JP2008197454A

JP2008197454A - 撮像装置

Info

Publication number: JP2008197454A
Application number: JP2007033493A
Authority: JP
Inventors: Tomoyuki Kudo; 智幸工藤
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2007-02-14
Filing date: 2007-02-14
Publication date: 2008-08-28

Abstract

【課題】不用意にレンズ群同士が近接しても、レンズ同士が衝突しないようにする。
【解決手段】第一レンズ保持手段１に具備される第二レンズ退避手段１ｂにより、第二レンズ保持手段４に具備される可動追従手段６を押し込み第二レンズ保持手段４及び第二レンズ群３を退避させる。
【選択図】図１

Description

本発明はフィルムカメラやデジタルカメラ等に備えられた複数のレンズ群を有する撮像装置に関するものである。

従来から銀塩フィルムを用いるフィルムカメラは広く普及しているが、近年、フィルムを使用せずに画像をメモリに取り込むことができるデジタルカメラが急速に普及している。このデジタルカメラの中には、複数の光学レンズを光軸方向に移動させ撮影倍率を変更するズーム機構を備えるものがある。ズーム鏡筒の構成の一例を特許文献１として示す。

複数のレンズを保持する複数のレンズ保持手段をカムリングで光軸方向に移動させ、なおかつ回転規制手段によりレンズ保持手段の回転方向への移動を規制している。この構成により光学レンズを指定の位置に移動させることができる。

近年では携帯性や使用感を向上させるために、カメラの小型化が急速に進んでおり、撮影レンズ鏡筒も同様に小型化及び薄型化が望まれている。小型化するためには収納時の複数のレンズの間隔をできるだけ少なくし、高圧縮を実現する必要があるが、構成される部品の寸法のばらつきや部品の完成度によって、ある程度のクリアランスを持って配置するのが通常である。

また、カメラはユーザーが持ち運んで利用する機器であるので、ユーザーが不意に落下させたり、荷重を加えたりしたりする場合も予想される。このような状況になった場合、過剰な衝撃ならともかく、ちょっとした衝撃でカメラが破壊されて使用できなくなってしまうようでは、実使用上不都合が発生する。上述のズーム機構を有するカメラでは、電源が入っているときではズーム鏡筒が突出した状態になっているのが一般的であり、このため外力の影響を受けやすい。特に近年の撮影レンズでは高倍率化がなされており、その傾向が顕著である。

このような課題を解決するための方法が様々提案されている。

特許文献２では、前方からの衝撃があった場合に可動フォロワーの近傍のテーパーでカム溝を受ける構成を示している。が、この場合、可動フォロワーが収納しすぎてしまい、テーパーで受けた場合にカム溝を傷つけたりする。
特開平０７−０２７９６２号公報特開平０６−２５００６３号公報

上記特許文献１においては、前方からの衝撃があった場合に可動フォロワーの近傍のテーパーでカム溝を受ける構成を示しているが、この場合、可動フォロワーが収納しすぎてしまい、テーパーで受けた場合にカム溝を傷つけたりするおそれがある。

また従来のようにレンズ間のクリアランスを十分開けた場合には、その分薄型化できないという問題がある。

レンズ間の間隔を詰め、薄型ができ、衝撃等にも有効なレンズ構成を備えることが必要となる。

上記の目的を達成するために本発明の撮像装置は、第一レンズ群と、第二レンズ群と、内部に複数のカム溝を具備するカム筒と、前記第一レンズ群を保持する第一レンズ保持手段と、第二レンズ群を保持する第二レンズ保持手段と、第一レンズ保持手段には前記カム溝のうち第一カム溝に追従する第一追従手段が具備され、第二レンズ保持手段には前記カム溝のうち第二カム溝に追従する第二追従手段が具備され、第二追従手段のうちの一つは前記第二カム溝に対して押圧力をもって接しかつ進退可能な可動追従手段となっており、前記第一レンズ保持手段と前記第二レンズ保持手段との距離が接近した場合は、前記第一レンズ保持手段に具備される第二レンズ退避手段により前記可動追従手段側面または前記第二レンズ保持手段上の可動追従手段近傍を押し込み前記可動追従手段を退避させることにより、第一レンズ群及び第二レンズ群の接触を防止する。

本願技術思想によれば、予想外に第一レンズホルダー及び第二レンズホルダーが接近しても互いのレンズ同士の衝突は防止できる。

以下、本発明を図示の実施例に基づいて詳細に説明する。

図４から図８には、本形態に係る撮像装置を備える機器としてデジタルカメラが示されている。本実施例で示すデジタルカメラ９は撮影倍率を変更できるズーム機構を有するカメラである。

図４は当該デジタルカメラ９の電源をＯＦＦにした状態を示した外観斜視図である。図５は当該デジタルカメラ９の電源をＯＮにした状態を示した外観斜視図である。

図６は上面図を示しており、図７は背面図を示しており、図８は底面図を示している。

図９には当該デジタルカメラ９の腰部構成を示している。

本形態のデジタルカメラの正面には被写体の構図を決めるファインダ１４、測光測距を行う場合の光源の補助を行う補助光１３、ストロボ１５、撮影レンズ鏡筒手段１６が構成されている。

上面にはレリーズボタン１０、電源切換えボタン１２、ズーム切換えスイッチ１１、底面には三脚取付部２５、メモリーカードドライブ４０及びバッテリー挿入部（不図示）が内部に具備されているカードバッテリーカバー２６が配置されている。

背面には操作ボタン１９，２０，２１，２２，２３，２４が配置され様々な機能切換えを行うことができる。ＬＣＤより成るディスプレイ１８、ファインダ接眼部１７が配置されている。

操作ボタン１９，２０，２１，２２，２３，２４によりデジタルカメラの動作モード、例えば撮影モード、再生モード、動画撮影モード等の選択を行う。

ディスプレイ１８は、画像表示手段であり、メモリ３８に保存された画像データやメモリーカードから読み込んだ画像データを画面上に表示する。また、モードを選択すると複数の撮影データを縮小して画面表示したりすることもできる。

制御部はＣＰＵ４４、ＲＯＭ４３、ＲＡＭ４５で構成され、バス４５を介してレリーズボタン１０、操作ボタン１９〜２４、ディスプレイ１８、メモリ３８、メモリーカードドライブ４０等の各種構成要素が接続されている。

バス４２を介して制御系と接続する駆動回路４１には、ズームモーター駆動手段２７、フォーカスモーター駆動手段２９、シャッタ駆動手段３０、絞り駆動手段３３、ＣＣＤやＣＭＯＳ等の撮像素子３４、ストロボ１５が接続されている。これらを、制御系からの信号により各々の駆動を制御することになる。

ＲＯＭ４３には上述の各機能構成要素を制御するプログラムが記憶されている。ＲＡＭ４５には各制御プログラムに必要なデータが記憶されている。

以上のように本発明の第一の実施例は構成されているが、使用者が電源切り替えボタン１２を操作することで電源をＯＦＦからＯＮにすると、ＣＰＵ４４はＲＯＭ４３から必要な制御プログラムを読み出して初期動作を開始する。つまり撮影レンズ鏡筒を所定の撮影可能領域に移動させ、撮影機能を立ち上げて、撮影スタンバイ状態になる。

撮影を行うためにレリーズボタン１０を押すと、撮像素子３４により被写体の明るさを検知し、その測光値に基づき絞り値やシャッタスピード、またストロボ１５を発光するかどうかを判断する。また、あらかじめ操作ボタン１９によって使用者がストロボ１５を強制的に発光させるか、発光させないかを選択することもできる。次に測距を行い、被写体との距離を測定してフォーカスモーター駆動手段２９を駆動することにより所定のフォーカス位置へフォーカス手段２８を移動させる。次にシャッタ手段３１の開閉を行い、所望の画像を撮像素子３４に取り込む。

撮像素子３４には、露光制御値に基づいて入射した光の光量に応じた電荷が蓄積され、その電荷が画像信号となり、アナログ信号処理手段３５へと出力される。

アナログ信号処理手段３５では、取り込まれた画像データにアナログ処理を施し、Ａ／Ｄ変換部３６に出力する。Ａ／Ｄ変換部３６では取り込まれたアナログデータをデジタルデータに変換する。このデジタルデータをデジタル信号処理手段３７に出力し、ここでデジタルデータの処理を行う。最終的にデジタルデータはメモリ３８に記憶されることになる。

メモリ３８に記憶されたデータは操作ボタン２０の操作によって圧縮伸張手段３９によりＪＰＥＧやＴＩＦＦ等の圧縮加工等を施しメモリーカードに出力され記憶される。

またメモリ３８を持たないデジタルカメラの場合デジタル信号処理手段３７で処理されたデジタルデータを圧縮伸張手段３９に出力し、メモリーカードドライブ４０へ記憶させることになる。

メモリ３８に記憶された画像データやメモリーカードドライブ４０に記憶されている画像データを圧縮伸張手段３９によって伸張処理を行い、その画像データをバス４２を介してディスプレイ１８に表示させることができる。このディスプレイ１８上のデータを使用者が見ることで、その画像が不必要であると判断すると使用者は操作ボタン２１の操作によって消去することができる。

上面にはズームスイッチ１１が配置されており、ズームスイッチ１１を操作することにより駆動回路４１を介してズームモーター駆動手段２７を制御することにより撮影レンズ鏡筒１６をレンズの光軸方向に移動させる。また、ディスプレイ１８上に表示されている記憶画像をズームスイッチ１１の操作で拡大及び縮小、いわゆるデジタルズームを行うことができる。

次に、本形態に係るデジタルカメラ９に備えられた撮影レンズ鏡筒１６に具備されている各レンズ群の構成について説明する。図１が断面図であり、図２が斜視図である。また、図３は簡易図である。

第一レンズ保持手段１の中心部には第一レンズ群２が保持されており、その光軸後方には第ニレンズ群３があり、第二レンズ群３を保持する第二レンズ保持手段４が配置されている。第二レンズ保持手段の背面にはシャッタ手段及び絞り手段が配置されており、第二レンズ保持手段と一体となって光軸方向に移動可能になっている。

各レンズ保持手段の外周にはカム筒５が配置され、カム筒５の内周にはカム溝５ａおよびカム溝５ｂが具備されている。それぞれのカム溝は３対で構成されている。カム筒５の内周には直進規制手段８が配置されている。第一レンズ保持手段１には第一追従手段としてのカムフォロワー１ａが３対具備されており、その近傍には直進規制部１ｃが備わっている。直進規制手段８には第一直進規制手段８ｂと第二直進規制手段８ａが備わっており、直進規制部１ｃが第一直進規制手段８ｂに嵌合することで第一レンズ保持手段１は光軸に対して直進保持される。またカムフォロワー１ａがカム筒５のカム溝５ａに追従することで、カム筒５の回転に伴って、第一レンズ保持手段１は光軸前後に移動する。

同様に、第二レンズ群３を保持する第二レンズ保持手段４には第二追従手段としてのカムフォロワー４ｂが２個一体で具備されており、カム筒５内周のカム溝５ｂに追従できるようになっている。また、カムフォロワー４ｂの側面が第二直進規制手段８ａに嵌合している。

カムフォロワー４ｂと同様に可動追従手段６が配置されている。可動追従手段６の先端はテーパーカム状のカム追従部６ａになっておりカム溝５ｂに追従できるようになっている。可動追従手段６は、第二カム溝としてのカム溝５ｂに対して押圧力を持って接している。可動追従手段６の同軸上に第一嵌合軸６ｂと第二嵌合軸６ｃ、その先に固定手段６ｄが形成されている。第二レンズ保持手段４には第一嵌合軸６ａと第二嵌合軸６ｂの両方を嵌合するようにはめ込み固定手段６ｄを圧入適にはめ込むことにより、可動追従手段６が第二レンズ保持手段４から脱落するのを防止する。第一嵌合軸６ａの周囲にはコイルスプリングである可動追従手段押圧手段７を組み込むことにより、可動追従手段６は常に外周に対して抜ける方向に加重を持つことになる。第二レンズ保持手段４の可動追従手段６が組み込まれる周囲には直進規制部４ｃが備わっており、ここでも第二直進規制手段８ｂに勘合することで直進規制される。

上記構成にすると、第一レンズ保持手段１及び第二レンズ保持手段４は直進規制手段８によって回転規制され、カム筒５の回転により光軸前後方向に移動できる。第二レンズ保持手段４の可動追従手段６が常にカム溝５ｂに押圧することで第二レンズ保持手段４はガタ無く動作することができる。

第二レンズ保持手段４には可動追従手段６が繰込み過ぎないようにストッパーである停止手段４ａが備わっており、固定手段６ｄの背後を受けるようになっている。

第一レンズ保持手段１と第二レンズ保持手段２は繰出した時はある一定の間隔を持って移動するが、非使用状態である収納状態ではできるだけ近接させた位置で保持する方が撮影レンズ鏡筒の薄型化つまりカメラの薄型化になり、持ち運びに利便性が得られる。撮影レンズ鏡筒の収納状態では図１に示すようにレンズ同士が近接している。もし部品の精度不良等で第一レンズ群と第二レンズ群が接近しすぎてしまった場合は、第一レンズ保持手段１に具備される第二レンズ退避手段１ｂが可動追従手段側面６ｂを押し込む。例えば、カム筒や各レンズ保持手段の寸法ばらつきが発生した場合である。この場合、可動追従手段６は第二レンズ保持手段４に少し収納され、第二レンズ保持手段４は２つの第２レンズ保持手段４ｂを基点に回転し、第二レンズ群３が後方に退避する。このことにより、第一レンズ群１と第二レンズ群３の衝突は回避できる。

また、寸法や何かのばらつきだけではなく、前方から第一レンズ保持手段１に対して衝撃等が加わって後方に接近した場合でも、同様に第一レンズ群１と第二レンズ群３の衝突は回避できる。

図１０に本発明の鏡筒機構を具備する撮影装置であるデジタルカメラの電源ＯＮから撮影終了までのフローチャートを示す。使用者が撮影装置の電源をＯＮすると、ＣＰＵ４４よりズームモーター駆動手段２７に指令を送り、鏡筒駆動モーターをＣＷ回転させる。その後所定の動作を行い、撮影レンズ鏡筒手段１６が撮影位置に移動したことが確認できたら停止させる。このとき図４の状態から図５の状態へレンズ鏡筒の状態は変化する。

次に使用者がレリーズボタン１０をＯＮすると、測光を行い、被写体の輝度情報を得る。得られた輝度情報が既定の輝度より高輝度の場合、絞り手段３２を光軸内に侵入させ、入射光量を変化させる。得られた輝度情報が既定の輝度より低輝度の場合、絞り手段３２の動作は行わず光軸より退避した状態にしておく。

その後フォーカス手段２８を作動させて、被写体のピントが合う位置へ移動させ、そこで画像の取り込みを開始する。次にシャッタ手段３１を開状態から閉状態へ移動させ、入射光量を遮り、画像取り込みは終了となる。その後絞り手段３２を光軸から退避させ、フォーカス手段２８を初期位置に移動させて動作終了となる。

上記の構成にすると各レンズ保持手段やカム筒などの寸法ばらつきや前方からの衝撃によって、レンズ同士の衝突（接触）を防止でき、薄型の撮影レンズ鏡筒を構成することができる。

本発明の一実施例における撮像装置の構成を示す断面図である。本発明の一実施例における撮像装置の構成を示す斜視図である。本発明の一実施例における撮像装置の構成を示す簡易図である。本発明の一実施例における撮像装置を有する撮影装置の電源ＯＦＦ状態の斜視図である。本発明の一実施例における撮像装置を有する撮影装置の電源ＯＮ状態の斜視図である。本発明の一実施例における撮像装置を有する撮影装置の上面図である。本発明の一実施例における撮像装置を有する撮影装置の背面図である。本発明の一実施例における撮像装置を有する撮影装置の底面図である。本発明の一実施例における撮像装置を有する撮影装置であるデジタルカメラの構成の要部を示すブロック図である。本発明の一実施例における撮像装置を有する撮影装置であるデジタルカメラの電源ＯＮから撮影時のシーケンスを示すフローチャートである。

符号の説明

１第一レンズ保持手段
１ａカムフォロワー
１ｂ第二レンズ退避手段
１ｃ直進規制部
２第一レンズ群
３第二レンズ群
４第二レンズ保持手段
４ａ停止手段
４ｂカムフォロワー
４ｃ直進規制部
５カム筒
５ａ第一カム手段
５ｂ第二カム手段
６可動追従手段
６ａカム追従部
６ｂ第一嵌合軸
６ｃ第二嵌合軸
６ｄ固定手段
７コイルスプリング
８直進規制手段
８ａ第二直進規制手段
８ｂ第一直進規制手段
９撮影装置（デジタルカメラ）
１０レリーズボタン
１１ズームスイッチ
１２電源切変えボタン
１３補助光
１４ファインダ
１５ストロボ
１６撮影レンズ鏡筒
１７ファインダー接眼部
１８ディスプレイ
１９〜２４操作ボタン
２５三脚取付部
２６カードバッテリーカバー
２７ズームモーター駆動手段
２８フォーカス手段
２９フォーカスモーター駆動手段
３０シャッタ駆動手段
３１シャッタ手段
３２絞り手段
３３絞り駆動手段
３４撮像素子
３５アナログ信号処理手段
３６Ａ／Ｄ変換部
３７デジタル信号処理手段
３８メモリ
３９圧縮伸張手段
４０メモリーカードドライブ
４１駆動回路
４２バス
４３ＲＯＭ
４４ＣＰＵ
４５ＲＡＭ

Claims

第一レンズ群と、第二レンズ群と、内部に複数のカム溝を具備するカム筒と、前記第一レンズ群を保持する第一レンズ保持手段と、第二レンズ群を保持する第二レンズ保持手段と、第一レンズ保持手段には前記カム溝のうち第一カム溝に追従する第一追従手段が具備され、第二レンズ保持手段には前記カム溝のうち第二カム溝に追従する第二追従手段が具備され、第二追従手段のうちの一つは前記第二カム溝に対して押圧力をもって接しかつ進退可能な可動追従手段となっており、前記第一レンズ保持手段と前記第二レンズ保持手段との距離が接近した場合は、前記第一レンズ保持手段に具備される第二レンズ退避手段により前記可動追従手段側面または前記第二レンズ保持手段上の可動追従手段近傍を押し込み前記可動追従手段を退避させることにより、第一レンズ群及び第二レンズ群の接触を防止することを特徴とする撮像装置。
請求項１において、可動追従手段は、カム追従部を有し、かつ第一嵌合軸と第二嵌合軸が同軸上に配置され、かつ同軸上に固定手段を有し、第二レンズ保持手段に対して前記固定手段により固定されることを特徴とする撮像装置。
請求項２において、前記可動追従手段を前記カム溝に押圧する手段は前記可動追従手段と同軸上に配置されたコイルスプリングであることを特徴とする撮像装置。
請求項２及び３において、第二レンズ保持手段には、前記可動追従手段を第二レンズ保持手段に対して停止する停止手段が具備されていることを特徴とする撮像装置。