JP2017107127A - レンズ鏡筒、光学機器および撮像装置 - Google Patents

レンズ鏡筒、光学機器および撮像装置 Download PDF

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Abstract

【課題】鏡筒径を大きくすることなく、沈胴長を短縮することができるレンズ鏡筒を提供する。【解決手段】撮影状態と沈胴状態とを有するレンズ鏡筒を設ける。レンズ鏡筒は、沈胴状態において、光軸上から退避する5群レンズユニットと、5群レンズユニットと隣接する4群レンズユニットとを備える。5群レンズユニットには、第1切り欠き部501aと第2切り欠き部501bとが形成されている。沈胴状態において、第2切り欠き部501bに4群レンズユニットに含まれる4群レンズ401が配置される。【選択図】図11

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。
近年、カメラやビデオカメラ等の撮像装置は、高倍率化と小型化が進んでいる。したがって、撮像装置が備えるレンズ鏡筒は、非撮影時に沈胴状態となる際に、レンズ鏡筒内の一部のレンズ群を光軸上から退避させる。レンズ鏡筒は、撮影状態では、各レンズ群間の距離が撮影に必要な距離となるようにカメラ筐体内から繰り出させる。特許文献1は、撮影状態から沈胴状態へ移行する場合に、退避レンズを退避させることで、レンズ鏡筒収納時の沈胴長を短縮させるレンズ鏡筒を開示している。
特開2012−42649号公報
特許文献1が開示するレンズ鏡筒では、退避レンズをレンズ鏡筒の最外径よりも外側まで退避させているので、レンズ鏡筒のサイズが大きくなる。また、このレンズ鏡筒では、退避レンズを鏡筒側面に退避させるための穴を空けることが必要となり、強度や、耐環境性などの信頼性が低下してしまう。本発明は、鏡筒径を大きくすることなく、沈胴長を短縮す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、撮影状態と沈胴状態とを有するレンズ鏡筒である。前記レンズ鏡筒は、前記沈胴状態において、光軸上から退避する退避レンズ群と、前記退避レンズ群と隣接する第1レンズ群とを備える。前記退避レンズ群には、第1切り欠き部と第2切り欠き部とが形成されており、前記沈胴状態において、前記第2切り欠き部に前記第1レンズ群に含まれるレンズが配置される。
本発明のレンズ鏡筒によれば、鏡筒径を大きくすることなく、沈胴長を短縮することができる。
本実施形態の光学機器の斜視図である。 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。 レンズ鏡筒の分解斜視図である。 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での断面図である。 5群ユニットの構成を示す図である。 退避レンズ群および第1直進筒が、撮影状態から沈胴状態へと移行する際の動きを説明する図である。 退避レンズ群および第1直進筒が、撮影状態から沈胴状態へと移行する際の動きを説明する図である。 撮影状態における、3群ユニット、4群ユニット、5群ユニットの状態を示す図である。 沈胴状態における、3群ユニット、4群ユニット、5群ユニットの状態を示す図である。 沈胴状態における退避レンズ群とその近傍のレンズ群の関係を説明する図である。
図1は、本実施形態の光学機器の斜視図である。図1に示す光学機器は、撮像装置の一例としてのデジタルカメラである。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、デジタルカメラは、カメラ本体10の正面側にズーム式のレンズ鏡筒20を備える。レンズ鏡筒20は、非撮影時の状態である沈胴状態と、撮影時の状態である撮影状態とを有する。レンズ鏡筒20が備える撮影光学系は、ズーム駆動部910によって駆動されて、撮影状態に対応する撮影位置と、沈胴状態に対応する沈胴位置との間を光軸方向に移動して撮影倍率を変更する。
図3は、レンズ鏡筒の分解斜視図である。図4は、レンズ鏡筒の沈胴位置での断面図である。図5は、レンズ鏡筒の撮影位置での断面図である。また、図6は、5群ユニットの構成を示す図である。
レンズ鏡筒20の撮影光学系は、1群レンズ101を有する1群ユニット100、2群レンズ201を有する2群ユニット200、3群レンズ301a、301bを有する3群ユニット300を備える。なお、以下の説明では、3群レンズ301aおよび301bを、単に3群レンズ301とも記述する。また、この撮影光学系は、4群レンズ401を有する4群ユニット400、および5群レンズ501を有する5群ユニット500を備える。
内カム筒601には、内周部に第1直進筒602をバヨネット結合により回転可能に保持し、2群レンズ枠202のフォロア202aと嵌合するカム溝601dが設けられている。内カム筒601の外周部には、第2直進筒702のカム溝702cと嵌合するフォロア601a、内カムカバー603の係合部603aと係合する係合部601b、外カム筒701の直進溝701eと嵌合する直進キー601eが設けられている。また、内カム筒601には、1群鏡筒102のフォロア102aと嵌合するカム溝601cが設けられている。内カムカバー603は、外周部に、内カム筒601の係合部601bと係合する係合部603aが設けられており、内カム筒601に組み付けられる。
第1直進筒602の外周部には、1群鏡筒102の内側に設けられた直進溝(不図示)と嵌合する直進キー602aが設けられている。第1直進筒602の内周部には、2群レンズ枠202の直進キー202bと嵌合する直進溝602b、3群ベース302の直進キー302bの直進溝602cが設けられている。
外カム筒701には、内周部に第2直進筒702のフォロア702aと嵌合するカム溝701fが設けられている。外カム筒701の外周部には、固定筒802のカム溝802bと嵌合するフォロア701a、回転筒801の直進溝801aと嵌合する直進キー701bが設けられている。また、外カム筒701の内周部には、3群ベース302のフォロア302aと嵌合するカム溝701c、4群レンズ枠402のフォロア402aと嵌合するカム溝701d、内カム筒601の直進キー601eと嵌合する701eが設けられている。
第2直進筒702の外周部には、固定筒802の直進溝802cと嵌合する直進キー702b、外カム筒701のカム溝fと嵌合するフォロア702aが設けられている。また、第2直進筒702の内周部には、4群レンズ枠402の直進キー402bと嵌合する直進溝702d、内カム筒601のフォロア601aと嵌合するカム溝702cが設けられている。
固定筒802の外周部には、回転筒801のカム溝801bと嵌合するフォロア802aが設けられている。また、固定筒802の内周部には、5群ベース510の直進キー501bと嵌合する直進溝802d、第2直進筒702の直進キー702bと嵌合する直進溝802c、外カム筒701のフォロア701aと嵌合するカム溝802bが設けられている。
回転筒801の外周部には、ズーム駆動部910と連結するギア部801dが設けられている。また、回転筒801の内周部には、固定筒802のフォロア802cと嵌合するカム溝801b、外カム筒701の直進キー701bと嵌合する直進溝801a、5群ベース510のフォロア510aと嵌合するカム溝801cが設けられている。回転筒801は、外側にカバー筒803が配置され、回転筒801、固定筒802を挟む形でセンサーホルダ901に固定される。
1群ユニット100は、バリア機構を有する。バリア機構は、1群レンズ101を保持する1群レンズ枠103、1群鏡筒102、バリアドライブリング110、複数枚のバリア羽根111a、111b、111c、111d、バリアばね(不図示)、1群キャップ104を備える。1群鏡筒102の内周部には、第1直進筒602の直進キー602aと嵌合する直進溝(不図示)、内カム筒601のカム溝601cと嵌合するフォロア102aが設けられている。
2群ユニット200は、2群レンズ201、2群レンズ枠202を有する。2群ユニット200には、内カム筒601のカム溝601dと嵌合するフォロア202a、第一直進筒602の直進溝602bと嵌合する直進キー202bが設けられている。
3群ユニット300は、4群ユニット400と隣接する第2レンズ群として機能する。手振れ補正機構、シャッタ・絞りユニット320を有する。手振れ補正機構は、手振れによる画像のブレ(像ブレ)を抑制する機構である。3群ベース302には、第1直進筒602の直進溝602cと嵌合する直進キー302b、外カム筒701のカム溝701eと嵌合するフォロア302aが設けられている。
3群レンズ枠310及び311は、シャッタ・絞りユニット320を挟む形で配置されている。また、3群レンズ301a及び301b、3群レンズ枠310に一対のISマグネット312が保持されている(図9、図10)。
3群ベース302には、ISマグネット312と対抗する位置に一対のISコイル360が固定されている(図9、図10)。3群ベース302は、ISスプリング(不図示)の張力により、複数のISボール340を介して、3群レンズ枠310を光軸に直交する面内で移動可能に保持するベース部材である。ISマグネット312の被写体側には、FPC330に保持された一対のホール素子331が、ISマグネット312と対抗する位置でISセンサーホルダ350に保持されている(図9、図10)。
3群レンズ枠310及び311は、FPC330を介して、ISコイル360に通電される。これにより、ISコイル360とISマグネット312との間にローレンツ力が働き、3群レンズ枠310及び311が、光軸に直交する面内で移動し、ホール素子331により位置制御されることで、手振れによる像ブレを抑制する。
4群ユニット400は、5群ユニット500及び5群ユニット500内の退避レンズ群500a(図6)と、3群ユニット300とに隣接する第1レンズ群として機能する。4群ユニット400は、4群レンズ401と、4群レンズ401を保持する4群レンズ枠402とを有する。4群レンズ枠402には、外カム筒701のカム溝701dと嵌合するフォロア402a、第2直進筒702の直進溝702dと嵌合する直進キー402bが設けられている。
図3および図6に示す5群ユニット500は、フォーカス機構を有するフォーカスレンズ群として機能する。フォーカス機構は、5群レンズ501、5群レンズ枠502、5群カバー503、AFベース504、AFカバー505、AFスプリング506、ラック507、ラックスプリング508、5群ベース510、メインガイド軸511を有する。また、フォーカス機構は、フォーカスモーター512、FPC513、ねじ514、ナット515を有する。
退避レンズ群500aは、5群レンズ501を5群レンズ枠502、5群カバー503により保持することで構成されている。5群レンズ枠502は、角部502bとフォロア502aを備える。AFベース504は、ラック507、ラックスプリング508を保持する。また、AFベース504は、回転軸504aを有している。AFベース504は、回転軸504aがフォロア502aに係合することで、5群レンズ枠502を光軸と直交する面方向で回転可能に保持する。AFカバー505は、AFスプリング506を介し、5群レンズ枠502を光軸方向へ付勢する形でAFベース504に組みつけられる。
5群ベース510は、メインガイド軸511が圧入され、FPC513が接続されたフォーカスモーター512が、ねじ514及びナット515により固定される。また、5群ベース510には、回転筒801のカム溝801cと嵌合するフォロア510a、固定筒802の直進溝802dと嵌合する直進キー501bを有する。
AFベース504は、メインガイド軸511と、5群ベース510に設けられたサブガイド510cにより回転規制される。フォーカスモーター512が駆動すると、スクリュー512aとラック507の送りを利用することで、AFベース504が光軸方向の任意の位置へ進退して、ピント調整可能となる。センサーホルダ901は、ズーム駆動部910を保持し、光学素子902、センサーラバー903、撮像素子900を保持する。
レンズ鏡筒20のズーム駆動について説明する。ズーム駆動部910により回転筒801が回転駆動されると、外カム筒701が、回転筒801と固定筒802の作用により、回転しながら光軸方向へ移動する。内カム筒601は、第1直進筒602により回転自在に保持され、外カム筒701は、第2直進筒702により回転自在に保持されている。外カム筒701が、回転筒801により回転駆動されると、内カム筒601が外カム筒701により回転駆動される。また、第1直進筒602及び第2直進筒702が、3群ベース302を介して固定筒802により回転規制されることで、外カム筒701及び内カム筒601が回転しながら光軸方向へ移動する。
1群ユニット100、2群ユニット200は、第1直進筒601により回転規制され、また内カム筒601の作用により光軸方向へ直進移動する。3群ユニット300、4群ユニット400は、第2直進筒702により回転規制され、また外カム筒701の作用により光軸方向へ直進移動する。5群ユニット500は、5群ベース510が固定筒802に回転規制されるとともに、回転筒801の作用により光軸方向へ直進移動する。
AFベース504は、メインガイド軸511、サブガイド510cにより回転規制される。また、AFベース504は、フォーカスモーター512の出力軸に一体に形成されたリードスクリュー512aとラック507の作用により、回転筒801や固定筒802の作用にかかわらず、5群ベース502に保持された状態で光軸方向へ直進移動する。以上の作用により、レンズ鏡筒20において、ズーム駆動部910により回転筒801が回転駆動されることで各レンズ群が繰り出され、フォーカスモーター512がFPC513を介して駆動されることで、5群レンズ501が任意の位置に繰り出される。これにより、レンズ鏡筒20が、沈胴状態から撮影状態へと移行する。
次に、図7乃至図11を参照して、5群ユニット500の退避方法について説明する。図7および図8は、退避レンズ群500aおよび第1直進筒602が、撮影状態から沈胴状態へと移行する際の動きを説明する図である。図7(A)、図7(C)、図8(A)、図8(C)は、退避レンズ群500aと第1直進筒602を正面から見たときの状態を示す。図7(B)、図7(D)、図8(B)、図8(D)は、退避レンズ群500aと第1直進筒602の断面を示す。図7(B)は、図7(A)に対応する。図7(D)は、図7(C)に対応する。図8(B)は、図8(A)に対応する。図8(D)は、図8(C)に対応する。
図9は、撮影状態における、3群ユニット300、4群ユニット400、5群ユニット500の状態を示す図である。図9(B)は、3群ユニット300、4群ユニット400、5群ユニット500を正面から見たときの状態を示す。図9(A)は、3群ユニット300、4群ユニット400、5群ユニット500の断面を示す。
図10は、沈胴状態における、3群ユニット300、4群ユニット400、5群ユニット500の状態を示す図である。図10(B)は、3群ユニット300、4群ユニット400、5群ユニット500を正面から見たときの状態を示す。図10(A)は、3群ユニット300、4群ユニット400、5群ユニット500の断面を示す。
レンズ鏡筒20が撮影状態から沈胴状態へ移行するとき、各筒の作用により、第1直進筒602が、図7(A)、図7(B)に示す状態から、矢印A方向へと移動を開始し、第1直進筒602と5群ユニット500の距離が近づく。
第1直進筒602にはカム部602cが設けられており、5群レンズ枠502には角部502bが設けられている。図7(C)、図7(D)に示すように、沈胴状態への移行が進むと、カム部602cと角部502bとが当接する。
さらに沈胴状態へと移行が進むと、図8(A)、(B)に示すように、退避レンズ群500aが、カム部602cと角部502bの作用により、回転軸504aを中心に光軸と直交する面方向(矢印B方向)へ回転しながら退避を開始する。
レンズ鏡筒20の撮影状態から沈胴状態への移行が完了すると、カム部602cと角部502cの作用により、退避レンズ群500aは光軸上からの退避が完了し、図8(C)、図8(D)に示すように沈胴待機位置に配置される。
ここで、5群レンズ501及び5群レンズ枠502の形状について着目する。5群レンズ501には、使用領域外の外周に第1切り欠き部501aと第2切り欠き部501bが形成されている。これにより、5群レンズ501は、非円形形状を有する。また、5群レンズ501の形状にならう形で、5群レンズ枠502および5群カバー503も非円形形状を有する(図9(B)、図10(B))。
レンズ鏡筒20が沈胴状態へと移行し、退避レンズ群500aが沈胴待機位置へ退避した時を想定する。この時、退避レンズ群500aが退避した後に第2切り欠き部501bによって形成される領域(スペース)に、4群レンズ401と4群レンズ枠402の一部402c、及び3群レンズ301と3群レンズ枠311の一部311aとが収納される。
また、第1切り欠き部501aによって形成される領域のうち、4群レンズ枠402の最外周部402eより内側の領域であるスペース501cに、4群レンズ枠402の外周部の一部402dが収納される。4群レンズ枠402の外周部の一部402dは、具体的には、4群レンズ枠402のフォロア402aの一部である。また、同時に、スペース501cには、3群ベース320の一部320dが収納される。3群ベース320の一部320dは、具体的には、3群ベース302のフォロア302aの一部である。これにより、フォロア402a及び302aのレイアウトの自由度が向上する。
図11は、沈胴状態における退避レンズ群とその近傍のレンズ群の関係を説明する図である。
図11中の退避レンズ01は、退避レンズ群500aが備える5群レンズ501に対応する。第1切り欠き部01aは、第1切り欠き部501aに対応する。第2切り欠き部01bは、第1切り欠き部501bに対応する。
退避レンズ01は、使用領域外の外周に第1切り欠き部01a、第2切り欠き部01bが設けられた非円形形状を有する。沈胴状態において、第2切り欠き部01bによって形成されるスペースに、第2切り欠き部01bに隣接する1群ユニットのレンズ02と1群ユニットの一部03aとが配置される。また、第1切り欠き部01aによって形成される領域のうち、1群ユニットの最外周部03bより内側の領域であるスペース01cに、1群ユニットの外周部の一部が配置される。
従来、フォーカス群を退避させて沈胴長を短縮させる場合、退避群を鏡筒の最外径よりも外側まで退避させて沈胴していたので、鏡筒のサイズが大きくなっていた。また、従来のレンズ鏡筒では、鏡筒側面にはレンズを退避させるための穴が空いてしまい、強度や、耐環境性などの信頼性が低下してしまっていた。
本実施形態のレンズ鏡筒では、退避群である5群レンズ501の使用領域外の外周部に第1切り欠き部501aと第2切り欠き部501bを設ける。そして、沈胴状態において、退避レンズ群500aが退避した後に第2切り欠き部501bによって形成されるスペースに4群レンズ401及び4群レンズ枠402の一部402cとが配置される。また、第1切り欠き部501aによって形成される領域のうち、4群ユニット402の最外周部402eより内側の領域であるスペース501cに、4群レンズ枠402の外周部の一部402dが配置される。
さらに、退避レンズ群500aが退避した後に第2切り欠き部501bによって形成されるスペースに、3群レンズ301及び3群レンズ枠311の一部311aが配置される。また、第1切り欠き部501aによって形成される領域のうち、4群ユニット402の最外周部402eより内側の領域であるスペース501cに、3群ベース302の一部302dが配置される。したがって、退避レンズ群500aをレンズ鏡筒20の最外径よりも外側まで退避させることなく鏡筒内に収納することが可能となり、レンズ鏡筒20の小型化を図ることができる。また、レンズ鏡筒20の側面に退避するための穴をあける必要がないので、レンズ鏡筒20の小型化や、強度、耐環境性などの信頼性を損なうことを防止している。さらに、スペース501cに、4群レンズ枠402の外周部の一部402d、3群ベース302の一部302dが配置可能となることで、レイアウトの自由度が向上する。
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの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。
501 5群レンズ
501b 第2切り欠き部
501a 第1切り欠き部

Claims (11)

  1. 撮影状態と沈胴状態とを有するレンズ鏡筒であって、
    前記沈胴状態において、光軸上から退避する退避レンズ群と、
    前記退避レンズ群と隣接する第1レンズ群とを備え、
    前記退避レンズ群には、第1切り欠き部と第2切り欠き部とが形成されており、
    前記沈胴状態において、前記第2切り欠き部に前記第1レンズ群に含まれるレンズが配置される
    ことを特徴とするレンズ鏡筒。
  2. 前記沈胴状態において、前記第2切り欠き部に前記第1レンズ群に含まれるレンズを保持するレンズ枠の一部が配置される
    ことを特徴とする請求項1に記載のレンズ鏡筒。
  3. 前記沈胴状態において、前記第1切り欠き部の領域のうち、前記第1レンズ群の最外周部より内側の領域に、前記第1レンズ群の外周部の一部が配置される
    ことを特徴とする請求項1または請求項2に記載のレンズ鏡筒。
  4. 前記沈胴状態において、前記第1切り欠き部の領域のうち、前記第1レンズ群の最外周部より内側の領域に、前記第1レンズ群に含まれるレンズを保持するレンズ枠の外周部の一部が配置される
    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. 前記退避レンズ群は、フォーカスレンズ群である
    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切り欠き部と前記第2切り欠き部は、前記退避レンズ群に含まれるレンズの使用領域外の外周部に形成されている
    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. 前記第1レンズ群と隣接する第2レンズ群をさらに備え、
    前記沈胴状態において、前記第2切り欠き部に前記第2レンズ群に含まれるレンズが配置される
    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. 前記沈胴状態において、前記第2切り欠き部に前記第2レンズ群に含まれるレンズを保持するレンズ枠の一部が配置される
    ことを特徴とする請求項7に記載のレンズ鏡筒。
  9. 前記沈胴状態において、前記第1切り欠き部の領域のうち、前記第1レンズ群の最外周部より内側の領域に、前記第2レンズ群に含まれるベース部材の一部が配置される
    ことを特徴とする請求項7または請求項8に記載のレンズ鏡筒。
  10. 請求項1乃至9のいずれか1項に記載のレンズ鏡筒を備える光学機器。
  11. 請求項1乃至9のいずれか1項に記載のレンズ鏡筒を備える撮像装置。
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