JP2015206959A - レンズ鏡筒、光学機器および撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】レンズ保持手段を退避中に稼働可能に保持し、かつ、小型化を図ることができるレンズ鏡筒を提供する。【解決手段】防振レンズベース手段５と、防振レンズ１を保持し、防振レンズベース手段５に対して、光軸から退避する退避状態と、光軸に侵入する使用状態とを有する防振レンズ保持手段２と、防振レンズベース手段５と防振レンズ保持手段２との間に付勢力を発生させ、所定位置から付勢方向が切り換わるトグルばね４とを備えるデジタルカメラを設ける。トグルばね４は、防振レンズ保持手段２を、退避状態および使用状態において付勢して保持する。【選択図】図４

Description

本発明は、レンズ鏡筒、光学機器および撮像装置に関する。

画像をメモリに取り込むことができるデジタルカメラ等の撮像装置が提案されている。デジタルカメラは、ＣＣＤやＣＭＯＳ等の撮像素子を利用して撮影画像を取得する。デジタルカメラは、複数の撮影レンズ群の間隔を変化させることで、ズーム動作を行って撮影画角を変化させる。近年、ズームの高倍率化とともにカメラの薄型化の要望が強くなっており、できるだけ撮影レンズ群の移動ストロークを大きくし、かつ小型化するような構成が望ましい。また、カメラの操作者の手振れによる撮影画像のブレ（像ブレ）を補正する撮像装置が提案されている。像ブレを補正する機能を、防振機能という。撮像装置は、撮影レンズ鏡筒内部の振れ補正レンズ（防振レンズ）を、装置に加わる振れを打ち消すように駆動させることで、像ブレを補正する。

防振機能を有する撮像装置を小型化する技術が提案されている。特許文献１は、装置の収納時に防振レンズ内部の互いのレンズ間隔を縮めることが可能な撮影装置を開示している。また、特許文献２は、レンズ鏡筒内のレンズ保持手段を光軸から退避させたり、侵入させたりするレンズ鏡筒を開示している。

特開２０１１−１４１３７３号公報 特開２００４−２３３９１６号公報

特許文献１が開示する撮影装置では、装置の小型化の効果がレンズ間隔分であり、小型化が不十分である。ここで、特許文献２が開示するレンズ鏡筒では、レンズ保持手段をバリア状の角部が突っ込んで退避させるので、レンズ鏡筒のスペース効率が良くない。また、このレンズ鏡筒では、レンズ保持手段の退避中に、レンズ保持手段に常に荷重がかかっており、レンズ保持手段は、光軸に直交する方向に稼働できない。したがって、レンズ保持手段を姿勢検知に用いることができない。

本発明は、レンズ保持手段を退避中に稼働可能に保持し、かつ、小型化を図ることができるレンズ鏡筒の提供を目的とする。

本発明の一実施形態のレンズ鏡筒は、ベース部と、レンズを保持し、前記ベース部に対して、光軸から退避する退避状態と、前記光軸に侵入する使用状態とを有するレンズ保持手段と、前記ベース部と前記レンズ保持手段との間に付勢力を発生させ、所定位置から付勢方向が切り換わるばね部材とを備える。前記ばね部材は、前記レンズ保持手段を、前記退避状態および前記使用状態において付勢して保持する。

本発明のレンズ鏡筒によれば、レンズ保持手段を退避中に稼働可能に保持し、かつ、小型化を図ることができる。

本実施形態の撮像装置の外観の一例を示す図である。 本実施形態の撮像装置の機能ブロック図の一例である。 撮影レンズ鏡筒の断面図の一例である。 防振レンズユニットの構成例を示す図である。 防振レンズユニットの構成例を示す図である。 防振レンズユニットの構成例を示す図である。 バリア手段の構成を示す斜視図である。 撮影レンズ鏡筒の退避機構の動作を説明する図である。

図１は、本実施形態の撮像装置の外観の一例を示す図である。
図１（Ａ）は、デジタルカメラ３２の正面斜視図を示す。図１（Ｂ）は、デジタルカメラ３２の背面図を示す。デジタルカメラ３２が、本実施形態の撮像装置である。デジタルカメラ３２は、撮影倍率を変更できるズーム機構を有する。

デジタルカメラ３２の正面には、被写体の構図を決めるファインダ３０、測光測距を行う場合の光源の補助を行う補助光２９、ストロボ３１、撮影レンズ鏡筒２５が設けられている。撮影レンズ鏡筒２５は、本実施形態のレンズ鏡筒である。

デジタルカメラ３２の上面には、レリーズボタン２６、ズーム切り換えスイッチ２７、電源切り換えボタン２８が配置されている。デジタルカメラ３２の背面には、操作ボタン３５，３６，３７，３８，３９，４０、ディスプレイ３４、ファインダ接眼部３３が配置されている。操作ボタンの操作により、様々な機能切り換えを行うことができる。ディスプレイ３４は、例えばＬＣＤを有する。ディスプレイ３４は、メモリ４８（図２）に保存された画像データやメモリーカードから読み込んだ画像データを画面上に表示する。ファインダ接眼部３３は、撮影者が目で構図を決めたり、ピントを合わせたりするために用いられる。

図２は、本実施形態の撮像装置の機能ブロック図の一例である。
ＣＰＵ５４とＲＯＭ５３とＲＡＭ５５とが、デジタルカメラ３２全体を制御する制御部を構成する。バス５２を介して、レリーズボタン２６、操作ボタン３５〜４０、ディスプレイ３４、メモリ４８、メモリーカードドライブ５０等の各種構成要素が接続されている。

バス５２を介して制御部と接続する駆動回路５１には、ズーム機構４１、フォーカス駆動機構４２、シャッタ駆動機構４３、防振レンズ駆動手段１０、ＣＣＤやＣＭＯＳ等の撮像素子２４、ストロボ３１が接続されている。駆動回路５１は、制御部からの信号により、駆動回路５１に接続されている上述の機構、手段を制御する。

ＲＯＭ５３には、デジタルカメラ３２の各機能構成要素を制御する制御プログラムが記憶されている。ＲＡＭ５５には、制御プログラムの実行に必要なデータが記憶されている。

アナログ信号処理部４５は、取り込まれた画像データにアナログ処理を施し、Ａ／Ｄ変換部４６に出力する。Ａ／Ｄ変換部４６は、取り込まれたアナログデータをデジタルデータに変換する。このデジタルデータは、デジタル信号処理手段４７に出力される。デジタル信号処理手段４７は、デジタルデータの処理を行う。最終的にデジタルデータはメモリ４８に記憶される。

圧縮伸張手段４９は、メモリ４８に記憶された画像データやメモリーカードドライブ５０に記憶されている画像データに対して伸張処理を行う。制御部は、伸張処理後の画像データを、バス５２を介してディスプレイ３４に表示させることができる。ディスプレイ３４上の画像データを見たユーザが、当該画像データを不必要であると判断すると、ユーザは、操作ボタン３６の操作によって当該画像データを消去することができる。

図３は、撮影レンズ鏡筒の断面図の一例である。
図３を参照して、デジタルカメラ３２に設けられた撮影レンズ鏡筒２５の構成について説明する。図３（Ａ）は、撮影レンズ鏡筒２５の収納状態における断面図を示す。図３（Ｂ）は、撮影レンズ鏡筒２５の繰り出し状態における断面図を示す。

第一レンズ群１５は、第一レンズ群保持手段１７によって保持される。第一レンズ群１５の背後には第二レンズ群１６が配置されている。第二レンズ群１６の背後に、撮影レンズベース手段８が配置されている。撮影レンズベース手段８の背後（撮像素子側）にはフォーカスレンズ１８が配置されており、最背面に撮像素子２４が設けられている。撮像素子２４は、撮像素子保持手段２４ａによって保持されている。

第一レンズ群１５の光軸前方（被写体側）には、不使用時に撮影レンズ鏡筒２５のレンズを保護するバリア手段が設けられている。バリア手段の構成については、図７を参照して後述する。第一レンズ群保持手段１７は、その内周に第一移動カム環１９が設けられており、直進規制手段２０とバヨネット状に結合されて、回転自在に一体的に動作できる。第一レンズ群保持手段１７は、その外周には移動環２１が設けられており、第一移動カム環１９とバヨネット状に結合され、回転自在に一体的に動作できる。

移動環２１は、その外周に第二移動カム環２２が配置されている。移動環２１の外周には、さらに、固定カム環２３が設けられている。第一レンズ群保持手段１７は、第一移動カム環１９の外周に設けられているカム溝に追従できる。また、第二レンズ群１６、撮影レンズベース手段８は、第一移動カム環１９の内周に設けられているカム溝に追従できる。

移動環２１は、第二移動カム環２２内周のカム溝に追従する。また、第二移動カム環２２は、固定カム環２３内周のカム溝に追従する。直進規制手段２０は、固定カム環２３により直進保持されており、直進規制手段２０によりフォーカスレンズ１８以外の全てのレンズ群が直進保持されている。

ズーム機構４１により発生した動力により第二移動カム環２２が回転することで、固定カム環２３に追従して繰り出し、さらに移動環２１が繰り出す。第二移動カム環２２の回転に連動して第一移動カム環１９が回転することで、各レンズ群の光軸方向の移動が制御される。撮影レンズベース手段８は、撮影レンズ鏡筒２５が備える防振レンズユニットを構成している部品の一つである。

図４乃至図６は、防振レンズユニットの構成例を示す図である。
防振レンズユニットを構成する防振レンズ１は、防振レンズ保持手段２によって保持されている。防振レンズ１は、光軸に直交する方向に駆動することで、撮像装置の振れにより生じる撮影画像のブレ（像ブレ）を補正する。

防振レンズ保持手段２は、ベース部である防振レンズベース手段５に結合できる。ガイドバー３を防振レンズベース手段５に圧入固定することで、防振レンズ保持手段２は回転可能に保持されている。

防振レンズベース手段５には、防振マグネット５ａが一体で固定されている。撮影レンズベース手段８には、防振ボール手段１２が複数個（この例では３個）設置されており、防振マグネットと相対する位置に防振コイル手段１０が保持されている。センサ保持手段６に防振位置検出手段７が保持されている。

撮影レンズベース手段８上の構成については、ユニット化した防振レンズベース手段５が、防振ボール手段１２上に設置されている。防振ばね１１が撮影レンズベース手段８と防振レンズベース手段５の間に引き合い力を働かせるように組立てられ、センサ保持手段６により脱落できないように蓋をされている。

防振レンズ保持手段２と防振レンズベース手段５の間には、トグルばね４が設置されている。トグルばね４は、防振レンズ保持手段２と防振レンズベース手段５との間にトグル保持力を発生させる。なお、トグルばね４に代えて、防振レンズ保持手段２と防振レンズベース手段５との間に付勢力を発生させ、所定位置から付勢方向が切り換わる任意のばね部材を適用することも可能である。図４（Ａ）、（Ｂ）に示す例では、トグルばね４により、防振レンズ保持手段２に時計方向への回転力を与え、光軸と略同軸の撮影可能状態（使用状態）に保持している。

図５では、トグルばね４により防振レンズ保持手段２を反時計方向への回転力を与え、光軸から退避した状態（退避状態）に保持している。すなわち、防振レンズ保持手段２は、撮影レンズベース手段８に対して、光軸から退避する退避状態と、光軸に侵入する使用状態とを有する。従来技術では、トーションばねで撮影可能状態に保持し、退避時は別の回転保持手段で物理的に当接させて退避していた。このようにすると、退避時には防振レンズ手段２は常時トーションばねの付勢力を受けるので、光軸に直交する方向に移動させることができない。近年、撮影レンズ鏡筒の収納時でも防振レンズ保持手段２の光軸直交方向の移動を利用して姿勢検知を行う方法が開発されているが、従来の退避メカニズムでは、防振レンズ保持手段が光軸に直交する方向に移動できないので、姿勢検知をすることができない。本実施形態では、防振レンズ保持手段２を、使用状態のみならず、退避状態においてもトグルばねで付勢する。これにより、別の部材による保持を不要とし、小型化を図ることができ、防振レンズ保持手段が、退避状態においても、光軸に直交する方向に移動できるスペースを確保できる。

防振レンズ保持手段２をトグルばねで付勢するので、撮影レンズ鏡筒２５には、防振レンズ保持手段２に移動力を加えることで、防振レンズ保持手段２を退避状態または使用状態に切り換える切り換え手段が設けられている。防振レンズ１を退避させ、防振レンズ保持手段２を退避状態に切り換える場合は、撮像素子保持手段２４ａに具備される退避切り換え手段２４ｃが、第１の切り換え手段として機能する。このとき、退避途中まで退避切り換え手段２４ｃが防振レンズ保持手段２に、光軸から退避する方向への移動力を作用させる。防振レンズ保持手段２は、この移動力によって退避状態に切り換わる。トグルばねは、防振レンズ保持手段２の退避途中までは、光軸から退避する方向への移動力と反対方向の付勢力を発生させるが、所定位置から、付勢力の方向が当該移動力の方向に切り換わる。退避状態への切り換わり後には、退避切り換え手段２４ｃと防振レンズ保持手段２との接続は解除される。接続の解除後は、トグルばね４のトグル保持力で防振レンズ保持手段２は安定保持される。防振レンズ１を光軸に対して侵入させ、防振レンズ保持手段を使用状態に切り換える場合は、バリア駆動手段９のバリア防振切り換え手段９ａが第２の切り換え手段として機能する。

図７は、バリア手段の構成例を示す図である。
バリア駆動手段９の上面にバリア羽根手段１３が設置されており、バリア駆動手段９とバリア羽根手段１３の間に引っ張りばね１４が組み込まれている。バリア駆動手段９にはバリア切り換え手段９ｂが一体で具備されており、第一移動カム環１９の回転により回転する。バリア駆動手段９の回転により、バリア羽根手段１３が開いたり閉じたりする。

撮影レンズ鏡筒２５が収納状態から撮影可能状態になるときに、バリア駆動手段９が回転してバリア羽根手段１３を開く。この時のバリア駆動手段９の回転力により、防振レンズ保持手段２が退避状態から使用状態に切り換わる。具体的には、バリア防振切り換え手段９ａが、図５中、時計方向に回転することで、防振レンズ保持手段２が図４に示すように使用状態になる。使用状態になった時も、防振レンズ保持手段２は、トグルばね４のトグル力により安定保持される。

図８は、防振レンズ保持手段の移動動作を説明する図である。
本実施形態では、防振レンズ保持手段２は、撮影レンズ鏡筒２５が撮影可能状態から収納状態へ状態遷移するに伴い、使用状態から退避状態に状態遷移する。図８（Ａ）は、撮影可能状態での撮影レンズ鏡筒を示す。防振レンズ保持手段２は、使用状態である。防振レンズ保持手段２には、一体で防振レンズ被切り換え手段２ａが設けられている。防振レンズベース手段５には、使用時保持手段５ａと退避時保持手段５ｂとが設けられている。図８（Ａ）に示す状態では、防振レンズ被切り換え手段２ａが、使用時保持手段５ａに当接して保持されている。このとき、防振レンズ保持手段２は、バリア駆動手段９には接触しない。この状態で、防振レンズ保持手段２は、光軸に直交する方向に稼働可能に保持されており、防振に必要な移動量分稼働しても、動作を阻害されない。

電源を切ると、カメラは収納動作を行い、まず、図８（Ｂ）に示す状態になる。防振レンズベース手段５が沈胴動作をし、撮像素子保持手段２４ａに具備される退避切り換え手段２４ｃと防振レンズ被切り換え手段２ａとが当接する。さらに防振レンズベース手段５が沈胴すると、退避切り換え手段２４ｃによって防振レンズ被切り換え手段２ａに移動力が作用し、図８（Ｃ）に示す状態になる。この状態では、退避切り換え手段２４ｃにより防振レンズ被切り換え手段２ａが退避状態へと切り換わり始める。また、バリア手段も沈胴をする。さらに、それぞれ沈胴が進むと、防振レンズ被切り換え手段２ａが、トグルばね４の力で切り換えられる。これにより、図８（Ｄ）に示すように、防振レンズ保持手段２が退避位置に移動し、防振レンズ被切り換え手段２ａが退避時保持手段５ｂに当接保持される。この時、バリア駆動手段９に具備されるバリア切り換え手段９ｂが、撮像素子保持手段２４ａに具備されるバリア閉鎖手段２４ｂと当接する。

カメラがさらに沈胴することで、図８（Ｅ）に示すように、撮影レンズ鏡筒が収納状態、防振レンズ保持手段２は、退避状態となり、トグルばね４によって保持される。この状態では、バリア駆動手段９が例えば時計方向に回転してバリア羽根手段１３が閉じている。図８（Ｅ）中では、バリア駆動手段９が右方向に移動している。退避切り換え手段２４ｃは、防振レンズ保持手段２の移動初期（図８（Ｂ），（Ｃ））にのみ移動力を加え、当該レンズ保持手段が退避状態に切り換わってトグルばね４によって保持されているとき（図８（Ｅ））には移動力を加えない。

収納状態から電源をＯＮすると、図８（Ｅ）の収納状態からバリア手段及び防振レンズベース手段５が繰り出し始める。これにより、図８（Ｆ）に示すように、バリア駆動手段９がバリア羽根手段１３を開く方向（例えば、半時計回り）に回転する。図８（Ｆ）中では、バリア駆動手段９は、左方向に移動している。バリア駆動手段９にはバリア防振切り換え手段９ａが設けられておる。バリア駆動手段９の開き方向への移動に伴って、バリア防振切り換え手段９ａが、防振レンズ被切り換え手段２ａに当接し、防振レンズ保持手段２を使用位置へと切り換える。これにより、図８（Ｆ）に示す状態から、図８（Ｇ）に示す状態に状態遷移する。さらに撮影レンズ鏡筒が繰り出すことで、防振レンズ保持手段２は、図８（Ｈ）に示す使用状態になり、トグルばね４によって保持される。バリア防振切り換え手段９ａは、防振レンズ保持手段２の移動初期（図８（Ｆ））にのみ移動力を加え、防振レンズ保持手段２が使用状態に切り換わってトグルばね４によって保持されているとき（図８（Ｈ））には移動力を加えない。

防振レンズ保持手段２は、使用時には防振に必要な補正量分より大きい範囲で、光軸と直交方向に移動する必要がある。本実施形態では、図８（Ａ），（Ｈ）の使用状態において、防振レンズ保持手段２は、光軸と直交する方向に移動しても、他の部材に当接しない。また、防振レンズ保持手段２は、退避状態においても同様に光軸と直交する方向に移動可能に保持されている。これにより、撮影レンズ鏡筒２５が収納状態でも防振レンズが稼働できる。したがって、例えば、防振レンズを姿勢検知や水準器の機能を有する部材として利用することができる。姿勢検知や水準器の機能の実現には、防振レンズ保持手段２の移動量は使用状態での移動量より小さくてもよい。

以上の構成をとることで、退避レンズ（防振レンズ）を退避中も余計な外力をかけずに保持することが可能となる。これにより、退避切り換え手段２４ｂへの負荷が無くなり、変形が防止される。また、退避中でも退避レンズを光軸と直交する方向に移動させることができるので、姿勢検知への利用が可能になる。

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は本実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。また、本実施形態では、デジタルカメラ３２が備える撮影レンズ鏡筒２５内の防振レンズ保持手段２の動作を例にとって説明したが、本発明の適用範囲は、デジタルカメラ３２等の撮像装置に限定されない。本発明は、任意の光学機器に適用可能である。

２ 防振レンズ保持手段
４ トグルばね
３２ デジタルカメラ

Claims (10)

1. ベース部と、
   レンズを保持し、前記ベース部に対して、光軸から退避する退避状態と、前記光軸に侵入する使用状態とを有するレンズ保持手段と、
   前記ベース部と前記レンズ保持手段との間に付勢力を発生させ、所定位置から付勢方向が切り換わるばね部材とを備え、
   前記ばね部材は、前記レンズ保持手段を、前記退避状態および前記使用状態において付勢して保持する
   ことを特徴とするレンズ鏡筒。
2. 前記レンズ保持手段に対して移動力を加えることで、当該レンズ保持手段を前記退避状態または前記使用状態に切り換える切り換え手段を備え、
   前記切り換え手段は、前記レンズ保持手段の移動初期にのみ前記移動力を加え、当該レンズ保持手段が前記退避状態または前記使用状態に切り換わって前記ばね部材によって保持されているときには前記移動力を加えない
   ことを特徴とする請求項１に記載のレンズ鏡筒。
3. 前記ベース部より撮像素子側に設けられ、撮像素子を保持する撮像素子保持手段と、
   前記ベース部より被写体側に設けられ、前記レンズ鏡筒を保護するバリア手段とを備え、
   前記切り換え手段は、前記撮像素子保持手段に設けられた第１の切り換え手段と、前記バリア手段に設けられた第２の切り換え手段とを有する
   ことを特徴とする請求項２に記載のレンズ鏡筒。
4. 前記第１の切り換え手段は、前記レンズ保持手段を前記使用状態から前記退避状態へ切り換えるための移動力を当該レンズ保持手段に加える
   前記第２の切り換え手段は、前記レンズ保持手段を前記退避状態から前記使用状態へ切り換えるための移動力を当該レンズ保持手段に加える
   ことを特徴とする請求項３に記載のレンズ鏡筒。
5. 前記レンズ保持手段は、前記退避状態および前記使用状態において、前記光軸と直交方向に稼働可能に保持される
   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. 前記ばね部材は、トグルばねであり、前記レンズ保持手段を、前記退避状態および前記使用状態においてトグル保持力で保持する
   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. 前記レンズは、防振レンズであり、
   前記レンズ保持手段は、前記レンズ鏡筒の姿勢検知に用いられる
   ことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載のレンズ鏡筒。
8. 前記レンズ保持手段は、前記レンズ鏡筒が撮影可能状態から収納状態へ状態遷移するに伴い、前記使用状態から前記退避状態に状態遷移する
   ことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載のレンズ鏡筒。
9. 請求項１乃至８のいずれか１項に記載のレンズ鏡筒を備える光学機器。
10. 請求項１乃至８のいずれか１項に記載のレンズ鏡筒を備える撮像装置。