JP4969378B2 - レンズ鏡筒及びデジタルカメラ - Google Patents

Description

本発明は、レンズ鏡筒及びデジタルカメラに関し、更に詳しくは、光軸方向に個別に移動されるズームレンズ及びフォーカスレンズを有するレンズ鏡筒と、このレンズ鏡筒を用いるデジタルカメラに関する。

デジタルカメラや銀塩カメラ等に用いられるレンズ鏡筒は、焦点距離を変化させるズームレンズと、焦点調節を行なうフォーカスレンズと、これらのレンズを個別に光軸方向に移動させるレンズ駆動機構と、絞りを切り替える絞り機構とを備えている。従来のレンズ鏡筒は、ズームレンズを移動させるズーム動作と、フォーカスレンズを移動させるフォーカス動作と、絞り切り替えとを個別に行なうため、それぞれに専用のモータ等のアクチュエータを用いている。

カメラ本体の小型軽量化、ローコスト化のため、ズームレンズとフォーカスレンズの移動を１個のモータで行なうことが望まれている。例えば、特許文献１には、単一のモータと遊星ギヤ等を用いたギヤ機構によって、ズーム動作とフォーカス動作とを行なうレンズ鏡筒が記載されている。

また、デジタルカメラに用いられるレンズ鏡筒として、撮影光路中にプリズム等の反射光学素子を組み込み、例えば上下方向に沿うように撮影光路を屈曲させ、ズームレンズとフォーカスレンズとをカメラ本体内で上下方向に移動させる屈曲光学系のレンズ鏡筒が発明されている（例えば、特許文献２参照）。このレンズ鏡筒は、屈曲された光路の側方にズーム用とフォーカス用のリードスクリューを光軸に沿って配置し、これらのリードスクリューを個別のモータで回転させることで、各リードスクリューに噛合されたナットを上下動させ、各ナットに連係されたズームレンズとフォーカスレンズとを移動させている。

また、特許文献３記載のレンズ鏡筒では、ズーム用とフォーカス用の２本のリードスクリューを１つのモータで回転させ、各リードスクリューに噛合されるラックギヤを所定のタイミングでリードスクリューから離して噛合を解除することで、ズーム動作とフォーカス動作とを行なっている。
特開２０００−０４７０８９号公報 特開２００４−１３３０５３号公報 特開２００２−１６２５５５号公報

しかし、特許文献１記載の発明では、複雑な遊星ギヤを用いているため、コストダウンの効果が小さいという問題がある。同様に、特許文献３記載の発明は、レンズ駆動用のモータは１個で済むものの、高精度で高価なリードスクリューを２本使用しているため、コストダウン、小型化の効果は少ないという問題がある。

本発明は、リードスクリューを使用するレンズ鏡筒の小型化及びローコスト化を図ることを目的とする。

上記課題を解決するために本発明のレンズ鏡筒は、撮影光軸に沿って移動自在な第１レンズ枠及び第２レンズ枠と、撮影光軸に沿って配置されたリードスクリューと、リードスクリューに噛合して撮影光軸方向に移動されるラックギヤを有し、リードスクリューにラックギヤを噛合する噛合位置と、リードスクリューからラックギヤを離す退避位置との間で移動自在となるように、第１レンズ枠及び第２レンズ枠に設けられた第１キャリッジ及び第２キャリッジとを備えている。また、第１キャリッジ及び第２キャリッジを噛合位置に向けて付勢する第１付勢手段及び第２付勢手段と、リードスクリューの外周に配置され、第１キャリッジを押圧して退避位置に移動させる第１回動位置と、第２キャリッジを押圧して退避位置に移動させる第２回動位置との間で回動自在にされた切替部材と、切替部材を第１回動位置と第２回動位置の間で回動させるキャリッジ切替手段とを備えている。

キャリッジ切替手段として、切替部材を回動させるアクチュエータを用いたものである。

また、別のキャリッジ切替手段として、切替部材を第１回動位置に向けて付勢する第３付勢手段と、撮影光軸上に配置されて撮影開口を開閉するシャッタ機構に連動し、切替部材を第２回動位置に向けて押圧する切替レバーとから構成したものである。

シャッタ機構は、シャッタ羽根を移動させて撮影開口を開閉する通常ストローク範囲と、シャッタ羽根を撮影開口から退避させて開放状態を維持するオーバーストローク範囲との間で回動されるシャッタレバーを有し、切替レバーはシャッタレバーのオーバーストローク範囲での回動に連動して、切替部材を押圧及び押圧解除するようにしたものである。

通常ストローク範囲は、シャッタ羽根により撮影開口を閉じさせる第１シャッタ位置と、シャッタ羽根を撮影開口から退避させる第２シャッタ位置との間の回動範囲とし、オーバーストローク範囲は、第２シャッタ位置と、シャッタ羽根の撮影開口からの退避を継続させる第３シャッタ位置との間の回動範囲としたものである。

また、シャッタ羽根は、撮影光軸方向で互いに重なり合うように配置され、撮影光軸方向で移動自在とされた第１シャッタ羽根及び第２シャッタ羽根と、第１シャッタ羽根及び第２シャッタ羽根に設けられ、撮影光軸方向で重なり合って撮影開口に対面する位置に露光開口を形成する第１開口及び第２開口と、第１シャッタ羽根及び第２シャッタ羽根に設けられ、シャッタレバーに係合して、その回動により第１シャッタ羽根及び第２シャッタ羽根を移動させる第１カム及び第２カムとから構成している。そして、第１カム及び第２カムは、シャッタレバーが第１シャッタ位置から第２シャッタ位置に回動する際に、露光開口が閉じ状態から開放状態に徐々に変化するように第１シャッタ羽根及び第２シャッタ羽根を移動させるように構成している。また、シャッタレバーが第２シャッタ位置から第３シャッタ位置に回動する際に、露光開口が開放状態で維持されるように第１シャッタ羽根及び第２シャッタ羽根を移動させるように構成している。

また、オーバーストローク範囲に、第３シャッタ位置に連なる第４シャッタ位置を設けている。この場合、第１カム及び第２カムは、シャッタレバーが第３シャッタ位置から第４シャッタ位置に回動する際に、露光開口が開放状体から閉じ状態に徐々に変化するように第１シャッタ羽根及び第２シャッタ羽根を移動させるように構成している。

更に、切替部材は、第１キャリッジ及び第２キャリッジの間に配置されてラックギヤを押圧する切替板から構成されている。この切替板のラックギヤを押圧する側辺には、ラックギヤと噛合する歯列を設けている。

また、切替部材を第１回動位置と第２回動位置との間で１回以上往復回動させ、リードスクリューに対するラックギヤの噛み込みを解消させるエマージェンシー動作をキャリッジ切替手段に行わせる切替制御手段を設けたものである。

更に、切替制御手段は、前記第１レンズ枠及び第２レンズ枠のホームポジションへの移動時に、第１レンズ枠及び第２レンズ枠が第１検出手段及び第２検出手段によって検出されないときに、キャリッジ切替手段を制御してエマージェンシー動作を行わせる。

また、第１レンズ枠によりズームレンズを保持し、第２レンズ枠によりフォーカスレンズを保持するようにしたものである。

また、本発明のデジタルカメラは、請求項１〜１１いずれか記載のレンズ鏡筒と、レンズ鏡筒によって結像された被写体像を撮像する撮像手段とを備えたものである。

本発明のレンズ鏡筒及びデジタルカメラによれば、１本のリードスクリューで２つのレンズ枠を撮影光軸方向に移動させることができるので、小形軽量化、及びローコスト化を図ることができる。また、第１キャリッジ及び第２キャリッジの移動には、アクチュエータ、または第３付勢手段と、リードスクリューの外周に配置された切替部材を用いるので、レンズ鏡筒を小型化することができる。

また、切替部材の回動をシャッタ機構に設けられた切替レバーで行なうことにより、レンズ鏡筒に必要なアクチュエータの数を少なくすることができる。

また、シャッタレバーのオーバーストローク範囲での回動に連動して切替部材を回動させるので、シャッタ機構としての機能に影響はない。

更に、第１シャッタ位置から第２シャッタ位置へのシャッタレバーの回動で、露光開口が徐々に開放されるようにしたので、絞り兼用のシャッタ機構を構成することができる。また、オーバーストローク範囲に第４シャッタ位置を設け、シャッタレバーの第３シャッタ位置から第４シャッタ位置への回動で露光開口が徐々に閉じられるようにしたので、第１レンズ枠の移動中にも絞りを調節することができる。

また、切替部材として用いる切替板の側辺にラックギヤが噛合する歯列を設けたので、振動や衝撃によるレンズ枠の移動を防止することができる。

また、切替部材を１回以上往復回動させるエマージェンシー動作を行わせることができるので、リードスクリューとラックギヤの噛み込みを解消することができる。更に、第１レンズ枠及び第２レンズ枠がホームポジションに移動しないときにエマージェンシー動作を自動的に行うようにしたので、リードスクリューとラックギヤの噛み込みによる動作不良を自動的に解消することができる。

また、本発明のレンズ鏡筒をデジタルカメラに用いることにより、小型でローコスト、かつ動作信頼性の高い光学系を備えたデジタルカメラを得ることができる。

図１（Ａ），（Ｂ）に示すデジタルカメラ２は、屈曲光学系のレンズユニット３がカメラ本体４内に組み込まれている。デジタルカメラ２の前面上部には、レンズユニット３に被写体光を入射させる対物レンズ５が配置されている。レンズユニット３は、対物レンズ５から入射された被写体光を下方に向けて反射して撮影光路を屈曲させるプリズム６と、ズームレンズ及びフォーカスレンズ、シャッタユニット等を有するレンズ鏡筒８から構成されている。カメラ本体４の底面近傍には、レンズ鏡筒８により結像された被写体像を撮像するＣＣＤ９が配置されている。

対物レンズ５の側方には、フラッシュ発光部１２が配置されている。また、デジタルカメラ２の上面には、電源ボタン１３とレリーズボタン１４とを配している。レリーズボタン１４を押圧操作することにより、１フレーム分の静止画の撮影が行われる。この撮影で得られる画像は、デジタルカメラ２のカードスロット１６にセットされたメモリカード１５に記録される。

デジタルカメラ２の背面には、ＬＣＤ（液晶ディスプレイ）１８と、ズームタイプのレンズ鏡筒８を望遠側及び広角側にズーミング（変倍）させるズームボタン１９と、各種設定操作に用いられる設定ボタン群２０等を配している。ＬＣＤ１８に表示されるメニューを見ながら設定ボタン群２０を操作することで、撮影モードと再生モードの切り替え、ストロボ発光のオン／オフなどの各種設定を行うことができる。

ＬＣＤ１８は、撮影モード下では、被写体像を動画のスルー画として表示する。ユーザーは、このスルー画を観察して撮影範囲を確定する。また、再生モード下では、メモリカード１５に記録されている画像を表示する。

図２に示すように、デジタルカメラ２は、切替制御手段を構成するＣＰＵ２５を備えている。ＣＰＵ２５は、電源ボタン１３、レリーズボタン１４，ズームボタン１９，設定ボタン群２０等の操作信号に基づいて、デジタルカメラ２の各部を制御している。

ＣＰＵ２５は、画像データに基づいて被写体輝度の検出とコントラストの検出とを行ない、その検出結果に基づいてシャッタ速度，絞りとピント調節とを制御する。モータ駆動回路２６は、ＣＰＵ２５によるシャッタ速度、絞り、ピント制御に基づいて、レンズ鏡筒８に組み込まれている複数のモータを駆動する。本発明の切替制御手段は、ＣＰＵ２５及びモータ駆動回路２６により構成される。

ＣＣＤドライバ２７は、ＣＰＵ２５の制御に基づいてＣＣＤ９を駆動する。ＣＣＤ９は、受光面にレンズ鏡筒８を透過した被写体光が入射し、その被写体像をアナログの撮影信号に変換して出力する。なお、本実施形態ではＣＣＤを用いているが、例えばＣＭＯＳ型のイメージセンサを用いてもよい。

アナログ信号処理回路３０は、ＣＣＤ９から入力されたアナログ信号に対してノイズ除去、ゲイン調整等の信号処理を施してＡ／Ｄコンバータ３１に入力する。Ａ／Ｄコンバータ３１は、入力されたアナログの撮像信号をデジタルの画像データに変換し、データバス３２を介してデジタル信号処理回路３３に入力する。デジタル信号処理回路３３は、入力された画像データにホワイトバランス調整、γ補正等を行う。

スルー画表示時には、ＣＣＤ９から画素を間引いた撮像信号が読み出される。この撮像信号は、アナログ信号処理回路３０、Ａ／Ｄ３１、デジタル信号処理回路３３を経て画像データに変換され、順次にＬＣＤドライバ３６に入力される。これにより、撮影中の被写体像がスルー画としてＬＣＤ１８に表示される。また、静止画撮影モード下でレリーズボタン１４が押圧操作されると、ＣＣＤ９から全ての画素の撮像信号が読み出され、スルー画表示と同様に画像データに変換される。この画像データは、圧縮伸長処理回路３７で圧縮され、メディアコントローラ３８を介してメモリカード１５に記録される。

また、再生モード下では、メディアコントローラ３８によってメモリカード１５から画像データが読み出され、圧縮伸長処理回路３７で伸長されてＬＣＤドライバ３６に入力される。これにより、メモリカード１５に記録されている画像がＬＣＤ１８に表示される。

図３に示すように、レンズ鏡筒８は、垂直方向に設定された撮影光軸Ｓに沿って上下に配置された板状の前群枠４５及び後群枠４６と、この前群枠４５と後群枠４６との間に撮影光軸Ｓに沿って配設される２本のリード軸４７、及びリードスクリュー４８とを備えている。また、リードスクリュー４８の外周には、切替板４９が回動自在に設けられている。なお、図面の煩雑化を防ぐため図示していないが、レンズ鏡筒８は、不要な外光が撮影光路内に侵入しないように、遮光性を有する鏡筒によって覆われている。

前群枠４５と後群枠４６との間には、リード軸４７に取り付けられたシャッタユニット５０が配置されている。また、前群枠４５とシャッタユニット５０、シャッタユニット５０と後群枠４６の間には、それぞれズームレンズ枠５１及びフォーカスレンズ枠５２が配置されている。

また、前群枠４５及び後群枠４６には、リードスクリュー４８と切替板４９の駆動に用いられるスクリューモータ５３と切替モータ５４が取り付けられている。シャッタユニット５０には、その駆動に用いられるシャッタモータ５５が取り付けられている。

前群枠４５及び後群枠４６は、例えば金属製の板材により形成されており、撮影光軸Ｓ上に開口５８，５９が形成されている。開口５８内には、撮影光学系を構成するレンズ６０が嵌合されている。

２本のリード軸４７は、金属またはプラスチックによって形成された丸棒であり、両端が前群枠４５及び後群枠４６に係止されている。シャッタユニット５０は、リード軸４７に固定され、ズームレンズ枠５１及びフォーカスレンズ枠５２は、上下方向で移動自在となるようにリード軸４７に取り付けられている。

リードスクリュー４８は、外周にリードネジが形成された丸棒状の軸からなり、スクリューモータ５３によって両方向に回動される。リードスクリュー４８の外周に配置される切替板４９は、金属またはプラスチックによって板状に形成されており、切替モータ５４によって回動される、切替板４９の幅方向の両端の第１側辺４９ａ，第２側辺４９ｂには、ラックギヤ状の歯列４９ｃ、４９ｄが設けられている。

ズームレンズ枠５１は、ズームレンズ６３を保持するレンズ保持部５１ａと、リード軸４７に摺動自在に挿入される一対のスライド軸受け部５１ｂ，５１ｃとから構成されている。このズームレンズ枠５１は、本発明の第１レンズ枠を構成する。

一方のスライド軸受け部５１ｂには、第１キャリッジである板状のズームキャリッジ６４が、リード軸４７の回りで回動自在となるように組み込まれている。このズームキャリッジ６４のリードスクリュー４８に対する面には、リードネジに噛合するラックギヤ６５が形成されている。ズームキャリッジ６４は、ラックギヤ６５がリードスクリュー４８に噛合する噛合位置と、リードスクリュー４８から離れる退避位置の間で回動自在とされている。また、ズームキャリッジ６４は、第１付勢手段であるズームバネ６６により噛合位置に付勢されている。

第２レンズ枠であるフォーカスレンズ枠５２は、ズームレンズ枠５１と同様に、フォーカスレンズ７０を保持するレンズ保持部５２ａと、一対のスライド軸受け部５２ｂ，５２ｃとから構成されている。また、一方のスライド軸受け部５２ｂには、ズームキャリッジ６４と同様に、リードスクリュー４８に対して噛合及び退避されるフォーカスキャリッジ７１と、ラックギヤ７２と、フォーカスバネ７３（図４参照）が設けられている。このフォーカスキャリッジ７１は、リードスクリュー４８を挟んでズームキャリッジ６４の反対側から、リードスクリュー４８に噛合される。

ズームレンズ枠５１及びフォーカスレンズ枠５２のスライド軸受け部５１ｃ及び５２ｃの外周には、板状の検出片５１ｄ及び５２ｄが設けられている。この検出片５１ｄ及び５２ｄは、ズームレンズ枠５１及びフォーカスレンズ枠５２が各々のズームホームポジション及びフォーカスホームポジション（以下、ズームＨＰ及びフォーカスＨＰと呼ぶ）に移動したときに、第１ポジションセンサ６７及び第２ポジションセンサ６８により検出される。この第１ポジションセンサ６７及び第２ポジションセンサ６８は、例えば反射型の光電センサであり、本発明の第１検出手段及び第２検出手段を構成する。

シャッタユニット５０は、撮影光軸Ｓに対面する上下面に撮影開口７５が形成された箱状のケース７６と、このケース７６内に組み込まれて撮影開口７５に対面する露光開口の面積を変化させる絞り兼用のシャッタ羽根から構成されている。このシャッタ羽根は、シャッタモータ５５によって駆動される。

切替板４９は、図４に示すフォーカス駆動位置、図５に示すズーム駆動位置との間で回動される。なお、フォーカス駆動位置及びズーム駆動位置は、本発明の第１駆動位置及び第２駆動位置に相当する。

図４（Ａ）に示すように、切替板４９がフォーカス駆動位置に回動されると、ズームバネ６６の付勢に抗してズームキャリッジ６４を第１側辺４９ａの歯列４９ｃで押圧し、ラックギヤ６５がリードスクリュー４８に噛合しない退避位置に回動させる。また、同図（Ｂ）に示すように、フォーカス駆動位置にあるときの第２側辺４９ｂの歯列４９ｄは、ラックギヤ７２に当接しないので、フォーカスキャリッジ７１はフォーカスバネ７３の付勢によって噛合位置に回動し、ラックギヤ７２をリードスクリュー４８に噛合させる。これにより、リードスクリュー４８が回転すると、フォーカスレンズ枠５２が光軸方向で移動する。

また、図５（Ｂ）に示すように、切替板４９がズーム駆動位置に回動されると、フォーカスバネ７３の付勢に抗してフォーカスキャリッジ７１が歯列４９ｄで押圧され、ラックギヤ７２がリードスクリュー４８に噛合しない退避位置に回動される。また、同図（Ａ）に示すように、ズーム駆動位置にあるときの歯列４９ｃは、ラックギヤ６５に当接しないので、ズームキャリッジ６４はズームバネ６６の付勢によって噛合位置に回動し、ラックギヤ６５をリードスクリュー４８に噛合させる。これにより、リードスクリュー４８が回転すると、ズームレンズ枠５１が光軸方向で移動する。

なお、上記レンズ鏡筒８では、ズームレンズ枠５１またはフォーカスレンズ枠５２が移動ストロークの端部まで移動したときに、リードスクリュー４８とラックギヤ６５またはラックギヤ７２とが噛み込んでしまい、リードスクリュー４８の回転でズームレンズ枠５１またはフォーカスレンズ枠５２が移動しなくなることが考えられる。この噛み込みによる動作不良を防止するため、本発明では、予め設定された所定のタイミングで切替板４９を少なくとも１回以上往復回動させ、リードスクリュー４８とラックギヤ６５またはラックギヤ７２との噛み込みを解消するエマージェンシー動作を行なうようになっている。

次に、上記実施形態の作用について説明する。電源オフ時のデジタルカメラ２は、ズームレンズ枠５１及びフォーカスレンズ枠５２が所定の待機位置で停止されており、切替板４９はフォーカス駆動位置に回動されている。これにより、ズームキャリッジ６４は歯列４９ｃに噛合し、フォーカスキャリッジ７１はリードスクリュー４８に噛合しているので、デジタルカメラ２に対する振動や衝撃によってズームレンズ枠５１及びフォーカスレンズ枠５２が移動することはない。

図６に示すように、デジタルカメラ２の電源がオンされると、ＣＰＵ２５によって現在の動作モードが判定される。この動作モードは、デジタルカメラ２の電源オフ時に設定されていた動作モードが記憶され、電源オン時に再び同じ動作モードが設定される。例えば撮影モードに設定される場合、ＣＰＵ２５は、ズームレンズ枠５１及びフォーカスレンズ枠５２を各々のズームＨＰ及びフォーカスＨＰに移動させる撮影準備動作が実行される。

図７に示すように、撮影準備動作を制御するＣＰＵ２５は、切替モータ５４を駆動して切替板４９を図５に示すズーム駆動位置に回動させ、ズームキャリッジ６４をリードスクリュー４８に噛合させる。次に、スクリューモータ５３を駆動させてリードスクリュー４８を回転させ、ズームレンズ枠５１をズームＨＰに移動させる。スクリューモータ５３の駆動は、第１ポジションセンサ６７が検出片５１ｄを検出したときに停止される。

ズームレンズ枠５１のズームＨＰへの移動後、切替板４９がフォーカス駆動位置に回動され、同様の手順でフォーカスレンズ枠５２がフォーカスＨＰに移動される。

ＣＰＵ２５は、ズームレンズ枠５１及びフォーカスレンズ枠５２を各々ホームポジションに移動させるためのスクリューモータ５３の駆動開始とともに、タイマ７７で時間を計測している。そして、予め設定されている基準時間の経過後に第１ポジションセンサ６７または第２ポジションセンサ６８で検出片５１ｄまたは５２ｄが検出されないときに、ズームエラーまたはフォーカスエラーと判定する。

ズームエラー及びフォーカスエラーは、リードスクリュー４８にラックギヤ６５またはラックギヤ７２が噛み込んでしまい、ズームレンズ枠５１またはフォーカスレンズ枠５２が動かなくなっている状態である。ＣＰＵ２５は、ズームエラー及びフォーカスエラーの判定後、エマージェンシー動作を実行させる。

図８に示すように、エマージェンシー動作制御時のＣＰＵ２５は、切替板４９を現在の回動位置から反対側の回動位置に回動させ、再び元の回動位置に回動させる。すなわち、ズームエラーのときには、切替板４９をズーム駆動位置からフォーカス駆動位置に回動し、再びズーム駆動位置に回動する。また、フォーカスエラーのときには、切替板４９をフォーカス駆動位置からズーム駆動位置、再びフォーカス駆動位置に回動させる。これにより、リードスクリュー４８とラックギヤ６５またはラックギヤ７２との噛み込みが解消される。

なお、エマージェンシー動作での切替板４９の往復回動は、予め設定されたｎ回行われる。この往復回動の回数は、１回以上であればよく、リードスクリュー４８とラックギヤ６５またはラックギヤ７２の噛み込みが確実に解消される回数が好ましい。また、エマージェンシー動作の終了をユーザーが待たなければならないことも考慮して、その回数を決定する必要がある。

撮影準備動作の終了後にＣＣＤ９が駆動され、ＬＣＤ１８にスルー画が表示される。このスルー画表示時に、スルー画の画像データに基づいてフォーカス動作が実行される。図９に示すように、フォーカス動作では、切替モータ５４により切替板４９がフォーカス駆動位置に回動される。なお、切替板４９がすでにフォーカス駆動位置にある場合には、このステップは省略される。

切替板４９のフォーカス駆動位置への回動により、フォーカスキャリッジ７１がリードスクリュー４８に噛合し、ズームキャリッジ６４がリードスクリュー４８から退避する。次いで、スクリューモータ５３が回転されることにより、フォーカスレンズ枠５２のみが撮影光軸Ｓ方向で移動する。

また、ズーム操作が行なわれると、図１０に示すように、切替板４９がズーム駆動位置に回動され、ズームキャリッジ６４がリードスクリュー４８に噛合し、フォーカスキャリッジ７１がリードスクリュー４８から退避する。次いで、スクリューモータ５３が回転されることにより、ズームレンズ枠５１のみが撮影光軸Ｓ方向で移動する。

スルー画出力中にレリーズ操作されると、前述のフォーカス動作とともに、ＣＣＤ９及びシャッタユニット５０による撮影動作が行なわれる。そして、生成された画像は、メモリカード１５に記録される。

このように、１本のリードスクリュー４８と１個のスクリューモータ５３で２個のレンズ枠５１、５２を移動させることができるので、レンズ鏡筒８のコストダウン、及び小形軽量化が可能となる。

なお、上記実施形態では、切替モータ５４によって切替板４９を回動させたが、例えば、シャッタユニット５０を利用して切替板４９を回動させてもよい。

図１１に示すレンズ鏡筒８は、切替モータ５４を省略し、切替板４９を第３付勢手段である切替バネ８０によってフォーカス駆動位置に付勢している。また、シャッタユニット５０を構成するシャッタレバー８１（図１２参照）に切替レバー８２を一体に形成し、この切替レバー８２をシャッタユニット５０のケース７６から突出させて、切替板４９を押圧させている。なお、上記実施形態と同じ部品については、同じ符号を用いて詳しい説明は省略する。

図１２に示すように、シャッタユニット５０内には、遮光性を有するプラスチック、または金属によって薄板状に形成された第１シャッタ羽根８５及び第２シャッタ羽根８６と、シャッタレバー８１とが組み込まれている。

第１シャッタ羽根８５には、ケース７６に設けられた撮影開口７５に対面する第１開口８９と、リード軸４７が挿通される長穴９０と、リードスクリュー４８との干渉を避ける切欠き９１と、シャッタレバー８１の係合ピン９３が係合される第１カム溝９２が設けられている。第２シャッタ羽根８６には、同様に、第２開口９５、長穴９６、切欠き９７、第２カム溝９８が設けられている。

第１シャッタ羽根８５及び第２シャッタ羽根８６は、ケース７６内に矢印Ｘ方向でスライド自在となるように組み込まれており、シャッタレバー８１がシャッタモータ５５によって回動されることで、互いに反対方向にスライドする。このときに、第１開口８９と第２開口９５とで形成される露光開口の面積が変化して露光量が調節される。

シャッタレバー８１の動作チャートを表す図１３に示すように、シャッタレバー８１は、露光開口を閉じ状態とする第１シャッタ位置と、露光開口を開放状態とする第２シャッタ位置と、同じく開放状態で維持する第３シャッタ位置の間で回動される。第１シャッタ位置と第２シャッタ位置の間が、第１シャッタ羽根８５及び第２シャッタ羽根８６を開閉駆動する通常ストローク範囲であり、第２シャッタ位置と第３シャッタ位置の間が、切替板４９を切替駆動するオーバーストローク範囲となる。

図１４（Ａ）に示すように、シャッタレバー８１が第１シャッタ位置にあるときには、第１開口８９と第２開口９５とが重なり合わないため、撮影開口７５は閉じ状態となる。また、このときには、切替レバー８２は切替板４９から離れた位置に回動されているため、切替板４９は切替バネ８０の付勢によってフォーカス駆動位置に回動される。これにより、リードスクリュー４８とフォーカスキャリッジ７１とが噛合されるので、スクリューモータ５３の回転によりフォーカスレンズ枠５２のみが移動される。

図１４（Ｂ）に示すように、シャッタレバー８１が第２シャッタ位置に回動されると、第１開口８９及び第２開口９５が重なり合って露光開口が形成され、撮影開口７５は開放状態となる。このときにも切替レバー８２は切替板４９に当接しないので、切替板４９はフォーカス駆動位置で保持される。

図１４（Ｃ）に示すように、シャッタレバー８１が第３シャッタ位置に回動されると、切替レバー８２は切替板４９を切替バネ８０の付勢に抗して押圧し、ズーム駆動位置に回動させる。これにより、フォーカスキャリッジ７１が退避位置に回動し、ズームキャリッジ６４が噛合位置に回動するので、スクリューモータ５３の回転によりズームレンズ枠５１のみが移動される。なお、撮影開口７５は開放状態が維持されるので、スルー画表示時にも問題はない。

なお、上記実施形態では、ズーム動作時に絞りの切り替えを行なうことができないが、シャッタレバー８１のオーバーストローク範囲内で絞りの切り替えを行なえるようにしてもよい。例えば、図１５に示すように、シャッタレバー８１の回動位置として、第１〜第３シャッタ位置の後に第４シャッタ位置を設け、シャッタレバー８１が第３シャッタ位置から第４シャッタ位置に移動する際に、露光開口を開放状態から閉じ状態に切り替えることが好ましい。

図１６（Ａ）〜（Ｃ）は、シャッタレバー８１が第１〜第３シャッタ位置にあるときの第１シャッタ羽根８５及び第２シャッタ羽根８６の状態を示し、同図（Ｄ）は、第４シャッタ位置にあるときの状態を示している。第１カム溝１００及び第２カム溝１０１は、シャッタレバー８１の第４シャッタ位置への移動に対応して、上述の実施形態の第１カム溝９２及び第２カム溝９８よりも延長されている。

第１開口８９及び第２開口９５で形成される露光開口は、シャッタレバー８１が第３シャッタ位置から第４シャッタ位置に回動することにより、第１カム溝１００及び第２カム溝１０１によって開放状態から閉じ状態に移行する。これにより、ズーム動作時にも絞りを切り替えることができる。

なお、上記実施形態は、デジタルカメラを例に説明したが、本発明のレンズ鏡筒は、銀塩カメラ、ビデオカメラ、カメラ付き携帯電話機、各種撮像装置等にも利用することができる。

本発明のデジタルカメラの構成を示す外観斜視図である。 デジタルカメラの構成を示すブロック図である。 レンズユニットの構成を示す外観斜視図である。 切替板が第１回動位置にあるときのズームキャリッジ及びフォーカスキャリッジの状態を示す断面図である。 切替板が第２回動位置にあるときのズームキャリッジ及びフォーカスキャリッジの状態を示す断面図である。 デジタルカメラの撮影モード時の動作手順を示すフローチャートである。 撮影準備動作の手順を示すフローチャートである。 エマージェンシー動作の手順を示すフローチャートである。 フォーカス動作の手順を示すフローチャートである。 ズーム動作の手順を示すフローチャートである。 別の実施形態のレンズユニットの構成を示す外観斜視図である。 シャッタユニットの構成を示す斜視図である。 シャッタレバーの第１〜第３シャッタ位置の動作を示すチャート図である。 切替レバーの押圧による切替板の回動状態を示す説明図である。 シャッタレバーの第１〜第４シャッタ位置の動作を示すチャート図である。 シャッタレバーが第１〜第４シャッタ位置にあるときのシャッタ羽根の状態を示す説明図である。

符号の説明

２ デジタルカメラ
３ レンズユニット
８ レンズ鏡筒
９ ＣＣＤ
２５ ＣＰＵ
２６ モータ駆動回路
４７ リード軸
４８ リードスクリュー
４９ 切替板
４９ｃ，４９ｄ 歯列
５０ シャッタユニット
５１ ズームレンズ枠
５２ フォーカスレンズ枠
５３ スクリューモータ
５４ 切替モータ
５５ シャッタモータ
６３ ズームレンズ
６４ ズームキャリッジ
６５，７２ ラックギヤ
６６ ズームバネ
６７ 第１ポジションセンサ
６８ 第２ポジションセンサ
７０ フォーカスレンズ
７１ フォーカスキャリッジ
７３ フォーカスバネ
８０ 切替バネ
８１ シャッタレバー
８２ 切替レバー
８５ 第１シャッタ羽根
８６ 第２シャッタ羽根
８９ 第１開口
９２，１００ 第１カム溝
９５ 第２開口
９８，１０１ 第２カム溝

Claims (10)

1. 撮影光軸に沿って移動自在な第１レンズ枠及び第２レンズ枠と、
   前記撮影光軸に沿って配置されたリードスクリューと、
   前記リードスクリューの回転により前記撮影光軸方向に移動されるラックギヤを有し、前記リードスクリューに前記ラックギヤを噛合させる噛合位置と、前記リードスクリューから前記ラックギヤを退避させる退避位置との間で移動自在となるように、前記第１レンズ枠及び第２レンズ枠に設けられた第１キャリッジ及び第２キャリッジと、
   前記第１キャリッジ及び第２キャリッジを前記噛合位置に向けて付勢する第１付勢手段及び第２付勢手段と、
   前記リードスクリューの外周に配置され、前記第１キャリッジを押圧して前記退避位置に移動させる第１回動位置と、前記第２キャリッジを押圧して前記退避位置に移動させる第２回動位置との間で回動自在にされた切替部材と、
   前記切替部材を前記第１回動位置に向けて付勢する第３付勢手段と、前記撮影光軸上に配置された撮影開口を開閉するシャッタ機構に連動して前記切替部材を前記第２回動位置に向けて押圧する切替レバーとを有するキャリッジ切替手段とを備えたことを特徴とするレンズ鏡筒。
2. 前記シャッタ機構は、シャッタ羽根を移動させて前記撮影開口を開閉する通常ストローク範囲と、前記シャッタ羽根を前記撮影開口から退避させて開放状態を維持するオーバーストローク範囲との間で回動されるシャッタレバーを有し、前記切替レバーは、前記シャッタレバーの前記オーバーストローク範囲での回動に連動して、前記切替部材の押圧及び押圧解除をすることを特徴とする請求項１記載のレンズ鏡筒。
3. 前記通常ストローク範囲は、前記シャッタ羽根により前記撮影開口を閉じさせる第１シャッタ位置と、前記シャッタ羽根を前記撮影開口から退避させる第２シャッタ位置との間の回動範囲であり、前記オーバーストローク範囲は、前記第２シャッタ位置と、前記シャッタ羽根の前記撮影開口からの退避を継続させる第３シャッタ位置との間の回動範囲であることを特徴とする請求項２記載のレンズ鏡筒。
4. 前記シャッタ羽根は、前記撮影光軸方向で互いに重なり合うように配置され、前記撮影光軸方向で移動自在とされた第１シャッタ羽根及び第２シャッタ羽根と、前記第１シャッタ羽根及び第２シャッタ羽根に設けられ、前記撮影光軸方向で重なり合って前記撮影開口に対面する位置に露光開口を形成する第１開口及び第２開口と、前記第１シャッタ羽根及び第２シャッタ羽根に設けられ、前記シャッタレバーに係合して、その回動により前記第１シャッタ羽根及び第２シャッタ羽根を移動させる第１カム及び第２カムとを有し、前記第１カム及び第２カムは、前記シャッタレバーが前記第１シャッタ位置から前記第２シャッタ位置に回動する際に前記露光開口が閉じ状態から開放状態に徐々に変化するように前記第１シャッタ羽根及び第２シャッタ羽根を移動させ、前記シャッタレバーが前記第２シャッタ位置から前記第３シャッタ位置に回動する際に前記露光開口が開放状態で維持されるように前記第１シャッタ羽根及び第２シャッタ羽根を移動させることを特徴とする請求項３記載のレンズ鏡筒。
5. 前記オーバーストローク範囲に、前記第３シャッタ位置に連なる第４シャッタ位置を設け、前記第１カム及び第２カムは、前記シャッタレバーが前記第３シャッタ位置から前記第４シャッタ位置に回動する際に、前記露光開口が開放状体から閉じ状態に徐々に変化するように前記第１シャッタ羽根及び第２シャッタ羽根を移動させることを特徴とする請求項４記載のレンズ鏡筒。
6. 前記切替部材は、前記第１キャリッジ及び第２キャリッジの間に配置されて前記ラックギヤを押圧する切替板であり、前記ラックギヤを押圧する側辺に、前記ラックギヤと噛合する歯列を設けたことを特徴とする請求項１〜５いずれか記載のレンズ鏡筒。
7. 前記切替部材を前記第１回動位置と前記第２回動位置との間で１回以上往復回動させ、前記リードスクリューに対する前記ラックギヤの噛み込みを解消させるエマージェンシー動作を前記キャリッジ切替手段に行わせる切替制御手段を設けたことを特徴とする請求項１〜６いずれか記載のレンズ鏡筒。
8. 前記第１レンズ枠及び第２レンズ枠がホームポジションにあることを検出する第１検出手段及び第２検出手段を設け、前記切替制御手段は、前記第１レンズ枠及び第２レンズ枠のホームポジションへの移動時に、前記第１検出手段及び第２検出手段によって前記第１レンズ枠及び第２レンズ枠が検出されないときに、前記キャリッジ切替手段を制御して前記エマージェンシー動作を行わせることを特徴とする請求項７記載のレンズ鏡筒。
9. 前記第１レンズ枠は、ズームレンズを保持し、前記第２レンズ枠は、フォーカスレンズを保持することを特徴とする請求項１〜８いずれか記載のレンズ鏡筒。
10. 請求項１〜９いずれか記載のレンズ鏡筒と、
    前記レンズ鏡筒によって結像された被写体像を撮像する撮像手段とを備えたことを特徴とするデジタルカメラ。

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