JP2006039152A - レンズ鏡胴、カメラおよび携帯型情報端末装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 第1の回転筒22は、固定枠21の固定筒部分内面に形成されたカム溝にカムフォロワが係合しており、収納状態から短焦点広角端への駆動により、第1の回転筒22は、最大繰り出し位置まで完全に繰り出すが、その後は、カム溝の物体側端部が固定筒部の端面に平行になっているため、短焦点広角端から長焦点望遠端への駆動では第1の回転筒22は空転する。繰り出し動作の早い段階で固定筒部に最も近接している鏡筒である第1の回転筒22を、早い段階で完全に繰り出すことにより、退避レンズ枠である第3群枠31を光軸上に挿入するスペースをあらかじめ確保することができ、これにより、第3群枠31を光軸上に極力速やかに位置付けることができる。
【選択図】 図9
Description
このような撮像装置の薄型化の要求に対処する技術として、撮影時以外にレンズ鏡筒が撮像装置本体内に収納される沈胴式の構成を有し且つレンズ鏡筒の沈胴収納時に一部のレンズが光軸上から退避する構成が用いられている。このような技術が、例えば特許文献1および特許文献2に開示されている。これら特許文献1および特許文献2に開示された構成によれば、レンズ鏡筒の収納時に、レンズの一部が光軸上から退避するため、レンズ全体の光軸方向寸法を小さくすることができ、撮像装置の厚みを薄くすることができる。
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたもので、簡単な構成で且つ確実な動作で、レンズ収納時における光軸方向寸法を小さくすることができ、しかも光軸が垂直に交わる面内での大きさ、ひいては撮像装置の大きさを小さくすることを可能とするレンズ鏡胴、該レンズ鏡胴を用いるカメラおよび該レンズ鏡胴を用いる携帯型情報端末装置を提供することを目的としている。
本発明の請求項2の目的は、特に、簡単な構成で、しかも確実な動作を可能とするレンズ鏡胴を提供することにある。
本発明の請求項3の目的は、特に、簡単な構成で、しかも確実で且つ安全な動作を可能とするレンズ鏡胴を提供することにある。
本発明の請求項4の目的は、特に、撮影光軸が垂直に交わる面内での大きさを増大させることなく、簡単な構成で且つ動作が確実で効果的に撮影光軸方向の寸法を小さくすることを可能とするカメラを提供することにある。
本発明の請求項5の目的は、特に、撮影光軸が垂直に交わる面内での大きさを増大させることなく、簡単な構成で且つ動作が確実で効果的に撮影光軸方向の寸法を小さくすることを可能とする携帯型情報端末装置を提供することにある。
ズームレンズを構成する複数のレンズ群の少なくとも一部を沈胴させてレンズ群を収納する沈胴状態から前記レンズ群の少なくとも一部を対物側に移動することにより撮影状態とするレンズ鏡胴において、前記複数のレンズ群をレンズ群毎にそれぞれ保持する複数のレンズ保持枠と、前記レンズ保持枠を駆動するレンズ枠駆動手段とを備えており、撮影状態では、全てのレンズ群を同一の光軸上に位置させ、沈胴状態では、少なくとも1つのレンズ群を他のレンズ群の光軸とは異なる位置で且つ前記他のレンズ群のレンズ鏡筒の最大外径よりも外側に退避させるべく、前記少なくとも1つのレンズ群を保持する退避レンズ枠を移動させるレンズ鏡胴であって、
当該レンズ鏡胴における前記退避レンズ枠に保持される退避レンズ群の物体側に撮影状態で隣接する群の鏡筒が、収納位置から短焦点広角端位置に達する前に最大繰り出し位置まで移動することを特徴としている。
請求項3に記載した本発明に係るレンズ鏡胴は、請求項1または請求項2のレンズ鏡胴であって、
前記退避レンズ枠に保持される退避レンズ群の物体側に撮影状態で隣接する群の鏡筒を繰り出したことによって形成される空間内に挿入して前記退避レンズ枠を光軸上に配置することを特徴としている。
請求項4に記載した本発明に係るカメラは、撮影用光学系として、請求項1〜請求項3のいずれか1項のレンズ鏡胴を用いた光学系を含むことを特徴としている。
すなわち本発明の請求項1のレンズ鏡胴によれば、ズームレンズを構成する複数のレンズ群の少なくとも一部を沈胴させてレンズ群を収納する沈胴状態から前記レンズ群の少なくとも一部を対物側に移動することにより撮影状態とするレンズ鏡胴において、前記複数のレンズ群をレンズ群毎にそれぞれ保持する複数のレンズ保持枠と、前記レンズ保持枠を駆動するレンズ枠駆動手段とを備えており、撮影状態では、全てのレンズ群を同一の光軸上に位置させ、沈胴状態では、少なくとも1つのレンズ群を他のレンズ群の光軸とは異なる位置で且つ前記他のレンズ群のレンズ鏡筒の最大外径よりも外側に退避させるべく、前記少なくとも1つのレンズ群を保持する退避レンズ枠を移動させるレンズ鏡胴であって、当該レンズ鏡胴における前記退避レンズ枠に保持される退避レンズ群の物体側に撮影状態で隣接する群の鏡筒が、収納位置から短焦点広角端位置に達する前に最大繰り出し位置まで移動する構成により、特に、繰り出し動作の早い段階で固定筒部に最も近い鏡筒を完全に繰り出し、退避レンズ枠が挿入されるスペースを予め確保でき、これにより退避レンズ枠の光軸上への設定が迅速化でき、また、撮影光軸が垂直に交わる面内での大きさを増大させることなく、簡単な構成で且つ動作が確実で効果的に撮影光軸方向の寸法を小さくすることが可能となる。
本発明の請求項3のレンズ鏡胴によれば、請求項1または請求項2のレンズ鏡胴において、前記退避レンズ枠に保持される退避レンズ群の物体側に撮影状態で隣接する群の鏡筒を繰り出したことによって形成される空間内に挿入して前記退避レンズ枠を光軸上に配置することにより、特に、簡単な構成で、迅速、確実で且つ安全な退避レンズ枠の進退動作が可能となる。
本発明の請求項4のカメラによれば、撮影用光学系として、請求項1〜請求項3のいずれか1項のレンズ鏡胴を用いた光学系を含むことにより、特に、撮影光軸が垂直に交わる面内での大きさを増大させることなく、簡単な構成で迅速、確実な退避レンズ枠の光軸とレンズ鏡筒の外側との間の進退動作を行うことができると共に、効果的に撮影光軸方向の寸法を小さくすることが可能となる。
本発明の請求項5の携帯型情報端末装置によれば、カメラ機能部を有し、且つ前記カメラ機能部の撮影用光学系として、請求項1〜請求項3のいずれか1項のレンズ鏡胴を用いた光学系を含むことにより、特に、撮影光軸が垂直に交わる面内での大きさを増大させることなく、簡単な構成で且つ動作が確実で効果的に撮影光軸方向の寸法を小さくすることが可能となる。
図1〜図16は、本発明の第1の実施の形態に係るレンズ鏡胴を含む光学系装置の要部の構成および種々の動作状態を示している。
図1は、レンズ群を沈胴させて収納した沈胴収納状態におけるレンズ鏡胴部分の構成を物体側から見た斜視図、図2は、図1の状態における要部の構成を結像面側から見た斜視図、図3は、レンズバリアを閉じた沈胴収納状態におけるレンズ鏡胴およびレンズバリアを含む光学系装置の構成を物体側から見た斜視図、図4は、図3の状態における要部の構成を結像面側から見た斜視図、図5は、レンズ群を突出させた撮影状態において開いたレンズバリアを閉じようとしている状態におけるレンズ鏡胴部分およびレンズバリア部分の要部の構成を結像面側から見た斜視図、図6は、レンズ群を突出させた撮影状態におけるレンズ鏡胴部分の要部の構成を結像面側から見た斜視図、図7は、第3レンズ群を保持する第3群枠および衝突防止片の動作を説明するため、レンズ群の沈胴収納状態における第3群枠、衝突防止片および第4群枠部分の配置構成を物体側から見た斜視図、図8は、第3レンズ群を保持する第3群枠および衝突防止片の動作を説明するため、レンズ群を突出した撮影状態における第3群枠、衝突防止片および第4群枠部分の配置構成を物体側から見た斜視図である。
撮影状態において、第1レンズ群11、第2レンズ群12、第3レンズ群13、および第4レンズ群14は、物体側から順次配列されるとともに、第2レンズ群12と第3レンズ群13の間に、シャッタ/絞りユニット15が、挿入配置され、第4レンズ群14の像面側には、CCD(電荷結合素子)等を用いて構成される固体撮像素子16が配置される。これら第1レンズ群11〜第4レンズ群14は、焦点距離可変のズームレンズを構成する。第1レンズ群11は、1枚以上のレンズからなり、該第1レンズ群11を一体的に保持するレンズ保持枠17を介して直進筒27に固定保持されている。
固定枠21の固定筒の内面には、図13に示すように、軸方向に沿う直進溝およびカム溝が形成されており、カム溝には第1の回転筒22の基端部外周面に形成されたカムフォロワが係合しており、直進溝には、第1のライナー23の基端部外周に突出形成されたキー部が係合している。第1の回転筒22の内面には光軸に直行する面に沿う案内溝が形成されており、第1のライナー23の基端部近傍の外周面に突設されたカムフォロワが係合している。第1の回転筒22の内面には軸方向に沿う直線溝が形成されており、第1のライナー23の内面には、軸方向に沿う直線溝とヘリコイドが形成され、さらに第1のライナー23には、第2の回転筒24の基端部近傍の外周面に突設されたカムフォロワを挿通するためのカム溝が形成されている。
すなわち、一般に最外周の固定筒に最も近い回転筒は、ヘリコイドによって固定筒に螺合しており、ヘリコイドは、その形状から一定の速度で移動する。このため、沈胴収納状態から短焦点広角端を経て長焦点望遠端へと漸次駆動される間の短焦点広角端位置においては、回転筒は、半分ほど繰り出された状態となるのが、一般的である。これに対して、上述した構成においては、第1の回転筒22は、固定枠21の固定筒部分と単にヘリコイド螺合するのではなくヘリコイド状のカム溝で係合しており、収納状態から短焦点広角端への駆動により、第1の回転筒22は、最大繰り出し位置まで完全に繰り出し、その後は、図13に示すようにカム溝の物体側端部が固定筒部の端面に平行になっており、短焦点広角端から長焦点望遠端への駆動では第1の回転筒22は空転する。
第3レンズ群13は、レンズ保持枠としての第3群枠31に保持されている。第3群枠31は、一端に第3レンズ群13を保持しており、他端が第3レンズ群13の光軸と実質的に平行な第3群主ガイド軸32によって回動可能に且つ第3群主ガイド軸32に沿ってスライド移動可能に支持されている。第3群枠31は、図8に示すように撮影状態における光軸上に第3レンズ群13を挿入した光軸上位置と、図2に示すように沈胴収納状態における第3レンズ群13を固定枠21の固定筒部分から退避した収納位置との間で第3群主ガイド軸32を中心として回動する。第3群枠31の回動端側の第3レンズ群13の近傍には、この場合回動軸側と第3レンズ群13の支持部側とで主ガイド軸に平行な方向における位置を異ならせるクランク状の屈曲部が形成され、該屈曲部からほぼ回動端方向にストッパ31a(図15)および遮光片31bが突設されている。
図14に詳細に示すように、雌ねじ部材35は、第3群枠31のカム部31cに常時係合しており、図14における左端の収納位置Sにおいては、第3群枠31が圧縮トーションスプリング37の付勢により押さえ板81に接触しており、圧縮トーションスプリング37による光軸上位置へ向かう回動方向の付勢力に抗して第3群枠31を収納位置に位置させている。第3群リードスクリュー34の回転により、雌ねじ部材35が収納位置Sから退避位置Bまで移動する間、圧縮トーションスプリング37による回動付勢力と第3群枠31のカム部31cのカム斜面により、第3群枠31は、前述した収納位置から光軸上位置へ回動する。このとき第3群枠31の光軸上位置は、図16に示すように、第3群枠31のストッパ31aが第3群副ガイド軸33に当接することによって前記光軸上位置に正しく設定される。
ところで、衝突防止片36は、特に図2、図7に示すように、第3群主ガイド軸32の近傍において固定枠21に回動可能に支持されており、回動端近傍の係止突起36aを撮影光軸位置側へ突出させる回動方向にスプリング等により常時付勢されている。第3群枠31が、収納位置に位置しているときは、衝突防止片36は、付勢力に抗して、第3群枠31によって押し出され、第3群枠31よりも外方に偏倚されている(特に、図2および図7参照)。第3群枠31が、回動して光軸上位置に位置すると、衝突防止片36は、第3群枠31との係合が解除され、付勢力によって、係止突起36aを撮影光軸側に突出させる方向に回動し、係止突起36aを固定枠21の固定筒内面から突出させる。このとき、第1の回転筒22および第1のライナー23をはじめとして、第2の回転筒24、第2のライナー25、カム筒26および直進筒27が、全て係止突起36aの突出位置よりも物体側に位置しているので、係止突起36aは、第1の回転筒22および第1のライナー23の基端外周縁よりも内方に突出する(特に図5、図6および図8参照)。
第3群リードスクリュー34は、第3群モータ52によって順逆両方向に回転駆動される。第3群モータ52の回転は、ギア71、ギア72、ギア73およびギア74を順次介して第3群リードスクリュー34に伝達される。
第4レンズ群14は、図7に示すように、レンズ保持枠としての第4群枠41によって保持され、第4群枠41は、一端において第4群リードスクリュー43に螺合し且つ他端において第4群ガイド軸42に嵌合している(特に図7および図8参照)。第4群リードスクリュー43および第4群ガイド軸42は、撮影光軸に平行に配設されており、第4群ガイド軸42は回転止めとしても機能し、第4群リードスクリュー43の回転によって、第4群枠41が撮影光軸方向に進退駆動される。
図9に示すように、第4レンズ群14の背後、すなわち物体から遠い側には、CCD(電荷結合素子)固体撮像素子等の固体撮像素子16が配設されており、この固体撮像素子16の入力面上に被写体像を結像すべく構成されている。固体撮像素子16の入力面側には、必要に応じて各種光学フィルタおよびカバーガラス等が適宜設けられる。
図3〜図5に示すレンズバリア62は、収納状態において、第1レンズ群11の物体側を覆い、レンズ群を汚損乃至は損傷から保護する。レンズバリア62は、バリア駆動系63により撮影光軸に直交する方向に進退駆動される。図3および図4は、レンズバリア62を閉じた状態を示し、図5は、レンズバリア62をほぼ開いた状態を示している。バリア駆動系63は、バリア操作部(図17(a)におけるバリア操作部301参照)の操作によって、レンズバリア62を閉成位置(図3、図4)と開放位置(図5の位置よりもさらに撮影光軸から遠ざかった位置)との間で、駆動する。このバリア駆動系63は、閉成位置においては閉成方向に、開放位置においては開放方向にレンズバリア62を偏倚付勢する機能を有している。
バリア制御片61は、レンズバリア62を開放方向の固定枠21の側部に撮影光軸に沿う方向にスライド移動可能に設けられており、適宜スプリング等により物体側へ付勢されている。収納状態においては、第1の回転筒22および第1のライナー23の基端面にバリア制御片61の屈曲形成された係合部が係合して、付勢力に抗して像面側に偏倚されており、レンズバリア62にも接触してない。撮影状態においては、レンズバリア62は、各レンズ群およびそれらの保持枠等から完全に離れている。この状態では、バリア制御片61は、係合部の係合が解除され、付勢力によって物体側に偏倚し、先端のバリア阻止部がレンズバリア62の進退路に突出する。
次に、上述した第1の実施の形態に示されたような本発明に係るレンズ鏡筒を含む光学系装置を撮影光学系として採用してカメラを構成した本発明の第2の実施の形態について図17〜図19を参照して説明する。図17は、物体、すなわち被写体側である前面側から見たカメラの外観を示す斜視図、図18は、撮影者側である背面側から見たカメラの外観を示す斜視図であり、図19は、カメラの機能構成を示すブロック図である。なお、ここでは、カメラについて説明しているが、いわゆるPDA(personal data assistant)や携帯電話機等の携帯型情報端末装置にカメラ機能を組み込んだものが近年登場している。
このような携帯型情報端末装置も外観は若干異にするもののカメラと実質的に全く同様の機能・構成を含んでいるものが多く、このような携帯型情報端末装置に本発明に係るレンズ鏡筒を含む光学系装置を採用してもよい。
カメラは、撮影レンズ101とCCD(電荷結合素子)撮像素子等のエリアセンサとしての受光素子201を有しており、撮影光学系である撮影レンズ101によって形成される撮影対象となる物体、つまり被写体、の像を受光素子201によって読み取るように構成されている。この撮影レンズ101としては、第1の実施の形態において説明したような本発明に係るレンズ鏡胴を含む光学系装置を用いる。具体的には、レンズ鏡胴を構成する光学要素であるレンズ等を用いて光学系装置を構成する。レンズ鏡胴は、各レンズ等を、少なくともレンズ群毎に移動操作し得るように保持する機構を有する。カメラに組み込まれる撮影レンズ101は、通常の場合、この光学系装置の形で組み込まれる。
撮影レンズ101は、カメラの携帯時には図17の(a)に示すように沈胴状態にあってカメラのボディー内に埋没しており、レンズバリア62が閉成している。ユーザーがバリア操作部301を操作してレンズバリア62を開くと、電源が投入され、図17の(b)に示すように鏡胴が繰り出され、カメラのボディーから突出して撮影状態となる構成とする。このとき、撮影レンズ101のレンズ鏡胴の内部では、ズームレンズを構成する各群の光学系が、例えば短焦点広角端の配置となっており、ズームレバー103を操作することによって、各群光学系の配置が変更されて、望遠端への変倍動作を行うことができる。
多くの場合、シャッタボタン102の半押し操作により、フォーカシングがなされる。本発明に係るズームレンズにおけるフォーカシングは、主として第4レンズ群14の移動によって行うことができる。シャッタボタン102をさらに押し込み全押し状態とすると撮影が行なわれ、その後に上述した通りの処理がなされる。
半導体メモリ205に記録した画像を液晶モニタ106に表示させたり、通信カード等206を介して外部へ送信させる際には、操作ボタン107を所定のごとく操作する。半導体メモリ205および通信カード等206は、メモリカードスロット109および通信カードスロット110等のような、それぞれ専用または汎用のスロットに装填して使用される。
なお、撮影レンズ101が沈胴状態にあるときには、第3レンズ群13が光軸上から退避して、第1レンズ群11および第2レンズ群12と並列的に収納されているので、カメラのさらなる薄型化を実現することができる。
12 第2レンズ群
13 第3レンズ群
14 第4レンズ群
15 シャッタ/絞りユニット
16 固体撮像素子
17 レンズ保持枠
21 固定枠
22 第1の回転筒
23 第1のライナー
24 第2の回転筒
25 第2のライナー
26 カム筒
27 直進筒
31 第3群枠
32 第3群主ガイド軸
33 第3群副ガイド軸
34 第3群リードスクリュー
35 雌ねじ部材
36 衝撃防止片
37 圧縮トーションスプリング
38 フォトインタラプタ(位置検出装置)
41 第4群枠
42 第4群ガイド軸
43 第4群リードスクリュー
51 ズームモータ
52 第3群モータ
53 第4群モータ
61 バリア制御片
62 レンズバリア
63 バリア駆動系
71,72,73,74 ギア
81 押さえ板
101 撮影レンズ
102 シャッタボタン
103 ズームレバー
104 ファインダ
105 ストロボ
106 液晶モニタ
107 操作ボタン
108 電源スイッチ
109 メモリカードスロット
110 通信カードスロット
201 受光素子(エリアセンサ)
202 信号処理装置
203 画像処理装置
204 中央演算装置(CPU)
205 半導体メモリ
206 通信カード等
301 バリア操作部
Claims (5)
- ズームレンズを構成する複数のレンズ群の少なくとも一部を沈胴させてレンズ群を収納する沈胴状態から前記レンズ群の少なくとも一部を対物側に移動することにより撮影状態とするレンズ鏡胴であって、前記複数のレンズ群をレンズ群毎にそれぞれ保持する複数のレンズ保持枠と、前記レンズ保持枠を駆動するレンズ枠駆動手段とを備えており、撮影状態では、全てのレンズ群を同一の光軸上に位置させ、沈胴状態では、少なくとも1つのレンズ群を他のレンズ群の光軸とは異なる位置で且つ前記他のレンズ群のレンズ鏡筒の最大外径よりも外側に退避させるべく、前記少なくとも1つのレンズ群を保持する退避レンズ枠を移動させるレンズ鏡胴であって、
当該レンズ鏡胴における前記退避レンズ枠に保持される退避レンズ群の物体側に撮影状態で隣接する群の鏡筒が、収納位置から短焦点広角端位置に達する前に最大繰り出し位置まで移動することを特徴とするレンズ鏡胴。 - 前記退避レンズ枠に保持される退避レンズ群の物体側に撮影状態で隣接する群の鏡筒を駆動するためのカム溝は、収納位置から短焦点広角端にかけてほぼリニアに移動するカム形状となすとともに、短焦点広角端から長焦点望遠端にかけて回転のみを許容し且つ光軸方向への進退が規制された形状を含むことを特徴とする請求項1に記載のレンズ鏡胴。
- 前記退避レンズ枠に保持される退避レンズ群の物体側に撮影状態で隣接する群の鏡筒を繰り出したことによって形成される空間内に挿入して前記退避レンズ枠を光軸上に配置することを特徴とする請求項1または請求項2に記載のレンズ鏡胴。
- 撮影用光学系として、請求項1〜請求項3のいずれか1項のレンズ鏡胴を用いた光学系を含むことを特徴とするカメラ。
- カメラ機能部を有し、且つ前記カメラ機能部の撮影用光学系として、請求項1〜請求項3のいずれか1項のレンズ鏡胴を用いた光学系を含むことを特徴とする携帯型情報端末装置。
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