JP5039518B2 - レンズ鏡筒及び撮影装置 - Google Patents

Description

本発明は、フィルムカメラやデジタルカメラ等の撮影装置（撮像装置）に備えられるレンズ鏡筒及びそのレンズ鏡筒を備える撮影装置に関する。

従来から銀塩フィルムを用いるフィルムカメラは広く普及しているが、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。

特許文献１では、複数のレンズを保持する複数のレンズ保持部をカムリングで光軸方向に移動させ、尚かつ回転規制部によりレンズ保持部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できる。

近年では、デジタルカメラにおいて、高倍率化が急速に進展しており、それに伴ってレンズ群が増加し、あるいは繰出し全長が長くなり、大型化する傾向にある。一方で、カメラの薄型化の要求も強くあり、収納時の大きさを極力薄くすることが求められている。

薄型化のためには、各鏡筒の光軸方向の寸法を短くし、多段構成によって各鏡筒をつなげていくことが考えられるが、複数のカムを交差することなく配置するには多くの制約があり、困難である。

このような課題を解決するための技術が様々提案されている。

例えば、特許文献２には、以下の構成のズームレンズ鏡胴が提案されている。

即ち、上記ズームレンズ鏡胴は、光軸方向に移動する少なくとも２つのレンズ群と、固定筒と、該固定筒に対して光軸方向に進退する中間筒ユニットと、該中間筒ユニットに対して光軸方向に進退し、第１のレンズ群を保持する前進筒とを備える。また、中間筒ユニットに対して光軸方向に進退し、第２のレンズ群を保持する移動筒を備える。

中間筒ユニットは、光軸中心に回転し、外面と内面にそれぞれ第１及び第２のカムが形成された回転筒と、光軸方向に直進し、回転筒の外側に配置された第１の直進筒と、光軸方向に直進し、回転筒の内側に配置された第２の直進筒とからなる。そして、回転筒が回転するとき中間筒ユニットが軸方向に移動するよう構成される。

前進筒は、回転筒の第１のカムに係合する第１のカムフォロアを有するとともに、第１の直進筒により回転が規制されて軸方向に案内される。また、移動筒は、回転筒の第２のカムに係合する第２のカムフォロアを有するとともに第２の直進筒により回転が規制されて軸方向に案内される。

また、特許文献３はカメラの鏡筒構造を示している。このカメラの鏡筒は、駆動ピンを差動筒に固定し、駆動ピンを回転させることで、差動筒を光軸方向に移動させるものに対し、駆動ピンの先端で内側の直進ガイドと差動筒を略一体に固定する構造である。
特開２００１−３２４６６３号公報 特許第３８４２０８７号 特開平７−４３５８４号公報

上記特許文献２においては、中間筒ユニットのうちの回転筒と第１の直進筒は、バヨネット形状になっているが、回転筒外周に設けられているカム溝のストロークを回転筒の前端から後端までフルに使用すると、バヨネット形状の掛かり量に制約ができる。すると、回転筒に前部より衝撃が加わった場合では、少ないバヨネットの掛かりのみで回転筒と第１の直進筒は保持されることになり、強度が低下する。

また、上記特許文献３においては、駆動ピンを差動筒に組み込むことにより、駆動ピンの先端で直進ガイドを保持するのみで、前方からの強度は考慮されていない。

カメラは、ユーザーが持ち運んで利用する機器であるので、ユーザーが不意に落下させたり、荷重を加える場合も予想される。このような状況になった場合、過剰な衝撃ならともかく、ちょっとした衝撃でカメラが破壊されて使用できなくなってしまうようでは、実使用上不都合が発生する。よって、ささいな衝撃でレンズ鏡筒が壊れないようにする必要がある。

本発明の目的は、カムリング部の保護を図ることができるレンズ鏡筒及び撮影装置を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明のレンズ鏡筒は、カムリング手段と、前記カムリング手段の外周に配置され、前記カムリング手段と一体で移動する第１円筒手段と、前記第１円筒手段の外周に配置される第２円筒手段と、前記第１円筒手段の前方に配置されるレンズ保持手段と、を備えたレンズ鏡筒であって、前記カムリング手段の外周には被円筒保持手段及び第１カム溝手段が設けられ、前記レンズ保持手段には前記カム溝手段に追従するカムフォロア手段が設けられ、前記第２円筒手段の内周には第２カム溝手段が設けられ、前記第１円筒手段には、前記第１円筒手段を貫通し且つ前記第２カム溝手段を追従する被追従手段が設けられ、前記被追従手段の前記カムリング手段側の端の円筒手段保持部は、前記被円筒保持手段に挿入されることを特徴とする。

本発明のレンズ鏡筒によれば、カムリング部の保護を図ることができる。

以下、本発明の実施の形態を図面を参照しながら詳細に説明する。

図１は、本発明の実施の形態に係る撮影装置としてのデジタルカメラの電源をオフにした状態の外観斜視図、図２は、本発明の実施の形態に係る撮影装置としてのデジタルカメラの電源をオンにした状態の外観斜視図である。また、図３は、本発明の実施の形態に係る撮影装置としてのデジタルカメラの上面図、図４は、本発明の実施の形態に係る撮影装置としてのデジタルカメラの背面図、図５は、本発明の実施の形態に係る撮影装置としてのデジタルカメラの底面図である。また、図６は、本発明の実施の形態に係る撮影装置としてのデジタルカメラのブロック図である。

本実施の形態で示すデジタルカメラ１２は、撮影倍率を変更できるズーム機構を有する。デジタルカメラ１２の正面には、被写体の構図を決めるファインダ１７、測光測距を行う場合の光源の補助を行う補助光源１６、ストロボ１８、レンズ鏡筒（撮影レンズ鏡筒）１が備えられている。

デジタルカメラ１２の上面には、レリーズボタン１３、ズームスイッチ１４、電源切換えボタン１５が配置されている。また、デジタルカメラ１２の底面には、三脚取付部２７、メモリカードドライブ４２及びバッテリ挿入部（不図示）が内部に備えられているカードバッテリカバー２８が配置されている。

デジタルカメラ１２の背面には、操作ボタン２１乃至２６が配置され、様々な機能切換えを行うことができる。また、デジタルカメラ１２の背面には、ファインダ接眼部１９、ＬＣＤよりなるディスプレイ２０が配置されている。

操作ボタン２１乃至２６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。

次に、図６に示す構成を動作と併せて説明する。

ディスプレイ２０は、画像表示部であり、メモリ４０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することもできる。

制御部は、ＣＰＵ４６、ＲＯＭ４５、ＲＡＭ４７で構成され、バス４４を介してレリーズボタン１３、操作ボタン２１乃至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３２、絞り駆動部３５、ＣＣＤやＣＭＯＳ等の撮像素子３７、ストロボ１８が接続されている。

ズームモータ駆動部２９はレンズ鏡筒１を駆動する。フォーカスモータ駆動部３１はフォーカス部３０を駆動する。シャッタ駆動部３２はシャッタ部３３を駆動する。絞り駆動部３５は絞り部３４を駆動する。制御部からの信号により各々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ている。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。

使用者が電源切換えボタン１５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、ＣＰＵ４６は、レンズ鏡筒１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する。

撮影を行うためにレリーズボタン１３を押すと、撮像素子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１８を発光するかどうかを判断する。また、予め、操作ボタン２１によって使用者がストロボ１８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。次に、シャッタ部３３の開閉を行い、所望の画像を撮像素子３７に取り込む。

撮像素子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２２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、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によって伸張処理し、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２３の操作によって、その画像を消去することができる。

上面のズームスイッチ１４を操作して、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、レンズ鏡筒１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１４の操作で拡大及び縮小する、いわゆるデジタルズームを行うことができる。

次に、レンズ鏡筒１の構成について説明する。

図７は、図１におけるレンズ鏡筒の繰り出し状態の断面図、図８は、図１におけるレンズ鏡筒の分解斜視図、図９は、図７におけるカムリング部の斜視図である。図１０は、図７におけるカムリング部と円筒部４ユニットになった状態の断面図である。

カムリング部３の外周にはカム溝部９が６本（６箇所に）設けられており、このカム溝部９の溝に沿うフォロア部としてカムフォロア部２があり、カムフォロア部２はレンズ保持部（撮影レンズ保持部）１ａに固定されている。カムフォロア部２はカム溝部９と同様に６本配置されている。カム溝部９とカムフォロア部２は６０°の等間隔で配置されている。

尚、本実施の形態では、６本あるカムのうち、３本を実際の精度を要する精度カム溝とし、残りの３本を、精度を要しない対加重カム溝とし、それぞれが１２０°間隔で配置されている。この場合、対加重カム溝としては、カムフォロア部２より少し大きめのカム溝幅で作られている。

このようにすることで、レンズ保持部１ａに対して、落下等で衝撃が加わっても精度カム溝と対加重カム溝の合計６本のカム溝部によって衝撃を受けるので、破壊等に対して強く構成できる。

カムリング部３の外周には円筒部４が配置されており、カムリング部３にはバヨネット組み込み部（結合手段）１０が備えられており、円筒部４にはバヨネット被組み込み部（被結合手段）１１が備えられている。

カムリング部３と円筒部４をバヨネット状に組み込むことにより、バヨネット組み込み部１０とバヨネット被組み込み部１１が結合されることで、カムリング部３と円筒部４が一体的に動作できる。

図１０に示すように、円筒部４の外周から６本の被追従部５が挿入され、被追従部５は円筒部４を貫通するようにして組み込まれる。被追従部５の後端には円筒部保持部（円筒手段保持部）５ａが一体で備わっており、カムリング部３に備えられる被円筒保持部８に差し込まれるようになっている。

このような構成にすると、カムリング部３に衝撃が加わっても、円筒部保持部５ａが被円筒保持部８を受けることになるので、カムリング部３が破壊されることはない。

図９に示すように、カム溝部９は、カムリング部３のほぼ前後フルストロークを使用しているため、カム溝部９は被円筒保持部８を横切るようになっている。

すると、カム溝部９と円筒部保持部５ａが６０°均等の同一位相であったなら、円筒部保持部５ａが丁度、カム溝部９と被円筒保持部８が横切る位置に停止した位置にあった場合は以下の不具合がある。即ち、前方から衝撃が加わったとしても、円筒部保持部５ａは被円筒保持部８を受けることができず、破壊される可能性がある。

そのため、本実施の形態では、被追従部５と円筒部保持部５ａは不均等間隔で６個配置（不均等に設定）されており、例えば、５０°、７０°、５０°、７０°、５０°、７０°という６０°以外の間隔で配置されている。つまり１２０°毎の位相で２種類配置していることになる。すると、一方の位相が前述の衝撃を受けない位置に停止した場合でも、他の位相の３本は位相がずれているため衝撃を受けることができるので、破壊を防止できるようになる。

次に、被追従部５は、第二円筒部６の内周に設けられている第二カム溝部７に追従するようになっている。レンズ保持部１ａと円筒部４は、不図示の直進規制部によって直進方向に規制を受けている。

第二円筒部６が、図６のズームモータ駆動部２９の動力により回転することにより、カムリング部３が連動して回転する。そして、円筒部４に備えられている被追従部５によって、第二カム溝部７の軌跡を追従することで、円筒部４及びカムリング部３が一体的に光軸方向に移動する。カムリング部３が回転することにより、カム溝部９に追従してレンズ保持部１は光軸方向に動作する。

図１１は、図６のデジタルカメラによって実行される撮影処理の手順を示すフローチャートである。

本処理は、図６における制御部（ＣＰＵ４６、ＲＯＭ４５、ＲＡＭ４７）の制御の下に実行される。

図１１において、使用者が撮影装置（デジタルカメラ）の電源をオンすると（ステップＳ１０１）、ＣＰＵ４６は、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Ｓ１０２）。

その後、所定の動作を行い、レンズ鏡筒１（のレンズ保持部１ａ）が撮影位置に移動したことが確認できたらレンズ鏡筒１を停止させる（ステップＳ１０３）。このとき、図１の状態から図２の状態へレンズ鏡筒１の状態は変化する。

次に、使用者がレリーズボタン１３をオンすると（ステップＳ１０４）、撮像素子（測光部）３７は測光を行い、被写体の輝度情報を得る。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Ｓ１０６でＹＥＳ）、絞り部３４を光軸内に進入させ、入射光量を変化させる（ステップＳ１０７）。得られた輝度情報が既定の輝度より低輝度の場合（ステップＳ１０６でＮＯ）、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Ｓ１０８）、そこで画像の取り込みを開始する（ステップＳ１０９）。次に、シャッタ部３３を開状態から閉状態へ移動させ（ステップＳ１１０）、入射光量を遮り、画像取り込みは終了となる（ステップＳ１１１）。その後、絞り部３４を光軸から退避させ（ステップＳ１１２）、フォーカス部３０を初期位置に移動させて（ステップＳ１１３）、本処理は終了となる。

本実施の形態によれば、使用者が不用意にカメラを落下して、レンズ鏡筒１に負荷がかかった場合でも、それぞれのカム筒やレンズ鏡筒が破壊されず、問題なく使用することができる。

本発明の実施の形態に係る撮影装置としてのデジタルカメラの電源をオフにした状態の外観斜視図である。 本発明の実施の形態に係る撮影装置としてのデジタルカメラの電源をオンにした状態の外観斜視図である。 本発明の実施の形態に係る撮影装置としてのデジタルカメラの上面図である。 本発明の実施の形態に係る撮影装置としてのデジタルカメラの背面図である。 本発明の実施の形態に係る撮影装置としてのデジタルカメラの底面図である。 本発明の実施の形態に係る撮影装置としてのデジタルカメラのブロック図である。 図１におけるレンズ鏡筒の繰り出し状態の断面図である。 図１におけるレンズ鏡筒の分解斜視図である。 図７におけるカムリング部の斜視図である。 図７におけるカムリング部と円筒部４ユニットになった状態の断面図である。 図６のデジタルカメラによって実行される撮影処理の手順を示すフローチャートである。

符号の説明

１ レンズ保持部
２ カムフォロア部
３ カムリング部
４ 円筒部
５ 被追従部
５ａ 円筒部保持部
６ 第二円筒部
７ 第二カム溝部
８ 被円筒保持部
９ カム溝部
１０ バヨネット組み込み部

Claims (5)

1. カムリング手段と、前記カムリング手段の外周に配置され、前記カムリング手段と一体で移動する第１円筒手段と、前記第１円筒手段の外周に配置される第２円筒手段と、前記第１円筒手段の前方に配置されるレンズ保持手段と、を備えたレンズ鏡筒であって、
   前記カムリング手段の外周には被円筒保持手段及び第１カム溝手段が設けられ、
   前記レンズ保持手段には前記カム溝手段に追従するカムフォロア手段が設けられ、
   前記第２円筒手段の内周には第２カム溝手段が設けられ、
   前記第１円筒手段には、前記第１円筒手段を貫通し且つ前記第２カム溝手段を追従する被追従手段が設けられ、
   前記被追従手段の前記カムリング手段側の端の円筒手段保持部は、前記被円筒保持手段に挿入されることを特徴とするレンズ鏡筒。
2. 前記被円筒保持手段を横切るように配置された第１カム溝手段が設けられ、
   前記第１カム溝手段及び前記円筒手段保持部の各々は、光軸方向から見た場合、前記レンズ鏡筒の径方向に複数配置されており、
   前記第１カム溝手段及び前記円筒手段保持部は、光軸方向から見た場合、前記レンズ鏡筒の径方向に異なる位相になるように配置されていることを特徴とする請求項１に記載のレンズ鏡筒。
3. 前記第１カム溝手段の各々の隣り合う間隔と、前記円筒手段保持部の各々の隣り合う間隔は不均等に設定されることを特徴とする請求項２に記載のレンズ鏡筒。
4. 前記カムリング手段には結合手段が設けられ、前記円筒手段には被結合手段が設けられ、前記結合手段と前記被結合手段とをバヨネット状に結合することで、前記カムリング手段と前記円筒手段は一体に移動することを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載のレンズ鏡筒。
5. 請求項１乃至４の何れか１項に記載されたレンズ鏡筒を備えることを特徴とする撮影装置。

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