JP5294914B2 - レンズ鏡筒及び撮像装置 - Google Patents

Description

本発明は、カメラ等の撮像装置（光学機器）に備わるレンズ鏡筒及びそのレンズ鏡筒を備える撮像装置に関する。

従来から銀塩フィルムを用いるフィルムカメラや撮像素子によって撮影することのできるデジタルカメラが公知であり広く利用されている。近年は、カメラの携帯性の向上等を目的に、カメラの小型化や焦点距離の変化率（ズーム倍率）を大きくするための内部機構の技術開発が行われており、様々な技術が提案されている。

カメラには、一般的に撮影レンズの焦点距離が変更可能なズームカメラや焦点距離が固定されている単焦点カメラがある。これらのカメラにおいては、カメラの非撮影時（カメラの電源ＯＦＦ時）の小型化や撮影時（カメラの電源ＯＮ時）の焦点距離を変更可能にするために、撮影レンズを繰り出し及び繰り込みすることが可能なレンズ鏡筒が備えられているのが一般的である。

近年、カメラの手軽な携帯性を実現するために、小型化に注力した機構が様々に提案されている。カメラの小型化には、カメラに備えられる電池や液晶表示装置等の小型化だけでなく、レンズ鏡筒の小型化も重要な要素となる。

レンズ鏡筒の小型化には、大きく分けてカメラの薄型化に必要な光軸方向の小型化とカメラの縦横のサイズに必要な径方向の小型化の２種類がある。このような小型化が進む中で、昨今では防振機能を備えるカメラが飛躍的に増えており、従来から備わっているレンズ鏡筒内バリアの開閉を行う駆動機構との両立で技術的な工夫がみられている。

例えば、特許文献１にある様に、通常、シャッタと防振機能を備えるレンズ保持枠の径方向外側に配置される移動カム環にバリアとの回転連動部を設けてバリアの開閉を行う技術が開示されている（図１２）。図１２において、符号２６はバリア駆動環、１８は第２カム環を示す。

また、特許文献２にある様に、通常、シャッタと防振機能を備えるレンズ保持枠の径方向外側に配置される直進筒に、バリアとの回転連動カム部を設けてバリアの開閉を行う技術が開示されている（図１３）。図１３において、符号１４７は鏡筒構成部材、１８１は駆動部材、１８５〜１８８はバリア部材を示す。

更に、バリア開閉の技術としては、従来から、バリア開閉の回転連動部を撮像素子の保持部材から被写体側に出してそれに当接させて駆動する機構が知られている。

特開２００１−２１５５６２号公報 特開２００４−６９９９１号公報

しかしながら、上記特許文献１、２記載の技術では、シャッタと防振機構が備わるレンズ枠の径方向外側で連動を取る必要があるため、その外径までバリア駆動リングの径を大きくする必要があり、レンズ鏡筒の径方向を大きくする要因となっていた。

また、撮像素子の保持部材からバリア開閉の回転連動部を出す機構においては、レンズ鏡筒の径方向を小さくするために、シャッタと防振機構を備えるレンズ保持枠を貫通させることも可能である。しかし、シャッタと防振機構が含まれる中で貫通部を配置することが難しかった。

本発明の目的は、シャッタと防振機構のレイアウトの自由度を保ちつつ径方向に小型化を図ることができるレンズ鏡筒及び撮像装置を提供することにある。

上記目的を達成するために、請求項１記載のレンズ鏡筒は、光軸方向に沿って撮像面側に突出する第１の突起部材と、前記第１の突起部材の回動方向について前記第１の突起部材と異なる位置に配置され且つ前記撮像面側に突出する第２の突起部材と、を備えるバリア駆動部材と、鏡筒の収納時に前記第１の突起部材と当接する第１の当接部材と、前記回動方向について前記第１の当接部材と異なる位置に配置される第２の当接部材と、を備える保持部材と、駆動部材を保持するベース部材と、を有するレンズ鏡筒であって、前記バリア駆動部材への回転伝達が、前記第２の突起部材と前記第２の当接部材が当接せずに前記第１の突起部材と前記第１の当接部材が当接する状態から、前記第１の突起部材と前記第１の当接部材が当接するとともに前記第２の突起部材と前記第２の当接部材が当接する状態を経て、前記第１の突起部材と前記第１の当接部材が当接せずに前記第２の突起部材と前記第２の当接部材が当接する状態へと移行する構造をとり、前記ベース部材は、前記第１の突起部材と前記第１の当接部材の少なくとも一方が入り込む第１の貫通部と、前記第２の突起部材と前記第２の当接部材の少なくとも一方が入り込む第２の貫通部と、を備え、前記回動方向について前記駆動部材は、前記第１の貫通部と前記第２の貫通部の間に配置されていることを特徴とする。

請求項４記載の撮像装置は、請求項１乃至３の何れか１項に記載のレンズ鏡筒と、カメラ本体と、を有することを特徴とする。

本発明のレンズ鏡筒によれば、シャッタと防振機構のレイアウトの自由度を保ちつつ径方向に小型化を図ることができる。

本発明の実施の形態に係る撮像装置としてのカメラの外観斜視図である。 図１におけるレンズ鏡筒２の分解斜視図である。 図２における１群鏡筒７の分解斜視図である。 図２における２群鏡筒８の分解斜視図である。 図２における２群鏡筒８を被写体側からの平面図である。 図２における２群鏡筒８を撮像面側から見た分解斜視図である。 図２における２群鏡筒８の模式平面図である。 図７の本発明の２群鏡筒８と比較の上で示す従来の２群鏡筒の模式平面図である。 図２のレンズ鏡筒２におけるバリア開閉機構の簡略斜視図である（１）。 図２のレンズ鏡筒２におけるバリア開閉機構の簡略斜視図である（２）。 図２のレンズ鏡筒２におけるバリア開閉機構の簡略斜視図である（３）。 従来の撮像装置のバリア開閉機構を示す分解斜視図である（１）。 従来の撮像装置のバリア開閉機構を示す分解斜視図である（２）。

以下、本発明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像装置としてのカメラの外観斜視図である。

図１において、カメラ本体１の前面には撮影レンズの焦点距離が変更可能なレンズ鏡筒２が設けられている。レンズ鏡筒２の前面にはカメラの電源ＯＮ・ＯＦＦに従って撮影レンズの光路を開閉するレンズバリア装置３が備えられている。

また、カメラ本体１の上面には被写体に照明光を照射するストロボ装置を構成する発光窓部４が設けられ、カメラ本体１の前面にはファインダ窓５が設けられている。

更に、カメラ本体１の上面には撮影準備動作（焦点調節動作及び測光動作）及び撮影動作（フィルムやＣＣＤ等の撮像素子への露光）を開始させるためのレリーズボタン６が設けられている。尚、上記図１はカメラの代表的な模式図であり、本発明は上記の構成に限定されるものではない。

図２は、図１におけるレンズ鏡筒２の分解斜視図である。

図２において、１群鏡筒７は、第１群撮影レンズを保持し、前述のレンズバリア装置３を備える、２群鏡筒８は、２群撮影レンズを保持し、後述する防振レンズ機構とシャッタ・絞り機構を備える、移動カム環９は、１群鏡筒７及び２群鏡筒８を駆動するための駆動カムを内周部に備え、且つ不図示の鏡筒駆動モータより動力を伝達されるギア部を有する。

直進筒１０は、移動カム環９に回転可能に保持され、１群鏡筒７及び２群鏡筒８を直進規制する。固定筒１１は、内周部に移動カム環９を駆動するための駆動カムを備える。３群鏡筒１２は、第３群撮影レンズを保持する。

撮像素子保持部材１３は、後述するバリア駆動リング１８の２つの回転伝達突起１８ａと１８ｂと当接する２つのカム当接部１３ａと１３ｂを備える。

尚、レンズ鏡筒２の構成は本発明の特徴を満たす構成であれば上記の構成に限定されるものではない。

図３は、図２における１群鏡筒７の分解斜視図である。

次に、１群鏡筒の構成について図３を用いて説明する。

１群鏡筒７は、前述の様にバリア機構を有している。図３のレンズホルダ２１にはレンズ２０とレンズ２２とがそれぞれ接着或いは熱加締めによって固定されており、レンズ２２から出てくる光の有害光をカットする固定絞り２３が撮像面側から取り付けられている。

レンズホルダ２１の被写体側にはレンズ２０を覆うバリア機構が設けられている。バリア駆動リング１８がレンズ２０の周囲に配置され、光軸に対して回転可能な様になっている。バリア駆動リング１８は、レンズホルダ２１の受け面２１ａで光軸方向を受けて抜け止め２１ｂにより摺動回転する。

バリア羽根１７は、回転軸１７ａがレンズホルダ２１の軸穴２１ｃと摺動嵌合する。バリア駆動リング１８との間にバネ１９が掛けられることで、このバネ１９は、常にバリア羽根１７を閉じる方向に付勢している。

沈胴時には、バリア駆動リング１８に施される２つの回転伝達突起１８ａと回転伝達突起１８ｂに、図２の２つのカム当接部１３ａとカム当接部１３ｂがそれぞれ当接して羽根の閉じ状態を保っている（当接のタイミングは後述する）。

ここで、回転伝達突起１８ａは、光軸方向の撮像面側に突出する第１の回転伝達突起を構成する。また、回転伝達突起１８ｂは、該第１の回転伝達突起と平行で光軸を挟んで略対向する位置に形成される第２の回転伝達突起を構成する。尚、第１、第２の回転伝達突起は逆でもよい。

また、カム当接部１３ａは、レンズ鏡筒２の収納時に第１の回転伝達突起と当接する第１のカム当接部を構成する。カム当接部１３ｂは、レンズ鏡筒２の収納時に第２の回転伝達突起と当接する第２のカム当接部を構成する。尚、第１、第２のカム当接部は逆でもよい。

そして、カメラの電源がＯＮされ、鏡筒が繰出してその規制が解除されると、バリア駆動リング１８は、バネ力で反時計回りに回転し、突起部１８ｃがバリア羽根１７の当接部１７ｂを押すことで回転軸１７ａを中心に回転し、バリア羽根１７が開かれる。

バリア羽根１７の被写体側にはカバー部材１６があり、レンズホルダ２１とバヨネット固定される。また、カバー部材１６には両面テープ１５が貼られ、キャップ部材１４を固定している。

次に、２群鏡筒の構成について図４、図５、図６を用いて説明する。

図４は、図２における２群鏡筒８の分解斜視図である。

２群鏡筒８は前述の様に防振レンズ機構、シャッタ・絞り機構を有している。図４において、ベース部材３８は２群鏡筒８の基台である。ベース部材３８は、不図示のフォーカス送りネジの逃げ形状部３８ａ、フォーカスガイドバーの逃げ形状部３８ｂを有する。

本レンズ鏡筒２は、沈胴時に各レンズ群の間隔を短縮して小型化を図っているが、フォーカス送りネジとフォーカスガイドバーは光軸方向に突出しているため沈胴時にベース部材３８を貫通してしまう。すると、レンズを通過しない光線が貫通部を通過してＣＣＤ（撮像素子）に入射して光線漏れを起こすため、逃げ形状部３８ａと３８ｂを袋形状にして極力光線漏れを防ぐ様にしている。

２群レンズホルダ３１には２群レンズ群３６が加締められている。２群レンズホルダ３１にはマグネット３２Ａ及び３２Ｂが一体的に保持されている。

図４の符号における添字Ａ及びＢは図５におけるＡ方向及びＢ方向と対応している。

図５は、図２における２群鏡筒８を被写体側からの平面図であり、説明のために後述するセンサホルダ３０、２群ＦＰＣ２６、２群カバー２４を外した状態を表している。

２群レンズホルダ３１には３箇所のフック３１ａがあり、引張りスプリング３３が掛けられている。有害光をカットする固定絞り３７は、フック３１ａによって２群レンズホルダ３１に固定されている。

コイルとボビンからなるコイルユニット３４Ａ及び３４Ｂは、ベース部材３８の窪みに接着固定されている。

コイルへの給電は、ボビンに埋設され、コイルと電気的に接続された金属ピン３４Ａ−ａ及び３４Ｂ−ａに対して、２群ＦＰＣ２６によって行われる。

２群レンズホルダ３１に掛けられた引張りスプリング３３の他端は、ベース部材３８のフック３８ｃに掛けられていて、ベース部材３８と２群レンズホルダ３１との間には３個の非磁性ボール３５が挟まれており、２群レンズホルダ３１は、ベース部材３８に向かって非磁性ボール３５を介して押圧された状態になっている。

但し、非磁性ボール３５を介しているので、２群レンズホルダ３１は、光軸に垂直な平面内では自由に移動することが可能になっている。この２群レンズホルダ３１を平面内で移動させることによってＣＣＤ上の像を制御して防振を行う。

次にシャッタ羽根を駆動するシャッタアクチュエータ２８、ＮＤフィルタを駆動するＮＤアクチュエータ２９は、共に通電方向の正逆転によってアームの停止位置が切り替わる２点切り換え方式のアクチュエータである。

ここで、マクネット３２Ａ及び３２Ｂとコイルユニット３４Ａ及び３４Ｂは、光軸を含む平面に対して略対称に配置される防振駆動部を構成する。

また、シャッタアクチュエータ２８は、上記平面に対して略対称に配置され、光軸を含み平面に対して垂直な平面を堺として防振駆動部と略反対側に配置されるシャッタ駆動部を構成する。

２群ＦＰＣ２６の一端は半円弧形状を成している。半円弧の両端にはアクチュエータ２８及び２９が半田接続されており、途中には前述のコイルスタッドと半田接続するランド２６ａが設けられている。また裏面側には磁界を検出するホール素子２７Ａ及び２７Ｂが実装されている。

２群レンズホルダ３１のマグネット３２Ａ及び３２Ｂは、図５に示すような方向に着磁されており、Ａ方向及びＢ方向への移動を各ホール素子が磁界の変化として検出して、その変化量に基づいて移動量を算出している。マグネット３２Ａ及び３２Ｂとホール素子２７Ａ及び２７Ｂの位置精度は重要であるのでホール素子２７Ａ及び２７Ｂはセンサホルダ３０に対して圧入されて精度良く位置決めされる様になっている。

このような２群ＦＰＣ２６が位置決め穴２６ｂとセンサホルダ３０の位置決めダボ３０ａに固定され、センサホルダ３０はベース部材３８に取り付けられる。そして２群カバー２４をビス２５及び外周フックでベース部材３８に固定することによりセンサホルダ３０、アクチュエータ２８、２９はベース部材３８に対して固定される。

図６は、図２における２群鏡筒８を撮像面側から見た分解斜視図である。

図中の符号で前述と同一のものについては説明を省略する。シャッタ羽根３９、４０は、シャッタクチュエータ２８の駆動アームにより駆動される。仕切り板４１、光量を制限するＮＤフィルタ４２は、ＮＤアクチュエータ２９によって駆動され、光路中への進入と退避を繰り返す。シャッタカバー４３は、ベース部材３８にフックで固定され、シャッタ羽根３９，４０、ＮＤフィルタを保護している。

次に、図５の２群鏡筒内部のレイアウトに関して詳細に述べる。

２群鏡筒８には、前述した様に防振レンズ機構とシャッタ・絞り機構が備えられている。防振の駆動部材であるマグネット３２Ａと３２Ｂ、コイルユニット３４Ａと３４Ｂはそれぞれベース部材３８内部にＹ軸に対して対称にＶ字配置されている。

また、シャッタクチュエータ２８とＮＤアクチュエータ２９もそれぞれベース部材３８内部にＹ軸に対して対称に配置され、防振の駆動部材に対してはＸ軸を挟んで逆側に配置されている。

ベース部材３８におけるフォーカスの逃げ形状部３８ａと３８ｂは、カメラ正位置のときに上に配置することが撮像素子に入る有害光を回避するために有効であるため、シャッタクチュエータ２８とＮＤアクチュエータ２９の間に配置される。

また、２群レンズホルダ３１をＸＹ平面に駆動させるための引張りスプリング３３と非磁性ボール３５（裏側なので点線）の配置を含めると、フォーカス逃げ部、防振の駆動部材とアクチュエータ２８、２９でベース部材３８のＸＹ平面全域がほぼ埋められてしまう。

このレイアウトを変更しないでシャッタクチュエータ２８と防振の駆動部材（マグネット３２Ａとコイルユニット３４Ａ）の間に後述するバリア回転伝達突起１８ｂが通過する貫通穴６０ｂをベース部材３８に施している。同じくＹ軸に対して略対称な位置にＮＤアクチュエータ２９と防振の駆動部材（マグネット３２Ｂとコイルユニット３４Ｂ）の間に後述する回転伝達突起１８ａが通過する貫通穴６０ａをベース部材３８に施している。

図７は、図２における２群鏡筒８の模式平面図である。

ベース部材３８のフォーカスを逃げている袋形状部分をフォーカス逃げ部５０でまとめて表していること以外は図５と全く同様である。

レンズ鏡筒２の径方向の寸法を小さくするには、バリア駆動リング１８の径を小さくして１群鏡筒全体を小さくする必要がある。そのためにはそのバリア駆動リング１８から回転を伝達するための回転伝達突起１８ａまたは１８ｂを防振機構とシャッタ機構を含む２群鏡筒８に対して貫通させなければならない。

図８は、図７の本発明の２群鏡筒８と比較の上で示す従来の２群鏡筒の模式平面図である。具体的には、図８は、従来から行われているバリア駆動リング１８と撮像素子保持部材１３によるバリア開閉駆動を想定したときに２群鏡筒８に対してどのようなレイアウトになるかを模式的に表した図である。

図中の符号は図７のものと全く同様である。バリア駆動リング１８から１つの回転伝達突起１８ａを出して撮像素子保持部材１３のカム当接部１３ａでバリア駆動リング１８を回転させて前述の様にバリアの開閉を行う。回転伝達突起１８ａまたはカム当接部１３ａがベース部材３８を通過するエリアは貫通穴６０ａで示される。

この場合のレイアウトとしては、貫通穴６０ａの回転角θｃが大きいため、ＮＤアクチュエータ２９からフォーカス逃げ部５０、シャッタクチュエータ２８までを全体的に半時計周りに回転する必要がある。

しかしながら、フォーカス逃げ部５０をカメラ正位置で真上に配置できないだけでなく、シャッタクチュエータ２８と防振機構の非磁性ボール３５や２群レンズホルダ３１とも重複してしまい２群鏡筒８として成立させることができない。

そこで、図７に示す様に、バリア駆動リング１８の回転伝達突起を回転伝達突起１８ａと１８ｂに分割する。そして、それと当接する撮像素子保持部材１３のカム当接部１３ａと１３ｂがベース部材３８を通過する領域を貫通穴６０ａと６０ｂに振り分けることで２群鏡筒８の防振機能とシャッタ機能を満足させることが可能となる。

つまり、図８の１つの貫通穴６０ａの回転角θｃでは２群鏡筒８としてレイアウトが成立しない。そこで、図７の様に、回転角θａの貫通穴６０ａ（第１の貫通穴）と回転角θｂの貫通穴６０ｂ（第２の貫通穴）に分割することで２群鏡筒８にバリアを駆動させるためのスペースを形成することができる（但し、θｃ＞θａ，θｃ＞θｂ）。

ここで、第１、第２の貫通穴は逆でもよい。

図９〜図１１は、図２のレンズ鏡筒２におけるバリア開閉機構の簡略斜視図である。

次に、図９〜図１１を用いて、分割したバリア駆動リング１８の回転伝達突起１８ａと１８ｂが撮像素子保持部材１３のカム当接部１３ａと１３ｂに対してどのようなタイミングで当接していくかを説明する。

図９〜図１１は、判り易い様に、バリア駆動リング１８と撮像素子保持部材１３のみを表している。

図９は、鏡筒２がカメラ本体１に収納されるときに、１群鏡筒７に含まれるバリア駆動リング１８が撮像面側に繰り込まれ、撮像素子保持部材１３のカム当接部１３ａに当接して回転が始まる瞬間を示している。

図１０は、図９からレンズ鏡筒２が更に繰り込まれてバリア駆動リング１８の回転伝達突起１８ａがカム当接部１３ａに当接している状態で、更に回転伝達突起１８ｂがカム当接部１３ｂにも当接している様子を示している。図１１は、図１０からレンズ鏡筒２が更に繰り込まれて収納状態まで来たときの様子を示している。

レンズ鏡筒２が繰り込まれると、図９に示す様に、バリア駆動リング１８の回転伝達突起１８ａが撮像素子保持部材１３のカム当接部１３ａだけに当接してバリアの閉動作が始まる。

このとき、回転伝達突起１８ａと光軸を挟んで対向する位置にある回転伝達突起１８ｂは撮像素子保持部材１３のカム当接部１３ｂには当接しておらず、回転伝達突起１８ａのみの回転力でバリアが閉じられていく。

更に鏡筒が繰り込まれると、図１０に示す様に、回転伝達突起１８ｂとカム当接部１３ｂにも当接して回転伝達突起１８ａと回転伝達突起１８ｂ両方の回転力でバリアが閉じられていく。

レンズ鏡筒２が最後まで繰り込まれて収納状態になると、図１１に示す様に、回転伝達突起１８ａとカム当接部１３ａの当接は解除されて、回転伝達突起１８ｂとカム当接部１３ｂのみの当接によってバリアの閉じ状態が保持される。

つまり、レンズ鏡筒２が繰り込まれてバリアが閉じ始めるタイミングでは、一方の当接によってバリア駆動リング１８が回転し、途中から両方の当接状態となり、最後は他方の当接へと切り換ってバリアの閉じ状態を維持する。

この様に、当接タイミングを切り換えることによって、回転伝達突起１８ａあるいは回転伝達突起１８ｂの１つ１つの幅（角度方向）を小さくすることができるため、貫通穴６０ａ、６０ｂも小さくなって、図５のレイアウトに収めることができる。

７ １群鏡筒
８ ２群鏡筒
１３ 撮像素子保持部材
１３ａ カム当接部
１３ｂ カム当接部
１８ バリア駆動リング
１８ａ 回転伝達突起
１８ｂ 回転伝達突起
２８ シャッタクチュエータ
２９ ＮＤアクチュエータ
３１ ２群レンズホルダ
３２Ａ マグネット（Ａ軸側）
３２Ｂ マグネット（Ｂ軸側）
３４Ａ コイルユニット（Ａ軸側）
３４Ｂ コイルユニット（Ｂ軸側）
３８ ベース部材

Claims (4)

1. 光軸方向に沿って撮像面側に突出する第１の突起部材と、前記第１の突起部材の回動方向について前記第１の突起部材と異なる位置に配置され且つ前記撮像面側に突出する第２の突起部材と、を備えるバリア駆動部材と、
   鏡筒の収納時に前記第１の突起部材と当接する第１の当接部材と、前記回動方向について前記第１の当接部材と異なる位置に配置される第２の当接部材と、を備える保持部材と、
   駆動部材を保持するベース部材と、を有するレンズ鏡筒であって、
   前記バリア駆動部材への回転伝達が、前記第２の突起部材と前記第２の当接部材が当接せずに前記第１の突起部材と前記第１の当接部材が当接する状態から、前記第１の突起部材と前記第１の当接部材が当接するとともに前記第２の突起部材と前記第２の当接部材が当接する状態を経て、前記第１の突起部材と前記第１の当接部材が当接せずに前記第２の突起部材と前記第２の当接部材が当接する状態へと移行する構造をとり、
   前記ベース部材は、前記第１の突起部材と前記第１の当接部材の少なくとも一方が入り込む第１の貫通部と、前記第２の突起部材と前記第２の当接部材の少なくとも一方が入り込む第２の貫通部と、を備え、
   前記回動方向について前記駆動部材は、前記第１の貫通部と前記第２の貫通部の間に配置されていることを特徴とするレンズ鏡筒。
2. 光軸方向から見た場合、前記第１の突起部材と前記第２の突起部材は、光軸を挟んで略対向する位置に配置され、
   光軸方向から見た場合、前記第１の当接部材と前記第２の当接部材は、光軸を挟んで略対向する位置に配置されていることを特徴とする請求項１記載のレンズ鏡筒。
3. 前記駆動部材は、光軸を含む第１の平面に対して対称に配置された第１の駆動部と第２の駆動部を備えていることを特徴とする請求項１又は２記載のレンズ鏡筒。
4. 請求項１乃至３の何れか１項に記載のレンズ鏡筒と、カメラ本体と、を有することを特徴とする撮像装置。

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