JP2007212930A - レンズ鏡筒およびレンズ鏡筒製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】
レンズ鏡筒300は、リングギア303と、リンク305と、3群枠ユニット315と、3群ガイドポール70,71と、ベース321とを備えている。リングギア303、リンク305は、モータユニット32の駆動を伝達する。3群枠ユニット315は、第3レンズ群G3を保持し、リンク305との間に設けられたリンクピン309および嵌合孔313を介して、リンク305と機能的に連結される。3群ガイドポール70,71は、3群枠ユニット315を第3レンズ群G3の光軸方向に案内する。ベース321は、3群ガイドポール70,71を実質的に固定する。リンクピン309および嵌合孔313は、3群ガイドポール70,71の案内方向と交差する連結方向に3群枠ユニット315とリンク305との相対位置を近づけることにより、3群枠ユニット315をリンク305に対して連結する構造である。
【選択図】図31
Description
一方、デジタルカメラの分野においては、携帯性能の向上のため、本体の小型化に対する要求がある。このため、本体の小型化に大きく貢献すると考えられる、レンズ鏡筒と撮像素子とを備える撮像装置の小型化が求められている。このような撮像装置の小型化に際しては、ズームレンズ系を光路の途中で折り曲げ、光路長を変化させずに装置の小型化を図る、いわゆる屈曲光学系の提案が行われている。
例えば、特許文献1では、反射鏡を用いて光路を折り曲げる屈曲光学系が開示されている。具体的には、特許文献1に開示されたレンズ鏡筒は、反射鏡の被写体側に、被写体側から順に第1レンズ群および第2レンズ群を備え、反射鏡の撮像素子側に、反射鏡側から順に第3レンズ群と第4レンズ群とを備えている。第1レンズ群は、固定されている。第2レンズ群および第3レンズ群は、それぞれ光軸方向に移動可能であり、それぞれの協働によりズームレンズ系を構成する。第4レンズ群は、フォーカス調整用のレンズである。
また、特許文献3では、屈曲光学系に用いられるレンズ群の構成について開示されている。
具体的には、特許文献1や特許文献2に開示されている構成では、装置の小型化を実現しつつ、高倍率なズームレンズ系を構成することが難しい。さらに、特許文献3に開示されているレンズ構成を採用するとしても、装置の小型化を実現するための構成が開示されておらず、具体的な装置の構成が不明であるという問題がある。
また、レンズ鏡筒の小型化とともに、レンズ鏡筒の組み立てを容易とすることが求められている。
そこで、本発明は、組み立て性のよいレンズ鏡筒を提供することを課題とする。
ここで、連結機構とは、例えば、第1レンズ保持枠または伝達機構のいずれか一方に形成された連結方向孔と、他方に形成され、連結方向孔に回転可能に挿入される連結方向突起とから構成される。駆動手段とは、例えば、駆動力を発生するモータと、発生した駆動力を伝達機構に伝達する駆動ギアなどの駆動力伝達手段とを備えていてもよい。
本発明のレンズ鏡筒では、連結機構を有し、第1レンズ保持枠と伝達機構との連結に際して、案内方向とは交差する連結方向に第1レンズ保持枠と伝達機構との相対位置を近づける。また、第1レンズ保持枠を伝達機構に連結した後、案内手段を第1レンズ保持枠に対して配置し、ベース部材に対して実質的に固定する。これにより、案内手段を第1レンズ保持枠に対して配置した後に、第1レンズ保持枠を伝達機構に連結する場合に比して、第1レンズ保持枠と伝達機構との連結を容易に行うことが可能となる。また、本発明では、連結機構を簡易な構成とすることが可能となり、レンズ鏡筒を小型化することが可能となる。
第3の発明としてのレンズ鏡筒は、ベース部材に設けられ、案内手段の一端を固定する第1固定部材をさらに備えている。第1固定部材には、第1レンズ群を含む撮像光学系を通過した光束を受光し、電気的な画像信号に変換して出力する撮像手段が取り付けられている。
撮像手段は、例えば、電気的に受光するCCD、CMOSなどであってもよいが、これに限定せず、フィルムなどで有ってもよい。
第4の発明としてのレンズ鏡筒は、入射する光束を第1レンズ群の光軸方向に屈曲させる屈曲手段と、ベース部材に設けられ、屈曲手段を固定するとともに案内手段の一端を固定する第2固定部材とをさらに備える。
屈曲手段は、例えば、反射面を有する部材を含み、より詳しくは、プリズム、ミラーなどを含んでもよい。
第5の発明としてのレンズ鏡筒は、少なくとも1枚のレンズを有する第2レンズ群を保持し、駆動手段からの駆動を受け、第2レンズ群を移動させる第2レンズ保持枠をさらに備える。第2レンズ群の移動方向は、案内方向と交差する方向である。
第7の発明としてのレンズ鏡筒製造方法は、伝達機構と、第1レンズ保持枠と、案内手段と、第1固定部材と、第2固定部材と、ベース部材とを有するレンズ鏡筒の製造方法である。伝達機構は、駆動手段の駆動を伝達する。第1レンズ保持枠は、少なくとも1枚のレンズを有する第1レンズ群を保持し、伝達機構との間に設けられた連結機構を介して、伝達機構と機能的に連結される。案内手段は、第1レンズ保持枠に挿通され、第1レンズ群の光軸方向に案内する。第1固定部材は、案内手段の一端を固定する。第2固定部材は、案内手段の他端を固定する。ベース部材は、第1固定部材と第2固定部材とを固定する。レンズ鏡筒製造方法は、ベース部材に伝達機構を配置する工程と、伝達部材が配置されたベース部材に第2固定部材を配置する工程と、ベース部材に配置された伝達機構に対して、連結機構を介して、第1レンズ保持枠を連結する工程と、第1レンズ保持枠を第2固定部材に近接させるとともに、第1レンズ群の光軸に直交する仮想平面上における第1レンズ保持枠の位置決めを行う工程と、一端が第1固定部材に固定された案内手段を、案内手段に沿った方向に移動させ、位置決めされた第1レンズ保持枠に対して配置するとともに、他端を第2固定部材に固定する工程と、第1固定部材をベース部材に固定する工程とを備えている。第1レンズ保持枠を伝達機構に対して連結する際の連結方向は、案内手段に沿った方向と交差する方向である。
第8の発明としてのレンズ鏡筒製造方法では、レンズ鏡筒は、少なくとも1枚のレンズを有する第2レンズ群を保持し、駆動手段からの駆動を受け、第2レンズ群を移動させる第2レンズ保持枠と、第2固定部材に固定され、第2レンズ群を通過する光束を第1レンズ群の光軸方向に屈曲させる屈曲手段とをさらに有する。レンズ鏡筒製造方法は、第2レンズ保持枠を、第2レンズ群の光軸方向に移動させ、第2固定部材に固定する工程をさらに備える。
本発明の実施形態について、図1〜図30を用いて説明する。
本発明のデジタルカメラは、光学系に屈曲光学系を採用するとともに、被写体側のレンズ鏡筒が多段に繰り出し可能に形成されている。これにより、高倍率なズームレンズ系の実現と、装置の小型化の実現とを両立する。
〈2:デジタルカメラについて〉
本発明の第1実施形態のデジタルカメラについて、図1〜図3を用いて説明する。
〔2.1:デジタルカメラの構成〕
図1は、本発明の第1実施形態のデジタルカメラ1の外観を示す斜視図である。
デジタルカメラ1は、撮像装置2と、本体部3とを備えている。撮像装置2は、第1の光軸A1に沿って入射した光束を、第1の光軸A1に直交する第2の光軸A2に沿った方向に屈曲させて撮像素子に導く屈曲光学系を備えている。本体部3は、撮像装置2を収納するとともに、撮像装置2の制御などを行う。
まず、撮像装置2の詳しい構成を説明する前に、本体部3の構成について説明を行う。
なお、以下の説明では、デジタルカメラ1の6面を以下のように定義する。
以上の定義によれば、図1は、前面、上面および左側面を示す斜視図ということになる。
なお、デジタルカメラ1の6面だけでなく、デジタルカメラ1に配置される各構成部材の6面も同様に定義する。すなわち、デジタルカメラ1に配置された状態の各構成部材の6面に対して、上述の定義を適用する。
また、図1に示すように、第1の光軸A1に平行なY軸と第2の光軸A2に平行なX軸とを有する3次元直交座標系(右手系)を定義する。この定義によれば、第1の光軸A1に沿って背面側から前面側に向かう方向がY軸正方向であり、第2の光軸A2に沿って右側面側から左側面側に向かう方向がX軸正方向であり、第1の光軸A1と第2の光軸A2とに直交する直交軸に沿って底面側から上面側に向かう方向がZ軸正方向となる。
〔2.2:本体部の構成〕
図1、図2、図3(a)〜(c)を用いて、本体部3の構成について説明を行う。
図2は、デジタルカメラ1の背面、上面および右側面の外観を示す斜視図である。
図3(a)〜(c)は、本体部3の構成を概略的に示す透視図である。図3(a)は、Y軸方向正側(前面側)に配置される部材の構成を示す透視図であり、図3(b)は、Z軸方向負側(底面側)に配置される部材の構成を示す透視図であり、図3(c)は、Y軸方向負側(背面側)に配置される部材の構成を示す透視図である。
図1〜図3に示すように、本体部3は、撮像装置2を収納する筐体を構成する外装部11およびグリップ部12と、外装部11の表面に配置されるストロボ15,レリーズボタン16、操作ダイアル17および画像表示部18と、外装部11およびグリップ部12から構成される筐体の内部に配置されるメインコンデンサ20、サブ基板21、電池22、メイン基板23およびメモリカード24とから主に構成されている。
さらに、図2に示すように、外装部11の背面には、撮像装置2により撮影される像を撮影者などに視認させる視認手段としての画像表示部18が設けられている。画像表示部18は、例えば、アスペクト比(長辺対短辺の比)が3:2、4:3、16:9などの長方形の外形を有しており、その長辺方向が第2の光軸A2に沿った方向(X軸方向)とほぼ並行するように設けられている。
次に、図3を用いて、本体部3の内部構成について説明を行う。
図3(a)に示すように、本体部3の内部のY軸方向正側には、第2の光軸A2方向(X軸方向正側)に長い撮像装置2がその長手方向を外装部11の長手方向に沿わせるように配置されている。撮像装置2は、被写体に向く第1レンズ群G1を保持する1群枠ユニット41をX軸方向負側にして本体部3に配置されている。これにより、第1レンズ群G1からグリップ部12までのX軸方向距離を確保している。
さらに、撮像装置2のZ軸方向正側には、ストロボ15と、メインコンデンサ20と、サブ基板21とが配置されている。メインコンデンサ20は、後述する電池22からの充電により、ストロボ15に閃光エネルギーを与える。サブ基板21は、後述する電池22からの電力を必要に応じて変圧したり、ストロボ15の制御を行う。また、グリップ部12の内部のY軸方向正側には、デジタルカメラ1を動作させるため電源としての電池22が配置されている。
さらに、図3(b)および(c)に示すように、撮像装置2のY軸方向負側には、メイン基板23が配置されている。メイン基板23には、撮像装置2からの画像信号を処理する画像処理回路や、撮像装置2を制御するための制御回路などが実装されている。また、電池22のY軸方向負側には、メモリカード24が配置されている。メモリカード24は、撮像装置2からの画像信号を記録する。
〈3:撮像装置について〉
〔3.1:撮像装置の構成について〕
デジタルカメラ1に搭載されている撮像装置2の構成について、図4を用いて説明を行う。
図4は、撮像装置2の組み立て斜視図である。図4(a)は、撮像装置2の前面、上面および左側面を示す斜視図であり、図4(b)は、撮像装置2の前面、上面および右側面を示す斜視図である。
撮像装置2は、光学系35を有するレンズ鏡筒31と、レンズ鏡筒31を駆動するズームモータ36を有するモータユニット32と、レンズ鏡筒31を通過した光束を受光する撮像手段としてのCCD37を有するCCDユニット33とから構成されている。
レンズ鏡筒31は、機構的には、第1の光軸A1方向に多段に繰り出し可能かつ沈胴可能な多段沈胴式のレンズ枠を有する点に特徴を有しており、光学的には、屈曲光学系を構成する光学系35を有する点に特徴を有している。光学系35は、光学3倍ズームを超える高倍率ズーム(例えば、6倍〜12倍程度の光学ズーム)を実現する5群12枚の光学素子(レンズおよびプリズム)を備えている。このような構成により、レンズ鏡筒31は、第1の光軸A1に沿って入射する光束を取り込み、第1の光軸A1に沿って入射した光束を、第1の光軸A1に交差する第2の光軸A2に沿った方向に屈曲させ、さらに、第2の光軸A2に沿った方向に屈曲された光束をCCD37に導く。
CCDユニット33は、レンズ鏡筒31を通過した光束を受光し、電気的な信号に変換するCCD37と、CCD37をレンズ鏡筒31に固定するためのCCD板金38と、CCD37をメイン基板23(図3参照)に電気的に接続するFPC(図示せず)とから主に構成されている。
〔3.2:光学系について〕
(3.2.1:光学系の構成について)
撮像装置2の詳細な構成を説明する前に、レンズ鏡筒31が備える光学系35の構成について、図5〜図8を用いて説明する。
図5〜図8に示すように、光学系35は、被写体側から順に、第1レンズ群G1、第2レンズ群G2、露光調整部材St(図6または図8参照)、第3レンズ群G3、第4レンズ群G4、第5レンズ群G5およびIRフィルタF1(図6または図8参照)から構成されており、第1レンズ群G1から入射する光束が、各レンズ群G1〜G5およびIRフィルタF1を通過し、CCD37に導かれるように構成されている。また、各レンズ群G1〜G5は、それぞれのレンズ群間の間隔を変化させることにより、ズームレンズ系を構成している。
第1レンズ群G1は、全体として正のパワーを有するレンズ群であり、第1の光軸A1上に被写体側から順に配置される第1レンズL1と、第2レンズL2と、第3レンズL3とを備えている。
第2レンズ群G2は、全体として負のパワーを有するレンズ群であり、第1の光軸A1上に配置される第4レンズL4と、第1の光軸A1に沿って入射した光束を第1の光軸A1に略直交する第2の光軸A2に沿った方向に屈曲させるプリズムL5と、第2の光軸A2上に配置される第6レンズL6と、第7レンズL7とを備えている。
第4レンズL4は、被写体側に凸面を向けた凹メニスカスレンズである。プリズムL5は、第1の光軸A1に沿って入射した光束を第1の光軸A1に略直交する第2の光軸A2に沿った方向に反射させる反射面L5a(図6または図8参照)を有している。なお、ここでは、プリズムL5、特に内部反射プリズムを用いたが、同様の機能を奏する表面反射プリズム、内部反射鏡、表面反射鏡のいずれを採用してもよい。第6レンズL6は、両凹レンズである。第7レンズL7は、両凸レンズである。
露光調整部材St(図6または図8参照)は、第2の光軸A2上に配置され、第2の光軸A2に沿ってCCD37に入射する光の量を調整する絞りやシャッターなどの部材である。
第8レンズL8は、プリズムL5側に凸面を向けた平凸レンズである。第9レンズL9は、両凸レンズである。第10レンズL10は、両凹レンズである。
第4レンズ群G4は、焦点調節用のレンズ群であり、第2の光軸A2上に配置される第11レンズL11を備えている。第11レンズL11は、プリズムL5側に凸面を向けた凸メニスカスレンズである。
第5レンズ群G5は、第2の光軸A2上に配置される第12レンズL12を備えている。第12レンズL12は、両凸レンズである。
IRフィルタF1(図6または図8参照)は、CCD37に入射する赤外領域の不可視光をカットするフィルタである。なお、光学系35は、IRフィルタF1の第2の光軸A2方向(X軸方向正側)に、光学ローパスフィルタを配置していてもよい。光学ローパスフィルタは、CCD37に入射する光束の空間周波数の高い成分を取り除き、偽色を解消するためのフィルタである。
なお、各レンズ群G1〜G5を構成するレンズの構成は、上述のものに限らず、同様の光学的効果を奏する構成で有れば、他のレンズ構成を採用することも可能である。
図6と図8とを参照して、光学系35の動作について説明する。
上述のように、図6は、光学系35が広角端に位置する場合の各レンズ群G1〜G5の配置を示し、図8は、光学系35が望遠端に位置する場合の各レンズ群G1〜G5の配置を示す。
第1レンズ群G1は、第1の光軸A1方向に移動可能であり、光学系35が広角端に位置する場合は、可動範囲のうち第2レンズ群G2に対する最近接位置に位置し(図6参照)、光学系35が望遠端に位置する場合は、可動範囲のうち第2レンズ群G2に対する最離隔位置に位置する(図8参照)。
第2レンズ群G2は、図6と図8とで示すように、光学系35の広角端から望遠端のズーミングに際して、CCD37に対して相対的に静止している。
第3レンズ群G3は、露光調整部材Stとともに、第2の光軸A2方向に移動可能であり、光学系35が広角端に位置する場合は、可動範囲のうち第2レンズ群G2に対する最離隔位置に位置し(図6参照)、光学系35が望遠端に位置する場合は、可動範囲のうち第2レンズ群G2に対する最近接位置に位置する(図8参照)。
第5レンズ群G5およびIRフィルタF1は、図6と図8とで示すように、光学系35の広角端から望遠端のズーミングに際して、CCD37に対して相対的に静止している。
各レンズ群G1〜G5は、それぞれ上述のように動作する。特に、第1レンズ群G1と第3レンズ群G3とは、それぞれ連動して移動し、CCD37における結像倍率を変化させる。
なお、レンズ鏡筒31では、多段沈胴式のレンズ枠の沈胴時の各レンズ群G1〜G5の配置を、光学系35が広角端に位置する場合の各レンズ群G1〜G5の配置と一致させている。
〈4:レンズ鏡筒について〉
〔4.1:レンズ鏡筒の構成について〕
撮像装置2の構成、主に、レンズ鏡筒31の構成について、図9を用いて説明する。
図9は、図4(a)と同じ視点から見た撮像装置2の分解斜視図である。
1群枠ユニット41は、第1の光軸A1上に配置される第1レンズ群G1と、第1レンズ群G1を保持する1群枠50と、1群枠50を第1の光軸A1方向(Y軸方向)に移動可能に支持する駆動枠51と、駆動枠51を第1の光軸A1方向(Y軸方向)に移動可能に支持する固定枠52と、固定枠52とベースユニット43との間にY軸方向に沿って回転可能に配置され、モータユニット32の駆動力を駆動枠51に伝達する駆動ギア53とから主に構成される。
固定枠52は、第2レンズ群G2を保持する2群枠ユニット42に固定される。この固定に際しては、第1レンズ群G1の光軸と第2レンズ群G2の第4レンズL4の光軸とが一致するようにZ軸方向およびX軸方向の位置決めが行われている。
ベースユニット43は、レンズ鏡筒31の筐体を構成するベース55と、ベース55とともに筐体を構成し、ベース55の前面側を覆うカバー56と、ベース55に固定された2群枠ユニット42と、ベース55およびカバー56により構成される筐体の内部に収納される3群枠ユニット44を第2の光軸A2方向(X軸方向)に沿って移動させる3群移動機構57と、3群枠ユニット44のX軸方向位置を検知するフォトセンサ58とから主に構成されている。
3群枠ユニット44は、第2の光軸A2上に設けられ、シャッター動作および絞り動作を行う露光調整部材Stを備えるシャッターユニット60と、第3レンズ群G3と、第3レンズ群G3をY軸方向およびZ軸方向に移動可能に保持する像振れ補正機構61と、シャッターユニット60と像振れ補正機構61とを支持する3群枠62とから主に構成されている。
3群枠62は、ベースユニット43の3群移動機構57に固定され、X軸方向に駆動される。この固定に際しては、第3レンズ群G3が可動範囲の可動中心に位置する場合の光軸と、第2レンズ群G2の第6レンズL6および第7レンズL7の光軸とが一致するようにY軸方向およびZ軸方向の位置決めが行われている。さらに、3群枠62は、後述するマスターフランジユニット46からX軸方向負側に延びる3群ガイドポール70,71に摺動可能に嵌合している。これにより、3群枠ユニット44は、X軸方向すなわち第2の光軸A2方向にのみ移動可能となる。
4群枠66は、後述するマスターフランジユニット46からX軸方向負側に延びる4群ガイドポール72,73に摺動可能に嵌合している。これにより、4群枠66は、第4レンズ群G4の光軸と第2レンズ群G2の第6レンズL6および第7レンズL7の光軸とが一致するようにY軸方向およびZ軸方向に位置決めされるとともに、X軸方向すなわち第2の光軸A2方向にのみ移動可能となる。
マスターフランジユニット46は、第5レンズ群G5と、第5レンズ群G5を保持するマスターフランジ75と、マスターフランジ75に固定され、X軸方向負側に延びる3群ガイドポール70,71および4群ガイドポール72,73と、クッションゴム80を介してX軸方向正側から取り付けられたIRフィルタF1と、コイル68との協働により4群枠ユニット45に駆動を発生させる磁性部材76と、センサーマグネット67の磁気を検知し4群枠ユニット45のX方向位置をセンシングするMRセンサ77とから主に構成されている。
以下、レンズ鏡筒31を構成する各部の詳細について説明する。
〔4.2:1群枠ユニットについて〕
(4.2.1:1群枠ユニットの構成について)
図10を用いて、1群枠ユニット41の詳細な構成について説明する。
図10は、1群枠ユニット41の分解斜視図である。1群枠ユニット41は、第1レンズ群G1を多段沈胴式の枠体で支持するユニットである。
図10に示すように、1群枠ユニット41は、第1レンズ群G1と、第1レンズ群を保持する1群枠50と、1群枠50に取り付けられた1群DR(デザインリング)54と、1群枠50を移動可能に支持する駆動枠51と、駆動枠51を移動可能に支持する固定枠52と、駆動枠51にモータユニット32(図9参照)からの駆動を伝達する駆動ギア53とから構成されている。
1群枠50は、筒状部102と、フランジ部103と、カムピン104a〜104cと、延長部105a,105bと、係合部106a,106bと有している。
筒状部102は、第1レンズ群G1が取り付けられる環状の内周面101を有する。フランジ部103は、筒状部102のY軸方向負側の縁部において形成され、筒状部102よりも径大の外周面を有している。カムピン104a〜104cは、フランジ部103の外周面の周方向複数箇所(例えば、3箇所:例えば、Y軸方向正側から見て3時、7時、11時の位置)において、それぞれ周方向に所定角度(例えば、120度)離隔して設けられており、第1の光軸A1の放射方向に突起する。延長部105a,105bは、フランジ部103のY軸方向負側の縁部の周方向2箇所(例えば、Y軸方向正側から見て1時の位置と5時の位置)を中心として所定の周方向幅(例えば、30度)を持って形成された、Y軸方向負側に向かって延びる弧状の部材である。係合部106a,106bは、延長部105a,105bのそれぞれの先端において、第1の光軸A1の放射方向に延びるように形成されており、その放射方向先端かつX軸方向正側の端部には、他の部分よりも周方向幅が狭い先端部107a,107bが形成されている。
カムピン111a〜111cは、筒状部110の外側面115の周方向複数箇所(例えば、3箇所:例えば、Y軸方向正側から見て1時、5時、9時の位置)において、それぞれ周方向に所定角度(例えば、120度)離隔して設けられており、第1の光軸A1の放射方向に突起する。リングギア112は、筒状部110のY軸方向負側の縁部の周方向一部(例えば、Y軸方向正側から見て1時の位置から5時の位置)において、歯先を外側面115よりも第1の光軸A1の放射方向に突出させて、筒状部110と一体的に形成されている。カムピン111a〜111cの先端を結ぶ仮想円の半径は、リングギア112の歯先を結ぶ仮想円の半径よりも大きく形成されている。
筒状部110およびリングギア112の環状の内側面116は、1群枠50のフランジ部103の半径よりも大きい半径を有するとともに、1群枠50のカムピン104a〜104cの先端を結ぶ仮想円の半径よりも小さい半径を有している。このため、1群枠50は、カムピン104a〜104cを内側面116に形成されたカム溝118a〜118cにカム係合させることにより、駆動枠51の内側に配置可能となっている。
カム溝118a〜118cは、内側面116の周方向に所定角度(例えば、120度)隔離して形成されている。それぞれのカム溝118a〜118cは、内側面116のY軸方向負側の端部3箇所(例えば、3時、7時、11時の位置)に開口し、カムピン104a〜104cをカム溝118a〜118cに導入するための導入端を有している。また、それぞれのカム溝118a〜118cは、それぞれの導入端からY軸方向正側に延びる導入溝119a〜119cと、導入溝119a〜119cに連続しY軸方向正側から見て時計回りおよびY軸方向正側に向かって延びる傾斜溝120a〜120cとを有している。なお、内側面116のリングギア112側に導入端を形成するカム溝118aの導入溝119aは、他の導入溝119bおよび119cに比して、リングギア112のY軸方向幅の大きさだけY軸方向長さが長くなっている。
筒状部125の外側面130の周方向所定位置(例えば、Y軸方向正側から見て2時の位置)には、第1の光軸A1の放射方向に突起する突起部140と、突起部140のY軸方向負側から延びるとともに、筒状部125を第1の光軸A1の放射方向に貫通する貫通溝141とが形成されている。突起部140は、駆動ギア53の駆動軸のY軸方向正側の端部を軸支する。なお、駆動ギア53の駆動軸のY軸方向負側の端部は、後述する固定部145cにより軸支される。これにより、駆動ギア53の両端は、固定枠52上に軸支され、固定枠52の加工精度と同程度の精度でY軸方向に沿って配置される。貫通溝141には、Y軸方向に沿って駆動ギア53が配置される。駆動ギア53の歯先は、筒状部125の内側にまで進入しており、固定枠52の内側に配置される駆動枠51のリングギア112に噛合する。
また、筒状部125のY軸方向正側の縁部には、第1の光軸A1の放射方向内側に延びる環状のフランジ部142が形成されている。フランジ部142の内側面の半径は、駆動枠51の筒状部110の外側面115の半径とほぼ同じ大きさに形成されている。これにより、駆動枠51と固定枠52との第1の光軸A1の放射方向隙間から、レンズ鏡筒31の内部に不要光が進入することが防止されている。
延長部126a,126bは、筒状部125のY軸方向負側の縁部の周方向2箇所に所定の周方向幅を持って形成された、Y軸方向負側に向かって延びる弧状の部材である。より詳細には、延長部126a,126bは、Y軸方向正側から見て12時の位置と6時の位置とにそれぞれのX軸方向正側の端部を有し、周方向に所定の幅を持って形成されている。ここで、所定の幅とは、延長部126a,126bの内側面127に、後述するカム溝128a,128bの導入溝131a,131bと直進溝129a,129bとをそれぞれ形成するのに十分な幅である。
延長部126aのY軸方向負側の端部には、第1の光軸A1の放射方向外側に延びる固定部145cが形成されている。固定部145cは、駆動ギア53の駆動軸のY軸方向負側の端部を軸支し、後述するベース55の駆動軸収納部175に収納される。延長部126aと延長部126bとの周方向中間部には、延長部126aに隣接して、第1の光軸A1の放射方向外側に延びる固定部145dが形成されている。固定部145dは、モータユニット32の前面に対して位置決めされるとともに、螺子などにより固定される。さらに、延長部126bの周方向に隣接して、第1の光軸A1の放射方向外側に延びる固定部145eが形成されている。固定部145eは、後述する2群枠ユニット42の固定部165dに対して位置決めされるとともに、螺子などにより固定される。
カム溝128a〜128cは、内側面127の周方向に所定角度(例えば、120度)隔離して形成されている。それぞれのカム溝128a〜128cは、内側面127のY軸方向負側の端部3箇所(例えば、1時、5時、9時の位置)に開口し、カムピン111a〜111cをカム溝128a〜128cに導入するための導入端を有している。また、それぞれのカム溝128a〜128cは、それぞれの導入端からY軸方向正側に延びる導入溝131a〜131cと、導入溝131a〜131cに連続し、Y軸方向正側から見て反時計回りおよびY軸方向正側に向かって延びる傾斜溝132a〜132cとを有している。なお、延長部126a,126bのY軸方向負側の端部にそれぞれの導入端を形成するカム溝128a,128bの導入溝131a,131bは、他の導入溝131cに比して、延長部126a,126bのY軸方向長さだけY軸方向長さが長くなっている。
(4.2.2:1群枠ユニットの動作について)
上述の構成を有する1群枠ユニット41の動作について説明する。
まず、光学系35が広角端に位置する場合(図5または図6参照)、1群枠50は、カムピン104a〜104cのそれぞれが駆動枠51の導入溝119a〜119cのY軸方向正側の端部にカム係合する状態で、駆動枠51の内側に配置されている。さらに、駆動枠51は、カムピン111a〜111cのそれぞれが固定枠52の導入溝131a〜131cのY軸方向正側の端部にカム係合する状態で、固定枠52の内側に配置されている。また、固定枠52の直進溝129a,129bのY軸方向負側の端部近傍には、1群枠50の先端部107a,107bがカム係合している。
このとき、1群枠50の筒状部102、駆動枠51の筒状部110、固定枠52の筒状部125のそれぞれのY軸方向正側の端部は、そのY軸方向位置をほぼ一致させており、1群枠ユニット41のそれぞれ構成の配置状態は、撮像装置2の不使用時における1群枠ユニット41の配置状態(沈胴状態)と同じ状態になっている。
最後に、光学系35が望遠端に位置する場合、1群枠50は、カムピン104a〜104cのそれぞれが駆動枠51の傾斜溝120a〜120cのY軸方向正側の端部にカム係合する状態で、筒状部102の大部分を駆動枠51の筒状部110よりもY軸方向正側に繰り出している。さらに、駆動枠51は、カムピン111a〜111cのそれぞれが固定枠52の傾斜溝132a〜132cのY軸方向正側の端部にカム係合する状態で、筒状部110の大部分を固定枠52の筒状部125よりもY軸方向正側に繰り出している。すなわち、光学系35が望遠端に位置する場合には広角端に位置する場合に比して、第1レンズ群G1は、1群枠50と駆動枠51との間に構成される円筒カム機構のリフト量と、駆動枠51と固定枠52との間に構成される円筒カム機構のリフト量との合計だけY軸方向正側に移動する。なお、この状態で、1群枠50の先端部107a,107bは、直進溝129a,129bのY軸方向正側の端部近傍に位置している。すなわち、第1レンズ群G1は、光学系35が広角端に位置する場合に比して、ほぼ直進溝129a,129bのY軸方向長さ分だけ第1の光軸A1方向に移動している。
〔4.3:ベースユニットについて〕
(4.3.1:ベースユニットの構成について)
図11を用いて、ベースユニット43の構成について説明する。
図11は、ベースユニット43の分解斜視図である。ベースユニット43は、第1の光軸A1に沿って入射する光束を第1の光軸A1に直交する第2の光軸に沿った方向に屈曲させる第2レンズ群G2を保持する。また、ベースユニット43は、第1レンズ群G1とともにズームレンズ系を構成する第3レンズ群G3(図5〜図8参照)を第2の光軸A2方向に移動するための機構を備える。
図11では、図9を用いて説明したベースユニット43の構成のうち、2群枠ユニット42と、2群枠ユニット42をY軸方向負側から固定的に支持するベース55と、2群枠ユニット42とベース55とのY軸方向中間に配置され、ベース55に取り付けられる3群移動機構57とを図示している。
(4.3.2:2群枠ユニットの構成について)
図11〜図13を参照して、2群枠ユニット42の構成について説明する。
図12は、2群枠ユニット42の分解斜視図である。
図13は、第1の光軸A1および第2の光軸A2を含む平面による2群枠ユニット42の断面図である。
図12に示すように、2群枠ユニット42は、第2レンズ群G2と、第2レンズ群G2を保持する2群枠150と、2群枠150を支持し、ベース55に取り付けられる支持部151とを有している。
第2レンズ群G2の詳細は、図5〜図8を用いて説明したので、ここでは省略する。
2群枠150は、第4レンズL4を保持する第4レンズ保持枠155と、プリズムL5を保持するプリズム保持枠156と、第6レンズL6を保持する第6レンズ保持枠157と、第7レンズL7を保持する第7レンズ保持枠158と、から主に構成されている。
第4レンズ保持枠155は、第4レンズL4の半径とほぼ一致する半径を有し、Y軸方向に延びる環状の内周面155aを有する。第4レンズL4は、内周面155aに嵌合して配置され、接着などにより固定される。また、内周面155aのY軸方向負側の端部の内周側には、Y軸に直交し、第4レンズL4をY軸方向正側に向かって支持する支持面155b(図13参照)が形成されている。第4レンズL4は、Y軸方向負側の面がこの支持面155bに当接するように配置され、Y軸方向(第1の光軸A1方向)に位置決めされる。
第6レンズ保持枠157は、プリズム保持枠156のX軸方向正側において、プリズム保持枠156と一体に形成されている。第6レンズ保持枠157は、第6レンズL6の半径とほぼ一致する半径を有し、X軸方向に延びる環状の内周面157aを有する。第6レンズL6は、内周面157aに嵌合して配置され、接着などにより固定される。また、内周面157aのX軸方向負側には、プリズムL5の出射面L5dが位置しており(図13参照)、第6レンズL6は、X軸方向負側の面が出射面L5dに当接するように配置され、X軸方向(第2の光軸A2方向)に位置決めされる。
第7レンズ保持枠158のX軸方向正側の端面には、中心部に開口を有する板状部材である開口部材159が螺子などにより固定されている。開口部材159は、第2の光軸A2に沿って2群枠ユニット42から出射する光のうち、不要な方向に向かう不要光を遮断するための部材である。開口部材159は、ほぼ中心部に円形の開口を有しており、その開口の中心と第2の光軸A2とが一致するように第7レンズ保持枠158に取り付けられる(図13参照)。さらに、開口部材159は、その開口の開口縁で、第7レンズL7をX軸方向負側に支持する。
第1部材163は、X軸方向正側を向く面に、4群ガイドポール73(図9参照)を嵌合固定するための孔部163aを有している。
第2部材164は、X軸方向正側を向く面の孔部163aとほぼ同じY軸方向位置において、3群ガイドポール71(図9参照)を嵌合固定するための孔部164aを有している。また、第2部材164は、Z軸方向正側の端部において、2群枠ユニット42をベース55に固定するための固定部164bを形成するとともに、1群枠ユニット41を2群枠ユニット42に固定するための固定部164cを形成する。固定部164bは、ベース55に形成される固定部171aに対して位置決めされ、螺子などにより固定される。固定部164cは、1群枠ユニット41の固定枠52に形成される固定部145aに対して位置決めされ、螺子などにより固定される。
第3部材165は、2群枠150のY軸方向負側の端部近傍からZ軸方向負側に向かって形成されており、X軸方向正側を向く面に、Z軸方向正側から順に、4群ガイドポール72とを嵌合固定するための孔部165a(図11参照)と、3群ガイドポール70を嵌合固定するための孔部165bとを有している。また、第3部材165は、Z軸方向負側の端部において、2群枠ユニット42をベース55に固定するための固定部165cを形成するとともに、1群枠ユニット41を2群枠ユニット42に固定するための固定部165dを形成する。固定部165cは、ベース55に形成される固定部171bに対して位置決めされ、螺子などにより固定される。固定部165dは、1群枠ユニット41の固定枠52に形成される固定部145eに対して位置決めされ、螺子などにより固定される。
固定部168aは、モータユニット32の背面側に設けられた固定部に対して、位置決めされ、固定される。
固定部168bは、ベース55に形成される固定部171cに対して位置決めされ、螺子などにより固定される。
(4.3.3:ベースの構成について)
図11を用いて、ベース55の構成について説明する。
ベース55は、レンズ鏡筒31の背面を構成する背面170と、背面170からY軸方向正側に延びる側面171とから主に構成されている。
背面170には、後述する3群移動機構57のリングギア180の中心孔180aを軸支するための軸受部172と、後述する3群移動機構57のロッドユニット182のX軸方向へ並進運動をガイドするためのガイドピン173a,173bと、ロッドユニット182のX軸方向への移動を規制する規制部174と、駆動ギア53を収納する駆動軸収納部175とが形成されている。
ガイドピン173a,173bは、X軸方向およびZ軸方向にそれぞれ所定の間隔を有するように形成されたY軸方向正側に突起する部材であり、ロッドユニット182の長手方向に沿って形成された案内溝183a,183bにそれぞれ挿入され、ロッドユニット182のX軸方向への移動を案内する。
規制部174は、X軸方向に延びる有底の長手溝であり、そのX軸方向両端には、規制部174の溝底からY軸方向正側に立ち上がる端部174a,174bが形成されている。
駆動軸収納部175は、1群枠ユニット41の駆動ギア53および駆動ギア53を軸支する固定部145cを収納する。
側面171には、2群枠ユニット42をベース55に固定するための固定部171a〜171cが形成されている。固定部171a,171b,171cは、それぞれ2群枠ユニット42の固定部164b,165c,168bに対して位置決めされ、螺子などにより固定される。
図11を用いて、3群移動機構57の構成について説明する。3群移動機構57は、モータユニット32(図9参照)からの駆動を受けて駆動され、3群枠ユニット44を第2の光軸A2に沿った方向に移動させるための機構である。
3群移動機構57は、モータユニット32から駆動ギア53を介して伝達される回転駆動を第2の光軸A2に沿った方向の駆動へと変換するためのリングギア180と、3群枠ユニット44と一体的に第2の光軸A2に沿った方向に並進運動可能なロッドユニット182と、リングギア180とロッドユニット182とを機能的に連結するリングギアピン181とから主に構成されている。
リングギア180は、駆動ギア53に噛合するように外周に円弧状に歯が形成された板状の部材であり、所定の回転角度範囲で回転運動する。リングギア180は、回転中心に中心孔180aを有しており、中心孔180aをベース55の軸受部172に嵌合させることによりベース55に取り付けられる。
リングギアピン181は、所定のY軸方向長さを有する円柱状部材であり、Y軸方向負側の端部がカシメなどによりリングギア180に固定されている。
図14を用いて、ロッドユニット182の構成を説明する。図14は、ロッドユニット182の分解斜視図である。
図14に示すように、ロッドユニット182は、ロッド183と、ロッド183に固定される圧着バネ186と、ロッド183に圧着バネ186を固定するためのバネピン187と、圧着バネ186の圧着動作を規制する圧着バネ規制ピン185とから主に構成されている。圧着バネ186と、バネピン187と、圧着バネ規制ピン185とにより、リングギア180とロッドユニット182とを弾性的に連結する弾性連結機構が構成されている。
ロッド183は、X軸方向に長い板状部材である。ロッド183には、長手方向に延びる2本の案内溝183a,183bと、案内溝183bのX軸方向正側に形成されている貫通孔183cと、案内溝183a,183bのX軸方向負側に形成されている係合孔183dとが形成されている。
案内溝183a,183bには、図11を用いて説明したように、ベース55に形成されるガイドピン173a,173bがそれぞれ挿通される。案内溝183aと案内溝183bとは、ガイドピン173aとガイドピン173bとのZ軸方向距離と同じ距離だけZ軸方向に離れて形成されている。これにより、ロッド183の運動は、X軸方向への並進運動のみに規制されている。
係合孔183dには、リングギアピン181がY軸方向負側から挿入される。係合孔183dは、Z軸方向に延び、リングギアピン181の直径よりも大きいX軸方向幅を有する第1係合孔183eと、第1係合孔183eのZ軸方向正側に連続して形成される第1係合孔183eよりもX軸方向に幅広な第2係合孔183fとから構成される。
圧着バネ186は、コイル186aと、コイル186aから延びる2本の腕部186b,186cとから構成されるねじりコイルばねなどである。圧着バネ186は、コイル186aを巻き込むように弾性変形される場合に、それぞれの腕部186b,186cがお互いに向かう方向に荷重を支持することができるように形成されている。
バネピン187は、圧着バネ186のコイル186aに挿通され、一端がロッド183に形成された孔に嵌めあわされて固定される部材であり、圧着バネ186をロッド183に固定する。バネピン187は、第1係合孔183eのZ軸方向負側に配設される。
圧着バネ規制ピン185は、圧着バネ186を所定の弾性変形状態に維持するための部材であり、腕部186bと腕部186cとの間に配置され、それぞれの腕部186b,186cから他方の腕部186c,186bに向かう方向への圧着力を受ける。圧着バネ規制ピン185は、第1係合孔183eのZ軸方向負側に配置される。また、圧着バネ規制ピン185における圧着バネ186との当接面のX軸方向幅は、第1係合孔183eのX軸方向幅よりも広くなっている。
図15に示すように、ロッドユニット182では、圧着バネ186は、バネピン187によりロッド183に固定されている。圧着バネ186は、弾性変形された状態で、それぞれの腕部186b,186cの間に圧着バネ規制ピン185を介在させて固定されている。この取り付け状態では、X軸方向正側に位置する腕部186bは、圧着バネ規制ピン185のX軸方向正側の面に当接し、圧着バネ規制ピン185に対してX軸負側に向かう方向の圧着力を作用させている。一方、X軸方向負側に位置する腕部186cは、圧着バネ規制ピン185のX軸方向負側の面に当接し、圧着バネ規制ピン185に対してX軸正側に向かう方向の圧着力を作用させている。
ロッドユニット182の係合孔183dには、圧着バネ186の腕部186bと腕部186cとのX軸方向中間において、リングギア180(図11参照)に固定されたリングギアピン181がY軸方向負側から挿入されている。これにより、リングギア180が回転駆動されリングギアピン181のX軸方向位置が変化すると、ロッド183は、係合孔183dの孔縁をリングギアピン181の外周に摺動させつつX軸方向に駆動される。
ロッド183の貫通孔183cは、ベース55に形成される規制部174のY軸方向正側に対向するように位置している。貫通孔183cには、後述する3群枠ユニット44の突起部65がY軸方向正側から挿入されている。突起部65の先端は、ロッド183のY軸方向負側に突出し、さらに規制部174にまで進入している。
図16に、3群枠ユニット44の突起部65とロッド183と規制部174との係合状態を示す。図に示すように、3群枠ユニット44の3群枠62に形成されたY軸方向負側に突起する突起部65は、ロッド183に形成された貫通孔183cに挿入されており、さらに、その先端は、ベース55の規制部174に進入している。
これにより、ロッド183は、X軸方向正側には、突起部65が端部174aに当接する位置まで移動可能であり、X軸方向負側には、突起部65が端部174bに当接する位置まで移動可能である(図11または図15参照)。
(4.3.5:ベースユニットの動作について)
図17〜図22を用いて、ベースユニット43の動作、特に、3群移動機構57の動作について説明する。
係合孔183dの第1係合孔183eのX軸方向幅W1は、リングギアピン181の直径dよりも大きい。さらに、圧着バネ規制ピン185の圧着バネ186との当接面のX軸方向幅W2は、第1係合孔183eのX軸方向幅W1よりも大きい。このため、リングギアピン181が、第1係合孔183eに挿入された状態では、圧着バネ186の腕部186b,186cは圧着バネ規制ピン185のX軸方向両端の当接面に当接する。よって、リングギアピン181が、第1係合孔183eに位置する場合には、圧着バネ186の圧着力は、リングギアピン181に作用しない。
一方、リングギアピン181が係合孔183dの縁部に沿って第1係合孔183eよりもX軸方向に幅広の第2係合孔183fに移動すると、リングギアピン181は、第2係合孔183fの縁部に当接するとともに、圧着バネ186の腕部186bまたは腕部186cに当接する。よって、リングギアピン181が、第2係合孔183fに位置する場合には、圧着バネ186の圧着力は、リングギアピン181に作用する。
一方、リングギアピン181が第2係合孔183fのX軸方向負側に位置する場合、X軸方向負側の腕部186cは、リングギアピン181によりX軸方向負側に弾性変形され、腕部186cは、圧着バネ規制ピン185のX軸方向負側の当接面から離間する。このため、圧着バネ186の圧着力は、X軸方向正側の腕部186bから圧着バネ規制ピン185のX軸方向正側の当接面に作用する。この結果、ロッド183は、圧着バネ規制ピン185を介して、X軸方向負側に向かう方向の押圧力を受ける。
図18〜図22を用いて、上述した弾性連結機構により連結されたリングギア180とロッド183との動作について説明する。
図18は、光学系35が広角端に位置する場合のリングギア180の回転角度と、それに応じた弾性連結機構の動作とロッド183の動作とを示している。図19〜図21は、光学系35が広角端から望遠端に移動する場合のリングギア180の回転角度と、それに応じた弾性連結機構の動作とロッド183の動作とを示している。特に、図20は、光学系35が広角端と望遠端との中間位置であるノーマル位置に位置する場合のリングギア180の回転角度と、それに応じた弾性連結機構の動作とロッド183の動作とを示している。図22は、光学系が望遠端に位置する場合のリングギア180の回転角度と、それに応じた弾性連結機構の動作とロッド183の動作とを示している。
なお、本実施形態では、光学系35を広角端に位置させた状態は、撮像装置2の不使用時における光学系35の配置状態(沈胴状態)と同じ状態になっている。このため撮像装置2の不使用時においてロッド183を確実に固定することが可能となる。
図19〜図21では、リングギア180は、Y軸方向正側から見て時計回り方向の端部から反時計回り方向に回転駆動されている。図19は、リングギア180がY軸方向正側から見て時計回り方向の端部近傍に位置する場合を示している。図20は、リングギア180が可動範囲の中間位置に位置する場合を示している。図21は、リングギア180がY軸方向正側から見て反時計回り方向の端部近傍に位置する場合を示している。
図22では、リングギア180は、Y軸方向正側から見て反時計回り方向の端部に位置している。この場合、リングギア180に固定されるリングギアピン181は、X軸方向への可動範囲のうち負側の端部に位置するとともに、ロッド183の第2係合孔183fのX軸方向負側に係合している。図17を用いて説明したように、リングギアピン181が第2係合孔183fのX軸方向負側に位置する場合、圧着バネ186は、ロッド183をX軸方向負側に押圧している。一方、ロッド183に挿入されベース55の規制部174に係合する3群枠ユニット44の突起部65は、規制部174のX軸方向負側の端部174bに当接しており、X軸方向負側への移動が規制されている。よって、光学系35が望遠端に位置する場合には、ロッド183は、X軸方向負側への移動が規制されているとともに、X軸方向負側に押圧されることで確実に固定されている。
〔4.4:3群枠ユニットについて〕
図23を用いて、3群枠ユニット44の詳細な構成について説明する。
第3レンズ群G3の詳細は、図5〜図8を用いて説明したので、ここでは省略する。
シャッターユニット60は、第2の光軸A2上に設けられCCD37(図9参照)の露光量および露光時間を制御するための絞りやシャッターである露光調整部材Stを備える本体部201と、本体部201のZ軸方向正側においてX軸方向負側に向かって突出して備えられている絞り用アクチュエータ202と、本体部201のZ軸方向負側においてX軸方向負側に向かって突出して備えられているシャッター用アクチュエータ203と、から主に構成されている。絞り用アクチュエータ202とシャッター用アクチュエータ203とは、第2の光軸A2を挟んでZ軸方向に離隔して設けられている。シャッターユニット60は、後述する像振れ補正機構61を挟んで、3群枠62に固定される。
像振れ補正機構61は、第3レンズ群G3を保持し、3群枠62に対してZ軸方向(ピッチング方向)およびY軸方向(ヨーイング方向)に移動可能なピッチング移動枠205と、ピッチング移動枠205のX軸方向正側に取り付けられた電気基板206と、電気基板206のX軸方向正側からピッチング移動枠205に取り付けられるキャップ207と、ピッチング移動枠205をZ軸方向に移動可能に保持するとともに、3群枠62に対してY軸方向に移動可能なヨーイング移動枠208とから主に構成されている。
電気基板206には、第3レンズ群G3をZ軸方向に駆動するコイル206aと、Y軸方向に駆動するコイル206bと、第3レンズ群G3のZ軸方向位置を検出するホール素子206cと、Y軸方向位置を検出するホール素子206dとが設けられている。なお、コイル206a,206bは、例えば、積層コイルとして電気基板206に一体に構成されている。FPC206eは、電気基板206に取り付けられコイル206a,206b、ホール素子206c,206cとメイン基板23(図3参照)との間の信号の伝達を行う。
ヨーイング移動枠208は、中心部に第3レンズ群G3を保持する筒部205cおよびキャップ207が挿入される開口を有する部材であり、Y軸方向正側には、ピッチングシャフト205cの両端を支持する固定部208aが、Y軸方向負側には、ピッチング移動枠205の廻り止め205bと係合する係合部208bが形成されている。これにより、ヨーイング移動枠208は、ピッチング移動枠205をZ軸方向に摺動可能に支持している。また、ヨーイング移動枠208のX軸方向正側の面には、Z軸方向正側に軸受208cが、Z軸方向負側に廻り止め208dが形成されている。軸受208cには、Y軸方向と平行なヨーイングシャフト208eが挿入される。ヨーイングシャフト208eの両端は、後述する3群枠62の固定部62aにより支持される。廻り止め208dは、後述する3群枠62の係合部62bに対して、Y軸方向に移動可能に係合する。これにより、ヨーイング移動枠208は、3群枠62に対して、ヨーイングシャフト208eに沿う方向に摺動可能になっている。
3群枠62のZ軸方向負側の嵌合部62gには、ヨーク62dが圧入固定されている。ヨーク62dは、Y軸に垂直な断面がコの字状の部材であり、内側には、Z軸方向に2極着磁されたマグネット62cを固定する。ヨーク62dは、電気基板206のコイル206aとマグネット62cとがX軸方向に対向するように固定される。これにより、ピッチング方向の電磁アクチュエータが構成されている。また、3群枠62のY軸方向負側の嵌合部62hには、ヨーク62fが圧入固定されている。ヨーク62fは、Z軸に垂直な断面がコの字状の部材であり、内側には、Y軸方向に3極着磁されたマグネット62eを固定する。ヨーク62fは、電気基板206のコイル206bとマグネット62eとがX軸方向に対向するように固定される。これにより、ヨーイング方向の電磁アクチュエータが構成されている。
以上のように、像振れ補正機構61では、第2の光軸A2に直交する2つの方向(Y軸方向およびZ軸方向)に第3レンズ群G3を駆動させ、像振れ補正を行うことが可能となる。
3群枠62のY軸方向負側には、Y軸方向負側に突起する突起部65が形成されている。突起部65は、ロッド183(図14参照)の貫通孔183cに係合する。これにより、3群枠62は、ロッドユニット182からのX軸方向への駆動を受ける。
また、3群枠62には、Y軸方向正側かつZ軸方向正側の角部と、Y軸方向負側かつZ軸方向負側の角部とに、それぞれ軸受部62iと、軸受部62jとが形成されている。軸受部62iには、マスターフランジユニット46(図9参照)からX軸方向に沿って延びる3群ガイドポール71が挿入される。軸受部62jには、マスターフランジユニット46(図9参照)からX軸方向に沿って延びる3群ガイドポール70が挿入される。これにより、3群枠62は、3群ガイドポール70,71に沿って、X軸方向に移動可能となっている。
以上により、3群枠ユニット44は一体として、ロッドユニット182からのX軸方向への駆動を受けるとともに、3群ガイドポール70,71によりX軸方向にガイドされ、X軸方向すなわち第2の光軸A2に沿った方向に移動する。
〔4.5:4群枠ユニットについて〕
図24を用いて、4群枠ユニット45の詳細な構成について説明する。
図24は、4群枠ユニット45の分解斜視図である。4群枠ユニット45は、第4レンズ群G4を保持し、第2の光軸A2に沿って移動して焦点調節動作を行うとともに、第1レンズ群G1および第3レンズ群G3の移動による結像倍率の変化に伴って生じる焦点調節状態のずれを補正する。
4群枠ユニット45は、第4レンズ群G4と、第4レンズ群G4を保持する4群枠66と、4群枠66に固定されるセンサーマグネット67およびコイル68とから主に構成されている。
第4レンズ群G4の詳細は、図5〜図8を用いて説明したので、ここでは省略する。
4群枠66には、Y軸方向正側かつZ軸方向正側の角部と、Y軸方向負側かつZ軸方向負側の角部とに、それぞれ軸受部66bと、軸受部66cとが形成されている。軸受部66bは、X軸方向に長い筒状の軸受であり、マスターフランジユニット46(図9参照)からX軸方向に沿って延びる4群ガイドポール73が挿入される。軸受部66cには、マスターフランジユニット46(図9参照)からX軸方向に沿って延びる4群ガイドポール72が挿入される。これにより、4群枠66は、4群ガイドポール73,72に沿って、X軸方向に移動可能となっている。
4群枠66には、筒状の軸受部66bに長手方向が沿うようにセンサーマグネット67が固定されている。センサーマグネット67は、X軸方向に多極着磁されている。センサーマグネット67は、マスターフランジユニット46のMRセンサ77(図9参照)とY軸方向に対向して配置される。これにより、センサーマグネット67が4群枠66とともにX軸方向に移動すると、MRセンサ77は、その周辺の磁界の変化を検出する。これにより、4群枠ユニット45の位置が検出される。
コイル68は、後述するマスターフランジユニット46に固定されているZ軸に垂直な断面がコの字状のメインヨーク76aの一部により貫通されている。メインヨーク76aの他部には、マグネット76bが固定されている。また、メインヨーク76aのX軸方向負側の開放端は、コイル68を貫通した状態でサイドヨーク76cにより閉じられている。以上のメインヨーク76a、マグネット76bおよびサイドヨーク76cにより構成される磁性部材76と、コイル68とにより、ボイスコイル型のリニアモータが構成される。これにより、コイル68に電流が流されると、コイル68にX軸方向の駆動力が発生し、コイル68およびコイル68を固定する4群枠ユニット45がX軸方向に駆動される。
以上により、4群枠ユニット45は、ボイスコイル型のリニアモータによりX軸方向への駆動を受けるとともに、4群ガイドポール73,72によりX軸方向にガイドされ、X軸方向すなわち第2の光軸A2に沿った方向に移動する。
なお、ここでは、リニアモータを用いて、4群枠ユニット45を駆動する場合について示したが、4群枠ユニット45は、他のモータ、例えば、ステッピングモータなどにより駆動されてもよい。
〔4.6:マスターフランジユニットについて〕
図25を用いて、マスターフランジユニット46の詳細な構成について説明する。
マスターフランジユニット46には、4群枠ユニット45のコイル68とともに磁気回路を構成する磁性部材76が固定されている。具体的には、磁性部材76を構成するメインヨーク76aの圧入用突起76dをマスターフランジユニット46の嵌合部(図示せず)に圧入固定することにより、磁性部材76を固定している。メインヨーク76aのY軸方向負側の内側面には、マグネット76bが接着などにより固定されている。さらに、メインヨーク76aには、4群枠ユニット45のコイル68が貫通されており、コイル68が貫通された状態で、メインヨーク76aのX軸方向負側の開放端には、サイドヨーク76cが固定されている。
マスターフランジユニット46のY軸方向正側の面には、MRセンサ77(図9参照)を取り付けるための嵌合部75fが形成されている。嵌合部75fの一部は、マスターフランジユニット46の内側と貫通された貫通部75gを有している。MRセンサ77は、この嵌合部75fに固定されるとともに、貫通部75gを介して、マスターフランジユニット46の内側に位置する4群枠ユニット45のセンサーマグネット67(図24参照)とY軸方向に対向する。MRセンサ77には、図示しないFPCが接続されており、FPCを介して、メイン基板23(図3参照)と電気的に接続されている。
〔4.7:レンズ鏡筒の動作〕
図26を用いて、レンズ鏡筒31の各部の動作について説明する。図26は、レンズ鏡筒31の第1の光軸A1および第2の光軸A2を含む平面における断面図である。図26では、説明の都合上、第1の光軸A1および第2の光軸A2を含む平面に位置しない部材も示している。また、説明の都合上、主に説明に必要な構成を示している。図26(a)は、光学系35が広角側に位置する場合、図26(b)は、光学系35が広角端と望遠端との中間位置であるノーマル位置に位置する場合、図26(c)は、光学系35が望遠端に位置する場合を示している。
まず、モータユニット32が動作すると、駆動ギア53が駆動される。駆動ギア53は、1群枠ユニット41の駆動枠51と、ベースユニット43のリングギア180に噛合しており、駆動ギア53の回転駆動は、駆動枠51とリングギア180とを回転駆動させる。
駆動枠51が回転駆動されると、上述のごとく構成された1群枠ユニット41が動作し、それに保持される第1レンズ群G1がY軸方向正側に移動する。
リングギア180が回転駆動されると、その駆動は、ロッドユニット182のX軸方向負側への並進運動に変換される。ロッドユニット182には、3群枠ユニット44の突起部65が係合している。このため、ロッドユニット182とともに、3群枠ユニット44は、X軸方向負側に並進運動する。
図26(a)に示すように、光学系35が広角側に位置する場合には、3群枠ユニット44は、その一部が1群枠ユニット41のX軸方向正側の一部とY軸方向に対向するように配置されている。具体的には、3群枠ユニット44の一部が固定枠52のX軸方向正側の一部とY軸方向に対向するように配置されている。
さらに、図26(c)に示すように、光学系35が望遠端に位置する場合には、3群枠ユニット44は、X軸方向への可動範囲のうち、2群枠ユニット42に最近接する位置まで移動する。
ここで、図27〜図29を用いて、2群枠ユニット42と3群枠ユニット44との位置関係について説明する。図27は、光学系35が広角端に位置する場合の2群枠ユニット42と3群枠ユニット44のシャッターユニット60との位置関係を示す斜視図である。図28は、光学系が望遠端に位置する場合の2群枠ユニット42と3群枠ユニット44のシャッターユニット60との位置関係を示す斜視図である。図29は、光学系が望遠端に位置する場合の2群枠ユニット42と3群枠ユニット44のシャッターユニット60との位置関係を示すY軸方向正側から見た平面図である。
図27に示すように、2群枠ユニット42には、X軸方向正側、すなわち3群枠ユニット44側に向けて凹部空間166と凹部空間167とが形成されている。この凹部空間166と凹部空間167とは、3群枠ユニット44からX軸方向負側に突出して設けられた絞り用アクチュエータ202とシャッター用アクチュエータ203とに対して、それぞれX軸方向に対向する位置に形成されている。このため、図28に示すように、光学系35が望遠側に移動し、シャッターユニット60が2群枠ユニット42側に最近接する位置まで移動すると、凹部空間166に絞り用アクチュエータ202が嵌り合い、凹部空間167にシャッター用アクチュエータ203が嵌り合う。
以上のように2群枠ユニット42と3群枠ユニット44とを構成しているため、第3レンズ群G3のX軸方向の可動範囲を大きくすることが可能となる。すなわち、レンズ鏡筒31をX軸方向にコンパクトに形成しつつ、第3レンズ群G3とCCD37とのX軸方向最大距離を大きくすることが可能となる。
以上に説明した1群枠ユニット41と3群枠ユニット44との協働により、光学系35は、CCD37への結像倍率を変化させる(図26参照)。4群枠ユニット45は、この結像倍率の変化に伴って生じる焦点調節状態のずれを補正する。補正は、4群枠ユニット45のコイル68とマスターフランジユニット46の磁性部材76とにより構成されるボイスコイル型のリニアモータにより、4群枠ユニット45をX軸方向に駆動することにより行われる(図24参照)。
〈5:効果〉
〔5.1〕
撮像装置2は、第1の光軸A1方向に多段に繰り出し可能かつ沈胴可能な多段沈胴式の1群枠ユニット41を有している。さらに、光学系35として、屈曲光学系を採用している。このため、撮像装置2をコンパクトに構成しつつ、第1レンズ群G1からCCD37までの光路長を長くすることができ、高倍率なズームレンズ系を構成することが可能となる。
〔5.2〕
撮像装置2では、第1レンズ群G1と第3レンズ群G3とは、CCD37に対する光路上での相対位置を変更する。このため、より光学的に高性能なズームレンズ系を構成することが可能となる。
駆動枠51は、ズームモータ36により第1の光軸A1回りに回転駆動されることにより、プリズムL5を備える2群枠ユニットに対して第1の光軸A1に沿った方向に移動する。さらに、1群枠50は、駆動枠51の駆動により、駆動枠51に対して第1の光軸A1に沿った方向に移動する。撮像装置2では、ズームモータ36からの駆動力が駆動枠51を介して1群枠50に伝達される。このため、1群枠50を駆動するための特別なモータが不必要となり、撮像装置2をより簡易に構成することが可能となる。
〔5.4〕
1群枠ユニット41の固定枠52は、プリズムL5を固定する2群枠ユニット42に対して直接固定されている。固定枠52は、1群枠50および駆動枠51を第1の光軸A1方向に移動可能に支持する。このため、プリズムL5に対する第1レンズ群G1の位置決め、特に第1の光軸A1に直交する方向の位置決めを高精度に行うことが可能となる。
〔5.5〕
撮像装置2では、固定枠52の内周側に駆動枠51が配置され、駆動枠51の内周側に1群枠50が配置される。駆動枠51は、カムピン111a〜111cを固定枠52のカム溝128a〜128cに係合させつつ第1の光軸A1方向に移動可能である。1群枠50は、カムピン104a〜104cを駆動枠51のカム溝128a〜128cに係合させ、さらに先端部107a,107bを直進溝129a,129bに係合させつつ第1の光軸A1方向に移動可能である。特に、先端部107a,107bを直進溝129a,129bに係合させて直進するため、1群枠50の第1の光軸A1回りの回転が防止されている。このため、撮像装置2では、1群枠50を直進させるための直進枠を設ける必要がなく、撮像装置2をより簡易に構成することが可能となる。
固定枠52では、延長部126a,126bは、筒状部125のX軸方向負側にのみ設けられている。このため、図26で説明したように、3群枠ユニット44は、固定枠52と干渉することなく、X軸方向に移動することが可能となる。
〔5.7〕
撮像装置2は、第3レンズ群G3を保持する3群枠ユニット44を第2の光軸A2に沿った方向に移動させる3群移動機構57を備えている。1群枠ユニット41と3群移動機構57とは、ズームモータ36により駆動される駆動ギア53を介して機能的に連結されている。このため、1群枠ユニット41と3群移動機構57とをそれぞれ駆動する機構を必要とせず、撮像装置2をより簡易に構成することが可能となる。また、このことは、撮像装置2の静音化にもつながる。さらに、1群枠ユニット41の駆動枠51のリングギア112と3群移動機構57のリングギア180とのいずれもが、駆動ギア53に噛合して駆動されるため、簡易に1群枠ユニット41と3群移動機構57との動作を連動させることが可能となる。
〔5.8〕
3群移動機構57は、ズームモータ36からの回転駆動を第2の光軸A2に沿った方向の駆動へと変換するリングギア180およびリングギアピン181と、リングギアピン181に係合し第2の光軸A2に沿った方向に移動するロッドユニット182とを備える。このため、第1レンズ群G1を第1の光軸A1に沿った方向に移動させる1群枠ユニット41と、第3レンズ群G3を第2の光軸A2に沿った方向に移動させる3群移動機構57とを同じ駆動手段で駆動することが可能となる。
撮像装置2では、圧着バネ186と、バネピン187と、圧着バネ規制ピン185とにより、リングギア180とロッド183とを弾性的に連結する弾性連結機構が構成されている。弾性連結機構は、ロッド183がX軸方向正側の端部に位置する場合に、X軸方向正側に向けてロッド183を押圧する。また、ロッド183がX軸方向負側の端部に位置する場合に、X軸方向負側に向けてロッド183を押圧する。これにより、ロッド183およびロッド183と一体的に移動する3群枠ユニット44のがたつきを防止できる。特に、光学系が広角端または望遠端に位置する場合や撮像装置の不使用状態(沈胴状態)における3群枠ユニット44のがたつきを防止できる。
〔5.10〕
3群枠ユニット44のX軸方向への移動を案内する3群ガイドポール70,71の一端は、第2レンズ群G2を備える2群枠ユニット42に固定されている。このため、2群枠ユニット42に対する3群枠ユニット44の位置決め、特に、第2の光軸A2に直交する方向への位置決めを高精度に行うことが可能となる。
〔5.11〕
図26に示すように、モータユニット32の一部は、プリズムL5の反射面L5aを挟んで3群枠ユニット44と反対側の空間に配置される。このため、光学系35を構成する部材が配置されておらず、光学系35に影響を与えない空間を有効に利用して、撮像装置2を構成する部材を配置することが可能となり、空間利用効率を向上させることが可能となる。
シャッターユニット60には、絞り用アクチュエータ202とシャッター用アクチュエータ203が2群枠ユニット42側に突出して形成されている。2群枠ユニット42の2群枠150は、シャッターユニット60と2群枠ユニット42とが近接する場合に、絞り用アクチュエータ202とシャッター用アクチュエータ203とのZ軸方向中間部に嵌り込む。これにより、撮像装置2の第2の光軸に沿った方向の寸法を小さくすることが可能となる。
〔5.13〕
2群枠ユニット42では、開口部材159を2群枠150に固定することにより、第6レンズL6および第7レンズL7をX軸方向負側に支持している。開口部材159は、第7レンズL7から出射する光のうち、不要な方向に向かう不要光を遮断しているとともに、第6レンズL6および第7レンズL7をX軸方向負側に支持する。このため、撮像装置2の構成部材を削減し、コスト低減の効果を奏することが可能となる。
〔5.14〕
デジタルカメラ1は、撮像装置2を備えるため、上記撮像装置2の効果を奏することが可能である。
デジタルカメラ1では、被写体の鉛直方向上下と撮像される被写体像の短辺方向上下とが一致するように撮像を行う場合に、第2の光軸A2に沿った方向が水平方向に略一致する。このため、デジタルカメラ1では、被写体の鉛直方向上下と撮像される被写体像の短辺方向上下とが一致するように撮像を行う通常撮像状態において、デジタルカメラ1の長手方向を水平方向に一致させて撮像を行うことが可能となる。また、通常撮像状態においてデジタルカメラの短手方向を水平方向に一致させて撮像を行うデジタルカメラに比して、通常撮像状態での鉛直方向の寸法を小さくすることが可能となる。
〔5.16〕
デジタルカメラ1では、第2の光軸A2に沿った方向は、画像表示部18の長辺方向に略並行する。画像表示部18の長辺方向は、外装部11の長手方向と略並行する。このため、画像表示部18の長辺方向を略水平方向に一致させて撮像を行う通常撮影状態において、外装部11の長手方向を略水平方向に一致させて撮像を行うことが可能となる。また、第2の光軸A2に沿った方向が画像表示部18の短辺方向と略並行するデジタルカメラに比して、画像表示部18の短辺方向の寸法を小さくすることが可能となる。
デジタルカメラ1では、X軸方向正側にグリップ部12が形成されている。このため、グリップ部12と、デジタルカメラ1のX軸方向負側に配置される1群枠ユニット41とのX軸方向距離を確保することが可能となる。これにより、撮影時に第1レンズ群G1への指がかりが防止可能となる。
〔5.18〕
デジタルカメラ1では、撮影時に1群枠ユニット41が外装部11から被写体側(Y軸方向正側)に突出する。撮影時に第1レンズ群G1への指がかりが防止可能となる。
〔5.19〕
デジタルカメラ1では、像振れ補正機構61を備えている。このため、より高品質な撮像を行うことが可能となる。
〔5.20〕
撮像装置2のZ軸方向幅(Wz)は、Y軸方向幅(Wy)よりも大きく形成されている。このため、デジタルカメラ1の第1の光軸A1に沿った方向の厚みを薄く形成することが可能となる。
〈6:その他〉
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
上記実施形態で図1〜図3を用いて説明したデジタルカメラ1および本体部3の外観および構成は、説明したものに限らない。
例えば、デジタルカメラ1を構成する部材およびその配置は、上記したものに限定されない。
また例えば、デジタルカメラの外観および構成は、図30に示すようなものであってもよい。なお、図30では、図1〜図3で説明した各部と同様の部分には同じ符号を付して説明を省略する。
図30(a)にデジタルカメラ211のY軸方向正側の外観を示す。デジタルカメラ211は、上述の撮像装置2と、外観が直方体状の外装部214を有する本体部213と、外装部214に連結機構212により連結された画像表示部228とを備えている。
画像表示部228は、連結機構212により、X軸方向に延びる軸回りに回転可能に取り付けられており、外装部214のY軸方向正側およびY軸方向負側に折りたたみ可能である。また、画像表示部228は、外装部214のY軸方向負側に折りたたまれた状態でY軸方向負側を向く面に画像を表示するための液晶部228aを配置している。言い換えれば、画像表示部228は、Y軸方向正側に折りたたまれた状態でY軸方向正側を向く面に液晶部228aを配置している。これにより、デジタルカメラ211の不使用時には、画像表示部228を外装部214のY軸方向負側に折りたたむことが可能となり、デジタルカメラ211の不使用時に液晶部228aを保護することが可能となる。また、デジタルカメラ211の使用時には、画像表示部228を外装部214のY軸方向正側に折りたたむことが可能となり、この状態でY軸方向正側を向く液晶部228aにより撮像される像を視認することが可能となる。
図30(b)は、画像表示部228を外装部214のY軸方向正側に折りたたんだ状態を示すとともに、外装部214の内部においてX軸方向負側に配置される部材を示す透視図である。
図30(b)に示すように、画像表示部228のY軸方向寸法Wy1は、外装部214から突出する撮像装置2の固定枠52のY軸方向寸法Wy2とほぼ同じである。このため、画像表示部228を外装部214のY軸方向正側に折りたたんだ状態で、固定枠52のY軸方向正側の端部と画像表示部228のY軸方向正側の面とのY軸方向位置がほぼ一致する。また、図3(b)に示したのと同様に、外装部214の内部には、撮像装置2、メイン基板23、電池22、メモリカード24が配置されている。
〔6.2〕
光学系35の構成は、説明した構成に限らない。例えば、各レンズ群G1〜G5は、他のレンズの組み合わせにより実現されてもよい。
〔6.3〕
1群枠ユニット41の構成は、説明した構成に限らない。例えば、1群枠50、駆動枠51、固定枠52のそれぞれに形成されるカムピンやカム溝は、同様の機能を果たすものであれば、他の構成により実現されてもよい。
〔6.4〕
2群枠ユニット42の構成は、説明した構成に限らない。例えば、2群枠150は、第2レンズ群G2を保持することができるものであれば、他の構造を有していてもよい。
〔6.5〕
(6.5.1:概要について)
3群移動機構57の構成およびその周辺の部材は、説明した構成に限らない。例えば、図31〜図37を用いて説明する構成であってもよい。
これらの特徴について、以下、図31〜図37を用いて詳しく説明を加える。なお、以下では、上記実施形態で説明したのと同様の機能を有する部材に対して同じ名称を付し、同様の構成については説明を省略するとともに、異なる構成についての説明を加える。
(6.5.2:構成について)
図31に示す3群移動機構301は、リングギア303と、リンク305と、ギアピン307と、リンクピン309とから主に構成されている。リングギア303は、モータユニット32から駆動ギア53を介して伝達される回転駆動を伝達する部材であり、駆動ギア53に噛合するように外周に円弧状に歯が形成された板状の部材である。リンク305は、長円状の部材であり、一端側がリンクピン309によりリングギア303に対して回動可能に連結されている。ギアピン309は、リンク305の他端側に固定されており、Y軸方向正側に突起する頭部309aと、リンク305を貫通する脚部309bとを備えている。
3群枠317のY軸方向負側の側面には、Y軸方向正側に向かって延びる嵌合孔313が形成されている。リンクピン309の頭部309aは、嵌合孔313にY軸方向負側から挿入され、回動可能に嵌合する。
3群枠317には、マスターフランジユニット46に固定され、X軸方向に延びる3群ガイドポール70,71が挿通されている。これにより、3群枠317の動作は、3群ガイドポール70,71に沿った方向、すなわちX軸方向に規制される。
以上の構成により、リングギア303が駆動ギア53を介して駆動されると、その駆動は、リンク305、リンクピン309を介して、3群枠317に伝達される。3群枠317の動作は、ガイドポール70,71により規制されている。このため、3群枠317に対して伝達された駆動により、3群枠317は、X軸方向に駆動される。
3群枠ユニット315とマスターフランジユニット46との間には、バネなどの弾性部材311が配置されている。具体的には、弾性部材311は、マスターフランジユニット46に固定された3群ガイドポール70に挿通され、さらに3群枠ユニット315が3群ガイドポール70に挿通されている。これにより、3群枠ユニット315は、マスターフランジユニット46から離れる方向、すなわちX軸方向負側に付勢される。一方で、3群枠ユニット315のX軸方向位置は、リンクピン309により規制されており、弾性部材311の付勢力は、リンクピン309をX軸方向負側に押圧するように作用する。これにより、3群枠ユニット315のX軸方向へのがたつきが抑制されている。
図32〜図35を用いて、レンズ鏡筒300(図31参照)の組み立て方法(製造方法)について説明する。
図32は、マスターフランジユニット46、3群ガイドポール70,71および4群ガイドポール72,73、4群枠ユニット45、弾性部材311の組み立てについて説明する図面である。図32に示すように、マスターフランジユニット46に設けられたガイドポール支持部75b〜75dに対して、それぞれのガイドポール70〜73が圧入固定される。さらに、4群ガイドポール72,73に対して、4群枠ユニット45が挿通される。また、3群ガイドポール70に対して、コイル状の弾性部材311が挿通される。なお、4群枠ユニット45は、弾性部材311と干渉しないように形成されている。
次に、図33に示すように、ベース321に対して、リングギア303とリンク305とギアピン307とリンクピン309とが配置される。
この際、予めリングギア303とリンク305とがギアピン307により連結されていてもよいし、別々に配置後、ギアピン307により連結されてもよい。なお、ギアピン307は、脚部がリンク305を貫通し、リングギア303に固定されるように取り付けられる。これにより、リンク305は、リングギア303に対して回動可能に固定される。
さらに、ベース321に対して、モータユニット32、2群枠ユニット329、1群枠ユニット41(図31参照)がY軸方向正側から取り付けられる。この際、1群枠ユニット41は、プリズムL5を保持する2群枠ユニット329に対して固定される。
次に、図34に示すように、ベース321に対して、3群枠ユニット315がY軸方向正側から取り付けられる。この際、3群枠317に形成された嵌合孔313にリンクピン309の頭部309aが嵌合するように取り付けが行われる。
次に、図35に示すように、図32で説明したマスターフランジユニット46、ガイドポール70〜73、4群枠ユニット45、弾性部材311の組立体314がベース321に対して取り付けられる。この組立体314は、ベース321に対して、3群枠ユニット315の取り付け方向とは直交する方向から、すなわち、X軸方向正側から取り付けられる。
なお、3群枠317に対して3群ガイドポール70,71を挿入する際には、X軸に直交する平面上における3群枠ユニット315の位置決めが行われる。具体的には、3群枠317の軸受部の位置を、3群ガイドポール70,71と対応する位置に保持する必要がある。これに関しては、3群枠ユニット315をチャックして位置決めを行ってもよい。また、ベース321に、位置決め用のピンの挿入孔を複数設けておき、その挿入孔から挿入された位置決め用のピンにより3群枠ユニット315を所定位置に位置決めし、3群ガイドポール70,71の挿入後、ピンを取り除くといった工程により組み立てが行われてもよい。
なお、図35に示すように、3群枠317に対して3群ガイドポール70,71を挿入する際には、3群枠ユニット315を2群枠ユニット329側に寄せて配置しておくことが望ましい。これにより、組立体314の取り付け時に、例えば3群ガイドポール70,71や弾性部材311が3群枠ユニット315をX軸方向負側(2群枠ユニット329側)に押圧し、3群枠ユニット315が2群枠ユニット329側に衝突することが防止可能となる。
なお、図33を用いて説明した、モータユニット32や1群枠ユニット41(図31参照)の取り付けは、上記したものに限らない。具体的には、まず、図33に示すように、ベース321に対して、リングギア303とリンク305とギアピン307とリンクピン309とを配置した後、Y軸方向正側から2群枠ユニット329を取り付ける。次に、図34および図35に示すように、3群枠ユニット315や、組立体314の取り付けを行う。最後に、モータユニット32や1群枠ユニット41の取り付けを行う。
1群枠ユニット41の取り付けに際しては、1群枠ユニット41は、固定枠52が駆動ギア53の両端を支持した状態で、Y軸方向正側から2群枠ユニット329に取り付けられてもよい。なお、1群枠ユニット41は、2群枠ユニット329ではなく、直接ベース321に対して取り付けられてもよい。
また、モータユニット32は、レンズ鏡筒300の組み立て後に、レンズ鏡筒300のX軸方向負側から駆動ギア53と噛合するように取り付けられてもよい。
(6.5.4:動作について)
図36〜図37を用いて、3群移動機構301の動作について説明する。
3群移動機構301が図36に示す状態にある場合、駆動ギア53がモータユニット32(図示せず)によってY軸方向正側から見て時計回り方向に回転駆動されると、駆動ギア53に噛合するリングギア303がリングギア軸326回りに反時計回り方向に回転駆動される。これにより、リングギア303において、リングギア軸326のZ軸方向負側に固定されたリンク305は、X軸方向負側に駆動される。リンク305に固定されたリンクピン309は、ガイドポール70,71によりX軸方向に案内される3群枠ユニット315の嵌合孔313(図31参照)に回動可能に挿入されている。このため、リンク305がX軸方向負側に駆動されると、リンクピン309および3群枠ユニット315は、X軸方向に沿って直線的に移動する。
このようにして、3群移動機構301は、図37に示すように移動する。
(6.5.4:効果について)
(1)
3群移動機構301は、リングギア303に回動可能に連結されたリンク305を備え、リンク305に設けられたリンクピン309が3群枠ユニット315の3群枠317に係合する。3群枠317の動作は、X軸方向に規制されている。
(2)
3群枠317とマスターフランジユニット46との間には、弾性部材311が配置されている。弾性部材311は、3群枠ユニット315をマスターフランジユニット46から遠ざける方向(X軸方向負側)に付勢する。一方、3群枠ユニット315のX軸方向位置は、3群枠317に係合するリンクピン309によっても規制されている。このため、例えば、3群枠317に形成された嵌合孔313とリンクピン309との寸法などに誤差が生じていても、3群枠ユニット315の位置は、リンクピン309のX軸方向正側端部の位置によって確実に規定されることとなる。このため、3群枠ユニット315の駆動時や、レンズ鏡筒300を含むデジタルカメラを持ち運ぶ際における、3群枠ユニット315のがたつきを抑えることが可能となる。
(3)
レンズ鏡筒300の組み立てでは、3群移動機構301、3群枠ユニット315などのベース321への取り付けは、Y軸方向正側から行われる。さらに、ガイドポール70〜73を固定するマスターフランジユニット46のベース321への取り付けは、Y軸方向と直交するX軸方向の正側から行われる。
本発明とは異なる組み立て工程、例えば、3群枠ユニット315を、マスターフランジユニット46、ガイドポール70〜73および4群枠ユニット45の組立体に組み付けた後に、その組立体をX軸方向正側からベース321に配置する工程を採用する場合には、3群枠ユニット315とリンクピン309とが干渉し、組み立てが不可能となる。また、この組立体をX軸方向正側から組み立てることができるようにリンク305と3群枠ユニット315との連結機構を設計することも考えられるが、そのような機構では、構造が複雑化し、組み立てが難しくなるとともに、コスト増大、寸法の大型化を招いてしまう。
よって、本発明のように、ガイドポール70,71により案内される3群枠ユニット315を、ガイドポール70,71の取り付けとは異なる方向から別工程により取り付けることで、特に、3群枠ユニット315をリンクピン309に取り付ける際の取り付け工程を容易にし、レンズ鏡筒300の組み立て性を向上させることが可能となる。また、リンク305と3群枠ユニット315との連結機構を簡易な構成で実現できるため、レンズ鏡筒300を小型化することが可能となる。
レンズ鏡筒300では、1群枠ユニット41は、2群枠ユニット329を基準として組み付けられている。具体的には、1群枠ユニット41は、2群枠ユニット329のY軸方向上端面において固定される。また、3群枠ユニット315、4群枠ユニット45、マスターフランジユニット46も、2群枠ユニット329を基準として組み付けられている。具体的には、マスターフランジユニット46、3群枠ユニット315,4群枠ユニット45は、それぞれのガイドポール70〜73に取り付けられており、それぞれのガイドポール70〜73は、2群枠ユニット329に固定される。
一般的に、撮像装置においては、CCDなどの撮像手段に対する各レンズの位置や傾きを精度良く組み立てることが求められる。従来の屈曲光学系においては、プリズムなどの屈曲手段よりも被写体側にあるレンズは、屈曲手段と一体的に組み立てられる。このため、従来の装置では、レンズおよび屈曲手段を一体として備えるユニットと、撮像手段との相対位置精度を確保するように組み立てが行われる。
一方、本発明では、プリズムL5よりも被写体側にある第1レンズ群G1は、第1の光軸A1方向に移動するため、従来のようにレンズおよび屈曲手段をユニットとして撮像手段と位置決めすることは難しい。
(6.5.5:その他)
(1)
レンズ鏡筒300では、弾性部材311を、3群枠ユニット315とマスターフランジユニット46との間に配置すると説明した。しかし、弾性部材311は、3群枠ユニット315と2群枠ユニット329との間に配置されてもよい。
(2)
リンクピン309の脚部309bは、リンク溝323に係合し、直線状に摺動してもよい。この場合、リンクピン309の動作は、X軸方向に延びるリンク溝323により規制され、それに伴って、3群枠ユニット315の動作をX軸方向に規制することが可能となる。なお、上記実施形態では、リンク溝323は、リンクピン309の脚部309bを収納しているが、脚部309bがリンク305のY軸方向負側に突出しない場合には、リンク溝323は形成されなくてもよい。
レンズ鏡筒300では、3群移動機構301にリンクピン309が固定されており、3群枠317には、リンクピン309が嵌合される嵌合孔313が形成される、と説明した。しかし、このような構成に限らず、3群枠317にY軸方向負側に延びる突起部が形成されており、その突起部がリンク305に形成された嵌合孔に嵌合されるというような構成であってもよい。
2 撮像装置
11 外装部
18 画像表示部
31 レンズ鏡筒
32 CCDユニット
41 1群枠ユニット
42 2群枠ユニット
G1 第1レンズ群
G3 第3レンズ群
A1 第1の光軸
A2 第2の光軸
Claims (8)
- 駆動手段の駆動を伝達する伝達機構と、
少なくとも1枚のレンズを有する第1レンズ群を保持し、前記伝達機構との間に設けられた連結機構を介して、前記伝達機構と機能的に連結される第1レンズ保持枠と、
前記第1レンズ保持枠を、前記第1レンズ群の光軸方向に案内する案内手段と、
前記案内手段を実質的に固定するベース部材と、
を備え、
前記連結機構は、前記案内手段の案内方向と交差する連結方向に前記第1レンズ保持枠と前記伝達機構との相対位置を近づけることにより、前記第1レンズ保持枠を前記伝達機構に対して連結する構造である、
レンズ鏡筒。 - 前記連結方向は、前記案内方向と略直交する方向である、
請求項1に記載のレンズ鏡筒。 - 前記ベース部材に設けられ、前記案内手段の一端を固定する第1固定部材、
をさらに備え、
前記第1固定部材には、前記第1レンズ群を含む撮像光学系を通過した光束を受光し、電気的な画像信号に変換して出力する撮像手段が取り付けられている、
請求項1または2に記載のレンズ鏡筒。 - 入射する光束を前記第1レンズ群の光軸方向に屈曲させる屈曲手段と、
前記ベース部材に設けられ、前記屈曲手段を固定するとともに前記案内手段の一端を固定する第2固定部材と、
をさらに備える、
請求項1〜3のいずれか1項に記載のレンズ鏡筒。 - 少なくとも1枚のレンズを有する第2レンズ群を保持し、前記駆動手段からの駆動を受け、前記第2レンズ群を移動させる第2レンズ保持枠、
をさらに備え、
前記第2レンズ群の移動方向は、前記案内方向と交差する方向である、
請求項1〜4のいずれか1項に記載のレンズ鏡筒。 - 前記移動方向は、前記第2レンズ群の光軸方向と平行する方向である、
請求項5に記載のレンズ鏡筒。 - 駆動手段の駆動を伝達する伝達機構と、
少なくとも1枚のレンズを有する第1レンズ群を保持し、前記伝達機構との間に設けられた連結機構を介して、前記伝達機構と機能的に連結される第1レンズ保持枠と、
前記第1レンズ保持枠に挿通され、前記第1レンズ群の光軸方向に案内する案内手段と、
前記案内手段の一端を固定する第1固定部材と、
前記案内手段の他端を固定する第2固定部材と、
前記第1固定部材と前記第2固定部材とを固定するベース部材と、
を有するレンズ鏡筒の製造方法であって、
前記ベース部材に前記伝達機構を配置する工程と、
前記伝達部材が配置された前記ベース部材に前記第2固定部材を配置する工程と、
前記ベース部材に配置された前記伝達機構に対して、前記連結機構を介して、前記第1レンズ保持枠を連結する工程と、
前記第1レンズ保持枠を前記第2固定部材に近接させるとともに、前記第1レンズ群の光軸に直交する仮想平面上における前記第1レンズ保持枠の位置決めを行う工程と、
前記一端が前記第1固定部材に固定された前記案内手段を、前記案内手段に沿った方向に移動させ、前記位置決めされた前記第1レンズ保持枠に対して配置するとともに、前記他端を前記第2固定部材に固定する工程と、
前記第1固定部材を前記ベース部材に固定する工程と、
を備え、
前記第1レンズ保持枠を前記伝達機構に対して連結する際の連結方向は、前記案内手段に沿った方向と交差する方向である、
レンズ鏡筒製造方法。 - 少なくとも1枚のレンズを有する第2レンズ群を保持し、前記駆動手段からの駆動を受け、前記第2レンズ群を移動させる第2レンズ保持枠と、
前記第2固定部材に固定され、前記第2レンズ群を通過する光束を前記第1レンズ群の光軸方向に屈曲させる屈曲手段と、
をさらに有する前記レンズ鏡筒の製造方法であって、
前記第2レンズ保持枠を、前記第2レンズ群の光軸方向に移動させ、前記第2固定部材に固定する工程、
をさらに備える、
請求項9に記載のレンズ鏡筒製造方法。
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