JP4785452B2 - Lens barrel and imaging apparatus having the same - Google Patents
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Description
本願において開示する技術は、デジタルカメラ及びフィルムカメラまたはビデオカメラ等のレンズ鏡筒技術に関する。 The technology disclosed in the present application relates to a lens barrel technology such as a digital camera and a film camera or a video camera.
近年、フィルムを使用せずに画像をメモリに取り込むことができるデジタルカメラが急速に普及している。この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。ズーム鏡筒の構成の一例を特許文献1に示す。
In recent years, digital cameras that can capture an image in a memory without using a film are rapidly spreading. Some digital cameras include a zoom mechanism that moves a plurality of optical lenses in the optical axis direction to change a photographing magnification. An example of the configuration of the zoom lens barrel is shown in
第1の技術として、複数のレンズを保持する複数のレンズ保持手段をカムリングで光軸方向に移動させ、なおかつ回転規制手段によりレンズ保持手段の回転方向への移動を規制している。この構成により光学レンズを指定の位置に移動させることが出来る。このように光学レンズを移動させる機構をもたせた場合、この光学レンズの移動精度はそのデジタルカメラの光学性能に大きな影響を及ぼし、その精度を確保するため様々な対策がとられている。光学レンズを保持する光学レンズホルダーに、各々の位置を光軸方向前後に対向するようにスプリングを設ける。これにより、光学レンズホルダーとカムとの移動時のガタを無くし、精度を安定させるという方法が一つある。 As a first technique, a plurality of lens holding means for holding a plurality of lenses are moved in the optical axis direction by a cam ring, and the movement of the lens holding means in the rotation direction is restricted by the rotation restricting means. With this configuration, the optical lens can be moved to a designated position. When a mechanism for moving the optical lens is provided, the movement accuracy of the optical lens greatly affects the optical performance of the digital camera, and various measures are taken to ensure the accuracy. The optical lens holder that holds the optical lens is provided with a spring so that each position faces the front and rear in the optical axis direction. Accordingly, there is one method of eliminating the backlash when the optical lens holder and the cam are moved and stabilizing the accuracy.
また、第2の技術として、光学レンズホルダーにはカムに追従する複数のフォロワーピンがある。そのフォロワーピンの一つを可動にし、フォロワーピンが常にカムに当接できるようにし、精度を安定させる方法もある。 As a second technique, the optical lens holder includes a plurality of follower pins that follow the cam. There is also a method in which one of the follower pins is movable so that the follower pins can always come into contact with the cam to stabilize the accuracy.
第1の技術の場合、スプリングを内部に設ける必要があり、スペースを設けなければならずカメラが大型化してしまう。また、組立て時の作業性なども問題となる。第2の技術の場合、フォロワーピンを可動にする手段としてフォロワーピンをスプリングで動かすという方法が一般的である。その場合、スプリングを光学レンズホルダーに入れるスペースを設ける必要があり、少なくとも、その分複数のレンズホルダーが接近できない。
従来の第1の技術の場合、スプリングを内部に設ける必要があり、スペースを設けなければならずカメラが大型化してしまう。また、組立て時の作業性なども問題となる。第2の技術の場合、フォロワーピンを可動にする手段としてフォロワーピンをスプリングで動かすという方法が一般的である。その場合、スプリングを光学レンズホルダーに入れるスペースを設ける必要がある。その分、少なくとも複数のレンズホルダーが接近できなくなる。結果として、カメラの小型化を妨げる。 In the case of the conventional first technique, it is necessary to provide a spring inside, and a space must be provided, which increases the size of the camera. In addition, workability during assembly is also a problem. In the case of the second technique, a method of moving the follower pin with a spring is generally used as means for moving the follower pin. In that case, it is necessary to provide a space for inserting the spring into the optical lens holder. Accordingly, at least a plurality of lens holders cannot be accessed. As a result, miniaturization of the camera is hindered.
一方で、現在カメラは小型化が進んでおり、わずかなスペースでも削減する必要に迫られている。 On the other hand, cameras are currently being miniaturized, and it is necessary to reduce even a small space.
上記目的を達成するために、本発明に係るレンズ鏡筒は、複数のカムを具備するカム手段に追従して駆動する複数のレンズ保持手段を有し、前記複数のレンズ保持手段それぞれには前記カム手段に追従する追従手段が複数具備されており、前記複数のレンズ保持手段のそれぞれが具備する複数の追従手段は少なくとも一部が他の追従手段よりも径が大きくなっており、隣合う複数のレンズ保持手段のそれぞれが具備する径の大きい追従手段は、光軸方向に並ばないことを特徴とする。 In order to achieve the above object, a lens barrel according to the present invention has a plurality of lens holding means that drive following a cam means having a plurality of cams, and each of the plurality of lens holding means includes tracking means for tracking the cam means are a plurality equipped with a plurality of follow-up means for each provision of the plurality of lens retaining means is at least partially larger diameter than the other follow-up means, a plurality of adjacent Each of the lens holding means has a large-diameter following means that is not aligned in the optical axis direction .
本願開示の発明によれば、従来よりも更に小型なカメラを提供することができる。 According to the invention disclosed in the present application, it is possible to provide a camera that is smaller than the conventional one.
本発明を実施するための最良の形態は、後述する実施例に記載の通りである。 The best mode for carrying out the present invention is as described in Examples described later.
以下、本発明を図示の実施例に基づいて詳細に説明する。 Hereinafter, the present invention will be described in detail based on the illustrated embodiments.
図6から図10には、本形態に係る絞り構造を備える撮影装置としてデジタルカメラが示されている。本実施例で示すデジタルカメラ15はカメラ前面のレンズ移動支持装置としての鏡筒の前面を大きなバリア18で覆っている。カメラを使用する際にはバリアを横にスライドすることで撮影レンズ鏡筒10を開放する(繰り出す)。いわゆるスライドバリアタイプである。
6 to 10 show a digital camera as a photographing apparatus having an aperture structure according to this embodiment. The
図6は当該デジタルカメラ15のバリア18をカメラ本体に対して開成状態を示した外観斜視図である。図7は当該デジタルカメラ15のバリア18をカメラ本体に対して閉成状態を示した外観斜視図である。
FIG. 6 is an external perspective view showing the
図8は当該デジタルカメラ15の上面図を示している。図9は当該デジタルカメラ15の底面図を示している。図10は当該デジタルカメラ15の背面図を示している。
FIG. 8 shows a top view of the
図11には当該デジタルカメラ15の要部の構成を示している。
FIG. 11 shows a configuration of a main part of the
本形態のデジタルカメラの正面には被写体の構図を決めるファインダ14がある。また、測光測距を行う測光測距センサ13、赤目ランプ16、ストロボ17、第一レンズ群10aが配置されている。さらに、撮影レンズ鏡筒手段10が構成されている。
A finder 14 for determining the composition of the subject is provided in front of the digital camera of this embodiment. Further, a photometric
上面にはレリーズボタン11がある。また、ストロボ発光モードボタン12、側面にはストラップ保持手段20がある。底面には三脚取り付け部21がある。また、メモリーカードドライブ36及び不図示のバッテリー挿入部が内部に具備されているカードバッテリーカバー22、外部入出力端子取付部19が配置されている。
There is a
背面には操作ボタン24、LCDより成るディスプレイ25、ズームボタン23、ファインダ接眼部14aが配置されている。
An
操作ボタン24によりデジタルカメラの動作モード、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。
The
ディスプレイ25は、画像表示手段であり、メモリ34に保存された画像データやメモリー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。
The
制御部は、CPU40、ROM39、RAM41で構成されている。制御部は、バス38を介してレリーズボタン11、操作ボタン24、ディスプレイ25、メモリ34、メモリーカードドライブ36等の各種構成要素が接続されている。
The control unit includes a CPU 40, a ROM 39, and a RAM 41. The control unit is connected to various components such as the
バス38を介して制御系と接続する駆動回路37には、以下のものがある。ズームモータ駆動手段26、フォーカスモータ駆動手段28、シャッター駆動手段29、測光センサ13a、及び測距センサ13bが接続されている。また同様に、レンズ鏡筒を通った光を電気信号に変えるCCDやCMOS等の撮像デバイス42が駆動回路37に接続されている。さらに、ストロボ17が駆動回路37に接続されている。制御系からの信号によりこれら各々の駆動が制御されることになる。
The drive circuit 37 connected to the control system via the bus 38 includes the following. A zoom motor driving unit 26, a focus motor driving unit 28, a shutter driving unit 29, a photometric sensor 13a, and a distance measuring sensor 13b are connected. Similarly, an imaging device 42 such as a CCD or CMOS that converts light passing through the lens barrel into an electrical signal is connected to the drive circuit 37. Further, the
ROM39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ている。RAM41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。 The ROM 39 stores a program for controlling each functional component described above. The RAM 41 stores data necessary for each control program.
ここで、動作について一例を示す。例えば、使用者がバリア18をスライドさせると、それに連動する電源ボタンをOFFからONになる。それに応じて、CPU40はROM39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。つまりバリア開動作を行った後、撮影レンズ鏡筒を所定の撮影可能領域に移動させ、撮影スタンバイ状態になる。
Here, an example of the operation is shown. For example, when the user slides the
撮影を行うためにレリーズボタン11を押すと、測光センサ13aにより被写体の明るさを検知する。その測光値に基づき絞り値やシャッタスピード、またストロボを発光するかどうかを判断する。また、あらかじめ操作ボタン24によって使用者がストロボ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、測距センサ13bにより測距を行う。被写体との距離を測定してフォーカスモータ駆動手段28を駆動する。これにより所定のフォーカス位置へフォーカス手段27を移動させる。次にシャッタ手段30の開閉を行い、所望の画像を撮像デバイス42に取り込む。
When the
撮像デバイス42には、露光制御値に基づいてレンズ鏡筒を通って入射した光の光量に応じた電荷が蓄積される。その電荷が画像信号となり、アナログ信号処理手段31へと出力される。 The imaging device 42 accumulates electric charges according to the amount of light incident through the lens barrel based on the exposure control value. The charge becomes an image signal and is output to the analog signal processing means 31.
アナログ信号処理手段31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32に出力する。A/D変換部32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手段33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34に記憶されることになる。
The analog signal processing unit 31 performs analog processing on the captured image data and outputs it to the A /
メモリ34に記憶されたデータは操作ボタン24の操作によって圧縮伸張手段35によりJPEGやTIFF等の圧縮加工等を施しメモリーカードに出力され記憶される。
The data stored in the memory 34 is subjected to compression processing such as JPEG or TIFF by the compression / expansion means 35 by the operation of the
またメモリ34を持たないデジタルカメラの場合、デジタル信号処理手段で処理されたデジタルデータを圧縮伸張手段35に出力し、メモリーカードドライブ36へ記憶させることになる。
In the case of a digital camera without the memory 34, the digital data processed by the digital signal processing means is output to the compression / expansion means 35 and stored in the
メモリ34に記憶された画像データやメモリーカードドライブ36に記憶されている画像データを圧縮伸張手段35によって伸張処理を行う。その画像データをバス38を介してディスプレイ25に表示させることができる。このディスプレイ25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。
The image data stored in the memory 34 and the image data stored in the
背面にはズームボタン23が配置されている。ズームボタン23を操作することにより駆動回路37を介してズームモータ駆動手段26を制御する。これにより撮影レンズ鏡筒10をレンズの光軸方向に移動させる。また、ディスプレイ25上に表示されている記憶画像をズームボタン23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。
A zoom button 23 is arranged on the back. By operating the zoom button 23, the zoom motor driving means 26 is controlled via the drive circuit 37. As a result, the photographing
次に、デジタルカメラ15に備えられたレンズ鏡筒の構成について説明する。本実施例のデジタルカメラの、鏡筒ユニット構成の概略斜視図を図1に示す。
Next, the configuration of the lens barrel provided in the
第一レンズ群10aを保持する第一レンズ保持手段10と第二レンズ保持手段2と第三レンズ保持手段3とで光学の変倍ズームを行っている。第一レンズ保持手段10は第一カム手段1の内部に設けられている第一カムにより光軸方向に移動でき、直進規制手段4により回転規制をされている。第一カム手段1は直進規制手段4の内部に設けられているカムにより繰り出し動作できるようになっており、カム手段5により回転力を得ている。
The first lens holding means 10 holding the
次に第二レンズ保持手段2と第三レンズ保持手段3は直進規制手段4に直進ガイドされており、カム手段5の内部に設けられているカムにより光軸方向に移動できる。この際、カム手段5は直進規制手段4と一体的に移動できるようになっている。カム手段5は第二カム手段6に設けられているカムにより光軸方向に移動でき、ズームモーター駆動手段26により複数のギアを介して鏡筒回転手段7を回転し、カム手段5を回転させる。
Next, the second lens holding means 2 and the third lens holding means 3 are linearly guided by the straight
以上のようにして鏡筒のズーム動作を行う。この実施例のようにレンズホルダーが3つになる場合などでは、例えば第二レンズ保持手段2と第三レンズ保持手段3で、できるだけ互いの間隔を縮めたほうがより収納したときの鏡筒の大きさを小さくできる。間隔を縮めることによって、他の部材が入り込むことが可能なスペースを増やすことができるからである。 The lens barrel is zoomed as described above. In the case where there are three lens holders as in this embodiment, for example, the size of the lens barrel when the second lens holding means 2 and the third lens holding means 3 are retracted as much as possible is reduced as much as possible. Can be reduced. This is because the space in which other members can enter can be increased by reducing the interval.
第二レンズ保持手段2と第三レンズ保持手段3のように鏡筒内部にあるレンズホルダーには後述する片寄せのための機構が備わっているものがある。 Some of the lens holders inside the lens barrel, such as the second lens holding means 2 and the third lens holding means 3, are provided with a mechanism for shifting to be described later.
図2に本実施例の片寄せ機構を示す。1つのレンズホルダーにカム手段5の駆動に追従するために3つのフォロワーピンが備わっている。その一つを図2のように可動式にし、内部にスプリング9を設けることにより可動フォロワーピン8が外周に対して加重を加えられるようにしている。可動フォロワーピン8はカム手段5の内部に設けられているカムに当接できるようになっている。可動フォロワーピン8はカム手段5に対して加重することで、レンズホルダーとカムとのガタを防止できるようになっている。 FIG. 2 shows the shifting mechanism of this embodiment. In order to follow the drive of the cam means 5 in one lens holder, three follower pins are provided. One of them is movable as shown in FIG. 2, and a spring 9 is provided inside so that the movable follower pin 8 can be loaded on the outer periphery. The movable follower pin 8 can come into contact with a cam provided inside the cam means 5. The movable follower pin 8 can apply weight to the cam means 5 to prevent the lens holder and the cam from rattling.
ここで、従来の状態を図3に示す。第二レンズ保持手段2と第三レンズ保持手段3は直進規制手段4により回転方向を規制している。従来では図3に示すように可動フォロワーピン2a‘と可動フォロワーピン3a’は同一の直進ガイド4a‘により規制される。その他のフォロワーピン2b’とフォロワーピン3b‘は直進ガイド4b’、フォロワーピン2c‘とフォロワーピン3c’は直進ガイド4c‘により規制されている。この場合、可動フォロワーピンは他のフォロワーピンより機構部品が内部に入る為、第二レンズ保持手段2と第三レンズ保持手段3の間隔Aはある一定間隔以上は縮まらない。
Here, the conventional state is shown in FIG. The second lens holding means 2 and the third lens holding means 3 restrict the rotation direction by the straight advance restriction means 4. Conventionally, as shown in FIG. 3, the movable follower pin 2a 'and the
一方、図4は図3に対応する技術を説明する図である。図3と同様に直進規制手段4の展開図を示している。フォロワ−ピン2cよりも径の大きい可動フォロワーピン2aと、フォロワ−ピン3aよりも径の大きい可動フォロワーピン3cを別の位相に設けて、互いに位相が一致しないようにしている。このようにすると第二レンズ保持手段2と第三レンズ保持手段3の間隔を可動フォロワーピン同士が重ならない分だけ近づけることができる。したがって、互いの距離Bは前出の距離Aより小さくすることができる。これによりカメラの鏡筒を収納したときの鏡筒の光軸方向の長さを短くすることができカメラの更なる小型化に貢献できる。間隔を縮めることによって、他の部材が入り込むことが可能なスペースを増やすことができるからである。
On the other hand, FIG. 4 is a diagram for explaining a technique corresponding to FIG. As in FIG. 3, a development view of the straight travel regulating means 4 is shown. A movable follower pin 2a having a diameter larger than that of the follower pin 2c and a movable follower pin 3c having a diameter larger than that of the
この状態を立体的に示すと図5のようになり、可動フォロワーピン2aとフォロワーピン3aがより近づけることができる。
If this state is shown in three dimensions, it becomes like FIG. 5, and the movable follower pin 2a and the
図12に上記説明した鏡筒機構を具備する撮影装置であるデジタルカメラの電源ONから撮影終了までのフローチャートを示す。 FIG. 12 shows a flowchart from the power-on to the end of photographing of a digital camera which is a photographing apparatus having the lens barrel mechanism described above.
使用者が撮影装置の電源をONすると(ステップS1201)、CPU40よりズームモータ駆動手段26に指令を送り、鏡筒駆動モーターをCW回転させる(ステップS1202)。その後所定の動作を行い、撮影レンズ鏡筒手段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S1203)。 When the user turns on the power of the photographing apparatus (step S1201), the CPU 40 sends a command to the zoom motor driving means 26 to rotate the lens barrel driving motor CW (step S1202). Thereafter, a predetermined operation is performed, and when it is confirmed that the photographing lens barrel means has moved to the photographing position, it is stopped (step S1203).
次に使用者がレリーズボタンをONすると(ステップS1204)、測光手段13aによる測光を行い、被写体の輝度情報を得る(ステップS1205)。得られた輝度情報が既定の輝度より高輝度か否かを判断する(ステップS1206)。得られた輝度情報が既定の輝度より高輝度の場合、絞り手段43を光軸内に侵入させることによって、入射光量を変化させる(ステップS1207)。得られた輝度情報が既定の輝度より低輝度の場合、絞り手段43の動作は行わず光軸より退避した状態にしておく。 Next, when the user turns on the release button (step S1204), photometry is performed by the photometry means 13a to obtain luminance information of the subject (step S1205). It is determined whether or not the obtained luminance information is higher than a predetermined luminance (step S1206). When the obtained luminance information is higher than the predetermined luminance, the amount of incident light is changed by causing the diaphragm means 43 to enter the optical axis (step S1207). When the obtained luminance information is lower than the predetermined luminance, the diaphragm means 43 is not operated and is kept away from the optical axis.
その後フォーカス手段27を作動させて(ステップS1208)、被写体のピントが合う位置へ移動させ、そこで画像の取り込みを開始する(ステップS1209)。次にシャッタ手段30を開状態から閉状態へ移動させる(ステップS1210)。これにより、入射光量を遮り、画像取り込みは終了となる(ステップS1211)。その後絞り手段1を光軸から退避させ(ステップS1212)、フォーカス手段を初期位置に移動させて動作終了となる(ステップS1213)。 After that, the focusing unit 27 is operated (step S1208), and the subject is moved to a position where the subject is in focus, and image capture is started there (step S1209). Next, the shutter means 30 is moved from the open state to the closed state (step S1210). As a result, the amount of incident light is blocked, and the image capturing ends (step S1211). Thereafter, the aperture means 1 is retracted from the optical axis (step S1212), the focus means is moved to the initial position, and the operation ends (step S1213).
図13は使用者が撮影装置の電源をOFFにした時のフローチャートを示している。使用者が撮影装置の電源をOFFすると(ステップS1301)、まずシャッタ手段30を閉位置に移動させる(ステップS1302)。次に、絞り手段43が退避位置にいることを確認した後(ステップS1303)、鏡筒駆動モーターをCCW方向に回転させる(ステップS1304)。撮影レンズ鏡筒を所定の位置に収納させて終了となる(ステップS1305)。 FIG. 13 shows a flowchart when the user turns off the power of the photographing apparatus. When the user turns off the power of the photographing apparatus (step S1301), first, the shutter means 30 is moved to the closed position (step S1302). Next, after confirming that the aperture means 43 is in the retracted position (step S1303), the lens barrel drive motor is rotated in the CCW direction (step S1304). The photographing lens barrel is housed in a predetermined position, and the process ends (step S1305).
以上の構成をとることにより、レンズホルダー同士の間隔をより近づけることができ、近年のカメラの小型化に対して寄与できる。 By adopting the above configuration, the distance between the lens holders can be made closer, which can contribute to the recent miniaturization of cameras.
本実施例ではデジタルカメラの例を示しているが、同様の鏡筒構造を持つビデオカメラや銀塩フィルムを使用するアナログカメラ等でも同じ構成をとることができる。 In this embodiment, an example of a digital camera is shown, but a video camera having a similar lens barrel structure, an analog camera using a silver salt film, and the like can have the same configuration.
本発明は、デジタルカメラ、銀塩カメラ、ビデオカメラ、双眼鏡、その他の光学機器のレンズホルダーをレンズ光軸方向に移動可能に支持する装置として使用することができる。 The present invention can be used as a device that supports a lens holder of a digital camera, a silver salt camera, a video camera, binoculars, and other optical devices so as to be movable in the lens optical axis direction.
1 第一カム手段
2 第二レンズ保持手段
3 第三レンズ保持手段
4 直進規制手段
5 カム手段
6 第二カム手段
7 鏡筒回転手段
8 可動フォロワーピン
9 スプリング
10 第一レンズ保持手段
11 レリーズボタン
12 ストロボ発光モードボタン
13 測光測距センサ
14 ファインダ
14a ファインダ接眼部
15 デジタルカメラ
16 赤目ランプ
17 ストロボ
18 バリア
19 外部入出力端子取付部
20 ストラップ保持手段
21 三脚取り付け部
22 カードバッテリーカバー
23 ズームボタン
24 操作ボタン
25 ディスプレイ
26 ズームモータ駆動手段
27 フォーカス手段
28 フォーカスモーター駆動手段
29 シャッタ駆動手段
30 シャッタ手段
31 アナログ信号処理手段
32 A/D変換部
33 デジタル信号処理手段
34 メモリ
35 圧縮伸張手段
36 メモリーカードドライブ
37 駆動回路
38 バス
39 ROM
40 CPU
41 RAM
42 撮像デバイス
43 絞り手段
44 絞り駆動手段
45 バッテリー挿入部(不図示)
DESCRIPTION OF
40 CPU
41 RAM
42 Imaging device 43 Aperture means 44 Aperture drive means 45 Battery insertion part (not shown)
Claims (5)
前記複数のレンズ保持手段それぞれには前記カム手段に追従する追従手段が複数具備されており、前記複数のレンズ保持手段のそれぞれが具備する複数の追従手段は少なくとも一部が他の追従手段よりも径が大きくなっており、隣合う複数のレンズ保持手段のそれぞれが具備する径の大きい追従手段は、光軸方向に並ばないことを特徴とするレンズ鏡筒。 A plurality of lens holding means for driving following the cam means having a plurality of cams;
Wherein the plurality of lens retaining means are tracking means is a plurality equipped to follow the cam means, a plurality of tracking means, each of said plurality of lens holding means comprises rather than at least some other tracking means A lens barrel having a large diameter , and each of a plurality of adjacent lens holding means having a large diameter does not line up in the optical axis direction .
隣合う複数のレンズ保持手段のそれぞれが具備する径の大きい追従手段は、同一の前記規制部によって規制されないことを特徴とする請求項1に記載のレンズ鏡筒。2. The lens barrel according to claim 1, wherein the tracking means having a large diameter included in each of the plurality of adjacent lens holding means is not restricted by the same restriction portion.
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