JP2013029664A - 撮像装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】装置本体の薄型化を実現しつつ、レンズユニットを光軸方向に付勢する付勢ばねの長さを、装置本体の光軸方向の寸法を超える長さに設定する。
【解決手段】撮像装置は、装置本体の正面側外装を形成する外装部材と、外装部材の穴201aに挿通され先端部が外装部材から被写体側に突出するレンズ鏡筒と、前記突出したレンズ鏡筒の先端部の外周部を覆うように外装部材に固定されるリング部材203とを備える。レンズ鏡筒は、固定筒と、固定筒に収納され光軸方向に移動可能なレンズユニット4と、固定筒の外周側で、かつリング部材203の外径面203cより径方向内側に配置されレンズユニット4を光軸方向に付勢する付勢ばね13とを有する。付勢ばね13は、像面側の端部がレンズユニット4の掛止部4aに掛止され、被写体側の端部が撮像素子ホルダ12の掛止部12aに掛止され、掛止部12aは、前記穴201aの位置より被写体側に配置される。
【選択図】図9
【解決手段】撮像装置は、装置本体の正面側外装を形成する外装部材と、外装部材の穴201aに挿通され先端部が外装部材から被写体側に突出するレンズ鏡筒と、前記突出したレンズ鏡筒の先端部の外周部を覆うように外装部材に固定されるリング部材203とを備える。レンズ鏡筒は、固定筒と、固定筒に収納され光軸方向に移動可能なレンズユニット4と、固定筒の外周側で、かつリング部材203の外径面203cより径方向内側に配置されレンズユニット4を光軸方向に付勢する付勢ばね13とを有する。付勢ばね13は、像面側の端部がレンズユニット4の掛止部4aに掛止され、被写体側の端部が撮像素子ホルダ12の掛止部12aに掛止され、掛止部12aは、前記穴201aの位置より被写体側に配置される。
【選択図】図9
Description
本発明は、例えばデジタルカメラ等の撮像装置に関する。
デジタルカメラ等では、撮影倍率の高倍率化や広角化とともにカメラの薄型化が要望されている。このような要望に応えるべく、レンズ鏡筒の被写体側の端部をカメラ本体の正面カバーより被写体側に突出させて段差をつけ、これにより、カメラ本体の光軸方向の寸法を短くしてカメラ全体を薄型に見せる技術が提案されている(特許文献1)。
しかし、上記特許文献1では、レンズ鏡筒内でフォーカスレンズを保持するレンズユニットを光軸方向に付勢するばねの長さを、カメラ本体の光軸方向の寸法以下に設定する必要がある。そのため、付勢ばねのばね定数を小さくするには限界があり、フォーカスレンズを保持するレンズユニットを光軸方向に駆動する際の駆動負荷の変動が大きくなる可能性がある。
また、フォーカスレンズを保持するレンズユニットの駆動負荷が大きくなると、レンズユニットに駆動力を伝達するアクチュエータの定格電圧が大きくなるため、アクチュエータの外径が大きくなってレンズ鏡筒の小型化を妨げる原因になる。
そこで、本発明は、装置本体の薄型化を実現しつつ、レンズユニットを光軸方向に付勢する付勢ばねの長さを装置本体の光軸方向の寸法を超える長さに設定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、本発明の撮像装置は、装置本体の正面側の外装を形成する外装部材と、前記外装部材に形成された穴に挿通され、先端部が前記外装部材から被写体側に突出するレンズ鏡筒と、前記外装部材から被写体側に突出した前記レンズ鏡筒の先端部の外周部を覆うように前記外装部材に固定されるリング部材と、を備え、前記レンズ鏡筒は、固定筒と、前記固定筒に収納され、光軸方向に移動可能に配置されるレンズユニットと、前記固定筒の外周側で、かつ前記リング部材の外径面より径方向内側に配置され、前記レンズユニットを光軸方向に付勢する付勢ばねと、を有し、前記付勢ばねは、像面側の端部が前記レンズユニットに設けられた第1掛止部に掛止されるとともに、被写体側の端部が光軸方向に移動しない部材に設けられた第2掛止部に掛止され、前記第2掛止部は、前記外装部材の前記穴の位置より被写体側に配置されることを特徴とする。
本発明によれば、装置本体の薄型化を実現しつつ、レンズユニットを光軸方向に付勢する付勢ばねの長さを装置本体の光軸方向の寸法を超える長さに設定することができるので、レンズユニットを光軸方向に駆動する際の駆動負荷の変動を抑制することができる。
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(a)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、図1(b)は図1(a)を背面側から見た図である。
図1(a)に示すように、本実施形態のデジタルカメラ200は、正面に、測光測距を行う際の補助光源53、ストロボ54、及びレンズ鏡筒100が配置されている。レンズ鏡筒100は、沈胴位置と撮影位置との間をレンズ群が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。
また、デジタルカメラ200の上面には、レリーズボタン50、電源切換えボタン52、及びズームスイッチ51が配置されている。デジタルカメラ200の背面には、図1(b)に示すように、操作ボタン55〜56、及びLCD等のディスプレイ57が配置されている。
図2は、本実施形態のデジタルカメラ200の制御系を示すブロック図である。
バス44には、CPU46、ROM45、RAM47、レリーズボタン50、操作ボタン55〜56、ディスプレイ57、電源切換えボタン52、ズームスイッチ51、メモリ40、圧縮伸張回路41、記録部42及び駆動制御回路43が接続される。
駆動制御回路43には、レンズ鏡筒100をズーム駆動するズームモータ駆動回路29、フォーカスレンズ4を駆動するフォーカスモータ駆動回路31、シャッタ33を駆動するシャッタ駆動回路32、及び絞り34を駆動する絞り駆動回路35が接続される。
また、駆動制御回路43には、ストロボ54、及びCCDセンサやCMOSセンサ等の撮像素子37が接続される。駆動制御回路43に接続された各ユニットは、CPU46からの信号に基づいて該駆動制御回路43を介して駆動が制御される。
ROM45には、各種制御プログラム等が記憶され、RAM47には、各種制御プログラムに必要なデータが記憶されている。
電源切換えボタン52がON操作されると、CPU46は、ROM45から必要なプログラムを読み出して初期動作を開始する。このとき、レンズ鏡筒100は、沈胴位置から撮影位置(ワイド位置)に繰り出される。
また、ズームスイッチ51が操作されると、CPU46は、ズームモータ駆動回路29を介してレンズ鏡筒100を光軸方向に伸縮させながら、後述する第1〜第3レンズユニット1〜3の間隔を変化させてズーミング動作を行う。
そして、レリーズボタン50が半押し操作されると、CPU46は、撮像素子37からの信号により測光を行い、測光値に基づいて絞り値、シャッタスピード、ストロボ54の発光の有無を決定する。また、CPU46は、被写体との距離を測定し、フォーカスモータ11及びフォーカスモータ駆動回路31を介して合焦位置にフォーカスレンズ4を駆動して合焦動作を行う。
この状態でレリーズボタン50が全押し操作されると、CPU46は、絞り駆動回路35を介して絞り34の絞り込み動作を行わせるとともに、シャッタ駆動回路32を介してシャッタ33の開閉動作を行わせ、撮像素子37を露光する。
アナログ信号処理回路36は、撮像素子37から出力された画像データにアナログ処理を施し、A/D変換部38に出力する。
A/D変換部38は、撮像素子37から取り込んだアナログデータをデジタルデータに変換して、デジタル信号処理回路39に出力する。デジタル信号処理回路39は、A/D変換部38で変換されたデジタルデータに対して所定の処理を行い、画像データとしてメモリ40に出力する。
メモリ40に記憶された画像データは、圧縮伸張回路41によりJPEGやTIFF等の圧縮処理等が施された後、記録部42に装着されたメモリカード等に出力されて記憶される。
また、メモリ40に記憶された画像データや記録部42に装着されたメモリカード等に記憶された画像データを圧縮伸張回路41によって伸張処理し、その後、バス44を介してディスプレイ57に表示させることができる。
次に、図3〜図6を参照して、レンズ鏡筒100について説明する。図3はレンズ鏡筒100の沈胴位置での断面図、図4はレンズ鏡筒100の撮影位置(ワイド位置)での断面図、図5はレンズ鏡筒100の分解斜視図、図6はレンズ鏡筒100を正面側(被写体側)から見た斜視図である。
図3〜図6において、第1レンズユニット1は、第1レンズ1eを保持し、像面側の端部外周部に、周方向に略等間隔で3つのカムフォロワ1a形成されている。第2レンズユニット2は、第1レンズ1eよりも像面側に配置される第2レンズ2eを保持する。第2レンズユニット2には、像面側に延出する腕部2cが周方向に略等間隔で3カ所形成されており、腕部3cの先端には、カムフォロワ2aが形成されている。
第3レンズユニット3は、第2レンズ2eよりも像面側に配置される第3レンズ3eを光軸と直交する方向に移動可能に保持する。第3レンズユニット3の外周部には、周方向に略等間隔で3つのカムフォロワ3aが形成されている。第4レンズユニット4は、第3レンズ3eよりも像面側に配置される第4レンズ4eを保持し、光軸方向に移動可能に配置される。なお、本実施形態では、第4レンズ4eをフォーカスレンズで構成している。
固定筒10は、第1〜第4レンズユニット1〜4を収納し、ビス等により撮像素子ホルダ12に保持される。撮像素子ホルダ12は、フォーカスモータ11及び撮像素子37を保持する。フォーカスモータ11は、撮像素子ホルダ12に保持された状態においては、固定筒10の外周側に配置される。また、撮像素子ホルダ12には、ビス等を介して減速機構20が保持される。
第4レンズユニット4は、固定筒10の外周に配置された不図示のガイド軸に沿って光軸方向に移動可能とされている。そして、第4レンズユニット4は、固定筒10の外周側に配置されたフォーカスモータ11の駆動により、フォーカスモータ11に保持された送りねじ機構のナット(不図示)の光軸方向の移動に連動して腕部4dを介して光軸方向に駆動される。また、第4レンズユニット4は、固定筒10の外周側に配置された付勢ばね13によって、撮像素子37に対して被写体側に離れる方向に光軸方向に付勢される。
第1カム筒5の外周部には、第1レンズユニット1の3つのカムフォロワ1aがそれぞれ係合する第1カム溝部5aが周方向に略等間隔で3カ所形成されている。また、第1カム筒5の内周部には、第2レンズユニット2の3つのカムフォロワ2aが係合する第2カム溝部5b、及び第3レンズユニット3の3つのカムフォロワ3aが係合する第3カム溝部5cがそれぞれ周方向に略等間隔で3カ所形成されている。
カバー筒7は、第1カム筒5の外周側に配置され、第1カム筒5を光軸回りに回転可能に保持する。第1カム筒5の外周部には、第1カム溝部5aとは別にリフトを持たない第4カム溝部5dが周方向に略等間隔で複数形成されており、第4カム溝部5dには、カバー筒7の内周部に一体形成されたカムフォロワ7aが係合する。
カバー筒7の外周側には、固定筒10に光軸周りに回転可能に保持された第2カム筒8が配置されている。第2カム筒8の内周部には、カバー筒7の外周部に一体形成されたカムフォロワ7bが係合するカム溝部8aが周方向に略等間隔で複数形成されている。
第1カム筒5の内周側には、直進ガイド筒6が配置されており、第1カム筒5は、直進ガイド筒6に対して光軸回りで回転可能とされている。直進ガイド板9は、第2カム筒8に保持されて、第2カム筒8と一体で光軸に沿って移動し、固定筒10の内周部に形成された不図示の回転規制部によって回転が規制される。
直進ガイド筒6は、回転規制部6dが直進ガイド板9の第1回転規制部9aと係合することにより回転が規制される。また、カバー筒7は、不図示の回転規制部が直進ガイド板9の第2回転規制部9bと係合することにより回転が規制される。
第1レンズユニット1の内周部には、光軸方向に延びる不図示のガイド溝部が周方向に略等間隔で3カ所形成されている。3つのガイド溝部には、直進ガイド筒6の光軸方向の被写体側の端部の外周部に、周方向に略等間隔で3カ所形成されたガイド突起6aがそれぞれ係合する。
直進ガイド筒6の内周部には、光軸方向に延びるガイド溝部6bが周方向に略等間隔で3カ所形成されており、ガイド溝部6bには、第2レンズユニット2の外周部のカムフォロワ2aが係合する。また、直進ガイド筒6の内周部には、光軸方向に延びるガイド溝部6cが周方向に略等間隔で3カ所形成されており、ガイド溝部6cには、第3レンズユニット3の外周部のカムフォロワ3aが係合する。
そして、ズームモータ駆動回路29によりズームモータを回転させると、その回転が減速機構20及び伝達ギア21(図6参照)を介して第2カム筒8の外周部のギアに伝達され、第2カム筒8及び第1カム筒5が光軸回りに回転する。第1カム筒5は、光軸回りに回転しながら、カバー筒7と一体に光軸に沿って移動する。
また、第2カム筒8が回転すると、カバー筒7は、カム溝部8aとカムフォロワ7bとの間のカム作用により、光軸方向及び光軸回り方向への駆動力を受けるが、カバー筒7は、直進ガイド板9により回転が規制されているため、光軸方向にのみ移動する。
直進ガイド筒6に対して第1カム筒5が回転すると、第1〜第3レンズユニット1〜3は、それぞれ、第1〜第3カム溝部5a〜5cとカムフォロワ1a〜3aとの間のカム作用により光軸方向及び光軸回り方向への駆動力を受ける。
このとき、第1〜第3レンズユニット1〜3は、不図示の第1レンズユニットガイド溝部、及びカムフォロワ2a,3aが直進ガイド筒6のガイド突起6a、及びガイド溝部6b,6cとそれぞれ係合することで光軸回りの回転が規制される。このため、第1〜第3レンズユニット1〜3は、光軸方向にのみ移動する。
図7(a)は正面カバーユニット201Aの分解斜視図、図7(b)は図7(a)を背面側から見た分解斜視図である。図8(a)は正面カバーユニット201Aにレンズ鏡筒100を組み込んだ状態を正面側から光軸方向に見た図、図8(b)は図8(a)を上方から見た図である。図9は図8(a)のA−A線断面図、図10は図8(b)のB−B線断面図である。
図7に示すように、正面カバーユニット201Aは、正面カバー201、インナーベース部材202、及びリング部材203を備える。ここで、正面カバー201及びインナーベース部材202は、カメラ本体の正面側の外装を形成する本発明の外装部材の一例に相当し、カメラ本体は、本発明の装置本体の一例に相当する。
正面カバー201には、レンズ鏡筒100が挿通する穴201aが形成され、穴201aには、インナーベース部材202に形成された嵌合筒部202aが嵌合されて位置決めされる(図9参照)。また、正面カバー201に形成された外形合せ面201b,201cとインナーベース部材202に形成された外形合せ面202b,202cとがそれぞれ外形合せで嵌合して接着等の手段で固定される。これにより、インナーベース部材202に対する正面カバー201の回転止めがなされる。
リング部材203の周方向の一部には、被写体側と反対方向に突出する凸部203bが形成されており、凸部203bは、インナーベース部材202に形成された溝202dに嵌合されて位置決めされる。また、リング部材203の端部203aは、インナーベース部材202に形成された周溝202e(図9参照)に所定の隙間を介して光軸方向に嵌合され、接着等の手段により固定される。これにより、インナーベース部材202に対するリング部材203の回転止めがなされる。
この状態では、リング部材203の先端部は、正面カバー201より被写体側に突出し、後述するように、正面カバー201の穴201aに挿通されたレンズ鏡筒100の先端部の外周部を覆うように配置される。
なお、本実施形態では、正面カバー201とインナーベース部材202とを独立した部材としているが、樹脂や金属材料を用いて一体に形成してもよい。また、正面カバー201とリング部材203についても独立した部材としているが、同様に、樹脂や金属材料を用いて一体に形成してもよい。
正面カバーユニット201A及びレンズ鏡筒100は、カメラ本体の不図示のフレーム等にビス等を介して位置決め保持される。かかる保持状態では、正面カバーユニット201Aの正面カバー201の穴201aにレンズ鏡筒100の先端部が挿通し、正面カバー201から被写体側に突出したレンズ鏡筒100の先端部の外周部がリング部材203により覆われる。これにより、レンズ鏡筒100の被写体側の端部をカメラ本体の正面カバー201より被写体側に突出させて段差をつけ、カメラ本体の光軸方向の寸法を短くしてカメラ全体を薄型に見せることができる。
ここで、付勢ばね13は、本実施形態では、引っ張りコイルばねで構成されている。そして、図9に示すように、付勢ばね13の像面側の端部は、第4レンズユニット4に形成された掛止部4aに掛止され、付勢ばね13の被写体側の端部は、撮像素子ホルダ12から被写体側に延びる腕部の先端に形成された掛止部12aに掛止される。これにより、第4レンズユニット4は、固定筒10の外周側に配置された付勢ばね13によって、撮像素子37に対して被写体側に離れる方向に光軸方向に付勢される。
ここで、撮像素子ホルダ12は、本発明の光軸方向に移動しない部材の一例に相当し、掛止部4aは、本発明の第1掛止部の一例に相当し、掛止部12aは、本発明の第2掛止部の一例に相当する。
また、付勢ばね13は、リング部材203の外径面203cより径方向内側に配置され、撮像素子ホルダ12の掛止部12aは、正面カバー201の穴201aの位置(図9の矢印C)よりも被写体側に配置されている。これにより、付勢ばね13の長さをカメラ本体の光軸方向の寸法を超える長さに設定することが可能となる。
以上説明したように、本実施形態では、付勢ばね13の長さをカメラ本体の光軸方向の寸法を超える長さに設定することができるので、ばね定数の設定の自由度が向上して付勢ばね13のばね圧を適切な値に設定することができる。これにより、第4レンズユニット1を光軸方向に駆動する際の駆動負荷の変動を抑制することができる。
また、本実施形態では、第4レンズユニット4を駆動するフォーカスモータ11の定格電圧も下げることができるので、フォーカスモータ11の外径を小さくしてレンズ鏡筒100の小型化を図ることができる。
さらに、本実施形態では、フォーカスモータ11が固定筒10の外周側に配置されるので、レンズ鏡筒100の外径方向の投影面積を小さくすることができる。また、本実施形態では、リング部材203の外径面203cの径方向内側に伝達ギア21が配置されるので、カメラを正面から見たときのレンズユニットの投影面積を小さくすることができる。これにより、レンズ鏡筒100ひいてはカメラ200の更なる小型化を図ることが可能となる。
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。
4 第4レンズユニット
4a,12a 掛止部
10 固定筒
12 撮像素子ホルダ
13 付勢ばね
201 正面カバー
201a 穴
203 リング部材
4a,12a 掛止部
10 固定筒
12 撮像素子ホルダ
13 付勢ばね
201 正面カバー
201a 穴
203 リング部材
Claims (3)
- 装置本体の正面側の外装を形成する外装部材と、
前記外装部材に形成された穴に挿通され、先端部が前記外装部材から被写体側に突出するレンズ鏡筒と、
前記外装部材から被写体側に突出した前記レンズ鏡筒の先端部の外周部を覆うように前記外装部材に固定されるリング部材と、を備え、
前記レンズ鏡筒は、
固定筒と、
前記固定筒に収納され、光軸方向に移動可能に配置されるレンズユニットと、
前記固定筒の外周側で、かつ前記リング部材の外径面より径方向内側に配置され、前記レンズユニットを光軸方向に付勢する付勢ばねと、を有し、
前記付勢ばねは、像面側の端部が前記レンズユニットに設けられた第1掛止部に掛止されるとともに、被写体側の端部が光軸方向に移動しない部材に設けられた第2掛止部に掛止され、
前記第2掛止部は、前記外装部材の前記穴の位置より被写体側に配置されることを特徴とする撮像装置。 - 前記レンズユニットは、フォーカスレンズを保持することを特徴とする請求項1に記載の撮像装置。
- 前記レンズユニットを光軸方向に駆動するモータが前記固定筒の外周側に配置されることを特徴とする請求項1又は2に記載の撮像装置。
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