JP2005275351A - レンズ鏡胴および撮影装置 - Google Patents

Abstract

【課題】撮像素子を固定している基体から長々と延びるガイド棒や移動機構を廃止して短縮化を図るとともに各レンズ群の光軸あわせを行い易いレンズ鏡胴と、そのレンズ鏡胴がボディに組み込まれた撮影装置を提供すること。
【解決手段】直進キーリング３２０に第２レンズ群４２０、第３レンズ群４３０、移動機構を介して第４レンズ群４４０を支持させ、さらに直進キーリング３２０に第１レンズ群４１０を保持している前筒３１０も支持させる。またズームモータ３３００やフォーカスモータ３２００も直進キーリング３２０に支持させることによって、撮像素子を固定している基体から長々と延びるガイド棒や移動機構を廃止して短縮化を図るとともに各レンズ群の光軸あわせを行い易いレンズ鏡胴にする。
【選択図】 図８

Description

本発明は、複数のレンズ群により構成されたズームレンズを保持したレンズ鏡胴と、そのレンズ鏡胴を備え、そのレンズ鏡胴に保持されたズームレンズを経由して入射してきた被写体光を捉えることにより撮影を行う撮影装置に関する。

近年、デジタルカメラが急速に普及しつつあり、小型化、薄型化とともに、益々の高画質化が求められてきている。このニーズに合うデジタルカメラの一つとして、複数のレンズ群で構成されたズームレンズを保持したレンズ鏡胴を備えた、名刺サイズかつ薄型のデジタルカメラが提案され（非特許文献１参照）、製品化もなされている。このデジタルカメラの場合、それまでの薄型のデジタルカメラにおいては電子ズーム機能を用いて高倍率化を図るものが多かった中、光学ズームを備えることにより高画質のズーミングを行うことができる。

このように、益々の小型化、薄型化を実現しつつ、さらに高倍率のズーミングを行うことのできる光学ズームを搭載することが、ユーザニーズの１つの流れとなっている。

ここで、特許文献１には、ズームレンズを備えたレンズ鏡胴を、カム溝の設け方を工夫することにより薄型のカメラボディ内に沈胴させる技術が提案されている。

以下では、この特許文献１に示されているレンズ鏡胴の内部の構成を説明する。

図１，図２および図３は、デジタルカメラに組み込まれたレンズ鏡胴の、光軸に沿う断面図である。この図１〜図３のうちの図１と図２はいずれも繰出状態を示した図である。なお、特許文献１には、図１がテレ端の図、図２がワイド端の図であると記載されている。また、図３は沈胴状態を示した図である。さらに、図４は、レンズ鏡胴を繰り出すときやレンズ鏡胴をカメラボディ内に沈動させるときに作用するカム溝を説明するための展開図である。

図１〜図４を参照してこのレンズ鏡胴１００の構成を説明する。

このレンズ鏡胴１００には、第１レンズ群２１０と第２レンズ群２２０と第３レンズ群２３０と第４レンズ群２４０とからなる４群構成のズームレンズを保持させている。それら４群のレンズ群のうち第２レンズ群２２０を光軸方向に移動させることにより焦点距離調節が行なわれるとともに、第４レンズ群２４０をフォーカスレンズとして作用させ、この第４レンズ群２４０を光軸方向に移動させることによりピント調節が行なわれる。

第１レンズ群２１０は、内筒１１０に保持されている。この内筒１１０には、カムピン１１１が備えられており、このカムピン１１１は、外筒１２０の内周面に設けられたカム溝１２１（図４参照）と係合している。このカムピン１１１は内筒１１０の外周上に不等間隔に３つ設けられており、それらのカムピン１１１と係合するカム溝１２１が外筒１２０の内周に不等間隔に３つ設けられている（図４参照）。したがって、ズームモータ２７０の回転が連結ギア２７１（図２参照）から外筒１２０の内周に設けられたギア１２４へと伝えられて外筒１２０が回転するとカム溝１２１の形状に沿って第１レンズ群２１０が内筒１１０とともに繰り出される
また第２レンズ群２２０はレンズ群保持枠２２１に保持されており、そのレンズ群保持枠２２１の円周上にカムピン２２２が不等間隔に３つ設けられている。それらのカムピン２２２が外筒１２０の内周に設けられたカム溝１２２とそれぞれ係合している（図４参照）。また、第２レンズ群２２０のレンズ群保持枠２２１に設けられた貫通孔２２１ａにガイド棒１１３２が挿通されており、外筒１２０が回転するとそのガイド棒１１３２に案内されて第２レンズ群２２０が光軸方向に移動する。そのガイド棒１１３２は先端支持部１１３２ａにより支持されており、第３レンズ群２３０の移動をガイドするガイド棒１１３３ももう一つの先端支持部１１３３ａにより支持されている。これらの先端支持部１１３２ａ，１１３３ａは、２本のガイド棒１１３２，１１３３を各々支持するほか、内筒１１０を支持する部材としても用いられている。これらの先端支持部１１３２ａ，１１３３ａは中間枠１１０１と押さえ環１１０２とを備えており、中間枠１１０１は、内筒１１０の内周に摺動自在に挿入されたものであり、押さえ環１１０２は、その内筒１１０の後端端部に、中間枠１１０１が後方側に動くのを防止するために設けられたものである。中間枠１１０１と押さえ環１１０２にはそれぞれスプリング掛け１１０１ａ、１１０２ｂが設けられており、中間枠１１０１が内筒１１０とともに繰り出されたときにはそのスプリング掛けに掛け渡されたスプリング１１０３により中間枠１１０１が摺動面に沿って先端側へ付勢されて中間枠１１０１が後方へ移動することがないように中間枠１１０１の動きが規制される。

また、外筒１２０には、さらに第３レンズ群２３０のレンズ群保持枠１３０に設けられたカムピン（不図示）が係合するカム溝１２３（図４参照）が、カム溝１２１とカム溝１２２との間に一本設けられている。したがって、ズームモータ２７０の駆動力を連結ギア２７１とギア１２４（図２参照）とを介して外筒１２０が受け取って外筒１２０が回転すると、カム溝１２３の形状に沿って第３レンズ群２３０も光軸方向に移動する。なおこの第３レンズ群２３０を保持するレンズ群保持枠１３０には、シャッタユニット１３１が連結されている。

また、このレンズ群保持枠１３０にも、レンズ群保持枠２２１と同様に貫通孔１３１ａが設けられており、その貫通孔１３１ａが上記ガイド棒１１３２に挿通されている。さらに後述する第４レンズ群２４０を保持するレンズ群保持枠１４０に設けられた貫通孔１４１ａもこのガイド棒１１３２に挿通されている。このように、ここに示す例では、光軸のずれを抑えるべく、第２レンズ群２２０、第３レンズ群２３０、第４レンズ群２４０の移動を共通のガイド棒１１３２に案内させる構成が採用されている。

このような構造を持つレンズ鏡胴１００の繰出動作を、図４を参照して詳細に説明する。

外筒１２０がズームモータ２７０により駆動され回転すると、内筒１１０が沈胴状態からカム溝１２１の形状（符号Ａで示す領域）に沿って繰出位置（符号Ａで示す領域の符号Ｂ側の端部）まで繰り出されてその繰出位置（符号Ｂで示す領域）に保持される。この繰出位置に保持されるまでの間に、第２レンズ群２２０は、カム溝１２２の形状に沿って符号Ｃで示す領域を移動して、内筒１１０が繰出位置まで繰り出されたときに符号Ｃで示す領域の端部に達する。ここでズームスイッチ（不図示）が操作されたら、第２レンズ群２２０は、そのズームスイッチの操作に応じて符号Ｄで示す領域に進入してズームスイッチが操作され続けると符号Ｄ領域の端部まで移動する。一方、第３レンズ群２３０は、外筒１１０が回転したときに沈胴位置からカム溝１２３に沿って繰り出し領域（符号Ｅで示す領域）を移動して繰出位置（符号Ｅと符号Ｆとの交点）に達し、ズームスイッチが操作されてもその繰出位置（符号Ｆで示す領域）に保持されたままになる。

このようにカム溝を外筒１２０の内周にうまく配置することによって、一つの筒１２０の回転により４群のレンズ群のうちの第１レンズ群と第２レンズ群２２０と第３レンズ群２３０とを光軸方向にそれぞれカム溝の形状に沿って移動させて、さらにズームスイッチの操作に応じて第２レンズ群を光軸方向に移動させることによってズーミングが行なわれる。

また、図１〜図３に示すレンズ鏡胴１００では、ズームレンズを構成する４群のレンズ群のうちの最後尾の第４レンズ群２４０をフォーカスレンズとして作用させている。このレンズ鏡胴１００が保持したズームレンズは、ズーム倍率が高倍率のものであるからそのフォーカスレンズとして作用する第４レンズ群２４０を移動させる距離を比較的長くとる必要がある。そこで、この例ではその長い距離分の長さを持つ柱状ネジ１１３１（図１参照）を光軸に沿って設けておき、第４レンズ群２４０を保持するレンズ群保持枠１４０にナット１４１ｂを固定して、そのナット１４１ｂを柱状ネジ１１３１に螺合させて精度良くピントの調整を行うことができるようにしてある。

この柱状ネジ１１３１には、フォーカスモータ（不図示）の回転駆動力が図示しないギア列を介して伝達されて、この柱状ネジ１１３１が回転し、その回転に伴ってレンズ群保持枠１４１が柱状ネジ１１３１の回転に応じた分だけ、その柱状ネジ１１３１とガイド棒１１３２、１１３３とに案内されて光軸方向に移動してピントが調整される。ここでは撮影レンズが被写体を捉え始めたら、撮像素子２８０で画像データを生成してその画像データに基づいてピント位置を検出してその検出したピント位置に柱状ネジを回転させてフォーカスレンズとして作用する第４レンズ群２４０を移動させることによりピント調整が行なわれる。

そしてピントの調整が行われた後、シャッタボタン（図示せず）が押されたら、第３レンズ群２３０を保持するレンズ群保持枠１３０に配設されているシャッタユニット１３１がシャッタボタンの全押しに同期して駆動され撮影が行なわれる。これにより、第１レンズ群２１０、第２レンズ群２２０、第３レンズ群２３０、および第４レンズ群（フォーカスレンズ）２４０を経由した被写体光は、撮像素子２８０の受光面に結像して、この撮像素子２８０により、その受光面上に結像した被写体像を表わす画像信号が生成される。

このように複数のカム溝を外筒の内周にうまく配置して内筒とカム係合させ、さらにズームレンズの最後尾のレンズ群をフォーカスレンズとして作用させることによって、レンズ鏡胴の沈胴時の長さが比較的コンパクトなサイズになって比較的薄いボディ内に収納され、レンズ鏡胴が繰り出されたときには高倍率のズーム倍率が達成されるレンズ鏡胴が実現される。

しかし、前述したように、第２レンズ群２２０、第３レンズ群２３０、第４レンズ群２４０の移動を、撮像素子の受光面から長々と延びる、共通のガイド棒１１３２に案内させる構成にすると、薄型化に限界が生じてしまう。

これに対し、特許文献２には、カム環の小さい回転角で大きなレンズ移動量が得られる３群ズームレンズ鏡胴が開示されている。

この特許文献２には、撮像素子を固定している基体から長々と延びるガイド棒等は廃止されているが、３群レンズ構成のうちの第２群および第３群は、直進キーにより回転止めされてカム機構を介して光軸方向に移動しており、そのカム機構を介してのみ支持されているため、光軸を高精度に調整するのが大変であり、この技術を４群レンズ構成のズームレンズに適用しようとすると光軸の調整やその精度維持が極めて大変であり、この技術をそのまま４群レンズ構成に拡張することは極めて難しい。
インタネット＜ＵＲＬ：ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗｊｉｊ．ｃｏ．ｊｐ／ｓｅｎｔａｎ／ｊｕｓｙｏｕ／２００３／ｐｅｎｔａｘ／＞ 特開２００３−２９５０３１号公報 特開平６−６７０７６号公報

本発明は、上記事情に鑑み、撮像素子を固定している基体から長々と延びるガイド棒や移動機構を廃止して短縮化を図っても各レンズ群の光軸あわせを行い易いレンズ鏡胴と、そのレンズ鏡胴がボディに組み込まれた撮影装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成する本発明のレンズ鏡胴は、複数のレンズ群により構成されたズームレンズを保持したレンズ鏡胴であって、
固定筒と、その固定筒に進退自在に係合した直進キー部材と、その直進キー部材に回転自在に係合するとともに上記固定筒との間のカム係合により回転に伴って進退する中間筒と、上記直進キー部材に進退自在に係合するとともに上記中間筒との間のカム係合によりその中間筒の回転に応じて進退する前筒とを備え、
上記ズームレンズが、上記前筒に固定された第１レンズ群と上記直進キー部材に固定されもしくはその直進キー部材に進退自在に支持された第２レンズ群、第３レンズ群、および第４レンズとからなる複数のレンズ群により構成されたものであることを特徴とする。

上記本発明のレンズ鏡胴によれば、上記ズームレンズのうち、第２レンズ群、第３レンズ群、および第４レンズがすべて直進キー部材に固定されもしくは直進キー部材に進退自在に支持され、第１レンズ群はその直進キー部材に進退自在に係合する前筒に固定される。このように、第２レンズ群、第３レンズ群、および第４レンズ群がすべて直進キー部材に載っていると光軸を高精度に合わせることが可能となり、撮像素子を固定している基体から長々と延びるガイド棒や移動機構を廃止して短縮化を図っても各レンズ群の光軸あわせを行い易いレンズ鏡胴が実現される。

ここで、上記第２レンズ群が前記直進キー部材に進退自在に支持されるとともに上記中間筒との間のカム係合によりその中間筒の回転に応じて進退するものであることが好ましい。

また上記第３レンズ群も前記直進キー部材に固定されたものであることが好ましい。

さらに上記第４レンズ群がフォーカスレンズであって、ピント調整のための移動機構を介して上記直進キー部材に支持されたものであることが好ましく、その移動機構に上記フォーカスレンズを移動させる駆動力を与えるフォーカスモータを備え、そのフォーカスモータが上記直進キー部材に支持されたものであることが望ましい。

そうすると繰出時には上記中間筒とともに直進キー部材に支持された第３レンズ群が光軸方向に移動して所定の位置に配置され、さらにその直進キー部材の光軸方向への移動に伴って第４レンズ群が所定の位置に配置される。この所定の位置を、このズームレンズのピント位置近傍にしておけば、上記移動機構により、そのピント位置近傍にあたる位置にある第４レンズ群の位置を調整することでピントの調整が行なえる。

また、前記中間筒を回転駆動することにより上記ズームレンズを変倍させるズームモータを備え、そのズームモータも上記直進キー部材に支持されたものであって、さらに上記中間筒が、その中間筒内壁の一部に円周方向に設けられたギア歯列を有し、上記ズームモータは、そのズームモータの回転軸と上記ギア歯列との間を連結するギアを介して上記中間筒を回転駆動するものであることが好ましい。

さらに上記中間筒が、外壁面から突出した、上記固定筒との間のカム係合のためのカムピンが設けられるとともに、内壁面に、上記直進キー部材に回転自在に係合する第１のカム溝と、前記前筒との間のカム係合のための第２のカム溝とが設けられたものであることが好ましく、その第１のカム溝が、円周方向に延びた溝であることが好ましい。

そうすると、ズームスイッチの操作に応じては上記直進キー部材に支持されているズームモータを用いて上記中間筒を回転させ上記第２レンズ群を光軸方向に移動させることによってズーミングが行なえる。

また、上記課題を達成する本発明の撮影装置は、複数のレンズ群により構成されたズームレンズを保持したレンズ鏡胴を備え、そのレンズ鏡胴に保持されたズームレンズを経由して入射してきた被写体光を捉えることにより撮影を行う撮影装置であって、
上記レンズ鏡胴が、固定筒と、その固定筒に進退自在に係合した直進キー部材と、その直進キー部材に回転自在に係合するとともに上記固定筒との間のカム係合により回転に伴って進退する中間筒と、上記直進キー部材に進退自在に係合するとともに上記中間筒との間のカム係合によりその中間筒の回転に応じて進退する前筒とを備えたものであり、
上記ズームレンズが、上記前筒に固定された第１レンズ群と上記直進キー部材に固定されもしくはその直進キー部材に進退自在に支持された第２レンズ群、第３レンズ群、および第４レンズとからなる複数のレンズ群により構成されたものであることを特徴とする。

上記本発明の撮影装置によれば、光軸に歪のない、優れた光学特性を持つズームレンズが内蔵されたレンズ鏡胴を具備する撮影装置が実現される。そうすると、この撮影装置で高品位な撮影を行なうことができる。

ここで、上記レンズ鏡胴が、上記移動機構に上記フォーカスレンズを移動させる駆動力を与えるフォーカスモータを備え、そのフォーカスモータが上記直進キー部材に支持されたものであることが好ましく、さらに、上記レンズ鏡胴が、上記中間筒を回転駆動することにより上記ズームレンズを変倍させるズームモータを備え、そのズームモータが上記直進キー部材に支持されたものであることが好ましい。

また、上記中間筒が、外壁面から突出した、上記固定筒との間のカム係合のためのカムピンが設けられるとともに、内壁面に、上記直進キー部材に回転自在に係合する第１のカム溝と、上記前筒との間のカム係合のための第２のカム溝とが設けられたものであることが好ましい。

そうすると、中間筒が駆動筒になるコンパクトなレンズ鏡胴を持つ撮影装置が実現される。

また上記レンズ鏡胴に保持されたズームレンズを経由して入射してきた被写体光を捉えて画像信号を生成する撮像素子を備えたものであることであることが好ましい。

このように撮像素子を備えたものであると、上記撮像素子を用いて電子ズームを行うことで、光学ズームに加えてさらなる高倍率化を達成することもできる。

以上、説明したように、撮像素子を固定している基体から長々と延びているガイド棒や移動機構を廃止して短縮化を図っても各レンズ群の光軸あわせを行い易いレンズ鏡胴と、そのレンズ鏡胴がボディに組み込まれた撮影装置が実現される。

以下、本発明の実施の形態について説明する。

図５，図６は、本発明のレンズ鏡胴の一実施形態が組み込まれた本発明の撮影装置の一実施形態である、デジタルカメラの外観斜視図である。

ここで、図５には、このデジタルカメラ３００に組み込まれたレンズ鏡胴３１０が沈胴状態にあるときの外観が示されており、図６には、そのレンズ鏡胴３１０が繰り出し状態にあるときの外観が示されている。

図５、図６に示すデジタルカメラ３００のレンズ鏡胴３１０には、後述するような４群で構成された撮影レンズが内蔵されており、それら４群のレンズ群のうち第２レンズ群を光軸方向に移動させることにより焦点距離調節が行なわれるとともに、第４レンズ群をフォーカスレンズとして光軸方向に移動させることによりピント調節が行なわれる。

図５および図６に示すデジタルカメラ３００の正面上部には、補助光発光窓３０２およびファインダ対物窓３０３が配置されている。また、このデジタルカメラ３００の上面には、シャッタボタン３０４が配置されている。

このデジタルカメラ３００の、図示しない背面には、ズーム操作スイッチが配備されており、このズーム操作スイッチの一方を押すと、押し続けている間、レンズ鏡胴３１０が望遠側に繰り出し、ズーム操作スイッチの他方を押すと、押し続けている間、レンズ鏡胴３１０が広角側に移動する。

図７，図８および図９は、図５，図６に示すデジタルカメラに組み込まれたレンズ鏡胴３１０の、光軸に沿う断面図である。この図７，図８および図９は、それぞれ、ワイド端、テレ端および沈胴状態を示す。また、図１０は、図７に示した状態のレンズ鏡胴を輪切りにして、図７に示す矢印Ａ−Ａ´の方向から見た断面図であり、図１１は、図８に示した状態のレンズ鏡胴を輪切りにして図８に示す矢印Ｂ−Ｂ´の方向から見た断面図である。尚、図７は、図１０に示す矢印Ｃ−Ｃ´に沿う断面図であり、図８は、図１１に示す矢印Ｄ−Ｄ´に沿う断面図である。さらに、図１２は、図７〜図１１に示すレンズ鏡胴を構成する３段の筒のうちの最外郭側の筒の内周と、３段の筒の中間の筒の、内周に設けられたカム溝を説明する展開図である。以降の説明においては、３段筒の最外郭側の筒を固定筒３１３と記載し、３段筒の中間の筒を中間筒３１２と記載し、最内側の筒を前筒３１１と記載する。

このレンズ鏡胴３１０には、第１レンズ群４１０と第２レンズ群４２０と第３レンズ群４３０と第４レンズ群４４０とからなる４群構成のズームレンズが内蔵されている。この４群構成のズームレンズのうちの最後尾にある第４レンズ群４４０は、フォーカスレンズとして用いられる。

図７、図８、図９に示すように、第１レンズ群４１０は前筒３１１に保持されており、この前筒３１１にはカムピン３１１１（図８参照）が備えられている。このカムピン３１１１は、中間筒３１２の内周に設けられているカム溝３１２３（図８および図１２参照）と係合している。また、その中間筒３１２にもカムピン３１２４が備えられており、そのカムピン３１２４が固定筒３１３の内周のカム溝３１３１（図１２参照）と係合している。また、直進キーリング３２０には前筒３１１側に延び出すように構成されており、その延び出した側の端部が前筒３１１の端部に係合して前筒の回転止めになっている。したがって、前筒３１０と直進キーリング３２０は光軸方向への相対移動のみが可能であり、光軸まわりの回転はしない。

ここで、中間筒３１２はズームモータ３３００（図９参照）により回転するように構成されており、ズームモータ３３００に駆動されて中間筒３１２が回転すると、固定筒３１３の内周面のカム溝３１３１の形状に沿って中間筒３１２が回転しながら光軸方向に移動し、その回転しながら移動する中間筒３１２とのカム係合によりカム溝３１２３の形状に沿って前筒３１１が光軸方向に移動する。図９、図１０および図１１には、ズームモータと中間筒との連結状態が示されており、ズームモータ３３００から連結ギア３３０２によって中間筒３１２の内周に設けられたギア３１２５に回転力が与えられ、中間筒３１２が回転する構成が示されている。

また固定筒３１３の直進溝３１３２には直進キーリング３２０に設けられた直進キー３２０Ｋが進退自在に係合している。さらにこの直進キーリング３２０に設けられたカムピン３２０３が中間筒３１２の、円周方向に延びるカム溝３１２２（図８および図１２参照）と係合することによって中間筒３１２が直進キーリング３２０に回転自在に係合している。したがって、この中間筒３１２が固定筒３１３との間のカム係合により回転に伴って進退するとその中間筒３１２とともに直進キーリング３２０も進退する。

このように中間筒３１２は、光軸まわりの相対回転が可能であり、光軸方向には、直進キーリング３２０と一体的に移動可能である。その直進キーリング３２０にズームモータ３３００が支持され、中間筒３１２が光軸方向にその直進キーリング３２０とともに進退しているときに、その進退している直進キーリング３２０に支持されたズームモータ３３００の回転が中間筒３１２にギア３１２１を介して伝えられて中間筒３１２が回転駆動される。そうするとズームモータ３３００と中間筒とのギア連結部が非常に短くなり、簡略な構造になる。したがって直進キーリングに支持されたズームモータを小型にすることができ、レンズ鏡胴内部にその小型のズームモータを配設することによってレンズ鏡胴の小型化が図れる。

ここで各レンズ群を保持するレンズ群保持枠のうち、第２レンズ群４２０を保持するレンズ群保持枠４２１と第４レンズ群４４０を保持するレンズ群保持枠４４１と中間筒３１２との係わりと、直進キーリング３２０と第３レンズ群４３０との係わり、さらに中間筒３１２と固定筒３１３との係わりを、図７〜図１２を参照して詳細に説明する。

まず、第２レンズ群４２０を保持するレンズ群保持枠４２１はその外周にカムピン３２１１を備えており、そのカムピン３２１１は、中間筒３１２の内周に設けられたカム溝３１２１（図７および図１２参照）と係合している。また、図７〜図１１に示すように、直進キーリング３２０は、第２レンズ群４２０を２本のガイド棒３２１，３２２を介して支持し、第３レンズ群４３０を支持し、さらに第４レンズ群４４０を、柱状ネジ３２０１（図８参照）からなる移動機構を介して支持している。第２レンズ群４２０を保持するレンズ群保持枠４２１には、２つの貫通孔４２１ａ，４２１ｂが設けられており、それらの貫通孔４２１ａ，４２１ｂに直進キーリング３２０に支持された２本のガイド棒３２１、３２２がそれぞれ挿通されている。また、レンズ群保持枠４２１のカムピン３２１１は、それらの貫通孔のうちの貫通孔４２１ａ付近に設けられており、そのカムピン３２１１が中間筒３１２のカム溝３１２１と係合している。このカムピン３２１１がカム溝３１２１の形状に沿って移動すると、２本のガイド棒３２１、３２２に案内されて第２レンズ群４２０がテレ端からワイド端まで、あるいはワイド端からテレ端まで移動する。

また中間筒３１２は、その外周に植設されたカムピン３１２４を備えており、そのカムピン３１２４が固定筒３１３の内周に設けられたカム溝３１３１と係合している。このカム溝３１３１は、図９に示す沈胴状態から図８に示すテレ端まで繰り出す間に所定の角度回転するように溝（図１２中、符号ｋで示す領域）が延びている。したがってズームモータ３３００（図９参照）からの駆動力を受けて、中間筒３１２は、そのカム溝３１３１に従って、沈胴状態（図９）からテレ端（図８）に至る間に所定の角度だけ回転しながら光軸方向に繰り出され、その中間筒３１２の繰り出しにしたがって、前筒３１１はカム溝３１２３の形状（図１２中、符号ｍで示す領域）に沿って回転せずに繰り出される。この中間筒３１２が繰り出された状態にあるときに、ズームスイッチがワイド側に操作されると、中間筒３１２はその位置（図１２中、符号ｌで示す領域）で回転し、その回転により第２レンズ群４２０がカム溝３１２１の形状（図１２中、符号ｐで示す領域）に沿ってワイド端まで移動する。このようにしてズームスイッチの操作に応じたズーミングが行なわれる。

また、第３レンズ群４３０は直進キーリング３２０に支持されており、その直進キーリング３２０には、フォーカスモータ３２００（図８参照）とそのフォーカスモータ３２００のギアヘッド３２０２に噛合されている柱状ネジ３２０１とからなる移動機構を介して第４レンズ群４４０も支持されている。この第４レンズ群４４０はレンズ群保持枠４４１に保持され、そのレンズ群保持枠４４１にはフォーク４４１ａが設けられ、そのフォーク４４１ａに直進キーリング３２０に設けられたガイド棒３２０５が係合している。またレンズ群保持枠４４１には、柱状ネジ３２０１に螺合するナット４４１ｂが固定されており、そのナット４４１ｂが直進キーリング３２０に支持された柱状ネジ３２０１に螺合している。

一方、第４レンズ群を光軸方向に移動させるためのフォーカスモータ３２００も、直進キーリング３２０に支持されており、図８に示す柱状ネジ３２０１には、直進キーリング３２０に支持されたフォーカスモータ３２００の回転駆動力がギア列３２０２を介して伝達されて、この柱状ネジ３２０１が回転し、その回転に伴ってレンズ群保持枠４２１が柱状ネジ３２０１の回転に応じた分だけ、その柱状ネジ３２０１とガイド棒３２０５とに案内されて光軸方向に移動してピントが調整される。このときには撮像素子５００で生成された画像データに基づいてフォーカスモータ３２００へ駆動指令が発せられてピントの調整が行なわれる。

このようにしてピントの調整が行われた後、シャッタボタン３０４が押されたら、直進キーリングに支持されているシャッタユニット３３０が駆動され、さらに電子シャッタが駆動されて撮影が行なわれる。これにより、第１レンズ群４１０、第２レンズ群４２０、第３レンズ群４３０、および第４レンズ群（フォーカスレンズ）４４０を経由した被写体光は、撮像素子５００の受光面に結像し、撮像素子５００では、その受光面上に結像した被写体像を表わす画像信号が生成される。なお、図７〜図１１にはフォーカスモータやシャッタユニットに指令を伝達するための配線ケーブルを図示していない。

このように光軸方向に移動する直進キーリング３２０に、第２レンズ群２４０と第３レンズ群４３０と、柱状ネジ３２０１を介して第４レンズ群４４０も支持させて、さらにその柱状ネジ３２０１を回転させるフォーカスモータ３２００と中間筒３１２を回転駆動するズームモータ３３００を支持させることによって、直進キーリングの直線度にあわせて光軸が精度良く保たれる構成になっている。

このようにすると、第２レンズ群４２０、第３レンズ群４３０、第４レンズ群４４０の光軸ずれを矯正するために設けられていた、図１に示すような長々と延びるガイド棒を設ける必要がなくなり、撮像素子５００と第４レンズ群４４０との間に空きスペースが生じ、沈胴時にはその空きスペースにすべてのレンズを詰め込むことで鏡胴の長さを短くすることが可能になる。また、中間筒３１２の円周方向に図１２に示す第１のカム溝３１２２を設けて直進キーリングを回転自在に中間筒３１２に係合させ、中間筒３１２の移動に伴って直進キーリング３２０も移動させるとともに前筒３１１を第２のカム溝３１２３に沿って中間筒３１２の長さ分大きく繰り出すことで、繰出時の長尺化つまり高倍率化を実現させている。さらに沈胴時には、中間筒３１２の長さ分の長さまで鏡胴の長さの短縮化を図ることでボディの薄型化を実現させている。

したがって図５、図６に示すデジタルカメラ３００が薄型のボディであっても、レンズ鏡胴３１０の沈胴時にはレンズ鏡胴３１０がカメラボディ内に収納され、また撮影時には４群構成からなるズームレンズを保持したレンズ鏡胴３１０がカメラボディから大きく繰り出されてこのデジタルカメラ３００でズーム倍率の高い撮影を楽しめる。最後に図５、図６のデジタルカメラの内部構成を簡単に説明しておく。

図１３は、本実施形態のデジタルカメラの回路構成を示すブロック図である。

このデジタルカメラ１には、図７〜図９に示す第１レンズ群４１０と第２レンズ群４２０と第３レンズ群４３０と第４レンズ群４４０とからなる４群構成のズームレンズ４００、シャッタユニット３３０、および撮像素子５００が備えられている。ズームレンズ４００およびシャッタユニット３３０を経由して撮像素子５００上に結像された被写体像は、撮像素子５００により、アナログの画像信号に変換される。ここで、シャッタユニット３３０は、撮像素子に照射される光量を制限する絞りと撮像素子５００からアナログ信号を読み出すにあたり光によるスミアの発生を抑えるためのシャッタとから構成されている。

また、ここには補助光発光部６００が備えられており、この補助光発光部６００は、低輝度時に、図５，図６に示す補助光発光部６００からデジタルカメラ前方に向けて補助光を発光する。また、この補助光発光部６００は、低輝度以外の必要時にも発光させることができる。

また、このデジタルカメラ３００には、アナログ信号処理部５０１と、Ａ／Ｄ部５０２と、デジタル信号処理部５０３と、テンポラリメモリ５０４と、圧縮伸長部５０５と、内蔵メモリ（またはメモリカード）５０６と、画像モニタ５０７と、駆動回路５０８とが備えられている。撮像素子固体撮像素子５００は、駆動回路５０８内のタイミング発生回路（図示せず）によって発生したタイミングで駆動され、アナログの画像信号を出力する。また、駆動回路５０８には、撮影レンズ４００、シャッタユニット、補助光発光部６００等を駆動する駆動回路も含まれている。撮像素子３２０から出力されたアナログの画像信号は、アナログ信号処理部５０１でアナログ信号処理され、Ａ／Ｄ部５０２でＡ／Ｄ変換されてデジタル信号処理部５０３でデジタル信号処理される。デジタル信号処理された後の画像を表わす画像データはテンポラリメモリ５０４に一時的に格納される。テンポラリメモリ５０４に格納された画像データは、圧縮伸長部５０５で圧縮されて内蔵メモリ（またはメモリカード）５０６に記録される。尚、撮影モードによっては、圧縮の過程を省いて内蔵メモリ（またはメモリカード）５０６に直接記録してもよい。また、テンポラリメモリ５０４に格納された画像データは画像モニタ５０７に読み出され、これにより画像モニタ５０７に被写体の画像が表示される。

さらに、このデジタルカメラ３００には、このデジタルカメラ３００全体の制御を行なうＣＰＵ５０９と、ズーム操作スイッチ等を含む操作スイッチ群５１０と、シャッタボタン３０４とが備えられており、操作スイッチ群５１０を操作して、所望の画角に設定することを含む所望の撮影状態に設定してシャッタボタン３０４を押下することにより、写真撮影すなわち上述の画像データの生成が行なわれる。

従来のデジタルカメラに組み込まれたレンズ鏡胴の、光軸に沿う断面図であって、レンズ鏡胴がワイド端にあるときの状態を示す図である。 従来のデジタルカメラに組み込まれたレンズ鏡胴の、光軸に沿う断面図であって、レンズ鏡胴がテレ端にあるときの状態を示す図である。 従来のデジタルカメラに組み込まれたレンズ鏡胴の、光軸に沿う断面図であって、レンズ鏡胴が沈胴している状態を示す図である。 内筒１１０を繰り出すとともに第２レンズ群２２０と第３レンズ群２３０の間隔を調節して焦点距離を調節する、外筒１２０の内周面に設けられたカム溝を説明するための展開図である。 本発明のレンズ鏡胴の一実施形態が組み込まれた本発明の撮影装置の一実施形態である、デジタルカメラ３００の外観斜視図である。 図５のデジタルカメラが有するレンズ鏡胴が繰り出された状態を示す図である。 図５，図６に示すデジタルカメラに組み込まれたレンズ鏡胴３１０の、光軸に沿う断面図であって、レンズ鏡胴がワイド端にあるときの状態を示す図である。 図５，図６に示すデジタルカメラに組み込まれたレンズ鏡胴３１０の、光軸に沿う断面図であって、レンズ鏡胴がテレ端にあるときの状態を示す図である。 図５，図６に示すデジタルカメラに組み込まれたレンズ鏡胴３１０の、光軸に沿う断面図であって、レンズ鏡胴が沈胴している状態を示す図である。 図７に示す図の中にある線に沿ってレンズ鏡胴を切断して矢印の方向から見た図である。 図８に示す図の中にある線に沿ってレンズ鏡胴を切断して矢印の方向から見た図である。 中間筒の内周に設けられたカム溝を説明する展開図である。 本実施形態のデジタルカメラの回路構成を示すブロック図である。

符号の説明

３００ 撮影装置（デジタルカメラ）
３０２ 補助光発光窓
３０３ ファインダ対物窓
３０４ シャッタボタン
３１０ レンズ鏡胴
３１１ 前筒
３１１１ カムピン
３１２ 中間筒
３１２１ カム溝
３１２２ カム溝
３１２３ カム溝
３１２４ カムピン
３１３ 固定筒
３１３１ カム溝
３２０ 直進キーリング
３２０Ｋ 直進キー
３２００ フォーカスモータ
３２０１ 柱状ネジ
３２０２ 連結ギア
３２０３ カムピン
４００ 撮影レンズ
４１０ 第１レンズ群
４２０ 第２レンズ群
４２１ レンズ群保持枠
４３０ 第３レンズ群
４４０ 第４レンズ群
４４１ レンズ群保持枠
５００ 撮像素子

Claims (14)

1. 複数のレンズ群により構成されたズームレンズを保持したレンズ鏡胴において、
   固定筒と、該固定筒に進退自在に係合した直進キー部材と、該直進キー部材に回転自在に係合するとともに前記固定筒との間のカム係合により回転に伴って進退する中間筒と、前記直進キー部材に進退自在に係合するとともに前記中間筒との間のカム係合により該中間筒の回転に応じて進退する前筒とを備え、
   前記ズームレンズが、前記前筒に固定された第１レンズ群と前記直進キー部材に固定されもしくは該直進キー部材に進退自在に支持された第２レンズ群、第３レンズ群、および第４レンズとからなる複数のレンズ群により構成されたものであることを特徴とするレンズ鏡胴。
2. 前記第２レンズ群が前記直進キー部材に進退自在に支持されるとともに前記中間筒との間のカム係合により該中間筒の回転に応じて進退するものであることを特徴とする請求項１記載のレンズ鏡胴。
3. 前記第３レンズ群が前記直進キー部材に固定されたものであることを特徴とする請求項１記載のレンズ鏡胴。
4. 前記第４レンズ群がフォーカスレンズであって、ピント調整のための移動機構を介して前記直進キー部材に支持されたものであることを特徴とする請求項１記載のレンズ鏡胴。
5. 前記移動機構に前記フォーカスレンズを移動させる駆動力を与えるフォーカスモータを備え、該フォーカスモータが前記直進キー部材に支持されたものであることを特徴とする請求項４記載のレンズ鏡胴。
6. 前記中間筒を回転駆動することにより前記ズームレンズを変倍させるズームモータを備え、該ズームモータが前記直進キー部材に支持されたものであることを特徴とする請求項１記載のレンズ鏡胴。
7. 前記中間筒が、該中間筒内壁の一部に円周方向に設けられたギア歯列を有し、前記ズームモータは、該ズームモータの回転軸と前記ギア歯列との間を連結するギアを介して前記中間筒を回転駆動するものであることを特徴とする請求項６記載のレンズ鏡胴。
8. 前記中間筒が、外壁面から突出した、前記固定筒との間のカム係合のためのカムピンが設けられるとともに、内壁面に、前記直進キー部材に回転自在に係合する第１のカム溝と、前記前筒との間のカム係合のための第２のカム溝とが設けられたものであることを特徴とする請求項１記載のレンズ鏡胴。
9. 前記第１のカム溝が、円周方向に延びた溝であることを特徴とする請求項８記載のレンズ鏡胴。
10. 複数のレンズ群により構成されたズームレンズを保持したレンズ鏡胴を備え、該レンズ鏡胴に保持されたズームレンズを経由して入射してきた被写体光を捉えることにより撮影を行う撮影装置において、
    前記レンズ鏡胴が、固定筒と、該固定筒に進退自在に係合した直進キー部材と、該直進キー部材に回転自在に係合するとともに前記固定筒との間のカム係合により回転に伴って進退する中間筒と、前記直進キー部材に進退自在に係合するとともに前記中間筒との間のカム係合により該中間筒の回転に応じて進退する前筒とを備えたものであり、
    前記ズームレンズが、前記前筒に固定された第１レンズ群と前記直進キー部材に固定されもしくは該直進キー部材に進退自在に支持された第２レンズ群、第３レンズ群、および第４レンズとからなる複数のレンズ群により構成されたものであることを特徴とする撮影装置。
11. 前記レンズ鏡胴が、前記移動機構に前記フォーカスレンズを移動させる駆動力を与えるフォーカスモータを備え、該フォーカスモータが前記直進キー部材に支持されたものであることを特徴とする請求項１０記載の撮影装置。
12. 前記レンズ鏡胴が、さらに、前記中間筒を回転駆動することにより前記ズームレンズを変倍させるズームモータを備え、該ズームモータが前記直進キー部材に支持されたものであることを特徴とする請求項１０記載の撮影装置。
13. 前記中間筒が、外壁面から突出した、前記固定筒との間のカム係合のためのカムピンが設けられるとともに、内壁面に、前記直進キー部材に回転自在に係合する第１のカム溝と、前記前筒との間のカム係合のための第２のカム溝とが設けられたものであることを特徴とする請求項１０記載の撮影装置。
14. 前記レンズ鏡胴に保持されたズームレンズを経由して入射してきた被写体光を捉えて画像信号を生成する撮像素子を備えたものであることを特徴とする請求項１０記載の撮影装置。

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