JP2001324663A

JP2001324663A - 撮像装置

Info

Publication number: JP2001324663A
Application number: JP2000144053A
Authority: JP
Inventors: Shigeru Takeshita; 滋竹下; Toshiyuki Yasuda; 俊之安田
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2000-05-16
Filing date: 2000-05-16
Publication date: 2001-11-22
Anticipated expiration: 2020-05-16
Also published as: US6606206B2; JP3679683B2; US20020044363A1

Abstract

(57)【要約】【課題】鏡筒に衝撃などの外力が作用しても、ズーム
機能が損なわれないようにする。【解決手段】固定筒の内径に形成されたカム溝に嵌合
する移動カム環には、つば部を設け、固定筒には、移動
カム環のつば部と当接可能な受け部を設け、鏡筒に衝撃
などの外力が作用しても、その外力を受け部で受けるこ
とにより、移動カム環が固定筒のカム環から脱落しない
ようにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、カメラ等の撮像装
置に関し、特に、ズーム（変倍）機能を備えた鏡筒の支
持機構に関する。

【０００２】

【従来の技術】従釆、撮像装置本体に固定された固定筒
と、この固定筒の内径に形成されたカム溝に嵌合する移
動カム環とを含む鏡筒を有し、移動カム環を直接駆動す
ることにより鏡筒を移動する方式のズーム機構を備えた
撮像装置が知られている。

【０００３】この種の撮像装置では、移動カム環は、テ
ーパが形成された３つのフォロアのみで固定筒に支持さ
れている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】このため、鏡筒が繰出
している状態で衝撃など外力が作用した場合には、移動
カム環が固定筒のカム溝から脱落してしまう虞があっ
た。

【０００５】この問題を解決する方法として、テーパの
付いていないフォロアを用いることが考えられる。しか
し、この方法では、移動カム環の脱落を防ぐことはでき
ても、鏡筒を破壊してしまう虞があり、また、移動カム
環の調芯ができなくなるという新たな問題が予想され
る。

【０００６】本発明は、このような背景に鑑みなされた
もので、その課題は、鏡筒に衝撃などの外力が作用して
も、ズーム機能が損なわれないようにすることにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明は、撮像装置本体に固定された固定筒と、前
記固定筒の内径に形成されたカム溝に嵌合する移動カム
環とを含む鏡筒を備えた撮像装置において、前記移動カ
ム環に第１の突起部を設け、前記第１の突起部と当接可
能な第２の突起部を前記固定筒に設けている。

【０００８】また、本発明は、撮影時には、前記第１の
突起部は、前記第２の突起部よりも対物側に位置するよ
うに構成されている。

【０００９】また、本発明は、前記第１の突起部と前記
第２の突起部は、長辺同士が平行となるように配設され
ている。

【００１０】また、本発明は、非撮影時には、前記第１
の突起部は、前記第２の突起部よりも接眼側に位置する
ように構成されている。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて、本発明の
実施形態を説明する。

【００１２】図１は、本発明を適用したカメラの鏡筒部
分の分解斜視図である。また、図２〜図４は、鏡筒部分
の中央断面図であり、図２は沈胴位置、図３はワイド位
置、図４はテレ位置を示している。

【００１３】１は鏡筒ユニットの基部（ベース）であ
り、その前端部にネジ止めにより固定される固定筒２と
共に、鏡筒ユニットの構造体を形成している。３は１群
鏡筒であり、レンズ４、５を保持している。また、1群
鏡筒３の外周側面には先端にテーパ部を持つ３本のフォ
ロアピン６が圧入されており、前面にはキャップ７が接
着により固定されている。

【００１４】８はシャッタユニットであり、レンズ９、
１０、１１、１２を保持している。図５は、シャッタユ
ニット８の分解斜視図であり、絞り地板１３の外周部に
は、先端にテーパ部を持つ２個のフォロア部１３ａが一
体的に形成されると共に、軸方向に移動可動に設けられ
た１個の可動フォロア８１が設けられている。なお、こ
れら３個のフォロアは、絞り地板１３の外周部に等間隔
で配置されている。可動フォロア８１は、圧縮ばね８０
で付勢されており、これによって機械的な隙間を片寄せ
て精度を維持するようになっている。

【００１５】８２、８３はボビンに巻き廻したコイルで
あり、このコイル８２、８３に通電することによって発
生する磁束は、それぞれヨーク８４、８５を経由してア
ーム８６、８８と一体的に形成されたマグネット８７、
８９に、それぞれ磁気的回転力を発生させる。アーム８
６とアーム８８の回転角度は、それそれ地板１３に形成
された開口部１３ｂ、１３ｃで制限されており、その両
端でアーム８６、８８のそれそれの腕部８６ａ、８８ａ
が当接し、回転停止する。

【００１６】その際、マグネット８７、８９の極性がヨ
ーク８４、８５に対して磁石の吸引力が働く地点で止ま
っている。そのため、コイル８２、８３の通電を停止し
た後にも、その状態を保持する。また、回転を反転させ
た場合においても、回転角度が図６で示された範囲であ
るため、同様に吸引力が働いており、コイルに電流を流
さないでも、停止状態が保持される。

【００１７】９０は絞り羽根であり、アーム８６の腕部
に設けられた軸部８８ａが、羽根９０の長穴部９０ａに
挿入されている。また、羽根９０の穴部９０ｂは、地板
１３の軸部１３ｄに回転自在に嵌められている。絞り羽
根９０の絞り形状は円形であり、更にＮＤフィルタ９１
を貼付することで、光量を制限している。それは、最近
のデジタルカメラの高密度撮像素子においては、絞り径
が小さくなると回折の影響を無視できなくなり、結像画
像の画質が劣化する虞があり、画質を落とさずに光量を
制限するためである。

【００１８】９２、９３はシャッタ羽根であり、それぞ
れの穴部９２ｂ、９３ｂは、地板１３に設けられた軸部
１３ｅ、１３ｆにそれぞれ回転自在に嵌められている。
アーム８８の腕部に設けられた軸部８８ａは、シャッタ
羽根９２、９３の長穴部９２ａ、９３ａに挿入されてい
る。

【００１９】９４はキャップであり、地板１３との間に
前記コイル８２、８３、ヨーク８４、８５を挟持して固
定し、アーム８６（およびマグネット８７）、アーム８
８（およびマグネット８９）を回転可能に保持してい
る。９６は羽根９０の脱落を防ぐケースであり、９５は
羽根８９と羽根９２、９３との干渉を防ぐシートであ
る。また、中央部には、開放絞り９５ａが設けられてお
り、絞り羽根９０が待避している場合は、開放絞りを形
成している。

【００２０】１４はレンズ１５を保持する３群鏡筒であ
り、ガイドバー１６、べース１に設けられた案内軸１ａ
に案内されると共に、軸方向の位置は、その腕部に挟持
した雌ネジを有するナット１７に規制され、引っ張りば
ね１８で繰込み方向に片寄せされている。ナット１７に
設けられたスリット部１７ａには、３群鏡筒１４の突起
１４ａが嵌合されて、３群鏡筒１４の回転が規制されて
いる（図７参照）。

【００２１】１９はマグネット２０と一体的に設けられ
たスクリューであり、前記ナット１７の雌ネジ部と螺合
する従ネジ部を有する。

【００２２】２１は前記３群鏡筒１４を駆動するための
ステップモータであり、一対のヨーク２２、２３とボビ
ンに巻き廻したコイル２４を、前記マグネット２０を挟
むように２組を直線状に対向するように配置し、ヨーク
プレート２５をネジ止めすることによりベース１上に固
定されている（図８参照）。

【００２３】２６はベース１に固定されたフォトインタ
ラプタであり、３群鏡筒１４に一体的に固定されたスリ
ット板１４ｂが、前記フォトインタラプタ２６のスリッ
ト部に進退可能な位置に配置されている。２８はベース
１に固定されるキャップであり、ガイドバー１６の先端
側を固定し、スクリュー１９を回転可能に保持してい
る。

【００２４】２９は撮像素子であり、ベース１にネジ止
め固定される保持板３０に接着等により固定保持されて
いる。３１はフレキシブル基盤であり、撮像素子２９が
はんだ付けされ、この撮像素子２９にて光電変換された
画象信号を後述の信号処理回路に供給する。３２は防塵
用のゴム、３３はＬＰＦ（ローパスフィルタ）であり、
共にベース１に接着等により固定されている。

【００２５】固定筒２の内径部には、図１０に示したカ
ム溝２ａが形成され、固定筒２の内径部のカム溝２ａ
に、移動カム環３４に圧入されている金属製のフォロア
ピン２７が孫合し、移動カム環３４がカム溝２ａに沿っ
て回動することで、移動カム環３４は、光軸方向に繰出
される。

【００２６】移動カム環３４の外周部には、ギア歯３４
ａが形成されており、ズームモータ３５の回転が、ギア
３６〜４１を介して減速されたギア歯３４に伝達される
ことにより、移動カム環３４は回転駆動され、光軸方向
に移動制御される（図１１参照）。ギア３６には、ズー
ムモータ３５の回転を検知するための羽根３６ａが３枚
設けられており、その羽根がスリット部を遮断するよう
に、フォトインタラプタ５４、５５が１５０度の角度で
配置されている（図１２参照）。また、ギア４１とその
軸４３の材質は金属である。

【００２７】本体の外装部４４とその裏面には、ニッケ
ルメッキを施したガスケット４５を貼付けて弾性を持た
せているため、鏡筒を本体に組み付けたときに、鏡筒は
本体と密着することになる（図１３参照）。また、１群
鏡筒３および移動カム環３４の材料としては、強度を上
げ、さらに電気伝導性を持たせるために、成形樹脂に炭
素繊維を混入した材料を用いている。

【００２８】４６はファインダカムプレートであり、表
面にはファインダレンズをズーム駆動するためのテーパ
カム溝４６ｂ、４６ｃが形成されている。ファインダカ
ムプレート４６の裏面には、固定筒２に設けられた溝部
２ｄに嵌合されるキー部４６ａが形成され、ファインダ
カムプレート４６は、固定筒２の外周部に沿って回転可
能となっている。４７は引っ張りバネであり、片方がフ
ァインダカムプレート４６、他方が固定筒２に固定され
ており、ファインダカムプレート４６を常にワイド方向
に片寄せしている。

【００２９】移動カム環３４の内部には、直進ガイド筒
４２が回転自由に嵌合されており、直進ガイド筒４２に
設けられた突起４２ｅは、固定筒２に設けられた溝２ｃ
に嵌められて直進ガイド４２が固定筒２に対して回転し
ないようになっている。また、直進ガイド筒４２の前面
部に設けられた３つの突起４２ｆは、移動カム環３４の
内面に設けられた溝３４ｅ（図９参照）に嵌合されてい
る。

【００３０】このため、直進ガイド筒４２と移動カム環
３４は、回転自由でありながら、光軸方向には一体とな
って移動する。１群鏡筒３に設けられた金属製のフォロ
アピン６は、移動カム環３４のカム溝３４ｂに係合し、
直進ガイド筒４２の直動溝４２ａは、１群鏡筒３に設け
られた直動ピン３ａと係合している。この直動溝４２ａ
により、回転方向に１群鏡筒３が移動することが制限さ
れており、移動カム環３４が回動すると、１群鏡筒３は
光軸方向に繰出される。また、シャッタユニット８も同
様に、移動カム環３４のカム溝３４ｃと直進ガイド筒４
２の直動溝４２ｂに係合し、直動溝４２ｂで規制されて
いる。従って、移動カム環３４が回動すると、シャッタ
ユニット８は、カム溝３４ｃに沿って光軸方向に繰出さ
れる（図９参照）。

【００３１】移動カム環３４の外周部には、つば部３４
ｄが設けられている。移動カム環３４が回転し、沈胴位
置からワイド位置に移動する間は、つば部３４ｄは固定
筒２に設けられた受け部２ｂよりも対物側に位置してい
る（図１０参照）。そして、撮影可能範囲であるワイド
〜テレ間では、常に、つぱ部３４ｄが受け部２ｂより対
物側に位置しており、つぱ部３４ｄと受け部２ｂが当接
可能になる。

【００３２】従って、撮影可能状態において衝撃的な外
力が１群鏡筒３および移動カム環３４に働いた場合、固
定筒の内周に設けられた受け部２ｂで外力を受けて吸収
することになり、移動カム環３４のフォロアピン２７が
固定筒２のカム溝２ａから脱落するのを防止でき、鏡筒
が破損されることはない。

【００３３】また、図１３に示したように、１群鏡筒
３、移動カム環３４、ズームギア４１、軸４３、ガスケ
ット４５は、外装部４４に電気的に接続された状態にな
っており、この外装部４４は、電気回賂のグランドと接
続されているため、カメラ本体に静竜気が発生したとし
ても、電気回路に影響が及ばないようになっている。

【００３４】図１７は、本カメラの制御系の概略構成を
示すブロック図である。撮俊素子２９で光電変換された
画像信号は、画像処理回路６１により、色変換、ガンマ
処理等の所定の処理が行われた後、カード媒体等のメモ
リ６２に記録される。

【００３５】制御部６０は、カメラ全体の制御を行なっ
ており、鏡筒内部のフォトインタラプタ５４、５５、フ
ォトインタラプタ２６、ズームリセット検出用のフォト
インタラプタ４８などの出力を監視しながら、ステップ
モータ２１、絞りユニット８、ズームモータ３５を駆動
制御することにより、測距制御、露光制御、ズーム制御
を行っている。また、制御部６０は、上記信号処理、お
よびメモリ６２の制御をも行なっている。

【００３６】６４は電気的に消去・記録可能な不揮発性
メモリであり、例えばＥＥＰＲ０Ｍ等が用いられてい
る。６３は電気的に消去・記録可能な揮発性メモリであ
り、本カメラ上で用いる各種の変数等が記憶され、例え
ばＳＲＡＭ等が用いられている。

【００３７】次に、電源投入時、及び電源切断時の動作
を説明する。

【００３８】電源が投入されると（図１８のステップＳ
１）、鏡筒が沈胴しているか否かを判定する（ステップ
Ｓ２）。その結果、沈胴していれば、ズームモータ３５
を回転駆動させることにより、鏡筒を所定量だけ繰り出
す（ステップＳ３）。

【００３９】この際、上記のように、ズームモータ３５
の回転は、ギヤ３６〜４１を介して移動カム環３４に形
成されたギア歯３４ａに伝えられ（図１１参照）、移動
カム環３４は、図１１において時計回りに回動し、１群
鏡筒３内に組み込まれたレンズバリア４８（図３参照）
が開き始める。

【００４０】そして、移動カム環３４が更に回動する
と、通常は、鏡筒は初期位置まで駆動される。この初期
位置は、直進ガイド筒４２の底部に設けられた遮光板４
２ｃが、ベース１に接着されたフォトインタラプタ４９
を遮断することで検出している。そこで、所定時間内に
フォトインタラプタ４９の信号が検出されたか否かを判
定する（ステップＳ４）。その結果、フォトインタラプ
タ４９の信号が検出されなければ、第１のエラー処理を
行う（ステップＳ９）。

【００４１】なお、ギア３８には３枚の羽根が設けられ
ており、この羽根の通過をフォトインタラプタ５４、５
５により検知し、ズームモータ３５の回転をパルス波形
に変換し，そのパルス波形をカウントすることでズーム
モータ３５の回転数を検出している。この回転数は、先
に述べた鏡筒の初期位置が基準となっており、鏡筒のズ
ーム位置であるワイド、ミドル、テレの各位置に対応す
る回転数が、不揮発メモリ６４に保存されている。

【００４２】所望するズーム位置へ鏡筒を正確に移動す
るためには、記憶している回転数の分だけズームモータ
３５の回転数を確実にカウントする必要がある。ところ
が、ズームモータ３５の回転を停止する場合、通電を停
止しただけでは、ズームモータ３５のロータやギアの慣
性により、直ぐには回転停止させるできない。そこで、
ズームモータ３５の回転を停止する場合は、逆回転方向
に電流を流して即座に回転停止させるように制御してい
るが、余分に回転してしまうこともある。そのため、ズ
ームモータ３５の回転方向を考慮に入れないと、その回
転数を正確にカウントすることができない。

【００４３】その回転方向を検知する手段として、本実
施形態では、２つのフォトインタラプタ５４，５５を用
いている。図１２は、そのズームモータ３５とフォトイ
ンタラプタ５４，５５の出力波形、初期位置を判定する
フォトインタラプタ４９の出力信号を模式的に示した図
である。ズームモータ３５が図１１において時計回りに
回転している場合には、図１２（ａ）に示したように、
フォトインタラプタ５５の波形がフォトインタラプタ５
４の波形よりも１／４周期進んで出力される。また、反
時計回りに回転している場合には、図１２（ｂ）に示し
たように、フォトインタラプタ５５の波形がフォトイン
タラプタ５４の波形よりも１／４周期遅れて出力され
る。

【００４４】このように、回転方向によってフォトイン
タラプタ５４，５５の出力に違いが生じるので、この違
いを検出することでズームモータ３５の回転方向を検出
し、回転数を正確にカウントしている。

【００４５】このようにして、鏡筒を初期位置に駆動し
た後、更に、ワイド方向の撮影可能な端部の位置まで、
鏡筒を移動する（ステップＳ５）。この移動中には、図
１４に示したように、ファインダカムプレート４６は、
固定筒２の溝端部２ｆとファインダプレートガイド端部
４６ｄで接触して、停止している。

【００４６】そして、図１５に示したように、ワイド位
置に移動する直前に、ファインダカムプレート４６と移
動カム環３４に設けてある突起３４ｅが当接を開始し、
その後、図１６に示したように、ワイド位置からテレ位
置にかけて片寄せばね４７にワイド側に片寄せされなが
ら移動カム環３４と共に移動し、不図示のファインダの
バリエータレンズとコンペンセータレンズを駆動し、撮
影光学系の焦点距離に応じた光学ファインダの変倍を行
っている。

【００４７】鏡筒がワイド端位置に移動した後は、待避
位置で待避していた３群鏡筒１４を、ステップモータ２
１により初期位置へ繰り出す（ステップＳ６）。すなわ
ち、ステップモータ２１を駆動すると、マグネット２０
を介してスクリュー１９が回転する。すると、ナット１
７は、前述の如く３群鏡筒１４の突起１４ａに規制され
ているため光軸方向に移動し、３群鏡筒１４もナット１
７に追従して光軸方向に移動し、焦点調節が行われる。
この際、通常は、３群鏡筒１４の動作ストロークの範囲
内で、スリット板１４ａがフォトインタラプタ２６のス
リット部に侵入または待避して、フォトインタラプタ２
６の出力を切り替え、ステップモータ２１のステップ数
を検出するカウンタのカウント値がリセットされて、３
群鏡筒１４の初期位置への繰り出しが完了する。

【００４８】そこで、所定時間内にフォトインタラプタ
２６の出力信号が切り替わったか否かを判定し（ステッ
プＳ７）、切り替わらなかった場合には、何らかのトラ
ブルが発生したものとして、第２のエラー処理を行う
（ステップＳ１０）。

【００４９】一方、所定時間内にフォトインタラプタ２
６の出力信号が切り替わった場合は、ステップモータ２
１を更に駆動し、３群鏡筒１４をワイド側の待機位置に
移動し、更に被写体の明るさ等により絞り、ホワイトバ
ランス等の制御を行い、撮影準備が完了する（ステップ
Ｓ８）。

【００５０】このようにして撮影準備が完了した後は、
操作者は、ズームレバーをテレ側に操作し、所望のズー
ム位置でズームレバーを開放することにより、所望の変
倍率を設定することができる。

【００５１】操作者が電源スイッチをＯＦＦにした場合
には（ステップＳ１１）、ステップモータ２１により、
３群鏡筒１４を沈胴側の待機位置に移動させる（ステッ
プＳ１２）。この際、３群鏡筒１４が沈胴側の待機位置
に正常に移動した場合は、ズームリセット用のフォトイ
ンタラプタ４８の出力信号が切り替わるので、その切り
替わり信号を検出したか否かを判定する（ステップＳ１
３）。その結果、フォトインタラプタ４８の出力信号の
切り替わりが検出されなかった場合は、第１のエラー処
理を行う（ステップＳ１６）。

【００５２】一方、フォトインタラプタ４８の出力信号
の切り替わりが検出され場合は、鏡筒を沈胴位置まで駆
動した後に（ステップＳ１４）、電気的な終了処理を行
い、電源を切断する（ステップＳ１５）。

【００５３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
撮像装置本体に固定された固定筒と、前記固定筒の内径
に形成されたカム溝に嵌合する移動カム環とを含む鏡筒
を備えた撮像装置において、前記移動カム環に第１の突
起部を設け、前記第１の突起部と当接可能な第２の突起
部を前記固定筒に設けたので、鏡筒に衝撃などの外力が
作用しても、前記移動カム環が前記固定筒のカム溝から
脱落することはなく、ズーム機能が損なわれるのを防止
することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用したカメラの鏡筒部分の分解斜視
図である。

【図２】上記鏡筒部分の沈胴状態を示す断面図である。

【図３】上記鏡筒部分のワイド状態を示す断面図であ
る。

【図４】上記鏡筒部分のテレ状態を示す断面図である。

【図５】シャッタユニットの分解斜視図である。

【図６】シャッタ、絞りの各ロータの回転角度を示す図
である。

【図７】３群鏡筒、ステッピングモータの斜視図であ
る。

【図８】ステッピングモータの分解斜視図である。

【図９】移動カム環に形成された各種の溝を示す図であ
る。

【図１０】移動カム環に設けられたつば部と固定筒にも
設けられた受け部との相対的な位置関係の変化状態を示
す図である。

【図１１】ズームモータのギアトレインを示す図であ
る。

【図１２】ズームモータの回転検出を説明するためのタ
イミングチャートである。

【図１３】鏡筒と本体との接続状態を示す図である。

【図１４】変倍動作の初期におけるファインダカムプレ
ートの動作を説明するための図である。

【図１５】変倍動作の中期におけるファインダカムプレ
ートの動作を説明するための図である。

【図１６】変倍動作の終期におけるファインダカムプレ
ートの動作を説明するための図である。

【図１７】本発明を適用したカメラの制御系の構成を示
すブロック図である。

【図１８】上記カメラの電源投入時における制御動作を
示すフローチャートである。

【図１９】上記カメラの電源切断時における制御動作を
示すフローチャートである。

【符号の説明】

１…べ−ス２…固定筒２ａ…カム溝２ｂ…受け部３…１群鏡筒８…シャッタユニット１４…３群鏡筒２１…ステツピングモータユニット２７…フォロアピン２９…撮像素子３４…移動カム環３４ｄ…つば部３５…ズームモータ４２…直進ガイド筒４６…ファインダカムプレート

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】撮像装置本体に固定された固定筒と、前
記固定筒の内径に形成されたカム溝に嵌合する移動カム
環とを含む鏡筒を備えた撮像装置において、前記移動カム環に第１の突起部を設け、前記第１の突起
部と当接可能な第２の突起部を前記固定筒に設けたこと
を特徴とする撮像装置。
【請求項２】撮影時には、前記第１の突起部は、前記
第２の突起部よりも対物側に位置することを特徴とする
請求項１記載の撮像装置。
【請求項３】前記第１の突起部と前記第２の突起部
は、長辺同士が平行となるように配設されていることを
特徴とする請求項１記載の撮像装置。
【請求項４】非撮影時には、前記第１の突起部は、前
記第２の突起部よりも接眼側に位置することを特徴とす
る請求項１記載の撮像装置。