JP2006301187A - Zoom-lens collapsible lens barrel - Google Patents
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Description
本発明は、ズームレンズ沈胴鏡筒に関し、特にデジタルカメラ等の撮像装置に用いられるズームレンズ沈胴鏡筒に関する。 The present invention relates to a zoom lens retractable lens barrel, and more particularly to a zoom lens retractable lens barrel used in an imaging apparatus such as a digital camera.
従来より、デジタルスチルカメラ等の撮像装置には沈胴鏡筒が多く使用されている。この沈胴鏡筒は、複数の撮影レンズを所望のレンズ間隔で配置した撮影状態と、レンズ間隔や撮像面との間隔を撮影状態時よりも狭めた収納状態(沈胴状態)とを有する。また、沈胴鏡筒は、撮影状態及び沈胴状態の間においてカムやヘリコイド等の繰り出し機構により鏡筒全長が変化して鏡筒が適切な配置となるように設定される。ここで、沈胴鏡筒は、複数のレンズ群を別々に駆動するように構成することにより、焦点距離を可変にするズームレンズ沈胴鏡筒として構成することもできる。 2. Description of the Related Art Conventionally, a retractable lens barrel is often used for an imaging apparatus such as a digital still camera. The collapsible lens barrel has a photographing state in which a plurality of photographing lenses are arranged at a desired lens interval, and a storage state (collapsed state) in which the lens interval and the distance from the imaging surface are narrower than those in the photographing state. Further, the retractable lens barrel is set so that the entire length of the lens barrel is changed by an extension mechanism such as a cam or a helicoid between the photographing state and the retracted state so that the lens barrel is appropriately arranged. Here, the retractable lens barrel can also be configured as a zoom lens retractable lens barrel that makes the focal length variable by configuring the lens groups to be driven separately.
上記構成の沈胴鏡筒を有するデジタルスチルカメラ等の撮像装置には携帯性や収納性が求められ、特に、沈胴状態において光軸方向に可能な限り短くすることが求められる(例えば、特許文献1参照)。 An imaging apparatus such as a digital still camera having a collapsible lens barrel having the above-described configuration is required to have portability and storability. reference).
また、光学系におけるレンズやレンズ保持手段が設計通りの所望の偏心や傾きを有するように沈胴鏡筒を形成することは困難である。光学系におけるレンズやレンズ保持手段が光学中心からずれている場合、結像面及び撮像素子のパッケージ面が光軸に対して垂直にならない、即ち、像面が倒れた状態になる。また、撮像面と撮像素子のパッケージ面が平行でなく傾いている場合、撮像素子のパッケージ面を基準にレンズを取り付けると光学系が光軸に対して傾く。 In addition, it is difficult to form the retractable lens barrel so that the lens and the lens holding means in the optical system have a desired eccentricity and inclination as designed. When the lens and the lens holding means in the optical system are deviated from the optical center, the image plane and the package surface of the image sensor are not perpendicular to the optical axis, that is, the image plane is tilted. In addition, when the imaging surface and the package surface of the imaging device are not parallel and are inclined, the optical system is inclined with respect to the optical axis when a lens is attached with reference to the package surface of the imaging device.
結像面及び撮像素子のパッケージ面が光軸に対して必ずしも垂直にならず、撮像面と撮像素子のパッケージ面が必ずしも平行にならないので、撮像面の中心にピントが合っていても、撮像面の中心以外の位置ではピントがずれる、例えば、撮像面の中心を挟んだ2点でピントが逆方向にずれる。よって、撮像面の全領域で可能な限りピントが合うようにするには、像面の倒れと撮像素子のパッケージ面の傾きを同時に補正する撮像面傾き補正機構を設ける必要がある。 Since the imaging surface and the package surface of the imaging device are not necessarily perpendicular to the optical axis, and the imaging surface and the package surface of the imaging device are not necessarily parallel, the imaging surface even if the center of the imaging surface is in focus The focus is shifted at a position other than the center of, for example, the focus is shifted in the opposite direction at two points across the center of the imaging surface. Therefore, in order to focus as much as possible in the entire area of the imaging surface, it is necessary to provide an imaging surface inclination correction mechanism that simultaneously corrects the tilt of the image surface and the inclination of the package surface of the imaging element.
この撮像面傾き補正機構は、図6に示すように、内部に撮像面を有する撮像素子としてのCCD1と、CCD1が貼り付け固定されるCCD保持板2と、CCD保持板2に開けられた穴2aと嵌合するピン形状突起3bを有する鏡筒地板3と備える。穴2aとピン形状突起3bとは微小なガタをもって嵌合し、鏡筒地板3の光軸に対する垂直平面上の撮像面位置を規定する。
As shown in FIG. 6, the imaging surface inclination correction mechanism includes a CCD 1 as an imaging device having an imaging surface inside, a
撮像面傾き補正機構は、さらに、被写体撮影時に繰返しパターンを有する輝度モアレや偽色の発生を水晶の複屈折効果により防止する光学ローパスフィルタ(LPF)4と、CCD面にごみが入らないようにするゴム5と、撮像光束以外の光を遮断するCCDマスクシート6と、鏡筒地板3におけるCCD側面に設けられた座面を有する3つの穴部3cに遊嵌すると共に、光軸方向に離れる方向にCCD保持板2及び鏡筒地板3を押圧する圧縮バネ7と、鏡筒地板3に螺合することにより、圧縮バネ7の付勢力に反してCCD保持板2を鏡筒地板3に押圧して、CCD保持板2の像面の傾きがなくなるように適宜回転させて撮像面の傾きの調整を行う3本の調整ネジ8a,8b,8cとを備える。
しかしながら、上記構成の撮像面傾き補正機構においては、調整ネジ8a,8b,8cによって撮像面の傾きの調整を行うので、撮像面の傾きを調整する調整代に相当する空間が必要となり、撮像面傾き補正機構が光軸方向に大型化する。
However, in the imaging surface inclination correction mechanism having the above-described configuration, the adjustment of the inclination of the imaging surface is performed by the adjusting
本発明の目的は、撮像素子を光学調整することができると共に沈胴状態における薄型化を実現することができるズームレンズ沈胴鏡筒を提供することにある。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a zoom lens retractable lens barrel that can optically adjust an image pickup device and can be thinned in a retracted state.
上記目的を達成するために、請求項1記載のズームレンズ沈胴鏡筒は、撮像素子と、前記撮像素子を保持する保持部材と、前記撮像素子を光学調整する光学調整部材とを備えるズームレンズ沈胴鏡筒において、前記ズームレンズ沈胴鏡筒が沈胴状態にあるときに、前記撮像素子が前記光学調整部材により光学調整された位置から光軸方向に移動するように、前記保持部材を押圧する押圧部材を備えることを特徴とする。 In order to achieve the above object, a zoom lens retractable lens barrel according to claim 1 is provided with an image pickup device, a holding member that holds the image pickup device, and an optical adjustment member that optically adjusts the image pickup device. In the lens barrel, when the zoom lens retractable lens barrel is in the retracted state, a pressing member that presses the holding member so that the imaging element moves in the optical axis direction from a position optically adjusted by the optical adjusting member. It is characterized by providing.
本発明によれば、ズームレンズ沈胴鏡筒が沈胴状態にあるときに、押圧部材が保持部材を押圧することによって、撮像素子が光学調整部材により光学調整された位置から光軸方向に移動するので、撮像素子を光学調整することができると共に沈胴状態における薄型化を実現することができる。 According to the present invention, when the zoom lens retracting lens barrel is in the retracted state, the pressing member presses the holding member, so that the image pickup element moves in the optical axis direction from the position optically adjusted by the optical adjusting member. In addition, the image sensor can be optically adjusted, and thinning in the retracted state can be realized.
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しながら説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
図1は、本発明の実施の形態に係るズームレンズ沈胴鏡筒の構成を概略的に示す略横断面図であり、ズームレンズ沈胴鏡筒が撮影状態にある場合を示す。 FIG. 1 is a schematic cross-sectional view schematically showing a configuration of a zoom lens retractable lens barrel according to an embodiment of the present invention, and shows a case where the zoom lens retractable lens barrel is in a photographing state.
図1において、ズームレンズ沈胴鏡筒100は、ズームレンズ沈胴鏡筒100を構成する各部品を保持する鏡筒取り付け地板102と、鏡筒取り付け地板102にビス締め固定され、光軸と同軸的に配されたカバー鏡筒108と、カバー鏡筒108に同軸的に且つ光軸方向沿って収容された駆動筒110と、鏡筒取り付け地板102及びカバー鏡筒108に固定され、駆動筒110に同軸的に且つ光軸方向沿って収容された固定筒111と、固定筒111に同軸的に且つ光軸方向沿って摺動自在に収容された移動カム筒112と、移動カム筒112に同軸的に且つ光軸方向沿って摺動自在に収容された直進筒113と、直進筒113に同軸的に且つ光軸方向沿って摺動自在に収容された1群鏡筒115とを備える。
In FIG. 1, a zoom lens
駆動筒110は、外周面に設けられたギヤ110aと、内側3箇所に中心軸と光軸方向に関して平行となるように形成された直進溝110bとを有する。
The
固定筒111は、3箇所に同形状でそれぞれが等分になるように形成された繰り出しテーパーカム111aと、3箇所に同形状でそれぞれが等分になるように貫通穴として形成された繰り出しカム111bと、固定筒111の内側3箇所に等分配置された直進溝とを有する。
The fixed
移動カム筒112は、カムフォロワとして突設されたフォロアピン112aと、移動カム筒溝112cと螺合して固定される駆動ピン112bと、内側前方3箇所に等分になるように形成された直進溝112eとを有する。フォロアピン112aの先端のテーパー部は、繰り出しテーパーカム111aと摺接し、駆動ピン112bは繰り出しカム111bを貫通して、直進溝110bと嵌合している。
The moving
直進筒113は、後端部3箇所に等分配置された突起部113aと、内側3箇所に光軸に直行して同形状で等分配置された直進穴113bと、内側前方3箇所に同形状で形成された繰り出しテーパーカム溝113c及び繰り出しカム113dとを有する。
The
1群鏡筒115は、内部に接合されたレンズ保持部材115aと、カムフォロワとして突設されたフォロアピン115bと、1群鏡筒溝115dと螺合して固定されている駆動ピン115cとを有する。
The first
また、ズームレンズ沈胴鏡筒100は、鏡筒取り付け地板102及びカバー鏡筒108に回動可能に保持され、ギヤ110aと噛み合う駆動ギヤ109と、直進筒113の内側に配設され、シャッターユニットや絞りユニットを搭載する2群鏡筒114と、鏡筒取り付け地板102に固定された案内棒117、補助案内棒118、モータ119、スクリュ119a、及び軸受け部材119bと、案内棒117に取り付けられた3群鏡筒116とを備える。
The zoom lens
2群鏡筒114は、外側3箇所に等間隔で突設されたフォロアピン114aを有する。
The second
さらに、ズームレンズ沈胴鏡筒100は、撮像素子としてのCCD101と、被写体撮影時に繰返しパターンを有する輝度モアレや偽色の発生を水晶の複屈折効果により防止する光学ローパスフィルタ(LPF)103(隣接部材)と、コンペンセータレンズから成る第1群レンズ104と、バリエータレンズから成る第2群レンズ105と、フォーカシングレンズから成る第3群レンズ106と、リレーレンズから成る第4群レンズ107とを備える。ここで、第1群レンズ104、第2群レンズ105、第3群レンズ106、及び第4群レンズ107は、4群構成の2段沈胴であるズームレンズ沈胴鏡筒100の光学系を構成する。
Further, the zoom lens
上記構成のズームレンズ沈胴鏡筒100において、駆動ギヤ109によりモータ(不図示)の回転力が伝達されて、駆動筒110が回転駆動されると、移動カム筒112はフォロアピン112aを介して固定筒111の繰り出しテーパーカム111aに沿って回転方向の力を受け、駆動ピン112bは直進溝110bにより回転規制されつつ光軸方向を移動する。
In the zoom lens
また、突起部113aが、移動カム筒溝112cと嵌合して抜け止めされ、固定筒111の内側3箇所に等分配置された直進溝に沿って回動規制されていることにより、直進筒113は、移動カム筒112の光軸方向の移動に追従して連動する。
Further, the projecting
また、フォロアピン115bの先端のテーパー部が繰り出しテーパーカム溝113cと摺接し、駆動ピン115cが繰り出しカム113dを貫通して、直進溝112eと嵌合することにより、1群鏡筒115は、移動カム筒112の回転に伴い、テーパーカム溝113cに沿って回転しながら光軸方向に移動する。
Further, the taper portion at the tip of the
このように、直進筒113及び1群鏡筒115が光軸方向に移動することにより、ズームレンズ沈胴鏡筒100は撮影状態から沈胴状態(図2)に移行する。
As described above, when the
また、フォロアピン114aが直進穴113bを貫通して、先端のテーパー部がテーパーカム溝112dに摺接することにより、2群鏡筒114は移動カム筒112が回転しながら光軸方向に移動するのに連動して、テーパーカム溝112dの形状に沿って、光軸に対して直交方向にのみ移動する。
Further, the
本実施の形態に係るズームレンズ沈胴鏡筒100は、3群鏡筒116を支持する案内棒117及び補助案内棒118と、モータ119により回転するスクリュ119aと、スクリュ119aを軸受けする軸受け部材119bとの動作により、3群鏡筒116が光軸方向に沿って移動することで合焦される。即ち、3群鏡筒116はスクリュ119aと螺合するナットが回動しないように支持されていて、モータ119によって3群鏡筒116が光軸方向に駆動されるため、合焦動作が可能となる。
The zoom lens
図3は、図1のズームレンズ沈胴鏡筒の要部の構成を概略的に示す分解斜視図である。 FIG. 3 is an exploded perspective view schematically showing a configuration of a main part of the zoom lens retractable lens barrel of FIG.
図3において、ズームレンズ沈胴鏡筒100は、光学LPF103及び第4群レンズ107保持する4群ホルダ120(押圧部材)と、CCD101と光学LPF103との間にゴミが入らないようにする蛇腹形状の防塵ゴム121と、鏡筒取り付け地板102にネジ止めされる一定ピッチのねじ切り部及びねじ切り部の反対の端面に設けられたネジ頭とを有するスクリューネジ122a,122b,122c(係止部材)と、これらスクリューネジ122a,122b,122cに螺合するナット123a,123b,123c(係止部材)と、CCD101を保持するCCD取り付け板124(保持部材)とを備える。このCCD取り付け板124は、スクリューネジ122a,122b,122cが貫通する穴124a,124b,124cと、鏡筒取り付け地板102に立てられたピン形状の突起102a,102bに嵌合する穴124d及び長穴124eとを有し、これらの穴124a〜124eにより鏡筒取り付け地板102に対する平行方向に関する位置が決められている。ナット123a,123b,123cとの当接面にCCD取り付け板124を押圧するように、CCD取り付け板124とスクリューネジ122a,122b,122cのネジ頭との間に圧縮バネ125a,125b,125c(付勢部材)が挿入されている。
In FIG. 3, the zoom lens
図3のズームレンズ沈胴鏡筒100の構成により、ナット123a,123b,123cの歯形状外周部が回転すると、CCD取り付け板124の光軸方向の位置が変わるので、CCD101の撮像面の傾きを光学調整することができる。
With the configuration of the zoom lens
図4は、図1のズームレンズ沈胴鏡筒の要部の構成を概略的に示す略横断面図であり、ズームレンズ沈胴鏡筒が撮影状態にある場合を示す。 FIG. 4 is a schematic cross-sectional view schematically showing a configuration of a main part of the zoom lens retractable lens barrel in FIG. 1, and shows a case where the zoom lens retractable lens barrel is in a photographing state.
図4において、ズームレンズ沈胴鏡筒100が撮影状態にあるときに、3群鏡筒116が撮影時駆動範囲まで光軸方向の被写体側に繰り出される。4群ホルダ120は、防塵ゴム121の弾性力によって、鏡筒取り付け地板102に形成されたガイドに沿って、所望の光学設計位置まで突き当てられる。CCD取り付け板124は、圧縮バネ125a,125b,125cのバネ復元力(付勢力)によって、突起102a,102bに沿って光軸方向の被写体側に、光学調整を行った位置、即ちナット123a,123b,123cとの当接面の位置まで突き当てられる。このように、最初にCCD101の傾きを光学調整した位置まで、再度突き当てられるので、像面の傾きを補正した状態で再度撮影することができる。
In FIG. 4, when the zoom lens
図5は、図1のズームレンズ沈胴鏡筒の要部の構成を概略的に示す略横断面図であり、ズームレンズ沈胴鏡筒が沈胴状態にある場合を示す。 FIG. 5 is a schematic cross-sectional view schematically showing a configuration of a main part of the zoom lens retractable lens barrel of FIG. 1, and shows a case where the zoom lens retractable lens barrel is in a retracted state.
図5において、ズームレンズ沈胴鏡筒100が沈胴状態にあるときに、3群鏡筒116が撮影時駆動範囲を超えてCCD101側に繰込み駆動すると、第3群レンズ106と第4群レンズ107との隙間が最小限になった状態で、第3群レンズ106が4群ホルダ120に当接して、さらにCCD101側に押し込まれる。
In FIG. 5, when the zoom lens
4群ホルダ120は、CCD101と光学LPF103との隙間が最小限になった状態で、CCD取り付け板124を押圧して、ズームレンズ沈胴鏡筒100の背面に存在する部材との隙間が最小限になるところまで押し込む。このとき、圧縮バネ125a,125b,125cによってナット123a,123b,123cに当接していたCCD取り付け板124はナット123a,123b,123cとの当接面から離れる。この状態で、光軸に配設された全ての部材が最小限の隙間となるように設定される。
In the state where the gap between the
本実施の形態によれば、沈胴状態時においては、4群ホルダ120がCCD取り付け板124を押圧して、光軸に配設された全ての部材が最小限の隙間となるようにCCD101がナット123a,123b,123cとの当接面から光軸方向に移動すると共に傾き調整された姿勢から変化する一方、撮影状態時においては、CCD101がナット123a,123b,123cとの当接面に移動すると共に傾き調整された姿勢に戻るので、撮像素子を光学調整することができると共に沈胴状態における薄型化を実現することができる。
According to the present embodiment, in the retracted state, the
本実施の形態では、圧縮バネ125a,125b,125cの付勢力を利用して、CCD101及びCCD取り付け板124の光軸方向の移動を行っているが、これに限定されるものではなく、例えば、光学調整を行う複数の軸についてステッピングモータ等の制御可能な駆動手段を設けて、それぞれの軸部についてのCCD101及びCCD取り付け板124の光軸方向の位置を駆動制御することにより、CCD101及びCCD取り付け板124の傾きを補正した状態で、撮影状態時には光学調整された位置に保持し、沈胴状態時には光軸に配設された全ての部材が最小限の隙間となるようにCCD101及びCCD取り付け板124を移動するようにしてもよい。
In the present embodiment, the urging force of the
100 ズームレンズ沈胴鏡筒
101 CCD
103 光学LPF
107 第4群レンズ
120 4群ホルダ
122a スクリューネジ
122b スクリューネジ
122c スクリューネジ
123a ナット
123b ナット
123c ナット
124 CCD取り付け板
125a 圧縮バネ
125b 圧縮バネ
125c 圧縮バネ
100 Zoom lens
103 Optical LPF
107
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