JP4886237B2

JP4886237B2 - レンズ鏡筒、及びそれを有する撮像装置

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Publication number: JP4886237B2
Application number: JP2005217553A
Authority: JP
Inventors: 智幸工藤
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2005-07-27
Filing date: 2005-07-27
Publication date: 2012-02-29
Anticipated expiration: 2025-07-27
Also published as: JP2007033904A

Description

本発明は、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鏡筒などに関する。

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など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。

この技術においては、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。
特開平０７−０２７９６２号公報

従来、同一のカムリングにより光軸方向の位置を規制されている複数のレンズホルダーは、同一の直進規制リングにより回転方向の動作を規制されている。しかし、より小型化を考慮すれば、ピンなどのレンズホルダーと直進規制リングとの係合部材は、複数のレンズホルダー間で同一である必要がある。係合部材の大きさが少しでも異なる場合には、同一の規制リングにより規制されるためガタが生じてしまうからである。また、これにより設計の自由度が妨げられることになる。

上記の課題を解決するために、本発明に係るレンズ鏡筒は、カム手段に追従して駆動する第一及び第二のレンズ保持手段を具備するレンズ鏡筒であって、前記第一及び第二のレンズ保持手段には、前記カム手段に追従する追従部がそれぞれ具備されており、前記第一のレンズ保持手段の追従部と当接することで当該第一のレンズ保持手段の移動を光軸方向に規制する第一の規制手段と、前記第二のレンズ保持手段の追従部と当接することで当該第二のレンズ保持手段の移動を前記光軸方向に規制する、前記第一の規制手段とは異なる第二の規制手段とを具備することを特徴とする。

上記のような技術思想に拠れば、フォロワ−ピンの径方向の長さが異なることが許容されることになる。

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。

以下、本発明を図示の実施例に基づいて詳細に説明する。

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はカメラ前面の撮影レンズ鏡筒前面を大きなバリア１８で覆い、使用時はバリアを横にスライドすることで撮影レンズ鏡筒１０を開放するスライドバリアタイプである。

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。

図８は当該デジタルカメラ１５の上面図を示しており、図９は当該デジタルカメラ１５の底面図を示しており、図１０は当該デジタルカメラ１５の背面図を示している。

図１１には当該デジタルカメラ１５の要部構成を示している。

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、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が配置されている撮影レンズ鏡筒手段１０が構成されている。

上面にはレリーズボタン１１、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、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。

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。

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。

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。

制御部はＣＰＵ４０、ＲＯＭ３９、ＲＡＭ４１で構成され、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。

バス３８を介して制御系と接続する駆動回路３７には、ズームモーター駆動手段２６、フォーカスモータ駆動手段２８、シャッタ駆動手段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、ＣＣＤやＣＭＯＳ等の撮像デバイス４２、ストロボ１７が駆動回路３７に接続されており、制御系からの信号により各々の駆動を制御することになる。

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。

以上のように本発明の第一の実施例は構成されている。ここで、使用者がバリア１８をスライドさせてそれに連動する電源ボタンをＯＦＦからＯＮにすると、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。

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。測定した被写体との距離に応じてフォーカスモータ駆動手段２８を駆動することにより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。

撮像デバイス４２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。

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。

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。

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。

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。

背面にはズームボタン２３が配置されている。このズームボタン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ー駆動手段２６が制御され、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。

次に、本形態に係るデジタルカメラ１５に備えられた鏡筒ユニット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。

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る。また、後述するように、第一直進規制手段８に具備されている直進ガイド８ｄにより回転が規制をされている。第一カム手段１は第二直進規制手段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いる。これにより第一カム手段１は、第二カム手段５により回転力を得ている。

次に第二レンズ保持手段２は第一直進規制手段８に具備されている直進ガイド部８ａ、ｂ、ｃにより回転が規制をされている（後述する図４参照）。また、第二レンズ保持手段２の光軸方向の前後移動は第二カム手段５の内部に具備されている第二カムにより行われる。

第三レンズ保持手段３は第二直進規制手段４に直進ガイドされている。また、第三レンズ保持手段３は第二カム手段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。このとき、第二カム手段５は第二直進規制手段４と連動して移動できるようになっている。

第二カム手段５は第三カム手段６に設けられているカムにより光軸方向に移動できる。また、第二カム手段５は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、第二カム手段５を回転させる。

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為の機構が備わっているものがある。図５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５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２ａ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２ａは第二カム手段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。これにより、可動フォロワーピン２ａは第二カム手段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。

上述のように、第二レンズ保持手段２と第三レンズ保持手段３は同一のカム部材、つまり第二カム手段５の駆動によって光軸方向への移動を決定する。この点従来では、第二レンズ保持手段２と第三レンズ保持手段３が同一の直進規制手段４で回転方向の規制を行っていることに着目した。この場合直進規制手段４が何らかの理由で第二カム手段５の光軸方向の高さより短くなった場合に次のような不具合がある。すなわち、第二レンズ保持手段２と第三レンズ保持手段３の移動が直進規制手段４の高さ以上は移動できないことになる。

そこで、図１および図４に示すように直進規制手段を少なくとも２つに分離し、つまり、ここでは第一直進規制手段８と第二直進規制手段４を設けるようにする。第一直進規制手段８には第二レンズ保持手段２に具備されているフォロワーピン２ａ、２ｂ、２ｃを直進ガイドする直進ガイド部８ａ、８ｂ、８ｃが設けられている。また、第二直進規制手段４には第三レンズ保持手段３に具備されているフォロワーピン３ａ、３ｂ、３ｃを直進ガイドする直進ガイド部４ａ、４ｂ、４ｃが設けられている。

このように第二レンズ保持手段２、第三レンズ保持手段３それぞれフォロワ−ピンを別々の直進規制手段としての直進規制部材によりガイドすることによれば、次のような効果がある。すなわち、第二レンズ保持手段２のフォロワ−ピンの太さと第三レンズ保持手段３のフォロワ−ピンの太さとが必ずしも一致しないでも良い。すなわち、図４にあるようにフォロワ−ピンの径方向のＡやＢのような長さが異なることが許容されることになる。このような許容により設計上の自由度が高くなるばかりでなく、生産上も有利である。

ここで、直進ガイド部８ａ、８ｂ、８ｃと、直進ガイド部４ａ、４ｂ、４ｃとの位相をずらすようにしても構わない。位相をずらしたものを図１４、１５として示す。

図１４、１５のように位相をずらすことにより、上記のような利点に加えて、次のような利点がある。すなわち、第二レンズ保持手段２が第二直進規制手段４の高さ以上に前方に繰り出すことができる。別言すれば、第一直進規制手段８は第二直進規制手段４よりも一段前方へ移動できる。このことにより、第二レンズ保持手段２の光軸方向への移動は第二直進規制手段４の高さに制限を受けることがない。

このとき第一直進規制手段８には第三レンズ保持手段３のフォロワーピン３ａ、３ｂ、３ｃが通過する軌跡を逃げるための切り欠き（８０ａ’、８０ｂ’、８０ｃ’）を設けている。また、第二直進規制手段４には第二レンズ保持手段２のフォロワーピン２ａ、２ｂ、２ｃが通過する軌跡を逃げるための切り欠き（４０ａ’、４０ｂ’、４０ｃ’）を設けている。これにより、お互いが完全に分離できるようになっている。このとき第一直進規制手段８は第二直進規制手段４に対して直進ガイドされており、回転位相を保っている。

図１の第一直進規制手段８の直進ガイド８ｄは第一レンズ保持手段１０を直進規制する機構であり、第一直進規制手段８は第一レンズ保持手段１０と第二レンズ保持手段２の両方を直進規制する（後述する図３参照）。

図２は第二直進規制手段４の直進ガイドに対して第二レンズ保持手段２の可動フォロワーピンは規制を受けておらず、第三レンズ保持手段３のフォロワーピンのみが直進規制を受けている事を示す。第二レンズ保持手段２の可動フォロワーピンは直径方向で第二直進規制手段４より退避している。図１４、１５のようにフォロワーピンの位相をずらさなくても、図４等で説明したように同一の位相でも直進規制する手段をずらすことができる。

図３は第一直進規制手段８の直進ガイドに対して第二レンズ保持手段２の可動フォロワーピン２ａは規制を受けており、第三レンズ保持手段３のフォロワーピン３ａは規制を受けていることを示す。これにより、第一直進規制手段８は第一レンズ保持手段１０も直進規制する。

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。

使用者が撮影装置の電源をＯＮすると（ステップＳ１２０１）、ＣＰＵ４０よりズームモーター駆動手段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）。

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。

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）。

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）。以上説明したように、フォロワ−ピンの径方向のＡやＢのような長さが異なることが許容されることになる。

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。

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。

本発明の一実施例における鏡筒構造の構成を示す分解斜視図である。本願の一実施例における鏡筒構造を示す図である。本願の一実施例における鏡筒構造を示す図である。本願の一実施例における鏡筒構造を示す展開図である。本願の一実施例における鏡筒構造の可動フォロワーピンの構成を示す図である。本願の一実施例における鏡筒構造を有する撮影装置の電源ＯＮ状態の斜視図である。本願の一実施例における鏡筒構造を有する撮影装置の電源ＯＦＦ状態の斜視図である。本願の一実施例における鏡筒構造を有する撮影装置の電源ＯＮ状態の上面図である。本願の一実施例における鏡筒構造を有する撮影装置の底面図である。本願の一実施例における鏡筒構造を有する撮影装置の背面図である。本願の一実施例における鏡筒構造を有する撮影装置であるデジタルカメラの構成の要部を示すブロック図である。本願の一実施例における鏡筒構造を有する撮影装置であるデジタルカメラの電源ＯＮから撮影時のシーケンスを示すフローチャートである。本願の一実施例における鏡筒構造を有する撮影装置であるデジタルカメラの電源ＯＦＦ時のシーケンスを示すフローチャートである。本願の一実施例を位相の異なる規制によりレンズホルダーを駆動を規制することを示す図である。図１４の内容を説明する分解図である。

符号の説明

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第二直進規制手段
５第二カム手段
６第三カム手段
７鏡筒回転手段
８第一直進規制手段
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ズームモーター駆動手段
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
３２Ａ／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
３９ＲＯＭ
４０ＣＰＵ
４１ＲＡＭ
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）

Claims

カム手段に追従して駆動する第一及び第二のレンズ保持手段を具備するレンズ鏡筒であって、
前記第一及び第二のレンズ保持手段には、前記カム手段に追従する追従部がそれぞれ具備されており、
前記第一のレンズ保持手段の追従部と当接することで当該第一のレンズ保持手段の移動を光軸方向に規制する第一の規制手段と、
前記第二のレンズ保持手段の追従部と当接することで当該第二のレンズ保持手段の移動を前記光軸方向に規制する、前記第一の規制手段とは異なる第二の規制手段とを具備することを特徴とするレンズ鏡筒。
前記第一のレンズ保持手段は、前記第二の規制手段には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。
前記第一及び第二のレンズ保持手段は、同一のカム手段に追従して駆動することを特徴とする請求項１または２に記載のレンズ鏡筒。
前記第一及び第二のレンズ保持手段とは異なる第三のレンズ保持手段を具備し、
前記第一の規制手段は、前記第三のレンズ保持手段の移動を前記光軸方向に規制し、前記第二の規制手段は、前記第三のレンズ保持手段を規制しないことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載のレンズ鏡筒。
請求項１から４のいずれか１項に記載のレンズ鏡筒と、当該鏡筒を通過する光を受光する撮像手段を有する撮像装置。