JP2013029664A - 撮像装置 - Google Patents

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

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）。

特開２０１０−１４５７０７号公報

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。

（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、（ｂ）は（ａ）を背面側から見た図である。 デジタルカメラの制御系を示すブロック図である。 レンズ鏡筒の沈胴位置での断面図である。 レンズ鏡筒の撮影位置（ワイド位置）での断面図である。 レンズ鏡筒の分解斜視図である。 レンズ鏡筒を正面側（被写体側）から見た斜視図である。 （ａ）は正面カバーユニットの分解斜視図、（ｂ）は（ａ）を背面側から見た分解斜視図である。 （ａ）は正面カバーユニットにレンズ鏡筒を組み込んだ状態を正面側から光軸方向に見た図、（ｂ）は（ａ）を上方から見た図である。 図８（ａ）のＡ−Ａ線断面図である。 図８（ｂ）のＢ−Ｂ線断面図である。

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（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

Claims (3)

1. 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。
2. 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。
3. 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。

Images