JP2005010352A - 撮像装置及び該撮像装置を備えたカメラ、並びにレンズユニットの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】より薄型に収納可能な撮像装置及び該撮像装置を備えたカメラを得ると共に、調芯後の作業による性能劣化がない製造方法を得る。
【解決手段】少なくとも第１レンズ群と、第１レンズ群より像面側に配置され複数枚のレンズで構成された第２レンズ群と、第２レンズ群に固定されるシャッタユニットと、を有し、第１レンズ群と、第２レンズ群は、光軸方向に移動可能に構成された撮像装置において、シャッタ羽根を第２レンズ群を構成する複数枚のレンズの間に配置し、シャッタユニット組み付け後に調芯する。
【選択図】 図３

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数のレンズ群とシャッタユニットとで構成された撮像装置及びカメラに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）型イメージセンサやＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｍｅｔａｌ−Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）型イメージセンサ等の撮像素子を用いた、所謂デジタルカメラが従来のフィルムカメラに代わって普及している。
【０００３】
これら、デジタルカメラは、その多くが撮像光学系として変倍可能なズームレンズを搭載しており、構成する複数のレンズ群のうち、少なくとも２つの群をそれぞれ光軸方向に移動させ間隔を変えることで変倍をおこない、更には沈胴させて収納することで携帯時に、薄型化するものが一般的である。
【０００４】
一方、撮像素子の小型・高画素数化を容易にするため、撮像素子は所謂インターレース読み出し方式が主流となっている。この方式では、撮像素子自身が電荷の蓄積を開始し、適正な電荷蓄積がなされた後、撮像素子の受光部に被写体光が入射しないようシャッタにより遮光をおこなう必要があり、インターレース読み出し方式の撮像素子を用いる場合はこのシャッタが必須の構成用件となっている。
【０００５】
このようなズームレンズ及びシャッタの配置の例として、第１のレンズ群と第２のレンズ群とを変倍系として移動させ、第３のレンズ群をフォーカシング系として焦点調節をおこなうよう構成し、シャッタを第２のレンズ群の物体側に配置したものがある（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
【特許文献１】
特開２００２−２７７７２０号公報（図７）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ズームレンズを、より薄型に収納しようとした場合、構成する各レンズ群を可能な限り近づけることが必要になる。
【０００８】
しかし、上記の特許文献１に記載されるような、第２のレンズ群の物体側にシャッタを配置した場合には、シャッタ羽根のケースが第２のレンズ群の物体側に平面的に配置されてしまうため、このシャッタ羽根のケースと第１のレンズ群又はその保持部材が干渉しない寸法までしか近づけることができず、これが収納時の薄型化に障害となっていた。
【０００９】
また、撮像光学系の組み立て時、個体ばらつきの減少と撮影性能の向上のために、レンズ群内の各レンズの光軸ずれをなくす、所謂調芯と呼ばれる作業がおこなわれている。
【００１０】
上記の特許文献１に記載されるような構成では、第２のレンズ群を構成する各レンズのうち、最も物体側のレンズが最も誤差感度が高く、このため物体側のレンズの調芯が必要になる。このような場合、第２のレンズ群を保持する保持部材内に各レンズを組み込み、物体側のレンズを調芯し、この後シャッタユニットを保持部材にネジ止め等で固定することになる。このためシャッタユニットの取り付けにより保持部材に応力変形を生じさせることがあり、せっかく調芯した第２のレンズ群を性能劣化させてしまう問題があった。
【００１１】
本発明は上記問題に鑑み、より薄型に収納可能な撮像装置及び該撮像装置を備えたカメラを得ると共に、調芯後の作業による性能劣化のないレンズユニット製造方法を得ることを目的とするものである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記の課題は、少なくとも第１レンズ群と、該第１レンズ群より像面側に配置され複数枚のレンズで構成された第２レンズ群と、該第２レンズ群に固定されるシャッタユニットと、を有し、前記第１レンズ群と、前記第２レンズ群は、光軸方向に移動可能に構成された撮像装置において、前記シャッタユニットのシャッタ羽根は、前記第２レンズ群を構成するレンズの間に配置されていることを特徴とする撮像装置、とすることで薄型に収納可能な撮像装置を得ることができる。
【００１３】
また、第２レンズ群を構成しシャッタ羽根より物体側に配置されたレンズを保持する保持部材を有し、保持部材の保持部の内径をＤ_１とし、第２のレンズ群を構成しシャッタ羽根より物体側に配置されたレンズの直径をＤ_２とした時、
０．１ｍｍ≦（Ｄ_１−Ｄ_２）≦１ｍｍ
を満足するように保持部を形成する、ことが望ましく、調芯に適した余裕量を持った保持部の形状とすることができる。
【００１４】
更に、保持部は、シャッタユニットのシャッタケースに形成されている、ことが望ましく、これにより部品点数を削減できコストダウンが可能となる。
【００１５】
更にまた、保持部は、その円周部に切り欠き部が形成されている、ことが望ましく、調芯後の接着が容易におこなえるようになる。
【００１６】
加えて、上記のいずれかに記載の撮像装置を搭載したことを特徴とするカメラ、とすることで、上記の効果を有する撮像装置を備えたカメラを得ることができる。
【００１７】
また、複数枚のレンズで構成されたレンズ群と、該レンズ群に固定されるシャッタユニットとで構成され、前記レンズ群を構成するレンズの間に前記シャッタユニットのシャッタ羽根が配置されるレンズユニットの製造方法であって、前記レンズ群のうち像面側のレンズを保持する鏡枠と、前記レンズ群のうち物体側のレンズを保持する保持部材を有し、前記鏡枠に前記像面側のレンズを嵌合する工程と、前記鏡枠に前記シャッタユニットを固定する工程と、シャッタユニットを固定する工程の後に、前記物体側のレンズを前記保持部材に組み込んで調芯する工程と、を有することを特徴とするレンズユニットの製造方法、とすることで、調芯後の作業による性能劣化のないレンズユニットを得ることができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、実施の形態により本発明を詳しく説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００１９】
図１は、本発明の撮像装置を備えたデジタルカメラの一例の外観図である。図１（ａ）はカメラ前面から見た斜視図、図１（ｂ）はカメラ背面から見た斜視図である。
【００２０】
図１（ａ）において、８１は本発明に係る撮像装置であり、この撮像装置８１の前部がカメラより突出した状態を示している。なお本例では撮像装置８１は変倍可能なズームレンズとなっている。８２はファインダ窓、８３はレリーズ釦、８４はフラッシュ発光部、８６はマイク、８７はストラップ取り付け部、８８は外部機器との接続端子（例えばＵＳＢ端子）である。８９はレンズカバーであり、不使用時は撮像装置８１の前部は沈胴し、レンズカバー８９をスライドして撮像装置８１及びファインダ窓８２、フラッシュ発光部８４の前面を覆うようになっている。
【００２１】
レリーズ釦８３はその１段の押し込み（以下、スイッチＳ１のＯＮとも称す）によりカメラの撮影準備動作、即ち焦点合わせ動作や測光動作が行われ、その２段の押し込みにより撮影露光動作が行われる。
【００２２】
図１（ｂ）において、９１はズームファインダのファインダ接眼部、９２は赤と緑の表示ランプであり、ＡＦやＡＥの情報をスイッチＳ１がＯＮされた時、点灯もしくは点滅により撮影者に表示するものである。９３はズーム釦であり、ズームアップ、ズームダウンをおこなう釦である。９４はスピーカであり、マイク８６で録音した音声の再生や、レリーズ音等を発するものである。９５はメニュー／セット釦、９６は選択釦で４方向スイッチであり、１００は画像表示部であり画像やその他文字情報等を表示する。メニュー／セット釦９５で、画像表示部１００上に各種のメニューを表示させ、選択釦９６で選択し、メニュー／セット釦９５で確定させる機能を有している。９７は再生釦で、撮影した画像の再生をおこなう釦である。９８はディスプレイ釦で、画像表示部１００に表示された画像やその他文字情報の表示や消去を選択する釦である。９９は消去釦で、撮影記録した画像の消去をおこなう釦である。１０１は三脚穴、１０２は電池／カード蓋である。電池／カード蓋１０２の内部には、本カメラの電源を供給する電池と、撮影した画像を記録するカード型のリムーバブルメモリが装填されるようになっている。
【００２３】
次に、本発明の撮像装置８１の構成及び動作概略を説明する。以下、説明の重複を避けるため各図において、同部材には同符号を付与してある。
【００２４】
図２は、本発明の撮像装置８１の撮影及び撮影準備時状態を示す概略断面図である。同図において光軸Ｏを境に上側は広角端を示し、下側は望遠端を示している。
【００２５】
同図において、１は第１レンズ群、２は本発明に係る第２レンズ群、３は第３レンズ群であり、本撮影レンズは３群構成である。そして、ズーミングは第１レンズ群１及び第２レンズ群２を光軸方向に移動させ、フォーカシングは第３レンズ群３を光軸方向に移動させることでおこなわれる。
【００２６】
本発明に係る、第２レンズ群２は、シャッタ羽根３１を境に物体側のレンズ２ａと像側の少なくとも１枚のレンズ２ｂで構成されている。このレンズ２ａとレンズ２ｂの間にシャッタ羽根３１の走行する面が設けられている。３２、３３はこのシャッタ羽根のケースであり、３４はアクチュエータであり、シャッタ羽根３１を駆動するためのものである。このシャッタ羽根３１とシャッタケース３２、３３とアクチュエータ３４でシャッタユニットが形成されている。
【００２７】
物体側のレンズ２ａは、物体側のシャッタケース３２に形成された保持部３２ａに組み込まれる。即ち、シャッタ羽根３１は、第２レンズ群２を構成するレンズの間に配置され、シャッタケース３２はシャッタ羽根３１のケースとレンズ２ａの保持部３２ａを一体に形成したものとなっている。
【００２８】
第１レンズ群１は第１レンズ鏡枠６によって保持され、レンズ２ａとシャッタユニットとレンズ２ｂで構成された第２レンズ群２は第２レンズ鏡枠７によって保持され、第３レンズ群３は第３レンズ鏡枠８によって保持されている。１１は固定胴であり、図示していないカメラ本体に一体的に固定され、固定胴１１の後部には地板１２が固着されている。
【００２９】
地板１２には、オプチカルローパスフィルタと赤外カットフィルタを積層した光学フィルタ４と撮像素子５が配置される。撮像素子５は支持部材１３に固着され、この支持部材１３が地板１２にネジ止めされて撮像素子５は固定されるようになっている。１５はプリント基板であり、撮像素子５と電気的に接続される。
【００３０】
１４はカム筒であり、このカム筒１４の外周には固定胴１１に形成されたカム溝１１ｍと係合するカムピン１４ｐが形成され、且つ後部の一部には部分歯車１４ｇが形成されている。また内周にはカム溝１４ｍ、１４ｎが形成されており、カム溝１４ｍは第１レンズ鏡枠６に形成されたカムピン６ｐと係合し、カム溝１４ｎは第２レンズ鏡枠７に形成されたカムピン７ｐと係合している。
【００３１】
カム筒１４に形成された部分歯車１４ｇは、アイドラー歯車２１が噛合され、アイドラー歯車２１は歯車２２と噛合され、歯車２２は図示しない減速歯車列及びズーム用モータと連結されている。これによりズーム用モータの回転はカム筒１４に伝達される。
【００３２】
なお、１７は直進案内部材であり、アイドラー歯車２１を支持する軸は直進案内部材１７に固着された板１８に設けられている。更に、第１レンズ鏡枠６と第２レンズ鏡枠７も、直進案内部材１７により回動不能とされており、カム筒１４の回転により、カム溝１４ｍ、１４ｎに従い光軸Ｏに沿って移動するよう構成されている。
【００３３】
一方、地板１２にはガイドシャフト４５、４６が光軸Ｏと平行に立設しており、第３レンズ群３を保持する第３レンズ鏡枠８に設けた孔がガイドシャフト４５、４６と嵌合している。従って、第３レンズ鏡枠８はガイドシャフト４５、４６に沿って光軸Ｏの方向に進退自在である。また、第３レンズ鏡枠８は下方のガイドシャフト４５側で先端が二股に形成されており、この二股部内に第３レンズ鏡枠８を駆動する駆動部材４８と圧縮バネ４７がガイドシャフト４５に挿入されている。この駆動部材４８は、図示しないステッピングモータ等で構成されるフォーカス用モータにより、ガイドシャフト４５に沿って光軸Ｏ方向に進退し、係合する第３レンズ鏡枠８即ち第３レンズ群３が光軸Ｏ方向に進退するようになっている。
【００３４】
以上のような構成により、ズーム用モータの回転は、歯車２２、アイドラー歯車２１を経て、カム筒１４に形成された部分歯車１４ｇに伝達され、カム筒１４は固定胴１１のカム溝１１ｍに沿って、回転する。このカム筒１４の回転動作に伴い、カム筒１４の内周のカム溝１４ｍとカムピン６ｐで係合している第１レンズ鏡枠６と、カム溝１４ｎとカムピン７ｐで係合している第２レンズ鏡枠７は、光軸Ｏ方向にそれぞれ直進移動し、第１レンズ鏡枠６と第２レンズ鏡枠７の間隔を変化させることにより変倍動作がおこなわれ、フォーカス用モータの回転により第３レンズ群を移動させてフォーカシングがおこなわれるようになっている。
【００３５】
一方、カム筒１４を回転しつつ、固定胴１１のカム溝１１ｍに沿って像面側へ移動させることにより沈胴がおこなわれる。
【００３６】
図３は、本発明の撮像装置８１の沈胴時の状態を示す概略断面図である。
同図のように沈胴時は、第１レンズ群１と、レンズ２ａ、シャッタユニット（シャッタケース３２、シャッタ羽根３１、ケース３３）、レンズ２ｂで構成された第２レンズ群と、第３レンズ群３と、光学フィルタ４が、所定のクリアランスを保ち近接した状態となる。
【００３７】
この時、第２レンズ群を構成する物体側のレンズ２ａ及びその保持部３２ａと、第１レンズ群１の後面は、最も近接させることが可能になる。
【００３８】
即ち、シャッタを、第２レンズ群２を構成するレンズの間に配置することにより、第２レンズ群２の物体側にシャッタ羽根を配置する従来の構成に比べ、シャッタケース３２が第２レンズ群２の物体側レンズ２ａより後方に位置することができるようになり、第１レンズ群と、第２レンズ群を最も接近させて沈胴することが可能となる。これにより、従来より少なくともシャッタ羽根のケース３２の厚み分だけ薄く沈胴することが可能となり、この撮像装置８１を搭載したカメラも同様に薄型化することができるようになる。
【００３９】
次に本発明に係る、シャッタユニットの固定される第２レンズ群２の製造方法に関して説明する。
【００４０】
図４は、シャッタユニットが固定される第２レンズ群２の製造方法を示す図である。
【００４１】
（１）まず図４（ａ）に示すように、第２レンズ鏡枠７に第２レンズ群を構成する像面側のレンズ２ｂを嵌合し必要であれば接着固定する。この後、固定絞り板２３を組み込み接着する。
【００４２】
（２）次に、図４（ｂ）に示すように、シャッタケース３２、３３、シャッタ羽根３１、アクチュエータ３４で構成されたシャッタユニットを、第２レンズ鏡枠７にネジ止めし固定する。この時シャッタは開放状態が望ましい。
【００４３】
なお、この（１）と（２）の工程は、逆の順であっても良い。
（３）第２レンズ鏡枠２にシャッタユニットを固定する工程の後、ケース３２に一体的に形成された保持部３２ａに、第２レンズ群を構成する物体側のレンズ２ａが組み込まれる。
【００４４】
この保持部３２ａの内径と、第２レンズ群を構成する物体側のレンズ２ａの直径の関係は、保持部３２ａの内径をＤ_１とし、レンズ２ａの直径をＤ_２とした時、
０．１ｍｍ≦（Ｄ_１−Ｄ_２）≦１ｍｍ
を満足するように設定されており、レンズ２ａが保持部３２ａ内で摺動（面内変位）可能となっている。
【００４５】
この保持部３２ａ内でレンズ２ａを摺動し調芯（偏芯調整）する。具体的には、先に嵌合されているレンズ２ｂの光軸とレンズ２ａの光軸を所定の誤差内（例えば、５μｍ以内）に合わせ込み、この状態を保ちつつ接着固定する。更に固定絞り板２４を組み込み接着して完成する。
【００４６】
このように、シャッタユニット組み付け後に誤差感度の高い物体側のレンズを調芯可能にし先に鏡枠に組み込まれたレンズに対して調芯することで、組み立て順序による性能劣化を防止することができる。
【００４７】
なお、レンズ２ａを保持する保持部３２ａをシャッタケース３２に一体に形成したもので説明したが、別部品として構成しても本発明を逸脱するものでないのは勿論である。
【００４８】
図５は、シャッタケース３２に形成された保持部３２ａの形状の一例を示した図である。
【００４９】
同図に示すように、シャッタケース３２に形成された保持部３２ａは、スリット３２ｓを有している。このスリット３２ｓは、物体側のレンズ２ａを組み込み、調芯後の接着のための接着剤を流し込むためのものである。このように側面から接着剤を流し込むことができるようになっていることが望ましく、レンズの光学有効面を汚すことが無く接着できるようになる。このスリット３２ｓは少なくとも２箇所以上形成されていることが望ましい。
【００５０】
なお、スリットでなく穴を形成してもよく、即ち、保持部３２ａに接着剤流入用の切り欠き部が形成されていることが望ましい。
【００５１】
【発明の効果】
以上説明したように、シャッタを、レンズ群を構成するレンズの間に配置することによって、より薄型に収納可能な撮像装置及び該撮像装置を備えたカメラを得ると共に、調芯後の作業による性能劣化のないレンズユニットの製造方法を得ることができた。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の撮像装置を備えたデジタルカメラの一例の外観図である。
【図２】本発明の撮像装置の撮影及び撮影準備時状態を示す概略断面図である。
【図３】本発明の撮像装置の沈胴時の状態を示す概略断面図である。
【図４】シャッタユニットが固定される第２レンズ群の製造方法を示す図である。
【図５】シャッタケースに形成された保持部の形状の一例を示した図である。
【符号の説明】
１ 第１レンズ群
２ 第２レンズ群
２ａ 物体側レンズ（第２レンズ群）
２ｂ 像面側レンズ（第２レンズ群）
３ 第３レンズ群
４ 光学フィルタ
６ 第１レンズ鏡枠
７ 第２レンズ鏡枠
３１ シャッタ羽根
３２ シャッタケース（物体側）
３２ａ 保持部
３３ シャッタケース（像面側）
８１ 撮像装置
Ｏ 光軸

Claims (6)

1. 少なくとも第１レンズ群と、該第１レンズ群より像面側に配置され複数枚のレンズで構成された第２レンズ群と、該第２レンズ群に固定されるシャッタユニットと、を有し、前記第１レンズ群と、前記第２レンズ群は、光軸方向に移動可能に構成された撮像装置において、
   前記シャッタユニットのシャッタ羽根は、前記第２レンズ群を構成するレンズの間に配置されていることを特徴とする撮像装置。
2. 前記第２レンズ群を構成し前記シャッタ羽根より物体側に配置されたレンズを保持する保持部材を有し、
   前記保持部材の保持部の内径をＤ_１とし、前記第２のレンズ群を構成し前記シャッタ羽根より物体側に配置されたレンズの直径をＤ_２とした時、
   ０．１ｍｍ≦（Ｄ_１−Ｄ_２）≦１ｍｍ
   を満足するように保持部を形成したことを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
3. 前記保持部は、前記シャッタユニットのシャッタケースに形成されていることを特徴とする請求項２に記載の撮像装置。
4. 前記保持部は、その円周部に切り欠き部が形成されていることを特徴とする請求項２又は３に記載の撮像装置。
5. 請求項１〜４のいずれか１項に記載の撮像装置を搭載したことを特徴とするカメラ。
6. 複数枚のレンズで構成されたレンズ群と、該レンズ群に固定されるシャッタユニットとで構成され、前記レンズ群を構成するレンズの間に前記シャッタユニットのシャッタ羽根が配置されるレンズユニットの製造方法であって、
   前記レンズ群のうち像面側のレンズを保持する鏡枠と、前記レンズ群のうち物体側のレンズを保持する保持部材を有し、
   前記鏡枠に前記像面側のレンズを嵌合する工程と、
   前記鏡枠に前記シャッタユニットを固定する工程と、
   シャッタユニットを固定する工程の後に、前記物体側のレンズを前記保持部材に組み込んで調芯する工程と、を有することを特徴とするレンズユニットの製造方法。

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