JP2014002236A - レンズ鏡筒及び撮影装置 - Google Patents

Abstract

【課題】複数の光量調節手段を備えるレンズ鏡筒において、光量調節手段の周辺光量対策が不要で、小型化が可能な技術を提供する。
【解決手段】レンズ鏡筒２３は、第１レンズ群６と、第１レンズ群６に対して光軸方向の被写体側に配置される光量調節手段５とを備える。光量調節手段５は、光軸方向の被写体側から順に配置されたシャッタ５ａ、ＮＤ部５ｂ、絞り５ｃからなる。非使用時には、シャッタ５ａを閉じ、ＮＤ部５ｂ及び絞り５ｃを開いた状態として、ＮＤ部５ｂ及び絞り５ｃの内部に第１レンズ群６の一部を進入させることにより、第１レンズ群６と光量調節手段５とを近接させる。
【選択図】図３

Description

本発明はデジタルカメラ等の撮像装置に関し、特に、撮像装置が備えるレンズ鏡筒の構造に関する。

ＣＣＤやＣＭＯＳ等の撮像素子を利用して取得した画像を半導体メモリ等に記憶する撮像装置の１つであるデジタルカメラが一般に普及している。このようなデジタルカメラでは、複数のレンズ群の間隔を変化させることにより、撮影画角の変更（所謂、ズーム動作）を行う。近年、ボディ（カメラ本体）を薄型化しながらも、ズーム倍率を高倍率化する要望が強くなっている。そのため、所謂、沈胴式のズームレンズ鏡筒において、レンズ群の移動ストロークをできるだけ大きく取りながらも、ボディの小型化が可能な構造を目指すようになっている。

一方、多彩な撮影条件に対応すべく、レンズ鏡筒内部に虹彩絞りを設けて、光線入射量を変化させるデジタルカメラも広く普及している。このようなデジタルカメラでは、内部に虹彩絞りが存在するため、レンズ群の移動が制限されることになる。特に、複数のレンズ群の間に虹彩絞りを配置すると、虹彩絞りを挟んで隣接するレンズ群は、虹彩絞りの厚み分だけ、接近することができない。

そこで、第２レンズ群を挟んで被写体側に絞りを配置すると共に撮像素子側にシャッタを配置し、絞りを開いて、絞り羽根内部に第２レンズを進入させることで、収納時の全長を圧縮する技術が提案されている（特許文献１参照）。また、レンズを退避させてシャッタの側面にレンズを移動させることで、収納時の全長を圧縮する技術が提案されている（特許文献２参照）。

特開２０１１−２７５４号公報 特開２００９−２５１０６３号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載された技術では、第２レンズ群を挟んで光軸方向の前後に虹彩絞りとシャッタを分離して配置する制約を満たすように光学系を設計しなければならない。このとき、絞り位置とシャッタを切る位置とが光軸方向でずれるため、周辺の光量調節等の対策が必要となり、構造の自由度が減少する。

また、特許文献２に記載された技術では、シャッタ地板にレンズの退避スペースを設ける必要があるため、シャッタとして使用できる領域が制限され、また、退避するレンズもできるだけ小型のものにする必要がある。

本発明は、複数の光量調節手段を備えるレンズ鏡筒について、光量調節手段の周辺光量対策が不要で、小型化が可能な技術を提供することを目的とする。

本発明に係るレンズ鏡筒は、第１レンズ群と、前記第１レンズ群に対して光軸方向の被写体側に配置される光量調節手段とを備えるレンズ鏡筒であって、前記光量調節手段は、前記光軸方向の被写体側から順に、シャッタ手段と、絞り手段とを有し、非使用時には前記シャッタ手段を閉じて前記絞り手段を開いた状態とし、前記絞り手段の内部に前記第１レンズ群の一部を進入させることにより、前記第１レンズ群と前記光量調節手段とを近接させることを特徴とする。

本発明によれば、複数の光量調節手段を有するレンズ鏡筒において、光量調節手段の周辺光量に対する対策が不要になり、また、小型化が可能になる。

本発明の実施形態に係るデジタルカメラの正面斜視図及び背面図である。 本実施形態に係るデジタルカメラのブロック図である。 本実施形態に係るデジタルカメラが備えるレンズ鏡筒の繰り出し（突出）状態を示す断面図である。 図３のレンズ鏡筒の繰り込み（収納）状態を示す断面図である。 図３，４に示すレンズ鏡筒が有する光量調節部の構造を示す断面図である。 図３，４に示すレンズ鏡筒が有する光量調節部の構造を示す正面図である。 図６に示す光量調節部が有するＮＤ駆動部の構造を示す正面図である。 図６に示す光量調節部が有する絞り駆動部の構造を示す正面図である。

以下、本発明の実施の形態について、添付図面を参照して詳細に説明する。ここでは、本発明に係るレンズ鏡筒を備える撮像装置の一例であるデジタルカメラを取り上げることとするが、本発明はこれに限定されるものではない。

＜デジタルカメラの外観構成＞
図１は、本発明の実施形態に係るデジタルカメラ１００の正面斜視図（ａ）及び背面図（ｂ）である。デジタルカメラ１００のボディ２０の正面には、被写体の構図を決めるためのファインダ対物レンズ２１、測光測距を行う際に被写体に補助光を照射する補助光照射部１９、被写体に対する照明や閃光照射を行うストロボ２２と、レンズ鏡筒２３とが配置されている。後述するように、レンズ鏡筒２３は、撮影倍率を変更できるズーム機構を有する。

ボディ２０の上面には、レリーズボタン１６、ズーム切換えスイッチ（ズームスイッチ）１７、電源切換えボタン１８が配置されている。また、ボディ２０の背面には、各種の操作ボタン２６，２７，２８，２９，３０，３１が配置されており、これらを操作することにより様々な機能の切り換えを行うことができるようになっている。また、ボディ２０の背面には、ファインダ接眼部２４と、撮影中の被写体や撮影した画像を表示する液晶ディスプレイ２５が配置されている。なお、液晶ディスプレイ２５には、デジタルカメラ１００の機能設定メニュー等も表示される。

＜デジタルカメラ１００のブロック構成＞
図２は、デジタルカメラ１００のブロック図である。デジタルカメラ１００の全体的な動作制御を行う制御部５０は、ＣＰＵ４３、ＲＯＭ４２及びＲＡＭ４４を有する。ＲＯＭ４２には、デジタルカメラ１００を構成する各ブロックを動作、制御するためのプログラムやデータが格納されており、ＣＰＵ４３は、ＲＯＭ４２から必要なプログラムを読み出してＲＡＭ４４の作業領域に展開、実行する。これにより、デジタルカメラ１００における各種の機械的要素の動作や情報処理が実行される。ＲＡＭ４４には、各種のプログラムに必要なデータが記憶されており、また、ＣＰＵ４３が演算処理を行う際に生成するデータ等が保持される。

制御部５０は、バス４１を介してレリーズボタン１６、ズームスイッチ１７、電源切換えボタン１８、操作ボタン２６〜３１及び液晶ディスプレイ２５と接続されている。また、バス４１には、メモリ３７、圧縮伸張部３８、メモリカードドライブ３９、駆動回路４０が接続されている。

駆動回路４０には、ズーム駆動部３２、フォーカス駆動部３３、シャッタ駆動部５ｅ、絞り駆動部５ｆ、撮像素子１２、ストロボ２２が接続されている。ストロボ２２の動作は、制御部５０からの制御信号にしたがって、駆動回路４０により直接制御される。ズーム駆動部３２、フォーカス駆動部３３、シャッタ駆動部５ｅ及び絞り駆動部５ｆはそれぞれ、制御部５０からの制御信号にしたがって、レンズ鏡筒２３、第４レンズ群（フォーカスレンズ）７、シャッタ５ａ及び絞り５ｃの動作を制御する。なお、駆動回路４０には、後述するＮＤ部５ｂを駆動するＮＤ駆動部５ｄが接続されており、駆動回路４０は、制御部５０からの制御信号にしたがって、ＮＤ駆動部５ｄの動作を制御する。

撮像素子１２は、例えば、ＣＣＤやＣＭＯＳ等で構成されている。撮像素子１２から読み出される電荷は、アナログ信号処理部３４において所定のアナログ信号に処理された後、Ａ／Ｄ変換部３５においてデジタル信号に変換され、デジタル信号処理部３６に出力される。デジタル信号処理部３６では、デジタル信号に所定の画像処理を施してデジタルデータを作成し、作成したデジタルデータをメモリ３７に記憶させる。

メモリ３７に記憶された画像データやメモリカードドライブ３９に記憶されている画像データは、圧縮伸張部３８によって圧縮／伸張処理され、処理後の画像データはバス４１を介して液晶ディスプレイ２５に表示される。これにより、ユーザは、液晶ディスプレイ２５上で画像を確認することができ、必要に応じて、所定の操作ボタンを操作することによって、画像の消去や加工等を行うことができるようになる。

＜レンズ鏡筒２３の構成＞
図３は、レンズ鏡筒２３の繰り出し（突出）状態を示す断面図であり、図４は、レンズ鏡筒２３の繰り込み（収納）状態を示す断面図である。レンズ鏡筒２３において、第３レンズ群１は第３レンズ群保持部１ａによって保持されており、第３レンズ群１の背後（光軸方向の撮像素子１２側）には第２レンズ群２が配置されている。第２レンズ群２は第２レンズ群保持部２ａにより保持されており、第２レンズ群２の背後には光量調節部５が配置されている。光量調節部５の背後には第１レンズ群６が配置されており、第１レンズ群６は第１レンズ群保持部６ａに保持されている。

第２レンズ群保持部２ａと第１レンズ群保持部６ａの外周には移動カム環３が配置されており、移動カム環３の内周に設けられたカム溝に、第２レンズ群保持部２ａと光量調節部５と第１レンズ群保持部６ａとが係合して追従するように可能となっている。また、移動カム環３の内周には直進規制部４が設けられている。直進規制部４と移動カム環３とは、所謂、バヨネット結合されて光軸方向に略一体的に移動し、相対的に回転可能となっている。直進規制部４には光軸方向に延在する長溝が設けられており、第２レンズ群保持部２ａと光量調節部５と第１レンズ群保持部６ａは、この長溝によって回転規制されることにより光軸方向において直進移動する。

移動カム環３の外周にもカム溝が設けられており、移動カム環３の外周に配置された第３レンズ群保持部１ａは、このカム溝に係合して追従する。一方で、第３レンズ群保持部１ａは、直進規制部４によって光軸方向において直進するように規制されている。そのため、移動カム環３が回転することにより、移動カム環３に追従する第３レンズ群保持部１ａと第２レンズ群保持部２ａと光量調節部５と第１レンズ群保持部６ａとが、直進規制されながら光軸方向に移動する。第３レンズ群保持部１ａの外周には化粧環１５が設けられており、化粧環１５は移動カム環３と一体的に動作する。

移動カム環３の外周には固定カム環９が配置され、固定カム環９の外周には駆動環１０が配置され、駆動環１０の外周にはカバー部１１が配置されている。固定カム環９の内周にはカム溝が形成されており、移動カム環３はこのカム溝に係合して追従する。移動カム環３には移動カム環被追従部３ａが設けられている。駆動環１０の内周には直線状のザグリ溝である移動カム環駆動部１０ｃが設けられており、移動カム環駆動部１０ｃは移動カム環被追従部３ａと摺動自在に嵌合している。駆動環１０がズーム駆動部３２により回転させられることで、移動カム環３は固定カム環９の内周に形成されたカム溝に係合して追従しながら光軸方向に直進移動する。固定カム環９の背後には、撮像素子１２を保持する撮像素子保持部１３が配置されている。

レンズ鏡筒２３の上部にはファインダ部１４が設けられている。ファインダ部１４は、ファインダ対物レンズ２１、ファインダ接眼部２４及び不図示のファインダレンズ群によって構成されている。駆動環１０の外周にはファインダ駆動用カム溝１０ｂが設けられており、ファインダレンズ群を駆動環１０の回転に連動して光軸方向に移動させることができる。

第１レンズ群保持部６ａの背面には第４レンズ群７が配置されており、第４レンズ群７は第４レンズ群保持部７ａに保持されている。第４レンズ群保持部７ａには、ナット部７ｂが設けられている。第４レンズ群７の周囲にはフォーカスレンズ群保持部７ｃが配置されており、フォーカスレンズ群保持部７ｃにはフォーカスレンズ駆動部８が設けられている。第４レンズ群７は、ナット部７ｂがフォーカスレンズ駆動部８に係合して追従することにより、光軸方向に移動することができるようになっている。つまり、第４レンズ群７は、所謂、フォーカスレンズとして機能する。

フォーカスレンズ群保持部７ｃにはフォロワ７ｄが設けられており、駆動環１０の内周にはフォーカスカム溝１０ａが設けられている。フォーカスカム溝１０ａにフォロワ７ｄが係合して追従することにより、フォーカスレンズ群保持部７ｃはそれ全体が光軸方向において移動可能となっている。固定カム環９の内周には直進溝が設けられており、この直進溝によってフォーカスレンズ群保持部７ｃの回転が規制されている。よって、フォーカスレンズ群保持部７ｃは、回転せずに光軸方向において直進移動する。

フォーカスレンズ群保持部７ｃには直進ガイド７ｅが設けられており、直進ガイド７ｅは直進規制部４を保持している。つまり、固定カム環９によりフォーカスレンズ群保持部７ｃが直進ガイドされ、フォーカスレンズ群保持部７ｃにより直進規制部４が直進ガイドされている。また、直進規制部４によって第３レンズ群保持部１ａと第２レンズ群保持部２ａと光量調節部５と第１レンズ群保持部６ａとが直進ガイドされている。

第１レンズ群６と第２レンズ群２の間には、光量調節部５が配置されている。光量調節部５は、光軸方向の被写体側から順に配置された、シャッタ５ａ、ＮＤ（減光）部５ｂ及び絞り５ｃによって構成されている。なお、絞り５ｃは、本実施形態では、虹彩絞りであるとする。また、機能は少なくなるが、ＮＤ部５ｂを設けない構成とすることもできる。

光量調節部５のように複数の光量調節手段を設けた場合、これらの厚みが積層されることになるため、全体的な鏡筒の厚み（長さ）が厚く（長く）なってしまう。この問題を回避するために、光量調節部５をレンズ群とは別に移動可能な構成とし、レンズ鏡筒２３をボディ２０に収納（繰り込み、沈胴）させたときに、光量調節部５とレンズ群との距離を詰めて、できるだけ鏡筒の厚みを薄くしたい。

そこで、本実施形態では、非使用時には、シャッタ５ａを閉じ、且つ、ＮＤ部５ｂを開き、更に絞り５ｃを開いて、第１レンズ群６をシャッタ５ａの直前まで突入させる構成とする。すなわち、第１レンズ群６の一部は、ＮＤ部５ｂと絞り５ｃの退避した開口の内部に進入させて、光量調節部５と第１レンズ群６とを近接させる。

＜レンズ鏡筒２３における光量調節＞
図５は、光量調節部５の構造を示す断面図である。光軸方向の前方（被写体側）にシャッタ５ａが、光軸方向の後方（撮像素子１２側）に絞り５ｃがそれぞれ配置され、シャッタ５ａと絞り５ｃの間にＮＤ部５ｂが配置されている。これにより、第１レンズ群６を光量調節部５に接近し易くすることができる。なお、レンズ鏡筒２３を収納状態としたときに第１レンズ群６を光量調節部５に接近させるために、絞り５ｃの開放口径を通常の撮影時に使用される開放口径よりも大きくするようにしてもよい。

図６は、光量調節部５の正面図である。光量調節部５は、シャッタ５ａを駆動するシャッタ駆動部５ｅ、ＮＤ部５ｂを駆動するＮＤ駆動部５ｄ及び絞り５ｃを駆動する絞り駆動部５ｆを円弧状に配置した構成となっている。

図７は、ＮＤ部５ｂ及びＮＤ駆動部５ｄの構造を示す正面図である。ＮＤ駆動部５ｄによってＮＤ部５ｂは回転駆動され、図７に示す退避状態では、中心開口が開かれており、この中心開口に第１レンズ群６の一部が進入することができるようになっている。

図８は、絞り５ｃ及び絞り駆動部５ｆの構造を示す正面図である。絞り駆動部５ｆによって絞り５ｃを回転させることで、絞り５ｃを構成している絞り羽根を駆動して、第１レンズ群６に入射する光量を調節することができるようになっている。ここで、ＮＤ駆動部５ｄ及びシャッタ駆動部５ｅは、絞り５ｃの外周側に配置されている。これにより、光量調節部５の内部スペースが有効に利用されることとなり、光量調節部５の小型化が実現されている。なお、第１レンズ群６を光軸方向と直交する方向に制御しながら動かすことができるようにすることにより、第１レンズ群６に防振レンズ群としての役割を持たせることができ、デジタルカメラ１００での撮影時の手振れに対する対応が可能になる。

以上の説明の通り、本実施形態に係るデジタルカメラでは、レンズ鏡筒２３において、光量調節部５が複数の光量調節手段（シャッタ５ａ，ＮＤ部５ｂ、絞り５ｃ）を備えながらも、光軸方向の厚みを抑えた構造を実現することができる。

＜その他の実施形態＞
以上、本発明をその好適な実施形態に基づいて詳述してきたが、本発明はこれら特定の実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の様々な形態も本発明に含まれる。さらに、上述した各実施形態は本発明の一実施形態を示すものにすぎず、各実施形態を適宜組み合わせることも可能である。

２ 第２レンズ群
３ 移動カム環
４ 直進規制手段
５ 光量調節手段
５ａ シャッタ
５ｂ ＮＤ部
５ｃ 絞り
６ 第１レンズ群
９ 固定カム環
１０ 駆動環

Claims (7)

1. 第１レンズ群と、前記第１レンズ群に対して光軸方向の被写体側に配置される光量調節手段とを備えるレンズ鏡筒であって、
   前記光量調節手段は、
   前記光軸方向の被写体側から順に、シャッタ手段と、絞り手段とを有し、
   非使用時には前記シャッタ手段を閉じて前記絞り手段を開いた状態とし、前記絞り手段の内部に前記第１レンズ群の一部を進入させることにより、前記第１レンズ群と前記光量調節手段とを近接させることを特徴とするレンズ鏡筒。
2. 第１レンズ群と、前記第１レンズ群に対して光軸方向の被写体側に配置される光量調節手段とを備えるレンズ鏡筒であって、
   前記光量調節手段は、
   前記光軸方向の被写体側から順に、シャッタ手段と、減光手段と、絞り手段とを有し、
   非使用時には前記シャッタ手段を閉じ、前記減光手段及び前記絞り手段を開いた状態とし、前記減光手段及び前記絞り手段の内部に前記第１レンズ群の一部を進入させることにより、前記第１レンズ群と前記光量調節手段とを近接させることを特徴とするレンズ鏡筒。
3. 前記シャッタ手段と前記減光手段をそれぞれ駆動する駆動手段を備え、
   前記光量調節手段において、前記シャッタ手段と前記減光手段をそれぞれ駆動する前記駆動手段は、前記絞り手段よりも外周側に配置されることを特徴とする請求項２記載のレンズ鏡筒。
4. 前記非使用時には、前記絞り手段は、撮影時に使用される開放口径より大きな開放口径とされることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のレンズ鏡筒。
5. 前記光量調節手段に対して前記光軸方向の被写体側に配置される第２レンズ群を備え、
   前記非使用時に前記第１レンズ群と前記第２レンズ群とを近接させることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のレンズ鏡筒。
6. 前記第１レンズ群は、前記光軸方向と直交する方向に動かすことができる防振レンズ群であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載のレンズ鏡筒。
7. 請求項１乃至６のいずれか１項に記載のレンズ鏡筒を備えることを特徴とする撮影装置。

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