフォーカスレンズ枠３０を光軸４２に沿って進退させる。
【００２３】
図７に示すように、前記開口３３ｂは、フォーカス鏡筒３３の回転方向に沿って形成されており、固定筒２８の外周面が露呈される。また、開口３３ｂの近傍には、板バネ５１がネジ５２によって取り付けられる。この板バネ５１は、金属薄板からなり、先端部分に屈曲された係合部５１ａが形成されている。
【００２４】
そして、フォーカス鏡筒３３が回転されると、その回転途中で板バネ５１の係合部５１ａが開口３３ｂを通して筒部２８ａの溝３９ａあるいは溝３９ｂに入り込み、フォーカス鏡筒３３を係止する。前述の溝３９ａ，３９ｂは、それぞれ写真フイルム用，プリント写真用となっており、板バネ５１が溝３９ａに係合すると、フォーカスレンズ枠３９は、ヘッド部６のスロット１５内に挿入されたフイルムキャリア１４内の写真フイルム２４にピントが合い、板バネ５１が溝３９ｂに係合すると、フォーカスレンズ枠３０はアーム部４，５の間のプリント写真２６にピントが合う。
【００２５】
バネ押さえリング３５は、筒部２８ａの外周面に等間隔で形成された爪部４１に係止される。このバネ押さえリング３５とフォーカス鏡筒３３との間には、コイルバネ３４が収められ、コイルバネ３４はフォーカス鏡筒３３の端面を押圧する。これにより、フォーカス鏡筒３３はズーム鏡筒３１側に向けて付勢される。
【００２６】
次に、上記実施形態の作用について説明する。現像済みの写真フイルムを撮像する際には、図４に示すように、アーム部４，５を本体部３に対して僅かに開き、アーム部４，５の先端と本体部３の下面とで画像入力装置２を正立させる。そして、画像入力装置２をモニタ等に接続し、スロット１５内に写真フイルム２４を挟み込んだフイルムキャリア１４を挿入する。また、画像の向きによっては、ヘッド部６を本体部３に対して回動させる。
【００２７】
上記状態で画像入力装置２の電源を投入すると、ランプハウス１９，２０内のランプ２１，２２が点灯し、撮像開口１３を通してフイルムキャリア１４内の写真フイルム２４が照明される。この写真フイルム２４を照明した光は、ズームレンズ７を通してＣＣＤ８に結像される。ＣＣＤ８は、写真フイルム２４を照明した光を光電変換し、画像入力装置２によってビデオ信号としてモニタに出力される。
【００２８】
モニタに表示された画像を確認して、ピントが合っていない場合には、ズームレンズ７がプリント写真を撮像する状態にあるので、写真フイルムにピントを合わせるために切替えダイヤル１０を指標「Ｆ」側に向けて回転操作する。すると、図１，３，６に示すように、フォーカス鏡筒３３が図中反時計方向に回転され、カムスリット３３ａの移動によってカム軸３０ｃが押圧される。これにより、フォーカスレンズ枠３０は、光軸４２に沿って写真フイルム２４に向けて移動する。更に切替えダイヤル１０を回転操作すると、図７に示すように、板バネ５１が固定筒２８の溝３９ａに係合する。
【００２９】
この状態では、フォーカスレンズ枠３０が写真フイルム２４にピントの合う状態となり、モニタにはピントが合った状態の写真フイルム２４の画像が表示される。
【００３０】
撮像する写真フイルム２４の画像を拡大する場合には、ズームダイヤル１１を指標「Ｔ」側に向けて回転操作する。すると、図１，３，６に示すように、ズーム鏡筒３１が図中反時計方向に回転され、カムスリット３１ａの移動によりカム軸２９ｃが押圧され、ズームレンズ枠２９が光軸４２に沿ってＣＣＤ８側に向けて移動する。
【００３１】
また、この際には、カム面３１ｂ，３１ｃによってカムリング３２のカム突起４９ａ，４９ｂが押圧され、カムリング３２及びフォーカス鏡筒３３が光軸４２に沿って、コイルバネ３４の付勢に抗して撮像開口１３側に向けて移動する。なお、ズーム鏡筒３１の回転によるフォーカス鏡筒３３の移動中には、板バネ５１の係合部５１ａが溝３９ａに係合しており、板バネ５１は溝３９ａ内を移動するので、ピントがずれることはなく、写真フイルム２４の画像がピントが合った状態で拡大されてモニタに表示される。
【００３２】
写真フイルム２４の撮像範囲を元に戻す場合には、ズームダイヤル１０を指標「Ｗ」側に向けて回転操作する。すると、ズーム鏡筒３１は図１において時計方向に回転し、カムスリット３１ａの移動によってズームレンズ枠２９がフォーカスレンズ３０側に向けて移動する。また、ズーム鏡筒３１の回転によりカムリング３２はカム面３１ｂ，３１ｃでの押圧が解除されるので、コイルバネ３４の付勢によって、フォーカス鏡筒３３とカムリング３２とはズームレンズ枠２９側に向けて移動する。
【００３３】
また、プリント写真等の反射原稿の撮像を行う場合には、図５に示すように、アーム部４，５を本体部３に対して大きく開き、画像入力装置２を倒立させ、更にランプハウス１９，２０を開放し、アーム部４，５の間にプリント写真２６を配置する。
【００３４】
上記状態で画像入力装置２の電源を投入し、モニタ上に表示される画像のピントが合っていない場合には、切替えダイヤル１０を指標「Ｐ」側に向けて回転操作する。すると、図１，３，６に示すように、フォーカス鏡筒３３は時計方向に回転され、カムスリット３３ａの移動によってカム軸３０ｃが押圧され、フォーカスレンズ枠３０は、光軸４２に沿って撮像開口１３から離れる方向に移動する。更に切替えダイヤル１０を回転操作すると、板バネ５１が固定筒２８の溝３９ｂに係合する。
【００３５】
この状態では、フォーカスレンズ枠３０がプリント写真２６にピントの合う状態となり、モニタにはピントが合った状態のプリント写真２６の画像が表示される。
【００３６】
撮像するプリント写真２６の画像を縮小する場合には、ズームダイヤル１１を指標「Ｗ」側に向けて回転操作する。すると、図１，３，６に示すように、ズーム鏡筒３１が図中時計方向に回転され、カムスリット３１ａの移動によりカム軸２９ｃが押圧され、ズームレンズ枠２９が光軸４２に沿ってフォーカスレンズ枠３０側に向けて移動する。
【００３７】
また、この際には、カム面３１ｂ，３１ｃによってカムリング３２のカム突起４９ａ，４９ｂが押圧され、カムリング３２及びフォーカス鏡筒３３が光軸４２に沿って、コイルバネ３４の付勢に抗して撮像開口１３側に向けて移動する。なお、ズーム鏡筒３１の回転によるフォーカス鏡筒３３の移動中には、板バネ５１の係合部５１ａが溝３９ｂに係合しており、板バネ５１は溝３９ｂ内を移動するので、ピントがずれることはなく、プリント写真２６の画像がピントが合った状態で縮小されてモニタに表示される。
【００３８】
なお、上記実施形態では、画像入力装置を例に説明したが、本発明のズームレンズは、コンパクトカメラ，ビデオカメラ，スチルカメラ等や、その他の光学機器に用いることができる。また、前方にフォーカスレンズを配置し、後方にズームレンズを配置したが、これらは逆に配置してもよい。更に、板バネの係合する溝を２個としたが、これに限らず溝を増やして、更に多数の異なる焦点距離の被写体に簡単にピントが合うようにすることもできる。
【００３９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のズームレンズは、少なくとも二つ以上の異なる距離の被写体にフォーカスレンズのピントが合う位置で、ズーム鏡筒の回転によって位置がずれないように、フォーカス鏡筒の回転を機械的に停止させるピント合わせ機構を設けたので、特定の焦点距離の被写体に対して簡単にピントを合わせることができる。更に、ピント合わせ後のズーム操作によるピントのずれを防止することができる。
【００４０】
また、ピント合わせ機構をフォーカス鏡筒に取り付けられて固定筒の外周面に当接する板バネと、固定筒の外周面に光軸方向に沿って設けられ、フォーカス鏡筒の回転途中で板バネが入り込む溝とからなる簡単な構成としたので、低コストに採用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ズームレンズの構成を示す分解斜視図である。
【図２】不使用時の画像入力装置の状態を示す外観斜視図である。
【図３】画像入力装置に組み込まれたズームレンズの要部断面図である。
【図４】写真フイルム入力時の画像入力装置の状態を示す外観斜視図である。
【図５】プリント写真入力時の画像入力装置の状態を示す外観斜視図である。
【図６】ズームレンズの外観斜視図である。
【図７】ズームレンズの要部断面図である。
【符号の説明】
２ 画像入力装置
３ 本体部
６ ヘッド部
７ ズームレンズ
８ ＣＣＤ
１０ 切替えダイヤル
１１ ズームダイヤル
１３ 撮像開口
２８ 固定筒
２９ ズームレンズ枠
３０ フォーカスレンズ枠
３１ ズーム鏡筒
３２ カムリング
３３ フォーカス鏡筒
３４ コイルバネ
３５ バネ押さえリング
３９ａ，３９ｂ 溝
５１ 板バネ

Claims (1)

1. フォーカスレンズとズームレンズとを光軸方向に沿って移動自在に保持する固定筒と、この固定筒の外周に回転自在に組み付けられ、フォーカスレンズを光軸方向に沿って移動させるフォーカス鏡筒と、ズームレンズとフォーカス鏡筒とを光軸方向に沿って移動させるズーム鏡筒とを備えたズームレンズにおいて、
   前記フォーカス鏡筒に取り付けられて固定筒の外周面に当接する板バネと、固定筒の外周面上の複数の位置に設けられ、該フォーカス鏡筒の回転途中で板バネが入り込むように光軸方向に沿って形成された複数の溝とからなるピント合せ機構を設け、少なくとも二つ以上の予め決められた距離の被写体にフォーカスレンズのピントが合う位置で、前記溝に板バネを挿入させてフォーカス鏡筒の回転を停止させ、ズ−ム操作において、前記フォーカス鏡筒が光軸方向に沿って移動されたときに前記板バネを溝内で移動させ、該ズ−ムレンズとフォ−カスレンズとの相対位置関係を保ってピントがずれないようにすることを特徴とするズームレンズ。

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