JP2011158873A - レンズ鏡筒および撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、高解像度を維持しながら外力や落下時の衝撃等にも強いレンズ鏡筒および撮像装置を提供できる。
【解決手段】本実施の形態のレンズ鏡筒は、本体枠４００と、本体枠４００に対し相対的に調整可能に取付けられる固定枠１００と、本体枠４００内を光軸方向に移動する移動枠２００と、本体枠４００と固定枠１００の間に位置し、本体枠４００に固定される板金５００と、を備える。また、本体枠４００の端面には周方向に沿って複数のピンが配置され、板金５００には本体枠４００の複数のピンと相対する位置にそれら複数のピンを挿入する穴が配置され、それらが嵌合されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、レンズ鏡筒およびカメラに関し、特に、レンズ鏡筒内のカメラ本体枠とレンズ用固定枠の固定方法に関する。

従来、ビデオカメラなどでズーム倍率を光学的に調整できる４群インナーフォーカスレンズが使われている。４群インナーフォーカスレンズでは、対物側の第１レンズ群を固定レンズとして前側鏡筒（固定枠）内に保持して収納し、ズーム動作をさせるための第２レンズ群は移動レンズとして後側の中間鏡筒（本体枠）に保持して収納している。そして、第２レンズ群を中間鏡筒内で光軸方向に移動させることでズーム動作を行わせている。また、前側鏡筒は中間鏡筒にビスなどで固定されている。

しかしながら、前側鏡筒と中間鏡筒とをビスで固定した場合には、撮像面に対して光軸が傾斜しても調整ができない。近年、撮像素子の高解像度化に伴い、光軸の傾斜による撮像画像の解像度低下が問題となってきた。そこで、第１レンズ群の最も撮像側のレンズを前側鏡筒と独立のリングに保持し、このリングの押さえアームのビス挿通孔を挿通するビスをバネ座金を弾性変形させながらねじ込み、光軸を調整するようにしている（例えば、特許文献１を参照）。

特開２００３−２９１１４号公報

ところで、家庭用のビデオカメラは小型、軽量化が強く望まれている。そのためには、レンズ鏡筒の小型、軽量化が重要となり、中間鏡筒（本体枠）の薄肉化が必要となる。中間鏡筒が薄肉化されると必然的にその強度が低下し、外力が加わった場合に変形しやすくなる。
特許文献１のように中間鏡筒に結合されているリングがバネ座金によって傾斜調整が可能に取り付けられていると、中間鏡筒の強度を維持することがさらに難しくなる。また、ビデオカメラが落下した場合には、第２レンズ群が第１レンズ群に衝突し、レンズが破損する場合もあった。

そこで、本発明は、上記の問題を解決すべく、高解像度を維持しながら外力や落下時の衝撃等にも強いレンズ鏡筒および撮像装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明のレンズ鏡筒は、本体枠と、本体枠に対して傾きを調整可能な状態で取付けられるレンズ用固定枠と、本体枠内を光軸方向に移動するレンズ用移動枠と、レンズ用固定枠とレンズ用移動枠の間に位置し、本体枠に固定される板部材と、を備える。

これにより、樹脂材料で構成される本体枠に、板金等の剛性をもった板部材を一体的に設けることで本体枠の強度アップを図ることができる。さらに、この板部材によりレンズ用移動枠を位置規制することにより落下時の衝撃でレンズが破損することを防止できる。

上記の構成によれば、高解像度を維持しながら外力や落下時の衝撃等にも強いレンズ鏡筒および撮像装置を提供できる。

実施の形態１にかかるレンズ鏡筒の分解斜視図 実施の形態１にかかる移動枠の平面図 実施の形態１にかかる本体枠の平面図 実施の形態１にかかる板金の平面図 実施の形態１にかかる移動枠がズーム動作の広角位置にあるときの固定枠と板金、移動枠の相対位置を示す断面図 第１レンズ群１０１が装着された固定枠１００の断面図 固定枠１００の斜視図 リブ１００ａに傾斜を持たせている理由を説明するための模式図

以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。

（実施の形態１）
［１．レンズ鏡筒の構成］
［１−１．全体の構成］
図１に、カメラ（撮像装置）に搭載されるレンズ鏡筒の分解斜視図を示す。レンズ鏡筒は、第１レンズ群１０１を有する固定枠１００と、ズーム用の第２レンズ群２０１を有する移動枠２００と、それを案内規制する１対のガイドポール３００ａ、３００ｂを格納する本体枠４００と、固定枠１００と本体枠４００の間に介在する板金５００より構成されている。なお、本実施の形態において、固定枠１００と、移動枠２００と、本体枠４００とは、黒色の樹脂で形成されている。また、本実施の形態にかかる撮像装置における撮像面は、本体枠４００の後方に配置されている。

本体枠４００の端面には複数のピンが起立配置され、板金５００にはそのピンに対向する位置に複数の穴が配置してある。

板金５００は、本体枠４００に起立配置された複数のピンに対向する複数の穴で嵌合するとともに、ビス６００ａ〜６００ｃで本体枠４００に固定される。

固定枠１００は本体枠４００に対し圧縮バネ７００ａ、７００ｂで本体枠４００から離間する方向に付勢されるとともに、ビス８００ａ〜８００ｃにより本体枠４００に対し傾き調整可能に構成されている。ここで、ビス８００ｂは、固定枠１００の孔に挿通され、本体枠４００のネジ孔にネジ込まれる。これにより、固定枠１００と本体枠４００とは固定される。また、ビス８００ａと８００ｃとは、固定枠１００の孔に挿通され、本体枠４００のネジ孔にネジ込まれている。しかしながら、固定枠１００と本体枠４００との間には、圧縮バネ７００ａ、７００ｂが配置されている。また、ビス８００ｂを挿通する固定枠１００の孔の近傍は薄肉となっており、弾性変形しやすい構成となっている。従って、ビス８００ａ、８００ｃについては、ネジ込み量によって、固定枠１００の本体枠４００に対する傾き具合が変わる。その結果、ビス８００ａ、８００ｃのネジ込み量を調整することで、固定枠１００の本体枠４００に対する傾き量を調整できる。但し、このように構成することにより、固定枠１００を本体枠４００に完全に固定できないため、固定枠１００によって本体枠４００の強度を保つことができなくなっている。

［１−２．移動枠の構成］
図２に、移動枠２００の平面図を示す。移動枠２００は、ズーム用の第２レンズ群２０１を備え、ガイドポール３００ａ、３００bが通る丸穴軸受け部２０２と回転規制用の長溝軸受け部２０３とからなる。

［１−３．本体枠の構成］
図３に、本体枠４００の平面図を示す。本体枠４００は、端面に周方向に沿って配置されるピン４０１ａ〜４０１ｇと、図１に示す板金５００を固定するためのビス穴４０２ａ〜４０２ｃと、撮像面（図示せず）に対し第１レンズ群１０１の光軸位置を高精度に合わせるための傾き調整を行うビス８００ａ〜８００ｃを螺合するビス穴４０３ａ〜４０３ｃで構成されている。

［１−４．板金の構成］
図４に、板金５００の平面図を示す。板金５００には、本体枠４００のピン４０１ａ〜４０１ｇが嵌合する穴５０１ａ〜５０１ｇと、本体枠４００へのビス止め用の穴５０２ａ〜５０２ｃで構成される。また、ガイドポール３００ａ、３００ｂの逃げ穴５０３ａ、５０３ｂが構成されている。また、光線を通すための開口部５０４が構成されている。

[１−５．固定枠の構成]
固定枠の構成について、図６、７を用いて説明する。図６は、第１レンズ群１０１が装着された固定枠１００の断面図である。図７は、固定枠１００の斜視図である。図６，７に示すように、固定枠１００は、光線を通すための開口部１００ｂを有する。また、図６、７に示すように、固定枠１００は、開口部１００ｂの全周にわたってリブ１００ａを有している。

［２．板金の本体枠への固定］
図３と図４で、板金５００の穴５０１ａ〜５０１ｇを本体枠４００の複数のピン４０１ａ〜４０１ｇに位置合わせし、ビス６００ａ〜６００ｃで締め付け固定する。

樹脂材料で構成される本体枠４００に、金属材料で構成された板金５００を一体的に設けることで本体枠の強度アップを図ることができる。これにより、ビデオカメラを使用中に本体枠４００に外力が作用した場合にも変形しにくくなる。

また、本体枠４００の成形時の変形も金属材料で寸法精度の高い板金５００に沿わすことで形状精度確保も可能となる。

［３．板金による移動枠の位置規制］
図５は、移動枠２００がズーム動作の広角位置にあるときの固定枠１００と板金５００、移動枠２００の相対位置を示す断面図である。移動枠２００がズーム動作の広角位置にあるときは、固定枠１００内のレンズ１０２と移動枠２００内のレンズ２０１は最も近接する。

この状態で、レンズ鏡筒を内蔵したビデオカメラが固定枠１００側を下向きに落とされると移動枠２００はその衝撃で固定枠１００側に傾き、最悪の場合はレンズ１０２と第２レンズ群２０１が当たり、レンズ割れが発生する。

移動枠２００が衝撃で傾く理由は、ガイドポール３００の案内規制で片側が長穴のためレンズ群重量による慣性が作用し、丸穴側が支点となり移動枠が変形するためである。

従来はレンズ同士が当たらないように固定枠１００と移動枠２００が先に当たる様に設計していた。しかし、昨今の映像のHD（Ｈｉｇｈ Ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎ）化に伴い、レンズ鏡筒も高解像度化に際し固定枠１００の調整化が必須となってきた。

よって移動枠２００の位置規制は、調整により位置が変化する固定枠１００で行うことができない。

そこで位置が安定して確保できる板金５００の面で、移動枠２００を当てるように構成することでレンズ当たり対策ができる。

［４．板金の端面の遮光］
板金５００の端面の遮光について、図１、５を用いて説明する。なお、端面とは、板金５００の厚み方向と垂直な面のことである。

図１、５に示すように、固定枠１００と、板金５００とは、リブ１００ａが板金５００の開口部５０４の端面を覆う状態で、それぞれ本体枠４００に固定されている。また、図５に示すように、リブ１００ａは、その開口部１００ｂが撮像面方向にいくに従って、広くなるように傾斜している。また、このリブ１００ａの傾斜面には、光の反射率を低減するための加工（シボ加工）が施されている。

このように、本実施の形態にかかるレンズ鏡筒において、リブ１００ａは、板金５００の開口部５０４の端面を覆う構成となっている。このように構成している理由について、次に説明する。

仮に、リブ１００ａが板金５００の開口部５０４の端面を覆っていないとする。この場合には、レンズ鏡筒に入射した光が板金５００の開口部５０４の端面に当たる。板金５００は、金属であるため、樹脂であるリブ１００ａよりも反射率が高い。従って、板金５００の開口部５０４の端面に光が当たると、リブ１００ａに光が当たった場合と比較して、強い光が撮像面に入射してしまう。板金５００の開口部５０４の端面で反射した光は不要光である。従って、その光が撮像面に入射すると、ゴースト（虚像）となってしまう。

従って、本実施の形態にかかるレンズ鏡筒において、リブ１００ａは、板金５００の開口部５０４の端面を覆う構成としている。これにより、本実施の形態にかかるレンズ鏡筒は、撮像画像に発生するゴーストの輝度を、板金５００の開口部５０４の端面に光が当たる場合よりも低減できる。

また、本実施の形態にかかるレンズ鏡筒において、リブ１００ａは、その開口部１００ｂが撮像面方向にいくに従って、広くなるように傾斜している。このように構成している理由について図８を用いて次に説明する。図８は、リブ１００ａに傾斜を持たせている理由を説明するための模式図である。

仮に、本実施の形態において、図８（ａ）に示すように、リブ１００ａのうち傾斜している面が傾斜せず、光軸と平行であったとする。この場合には、図８（ａ）に示すように、リブに入射した光は、撮像面に入射するように反射する場合が多い。上述したように、リブで反射した光が撮像面に入射すると、撮像画像にゴーストが発生する。

従って、本実施の形態にかかるレンズ鏡筒において、リブ１００ａは、その開口部１００ｂが撮像面方向にいくに従って、広くなるように傾斜するよう構成している。これにより、図８（ｂ）に示すように、リブ１０１ａの傾斜面で反射した光は撮像面に到達しない場合が多い。

また、リブ１００ａの傾斜面にはシボ加工が施されているため、リブ１００ａの傾斜面に入射した光の反射自体が低減されている。

［５．まとめ］
本実施の形態のレンズ鏡筒は、本体枠４００と、本体枠４００に対し相対的に調整可能に取付けられる固定枠１００と、本体枠４００内を光軸方向に移動する移動枠２００と、本体枠４００と固定枠１００の間に位置し、本体枠４００に固定される板金５００と、
を備える。

これにより、樹脂製の本体枠４００に、剛性をもった板金５００一体的に設けることで本体枠４００の強度アップを図ることができる。

また本実施の形態のレンズ鏡筒では、本体枠４００の端面には周方向に沿ってピン４０１ａ〜４０１ｇが配置され、板金５００には本体枠４００のピン４０１ａ〜４０１ｇと相対する位置にピン４０１ａ〜４０１ｇを挿入する穴５０１ａ〜５０１ｇが配置されそれらが嵌合されている。

これにより、本体枠４００の強度を板金５００の剛性で補うことができる。

また本実施の形態のレンズ鏡筒では、移動枠２００が固定枠１００の方向へ移動する際に、板金５００が移動枠２００の移動を規制するように構成される。

これにより、固定枠１００のレンズ１０２と移動枠２００の第２レンズ群２０１の当接を防止できる。

また本実施の形態のレンズ鏡筒では、固定枠１００が板金５００との間に介在する圧縮バネ７００ａ、７００ｂにより本体枠４００から離間する方向に付勢され、本体枠４００に対して傾き調整可能に構成される。

これにより、撮像面に対する光軸の調整が可能となり、ＨＤ映像に対しても撮像画像の解像度低下を防止することができる。

また、本実施の形態にかかるレンズ鏡筒において、リブ１００ａは、板金５００の開口部５０４の端面を覆う構成としている。

これにより、本実施の形態にかかるレンズ鏡筒は、撮像画像に発生するゴーストの輝度を、板金５００の開口部５０４の端面に光が当たる場合よりも低減できる。

また、本実施の形態にかかるレンズ鏡筒において、リブ１００ａは、その開口部１００ｂが撮像面方向にいくに従って、広くなるように傾斜するよう構成している。

これにより、図８（ｂ）に示すように、リブ１０１ａの傾斜面で反射した光は撮像面に到達しない場合が多い。

（他の実施の形態）
本発明の実施の形態として、実施の形態１を例示した。しかし、本発明はこれには限らない。そこで、本発明の他の実施の形態を以下まとめて説明する。なお、本発明は、これらには限定されず、適宜修正された実施の形態に対しても適用可能である。

実施の形態１において、板金５００を本体枠４００にビス固定としたが、単に本体枠４００のピン４０１ａ〜４０１ｇと板金５００の穴５０１ａ〜５０１ｇで係合させ、圧縮バネ７００で本体枠４００に付勢させて保持してもよい。

また、圧縮バネ７００の代わりに板金５００に板バネ機能をもたせ、固定枠の傾き調整時の附勢力として活用してもよい。

本発明は、カメラのレンズ鏡筒に関し、特に、レンズ鏡筒内のカメラ本体枠とレンズ用固定枠の固定方法に関するものであって、カメラ本体枠の強度をアップでき、またカメラが落下したときの衝撃によるレンズの破損を防止できる。そのため、本発明は、デジタルスチルカメラやデジタルビデオカメラ、アナログカメラ、フィルムカメラ等に適用できる。

１００ 固定枠
１０１ 第１レンズ群
１０２ レンズ
２００ 移動枠
２０１ 第２レンズ群
２０２ 丸穴軸受け部
２０３ 長溝軸受け部
３００，３００ａ，３００ｂ ガイドポール
４００ 本体枠
４０１ａ〜４０１ｇ ピン
４０２ａ〜４０２ｃ，４０３ａ〜４０３ｃ ビス穴
５００ 板金
５０１ａ〜５０１ｇ，５０２ａ〜５０２ｃ 穴
５０３ａ〜５０３ｂ 逃げ穴
６００ａ〜６００ｃ，８００ａ〜８００ｃ ビス
７００，７００ａ，７００ｂ 圧縮バネ

Claims (9)

1. 本体枠と、
   前記本体枠に対して傾きを調整可能な状態で取付けられるレンズ用固定枠と、
   前記本体枠内を光軸方向に移動するレンズ用移動枠と、
   前記レンズ用固定枠と前記レンズ用移動枠の間に位置し、前記本体枠に固定される板部材と、
   を備えたレンズ鏡筒。
2. 前記本体枠の端面には周方向に沿って複数の突起部が配置され、
   前記板部材には前記本体枠の前記複数の突起部と対応する位置に前記突起部を挿入する複数の穴が配置された請求項１に記載のレンズ鏡筒。
3. 前記レンズ用移動枠が前記レンズ用固定枠方向へ移動する際に、前記板部材が前記レンズ用移動枠の移動を規制するように構成された請求項１または請求項２に記載のレンズ鏡筒。
4. 前記レンズ用固定枠が前記板部材との間に介在する弾性体により前記本体枠から離間する方向に付勢され、前記本体枠に対して傾き調整可能に構成された請求項１〜３のいずれか１項に記載のレンズ鏡筒。
5. 前記レンズ用固定枠に前記弾性体の機能を持たせた請求項４に記載のレンズ鏡筒。
6. 前記板部材は金属性の部材である請求項１〜５のいずれか１項に記載のレンズ鏡筒。
7. 前記板部材は光線を通す開口部を有し、
   前記レンズ用固定枠は、前記開口部の厚み方向に垂直な面を覆うリブを備える請求項１〜６のいずれか１項に記載のレンズ鏡筒。
8. 本体枠と、
   前記本体枠に取り付けられているレンズ用固定枠と、
   開口部を有し、前記本体枠と前記レンズ用固定枠との間に配置される板部材と、を備え、
   前記レンズ用固定枠は、前記板部材の前記開口部の厚み方向の垂直な面を覆う遮光部材を有する、
   レンズ鏡筒。
9. 請求項１〜８のいずれか１項に記載のレンズ鏡筒を備えた撮像装置。

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