JP2006010892A - Imaging optical unit and imaging apparatus - Google Patents

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Shuichi Fujii
秀一 藤井
Tetsuya Uno
哲哉 宇野
Takeshi Oi
岳 大井
Yuka Fujita
有香 藤田
Shoichi Minato
祥一 湊
Tsutomu Honda
努 本田
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an imaging optical unit comprising an imaging optical system including movable lens groups and a movable member for restricting an amount of light, with which a size reduction is achieved in the direction along the optical axis of an imaging optical system. <P>SOLUTION: A digital camera (1) comprises: the imaging optical system including a fixed lens group (21) having a prism (25), the movable lens groups (22 and 23), and a fixed lens group (24); an imaging device (26); and a movable shutter unit (50). The lens groups (22 and 23) and the shutter unit (50) are independently driven by motors (42, 43, and 44). A guide shaft (36) supports the lens groups (22 and 23) so that the lens groups (22 and 23) freely move, and prevents the lens groups (22 and 23) from inclining. A guide shaft (37) prevents the lens groups (22 and 23) from rotating. Conversely, the guide shaft (37) supports the shutter unit (50) so that the shutter unit (50) freely moves, and prevents the shutter unit (50) from inclining. The guide shaft (36) prevents the shutter unit (50) from rotating. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、撮像光学系とシャッタ等の光量規制部材より成る撮像光学ユニットに関し、特に、撮像光学系の一部のレンズ群と光量規制部材が光軸方向に可動の撮像光学ユニットに関する。   The present invention relates to an imaging optical unit including an imaging optical system and a light amount regulating member such as a shutter, and more particularly to an imaging optical unit in which a part of a lens group of the imaging optical system and the light quantity regulating member are movable in the optical axis direction.

カメラは撮影対象からの光を結像させるためにいくつかのレンズ群を備えており、撮影対象からの光に外部の不要な光が混入するのを防止するとともに、一体として取り扱いを容易にするために、レンズ群は鏡胴に収容されている。また、レンズ群の中には固定のものと、焦点調節用やズーム用のように、光軸方向に可動のものがある。   The camera is equipped with several lens groups to form an image of light from the object to be photographed, and prevents unnecessary external light from being mixed into the light from the object to be photographed and facilitates handling as a unit. Therefore, the lens group is housed in the lens barrel. Some lens groups are fixed, while others are movable in the optical axis direction, such as for focus adjustment and zoom.

従来、鏡胴の内面に螺旋状のねじを設け、レンズ群を保持するレンズ枠に、鏡胴のねじに係合するねじを設けて、鏡胴を回転させることにより、レンズ群を光軸方向に移動させるようにしていた。このように鏡胴の回転によってレンズ群を移動させる構成では、回転する鏡胴は、必然的に円筒状になって、形状が限定される上、可動レンズ群のレンズ枠全体を収容するに足る大きさを有しなければならず、小型化が難しい。   Conventionally, a spiral screw is provided on the inner surface of the lens barrel, a screw that engages with the lens barrel screw is provided on the lens frame that holds the lens group, and the lens group is rotated in the optical axis direction by rotating the lens barrel. Had to be moved to. Thus, in the configuration in which the lens group is moved by the rotation of the lens barrel, the rotating lens barrel is inevitably formed in a cylindrical shape, which is limited in shape and sufficient to accommodate the entire lens frame of the movable lens group. It must have a size, and miniaturization is difficult.

さらに、可動レンズ群を駆動するためのモータ等の駆動源を鏡胴内に配置すると、鏡胴の一層の大型化を招くため、駆動源を鏡胴の外部に配置する必要がある。その際、駆動源を鏡胴の側方に配置すれば、鏡胴と駆動源を合わせた全体の大きさが、レンズ群の光軸に対して垂直な方向に増し、駆動源を鏡胴の延長上に配置すれば、全体の大きさがレンズ群の光軸方向に増す結果となる。   Furthermore, if a drive source such as a motor for driving the movable lens group is arranged in the lens barrel, the size of the lens barrel is further increased. Therefore, it is necessary to arrange the drive source outside the lens barrel. At this time, if the drive source is arranged on the side of the lens barrel, the total size of the lens barrel and the drive source increases in the direction perpendicular to the optical axis of the lens group, and the drive source is connected to the lens barrel. If arranged on the extension, the overall size increases in the optical axis direction of the lens group.

そこで、螺旋状のねじを外周面に設けた棒状の駆動軸をレンズ群の光軸に対して平行に配置するとともに、駆動軸のねじに係合するねじをレンズ枠に設けて、駆動軸の回転によりレンズ群を移動させることが行われるようになっている。この場合、光軸の傾きや位置ずれを防止する必要があり、そのために、レンズ群の光軸に平行な少なくとも2本のガイド軸を設け、一方のガイド軸を通す貫通孔と他方のガイド軸を挟む部位をレンズ枠に設けて、一方のガイド軸によってレンズ群を移動自在に支持しつつ傾倒を防止し、他方のガイド軸によって回転を防止するのが一般的である。この構成では、鏡胴の形状に制約がなく、駆動軸やガイド軸と共に、駆動軸を回転させる駆動源を鏡胴内に配置することができて、全体としての大きさを抑えることが容易になる。   Therefore, a rod-shaped drive shaft provided with a helical screw on the outer peripheral surface is arranged in parallel to the optical axis of the lens group, and a screw that engages with the screw of the drive shaft is provided on the lens frame. The lens group is moved by rotation. In this case, it is necessary to prevent tilting and displacement of the optical axis. For this purpose, at least two guide shafts parallel to the optical axis of the lens group are provided, and a through hole through which one guide shaft passes and the other guide shaft In general, the lens frame is provided with a portion sandwiching the lens group, and the lens group is movably supported by one guide shaft to prevent tilting, and the other guide shaft prevents rotation. In this configuration, there is no restriction on the shape of the lens barrel, and a driving source for rotating the driving shaft can be arranged in the lens barrel together with the driving shaft and the guide shaft, so that the overall size can be easily suppressed. Become.

カメラは、光束の周辺部を遮断して光量を規制する絞りを備え、また多くの場合、所定時間のみ露光するために光束全体を遮断するシャッタを備える。さらに、所定の透過率で光を透過させて光量を規制するNDフィルタを備えるカメラもある。   Cameras include a diaphragm that blocks the peripheral part of the light beam and regulates the amount of light, and in many cases, a camera that includes a shutter that blocks the entire light beam for exposure only for a predetermined time. In addition, there is a camera that includes an ND filter that transmits light at a predetermined transmittance and regulates the amount of light.

これらの光量規制部材は所定位置に固定配置されるのが一般的であった。しかし、撮像光学系がズーム光学系の場合、光量規制部材を固定とするよりも可動とした方が、全体の小型化が容易になることもあり、特開2003−43359号には、絞りがいずれの可動レンズ群とも異なる動きをするようにした光学系が開示されている。
特開2003−43359号公報
In general, these light quantity regulating members are fixedly arranged at predetermined positions. However, when the imaging optical system is a zoom optical system, it is sometimes easier to reduce the overall size if the light amount regulating member is made movable rather than fixed. Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-43359 discloses a diaphragm. An optical system that moves differently from any movable lens group is disclosed.
JP 2003-43359 A

上記公報では絞りを移動させるための構成については言及されていないが、可動レンズ群を2本のガイド軸で回転を防止しながら移動自在に支持する構成では、それらのガイド軸を光量規制部材の支持および移動に兼用するのが、全体の小型化を図る上で好ましい。しかしながら、一方のガイド軸で可動レンズ群と光量規制部材の双方の傾倒を防止し、他方のガイド軸で可動レンズ群と光量規制部材の双方の回転を防止するようにすると、可動レンズ群と光量規制部材の移動範囲に制約が生じたり、ガイド軸に沿う方向についての全体の大型化を招いたりする結果となる。これは、次の理由による。   Although the above publication does not mention a configuration for moving the diaphragm, in a configuration in which the movable lens group is movably supported by two guide shafts while being prevented from rotating, the guide shafts of the light quantity regulating member are used. It is preferable to use both for supporting and moving in order to reduce the overall size. However, if one of the guide shafts prevents both the movable lens group and the light quantity regulating member from tilting, and the other guide shaft prevents both the movable lens group and the light quantity regulating member from rotating, the movable lens group and the light quantity As a result, the movement range of the restricting member is restricted or the entire size in the direction along the guide shaft is increased. This is due to the following reason.

すなわち、可動レンズ群や光量規制部材の傾倒を的確に防止するためには、可動レンズ群のレンズ枠や光量規制部材の保持枠がガイド軸に対して広い範囲にわたって接する必要があり、レンズ枠や保持枠のうちガイド軸に接する部位(以下、接触部位という)を、ガイド軸に沿う方向に長くしなければならない。その一方、レンズ枠の接触部位と保持枠の接触部位とは、同一のガイド軸に接しているため、両者は互いに当接する位置よりも接近することはできない。したがって、レンズ枠や保持枠の接触部位を長くすると、可動レンズと光量規制部材の最短距離に制約が生じ易くなる。   That is, in order to prevent the tilting of the movable lens group and the light quantity regulating member accurately, the lens frame of the movable lens group and the holding frame of the light quantity regulating member must be in contact with the guide shaft over a wide range. A portion of the holding frame that contacts the guide shaft (hereinafter referred to as a contact portion) must be elongated in the direction along the guide shaft. On the other hand, since the contact part of the lens frame and the contact part of the holding frame are in contact with the same guide shaft, they cannot be closer than the position where they abut each other. Therefore, if the contact part of the lens frame or the holding frame is lengthened, the shortest distance between the movable lens and the light amount regulating member tends to be restricted.

レンズ枠の接触部位を光量規制部材から遠い部位に設け、保持枠の接触部位を可動レンズから遠い部位に設ければ、可動レンズと光量規制部材の最短距離に制約が生じるという問題は回避することができる。しかし、その構成では、ガイド軸の長さが、可動レンズの移動範囲と光量規制部材の移動範囲の和を大きく超えることになって、ガイド軸に沿う方向の大型化が避けられなくなる。   If the contact part of the lens frame is provided in a part far from the light amount regulating member and the contact part of the holding frame is provided in a part far from the movable lens, the problem that the shortest distance between the movable lens and the light quantity regulating member is avoided is avoided. Can do. However, in this configuration, the length of the guide shaft greatly exceeds the sum of the moving range of the movable lens and the moving range of the light amount restricting member, and an increase in size along the guide shaft is unavoidable.

本発明はこのような問題点に鑑みてなされたもので、可動のレンズ群を含む撮像光学系と可動の光量規制部材とを備える撮像光学ユニットであって、撮像光学系の光軸に沿う方向について小型のものを提供することを目的とする。また、そのような撮像ユニットを備えた小型の撮像装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of such problems, and is an imaging optical unit including an imaging optical system including a movable lens group and a movable light amount regulating member, and a direction along the optical axis of the imaging optical system. It aims at providing a small thing about. It is another object of the present invention to provide a small image pickup apparatus including such an image pickup unit.

上記目的を達成するために、本発明では、複数のレンズ群を含み、外部の撮像素子に光を導く撮像光学系と、撮像素子に導く光の量を規制する光量規制部材より成り、撮像光学系の一部のレンズ群と光量規制部材が撮像光学系の光軸に沿う方向に可動の撮像光学ユニットにおいて、可動のレンズ群を保持する第1の保持部材と、光量規制部材を保持する第2の保持部材と、撮像光学系の光軸に平行な第1の軸と第2の軸を備え、第1の軸が、第1の保持部材に接して、第1の保持部材を移動自在に支持しつつ撮像光学系の光軸に対する第1の保持部材の傾倒を防止し、第2の軸が、第1の保持部材に接して、第1の軸を中心とする第1の保持部材の回転を防止し、第2の軸が、第2の保持部材に接して、第2の保持部材を移動自在に支持しつつ撮像光学系の光軸に対する第2の保持部材の傾倒を防止し、第1の軸が、第2の保持部材に接して、第2の軸を中心とする第2の保持部材の回転を防止する構成とする。   In order to achieve the above object, the present invention comprises an imaging optical system that includes a plurality of lens groups and guides light to an external imaging device, and a light amount regulating member that regulates the amount of light guided to the imaging device. In the imaging optical unit in which a part of the lens group and the light quantity regulating member are movable in a direction along the optical axis of the imaging optical system, a first holding member that holds the movable lens group, and a first light quantity regulating member that holds the light quantity regulating member. 2 holding members, and a first axis and a second axis parallel to the optical axis of the imaging optical system. The first axis is in contact with the first holding member, and the first holding member is freely movable. The first holding member is prevented from tilting with respect to the optical axis of the imaging optical system while the second axis is in contact with the first holding member, and the first holding member is centered on the first axis. The second shaft is in contact with the second holding member and movably supports the second holding member. The second holding member is prevented from tilting with respect to the optical axis of the imaging optical system, and the first shaft is in contact with the second holding member and prevents the second holding member from rotating about the second axis. The configuration is as follows.

この撮像光学ユニットでは、可動レンズ群を移動可能に支持しその傾倒を防止するための第1の軸と、可動レンズ群の回転を防止するための第2の軸を、光量規制部材を移動自在に支持してその傾倒と回転を防止するために兼用する。ただし、同一の軸で可動レンズ群と光量規制部材の双方を支持してそれらの傾倒を防止するのではなく、可動レンズ群を支持し傾倒を防止するためには第1の軸を用い、光量規制部材を支持し傾倒を防止するためには第2の軸を用いる。   In this imaging optical unit, the light quantity regulating member is movable on a first axis for supporting the movable lens group so as to be movable and preventing its tilting and a second axis for preventing the rotation of the movable lens group. It is also used to support and prevent tilting and rotation. However, instead of supporting both the movable lens group and the light quantity regulating member on the same axis to prevent them from tilting, the first axis is used to support the movable lens group and prevent tilting. The second shaft is used to support the regulating member and prevent tilting.

この構成では、可動レンズ群を保持する第1の保持部材の接触部位(第1の軸に接する部位)と、光量規制部材を保持する第2の保持部材の接触部位(第2の軸に接する部位)とが、当接する可能性がない。したがって、第1の軸や第2の軸の長さを、可動レンズの移動範囲と光量規制部材の移動範囲の和を少し超える程度に抑えながら、第1の保持部材の接触部位と第2の保持部材の接触部位とを傾倒防止に必要十分な長さとし、かつ、可動レンズ群と光量規制部材の最短距離を短くすることができる。   In this configuration, the contact portion of the first holding member that holds the movable lens group (the portion that makes contact with the first shaft) and the contact portion of the second holding member that holds the light amount regulating member (which makes contact with the second shaft). There is no possibility of contact with the part. Accordingly, the length of the first axis or the second axis is suppressed to a value slightly exceeding the sum of the moving range of the movable lens and the moving range of the light amount regulating member, and the contact portion of the first holding member and the second axis are reduced. The length of the contact portion of the holding member that is necessary and sufficient for preventing tilting and the shortest distance between the movable lens group and the light amount regulating member can be shortened.

ここで、第1の保持部材に係合して第1の保持部材を移動させる第1の駆動部と、第2の保持部材に係合して光量規制部材を移動させる第2の駆動部を備え、第1の駆動部と第1の保持部材との係合部位と、第2の駆動部と第2の保持部材との係合部位が、撮像光学系の光軸に関して概ね反対側に位置する構成とすることができる。この構成では、2つの駆動部を互いに干渉しないように設けることが容易である。   Here, a first drive unit that engages with the first holding member and moves the first holding member, and a second drive unit that engages with the second holding member and moves the light amount regulating member are provided. Provided, and the engagement site between the first drive unit and the first holding member and the engagement site between the second drive unit and the second holding member are located on substantially opposite sides with respect to the optical axis of the imaging optical system. It can be set as the structure to do. In this configuration, it is easy to provide the two drive units so as not to interfere with each other.

可動のレンズ群と光量規制部材が最も接近した状態において、第1の保持部材のうち第1の軸に接する部分と、第2の保持部材のうち第2の軸に接する部分とが、撮像光学系の光軸に対して垂直な方向から見て重なるようにすることもできる。このようにすると、第1の保持部材の接触部位と第2の保持部材の接触部位の各々を、傾倒防止に必要十分な長さにすることがきわめて容易になり、また、可動レンズと光量規制部材の最短距離を短くすることも容易になる。   In a state in which the movable lens group and the light amount regulating member are closest, the portion of the first holding member that is in contact with the first axis and the portion of the second holding member that is in contact with the second axis are imaging optics. It is also possible to overlap them when viewed from a direction perpendicular to the optical axis of the system. In this way, it becomes very easy to make each of the contact portions of the first holding member and the contact portion of the second holding member as long as necessary to prevent the tilt, and the movable lens and the light amount regulation It is also easy to shorten the shortest distance of the members.

可動のレンズ群を保持した第1の保持部材と、光量規制部材を保持した第2の保持部材と、第1の軸と、第2の軸とを収容し、第1の軸と第2の軸とを支持する鏡胴を備え、第2の保持部材が、その縁部に、鏡胴の内面に沿う板状の部分を有する構成とするとよい。光量規制部材を滑らかに移動させるためには、光量規制部材を保持する第2の保持部材が鏡胴に接しないようにする必要があるが、そのようにすると、第2の保持部材の縁部と鏡胴との間に隙間が生じ、その隙間を不要な光が通ってフレアとなるおそれがある。しかし、鏡胴の内面に沿う板状の部分を第2の保持部材の縁部に設けることで、その板状の部分と鏡胴の内面で隙間を通る光を何度も反射して、減弱させることができ、フレアの発生を防止することが可能になる。   The first holding member that holds the movable lens group, the second holding member that holds the light amount regulating member, the first shaft, and the second shaft are accommodated, and the first shaft and the second shaft are accommodated. A lens barrel supporting the shaft may be provided, and the second holding member may have a plate-like portion along the inner surface of the lens barrel at the edge thereof. In order to move the light quantity regulating member smoothly, it is necessary that the second holding member that holds the light quantity regulating member does not come into contact with the lens barrel. In this case, the edge of the second holding member There is a possibility that a gap is formed between the lens barrel and the lens barrel, and unnecessary light passes through the gap to cause flare. However, by providing a plate-like portion along the inner surface of the lens barrel at the edge of the second holding member, the light passing through the gap between the plate-shaped portion and the inner surface of the lens barrel is reflected many times to attenuate. It is possible to prevent flare from occurring.

前記目的を達成するために、本発明ではまた、撮像装置は、上記のいずれかの撮像光学ユニットと、撮像光学ユニットによって導かれた光を受けて画像を撮影する撮像素子を備えるものとする。   In order to achieve the above object, according to the present invention, an imaging apparatus includes any one of the imaging optical units described above and an imaging device that captures an image by receiving light guided by the imaging optical unit.

本発明の撮像光学ユニットでは、可動レンズ群と光量規制部材の双方を移動自在に支持してそれらの傾倒および回転を防止するために、2本の軸を兼用するので、簡素な構成となる。しかも、可動レンズ群の支持および傾倒防止と光量規制部材の支持および傾倒防止に異なる軸を利用するため、2本の軸をあまり長くしなくても、各保持部材の軸への接触部位を傾倒防止に必要十分な長さとすることが可能になり、また、可動レンズ群と光量規制部材の最短距離を短くすることができる。したがって、質の高い画像を提供し得る高精度で小型の撮像光学ユニットとなる。   In the imaging optical unit of the present invention, since both the movable lens group and the light amount regulating member are movably supported to prevent the tilting and rotation of the movable lens group and the light quantity regulating member, the structure is simplified. In addition, since different axes are used for supporting and tilting the movable lens group and preventing and tilting the light quantity regulating member, the contact portions of the holding members with the shaft are tilted without lengthening the two axes. It is possible to make the length necessary and sufficient for prevention, and it is possible to shorten the shortest distance between the movable lens group and the light amount regulating member. Therefore, it becomes a highly accurate and compact imaging optical unit capable of providing a high-quality image.

以下、本発明の一実施形態のデジタルカメラについて図面を参照しながら説明する。本実施形態のデジタルカメラ1の外観を図1に模式的に示す。図1において、(a)は正面図、(b)は背面図であり、点線は後述する内部の鏡胴を表している。   Hereinafter, a digital camera according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. An appearance of the digital camera 1 of the present embodiment is schematically shown in FIG. In FIG. 1, (a) is a front view, (b) is a rear view, and a dotted line represents an internal lens barrel described later.

デジタルカメラ1は、最も短い辺が他の辺の数分の1程度の大きさの概ね直方体状の筐体10を有しており、通常の撮影時には、筐体10の最も短い辺の方向(図1の紙面に垂直な方向)が前後方向、最も長い辺の方向(図1の左右方向)が左右方向、それらの間の長さの辺の方向(図1の上下方向)が上下方向を向く状態で、使用者に把持されるように設定されている。以下、この状態を基準として、前後、左右、上下の各方向を定める。   The digital camera 1 has a substantially rectangular parallelepiped housing 10 whose shortest side is about a fraction of the other side. During normal shooting, the direction of the shortest side of the housing 10 ( 1 is the front-rear direction, the longest side direction (left-right direction in FIG. 1) is left-right direction, and the side direction between them (up-down direction in FIG. 1) is up-down direction. It is set to be gripped by the user in a state of facing. Hereinafter, the front and rear, left and right, and top and bottom directions are determined based on this state.

デジタルカメラ1は、前面に、対物窓11、ファインダー前窓12a、フラッシュ発光部13、セルフタイマーランプ14、背面に、ファインダー後窓12b、表示部15、モード設定スイッチ16、カーソルボタン17、複数の操作キー18、上面に、レリーズボタン19を備えている。   The digital camera 1 has an objective window 11, a finder front window 12a, a flash light emitting unit 13, a self-timer lamp 14 on the front, a finder rear window 12b, a display unit 15, a mode setting switch 16, a cursor button 17, and a plurality of buttons. The operation key 18 has a release button 19 on the upper surface.

対物窓11は開閉可能であり、対物窓11を開くと、後述の撮像光学系に含まれる第1のレンズ群が現れる。ファインダー窓12a、12bは撮影対象の光学像を提供し、フラッシュ発光部13は撮影対象を照明するフラッシュ光を発する。セルフタイマーランプ14は、セルフタイマー撮影の準備が進行中であることを点灯により示す。   The objective window 11 can be opened and closed. When the objective window 11 is opened, a first lens group included in an imaging optical system described later appears. The finder windows 12a and 12b provide an optical image of the shooting target, and the flash light emitting unit 13 emits flash light that illuminates the shooting target. The self-timer lamp 14 is lit to indicate that preparation for self-timer shooting is in progress.

表示部15は液晶表示器から成り、撮影した画像のほか、デジタルカメラ1の設定状況、操作案内等の諸情報を表示する。モード設定スイッチ16は、スライド式であり、デジタルカメラ1の動作モードの設定に用いられる。デジタルカメラ1は、静止画を撮影して記録する静止画撮影モードと、動画を撮影して記録する動画撮影モードと、記録している画像を再生表示する再生モードを有しており、モード設定スイッチ16の近傍には各モードを表すマークが記されている。   The display unit 15 includes a liquid crystal display, and displays various information such as the setting status of the digital camera 1 and operation guidance in addition to the photographed image. The mode setting switch 16 is a slide type and is used for setting an operation mode of the digital camera 1. The digital camera 1 has a still image shooting mode for shooting and recording a still image, a moving image shooting mode for shooting and recording a movie, and a playback mode for playing back and displaying the recorded image. In the vicinity of the switch 16, marks representing the respective modes are marked.

カーソルボタン17は、上下左右に4つの接点を有しており、表示部15に表示されるカーソルの移動に用いられる。デジタルカメラ1は、撮像光学系としてズームレンズを備えており、カーソルボタン17はその焦点距離の調節にも使用される。操作キー18は、表示部15に表示する項目の切り換え、表示した項目の選択等、デジタルカメラ1の機能に関する設定に用いられる。レリーズボタン19は2段階で動作し、記録する画像の撮影の準備の指示と、記録する画像の撮影の指示に用いられる。デジタルカメラ1は自動焦点調節(AF)と自動露光制御(AE)の機能を有しており、撮影の準備ではAFとAEを行う。   The cursor button 17 has four contacts on the top, bottom, left, and right, and is used to move the cursor displayed on the display unit 15. The digital camera 1 includes a zoom lens as an imaging optical system, and the cursor button 17 is also used for adjusting the focal length. The operation keys 18 are used for settings related to functions of the digital camera 1 such as switching of items to be displayed on the display unit 15 and selection of displayed items. The release button 19 operates in two stages, and is used for an instruction for preparing to shoot an image to be recorded and an instruction to shoot an image to be recorded. The digital camera 1 has automatic focusing (AF) and automatic exposure control (AE) functions, and performs AF and AE in preparation for shooting.

デジタルカメラ1の内部構成を図2および図3に模式的に示す。図2は撮像光学系全体の正面透視図である。また、図3は撮像光学系の側面透視図であり、(a)および(b)はそれぞれ、後述するシャッタユニット付近および第2のレンズ群付近を表したものである。   The internal configuration of the digital camera 1 is schematically shown in FIGS. FIG. 2 is a front perspective view of the entire imaging optical system. FIG. 3 is a side perspective view of the image pickup optical system. FIGS. 3A and 3B show a vicinity of a shutter unit and a second lens group, which will be described later.

デジタルカメラ1は、筐体10内に、第1のレンズ群21、第2のレンズ群22、第3のレンズ群23、および第4のレンズ群24より成る撮像光学系と、CCDエリアセンサ等の撮像素子26と、光学的ローパスフィルタ27を備えており、撮影対象からの光を撮像光学系によって撮像素子26上に結像させるとともに、撮像素子26によって光を電気信号に変換することによって、撮影を行う。撮像光学系および撮像素子26は、筐体10の上下方向の中央付近に配設されている。   The digital camera 1 includes an imaging optical system including a first lens group 21, a second lens group 22, a third lens group 23, and a fourth lens group 24, a CCD area sensor, and the like in a housing 10. The image pickup device 26 and the optical low-pass filter 27 are provided. The light from the subject is imaged on the image pickup device 26 by the image pickup optical system, and the light is converted into an electric signal by the image pickup device 26. Take a picture. The imaging optical system and the imaging element 26 are disposed near the center of the casing 10 in the vertical direction.

撮像素子26が出力する信号は、不図示の回路によって処理されて、撮影した画像を表す画像データとされる。画像データは着脱可能な記録媒体(不図示)に記録することができる。   A signal output from the image sensor 26 is processed by a circuit (not shown) to be image data representing a captured image. Image data can be recorded on a removable recording medium (not shown).

撮像素子26は筐体10に設けられた支持基板10aに固定されており、ローパスフィルタ27は、撮像素子26に固定されている。第1のレンズ群21は2つのレンズ21a、21bとプリズム25より成る。第1のレンズ群21のレンズ21b、第2のレンズ群22、第3のレンズ群23、および第4のレンズ群24は、鏡胴70に収容されている。第2のレンズ群22は第1のレンズ群21と撮像素子26の間に配置されており、第3のレンズ群23は第2のレンズ群22と撮像素子26の間に配置されており、第4のレンズ群24は第3のレンズ群23と撮像素子26の間に配置されている。なお、図2では、第2のレンズ群22と第3のレンズ群23をそれぞれ1つのレンズとして表しているが、レンズ群22、23、24は単一または複数のレンズより成る。   The image sensor 26 is fixed to a support substrate 10 a provided in the housing 10, and the low pass filter 27 is fixed to the image sensor 26. The first lens group 21 includes two lenses 21 a and 21 b and a prism 25. The lens 21 b, the second lens group 22, the third lens group 23, and the fourth lens group 24 of the first lens group 21 are housed in a lens barrel 70. The second lens group 22 is disposed between the first lens group 21 and the image sensor 26, and the third lens group 23 is disposed between the second lens group 22 and the image sensor 26. The fourth lens group 24 is disposed between the third lens group 23 and the image sensor 26. In FIG. 2, the second lens group 22 and the third lens group 23 are each represented as one lens, but the lens groups 22, 23, and 24 are each composed of a single lens or a plurality of lenses.

第1のレンズ群21の一方のレンズ21aは、その光軸が前後方向を向くように設定されており、第1のレンズ群21の他方のレンズ21bは、その光軸がレンズ21aの光軸と直交し、左右方向を向くように設定されている。   One lens 21a of the first lens group 21 is set so that its optical axis faces the front-rear direction, and the other lens 21b of the first lens group 21 has its optical axis as the optical axis of the lens 21a. It is set to be orthogonal to the left and right direction.

プリズム25は、断面が直角二等辺三角形の三角プリズムであり、互いに直交する2つの面の一方がレンズ21aに対向し、他方がレンズ21bに対向し、さらに、斜面が、レンズ21aの光軸とレンズ21bの光軸との交点上に位置し、かつ、レンズ21aの光軸とレンズ21bの光軸に対して45゜を成すように配置されている。レンズ21aとプリズム25はプリズムホルダ71に固定されており、プリズムホルダ71は鏡胴70に固定されている。   The prism 25 is a triangular prism having a right-angled isosceles triangle, and one of two surfaces orthogonal to each other faces the lens 21a, the other faces the lens 21b, and a slope is formed with the optical axis of the lens 21a. It is located on the intersection of the lens 21b and the optical axis of the lens 21b, and is arranged at 45 ° to the optical axis of the lens 21a and the optical axis of the lens 21b. The lens 21 a and the prism 25 are fixed to the prism holder 71, and the prism holder 71 is fixed to the lens barrel 70.

第2のレンズ群22、第3のレンズ群23、および第4のレンズ群24は、各々の光軸がレンズ21bの光軸と一致するように設定されている。したがって、撮像光学系全体としての光軸は、途中でプリズム25によって90゜折り曲げられて、大部分が左右方向を向く設定となっている。なお、プリズム25は、レンズ21aを透過して入射する撮影対象からの光を、斜面によって全反射してレンズ21bに導く。プリズム25の斜面に反射膜を設けておいてもよい。   The second lens group 22, the third lens group 23, and the fourth lens group 24 are set so that their optical axes coincide with the optical axis of the lens 21b. Therefore, the optical axis of the entire image pickup optical system is bent 90 ° by the prism 25 in the middle, and most of the optical axis is set to face in the left-right direction. In addition, the prism 25 totally reflects the light from the photographing target incident through the lens 21a by the inclined surface and guides it to the lens 21b. A reflective film may be provided on the slope of the prism 25.

第1のレンズ群21と第4のレンズ群24は固定である。第2のレンズ群22と第3のレンズ群23はいずれも、光軸方向に移動可能である。第2のレンズ群22の移動によってズーミングすなわち焦点距離の変更が行われ、第3のレンズ群23の移動によってフォーカシングすなわち撮影対象に対する焦点の調節が行われる。第2のレンズ群22はレンズ枠32に保持されており、第3のレンズ群23はレンズ枠33に保持されている。   The first lens group 21 and the fourth lens group 24 are fixed. Both the second lens group 22 and the third lens group 23 are movable in the optical axis direction. The movement of the second lens group 22 performs zooming, that is, the change of the focal length, and the movement of the third lens group 23 performs focusing, that is, the adjustment of the focus on the object to be imaged. The second lens group 22 is held by a lens frame 32, and the third lens group 23 is held by a lens frame 33.

デジタルカメラ1は、第2のレンズ群22をレンズ枠32と共に移動させるためのモータ42と、第3のレンズ群23をレンズ枠33と共に移動させるためのモータ43を備えており、また、第2のレンズ群22および第3のレンズ群23を支持して、それらの光軸方向への移動を案内するガイド軸36、37を備えている。これらのガイド軸36、37は、外周面が平滑な円柱状であり、また、第2のレンズ群22の光軸および第3のレンズ群23の光軸に対して平行である。ガイド軸36、37は端部が鏡胴70に固定されており、ガイド軸37は、第2のレンズ群22および第3のレンズ群23に関してガイド軸36の反対側に位置する。   The digital camera 1 includes a motor 42 for moving the second lens group 22 together with the lens frame 32, and a motor 43 for moving the third lens group 23 together with the lens frame 33. Are provided with guide shafts 36 and 37 for supporting the lens group 22 and the third lens group 23 and guiding their movement in the optical axis direction. The guide shafts 36 and 37 have a cylindrical shape with a smooth outer peripheral surface, and are parallel to the optical axis of the second lens group 22 and the optical axis of the third lens group 23. The ends of the guide shafts 36 and 37 are fixed to the lens barrel 70, and the guide shaft 37 is located on the opposite side of the guide shaft 36 with respect to the second lens group 22 and the third lens group 23.

第2のレンズ群22を保持するレンズ枠32には、ガイド軸36を貫通させて、ガイド軸36に対するレンズ枠32の傾倒を防止する傾倒防止部32aと、ガイド軸37に接して、ガイド軸36を中心とするレンズ枠32の回転を防止する回転防止部32bが設けられている。   The lens frame 32 that holds the second lens group 22 penetrates the guide shaft 36 and comes into contact with the guide shaft 37 and a tilt prevention portion 32 a that prevents the lens frame 32 from tilting with respect to the guide shaft 36. An anti-rotation portion 32 b that prevents the lens frame 32 from rotating around 36 is provided.

傾倒防止部32aは、ガイド軸36の外径よりも僅かに大きい内径を有する円筒状であり、その内周面は平滑である。傾倒防止部32aは、その内周面の全体が、貫通しているガイド軸36の外周面に接して、ガイド軸36に平行な方向へのレンズ枠32の円滑な移動を可能にしながら、ガイド軸36に対するレンズ枠32の傾倒を防止する。これで、第2のレンズ群22の姿勢が常に一定に保たれて、その光軸はガイド軸36に対して常時平行になる。なお、傾倒防止部32aには、ガイド軸36との摩擦を低減するため、および、成形に用いる金型の構成を簡素にするために、ガイド軸36に平行な方向に長い窓が形成されている。   The tilt prevention portion 32a has a cylindrical shape having an inner diameter slightly larger than the outer diameter of the guide shaft 36, and the inner peripheral surface thereof is smooth. The tilt prevention portion 32 a is configured such that the entire inner peripheral surface thereof is in contact with the outer peripheral surface of the penetrating guide shaft 36 and allows the lens frame 32 to move smoothly in a direction parallel to the guide shaft 36. The tilt of the lens frame 32 with respect to the shaft 36 is prevented. Thus, the posture of the second lens group 22 is always kept constant, and its optical axis is always parallel to the guide shaft 36. In addition, in order to reduce the friction with the guide shaft 36 and to simplify the structure of the mold used for molding, a long window is formed in the tilt prevention portion 32a in a direction parallel to the guide shaft 36. Yes.

回転防止部32bは、レンズ枠32の縁部を略長方形状に切り欠いたもので、互いに平行で平滑な内面を有する。回転防止部32bは、内面の2点でガイド軸37に接して、ガイド軸37に平行な方向へのレンズ枠32の円滑な移動を可能にしながら、ガイド軸36を中心として回転しようとするレンズ枠32の動きを規制する。これで、第2のレンズ群22の光軸が、固定されている第1のレンズ群21のレンズ21bの光軸に常に一致する。   The rotation preventing portion 32b is obtained by cutting out the edge of the lens frame 32 into a substantially rectangular shape, and has parallel inner surfaces and smooth inner surfaces. The anti-rotation portion 32b is in contact with the guide shaft 37 at two points on the inner surface, and allows the lens frame 32 to move smoothly in a direction parallel to the guide shaft 37, while attempting to rotate around the guide shaft 36. The movement of the frame 32 is restricted. Thus, the optical axis of the second lens group 22 always coincides with the optical axis of the lens 21b of the fixed first lens group 21.

ガイド軸36に摺接する傾倒防止部32aは、第2のレンズ群22の移動範囲に制約をもたらさない範囲内で、ガイド軸36に沿ってできるだけ長く作製されている。したがって、ガイド軸36の外径や傾倒防止部32aの内径に多少の誤差が生じたとしても、第2のレンズ群22の光軸の傾倒はごく僅かに抑えられる。また、ガイド軸36とガイド軸37(傾倒防止部32aと回転防止部32b)は第2のレンズ群22を挟んで互いに反対側に位置し、両者間の距離は長い。したがって、ガイド軸37の外径や回転防止部32bの内面の離間幅に多少の誤差が生じたとしても、第2のレンズ群22の光軸の位置ずれはごく僅かに抑えられる。   The tilt prevention portion 32 a that is in sliding contact with the guide shaft 36 is made as long as possible along the guide shaft 36 within a range that does not restrict the movement range of the second lens group 22. Therefore, even if a slight error occurs in the outer diameter of the guide shaft 36 and the inner diameter of the tilt preventing portion 32a, the tilt of the optical axis of the second lens group 22 can be suppressed to a slight extent. In addition, the guide shaft 36 and the guide shaft 37 (the tilt prevention portion 32a and the rotation prevention portion 32b) are located on opposite sides of the second lens group 22, and the distance between them is long. Therefore, even if a slight error occurs in the outer diameter of the guide shaft 37 or the separation width of the inner surface of the rotation preventing portion 32b, the positional deviation of the optical axis of the second lens group 22 is suppressed to a slight extent.

第3のレンズ群23を保持するレンズ枠33にも、ガイド軸36に接する傾倒防止部33aと、ガイド軸37に接する回転防止部33bが設けられている。これらの傾倒防止部33aと回転防止部33bの構成および機能は、上記の傾倒防止部32aと回転防止部32bのものと同様である。   The lens frame 33 that holds the third lens group 23 is also provided with a tilt prevention portion 33 a that contacts the guide shaft 36 and a rotation prevention portion 33 b that contacts the guide shaft 37. The configurations and functions of the tilt preventing unit 33a and the rotation preventing unit 33b are the same as those of the tilt preventing unit 32a and the rotation preventing unit 32b.

第2のレンズ群22を保持するレンズ枠32を移動させるモータ42の回転軸には、外周面に螺旋状のねじが形成された円柱状の駆動軸47が結合されており、第3のレンズ群23を保持するレンズ枠33を移動させるモータ43の回転軸にも、外周面に螺旋状のねじが形成された円柱状の駆動軸48が結合されている。これらの駆動軸47、48はガイド軸36、37と平行であり、互いに同一直線上に位置する。レンズ枠32には、駆動軸47に垂直な方向の断面が略U字状で、その半円状の最深部に駆動軸47のねじに係合するねじが形成された係合部32cが設けられており、レンズ枠33にも、駆動軸48に垂直な方向の断面が略U字状で、その半円状の最深部に駆動軸48のねじに係合するねじが形成された係合部33cが設けられている。   A rotating shaft of a motor 42 that moves the lens frame 32 that holds the second lens group 22 is coupled to a cylindrical drive shaft 47 having a helical screw formed on the outer peripheral surface thereof. A cylindrical drive shaft 48 having a spiral screw formed on the outer peripheral surface is also coupled to the rotation shaft of the motor 43 that moves the lens frame 33 that holds the group 23. These drive shafts 47 and 48 are parallel to the guide shafts 36 and 37 and are located on the same straight line. The lens frame 32 is provided with an engagement portion 32c having a substantially U-shaped cross section in a direction perpendicular to the drive shaft 47 and having a semi-circular deepest portion formed with a screw that engages with the screw of the drive shaft 47. The lens frame 33 also has a substantially U-shaped cross section in the direction perpendicular to the drive shaft 48, and a screw that engages with the screw of the drive shaft 48 is formed in the semicircular deepest portion. A portion 33c is provided.

モータ42の回転軸の回転に伴って駆動軸47が回転し、その回転がねじを介して係合部32cに伝わり、レンズ枠32がガイド軸36、37に沿って移動する。同様に、モータ43の回転軸の回転に伴って駆動軸48が回転し、その回転がねじを介して係合部33cに伝わり、レンズ枠33がガイド軸36、37に沿って移動する。   The drive shaft 47 rotates with the rotation of the rotation shaft of the motor 42, and the rotation is transmitted to the engaging portion 32 c via the screw, and the lens frame 32 moves along the guide shafts 36 and 37. Similarly, the drive shaft 48 rotates with the rotation of the rotation shaft of the motor 43, the rotation is transmitted to the engaging portion 33 c via the screw, and the lens frame 33 moves along the guide shafts 36 and 37.

レンズ枠32には突起32dが設けられており、突起32dと鏡胴70の間に、ガイド軸36に平行な引っ張りばね(不図示)が架設されている。レンズ枠32は、この引っ張りばねによって常に一方向付勢された状態となり、焦点距離を長くする方向に移動するときも焦点距離を短くする方向に移動するときも、駆動軸47にがたつきなく係合する。   A projection 32 d is provided on the lens frame 32, and a tension spring (not shown) parallel to the guide shaft 36 is provided between the projection 32 d and the lens barrel 70. The lens frame 32 is always urged in one direction by the tension spring, so that the drive shaft 47 does not rattle when moving in the direction of increasing the focal length or when reducing the focal length. Engage.

デジタルカメラ1では、第2のレンズ群22を保持するレンズ枠32の先端部を内側に突出させて円形の開口を有するようにし、これを絞り41として利用する。したがって、絞り41の口径は固定であり、絞り41はズーミングを司る第2のレンズ群22と共に移動する。   In the digital camera 1, the tip of the lens frame 32 that holds the second lens group 22 protrudes inward to have a circular opening, and this is used as the diaphragm 41. Accordingly, the aperture of the diaphragm 41 is fixed, and the diaphragm 41 moves together with the second lens group 22 that controls zooming.

デジタルカメラ1は、撮影対象からの光を遮断して撮像素子26の露光を制御するシャッタユニット50を備えている。シャッタユニット50は複数の可動のセクタ51と、それぞれ円形の開口52a、53aを有し、間にセクタ51を挟む基板52と押さえ板53とを備えており、基板52に平行な方向へのセクタ51の回動によって、開口52a、53aを開閉する。基板52および押さえ板53は、第2のレンズ群22の光軸に対して垂直であり、開口52a、53aの中心を光軸が通る。   The digital camera 1 includes a shutter unit 50 that blocks light from a subject to be imaged and controls exposure of the image sensor 26. The shutter unit 50 includes a plurality of movable sectors 51, circular openings 52a and 53a, a substrate 52 and a pressing plate 53 sandwiching the sector 51 therebetween, and a sector in a direction parallel to the substrate 52. By opening 51, the openings 52a and 53a are opened and closed. The substrate 52 and the pressing plate 53 are perpendicular to the optical axis of the second lens group 22, and the optical axis passes through the centers of the openings 52a and 53a.

撮像光学系は、シャッタユニット50を設定すべき位置がズーミングにより変化する構成となっており、シャッタユニット50の理想位置は焦点距離に応じて変化する。そこで、デジタルカメラ1では、シャッタユニット50を撮像光学系の光軸方向に移動可能にして、シャッタユニット50を常に理想位置に設定するようにしている。   The imaging optical system has a configuration in which the position where the shutter unit 50 should be set changes by zooming, and the ideal position of the shutter unit 50 changes according to the focal length. Therefore, in the digital camera 1, the shutter unit 50 is movable in the optical axis direction of the imaging optical system so that the shutter unit 50 is always set to the ideal position.

デジタルカメラ1は、第1のレンズ群21が負のパワー、第2のレンズ群22が正のパワー、第3のレンズ群23が正のパワー、第4のレンズ群24が負のパワーを有する光学設定である。ズーミングに際しての第1〜第4のレンズ群21〜24の位置を連ねたズーム曲線を図4に示す。図4において、上端がワイド端すなわち設定可能な最短の距離、下端がテレ端すなわち設定可能な最長の焦点距離である。   In the digital camera 1, the first lens group 21 has negative power, the second lens group 22 has positive power, the third lens group 23 has positive power, and the fourth lens group 24 has negative power. Optical setting. FIG. 4 shows a zoom curve connecting the positions of the first to fourth lens groups 21 to 24 during zooming. In FIG. 4, the upper end is the wide end, ie, the shortest settable distance, and the lower end is the tele end, ie, the longest settable focal length.

第1のレンズ群21と第4のレンズ群24は固定であり、撮像素子26も固定であるため、これらの位置は変化しない。第2のレンズ群22は、最短の焦点距離から最長の焦点距離に変化する間、撮像素子26側から第1のレンズ群21側に直線的に移動する。第3のレンズ群23は、最短の焦点距離から最長の焦点距離に変化する間、まず、第1のレンズ群21側から撮像素子26側に移動し、その後、第1のレンズ群21側に移動する。   Since the first lens group 21 and the fourth lens group 24 are fixed and the imaging element 26 is also fixed, their positions do not change. The second lens group 22 linearly moves from the imaging element 26 side to the first lens group 21 side while changing from the shortest focal length to the longest focal length. While the third lens group 23 changes from the shortest focal length to the longest focal length, the third lens group 23 first moves from the first lens group 21 side to the image sensor 26 side, and then moves to the first lens group 21 side. Moving.

ズーミング際してのシャッタユニット50の位置を連ねて図4に点線で示す。シャッタユニット50の位置は撮像素子26側にふくらむ曲線をなす。この曲線はフォーカシングを司る第2のレンズ群22のズーム曲線とは相違し、シャッタユニット50は第2のレンズ群22とは別個に移動する。   The positions of the shutter unit 50 during zooming are shown in a dotted line in FIG. The position of the shutter unit 50 forms a curve that swells toward the image sensor 26. This curve is different from the zoom curve of the second lens group 22 that controls focusing, and the shutter unit 50 moves separately from the second lens group 22.

図2に示すように、シャッタユニット50は、セクタ51、基板52、および押さえ板53のほかに、セクタ51を駆動する駆動部54を有する。駆動部53は、ムービングマグネットと、磁界を生成してムービングマグネットを移動させるコイルとで構成されている。駆動部54には電力および制御信号を与えるためのフレキシブル配線基板59が、鏡胴70の外部から接続されている。なお、フレキシブル配線基板59は、光を遮ることがなく、かつ、シャッタユニット50の移動に伴う力を吸収し得るように、鏡胴70の内周面に沿って螺旋状に設けられている。   As shown in FIG. 2, the shutter unit 50 includes a drive unit 54 that drives the sector 51 in addition to the sector 51, the substrate 52, and the pressing plate 53. The drive unit 53 includes a moving magnet and a coil that generates a magnetic field and moves the moving magnet. A flexible wiring board 59 for supplying power and control signals is connected to the drive unit 54 from the outside of the lens barrel 70. The flexible wiring board 59 is provided in a spiral shape along the inner peripheral surface of the lens barrel 70 so as not to block light and to absorb the force accompanying the movement of the shutter unit 50.

シャッタユニット50は、第2のレンズ群22および第3のレンズ群23を移動自在に支持し、それらの傾倒と回転を防止するガイド軸36、37によって移動自在に支持され、かつ、回転と傾倒を防止される。ただし、シャッタユニット50を移動自在に支持して傾倒を防止するのは、レンズ群22、23の回転を防止するガイド軸37であり、シャッタユニット50の回転を防止するのは、レンズ群22、23を移動自在に支持して傾倒を防止するガイド軸36である。   The shutter unit 50 supports the second lens group 22 and the third lens group 23 movably, and is movably supported by guide shafts 36 and 37 that prevent them from tilting and rotating, and also rotates and tilts. Is prevented. However, it is the guide shaft 37 that prevents the lens groups 22 and 23 from rotating by supporting the shutter unit 50 movably, and the lens group 22 and the rotation that prevents the shutter unit 50 from rotating. This is a guide shaft 36 that movably supports 23 and prevents tilting.

セクタ51、押さえ板53、および駆動部54を保持する基板52には、ガイド軸37を貫通させて、ガイド軸37に対する基板52(シャッタユニット50)の傾倒を防止する傾倒防止部50aと、ガイド軸36に接して、ガイド軸37を中心とする基板52(シャッタユニット50)の回転を防止する回転防止部50bが設けられている。   The substrate 52 that holds the sector 51, the pressing plate 53, and the drive unit 54 penetrates the guide shaft 37 to prevent the substrate 52 (shutter unit 50) from tilting with respect to the guide shaft 37, and the guide. An anti-rotation portion 50 b that prevents the substrate 52 (shutter unit 50) from rotating about the guide shaft 37 is provided in contact with the shaft 36.

傾倒防止部50aは、ガイド軸37の外径よりも僅かに大きい内径を有する円筒状であり、その内周面は平滑である。傾倒防止部50aは、その内周面の全体が、貫通しているガイド軸37の外周面に接して、ガイド軸37に平行な方向への基板52の円滑な移動を可能にしながら、ガイド軸37に対する基板52の傾倒を防止する。これで、シャッタユニット50の姿勢が常に一定に保たれて、基板52はガイド軸37に対して常時垂直になる。なお、図示しないが、傾倒防止部50aには、ガイド軸37との摩擦を低減するため、および、成形に用いる金型の構成を簡素にするために、ガイド軸37に平行な方向に長い窓が形成されている。   The tilt preventing portion 50a has a cylindrical shape having an inner diameter slightly larger than the outer diameter of the guide shaft 37, and the inner peripheral surface thereof is smooth. The tilt preventing portion 50a is configured so that the entire inner peripheral surface thereof is in contact with the outer peripheral surface of the penetrating guide shaft 37 and allows the substrate 52 to move smoothly in a direction parallel to the guide shaft 37. Inclination of the substrate 52 with respect to 37 is prevented. Thus, the posture of the shutter unit 50 is always kept constant, and the substrate 52 is always perpendicular to the guide shaft 37. Although not shown, the tilt prevention portion 50a has a window that is long in a direction parallel to the guide shaft 37 in order to reduce friction with the guide shaft 37 and to simplify the configuration of the mold used for molding. Is formed.

回転防止部50bは、基板52の縁部を略長方形状に切り欠いたもので、互いに平行で平滑な内面を有する。回転防止部50bは、内面の2点でガイド軸36に接して、ガイド軸36に平行な方向への基板52の円滑な移動を可能にしながら、ガイド軸37を中心として回転しようとする基板52の動きを規制する。これで、基板52、押さえ板53の開口52a、53aの中心が撮像光学系の光軸上に常に位置する。   The rotation preventing part 50b is obtained by cutting out the edge of the substrate 52 into a substantially rectangular shape, and has parallel inner surfaces and smooth inner surfaces. The rotation prevention unit 50b contacts the guide shaft 36 at two points on the inner surface, and allows the substrate 52 to move smoothly in a direction parallel to the guide shaft 36, while rotating around the guide shaft 37. Regulate the movement of Thus, the centers of the openings 52a and 53a of the substrate 52 and the pressing plate 53 are always located on the optical axis of the imaging optical system.

ガイド軸37に摺接する傾倒防止部50aは、シャッタユニット50の移動範囲に制約をもたらさない範囲内で、ガイド軸37に沿ってできるだけ長く作製されている。したがって、ガイド軸37の外径や傾倒防止部50aの内径に多少の誤差が生じたとしても、シャッタユニット50の傾倒はごく僅かに抑えられる。また、ガイド軸37とガイド軸36(傾倒防止部50aと回転防止部50b)はシャッタユニット50を挟んで互いに反対側に位置し、両者間の距離は長いから、ガイド軸36の外径や回転防止部50bの内面の離間幅に多少の誤差が生じたとしても、開口52a、53aの位置ずれはごく僅かに抑えられる。   The tilt preventing portion 50 a that is in sliding contact with the guide shaft 37 is made as long as possible along the guide shaft 37 within a range that does not restrict the movement range of the shutter unit 50. Therefore, even if some errors occur in the outer diameter of the guide shaft 37 and the inner diameter of the tilt prevention portion 50a, the tilt of the shutter unit 50 can be suppressed to a slight extent. Further, since the guide shaft 37 and the guide shaft 36 (the tilt prevention portion 50a and the rotation prevention portion 50b) are located on opposite sides of the shutter unit 50 and the distance between them is long, the outer diameter and rotation of the guide shaft 36 are long. Even if a slight error occurs in the separation width of the inner surface of the prevention portion 50b, the positional deviation of the openings 52a and 53a can be suppressed to a slight extent.

シャッタユニット50と第2のレンズ群22が最も接近している状態のとき、シャッタユニット50の傾倒防止部50aと第2のレンズ群22を保持するレンズ枠32の傾倒防止部32aは、撮像光学系の光軸に対して垂直な方向から見て、互いに重なる。このようにすることで、傾倒防止部50a、32aの長さによらず、シャッタユニット50と第2のレンズ群22の最短距離を短くすることができる。   When the shutter unit 50 and the second lens group 22 are closest to each other, the tilt preventing unit 50a of the shutter unit 50 and the tilt preventing unit 32a of the lens frame 32 holding the second lens group 22 are provided with imaging optics. They overlap each other when viewed from a direction perpendicular to the optical axis of the system. By doing so, the shortest distance between the shutter unit 50 and the second lens group 22 can be shortened regardless of the lengths of the tilt prevention portions 50a and 32a.

デジタルカメラ1は、シャッタユニット50を移動させるためのモータ44を備えており、モータ44の回転軸には、外周面に螺旋状のねじが形成された円柱状の駆動軸49が結合されている。駆動軸49は、ガイド軸36、37と平行であり、ガイド軸37の近傍に位置する。シャッタユニット50の基板52には、駆動軸49に垂直な方向の断面が略U字状で、その半円状の最深部に駆動軸49のねじに係合するねじが形成された係合部50cが設けられている。モータ44の回転軸の回転に伴って駆動軸49が回転し、その回転がねじを介して係合部50cに伝わり、シャッタユニット50がガイド軸37、36に沿って移動する。   The digital camera 1 includes a motor 44 for moving the shutter unit 50, and a cylindrical drive shaft 49 having a spiral screw formed on the outer peripheral surface thereof is coupled to the rotation shaft of the motor 44. . The drive shaft 49 is parallel to the guide shafts 36 and 37 and is located in the vicinity of the guide shaft 37. The substrate 52 of the shutter unit 50 has a substantially U-shaped cross section in a direction perpendicular to the drive shaft 49, and an engagement portion in which a screw that engages with the screw of the drive shaft 49 is formed in the semicircular deepest portion. 50c is provided. The drive shaft 49 rotates with the rotation of the rotation shaft of the motor 44, the rotation is transmitted to the engaging portion 50c through the screw, and the shutter unit 50 moves along the guide shafts 37 and 36.

シャッタユニット50の主たる目的は撮像素子26の露光時間を制御することにあるが、シャッタユニット50は、撮影対象範囲外から大きく傾斜して鏡胴70に入る光を遮断して、フレアの発生を防止する機能も有する。シャッタユニット50の押さえ板53の第1のレンズ群21側の表面には反射防止コーティングが施されており、また、鏡胴70の内面全体にも反射防止コーティングが施されている。   The main purpose of the shutter unit 50 is to control the exposure time of the image sensor 26, but the shutter unit 50 largely inclines from outside the imaging target range and blocks light entering the lens barrel 70 to generate flare. It also has a function to prevent. The surface of the pressing plate 53 of the shutter unit 50 on the first lens group 21 side is provided with an antireflection coating, and the entire inner surface of the lens barrel 70 is also provided with an antireflection coating.

ただし、ガイド軸36、37や駆動軸47、48、49の表面に反射防止コートを設けると、傾倒防止部32a、33a、50a、回転防止部32b、33b、50b、係合部32c、33c、50cとの接触により摩耗して、精度が低下するおそれがあるので、これらの表面には反射防止コーティングは施されていない。また、製造効率の低下とコストの上昇を抑える観点から、モータ42、43、44の表面にも反射防止コーティングは施されていない。   However, if antireflection coatings are provided on the surfaces of the guide shafts 36, 37 and the drive shafts 47, 48, 49, the tilt prevention portions 32a, 33a, 50a, the rotation prevention portions 32b, 33b, 50b, the engagement portions 32c, 33c, These surfaces are not provided with an anti-reflection coating because they may be worn by contact with 50c and the accuracy may decrease. Moreover, the antireflection coating is not applied to the surfaces of the motors 42, 43, and 44 from the viewpoint of suppressing the decrease in manufacturing efficiency and the increase in cost.

一方、シャッタユニット50が円滑に移動し得るようにするために、基板52の縁は鏡胴70の内面に接触しておらず、両者の間には隙間が存在する。したがって、撮影対象範囲の外に太陽、照明器具等の明るい光源が存在する場合は、その光源からの光が大きく傾いて鏡胴70内に入り、ガイド軸36、37等で反射されて、基板52と鏡胴70の間の隙間を通り、撮像素子26に達してフレアとなるおそれがある。   On the other hand, in order to allow the shutter unit 50 to move smoothly, the edge of the substrate 52 does not contact the inner surface of the lens barrel 70, and there is a gap between them. Therefore, when there is a bright light source such as the sun or a lighting fixture outside the imaging target range, the light from the light source is greatly inclined and enters the lens barrel 70, and is reflected by the guide shafts 36, 37, etc. There is a risk of flare passing through the gap between 52 and the lens barrel 70 and reaching the image sensor 26.

これを防止するために、デジタルカメラ1では、鏡胴70の内面に沿う板状部50dを基板52の縁部に設けている。板状部50dは、図3(a)に示すように、基板52の全周にわたる筒状であり、また、図2に示すように、基板52の厚さの数倍以上の幅(ガイド軸37に沿う方向の長さ)を有する。   In order to prevent this, in the digital camera 1, a plate-like portion 50 d along the inner surface of the lens barrel 70 is provided at the edge of the substrate 52. As shown in FIG. 3A, the plate-like portion 50d has a cylindrical shape over the entire circumference of the substrate 52, and as shown in FIG. 2, the width (guide shaft) is several times the thickness of the substrate 52 or more. 37 in the direction along 37).

板状部50dと鏡胴70との間にはやはり隙間が存在するが、撮影対象範囲外からの光が大きく傾いて鏡胴70に入り、ガイド軸37等の表面で反射されてその隙間に達しても、その光は板状部50dの外面と鏡胴70の内面で複数回反射されることになる。したがって、たとえ、その光が鏡胴70の内面への1回の入射で消滅しないほど高強度であっても、複数回の反射の間に減弱させることができ、フレアの発生が防止される。なお、板状部50dの幅を大きくすると、シャッタユニット50の移動範囲に制約が生じる場合は、板状部50dの幅をある程度に抑えて、その外面に反射防止コーティングを施せばよい。   There is still a gap between the plate-like portion 50d and the lens barrel 70. However, light from outside the imaging target range is greatly inclined and enters the lens barrel 70, and is reflected by the surface of the guide shaft 37 and the like, and enters the gap. Even if it reaches, the light is reflected a plurality of times by the outer surface of the plate-like portion 50d and the inner surface of the lens barrel 70. Therefore, even if the intensity of the light is so high that it does not disappear with a single incidence on the inner surface of the lens barrel 70, it can be attenuated during multiple reflections, and flare is prevented. If the movement of the shutter unit 50 is restricted when the width of the plate-like portion 50d is increased, the width of the plate-like portion 50d may be suppressed to some extent and an antireflection coating may be applied to the outer surface thereof.

なお、ここでは絞りの口径を固定とした例を掲げたが、回動可能な複数の絞りセクタから成る口径可変の絞りユニットを備え、その絞りユニットを光軸方向に可動とすることもできる。また、回動可能なNDフィルタを含むフィルタユニットを備え、そのフィルタユニットを光軸方向に可動とすることもできる。いずれの場合も、レンズ群の回転を防止するガイド軸によって、絞り(フィルタ)ユニットを移動自在に支持するとともに傾倒を防止し、レンズ群を移動自在に支持して傾倒を防止するガイド軸によって、絞り(フィルタ)ユニットの回転を防止するようにする。   In this example, the aperture diameter is fixed. However, it is also possible to provide an aperture unit with a variable aperture composed of a plurality of rotatable aperture sectors, and to move the aperture unit in the optical axis direction. Further, a filter unit including a rotatable ND filter can be provided, and the filter unit can be made movable in the optical axis direction. In either case, the guide shaft that prevents the rotation of the lens group supports the diaphragm (filter) unit movably and prevents tilting, and the guide shaft that supports the lens group movably and prevents tilting, Prevent rotation of the aperture (filter) unit.

本発明の一実施形態のデジタルカメラの外観を模式的に示す正面図(a)および背面図(b)。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The front view (a) and back view (b) which show typically the external appearance of the digital camera of one Embodiment of this invention. 上記デジタルカメラの内部構成(撮像光学系周辺)を模式的に示す正面透視図。FIG. 3 is a front perspective view schematically showing the internal configuration (around the imaging optical system) of the digital camera. 上記デジタルカメラのシャッタユニット付近(a)および第2のレンズ群付近(b)を示す側面透視図。FIG. 6 is a side perspective view showing the vicinity of the shutter unit (a) and the vicinity of the second lens group (b) of the digital camera. 上記デジタルカメラのズームミングの間の各レンズ群およびシャッタユニットの位置を模式的に示す図。The figure which shows typically the position of each lens group and shutter unit during zooming of the said digital camera.

符号の説明Explanation of symbols

1 デジタルカメラ
10 筐体
10a 基板
11 対物窓
12a ファインダー前窓
12b ファインダー後窓
13 フラッシュ発光部
14 セルフタイマーランプ
15 表示部
16 モード設定スイッチ
17 カーソルボタン
18 操作キー
19 レリーズボタン
21 第1のレンズ群
21a、21b 第1のレンズ群レンズ
22 第2のレンズ群
23 第3のレンズ群
24 第4のレンズ群
25 プリズム
26 撮像素子
27 光学ローパスフィルタ
32、33 レンズ枠
32a、33a 傾倒防止部
32b、33b 回転防止部
32c、33c 係合部
32d 突起
36、37 ガイド軸
41 絞り
42、43、44 モータ
47、48、49 駆動軸
50 シャッタユニット
50a 傾倒防止部
50b 回転防止部
50c 係合部
50d 板状部
51 シャッタセクタ
52 基板
52a 開口
53 押さえ板
53a 開口
54 駆動部
59 フレキシブル配線基板
70 鏡胴
71 プリズムホルダ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Digital camera 10 Case 10a Board | substrate 11 Objective window 12a Finder front window 12b Finder rear window 13 Flash light emission part 14 Self-timer lamp 15 Display part 16 Mode setting switch 17 Cursor button 18 Operation key 19 Release button 21 1st lens group 21a , 21b First lens group lens 22 Second lens group 23 Third lens group 24 Fourth lens group 25 Prism 26 Image sensor 27 Optical low-pass filter 32, 33 Lens frame 32a, 33a Tilt prevention part 32b, 33b Rotation Prevention part 32c, 33c Engagement part 32d Protrusion 36, 37 Guide shaft 41 Aperture 42, 43, 44 Motor 47, 48, 49 Drive shaft 50 Shutter unit 50a Tilt prevention part 50b Anti-rotation part 50c Engagement part 50d Plate-like part 51 Shatter Sector 52 substrate 52a opening 53 pressing plate 53a opening 54 driver 59 flexible wiring board 70 barrel 71 prism holder

Claims (5)

複数のレンズ群を含み、外部の撮像素子に光を導く撮像光学系と、撮像素子に導く光の量を規制する光量規制部材より成り、撮像光学系の一部のレンズ群と光量規制部材が撮像光学系の光軸に沿う方向に可動の撮像光学ユニットにおいて、
可動のレンズ群を保持する第1の保持部材と、
光量規制部材を保持する第2の保持部材と、
撮像光学系の光軸に平行な第1の軸と第2の軸を備え、
第1の軸が、第1の保持部材に接して、第1の保持部材を移動自在に支持しつつ撮像光学系の光軸に対する第1の保持部材の傾倒を防止し、第2の軸が、第1の保持部材に接して、第1の軸を中心とする第1の保持部材の回転を防止し、
第2の軸が、第2の保持部材に接して、第2の保持部材を移動自在に支持しつつ撮像光学系の光軸に対する第2の保持部材の傾倒を防止し、第1の軸が、第2の保持部材に接して、第2の軸を中心とする第2の保持部材の回転を防止する
ことを特徴とする撮像光学ユニット。
An image pickup optical system that includes a plurality of lens groups and guides light to an external image sensor, and a light amount restriction member that restricts the amount of light guided to the image pickup element. In the imaging optical unit movable in the direction along the optical axis of the imaging optical system,
A first holding member for holding a movable lens group;
A second holding member for holding the light amount regulating member;
A first axis and a second axis parallel to the optical axis of the imaging optical system;
The first shaft is in contact with the first holding member to prevent the first holding member from being tilted with respect to the optical axis of the imaging optical system while movably supporting the first holding member. In contact with the first holding member to prevent rotation of the first holding member about the first axis;
The second shaft is in contact with the second holding member and prevents the second holding member from tilting with respect to the optical axis of the imaging optical system while movably supporting the second holding member. An imaging optical unit that prevents the second holding member from rotating about the second axis in contact with the second holding member.
第1の保持部材に係合して第1の保持部材を移動させる第1の駆動部と、第2の保持部材に係合して光量規制部材を移動させる第2の駆動部を備え、
第1の駆動部と第1の保持部材との係合部位と、第2の駆動部と第2の保持部材との係合部位が、撮像光学系の光軸に関して概ね反対側に位置する
ことを特徴とする請求項1に記載の撮像光学ユニット。
A first drive unit that engages with the first holding member and moves the first holding member; and a second drive unit that engages with the second holding member and moves the light amount regulating member;
The engagement site between the first drive unit and the first holding member and the engagement site between the second drive unit and the second holding member are located approximately on opposite sides with respect to the optical axis of the imaging optical system. The imaging optical unit according to claim 1.
可動のレンズ群と光量規制部材が最も接近した状態において、第1の保持部材のうち第1の軸に接する部分と、第2の保持部材のうち第2の軸に接する部分とが、撮像光学系の光軸に対して垂直な方向から見て重なる
ことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の撮像光学ユニット。
In a state in which the movable lens group and the light amount regulating member are closest, the portion of the first holding member that is in contact with the first axis and the portion of the second holding member that is in contact with the second axis are imaging optics. The imaging optical unit according to claim 1, wherein the imaging optical unit overlaps when viewed from a direction perpendicular to the optical axis of the system.
可動のレンズ群を保持した第1の保持部材と、光量規制部材を保持した第2の保持部材と、第1の軸と、第2の軸とを収容し、第1の軸と第2の軸とを支持する鏡胴を備え、
第2の保持部材が、その縁部に、鏡胴の内面に沿う板状の部分を有することを特徴とする請求項1または請求項2に記載の撮像光学ユニット。
The first holding member that holds the movable lens group, the second holding member that holds the light amount regulating member, the first shaft, and the second shaft are accommodated, and the first shaft and the second shaft are accommodated. A lens barrel that supports the shaft,
The imaging optical unit according to claim 1, wherein the second holding member has a plate-like portion along the inner surface of the lens barrel at an edge thereof.
請求項1から請求項4までのいずれか1項に記載の撮像光学ユニットと、撮像光学ユニットによって導かれた光を受けて画像を撮影する撮像素子を備えることを特徴とする撮像装置。   An image pickup apparatus comprising: the image pickup optical unit according to claim 1; and an image pickup element that receives light guided by the image pickup optical unit and picks up an image.
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