JP2007121494A - Lens barrel and imaging apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、屈曲した撮像光学系を内包し、所定のレンズ群を移動させるように構成されたレンズ鏡胴及び該レンズ鏡胴を備えた撮像装置に関するものである。 The present invention relates to a lens barrel configured to include a bent imaging optical system and to move a predetermined lens group, and an imaging apparatus including the lens barrel.
従来より、ズームレンズを搭載したカメラが市販されている。ズームレンズは、光学系を構成する複数のレンズ群を光軸に沿って所望の位置に移動させて、その間隔を変化させることにより、焦点距離の変更(ズーミング)を行うようになっている。 Conventionally, cameras equipped with a zoom lens are commercially available. The zoom lens is configured to change the focal length (zooming) by moving a plurality of lens groups constituting the optical system to a desired position along the optical axis and changing the interval therebetween.
レンズ群を光軸に沿って移動させる方式としては大別して2種有り、レンズ枠を直進案内に係合させ、カム筒やヘリコイドを回転させることによりレンズ枠を直進移動させるものと、光軸に略平行に軸を配置しこの軸を直進案内のガイド軸とし、レンズ枠にガイド軸が貫通するスリーブを形成し、モータとリードスクリューを用いて直接的にレンズ枠をガイド軸に沿って摺動させ直進移動させるものがある。また、これらのレンズ群を移動させるための駆動源としては、DCモータやステッピングモータが一般的に用いられている。 There are roughly two types of methods for moving the lens group along the optical axis. The lens frame is engaged with the linear guide, and the lens frame is moved linearly by rotating the cam cylinder or helicoid. A shaft is arranged almost in parallel, and this shaft is used as a guide shaft for rectilinear guide. A sleeve through which the guide shaft passes is formed in the lens frame, and the lens frame is slid directly along the guide shaft using a motor and a lead screw. There is something that lets you move straight ahead. A DC motor or a stepping motor is generally used as a drive source for moving these lens groups.
一方、光学系中に反射面を配置し、光軸を折り曲げた所謂屈曲光学系を備えたカメラが知られている。この屈曲光学系を備えたカメラは、撮影時にカメラ前面からレンズ鏡胴が突出せず、ズーミングを行ってもカメラの形態が変化しない利点を有している。この屈曲光学系におけるレンズ群の移動には、後者のモータとリードスクリューを用いた方式が多用されている。 On the other hand, a camera having a so-called bending optical system in which a reflecting surface is disposed in an optical system and an optical axis is bent is known. A camera provided with this bending optical system has an advantage that the lens barrel does not protrude from the front of the camera at the time of shooting, and the form of the camera does not change even when zooming is performed. For the movement of the lens group in this bending optical system, the latter method using a motor and a lead screw is frequently used.
このような、屈曲光学系を用いた撮像光学系の、反射面による折り曲げ後の2つのレンズ群の移動のためのモータ及びリードスクリューを、反射面より像面側の光軸の一方の側方に配置し、他方の側方にアイリス駆動モータを配置したレンズ鏡胴が知られている(例えば、特許文献1参照)。
上述の屈曲光学系を備えたカメラにおいても、外形の小型薄型化の要求は大きく、これに伴って、内蔵される撮像光学系は、より小型薄型化することが求められている。 Even in the camera provided with the above-described bending optical system, there is a great demand for reducing the size and thickness of the outer shape, and accordingly, the built-in imaging optical system is required to be further reduced in size and thickness.
図5は、従来の屈曲光学系を用いた撮像光学系を内包するレンズ鏡胴のモータレイアウトの一例を示している。同図に示すOAは入射光の光軸であり、11は物体側の第1レンズ、6は撮像素子である。光軸OAは第1レンズ11の後方に配置された不図示のプリズムにより、折り曲げられ、撮像素子6へ導かれるようになっている。この例のように、全長の短い光学系の内部で2つの光学系をそれぞれ移動させる場合には、モータ21及び22はプリズムの両脇に配置せざるを得ず、プリズムと両脇のモータ径により幅方向の寸法が決められることになって小型化の障害となっていた。
FIG. 5 shows an example of a motor layout of a lens barrel that includes an imaging optical system using a conventional bending optical system. OA shown in the figure is an optical axis of incident light, 11 is a first lens on the object side, and 6 is an image sensor. The optical axis OA is bent by a prism (not shown) disposed behind the
また、上記の特許文献1に記載されたレンズ鏡胴の配置構成では、厚み方向は光学系の径、長さ方向はレンズ全長、幅方向は光学系の径とレンズ駆動モータの径及びアイリス駆動モータの径の総和により決められ、これ以上の幅方向の小型化は困難であった。
In the arrangement of the lens barrel described in
本発明は上記問題に鑑み、モータ及びリードスクリューを用いて屈曲光学系中の所定のレンズ群を移動させる構成のレンズ鏡胴において、より小型のレンズ鏡胴を得て、これにより、更に小型化された撮像装置を得ることを目的とするものである。 In view of the above problems, the present invention provides a lens barrel having a configuration in which a predetermined lens group in a bending optical system is moved using a motor and a lead screw, thereby obtaining a smaller lens barrel, thereby further reducing the size. It is an object of the present invention to obtain an image pickup apparatus.
上記の課題は、以下の構成で解決される。 The above problem is solved by the following configuration.
1) 被写体光を導くための複数のレンズ群と、前記複数のレンズ群の間に配置され光軸を屈曲させる反射面と、前記複数のレンズ群のうち少なくとも1つのレンズ群を移動させるための駆動源と、を有するレンズ鏡胴において、前記駆動源を前記反射面の背面側に配置したことを特徴とするレンズ鏡胴。 1) A plurality of lens groups for guiding subject light, a reflecting surface arranged between the plurality of lens groups and bending an optical axis, and for moving at least one lens group among the plurality of lens groups A lens barrel having a driving source, wherein the driving source is disposed on the back side of the reflecting surface.
2) 前記駆動源により移動させられるレンズ群は、前記反射面より像面側に位置するレンズ群である1)のレンズ鏡胴。 2) The lens barrel according to 1), wherein the lens group moved by the driving source is a lens group located closer to the image plane than the reflecting surface.
3) 前記駆動源の駆動軸は、前記反射面より物体側の光軸及び前記反射面より像面側の光軸を含む面と略直交する方向に配置され、前記反射面より像面側の光軸に略平行に配置されたリードスクリューを駆動してレンズ群を移動させる1)又は2)のレンズ鏡胴。 3) The drive axis of the drive source is disposed in a direction substantially orthogonal to a plane including the optical axis on the object side from the reflection surface and the optical axis on the image plane side from the reflection surface, and is closer to the image plane side than the reflection surface. The lens barrel according to 1) or 2), wherein a lens group is moved by driving a lead screw arranged substantially parallel to the optical axis.
4) 前記駆動源を前記反射面の背面に複数配置し、前記リードスクリューを前記反射面より像面側の光軸を挟むように配置した1)〜3)のいずれかのレンズ鏡胴。 4) The lens barrel according to any one of 1) to 3), wherein a plurality of the driving sources are arranged on the back surface of the reflecting surface, and the lead screw is arranged so as to sandwich the optical axis on the image surface side from the reflecting surface.
5) 1)〜4)のいずれかのレンズ鏡胴を備えたことを特徴とする撮像装置。 5) An imaging apparatus comprising the lens barrel according to any one of 1) to 4).
本発明によれば、モータ及びリードスクリューを用いて屈曲光学系の所定のレンズ群を移動させる構成で、幅方向を短縮した、小型のレンズ鏡胴を得ることが可能となり、このレンズ鏡胴を備えることで、より小型の撮像装置を得ることが可能となる。 According to the present invention, it is possible to obtain a small lens barrel having a shortened width direction by moving a predetermined lens group of a bending optical system using a motor and a lead screw. By providing, a smaller imaging device can be obtained.
以下、実施の形態により本発明を詳しく説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。 Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to embodiments, but the present invention is not limited thereto.
図1は、本発明に係るレンズ鏡胴を備えた撮像装置であるカメラ100の、主要構成ユニットの内部配置の一例を示す図である。同図は、カメラ100を被写体側から見た斜視図である。
FIG. 1 is a diagram illustrating an example of an internal arrangement of main constituent units of a
同図に示すように、カメラ100は、変倍可能な折り曲げ撮像光学系を内包した本発明に係るレンズ鏡胴50が図示の如く前面に沿って配置され、開口部51が被写体光束を取り込むよう配置されている。また図示していないが、開口部51を開閉するレンズバリアが配置されている。
As shown in the figure, in the
52はフラッシュ発光窓であり、53はフラッシュ発光窓の後方に配置された反射傘、キセノン管、その他メインコンデンサ、回路基板等で構成されるフラッシュユニットである。54はカード型の画像記録用メモリである。55は電池であり、カメラ100の各部へ電源を供給する。画像記録用メモリ54及び電池55は、図示しない蓋部から挿脱が可能となっている。
カメラ100の上面には、レリーズ釦56が配置され、その1段の押し込みにより撮影準備動作、即ち焦点合わせ動作や測光動作が行われ、その2段の押し込みにより撮影露光動作が行われる。57はメインスイッチであり、カメラ100を動作状態と非動作状態に切り替えるスイッチである。メインスイッチ57により動作状態に切り替えられると、レンズバリアを備えている場合には、これを開状態にすると共に、各部の動作が開始される。また、メインスイッチ57により非動作状態に切り替えられると、レンズバリアを閉状態にすると共に、各部の動作を終了させる。
A
カメラ100の背面には、LCD或いは有機EL等の表示素子で構成され、画像やその他文字情報等を表示する画像表示部58が配置されている。また、図示していないが、ズームアップ、ズームダウンをおこなうズーム釦、撮影した画像を再生する再生釦、画像表示部58上に各種のメニューを表示させるメニュー釦、表示から所望の機能を選択する選択釦等の操作部材が配置されている。
On the back surface of the
また、不図示であるが、これら主要構成ユニットの間には、各部を接続すると共に、各種電子部品が搭載された回路基板が配置され、各主要構成ユニットの駆動及び制御を行うようになっている。更に、外部入出力端子、ストラップ取り付け部、三脚座等を備えているものである。 Although not shown, each part is connected between these main constituent units and a circuit board on which various electronic components are mounted is arranged to drive and control each main constituent unit. Yes. Furthermore, it is provided with an external input / output terminal, a strap attaching portion, a tripod seat and the like.
図2は、本実施の形態に係るレンズ鏡胴50に内包された変倍可能な折り曲げ撮像光学系を示す断面図である。同図は、ワイド時の状態を示しており、折り曲げ前及び折り曲げ後の2つの光軸を含む面で切断したものである。
FIG. 2 is a cross-sectional view showing a foldable imaging optical system capable of zooming, which is included in the
同図に示すように、OAは折り曲げ前の光軸であり、OBは折り曲げ後の光軸である。レンズ鏡胴50の外側は、主胴10A及び主胴10Bで構成されている。
As shown in the figure, OA is the optical axis before bending, and OB is the optical axis after bending. The outside of the
1は第1レンズ群であり、第1レンズ群1は、光軸をOAとし被写体に向けて配置されたレンズ11と光軸OAを略直角方向に折り曲げる反射面を有した反射部材であるプリズム12と、プリズム12により折り曲げられた光軸OBを光軸として配置されたレンズ13により構成されている。この第1レンズ群1は、主胴10Aに固定されたレンズ群である。
2は第2レンズ群であり、第2レンズ群鏡枠2kに組み込まれている。第2レンズ群は、変倍(以下、ズーミングとも言う)時に第2レンズ群鏡枠2kと共に、一体的に移動するレンズ群である。
3は第3レンズ群である。この第3レンズ群3は、主胴10Bに組み込まれ、移動しないレンズ群である。
4は第4レンズ群であり、第4レンズ群鏡枠4kに組み込まれている。第4レンズ群は、変倍時及び焦点調節(以下、フォーカシングとも言う)時に第4レンズ群鏡枠4kと共に、一体的に移動するレンズ群である。
5は赤外光カットフィルタ及びオプチカルローパスフィルタを積層した光学フィルタであり、主胴10Bに組み付けられている。6は撮像素子であり、CCD(Charge Coupled Device)型イメージセンサ、CMOS(Complementary Metal−Oxide Semiconductor)型イメージセンサ等が用いられる。撮像素子6は取り付け部材8に組み付けられ、取り付け部材8は撮像素子6と共に主胴10Bに組み付けられている。7はフレキシブルプリント基板であり、撮像素子6に接続され、カメラ内の他の回路へ接続される。9はシャッタユニットであり、主胴B10Bに固定されている。
更に、第2レンズ群鏡枠2kと第4レンズ群4kをそれぞれ移動させる駆動源となる第1モータ21、第2モータ22が、反射面を有するプリズム12の後方、背面側に配置されている。この第1モータ21、第2モータ22は、例えばステッピングモータであり、不図示のフレキシブルプリント基板と接続され駆動されるようになっている。
Further, a
また、第1モータ21、第2モータ22の駆動軸(回転軸)は、反射面より物体側の光軸OA及び反射面より像面側の光軸OBを含む面と略直交する方向に配置されている。
In addition, the drive shafts (rotation axes) of the
図3は、第1モータ21の駆動軸(回転軸)の回転により、反射面より像面側の光軸OBに略平行に配置されたリードスクリューを駆動する機構の一例を模式的に示した斜視図である。
FIG. 3 schematically shows an example of a mechanism for driving a lead screw disposed substantially parallel to the optical axis OB on the image plane side from the reflection surface by the rotation of the drive shaft (rotation shaft) of the
同図に示すように、プリズム12の反射面の背面に配置された第1モータ21の駆動軸OMの回転は、食違い歯車31、及び32により、直交するリードスクリュー33に伝えられるようになっている。
As shown in the figure, the rotation of the drive shaft OM of the
なお、これに限らず、第1モータ21の駆動軸OMにピニオンギア、リードスクリュー33の回転軸ORにクラウンギアを配置した構成や、第1モータ21の駆動軸OM及び、リードスクリュー33の回転軸ORの双方に傘歯車を配置した構成であってもよい。
However, the present invention is not limited to this, and a configuration in which a pinion gear is disposed on the drive shaft OM of the
この駆動軸の方向変換部で減速することでレンズ移動に必要なトルクを軽減でき、モータトルクの小さいモータでも使用が可能となり、レンズ鏡胴をより小型化することができる。 By decelerating at the direction changing portion of the drive shaft, the torque required for lens movement can be reduced, and even a motor with a small motor torque can be used, and the lens barrel can be further downsized.
図4は、本実施の形態に係るレンズ鏡胴50の第2レンズ群2及び第4レンズ群4の移動機構及び内部の概略構造を示す模式図である。同図は、プリズム12以降の光学系を図示しており、第2レンズ群2及び第4レンズ群4がワイド位置にある状態を示している。以下の図においては、説明の重複を避けるため、同機能部材には同符号を付与して説明する。
FIG. 4 is a schematic diagram showing the moving mechanism and the internal schematic structure of the
同図に示すように、第2レンズ群鏡枠2kに一体的に形成されたスリーブ2s、第4レンズ群鏡枠4kに一体的に形成された回転係止部4mに、ガイド軸15が設けられている。更に、第2レンズ群鏡枠2kに一体的に形成された回転係止部2m、第4レンズ群鏡枠4kに一体的に形成されたスリーブ4sに、ガイド軸16が設けられている。これにより、第2レンズ群鏡枠2k、第4レンズ群鏡枠4kは、ガイド軸15、16に沿って光軸OB方向に摺動可能とされている。
As shown in the figure, a
プリズム12の背面側に配置された第1モータ21の駆動力は前述の食違い歯車31、及び32により、光軸OBに略平行に配置されたリードスクリュー33に伝えられる。
The driving force of the
第2レンズ群鏡枠2kはスリーブ2sに形成された二股の突起部2tを有しており、この突起部2tは、リードスクリュー33の回転により移動する駆動部材33kと係合している。これにより、第1モータ21の回転で、駆動部材33kと係合している第2レンズ群鏡枠2kが、ガイド軸15及び16に沿って摺動し光軸OB方向に移動するようになっている。なお、不図示であるが駆動部材33kは回転係止されている。
The second lens
同様に、プリズム12の背面側に配置された第2モータ22の駆動力は,同様の食違い歯車34、及び35により、光軸OBに略平行に配置されたリードスクリュー36に伝えられる。
Similarly, the driving force of the
第4レンズ群鏡枠4kはスリーブ4sに形成された二股の突起部4tを有しており、この突起部4tは、リードスクリュー36の回転により移動する駆動部材36kと係合している。これにより、第2モータ22の回転で、駆動部材36kと係合している第4レンズ群鏡枠4kが、ガイド軸15及び16に沿って摺動し光軸OB方向に移動するようになっている。なお、不図示であるが駆動部材36kは回転係止されている。
The fourth
これにより、第2レンズ群2及び第4レンズ群4は、図示のワイド状態の位置から、第3レンズ群3に近接する方向へ、各々設定された量だけ移動しズーミングが行われる。更に、第4レンズ群4は、ズーミングにより移動した位置から更に移動することによりフォーカシングが行われるようになっている。
As a result, the
なお、図示していないが、第2レンズ群2の存在を検出する位置センサ、第4レンズ群4の存在を検出する位置センサが配置されている。位置センサとしては、例えばフォトインタラプタが用いられる。この位置センサは、第2レンズ群鏡枠2k及び第4レンズ群鏡枠4kにそれぞれ形成された遮蔽部が、それぞれの位置センサの投受光系間にあって遮蔽しているか、位置センサの投受光系を遮蔽しない位置にあるかを判断するものであり、遮蔽状態から遮蔽しない状態への切り替わり位置を基準にして、第1モータ21及び第2モータ22の回転方向及び回転量を制御し、レンズ群の位置制御が行われるようになっている。
Although not shown, a position sensor that detects the presence of the
以上説明したように、駆動源であるモータを反射面の背面側に配置し、モータの駆動方向を変換して、リードスクリューに伝え、このリードスクリューの回転によりレンズ群を移動させるよう構成することにより、リードスクリューの延長線上にモータが同軸で配置されている場合に比べ、モータ側面の膨らみによる幅方向の寸法を削減することができる。更に、従来のレイアウトではモータが他部品と干渉するため配置できなかった位置にリードスクリューを配置することができ、リードスクリューを光軸により接近させた位置、即ちガイド軸により接近させた位置に配置することができるようになり、幅方向の更なる小型化を可能としたレンズ鏡胴を得ることができる。また、このレンズ鏡胴を備えることにより、更に小型化された撮像装置を得ることが可能となる。 As described above, the motor that is the driving source is arranged on the back side of the reflecting surface, the driving direction of the motor is changed, transmitted to the lead screw, and the lens group is moved by the rotation of the lead screw. As a result, it is possible to reduce the dimension in the width direction due to the bulge of the side surface of the motor as compared with the case where the motor is coaxially arranged on the extension line of the lead screw. Furthermore, the lead screw can be placed at a position that could not be placed because the motor interferes with other parts in the conventional layout, and the lead screw is placed closer to the optical axis, that is, closer to the guide shaft. Thus, it is possible to obtain a lens barrel that can be further downsized in the width direction. Further, by providing this lens barrel, it is possible to obtain a further downsized imaging device.
なお、上記の実施の形態においては、モータ軸とリードスクリューの回転軸を略直交に配置したもので説明したが、これに限るものでなく、斜交した構成であってもよいのは勿論である。 In the above embodiment, the motor shaft and the rotation axis of the lead screw are arranged substantially orthogonal to each other. However, the present invention is not limited to this, and it is of course possible to have an oblique configuration. is there.
また、反射面の背面に2つのモータを配置し、2つのレンズ群を移動させるズームレンズ鏡胴に適用した例で説明したが、単焦点レンズを屈曲光学系で構成し、反射面の背面にモータを1つ配置してフォーカシングに用いる場合にも適用できるのは言うまでもない。 In addition, an example in which two motors are arranged on the back surface of the reflecting surface and applied to a zoom lens barrel that moves the two lens groups has been described. However, a single-focus lens is formed of a bending optical system, and the back surface of the reflecting surface is formed. Needless to say, the present invention can also be applied to a case where one motor is used for focusing.
1 第1レンズ群
2 第2レンズ群
2k 第2レンズ群鏡枠
3 第3レンズ群
3k 第3レンズ群鏡枠
4 第4レンズ群
5 光学フィルタ
6 撮像素子
12 プリズム
15、16 ガイド軸
21 第1モータ
22 第2モータ
33、36 リードスクリュー
50 レンズ鏡胴
100 カメラ
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記駆動源を前記反射面の背面側に配置したことを特徴とするレンズ鏡胴。 A plurality of lens groups for guiding subject light, a reflective surface arranged between the plurality of lens groups and bending an optical axis, and a drive source for moving at least one lens group among the plurality of lens groups In a lens barrel having
A lens barrel characterized in that the driving source is disposed on the back side of the reflecting surface.
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