JP2012145874A - レンズ鏡筒 - Google Patents

Abstract

【課題】レンズ枠の衝突音を低減することができるレンズ鏡筒を提供する。
【解決手段】レンズ鏡筒は、電源からの電力の供給がある第１状態と、電源からの電力の供給がない第２状態とを有する。前記レンズ鏡筒は、少なくとも１つの第１レンズと、少なくとも１つの第２レンズと、前記第１状態のとき、前記第１レンズを第１の範囲において移動可能に保持する第１レンズ枠と、前記第１状態のとき、前記第２レンズを第２の範囲において移動可能に保持する第２レンズ枠と、を備える。前記第２状態のとき、前記第２レンズ枠は前記第１の範囲内に配置されており、前記第１レンズ枠の移動可能な範囲は前記第２レンズ枠によって制限されている。
【選択図】図５

Description

ここに開示された技術は、レンズ鏡筒に関し、特に、内部にレンズ枠を備えたレンズ鏡筒に関する。

従来より、撮像装置においては、被写体からの光をレンズ系を介して撮像面に結像させ、その像を被写体像として取り込んでいる。レンズ系に用いられるレンズとしては、ズームレンズやフォーカスレンズ等の種々のレンズがある。これらのレンズは、レンズ枠に保持された状態でレンズ鏡筒内に収容されている。そして、ズームレンズやフォーカスレンズを保持するレンズ枠は、レンズ鏡筒内において、移動可能に構成されており、手動又はアクチュエータによって駆動される（例えば、特許文献１）。こうして、レンズ枠が移動させられることによって、保持されたレンズも移動し、焦点距離や焦点位置の調整が行われる。

特開平１１−２８９７４３号公報

ところで、レンズ鏡筒内でレンズ枠を移動させる構成においては、電源が供給されていないときにレンズ枠が移動し、レンズ枠が他の部材と接触することがある。かかる構成においては、レンズ枠が接触する際に衝突音が問題となることがある。例えば、このような異音が発生することは、ユーザに違和感を与えてしまい、好ましくない。例えば、この衝突音により、故障したのではないかというような違和感をユーザに与えてしまう虞もある。

ここに開示された技術は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、レンズ枠の衝突音を低減することにある。

ここに開示された技術は、電源からの電力の供給がある第１状態と、電源からの電力の供給がない第２状態とを有するレンズ鏡筒に関する。
前記レンズ鏡筒は、
少なくとも１つの第１レンズと、
少なくとも１つの第２レンズと、
前記第１状態のとき、前記第１レンズを第１の範囲において移動可能に保持する第１レンズ枠と、
前記第１状態のとき、前記第２レンズを第２の範囲において移動可能に保持する第２レンズ枠と、を備える。
前記第２状態のとき、前記第２レンズ枠は前記第１の範囲内に配置されており、前記第１レンズ枠の移動可能な範囲は前記第２レンズ枠によって制限されている。

このような構成によれば、電源からの電力の供給がない第２状態においては、第２レンズ枠の移動範囲が小さくなる。そのため、第２レンズ枠が移動した場合でも、移動範囲の端部での衝突音が低減される。

前記レンズ鏡筒によれば、レンズ枠の衝突音を低減することができる。

実施形態に係るレンズ鏡筒の斜視図 レンズ鏡筒の分解斜視図 レンズ鏡筒の他の方向から見た分解斜視図 レンズ系が広角端のときのレンズ鏡筒の断面図 レンズ系が望遠端のときのレンズ鏡筒の断面図

以下、本発明の例示的な実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。

＜第１実施形態＞
［レンズ鏡筒の概要］
本実施形態においては、説明の便宜上、図１に示すように、Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸からなる３次元直交座標系が定義される。以下、それぞれの図面において、このＸＹＺ座標系を基準として説明がなされる。Ｘ，Ｙ，Ｚ軸の矢印は、各軸の正方向を指しており、その向きは各図において一致している。尚、Ｘ軸は、レンズ系の光軸ＡＸと平行であり、レンズ鏡筒が取り付けられる撮像装置の側が正で、被写体側が負である。また、Ｘ軸方向における負側を前、正側を後と呼ぶ場合もある。Ｙ軸は、レンズ鏡筒を横長の画像を撮像するように配置したときの水平方向と平行であり、被写体の方に向かって、右側が正、左側が負である。Ｚ軸は、レンズ鏡筒を横長の画像を撮像するように配置したときの上下方向と平行であり、上側が正、下側が負である。

図１〜３に示すように、レンズ鏡筒１００は、レンズ系Ｏと、第１レンズ枠１０２と、第２レンズ枠１０４と、本体枠１０６と、第４レンズ枠１０８と、第５レンズ枠１１０と、マスターフランジ１１２と、撮像ユニット１１４とを備えている。

レンズ系Ｏは、被写体の光学像（以下、被写体像ともいう）を形成する。レンズ系Ｏは、焦点距離の変更が可能なズームレンズ系である。すなわち、レンズ系Ｏは、焦点距離の変更によって、ズーム倍率の変更が可能である。ここで、ズーム倍率とは、レンズ系Ｏの焦点距離を広角端のときの焦点距離との比として数値化したものである。つまり、レンズ系Ｏの焦点距離が広角端のときのズーム倍率は１である。レンズ系Ｏは、第１レンズ群Ｌ１と、第２レンズ群Ｌ２と、第３レンズ群Ｌ３と、第４レンズ群Ｌ４と、第５レンズ群Ｌ５とを有する。第１レンズ群Ｌ１と、第２レンズ群Ｌ２と、第３レンズ群Ｌ３と、第４レンズ群Ｌ４と、第５レンズ群Ｌ５とは、それぞれ、単数のレンズで構成されてもよく、複数のレンズで構成されてもよい。

前記本体枠１０６は、第１レンズ枠１０２およびマスターフランジ１１２が取り付けられる部材である。本体枠１０６は、第３レンズ群Ｌ３を保持している。また、本体枠１０６は、第２レンズ枠１０４を内部に収容する。本体枠１０６は、例えば、ポリカーボネート樹脂により形成された筒状の部材である。ここで、本体枠１０６は、一定の剛性を有していることが好ましいため、ポリカーボネート樹脂の換わりに、アルミニウムなどの金属材料で構成されていてもよい。

前記第１レンズ枠１０２は、複数のレンズで構成された第１レンズ群Ｌ１を保持するものである。第１レンズ枠１０２は、例えば、ポリカーボネート樹脂により形成された枠状の部材である。第１レンズ枠１０２は、本体枠１０６の前端部（Ｘ軸負方向の端部）に取り付けられる。被写体からの光は、第１レンズ群Ｌ１に最初に入射する。

前記第２レンズ枠１０４は、複数のレンズで構成された第２レンズ群Ｌ２を保持するものである。第２レンズ枠１０４は、例えば、ポリカーボネート樹脂により形成された枠状の部材である。第２レンズ枠１０４は、第２レンズ群Ｌ２の光軸Ａ２に沿って本体枠１０６内を移動可能である。第２レンズ枠１０４は、第１のガイドポール２０５および第２のガイドポール２０６によって支持されている。第１のガイドポール２０５および第２のガイドポール２０６は、第２レンズ枠１０４が光軸ＡＸの方向に移動するのを許容し、光軸ＡＸと直交する方向に移動するのを規制し、光軸ＡＸに対して傾くのを規制する。第１のガイドポール２０５および第２のガイドポール２０６は、マスターフランジ１１２に固定されている。第２レンズ枠１０４は、第１のアクチュエータ５０４によって駆動される。

図４および図５に示すように、第３レンズ群Ｌ３は、本体枠１０６によって、光軸ＡＸと直交する面内で移動可能に保持されている。第３レンズ群Ｌ３は、レンズ鏡筒１００の揺れによって引き起こされる光学像の振れを補正する機能を有している。具体的には、第３レンズ群Ｌ３は移動レンズ枠１０９に保持されている。移動レンズ枠１０９は、例えば、ポリカーボネート樹脂によって形成された枠状の部材である。移動レンズ枠１０９は、光軸ＡＸと垂直な平面内で移動可能な状態で本体枠１０６の後側に取り付けられている。移動レンズ枠１０９は、リニアアクチュエータ５０１によって駆動され、光軸ＡＸと垂直な平面内を移動する。移動レンズ枠１０９は、レンズ鏡筒１００の揺れに応じて移動する。

第４レンズ枠１０８は、複数のレンズで構成された第４レンズ群Ｌ４を保持するものである。第４レンズ枠１０８は、例えば、ポリカーボネート樹脂により形成された枠状の部材である。第４レンズ枠１０８は、光軸ＡＸに沿ってマスターフランジ１１２内を移動可能である。第４レンズ枠１０８は、第３のガイドポール５０２および第４のガイドポール５０３によって支持されている。第３のガイドポール５０２および第４のガイドポール５０３は、第４レンズ枠１０８が光軸ＡＸの方向に移動するのを許容し、光軸ＡＸと直交する方向に移動するのを規制し、光軸ＡＸに対して傾くのを規制する。第３のガイドポール５０２および第４のガイドポール５０３は、一方の端部がマスターフランジ１１２に固定され、他方の端部が本体枠１０６に固定されている。第４レンズ枠１０８は、第２のアクチュエータ５０５によって駆動される。

第２レンズ群Ｌ２と第４レンズ群Ｌ４は、いわゆるズームレンズであって、レンズ系Ｏのズーム倍率を変化させる機能を有する。すなわち、第２レンズ群Ｌ２と第４レンズ群Ｌ４が光軸ＡＸ方向に移動することによって、レンズ系Ｏのズーム倍率が変化する。具体的には、図４および図５に示すように、第２レンズ群Ｌ２が第１レンズ群Ｌ１の方向（Ｘ軸負方向）に移動し、第４レンズ群Ｌ４が第５レンズ群Ｌ５の方向（Ｘ軸正方向）に移動したときは、低倍率になる。一方、第２レンズ群Ｌ２が第３レンズ群Ｌ３の方向（Ｘ軸正方向）に移動し、第４レンズ群Ｌ４が第３レンズ群Ｌ３の方向（Ｘ軸負方向）に移動したときは、高倍率になる。

第５レンズ枠１１０は、１枚のレンズで構成された第５レンズ群Ｌ５を保持する。第５レンズ枠１１０は、例えば、ポリカーボネート樹脂により形成された枠状の部材である。第５レンズ枠１１０は、光軸ＡＸに沿ってマスターフランジ１１２内を移動可能である。第５レンズ枠１１０は、第３のガイドポール５０２および第４のガイドポール５０３によって支持されている。第３のガイドポール５０２および第４のガイドポール５０３は、第５レンズ枠１１０が光軸ＡＸの方向に移動するのを許容し、光軸ＡＸと直交する方向に移動するのを規制し、光軸ＡＸに対して傾くのを規制する。第５レンズ枠１１０は、第３のアクチュエータ５０６によって駆動される。

第５レンズ群Ｌ５は、いわゆるフォーカスレンズであって、光学像の合焦状態を調整する機能を有している。第５レンズ群Ｌ５が光軸ＡＸ方向に移動することによって、光学像の合焦状態が変化する。

前記撮像ユニット１１４は、光学像を受光し、電気的な画像信号に変換する撮像素子１１５を有している。撮像素子１１５は、ＣＭＯＳセンサ、ＣＣＤセンサなどで構成される。

［第４レンズ枠１０８の駆動機構］
第４レンズ枠１０８は、第２のアクチュエータ５０５によって駆動される。第２のアクチュエータ５０５は、例えば、電源からの電力の供給がある電源ＯＮ状態のとき、スクリュー６０１を回転させるステッピングモーターである。スクリュー６０１には、ナット６０２が係合している。ナット６０２は、第４レンズ枠１０８に固定されている。そして、スクリュー６０１の回転により、第４レンズ枠１０８がナット６０２とともに光軸ＡＸ方向に移動する。第４レンズ枠１０８は、図４に示す広角端の位置から、図５に示す望遠端の位置までの第１の範囲Ｗ１を移動可能である。

電源からの電力の供給がない電源ＯＦＦ状態のとき、第２のアクチュエータ５０５は、第４レンズ枠１０８が移動しないように保持する。例えば、レンズ鏡筒１００の姿勢が変化すると、第４レンズ枠１０８および第４レンズ群Ｌ４への重力によって、第４レンズ枠１０８は光軸ＡＸ方向の力を受けることがある。そして、ナット６０２がスクリュー６０１を回転させる力を与えるが、ステッピングモーターはこの程度の力ではスクリュー６０１が回転しない。

つまり、第４レンズ枠１０８は、電源ＯＦＦ状態のとき、レンズ鏡筒１００の姿勢の変化によって移動しない。また、第２のアクチュエータ５０５は、電源ＯＦＦ状態のとき、レンズ鏡筒１００の姿勢の変化によって第４レンズ枠１０８が移動しないように保持するアクチュエータの一例である。他の実施形態としては、超音波モーター等でもよい。

［第５レンズ枠１１０の駆動機構］
第５レンズ枠１１０は、第３のアクチュエータ５０６によって駆動される。第３のアクチュエータ５０６は、コイル６０１とマグネット６０２を有する。第３のアクチュエータ５０６は、電力を受けて磁力を発生し、磁力によってコイル６０１とマグネット６０２との間に相対的な力を発生するリニアアクチュエータである。コイル６１１は、第５レンズ枠１１０に固定されている。コイル６１１は、Ｚ軸と平行な部分を有する。マグネット６１２は、マスターフランジ１１２に固定されている。マグネット６１２は、図４に破線で示すように、コイル６１１のＹ方向負側に配置されている。マグネット６１２は、Ｙ方向の一方の面がＳ極、他方の面がＮ極であり、Ｙ方向の磁束を発生している。そして、電源ＯＮ状態のとき、コイル６１１に電流が流れると、Ｘ方向の力を発生する。この力により、第５レンズ枠１１０はＸ方向に駆動される。

第５レンズ枠１１０は、図５に示す望遠端の状態において、第２の範囲Ｗ２で移動可能である。第２の範囲Ｗ２は、電源ＯＮ状態のときに第５レンズ枠１１０が移動可能な範囲である。第５レンズ枠１１０の移動可能な範囲Ｗ２の一部は、第４レンズ枠１０８の移動可能な範囲Ｗ１の一部と、光軸方向において重複している。

第５レンズ枠１１０は、図４に示す広角端の状態において、第２の範囲Ｗ２よりも狭い第３の範囲Ｗ３で移動可能である。第３の範囲Ｗ３よりも前方への第５レンズ枠１１０の移動は、第５レンズ枠１１０と第４レンズ枠１０８との衝突によって規制される。言い換えると、第４レンズ枠１０８は、第５レンズ枠１１０の移動範囲を制限している。

［電源ＯＦＦ状態］
電源ＯＦＦ状態のとき、第３のアクチュエータ５０６は力を発生しない。そして、第３のアクチュエータ５０６は、第５レンズ枠１１０の移動を保持しない。例えば、レンズ鏡筒１００の姿勢が変化すると、第５レンズ枠１１０および第５レンズ群Ｌ５への重力によって、第５レンズ枠１１０は光軸ＡＸ方向の力を受ける。そのため、例えば、図４に示す広角端の状態において第３のアクチュエータ５０６に電力の供給がないと、第５レンズ枠１１０はレンズ鏡筒１００の姿勢の変化により第２の範囲Ｗ２を自由に動く。そして、第２の範囲Ｗ２の両端において、他の部材と接触し、騒音が発生する。

そこで、本実施形態では、電源ＯＦＦ状態のとき、第４レンズ枠１０８が第２の範囲内に位置している。具体的には、電源スイッチ等の操作部材の操作により電源を切る操作がされると、制御部は、電源ＯＦＦ状態にする前に、第４レンズ枠１０８を図４に示す広角端の状態に移動させる。その後、電源ＯＦＦ状態にする。電源ＯＦＦ状態において、第４レンズ枠１０８は、第２のアクチュエータ５０５によって移動が保持されている。そして、第５レンズ枠１１０の移動可能範囲は、第３の範囲Ｗ３に制限される。レンズ鏡筒１００の姿勢の変化により、第５レンズ枠１１０は第３の範囲Ｗ３を自由に動く。そして、第３の範囲Ｗ３の両端において、他の部材と接触し、音が発生する。しかし、第３の範囲Ｗ３は第２の範囲Ｗ２よりも小さいため、その音は軽減される。

本実施形態によれば、電源ＯＦＦ状態のときの第５レンズ枠１１０の移動による騒音の低減を図ることができる。

＜その他の実施形態＞
本発明は、前記実施形態について、以下のような構成としてもよい。

例えば、電源ＯＦＦ状態のときの第４レンズ枠１０８の位置は第１の範囲Ｗ１のうち最も第５レンズ枠１１０側であったが、第１の範囲Ｗ１のうち第２の範囲Ｗ２と光軸方向に重複する部分のいずれの位置であってもよい。

また、第４レンズ枠１０８の移動可能な範囲がさらに広い構成としてもよい。たとえば、電源ＯＦＦ状態のときに、第５レンズ枠１１０が第２の範囲Ｗ２のＸ軸正方向の端部に位置し、第４レンズ枠１０８が第５レンズ枠１１０と当接するようにしてもよい。この場合、電源ＯＦＦ状態のときに、第４レンズ枠１０８によって第５レンズ枠１１０の移動が制限される。具体的には、第５レンズ枠１１０は固定される。そのため、騒音の発生はさらに制限される。

前記実施形態では、レンズ鏡筒１００における第４レンズ枠１０８と第５レンズ枠１１０とに本発明を適用しているが、これには限られない。例えば、移動レンズ枠１０９と第４レンズ枠１０８とに本発明を適用してもよい。具体的には、例えば、電源ＯＮ状態のとき、移動レンズ枠１０９は光軸ＡＸと直交する面内において、第４の範囲を移動可能であり、電源ＯＦＦ状態のとき、リニアアクチュエータ５０１は移動レンズ枠１０９の移動を保持しないが、第４レンズ枠１０８が第４の移動範囲に位置し、移動レンズ枠１０９の移動範囲を第４の範囲よりも狭く制限してもよい。

尚、以上の実施形態は、本質的に好ましい例示であって、本発明、その適用物、あるいはその用途の範囲を制限することを意図するものではない。また、前記実施形態は、適宜、修正し、省略し、又は組み合わせて用いることができる。

＜実施形態の特徴＞
上記実施形態において特徴的な部分を以下に列記する。なお、上記実施形態に含まれる発明は、以下に限定されるものではない。なお、各構成の後ろに括弧で記載したものは、特徴の理解を助けるために記載した、各構成の具体例である。各構成はこれらの具体例に限定されるものではない。また、各特徴について記載された効果を得るためは、記載された特徴以外の構成は変形または削除されてもよい。

［Ｆ１］
電源からの電力の供給がある第１状態と、電源からの電力の供給がない第２状態とを有するレンズ鏡筒であって、
前記レンズ鏡筒（１００）は、
少なくとも１つの第１レンズ（第５レンズ群Ｌ５）と、
少なくとも１つの第２レンズ（第４レンズ群Ｌ４）と、
前記第１状態のとき、前記第１レンズを第１の範囲（Ｗ２）において移動可能に保持する第１レンズ枠（第５レンズ枠１１０）と、
前記第１状態のとき、前記第２レンズを第２の範囲（Ｗ１）において移動可能に保持する第２レンズ枠（第４レンズ枠１０８）と、を備え、
前記第２状態のとき、前記第２レンズ枠は前記第１の範囲内に配置されており、前記第１レンズ枠の移動可能な範囲（Ｗ３）は前記第２レンズ枠によって制限されている。

［Ｆ２］
Ｆ１に記載のレンズ鏡筒であって、
前記第２状態のとき、前記第１レンズ枠は、前記レンズ鏡筒の姿勢の変化によって移動可能である。

［Ｆ３］
Ｆ１に記載のレンズ鏡筒であって、
前記第２状態のとき、前記第１レンズ枠の移動は前記第２レンズ枠によって制限されている。

以上説明したように、ここに開示された技術は、レンズ鏡筒について有用である。

Ｏ レンズ系
Ｌ４ 第４レンズ群
Ｌ５ 第５レンズ群
１００ レンズ鏡筒
１０８ 第４レンズ枠
１１０ 第５レンズ枠
５０５ 第２のアクチュエータ

Claims (3)

1. 電源からの電力の供給がある第１状態と、電源からの電力の供給がない第２状態とを有するレンズ鏡筒であって、
   前記レンズ鏡筒は、
   少なくとも１つの第１レンズと、
   少なくとも１つの第２レンズと、
   前記第１状態のとき、前記第１レンズを第１の範囲において移動可能に保持する第１レンズ枠と、
   前記第１状態のとき、前記第２レンズを第２の範囲において移動可能に保持する第２レンズ枠と、を備え、
   前記第２状態のとき、前記第２レンズ枠は前記第１の範囲内に配置されており、前記第１レンズ枠の移動可能な範囲は前記第２レンズ枠によって制限されている、
   レンズ鏡筒。
2. 前記第２状態のとき、前記第１レンズ枠は、前記レンズ鏡筒の姿勢の変化によって移動可能である、
   請求項１に記載のレンズ鏡筒。
3. 前記第２状態のとき、前記第１レンズ枠の移動は前記第２レンズ枠によって制限されている、
   請求項１に記載のレンズ鏡筒。

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