JP2010175631A - 撮影レンズ鏡筒及び撮影装置 - Google Patents

Abstract

【課題】撮影レンズ鏡筒の動作の基準信号を発生する手段を、外形を大きくすることなく最適に配置する。
【解決手段】レンズ部材２，３を移動させるドライブリング５に具備されるギア部材５ａと光軸方向略同一面上に、回転位相の起点を発する凸形つば形状部５ｃを配置し、ギア部材５ａと凸形つば形状部５ｃの最外径を同一にするか、ギア部材５ａより凸形つば形状部５ｃの外径を小さくする。
【選択図】図３

Description

本発明は、レンズ手段の移動が可能なズーム機構などを有する撮影レンズ鏡筒、及び前記撮影レンズ鏡筒を搭載したデジタルカメラ等の撮影装置に関するものである。

従来、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。このようなズーム機構の構成例は特許文献１などに記載されている。

即ち、ズーム機構では、複数の光学レンズを保持する複数のレンズ保持部材をカムリングで光軸方向に移動させ、さらに回転規制部材によりレンズ保持部材の回転方向への移動を規制している。このような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。

光学レンズ及びレンズ保持部材などを有するレンズ鏡筒を駆動させる場合、通常、基準信号を発生させる手段を設け、その信号を起点に駆動モータを回転させて所定の位置にカムリング等の回転を停止させる方法が採用されている。例えば特許文献２では、信号の検出方法の一例を示している。即ち、カムリングの胴体で駆動ギア部と光軸方向でずれた位置に、反射部と非反射部のパターンを有する反射テープを貼り付け、そのパターンを光センサであるホトリフレクタで検出することでカムリングの停止位置を制御している。

特開２００１−３２４６６３号公報 特開２００２−１６２５５６号公報

しかしながら、特許文献２に示す方法により、レンズ鏡筒のズーム機構の起点を決める場合、反射テープの固定に位置誤差が発生する可能性がある。

また、駆動リングの胴体に羽根形状のつばを設け、羽根の端点をフォトリフレクタで検知する方法もあるが、羽根の突起分が大きくなってしまい、駆動リングが回転するため羽根が回転する分、つまりほぼ全周に大型化してしまう。

近年ではカメラの小型化や薄型化を市場より強く要望されており、少しでも内部部品を小型化することが第一要望として挙げられ、レンズ鏡筒を大型化せずにズーム機構の動作の起点信号を効率的に得る方法が求められている。

本発明は、上記問題点に鑑み、撮影レンズ鏡筒の動作の起点信号を発生する手段を、撮影レンズ鏡筒の外形を大型化することなく最適に配置することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の撮影レンズ鏡筒は、レンズ手段を光軸方向へ移動させるための動力を伝達する回転駆動手段と、前記回転駆動手段に配置され、電気的力発生手段により前記動力が伝達されるギア手段と、前記ギア手段と光軸方向の同一面上に配置され、前記回転駆動手段の回転位相の起点を検出するための起点位相発生手段とを備え、前記起点位相発生手段と前記ギア手段の最外径が同一になるように構成、又は前記ギア手段よりも前記起点位相発生手段の外径が小さくなるように構成したことを特徴とする。

また、本発明の撮影レンズ鏡筒は、カム筒手段と、前記カム筒手段の回転により光軸方向へ移動するレンズ手段と、前記カム筒手段を回転させるための動力を伝達する回転駆動手段と、前記回転駆動手段に配置され、電気的力発生手段により前記動力が伝達されるギア手段とを備えた撮影レンズ鏡筒であって、前記ギア手段と光軸方向の同一面上に配置され、前記回転駆動手段の回転位相の起点を検出するための起点位相発生手段と、前記起点位相発生手段の通過を検知する光学検知手段とを備え、前記起点位相発生手段と前記ギア手段の最外径が同一になるように構成、又は前記ギア手段よりも前記起点位相発生手段の外径が小さくなるように構成し、前記起点位相発生手段の周囲には、前記光学検知手段が直径方向に挿入されるように、前記回転駆動手段の表面直径より一段小さい直径になっている光学検知手段通過部を形成したことを特徴とする。

また、本発明の撮影レンズ鏡筒は、被回転手段を具備するカム筒手段と、前記カム筒手段の回転により光軸方向へ移動するレンズ手段と、前記被回転手段と嵌合する回転溝手段を具備する回転駆動手段と、前記回転駆動手段に配置され、電気的力発生手段により前記動力が伝達されるギア手段とを備えた撮影レンズ鏡筒であって、前記ギア手段と光軸方向の同一面上に配置され、前記回転駆動手段の回転位相の起点を検出するための起点位相発生手段と、前記起点位相発生手段の通過を検知する光学検知手段とを備え、前記起点位相発生手段と前記ギア手段の最外径が同一になるように構成、又は前記ギア手段よりも前記起点位相発生手段の外径が小さくなるように構成し、前記起点位相発生手段の周囲には、前記光学検知手段が直径方向に挿入されるように、前記回転駆動手段の表面直径より一段小さい直径になっている光学検知手段通過部を形成し、前記起点位相発生手段の内径側に前記回転溝手段を配置したことを特徴とする。

また、本発明の撮影装置は、上記いずれかの発明の撮影レンズ鏡筒を備えたことを特徴とする。

本発明によれば、撮影レンズ鏡筒の動作の起点信号を発生する手段を、撮影レンズ鏡筒の外形を大型化することなく最適に配置することが可能になる。

実施の形態における撮影レンズ鏡筒の収納時の外観斜視図である。 図１で示した撮影レンズ鏡筒の繰出し時の断面構造図である。 図１で示した撮影レンズ鏡筒の収納時の背面斜視図である。 図１で示した撮影レンズ鏡筒の繰出し時の背面斜視図である。 実施の形態におけるデジタルカメラの外観斜視図である。 実施の形態におけるデジタルカメラの外観斜視図である。 実施の形態におけるデジタルカメラの要部の電気的な構成を示すブロック図である。 実施の形態におけるデジタルカメラの電源オンから撮影終了までの処理を示すフローチャートである。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。

＜撮影レンズ鏡筒の構造＞
図１は、本発明の実施の形態における撮影レンズ鏡筒の収納時の外観斜視図であり、図２は、図１で示した撮影レンズ鏡筒の繰出し時の断面構造図である。また、図３は、図１で示した撮影レンズ鏡筒の収納時の背面斜視図であり、図４は、図１で示した撮影レンズ鏡筒の繰出し時の背面斜視図である。

本実施の形態における撮影レンズ鏡筒は、撮影倍率を変更できるズーム機構を有する、デジタルカメラ等の撮影装置に搭載される。以下、図１〜図４を参照して本実施の形態の撮影レンズ鏡筒の構造について説明する。

図２に示すように、カムリング（カム筒手段の一例）１には、その外周及び内周にカム溝１−１，１−２が形成されており、外周のカム溝１−１にはレンズ部材（レンズ手段の一例）２が、内周のカム溝１−２にはレンズ部材３が追従できるようになっている。カムリング１及びレンズ部材２の外周にはカム筒カバー手段６が配置されており、カムリング１と略一体になって作動する。

カムリング１のさらに外周には固定筒部材４が配置され、さらにその外周にドライブリング（回転駆動手段の一例）５が配置されている。ドライブリング５は、レンズ部材２，３を光軸方向へ移動する、いわゆるズーム動作を行うための駆動力を与えるものである。カムリング１には、凸柱形状の被回転部材１ａが３箇所に具備されており、被回転部材１ａがドライブリング５の内周に設けられている摺動溝（回転溝手段の一例）５ｆにスライド可能に嵌合している。

そして、ドライブリング５が光軸直交方向に回転することでカムリング１も同時に回転し、カムリング１が固定筒部材４内部のカム溝に追従することでカムリング１は光軸方向に回転しながら移動することになる。このように、被回転部材１ａをドライブリング５内周に設けられた摺動溝５ｆに嵌合摺動させることでカムリング１を回転させる。

このとき、レンズ部材２及びは不図示の方法で直進保持されており、それぞれのレンズ部材２，３は、直進保持されながらカムリング１のカムに案内されて光軸前後方向へ移動する。

また、ドライブリング５の外周には鏡筒カバー部材７が配置され、ドライブリング５を保持している。図１及び図３等のから分かるようにドライブリング５にはギア部材５ａが光軸方向後端に一体的に具備されている。そして、ギア部材５ａに、複数のギアで構成されている連結ギア部材９が結合し、さらに連結ギア部材９にモータ（電気的力発生手段の一例）１０が接続される。そして、モータ１０により回転力が発生し、連結ギア部材９が回転力を伝達し、最終的にドライブリング５が回転することになる。即ち、ドライブリング５には、その周囲に帯状のギア部材５ａが設けられ、モータ１０とギア部材５ａとが連結して回転することになる。そして、図３及び図４に示すパルス発生部材１１は、連結ギア部材９に設けられた羽根の回転によりパルスを出力し、この発生パルスを後述するＣＰＵがカウントし、予め決められたカウント数でモータ１０の回転を停止させるようになっている。

ドライブリング５上のギア部材５ａには、ギアの最端部からギアの歯先直径と同一直径でギア連絡部５ｂがつながっており、その回転方向端面に凸形つば形状部（起点位相発生部材の一例）５ｃが一体で備わっている。即ち、凸形つば形状部５ｃは、ギア部材５ａの歯先先端直径より同径又は内径側に形成される。つまり、凸形つば形状部５ｃとギア部材５ａの最外径が同一になるように構成するか、又はギア部材５ａよりも凸形つば形状部５ｃの外径が小さくなるように構成する。

このように、凸形つば形状部５ｃはドライブリング５上のギア部材５ａの端部のギアと連続的につながっている。これによって、凸形つば形状部５ｃの強度が増すので、撮影レンズ鏡筒１００の駆動の起点、つまりドライブリング５の回転位相の起点を検出するために、撮影レンズ鏡筒１００の形状を大きくする必要がなくなる。

また、凸形つば形状部５ｃのリブの内径側に上記の摺動溝５ｆが配置されており、これによって、摺動溝５ｆの配置の自由度が増し、撮影レンズ鏡筒１００の駆動の起点を得るために、撮影レンズ鏡筒１００の形状を大きくする必要がなくなる。

凸形つば形状部５ｃの端面を撮影レンズ鏡筒１００の駆動の起点として検出し、全ての動作の基準とする。起点信号を発生させる手段は、鏡筒カバー部材７に保持されているフォトインタラプタ８を使用し、光学検知手段であるフォトインタラプタ８のスリットを凸形つば形状部５ｃが通過し、その端面を検出することになる。即ち、撮影レンズ鏡筒１００の駆動の起点、つまりドライブリング５の回転の起点信号を得る方法は、ドライブリング５上のギア部材５ａと光軸方向の略同一面上に凸形つば形状部５ｃを設け、フォトインタラプタ８で凸形つば形状部５ｃの端面を検知することで行う。そのとき、ギア部材５ａの外径と凸形つば形状部５ｃの外径が同径か、又はギア部材５ａの外径より凸形つば形状部５ｃが内径側にあるようにする。これによって、撮影レンズ鏡筒１００の駆動の起点を得るために、撮影レンズ鏡筒１００の形状を大きくする必要がなくなる。

また、凸形つば形状部５ｃの光軸前後方向及びその回転方向には、ドライブリング５の表面を座ぐることで一段小さい直径になっているフォトインタラプタ通過部５ｅが設けられている。フォトインタラプタ８がフォトインタラプタ通過部５ｅに挿入されることにより、撮影レンズ鏡筒１００全体の大きさを最小限に抑えることができる。即ち、凸形つば形状部５ｃの周囲はカムリング１の外形より一段座ぐってフォトインタラプタ通過部５ｅ（光学検知手段通過部の一例）を設けている。この通過部５ｅに、フォトインタラプタ８を径方向に挿入することで、撮影レンズ鏡筒１００の駆動の起点を得るために、撮影レンズ鏡筒１００の形状を大きくする必要がなくなる。

また、ドライブリング５上の凸形つば形状部５ｃの内径側に摺動溝５ｆの一つを配置したときに、摺動溝５ｆの直径方向天面がフォトインタラプタ通過部５ｅとオーバーラップすることで、凸形つば形状部５ｃの光軸方向前後に開口部５ｄが設けられる。これにより、撮影レンズ鏡筒１００の形状を大きくすることなく、摺動溝５ｆをレイアウト自由に配置することができる。

また、図１に示す例では、凸形つば形状部５ｃの端面が、固定筒部材４に設けられた突起状の回転メカ端部材４ａに突き当たって停止している。つまり、図１に示す例では、ドライブリング５が収納方向に過回転してしまった場合を示している。このようにカメラの暴走等が発生した場合は、凸形つば形状部５ｃの端面で作動を防止する機能も兼ねることで、特別な部材や形状を設けることなく、撮影レンズ鏡筒１００の破壊を防止することができる。即ち、凸形つば形状部５ｃのエッジ端面が固定部材に係止されるように構成することで、この構成がドライブリング５のメカ的な停止ストッパ（回転端停止手段）を兼ねることになる。これにより、撮影レンズ鏡筒１００が不測の動作を行っても過回転することなく、しかも撮影レンズ鏡筒１００の駆動の起点を得るために、撮影レンズ鏡筒１００の形状を大きくする必要がなくなる。

以上の構成を採ることで、撮影レンズ鏡筒１００の外形を大型化することなく、撮影レンズ鏡筒１００の駆動の起点信号を効率的に得ることができ、カメラの小型化を達成することができる。

＜カメラの構成及び動作＞
次に、上記の撮影レンズ鏡筒１００を搭載したデジタルカメラの構成について、図５〜図７を参照して説明する。

図５及び図６は、本実施の形態におけるデジタルカメラの外観斜視図であり、図５は電源をオフにした状態を示し、図６は電源をオンにした状態を示している。

図５及び図６に示すように、本実施の形態のデジタルカメラ１２の正面には、測光測距を行う場合の光源の補助を行う補助光１６、被写体の構図を決めるファインダ１７、ストロボ１８、及び撮影レンズ鏡筒１００が構成されている。カメラ上面には、レリーズボタン１３、ズーム切換えスイッチ１４、及び電源切換えボタン１５が配置されている。また、図示はしないが、カメラ背面には、機能切換えを行うための操作ボタンが配置されると共に、ＬＣＤより成るディスプレイ、ファインダ接眼部などが配置されている。

図７は、本実施の形態におけるデジタルカメラの要部の電気的な構成を示すブロック図である。

このデジタルカメラ１２の制御部はＣＰＵ４６、ＲＯＭ４５、ＲＡＭ４７で構成され、バス４４を介して、レリーズボタン１３、操作ボタン２１〜２６、ディスプレイ２０、メモリ４０、及びメモリカードドライブ４２等の各種構成要素が接続されている。バス４４を介して制御系と接続する駆動回路４３には、ズームモータ駆動部２９、フォーカスモータ駆動部３１、シャッタ駆動部３２、絞り駆動部３５、ＣＣＤやＣＭＯＳ等の撮像素子３７、及びストロボ１８が接続されている。そして、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。

ＲＯＭ４５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。ＲＡＭ４７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、デジタルカメラ１２は構成されているが、使用者が電源切換えボタン１５を操作することで電源をオフからオンにすると、ＣＰＵ４６はＲＯＭ４５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１００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カメラを撮影スタンバイ状態にする。

撮影を行うためにレリーズボタン１３を押すと、撮像素子３７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１８を発光するかどうかを判断する。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駆動部３１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部材３０を移動させる。

次にシャッタ３３の開閉を行い、所望の画像を撮像素子３７に取り込む。撮像素子３７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、アナログ信号処理部３６へと出力される。アナログ信号処理部３６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３８に出力する。Ａ／Ｄ変換部３８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部３９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４０に記憶されることになる。メモリ４０に記憶された画像データやメモリカードドライブ４２に記憶されている画像データを圧縮伸張部４１によって伸張処理を行い、その画像データをバス４４を介してディスプレイ２０に表示させることができる。

また、ズーム切換えスイッチ１４を操作することにより、駆動回路４３を介してズームモータ駆動部２９を制御して撮影レンズ鏡筒１００を光軸方向に移動させることができるようになっている。

次に、デジタルカメラの電源オンから撮影終了までフローについて、図８を参照して説明する。

図８は、本実施の形態におけるデジタルカメラの電源オンから撮影終了までの処理を示すフローチャートである。

まず使用者が撮影装置の電源をオンすると（ステップＳ１０１）、ＣＰＵ４６はズームモータ駆動部２９に指令を送り、鏡筒駆動モータ１０をＣＷ回転させる（ステップＳ１０２）。このとき、ＣＰＵ４６は、フォトインタラプタ８の出力から、撮影レンズ鏡筒１００の駆動の起点となる起点信号を取得する。その後、ＣＰＵ４６は、連結ギア部材９に設けられた羽根の回転によりパルスを出力するパルス発生部材１１の発生パルスをカウントし、そのカウント数が予め決められた値に達したらモータ１０の回転を停止させる。その結果、撮影レンズ鏡筒１００の状態は、図５の状態から図６の状態へ変化する。このようにして、撮影レンズ鏡筒１００が撮影位置に移動したことが確認できたら、撮影レンズ鏡筒１００の駆動を停止させるのである（ステップＳ１０３）。

次に使用者がレリーズボタン１３をオンすると（ステップＳ１０４）、測光を行い、被写体の輝度情報を得る（ステップＳ１０５）。得られた輝度情報が既定の輝度より高輝度の場合（ステップＳ１０６）、絞り３４を光軸内に侵入させ、入射光量を変化させる（ステップＳ１０７）。得られた輝度情報が既定の輝度より低輝度の場合（ステップＳ１０６）、絞り３４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、フォーカス部材３０を作動させて、被写体のピントが合う位置へ移動させ（ステップＳ１０８）、そこで画像の取り込みを開始する（ステップＳ１０９）。次にシャッタ３３を開状態から閉状態へ移動させ（ステップＳ１１０）、入射光量を遮り、画像取り込みは終了となる（ステップＳ１１１）。その後、絞り３４を光軸から退避させ（ステップＳ１１２）、フォーカス部材３０を初期位置に移動させて動作終了となる（ステップＳ１１３）。

１ カムリング
２ レンズ部材
３ レンズ部材
４ 固定筒部材
５ ドライブリング
５ａ ギア部材
５ｂ ギア連絡部
５ｃ 凸形つば形状部
５ｄ 開口部
５ｅ 光学検知手段通過部
８ フォトインタラプタ
９ 連結ギア部材
１０ モータ
１１ パルス発生部材
１２ 撮影装置（デジタルカメラ）
１４ ズームスイッチ
２９ ズームモータ駆動部
３７ 撮像素子
４３ 駆動回路
４４ バス
４５ ＲＯＭ
４６ ＣＰＵ
４７ ＲＡＭ

Claims (8)

1. レンズ手段を光軸方向へ移動させるための動力を伝達する回転駆動手段と、
   前記回転駆動手段に配置され、電気的力発生手段により前記動力が伝達されるギア手段と、
   前記ギア手段と光軸方向の同一面上に配置され、前記回転駆動手段の回転位相の起点を検出するための起点位相発生手段とを備え、
   前記起点位相発生手段の外径と前記ギア手段の最外径が同一になるように構成、又は前記ギア手段よりも前記起点位相発生手段の外径が小さくなるように構成したことを特徴とする撮影レンズ鏡筒。
2. カム筒手段と、前記カム筒手段の回転により光軸方向へ移動するレンズ手段と、前記カム筒手段を回転させるための動力を伝達する回転駆動手段と、前記回転駆動手段に配置され、電気的力発生手段により前記動力が伝達されるギア手段とを備えた撮影レンズ鏡筒であって、
   前記ギア手段と光軸方向の同一面上に配置され、前記回転駆動手段の回転位相の起点を検出するための起点位相発生手段と、
   前記起点位相発生手段の通過を検知する光学検知手段とを備え、
   前記起点位相発生手段の外径と前記ギア手段の最外径が同一になるように構成、又は前記ギア手段よりも前記起点位相発生手段の外径が小さくなるように構成し、
   前記起点位相発生手段の周囲には、前記光学検知手段が径方向に挿入されるように、前記回転駆動手段の表面に光学検知手段通過部を形成したことを特徴とする撮影レンズ鏡筒。
3. 被回転手段を具備するカム筒手段と、前記カム筒手段の回転により光軸方向へ移動するレンズ手段と、前記被回転手段と嵌合する回転溝手段を具備する回転駆動手段と、前記回転駆動手段に配置され、電気的力発生手段により前記動力が伝達されるギア手段とを備えた撮影レンズ鏡筒であって、
   前記ギア手段と光軸方向の同一面上に配置され、前記回転駆動手段の回転位相の起点を検出するための起点位相発生手段と、
   前記起点位相発生手段の通過を検知する光学検知手段とを備え、
   前記起点位相発生手段の外径と前記ギア手段の外径が同一になるように構成、又は前記ギア手段の外径よりも前記起点位相発生手段の外径が小さくなるように構成し、
   前記起点位相発生手段の周囲には、前記光学検知手段が径方向に挿入されるように、前記回転駆動手段の表面に光学検知手段通過部を形成し、前記起点位相発生手段の内径側に前記回転溝手段を配置したことを特徴とする撮影レンズ鏡筒。
4. 前記起点位相発生手段は、前記ギア手段の歯先先端直径より同径又は内径側に形成されたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の撮影レンズ鏡筒。
5. 前記起点位相発生手段の光軸方向前後において、前記回転溝手段の直径方向天面が開口されていることを特徴とする請求項３に記載の撮影レンズ鏡筒。
6. 前記起点位相発生手段は、前記ギア手段の一つの歯と連続的に接続されていることを特徴とする請求項４又は５に記載の撮影レンズ鏡筒。
7. 前記起点位相発生手段の回転方向端面が前記回転駆動手段の回転端停止手段を兼ねていることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載の撮影レンズ鏡筒。
8. 請求項１乃至７のいずれか一項に記載の撮影レンズ鏡筒を備えたことを特徴とする撮影装置。

Images