JP2011215280A - レンズ鏡筒及び撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】部品点数の削減とレンズ鏡筒の小型化を達成することができるとともに、バリア駆動ばねの張力によるバリア羽根の変形を防止することができる仕組みを提供する。
【解決手段】レンズ鏡筒は、一対のバリア羽根１２を開閉方向に回転動作させるバリア駆動部材１４と、バリア羽根１２のばね掛け部１２ｂ及びバリア駆動部材１４のばね掛け部１４ｂにそれぞれ掛止され、バリア羽根１２の開閉に伴ってチャージ量が変化するバリア駆動ばね１３とを備える。バリア駆動ばね１３は、バリア羽根１２が全開状態に移行するときに、チャージ量が漸次的に減少し、全閉状態に移行するときに、チャージ量が漸次的に増加する。そして、バリア駆動部材１４のバリア駆動ばね１３の掛止位置をバリア羽根１２のバリア駆動ばね１３の掛止位置より像面側にずらして配置する。
【選択図】図６

Description

本発明は、撮影光学系の被写体側に設けられたバリアカバーの撮影用開口部を開閉自在に覆うバリア羽根を備えるレンズ鏡筒及び該レンズ鏡筒を備える撮像装置に関する。

従来、この種のレンズ鏡筒としては、次に示すものが知られている（特許文献１）。このレンズ鏡筒は、バリアカバーの撮影用開口部を開閉自在に覆う一対のバリア羽根と、一対のバリア羽根を開閉方向に回転動作させるバリア駆動部材とを備える。また、バリア羽根とバリア駆動部材との間には、バリア羽根の開閉に伴ってチャージ量が変化するバリア駆動ばねが設けられている。

そして、レンズ鏡筒が沈胴位置から撮影位置に移動する際には、バリア駆動ばねの張力によってバリア駆動部材がバリア羽根を押しながら回転してバリア羽根を全開位置まで回動させる。これにより、バリア羽根が全閉状態から全開状態に移行する。このとき、バリア駆動ばねは、チャージ量が漸次的に減少し、バリア羽根を開くための開きばねとして機能する。

一方、レンズ鏡筒が撮影位置から沈胴位置に移動する際には、バリア駆動部材は、直進筒とのカム係合により強制的に全閉位置まで回転させられ、バリア羽根は、バリア駆動ばねにより閉じ方向に付勢される。これにより、バリア羽根が全開状態から全閉状態に移行する。このとき、バリア駆動ばねは、チャージ量が漸次的に増加し、バリア羽根を閉じるための閉じばねとして機能する。

このようにして、バリア駆動ばねに閉じばね及び開きばねの両方の機能を持たせることにより、部品点数を削減し、レンズ鏡筒の小型化を達成している。

特開２００８−０３３１５２号公報

しかし、上記特許文献１では、バリア駆動ばねがバリア羽根の回転平面に対して像面側に配置されるため、バリア駆動ばねの張力の作用線とバリア羽根の回転中心線との交点が、バリア羽根の回転平面から光軸方向にずれてしまう。このため、バリア羽根に開閉方向とは異なる方向に回転モーメントが作用し、この回転モーメントによりバリア羽根が変形する、所謂あおりが発生する場合がある。この結果、一対のバリア羽根の全閉状態においてバリア羽根同士が合わなくなる等の問題が生じる。

そこで、本発明は、部品点数の削減とレンズ鏡筒の小型化を達成することができるとともに、バリア駆動ばねの張力によるバリア羽根の変形を防止することができる仕組み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、撮影用開口部を開閉自在に覆う一対のバリア羽根と、前記バリア羽根を開閉方向に回転動作させるバリア駆動部材と、前記バリア羽根及び前記バリア駆動部材にそれぞれ掛止され、前記バリア羽根の開閉に伴ってチャージ量が変化するバリア駆動ばねと、を備え、前記バリア駆動ばねは、前記バリア羽根が全閉状態から全開状態に移行するときに、チャージ量が減少し、前記バリア羽根が全開状態から全閉状態に移行するときに、チャージ量が増加するレンズ鏡筒であって、前記バリア駆動部材の前記バリア駆動ばねの掛止位置と前記バリア羽根の前記バリア駆動ばねの掛止位置とを光軸方向にずらして配置した、ことを特徴とする。

本発明によれば、部品点数の削減とレンズ鏡筒の小型化を達成することができるとともに、バリア駆動ばねの張力によるバリア羽根の変形を防止することができる。

本発明の実施形態の一例であるレンズ鏡筒の分解斜視図である。 バリア羽根が全閉した状態を示す図である。 バリア羽根が全開した状態を示す図である。 バリア羽根、バリア駆動ばね及びバリア駆動部材に作用する力とモーメントについて説明するための説明図である。 バリア羽根の斜視図である。 バリア羽根のばね掛け部とバリア駆動部材のばね掛け部にバリア駆動ばねを掛止した状態を示す概略図である。

以下、本発明の実施形態の一例を図面を参照して説明する。

図１は本発明の実施形態の一例であるレンズ鏡筒の分解斜視図、図２はバリア羽根が全閉した状態を示す図、図３はバリア羽根が全開した状態を示す図である。なお、本実施形態では、撮影位置と収納位置との間を光軸方向に移動して撮影倍率を変更するズーム機構を備えるレンズ鏡筒を例に採る。

図１に示すように、本実施形態のレンズ鏡筒１０は、レンズ１５を保持するレンズホルダ１６の内周側に、レンズホルダ１６の回転を規制する直進筒１７が設けられている。レンズホルダ１６の像面側の端部外周部には、カム筒１８の内周部に形成されたカム溝１８ａに追従するカムフォロア１６ａが周方向に略等間隔で複数箇所突設されている。また、直進筒１７とカム筒１８とは、バヨネット結合等により結合されて、相対回転可能に光軸方向に一体に移動する。

そして、不図示のデジタルカメラ等の撮像装置の電源スイッチがＯＮ操作されると、カム筒１８は、不図示の駆動機構を介して回転駆動されて、回転しながら光軸方向に繰出される。カム筒１８のカム溝１８ａは、レンズ鏡筒１０の沈胴位置から撮影位置までの間でレンズホルダ１６が相対的に光軸方向に繰出されるようなリフト量を有している。

従って、カム筒１８の回転により、レンズホルダ１６は、直進筒１７により回転を規制された状態でカム筒１８に対して相対的に被写体側へ繰出される。また、直進筒１７とカム筒１８とは光軸方向に一体に移動するため、レンズホルダ１６は、直進筒１７に対しても相対的に光軸方向に繰出されることになる。

一方、撮像装置の電源スイッチがＯＦＦ操作されると、カム筒１８は、回転しながら光軸方向に繰込まれる。レンズホルダ１６は、カム筒１８に対して相対的に光軸方向に繰込まれていくため、直進筒１７に対しても相対的に繰込まれていく。

レンズホルダ１６に保持されたレンズ１５の被写体側には、バリアカバー１１の撮影用開口部１１ａを開閉自在に覆う一対のバリア羽根１２と、一対のバリア羽根１２を開閉方向に回転動作させるバリア駆動部材１４とが配置されている。また、バリア羽根１２とバリア駆動部材１４との間には、バリア羽根１２の開閉に伴ってチャージ量が変化するバリア駆動ばね１３が設けられている。

バリア羽根１２は、本実施形態では、薄型化を図るために、ステンレス鋼等の金属薄板にプレし加工を施して形成されている。このため、バリア羽根１２に回転軸を設けることが難しいことから、図２に示すように、バリア羽根１２の回転支点に軸穴１２ａを形成して、該軸穴１２ａをレンズホルダ１６に設けた回転軸１６ａに嵌合している。これにより、バリア羽根１２がレンズホルダ１６に対して回転可能に支持される。

バリア駆動部材１４は、略円環状に形成されて、レンズホルダ１６に対して回転可能に支持されている。また、バリア駆動部材１４には、図２及び図３に示すように、バリア羽根１２を開く際に、バリア羽根１２の軸穴１２ａの近傍に設けられた当接部１２ｃに当接する当接部１４ａが設けられている。また、バリア駆動部材１４には、図１に示すように、レンズ鏡筒１０の沈胴動作時に直進筒１７に設けられたカム部１７ａにカム係合するカム片１４ｃが像面側に延びて設けられている。

バリア駆動ばね１３は、本実施形態では、例えば引張りコイルばねを用いており、一端がバリア羽根１２の軸穴１２ａと当接部１２ｃとの間に設けられたばね掛け部１２ｂに掛止され、他端がバリア駆動部材１４に設けられたばね掛け部１４ｂに掛止されている。バリア駆動ばね１３により、バリア羽根１２及びバリア駆動部材１４は、当接部１２ｃと当接部１４ａとが当接する方向に付勢される。

そして、不図示の撮像装置の電源スイッチがＯＮ操作されると、レンズホルダ１６は、直進筒１７に対して相対的に光軸方向に繰出されるため、バリア駆動部材１４と直進筒１７との光軸方向の間隔が広がって、カム片１４ｃとカム部１７ａとの係合が解除される。

このとき、バリア駆動ばね１３は、開きばねとして機能し、図３に示すように、そのチャージ量を漸次的に減少させながらバリア駆動部材１４を矢印Ａ方向に回転させる。これにより、バリア羽根１２の当接部１２ａが当接部１４ａにより押されてバリア羽根１２が開方向に回転し、バリア羽根１２が全開状態となって撮影用開口部１１ａが開放される。

一方、バリア羽根１２の全開状態で不図示の撮像装置の電源スイッチがＯＦＦ操作されると、レンズホルダ１６は、直進筒１７に対して相対的に光軸方向に繰込まれていくため、バリア駆動部材１４と直進筒１７との間隔は次第に狭くなる。そして、バリア駆動部材１４のカム片１４ｃが直進筒１７のカム部１７ａにカム係合して、カム片１４ｃとカム部１７ａとのカム作用によりバリア駆動部材１４が強制的に矢印Ｂ方向に回転させられ、バリア駆動ばね１３のチャージ量を漸次的に増加させていく。

このとき、バリア駆動ばね１３は、閉じばねとして機能し、図２に示すように、バリア羽根１２を閉じ方向に回転させて全閉状態とすることで、撮影用開口部１１ａを覆う。

次に、図４を参照して、バリア羽根１２、バリア駆動ばね１３及びバリア駆動部材１４に作用する力とモーメントについて説明する。

図２のバリア羽根１２の全閉状態からレンズ鏡筒１０がわずかに光軸方向に繰出されて、バリア駆動部材１４と直進筒１７との間隔が広がると、カム片１４ｃとカム部１７ａとのカム作用によりバリア駆動部材１４が矢印Ａ方向に回転し始める。これにより、バリア羽根１２の当接部１２ｃにバリア駆動部材１４の当接部１４ａで当接して、図４に示す状態となる。

ここで、図４において、バリア駆動ばね１３の張力をＰ、バリア駆動部材１４の回転中心点とばね掛け部１４ｂにおける張力Ｐの作用点までの距離をＬ１とする。また、バリア駆動部材１４の回転中心点とばね掛け部１４ｂにおける張力Ｐの作用点とを結ぶ直線に対して前記作用点で直角に交わる直線と、張力Ｐの作用線との角度をＡ１とする。

また、バリア羽根１２の回転中心点とばね掛け部１２ｂにおける張力Ｐの作用点との距離をＬ２とする。更に、バリア羽根１２の回転中心点とばね掛け部１２ｂにおける張力Ｐの作用点とを結ぶ線に対して前記作用点で直角に交わる直線と、張力Ｐの作用線との角度をＡ２とする。

更に、バリア羽根１２の回転中心点と当接部１４ａとの距離をＬ３、バリア駆動部材１４の回転中心点と当接部１４ａとの距離をＬ４とする。更に、バリア羽根１２の回転中心点と当接部１４ａとを結ぶ直線に対して当接部１４ａで直角に交わる直線と、バリア駆動部材１４の回転中心点と当接部１４ａとを結ぶ直線に対して当接部１４ａで直角に交わる直線との角度をＡ３とする。

このとき、バリア駆動部材１４を矢印Ａ方向に回転させるモーメントＭ１は、Ｍ１＝ＰｃｏｓＡ１×Ｌ１となる。また、バリア駆動部材１４を矢印Ｂ方向に回転させるモーメントＭ２は、Ｍ２＝（ＰｃｏｓＡ２×Ｌ２／Ｌ３）ｃｏｓＡ３×Ｌ４となる。

従って、バリア駆動部材１４を矢印Ａ方向に回転させるための条件は、Ｍ１＞Ｍ２＝ＰｃｏｓＡ１×Ｌ１＞（ＰｃｏｓＡ２×Ｌ２／Ｌ３）ｃｏｓＡ３×Ｌ４となり、この式を変形すると、Ｌ１×Ｌ３ｃｏｓＡ１＞Ｌ２×Ｌ４ｃｏｓＡ２ｃｏｓＡ３（式（１））となる。

上式（１）の条件を満たすことで、バリア駆動部材１４を矢印Ａ方向に回転させると、バリア駆動ばね１３のチャージ量は漸次的に減少して、バリア羽根１２を開かせる。つまり、バリア駆動ばね１３が開きばねとして機能する。

図４の状態からバリア駆動部材１４がさらに矢印Ａ方向に回転すると、バリア駆動ばね１３チャージ量はさらに減少していき、バリア羽根１２をバリアカバー１１の内周部に当接するまで開かせる。このとき、バリア羽根１２は、図３に示す全開状態となり、上式（１）の条件を満たすことで、バリア駆動ばね１３の張力によって全開状態が維持される。

なお、ここでは１本のバリア駆動ばね１３による条件式を説明したが、２本のバリア駆動ばね１３の場合は、上式（１）の両辺を２倍するだけであり、結果として条件式は、上式（式１）と同様である。

また、バリア羽根１２が図４に示す状態から図２に示す全閉状態になると、バリア羽根１２の当接部１２ｃとバリア駆動部材１４の当接部１４ａとの当接は解除され、バリア駆動部材１４のカム片１４ｃが直進筒１７のカム部１７ａに嵌め込まれる。これにより、バリア駆動部材１４の回転が規制されて、バリア羽根１２は、バリア駆動ばね１３によって閉じ方向に付勢され、モーメントＭｃ＝ＰｃｏｓＡ２×Ｌ２が作用する。つまり、バリア駆動ばね１３が閉じばねとして機能する。

このようにして、バリア駆動ばね１２に閉じばね及び開きばねの両方の機能を持たせることにより、部品点数を削減し、レンズ鏡筒の小型化を達成している。

次に、図５を参照して、バリア羽根１２の形状について説明する。図５は、バリア羽根１２の斜視図である。

図５に示すように、バリア羽根１２には、上述した軸穴１２ａ、ばね掛け部１２ｂ及び当接部１２ｃが設けられており、ばね掛け部１２ｂは、先端部が軸穴１２ａに接近する方向に鋭角に曲げ加工されている。

バリア駆動ばね１３は、ばね掛け部１２ｂの基端側に掛止されるが、ばね掛け部１２ｂの先端側に掛止されても、ばね掛け部１２ｂが鋭角に曲げ加工されていることから、バリア駆動ばね１３は自身の張力によってばね掛け部１２ｂの基端側に誘導される。また、ばね掛け部１２ｂは、基端側よりも先端側の幅を広くしているため、バリア駆動ばね１３が一度基端側に掛止されると、外れにくい構造になっている。

図６は、バリア羽根１２のばね掛け部１２ｂとバリア駆動部材１４のばね掛け部１４ｂにバリア駆動ばね１３を掛止した状態を示す概略図である。

上述したように、バリア駆動ばね１３は、バリア羽根１２のばね掛け部１２ｂの基端側に掛止される。ここで、バリア駆動ばね１３のバリア駆動部材１４のばね掛け部１４ａに対する掛止位置は、バリア羽根１２のばね掛け部１２ｂの掛止位置より像面側にずれて配置されている。このため、バリア駆動ばね１３におけるバリア羽根１２のばね掛け部１２ｂの掛止位置とバリア駆動部材１４のばね掛け部１４ｂの掛止位置との間に光軸方向に差が生じ、バリア駆動ばね１３は、回転平面Ｈに対して角度Ａ４だけ傾いて配置されることになる。

次に、バリア羽根１２に作用する力とモーメントについて説明する。バリア羽根１２に作用する張力Ｐは、バリア駆動ばね１３のバリア羽根１２のばね掛け部１２ｂの掛止位置とバリア駆動部材１４のばね掛け部１４ｂの掛止位置とを結んだ線上に作用する。つまり、張力Ｐの作用線は、バリア羽根１２の回転平面Ｈに対して角度Ａ４だけ傾いている。

この張力Ｐの作用線とバリア羽根１２の回転中心線との交点をＸとすると、交点Ｘは、回転平面Ｈとバリア羽根１２の回転中心線との交点と略一致する位置に配置される。これにより、張力Ｐの回転平面Ｈ方向の成分であるＰｃｏｓＡ４は、矢印Ｃ方向の回転モーメントには寄与しないことになり、バリア羽根１２を変形させる回転モーメントは発生しないことになる。

以上説明したように、本実施形態では、バリア駆動ばね１２に閉じばね及び開きばねの両方の機能を持たせることができるので、部品点数を削減して、レンズ鏡筒の小型化を達成することができる。

また、本実施形態では、バリア駆動ばね１３の張力がバリア羽根１２を変形させる回転モーメントに寄与しないため、バリア駆動ばね１３の張力によるバリア羽根１２の変形を防止することができる。特に、回転軸の形成が困難で軸穴１２ａと他の部材の回転軸１６ａとの嵌合長さが十分に確保できない薄型のバリア羽根１２についても、バリア駆動ばね１３の張力によるバリア羽根１２の変形を良好に防止することができる。

なお、本発明の構成は、上記実施形態に例示したものに限定されるものではなく、材質、形状、寸法、形態、数、配置箇所等は、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。

１０ レンズ鏡筒
１１ バリアカバー
１２ バリア羽根
１３ バリア駆動ばね
１４ バリア駆動部材
１７ 直進筒

Claims (6)

1. 撮影用開口部を開閉自在に覆う一対のバリア羽根と、前記バリア羽根を開閉方向に回転動作させるバリア駆動部材と、前記バリア羽根及び前記バリア駆動部材にそれぞれ掛止され、前記バリア羽根の開閉に伴ってチャージ量が変化するバリア駆動ばねと、を備え、
   前記バリア駆動ばねは、前記バリア羽根が全閉状態から全開状態に移動するときに、チャージ量が減少し、前記バリア羽根が全開状態から全閉状態に移動するときに、チャージ量が増加するレンズ鏡筒であって、
   前記バリア駆動部材の前記バリア駆動ばねの掛止位置と前記バリア羽根の前記バリア駆動ばねの掛止位置とを光軸方向にずらして配置した、ことを特徴とするレンズ鏡筒。
2. 前記バリア駆動部材の前記バリア駆動ばねの掛止位置を前記バリア羽根の前記バリア駆動ばねの掛止位置より像面側にずらして配置した、ことを特徴とする請求項１に記載のレンズ鏡筒。
3. 前記バリア駆動ばねが掛止される前記バリア羽根のばね掛け部が、前記バリア羽根の回転中心に向かって鋭角に曲がって形成される、ことを特徴とする請求項１又は２に記載のレンズ鏡筒。
4. 前記ばね掛け部は、基端側より先端側の幅が広く形成されている、ことを特徴とする請求項３に記載のレンズ鏡筒。
5. 前記バリア羽根は、回転中心に軸穴が設けられ、前記軸穴は、他の部材に設けられた回転軸に回転可能に支持される、ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載のレンズ鏡筒。
6. 撮影位置と収納位置との間を光軸方向に移動して撮影倍率を変更するズーム機構を備えるレンズ鏡筒を有する撮像装置であって、
   前記レンズ鏡筒として、請求項１乃至５のいずれか一項に記載のレンズ鏡筒を有する、ことを特徴とする撮影装置。

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