JP2006047723A - レンズ装置および撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 外力を受けても第１および第２の係合状態を保持することのできるレンズ鏡筒を提供する。
【解決手段】 テーパを持つ第１の突起部１ｂを有する第１の部材１と、第１の突起部が係合するカム溝部１１ｃを有する第２の部材１１とが、第１および第２の部材の相対回転により光軸方向に相対移動するレンズ装置であって、第１の部材は、第１の突起部より小さいテーパを持つ若しくはテーパを持たない第２の突起部１ｃを有し、かつ第２の部材は、第２の突起部が挿入される溝部１１ｄを有する。
【選択図】 図８

Description

本発明は、相対移動可能な第１および第２の部材を有するレンズ鏡筒と、該レンズ鏡筒を有する撮像装置に関するものである。

従来、銀塩フィルムを使用するコンパクトカメラや、ＣＣＤ等の撮像素子を備えたデジタルスチルカメラ等の撮影装置には、携帯性を向上させるために、非撮影状態にあるときにレンズ鏡筒を撮影装置の本体内に収納させる、いわゆる沈胴式のレンズ鏡筒が搭載されている。このレンズ鏡筒の構成については様々なものが提案され、実用化されている。

このような沈胴式レンズ鏡筒では、一部の筒部材が、カム溝部と該カム溝部に係合するカムフォロワピンとの係合によって、光軸方向に移動可能となっている。

レンズ鏡筒が繰り出した状態（撮影状態）にあるとき、最も先端に位置する筒部材は、撮影装置を落下させてしまった場合や、ストラップを用いて撮影装置を吊り下げて障害物に振り当ててしまった場合には、大きな衝撃を受けるおそれがある。このため、大きな衝撃力によって、カム溝部およびカムフォロアピンの係合が外れないような構造を有するレンズ鏡筒がある（例えば、特許文献１参照）。

特許文献１のレンズ鏡筒では、カム駆動するテーパコロと併設される円筒状のコロ状部材が脱落防止溝部に当接することによって、テーパコロがカム溝部から外れるのを阻止している。
特開２００２―９０６１１号公報（段落番号００２４〜００２７、図２等）

しかしながら、特許文献１のレンズ鏡筒では、テーパコロとコロ状部材は光軸方向の前後で並んで配置されているため、レンズ鏡筒が外力を受けると鏡筒が変形してテーパコロがカム溝部の側壁に沿って変位するとともに、コロ状部材も変位してしまう。この場合、コロ状部材と脱落防止溝部の壁面との当接領域が減少してしまい、レンズ鏡筒の強度を確保する上で好ましくない。

本発明の目的は、外力が加わっても第１および第２の部材の係合を維持させることのできるレンズ鏡筒と、該レンズ鏡筒を備えた撮像装置を提供することにある。

本発明は、テーパを持つ第１の突起部を有する第１の部材と、該第１の突起部が係合するカム溝部を有する第２の部材とが、該第１および第２の部材の相対回転により光軸方向に相対移動するレンズ装置であって、前記第１の部材は、前記第１の突起部より小さいテーパを持つ若しくはテーパを持たない第２の突起部を有し、かつ前記第２の部材は、前記第２の突起部が挿入される溝部を有することを特徴とする。

本発明によれば、外力が加わっても第２の突起部が第２の部材の溝部に当接することによって、第１の突起部およびカム溝部の係合状態を保持させることができる。

以下、本発明の実施例について説明する。

本発明の実施例１であるレンズ鏡筒について説明する。本実施例のレンズ鏡筒は、物体側から順に凸凹凸凸の４つのレンズユニットを有している。また、本実施例のレンズ鏡筒は、沈胴式のレンズ鏡筒であって、非使用状態（非撮影状態）では、各レンズユニットの間隔を使用状態よりも狭くして、レンズ鏡筒の全長が短くなるように構成されている。

図１は本実施例のレンズ鏡筒の分解斜視図、図２は沈胴状態にあるレンズ鏡筒の断面図、図３はワイド状態にあるレンズ鏡筒の断面図、図４はテレ状態にあるレンズ鏡筒の断面図である。

これらの図において、Ｌ１は第１レンズユニット、Ｌ２は第２レンズユニット、Ｌ３は光軸と略直交する面内で移動することで像振れ補正を行う第３レンズユニット、Ｌ４は光軸方向に移動することで焦点調節動作を行う第４レンズユニットである。

１は第１レンズユニットＬ１を保持する第１レンズ鏡筒（第１の部材）、２は第２レンズユニットＬ２を保持する第２レンズ鏡筒である。３は、第３レンズユニットＬ３を保持し、第３レンズユニットＬ３を光軸と略直交する面内で移動させるシフトユニットである。

３ａはテーパ面を持つカムピンであり、シフトユニット３の後端部に圧入等によって固定されている。４は第４レンズユニットＬ４を保持する移動枠である。

５、６、７は光軸方向に延びるガイドバーである。ガイドバー５、６は、シフトユニット３を光軸方向に移動可能に支持する。ガイドバー７、６は、移動枠４を光軸方向に移動可能に支持する。

８は、ガイドバー５、６、７の一端（レンズ鏡筒の先端側の端部）を位置決め固定する支持枠である。９は、ガイドバー５、６、７の他端（レンズ鏡筒の後端側の端部）を位置決め固定し、ＣＣＤ等の撮像素子が取り付けられる後部鏡筒である。支持枠８は、後部鏡筒９に３本のビスによって固定される。

１０は、光軸方向における位置が固定された固定筒である。１１はカム筒であり、後部鏡筒９によって光軸方向において位置決めされているとともに、固定筒１０の外周に対して光軸回りに回転可能な状態で保持されている。

カム筒（第２の部材）１１の内周壁面および外周壁面には、複数のカム溝部が形成されており、これらのカム溝部には、後述するようにカムフォロワピンが係合している。

１２はカム筒１１の回転を阻止するストッパであり、ビスにより後部鏡筒９に固定される。すなわち、カム筒１１が光軸回りに所定量だけ回転すると、カム筒１１がストッパ１２に当接することにより、カム筒１１の回転が阻止される。

１３は像面に入射する光量を調節する絞りユニット（虹彩絞り）であり、複数の絞り羽根を有している。これらの絞り羽根を、絞りユニット１３に形成された固定開口部に対して動作させると、絞り羽根によって形成される光通過口の径を変化させることができ、光通過口の径を変化させることで像面に向かう光束の光量を変化させることができる。また、複数の絞り羽根を動作させて、固定開口部を開き状態および閉じ状態の間で切り換えることで、シャッタとしての機能を果たす。

１４は第４レンズユニットＬ４の駆動源となるフォーカスモータであり、ロータとともに回転するリードスクリュー１４ａを有している。リードスクリュー１４ａは、移動枠４に取り付けられたラック４ａと噛み合っており、ラック４ａはリードスクリュー１４ａの回転に応じて光軸方向（リードスクリュー１４ａの長手方向）に移動する。これにより、第４レンズユニットＬ４も光軸方向に移動することになる。

また、ねじりコイルバネ４ｂは、ばね力を用いてラック４ａおよび移動枠４を片寄せすることで、ラック４ａおよびリードスクリュー１４ａ間のガタや、移動枠４およびガイドバー６、７間のガタを無くしている。なお、フォーカスモータ１４は、２本のビスによって支持枠８に固定されている。

１５は、カム筒１１を回転させるための駆動源となるズームモータである。ズームモータ１５は、カム筒１１の後端部に設けられたギア部１１ａに減速機構（不図示）を介して連結されており、ズームモータ１５の駆動力がカム筒１１に伝達することで、カム筒１１が光軸回りに回転する。

そして、カム筒１１が光軸回りに回転することで、後述するように変倍動作が行われる。なお、ズ−ムモータ１５は、後部鏡筒９に２本のビスによって固定されている。

１６はフォトインタラプタであり、投光部と、投光部からの光を受光する受光部とを有している。遮光部４ｃは、移動枠４の光軸方向への移動に応じて、投光部および受光部間に進退可能となっており、該遮光部４ｃの動作によってフォトインタラプタ１６における遮光状態および投光状態が切り換わる。

フォトインタラプタ１６は、遮光状態および投光状態間の切り換わりに応じて信号を出力するため、第４レンズユニットＬ４の基準位置の検出に用いられており、フォーカスリセットスイッチとしての機能を有する。

１７はフォトインタラプタであり、後述するようにレバー１８の回転に応じて投光状態および遮光状態が切り換わる。そして、フォトインタラプタ１７は、投光状態および遮光状態の切り換わりに応じて信号を出力するため、変倍動作の基準位置を検出するために用いられており、ズームリセットスイッチとしての機能を有する。

レバー１８は、後部鏡筒９に設けられたピン９ａに対して回転可能な状態で係合している。また、レバー１８は、ねじりコイルバネ１９のばね力を受けることで、カム筒１１の内周面に形成され、径方向内側に延びるカム部１１ｂ（図２、３参照）に当接する。

ここで、カム筒１１が光軸回りに回転すると、レバー１８はカム部１１ｂによって押し込まれることで、ピン９ａを軸として回転する。そして、レバー１８に形成された遮光部１８ａが、フォトインタラプタ１７に対して動作する。

フォトインタラプタ１７が投光状態から遮光状態に切り換わったときの出力信号を用いることで、カム筒１１の回転角度を検出することができる。

次に、第１レンズユニットＬ１および第２レンズユニットＬ２の支持構造について説明する。

図５は、第１レンズユニットおよび第２レンズユニットの駆動機構を示す分解斜視図であって、レンズ鏡筒の後方から見たときの図である。

固定筒１０の先端には、３つのキー部１０ａが、固定筒１０の周方向における等しい角度間隔の位置に形成されている。第１レンズ鏡筒１の内周壁面には、キー部１０ａと係合し、光軸方向に延びる３つの直進溝部１ａが形成されている。

３つのキー部１０ａと３つの直進溝部の係合により、第１レンズ鏡筒１は固定筒１０に対して光軸回りには回転せずに、光軸方向にのみ移動可能となる。

第１レンズ鏡筒１の後端部分には、３つのカムフォロワピン（第１の突起部）１ｂと３つの耐衝撃用ピン（第２の突起部）１ｃが圧入等によって固定されている。これらのカムフォロワピン１ｂおよび耐衝撃用ピン１ｃは、第１レンズ鏡筒１の周方向において等しい角度間隔で交互に配置されている。また、カムフォロワピン１ｂおよび耐衝撃用ピン１ｃは、先端にテーパ面を有している。

カムフォロワピン１ｂおよび耐衝撃用ピン１ｃは、カム筒１１の外周面に形成された３本のカム溝部１１ｃ、１１ｄと係合するようになっている。ここで、カム溝部１１ｃ、１１ｄは、カムフォロワピン１ｂおよび耐衝撃用ピン１ｃの先端の形状に対応した形状に形成されている。すなわち、カム溝部１１ｃ、１１ｄの側壁は、テーパ面となっている。

カムフォロワピン１ｂおよび耐衝撃用ピン１ｃを、カム溝部１１ｃ、１１ｄに係合させるようにすることで、第１レンズユニット１の光軸に対する倒れを阻止することができる。

また、カム筒１１が光軸回りに回転すると、カムフォロワピン１ｂおよび耐衝撃用ピン１ｃと、カム溝部１１ｃ、１１ｄとの係合作用によって、第１レンズ鏡筒１がカム筒１１に対して光軸方向に移動する。

ここで、カム溝部１１ｃ、１１ｄのカム軌跡は略一致しており、カム溝部１１ｃ、１１ｄは、カム筒１１の外周面において位相の異なる位置に形成されている。

カムフォロワピン１ｂは、レンズ鏡筒の沈胴状態（非撮影状態）および繰り出し状態（撮影状態）に拘わらず、常にカム溝部１１ｃと係合している。また、耐衝撃用ピン１ｃの先端部分（カム溝部１１ｄと係合可能な部分）は、概ね円筒形状に形成されている。

耐衝撃用ピン１ｃの先端部分はカム溝部１１ｄ内に位置しており、通常の使用状態、すなわち、レンズ鏡筒（第１レンズ鏡筒１）に外力が働いていない状態（特定位置関係にある状態）では、カム溝部１１ｄと係合せずに、カム溝部１１ｄの側壁から離間している。

ここで、本実施例のレンズ鏡筒を有するカメラを落下させてしまった場合のように、第１レンズ鏡筒１に対して外力（衝撃）が加わると、カムフォロワ−ピン１ｂがカム溝部１１ｃの側壁に沿って移動して、カム溝部１１ｃとの係合から外れる方向に移動する。このとき、後述するように耐衝撃用ピン１ｃがカム溝部１１ｄと係合することで、カムフォロワピン１ｂがカム溝部１１ｃから外れてしまうのを阻止する。

次に、図８を用いて、外力が加えられた第１レンズ鏡筒１の挙動について、詳しく説明する。

図８（Ａ）は、第１レンズ鏡筒１を後方（像面側）から見た図である。同図に示すように、３本のカムフォロワピン１ｂと３本の耐衝撃用ピン１ｃは、第１レンズ鏡筒１の周方向において、等しい角度間隔で交互に配置されている。

図８（Ｂ）は、第１レンズ鏡筒１およびカム筒１１の光軸方向における断面図であり、カムフォロワピン１ｂおよび耐衝撃用ピン１ｃと、カム溝部１１ｃ、１１ｄとの係合状態を示している。

図８（Ｃ）は、耐衝撃用ピン１ｃおよびカム溝部１１ｄを含む部分断面図であって、第１レンズ鏡筒１に外力が加わる前の状態を示している。同図に示すように、耐衝撃用ピン１ｃは、カム溝部１１ｄ内に位置しているが、カム溝部１１ｄの側壁には当接していない。

図８（Ｄ）は、カムフォロワピン１ｂおよびカム溝部１１ｃを含む部分断面図である。同図に示すように、カムフォロワピン１ｂは、カム溝部１１ｃの側壁の一部に当接している。

図８（Ｃ）、（Ｄ）に示すように、カムフォロワピン１ｂのテーパ角度は、耐衝撃用ピン１ｃのテーパ角度よりも大きくなっている。ここで、テーパ角度は、図８（Ｅ）に示すように、ピンの中心軸に対するテーパ面の傾き角度θを示す。

なお、本実施例では、耐衝撃用ピン１ｃにテーパ面を形成した場合について説明するが、耐衝撃用ピンをテーパ面を持たない形状、すなわち、略円筒形状に形成してもよい。

図８（Ｂ）に示すように、第１レンズ鏡筒１の前面に対して矢印Ｆで示す方向の外力が加わると、カムフォロワピン１ｂおよびカム溝部１１ｃはテーパ面を有しているため、カムフォロワピン１ｂがカム溝部１１ｃの側壁に沿って移動する。これにより、カムフォロワピン１ｂは、矢印Ｄ１で示すように第１レンズ鏡筒１の径方向外側に変位する。

ここで、カムフォロワピン１ｂの変位に伴って、第１レンズ鏡筒１は弾性変形し、第１レンズ鏡筒１の光軸直交方向の断面が略三角形のようになる。

このとき、第１レンズ鏡筒１の周方向において、３つのカムフォロワピン１ｂの間にそれぞれ配置された３本の耐衝撃用ピン１ｃは、矢印Ｄ２で示す方向、すなわち、第１レンズ鏡筒１の径方向内側に変位しながら、カム溝部１１ｄに当接する。

上述したように第１レンズ鏡筒１が外力Ｆを受けた場合には、カムフォロワピン１ｂが第１レンズ鏡筒１の径方向外側に変位することで、カムフォロワピン１ｂおよびカム溝部１１ｃの当接領域が減少する。一方、耐衝撃用ピン１ｃは、第１レンズ鏡筒１の径方向内側に変位しながら、カム溝部１１ｄに当接する。

したがって、カムフォロワピン１ｂおよびカム溝部１１ｃの当接領域が減少しても、耐衝撃用ピン１ｃおよびカム溝部１１ｄが当接するため、該当接領域によって外力を受けることができる。

このため、カムフォロワピン１ｂのみに外力が作用して、カムフォロワピン１ｂがカム溝部１１ｃから外れてしまうのを阻止することができる。また、耐衝撃用ピン１ｃが第１レンズ鏡筒１の径方向内側に変位しながら、カム溝部１１ｄに当接することで、第１レンズ鏡筒１およびカム筒１１のトータルでの当接領域を確保でき、レンズ鏡筒の強度を確保することもできる。

図５において、第２レンズ鏡筒２には光軸方向に延びる３つの腕部２ｂが形成されており、腕部２ｂの先端には、１つのカムフォロワピン２０と２つのピン２１が圧入等によって固定される。ここで、３つの腕部２ｂは、第２レンズ鏡筒２の周方向における等しい角度間隔の位置に形成されている。

固定筒１０には、光軸方向に延びる３つの直進溝部１０ｂが形成されており、これらの直進溝部１０ｂには、ピン２０、２１が該円筒部分で係合する。ここで、３つの直進溝部１０ｂと、ピン２０、２１は同じ位相関係となっている。また、ピン２０、２１は、直進溝部１０ｂを貫通して、カム筒１１の内周面に形成されたカム溝部１１ｅと係合している。

ピン２０、２１が直進溝部１０ｂに係合することにより、第２レンズ鏡筒２は、固定筒１０に対して光軸回りには回転せずに、光軸方向にのみ移動可能となっている。

第２レンズ鏡筒２の先端（物体側の端部）には、第２レンズ鏡筒２の径方向外側に延びる３つのキー部２ａが形成されている。３つのキー部２ａは、第２レンズ鏡筒２の周方向における等しい角度間隔の位置に形成されている。

また、キー部２ａは、第１レンズ鏡筒１の内周壁面に形成された３つの直進溝部１ａと係合する。これにより、第２レンズ鏡筒２は、第１レンズ鏡筒１に対して光軸回りに回転するのを阻止され、第１レンズ鏡筒１に対して光軸回りで位置決めされる。

上述した構成において、第２レンズ鏡筒２は、キー部２ａおよびピン２０、２１を介して固定筒１０および第１レンズ鏡筒１に係合しているため、光軸に対して傾くのを抑制されている。

ここで、第１レンズ鏡筒１が、他の部材との係合部分のガタや、溝部の形状の不均一等によって、光軸直交方向に変位すると、第２レンズ鏡筒２の先端側が第１レンズ鏡筒１に追従する。これにより、第１レンズ鏡筒１によって保持される第１レンズユニットＬ１と、第２レンズ鏡筒２によって保持される第２レンズユニットＬ２との相対的な位置ずれを最小限に抑えることができる。

カムフォロワピン２０は、先端側に円錐形状の（テーパ面を持つ）カムフォロワ部２０ａを有しており、カムフォロワ部２０ａは、カム筒１１の内周壁面に形成された３つのカム溝部１１ｅのうち１本のカム溝部１１ｅと常に係合している。

ここで、カム筒１１が光軸回りに回転すると、カムフォロワ部２０ａおよびカム溝部１１ｅの係合によって、第２レンズ鏡筒２は、カム筒１１（固定筒１０）に対して光軸方向に移動する。

板バネ２２は、カムフォロワピン２０を第２レンズ鏡筒２の径方向外側に付勢し、カムフォロワ部２０ａをカム溝部１１ｅに当接させることで、カムフォロワピン２０およびカム溝部１１ｅ間のガタを無くしている。

図６は、第２レンズ鏡筒およびカム筒の係合部分を示す部分断面図である。

図６（Ａ）は、本実施例のレンズ鏡筒における部分断面図であって、カムフォロワピン２０と、カム溝部１１ｅおよび直進溝部１０ｂとの係合状態を示している。本実施例では、図５に示すように、ピン２１に、カムフォロワピン２０のカムフォロワ部２０ａに相当する部分が形成されておらず、第２レンズ鏡筒２の光軸方向における位置は、カムフォロワピン２０のカムフォロワ部２０ａとカム溝部１１ｅとの係合だけで決定される。

第２レンズ鏡筒２に対して落下等による衝撃（外力）が加わると、カムフォロワピン２０だけに外力が作用して、カムフォロワ部２０ａがカム溝部１１ｅから外れてしまうおそれがある。

ここで、ピン２１の代わりに、図６（Ｂ）に示す形状のピン２００を用いることができる。ピン２００は、通常の使用状態（外力が加わらない状態）において、カム筒１１のカム溝部１１ｅ内に位置するテーパピン部２００ａを有する。すなわち、テーパピン部２００ａは、通常の使用状態では、カム溝部１１ｅの側壁と当接していない。

ここで、ピン２００と係合するカム溝部１１ｅは、カムフォロワピン２０と係合するカム溝部１１ｅと同じカム軌跡を有しており、これらのカム溝部１１ｅは、カム筒１１に対して互いに異なる位置（位相）に形成されている。

ピン２００を有する構成において、カムフォロワピン２０のカムフォロワ部２０ａが外力によってカム溝部１１ｅから外れそうになると、ピン２００のテーパピン部２００ａがカム溝部１１ｅと当接する。

これにより、１つのカムフォロワピン２０および２つのピン２００によって、均等に外力を受けることができ、外部からの衝撃に対して第２レンズ鏡筒２の耐久性を向上させることができる。

また、図６（Ｃ）（Ｄ）に示すように、固定筒１０の直進溝部１０ｂに段差部１０ｃを形成するとともに、ピン２１の代わりに、カム溝部１１ｅと係合するカムフォロワ部２１０ａと、段差部１０ｃと係合するフランジ部２１０ｂとを有するカムフォロワピン２１０を用いることができる。

図６（Ｃ）、（Ｄ）に示す構成では、カムフォロワピン２０のカムフォロワ部２０ａおよびカム溝部１１ｅの当接と、カムフォロワピン２１０のカムフォロワ部２１０ａおよびカム溝部１１ｅの当接と、フランジ部２１０ｂおよび段差部１０ｃの当接によって、外力を受けることができる。

このように複数の当接部分で外力を受けるようにすることで、外力を分散させることができ、第２レンズ鏡筒２の耐久性を向上させることができる。

また、第２レンズ鏡筒２の先端側に形成された３つのキー部２ａと、後端側に設けられたピン２０、２１はそれぞれ、同一の腕部２ｂ上に位置している、すなわち、同一の位相角度にある。そして、固定筒１０に形成されたキー部１０ａおよび直進溝部１０ｂは、固定筒１０の周方向において、同一の位相関係にある。

本実施例のように、第２レンズ鏡筒２のキー部２ａと固定筒１０のキー部１０ａを同じ直進溝部１ｂに係合させることで、第１レンズ鏡筒１の内周面にキー部２ａ、１０ａのそれぞれと係合する直進溝部を形成する場合に比べて、第１レンズ鏡筒１の機械的強度を向上させることができる。また、固定筒１０の先端に形成されたフランジ部（キー部１０ａを含む）の厚みを所定量よりも厚くすることで、固定筒１０および第１レンズ鏡筒１の連結部分における機械的強度を向上させることができる。

次に、第１レンズ鏡筒１および第１レンズユニットＬ１を含むユニットの構成について、図７を用いて説明する。ここで、図７は、上記ユニットの分解斜視図である。

２３は、第１レンズユニットＬ１を保持するレンズ保持枠である。２５は中間リングであり、第１レンズ鏡筒１の一端側（先端側）に形成されたビス止め部１ｄと、レンズ保持枠２３のビス止め部２３ａとによって挟まれた状態で、３つのビス２６によって固定される。ここで、ビス止め部１ｄおよびビス止め部２３ａはそれぞれ、第１レンズ鏡筒１およびレンズ保持枠２３の周方向における等しい角度間隔の位置に形成されている。

中間リング２５は、レンズ保持枠２３に形成されたビス止め部２３ａおよび、第１レンズ鏡筒１のフランジ部１ｄに当接するフランジ部２５ａを有する。ここで、フランジ部２５ａの光軸方向における厚みは、図７の矢印Ａ方向に向かって徐々に薄くなっている。すなわち、フランジ部２５ａのうちビス止め部２３ａと当接する面は、光軸と略直交する面となっており、フランジ部２５ａのうちビス止め部１ｄと当接する面は、光軸直交面に対して傾くテーパ面となっている。

上述した構成において、中間リング２５を光軸回りに回転させると、第１レンズ鏡筒１に対して、第１レンズユニットＬ１の光軸方向における位置を変化させることができる。

また、ビス２６は、ビス止め部２３ａに形成された穴部に対して光軸垂直方向（レンズ保持枠２３の径方向）でガタを有している。このため、レンズ保持枠２３を中間リング２５に対して光軸直交方向でスライドさせることができ、第１レンズユニットＬ１の光軸直交面内での位置を調節することができる。

本実施例のレンズ鏡筒における変倍光学系は、４つのレンズユニットで構成されているため、変倍率が所定の変倍率よりも大きく、各レンズユニットに対して高い位置精度が要求される。そこで、本実施例では、所定の光学性能を確保するために、上述したように第１レンズユニットＬ１の光軸方向および光軸直交方向における位置を調整可能な構成としている。

第１レンズ鏡筒１、レンズ保持枠２３および中間リング２５は、位置調整後に３つのビス２６によって固定される。

２７は開口部を有する前マスクであり、ビスによって第１レンズ鏡筒１に固定される。２８は、前マスク２７の固定用のビスを隠すための化粧板であり、接着等で前マスク２７に固定される。

上述した構成のレンズ鏡筒では、図２から図４に示すように、各レンズユニットＬ１〜Ｌ４の間隔を変化させることによって、撮影光学系の焦点距離を変更することができる。また、図２に示すように、各レンズユニットＬ１〜Ｌ４の間隔を最も狭くすることで、レンズ鏡筒をカメラ本体内に収納することができる。

図９は、上述した本実施例のレンズ鏡筒を有するカメラの概略構成を示す図である。

図９において、５０は光学フィルタであり、被写体光束の空間周波数の高域成分を除去するとともに、赤外光をカットする。光学フィルタは、本実施例のレンズ鏡筒に固定される。

５１は、ＣＣＤやＣＭＯＳセンサ等の撮像素子であり、レンズ鏡筒内の撮影光学系によって形成された被写体像（光学像）を電気信号に光電変換する。カメラ信号処理回路５２は、撮像素子５１から読み出された電気信号ａに対して所定の処理（色処理やガンマ処理等）を施すことにより、画像信号ｂを生成する。

画像信号ｂは、記録媒体に記録されたり、カメラに設けられた表示ユニットに出力されて撮影画像として表示されたりする。

５３は、レンズ鏡筒内の動作を含むカメラ全体の動作を制御するマイコンである。カメラの電源投入後、マイコン５３は、フォーカスリセットスイッチ５４（フォトインタラプタ１６に相当する）およびズームリセットスイッチ５５（フォトインタラプタ１７に相当する）の出力を監視しながら、各レンズユニットＬ１〜Ｌ４を光軸方向に移動させる。

ここで、カメラマイコン５３は、フォーカスモータ駆動回路５６およびズームモータ駆動回路５７を介してフォーカスモータ１４およびズームモータ１５の駆動を制御することによって、各レンズユニットＬ１〜Ｌ４を光軸方向に移動させることができる。

第４レンズユニットＬ４が基準位置まで移動すると、すなわち、第４レンズ鏡筒４の遮光部４ｃによってフォトインタラプタ１６が遮光状態になると、フォーカスリセットスイッチ５４の出力が変化する。マイコン５３は、フォーカスリセットスイッチ５４の出力信号の変化を検出することで、第４レンズユニットＬ４が基準位置まで移動したことを判別する。

また、第１〜第３レンズユニットＬ１〜Ｌ３が基準位置まで移動すると、すなわち、レバー１８の遮光部１８ａによってフォトインタラプタ１７が遮光状態になると、ズームリセットスイッチ５５の出力が変化する。マイコン５３は、ズームリセットスイッチ５５の出力信号の変化を検出することで、レンズユニットＬ１〜Ｌ３が基準位置まで移動したことを判別する。

フォーカスモータ１４およびズームモータ１５としてステッピングモータを用いた場合、基準位置の判別を行った後に、ステッピングモータに入力される駆動ステップ数を計測することにより、マイコン５３は各レンズユニットＬ１〜Ｌ４の絶対位置を検出することができる。これにより、撮影光学系の正確な焦点距離情報やピント情報を得ることができる。

一方、マイコン５３は、絞り駆動回路５８を介して絞りユニット１３の駆動を制御する。すなわち、マイコン５３は、カメラ信号処理回路５２で生成された画像信号ｂに含まれる明るさ情報に基づいて、絞りユニット１３における絞り開口径の大きさを制御する。

５９および６０はそれぞれ、ＰＩＴＣＨ方向（カメラの縦方向）の傾き角を検出するＰＩＴＣＨ角度検出回路と、ＹＡＷ方向（カメラの横方向）の傾き角を検出するＹＡＷ角度検出回路である。角度の検出は、例えば、カメラ内に固定された振動ジャイロ等の角速度センサの出力を積分することで行われる。

角度検出回路５９、６０の出力、すなわち、カメラの傾き角度の情報は、マイコン５３に取り込まれる。

６１および６２はそれぞれ、第３レンズユニットＬ３を光軸直交面内で移動させるためのＰＩＴＣＨコイル駆動回路およびＹＡＷコイル駆動回路である。シフトユニット３は、マグネットを含む磁気回路のギャップにコイルが配置された構成（いわゆるムービングコイルの構成）となっており、第３レンズユニットＬ３を光軸直交面内でシフトさせる駆動力を発生させる。

６３および６４はそれぞれ、第３レンズユニットＬ３のＰＩＴＣＨ方向およびＹＡＷ方向におけるシフト量を検出するためのＰＩＴＣＨ位置検出回路およびＹＡＷ位置検出回路である。位置検出回路６３、６４での検出結果は、マイコン５３に出力される。

第３レンズユニットＬ３が光軸直交面内で移動すると、第３レンズユニットＬ３を通過する光束が曲げられることで、撮像素子５１上に結像している被写体像の位置が移動する。

ここで、手振れ等により実際にカメラが傾いたことによって被写体像が移動する方向と逆方向であって、該被写体像の移動量と同じ量だけ被写体像が移動するように、第３レンズユニットＬ３の駆動を制御すれば、撮像素子５１の撮像面では被写体像が移動しないことになる。これにより、カメラが傾いても（手振れが生じても）像面上の被写体像が動かない、いわゆる振れ補正を実現できる。

マイコン５３は、ＰＩＴＣＨ角度検出回路５９およびＹＡＷ角度検出回路６０により得られたカメラの傾き信号と、ＰＩＴＣＨ位置検出回路６３およびＹＡＷ位置検出回路６４から得られた第３レンズユニットＬ３のシフト量信号をそれぞれ差し引く。そして、該差分信号に対して増幅および適当な位相補償を行った信号に基づいて、ＰＩＴＣＨコイル駆動回路６１およびＹＡＷコイル駆動回路６２を介して第３レンズユニットＬ３の駆動を制御する。

この制御により、上述した差分信号がより小さくなるように位置決め制御が行われ、第３レンズユニットＬ３が目標位置（像振れを補正する位置）に保たれる。

一方、本実施例では、第１〜第３レンズユニットＬ１〜Ｌ３の相対移動によって変倍動作を行っているため、第３レンズユニットＬ３のシフト量に対する像の移動量が焦点距離によって変化する。

このため、本実施例では、ＰＩＴＣＨ角度検出回路５９およびＹＡＷ角度検出回路６０から得られるカメラの傾き信号から直接、第３レンズユニットＬ３のシフト量（補正量）を決定せずに、上記傾き信号に対して焦点距離情報に応じた補正を行ってから第３レンズユニットＬ３のシフト量を決定している。これにより、撮影光学系の焦点距離に応じた像振れ補正を行うことができる。

本実施例では、レンズ一体型のカメラについて説明したが、レンズ装置および該レンズ装置が装着されるカメラシステムにおけるレンズ装置についても本発明を適用することができる。

実施例１のレンズ鏡筒の分解斜視図。 実施例１のレンズ鏡筒の断面図（沈胴状態）。 実施例１のレンズ鏡筒の断面図（ワイド状態）。 実施例１のレンズ鏡筒の断面図（テレ状態）。 第１レンズ鏡筒および第２レンズ鏡筒の支持構造を示す分解斜視図。 第２レンズ鏡筒の支持部分を示す部分拡大図。 第１レンズ鏡筒を含むユニットの分解斜視図。 外力を受けたときの第１レンズ鏡筒の挙動を説明する図。 実施例１のレンズ鏡筒を備えたカメラのブロック図。

符号の説明

１：第１レンズ鏡筒（第１の部材に対応）
１ｂ：カムフォロワピン（第１の突起部に対応）
１ｃ：耐衝撃用ピン（第２の突起部に対応）
１１：カム筒（第２の部材に対応）
１１ｃ：カム溝部
１１ｄ：カム溝部

Claims (6)

1. テーパを持つ第１の突起部を有する第１の部材と、該第１の突起部が係合するカム溝部を有する第２の部材とを備え、該第１および第２の部材が相対回転により光軸方向に相対移動するレンズ装置であって、
   前記第１の部材は、前記第１の突起部より小さいテーパを持つ若しくはテーパを持たない第２の突起部を有し、
   前記第２の部材は、前記第２の突起部が挿入される溝部を有することを特徴とするレンズ装置。
2. 前記第２の部材において、前記第２の突起部が挿入される溝部が前記カム溝部とは別に形成されていることを特徴とする請求項１に記載のレンズ装置。
3. 前記第２の部材において、前記第２の突起部が挿入される溝部は前記カム溝部であることを特徴とする請求項１に記載のレンズ装置。
4. 前記第１の突起部と前記第２の突起部とが前記相対回転の方向において交互に設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載のレンズ装置。
5. 前記第２の突起部と該第２の突起部が挿入される溝部は、前記第１の部材と前記第２の部材とが光軸直交方向において特定位置関係にあるときは互いに離間しており、前記特定位置関係以外の位置関係となったときに互いに当接することを特徴とする請求項１から４のいずれか１つに記載のレンズ装置。
6. 請求項１から５のいずれか１つに記載のレンズ装置と、
   該レンズ装置により形成された被写体像を光電変換する光電変換素子とを有することを特徴とする撮像装置。
   
   
   

Images