JP4648778B2 - 鏡筒駆動機構 - Google Patents

Description

本発明は、鏡筒駆動機構に係り、特に光学系機器に用いられる鏡筒駆動機構に関する。

従来より、前後二つのレンズ群を前後方向に駆動しながら変倍や焦点調節を行うために使用される鏡筒駆動機構が知られている。
このような鏡筒駆動機構において、非撮影時の光軸方向の寸法を小さくするための技術が種々提案されており、非撮影時にシャッタの開口部が開き、この開口部内にシャッタに隣接するレンズの少なくとも一部が収納される技術や、光学系の一部を光路外に退避させた状態で収納する技術が知られている。後者の技術では、光軸と垂直は平面でレンズを揺動させて、光軸外へ退避させる方法が用いられている（例えば、特許文献１、２参照）。
特開２００４−３１７９４３号公報 特開２００４−３１８０５１号公報

しかしながら、現在ではさらなるコンパクト化が要求されており、鏡筒のサイズを小さくするには限界があり、鏡筒のサイズをこれ以上小さくするには物理的に困難とされている。
ところで、露光開口部を開閉又は絞るシャッタ羽根を有するシャッタユニットを駆動させるための駆動源の光軸方向前面部には、フレキシブル基板が設けられることが多く、フレキシブル基板に、駆動源を駆動させるための制御部に電気的に接続するための素子あるいは取付端子部分が設けられることがある。しかしながら、これら素子や端子部分がフレキシブル基板から突出して設けられるので、その分鏡筒との間にスペースが必要とされ、このスペースの確保によりカメラの全長を長くさせる原因とされていた。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、シャッタユニットにおける駆動源の前面部の無駄なスペースを無くすことによって、さらなる薄型化を実現することのできる鏡筒駆動機構を提供することを目的としている。

上記課題を解決するため、請求項１の発明は、例えば、図１、図２に示すように、開口部Ｋを有するレンズ鏡筒１０と、
前記レンズ鏡筒の内側に設けられてレンズ群（例えば、第一レンズ群２１、第二レンズ群３１）を保持するレンズ枠（例えば、第一レンズ枠２、第二レンズ枠３）と、
露光開口部を開閉又は絞るシャッタ羽根８３を有するシャッタユニット８と、
前記シャッタユニットの光軸方向前側に設けられて、前記シャッタ羽根の絞りを開閉駆動させる駆動手段（駆動源８６）と、
前記レンズ鏡筒の開口部周囲で、前記駆動手段の前方に設けられて、前記レンズ枠及びシャッタユニットの繰込動作時に前記レンズ群の前方に移動して前記開口部を閉鎖し、繰出動作時にレンズ群の前方から退避して前記開口部を開放するバリア羽根２５とを備えた鏡筒駆動機構１であって、
前記駆動手段には、前記バリア羽根側に突出して、駆動手段を駆動させる制御手段（制御回路）に電気的に接続するための接続部（例えば、端子部分８８）が設けられており、
前記バリア羽根が前記レンズ群の前方から退避する際の退避スペースＳ内に、前記接続部は、繰込動作に伴って収納されることを特徴とする。

請求項１の発明によれば、駆動手段には、バリア羽根側に突出して、駆動手段を駆動させる制御手段に電気的に接続する接続部が設けられ、接続部は、繰込動作に伴ってバリア羽根を退避した際の退避スペース内に収納されるので、従来に比べて収納時におけるレンズ鏡筒の全長を短くすることができ、コンパクト化を図ることができる。

請求項２の発明は、例えば、図１、図２に示すように、請求項１に記載の鏡筒駆動機構において、
前記退避スペースＳは、前記レンズ鏡筒の開口部周囲に設けられたカザリ環２４と、カザリ環の後方に設けられて、前記バリア羽根が取り付けられた取付部２６との間に形成され、
前記取付部には、前記退避スペース内に貫通して前記駆動手段の前記接続部が挿入される孔部２６aが形成されていることを特徴とする。

請求項２の発明によれば、退避スペースは、カザリ環と取付部との間に形成され、取付部には、駆動手段の接続部が挿入される孔部が形成されているので、繰込動作時に、孔部内に接続部が挿入されて退避スペース内に接続部が収納される。

本発明に係る鏡筒駆動機構によれば、駆動手段にバリア羽根側に突出して設けられた接続部が、繰込動作に伴って、バリア羽根を退避した際の退避スペース内に収納されるので、レンズ鏡筒の全長を短くすることができ、光学機器全体としてのコンパクト化も図ることができる。

以下、本発明の実施の形態について説明する。
本実施の形態では、鏡筒駆動機構を光学機器の一例として例示されるデジタルカメラに適用した場合を説明することとする。
図１は、本実施の形態に係る鏡筒駆動機構に沿った断面図であって収納状態を示している。図２は、同断面図であってテレ状態（撮影状態）にある場合を示している。
なお、以下の説明において、デジタルカメラが最も広い範囲の被写体を捉えられる状態をワイド状態（最も広い範囲で撮像可能な状態）といい、最も狭い範囲ではあるが最も高倍率で被写体を捉えられる状態をテレ状態（最も狭い範囲で撮像可能な状態）といい、デジタルカメラの未使用時であって各部材が収納されて最もコンパクトにされた状態を収納状態というものとする。

まず、鏡筒駆動機構の主な構成について図１〜図２を参照して説明する。
鏡筒駆動機構１は、主に、鏡筒本体１０、第一レンズ枠２、シャッタユニット８、第二レンズ枠３、第三レンズ枠４、第一直進筒５Ａ、第二直進筒５Ｂ、カム筒６Ａ、回転駆動筒６Ｂ、固定筒７から構成されている。そして、鏡筒本体１０内に各部材２〜８が、該各部材２〜８の略中心を通る光軸が略一致するような状態で保持されている。

鏡筒本体１０は、最も外側に設けられ、前後に貫通する開口部Ｋを有し、その後端開口部には撮像部９が取り付けられている。
固定筒７は、鏡筒本体１０の内側に設けられ、その内周面にはヘリコイドと光軸方向に沿って平行な第一直進溝７１が設けられている。

回転駆動筒６Ｂは、固定筒７の内側に設けられ、その外周面にはヘリコイドが設けられ、固定筒７のヘリコイドと螺合している。回転駆動筒６Ｂの外周のヘリコイドにはギア部（図示略）が併設され、駆動モータ（図示略）とギア連結されている。
また、回転駆動筒６Ｂの内周面には光軸方向に沿って平行な第二直進溝６１Ｂが設けられている。

第一直進筒５Ａは、回転駆動筒６Ｂの内側に設けられ、その後端部における側壁部には、外方に突出し、固定筒７の第一直進溝７１に係合する第一回転規制部５１Ａが設けられている。これによって、回転駆動筒６Ｂが回転しながら光軸方向に沿って前後動するのに対し、第一直進筒５Ａは周方向への回転が規制されて前後動する。

カム筒６Ａは、回転駆動筒６Ｂの内側に設けられ、その外周面後端部には、回転駆動筒６Ｂの内周面の第二直進溝６１Ｂに嵌合するピン６１Ａが設けられている。また、このピン６１Ａは第一直進筒５Ａの第一カム溝５２Ａに挿通されている。そのため、回転駆動筒６Ｂの回転をカム筒６Ａに伝えるとともに第一カム溝５２Ａによってカム筒６Ａ自体を光軸方向に沿って前後動させる。
また、カム筒６Ａの外周面には、第一レンズ枠２の第一コマ部２２が係合する第二カム溝６２Ａが形成されており、内周面には、シャッタユニット８に備えられた第二コマ部８５が係合する第三カム溝６３Ａが形成されている。また、カメラを落下させた際の衝撃に耐えやすくするために、第二カム溝６２Ａは第三カム溝６３Ａよりも深く形成されている。

第二直進筒５Ｂは、第一直進筒５Ａの前方に配置され、回転駆動筒６Ｂの内側に設けられている。第二直進筒５Ｂの内周面には光軸方向に沿って平行な第四直進溝５１Ｂが設けられている。

第一レンズ枠２は、第二直進筒５Ｂの内側に設けられ、その前端部で第一レンズ群２１を保持するものである。この第一レンズ枠２の後端部における側壁部には、該側壁部を貫通し、その内周面から内側に突出する第一コマ部２２が設けられている。また、第一レンズ枠２の後端部における側壁部には、外側に突出し、第二直進筒５Ｂの第四直進溝５１Ｂに係合する第二回転規制部２３が設けられている。これによって第一レンズ枠２の周方向への回転が規制されて前後動する。
第一レンズ枠２の第一レンズ群２１が設けられた前端部には、カザリ環２４とバリア機構とが装着されている。
バリア機構は、バリア駆動リング（図示略）と、該バリア駆動リングによって開閉されるバリア羽根２５とから構成されている。バリア羽根２５は、カザリ環２４と第一レンズ枠２の上方前端部の取付部２６との間に挟み込まれている。そして、バリア羽根２５は、取付部２６に設けられたボス（図示略）を回転中心として、取付部２６に回動自在に取り付けられており、バリア駆動リングによって鏡筒本体１０の前端開口部Ｋを開閉自在とする。よって、バリア羽根２５は、収納時には開口部Ｋの位置に移動して開口部Ｋを閉鎖し、撮影時にはカザリ環２４と取付部２６との間の形成される退避スペースＳに移動して開口部Ｋを開放する。
また、取付部２６には、退避スペースＳに貫通し、後述のシャッタユニット８の駆動源８６に設けられた端子部分８８が挿入される孔部２６aが形成されている。

シャッタユニット８は、第一レンズ枠２の後方に配置され、カム筒６Ａの内側に設けられている。シャッタユニット８は、露光開口部が形成されたシャッタ基板８１と、露光開口部の開閉動作又は絞りを行うシャッタ羽根８３と、シャッタ羽根８３を駆動させる駆動源（駆動手段）８６と、シャッタ基板８１に固定されカム筒６Ａの後端部に係合する取付部材８２とを備えている。

シャッタ基板８１と第一レンズ枠２との間には、互いに離間する方向に付勢するコイルバネによる付勢手段Ｂが設けられている。
また、取付部材８２の後端部には、その後端部における側壁部が外側に突出してカム筒６Ａに係合する第三回転規制部８４が設けられている。したがって、取付部材８２は、この第三回転規制部８４によって周方向への移動が規制されながら前後動する。また、取付部材８２の側壁部には、該側壁部を貫通し、その外周面から外方に突出し、カム筒６Ａの第三カム溝６３Ａに係合する第二コマ部８５が設けられている。

駆動源８６は、カメラの内部に設けられた制御回路（制御手段）（図示略）からの指令に基づきシャッタ羽根８３を駆動させることによって、露光開口部を開閉又は所定の口径に絞るものである。駆動源８６は、その前面部にフレキシブル基板８７が設けられ、フレキシブル基板８７には前方に突出する端子部分８８が設けられている。そして、これら端子部分８８及びフレキシブル基板８７によって、駆動源８６とカメラの内部に設けられた制御回路とが電気的に接続されている。
そして、収納時には、バリア羽根２５が開口部Ｋを閉鎖している一方で、駆動源８６に設けられたフレキシブル基板８７及び端子部分８８の接続部は、取付部２６の孔部２６aに挿入されて退避スペースＳ内に配置される。これによって、収納時におけるレンズ鏡筒１０の全長を短くすることができる。

第二レンズ枠３は、シャッタユニット８の後方に配置され、第二レンズ群３１を保持するものである。
第二レンズ枠３には、繰込動作に伴って第二レンズ枠３を光路内に配置させる位置から光路外に退避させる位置との間でスライド移動自在とするスライド移動手段（図示しない）が設けられている。このスライド移動手段としては、例えば、第二レンズ枠３の左右両側面に挿通されて、第二レンズ枠３を上下にスライド移動自在に支持する一対のガイド軸と、このガイド軸に沿って第二レンズ枠３を駆動させる駆動レバーと、駆動レバーを駆動させるギア等からなるものが挙げられ、従来から使用されている機構のものを適用することができる。

第三レンズ枠４は、第二レンズ枠３の後方に配置され、その前端部で第三レンズ群４１を保持するものである。この第三レンズ枠４の外周には、第三レンズ群４１の位置調整を行うためのモータ（図示略）が連結されている。このモータが回転することにより、第三レンズ群４１と、第三レンズ群４１の後方に配置された撮像部９との間隔が調整されて焦点が合うようになっている。

撮像部９は、鏡筒本体１０の内周後端部に取り付けられた受け部９１と、該受け部９１に嵌め込まれたローパスフィルタ９２と、ローパスフィルタ９２の後部に弾性体（図示略）を介して設けられた撮像素子９３と、該撮像素子９３をローパスフィルタ９２とで挟持する押さえ板９４とを備えている。

次に、鏡筒駆動機構１の動作について説明する。
図１に示すように、収納状態において、バリア羽根２５は開口部Ｋを閉鎖している。このとき、シャッタユニット８の駆動源８６は、前面部に設けられたフレキシブル基板８７及び端子部分８８が取付部２６の孔部２６aに挿入されて、バリア羽根２５の退避スペースＳに位置している。
また、第二レンズ群３１は、図示しないスライド移動手段によって、シャッタユニット８の後方かつ上側にスライド移動されている。なお、この第二レンズ群３１は、そのレンズ面が光軸方向に対して略平行となるように配置されている。

そして、この収納状態にある鏡筒駆動機構１に、モータ（図示略）からの駆動力が回転駆動筒６Ｂのギア部（図示略）に伝達されると回転駆動筒６Ｂが回転する。この回転駆動筒６Ｂの回転に伴い、第一直進筒５Ａの第一回転規制部５１Ａが第一直進溝７１に沿って前方に直進する。同時に、回転駆動筒６Ｂの回転がカム筒６Ａのピン６１Ａに伝えられて、第一直進筒５Ａの第一カム溝５２Ａに沿ってカム筒６Ａが前方に直進する。そして、カム筒６Ａの回転に伴い、第三回転規制部８４も前方に直進し、第一レンズ枠２の第一コマ部２２が第二カム溝６２Ａに沿って前方に直進する。また、シャッタユニット８の第二コマ部８５が第三カム溝６３Ａに沿って前方に直進する。
シャッタユニット８が移動することによって第二レンズ枠３が下側にスライド移動して光路内に配置される。さらに、開口部Ｋを閉鎖していたバリア羽根２５が退避スペースＳに移動して、開口部Ｋを開放する。このとき、シャッタユニット８の駆動源８６の前面に設けられた端子部分８８は、取付部２６の孔部２６aから退避する。

また、このとき、第一直進筒５Ａの第一回転規制部５１Ａは第一直進溝７１によって周方向の移動が規制され、第二回転規制部２３は第二直進筒５Ｂの第四直進溝５１Ｂによって周方向の移動が規制され、さらに、第三回転規制部８４は周方向の移動が規制されているので、ともに、回転駆動筒６Ｂやカム筒６Ａに同調して回転することなく光軸方向に移動する。このようにして、撮影状態とされる。

その後、カム筒６Ａが所定距離だけ回転すると、第一レンズ枠２が繰り出されてワイド状態となる（図示略）。第一レンズ枠２はワイド状態で、一番繰り出された状態となり、さらにカム筒６Ａを回転させると、一旦繰り込まれた後、途中からテレ状態になるまで繰り出されていく（図２参照）。このとき、シャッタユニット８は第二コマ部８５と係合する第三カム溝６３Ａの案内によって前方に繰り出され、群間隔を変えて変倍を行う。
また、第一レンズ群２１及び第二レンズ群３１の位置に応じて、モータ（図示略）が第三レンズ枠４の位置調整をして第三レンズ群４１を移動させることにより、焦点が撮像部９に合うことになる。

テレ状態からワイド状態に戻り、さらに各レンズ群２１、３１、４１が収納される動作においては、回転駆動筒６Ｂ及びカム筒６Ａは繰り出し時とは逆方向に回転する。これらの回転により、ワイド状態の第一レンズ枠２は第二カム溝６２Ａの案内で繰り込まれて、シャッタユニット８は第三カム溝６３Ａの案内で繰り込まれて、第三回転規制部８４も同時に繰り込まれる。さらに、第一直進筒５Ａが第一直進溝７１の案内で繰り込まれる。

このとき、シャッタユニット８の繰込動作に伴って、スライド移動手段が第二レンズ枠３を上方にスライド移動させて、シャッタユニット８の後方に配置させる。さらに、図１のように退避スペースＳに収納されていたバリア羽根２５が開口部Ｋを閉鎖し、シャッタユニット８の駆動源８６に設けられた端子部分８８が取付部２６の孔部２６a内に挿入されて、退避スペースＳに収納される。

以上、本発明の実施の形態によれば、駆動源８６には、バリア羽根２５側に突出して駆動源８６を駆動させる制御回路に電気的に接続する端子部分８８が設けられ、バリア羽根２５はカザリ環２４と取付部２６との間に配置されるとともに、開口部Ｋを開閉自在となるように取付部２６に取り付けられており、取付部２６には駆動源８６の端子部分８８が挿入される孔部２６aが形成され、繰込動作時に、孔部２６aに端子部分８８が挿入されて退避スペースＳ内に収納されるので、従来に比べて収納時におけるレンズ鏡筒１０の全長を短くすることができ、コンパクト化を図ることができる。

なお、本発明は、上記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
例えば、上記実施の形態においてシャッタユニット８の駆動源８６に設けられたフレキシブル基板８７には、端子部分８８が前方に突出していたが端子部分８８に代えて素子を使用しても構わない。また、その他、フレキシブル基板８７の前面から突出する部材を孔部２６a内に挿入しても良い。

また、バリア羽根２５は１枚からなる構成としたが、２枚からなる構成であっても良い。
また、固定筒７と回転駆動筒６Ｂとはヘリコイド構造によって駆動するとしたが、これに限定されるものではなく、カム構造によって駆動するとしても構わない。その他、上記実施の形態においてカム構造によって駆動する部材をヘリコイド構造によって駆動する構造としても構わない。
さらに、上記実施の形態では、第一レンズ群２１、第二レンズ群３１、第三レンズ群４１の３つのレンズ群を備えていたが、２つのレンズ群からなる構成であっても良いし、４つ以上のレンズ群を備えた構成であっても良い。

本発明の実施の形態を示すためのものであって、鏡筒駆動機構の収納状態における光軸方向に沿った断面図である。 同、鏡筒駆動機構のテレ状態における光軸方向に沿った断面図である。

符号の説明

１ 鏡筒駆動機構
２ 第一レンズ枠（レンズ枠）
３ 第二レンズ枠（レンズ枠）
８ シャッタユニット
１０ レンズ鏡筒
２１ 第一レンズ群（レンズ群）
２４ カザリ環
２５ バリア羽根
２６a 孔部
３１ 第二レンズ群（レンズ群）
８３ シャッタ羽根
８６ 駆動手段（駆動源）
８８ 端子部分（接続部）
Ｋ 開口部
Ｓ 退避スペース

Claims (2)

1. 開口部を有するレンズ鏡筒と、
   前記レンズ鏡筒の内側に設けられてレンズ群を保持するレンズ枠と、
   露光開口部を開閉又は絞るシャッタ羽根を有するシャッタユニットと、
   前記シャッタユニットの光軸方向前側に設けられて、前記シャッタ羽根の絞りを開閉駆動させる駆動手段と、
   前記レンズ鏡筒の開口部周囲で、前記駆動手段の前方に設けられて、前記レンズ枠及びシャッタユニットの繰込動作時に前記レンズ群の前方に移動して前記開口部を閉鎖し、繰出動作時にレンズ群の前方から退避して前記開口部を開放するバリア羽根とを備えた鏡筒駆動機構であって、
   前記駆動手段には、前記バリア羽根側に突出して、駆動手段を駆動させる制御手段に電気的に接続するための接続部が設けられており、
   前記バリア羽根が前記レンズ群の前方から退避する際の退避スペース内に、前記接続部は、繰込動作に伴って収納されることを特徴とする鏡筒駆動機構。
2. 前記退避スペースは、前記レンズ鏡筒の開口部周囲に設けられたカザリ環と、カザリ環の後方に設けられて、前記バリア羽根が取り付けられた取付部との間に形成され、
   前記取付部には、前記退避スペース内に貫通して前記駆動手段の前記接続部が挿入される孔部が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の鏡筒駆動機構。

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