JP2015114516A - 鏡筒および撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】レンズ鏡筒が沈胴状態のとき、衝撃によりレンズ鏡筒がカメラ外部へ飛び出るおそれがある。また、突起を設けて回避すると、突起をよけるためにギア部がかけてしまうため、衝撃によりギア部が破損する恐れがある。【解決手段】被駆動手段３４ｄを有し、光軸方向に進退駆動可能な円筒部材３４と、前記被駆動手段３４ｄに係合して前記円筒部材３４を非撮影領域から撮影可能領域に亘って光軸方向に進退駆動するための円筒部材駆動手段４０とを備えた鏡筒であって、前記被駆動手段３４の形成領域における撮像素子側領域の一部に該被駆動手段３４ｄに沿ってフランジ部３４ｃを設け、前記非撮影領域では、前記円筒部材駆動手段４０の撮像素子側の面４０ａが前記フランジ部３４ｃと対面する位置に配置される。【選択図】図５

Description

本発明は、複数の鏡筒部材を光軸方向に相対移動させて伸縮するレンズ装置及びこれを備えた撮像装置に関する。

デジタルカメラの中には、複数の光学レンズを光軸方向に移動させ撮影倍率を変更するズーム機構を備えるものがある。ズーム機構を有するカメラでは、電源が入っているときではズーム鏡筒が突出した状態になっており、電源が入っていないときは外部から確認できる状態でカメラに収納されているのが一般的であり、このため外力の影響を受けやすい。レンズ鏡筒が外力を受けて変形をしてしまうと撮影画像に影響を与えるだけでなく、最悪の場合にはカメラが使用不可能になってしまうことがある。そのため、レンズ鏡筒は外力に対して一定のレベル程度は強固な構造であることが望まれている。

特許文献１では、鏡筒部材の一部にフランジ部を設け、撮影可能領域では、ギアの端面とフランジ部が当接し衝撃を受け止める構成となっている。

特許文献２では、突起体を有する固定枠と外周面上に設けられカム溝に係合しカム溝に沿って移動可能なカムフォロアを有する駆動枠と、を備えることにより、駆動枠に対して外力が加わったときに、駆動枠の端部が突起体に当接することによって、カムフォロアがカム溝から外れることを防止している。

特開２００８−１８５６１８号公報 国際公開第２００９／０９３４７４号

特許文献１では、撮影可能時にはギアの端面と移動カム筒に設けられたフランジ部が当接可能になっており、レンズ鏡筒に外力が加わると、フランジ部がギアの端面に当接し、その荷重がトギアの端面で吸収される。しかしこの対策では、レンズ鏡筒が沈胴状態のとき、すなわち電源ＯＦＦ状態でカメラを落下させたとき、衝撃によりレンズ鏡筒がカメラ外部へ飛び出るおそれがある。

特許文献２では、突起体を有する固定枠と、外周面上に設けられ、カム溝に係合し、カム溝に沿って移動可能なカムフォロアを有する駆動枠とを備えているが、この手段だと突起体をよけるためにギア部がかけてしまうため、衝撃によりギア部が破損する恐れがある。

そこで本発明は、外力に対する高い強度を有するレンズ装置及びこれを備えた撮像装置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、本発明は、被駆動手段を有し、光軸方向に進退駆動可能な円筒部材と、被駆動手段に係合して円筒部材を非撮影領域から撮影可能領域に亘って光軸方向に進退駆動するための円筒部材駆動手段とを備えた鏡筒であって、被駆動手段の形成領域における撮像素子側領域の一部に該被駆動手段に沿ってフランジ部を設け、非撮影領域では、円筒部材駆動手段の撮像素子側の面がフランジ部と対面する位置に配置される。

本発明によれば、外力に対する高い強度を有するレンズ装置及びこれを備えた撮像装置を提供することができる。

デジタルカメラの斜視図、 レンズ鏡筒の斜視図 レンズ鏡筒１００の撮影位置での断面図 レンズ鏡筒１００の沈胴位置での断面図 沈胴状態での外カム筒３４と最終ギア４０の斜視図 沈胴状態での外カム筒３４と最終ギア４０の側面図 フォロア３４ａとカム溝２２ａのかかり量の関係を示した断面図 沈胴状態から撮影状態へ移行するときの外カム筒３４と最終ギア４０の斜視図 撮影状態での外カム筒３４と最終ギア４０の側面図 沈胴状態での外カム筒３４と最終ギア４０の正面図 沈胴状態から撮影状態へ移行するときの外カム筒３４と最終ギア４０の正面図 撮影状態での外カム筒３４と最終ギア４０の正面図 従来例

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は本発明の調整機構を備える光学機器の実施形態の一例であるデジタルカメラの斜視図、図２は図１に示すデジタルカメラに搭載されるレンズ鏡筒の斜視図である。

図１及び図２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９１の正面側にズーム式のレンズ鏡筒９０が設けられる。レンズ鏡筒９０は、ズーム駆動部３１により、撮影位置と沈胴位置との間を撮影光学系が光軸方向に移動して撮影倍率を変更する。

図３はレンズ鏡筒９０の撮影位置での断面図、図４はレンズ鏡筒９０の沈胴位置での断面図である。

図３及び図４に示すように、レンズ鏡筒９０は、１群レンズ２３を保持する１群ホルダ２４ａ、１群ホルダ２４ａを保持する１群鏡筒２４ｂ、２群レンズ２５を保持する２群ホルダ２６、３群レンズ２を保持する３群ホルダ３、及び４群レンズ２７を保持する４群ホルダ２８を有する。１群レンズ２３、２群レンズ２５、３群レンズ２、及び４群レンズ２７によりレンズ鏡筒９０の撮影光学系を構成する。

１群レンズ２３は結像面側の射出面が凹面、平面、もしくは略平面の凸面形状の曲面を有するレンズである。

内カム筒２０は、内周部に直進筒２１を相対回転可能に保持し、外周部に周方向に略等間隔で３箇所設けられたフォロア（不図示）、内カムカバー係合部（不図示）及び駆動キー（不図示）が設けられる。固定筒２２の内周部には、カム溝２２ａが周方向に略等間隔で３箇所形成される。カム溝２２ａには、外カム筒３４の外周部に周方向に略等間隔で３箇所設けられたフォロア３４ａがそれぞれ係合する。ズーム駆動部３１により外カム筒３４が回転駆動されると、外カム筒３４は、固定筒２２に対して回転しながらカム溝２２ａのリフトに沿って光軸方向に移動する。

外直進筒３５の外周部には、外カム筒３４の内周部に形成された円周溝３４ｂに係合するバヨネット爪（不図示）が周方向および光軸方向に9箇所設けられる。また、外直進筒３５の外周部には、固定筒２２の直進キー溝２２ｂに係合する直進キー（不図示）が設けられる。外直進筒３５は、外カム筒３４に対して相対回転しながら直進キー溝２２ｂに沿って光軸方向に直進移動する。

内カムカバー３３には、内カム筒２０の内カムカバー係合部に係合する３本の係合爪（不図示）と内カム筒２０の駆動キーに嵌合する３か所の回り止め部（不図示）が設けられ、内カム筒２０と一体的に光軸を中心に回転しながら光軸方向に移動する。

内カム筒２０は駆動キーが外カム筒３４の内周部に設けられた３本のキー溝（不図示）に係合することで、外カム筒３４と同位相で光軸周りに回転する。直進筒２１には、直進プレート１９が一体的に取り付けられる。

直進プレート１９には外直進筒３５内周に設けられた直進キー溝３５ａに係合する直進キー（不図示）が設けられる。

また、直進筒２１には、１群ガイドキー２１ｂ、２群ガイド溝（不図示）、３群ガイド溝２１ｄが設けられる。

直進筒２１はフランジ（不図示）と直進プレート１９によって内カム筒２０を光軸中心として回転可能に保持し、光軸方向に内カム筒２０と一体的に移動する。

１群鏡筒２４ｂの内周部には、１群フォロア（不図示）が周方向に略等間隔で６箇所設けられる。６箇所の１群フォロアがそれぞれ内カム筒２０の外周部に設けられた６箇所の１群カム溝２０ｄに係合し、直進筒２１の１群ガイドキー２１ｂにガイドされることで、１群ホルダ２４ａと１群鏡筒２４ｂは光軸方向に進退する。

２群ホルダ２６の外周部には、２群フォロア(不図示）が周方向に略等間隔で３箇所設けられる。

３箇所の２群フォロアは、それぞれ内カム筒２０の内周部に設けられた３箇所の２群カム溝２０ｃに係合して直進筒２１の２群ガイド溝２１ｃにガイドされることで、２群ホルダ２６を光軸方向に進退可能に支持する。

また２群ホルダ２６は、２群レンズ２５の間に遮光フランジ２６ｂを有する。遮光フランジ２６ｂは２群レンズ２５外周と直進筒２１内周の間を通過し光軸方向被写体側から結像面側に向かう光を遮光する。

３群地板９には、シャッターユニットが取り付けられる。シャッターユニットは一対のシャッター羽根３２ａ、シャッター羽根３２ｂ、およびシャッター駆動装置（不図示）が取り付けられている。シャッター羽根３２ａ、シャッター羽根３２ｂはシャッターユニット３２に回転可能に支持され、シャッター駆動装置によって駆動されて光軸に直交する面内で光路を遮光する位置と光路から退避する位置の間で移動し公知の光量調節装置として動作する。

３群ホルダ３は、３群レンズ２を保持し、スリーブ（不図示）に圧入された光軸と平行なホルダシャフト（不図示）を介して撮影位置と退避位置との間で回動可能に３群フレーム８の軸受（不図示）に支持され、像ブレ補正時に３群フレーム８と一体に光軸と直交する平面内を移動する。

３群フレーム８には、３つのボール１３とそれぞれ当接する３か所のボール受面部８ｂと、３つのスラストバネ１４の一端がそれぞれ掛止される３つのバネフック８ｃとが設けられる。

また、３群フレーム８には、光軸に直交する面内で互いに周方向に９０°離間して配置される一対のマグネット（不図示）と、３群ホルダ３のストッパ部（不図示）が当接する当接面（不図示）が設けられる。

また、３群フレーム８には、撮影時に３群地板ピン（不図示）が光軸に直行する方向に移動しても３群フレーム８に干渉しないように設けられた３群地板ピン可動空間と、衝撃が加わって３群フレーム８が３群地板９から光軸方向に離れる方向に移動した際に３群地板ピンが当接する光軸方向位置規制壁（不図示）が設けられる。

３群地板９には、３つのスラストバネ１４の他端が掛止される３か所のバネフック９ｂが設けられる。

スラストバネ１４の付勢力によって、ボール１３が３群フレーム８のボール受面部８ｂと３群地板９のボール穴９ａとの間に挟持された状態で光軸に直交する面内で転動可能に収納される。

また３群地板９には、一対のマグネットと同位相に配置される一対のコイル（不図示）、３群レバーシャフトを光軸に平行に軸支する軸受け（不図示）、３群レバー（不図示）の撮影位置当接面（不図示）が設けられる。

一対のコイルに通電することで、一対のマグネットの磁気との間に発生するローレンツ力によって、光軸に直交する面内で３群地板９に対して３群フレーム８がそのメカ端（不図示）が３群地板９のメカ端（不図示）に当接する範囲で移動可能に支持される。

ここで図３を参照して像ブレ補正装置１と１群、２群、３群およびシャッターユニット３２の配置について説明する。

１群ホルダ２４の結像面側の光軸方向から見た直径もしくは外形は２群レンズ２５の被写体側光軸方向から見た直径もしくは外形より大きい。

そこで１群ホルダ２４は２群レンズホルダの遮光フランジを挟んで像ブレ補正装置１に対向して光軸方向被写体側に配置される。

つまり像ブレ補正装置１の光軸方向被写体側は２群ホルダ２６を介して１群ホルダ２４に配置を規制される。

３群ホルダ３の被写体側には３群マスク１７が一体的に取り付けられる。３群フレキには、一対のホール素子（不図示）が実装される。

一対のホール素子は、マグネットと光軸方向に対向する位置に配置されて、ホールセンサーホルダ（不図示）に保持される。

ホールセンサーホルダは、３群地板９に固定される。

ホール素子は、マグネットの磁力の方向又は大きさの変化を検出し、この検出結果に基づき、カメラ本体９１の制御部（不図示）がホールセンサーホルダに対する３群フレーム８の位置を求める。

そして制御部は、カメラ本体９１に設けられたジャイロセンサ（不図示）の像ブレ情報を基にコイルに印加する電圧を制御して光軸と直交する面内で３群フレーム８を移動させて、３群レンズ２を保持する３群ホルダ３を像ブレ補正する方向に移動させる。

これにより、手ブレなどの振動に対して撮影光学系を通して撮像素子に結像する被写体像の像ブレを補正する、像ブレ補正が行われる。

図３に示すように、３群地板９の外周部には、周方向に略等間隔で３箇所のフォロア９ｅが設けられる。３箇所のフォロア９ｅは、それぞれが内カム筒２０の内周部に形成された３箇所のカム溝２０ａ（図３参照）に係合して直進筒２１のガイド溝２１ｄにガイドされる。

これにより、内カム筒２０及び直進筒２１に対して３群地板９ひいては像ブレ補正装置１が光軸方向に進退可能に支持される。

３群ホルダ３が光軸外の退避位置に移動することで、撮影位置で３群フレーム８内の３群ホルダ３が占めていた空間に２群レンズ２５を保持する２群ホルダ２６が収納される。

これにより、図４に示すように、レンズ鏡筒１００の沈胴時の光軸方向の厚みを薄くすることが可能となる。

センサホルダ２９は、固定筒２２、撮像素子３０、ズーム駆動部３１、及びフォーカス駆動部（不図示）を支持して、カメラ本体９１に取り付けられる。フォーカス駆動部は、４群レンズ２７を保持する４群ホルダ２８を光軸方向に進退させることでフォーカス動作を行う。

以上の構成により、レンズ鏡筒９０はズーム駆動部３１の駆動により繰り出し、繰りこみがされ、任意の撮影状態へと移行可能となる。

次に、図５〜図１２を用いて、本実施系における衝撃対策について説明する。

図５は沈胴状態における外カム筒３４と最終ギア４０の関係を示した斜視図であり、図６は沈胴状態における外カム筒３４と最終ギア４０の関係を示した側面図、図７はフォロア３４ａとカム溝２２ａのかかり量の関係を示した図、図８は沈胴状態〜撮影状態（ＷＩＤＥ）における外カム筒３４と最終ギア４０の関係を示した側面図、図９は撮影状態（ＷＩＤＥ）における外カム筒３４と最終ギア４０の関係を示した側面図である。

前述の通り、外カム筒３４は、最終ギア４０がズーム駆動部３１により駆動されると、外カム筒３４の外周部に設けられたギア列３４ｄと最終ギア４０のギア連結により、固定筒２２に対して回転方向３０１へ回転しながら光軸１に沿って繰り出される。

ギア列３４ｄの組み込み位相〜沈胴位置には最終ギア４０に干渉しない高さで沈胴領域用フランジ３４ｃが、ギア列３４ｄの刃先からはみ出さない範囲に設けられている。

レンズ鏡筒９０が沈胴状態の時、沈胴領域用フランジ３４ｃは最終ギア４０の下端部４０ａと適切な距離Ｘ１をあけて位置される（図６）。図６、図７より本実施例では、距離Ｘ１と、フォロア３４ａとカム溝２２ａのかかり量の関係は
Ｘ１＜Ｙ
としている。

レンズ鏡筒９０が最終ギア４０の回転により沈胴状態からくり出されると、外カム筒３４が回転し沈胴領域用フランジ３４ｃは最終ギア４０の下端部４０ａから脱出する（図８、図１１）。

レンズ鏡筒９０がそのまま繰り出され撮影状態（ＷＩＤＥ）まで繰り出されると、外カム筒３４に設けられた撮影領域用フランジ３４ｅがギア４０の上端部４０ｂの上に、適正な距離Ｘ２をあけて位置される（図９、図１２）。距離Ｘ２と、フォロア３４ａとカム溝２２ａのかかり量の関係は距離Ｘ１と同様に
Ｘ２＜Ｙ
としている。

ここで、レンズ鏡筒９０の沈胴状態、すなわちカメラ９１の電源ＯＦＦ状態の時、落下などによりカメラ９１およびレンズ鏡筒９０に、カメラ９１の外側へ向かって外力が加わった時、従来は最終ギア４０の周辺にカメラ９１の外側へ飛び出さない為の抑制部材がなかったため、フォロア３４ａがカム溝２２ａの嵌合から外れ、レンズ鏡筒９０が飛び出してしまう可能性があった（図１３）。

また、飛び出し防止の突起を設けると、ギア列３４ｄの一部を切り欠かなければいけなくなるため、ギアの強度が低下する恐れがあった。

本実施例では、外カム筒３４の外周部に配置されたギア列３４ｄの沈胴領域に沈胴領域用フランジ３４ｃを設け、沈胴状態の時、沈胴領域用フランジ３４ｃが最終ギア４０の下端部４０ａの下側に、適正な距離Ｘ１をあけて配置される構成となっている。

距離Ｘ１と、フォロア３４ａとカム溝２２ａのかかり量の関係は、前述の通り「Ｘ１＜Ｙ」としているため、レンズ鏡筒９０にカメラ外側に向かって外力が加わった時、フォロア３４ａがカム溝２２ａから外れる前に沈胴用フランジ３４ｃとギア４０の下端部４０ａが当接する。

そのため、レンズ鏡筒９０が沈胴状態（電源ＯＦＦ）時にカメラ外側に向けて外力を受けても、固定筒２２と外カム筒３４のカム嵌合が外れることはない。

レンズ鏡筒９０が撮影状態（ＷＩＤＥ）の時も同様に、距離Ｘ２と、フォロア３４ａとカム溝２２ａとかかり量の関係は「Ｘ２＜Ｙ」となっている。

そのため、レンズ鏡筒９０にカメラ内側へ外力が加わっても、フォロア３４ａがカム溝２２ａから外れる前に撮影領域用フランジ３４ｅとギア４０の上端部４０ｂが当接するため、固定筒２２と外カム筒３４のカム嵌合が外れることはない。

また、最終ギア４０付近の衝撃受けは、沈胴状態、撮影状態ともに外カム筒３４と最終ギア４０の２部品で構成されているため、簡易的な構造で精度よく衝撃を受けることが可能となる。

以上のことにより、沈胴状態でカメラ９１およびレンズ鏡筒９０にカメラ外側へ外力が加わっても、外力に対する高い強度を備えたレンズ装置及びこれを備えた撮像装置を提供することが可能となる。

９１ カメラ本体
９０ レンズ鏡筒
３１ ズーム駆動部

Claims (5)

1. 被駆動手段３４ｄを有し、光軸方向に進退駆動可能な円筒部材３４と、前記被駆動手段３４ｄに係合して前記円筒部材３４を非撮影領域から撮影可能領域に亘って光軸方向に進退駆動するための円筒部材駆動手段４０とを備えた鏡筒であって、
   前記被駆動手段３４の形成領域における撮像素子側領域の一部に該被駆動手段３４ｄに沿ってフランジ部３４ｃを設け、前記非撮影領域では、前記円筒部材駆動手段４０の撮像素子側の面４０ａが前記フランジ部３４ｃと対面する位置に配置される、ことを特徴とするレンズ鏡筒。
2. 前記円筒部材駆動手段４０が前記非撮影領域にあるときに当該鏡筒９０に外力が加わった場合、前記円筒部材駆動手段４０の撮像素子側の面４０ａと前記フランジ部３４ｃとが当接するように構成したことを特徴とする請求項１に記載のレンズ鏡筒。
3. 前記被駆動手段３４ｄを有し、光軸方向に進退駆動可能な前記円筒部材３４と、前記被駆動手段３４ｄに係合して前記円筒部材３４を非撮影領域から撮影可能領域に亘って光軸方向に進退駆動するための円筒部材駆動手段４０とを備えた鏡筒であって、
   前記被駆動手段３４ｄの形成領域における光入射側領域の一部に該被駆動手段３４ｄに沿ってフランジ部３４ｅを設け、前記撮影可能領域では、前記円筒部材駆動手段４０の光入射側の面４０ｂが前記フランジ部３４ｅと対面する位置に配置される、ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のレンズ鏡筒。
4. 前記円筒部材駆動手段４０が前記撮影可能領域にあるときに当該鏡筒９０に外力が加わった場合に前記円筒部材駆動手段４０の光入射側の面４０ｂと前記フランジ部３４ｅが当接するように構成したことを特徴とする、請求項１乃至請求項３の何れか1項に記載のレンズ鏡筒。
5. 請求項１乃至請求項４の何れか1項に記載のレンズ鏡筒を備えたことを特徴とする撮影装置。