JP2006227046A - レンズ鏡筒及び該レンズ鏡筒を有する光学機器 - Google Patents

Abstract

【課題】光量調節装置の遮光部材を駆動するアクチュエータを、光学系の一部を保持する保持筒を光軸外の位置に退避させ、あるいは光軸内に挿入させるために用いるアクチュエータと兼用して、小型化および低コスト化を図ることが可能となるレンズ鏡筒及び該レンズ鏡筒を有する光学機器を提供する。
【解決手段】レンズ鏡筒において、アクチュエータにより開閉駆動される遮光部１０４材を有する光量調節手段と、光路外の位置と光路内の位置の間で移動可能とされ、光学素子を保持する保持鏡筒１０８と、前記アクチュエータにより、前記遮光部材がオープン位置から開方向へ駆動される際、または、クローズ位置から閉方向へ駆動される際、前記保持鏡筒を移動させる駆動機構１０３ｃ、１０３ｄと、を有する構成とする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、レンズ鏡筒及び該レンズ鏡筒を有する光学機器に関し、例えば沈胴構造のレンズ鏡筒を備え、非撮影時の携帯性を良くするために薄型化を図ったレンズ鏡筒及び該レンズ鏡筒を有する光学機器に関する。

カメラやビデオカメラ等の光学機器において、撮影レンズを保持するレンズ鏡筒がカメラ本体の前面より突出している光学機器が多数あるが、その光学機器の携帯性を向上させるために、不使用時にレンズ鏡筒を光学機器筐体内に退避収納させる、いわゆる沈胴と称される構成がしばしば用いられている。
また、撮影レンズをズ−ムレンズにすると、レンズ枚数およびレンズ群が増加するので、全てのレンズをカメラ本体の厚みの中に収納させると、不必要にカメラ本体が厚くなる傾向があった。

こうした問題を解決するために、例えば特許文献１に開示されているように、レンズ群を独立した駆動手段で光軸直行方向に退避させ、その空いたスペ−スに他のレンズ群を移動させるため、沈胴時の光軸方向の厚みを薄くすることができるカメラが知られている。これは具体的には光学系の一部のレンズであるズームカム環に駆動されていない鏡筒（退避鏡筒）に保持されたレンズ群を、光軸と直交方向に退避させ、その退避により沈胴量を増やすことによって、カメラの薄型化を図るように構成されている。

一方、レンズ群を光軸と直交方向に退避させ薄型化を図るものではないが、特許文献２では光量調節装置を小型化することで、レンズ鏡筒が大型することを防止する手段が開示されている。これは絞り装置に減光フィルタ（ＮＤフィルタ）を組合せた光量調節装置をレンズ鏡筒内に配置したカメラ等の撮像装置において、従来においては絞り羽根用のアクチュエータと減光フィルタ用のアクチュエータとが別々に設けられていたのを、一つのアクチュエータで兼用することで、レンズ鏡筒の小型化を図るように構成したものである。
特開２００３−１４９７２３号公報 特開２００４−３７８６１号公報

しかしながら、上記従来例の特許文献１のものでは、レンズ群を保持する鏡筒（退避鏡筒）を光軸直行方向に駆動させるための独立した駆動手段が必要となり、光学機器が大型化してしまうという問題があった。また、駆動手段をモ−タで駆動する場合、モータの他にレンズ群を退避等させるために検知手段等が必要となり、コスト的にも不利になるという問題があった。
また、上記従来例の特許文献２のものは、絞り羽根用のアクチュエータと減光フィルタ用の駆動を、一つのアクチュエータで兼用するものであり、レンズを光軸外の位置に退避させ、あるいは挿入させるために、これら絞り羽根用のアクチュエータを兼用させて、レンズ鏡筒の薄型化を図るようにしたものではない。

本発明は、上記課題に鑑み、光量調節装置の遮光部材を駆動するアクチュエータを、光学系の一部を保持する保持筒を光軸外の位置に退避させ、あるいは光軸内に挿入させるために用いるアクチュエータと兼用して、小型化および低コスト化を図ることが可能となるレンズ鏡筒及び該レンズ鏡筒を有する光学機器を提供することを目的とするものである。

上記の目的を達成するために、つぎのように構成したレンズ鏡筒及びレンズ鏡筒を有する光学機器を提供するものである。
すなわち、本発明のレンズ鏡筒は、アクチュエータにより開閉駆動される遮光部材を有する光量調節手段と、光路外の位置と光路内の位置の間で移動可能とされ、光学素子を保持する保持鏡筒と、前記アクチュエータにより、前記遮光部材がオープン位置から開方向へ駆動される際、または、クローズ位置から閉方向へ駆動される際、前記保持鏡筒を移動させる駆動機構と、を有することを特徴としている。その際、本発明においては、前記駆動機構を、前記アクチュエータにより開閉駆動される遮光部材が、オープン位置からさらに開方向へ移動する動作に連動して、前記保持鏡筒を光軸外の位置に移動させ、または前記保持鏡筒を光軸内の位置に移動させるようにする構成を採ることができる。また、前記駆動機構を、前記アクチュエータにより開閉駆動される遮光部材が、クローズ位置からさらに閉方向へ移動する動作に連動して、前記保持鏡筒を光軸外の位置に移動させ、または前記保持鏡筒を光軸内の位置に移動させるようにする構成を採ることができる。
また、本発明の光学機器は、上記したいずれかに記載のレンズ鏡筒を有することを特徴としている。

本発明によれば、光量調節装置の遮光部材を駆動するアクチュエータを、光学系の一部を保持する保持筒を光軸外の位置に退避させ、あるいは光軸内に挿入させるために用いるアクチュエータと兼用して、小型化および低コスト化を図ることが可能となるレンズ鏡筒及び該レンズ鏡筒を有する光学機器を実現することができる。

本発明は、上記構成により本発明の課題を達成することができるが、本発明の実施の形態においては、このレンズ鏡筒を、より具体的には、沈胴構造を備えたレンズ鏡筒として、アクチュエータにより開閉駆動される遮光部材を有する光量調節装置と、光軸外の位置に移動可能とされ、または光軸内の位置に移動可能とされた光学系の一部を保持する保持鏡筒と、前記アクチュエータにより開閉駆動される遮光部材が、オープン位置からさらに開方向へ移動する動作、またはクローズ位置からさらに閉方向へ移動する動作のいずれか一方の動作に連動して、光路に対する直行方向において、前記保持鏡筒を光軸外の位置に移動させ、または前記保持鏡筒を光軸内の位置に移動させるようにする構成とすることができる。

ここで、特に絞り機能にシャッタ機能を併せ持つ場合、前記アクチュエータが前記遮光部材を前記オープン位置からさらに所定量、開方向に動作することによって、前記保持鏡筒の光軸外の位置への移動、または前記保持鏡筒の光軸内の位置への移動を開始させるように駆動機構を構成することができる。
また、前記アクチュエータが前記遮光部材を前記クローズ位置からさらに所定量、閉方向に動作することによって、前記保持鏡筒の光軸外の位置への移動、または前記保持鏡筒の光軸内の位置への移動を開始させるように駆動機構を構成することができる。
シャッタ羽根として用いられる遮光部材は高速で駆動されるため、オープン駆動やクローズ駆動された際にいわゆるオーバーシュートによってオープン位置やクローズ位置を超えてしまう場合があるが、レンズまたはレンズ群の挿入・退避に対して上記のように所定量の余裕を持たせておくことにより、上記オーバーシュートによりレンズまたはレンズ群が移動してしまうことを防止することが可能となる。
さらに、このようなオーバーシュートによるレンズまたはレンズ群への不必要な移動を確実に防止するため、レンズまたはレンズ群を移動させる際のアクチュエータの駆動速度を、遮光部材をオープン位置とクローズ位置との間で駆動する際のアクチュエータの駆動速度よりも遅くするようアクチュエータを制御する制御手段を設けることができる。
本発明の実施の形態によれば、光量調節装置の遮光部材を駆動するアクチュエータを、沈胴する際に光学系の一部を保持する退避鏡筒を光軸外の位置に退避させ、あるいは挿入させるために用いるアクチュエータと兼用するように構成することで、沈胴鏡筒の薄型化を図ることが可能となる。

以下に、本発明の実施例について説明する。
本実施例においては、本発明を適用して光量調節装置の遮光部材を駆動するアクチュエータを、沈胴する際に光学系の一部を保持する退避鏡筒を光軸外の位置に退避させ、あるいはこの保持筒を使用状態において光軸内に挿入させるために用いるアクチュエータと兼用するようにした沈胴構造のレンズ鏡筒を構成した。
図１に本発明の実施例の沈胴構造のレンズ鏡筒において、光量調節装置のオープン状態で光学系の一部を保持する保持鏡筒が退避した状態を示す。
図２に本発明の実施例における沈胴構造のレンズ鏡筒に設けられた光量調節装置の分解斜視図を示す。
図３に本発明の実施例の沈胴構造のレンズ鏡筒において、図１の状態から風車部材を回転させて絞り羽根をクロ−ズさせた状態を示す。
図４に本発明の実施例の沈胴構造のレンズ鏡筒において、図３の状態から更にメカ端まで風車部材を回転させた状態を示す。
図５に本発明の実施例の沈胴構造のレンズ鏡筒において、図１の状態から風車部材を回転させて光学系の一部を保持する保持鏡筒を挿入させた状態を示す。
図６に図５の風車押え板を省略した斜視図を示す。
図７に本発明の実施例の沈胴構造のレンズ鏡筒におけるレンズ鏡筒腕部の拡大図を示す。

これらの図において、１０１は光量調節装置１００の本体となる地板であり、この地板１０１の中央には、固定開口部１０１ｂが形成されている。１０２は地板１０１にビス１０６により取り付けられる風車押え板、１０３は地板１０１と風車押え板１０２とに挟まれるように配置された風車部材（回転部材）であり、この風車部材１０３は、その中央部の円筒状部分１０３ｇの外周が風車押え板１０２の中央に形成された固定開口部１０２ｂの内周に嵌合して光軸を中心に回転自在に保持されている。

１０４は地板１０１と風車部材１０３とに挟まれた空間に配置された絞り羽根（遮光部材）であり、本実施形態では、同形状の絞り羽根１０４を６枚用いている。なお、絞り羽根の枚数は６枚に限らず、他の枚数でもよい。各絞り羽根１０４の基端部にはダボ１０４ａが形成されており、これらのダボ１０４ａは地板１０１に設けられた穴部１０１ｇに嵌め込まれて、各絞り羽根１０４が穴部１０１ｇを中心に回転可能に支持されている。

一方、１０４ｂはダボ１０４ａと逆側に形成されたダボで、風車部材１０３に形成されたカム溝部（遮光部材駆動部）１０３ａに係合している。これにより、風車部材１０３が回転すると、ダボ１０４ｂがカム溝部１０３ａに沿って移動し、これにより絞り羽根１０４がダボ１０４ａおよび穴部１０１ｇを中心にオープン（開放）位置とクローズ（全閉）位置との間で回転する。６枚の絞り羽根１０４がすべて同じように回転することで、これら６枚の絞り羽根１０４によって形成される絞り開口の径が変化する。

１０８はレンズまたはレンズ群を保持するレンズ鏡筒（以下、退避鏡筒という）で、風車押え板１０２に形成された穴部１０２ｃに固着される軸１０９を中心に回転可能に保持されている。この退避鏡筒１０８の基端部には、図７拡大図に示す腕部１０８ａが形成され、さらには腕部１０８ａ内側に球凸部１０８ｂが形成されている。
退避鏡筒１０８が光路内に挿入される位置（以下、挿入位置という）にあるときに、球凸部１０８ｂが風車押え板１０２内に形成された凹部１０２ｄに入りこみ、付勢状態で保持される。
また、退避鏡筒１０８が光路外に退避する位置（以下、退避位置という）にあるときに、球凸部１０８ｂが風車押え板１０２内に形成された凹部１０２ｅに入りこみ、付勢状態で保持される。

１１３はステッピングモータ（アクチュエータ）である。１１４はステッピングモータ１１３の出力ピニオンであり、風車部材１０３の外周の一部に形成された風車ギヤ部１０３ｂと噛み合っている。
１０８ｃは退避鏡筒１０８に形成された駆動軸である。この駆動軸１０８ｃが風車部材１０３に形成された挿入突起部１０３ｃと退避突起部１０３ｄにより押されることにより、退避鏡筒１０８は軸１０９を中心に回転駆動される。また、駆動軸１０８ｃは、風車部材１０３における挿入突起部１０３ｃと退避突起部１０３ｄとの間に形成された円弧突起部（レンズ鏡筒移動阻止部）１０３ｅの外周に当接（摺接）して、レンズ鏡筒挿入時および退避時以外での退避鏡筒１０８の回転を阻止する役割も有する。

ここで、図１において、風車部材１０３のカム溝部１０３ａの中心線上に描いてある矢印は、風車部材１０３がステッピングモータ１１３により１ステップ駆動されるごとに，カム溝部１０３ａ内で移動する絞り羽根１０４のダボ１０４ｂの位置を表している。そして、カム溝部１０３ａにおけるＤの位置にダボ１０４ｂが位置した状態がオープン状態であり、同Ｅの位置にダボ１０４ｂが位置した状態がクローズ状態である。
図１に示すオープン状態から風車部材１０３が図中Ａ方向とは反対方向（つまりは、さらにオープン方向）に回転して、ダボ１０４ｂがカム溝部１０３ａのＣからＢの区間で移動する際には、退避鏡筒１０８は、駆動軸１０８ｃが風車部材１０３の挿入突起部１０３ｃによって押されて、軸１０９を中心に図中反時計回り方向に回転する。これにより、図５・図６に示すように、退避鏡筒１０８が光路内に挿入される。

このＣとＢの区間では、カム溝部１０３ａの風車部材径方向でのリフト変化がないため、絞り羽根１０４はオープン位置（ダボ１０４ｂがＤの位置にあるのと同じ位置）に保持される。
なお、図１に示すように、ダボ１０４ｂがカム溝部１０３ａのＤとＥの区間内で移動することにより、絞り羽根１０４が開閉して絞り開口径が変化し、絞り開口を通過する光量を調節できる。
例えば、Ｄの位置からステッピングモータ１１３が４ステップ回転した位置が「Ｆ４」の位置であり、オープン状態から１段絞られた位置である。更に２ステップ回転した位置が「Ｆ５．６」の位置で更に一段絞られた位置である。更に２ステップずつ回転すると、「Ｆ８」、「Ｆ１１」、「Ｆ１６」と一段ずつ絞られていく。そして「Ｆ１６」の位置からステッピングモータ１１３が４ステップ回転した位置が、絞り羽根１０４が閉じきったクローズ位置である。

上述したように「Ｆ４」と「Ｆ１６」との間ではステッピングモータ１１３の２ステップで１段ずつ絞りが変化し、オープン（開放）と「Ｆ４」との間では４ステップの間隔をとっている。これは、「オープン」（開放）からさらに先のオープン（開放）方向（Ｃ，Ｂ）では絞り羽根１０４が外に広がらない（すなわち、絞り羽根１０４がオープン位置に維持される）ようにカム溝部１０３ａが緩やかなカーブで形成されており、オープン（開放）と「Ｆ４」との間でカム溝部１０３ａが急なカーブで形成されるとオープン（開放）（Ｄ）前後の領域での絞り羽根１０４の動きが悪くなる。そこで、カム溝部１０３ａにオープン（開放）前後の領域で大きな曲率がとれるように、オープン（開放）と「Ｆ４」との間では４ステップ分の間隔をとっている。

また、「Ｆ１６」とクローズ位置との間でも、ここを２ステップ分とするとカム溝部１０３ａの曲率が小さくなり、ここでの絞り羽根１０４の動きが悪くなるので、４ステップ分の間隔をとって曲率を大きくしている。
なお、ＤとＣとの間の区間は、風車部材１０３をクローズ側から高速でオープン位置Ｄに向かって回転させたときに、風車部材１０３およびダボ１０４ｂがオープン位置Ｄを超えてオーバーシュートしても、レンズ１０８（駆動軸１０８ｃ）が挿入突起部１０３ｃにより押されて挿入方向に移動しないようにするための回転余裕領域（所定量の領域）である。

また、図５に示すオープンメカ端位置から風車部材１０３が図１Ａ方向（クローズ方向）に回転して、ダボ１０４ｂがカム溝部１０３ａのＦからＧの区間で移動する際には、退避鏡筒１０８は、駆動軸１０８ｃが風車部材１０３の退避突起部１０３ｄによって押されて、軸１０９を中心に図中時計回り方向に回転する。これにより、図４に示すように、退避鏡筒１０８が光路外に退避する。
このＦとＧとの間の区間では、カム溝部１０３ａの風車部材径方向でのリフト変化がないため、絞り羽根１０４はクローズ位置（ダボ１０４ｂがＥの位置にあるのと同じ位置）に保持される。

なお、ＥとＦとの間の区間は、風車部材１０３をオープン側から高速でクローズ位置Ｅに向かって回転させたときに、風車部材１０３およびダボ１０４ｂがクローズ位置Ｅを超えてオーバーシュートしても、退避鏡筒１０８（駆動軸１０８ｃ）が退避突起部１０３ｄにより押されて退避方向に移動しないようにするための回転余裕領域（所定量の領域）である。
また、退避鏡筒１０８（駆動軸１０８ｃ）が挿入突起部１０３ｃおよび退避突起部１０３ｄにより押されて回転する際には、駆動軸１０８ｃが風車部材１０３の径方向に若干変位するため、円弧突起部１０３ｅの周方向両端に、駆動軸１０８ｃの変位から逃げるための凹部１０３ｆが形成されている。

以上のように構成された光量調節装置１００は、例えば図８に示すデジタルスチルカメラ１６０の撮影光学系内に搭載される。図８において、１５０は光量調節装置１００とともに撮影光学系を構成する撮影レンズである。１４０は撮影光学系により形成される被写体像を光電変換するＣＣＤやＣＭＯＳ等の撮像素子である。撮像素子１４０の光電変換により得られた画像信号は、不図示の信号処理回路で所定の処理がなされた後、不図示の記録メティア（半導体メモリ等）に記録される。なお、本実施形態の光量調節装置は、このようなデジタルスチルカメラだけではなく、ビデオカメラやフィルムカメラ、これらカメラの交換レンズ装置（光学機器）にも搭載することができる。

本発明の実施例の沈胴構造のレンズ鏡筒において、光量調節装置のオープン状態で光学系の一部を保持する保持鏡筒（退避鏡筒）が退避した状態を示す図。 本発明の実施例における沈胴構造のレンズ鏡筒に設けられた光量調節装置の分解斜視図。 本発明の実施例の沈胴構造のレンズ鏡筒において、図１の状態から風車部材を回転させて絞り羽根をクロ−ズさせた状態を示す図。 本発明の実施例の沈胴構造のレンズ鏡筒において、図３の状態から更にメカ端まで風車部材を回転させた状態を示す図。 本発明の実施例の沈胴構造のレンズ鏡筒において、図１の状態から風車部材を回転させて光学系の一部を保持する保持鏡筒（退避鏡筒）を挿入させた状態を示す図。 図５の風車押え板を省略した斜視図。 本発明の実施例の沈胴構造のレンズ鏡筒におけるレンズ鏡筒腕部の拡大図。 本発明の実施例における沈胴構造のレンズ鏡筒に設けられた光量調節装置を搭載したデジタルスチルカメラの模式図。

符号の説明

１０１：地板
１０２：風車押え板
１０３：風車部材
１０３ａ：カム溝部
１０３ｃ：挿入突起部
１０３ｄ：退避突起部
１０３ｅ：円弧突起部
１０４：絞り羽根
１０８：レンズ鏡筒（退避鏡筒）
１０８ｃ：駆動軸
１０９：軸
１１３：ステッピングモ−タ
１１４：出力ピニオン

Claims (13)

1. レンズ鏡筒において、
   アクチュエータにより開閉駆動される遮光部材を有する光量調節手段と、
   光路外の位置と光路内の位置の間で移動可能とされ、光学素子を保持する保持鏡筒と、
   前記アクチュエータにより、前記遮光部材がオープン位置から開方向へ駆動される際、または、クローズ位置から閉方向へ駆動される際、前記保持鏡筒を移動させる駆動機構と、を有することを特徴とするレンズ鏡筒。
2. 前記駆動機構は、前記アクチュエータにより開閉駆動される遮光部材が、オープン位置からさらに開方向へ移動する動作に連動して、前記保持鏡筒を光軸外の位置に移動させ、または前記保持鏡筒を光軸内の位置に移動させることを特徴とする請求項１に記載のレンズ鏡筒。
3. 前記駆動機構は、前記アクチュエータにより開閉駆動される遮光部材が、クローズ位置からさらに閉方向へ移動する動作に連動して、前記保持鏡筒を光軸外の位置に移動させ、または前記保持鏡筒を光軸内の位置に移動させることを特徴とする請求項１に記載のレンズ鏡筒。
4. 前記駆動機構は、前記アクチュエータが前記遮光部材を前記オープン位置からさらに所定量、開方向に動作することによって、前記保持鏡筒の光軸外の位置への移動、または前記保持鏡筒の光軸内の位置への移動を開始させることを特徴とする請求項２に記載のレンズ鏡筒。
5. 前記駆動機構は、前記アクチュエータが前記遮光部材を前記クローズ位置からさらに所定量、閉方向に動作することによって、前記保持鏡筒の光軸外の位置への移動、または前記保持鏡筒の光軸内の位置への移動を開始させることを特徴とする請求項３に記載のレンズ鏡筒。
6. 前記駆動機構は、前記アクチュエータが前記所定量の領域で動作する間は、前記遮光部材が駆動されないように構成されていることを特徴とする請求項４または５に記載のレンズ鏡筒。
7. 前記駆動機構は、前記アクチュエータにより光軸回りで回転駆動され、前記遮光部材を開閉駆動する遮光部材駆動部と、前記保持鏡筒を駆動するレンズ駆動部と、を有する回転部材を含むことを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載のレンズ鏡筒。
8. 前記駆動機構は、前記遮光部材を開閉駆動する際に前記保持鏡筒の光軸外の位置への移動、または前記保持鏡筒の光軸内の位置への移動を阻止する移動阻止部を有することを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載のレンズ鏡筒。
9. 前記保持鏡筒を移動させる際の前記アクチュエータの駆動速度を、前記遮光部材をオープン位置とクローズ位置との間で駆動する際の前記アクチュエータの駆動速度よりも遅くするように制御する制御手段を有することを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載のレンズ鏡筒。
10. 前記アクチュエータが、ステッピングモータであることを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載のレンズ鏡筒。
11. 前記保持鏡筒は、前記光軸外の位置への移動または光軸内の位置への移動が、前記光路に対して直行方向に移動することを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項に記載のレンズ鏡筒。
12. 前記レンズ鏡筒が、沈胴タイプのレンズ鏡筒であることを特徴とする請求項１〜１１のいずれか１項に記載のレンズ鏡筒。
13. 請求項１〜１２のいずれか１項に記載のレンズ鏡筒を有することを特徴とする光学機器。

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