JP4526401B2

JP4526401B2 - レンズバリア装置及びこれを備えた撮像装置

Info

Publication number: JP4526401B2
Application number: JP2005019782A
Authority: JP
Inventors: 悟多田; 誠一大石
Original assignee: Seiko Precision Inc
Current assignee: Seiko Precision Inc
Priority date: 2005-01-27
Filing date: 2005-01-27
Publication date: 2010-08-18
Anticipated expiration: 2025-01-27
Also published as: JP2006208676A

Description

本発明はレンズバリア装置に関する。より詳細には、撮影レンズ保護のためレンズ鏡筒の前面にセットされるレンズバリア装置及び撮像装置に関する。

カメラ等の撮像装置のレンズ鏡筒前面にレンズバリア装置を配備すると外部から進入する砂塵等から撮影レンズを保護することができる。しかし、レンズ鏡筒の被写体側に更にセクタを揺動させる装置を設けることになるので、撮像装置が大型化すると共に構成が複雑化してしまう。そこで、本出願人は、先に（特願２００４−２６３１０７〜特願２００４−２６３１０９、これらを以下、先願と称す）小型でバリア羽根（セクタ）を開閉位置に安定に保持できるレンズバリア装置を提案している。本願はこのレンズバリア装置の改良を提案するものである。

先願では、セクタ基板に複数（実施例では２個）の支軸が立設されており、各支軸で内セクタ及び外セクタを同軸に軸支してセクタ基板の開口を開閉する。このレンズバリア装置は、セクタを複数に分割して形成することにより小型を図っている。また、レンズバリア装置は内セクタに駆動力を伝達して揺動させ、内セクタに外セクタを従動させることで駆動機構の簡素化も図っている。

上記内セクタは、この内セクタ及び外セクタを間にしてセクタ基板とは反対側に配置されている駆動リングと、この駆動リングに一端が係止されているコイルバネ（ばね部材）により駆動されている。コイルバネは内セクタを揺動させるための付勢力を付与するために配置されているが、コイルバネと内セクタとを同一面内に配置できない。そのため、コイルバネの付勢力の一部が内セクタを傾斜させるように作用してしまう。内セクタが傾斜すると内セクタ同士が当接する部分や、内セクタと外セクタとが重なり合う部分に隙間が発生して砂塵等の侵入を確実に防止できなくなる場合がある。

そこで、本発明の目的は、小型を促進するためセクタを分割形成し、ばね部材を用いてセクタを揺動させる場合でもセクタ間に隙間を発生させることなく確実にレンズ前面を閉じることができるレンズバリア装置及び撮像装置を提供することである。

上記目的は、撮影用の開口が形成されているセクタ基板と、前記セクタ基板に立設された支軸と、前記支軸に同軸で軸支された第１のセクタ及び第２のセクタと、前記第１及び第２のセクタを間にして前記セクタ基板とは反対側に配設され前記第１のセクタに一定方向への付勢力を付与するばね部材とを備え、前記第１のセクタに前記第２のセクタを従動させて前記開口を開閉するレンズバリア装置であって、前記第１のセクタが、前記支軸に嵌合すると共に端部が前記セクタ基板に当接する軸受部を備えているレンズバリア装置によって達成される。

本発明によると、第１のセクタが、支軸に嵌合すると共に端部がセクタ基板に当接する軸受部を備えているので、ばね部材を接続しても軸受部がセクタ基板に当接することによって傾斜を防止できるので、セクタ間に隙間を発生させることなく確実にレンズ前面を閉じことができる。よって、このレンズバリア装置は撮像装置のレンズを確実に保護できる。また、前記第１のセクタが、前記ばね部材から付勢力を受けた際に、前記セクタ基板側の部材に当接する突出部を備える構造としてもよい。

そして、前記支軸が前記セクタ基板に複数立設されており、該支軸のそれぞれに前記第１及び第２のセクタが軸支され、前記第２のセクタが前記開口を閉じる位置に移動したときに互いに当接するように配置されている構造を採用してもよい。

また、前記第２のセクタが、前記第１のセクタの前記軸受部の外周に嵌合すると共に端部が前記セクタ基板に当接する軸受部と、前記セクタ基板に当接する傾斜を防止する突出部とを備えている構造としてもよい。また、前記第１及び第２のセクタの前記突出部は、互いに重なるように形成することが好ましい。上記レンズバリア装置を備えた撮像装置であれば、撮影レンズを確実に保護できる。

以上説明したように、本発明によると小型を促進するためセクタを分割形成し、ばね部材を用いてセクタを揺動させる場合でもセクタ間に隙間を発生させることなく確実にレンズ前面を閉じることができるレンズバリア装置を提供できる。

以下、図面に基づいて本発明の一実施形態に係るレンズバリア装置を説明する。レンズバリア装置は撮像素子やフィルム等で撮影するときに開いて撮影可能とし、非撮影時には閉じて撮影レンズ等を保護している。図１はレンズバリア装置１が閉じの状態にあるときの様子を示した図、図２は図１のレンズバリア装置１の側部断面図、図３はレンズバリア装置１に含まれている揺動リング３を取出して示した図である。本レンズバリア装置１は、カメラのレンズ鏡筒の前側に装着して使用される。なお、ここでは図１及び図２に示すように、Ｘ，Ｙ，Ｚの３軸を仮想で設定し、発明の理解を容易とするために用いる。図２におけるＺ方向での左側がレンズバリア装置１の前面側であり、右側が背面側となる。この背面側に図示のようにレンズ鏡筒４がセットされる。

図１から図３を参照して、レンズバリア装置１の構成を説明する。レンズバリア装置１は揺動する４枚のセクタ（羽根）１１〜１４を含んでいる。より具体的には、レンズバリア装置１は第１の内セクタ１１及び第２の内セクタ１２（第１のセクタ）、並びに第１の外セクタ１３及び第２の外セクタ１４（第２のセクタ）を含んでいる。これらのセクタ１１〜１４はセクタ基板２に揺動自在に装着されている。セクタ基板２の中央部には撮影用の開口２ＨＬが形成されている。また、図１で確認できるように、これらのセクタ１１〜１４はセクタ基板２の所定位置に立設した２つの支軸１５、１６を中心に揺動する。第１の内セクタ１１及び第１の外セクタ１３は支軸１５を中心に、また第２の内セクタ１２及び第２の外セクタ１４は支軸１６を中心に揺動するようになっている。そして、図２で確認できるように、第１の内セクタ１１と第２の内セクタ１２とは同じ面内に存在し、閉じたときには互いの端部が当接するように配設されている。第１の外セクタ１３及び第２の外セクタ１４は、僅かな間隔をおいて、内セクタ１１、１２の前面側に配置されている。これらのセクタ１１〜１４については後において詳述する。

セクタ１１〜１４の背面側（図２で右側）には揺動リング３が配置されている。図３は、揺動リング３を確認し易いように取出して示している。この揺動リング３が周方向に回動することにより前記セクタ１１〜１４を揺動させる。揺動リング３は周部に歯列３７を備えている。この歯列３７はＸ方向に回転軸があるウォームギア９Ｗと噛合している。揺動リング３はウォームギア９Ｗから駆動力を受けて両方向に回転する。この揺動リング３は中央に撮影用の開口３ＨＬを有している。

揺動リング３にはばね部材であるコイルバネ２１、２２の一端を係止されるための係止部３１、３２が形成されている。そして、コイルバネ２１，２２の他端が位置する周辺部には、開口３３、３４が形成されている。第１の内セクタ１１及び第２の内セクタ１２のそれぞれは、コイルバネ２１，２２の他端が係合される突起部１１ＰＲ，１２ＰＲを有している。これらの突起部１１ＰＲ，１２ＰＲは、開口３３、３４を介して揺動リング３の反対側に頭部を突出させている。この頭部にコイルバネ２１，２２の他端を係合させることで、第１の内セクタ１１及び第２の内セクタ１２のそれぞれにコイルバネ２１，２２の付勢力を加える構造となっている。なお、より具体的には図１で示すように、第１の内セクタ１１の突起部１１ＰＲがコイルバネ２１の他端に係合し、第２の内セクタ１２の突起部１２ＰＲがコイルバネ２２の他端に係合している。

上記揺動リング３の背面側（図２で右側）には、モータ基板５が配置されている。モータ基板５は撮影用の開口５ＨＬを有している。モータ基板５にはモータ６が固定されている。モータ６のロータ軸にはロータカナ（ギア）７が固定されている。ロータカナ７は、２段ギアに形成されている中間ギア８の一方のギア８ａと噛合している。中間ギア８の他方のギア８ｂは、ウォームギア９Ｗと一体に回転するギア９Ｃと噛合している。なお、モータ６のロータ軸はＺ軸と平行であり、ウォームギア９Ｗの回転軸はＸ軸と平行である。よって、中間ギア８の一方のギア８ｂ及びギア９Ｃとして、例えばかさ歯車、ねじ歯車等を用いることにより回転軸方向が変換されている。また、本レンズバリア装置１は、上記のように揺動リング３の背部にモータ基板５が配置され、この基板５にセクタ１１〜１４を駆動するモータ６が配置されている。

また、図２で確認できるように、セクタ基板２の周部が円筒状に加工されて、本装置１のハウジングとして機能している。このハウジング内にはセクタ１１〜１４及び揺動リング３が配置されるだけでなく、モータ基板５に固定されたモータ６も一体に収納する。よって、このようにユニット化されているので本装置１は独立した光学部品として扱える汎用性を備えている。例えば本装置１は鏡筒４に対して螺合するように形成して着脱自在とすることができる。

また、図２に示すように、セクタ基板２の円筒部分の外周面にレンズ鏡筒４が嵌合している。したがって、レンズ鏡筒４によりセクタ基板２の円筒部分が内側に撓み、セクタ基板２の円筒部分の内周面が各セクタ１１〜１４や揺動リング３に当接して、各セクタ１１〜１４や揺動リング３の破壊や動作不良を引き起こす可能性がある。そこで、本発明では、モータ基板５のＹ方向の外形寸法を各セクタ１１〜１４の退避位置及び揺動リング３の外形寸法よりも大きくしている。このようにすれば、セクタ基板２の円筒部分が内側に撓んだ場合でも、セクタ基板２の円筒部分の内周面が各セクタ１１〜１４や揺動リング３よりも先にモータ基板５に当接するので、各セクタ１１〜１４や揺動リング３の破壊や動作不良を防止できる。

そして、上記のように本レンズバリア装置１では、モータ６からの駆動力がウォームギア９Ｗを介して揺動リング３へ伝達される構成である。このような構成では、ウォームギア９Ｗの駆動力（回転力）は歯列３７により揺動リング３へ伝達される。しかし、これとは逆に揺動リング３から生じる動きに対しては、ウォームギア９Ｗがこれを規制する。ウォームギアは、平歯車に比べるとセルフストップ機能が強いためである。すなわち、モータ６と揺動リング３との間に、ウォームギア９Ｗが配置されていることで駆動力が揺動リング３へ不可逆的に伝達されるように構成されている。

本レンズバリア装置１では、上記のようにウォームギア９Ｗが揺動リング３の歯列３７に噛合しているので、揺動リング３が所望位置に確実に移動される。そして、揺動リング３は停止位置に安定に保持される。この揺動リング３の回動動作に基づいてセクタ１１〜１４が揺動されることになるので、本レンズバリア装置１ではセクタ１１〜１４を確実に揺動させることができ、更にその状態に保持することができる。

図４は、レンズバリア装置１が開きの状態にあるときの様子を示した図である。この図４の開き状態は、図１の閉じ状態からＸ方向で見てウォームギア９Ｗを時計方向に所定数回転させたときに形成される。このとき揺動リング３が反時計方向ＣＣＷへ所定量移動する。このような揺動リング３の動作に基づいて、各セクタ１１〜１４が開口部から退避して開きの状態が形成される。開き状態が形成された後は、閉じの場合と同様に揺動リング３はウォームギア９Ｗによりその動きが規制される。よって、セクタ１１〜１４は安定に開きの状態を保持する。

本レンズバリア装置１は、４枚のセクタ１１〜１４を用いて開口を閉じる構成を採用する。このように複数枚のセクタを用いることで小型化を図っている。図５及び図６は、レンズバリア装置１に含むセクタ１１〜１４の一連の動作を確認し易いように示した図である。図５（Ａ）は第１の内セクタ１１及び第２の内セクタ１２を取出し、図１で示す閉じの状態での位置から図４で示す開きの状態での位置までを示した図である。図５（Ａ）では開き状態のときのセクタ１１、１２を２点鎖線で示している。また、図５（Ｂ）は第１の外セクタ１３及び第２の外セクタ１４を取出して同様に示している。

上記の各セクタは薄状であるため、揺動の中心となる支軸１５、１６と嵌合する部分が補強されている。各セクタ１１〜１４の支軸と嵌合する部分にはリング状（円筒状）の軸受部１１ＲＮ〜１４ＲＮが一体的に形成されている。このリング状の軸受部１１ＲＮ〜１４ＲＮは、支軸１５、１６と接触する面積を確保して各セクタが安定した揺動動作をするように作用する。また、このリング状の軸受部１１ＲＮ〜１４ＲＮは、対向配置される第１の内セクタ１１と第１の外セクタ１３、第１の内セクタ１１と揺動リング３及び第１の外セクタ１３とセクタ基板２との間隔、及び第２の内セクタ１２と第２の外セクタ１４、第２の内セクタ１２と揺動リング３及び第２の外セクタ１４とセクタ基板２との間隔を一定に保つスペーサとしても機能している。

第１の外セクタ１３及び第２の外セクタ１４は、第１の内セクタ１１及び第２の内セクタ１２が揺動したとき、これに伴って従動する（連れ回りする）ように構成されている。第１の内セクタ１１及び第２の内セクタ１２を揺動させる構成を説明して、これに続いて第１の外セクタ１３及び第２の外セクタ１４が従動する構成を説明する。

再度、図１を参照する。前述のように第１の内セクタ１１及び第２の内セクタ１２の突起部１１ＰＲ，１２ＰＲは、揺動リング３の開口３３，３４を介してコイルバネ２１、２２の一端に接続されている。すなわち、コイルバネ２１、２２と内セクタ１１、１２との間に揺動リング３が位置している。また、図２では突起部１１ＰＲ，１２ＰＲ及びコイルバネ２１、２２の図示を省略しているが、突起部１１ＰＲ，１２ＰＲが右方向（本装置１の背面側）に向いて突出し、揺動リング３の背面側に配置したコイルバネ２１、２２の一端が係合する。なお、本装置１では揺動リング３の背面側の凹部（不図示）を形成し、この凹部にコイルバネ２１、２２を収納している。このような構造を採用することでも小型化を図り、背面側に位置するモータ基板５との干渉を防止している。

図４の開きの状態から図１の閉じの状態へ変化するときの動作を説明する。図４の開き状態では、揺動リング３が反時計方向ＣＣＷへ最も移動した位置にある。このときに揺動リング３の開口３３の端部が突起部１１ＰＲに当接しており、突起部１１ＰＲを支軸１５を中心に時計方向ＣＷに回動させている。これによってセクタ１１が支軸１５を中心に時計方向ＣＷに回動し開口２ＨＬを開くことになる。反対側の開口３４も同様に１２ＰＲを押し上げるのでセクタ１２が支軸１６を中心に時計方向ＣＷに回動し開口２ＨＬを開くことになる。

図４から揺動リング３が時計方向ＣＷへ所定量回転すると図１の閉じ状態となる。図４から揺動リング３が時計方向ＣＷへ動き始めると、開口３３，３４は突起部１１ＰＲ、１２ＰＲから離れるが、コイルバネ２１，２２の付勢力により突起部１１ＰＲ、１２ＰＲも揺動リング３に追従して回動する。よって、揺動リング３が図１の状態まで回動すると内セクタ１１，１２は、コイルバネ２１，２２の付勢力に基づいて互いに当接して閉じの状態を形成する。

第１の外セクタ１３及び第２の外セクタ１４は、上記のように揺動する内セクタ１１，１２に従動する。図６は４枚のセクタ１１〜１４をより詳細に示した図である。図６（Ａ）は図１で示している閉じ状態での４枚のセクタの様子を示している。一方、図６（Ｂ）は図４で示している開き状態での４枚のセクタの様子を示している。

第１の外セクタ１３は、第１の内セクタ１１が閉じの向きに移動したときに、第１の内セクタ１１に当接する当接片１３ＭＴ−１を有している。図６（Ａ）で示すように第１の内セクタ１１が矢印の向きに揺動すると、第１の内セクタ１１が第１の外セクタ１３の当接片１３ＭＴ−１を押すので、第１の外セクタ１３は第１の内セクタ１１に従動する。第２の外セクタ１４も当接片１４ＭＴ−１を有しており、同様の揺動動作を行う。

さらに、第１の外セクタ１３には、図６（Ｂ）で示すように他の位置に当接片１３ＭＴ−２を有している。この当接片は矢印のように第１の内セクタ１１が開きの位置へと移動したときに第１の内セクタ１１に当接する位置に配置されている。よって、第１の外セクタ１３が第１の内セクタ１１に従動して開く。第２の内セクタ１２と第２の外セクタ１４についても同様であり、当接片１４ＭＴ−２が配置されている。よって、図１及び図４で示すように、揺動リング３が回動すると４枚のセクタ１１〜１４が所定の軌跡を描いて揺動して、閉じ及び開きの状態を形成する。そして、図１で示した閉じの状態のときには４枚のセクタ１１〜１４が協働して開口部を閉じるので、粉塵や砂等の内部への進入することを防止する。なお、このようにセクタを分割して構成し、内セクタにより外セクタを揺動させる構造を採用することによっても小型化が図られている。

レンズバリア装置１において、図１及び図４で示した状態となった後には、揺動リング３はウォームギア９Ｗによって定置に維持される。よって、レンズバリア装置１では、揺動リング３が不本意に動くことによって閉じの状態でセクタ１１〜１４が開くという事態や、開き状態でセクタが閉じるという事態が防止される。また、揺動リング３はウォームギア９Ｗにより確実に移動されるので、セクタ１１〜１４の揺動動作が安定する。

上記のように第１の内セクタ１１及び第２の内セクタ１２のそれぞれにコイルバネ２１，２２が係止され、ばねの付勢力がセクタの揺動動作に利用されている。ところが、コイルバネ２１、２２の一端は内セクタ１１より背面側の揺動リング３に係止されているので、僅かではあるが第１の内セクタ１１及び第２の内セクタ１２に揺動リング３側に引くように作用することになる。この付勢力は第１の内セクタ１１及び第２の内セクタ１２の姿勢を傾斜させることになる。そこで、本レンズバリア装置１は内セクタ１１及び内セクタ１２の傾斜を防止するための構成を更に備えている。以下さらにこの点について説明する。

図７は、図１におけるＡ−Ａ矢視断面を示す図である。この図で示すように内セクタ１２のセクタ基板２側に延伸する円筒状の軸受部１２ＲＮは支軸１６と嵌合し、その端部１２Ｔはセクタ基板２に当接している。このように外セクタ１４を間に介することなく、端部１２Ｔをセクタ基板２に直接当接させると内セクタ１２が傾き難い構造となる。さらに、外セクタ１４の軸受部１４ＲＮが内セクタ１２の軸受部１２ＲＮの外周に嵌合し、端部１４Ｔがセクタ基板２に当接している。この軸受部１４ＲＮは、外側から軸受部１２ＲＮが傾くのを防止する補助部材として機能する。よって、図７で示す構造を採用することにより内セクタ１２の傾斜をより確実に防止できる。図７は片側の第２の内セクタ１２と第２の外セクタ１４との関係を示しているが、反対側の第１の内セクタ１１と第１の外セクタ１３との関係についても同様である。

さらに、レンズバリア装置１は内セクタ１１、１２の傾斜を抑制するための他の構成を備えている。この点を再度、図１及び図４から図６を参照して説明する。内セクタ１１は、開口３ＨＬを開閉する本体部とは反対側（コイルバネ２１の延伸方向と略同一方向）に突出すると共に、セクタ基板２に沿って延伸している舌片状の突出部１１Ｚを備えている。この突出部１１Ｚはコイルバネ２１の付勢力を受ける内セクタ１１が、傾斜しないようバネの付勢力と対抗する反力を発生させる。具体的には、内セクタ１１はコイルバネ２１の付勢力によって揺動リング３方向（図２右方向）の力を受け、内セクタ１１が傾斜しそうになると、突出部１１Ｚがセクタ基板２側の部材（本実施例では、外セクタ１３、１４）に当接して傾斜を防止する。このとき、突出部１１Ｚがセクタ基板２に沿って延伸しているので、セクタ基板２側の部材に容易に当接できる。

特に、内セクタ１１と同軸で支軸１５に軸支されている外セクタ１３が突出部１３Ｚを備えている。この突出部１３Ｚは、内セクタ１１の突出部１１Ｚと重なるように形成されている。内セクタ１１が傾斜すると突出部１１Ｚが、外セクタ１３の突出部１３Ｚと接触して傾斜を防止する反力を発生させることになる。このような構成を採用することによりさらに確実に内セクタ１１が傾斜するのを防止できる。支軸１６に嵌合する内セクタ１２と外セクタ１４との関係も、上記内セクタ１１と外セクタ１３との関係と同様である。

以上説明したレンズバリア装置１は、コイルバネ２１、２２の付勢力を受ける内セクタ１１、１２の傾斜を防止してセクタ間に隙間を発生させることなく確実にレンズ前面を閉じことができる。よって、このレンズバリア装置１を適用したカメラ等の撮像装置のレンズを砂塵等から確実に保護できる。

以上、本発明の好ましい一実施形態について詳述したが、本発明は係る特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。なお、特許請求の範囲との関係では、実施例の内セクタ１１、１２が第１のセクタに対応し、外セクタ１３、１４が第２のセクタに対応する。

レンズバリア装置が閉じの状態にあるときの様子を示した図である。図１のレンズバリア装置の側部断面を示した図である。レンズバリア装置に含まれている揺動リングを取出して示した図である。レンズバリア装置が開きの状態にあるときの様子を示した図である。レンズバリア装置に含むセクタの一連の動作を確認し易いように示した図である。レンズバリア装置に含むセクタの一連の動作を確認し易いように示した図である。図１におけるＡ−Ａ矢視断面を示した図である。

符号の説明

１レンズバリア装置
２セクタ基板
２ＨＬ開口（撮影用の開口）
３揺動リング
４レンズ鏡筒
５モータ基板
６モータ
９Ｗウォームギア
１１第１の内セクタ（第１のセクタ）
１１ＰＲ突起部
１１ＲＮ軸受部
１１Ｚ突出部
１２第２の内セクタ（第１のセクタ）
１２ＰＲ突起部
１２ＲＮ軸受部
１２Ｚ突出部
１３第１の外セクタ（第２のセクタ）
１３ＲＮ軸受部
１３Ｚ突出部
１４第２の外セクタ（第２のセクタ）
１４ＲＮ軸受部
１４Ｚ突出部
１５支軸
１６支軸
２１コイルバネ（ばね部材）
２２コイルバネ（ばね部材）
３７歯列

Claims

撮影用の開口が形成されているセクタ基板と、
前記セクタ基板に立設された支軸と、
前記支軸に同軸で軸支された第１のセクタ及び第２のセクタと、
前記第１及び第２のセクタを間にして前記セクタ基板とは反対側に配設され前記第１のセクタに一定方向への付勢力を付与するばね部材とを備え、前記第１のセクタに前記第２のセクタを従動させて前記開口を開閉するレンズバリア装置であって、
前記第１のセクタが、前記支軸に嵌合すると共に端部が前記セクタ基板に当接する軸受部を備えていることを特徴とするレンズバリア装置。
前記第１のセクタが、前記ばね部材から付勢力を受けた際に、前記セクタ基板側の部材に当接する突出部を備えていることを特徴とするレンズバリア装置。
前記支軸が前記セクタ基板に複数立設されており、該支軸のそれぞれに前記第１及び第２のセクタが軸支され、
前記第２のセクタが前記開口を閉じる位置に移動したときに互いに当接するように配置されていることを特徴とする請求項１または２に記載のレンズバリア装置。
前記第２のセクタが、前記第１のセクタの前記軸受部の外周に嵌合すると共に端部が前記セクタ基板に当接する軸受部と、前記セクタ基板に当接する突出部とを備えていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のレンズバリア装置。
前記第１及び第２のセクタの前記突出部は、互いに重なるように形成されていることを特徴とする請求項４に記載のレンズバリア装置。
請求項１乃至５のいずれかに記載のレンズバリア装置を備えたことを特徴とする撮像装置。