JP2007298703A - レンズ鏡胴 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、衝撃によってカムフォロアがカム溝から脱落するのを簡単な構成で防止することができるレンズ鏡胴を提供する。
【解決手段】実施の形態のレンズ鏡胴２０は、カム溝１０２からのカムフォロアーピン９８の脱落を簡単な構成で防止するため、カムフォロアーピン９８の取付部９６に撓みが生じた際に、カム溝１０２のカム面に引っ掛かる引掛部１０４をカムフォロアーピン９８の先端部に設けている。これにより、引掛部１０４は、通常動作時ではカム溝１０２のカム面に接触しないが、衝撃によりカムフォロアーピン９８の取付部９６に撓みが発生すると、カム溝１０２に対する角度が変化するため引掛部１０４がカム面に接触し、カムフォロアーピン９８の脱落方向への滑りを阻止する。また、カム面は鋸歯状に形成されているため、逆円錐台形状の引掛部１０４の上端エッジ部がカム面に係合する。これにより、カムフォロアーピン９８の脱落を阻止する性能が向上する。
【選択図】 図９

Description

本発明はレンズ鏡胴に係り、特にカメラ本体に対して沈胴及び繰り出しが可能なレンズ鏡胴に関する。

カメラの薄型化に有利な沈胴繰り出し式のレンズ鏡胴は、複数の筒型部材を組み合わせて構成されている。このレンズ鏡胴は、カメラ使用状態ではカメラ本体から被写体側に繰り出され、レンズを適切な位置に位置させてその光学性能を得ている。また、カメラ未使用状態ではレンズ間の間隔が最小となるようにカメラ本体に沈胴され、携帯性のよい形態となる。

ところで、このようなレンズ鏡胴には、モーターの駆動や回転操作によりレンズを撮影光軸に沿って移動させるカム機構が内蔵されている。レンズはカムフォロアーピンを有するレンズ保持筒に保持され、レンズ保持筒はカム筒に嵌挿されるとともに、このカム筒のカム溝に前記カムフォロアーピンが係合されている。カムフォロアーピンがカム筒の回転によってカム溝内を摺動すると、レンズ保持筒は直進ガイドによって撮影光軸方向に前後移動する。

また、このレンズ保持筒をスムーズに動作させるために、カムフォロアーピンとカム溝との間の摩擦力を小さくする工夫が従来よりなされている。特許文献１では、カム溝の片方の側面にカムフォロアーピンを摺接させ、他方の側面に輪形ばねを摺接させることで、ガタを抑えつつカムフォロアーピンとカム溝との接触面積を小さく、レンズ保持筒をスムーズに動作させるようにしている。
特開平６−１９４５５５号公報

ところで、カムフォロアーピンをカム溝に嵌合させてレンズを移動させる沈胴繰り出し式のレンズ鏡胴は、繰り出している鏡胴に被写体側から強い衝撃が加わると、レンズの位置を決定しているカム溝からカムフォロアーピンが脱落し、動作不能に陥るという欠点があった。カムフォロアーピンとカム溝との接触面積を小さくしている特許文献１のレンズ鏡胴では、なおさらその発生頻度が大きい。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、衝撃によってカムフォロアがカム溝から脱落するのを簡単な構成で防止することができるレンズ鏡胴を提供することを目的とする。

請求項１に記載の発明は、前記目的を達成するために、レンズを保持したレンズ保持筒と、該レンズ保持筒に設けられたカムフォロアと係合されレンズ保持筒に撮影光軸方向の駆動力を与えるカム溝が形成されたカム筒とを備えたレンズ鏡胴において、前記レンズ保持筒に形成された前記カムフォロアの取付部に撓みが生じた際に、前記カム溝のカム面に引っ掛かる引掛部が、前記カムフォロアの先端部に設けられていることを特徴とする。

請求項１に記載の発明によれば、レンズ鏡胴に加わった衝撃でカムフォロアの取付部が撓み始めると、カムフォロアの先端に形成された引掛部がカム溝のカム面に引っ掛かるので、カムフォロアがカム溝から脱落するのを防止できる。また、本発明は、カムフォロアの先端に引掛部を設けただけの構成なので、簡単な構成で上記目的を達成できる。

請求項２に記載の発明は、請求項１において、前記カム溝のカム面はテーパ状に形成されるとともに、その表面は鋸歯状に形成されていることを特徴とする。

請求項２に記載の発明によれば、カム筒は樹脂成形品であり、カム溝は成形型を容易に抜くためにテーパ状に形成されている。このテーパ状のカム面を、平滑面とするよりも鋸歯状に形成することにより、引掛部が引っ掛かり易くなるので脱落を阻止する性能が向上する。

本発明に係るレンズ鏡胴によれば、レンズ鏡胴に加わった衝撃でカムフォロアの取付部が撓み始めると、カムフォロアの先端に設けた引掛部がカム溝のカム面に引っ掛かるので、カムフォロアがカム溝から脱落するのを簡単な構造で防止できる。

以下、添付図面に従って本発明に係るレンズ鏡胴の好ましい実施の形態について説明する。なお、以下の説明では、電子カメラであるデジタルカメラに適用した例について説明するが、本発明はこれに限定されるものではなく、銀塩カメラ、カメラ付き携帯電話機等、カム機構によって移動レンズを移動させるカメラであれば適用できる。

図１は、実施の形態のレンズ鏡胴が搭載されたデジタルカメラ１０を正面から見た斜視図であり、図２はデジタルカメラ１０を背面から見た斜視図である。また、図３は、デジタルカメラ１０の全体構成を示したブロック図である。

図１、図２の如くデジタルカメラ１０は、カメラ本体１２の前面の左側に前方に膨らんだグリップ部１４が形成され、グリップ部１４が位置するカメラ本体１２の上面には撮影ボタン１６が配置されている。この撮影ボタン１６は、グリップ部１４を把持したユーザーの右手の人指し指によって操作可能な位置に設けられている。更に、カメラ本体１２の前面の略中央部には、撮影レンズ１８を保持した沈胴／繰り出し式のレンズ鏡胴２０が前方に突出して設けられている。更にまた、カメラ本体１２の前面の右側上部には、キセノン管を有するストロボ発光部２２が設けられるとともに、カメラ本体１２の背面には図２の如く液晶モニタ２４、モード選択スイッチ２６、十字キー２７等の各種スイッチ、及びファインダ２８がそれぞれ所定の位置に設けられている。

このデジタルカメラ１０は、モード選択スイッチ２６を操作することによって静止画撮影、動画撮影、連続撮影（連写）の撮影動作のうち一つの撮影動作が選択される。静止画撮影動作が選択されると、撮影ボタン１６の押圧操作によって被写体が１コマ毎撮影され、動画撮影動作が選択されると、撮影ボタン１６が押されている間、動画（Motion JPEG ）撮影が可能である。連続撮影動作が選択されると、撮影ボタン１６が押されている間、連写し続け、撮影ボタン１６から指を上げた瞬間の直前の数コマを撮影することができる。

デジタルカメラ１０は、図３の如く中央処理装置（ＣＰＵ）３０によってその全体動作が統括制御されている。 ＣＰＵ３０は、所定のプログラムに従ってカメラシステムを制御する制御手段として機能するとともに、自動露出（ＡＥ）演算、自動焦点調節（ＡＦ）演算、ホワイトバランス（ＷＢ）調整演算など、各種演算を実施する演算手段として機能する。

バス３２を介してＣＰＵ３０と接続されたＲＯＭ３４には、ＣＰＵ３０が実行するプログラム及び制御に必要な各種データ等が格納され、ＥＥＰＲＯＭ３６には、ＣＣＤ画素欠陥情報、カメラ動作に関する各種定数／情報等が格納されている。

また、メモリ（ＳＤＲＡＭ）３８は、プログラムの展開領域及びＣＰＵ３０の演算作業用領域として利用されるとともに、静止及び動画の画像データや音声データの一時記憶領域として利用される。ＨＤＤ（ハードディスクドライブユニット）４０は画像データ専用の一時記憶メモリである。なお、メモリ３８とＨＤＤ４０は共用することが可能である。

モード選択スイッチ２６は、静止画撮影、動画撮影、連続撮影（連写）の撮影モードと再生モードとを切り替えるための操作手段である。モード選択スイッチ２６を操作して可動接片２６Ａを接点ａに接続させると、その信号がＣＰＵ３０に入力され、デジタルカメラ１０は撮影モードに設定される。また、可動接片２６Ａを接点ｂに接続させると、デジタルカメラ１０は記録済みの画像を再生する再生モードに設定される。

撮影ボタン１６は、撮影開始の指示を入力する操作ボタンであり、半押し時にオンになるＳ１スイッチと、全押し時にオンになるＳ２スイッチとを有する二段ストローク式のスイッチで構成されている。

メニュー／ＯＫキー（図２には不図示）は、液晶モニタ２４の画面上にメニューを表示させる指令を行うためのメニューボタンとしての機能と、選択内容の確定及び実行などを指令するＯＫボタンとしての機能とを兼備した操作キーである。十字キー２７は、上下左右の４方向の指示を入力する操作部であり、メニュー画面から項目を選択したり、各メニューから各種設定項目の選択を指示したりするボタンとして機能する。この十字キー２７によって静止画撮影、動画撮影、連続撮影（連写）のうち一つの撮影動作が選択され、メニュー／ＯＫキーの押圧操作により選択した撮影動作が確定される。キャンセルキー（図２には不図示）は、選択項目など所望の対象の消去や指示内容の取消し、あるいは一つ前の操作状態に戻らせる時などに使用される。

液晶モニタ２４は、ユーザインターフェース用表示画面としても利用され、必要に応じてメニュー情報や選択項目、設定内容などの情報が表示される。この液晶モニタ２４は液晶ディスプレイであるが、これに代えて、有機ＥＬなど他の方式の表示装置を用いることも可能である。

デジタルカメラ１０は、メディアソケット４６を有し、メディアソケット４６には記録メディア４８を装着することができる。記録メディアの形態は特に限定されず、スマートメディア（商標）に代表される半導体メモリカード、可搬型小型ハードディスク、磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスクなど、種々の媒体を用いることができる。

メディアコントローラ５０は、メディアソケット４６に装着される記録メディア４８に適した入出力信号の受渡しを行うために所要の信号変換を行う。

また、デジタルカメラ１０は、パソコンその他の外部機器と接続するための通信手段としてＵＳＢインターフェース部５２を備えている。ＵＳＢケーブルを用いてデジタルカメラ１０と外部機器を接続することにより、外部機器との間でデータの受渡しが可能となる。もちろん、通信方式はＵＳＢに限らず、その他の通信方式を適用してもよい。

次に、デジタルカメラ１０の撮影機能について説明する。

モード選択スイッチ２６によって撮影モードが選択されると、カラーＣＣＤ固体撮像素子（以下ＣＣＤと記載）５４を含む撮像部に電源が供給され、静止画、動画、又は連続撮影が可能な状態になる。この後、十字キー２７によって静止画撮影、動画撮影、連続撮影（連写）のうち一つの撮影動作を選択し、メニュー／ＯＫキーを押圧操作することにより選択した撮影動作を確定する。

レンズ鏡胴２０は、フォーカスレンズを含む撮影レンズ１８と絞り兼用メカシャッター５６とを含む光学ユニットである。レンズ鏡胴２０は、ＣＰＵ３０によって制御されるレンズ駆動部５８、絞り駆動部６０によって電動駆動され、ズーム制御、フォーカス制御及びアイリス制御が行われる。

撮影レンズ１８を通過した光は、ＣＣＤ５４の受光面に結像される。ＣＣＤ５４の受光面には多数のフォトダイオード（受光素子）が二次元的に配列されており、各フォトダイオードに対応して赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の原色カラーフィルタが所定の配列構造で配置されている。また、ＣＣＤ５４は、各フォトダイオードの電荷蓄積時間（シャッタースピード）を制御する電子シャッター機能を有している。ＣＰＵ３０は、タイミングジェネレータ６２を介してＣＣＤ５４での電荷蓄積時間を制御する。なお、ＣＣＤ５４に代えてＭＯＳ型など他の方式の撮像素子を用いてもよい。

ＣＣＤ５４の受光面に結像された被写体像は、各フォトダイオードによって入射光量に応じた量の信号電荷に変換される。各フォトダイオードに蓄積された信号電荷は、ＣＰＵ３０の指令に従いタイミングジェネレータ６２から与えられる駆動パルスに基づいて信号電荷に応じた電圧信号（画像信号）として順次読み出される。

ＣＣＤ５４から出力された信号はアナログ処理部（ＣＤＳ／ＡＭＰ）６４に送られ、ここで画素毎のＲ、Ｇ、Ｂ信号がサンプリングホールド（相関二重サンプリング処理）され、増幅された後、Ａ／Ｄ変換器６６に加えられる。Ａ／Ｄ変換器６６によってデジタル信号に変換された点順次のＲ、Ｇ、Ｂ信号は、画像入力コントローラ６８を介してメモリ３８に記憶される。

画像信号処理回路７０は、メモリ３８に記憶されたＲ、Ｇ、Ｂ信号をＣＰＵ３０の指令に従って処理する。すなわち、画像信号処理回路７０は、同時化回路（単板ＣＣＤのカラーフィルタ配列に伴う色信号の空間的なズレを補間して色信号を同時式に変換する処理回路）、ホワイトバランス補正回路、ガンマ補正回路、輪郭補正回路、輝度・色差信号生成回路等を含む画像処理手段として機能し、ＣＰＵ３０からのコマンドに従ってメモリ３８を活用しながら所定の信号処理を行う。

画像信号処理回路７０に入力されたＲＧＢの画像データは、画像信号処理回路７０において輝度信号及び色差信号に変換されるとともに、ガンマ補正等の所定の処理が施される。画像信号処理回路７０で処理された画像データはＨＤＤ４０に記録される。

撮影画像を液晶モニタ２４にモニタ出力する場合、ＨＤＤ４０から画像データが読み出され、バス３２を介してビデオエンコーダ７２に送られる。ビデオエンコーダ７２は、入力された画像データを表示用の所定方式の信号（例えば、ＮＴＳＣ方式のカラー複合映像信号）に変換して液晶モニタ２４に出力する。

撮影ボタン１６が半押しされ、Ｓ１がオンになると、デジタルカメラ１０はＡＥ及びＡＦ処理を開始する。すなわち、ＣＣＤ５４から出力された画像信号はＡ／Ｄ変換後に画像入力コントローラ６８を介してＡＦ検出回路７４並びにＡＥ／ＡＷＢ検出回路７６に入力される。

ＡＥ／ＡＷＢ検出回路７６は、１画面を複数のエリア（例えば、１６×１６）に分割し、分割エリアごとにＲＧＢ信号を積算する回路を含み、その積算値をＣＰＵ３０に提供する。ＣＰＵ３０は、ＡＥ／ＡＷＢ検出回路７６から得た積算値に基づいて被写体の明るさ（被写体輝度）を検出し、撮影に適した露出値（撮影ＥＶ値）を算出する。求めた露出値と所定のプログラム線図に従い、絞り値とシャッタースピードが決定され、これに従いＣＰＵ３０はＣＣＤ５４の電子シャッター及びアイリスを制御して適正な露光量を得る。

また、ＡＥ／ＡＷＢ検出回路７６は、自動ホワイトバランス調整時には、分割エリアごとにＲＧＢ信号の色別の平均積算値を算出し、その算出結果をＣＰＵ３０に提供する。ＣＰＵ３０は、Ｒの積算値、Ｂの積算値、Ｇの積算値を得て、各分割エリアごとにＲ／Ｇ及びＢ／Ｇの比を求め、これらＲ／Ｇ、Ｂ／Ｇの値のＲ／Ｇ、Ｂ／Ｇの色空間における分布等に基づいて光源種判別を行い、判別された光源種に適したホワイトバランス調整値に従って、例えば、各比の値がおよそ１になるように、ホワイトバランス調整回路のＲ、Ｇ、Ｂ信号に対するゲイン値（ホワイトバランス補正値）を制御し、各色チャンネルの信号に補正をかける。前述した各比の値を１以外の値になるようにホワイトバランス調整回路のゲイン値を調整すると、ある色味が残った画像を生成することができる。

デジタルカメラ１０におけるＡＦ制御は、例えば映像信号のＧ信号の高周波成分が極大になるようにフォーカシングレンズ（撮影レンズ１８を構成するレンズ光学系のうちフォーカス調整に寄与する移動レンズ）を移動させるコントラストＡＦが適用される。すなわち、ＡＦ検出回路７４は、Ｇ信号の高周波成分のみを通過させるハイパスフィルタ、絶対値化処理部、画面内（例えば、画面中央部）に予め設定されているフォーカス対象エリア内の信号を切り出すＡＦエリア抽出部、及びＡＦエリア内の絶対値データを積算する積算部から構成される。

ＡＦ検出回路７４で求めた積算値のデータはＣＰＵ３０に通知される。ＣＰＵ３０は、レンズ駆動部５８を制御してフォーカシングレンズを移動させながら、複数のＡＦ検出ポイントで焦点評価値（ＡＦ評価値）を演算し、評価値が極大となるレンズ位置を合焦位置として決定する。そして、求めた合焦位置にフォーカシングレンズを移動させるようにレンズ駆動部５８を制御する。なお、ＡＦ評価値の演算はＧ信号を利用する態様に限らず、輝度信号（Ｙ信号）を利用してもよい。

撮影ボタン１６が半押しされ、Ｓ１オンによってＡＥ／ＡＦ処理が行われ、撮影ボタン１６が全押しされ、Ｓ２オンによって記録用の撮影動作がスタートする。Ｓ２オンに応動して取得された画像データは画像信号処理回路７０において輝度／色差信号（Ｙ／Ｃ信号）に変換され、ガンマ補正等の所定の処理が施された後、メモリ３８に格納される。

メモリ３８に格納されたＹ／Ｃ信号は、圧縮伸張回路７８によって所定のフォーマットに従って圧縮された後、メディアコントローラ５０を介して記録メディア４８に記録される。例えば、画像についてはＪＰＥＧ形式で記録される。

モード選択スイッチ２６により再生モードが選択されると、記録メディア４８に記録されている最終の画像ファイル（最後に記録されたファイル）の圧縮データが読み出される。最後の記録に係るファイルが静止画ファイルの場合、この読み出された画像圧縮データは、圧縮伸張回路７８を介して非圧縮のＹＣ信号に伸張され、画像信号処理回路７０及びビデオエンコーダ７２を介して表示用の信号に変換された後、液晶モニタ２４に出力される。これにより、当該ファイルの画像内容が液晶モニタ２４の画面上に表示される。

静止画の一コマ再生中（動画の先頭フレーム再生中も含む）に、十字キーの右キー又は左キーを操作することによって、再生対象のファイルを切り替えること（順コマ送り／逆コマ送り）ができる。コマ送りされた位置の画像ファイルが記録メディア４８から読み出され、上記と同様にして静止画像や動画が液晶モニタ２４に再生表示される。なお、デジタルカメラ１０は、電源回路８０を介して供給される電池８２の電力によって駆動される。以上がデジタルカメラ１０の全体構成である。

図４は、デジタルカメラ１０のレンズ鏡胴２０の組立斜視図が示されている。

このレンズ鏡胴２０はレンズ保持筒９０、カム筒９２、固定筒９４等から構成される。レンズ保持筒９０の前端部には撮影レンズ１８が保持され、レンズ保持筒９０の後端外周部には取付部９６がレンズ保持筒９０の軸方向に突出形成されている。この取付部９６にカムフォロアーピン（カムフォロア）９８がレンズ保持筒９０の径方向に突設されている。取付部９６は、レンズ保持筒９０の後端外周部に等間隔で３カ所（図４では２箇所のみ図示）形成され、各々の取付部９６にカムフォロアーピン９８が突設されている。このように、レンズ保持筒９０の後端円筒部分からＣＣＤ５４（図３参照）側に張り出した取付部９６にカムフォロアーピン９８を配置することにより、沈胴全長を短縮することができる。

レンズ保持筒９０は、カメラ本体１２内に固定される固定筒９４に挿入され、各々のカムフォロアーピン９８は、固定筒９４の軸方向に沿って形成された直進溝１００に嵌挿される。また、レンズ保持筒９０が挿入された固定筒９４は、カメラ本体１２内で回転自在に支持されるカム筒９２に嵌挿され、直進溝１００を貫通したカムフォロアーピン９８は、カム筒９２に形成されたカム溝１０２（図４では２本のカム溝のみ図示）にそれぞれ係合されている。したがって、カム筒９２が不図示のモーターにより撮影光軸を中心に回転されると、直進溝１００とカム溝１０２とによる直進ガイド作用によってレンズ保持筒９０が、固定筒９４に対して図５の如く収納方向及び図６の如く突出方向に直進移動される。これにより、レンズ保持筒９０がカメラ本体１２の前面から前方に繰り出され、また、カメラ本体１２内に沈胴される。なお、カム筒９２は樹脂成形品であり、カム溝１０２は成形型を容易に抜くためにテーパ状に形成されている。このテーパ状のカム面は、図５、図６に示すように鋸歯状に形成されている。

ところで、カムフォロアーピン９８の先端部には、図７の如く逆円錐台形状の引掛部１０４が設けられている。この引掛部１０４は、図８に示す通常動作時においてはカム溝１０２に接触していないが、カムフォロアーピン９８の取付部９６が図９の如く内径側に撓んだ異常動作時には、カム溝１０２の鋸歯状カム面に引っ掛かり、カムフォロアーピン９８のカム溝１０２からの脱落を阻止する。

次に、前記の如く構成されたレンズ鏡胴２０の作用について説明する。

繰り出した状態にあるレンズ保持筒９０に、対物側から図９の矢印Ａ方向の衝撃が加わると、カムフォロアーピン９８は、カム溝１０２のカム面であるテーパ面に沿って内径方向に力を発生するため、カムフォロアーピン９８がカム溝１０２から脱落しそうになる。

そこで、実施の形態では、カム溝１０２からのカムフォロアーピン９８の脱落を簡単な構成で防止するため、カムフォロアーピン９８の取付部９６に撓みが生じた際に、カム溝１０２のカム面に引っ掛かる引掛部１０４をカムフォロアーピン９８の先端部に設けている。

これにより、引掛部１０４は、図９の如く衝撃によりカムフォロアーピン９８の取付部９６に撓みが発生すると、カム溝１０２に対する角度が変化するため引掛部１０４がカム面に接触し、カムフォロアーピン９８の脱落方向への滑りを阻止する。また、カム面は鋸歯状に形成されているため、逆円錐台形状の引掛部１０４の上端エッジ部がカム面に係合する。これにより、カムフォロアーピン９８の脱落を阻止する性能が向上する。

なお、実施の形態では、引掛部１０４を図７の如くねじ１０６によりカムフォロアーピン９８に取り付けたが、これに限定されるものではなく、カムフォロアーピン９８と一体成形してもよい。また、引掛部１０４の形状も逆円錐台形状に限定されるものではなく、円柱状であっても角柱状であってもカム溝１０２のテーパ面に引っ掛かるものであれば如何なる形状であってもよい。

実施の形態のレンズ鏡胴が搭載されたデジタルカメラを正面から見た斜視図 図１に示したデジタルカメラを背面から見た斜視図 図１に示したデジタルカメラの全体構成を示したブロック図 実施の形態のレンズ鏡胴の組立斜視図 図４に示したレンズ鏡胴の沈胴状態の断面図 図４に示したレンズ鏡胴の繰り出し状態の断面図 カムフォロアーピンの拡大斜視図 カムフォロアーピンの通常動作時の状態を示した断面図 カムフォロアーピンの異常動作時の状態を示した断面図

符号の説明

１０…デジタルカメラ、１２…カメラ本体、１８…撮影レンズ、９０…レンズ保持筒、９２…カム筒、９４…固定筒、９６…取付部、９８…カムフォロアーピン、１００…直進溝、１０２…カム溝、１０４…引掛部

Claims (2)

1. レンズを保持したレンズ保持筒と、該レンズ保持筒に設けられたカムフォロアと係合されレンズ保持筒に撮影光軸方向の駆動力を与えるカム溝が形成されたカム筒とを備えたレンズ鏡胴において、
   前記レンズ保持筒に形成された前記カムフォロアの取付部に撓みが生じた際に、前記カム溝のカム面に引っ掛かる引掛部が、前記カムフォロアの先端部に設けられていることを特徴とするレンズ鏡胴。
2. 前記カム溝のカム面はテーパ状に形成されるとともに、その表面は鋸歯状に形成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。

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