JP2012133102A

JP2012133102A - レンズ鏡筒及び撮像装置

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Publication number: JP2012133102A
Application number: JP2010284794A
Authority: JP
Inventors: Kenichi Katano; 健一片野
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2010-12-21
Filing date: 2010-12-21
Publication date: 2012-07-12
Anticipated expiration: 2030-12-21
Also published as: CN102540390B; US8602664B2; CN102540390A; US20120155851A1; JP5825783B2

Abstract

【課題】絞り羽根専用アクチュエータを用いることなく、レンズ鏡筒ひいては撮像装置の小型化及び低コスト化を図ると共に、絞り羽根を駆動する機構の部品精度のばらつきに起因する絞り口径の変動を回避する仕組みを提供する。
【解決手段】レンズ鏡筒は、カム係合部２６１ａ，２６２ａを有する絞り羽根２６１，２６２と、絞り羽根２６１，２６２を絞り開口を開閉する方向に回転可能に保持する２群地板２１と、絞り羽根２６１，２６２を絞り開口を閉じる方向に付勢するばね２６３と、カム係合部２６１ａ，２６２ａに係合するカム面８１ｄ，８１ｅを有し、光軸方向に移動することで、カム係合部２６１ａ，２６２ａとカム面８１ｄ，８１ｅとのカム作用により、ばね２６３の付勢力に抗して絞り羽根２６１，２６２を開く方向に回転動作させる第２直進筒８１と、ばね２６３の付勢力による、絞り羽根２６１，２６２の絞り開口を閉じる方向の回転動作を規制する規制手段２１ｃ，２１ｄ，２６１ｃ，２６２ｃと、を備える。
【選択図】図１２

Description

本発明は、絞り羽根を有し、ズーム動作に伴って絞り口径を変化させるレンズ鏡筒、及び該レンズ鏡筒を備えるデジタルカメラ等の撮像装置に関する。

デジタルカメラ等の撮像装置では、絞り羽根を駆動する機構として、アクチュエータにより絞り羽根に連動する部材を駆動することで、複数の絞り羽根を開閉方向に動作させて絞り口径を変化させるレンズ鏡筒を備えるものがある。

しかし、このように絞り羽根専用のアクチュエータを設けると、レンズ鏡筒内の各羽根の周辺にアクチュエータを配設するためのスペースを確保しなければならず、レンズ鏡筒ひいてはカメラの小型化を妨げる原因になり、また、コストアップにもつながる。

そこで、光軸方向に移動するレンズ鏡筒に溝カム等のカム部を設け、レンズ鏡筒が光軸方向に移動する際に、カム部によってレバー部材を動作させることで、レバー部材に連結された絞り羽根を駆動する技術が提案されている（特許文献１）。

特開平９−２１１５３４号号公報

しかし、上記特許文献１では、絞り羽根専用のアクチュエータは不要となるが、部品精度のばらつきによって、レバー部材とカム部との間や絞り羽根とレバー部材との間にがたつきが生じ、絞り口径が変動するおそれがある。

そこで、絞り羽根専用アクチュエータを用いることなく、レンズ鏡筒ひいては撮像装置の小型化及び低コスト化を図ると共に、絞り羽根を駆動する機構の部品精度のばらつきに起因する絞り口径の変動を回避す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、カム係合部を有する複数の絞り羽根と、前記絞り羽根を絞り開口を開閉する方向に回転可能に保持する保持部材と、前記絞り羽根を前記絞り開口を閉じる方向又は開く方向に付勢する付勢部材と、前記絞り羽根の前記カム係合部に係合するカム面を有し、光軸方向に移動することにより、前記カム係合部と前記カム面とのカム作用により、前記付勢部材の付勢力に抗して前記絞り羽根を動作させる移動部材と、前記付勢部材の付勢力による、前記絞り羽根の前記絞り開口を閉じる方向又は開く方向の動作を規制する規制手段と、を備えることを特徴とする。

本発明によれば、絞り羽根専用アクチュエータを用いることなく、レンズ鏡筒ひいては撮像装置の小型化及び低コスト化を図ることができると共に、絞り羽根を駆動する機構の部品精度のばらつきに起因する絞り口径の変動を回避することができる。

本発明の撮像装置の実施形態の一例であるデジタルカメラを正面側から見た外観斜視図である。レンズ鏡筒の分解斜視図である。レンズ鏡筒の沈胴位置での断面図である。レンズ鏡筒のワイド位置での断面図である。レンズ鏡筒のテレ位置での断面図である。２群ユニットの分解斜視図である。２群地板と絞り羽根部との関係を示す斜視図である。第２直進筒を像面側から見た斜視図である。２群ユニットが組み込まれた第２直進筒を像面側から見た斜視図である。第２直進筒のカム面と絞り羽根の当接部との当接位置がレンズ鏡筒のズーム位置に応じて変化する様子を説明するための図である。第２直進筒のカム面と絞り羽根の当接部との当接位置がレンズ鏡筒のズーム位置に応じて変化する様子を説明するための図である。レンズ鏡筒が沈胴位置又はワイド位置の停止位置にある状態を示す図である。レンズ鏡筒がミドルポジションの停止位置にある状態を示す図である。レンズ鏡筒がテレ端の停止位置にある状態を示す図である。

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、本発明の撮像装置の実施形態の一例であるデジタルカメラを正面側から見た外観斜視図である。

図１に示すように、本実施形態のデジタルカメラは、カメラ本体１の正面側に、レンズ鏡筒２が設けられている。レンズ鏡筒２は、沈胴位置と撮影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式とされている。

図２は、レンズ鏡筒２の分解斜視図である。図３はレンズ鏡筒２の沈胴位置での断面図、図４はレンズ鏡筒２のワイド位置での断面図、図５はレンズ鏡筒２のテレ位置での断面図である。

図２〜図５に示すように、レンズ鏡筒２は、１群ユニット１０に１群レンズ１Ｌが保持され、２群ユニット２０に２群レンズ２Ｌが保持され、３群ユニット３０に３群レンズ３Ｌが保持されている。また、フィルタ４Ｆ、及び撮像素子４Ｓは、センサホルダユニット４０を構成するセンサホルダ４１に保持されている。なお、センサホルダ４１は、ビス等によりカメラ本体１に固定される。

固定筒５１の内周部には、第１直進筒６１の直進キー６１ｄと係合して、第１直進筒６１を光軸方向に直進ガイドするガイド部５１ａと、駆動筒７１の回転に伴い、該駆動筒７１を光軸方向へ移動させるためのカム溝５１ｂとが設けられている。なお、固定筒５１は、ビス等によりセンサホルダ４１に固定される。

第１直進筒６１の内周部には、第１直進筒６１を光軸方向に直進ガイドするガイド部６１ａと、移動カム筒９１の回転に伴い、該移動カム筒９１を光軸方向へ移動させるためのカム溝６１ｂとが設けられている。

駆動筒７１の外周面には、固定筒５１のカム溝５１ｂと係合するカムピン７１ｂ、及びギアユニット５０のギア５５と噛合するギア７１ａが設けられている。そして、モータ５６が回転すると、ギア５５，７１ａを介して駆動筒７１にモータ５６の駆動力が伝達され、駆動筒７１は、回転しながら光軸方向へ移動する。

また、駆動筒７１の内周部には、第１直進筒６１の係合キー６１ｃと係合する係合溝７１ｃが設けられており、この係合により、駆動筒７１は、第１直進筒６１と共に光軸方向へ移動する。

第２直進筒８１には、第１直進筒６１のガイド部６１ａと係合する係合キー８１ｂ、２群地板２１のカムピン２１ａを光軸方向に直進ガイドするガイド溝８１ａ、及び１群筒１１を光軸方向に直進ガイドするガイド溝８１ｃが設けられている。

移動カム筒９１の外周部には、カムピン９１ａ、及び駆動ピン９１ｂが設けられている。カムピン９１ａは、第１直進筒６１のカム溝６１ｂと係合し、駆動ピン９１ｂは、駆動筒７１の係合溝７１ｄと係合する。この係合により、移動カム筒９１は、回転しながら光軸方向へ移動可能となっている。

また、移動カム筒９１の内周部には、１群筒１１のカムピン１１ａに係合する１群カム９１ｃ、及び２群地板２１のカムピン２１ａと係合する２群カム９１ｄが設けられている。１群筒１１、及び２群地板２１は、第２直進筒８１により光軸方向に直進ガイドされるので、１群筒１１、及び２群地板２１は、直進ガイドされながら、カム９１ｃ，９１ｄのリフトに沿って光軸方向へ移動可能となっている。

センサホルダユニット４０を構成するセンサホルダ４１は、フィルタ４Ｆ、撮像素子４Ｓ、ギア５５、及びモータ５６等を含むギアユニット５０を保持する。また、センサホルダ４１には、３群レンズ３Ｌを保持する３群ユニット３０が取り付けられる。３群ホルダ３１は、ガイドバー３３により光軸方向へガイドされて、モータ３２の駆動力により光軸方向へ移動可能となっている。

次に、図６を参照して、２群ユニット２０について説明する。図６は、２群ユニット２０の分解斜視図である。

図６に示すように、２群ユニット２０は、２群地板２１、シャッタ駆動ユニット２２、防振ユニット２３、センサホルダ２４、シャッタ羽根部２５、絞り羽根部２６、ＮＤ羽根２７、及び２群カバー２８を備える。

２群地板２１は、移動カム筒９１に設けられたカム溝９１ｄと係合するカムピン２１ａ備え、２群ユニット２０の各部品を保持する。

シャッタ駆動ユニット２２は、駆動部２２１、及びボビン２２２により構成され、駆動部２２１は、不図示の磁石、ヨーク及び駆動レバーを備える。そして、ボビン２２２に巻かれたコイルに電流を流すことで、駆動部２２１の駆動レバーを回動させて、シャッタ羽根部２５を動作させる。

防振ユニット２３は、コイル２３１、レンズホルダ２３２、カバー２３３、引張コイルばね２３４、及びボール２３５を備える。

レンズホルダ２３２は、２群レンズ２Ｌ、及び磁石２３２ｍを保持し、磁石２３２ｍは、コイル２３１と光軸方向に対向するように配置される。レンズホルダ２３２と２群地板２１との間には、ボール２３５が配置され、レンズホルダ２３２は、引張コイルばね２３４により２群地板２１に接近する方向に付勢される。

ボール２３５がレンズホルダ２３２と２群地板２１との受け面を転がることで、レンズホルダ２３２は、２群地板２１に対して光軸と直交する方向へ移動可能となっている。そして、レンズホルダ２３２の磁石２３２ｍとコイル２３１との間に磁気的に生じる力により、レンズホルダ２３２が所望の位置へ移動することで、防振機構として機能する。

センサホルダ２４は、レンズホルダ２３２の位置を検出する素子を保持する。センサカバー２４１は、センサホルダ２４を光軸方向に押さえて保持する。

シャッタ羽根部２５は、２枚のシャッタ羽根２５１，２５２、及び仕切り板２５３を有する。２枚のシャッタ羽根２５１，２５２は、２群地板２１に設けられた回転軸に嵌合され、シャッタ駆動ユニット２２の駆動部２２１の駆動レバーの動作に連動して開閉動作を行う。

絞り羽根部２６は、複数（本実施形態では、２枚）の絞り羽根２６１，２６２、引張コイルばね２６３、及び仕切り板２６４を備える。なお、絞り羽根部２６の詳細については、後述する。

ＮＤ羽根２７は、絞り羽根部２６と２群カバー２８との間に配置され、シャッタ駆動ユニット２２の駆動部２２１の駆動レバーの動作に連動して開閉動作を行う。２群カバー２８を２群地板２１に取り付けることにより、シャッタ羽根部２５、絞り羽根部２６、及びＮＤ羽根２７がそれぞれ位置決めされて保持される。

図７は２群地板２１と絞り羽根部２６との関係を示す斜視図、図８は第２直進筒８１を像面側から見た斜視図である。

図７に示すように、２群地板２１の２つの回転軸２１ｂには、それぞれ絞り羽根２６１，２６２の嵌合穴２６１ｂ，２６２ｂが回転可能に嵌合される。これにより、絞り羽根２６１，２６２が２群地板２１に対して開口部２６１ｄ，２６２ｄで形成される絞り開口を開閉する方向に回転動作が可能に保持される。ここで、２群地板２１は、本発明の保持部材の一例に相当する。

絞り羽根２６１，２６２には、それぞれ第２直進筒８１のカム面８１，８１ｄ（図８）に当接する当接部２６１ａ，２６２ａ、２群地板２１の当接部２１ｃ，２１ｄに当接するストッパ部２６１ｃ，２６２ｃ、及び開口部２６１ｄ，２６２ｄが設けられている。

また、絞り羽根２６１，２６２は、引張コイルばね２６３により、開口部２６１ｄ，２６２ｄで形成される絞り開口が小絞りとなる方向に付勢されている。ここで、引張コイルばね２６３は、本発明の付勢部材の一例に相当する。

また、図８に示すように、第２直進筒８１の内周部には、２本のカム面８１ｄ，８１ｅが設けられている。ここで、当接部２６１ａ，２６２ａは、本発明のカム係合部の一例に相当し、第２直進筒８１は、本発明の移動部材の一例に相当する。

図９は、２群ユニット２０が組み込まれた第２直進筒８１を像面側から見た斜視図である。

図９の状態では、第２直進筒８１のカム面８１ｄには、絞り羽根２６１の当接部２６１ａが当接し、第２直進筒８１のカム面８１ｅには、絞り羽根２６２の当接部２６２ａが当接している。このカム面８１ｄ，８１ｅと当接部２６１ａ，２６２ａとの当接位置が変化することで、開口部２６１ｄ，２６２ｄで形成する絞り開口の開口形状が変化する。

本実施形態では、レンズ鏡筒２のズーム位置が変化し、移動カム筒９１等が光軸方向へ移動する動作に伴い、第２直進筒８１と２群ユニット２０との光軸方向の相対的な位置が変化する。

例えば、図４に示すように、レンズ鏡筒２がワイド端にあるとき、２群ユニット２０は、移動カム筒９１の２群カム９２ｄのカムリフトに沿って移動し、第２直進筒８１の後端側（像面側）に位置する。

これに対し、図５に示すように、レンズ鏡筒２がテレ端にあるとき、２群ユニット２０は、移動カム筒９１の２群カム９２ｄのカムリフトに沿って移動し、第２直進筒８１の先端側（被写体側）に位置する。

図１０は、第２直進筒８１のカム面８１ｄと絞り羽根２６１の当接部２６１ａとの当接位置がレンズ鏡筒２のズーム位置に応じて変化する様子を説明するための図である。図１１は、第２直進筒８１のカム面８１ｅと絞り羽根２６２の当接部２６２ａとの当接位置がレンズ鏡筒２のズーム位置に応じて変化する様子を説明するための図である。

図１０及び図１１に示すように、レンズ鏡筒２が沈胴位置、及びワイド位置にあるとき、絞り羽根２６１，２６２の当接部２６１ａ，２６２ａは、第２直進筒８１に対して図中（Ａ）位置にある。この状態では、カム面８１ｄ，８１ｅと当接部２６１ａ，２６２ａとは当接しない。

レンズ鏡筒２がズーム動作を行い、（Ａ）位置からテレ側に光軸方向に沿って移動していくと、絞り羽根２６１，２６２の当接部２６１ａ，２６２ａは、第２直進筒８１に対して図中（Ｂ）→（Ｃ）→（Ｄ）位置へと移動する。

このとき、当接部２６１ａ，２６２ａは、カム面８１ｄ，８１ｅに沿って移動して当接位置を変化させる。図中（Ｂ），（Ｃ）位置は、ズーム動作のミドルポジションの停止位置であり、（Ｄ）位置は、テレ端の停止位置である。

ここで、カム面８１ｄ，８１ｅの図中（Ｂ）（Ｃ）（Ｄ）位置には、光軸方向と平行な面（以下、直線部ｔという。）が設けられている。この直線部ｔは、カム面８１ｄ，８１ｅのレンズ鏡筒２のズームポジションの停止位置と対応する領域に配置されている。

従って、レンズ鏡筒２のズームポジションの停止位置に若干誤差が生じたとしても、カム面８１ｄ，８１ｅの直線部ｔから当接部２６１ａ，２６２ａが外れない限り、当接部２６１ａ，２６２ａと第２直進筒８１との円周方向の位置関係が保たれる。

このため、レンズ鏡筒２のズームポジションの停止位置に若干誤差が生じたとしても、絞り羽根２６１，２６２が回転することはなく、開口部２６１ｄ，２６２ｄで形成される絞り開口の口径に変動が生じることがない。

図１２〜図１４は、２群ユニット２０が組み込まれた第２直進筒８１を被写体側から光軸方向に見た図である。なお、図１２〜図１４では、説明の便宜上、２群地板２１、絞り羽根２６１，２６２、引張コイルばね、及び第２直進筒８１のみを図示する。

図１２は、レンズ鏡筒２が沈胴位置又はワイド位置の停止位置にある状態を示す図である。

図１２の状態では、絞り羽根２６１，２６２の当接部２６１ａ，２６２ａは、第２直進筒８１に対して図１０及び図１１の（Ａ）位置にあり、当接部２６１ａ，２６２ａとカム面８１ｄ，８１ｅとは当接していない。

このとき、絞り羽根２６１，２６２は、引張コイルばね２６３により、開口部２６１ｄ，２６２ｄで形成される絞り開口が小絞りとなる方向へ付勢されている。

そして、絞り羽根２６１のストッパ部２６１ｃが２群地板２１の当接部２１ｃに当接すると共に、絞り羽根２６２のストッパ部２６２ｃが２群地板２１の当接部２１ｄに当接することで、絞り羽根２６１，２６２の閉方向の回転動作が規制されて位置決めされる。

即ち、絞り羽根２６１，２６２は、カム面８１ｄ，８１ｅに当接せず、ストッパ部２６１ｃ，２６２ｃが２群地板２１の当接部２１ｃ，２１ｄに当接して閉方向の回転動作が規制されることで、小絞りの絞り開口形状を形成している。

従って、小絞りの絞り開口形状の精度をカム面８１ｄ，８１ｅの精度ではなく、引張コイルばね２６３の付勢力をストッパ部２６１ｃ，２６２ｃを介して受け止める２群地板２１の当接部２１ｃ，２１ｄの精度で決定することができる。これにより、小絞りの絞り開口形状の精度を容易に確保することができる。

図１３は、レンズ鏡筒２がミドルポジションの停止位置にある状態を示す図である。

図１３の状態では、絞り羽根２６１，２６２の当接部２６１ａ，２６２ａは、第２直進筒８１に対して図１０及び図１１の（Ｂ）位置にある。

このとき、当接部２６１ａ，２６２ａとカム面８１ｄ，８１ｅとが当接して、カム作用により絞り羽根２６１，２６２を引張コイルばね２６３の付勢力に抗して開方向に回転動作させる。

そして、絞り羽根２６１，２６２は、ストッパ部２６１ｃ，２６２ｃがそれぞれ２群地板２１の当接部２１ｃ，２１ｄから離れて、所定の絞り開口形状を形成した位置で停止する。

図１４は、レンズ鏡筒２がテレ端の停止位置にある状態を示す図である。図１２の状態では、当接部２６１ａ，２６２ａは、第２直進筒８１に対して図１０及び図１１の（Ｄ）位置にある。

この場合、絞り羽根２６１，２６２は、当接部２６１ａ，２６２ａとカム面８１ｄ，８１ｅとのカム作用により、（Ｂ）位置、（Ｃ）位置を経てさらに開方向に回転して（Ｄ）位置に達する。そして、絞り羽根２６１，２６２は、２群ユニット２０に形成される開放絞りの開口部（本実施形態では、仕切り板２５３の開口部２５３ａ）よりも外側へ退避する。

このとき、絞り羽根２６１，２６２は、開放絞りの開口部２５３ａより外側に退避しているので、絞りの開口形状を形成しない。従って、開放絞りの開口形状の精度をカム面８１ｄ，８１ｅの精度ではなく、仕切り板２５３に形成される開口部２５３ａの精度で決定することができ、開放絞りの絞り開口形状の精度を容易に確保することができる。

以上説明したように、本実施形態では、絞り羽根専用アクチュエータを用いることなく、絞り羽根２６１，２６２を駆動して絞り口径を変化させることができるので、レンズ鏡筒２ひいてはデジタルカメラの小型化及び低コスト化を図ることができる。

また、本実施形態では、小絞りの絞り開口形状の精度を、カム面８１ｄ，８１ｅの精度ではなく、比較的精度を確保しやすい２群地板２１の当接部２１ｃ，２１ｄの精度で決定している。このため、絞り羽根２６１，２６２を駆動するカム機構のカム面８１ｄ，８１ｅの精度のばらつきに起因する絞り口径の変動を回避することができる。

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。

例えば、上記実施形態では、絞り羽根２６１，２６２の付勢方向を小絞り方向としているが、これに代えて、付勢方向を開放絞り方向としてもよい。

この場合、付勢部材の付勢力で開放絞り位置まで回転した絞り羽根２６１，２６２を２群地板２１等に形成した当接部に当接させて開方向の回転動作を規制する。

１カメラ本体
２レンズ鏡筒
２１２群地板
２１ｃ，２１ｄ当接部
８１第２直進筒
８１ｄ，８１ｅカム面
２６１，２６２絞り羽根
２６１ａ，２６２ａ当接部
２６３引張コイルばね

Claims

カム係合部を有する複数の絞り羽根と、
前記絞り羽根を絞り開口を開閉する方向に回転可能に保持する保持部材と、
前記絞り羽根を前記絞り開口を閉じる方向又は開く方向に付勢する付勢部材と、
前記絞り羽根の前記カム係合部に係合するカム面を有し、光軸方向に移動することにより、前記カム係合部と前記カム面とのカム作用により、前記付勢部材の付勢力に抗して前記絞り羽根を動作させる移動部材と、
前記付勢部材の付勢力による、前記絞り羽根の前記絞り開口を閉じる方向又は開く方向の動作を規制する規制手段と、を備えることを特徴とするレンズ鏡筒。
前記付勢部材は、前記絞り羽根を前記絞り開口を閉じる方向に付勢し、
前記規制手段は、前記絞り開口の形状が小絞りとなる位置で前記絞り羽根の前記閉じる方向への動作を規制する、ことを特徴とする請求項１に記載のレンズ鏡筒。
前記移動部材は、ズーム動作に伴い光軸方向に移動し、
前記カム面には、前記移動部材のズームポジションの停止位置に対応する領域に前記絞り羽根を動作させない面が設けられる、ことを特徴とする請求項１又は２に記載のレンズ鏡筒。
前記絞り羽根を動作させない面は、光軸方向と平行な面である、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レンズ鏡筒。
沈胴位置と撮影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式のレンズ鏡筒を備え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４のいずれか一項に記載のレンズ鏡筒を用いることを特徴とする撮像装置。