JP2010204613A - Lens barrel and optical apparatus using the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明はレンズ鏡筒およびこれを用いた光学機器に関し、例えばスチルカメラ、デジタルスチルカメラ、ビデオカメラ、TVカメラ等に好適なものである。 The present invention relates to a lens barrel and an optical apparatus using the same, and is suitable for a still camera, a digital still camera, a video camera, a TV camera, and the like.
従来、デジタルカメラなどの光学機器では、撮影を行うときカメラ本体(撮影装置本体)からのレンズ鏡筒の一部を繰出し、撮影を行っている。そして撮影を行わない携帯時(非撮影時)には、レンズ鏡筒の一部をカメラ本体に収容させて全長を短くし、携帯性を高めたいわゆる沈胴方式のレンズ鏡筒が多く用いられている。また、レンズ鏡筒の多くには複数の移動レンズ枠を移動させるためのズーム機構(移動機構)が設けられている。更に通常撮影可能な距離の至近距離よりも更に近距離の撮影を可能とするマクロ撮影ができるようにしたマクロ機構が設けられている。 2. Description of the Related Art Conventionally, in an optical apparatus such as a digital camera, a part of a lens barrel from a camera main body (imaging device main body) is taken out when taking a picture. When carrying without taking pictures (when not taking pictures), a so-called collapsible lens barrel is used in which a part of the lens barrel is housed in the camera body to shorten the overall length and improve portability. Yes. Also, many lens barrels are provided with a zoom mechanism (moving mechanism) for moving a plurality of moving lens frames. Furthermore, a macro mechanism is provided that enables macro photography that enables photographing at a closer distance than the closest distance that can be normally photographed.
従来より、カム環に設けられたインナーカム溝と固定鏡筒に設けられた案内溝(または直進溝)および移動レンズ保持枠に設けられたカムフォロアーを利用したズーム機構を有したレンズ鏡筒が知られている(特許文献1)。このレンズ鏡筒では、カム環の回動により、複数の移動レンズ保持枠を光軸方向に移動させ、焦点距離(ズーム位置)を変えている。このカム環の内周面にはカム溝が形成され、このカム溝のカム軌跡に沿って、複数の移動レンズ保持枠が移動する。このうち1つの移動レンズ保持枠は、移動レンズ保持枠と一体的に結合された移動筒の外周面に設けられたカムフォロアーが固定の案内筒(固定部材)に設けた案内溝とカム溝に係合し、光軸方向に移動する。また、もうひとつの移動レンズ保持枠も、同様に移動レンズ保持枠に設けたカムフォロアーが案内筒に設けた案内溝とカム溝に係合し、光軸方向に移動する。カム環は案内筒の外周面と嵌合し、光軸回りに回転自在である。カム環にはギアが形成され、アクチュエータの出力ギアと連結されている。したがって、アクチュエータが駆動されると、その出力ギアを介してカム環が回転し、移動レンズ保持枠、移動筒、及びもうひとつの移動レンズ保持枠が移動してズーミングが行われる。そして、更には沈胴状態(収納状態)位置まで移動する。 Conventionally, a lens barrel having a zoom mechanism using an inner cam groove provided in a cam ring, a guide groove (or straight advance groove) provided in a fixed lens barrel, and a cam follower provided in a moving lens holding frame is provided. Known (Patent Document 1). In this lens barrel, the plurality of movable lens holding frames are moved in the optical axis direction by rotating the cam ring to change the focal length (zoom position). A cam groove is formed on the inner peripheral surface of the cam ring, and a plurality of moving lens holding frames move along the cam locus of the cam groove. Of these, one moving lens holding frame has a guide groove and a cam groove provided on a fixed guide tube (fixed member) provided with a cam follower provided on the outer peripheral surface of the moving tube integrally coupled with the moving lens holding frame. Engage and move in the direction of the optical axis. Similarly, the other moving lens holding frame is moved in the optical axis direction by a cam follower provided on the moving lens holding frame engaging with a guide groove and a cam groove provided on the guide tube. The cam ring is fitted to the outer peripheral surface of the guide tube and is rotatable about the optical axis. A gear is formed on the cam ring and is connected to the output gear of the actuator. Therefore, when the actuator is driven, the cam ring rotates via the output gear, and the moving lens holding frame, the moving cylinder, and the other moving lens holding frame move to perform zooming. Then, it further moves to the retracted state (stored state) position.
一方、ズームレンズにおけるマクロ機構の方式としては、最短撮影距離を短縮してマクロ領域とするフォーカス延長マクロ方式がある。この他、複数のレンズ群を移動させて高倍率を得る複数レンズ群移動のマクロ方式が知られている。 On the other hand, as a macro mechanism system in the zoom lens, there is a focus extension macro system in which the shortest shooting distance is shortened to make a macro area. In addition, there is known a macro system for moving a plurality of lens groups to obtain a high magnification by moving a plurality of lens groups.
従来のレンズ鏡筒では、ズーミングに際してカム環の回動により移動レンズ枠を移動させている。カム環をアクチュエータの出力ギアを介して移動させると、ズーム音が高くなり、この方式は撮影に際して要求される静音化には不向きである。詳しくには、カム環の駆動源となるアクチュエータを複数の減速ギア列で構成しているため、大きなギア音が発生する。更には、カム環と固定の案内筒との回転摺動音が大きく発生し、ズーム音が高くなる傾向があった。特に近年のデジタルスチルカメラでは、ビデオカメラと同様、動画撮影機能も搭載されており、ズーム音の静音化が強く要望されている。また、最近のカメラ(光学機器)には、高倍率のマクロ撮影ができることが要望されている。このようなマクロ撮影の観点から、前述したフォーカス延長マクロ方式では十分な高倍率が得られないという欠点があった。このためマクロ撮影には複数の移動レンズ枠が移動する複数レンズ群移動方式が要望されている。複数レンズ移動方式は、複数の移動レンズ枠を移動させねばならないので、レンズ鏡筒が複雑になる傾向があった。 In the conventional lens barrel, the moving lens frame is moved by rotating the cam ring during zooming. When the cam ring is moved via the output gear of the actuator, the zoom sound becomes high, and this method is not suitable for the noise reduction required for photographing. Specifically, since the actuator that is the driving source of the cam ring is composed of a plurality of reduction gear trains, a large gear noise is generated. Furthermore, a large amount of rotational sliding noise between the cam ring and the fixed guide tube is generated, and the zoom sound tends to increase. In particular, recent digital still cameras have a moving image shooting function as well as video cameras, and there is a strong demand for quiet zoom sound. Further, recent cameras (optical devices) are required to be able to perform macro shooting at a high magnification. From the viewpoint of such macro photography, the above-described focus extension macro method has a drawback that a sufficiently high magnification cannot be obtained. For this reason, there is a demand for a multiple lens group moving system in which a plurality of moving lens frames move in macro photography. In the multiple lens moving method, the plurality of moving lens frames must be moved, so that the lens barrel tends to be complicated.
本発明は、ズーミング時に移動レンズ枠が移動するときの移動音(ズーム音)が小さく、また簡易な構成により高倍率のマクロ撮影ができるレンズ鏡筒及びそれを有する光学機器の提供を目的とする。 It is an object of the present invention to provide a lens barrel that has a small moving sound (zoom sound) when the moving lens frame moves during zooming and that can perform macro photography at a high magnification with a simple configuration, and an optical apparatus having the same. .
本発明のレンズ鏡筒は、カム環を固定部材に設けた駆動源により駆動させることにより、複数の移動レンズ枠を移動可能に保持する移動筒が光軸方向に進退し、沈胴状態、ズーム撮影状態及びマクロ撮影状態となる構成のレンズ鏡筒において、ズーム撮影時には、前記移動筒は不動で前記複数の移動レンズ枠が前記移動筒に設けた駆動源により光軸方向に移動させられ、マクロ撮影設定時には、前記カム環が駆動させられることを特徴としている。 In the lens barrel of the present invention, the cam ring is driven by a drive source provided on a fixed member, so that the movable barrel holding the movable lens frames movably moves forward and backward in the optical axis direction, retracted, zoom photography In the lens barrel configured to be in the state and the macro photographing state, at the time of zoom photographing, the movable tube is not moved, and the plurality of movable lens frames are moved in the optical axis direction by a driving source provided on the movable tube, and macro photographing is performed. The cam ring is driven at the time of setting.
本発明によれば、ズーミング時に移動レンズ枠が移動するときの移動音(ズーム音)が小さく、また簡易な構成により高倍率のマクロ撮影ができるレンズ鏡筒及びそれを有する光学機器が得られる。 According to the present invention, it is possible to obtain a lens barrel that can generate a high-magnification macro photography with a simple configuration and an optical apparatus having the lens barrel that have a small moving sound (zoom sound) when the moving lens frame moves during zooming.
本発明のレンズ鏡筒を後述する各部材の符番を用いて説明すると、次のとおりである。本発明のレンズ鏡筒は、カム環6を駆動源30(第2の駆動源)により駆動させることにより、複数の移動レンズ枠9、17及び第1移動レンズ群2、第2移動レンズ群3(レンズ群)を光軸方向に移動可能に保持する移動筒7が光軸方向に進退する。この移動筒7の光軸方向位置によって、沈胴状態、ズーム撮影状態及びマクロ撮影状態となる構成である。ズーム撮影状態では、移動筒7は光軸方向に不動でレンズ群が移動筒7に一体的に設けた駆動源25(第1の駆動源)により移動筒7に対して相対的に光軸方向に移動させられることによってズーミングが行われる。マクロ撮影状態に設定されるときには、カム環6が光軸回りに回転駆動して、それに伴って移動筒7を光軸方向へ移動させることで設定される。沈胴状態からズーム撮影状態に設定されるとき又はズーム撮影状態から沈胴状態に設定されるときには、駆動源30を駆動させてカム環6を回転駆動させて移動筒7を光軸方向前方に移動させることで設定される。又は駆動源30を駆動させてカム環6を回動させて移動筒7を光軸方向前方に移動させるとともに、移動筒7に一体的に設けた駆動源25を駆動させてレンズ群を移動させることで設定される。 The lens barrel of the present invention will be described as follows using the reference numerals of the members described later. In the lens barrel of the present invention, the cam ring 6 is driven by a drive source 30 (second drive source), whereby a plurality of moving lens frames 9 and 17, a first moving lens group 2, and a second moving lens group 3. The movable cylinder 7 that holds the (lens group) so as to be movable in the optical axis direction advances and retreats in the optical axis direction. Depending on the position of the moving cylinder 7 in the optical axis direction, the retracted state, the zoom photographing state, and the macro photographing state are set. In the zoom photographing state, the movable cylinder 7 does not move in the optical axis direction, and the lens group is provided relative to the movable cylinder 7 by the drive source 25 (first drive source) provided integrally with the movable cylinder 7. Zooming is performed by being moved to. When the macro shooting state is set, the cam ring 6 is rotated around the optical axis, and the moving cylinder 7 is moved in the optical axis direction accordingly. When the retracted state is set to the zoom photographing state or when the zoom photographing state is set to the retracted state, the driving source 30 is driven to rotate the cam ring 6 to move the movable cylinder 7 forward in the optical axis direction. Is set. Alternatively, the driving source 30 is driven to rotate the cam ring 6 to move the moving cylinder 7 forward in the optical axis direction, and the driving source 25 provided integrally with the moving cylinder 7 is driven to move the lens group. Is set.
[実施例]
図1から図11には、本発明の実施形態であるデジタルスチルカメラ用のレンズ鏡筒の説明図である。図1は、レンズ鏡筒の分解図である。図2はレンズ鏡筒の沈胴状態の説明図である。図3はレンズ鏡筒に設けたズームレンズのワイドズーム状態(広角)、図4はレンズ鏡筒のミドルズーム状態、図5はレンズ状態のテレズーム状態(望遠)の説明図である又、図6、図7には、後に説明する移動筒の外壁を一部切り欠き、一部の部品を省いた前側ユニットの組立て斜視図である。図8はカム環のカム溝の説明図である。図9は円筒カムのカム溝の説明図である。図10はマクロ撮影に関するフローチャート図である。図11はマクロ撮影時のレンズ鏡筒の説明図である。
[Example]
1 to 11 are explanatory diagrams of a lens barrel for a digital still camera according to an embodiment of the present invention. FIG. 1 is an exploded view of a lens barrel. FIG. 2 is an explanatory diagram of the retracted state of the lens barrel. 3 is a wide zoom state (wide angle) of the zoom lens provided in the lens barrel, FIG. 4 is a middle zoom state of the lens barrel, and FIG. 5 is an explanatory diagram of a tele zoom state (telephoto) of the lens state. FIG. 7 is an assembled perspective view of the front unit in which a part of the outer wall of the moving cylinder, which will be described later, is cut out and some parts are omitted. FIG. 8 is an explanatory view of the cam groove of the cam ring. FIG. 9 is an explanatory view of the cam groove of the cylindrical cam. FIG. 10 is a flowchart regarding macro photography. FIG. 11 is an explanatory diagram of a lens barrel during macro photography.
これらの図において、1はレンズ鏡筒全体を支え、CCD取付け部1aを有するCCDホルダー(固定部材)である。2は第1レンズ2aと第2レンズ2bからなる第1移動レンズ群、3は第2移動レンズ群、4は第3移動レンズ群である。これらの移動レンズ群2、3、4はズームレンズを構成している。5はCCDホルダー1に固定された案内筒(固定筒)である。ズーミングに際しては第1移動レンズ群2、第2移動レンズ群3、第3移動レンズ群4が移動する。尚、本実施例において第3移動レンズ群4は必ずしも必要でない。また、このCCDホルダー1に固定された案内筒5の鏡筒本体部分に対して、後に説明する移動筒7が光軸方向に進退することにより、収納状態(沈胴状態)または撮影可能状態となる。広角端のズーム位置から望遠端のズーム位置へのズーミングに際して、第1移動レンズ枠2は像側に凸状の軌跡を描いて移動する。第2移動レンズ群3は物体側へ移動する。第3移動レンズ群4は物体側又は像側へ移動する。 In these drawings, reference numeral 1 denotes a CCD holder (fixing member) that supports the entire lens barrel and has a CCD mounting portion 1a. Reference numeral 2 denotes a first moving lens group including a first lens 2a and a second lens 2b, 3 denotes a second moving lens group, and 4 denotes a third moving lens group. These moving lens groups 2, 3, and 4 constitute a zoom lens. Reference numeral 5 denotes a guide cylinder (fixed cylinder) fixed to the CCD holder 1. During zooming, the first moving lens group 2, the second moving lens group 3, and the third moving lens group 4 move. In the present embodiment, the third moving lens group 4 is not always necessary. Further, the movable cylinder 7 described later moves forward and backward in the direction of the optical axis with respect to the lens barrel main body portion of the guide cylinder 5 fixed to the CCD holder 1 to enter the retracted state or retractable state. . During zooming from the zoom position at the wide-angle end to the zoom position at the telephoto end, the first moving lens frame 2 moves along a locus that is convex toward the image side. The second moving lens group 3 moves to the object side. The third moving lens group 4 moves to the object side or the image side.
6は案内筒5の外周に回転可能に嵌合されたカム環である。このカム環6は、案内筒5に設けた突き当て部5aと突起部5bとに内径リブ6aがバヨネット結合されることによって光軸方向の動きが阻止されている。30はBOX内に減速機構(減速ギア列)が内蔵されたステッピングモータ(駆動源)である。このステッピングモータ30は、案内筒5に固定したCCDホルダー(固定部材)1に取り付けられており、出力ギアがカム環6の大ギア部6dにかみ合っている。34はフォトインタラプターであり、CCDホルダーに設けられており、カム環6の回転絶対位置をカム環6に一体的に設けた遮光壁6eで検知している。そして検知した信号によりステッピングモータ30を制御回路(不図示)からのフレキシブルプリント基板(不図示)を介して伝達された駆動信号によって駆動制御する。 A cam ring 6 is rotatably fitted on the outer periphery of the guide tube 5. The cam ring 6 is prevented from moving in the optical axis direction by the inner rib 6a being bayonet-coupled to the abutment portion 5a and the projection portion 5b provided in the guide tube 5. Reference numeral 30 denotes a stepping motor (drive source) in which a reduction mechanism (reduction gear train) is built in the BOX. The stepping motor 30 is attached to a CCD holder (fixed member) 1 fixed to the guide cylinder 5, and the output gear is engaged with the large gear portion 6 d of the cam ring 6. A photo interrupter 34 is provided on the CCD holder, and detects the absolute rotation position of the cam ring 6 by a light shielding wall 6e provided integrally with the cam ring 6. Based on the detected signal, the stepping motor 30 is driven and controlled by a drive signal transmitted from a control circuit (not shown) via a flexible printed board (not shown).
8は第1レンズ2aを保持する2aレンズ枠、9は第2レンズ2bを保持する第1移動レンズ枠である。2aレンズ枠8は第1移動レンズ枠9に対して、レンズ完成状態で微小な光学調整が行われる。具体的には、2aレンズ枠8は光軸と直交する方向に偏芯できるように設定されており、ベストな光学状態になるように偏芯調整を行う。調整後は2aレンズ枠8と第1移動レンズ枠9とを接着等により結合させる。7は広角端から望遠端へのズーミング撮影時に第1移動レンズ群2及び第2移動レンズ群3を移動させるための、後に説明する案内部材(移動筒)であり、アクチュエータ(駆動源)25等が一体的に設けられている。この移動筒7の外周には、案内筒5に形成された案内溝部5cに嵌合し、かつカム環6の内周に形成されたカム溝部6bに係合するテーパーコロ(カムフォロアー)10が固定されている。 Reference numeral 8 denotes a 2a lens frame that holds the first lens 2a, and 9 denotes a first moving lens frame that holds the second lens 2b. The 2a lens frame 8 is finely adjusted with respect to the first moving lens frame 9 when the lens is completed. Specifically, the 2a lens frame 8 is set so as to be decentered in a direction orthogonal to the optical axis, and performs decentering adjustment so as to obtain the best optical state. After the adjustment, the 2a lens frame 8 and the first moving lens frame 9 are joined by adhesion or the like. Reference numeral 7 denotes a guide member (moving cylinder), which will be described later, for moving the first moving lens group 2 and the second moving lens group 3 during zooming photography from the wide-angle end to the telephoto end, and includes an actuator (drive source) 25 and the like. Are provided integrally. A tapered roller (cam follower) 10 that fits in a guide groove 5 c formed in the guide cylinder 5 and engages with a cam groove 6 b formed in the inner periphery of the cam ring 6 is provided on the outer periphery of the movable cylinder 7. It is fixed.
11は第1移動レンズ枠9に固定された飾り環、12は飾り環11の外周部に巻かれたゴミ進入防止シートである。13、14、15は光軸方向又は略光軸方向に延びるガイドバー(ガイド部材)である。これらガイドバー13、14、15はそれぞれ、光軸方向前端部が移動筒7内に設けられた片端支持部7b、7c等に固定され、後端部が移動筒7の後端部に一体的に結合された金属板(固定部材)16に固定されている。なお、金属板16は、移動筒7の後端部に設けられた位置決めダボ17aによって位置決めされている。第1移動レンズ枠9のスリーブ部9aは、ガイドバー14に嵌合し、U溝部9bはガイドバー15に係合している。これにより、第1移動レンズ枠9(第一移動レンズ群2)は、スリーブ部9aとガイドバー14との嵌合によって光軸方向に移動ガイドされ、U溝部9bとガイドバー15との係合によってガイドバー14を中心とした回転が阻止される。 Reference numeral 11 denotes a decorative ring fixed to the first moving lens frame 9, and 12 denotes a dust entry prevention sheet wound around the outer periphery of the decorative ring 11. Reference numerals 13, 14, and 15 denote guide bars (guide members) that extend in the optical axis direction or substantially in the optical axis direction. Each of these guide bars 13, 14, and 15 is fixed to one end support portions 7 b and 7 c provided in the moving cylinder 7 at the front end in the optical axis direction, and the rear end is integrated with the rear end of the moving cylinder 7. It is fixed to a metal plate (fixing member) 16 coupled to. The metal plate 16 is positioned by a positioning dowel 17a provided at the rear end of the movable cylinder 7. The sleeve portion 9 a of the first moving lens frame 9 is engaged with the guide bar 14, and the U groove portion 9 b is engaged with the guide bar 15. Thus, the first moving lens frame 9 (first moving lens group 2) is guided to move in the optical axis direction by fitting the sleeve portion 9a and the guide bar 14, and the U groove portion 9b and the guide bar 15 are engaged. Therefore, the rotation around the guide bar 14 is prevented.
17は第2移動レンズ3を保持する第2移動レンズ枠である。この第2移動レンズ枠17に設けられたスリーブ部17aはガイドバー13に嵌合し、U溝部17bはガイドバー15に係合している。これにより、第2移動レンズ枠17は、スリーブ部17aとガイドバー13との嵌合によって光軸方向に移動ガイドされ、U溝部17bとガイドバー15との係合によってガイドバー13を中心とした回転が阻止される。24は第1移動レンズ枠9(第1移動レンズ群2)と第2移動レンズ枠17(第2移動レンズ群3)を撮影時に光軸方向に移動させる円筒カム環(円筒カム筒)である。円筒カム環24は移動筒7内に設けた軸受け部7aにその前端部を、後端部を金属板16に回転可能に嵌合保持されている。円筒カム環24の外周面には、第1移動レンズ群2を保持する第1移動レンズ枠9の移動用の移動カム軌跡24aが形成されており、移動カム軌跡24aは第1移動レンズ枠9に一体的に設けられたテーパーピン(カムフォロワー)9cと係合している。24bは円筒カム環24の外周面に設けた第2移動レンズ3の移動用の移動カム軌跡で、第2移動レンズ枠17に一体的に設けられたテーパーピン(カムフォロワー)17cに係合している。 Reference numeral 17 denotes a second moving lens frame that holds the second moving lens 3. The sleeve portion 17 a provided on the second moving lens frame 17 is fitted to the guide bar 13, and the U groove portion 17 b is engaged to the guide bar 15. Thus, the second moving lens frame 17 is guided to move in the optical axis direction by fitting the sleeve portion 17a and the guide bar 13, and the guide bar 13 is centered by the engagement of the U groove portion 17b and the guide bar 15. Rotation is prevented. Reference numeral 24 denotes a cylindrical cam ring (cylindrical cam cylinder) that moves the first moving lens frame 9 (first moving lens group 2) and the second moving lens frame 17 (second moving lens group 3) in the optical axis direction during photographing. . The cylindrical cam ring 24 is fitted and held in a bearing portion 7 a provided in the movable cylinder 7 so that its front end portion is rotatably fitted to the metal plate 16. On the outer peripheral surface of the cylindrical cam ring 24, a moving cam locus 24 a for moving the first moving lens frame 9 that holds the first moving lens group 2 is formed, and the moving cam locus 24 a is the first moving lens frame 9. Is engaged with a taper pin (cam follower) 9c provided integrally therewith. Reference numeral 24 b denotes a moving cam locus for movement of the second moving lens 3 provided on the outer peripheral surface of the cylindrical cam ring 24, which engages with a taper pin (cam follower) 17 c provided integrally with the second moving lens frame 17. ing.
25は円筒カム環24を回転させる、つまり第1移動レンズ群2と第2移動レンズ3を光軸方向に移動させて、ズーミングを行うステッピングモータ(第1の駆動源)である。ステッピングモータ25は、円筒カム環24の外周面に設けたギア部24cとステッピングモータ25の先端部のプーリーギア部25aとをタイミングベルト31により結合している。ステッピングモータ25は、移動筒7に設けたフランジ部7dに取り付けられ移動筒7と一体化されている。したがって、ステッピングモータ25、円筒カム環24、タイミングベルト31は、移動筒7と一体的に光軸方向に移動する。また、ステッピングモータ25は不図示のフレキシブルプリント基板から駆動信号が伝達され、駆動制御されている。 Reference numeral 25 denotes a stepping motor (first drive source) that rotates the cylindrical cam ring 24, that is, moves the first moving lens group 2 and the second moving lens 3 in the optical axis direction to perform zooming. In the stepping motor 25, a gear portion 24 c provided on the outer peripheral surface of the cylindrical cam ring 24 and a pulley gear portion 25 a at the tip of the stepping motor 25 are coupled by a timing belt 31. The stepping motor 25 is attached to a flange portion 7 d provided on the movable cylinder 7 and is integrated with the movable cylinder 7. Accordingly, the stepping motor 25, the cylindrical cam ring 24, and the timing belt 31 move in the optical axis direction integrally with the moving cylinder 7. The stepping motor 25 is driven and controlled by a driving signal transmitted from a flexible printed board (not shown).
32は、フォトインタラプターであり、第1移動レンズ群2と第2移動レンズ群3の絶対位置を移動筒7に一体的に設けた遮光壁7eで検知するものであり、第2移動レンズ枠17に一体的に固定されている。22は第2移動レンズ枠17に取り付けられてこの第2移動レンズ枠17とともに一体的に光軸方向に移動する絞り装置である。23は絞り装置22を駆動する絞りモータであり、不図示のフレキシブルプリント基板から駆動信号が伝達され、駆動制御されている。 Reference numeral 32 denotes a photo interrupter that detects the absolute positions of the first moving lens group 2 and the second moving lens group 3 by a light shielding wall 7e provided integrally with the moving cylinder 7, and is a second moving lens frame. 17 is integrally fixed. An aperture device 22 is attached to the second moving lens frame 17 and moves integrally with the second moving lens frame 17 in the optical axis direction. Reference numeral 23 denotes an aperture motor that drives the aperture device 22, and a drive signal is transmitted from a flexible printed circuit board (not shown) and is driven and controlled.
以上により、ステッピングモータ25、絞りモータ23、フォトインタラプター32を繋げた一本のフレキシブルプリント基板(不図示)は、1つの前側ユニットとして構成している。19,20は光軸方向に延びるガイドバーである。これらガイドバー19,20はそれぞれ、光軸方向後端部がCCDホルダー1内に設けられた片端支持部1b,1cに固定され、前端部がCCDホルダー1の前端部に一体的に結合された金属板21に固定されている。なお、金属板21は、CCDホルダー1の前端部に設けられた位置決めダボ1dにより位置決めされている。 As described above, one flexible printed circuit board (not shown) in which the stepping motor 25, the diaphragm motor 23, and the photo interrupter 32 are connected is configured as one front unit. Reference numerals 19 and 20 denote guide bars extending in the optical axis direction. Each of the guide bars 19 and 20 has a rear end portion in the optical axis direction fixed to one end support portions 1 b and 1 c provided in the CCD holder 1, and a front end portion integrally coupled to the front end portion of the CCD holder 1. It is fixed to the metal plate 21. The metal plate 21 is positioned by a positioning dowel 1d provided at the front end of the CCD holder 1.
18は第3移動レンズ群4を保持する第3移動レンズ枠である。この第3移動レンズ枠18に設けられたスリーブ部18aはガイドバー19に嵌合し、U溝部18bがガイドバー20に係合している。これにより、第3移動レンズ枠18は、スリーブ部18aとガイドバー19との嵌合により光軸方向に移動ガイドされ、U溝部18bとガイドバー20との係合によりガイドバー19を中心とした回転が阻止される。26は第3移動レンズ枠18に取り付けられたラックである。27は第3移動レンズ枠18を光軸方向に移動させるためのステッピングモータであり、その出力軸として設けられた送りネジ28にラック26がかみ合っている。このため、ステッピングモータ27が回転すると、送りネジ28とラック26とのかみ合い作用によって第3移動レンズ枠18が光軸方向に駆動される。29は送りネジ28を保持するモータ保持部材であり、ステッピングモータ27の駆動部の近傍に配置されたモータ固定部29aにより光軸方向からCCDホルダー1に固定されている。ステッピングモータ27は、不図示のフレキシブルプリント基板から駆動信号が伝達され、フォトインタラプター33により絶対位置を検出し、駆動制御される。以上により、不図示のステッピングモータ27用のフレキシブルプリント基板と共に、1つの後側ユニットとして構成することができる。 A third moving lens frame 18 holds the third moving lens group 4. The sleeve portion 18 a provided on the third moving lens frame 18 is fitted to the guide bar 19, and the U groove portion 18 b is engaged to the guide bar 20. Accordingly, the third moving lens frame 18 is guided to move in the optical axis direction by fitting the sleeve portion 18a and the guide bar 19, and the guide bar 19 is centered by the engagement of the U groove portion 18b and the guide bar 20. Rotation is prevented. A rack 26 is attached to the third moving lens frame 18. Reference numeral 27 denotes a stepping motor for moving the third moving lens frame 18 in the optical axis direction. The rack 26 meshes with a feed screw 28 provided as an output shaft thereof. Therefore, when the stepping motor 27 rotates, the third moving lens frame 18 is driven in the optical axis direction by the meshing action of the feed screw 28 and the rack 26. A motor holding member 29 for holding the feed screw 28 is fixed to the CCD holder 1 from the optical axis direction by a motor fixing portion 29a disposed in the vicinity of the driving portion of the stepping motor 27. The stepping motor 27 receives a driving signal from a flexible printed circuit board (not shown), detects the absolute position by the photo interrupter 33, and is driven and controlled. As described above, it can be configured as one rear unit together with the flexible printed circuit board for the stepping motor 27 (not shown).
次に、以上のように構成されたレンズ鏡筒の動作を説明する。図2の沈胴(収納)状態(非撮影状態)から撮影動作に入るために図3のワイド状態にするために、ステッピングモータ30に駆動信号が伝達される。そうすると、ステッピングモータ30は回転し、ステッピングモータ30の出力はカム環6の大ギア部6aに伝達される。移動筒7は、カム環6のカム溝部6bに係合するテーパーコロ10と案内筒5に設けた案内溝部5cとの係合によって回転が阻止されている。このため移動筒7はカム環6が回転することにより、テーパーコロ10とカム環6のカム溝部6bとの係合作用によって光軸方向に駆動される。これにより移動筒7は図2の沈胴状態から案内筒5の前方に突出した図3の撮影状態(ワイド状態)に移行する。 Next, the operation of the lens barrel configured as described above will be described. A drive signal is transmitted to the stepping motor 30 in order to change to the wide state of FIG. 3 in order to start the photographing operation from the retracted (stored) state (non-photographing state) of FIG. Then, the stepping motor 30 rotates and the output of the stepping motor 30 is transmitted to the large gear portion 6 a of the cam ring 6. The movable cylinder 7 is prevented from rotating by the engagement of the tapered roller 10 that engages with the cam groove 6 b of the cam ring 6 and the guide groove 5 c provided in the guide cylinder 5. For this reason, the movable cylinder 7 is driven in the optical axis direction by the engagement action between the tapered roller 10 and the cam groove 6 b of the cam ring 6 when the cam ring 6 rotates. Thereby, the movable cylinder 7 shifts from the retracted state of FIG. 2 to the photographing state (wide state) of FIG.
図8はカム環6のカム溝6bの展開図である。図中6cは、カム環6のカム溝部6bに係合するテーパーコロ10の位置が図2の沈胴位置に相当する。6dはテーパーコロ10の位置が図3、図4、図5のそれぞれワイド、ミドル、テレ状態の撮影状態となる。したがって、沈胴状態からワイド状態にするときステッピングモータ30を、フォトインタラプター34が切り替るまで駆動し、切り替り検知位置から所定のパルス数を送る。そしてテーパーコロ10を図8の位置6dまで駆動させることにより、図3のワイド状態となる。図8の6eは後述するマクロ撮影に際してカム環6の回動によって移動筒7が変位する位置である。図8のカム溝6bは任意のズーム位置(6d)から移動筒6を移動させてマクロ撮影が行われることを示している。また、図9は、移動筒7に設けた円筒カム環24のカム溝24a、24bの展開図である。 FIG. 8 is a development view of the cam groove 6 b of the cam ring 6. 6c in the figure, the position of the tapered roller 10 that engages with the cam groove 6b of the cam ring 6 corresponds to the retracted position of FIG. 6d, the position of the taper roller 10 is the shooting state in the wide, middle, and tele states of FIGS. 3, 4, and 5, respectively. Therefore, when the retracted state is changed to the wide state, the stepping motor 30 is driven until the photo interrupter 34 is switched, and a predetermined number of pulses are sent from the switching detection position. Then, by driving the taper roller 10 to the position 6d in FIG. 8, the wide state in FIG. 3 is obtained. Reference numeral 6e in FIG. 8 denotes a position at which the movable cylinder 7 is displaced by the rotation of the cam ring 6 during macro photography to be described later. The cam groove 6b in FIG. 8 indicates that macro photography is performed by moving the movable cylinder 6 from an arbitrary zoom position (6d). FIG. 9 is a development view of the cam grooves 24 a and 24 b of the cylindrical cam ring 24 provided in the movable cylinder 7.
図2の沈胴状態では、第1移動レンズ枠9に設けたテーパーピン9cが図9の第1移動レンズ枠9用のカム溝24aの位置24eで係合している。そして第2移動レンズ枠17のテーパーピン17cが図9の第2移動レンズ枠17用のカム溝24bの位置24gで係合している。カム溝部24aの位置24eとカム溝部24bの位置24gは、図5のテレ状態での使用カム位置であり、第1移動レンズ群2と第2移動レンズ群3が光軸方向で最も接近した位置で、沈胴状態を形成させてある。このため、図2の沈胴状態から図3のワイド状態にする時には、移動筒7に一体的に配設したステッピングモータ25を第2移動レンズ枠17に一体的に固定したフォトインタラプター32からの出力信号が切り替るまで駆動する。そして切り替り検知位置24hから所定のパルス数を送り、テーパーピン9c、17cがワイド状態でのカム溝24a、24bの位置24d,24fまで移動筒7を駆動させる。 In the retracted state of FIG. 2, the taper pin 9c provided on the first moving lens frame 9 is engaged at the position 24e of the cam groove 24a for the first moving lens frame 9 of FIG. The taper pin 17c of the second moving lens frame 17 is engaged at the position 24g of the cam groove 24b for the second moving lens frame 17 in FIG. The position 24e of the cam groove 24a and the position 24g of the cam groove 24b are used cam positions in the tele state shown in FIG. 5, and the first moving lens group 2 and the second moving lens group 3 are closest to each other in the optical axis direction. The retracted state is formed. Therefore, when the retracted state in FIG. 2 is changed to the wide state in FIG. 3, the stepping motor 25 disposed integrally with the moving cylinder 7 is removed from the photo interrupter 32 integrally fixed to the second moving lens frame 17. It is driven until the output signal is switched. Then, a predetermined number of pulses are sent from the switching detection position 24h, and the movable cylinder 7 is driven to the positions 24d and 24f of the cam grooves 24a and 24b when the taper pins 9c and 17c are in the wide state.
この際、第1移動レンズ枠9は、ガイドバー14、15によりガイドおよび回転阻止されながら円筒カム環24の外周面に設けたカム溝部24aとテーパーピン(カムフォロアー)9cとの係合作用によって光軸方向に駆動される。また、第2移動レンズ枠17は、ガイドバー13、15によりガイドおよび回転阻止されながら円筒カム環24のカム溝部24b第2移動枠17に一体的に設けたとテーパーピン(カムフォロアー)17cとの係合作用によって光軸方向に駆動される。また、同時に、ステッピングモータ(駆動源)27にも駆動信号を伝達し、フォトインタラプター33により絶対位置を検出し、第3移動レンズ枠18を図3のワイド状態に移動させる。 At this time, the first moving lens frame 9 is guided and engaged by the guide bars 14 and 15 by the engagement action between the cam groove 24a provided on the outer peripheral surface of the cylindrical cam ring 24 and the taper pin (cam follower) 9c. Driven in the optical axis direction. In addition, the second moving lens frame 17 is integrally formed with the second moving frame 17 of the cam groove portion 24b of the cylindrical cam ring 24 while being guided and prevented from rotation by the guide bars 13 and 15, and a taper pin (cam follower) 17c. Driven in the optical axis direction by the engaging action. At the same time, a drive signal is transmitted to the stepping motor (drive source) 27, the absolute position is detected by the photo interrupter 33, and the third moving lens frame 18 is moved to the wide state of FIG.
図3のワイド状態から図2の沈胴状態にするときの移動は、沈胴状態からワイド状態への移動と逆である。そして、ワイド状態から図4、図5に示すそれぞれミドル、テレ状態とするには、ステッピングモータ30は駆動させず、つまりカム環6は駆動させない。そして、ステッピングモータ25を駆動させて第1移動レンズ枠9と第2移動レンズ枠17とを移動させ、更には、ステッピングモータ27を駆動させて第3移動レンズ枠18をそれぞれミドル、テレ状態まで駆動させる。 The movement when changing from the wide state of FIG. 3 to the retracted state of FIG. 2 is opposite to the movement from the retracted state to the wide state. In order to change from the wide state to the middle and tele states shown in FIGS. 4 and 5, respectively, the stepping motor 30 is not driven, that is, the cam ring 6 is not driven. Then, the stepping motor 25 is driven to move the first moving lens frame 9 and the second moving lens frame 17, and further, the stepping motor 27 is driven to move the third moving lens frame 18 to the middle and tele states. Drive.
本実施例では、ステッピングモータ25、27は沈胴からワイド状態とするとき、及びズーミングに際して駆動している。本実施形でのレンズ鏡筒では、広角端(ワイド端)から望遠端(テレ端)の撮影時のズーミングを移動筒7に設けたアクチュエータ25と円筒カム環24で移動レンズ群2、3及び移動レンズ枠9、17を移動筒に対して相対的に光軸方向に移動させるようにした。このため、ステッピングモータ30の減速ギア列で駆動させた場合に比べて、静音化が容易となる。また、アクチュエータ25と円筒カム環24を移動筒7内に設ける構成としたので、外観部に特別な出っ張りを設けることなく、大型化しないで静音化が容易となる。 In this embodiment, the stepping motors 25 and 27 are driven when the retracted state is changed to the wide state and during zooming. In the lens barrel of this embodiment, zooming during shooting from the wide-angle end (wide end) to the telephoto end (tele end) is performed by the moving lens groups 2, 3, The moving lens frames 9 and 17 are moved relative to the moving cylinder in the optical axis direction. For this reason, compared with the case where it drives with the reduction gear train of the stepping motor 30, noise reduction becomes easy. Further, since the actuator 25 and the cylindrical cam ring 24 are provided in the movable cylinder 7, it is easy to reduce the noise without increasing the size without providing a special bulge in the external portion.
次に、撮影状態からマクロ撮影状態にするために、図10のフローチャートを用いて説明する。ここでの実施例ではテレ端において、マクロ撮影を行うテレマクロとする。但し、本実施例のマクロ撮影はテレマクロに限らず任意のズーム位置において可能である。また、ここでの各種の動作はレンズ鏡筒内又はカメラ本体内に設けたCPUで行われる。 Next, a description will be given with reference to the flowchart of FIG. In this embodiment, a telemacro that performs macro shooting at the telephoto end is used. However, the macro photography of the present embodiment is not limited to the telemacro and can be performed at any zoom position. Various operations here are performed by a CPU provided in the lens barrel or the camera body.
図10のステップ#2で不図示のカメラ側でマクロSWがONされると、現在の焦点距離の判定をステップ#3にて行う。ステップ#3にてレンズ群中のズームレンズのズーム位置が望遠端の位置とカメラ本体側のCPU内の判定手段で判定されると、ステップ#4にいく。そしてステップ#4にてステッピングモータ30を駆動させ、カム環6を回動させて移動筒7に固定したテーパーコロ10を図8のカム溝6bから位置6eまで移動させる。これにより第1、第2移動レンズ枠9、17を物体側へ移動している。ステッピングモータ30への供給パルス数は不図示のCPU等で駆動予め記憶されているパルス数にて駆動させる。また、同時に、ステッピングモータ27も駆動させ第3移動レンズ枠18も移動させる。このとき、周知のフォトインタラプター33の切り替り位置からステッピングモータ27への供給パルス数で、不図示のCPU等でカウントされている。したがって、ステッピングモータ27は、不図示のフレキシブルプリント基板から駆動信号が伝達され、第3移動レンズ枠18を所定の位置まで移動させる。これによって図11に示すテレマクロ撮影状態としている。 When the macro SW is turned on at the camera side (not shown) in step # 2 of FIG. 10, the current focal length is determined in step # 3. When the zoom position of the zoom lens in the lens group is determined in step # 3 by the telephoto end position and the determination means in the CPU on the camera body side, the process proceeds to step # 4. In step # 4, the stepping motor 30 is driven to rotate the cam ring 6 and move the tapered roller 10 fixed to the moving cylinder 7 from the cam groove 6b in FIG. 8 to the position 6e. Thus, the first and second moving lens frames 9 and 17 are moved to the object side. The number of pulses supplied to the stepping motor 30 is driven by a number of pulses stored in advance by a CPU (not shown). At the same time, the stepping motor 27 is also driven to move the third moving lens frame 18. At this time, the number of pulses supplied to the stepping motor 27 from the known switching position of the photo interrupter 33 is counted by a CPU (not shown) or the like. Accordingly, the stepping motor 27 receives a drive signal from a flexible printed circuit board (not shown) and moves the third moving lens frame 18 to a predetermined position. Thus, the telemacro shooting state shown in FIG. 11 is obtained.
次にステップ#3にてCPU内の判定手段で非望遠端のズーム位置と判定されると、ステッピングモータ30及びステッピングモータ27を前述したステップ#4と同様駆動させる。また、ステッピングモータ25もフォトインタラプター32が切り替るまで駆動し、切り替り検知位置24hから所定のパルス数を送り、図9のテレ端の状態でのカム溝24a、24bにテーパーピン9c、17cが位置24e、24gまで駆動させる。そしてテレ端とした後にテレマクロ撮影を行う。尚、マクロ撮影は、どのズーム位置からも移動筒7を移動させても可能である。 Next, when it is determined at step # 3 that the non-telephoto zoom position is determined by the determination means in the CPU, the stepping motor 30 and the stepping motor 27 are driven in the same manner as in step # 4 described above. Further, the stepping motor 25 is also driven until the photo interrupter 32 is switched, a predetermined number of pulses are sent from the switching detection position 24h, and the taper pins 9c, 17c are inserted into the cam grooves 24a, 24b in the tele end state of FIG. Drive to positions 24e, 24g. After the tele end, tele macro photography is performed. Macro photography is possible even if the movable cylinder 7 is moved from any zoom position.
以上のように、本実施例では、図3、図4、図5のそれぞれワイド・ミドル・テレのズーム位置等の各焦点距離から、図11に示すレンズ群全体を繰り出す構成とし、マクロ撮影を行っている。これにより簡単な構成にもかかわらずフォーカス延長マクロ方式に比べて十分な高倍率を得ることができる。また、本実施例ではテレマクロの設定を説明したが、テレマクロと同様ワイドマクロに設定することも可能である。なお、本実施形態では、デジタルスチルカメラに用いられるレンズ鏡筒について説明したが、本発明は、ビデオカメラやフィルムカメラといった他の光学機器のレンズ鏡筒にも同様に適用することができる。 As described above, in this embodiment, the entire lens group shown in FIG. 11 is extended from the respective focal lengths such as the wide, middle, and tele zoom positions in FIGS. 3, 4, and 5, and macro photography is performed. Is going. As a result, a sufficiently high magnification can be obtained as compared with the focus extension macro method despite a simple configuration. Further, although the telemacro setting has been described in the present embodiment, it can be set to a wide macro as in the telemacro. In this embodiment, the lens barrel used in the digital still camera has been described. However, the present invention can be similarly applied to a lens barrel of another optical device such as a video camera or a film camera.
以上説明したように、本実施例によれば広角端から望遠端の撮影時のズーミングをアクチュエータ25と円筒カム環24を用いて移動筒内のレンズ群を移動させるようにした。これにより、ステッピングモータ30の減速ギア列で駆動させた場合に比べて、静音化が容易となる。また、アクチュエータ25と円筒カム環24を移動筒7内に一体的に設ける構成としたので、外観部に特別な出っ張りを設けることなく、大型化しないで静音化が容易となる。さらには、マクロ撮影状態ではレンズ群全体を繰り出す構成とし、簡単な構成にもかかわらずフォーカス延長マクロ方式に比べて十分な高倍率を得ることが容易となる。また、沈胴方式を用いた構成であってもビデオカメラレンズと同様なアクチュエータを含むレンズ群移動機構とすることができるので、静音化が可能となり、アクチュエータを移動筒内に設けたので、レンズ鏡筒が大型化することがない。また、レンズ鏡筒を用いた光学機器としてはカメラ本体等からのマクロ撮影設定状態に設定するときには現在の焦点距離を認識し、カム環の駆動源とは異なる駆動源を動かすか否かを判定する判定手段を設けた。これにより、ズーム領域の望遠端点(テレマクロ)、あるいは広角端点(ワイドマクロ)等にすることができる。 As described above, according to the present embodiment, the lens group in the moving cylinder is moved using the actuator 25 and the cylindrical cam ring 24 for zooming at the time of shooting from the wide-angle end to the telephoto end. Thereby, compared with the case where it drives with the reduction gear train of the stepping motor 30, a noise reduction becomes easy. In addition, since the actuator 25 and the cylindrical cam ring 24 are integrally provided in the movable cylinder 7, it is easy to reduce the noise without increasing the size without providing a special ledge on the outer appearance. Furthermore, in the macro photographing state, the entire lens group is extended, and it is easy to obtain a sufficiently high magnification as compared with the focus extension macro method despite the simple structure. Further, even with a configuration using the retractable method, a lens group moving mechanism including an actuator similar to that of a video camera lens can be provided, so that the noise can be reduced and the actuator is provided in the moving cylinder. The cylinder does not increase in size. Also, as an optical device using a lens barrel, when setting the macro shooting setting state from the camera body etc., it recognizes the current focal length and determines whether or not to move a drive source different from the cam ring drive source. Judgment means is provided. Thereby, the telephoto end point (tele-macro) or the wide-angle end point (wide macro) of the zoom area can be obtained.
1 CCDホルダー
2 第1移動レンズ群
3 第2移動レンズ
4 第3移動レンズ
5 案内筒
6 カム環
7 移動筒
9 第1移動レンズ枠
17 第2移動レンズ枠
18 第3移動レンズ枠
24 円筒カム環
25 ステッピングモータ(円筒カム環24駆動用)
27 ステッピングモータ(第3レンズ移動枠駆動用)
30 ステッピングモータ(カム環6駆動用)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 CCD holder 2 1st moving lens group 3 2nd moving lens 4 3rd moving lens 5 Guide cylinder 6 Cam ring 7 Moving cylinder 9 1st moving lens frame 17 2nd moving lens frame 18 3rd moving lens frame 24 Cylindrical cam ring 25 Stepping motor (for driving cylindrical cam ring 24)
27 Stepping motor (for driving the third lens moving frame)
30 Stepping motor (for driving cam ring 6)
Claims (4)
前記レンズ群を相対的に光軸方向に移動可能に保持する移動筒と、
前記移動筒に設けられ、前記レンズ群を前記移動筒に対して相対的に光軸方向に駆動させる第1の駆動源と、
前記移動筒と係合し、光軸回りに回転させることによって前記移動筒を光軸方向に移動させるカム環と、
前記カム環を光軸回りに回転駆動させる第2の駆動源と、を有し、
前記移動筒は、前記移動筒の光軸方向位置によって沈胴状態、ズーム撮影状態又はマクロ撮影状態のいずれか1つの状態をとり、
前記ズーム撮影状態では、前記移動筒は光軸方向に不動であり、前記第1の駆動源によって前記レンズ群を前記移動筒に対して相対的に光軸方向に駆動させることでズーミングを行い、
前記沈胴状態または前記ズーム撮影状態から、前記マクロ撮影状態に設定されるときは、前記第2の駆動源によって前記カム環を光軸回りに回転駆動させることで前記移動筒を光軸方向に駆動させることによって設定されることを特徴とするレンズ鏡筒。 A lens group;
A moving cylinder that holds the lens group movably in the optical axis direction;
A first drive source provided in the movable cylinder and driving the lens group in the optical axis direction relative to the movable cylinder;
A cam ring that engages with the moving cylinder and moves the moving cylinder in the optical axis direction by rotating around the optical axis;
A second drive source for rotating the cam ring around the optical axis,
The moving cylinder is in a retracted state, a zoom shooting state, or a macro shooting state depending on the position of the moving tube in the optical axis direction,
In the zoom photographing state, the movable cylinder is stationary in the optical axis direction, and zooming is performed by driving the lens group in the optical axis direction relative to the movable cylinder by the first drive source,
When the macro shooting state is set from the retracted state or the zoom shooting state, the movable cylinder is driven in the optical axis direction by rotating the cam ring around the optical axis by the second driving source. A lens barrel that is set by causing the lens barrel to be set.
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