JP2018077520A - レンズ鏡筒、撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】薄型化及び小型化可能なレンズ鏡筒、撮像装置を提供する。【解決手段】レンズ鏡筒１００は、レンズＬ２と、レンズＬ２を支持するレンズ枠２３と、光軸ＯＡ方向に沿ってレンズＬ２の被写体側又は像面側に配置され、第１開口部３１を透過する光量を調整する光量調整部材３０と、光軸ＯＡ方向に沿ってレンズＬ２の光量調整部材３０が配置された側とは反対側に配置され、第２開口部４１を開放又は遮蔽することにより露光時間を調整する露光時間調整部材４０とを備え、沈胴状態において、レンズ枠２３が、光量調整部材３０の第１開口部３１又は露光時間調整部材４０の第２開口部４１の一方と嵌合し、レンズ枠２３の中心軸を光軸ＯＡに一致して固定され、レンズＬ２及びレンズ枠２３の一部が、光量調整部材３０の第１開口部３１又は露光時間調整部材４０の第２開口部４１の他方に挿入されるものとした。【選択図】図２

Description

本発明は、レンズ鏡筒、撮像装置に関するものである。

従来、複数のレンズ群を備えるレンズ鏡筒であって、沈胴時には、レンズ群の一部を光軸上から離れた位置に移動させて、光軸方向における薄型化を図るものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１１−１８０６１７号公報

しかし、特許文献１のような構成では、レンズ鏡筒の径方向の大きさが大きくなり、径の小型化が困難であるという問題がある。

本発明の課題は、薄型化及び小型化可能なレンズ鏡筒、撮像装置を提供することである。

本発明のレンズ鏡筒は、レンズと、前記レンズを保持し、第１嵌合部を有するレンズ保持枠と、開口部を有する第１部材と、前記レンズに対して前記開口部と反対側に配置され、前記第１嵌合部と嵌合する第２嵌合部を有する第２部材と、を備え、前記レンズ及び前記レンズ保持枠の少なくとも一部は、前記開口部へ挿入される構成とした。
本発明の撮像装置は、上記レンズ鏡筒を備える構成とした。
なお、上記構成は、適宜改良してもよく、また、少なくとも一部を他の構成物に代替してもよい。

本発明によれば、薄型化及び小型化可能なレンズ鏡筒、撮像装置を提供することができる。

本発明のレンズ鏡筒１００及びカメラ１の一実施形態を説明する図である（撮影状態）。 本発明のレンズ鏡筒１００及びカメラ１の一実施形態を説明する図である（沈胴状態）。

以下、図面等を参照しながら、本発明の一実施形態について説明する。
図１及び図２は、本発明のレンズ鏡筒１００及びカメラ１の一実施形態を説明する図である。図１では、本実施形態のレンズ鏡筒１００及びカメラ１の撮影状態（撮影可能な状態）を示し、図２では、本実施形態のレンズ鏡筒１００及びカメラ１の沈胴状態（レンズ鏡筒１００がカメラ本体２００に収納された状態、非撮影状態）を示している。図１及び図２では、本実施形態のレンズ鏡筒１００及びカメラ１の縦断面を概念的に示している。

なお、図１を含め以下に示す各図には、説明と理解を容易にするために、ＸＹＺ直交座標系を設けた。この座標系では、撮影者が光軸ＯＡを水平として横長の画像を撮影する場合のカメラの位置（以下、正位置という）において撮影者から見て左側に向かう方向をＸ軸プラス方向とする。そして、正位置において上側に向かう方向をＹ軸プラス方向とし、正位置において光軸ＯＡ方向に沿って被写体側をＺ軸プラス方向とする。
また、この光軸ＯＡ方向（Ｚ軸方向）において、被写体側（Ｚ軸プラス方向）を前面側とし、像側（Ｚ軸マイナス方向）を後面側とする。さらに、光軸ＯＡと平行な方向の移動を「直進」、光軸ＯＡ周りの移動を「回転」と呼ぶ。

カメラ１は、レンズ鏡筒１００と、カメラ本体２００とを備える、所謂、コンパクトカメラである、このレンズ鏡筒１００は、その後面側の一部がカメラ本体２００に内蔵され、カメラ本体２００からの着脱が不可能となっている。
レンズ鏡筒１００は、撮影時と、電源スイッチがオフとなった非撮影時とで、その光軸ＯＡ方向の全長を変更可能である。レンズ鏡筒１００は、撮影時には、図１に示すように、カメラ本体２００からその一部が前面側（Ｚ軸プラス側）へ突き出す。この状態を撮影状態という。また、非撮影時には、図２に示すように、その大部分がカメラ本体２００に収納される。この状態を沈胴状態という。レンズ鏡筒１００は、この沈胴状態で光軸ＯＡ方向における全長が最も小さくなる。

レンズ鏡筒１００は、１群レンズＬ１，２群レンズＬ２，３群レンズＬ３、固定筒１１、回転筒１２，１６、直進筒１３，１４，１７、１群筒１５、２群筒２０、３群レンズ枠１８、絞りユニット３０、シャッタユニット４０、撮像素子Ｓ等を備えている。
レンズ群（Ｌ１〜Ｌ３）は、光軸ＯＡ方向において、前面側から、１群レンズＬ１，２群レンズＬ２，３群レンズＬ３の順に配置され、３群構成のズームレンズを構成している。

撮像素子Ｓは、レンズ群（Ｌ１〜Ｌ３）を透過してきた被写体光を電気信号に変換する光−電気変換素子である。撮像素子Ｓは、３群レンズＬ３よりも後面側に位置し、支持部材５１に配置された基板５２上に固定されている。
この撮像素子Ｓにより電気信号に変換された被写体像は、カメラ本体２００内に配置された図示しないメモリに記録される。

固定筒１１は、光軸ＯＡ方向の後面側端部が、カメラ本体２００に固定された筒体である。固定筒１１は、内周面にカム溝１１ｂが形成されている。
回転筒１２は、固定筒１０の内径側に配置された筒体である。回転筒１２は、外周側に、カム溝１１ｂに案内されるカムピン１２ａを備えている。この回転筒１２は、固定筒１１に対して光軸ＯＡ方向を中心として回転可能であり、かつ、光軸ＯＡ方向に沿って前後に移動可能である。

この回転筒１２は、図示しないＤＣモータが駆動されると、図示しないギア列を介してその駆動が伝達され、固定筒１１に対して、光軸ＯＡを中心として回転しながら光軸ＯＡ方向に沿って前後に移動する。
回転筒１２、直進筒１３，１４，１７、１群筒１５及び回転筒１６は、適宜、互いにカム溝やカムピンが係合しており、回転筒１２が駆動されることにより、直進又は回転しながら光軸ＯＡ方向に前後に移動可能である。

直進筒１３は、回転筒１２の内径側に配置された筒体である。直進筒１３は、回転筒１２と一体となって光軸ＯＡ方向に移動するが、光軸ＯＡ方向への移動の際は、回転せず、光軸ＯＡ方向への直進移動のみを行う。
直進筒１４は、直進筒１３の内径側に配置された筒体である。この直進筒１４は、回転筒１２の回転に伴って、光軸ＯＡ方向に直進して移動可能である。
１群筒１５は、直進筒１４の内径側に配置された筒体である。この１群筒１５は、その内径側に、１群レンズＬ１と、１群レンズ枠１５１とを備えている。この１群筒１５は、後述する回転筒１６の回転により、光軸ＯＡ方向へ直進して移動可能である。

回転筒１６は、直進筒１４の内径側に配置された筒体である。回転筒１６は、直進筒１４と一体となって光軸ＯＡ方向に移動可能である。また、回転筒１６は、光軸ＯＡ方向に移動する際には、直進筒１４に対して、光軸ＯＡを中心として回転しながら移動する。
直進筒１７は、回転筒１６の内径側に配置された筒体である。この直進筒１７は、回転筒１６及び直進筒１４と一体となって光軸ＯＡ方向に直進して移動可能である。

２群筒２０は、回転筒１６の内径側に配置された筒体である。２群筒２０は、その外周面に、回転筒１６の内周面に形成されたカム溝１６ｂに案内されるカムピン２０ａを備えており、回転筒１６の回転に伴って、光軸ＯＡ方向に直進して移動可能である。
２群筒２０は、その内径側に、光軸ＯＡに直交する方向に凸となるフランジ部２１と、このフランジ部２１の外径側（２群筒２０の内周面側）に位置し光軸ＯＡ方向に沿って前面側に伸びる円環状の支持部２２とを有している。この支持部２２は、その内径側に、後述する絞りユニット３０が配置され、これを支持している。

また、２群筒２０は、その内径側に、２群レンズ枠２３、ボイスコイルモータ２４、２群レンズＬ２、絞りユニット３０、シャッタユニット４０等を備えている。
２群レンズ枠２３は、フランジ部２１の内径側に位置し、２群レンズＬ２を保持する支持体である。２群レンズＬ２は、防振レンズ（ブレ補正レンズ）であり、２群レンズ枠２３は、ボイスコイルモータ２４の駆動により、光軸ＯＡに直交する方向に適宜駆動され、手振れ補正を行う。

絞りユニット３０は、光軸ＯＡ方向において、２群レンズＬ２及びフランジ部２１よりも前面側であって、支持部２２の内径側に位置し、その支持部２２に支持されている。
絞りユニット３０は、開口部３１と、複数枚の羽３２と、羽３２の前面側に位置する円盤状の前板部３３と、羽３２の後面側に位置する円盤状の後板部３４とを有している。この絞りユニット３０は、羽３２により開口部３１の開口径を調整する虹彩絞りであり、２群レンズＬ２に入光する光量を調整する。

絞りユニット３０は、バネ２６によりフランジ部２１に対して前面側に付勢されている。また、絞りユニット３０は、支持部２２の内周面２２ａを、光軸ＯＡ方向に沿って摺動可能である。
撮影状態では、絞りユニット３０は、図１に示すように、支持部２２の前面側に設けられたリング２５に当接する位置にある。
また、沈胴状態では、絞りユニット３０は、図２に示すように、１群筒１５に設けられた後面側に凸となる突起部１５ａによって、光軸ＯＡ方向後面側に押されて移動した位置にある。

シャッタユニット４０は、２群レンズＬ２及びフランジ部２１の後面側に配置されている。シャッタユニット４０は、開口部４１と、複数の羽４２と、羽４２の前面側に位置する前板部４３と、羽４２の後面側に位置する後板部４４とを有している。シャッタユニット４０は、この羽４２により開口部４１を開放又は遮蔽して撮像素子Ｓの露光時間を調整する。
前述の２群筒２０のフランジ部２１の後面側であって支持部２２の近傍となる位置には、穴２１ａが形成され、光軸ＯＡ方向後面側に延在するシャフト２７が圧入されている。シャッタユニット４０は、外径部にこのシャフト２７が挿入される孔４５を備えており、シャフト２７に沿って光軸ＯＡ方向に直進して移動可能である。また、シャッタユニット４０は、シャフト２７の近傍に配置されたバネ２９により、フランジ部２１に対して、光軸ＯＡ方向後面側に付勢されている。

撮影状態では、シャッタユニット４０は、図１に示すように、シャフト２７の後面側先端部に設けられたリング２８に当接する位置にある。
また、沈胴状態では、シャッタユニット４０は、図２に示すように、３群レンズ枠１８の前面側に凸となる不図示の突起部によって光軸ＯＡ方向前面側に押されて移動した位置にある。

３群レンズＬ３は、フォーカスレンズであり、３群レンズ枠１８に支持されている。この３群レンズ枠１８は、不図示のステッピングモータ及びリードスクリュー等により、１群レンズＬ１及び２群レンズＬ２とは独立して、光軸ＯＡ方向に移動し、撮像素子Ｓ上に被写体光を合焦させる。

ここで、このレンズ鏡筒１００が、撮影状態から沈胴状態となる沈胴動作時と、沈胴状態から撮影状態となる撮影準備動作時における各部材の動き等について説明する。
レンズ鏡筒１００は、図１に示す撮影状態から、電源スイッチがオフとなる等により沈胴動作が開始される。沈胴動作が開始すると、図示しないＤＣモータが駆動され、回転筒１２が所定の方向へし、光軸ＯＡ方向後面側へ移動する。これに伴い、直進筒１３，１４，１７、回転筒１６、１群筒１５及び２群筒２０は、光軸ＯＡ方向後面側へ移動する。また、３群レンズ枠１８も、図示しないステッピングモータの駆動により、後面側へ移動する。さらに、羽４２が、撮影状態での位置よりも外径側へ退避し、開口部４１の径を広げる。
そして、３群レンズ枠１８とシャッタユニット４０の光軸ＯＡ方向における間隙が小さくなり、やがて３群レンズ枠１８の前面側に位置する不図示の凸部が、シャッタユニット４０の後面側に当接する。

シャッタユニット４０は、３群レンズ枠１８によって前面側へ押され、光軸ＯＡ方向前面側へ移動する。そして、シャッタユニット４０と２群レンズ枠２３との光軸ＯＡ方向の間隙が小さくなり、やがて、２群レンズ枠２３の後面側が、シャッタユニット４０の開口部４１の前面側（即ち、前板部４３の開口部）と嵌合する。
これにより、２群レンズ枠２３及び２群レンズＬ２は、その中心が光軸ＯＡに一致するようにセンタリングされてその位置が固定（センターロック）される。

２群レンズ枠２３の後面側の外周部には、２群レンズ枠２３の外径が、より後面側に向かうにつれて小さくなるような斜面部２３１が形成されている。また、シャッタユニット４０の前板部４３の内径側には、開口部４１の径がより前面側に向かうにつれて大きくなるように斜面部４３１が形成されている。
沈胴動作開始時に、手振れ補正等により、２群レンズ枠２３の軸と、シャッタユニット４０の軸（光軸ＯＡに一致）とがずれていた場合には、この斜面部２３１，４３１によって、２群レンズ枠２３が、両者の軸が一致するように、かつ、開口部４１内へ挿入されるように案内される。
よって、沈胴動作開始時に、２群レンズ枠２３の軸と、シャッタユニット４０の軸とがずれていた場合に、シャッタユニット４０と２群レンズ枠２３とがぶつかる等して、嵌合動作が途中で止まったり、２群レンズＬ２等を傷つけたりすることなく、滑らかに、かつ、すばやく沈胴動作が行える。また、沈胴動作を行うために、予め、シャッタユニット４０と２群レンズ枠２３のとの軸を合わせる作業等の必要もない。

次に、絞りユニット３０が、沈胴動作により後面側へ移動してきた１群筒１５の突起部１５ａに押されて後面側へ移動する。このとき、羽３２は、撮影状態での位置よりも外径側へ退避し、開口部３１の径を広げる。そして、光軸ＯＡ方向における２群レンズ枠２３と絞りユニット３０との間隙が小さくなり、２群レンズ枠２３及び２群レンズＬ２の前面側の一部が、絞りユニット３０の開口部３１に挿入される。
以上により、レンズ鏡筒１００は、沈胴状態となる。

また、電源スイッチがオンとなる等により、レンズ鏡筒１００が沈胴状態から撮影状態となる撮影準備動作時には、各回転筒及び直進筒は、不図示のＤＣモータで駆動され、光軸ＯＡ方向に沿って前面側に適宜移動する。これに伴い、１群筒１５，２群筒２０，３群レンズ枠１８も、光軸ＯＡ方向に沿って前面側にそれぞれの所定量だけ移動する。
このとき、１群筒１５の前面側への移動に伴い、突起部１５ａは、絞りユニット３０から離れる。これにより、絞りユニット３０は、バネ２６の付勢力によって、内周面２２ａに沿って光軸ＯＡ方向前面側へ移動し、リング２５に当接して撮影状態での位置に到達する。このとき、２群レンズＬ２は、絞りユニット３０の開口部３１から抜去される。
また、当接していた３群レンズ枠１８がシャッタユニット４０から離れるので、シャッタユニット４０は、バネ２９の付勢力によりシャフト２７に沿って光軸ＯＡ方向後面側へ移動し、リング２８に当接して撮影状態での位置に到達する。
以上により、レンズ鏡筒１００は、撮影状態となる。

以上、本実施形態によると、以下の効果を有する。
（１）沈胴状態において、２群レンズ枠２３とシャッタユニット４０の開口部４１とが嵌合し、かつ、２群レンズ枠２３及び２群レンズＬ２の前面側の一部が、絞りユニット３０の開口部３１に挿入された状態となるので、レンズ鏡筒１００の光軸ＯＡ方向の全長を短くすることができる。
また、光軸ＯＡ方向において、手振れ補正を行う２群レンズＬ２及び２群レンズ枠２３の前面側に絞りユニット３０を配置し、後面側にシャッタユニット４０を配置することにより、絞りユニット３０及びシャッタユニット４０を一体としてブレ補正レンズである２群レンズＬ２の前面側又は後面側に配置した場合に比べ、沈胴動作時の絞りユニット３０及びシャッタユニット４０の光軸ＯＡ方向の移動量を小さくでき、また、絞りユニット３０及びシャッタユニット４０の開口部３１，４１の径を小さくすることができる。これにより、レンズ鏡筒１００の径方向及び光軸ＯＡ方向の寸法を小さくする効果をさらに高めることができる。

（２）沈胴動作において、２群レンズ枠２３は、センタリングされ、その軸が光軸ＯＡと一致した状態でシャッタユニット４０と嵌合して固定（センターロック）される。
従って、光軸ＯＡ方向における２群レンズ枠２３の軸と絞りユニット３０の軸とのずれ等により、２群レンズ枠２３及び２群レンズＬ２と絞りユニット３０がぶつかる等の問題が生じることなく、光軸ＯＡ方向後面側へ容易にかつ素早く移動させることができる。
また、一般に、電源スイッチがオフとなった場合、２群レンズ枠２３は、ボイスコイルモータ２４による駆動を受けないので、手振れ補正時のメカリミット（開口２３ｃ）の領域内で自由な状態となる。しかし、上述のように、２群レンズ枠２３は、シャッタユニット４０と嵌合して固定（センターロック）されるので、容易にかつ安定して素早く絞りユニット３０の開口部３１に挿入できる。

さらに、２群レンズ枠２３の手ブレ補正時の可動範囲（光軸ＯＡに直交する領域）等を考慮して、シャッタユニット４０及び絞りユニット３０やその開口部４１，３１等、２群レンズ枠２３の周辺部材を大きく設計する必要がなく、レンズ鏡筒１００を小径化できる。
さらにまた、図２に示すように、２群レンズ枠２３とシャッタユニット４０との嵌合部分の径は、２群レンズ枠２３の手振れ補正時のメカリミットとなる開口２３ｃの径よりも小さく形成でき、漏光を十分に低減できる。

（３）沈胴動作において、羽３２，４２が外径側へ退避するので、絞りユニット３０の開口部３１の径及びシャッタユニット４０の開口部４１の径は、２群レンズＬ２の有効径よりも大きくなる。
従って、沈胴動作時に、絞りユニット３０やシャッタユニット４０の開口部３１，４１の周縁部や羽３２，４２等が、２群レンズＬ２の凸形状等に当たることなく、その光軸ＯＡ方向の間隙を縮めることが可能である。
さらに、このとき、絞りユニット３０の開口部３１の径、シャッタユニット４０の開口部４１の径は、図１及び図２に示すように、２群レンズ枠２３の外径よりも小さくしても、光軸ＯＡ方向の間隙を十分縮めることができるので、絞りユニット３０及びシャッタユニット４０の外径を小型化できる。

以上のことから、本実施形態によれば、沈胴状態でのレンズ鏡筒１００の径方向の寸法及び光軸ＯＡ方向の全長を、より短くすることができる。

（変形形態）
以上説明した実施形態に限定されることなく、種々の変形や変更が可能である。
（１）２群レンズ枠２３は、絞りユニット３０の開口部３１と嵌合する形態としてもよい。この場合、絞りユニット３０の後板部３４の内周面の後面側の端部に、図示しない斜面部を設けて、嵌合時に２群レンズ枠２３を開口部３１内へ案内するガイドとしてもよい。
また、シャッタユニット４０及び絞りユニット３０は、２群レンズ枠２３及び２群レンズＬ２に対して、前面側にシャッタユニット４０を配置し、後面側に絞りユニット３０を配置する形態としてもよい。

（２）レンズ鏡筒１００は、カメラ本体２００に対して着脱可能な交換レンズとし、カメラ１は、レンズ交換可能なカメラとしてもよい。この場合、上述の沈胴動作は、交換レンズであるレンズ鏡筒１００の縮筒動作として適用される。
（３）絞りユニット３０は、ターレット型の絞りや、ＮＤフィルタを備える絞りとしてもよい。
なお、上述の実施形態及び変形形態は、適宜組み合わせて用いることもできるが、詳細な説明は省略する。また、本発明は以上説明した実施形態等によって限定されることはない。

１：カメラ、１００：レンズ鏡筒、Ｌ２：２群レンズ、２３：２群レンズ枠、２３１：斜面部、３０：絞りユニット、３１開口部、４０：シャッタユニット、４１：開口部、４３：斜面部、ＯＡ：光軸

Claims (11)

1. レンズと、
   前記レンズを保持し、第１嵌合部を有するレンズ保持枠と、
   開口部を有する第１部材と、
   前記レンズに対して前記開口部と反対側に配置され、前記第１嵌合部と嵌合する第２嵌合部を有する第２部材と、を備え、
   前記レンズ及び前記レンズ保持枠の少なくとも一部は、前記開口部へ挿入される
   レンズ鏡筒。
2. 前記レンズは、前記第１嵌合部と前記第２嵌合部との嵌合によって、光軸と直交する方向への移動が制限される
   請求項１に記載のレンズ鏡筒。
3. 前記レンズとは異なる他のレンズを備え、
   前記第１嵌合部と前記第２嵌合部との嵌合によって、前記他のレンズの光軸の方向と前記レンズの光軸の方向とが一致する
   請求項１又は請求項２に記載のレンズ鏡筒。
4. 前記レンズは光軸と直交する方向に移動可能であり、
   前記第１嵌合部と前記第２嵌合部との嵌合によって、前記レンズの位置が固定される
   請求項１から請求項３の何れか１項に記載のレンズ鏡筒。
5. 前記第１嵌合部及び前記第２嵌合部は、光軸に対して傾斜している
   請求項１から請求項４の何れか１項に記載のレンズ鏡筒。
6. 前記第１嵌合部及び前記第２嵌合部は、被写体側の一端より像面側の他端の方が光軸に近くなるように傾斜している
   請求項５に記載のレンズ鏡筒。
7. 前記第１嵌合部と前記第２嵌合部とが嵌合した後に、前記レンズ及び前記レンズ保持枠の少なくとも一部が前記開口部へ挿入される
   請求項１から請求項６の何れか１項に記載のレンズ鏡筒。
8. 前記レンズはブレ補正レンズである
   請求項１から請求項７の何れか１項に記載のレンズ鏡筒。
9. 前記第１部材は、絞り又はシャッタの一方で、
   前記第２部材は、絞り又はシャッタの他方である
   請求項１から請求項８の何れか１項に記載のレンズ鏡筒。
10. 前記第１部材は、前記レンズよりも物体側に配置され、
    前記第２部材は、前記レンズよりも像面側に配置される
    請求項１から請求項９の何れか１項に記載のレンズ鏡筒。
11. 請求項１から請求項１０までの何れか１項に記載のレンズ鏡筒を備える撮像装置。

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