JP4542111B2 - 鏡筒及び撮影装置 - Google Patents

Description

本発明は、撮影レンズ等を有する鏡筒、及びこれを備えたカメラ等の撮影装置に関するものである。

従来より、デジタルカメラの中には、複数の光学レンズを光軸方向に移動させ撮影倍率を変更するズーム機構を備えるものがある。上述のズーム機構を有するカメラでは、電源が入っているときではズーム鏡筒が突出した状態になっているのが一般的であり、このため、外力の影響を受けやすい。特に近年の撮影レンズでは高倍率化がなされており、その傾向が顕著である。

レンズ鏡筒が外力を受けて変形をしてしまうと撮影画像に影響を与えるだけでなく、最悪の場合にはカメラが使用不可能になってしまうことがある。そのため、レンズ鏡筒は外力に対して一定のレベル程度は強固な構造であることが望まれている。

しかしながら、レンズ鏡筒を外力に対して強固な構造にすることは、レンズ鏡筒が大型化し、それに伴ってカメラも大型化してしまう。そこで、レンズ鏡筒を大型化することなしに、外力の影響を防ぐレンズ鏡筒の構造が、例えば、特許文献１や特許文献２に提案されている。

特許文献１では、固定筒と、固定筒の外周に配置された移動カム環とを備えたレンズ鏡筒において、移動カム環の外周部に、つば部（第１の突起部）を設け、さらに固定筒に、前記つば部と当接可能な受け部（第２の突起部）を設けている。移動カム環が回転し、固定筒のカム溝に追従して沈胴位置からワイド位置に移動する間は、前記つば部は固定筒に設けられた受け部よりも対物側に位置している。そして、撮影可能範囲であるワイド〜テレ間では、常に、前記つば部が受け部より対物側に位置しており、つば部と受け部が当接可能になる。従って、撮影可能領域において衝撃的な外力が移動カム環に働いた場合、固定筒の内周に設けられた受け部で外力を受けて吸収することができる。これにより、レンズ鏡筒の破損を防止している。

上記特許文献２においては、特許文献１の構成の上で、さらに第２の突起部を前記カム溝の撮影領域と略同一平面上に配置することでレンズ鏡筒の厚みを薄くする構造を提案している。
特開２００１−３２４６６３号公報 特開２００６−１０６４６３号公報

しかしながら、上記特許文献１のレンズ鏡筒では、光軸方向に対して、鏡筒駆動用のカム溝と前記２つの突起部（第１と第２の突起部）とが平行に配置されているため、光軸方向に厚みが必要になる。その結果、鏡筒は、外力に対して強固な構造となるものの、厚みが増して大型化するという問題があった。

また、上記特許文献２のレンズ鏡筒では、第２の突起部をカム溝の撮影領域と略同一平面上に配置することで鏡筒の厚みを薄くしているが、第１の突起部の分は厚みが増すので、鏡筒が大型化するという問題があった。

本発明は上記従来の問題点に鑑み、外力に対して強固であり、且つ薄型な鏡筒及び撮影装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明の鏡筒は、光軸方向に対して直交する方向に形成された被駆動手段を有し光軸方向に進退駆動可能な円筒部材と、前記被駆動手段に係合して前記円筒部材を非撮影領域から撮影可能領域に亘って光軸方向に進退駆動するための円筒部材駆動手段とを備えた鏡筒であって、前記被駆動手段の形成領域における光入射側領域の一部に該被駆動手段に沿ってフランジ部を設け、前記撮影可能領域では、前記円筒部材駆動手段の光入射側の面が前記フランジ部と対面する位置に配置されることで、前記円筒部材駆動手段が前記撮影可能領域にあるときに当該鏡筒に外力が加わった場合に前記円筒部材駆動手段と前記フランジ部とが当接するように構成したことを特徴とする。

また、本発明の鏡筒は、光軸方向に対して直交する方向に形成された被駆動手段、及び追従手段を有する第一の円筒部材と、前記被駆動手段に係合して前記第一の円筒部材を駆動するための円筒部材駆動手段と、前記第一の円筒部材の外周に配置され内部に前記追従手段が追従する被追従手段を有する第二の円筒部材とを備え、前記第一の円筒部材は、前記円筒部材駆動手段により駆動されることにより前記被追従手段に連動して非撮影領域から撮影可能領域に亘って光軸方向に移動可能に構成された鏡筒であって、前記被駆動手段の形成領域における光入射側領域の一部に該被駆動手段に沿ってフランジ部を設け、前記撮影可能領域では、前記円筒部材駆動手段の光入射側の面が前記フランジ部と対面する位置に配置されることで、前記円筒部材駆動手段が前記撮影可能領域にあるときに当該鏡筒に外力が加わった場合に前記円筒部材駆動手段と前記フランジ部とが当接するように構成したことを特徴とする。

また、本発明の撮影装置は、上記鏡筒を備えたことを特徴とする。

本発明によれば、外力に対して強固であり、且つ薄型な鏡筒を実現することが可能になる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。

＜撮影装置の構成＞
本実施の形態に係る鏡筒を備える撮影装置として例えばデジタルカメラを適用し、その構成について、図１（ａ），（ｂ）、及び図２（ａ），（ｂ），（ｃ）を参照して説明する。

図１（ａ），（ｂ）は、本実施の形態に係る鏡筒を備える撮影装置であるデジタルカメラの外観斜視図であり、同図（ａ）はデジタルカメラの電源をオフにした状態を示し、同図（ｂ）は、電源をオンにした状態を示している。図２（ａ），（ｂ），（ｃ）は、本実施の形態に係るデジタルカメラの外観図であり、同図（ａ）は上面図、同図（ｂ）は背面図、同図（ｃ）は底面図である。

本実施の形態に係るデジタルカメラ１４は、撮影倍率を変更できるズーム機構を有するカメラである。図１（ａ），（ｂ）に示すように、デジタルカメラ１４の正面には、被写体の構図を決めるファインダ４、測光測距を行う場合の光源の補助を行う補助光部１９、ストロボ７０、及び撮影レンズ鏡筒１１が構成されている。

また、図２（ａ），（ｂ），（ｃ）に示すように、デジタルカメラ１４の上面には、レリーズボタン１５、電源切換えボタン１７、及びズーム切換えスイッチ１６が配設されている。さらに、その底面には、三脚取付部２７が配備されると共に、メモリカードドライブ４２（図７参照）及びバッテリー挿入部（不図示）が内蔵されているカードバッテリーカバー２８が配置されている。また、デジタルカメラ１４の背面には、操作ボタン２１，２２，２３，２４，２５，２６が配置されて様々な機能切換えを行うことができ、例えばカメラの動作モードとして、例えば撮影モード、再生モード、動画撮影モード等の選択を行う。

さらに、デジタルカメラ１４の背面には、ＬＣＤより成るディスプレイ２０及びファインダ接眼部４ａが配設されている。ディスプレイ２０は、メモリ４０（図７参照）に保存された画像データやメモリカードから読み込んだ画像データを画面上に表示する。また、モードを選択すると複数の撮影データを縮小して画面表示したりすることもできる。

＜鏡筒ユニットの構成＞
次に、本形態に係るデジタルカメラ１４に備えられた鏡筒ユニットの構造について、図３、図４、図５、図６及び図７を参照して説明する。

図３は、本実施の形態に係る鏡筒ユニットの構造を示す斜視図であり、図４は、本実施の形態に係る鏡筒ユニットの構造を示す断面図である。図５は、本実施の形態に係る鏡筒ユニットの構造を示す正面図である。また、図６は、本実施の形態に係る鏡筒ユニットの電源オフ時の構成を示す側面図であり、図７は、本実施の形態に係る鏡筒ユニットの撮影可能領域時の構成を示す側面図である。

図３及び図４に示すように、本実施の形態の鏡筒ユニットは、移動カム環１を有し、移動カム環１の外周には固定筒２が配置されている。移動カム環１は、ナルトギア３によってズームギア部１ｃが駆動し、固定筒２の内周に沿って回転するようになっている。ナルトギア３は、ズームモータ駆動部２９（図１０参照）によって回転を受けることにより動作することができる。

固定筒２の内周には、カム形状のカム溝２ａが形成されており、移動カム環１に具備されているフォロワーピン１ａがカム溝２ａを追従することによって、移動カム環１が光軸方向に移動するようになっている。また、移動カム環１の内周にはカム溝１ｄが配置されている。撮影レンズ鏡筒１１に具備されている突起部（不図示）がカム溝１ｄを追従することによって、撮影レンズ鏡筒１１は、光入射側と撮像デバイス３７（図１０参照）とを結ぶ光軸の方向に移動する。即ち、非撮影領域から撮影可能領域へ繰り出し動作を行い、また撮影可能領域から非撮影領域へ繰り込み動作を行う。

カム溝２ａは、固定筒２の円周に沿って３箇所、１２０度等分に配置されている。それに伴って、図５に示すようにカム溝２ａに追従するフォロワーピン１ａも１２０度等分に配置されている。そして、移動カム環１のズームギア部１ｃと係合するナルトギア３が固定筒２に設置されている。

ナルトギア３は、ズームモーター駆動部２９の駆動によって回転され、それに伴って移動カム環１が回転する。移動カム環１はカム形状であるカム溝２ａの形状に従って光軸方向に前後動作する。撮影レンズ鏡筒１１にも不図示の連動ピンが具備されており、移動カム環１の内周に具備されているカム形状であるカム溝１ｄに該連動ピンが追従することで撮影レンズ鏡筒１１も光軸方向に前後動する。

以上のようにして、撮影レンズ鏡筒１１は、図１（ａ）に示す電源オフの状態から図１（ｂ）に示す電源オンの繰り出し状態へと動作することができる。電源オフの状態の鏡筒ユニットは、図６に示すように、ナルトギア３の後端（撮像デバイス側）とズームギア部１ｃとが噛み合った状態である。また、電源オンの繰り出し状態では、図３及び図７に示すように、ナルトギア３の前端（光入射側）とズームギア部１ｃとが噛み合った状態となる。

本実施の形態では、図３及び図７に示すように、移動カム環１に形成されているズームギア部１ｃの形成領域における光入射側の領域の一部にフランジ部１ｂが配備されている。そして、フランジ部１ｂの背面側（撮像デバイス側）にナルトギア３が入り込むようになっている。ズームギア部１ｃは、図５に示すように、３つのフォロワーピン１ａのうちの２つのピン間に亘って移動カム環１に、光軸方向に直交する方向に配設されている。３つのフォロワーピン１ａは、固定筒２の円周に沿って１２０度等分で配備されている。
フランジ部１ｂは、前記ズームギア部１ｃの幅の略半分の幅で該ズームギア部１ｃの形成方向に沿って所定の長さで配備されている。

ズームギア部１ｃにおけるフランジ部１ｂが配備されていない部分で、電源オン時或いは電源オフ時における移動カム環１の光軸方向への往復移動を行えるようにしている。そして、図１（ｂ）に示すような撮影可能領域、つまりワイド撮影からテレ撮影の状態では、図３及び図７に示すように、フランジ部１ｂの背面（撮像デバイス側の面）にナルトギア３が対面するように配置される。換言すれば、撮影可能領域では、ナルトギア３の光入射側の端面にフランジ部１ｂの背面が対面するように配置される。

以上のような構成にすると、電源オンで撮影可能領域になって撮影レンズ鏡筒１１が繰り出された状態で、ユーザが不注意でカメラを落としたりして撮影レンズ鏡筒１１に外力が加わった時には、本実施の形態の鏡筒ユニットは次のように作用する。

即ち、撮影可能領域になって撮影レンズ鏡筒１１が繰り出されると、ナルトギア３の端面がフランジ部１ｂの背面を受けることができるように配置される。このとき、撮影レンズ鏡筒１１に外力が加わると、フランジ部１ｂがナルトギア３の端面に当接し、その荷重がナルトギア３の端面で吸収される。これにより、鏡筒ユニットの破壊を防止することができる。

＜本実施の形態の利点＞
本実施の形態の鏡筒ユニットによれば、落下等により外部から衝撃が加わった場合でも、フランジ部１ｂがナルトギア３の端面に当接し、その荷重をナルトギア３の端面で吸収するので、鏡筒ユニットの破壊を防止することができる。さらに、フォロワーピン１ａとフランジ部１ｂとズームギア部１ｃが光軸方向に垂直に配置されるため、従来技術のように鏡筒の厚みが増すことがない。このように、本実施の形態の破壊防止機構を有する鏡筒ユニットは、外力に対して強固であり、且つ光軸方向に薄型に構成することができる。

＜本実施の形態の変形例＞
本発明は、上記実施の形態に限定されず、種々の変形を行うことが可能である。その変形例としては、例えば次のようなものがある。

（１）図５において、ズームギア部１ｃの箇所に上記した実施の形態の破壊防止機構を講じ、さらに±１２０度回転した部分には、前述した特許文献１に示すような構成のリブ状の突起部（第１と第２の突起部）を設ける。そして、固定筒２上に設けた突起部（第２の突起部）にて荷重を吸収する構成にすれば、１２０度毎に衝撃吸収を行うことができ、撮影レンズ鏡筒１１の破壊はほとんど防止することができる。

（２）図８及び図９は、本発明の他の実施の形態に係る鏡筒ユニットの構成を示す構成図であり、図８は固定筒２の断面図、図９は移動カム環１の側面図である。この例では、図９に示すように固定筒２の内面で且つナルトギア３の前方にリブ状の衝撃吸収部材２ｂを配置する。また、移動カム環１のズームギア部１ｃの前方には、上記実施の形態と同様にフランジ部１ｂを配置するが、そのフランジ部１ｂには溝状の衝撃吸収移動部１ｅが形成されている。

そして、撮影レンズ鏡筒１１が撮影可能領域、つまりワイド撮影からテレ撮影状態では衝撃吸収部材２ｂが衝撃吸収移動部１ｅに入り込む。即ち、撮影可能領域では、フランジ部１ｂの背面に、固定筒２に具備されている衝撃吸収部材２ｂが配置され、さらにその背面にナルトギア３が配置される。

電源オンで撮影可能領域になって撮影レンズ鏡筒１１が繰り出した状態で、ユーザが不注意でカメラを落としたりして撮影レンズ鏡筒１１に外力が加わった時には、次のように作用する。即ち、撮影レンズ鏡筒１１が繰り出した状態で、撮影レンズ鏡筒１１に外力が加わると、フランジ部１ｂが衝撃吸収部材２ｂに当接して、荷重を衝撃吸収部材２ｂで吸収する。これにより、撮影レンズ鏡筒１１の破壊を防止することができる。

但し、本例では、通常の撮影時には、フランジ部１ｂと他の部材は接触していない構成とする。このことで、通常の撮影時は精度のある撮影を行うことができる。即ち、本例では、鏡筒ユニットに衝撃が加わった時のみフランジ部１ｂと衝撃吸収部材２ｂが当接し、鏡筒ユニットの破壊を防止することができるようにした構成である。

＜撮影装置の電気的構成及び動作＞
以下、上記した本実施の形態の鏡筒ユニットを備えた撮影装置の電気的構成及び動作について、図１０及び図１１を参照して説明する。

図１０は、本実施の形態に係るデジタルカメラの電気的構成を示すブロック図である。

図１０に示すように、本実施の形態に係るデジタルカメラ１４の制御部１００は、ＣＰＵ４６、ＲＯＭ４５、及びＲＡＭ４７で構成されている。この制御部１００には、バス４４を介してレリーズボタン１５、操作ボタン２１〜２６、ディスプレイ２０、メモリ４０、メモリカードドライブ４２等の各種構成要素が接続されている。

バス４４を介して制御部１００と接続する駆動回路４３には、ズームモータ駆動部２９、フォーカスモータ駆動部３１、シャッタ駆動部３３、ＣＣＤやＣＭＯＳ等の撮像デバイス３７、及びストロボ７等の機能構成要素が接続されている。そして、駆動回路４３は、制御部１００からの信号により、これら各機能構成要素の駆動を制御することになる。ＲＯＭ４５には、上述の各機能構成要素を制御するプログラムが記憶され、ＲＡＭ４７には各制御プログラムに必要なデータが記憶されている。

次に、本実施の形態のデジタルカメラの全体的な動作について説明する。

使用者が電源切換えボタン１７を操作することで電源をオフからオンにすると、ＣＰＵ４６はＲＯＭ４５から必要な制御プログラムを読み出して初期動作を開始する。つまり撮影レンズ鏡筒１１を所定の撮影可能領域に移動させ、撮影機能を立ち上げて、撮影スタンバイ状態になる。

撮影を行うためにレリーズボタン１５を押すと、撮像デバイス３７により被写体の明るさを検知し、その測光値に基づき絞り値やシャッタスピード、またストロボ７を発光するかどうかを判断する。また、予め操作ボタン２２によって使用者がストロボ７を強制的に発光させるか、発光させないかを選択することもできる。

次に測距を行い、被写体との距離を測定してフォーカスモータ駆動部３１を駆動することにより所定のフォーカス位置へフォーカス部３０を移動させる。そして、シャッタ部３２の開閉を行い、所望の画像を撮像デバイス３７に取り込む。撮像デバイス３７には、露光制御値に基づいて入射した光の光量に応じた電荷が蓄積され、その電荷が画像信号となり、アナログ信号処理部３６へと出力される。

アナログ信号処理部３６では、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３８に出力する。Ａ／Ｄ変換部３８で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をデジタル信号処理部３９に出力し、ここで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４０に記憶されることになる。

メモリ４０に記憶されたデータは操作ボタン２３の操作によって圧縮伸張部４１によりＪＰＥＧやＴＩＦＦ等の圧縮加工等を施しメモリカードに出力され記憶される。また、メモリ４０を持たないデジタルカメラの場合は、デジタル信号処理部３９で処理されたデジタルデータを圧縮伸張部４１に出力し、メモリカードドライブ４２へ記憶させることになる。

メモリ４０に記憶された画像データやメモリカードドライブ４２に記憶されている画像データを圧縮伸張部４１によって伸張処理を行い、その画像データをバス４４を介してディスプレイ２０に表示させることができる。このディスプレイ２０上のデータを使用者が見ることで、その画像が不必要であると判断すると使用者は操作ボタン２４の操作によって消去することができる。

ズームスイッチ１６を操作することにより駆動回路４３を介してズームモータ駆動部２９を制御することにより、撮影レンズ鏡筒１１をレンズの光軸方向に移動させる。また、ディスプレイ２０上に表示されている記憶画像をズームスイッチ１６の操作で拡大及び縮小、いわゆるデジタルズームを行うことができる。

次に、本実施の形態に係る鏡筒ユニットを具備した撮影装置であるデジタルカメラの電源オンから撮影終了までの動作について、図１１を参照して説明する。

図１１は、本実施の形態に係るデジタルカメラの電源オンから撮影終了までの動作を示すフローチャートである。

使用者が撮影装置の電源をオンすると（ステップＳ１１）、ＣＰＵ４６よりズームモータ駆動部２９に指令を送り、鏡筒駆動モータをＣＷ回転させる（ステップＳ１２）。その後、所定の動作を行い、撮影レンズ鏡筒１１が撮影位置に移動したことが確認できたら停止させる（ステップＳ１３）。このとき、図１（ａ）の状態から図１（ｂ）の状態へ鏡筒ユニットの状態は変化する。

次に使用者がレリーズボタン１５をオンすると（ステップＳ１４）、測光を行い、被写体の輝度情報を得る（ステップＳ１５）。得られた輝度情報が既定の輝度より高輝度の場合（ステップＳ１６）、絞り部３４を光軸内に侵入させ、入射光量を変化させる（ステップＳ１７）。得られた輝度情報が既定の輝度より低輝度の場合、絞り部３４の動作は行わず光軸より退避した状態にしておく。

その後フォーカス部３０を作動させて、被写体のピントが合う位置へ移動させ（ステップＳ１８）、そこで画像の取り込みを開始する（ステップＳ１９）。次にシャッタ部３２を開状態から閉状態へ移動させ（ステップＳ２０）、入射光量を遮り、画像取り込みは終了となる（ステップＳ２１）。その後、絞り部３４を光軸から退避させ（ステップＳ２２）、フォーカス部３０を初期位置に移動させて動作終了となる（ステップＳ２３）。

実施の形態に係る鏡筒を備える撮影装置であるデジタルカメラの外観斜視図である。 実施の形態に係るデジタルカメラの外観図である。 実施の形態に係る鏡筒ユニットの構造を示す斜視図である。 実施の形態に係る鏡筒ユニットの構造を示す断面図である。 実施の形態に係る鏡筒ユニットの構造を示す正面図である。 実施の形態に係る鏡筒ユニットの電源オフ時の構成を示す側面図である。 実施の形態に係る鏡筒ユニットの撮影可能領域時の構成を示す側面図である。 他の実施の形態に係る鏡筒ユニットの構成を示す側面図である。 他の実施の形態に係る鏡筒ユニットの構成を示す断面図である。 実施の形態に係るデジタルカメラの電気的構成を示すブロック図である。 実施の形態に係るデジタルカメラの電源オンから撮影終了までの動作を示すフローチャートである。

符号の説明

１ 移動カム環（第一の円筒部材）
１ａ フォロワーピン（追従手段）
１ｂ フランジ部
１ｃ ズームギア部（被駆動手段）
２ 固定筒（第二の円筒部材）
２ａ カム溝（被追従手段）
２ｂ 衝撃吸収部材（衝撃吸収手段）
３ ナルトギア（円筒部材駆動手段）
１１ 撮影レンズ鏡筒
１４ デジタルカメラ（撮影装置）

Claims (5)

1. 光軸方向に対して直交する方向に形成された被駆動手段を有し光軸方向に進退駆動可能な円筒部材と、前記被駆動手段に係合して前記円筒部材を非撮影領域から撮影可能領域に亘って光軸方向に進退駆動するための円筒部材駆動手段とを備えた鏡筒であって、
   前記被駆動手段の形成領域における光入射側領域の一部に該被駆動手段に沿ってフランジ部を設け、
   前記撮影可能領域では、前記円筒部材駆動手段の光入射側の面が前記フランジ部と対面する位置に配置されることで、前記円筒部材駆動手段が前記撮影可能領域にあるときに当該鏡筒に外力が加わった場合に前記円筒部材駆動手段と前記フランジ部とが当接するように構成したことを特徴とする鏡筒。
2. 光軸方向に対して直交する方向に形成された被駆動手段、及び追従手段を有する第一の円筒部材と、前記被駆動手段に係合して前記第一の円筒部材を駆動するための円筒部材駆動手段と、前記第一の円筒部材の外周に配置され内部に前記追従手段が追従する被追従手段を有する第二の円筒部材とを備え、前記第一の円筒部材は、前記円筒部材駆動手段により駆動されることにより前記被追従手段に連動して非撮影領域から撮影可能領域に亘って光軸方向に移動可能に構成された鏡筒であって、
   前記被駆動手段の形成領域における光入射側領域の一部に該被駆動手段に沿ってフランジ部を設け、
   前記撮影可能領域では、前記円筒部材駆動手段の光入射側の面が前記フランジ部と対面する位置に配置されることで、前記円筒部材駆動手段が前記撮影可能領域にあるときに当該鏡筒に外力が加わった場合に前記円筒部材駆動手段と前記フランジ部とが当接するように構成したことを特徴とする鏡筒。
3. 前記第二の円筒部材の内面で且つ前記円筒部材駆動手段の光入射側に衝撃吸収手段を設け、
   前記撮影可能領域では、前記円筒部材駆動手段の光入射側の面が前記衝撃吸収手段を介して前記フランジ部と対面するように配置される構成としたことを特徴とする請求項２に記載の鏡筒。
4. 前記第一の円筒部材は、撮影可能領域では光軸方向に移動しないことを特徴とする請求項２または３に記載の鏡筒。
5. 請求項１乃至４のいずれかの１項に記載された鏡筒を備えたことを特徴とする撮影装置。

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