JP2007132989A - レンズ鏡胴及び撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】より小型化され、良好な結像性能が維持できるレンズ鏡胴を得て、小型の撮像装置を得ること。
【解決手段】複数のレンズ群で構成された撮像光学系と、撮像光学系を収納した複数の鏡胴部材と、少なくとも２つのレンズ群を光軸方向に移動させる駆動源と、を有し、分割された鏡胴部材を、駆動源の保持部材により固定し、鏡胴部材に開口部を形成し、開口部より、鏡胴部材内部に配置された、絞りとシャッタの少なくとも一方を有するユニットに一体的に固定されたレンズを、光軸直交方向に移動可能としたレンズ鏡胴とする。
【選択図】図４

Description

本発明は、撮像光学系を収納し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。

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。

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、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、モータとリードスクリューにより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多用されている。

このような屈曲光学系を収納したレンズ鏡胴として、反射面による折り曲げ後の光軸の物体側と像面側に２分割した鏡胴部材とし、一方のレンズ群の移動のためのモータ、リードスクリュー及びその保持部材で構成されるユニットを一方の鏡胴部材に取り付け、他方のレンズ群の移動のためのモータ、リードスクリュー及びその保持部材で構成されるユニットを他方の鏡胴部材に取り付けた構造のものがある（例えば、特許文献１参照）。
特開２００５−１２１８８２号公報（図８、図９）

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、より小型化することが求められている。

上記特許文献１に記載のレンズ鏡胴は、２つの鏡胴部材に対し、それぞれモータ、リードスクリュー及びその保持部材で構成されるユニットを取り付けるためのネジ穴に要するスペースを必要とし、更に２つの鏡胴部材を結合するための、位置決めやネジ穴に要するスペースを必要とする。これらのスペース確保のため、レンズ鏡胴全体としては、大型化してしまう欠点がある。

また、撮像光学系を短縮すると、各レンズ群の軸ずれの誤差に対する感度が高くなり、鏡胴内のレンズ群が光軸直交方向で微小な軸ずれが発生した場合には、結像性能の低下の問題が発生する。

本発明は上記問題に鑑み、より小型化され、良好な結像性能が維持できるレンズ鏡胴を得ることを目的とし、該レンズ鏡胴を備えた小型の撮像装置を得ることを目的とするものである。

上記の課題は、下記に記載した発明により達成される。

１．複数のレンズ群で構成された撮像光学系と、前記撮像光学系を収納した複数の鏡胴部材と、前記撮像光学系のうち少なくとも２つのレンズ群を光軸方向に移動させる駆動源と、を有し、前記複数の鏡胴部材は、光軸の物体側と像面側に分割され、前記駆動源と一体的に形成された前記駆動源の保持部材により、前記複数の鏡胴部材が固定されていることを特徴とするレンズ鏡胴。

２．前記保持部材により、前記複数の鏡胴部材の位置決めがなされていることを特徴とする１に記載のレンズ鏡胴。

３．前記撮像光学系は光学系中に反射面が配置された屈曲光学系であることを特徴とする１又は２に記載のレンズ鏡胴。

４．前記保持部材は、前記反射面による折り曲げ前後の光軸を含む平面を挟み且つ、折り曲げ後の光軸に沿って配置されていることを特徴とする１〜３のいずれかに記載のレンズ鏡胴。

５．複数のレンズ群で構成された撮像光学系と、前記撮像光学系を収納した鏡胴部材と、を有し、前記鏡胴部材に開口部を形成し、前記開口部を用いて、絞りとシャッタの少なくとも一方を有するユニットに一体的に固定されたレンズを、光軸直交方向に移動可能に構成したことを特徴とするレンズ鏡胴。

６．前記鏡胴部材は、光軸の物体側と像面側に分割されて構成されていることを特徴とする５に記載のレンズ鏡胴。

７．前記撮像光学系は光学系中に反射面が配置された屈曲光学系であることを特徴とする５又は６に記載のレンズ鏡胴。

８．１〜７のいずれかに記載のレンズ鏡胴を備えたことを特徴とする撮像装置。

本発明によれば、より小型化された、良好な結像性能が維持できるレンズ鏡胴を得ることが可能となり、該レンズ鏡胴を備えることで、小型の撮像装置を得ることが可能となる。

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。

図１は、本実施の形態に係るレンズ鏡胴を備えた撮像装置の一例であるカメラ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。

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が図示の如く右側に縦に配置され、開口部５１が被写体光束を取り込むよう配置されている。この開口部５１には、開口部５１を露呈する開状態と開口部５１を覆う閉状態とする図示しないレンズバリアが設けられている。

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、本カメラ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。

本カメラの上面には、レリーズ釦５６が配置され、その１段の押し込みによりカメラの撮影準備動作、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、図示しないレンズバリアは、開状態にされると共に、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、図示しないレンズバリアは、閉状態にされると共に、各部の動作を終了させる。

本カメラの背面には、ＬＣＤ或いは有機ＥＬ等で構成され、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。

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。同様に、不図示であるが、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。

図２は、本実施の形態に係るレンズ鏡胴５０に収納されている撮像光学系を示す図である。同図（ａ）はワイド状態の各レンズ群の位置を示し、同図（ｂ）はテレ状態の各レンズ群の位置を示している。

同図において、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、移動しない固定されたレンズ群である。

２は第２レンズ群である。第２レンズ群は、変倍（以下、ズーミングとも言う）時に、不図示の鏡枠と共に、図示の如く光軸ＯＢ方向に移動するレンズ群である。

３は第３レンズ群であり、不図示のシャッタユニットに組み込まれている。この第３レンズ群３は、光軸ＯＢ方向に移動しないレンズ群である。また、第３レンズ群３の前方９ｈはシャッタの動作面である。なお本例ではシャッタユニットのシャッタ動作面９ｈとしてあるが、絞りとシャッタの少なくとも一方が配置されているものであればよい。

４は第４レンズ群である。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）時に不図示の鏡枠と共に、図示の如く光軸ＯＢ方向に移動するレンズ群である。

５は第５レンズ群である。この第５レンズ群５は、光軸ＯＢ方向に移動しない固定されたレンズ群である。

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。

なお、撮像素子６の前方には赤外光カットフィルタが配置され、必要に応じてオプチカルローパスフィルタが適宜配置される。

図３は、本実施の形態に係るレンズ鏡胴５０のユニット状態の概略の斜視図である。

同図に示すように、レンズ鏡胴５０は、光軸の物体側の鏡胴４１と像面側の鏡胴４２の２つの鏡胴部材に分割され、物体側の鏡胴４１と像面側の鏡胴４２の間には、シャッタユニット９が配置されている。

物体側の鏡胴４１には、図２に示す第１レンズ群及び第２レンズ群が収納されている。

像面側の鏡胴４２には、第３レンズ群が一体的に固定されたシャッタユニット９を備えており、更に、第４レンズ群、第５レンズ群を収納すると共に、撮像素子６が組み付けられている。（図２参照）
第２レンズ群を移動させる第１モータ２１及び、第４レンズ群を移動させる第２モータ２２は、図示の如く、第１レンズ１１及び第１レンズ１１の後方に配置されたプリズムの両脇に配置されている。

３３は、第２レンズ群の基準位置を検出するフォトインタラプタであり、３４は、第４レンズ群の基準位置を検出するフォトインタラプタである。

これら、第１モータ２１、第２モータ２２、フォトインタラプタ３３、３４、撮像素子６は、不図示のフレキシブルプリント基板に接続され、カメラ内の他の回路へ接続され、個々に駆動及び制御がなされるようになっている。

以下に、本実施の形態に係るレンズ鏡胴５０の組み立て及び構造について説明する。

図４は、本実施の形態に係るレンズ鏡胴５０の分解斜視図である。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。

同図に示すように、レンズ鏡胴５０は、第１レンズ群及び第２レンズ群が収納された物体側の鏡胴４１と、第３レンズ群がその内側に組み付けられたシャッタユニット９、第４レンズ群、第５レンズ群を収納すると共に、撮像素子６が組み付けられた像面側の鏡胴４２とに、光軸ＯＢ方向で分割されている。

物体側の鏡胴４１の側面には、ネジ穴４１ｎ及び、ボス４１ｂがそれぞれ形成されている。なお、図では裏面側となる、第２モータ２２側の側面にも同様にネジ穴及びボスが形成されている。

像面側の鏡胴４２の側面には、ボス４２ｂが形成されている。同様に、図では裏面側の、第２モータ２２側の側面にもボスが形成されている。

第１モータ２１の駆動軸には、リードスクリュー２１ｒが形成されている。また、第１モータ２１には、第１モータ２１を保持するための保持部材２１ｈを備えている。同様に、第２モータ２２の駆動軸には、リードスクリュー２２ｒが形成されている。また、第２モータ２２には、第２モータ２２を保持するための保持部材２２ｈを備えている。

第１モータ２１を保持する保持部材２１ｈには、ネジ穴４１ｎ及び、ボス４１ｂに対応した位置に、穴またはＵ字型の切り欠きが形成されている。同様に、第２モータ２２を保持する保持部材２２ｈにも、ネジ穴及び、ボスに対応した位置に、穴またはＵ字型の切り欠きが形成されている。

以上のような構成で、第１モータ２１を保持する保持部材２１ｈは、これに形成された穴部が、鏡胴４１のボス４１ｂ及び鏡胴４２のボス４２ｂと嵌合するように側方から組み込まれ、ネジ２３で固定される。他方の面も同様に、第２モータ２２を保持する保持部材２２ｈは、これに形成された穴部が鏡胴４１と鏡胴４２に形成されたボスと嵌合するように側方から組み込まれ、ネジ２３で固定される。即ち、保持部材２１ｈ及び２２ｈは、折り曲げ後の光軸ＯＢを挟み且つ、光軸ＯＢに沿った位置となる。

これにより、光軸方向で分断されていた撮像光学系が連なり、図２に示す配置となる。また、図示しないが、リードスクリュー２１ｒは、第２レンズ群を保持する鏡枠の一部と螺合して第２レンズ群を移動させることが可能となり、リードスクリュー２２ｒは、第４レンズ群を保持する鏡枠の一部と螺合して第４レンズ群を移動させることが可能となる。

以上説明したように、第１モータ２１と第２モータ２２とそれぞれ一体的に形成された保持部材２１ｈ、２２ｈにより、光軸方向に分離された２つの鏡胴部材を固定することができ、従来の、モータ、リードスクリュー及びその保持部材で構成されるユニットを取り付けるための位置決めやネジ穴に要するスペースと、２つの鏡胴部材を結合するために、同様に位置決めやネジ穴に要するスペースを、別個に確保する必要が無く、共用することができ、より小型化されたレンズ鏡胴、及び撮像装置を得ることが可能となる。

更に、２つの保持部材２１ｈ、２２ｈが、折り曲げ前の光軸ＯＡと折り曲げ後の光軸ＯＢを含む平面を両側から挟み、折り曲げ後の光軸ＯＢに沿った側方に配置することにより、レンズ鏡胴の光軸ＯＡ方向の厚みを薄く形成することができる。

なお、図４のレンズ鏡胴５０においては、鏡胴４１と鏡胴４２の位置決めと固定の両方を、保持部材２１ｈ、２２ｈにより行う例で説明したが、鏡胴４１と鏡胴４２の間で相互に位置決めをおこない、保持部材２１ｈ、２２ｈにより、固定するような構成であってもよい。

図５は、保持部材２１ｈ、２２ｈにより、鏡胴部材を固定した状態を示す斜視図である。

同図に示すように、鏡胴４１には開口部が形成されており、第３レンズ群を内側で保持したシャッタユニット９が開口部から外部に露呈している。シャッタユニット９は、この状態では光軸ＯＢに直交する方向に移動可能となっている。

この状態で撮像素子６を駆動し、所定のチャートを撮像してモニタに表示させ、この開口部に治具を挿入して、シャッタユニット９を光軸ＯＢに直交する方向に移動させる。即ち、第３レンズ群３を光軸ＯＢに直交する方向に移動させ、得られるチャート画像を見ながら、画質が所望の状態となる位置でシャッタユニット９を固定する。この固定は、接着で行われることが好ましい。

これにより、鏡胴４１に収納されている第１、第２レンズ群と、鏡胴４２に収納されている第４、第５レンズ群との間で微小な軸ずれが発生しても、第３レンズ群３を光軸直交方向で調整することにより、光学性能の劣化を防止することができる。なお、この調整は特定のレンズ群に対する調芯であってもよいし、周辺部の結像バランスを調整するものであってもよい。

即ち、全てのレンズ群を組み付けた後で、鏡胴部材内のレンズ群の光軸に微小なズレを生じた場合でも、鏡胴部材の内部に配置され、絞り・シャッタユニットに一体的に固定されたレンズを光軸に直交する方向に移動させ調整できるよう構成することで、良好な結像性能の画像を得ることが可能となる。更に、絞り・シャッタユニットと共に移動させることで、絞り・シャッタユニットの内側の撮像素子側に配置されているような、レンズが露呈しない構成の場合でも、調整を行うことができる。

上記の調整が終了すると、図４に示す、シート材或いは板材で形成された蓋部材３１及び３２を鏡胴４１の開口部を覆うように組み付けて、図３に示すユニット状態のレンズ鏡胴５０となる。

以上説明したように、本実施の形態に係るレンズ鏡胴によれば、鏡胴部材をより小型化することが可能となり、良好な被写体画像の得られるレンズ鏡胴を得ることが可能となり、更に、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。

なお、上記実施の形態においては、撮像装置の例としてカメラを用いて説明したが、これに限るものでなく、携帯電話、ＰＤＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｄｉｇｉｔａｌ Ａｓｓｉｓｔａｎｔ）等に搭載するカメラモジュールをも含むものであるのは勿論である。

本実施の形態に係るレンズ鏡胴を備えた撮像装置の一例であるカメラの主要構成ユニットの内部配置の一例を示す図である。 本実施の形態に係るレンズ鏡胴に収納されている撮像光学系を示す図である。 本実施の形態に係るレンズ鏡胴のユニット状態の概略の斜視図である。 本実施の形態に係るレンズ鏡胴の分解斜視図である。 保持部材により、鏡胴部材を固定した状態を示す斜視図である。

符号の説明

１ 第１レンズ群
２ 第２レンズ群
３ 第３レンズ群
４ 第４レンズ群
５ 第５レンズ群
６ 撮像素子
９ シャッタユニット
２１ 第１モータ
２２ 第２モータ
２３ ネジ
４１ 鏡胴（物体側）
４２ 鏡胴（像面側）
５０ レンズ鏡胴
１００ カメラ

Claims (8)

1. 複数のレンズ群で構成された撮像光学系と、前記撮像光学系を収納した複数の鏡胴部材と、前記撮像光学系のうち少なくとも２つのレンズ群を光軸方向に移動させる駆動源と、を有し、
   前記複数の鏡胴部材は、光軸の物体側と像面側に分割され、
   前記駆動源と一体的に形成された前記駆動源の保持部材により、前記複数の鏡胴部材が固定されていることを特徴とするレンズ鏡胴。
2. 前記保持部材により、前記複数の鏡胴部材の位置決めがなされていることを特徴とする請求項１に記載のレンズ鏡胴。
3. 前記撮像光学系は光学系中に反射面が配置された屈曲光学系であることを特徴とする請求項１又は２に記載のレンズ鏡胴。
4. 前記保持部材は、前記反射面による折り曲げ前後の光軸を含む平面を挟み且つ、折り曲げ後の光軸に沿って配置されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のレンズ鏡胴。
5. 複数のレンズ群で構成された撮像光学系と、前記撮像光学系を収納した鏡胴部材と、を有し、
   前記鏡胴部材に開口部を形成し、前記開口部を用いて、絞りとシャッタの少なくとも一方を有するユニットに一体的に固定されたレンズを、光軸直交方向に移動可能に構成したことを特徴とするレンズ鏡胴。
6. 前記鏡胴部材は、光軸の物体側と像面側に分割されて構成されていることを特徴とする請求項５に記載のレンズ鏡胴。
7. 前記撮像光学系は光学系中に反射面が配置された屈曲光学系であることを特徴とする請求項５又は６に記載のレンズ鏡胴。
8. 請求項１〜７のいずれか１項に記載のレンズ鏡胴を備えたことを特徴とする撮像装置。

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