JP3944785B2 - 沈胴式レンズ鏡筒および撮像装置 - Google Patents

Description

本発明は沈胴式レンズ鏡筒および撮像装置に関する。

近年、デジタルスチルカメラやデジタルビデオカメラ等の撮像装置の小型化を図るために鏡筒内に撮影光学系が組み込まれた沈胴式のレンズ鏡筒が多く採用されている。
このようなレンズ鏡筒は、撮影光学系で結像された被写体像を撮像する撮像素子の前方箇所に、その光軸方向に沿って移動可能に配設された可動レンズと、可動レンズを光軸方向に案内する案内機構と、可動レンズを光軸方向に移動させる駆動機構とを有している（例えば特許文献１参照）。
そして、前記駆動機構により可動レンズを、撮像素子側の後方の限界位置に位置させることで鏡筒を沈胴状態としている。可動レンズの前記限界位置への位置決めは、可動レンズに検出片を設けるとともに、前記検出片を検出するフォトインタラプタなどのセンサを鏡筒部分に設け、可動レンズが前記限界位置に位置した際に前記検出片を前記センサが検知し、前記センサの検知信号に基づいて前記駆動機構を制御することでなされている。

特開２００２−２９６４８０号公報

しかしながら、従来のレンズ鏡筒では、前記センサの鏡筒部分に対する取付け精度のばらつき、および、前記駆動機構による可動レンズの移動速度の変化による可動レンズの停止位置精度のばらつき（例えば可動レンズのオーバーランなどに起因するばらつき）を考慮して、前記可動レンズが前記限界位置に位置した際に、可動レンズと鏡筒部分とがぶつからないように両者の間に所定の距離（マージン）を確保しておく必要があり、レンズ鏡筒の沈胴時の光軸方向における寸法の小型化を図る上で不利があった。
本発明は、このような事情に鑑みなされたものであり、その目的はレンズ鏡筒の沈胴時の小型化を図る上で有利なレンズ鏡筒および撮像装置を提供することにある。

上述の目的を達成するため、本発明の沈胴式レンズ鏡筒は、伸縮可能な鏡筒と、前記鏡筒内に配置された撮影光学系と、前記鏡筒に設けられたベースと、前記ベースに設けられ前記撮影光学系によって被写体像が導かれる撮像素子とを備え、前記撮影光学系の光軸方向において被写体が位置する側を前方とし、その反対側を後方としたとき、前記鏡筒は伸張して前方に突出する使用位置と、縮小して後方に移動された収容位置との間を移動するように構成され、前記撮影光学系は、前記光軸方向に移動可能に配設された１群、２群、３群レンズを備え、それら１群、２群、３群レンズは前方から後方に向かってこの順番に配置され、前記ベースは前記３群レンズの後方に配置された沈胴式レンズ鏡筒であって、前記３群レンズは、レンズと、前記レンズを保持するレンズ枠とを有し、前記３群レンズを光軸方向に移動させる駆動機構を設け、前記駆動機構は、前記光軸方向に沿って延在する雄ねじ部材と、前記雄ねじ部材を回転させるモータと、回転が阻止された状態で前記雄ねじ部材に螺合され該雄ねじ部材の回転により雄ねじ部材に沿って移動する雌ねじ部材と、前記レンズ枠に設けられ前記雌ねじ部材の前記光軸方向に沿った端部に臨ませて配置される係合部と、前記係合部を前記雌ねじ部材の前記端部に当接する方向に前記レンズ枠を付勢する付勢部材とを有し、前記雄ねじ部材は、前記雌ねじ部材に螺合する雄ねじ部と、前記係合部を前記雌ねじ部材の端部に当接する方向とは逆の方向における前記雄ねじ部の端部から該雄ねじ部と同軸上に延在し前記雌ねじ部材を構成する雌ねじの内径以下の外径で形成された軸部とを有し、前記雌ねじ部材は、前記雄ねじ部材の雄ねじ部に沿って移動でき、かつ、前記雄ねじ部から該雄ねじ部に隣接する前記軸部の箇所にわたって移動できるように配設され、前記軸部は、前記雄ねじ部の後方に位置する後端から延在し、前記ベースに前記３群レンズを光軸方向に案内する案内機構が設けられ、前記案内機構は、前記光軸方向に沿って延在し前記レンズ枠の軸受部に係合することで前記３群レンズを光軸方向に案内するガイド軸を有し、前記付勢部材はコイルスプリングにより構成され、前記ガイド軸に巻装されその一端が前記軸受部に弾接し他端が鏡筒側に弾接して配設され、前記ガイド軸は前記ベースに取り付けられ、前記ベースは、前記撮像素子の前方に面した箇所から前記光軸に沿って前方に延出された延出部と、前記延出部の先端に連結された先端部と、前記延出部の後端に位置する前記ベース箇所に設けられガイド軸押さえ部材によって塞がれる孔とを有し、前記ガイド軸の前記ベースへの取り付けは、前記ガイド軸の前端が前記先端部に設けられた第１の凹部に嵌合されるとともに、前記ガイド軸の後端が前記ガイド軸押さえ部材に設けられた第２の凹部に嵌合されることでなされ、前記延出部と前記先端部は前記ベースと一体に型成形によって設けられ、前記ガイド押さえ部材は前記ベースと接着剤により固定されていることを特徴とする。
また、本発明の撮像装置は、伸縮可能な鏡筒と、前記鏡筒内に配置された撮影光学系と、前記鏡筒に設けられたベースと、前記ベースに設けられ前記撮影光学系によって被写体像が導かれる撮像素子とを備え、前記撮影光学系の光軸方向において被写体が位置する側を前方とし、その反対側を後方としたとき、前記鏡筒は伸張して前方に突出する使用位置と、縮小して後方に移動された収容位置との間を移動するように構成され、前記撮影光学系は、前記光軸方向に移動可能に配設された１群、２群、３群レンズを備え、それら１群、２群、３群レンズは前方から後方に向かってこの順番に配置され、前記ベースは前記３群レンズの後方に配置された沈胴式レンズ鏡筒を有する撮像装置であって、前記３群レンズは、レンズと、前記レンズを保持するレンズ枠とを有し、前記３群レンズを光軸方向に移動させる駆動機構を設け、前記駆動機構は、前記光軸方向に沿って延在する雄ねじ部材と、前記雄ねじ部材を回転させるモータと、回転が阻止された状態で前記雄ねじ部材に螺合され該雄ねじ部材の回転により雄ねじ部材に沿って移動する雌ねじ部材と、前記レンズ枠に設けられ前記雌ねじ部材の前記光軸方向に沿った端部に臨ませて配置される係合部と、前記係合部を前記雌ねじ部材の前記端部に当接する方向に前記レンズ枠を付勢する付勢部材とを有し、前記雄ねじ部材は、前記雌ねじ部材に螺合する雄ねじ部と、前記係合部を前記雌ねじ部材の端部に当接する方向とは逆の方向における前記雄ねじ部の端部から該雄ねじ部と同軸上に延在し前記雌ねじ部材を構成する雌ねじの内径以下の外径で形成された軸部とを有し、前記雌ねじ部材は、前記雄ねじ部材の雄ねじ部に沿って移動でき、かつ、前記雄ねじ部から該雄ねじ部に隣接する前記軸部の箇所にわたって移動できるように配設され、前記軸部は、前記雄ねじ部の後方に位置する後端から延在し、前記ベースに前記３群レンズを光軸方向に案内する案内機構が設けられ、前記案内機構は、前記光軸方向に沿って延在し前記レンズ枠の軸受部に係合することで前記３群レンズを光軸方向に案内するガイド軸を有し、前記付勢部材はコイルスプリングにより構成され、前記ガイド軸に巻装されその一端が前記軸受部に弾接し他端が鏡筒側に弾接して配設され、前記ガイド軸は前記ベースに取り付けられ、前記ベースは、前記撮像素子の前方に面した箇所から前記光軸に沿って前方に延出された延出部と、前記延出部の先端に連結された先端部と、前記延出部の後端に位置する前記ベース箇所に設けられガイド軸押さえ部材によって塞がれる孔とを有し、前記ガイド軸の前記ベースへの取り付けは、前記ガイド軸の前端が前記先端部に設けられた第１の凹部に嵌合されるとともに、前記ガイド軸の後端が前記ガイド軸押さえ部材に設けられた第２の凹部に嵌合されることでなされ、前記延出部と前記先端部は前記ベースと一体に型成形によって設けられ、前記ガイド押さえ部材は前記ベースと接着剤により固定されていることを特徴とする。

本発明によれば、雌ねじ部材が軸部の箇所上に位置した状態では、雌ねじ部材の雌ねじは雄ねじ部から外れており、モータが回転し続けても雌ねじ部材を光軸方向に移動させることはできず、雌ねじ部材は軸部の箇所上に留まる。したがって、センサを用いて後方への限界位置を決定する場合と違って、センサの鏡筒部分に対する取付け精度のばらつきやモータの回転速度の変化によるばらつきが発生しない。
そのため、光軸方向に沿った可動レンズと鏡筒部分との間の間隔、および、可動レンズと他のレンズ群との間の間隔を前記ばらつき分だけ削減することができ、これによりレンズ鏡筒の沈胴時の光軸方向における寸法の小型化を図る上で有利となる。

レンズ鏡筒の沈胴時の小型化を図るという目的を、可動レンズの駆動機構を構成する雄ねじ部材に、雄ねじが形成されていない軸部を設けることによって実現した。

次に本発明の実施例１について図面を参照して説明する。
図１は実施例１の撮像装置の斜視図、図２は実施例１の撮像装置の構成を示すブロック図である。
図１に示すように、本実施例の撮像装置１００はデジタルスチルカメラであり、外装を構成するケース１０２を有している。
ケース１０２の前面右側部寄りの箇所には撮影光学系１０４を収容保持する沈胴式の鏡筒１が設けられ、ケース１０２の前面上部寄りの箇所には閃光を発光するフラッシュ部１０６、光学式ファインダの対物レンズ１０８などが設けられている。
鏡筒１はケース１０２の内部に組み込まれた駆動部１２４（図２）によってケース１０２の前面から前方に突出した使用位置（広角状態、望遠状態、および広角乃至望遠の中間状態）とケース１０２の前面に収容された収容位置（沈胴状態）との間を出没するように構成されている。
ケース１０２の上端面にはシャッタボタン１１０が設けられ、ケース１０２の後面には、前記光学式ファインダの接眼窓（不図示）、電源のオンオフ、撮影モード、再生モードの切替など種々の操作を行なうための複数の操作スイッチ１１２、撮像した映像を表示するディスプレイ１１４（図２）などが設けられている。

図２に示すように、撮像装置１００は、撮影光学系１０４によって結像された被写体像を撮像する鏡筒１の後端部分に配設されたＣＣＤやＣＭＯＳセンサなどで構成された撮像素子１１６、該撮像素子１１６から出力された撮像信号に基づいて画像データを生成し、メモリカードなどの記憶媒体１１８に記録する画像処理部１２０、前記画像データをディスプレイ１１４に表示させる表示処理部１２２、駆動部１２４、操作スイッチ１１２やシャッタボタン１１０の操作に応じて画像処理部１２０、表示処理部１２２、駆動部１２４を制御するＣＰＵなどを含む制御部１２６などを備えている。

次に、鏡筒１の概略構成について説明する。
図３は鏡筒１の状態を説明する斜視図で、（ａ）が不使用時のレンズ収納状態すなわち沈胴状態を示すもの、（ｂ）が広角状態、（ｃ）が望遠状態を示すものである。図４は沈胴レンズの断面図であり、（ａ）が沈胴状態、（ｂ）が広角状態、（ｃ）が望遠状態を示すものである。図５は沈胴レンズの分解斜視図である。

図４に示すように、鏡筒１は光学的には３群構成である。すなわち、鏡筒１の光軸方向で被写体側を前方とし、前記光軸方向で撮像素子１１６側を後方としたとき、鏡筒１を構成する３群は、前方から後方に向かってこの順番で配設された１群、２群、３群によって構成されている。
鏡筒１は、１群と２群が所定のカムカーブに沿って光軸方向に駆動されることによってズーミングを行い、３群が光軸方向に微小に変位されることによってフォーカッシングを行う。すなわち、１群と２群の変位によって焦点距離を可変し、この焦点距離の変化によって生じた合焦位置のずれを３群の変位によって修正し適切に合焦させるように構成されている。

図４、図５に示すように、１群レンズ枠２は、カム環４のカム溝４ｂに嵌合される３本（複数本）のカムピン２ａと、１群を構成する複数のレンズを挿入・固定する複数のレンズ室２ｂと、収納時、沈胴状態においてレンズ前玉を保護するバリア機構部２ｃとを備えている。
２群レンズ枠３は、カム環４のカム溝４ｃに嵌合される３本（複数本）のカムピン３ａと、２群を構成する複数のレンズを挿入、固定する複数のレンズ室３ｂとを備えている。また、２群レンズ枠３はアイリス・シャッター機構を構成してもよい。
カム環４は、ギアユニットによって駆動されることによりカム環４を固定環６の内径で回転駆動するためのギア部４ａと、１群レンズ枠２のカムピン２ａが嵌合される３本（複数本）のカム溝４ｂと、２群レンズ枠３のカムピン３ａが嵌合される３本（複数本）のカム溝４ｃと、固定環６のカム溝６ａに嵌合される３本（複数本）のカムピン（不図示）とを備えている。
カム溝４ｂおよびカム溝４ｃは、１群および２群を所定のカーブに沿って光軸方向に移動させ、ズーミング動作を行うものである。
直進案内環５は、カム環４と一体的に固定環６の内径で光軸方向に移動する部材で、１群レンズ枠２を光軸方向にガイドする案内溝５ａと、２群レンズ枠３を光軸方向にガイドする案内溝５ｂとを備えている。
固定環６は、ベース８に固定される部材で、カム環４の前記カムピンが嵌合される３本（複数本）のカム溝６ａを備えている。

３群レンズ枠７は３群を構成するレンズ７１を挿入・固定するためのレンズ室を備え、本実施例では３群レンズ枠７とレンズ７１によって本発明の可動レンズ７２が構成されている。
可動レンズ７２は、後述する案内機構１７（図６参照）によってベース８に対して光軸方向に移動可能に保持されることで光軸方向に案内されており、後述する駆動機構１５によって光軸方向に微小に変位されるように構成されている。
ベース８には、固定環６、ガイド軸押え部材９、ギアユニット（不図示）が位置決め・固定される。
ベース８は、光学式ローパスカットフィルタや赤外カットフィルタなどの光学フィルタ１１を挿入・位置決め・固定するための凹部と、鏡筒内部へのゴミなどの侵入を防止し、光学フィルタ１１を弾性付勢するためのシールゴム１２を挿入するための凹部とを備えている。
ベース８には撮像素子１１６が高精度に位置決め・固定される。

ギアユニットは、カム環４をギア部４ａによって駆動するものである。ギア比は、沈胴→広角→望遠および望遠→広角→沈胴の範囲において十分な駆動力を得られるように決められる。ギアユニットは、カム環４を駆動することにより、この沈胴レンズのズーミング動作を行う。

また、本例においては、１群レンズ枠２、２群レンズ枠３、３群レンズ枠７に保持された前記複数のレンズによって本発明の撮影光学系が構成されている。
また、本例において、１群レンズ枠２、２群レンズ枠３、カム環４、直進案内環５、固定環６、３群レンズ枠７、ベース８は、例えばガラス繊維を含有するポリカーボネート樹脂（黒色）などの繊維強化プラスチックで成形され、強度・遮光性と量産性を備えている。

次に、カム環４によるレンズの動作について説明する。
沈胴状態〜広角間の動作において、カム環４はギア部４ａがギアユニットによって駆動力を与えられることにより駆動されて、前記カムピンが固定環６のカム溝６ａに沿って回転しながら光軸方向に被写体側に向けて移動する。このとき、直進案内環５はカム環４と一体的に移動する（図４中矢印Ａ参照）。
このとき、１群レンズ枠２はカムピン２ａがカム溝４ｂおよび案内溝５ａに沿って所定のカーブによって移動する（図４中矢印Ｂ参照）。このとき、２群レンズ枠３はカムピン３ａがカム溝４ｃおよび案内溝５ｂに沿って所定のカーブによって移動する（図４中矢印Ｃ参照）。以上により、１群および２群は所定の位置に移動し、光学的に広角の位置になる。

広角〜望遠間の動作においても、カム環４はギア部４ａがギアユニットによって駆動力を与えられることにより駆動されるが、この範囲においてカム溝６ａはカム環４が光軸方向に駆動しないように形成されており、直進案内環５も光軸方向に移動しない（図４中矢印Ｄ参照）。
このとき、１群レンズ枠２はカムピン２ａがカム溝４ｂおよび案内溝５ａに沿って所定のカーブによって移動する（図４中矢印Ｅ参照）。このとき、２群レンズ枠３はカムピン３ａがカム溝４ｃおよび案内溝５ｂに沿って所定のカーブによって移動する（図２中矢印Ｆ参照）。以上により、１群および２群は所定のカーブに沿って移動し、光学的に広角〜望遠間を移動することによってズーミング動作を行う。

望遠→広角→沈胴状態については、ギアユニットを上記動作と反対向きに駆動することでカム環４を反対向きに回転させることによって行う。上記のギアユニットによるカム環４の駆動によって鏡筒１は沈胴動作およびズーミング動作を行うが、これとは別に駆動機構１５によって可動レンズ７２が光軸方向に微小に変位することによりフォーカッシング動作を行う（図４中矢印Ｇ参照）。

次に、本実施例に係る撮像装置の主要な部分である、可動レンズ７２と、駆動機構１５と、案内機構１７の構成について詳細に説明する。
図６は実施例１に係る撮像装置の要部を説明する分解斜視図、図７は実施例１に係る撮像装置の要部の組み立て状態を説明する斜視図、図８は実施例１に係る撮像装置の要部の組み立て状態を説明する斜視図、図９は駆動機構１５の斜視図、図１０は３群レンズ枠が限界位置よりも前方の位置に位置した状態を示す駆動機構１５の近傍の断面図、図１１は３群レンズ枠が限界位置に位置した状態を示す駆動機構１５の近傍の断面図、図１２は図１０、図１１の平面図、図１３は雄ねじ部材と雌ねじ部材の断面図である。

図６乃至図８に示すように、３群レンズ枠７は環板状に形成されその中央開口部にレンズ７１が保持されており、３群レンズ枠７の径方向外側箇所で周方向に間隔をおいた箇所に第１軸受部７ａと第２軸受部７ｂとが設けられている。
第１軸受部７ａ、第２軸受部７ｂには、光軸方向に沿って延在するガイド軸１４、８ｂが挿通されており、ガイド軸１４、８ｂは、例えば均一外径の円柱状に形成されベース８に取付けられている。
本実施では、これらガイド軸１４、８ｂ、第１、第２軸受部７ａ、７ｂによって、３群レンズ枠７、すなわち可動レンズ７２をレンズ７１の光軸方向に沿って往復直線移動可能に案内する案内機構１７が構成されている。

図６乃至図８に示すように、ガイド軸１４のベース８への取付は、ガイド軸支持壁９１およびガイド軸押え部材９を用いてガイド軸１４の前後両端を支持することでなされている。
ガイド軸支持壁９１はベース８と一体に例えば型成形によって設けられている。
ガイド軸支持壁９１は、ベース８の撮像素子１１６の前方に面した箇所から前記光軸に沿って前方に延在する２つの延出部９１ａと、延出部９１ａの先端を連結する先端部９１ｂとで構成され、先端部９１ｂはベース８に臨んでいる。また、２つの延出部９１ａは、ガイド軸１４をその周方向から挟むような２箇所に沿って設けられている。
先端部９１ｂ、すなわちガイド軸支持壁９１の前端には、ガイド軸１４の前端を保持する凹部９１ｃ（特許請求の範囲の第１の凹部に相当）が設けられ、該凹部９１ｃはガイド軸１４の先端が挿入される有底状の円柱孔で形成されている。この有底状の孔は例えば断面Ｄ字形を呈している。

ガイド軸支持壁９１の後端に位置するベース８箇所、言い換えるとガイド軸１４の突出方向に向いたベース８の前面箇所には、小径孔８Ａ（特許請求の範囲の孔に相当）が設けられ、この小径孔８Ａと同軸上でベース８の後面に大径凹部８Ｂ（特許請求の範囲の孔に相当）が設けられている。これら小径孔８Ａ、大径凹部８Ｂは、凹部９１ｃとほぼ同軸上に形成されている。
ガイド軸押え部材９は円盤状を呈し、小径軸部９Ａと、小径軸部９Ａと同軸上の大径軸部９Ｂと、小径軸部９Ａの端面に設けられた嵌合孔９Ｃ（特許請求の範囲の第２の凹部に相当）とを有し、これら小径軸部９Ａ、大径軸部９Ｂ、嵌合孔９Ｃとは同軸上に設けられている。なお、図１０および図１１においては、本発明の要部を明確にするためガイド軸押え部材９の形状は均一外径の円柱状に描かれている。
小径軸部９Ａは、小径孔８Ａよりも直径が小さく形成され、大径軸部９Ｂは、大径凹部８Ｂよりも直径が小さく形成されている。嵌合孔９Ｃは、ガイド軸１４の後端が嵌合される有底状の孔で形成されている。この有底状の孔は例えば断面Ｄ字形を呈している。
なお、ガイド軸押え部材９は、円盤状以外の形状、例えば楕円板状、多角形板状などであってもかまわない。同様に、小径孔８Ａおよび大径凹部８Ｂの形状も円形以外の形状であってもかまわない。
また、ガイド軸押さえ部材９に大径凹部８Ｂの縁部にベース８の前面側から係止する凸部を設ければ、衝撃荷重がガイド軸押え部材９に加わった際の強度を保証する上で有利となる。この場合、前記凸部はガイド軸押え部材９を光軸と直交する方向に位置調整する際の妨げにはならない。

ガイド軸押え部材９は、大径軸部９Ｂが大径凹部８Ｂに収容されるとともに小径軸部９Ａが小径孔８Ａに収容され、かつ、大径軸部９Ｂと小径軸部９Ａとの境をなす平坦な環状端面からなる当接面が大径凹部８Ｂの底面からなる当接面に当て付けられて配設されている。
そして、ガイド軸１４は、その前端が凹部９１ｃに保持されるとともに、後端が嵌合孔９Ｃに嵌合固定された状態で、ガイド軸１４の延在方向に対して直交する方向にガイド軸押え部材９が動かされ、これによりレンズ７１の光軸が１群および２群のレンズの光軸と平行するように位置調節がなされる。
この位置調節は、例えば、市販のＸＹテーブルなどを用いて行なわれる。
位置調節後、大径凹部８Ｂに接着剤Ｓが塗布され大径凹部８Ｂ内において大径軸部９Ｂが固定され、これによりガイド軸押え部材９がベース８に固定されている。すなわち、小径軸部９Ａが小径孔８Ａに挿通され小径軸部９Ａの外周面と小径孔８Ａの内周面との間に隙間が確保された状態で当接面と当接面とが当接されて固定されている。前記接着剤Ｓとしては例えばＵＶ硬化型接着剤を用いることができ、その場合には接着剤Ｓを硬化させるために紫外線を照射することになる。
なお、ガイド軸１４のベース８への取付けを行なう構成は上述したものに限定されるものではなく任意である。

図６、図９乃至図１２に示すように、駆動機構１５は、可動レンズ７２を光軸方向に移動させるものであり、前記光軸方向に沿って延在する雄ねじ部材１５０２と、雄ねじ部材１５０２を回転させるステッピングモータなどからなるモータ１５０４と、雄ねじ部材１５０２に螺合する雌ねじ部材１５０６と、３群レンズ枠７の係合部７００２と、コイルスプリング１５０８（特許請求の範囲の付勢部材に相当）とを有している。

図８、図９に示すように、モータ１５０４は、モータ配設用部材１５１０に取着されており、雄ねじ部材１５０２はモータ１５０４に連結され、可動レンズ７２の光軸方向と平行する方向に延在している。
モータ配設用部材１５１０は、モータ１５０４のケースの端面に取着される第１支片１５１０Ａと、第１支片１５１０Ａに対向する第２支片１５１０Ｂと、これら第１、第２支片１５１０Ａ、１５１０Ｂを連結する第３支片１５１０Ｃとを備えている。
第１支片１５１０Ａには、雄ねじ部材１５０２の延在方向に対して直交する面に沿って突出形成された突出部１５１０Ｄが設けられている。この突出部１５１０Ｄには、ねじ挿通用の孔１５１０Ｅと、位置決め用孔１５１０Ｆとが形成され、図８に示すように、位置決め用孔１５１０Ｆがベース８のボスに係合された状態で、ねじ２０２を孔１５１０Ｅからベース８に設けられたねじ孔に螺合することでモータ配設用部材１５１０がベース８に取着されている。なお、本実施例では、ねじ挿通用の孔１５１０Ｅの半径方向外側の箇所に係合溝１５１０Ｅ−１が形成されており、該係合溝１５１０Ｅ−１がベース８側に設けられた凸部に係合されることでモータ配設用部材１５１０が孔１５１０Ｅを中心に揺動しないように構成されている。
図９に示すように、第３支片１５１０Ｃは第１支片１５１０Ａの基端から延在しており、第２支片１５１０Ｂは第３支片１５１０Ｃの先端に設けられている。
雄ねじ部材１５０２の先端（可動レンズ７２の光軸方向の前方の端部）は、第２支片１５１０Ｂの軸受孔などを介して回転可能に支持されている。
モータ配設用部材１５１０の第１、第２支片１５１０Ａ、１５１０Ｂの間には、回り止め用のロッド１５１２が雄ねじ部材１５０２と間隔をおいてほぼ平行に延在するように取付けられている。

雌ねじ部材１５０６は雄ねじ部材１５０２に螺合され、雌ねじ部材１５０６の係合凹部１５０６Ｂがロッド１５１２に係合し、これにより雌ねじ部材１５０６の回転が阻止されており、雄ねじ部材１５０２の正逆転により雌ねじ部材１５０６が雄ねじ部材１５０２の長手方向に沿って往復移動するように構成されている。
また、図１０、図１２に示すように、雌ねじ部材１５０６が可動レンズ７２の光軸方向の後方に臨む端部１５０６Ａは、３群レンズ枠７の外周部の一部をなす係合部７００２に当接可能に設けられている。
雄ねじ部材１５０２は、図９、図１０、図１３に示すように、雌ねじ部材１５０６に螺合する雄ねじ部１５０２Ａと、係合部７００２を雌ねじ部材１５０６の端部１５０６Ａに当接する方向とは逆の方向における雄ねじ部１５０２Ａの端部から該雄ねじ部１５０２Ａと同軸上に延在する軸部１５０２Ｂとを有している。言い換えると、軸部１５０２Ｂは、可動レンズ７２の光軸方向の後方の雄ねじ部１５０２Ａの端部から光軸方向の後方に延在している。
軸部１５０２Ｂは、雌ねじ部材１５０６を構成する雌ねじの内径ｄ１以下の外径ｄ２で形成されている。より詳細には、軸部１５０２Ｂの外径は、該軸部１５０２Ｂ上に雌ねじ部材１５０６が位置した状態で、雌ねじ部材１５０６が軸部１５０２Ｂの半径方向にがたつくことなく軸部１５０２Ｂの長手方向に円滑に移動できる寸法で形成されている。
なお、雄ねじ部１５０２Ａの端部に小径部を形成し、この小径部に滑り軸受を装着し、滑り軸受により軸部１５０２Ｂを構成するなどは任意である。

また、図１０、図１１に示すように、雌ねじ部材１５０６は、雄ねじ部材１５０２の雄ねじ部１５０２Ａと、雄ねじ部１５０２Ａに隣接する軸部１５０２Ｂの箇所１５０２Ｃとにわたって該雄ねじ部材１５０２に沿って移動できるように配設されている。
より詳細には、雌ねじ部材１５０６は、雄ねじ部材１５０２が正逆転すると、雄ねじ部１５０２Ａに螺合している状態では雄ねじ部１５０２Ａに沿って直線移動する。
また、雄ねじ部材１５０２の正転または逆転により雄ねじ部１５０２Ａに沿って軸部１５０２Ｂの箇所１５０２Ｃ側に移動してくると、図１３に示すように、雌ねじ部材１５０６は雄ねじ部１５０２Ａから外れ、軸部１５０２Ｂの箇所１５０２Ｃ上に位置できるように配設されている。
コイルスプリング１５０８は、ガイド軸１４に巻装されその一端が３群レンズ枠７の第１軸部７ａに弾接し他端がベース８側に弾接して配設されており、係合部７００２を雌ねじ部材１５０６の端部１５０６Ａに当接する方向に３群レンズ枠７を付勢している。言い換えると、コイルスプリング１５０８は３群レンズ枠７を光軸方向の前方に付勢し、３群レンズ枠７を常時雌ねじ部材１５０６に弾接させている。したがって、３群レンズ枠７、すなわち可動レンズ７２は雌ねじ部材１５０６の動きに追従して光軸方向に往復直線移動することになる。
さらに、可動レンズ７２の光軸上に位置するベース８箇所に開口が形成され、前記開口に臨むベース８の後面には収容凹部８ｃが設けられ、撮像素子１１６は収容凹部８ｃに収容保持されている。

また、３群レンズ枠７のベース８に面した箇所には検知片７３が光軸方向の後方に向けて突設されており、該検知片７３に臨むベース８箇所にはフォトインタラプタからなるセンサ１８が配設されている。
このセンサ１８は可動レンズ７２の基準位置（原点）を設定するために用いられ、可動レンズ７２の基準位置の設定は次のようになされる。
すなわち、モータ１５０４の回転により可動レンズ７２が光軸方向に移動し検知片７３がセンサ１８によって検知されると、その検知がなされた際のモータ１５０４の回転位置が光軸方向の位置制御を行なう際の基準位置（原点）として設定される。そして、前記基準位置を基準としてモータ１５０４の回転量が制御されることで可動レンズ７２の光軸方向の移動量（移動位置）が制御される。例えば、モータ１５０４がステッピングモータであれば、前記基準位置を基準として前記ステッピングモータに供給する駆動信号のパルス数を制御することで可動レンズ７２の移動制御（位置制御）が行なわれる。
このような基準位置の設定は、例えば、撮像装置１００の電源が投入された時点、あるいは、撮像装置１００が撮影モードに設定された時点で行なわれる。
なお、本実施例では、鏡筒１、可動レンズ７２と、案内機構１７、駆動機構１５によって本発明のレンズ鏡筒が構成されている。

次に可動レンズ７２および駆動機構１５の動作について説明する。
鏡筒１が前記収容位置（沈胴位置）から使用位置に移動する場合には、まず、前記ギアユニットが駆動されることでカム環４が駆動され１群レンズ枠２および２群レンズ枠３が光軸方向の前方に移動される。
ここで、モータ１５０４の正転により可動レンズ７２が光軸方向の前方に移動し、逆転により光軸方向の後方に移動するとした場合、図１１から図１０に示すように、モータ１５０４が正転すると、雌ねじ部材１５０６はコイルスプリング１５０８により係合部７００２を介して光軸方向の前方に付勢されているので、雄ねじ部材１５０２の正転に応じて雌ねじ部材１５０６の雌ねじは軸部１５０２Ｂの箇所１５０２Ｃ上から雄ねじ部１５０２Ａに螺合する。これにより、可動レンズ７２は、光軸方向の前方に移動され、モータ１５０４の正逆回転によって雌ねじ部材１５０６が雄ねじ部１５０２Ａ上で光軸方向に往復直線移動され、これにより可動レンズ７２がフォーカッシング動作を行なう。

次に、鏡筒１が使用位置からケース１０２の前面に収容された収容位置（沈胴位置）に移動する場合には、まず、図１０から図１１に示すように、モータ１５０４が逆転することにより雌ねじ部材１５０６が光軸方向の後方に移動され、雄ねじ部１５０２Ａから軸部１５０２Ｂに向かって移動される。そして、図１３に示すように、雌ねじ部材１５０６の雌ねじが雄ねじ部１５０２Ａから外れ、雌ねじ部材１５０６は軸部１５０２Ｂの箇所１５０２Ｃ上に位置する。
雌ねじ部材１５０６が軸部１５０２Ｂの箇所１５０２Ｃ上に位置した状態では、雌ねじ部材１５０６の雌ねじは雄ねじ部１５０２Ａから外れており、モータ１５０４が逆転し続けても雌ねじ部材１５０６を光軸方向に移動させることはできず、一方、雌ねじ部材１５０６はコイルスプリング１５０８により係合部７００２を介して光軸方向の前方に付勢されているので、雌ねじ部材１５０６は軸部１５０２Ｂの箇所１５０２Ｃ上に留まることになる。より詳細には、雌ねじ部材１５０６の雌ねじの上端箇所と、雄ねじ部１５０２Ａの雄ねじの下端箇所とが当接した状態で、雌ねじ部材１５０６は軸部１５０２Ｂの箇所１５０２Ｃ上に留まることになる。
すなわち、可動レンズ７２はコイルスプリング１５０８、係合部７００２、雌ねじ部材１５０６、雄ねじ部材１５０２を介して光軸方向に往復直線移動することから、雌ねじ部材１５０６が雄ねじ部１５０２Ａに隣接する軸部１５０２Ｂの箇所１５０２Ｃ上に位置した状態で可動レンズ７２はそれ以上光軸方向の後方へ移動できなくなり、したがって、雌ねじ部材１５０６が軸部１５０２Ｂの箇所１５０２Ｃ上に位置した状態で可動レンズ７２がそれ以上光軸方向の後方へ移動できなくなる可動レンズ７２の後方限界位置となる。
可動レンズ７２が後方限界位置に到達するために必要な回転量以上モータ１５０４が逆転されると、モータ１５０４の逆転が停止され、次いで前述したように前記ギアユニットが駆動されることでカム環４が駆動され１群レンズ枠２および２群レンズ枠３も光軸方向の後方に移動され鏡筒１は沈胴状態とされる。

本実施例によれば、可動レンズ７２の後方限界位置は、雌ねじ部材１５０６が軸部１５０２Ｂの箇所１５０２Ｃ上に位置しそれ以上後方に移動できなくなる位置なので、センサ７２を用いて後方限界位置を決定する場合と違って、センサ７２の鏡筒部分に対する取付け精度のばらつきやモータの回転速度の変化による可動レンズ７２の停止位置精度のばらつきが発生しない。
そのため、可動レンズ７２と該可動レンズ７２の後方に位置する鏡筒部分（ベース８）との間の間隔、および、可動レンズ７２と該可動レンズ７２の前方に位置する他のレンズ群（２群レンズ枠２およびそれに保持されているレンズ）との間の間隔を前記ばらつき分だけ削減することができ、これによりレンズ鏡筒の沈胴時の光軸方向における寸法の小型化を図る上で有利となる。
また、モータ１５０４の回転速度や速度変化などの如何に拘わらず可動レンズ７２の後方限界位置はばらつくことがないので、例えば鏡筒１を沈胴するに際してモータ１５０４を高速回転させ可動レンズ７２を高速で後方限界位置に移動させることができ、鏡筒１の沈胴動作に要する時間を短縮する上で有利となる。

なお、本実施例では、可動レンズ７２の後方限界位置に本発明を適用した場合について説明したが、光軸方向の前方である前方限界位置にも本発明は無論適用される。
また、本実施例では、撮像装置としてデジタルスチルカメラを用いて説明したが、本発明は、ビデオカメラ、その他種々の撮像装置に適用可能である。

実施例１の撮像装置の斜視図である。 実施例１の撮像装置の構成を示すブロック図である。 鏡筒１の状態を説明する斜視図で、（ａ）が不使用時のレンズ収納状態すなわち沈胴状態を示すもの、（ｂ）が広角状態、（ｃ）が望遠状態を示すものである。 沈胴レンズの断面図であり、（ａ）が沈胴状態、（ｂ）が広角状態、（ｃ）が望遠状態を示すものである。 沈胴レンズの分解斜視図である。 実施例１に係る撮像装置の要部を説明する分解斜視図である。 実施例１に係る撮像装置の要部の組み立て状態を説明する斜視図である。 実施例１に係る撮像装置の要部の組み立て状態を説明する斜視図である。 駆動機構１５の斜視図である。 ３群レンズ枠が限界位置よりも前方の位置に位置した状態を示す駆動機構１５の近傍の断面図である。 ３群レンズ枠が限界位置に位置した状態を示す駆動機構１５の近傍の断面図である。 図１０、図１１の平面図である。 雄ねじ部材と雌ねじ部材の断面図である。

符号の説明

１００……撮像装置、１０２……ケース、１１６……撮像素子、１……鏡筒、７……３群レンズ枠、７１……レンズ、７２……可動レンズ、７００２……係合部、８……ベース、１５……駆動機構、１５０２……雄ねじ部材、１５０２Ａ……雄ねじ部、１５０２Ｂ……軸部、１５０６……雌ねじ部材、１５０６Ａ……端部、１５０８……コイルスプリング、１７……案内機構。

Claims (4)

1. 伸縮可能な鏡筒と、前記鏡筒内に配置された撮影光学系と、前記鏡筒に設けられたベースと、前記ベースに設けられ前記撮影光学系によって被写体像が導かれる撮像素子とを備え、
   前記撮影光学系の光軸方向において被写体が位置する側を前方とし、その反対側を後方としたとき、前記鏡筒は伸張して前方に突出する使用位置と、縮小して後方に移動された収容位置との間を移動するように構成され、
   前記撮影光学系は、前記光軸方向に移動可能に配設された１群、２群、３群レンズを備え、それら１群、２群、３群レンズは前方から後方に向かってこの順番に配置され、
   前記ベースは前記３群レンズの後方に配置された沈胴式レンズ鏡筒であって、
   前記３群レンズは、レンズと、前記レンズを保持するレンズ枠とを有し、
   前記３群レンズを光軸方向に移動させる駆動機構を設け、
   前記駆動機構は、前記光軸方向に沿って延在する雄ねじ部材と、前記雄ねじ部材を回転させるモータと、回転が阻止された状態で前記雄ねじ部材に螺合され該雄ねじ部材の回転により雄ねじ部材に沿って移動する雌ねじ部材と、前記レンズ枠に設けられ前記雌ねじ部材の前記光軸方向に沿った端部に臨ませて配置される係合部と、前記係合部を前記雌ねじ部材の前記端部に当接する方向に前記レンズ枠を付勢する付勢部材とを有し、
   前記雄ねじ部材は、前記雌ねじ部材に螺合する雄ねじ部と、前記係合部を前記雌ねじ部材の端部に当接する方向とは逆の方向における前記雄ねじ部の端部から該雄ねじ部と同軸上に延在し前記雌ねじ部材を構成する雌ねじの内径以下の外径で形成された軸部とを有し、
   前記雌ねじ部材は、前記雄ねじ部材の雄ねじ部に沿って移動でき、かつ、前記雄ねじ部から該雄ねじ部に隣接する前記軸部の箇所にわたって移動できるように配設され、
   前記軸部は、前記雄ねじ部の後方に位置する後端から延在し、
   前記ベースに前記３群レンズを光軸方向に案内する案内機構が設けられ、
   前記案内機構は、前記光軸方向に沿って延在し前記レンズ枠の軸受部に係合することで前記３群レンズを光軸方向に案内するガイド軸を有し、
   前記付勢部材はコイルスプリングにより構成され、前記ガイド軸に巻装されその一端が前記軸受部に弾接し他端が鏡筒側に弾接して配設され、
   前記ガイド軸は前記ベースに取り付けられ、
   前記ベースは、前記撮像素子の前方に面した箇所から前記光軸に沿って前方に延出された延出部と、前記延出部の先端に連結された先端部と、前記延出部の後端に位置する前記ベース箇所に設けられガイド軸押さえ部材によって塞がれる孔とを有し、
   前記ガイド軸の前記ベースへの取り付けは、前記ガイド軸の前端が前記先端部に設けられた第１の凹部に嵌合されるとともに、前記ガイド軸の後端が前記ガイド軸押さえ部材に設けられた第２の凹部に嵌合されることでなされ、
   前記延出部と前記先端部は前記ベースと一体に型成形によって設けられ、
   前記ガイド押さえ部材は前記ベースと接着剤により固定されている、
   ことを特徴とする沈胴式レンズ鏡筒。
2. 前記レンズ枠が前記光軸方向に沿って移動する際の移動量あるいは移動位置の基準となる基準位置を検出するセンサが設けられていることを特徴とする請求項１記載のレンズ鏡筒。
3. 伸縮可能な鏡筒と、前記鏡筒内に配置された撮影光学系と、前記鏡筒に設けられたベースと、前記ベースに設けられ前記撮影光学系によって被写体像が導かれる撮像素子とを備え、
   前記撮影光学系の光軸方向において被写体が位置する側を前方とし、その反対側を後方としたとき、前記鏡筒は伸張して前方に突出する使用位置と、縮小して後方に移動された収容位置との間を移動するように構成され、
   前記撮影光学系は、前記光軸方向に移動可能に配設された１群、２群、３群レンズを備え、それら１群、２群、３群レンズは前方から後方に向かってこの順番に配置され、
   前記ベースは前記３群レンズの後方に配置された沈胴式レンズ鏡筒を有する撮像装置であって、
   前記３群レンズは、レンズと、前記レンズを保持するレンズ枠とを有し、
   前記３群レンズを光軸方向に移動させる駆動機構を設け、
   前記駆動機構は、前記光軸方向に沿って延在する雄ねじ部材と、前記雄ねじ部材を回転させるモータと、回転が阻止された状態で前記雄ねじ部材に螺合され該雄ねじ部材の回転により雄ねじ部材に沿って移動する雌ねじ部材と、前記レンズ枠に設けられ前記雌ねじ部材の前記光軸方向に沿った端部に臨ませて配置される係合部と、前記係合部を前記雌ねじ部材の前記端部に当接する方向に前記レンズ枠を付勢する付勢部材とを有し、
   前記雄ねじ部材は、前記雌ねじ部材に螺合する雄ねじ部と、前記係合部を前記雌ねじ部材の端部に当接する方向とは逆の方向における前記雄ねじ部の端部から該雄ねじ部と同軸上に延在し前記雌ねじ部材を構成する雌ねじの内径以下の外径で形成された軸部とを有し、
   前記雌ねじ部材は、前記雄ねじ部材の雄ねじ部に沿って移動でき、かつ、前記雄ねじ部から該雄ねじ部に隣接する前記軸部の箇所にわたって移動できるように配設され、
   前記軸部は、前記雄ねじ部の後方に位置する後端から延在し、
   前記ベースに前記３群レンズを光軸方向に案内する案内機構が設けられ、
   前記案内機構は、前記光軸方向に沿って延在し前記レンズ枠の軸受部に係合することで前記３群レンズを光軸方向に案内するガイド軸を有し、
   前記付勢部材はコイルスプリングにより構成され、前記ガイド軸に巻装されその一端が前記軸受部に弾接し他端が鏡筒側に弾接して配設され、
   前記ガイド軸は前記ベースに取り付けられ、
   前記ベースは、前記撮像素子の前方に面した箇所から前記光軸に沿って前方に延出された延出部と、前記延出部の先端に連結された先端部と、前記延出部の後端に位置する前記ベース箇所に設けられガイド軸押さえ部材によって塞がれる孔とを有し、
   前記ガイド軸の前記ベースへの取り付けは、前記ガイド軸の前端が前記先端部に設けられた第１の凹部に嵌合されるとともに、前記ガイド軸の後端が前記ガイド軸押さえ部材に設けられた第２の凹部に嵌合されることでなされ、
   前記延出部と前記先端部は前記ベースと一体に型成形によって設けられ、
   前記ガイド押さえ部材は前記ベースと接着剤により固定されている、
   ことを特徴とする撮像装置。
4. 前記鏡筒が前記使用位置から前記収容位置に移動するに際しては、前記駆動機構により前記雄ねじ部材を駆動させて前記雌ねじ部材を前記軸部上に位置させることにより、前記３群レンズがそれ以上光軸方向の後方へ移動できなくなる後方限界位置に位置するように構成されていることを特徴とする請求項３記載の撮像装置。

Images