JP5342465B2 - レンズ鏡筒 - Google Patents

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Description

ここに開示される技術は、屈曲光学系を有するレンズ鏡筒に関する。
近年、撮像素子を用いたデジタルカメラが普及している。デジタルカメラにおいては、撮像素子の高画素化などだけでなく、撮像素子に光学像を結像させるレンズ鏡筒に対しても高性能化が求められている。具体的には、より高倍率なズームレンズ系を搭載したレンズ鏡筒が求められている。
一方、デジタルカメラの分野においては、携帯性能の向上のため、本体の小型化に対する要求がある。このため、本体の小型化に大きく貢献すると考えられる、レンズ鏡筒と撮像素子とを備える撮像装置の小型化が求められている。撮像装置を小型化するために、ズームレンズ系の途中で光路を折り曲げる、いわゆる屈曲光学系の提案が行われている(例えば、特許文献1〜4を参照)。
特許第3925457号公報 特開2007−17957号公報 特開2007−271649号公報 特開2005−351932号公報
通常、撮像光学系は複数のレンズ群を有している。複数のレンズ群は筐体に収容されている。複数のレンズ群のうち、光軸方向に移動するレンズ群は、レンズ枠により筐体に対して移動可能に支持されている。
しかし、レンズ枠が筐体に対して移動するので、レンズ枠と筐体との間には隙間が存在する。この隙間を通った光(いわゆる不要光)が撮像素子に入射すると、取得された画像に悪影響を及ぼすおそれがある。
ここに開示されるレンズ鏡筒は、被写体の光学的な像を形成する。このレンズ鏡筒は、第1レンズ群と、レンズ筐体と、移動レンズ群と、移動支持枠と、を備えている。第1レンズ群は、被写体側から第1光軸に沿って入射した光を第1光軸に交差する第2光軸に平行な第2方向に導く。レンズ筐体は第1レンズ群を支持している。移動レンズ群はレンズ筐体に収容されている。移動支持枠は、支持枠本体と、第1突起部と、を有している。支持枠本体は、第1光軸に平行な第1方向の端に配置された第1端部を有しており、移動レンズ群を支持する。第1突起部は、第1端部に設けられており、支持枠本体から第2方向に突出している。移動支持枠は、レンズ筐体に収容されており、レンズ筐体に対して第2方向に移動可能なように設けられている。
このレンズ鏡筒では、このレンズ鏡筒では、第2方向に突出した第1突起部を移動支持枠が有しているので、レンズ鏡筒と移動支持枠との間に形成された隙間の第2方向の寸法が大きくなる。このため、不要光がレンズ筐体と移動支持枠との間を通る際に、不要光がレンズ筐体と移動支持枠との間で反射を繰り返して減衰しやすくなっている。
このように、このレンズ鏡筒では、不要光の影響を低減することができる。
デジタルカメラ1の概略斜視図 デジタルカメラ1の概略斜視図 (A)撮像光学系Oの構成図、(B)変倍動作の際の各レンズ群の動き レンズ鏡筒3の前面、上面および右側面が見える方向から見た斜視図 レンズ鏡筒3の背面、上面および左側面が見える方向から見た斜視図 レンズ鏡筒3の背面側から見た斜視図(背面板72および第2フレーム63を取り外した状態) レンズ鏡筒3を第1光軸および第2光軸を含む面で切断した断面図 (A)〜(H)第1支持枠10の組み立ておよび第1レンズ群G1の組み立てを説明するための図 (A)〜(E)調心を説明するための図 第1駆動ユニットおよび第2駆動ユニットの取り付け位置を説明するための斜視図 不要光の経路を示す図 (A)〜(C)レンズ駆動装置を説明するための図 (A)〜(F)第2支持枠20および第3支持枠30を本体枠71内に組み入れる工程を説明するための図 第2突起部周辺の断面図(Y軸方向に直交する断面図) (A)および(B)第1突起部周辺の断面図(X軸方向に直交する断面図) 遮光シート周辺の断面図(X軸方向に直交する断面図)
<デジタルカメラの概要>
図1および図2を用いて実施形態に係るデジタルカメラ1について説明する。図1および図2にデジタルカメラ1の概略斜視図を示す。
デジタルカメラ1は被写体の画像を取得するためのカメラであり、高倍率化および小型化のために屈曲光学系が採用されている。
なお、以下の説明では、デジタルカメラ1の6面を以下のように定義する。
デジタルカメラ1による撮影時に被写体側を向く面をカメラ本体2の前面、その反対側の面を背面とする。被写体の鉛直方向上下とデジタルカメラ1で撮像される長方形の像(一般には、アスペクト比(長辺対短辺の比)が3:2、4:3、16:9など)の短辺方向上下とが一致するように撮影を行う場合に、鉛直方向上側に向く面を上面、その反対側の面を下面とする。さらに、被写体の鉛直方向上下とデジタルカメラ1で撮像される長方形の像の短辺方向上下とが一致するように撮影を行う場合に、被写体側から見て左側にくる面を左側面、その反対側の面を右側面とする。なお、以上の定義は、デジタルカメラ1の使用姿勢を限定するものではない。
以上の定義によれば、図1は、前面、上面および右側面を示す斜視図ということになる。
なお、デジタルカメラ1の6面だけでなく、デジタルカメラ1に配置される各構成部材の6面も同様に定義する。すなわち、デジタルカメラ1に配置された状態の各構成部材の6面に対して、上述の定義が適用される。
また、図1に示すように、カメラ本体2の前面に直交するY軸を有する3次元直交座標系を定義する。この定義によれば、背面側から前面側に向かう方向がY軸方向正側であり、右側面側から左側面側に向かう方向がX軸方向正側であり、X軸およびY軸に直交し底面側から上面側に向かう方向がZ軸方向正側となる。
以下、それぞれの図面において、このXYZ座標系を基準として説明を行う。すなわち、それぞれの図面におけるX軸方向正側、Y軸方向正側、Z軸方向正側は、それぞれ同じ方向を示している。
<デジタルカメラの全体構成>
図1および図2に示すように、デジタルカメラ1は主に、各ユニットを収容するカメラ本体2と、被写体の光学像を形成するレンズ鏡筒3と、撮像ユニット90(図3(A)参照)と、を備えている。撮像ユニット90は、光学像を画像信号に変換する撮像素子91(図7参照)を有しており、撮像素子91としては、例えば、CCD(Charge Coupled Device)やCMOS(Complementary Metal−oxide Semiconductor)センサ等が挙げられる。
カメラ本体2の上面には、撮影者が撮像動作などの操作を行えるように、レリーズボタン4と、操作ダイアル5と、電源スイッチ6と、ズーム調節レバー7と、が設けられている。レリーズボタン4は撮影者が露光のタイミングを入力するためのボタンである。操作ダイアル5は撮影者が撮影動作に関する各種設定を行うためのダイアルである。電源スイッチ6は撮影者がデジタルカメラ1のONおよびOFFを操作するためのスイッチである。ズーム調節レバー7は、撮影者がズーム倍率を調節するためのレバーであり、レリーズボタン4を中心として所定の角度の範囲内で回転可能である。カメラ本体2の背面には、撮像素子91により取得された画像を表示する液晶モニタ8が設けられている。
<レンズ鏡筒の構成>
図4〜図7に示すように、レンズ鏡筒3は、撮像光学系Oと、レンズ筐体70と、第1支持枠10と、第2支持枠20と、第3支持枠30(移動支持枠の一例)と、第1駆動ユニット50と、第2駆動ユニット60と、絞りユニット22と、シャッタユニット29と、レンズ駆動装置40と、を有している。
(1)撮像光学系
まず、被写体の光学的な像を形成する撮像光学系Oについて説明する。図3(A)に示すように、撮像光学系Oは、第1レンズ群G1と、第2レンズ群G2と、第3レンズ群G3(移動レンズ群の一例)と、第4レンズ群G4と、を有している。
第1レンズ群G1は、全体として負の屈折力を有するレンズ群であり、被写体から第1光軸A1に沿って入射する光を取り込むように設けられている。具体的には、第1レンズ群G1は、第1支持枠10により支持されており、第1レンズL1(第1レンズ素子の一例)と、プリズムPR(屈曲光学素子の一例)と、第2レンズL2と、第3レンズL3(第2レンズ素子の一例)と、を有している。第1レンズL1は第1光軸A1を有しており、第2レンズL2および第3レンズL3は第1光軸A1と概ね直交する第2光軸A2を有している。プリズムPRは、例えば内部反射プリズムであり、第1光軸A1に沿って入射した光をZ軸方向に導く。具体的には、プリズムPRは、第1光軸A1に沿って入射した光をZ軸方向に反射する反射面PR1を有している。なお、デジタルカメラ1において、第1光軸A1はY軸に平行であり、第2光軸A2はZ軸に平行である。Y軸方向は第1光軸A1に平行な第1方向の一例である。Z軸方向は第2光軸A2と平行な第2方向の一例である。X軸方向は第1方向および第2方向に直交する第3方向の一例である。
第2レンズ群G2は、全体として正の屈折力を有するレンズ群であり、第1レンズ群G1により折り曲げられた光を取り込む。具体的には、第2レンズ群G2は、第2支持枠20により支持されており、第4レンズL4と、第5レンズL5と、第6レンズL6と、第7レンズL7と、を有している。第4〜第7レンズL4〜L7の光軸が第2光軸A2と概ね一致するように、第4〜第7レンズL4〜L7は第2支持枠20に支持されている。第2支持枠20が本体枠71に対してZ軸方向に移動可能なように設けられており、第4〜第7レンズL4〜L7は広角端から望遠端にかけてZ軸方向に一体となって移動する。このため、第2レンズ群G2は撮像光学系Oの変倍を行う変倍群として機能し得る。
第3レンズ群G3は、第2レンズ群G2を透過した光を取り込む第8レンズL8を有しており、正の屈折力を有している。第8レンズL8の光軸が第2光軸A2と一致するように、第8レンズL8は第3支持枠30により支持されている。第3支持枠30は、本体枠71に対して第2光軸A2に平行なZ軸方向に移動可能なように設けられており、第8レンズL8は広角端から望遠端にかけてZ軸方向に移動する。このため、第8レンズL8はフォーカスレンズとして機能し得る。
第4レンズ群G4は、第3レンズ群G3を透過した光を取り込む第9レンズL9を有しており、像振れ補正レンズとして機能する。第9レンズL9は、後述するレンズ駆動装置40により、第2光軸A2に直交する面内で移動可能なように支持されている。第4レンズ群G4の光軸は第2光軸A2とほぼ同じ方向を向いている。第4レンズ群G4はレンズ筐体70に対してZ軸方向へは移動しない。
この撮像光学系Oの開口絞りは第2レンズ群G2の第1レンズ群G1側に常に位置している。開口絞りの位置は、広角端から望遠端への第2レンズ群G2の移動に伴い移動する。絞りユニット22(光量調節ユニット)は、開口絞りの位置に配置されている。絞りユニット22は、第2支持枠20に固定されており、Z軸方向に第2レンズ群G2とともに移動する。
図3の右側に示す矢印は、広角端(Wide端)から望遠端(Tele端)への変倍動作(ズーミング)の際の各レンズ群のZ軸方向の動きを表している。変倍動作の際、第1レンズ群G1および第4レンズ群G4はZ軸方向に動かない。第2レンズ群G2は、広角端から望遠端への変倍動作の際、Z軸方向負側(下側)からZ軸方向正側(上側)へ大きく移動する。第3レンズ群G3は、広角端から望遠端への変倍動作の際、Z軸方向負側(下側)からZ軸方向正側(上側)へ移動する。なお、第3レンズ群G3は、焦点調節(フォーカシング)の際、単独でZ軸方向正側および負側(上下)に移動する。図3(B)に示すように、第2レンズ群G2は第1移動範囲M1内でZ軸方向に移動可能に設けられている。第3レンズ群G3は第2移動範囲M2内でZ軸方向に移動可能に設けられている。第1移動範囲M1の一部は第2移動範囲M2の一部と重複する。
撮像光学系Oは、変倍動作の際、Y軸方向には移動しない。従って、撮像光学系OのY軸方向の大きさを小さくすることができる。さらに、第2レンズ群G2〜第4レンズ群G4を構成する各レンズL2〜L9の一部または全部は、Z軸方向から見て円ではなく、円の前方(Y軸方向正側)および後方(Y軸方向負側)がカットされた形状となっている。これにより、さらに撮像光学系OのY軸方向の大きさを小さくすることができ、カメラ本体2の厚み(Y軸方向の寸法)を小さくすることができる。本実施形態では、レンズ径が比較的大きい第9レンズL9のみ上述の円がカットされた形状としている。
また、第9レンズL9と同様に、第1レンズL1もY軸方向から見て円の上側(Z軸方向正側)および下側(Z軸方向負側)がカットされた形状を有している。すなわち、第1レンズL1および第9レンズL9の輪郭は、その光軸方向から見て、1対の円弧と2本の直線とで閉じられた形状をしている。なお、各レンズL1〜L9は、その光軸方向から見て、円でもよく、円弧と、少なくとも1本の直線とで閉じられた形状でもよい。なお、図3においては、図面描写の便宜のため、第1レンズL1および第9レンズL9も、その光軸方向から見て円であるように記載している。
(2)レンズ筐体
図4〜7に示すように、レンズ筐体70は、本体枠71と、背面板72(カバー部材の一例、第2プレートの一例)と、を有している。本体枠71は、第2光軸A2のY軸方向正側に配置された前面板74と、上板76と、底板79と、1対の側板78と、を有している。
上板76は、前面板74のZ軸方向正側に配置されており、前面板74からY軸方向負側に突出している。底板79は、前面板74のZ軸方向負側に配置されており、前面板74からY軸方向負側に突出している。1対の側板78は、前面板74のX軸方向正側および負側に配置されており、前面板74からY軸方向負側に突出している。
上板76、底板79および1対の側板78により、Y軸方向負側に開いた開口部71aが形成されている。開口部71aは本体枠71のY軸方向負側(背面側)に配置されている。背面板72は、開口部71aを覆っており、本体枠71に取り外し可能に装着されている。背面板72の板厚は前面板74の板厚よりも薄い。背面板72の板厚が前面板74の板厚よりも薄いので、背面板72は前面板74よりも変形しやすい。
底板79は、第1収容部75と、第2収容部77と、を有している。図6および図7に示すように、第1収容部75は、Z軸方向において第1突起部35(後述)に対応する位置に配置されており、第1突起部35を収容可能に設けられている。第1収容部75は第1突起部35を収容可能に設けられた第1溝75aを有している。第3支持枠30が底板79の近くまで移動すると、第1溝75aに第1突起部35が収容される。
また、図6に示すように、第2収容部77は、Z軸方向において第2突起部36(後述)に対応する位置に配置されており、第2突起部36を収容可能に設けられている。第2収容部77は第2突起部36を収容可能に設けられた第2溝77aを有している。第3支持枠30が底板79の近くまで移動すると、第2溝77aに第2突起部36が収容される。
撮像光学系Oの一部のレンズ群(より詳細には、第1レンズ群G1以外のレンズ群)はレンズ筐体70内に収容されている。第1レンズ群G1のみがレンズ筐体70の外側に配置されている。第1レンズ群G1の第1レンズL1のみが外部に露出している(図1参照)。撮像ユニット90は、マスターフランジ42に収容されている。第1レンズL1から入射した光は撮像ユニット90の撮像面へ導かれる。レンズ筐体70は、第1レンズL1以外から撮像ユニット90の撮像面に光が入らないように構成されている。
撮像光学系OのY軸方向の大きさを小さくすることができるという利点を生かすため、レンズ筐体70もY軸方向の大きさが小さくなるように構成されている。レンズ筐体70の厚み(Y軸方向の寸法)は、幅(X軸方向の寸法)よりも小さくなっている。レンズ筐体70はX軸方向およびZ軸方向に細長く延びる概ね矩形の容器である。このため、前面板74の面積は、上板76の面積、底板79の面積および側板78の面積よりも大幅に広くなっている。
(3)第1支持枠
第1支持枠10は、第1レンズ群G1を支持している。撮像光学系Oは、各支持枠により支持されている。具体的には、第1レンズ群G1は第1支持枠10に例えば接着により固定されている。第1支持枠10は本体枠71のZ軸方向正側端部に固定されている。第1支持枠10は主に、第1支持枠本体11と、カバーキャップ12と、遮光シート13Aと、クッション13Dと、を有している。図7に示すように、第1支持枠本体11には第1レンズ群G1の第1レンズL1、プリズムPR、第2レンズL2および第3レンズL3が固定されている。
遮光シート13Aは、プリズムPRの入射面の周囲から光が進入するのを防ぐ。遮光シート13Aは、第1支持枠本体11の開口に嵌め込まれており、プリズムPRと第1レンズL1との間に挟み込まれている。カバーキャップ12は第1支持枠本体11のY軸方向正側に固定されている。カバーキャップ12は前方(被写体側)から見て第1レンズL1の周囲を覆っている。クッション13Dはカバーキャップ12のY軸方向正側に固定されている。
ここで、図8(A)〜図8(H)を用いて第1支持枠10および第1レンズ群G1の組み立てを説明する。第2レンズL2および第3レンズL3は互いに接合されている。図8(A)に示すように、第2レンズL2および第3レンズL3が第1支持枠本体11の下面の開口部に固定される。例えば、第3レンズL3が第1支持枠本体11に熱カシメによって固定される。図8(B)に示すように、プリズムPRは、第1支持枠本体11に接着剤によって接着される。図8(C)に示すように、プリズムPRの前面に、遮光シート13Aが配置される。図8(D)に示すように、第1支持枠本体11の前面に第1レンズL1が固定される。第1レンズL1は、第1レンズ群G1全体として所定の光学特性を満たすように、第1支持枠本体11に対する位置が調整される。以下、この調整を「調心」という。調心後、第1レンズL1は第1支持枠本体11に接着剤にて固定される。調心についての詳細は後述する。図8(E)に示すように、第1支持枠本体11の背面の穴を覆うように遮光シート13Bを第1支持枠本体11に固定する。図8(F)に示すように、第3レンズL3の周囲を覆うように第1支持枠本体11の下面にシート13Cを固定する。図8(G)に示すように、カバーキャップ12の前面にクッション13Dが固定される。図8(H)に示すように、第1支持枠本体11の前面にカバーキャップ12が固定される。以上により、第1レンズ群G1が支持された第1支持枠10が完成する。
次に図9(A)〜図9(E)を用いて「調心」について説明する。
図9(A)に示すように、第1レンズL1は、第1光軸A1に平行な方向から見て、円形のレンズの上下が切断された形状をしている。言い換えると、第1レンズL1は、第1光軸A1に平行な方向から見て、2つの円弧と2つの線(より具体的には直線)で閉じられた形状をしている。
第1レンズL1は、凸面L1Eと、第1側面L1Aと、第2側面L1Bと、第3側面L1Cと、第4側面L1Dと、を有している。凸面L1Eは、被写体側から光が入射する面である。第1側面L1Aは平面である。第2側面L1Bは、第1光軸A1を挟んで第1側面L1Aと反対側に配置された平面である。本実施形態では、第2側面L1Bは、第1側面L1Aと平行に配置されており、第1側面L1Aと同じ形状を有している。第3側面L1Cは、第1側面L1Aおよび第2側面L1Bの間に配置されており、第1光軸A1を中心に円弧状に形成されている。第4側面L1Dは、第1光軸A1を挟んで第3側面L1Cと反対側に配置されており、第1光軸A1を中心に円弧状に形成されている。本実施形態では、第4側面L1Dは第3側面L1Cと同じ形状を有している。
一方、図9(A)に示すように、第1支持枠本体11は、4つの当接部15と、壁部14と、を有している。当接部15は、第1レンズL1のY軸方向の位置決めを行う部分であり、第1レンズL1が固定される際に第1レンズL1と当接する。
壁部14は第1レンズL1の周囲を囲むように前方へ突出している。壁部14のY軸方向の位置は、第1レンズL1の側面のY軸方向の位置と概ね一致している。具体的には、壁部14は、第1壁部14Aと、第2壁部14Bと、第3壁部14Cと、第4壁部14Dと、を有している。第1壁部14AはZ軸方向に第1側面L1Aと対向して配置されている。第2壁部14Bは、Z軸方向に第2側面L1Bと対向して配置されており、第2側面L1Bと当接している。第3壁部14Cは第3側面L1Cと対向して配置されている。第4壁部14Dは第4側面L1Dと対向して配置されている。
第1壁部14AはZ軸方向に貫通する第1切欠き17を有している。第3壁部14Cは、Y軸方向に直交する方向に貫通する第2切欠き16Aを有している。第4壁部14Dは、Y軸方向に直交する方向に貫通する2つの第3切欠き16Bおよび16Cを有している。
第2切欠き16Aは、X軸方向に貫通しており、第2調整棒B2(後述)が第1光軸A1の方を向くように第1光軸A1に向かって貫通している。同様に、第3切欠き16Bおよび16Cは、第2調整棒B2が第1光軸A1の方を向くように第1光軸A1に向かって貫通している。
また、図9(C)に示すように、第2切欠き16Aは、第3側面L1Cの中央と対向する位置に配置されており、第1光軸A1を含みX軸方向に平行な平面P1と重なる位置に配置されている。平面P1は、第1光軸A1を含みZ軸方向に垂直な面とも言える。一方、第3切欠き16Bおよび16Cは、この平面P1を挟んで両側に配置されている。言い換えると、複数の第3切欠き16Bおよび16Cは、第1光軸A1を挟んで第2切欠き16Aと反対側の位置からずれた位置に配置されている。また、第1壁部14Aは平面P1に対して第3レンズL3と反対側に配置されており、第2壁部14Bは平面P1に対して第3レンズL3と同じ側に配置されている。
図9(B)に示すように、第1レンズL1が当接部15に当接した状態で、第1レンズL1の側面と壁部14の間には、隙間が確保されている。従って、第1レンズL1は壁部14の内部の範囲において、第1光軸A1と直交する方向に移動可能である。
しかし、第1支持枠10を小さくするために、前方からみて壁部14は第1レンズL1の側面に沿うような形状となっている。従って、図9(B)に示すように第1側面L1Aが第1壁部14Aに対して傾いた状態では、第1レンズL1と壁部14との間のZ軸方向の隙間が小さくなる。この状態では、第1レンズL1を第1支持枠本体11に対してZ軸方向に平行移動できない。言い換えると、第1レンズL1を第1支持枠本体11に対して第1側面L1Aおよび第2側面L1Bと概ね直交する方向へ移動できない場合がある。
そこで、第1側面L1Aが第1壁部14Aと平行となるように、第1レンズL1の姿勢が調整される。具体的には図9(B)に示すように、第1レンズL1が当接部15に当接した状態で、第1壁部14Aに設けられた第1切欠き17に第1調整棒B1が挿入される。このとき、第1調整棒B1で第1レンズL1の第1側面L1Aを第1光軸A1と直交する方向(より詳細には、Z軸方向負側)に押す。例えば、Y軸方向から見ると第1調整棒B1の中心軸B1xは第1光軸A1の方を向いている。これにより、第1レンズL1の第2側面L1Bが第2壁部14Bと当接し、第1支持枠本体11に対する第1レンズL1の第1光軸A1回りの姿勢が決まる。第2側面L1Bが第2壁部14Bと当接している状態であれば、第1レンズL1が第1支持枠本体11に対してZ軸方向に移動可能となり、第1レンズL1のZ軸方向の位置調整を行うことができる。
次に、図9(C)に示すように、第2切欠き16A、第3切欠き16Bおよび16Cにそれぞれ第2調整棒B2が挿入される。図9(D)に示すように、第2調整棒B2の先端は、その中心軸B2xに対して垂直ではなく、斜めに切断された形状を有している。つまり、第2調整棒B2は先端に形成されたテーパ面B2aを有している。第2調整棒B2が第1レンズL1に押し当てられる際、テーパ面B2aが第3側面L1Cおよび第4側面L1Dの前側(Y軸方向正側)の縁(凸面L1Eおよび第3側面L1Cの境界部、および凸面L1Eおよび第4側面L1Dの境界部)に当接するように第2調整棒B2の位置が設定されている。この結果、第1レンズL1は第2調整棒B2から中心軸B2xに平行な方向の力に加えて第1光軸A1に平行な方向(より詳細には、Y軸方向負側)の力を受ける。これにより、第1レンズL1を4つの当接部15に押し付けた状態で第2調整棒B2により第1レンズL1の位置を調整することができる。
3本の第2調整棒B2により挟まれた状態で第2調整棒B2を第1光軸A1に直交する方向に移動させると、第1レンズL1を第1支持枠本体11に対して第1光軸A1に直交する面内で移動させることができる。このとき、上述の図9(B)に示した工程により平行移動の余裕を確保できているので、第1レンズL1を第1光軸A1回りに回転させる必要はなく、第2調整棒B2をX軸方向に平行移動させるだけ第1レンズL1の調心を行える。従って、調心の工程を簡略化することが可能である。第1レンズL1の位置が第1レンズ群G1全体として所定の光学特性を満足する位置に調整され、その位置で第2調整棒B2により保持される。
最後に、図9(E)に示すように、第1レンズL1の周囲に接着剤18を塗布し、接着剤により第1レンズL1を第1支持枠本体11に固定する。接着剤18は、例えば紫外線硬化樹脂である。
なお、図8(H)に示すように、調心後、カバーキャップ12が第1支持枠本体11に固定される。第1切欠き17、第2切欠き16A、第3切欠き16Bおよび16Cは、カバーキャップ12によって覆われる。具体的には、カバーキャップ12は、第1切欠き17、第2切欠き16A、第3切欠き16Bおよび16Cをそれぞれ覆う遮蔽部12A〜12Dを有する。遮蔽部12A〜12Dは、第1切欠き17、第2切欠き16A、第3切欠き16Bおよび16Cとそれぞれ相補的な形状を有しており、第1切欠き17、第2切欠き16A、第3切欠き16Bおよび16Cに嵌め込まれる。これにより、第1切欠き17、第2切欠き16A、第3切欠き16Bおよび16Cからの光の進入を防止することができる。
(4)第2支持枠
図6および図7に示すように、第2支持枠20は第2レンズ群G2を支持している。第2レンズ群G2は、第2支持枠20に例えば接着により固定されている。本体枠71には第1案内シャフト59および第2案内シャフト69が固定されている。これらの第1案内シャフト59および第2案内シャフト69により、第2支持枠20は第2光軸A2に沿って移動可能なように支持されている。
具体的には、第2支持枠20は、第2レンズ群G2が固定される第2支持枠本体21と、第1案内シャフト59と摺動する第1案内部23と、第2案内シャフト69と摺動する第2案内部24と、第1駆動ユニット50で発生した駆動力を受ける第1駆動部材25と、を有している。第2支持枠20、第1案内シャフト59および第2案内シャフト69により、第2レンズ群G2を移動可能に支持する第1支持機構S1が構成されている。第2支持枠20は、主に第1案内シャフト59によりY軸方向に案内される。第2案内シャフト69は第2支持枠20が第1案内シャフト59回りに回転するのを防止している。
(5)第1駆動ユニット
図6および図10に示すように、第1駆動ユニットは第2支持枠20をZ軸方向に駆動する。具体的には、第1駆動ユニット50は、第1駆動モータ51と、第1駆動モータ51により回転駆動される第1リードスクリュー52と、第1駆動モータ51および第1リードスクリュー52を支持する第1フレーム53と、を有している。
第1フレーム53は本体枠71に固定されている。第1リードスクリュー52には第1駆動部材25が螺合している。第1駆動部材25は第2支持枠本体21により回転可能かつ軸方向に一体で移動するように支持されている。これらの構成により、第1リードスクリュー52が回転すると第2支持枠20が第2光軸A2に沿って移動する。
(6)絞りユニットおよびシャッタユニット
第2支持枠20には絞りユニット22およびシャッタユニット29が固定されている。絞りユニット22は第2支持枠20の第1レンズ群G1側に固定されており、シャッタユニット29は第2支持枠20の撮像ユニット90側(第1レンズ群G1と反対側)に固定されている。絞りユニット22およびシャッタユニット29は、第2支持枠20と一体となって、第1駆動ユニット50によりZ軸方向に駆動される。
シャッタユニット29は、第2光軸A2に沿った光路を開放および遮断できるように設けられたシャッタ機構29aと、シャッタ機構29aを駆動するシャッタ駆動モータ27と、を有している。シャッタ駆動モータ27は、Z軸方向においてシャッタ機構29aよりも第1レンズ群G1側に配置されている。
さらに、シャッタユニット29には、第2光軸A2に沿った光路上に挿入可能かつ光路から退避可能に設けられた減光フィルタ(図示せず)と、減光フィルタを駆動するフィルタ駆動モータ28と、が設けられている。フィルタ駆動モータ28は、Z軸方向において減光フィルタよりも第1レンズ群G1側に配置されている。
(7)第3支持枠
図6および図7に示すように、第3支持枠30は第3レンズ群G3を支持している。第3レンズ群G3は、例えばカシメにより第3支持枠30に固定されている。第3支持枠30は第1案内シャフト59および第2案内シャフト69により第2光軸A2に沿って移動可能なように支持されている。具体的には、第3支持枠30は、第3レンズ群G3が固定される第3支持枠本体31と、第2案内シャフト69と摺動する第3案内部33と、第1案内シャフト59と摺動する第4案内部34と、第2駆動ユニット60で発生した駆動力を受ける第2駆動部材37と、第1突起部35と、第2突起部36と、を有している。本実施形態では、第3支持枠30は一体で形成されている。
第3支持枠本体31は、概ねプレート状の部分であり、第3レンズ群G3を支持している。第3支持枠本体31は、Y軸方向(第1光軸A1に平行な第1方向)の端に配置された第1端部31aと、第3支持枠本体31はX軸方向の端に配置された第2端部31bおよび第3端部31cと、を有している。第3案内部33は、第2端部31bに設けられており、第3支持枠本体31からZ軸方向正側に延びている。第3案内部33には第2案内シャフト69が挿入されている。第3端部31cは第2端部31bと反対側に配置されている。
第1突起部35は、第1端部31aに設けられており、第3支持枠本体31からZ軸方向(より詳細には、Z軸方向負側、第1レンズ群G1と反対側)に突出している。図7に示すように、第1突起部35は、レンズ筐体70とY軸方向に隣接して配置されている。第1端部31aおよび第1突起部35のZ軸方向の合計寸法C1は、Y軸方向において第1端部31aとレンズ筐体70との間に形成された隙間寸法C2よりも大きい。また、図6に示すように、第1突起部35はX軸方向に延びている。第1突起部35のX軸方向の寸法C3は、第1突起部35のZ軸方向の寸法C1よりも大きい。図6および図7から明らかなように、Y軸方向から見た場合に第1突起部35が第2光軸A2と重なっている。さらに、第1突起部35のX軸方向の寸法C3は、第8レンズL8の外径よりも大きく設定されている。
図6および図14に示すように、第2突起部36は、第2端部31bに設けられており、第3支持枠本体31からZ軸方向(より詳細には、Z軸方向負側、第1レンズ群G1と反対側)に突出している。第2突起部36のY軸方向の寸法は、第2端部31bのY軸方向の寸法と概ね同じである。第2突起部36のZ軸方向の寸法は、第1突起部35のZ軸方向の寸法よりも小さい。
第3支持枠30、第1案内シャフト59および第2案内シャフト69により、第3レンズ群G3を移動可能に支持する第2支持機構S2が構成されている。第3支持枠30は、主に第2案内シャフト69により案内される。第1案内シャフト59は第3支持枠30が第2案内シャフト69回りに回転するのを防止している。
ここで、レンズ筐体70内を通る光について説明する。第1レンズ群G1および第4レンズ群G4の間には、第2レンズ群G2および第3レンズ群G3を通る光の経路以外にも、第2支持枠20および本体枠71の間、第3支持枠30および本体枠71の間、第2支持枠20および背面板72の間、または、第3支持枠30および背面板72の間を抜ける光の経路がある。第2支持枠20および本体枠71の間、第3支持枠30および本体枠71の間、第2支持枠20および背面板72の間、または、第3支持枠30および背面板72の間を抜ける光は、いわゆる不要光である。図11に示す矢印が主な不要光の経路である。図11に示すように、不要光は、撮像光学系Oを透過せず、固定部材(レンズ筐体70)と移動部材(第2支持枠20および第3支持枠30)との隙間を通って撮像ユニット90に到達する。不要光が撮像素子91に入射すると、ゴーストやフレアが発生するため、不要光の入射を抑制することが好ましい。
そこで、不要光の入射を抑制するために、本体枠71および背面板72等の固定部材と、第2支持枠20および第3支持枠30等の移動部材と、の間に形成される隙間を小さくすることが考えられる。
しかし、移動部材の移動を円滑に行うために、ある程度の隙間を設ける必要がある。また、全ての隙間を小さくできるわけではなく、寸法精度の関係上、小さくするのが困難な隙間も存在する。本実施形態では、寸法精度の関係上、本体枠71および第2支持枠20の間の隙間より、背面板72および第2支持枠20の間の隙間の方が大きい。同様に、本体枠71および第3支持枠30の間の隙間より、背面板72および第3支持枠30の間の隙間の方が大きい。例えば、図7に示すように、寸法C2は前面板74と第3支持枠30との間の寸法C4よりも大きい。したがって、背面板72と第3支持枠30との間を通る光の量は、前面板74と第3支持枠30との間の隙間を通る光の量に比べて多くなる。
このような隙間の差が生じるのは、位置決め精度がレンズ筐体70の前面側と背面側とで異なるためである。具体的には、第2支持枠20および第3支持枠30は本体枠71に対して第1案内シャフト59または第2案内シャフト69を介して位置決めされている。第1案内シャフト59および第2案内シャフト69は本体枠71に固定されているので、第2支持枠20および第3支持枠30を本体枠71に対して精度よく配置することができる。したがって、例えば、前面板74および第2支持枠20の間の隙間、および前面板74および第3支持枠30の間の隙間は小さくしやすい。
一方、背面板72は本体枠71に固定されるため、第2支持枠20は背面板72に対して本体枠71と第1案内シャフト59とにより位置決めされており、第3支持枠30は背面板72に対して本体枠71と第2案内シャフト69とにより位置決めされている。このため、背面板72に対する第2支持枠20および第3支持枠30の位置決め精度は、本体枠71に対する第2支持枠20および第3支持枠30の位置決め精度に比べて低下する。したがって、第2支持枠20の間に形成される隙間、および背面板72および第3支持枠30の間に形成される隙間を小さくするのは困難である。
そこで、本実施形態では、第3支持枠30は、背面側(Y軸方向負側)に、第3支持枠本体31からZ軸方向に突出した第1突起部35を有している。第1突起部35は、第3支持枠30の背面側(Y軸方向負側)で、レンズ筐体70(具体的には背面板72)と対向している。これにより、第3支持枠30と背面板72との間に形成された隙間のZ軸方向の寸法が比較的大きくなり、この隙間に入射した不要光が隙間内で減衰しやすくなる。より詳細に説明すると、第3支持枠30と背面板72との間に形成された隙間に不要光が入射すると、第3支持枠30(第3支持枠本体31および第1突起部35)および背面板72の間で不要光が反射を繰り返し、不要光のほとんどが隙間内で減衰する。したがって、第1突起部35を設けることで、不要光が撮像素子91に入射するのを抑制でき、不要光の影響を低減することができる。
また、本実施形態では、第3支持枠30に支持されている第3レンズ群G3が単一のレンズ(第8レンズL8)のみからなるため、第3支持枠30のZ軸方向の寸法(つまり、第3支持枠30の厚み)が比較的小さくなっている。このように、厚みの小さい第3支持枠30に第1突起部35を設けることで、第1突起部35により不要光を効果的に減衰することができる。
なお、前面側の隙間も不要光は通過するので、第1突起部35は、第3支持枠30の前面側(Y軸方向正側)にのみ設けてもよく、前面側(Y軸方向正側)および背面側(Y軸方向負側)の両方に設けてもよい。前述の寸法精度を考慮すると、第1突起部35を少なくとも第3支持枠30の背面側(Y軸方向負側)に設けるのが好ましい。背面側とは、すなわち、本体枠71の開口部71a側であり、背面板72側である。
さらに、本実施形態では、第3支持枠本体31が概ね均一の板厚を有しているので、第3支持枠30のX軸方向の端部のZ軸方向の寸法(第3端部31cの厚み)は、第3支持枠30の第1突起部35が配置された部分のZ軸方向の寸法(第1端部31aおよび第1突起部35の合計寸法C1)よりも小さい。また、Z軸方向から見た場合に、第3支持枠30のY軸方向の寸法が第3支持枠30のX軸方向の寸法よりも小さい。つまり、第3支持枠30はレンズ筐体70の形状に沿ってX軸方向に細長く延びている。このため、第2光軸A2から第3支持枠30のY軸方向の端部(例えば、図6および図7に示す第1端部31a)までの距離は、第2光軸A2から第3支持枠30のX軸方向の端部(例えば、図6に示す第3端部31c)までの距離よりも短い。言い換えると、第2レンズ群G2と第3端部31cとを結ぶ線とZ軸方向(第2光軸A2)とのなす角度は、第2レンズ群G2と第1端部31aとを結ぶ線とZ軸方向(第2光軸A2)とのなす角度よりも大きい。この場合、第2レンズ群G2を透過した光のうち第3端部31cに到達する光は、第1端部31aに到達する光よりも少なくなる。したがって、例えば、第3端部31cのZ軸方向の寸法を、寸法C1よりも小さくしても、不要光はそれほど問題とならない。
さらに、第3支持枠30のX軸方向の端部の厚み(例えば、第3端部31cの厚み)を、寸法C1より小さくすることで、第3支持枠30の下側のスペースを有効に利用することができる。本実施形態では、第3支持枠30が使用状態にて本体枠71の底板79に最も接近したとき、すなわち、第3支持枠30が最もZ軸方向負側に位置したときに、第1突起部35が本体枠71と干渉しないように本体枠71に第1溝75aが形成されている。本実施形態では、第1溝75aは本体枠71の開口部71a側に形成された切欠き(あるいは窪み)であるため、本体枠71の強度(底板79の強度)がそれほど低下しない。また、第3端部31cとZ軸方向に対向する部分の底板79の厚み(Z軸方向の寸法)を第1溝75aの厚み(Z軸方向の大きさ)よりも大きくしている。従って、不要光の影響を低減しつつレンズ筐体70の強度を確保することができる。
なお、本実施形態のように、第3支持枠30のX軸方向の端部にも、第3支持枠本体31からZ軸方向に突出する第2突起部36を設けてもよい。第2突起部36のZ軸方向の寸法は、第1突起部35のZ軸方向の寸法C1と同じかあるいは寸法C1よりも大きくてもよいが、不要光の減衰効果および他の部材との干渉を考慮すると、第1突起部35のZ軸方向の寸法よりも小さい方が好ましい。
(8)第2駆動ユニット
図6および図10に示すように、第2駆動ユニットは第3支持枠30をZ軸方向に駆動する。具体的には、第2駆動ユニット60は、第2駆動モータ61と、第2駆動モータ61により回転駆動される第2リードスクリュー62と、第2駆動モータ61および第2リードスクリュー62を支持する第2フレーム63と、を有している。なお、図6では、レンズ筐体70の内部が見やすいよう、背面板72および第2フレーム63を省略している。
図6および図10に示すように、第2フレーム63は本体枠71の開口部71a側、すなわち、背面側に固定されている。第2リードスクリュー62には第2駆動部材37が螺合している。なお、第2リードスクリュー62のねじ形状は図示を省略しているが、第1リードスクリュー52と同様のねじ形状を有する。第2駆動部材37は第3支持枠本体31により回転可能かつ軸方向に一体で移動するように支持されている。第2リードスクリュー62が回転すると第3支持枠30が第2光軸A2に沿って移動する。
ここで、第2フレーム63の配置についてより具体的に説明する。第2駆動ユニットは本体枠71の開口部71a側から本体枠71内に挿入され、第2リードスクリュー62が所定の位置になるように配置される。第2フレーム63が本体枠71の開口部71a側、すなわち、背面側に、ネジによって固定される。第2フレーム63の第2リードスクリュー62を支持する部分は、本体枠71の開口部71a側から本体枠71内に挿入される。従って、第2駆動ユニット60を組み立てた状態(第2フレーム63が第2駆動モータ61および第2リードスクリュー62を支持した状態)で、第2駆動ユニット60を本体枠71に装着することができ、組立作業を簡略化することができる。また、第2駆動ユニット60を本体枠71内部に挿入するための穴または切欠きを本体枠71の左側面に設ける必要がないので、本体枠71の強度の低下を防止できる。
なお、本体枠71の背面に開口部71aを設けているのは、第2支持枠20または第3支持枠30等を本体枠71内に組み入れる作業を容易にするためである。例えば、第2レンズ群G2のZ軸方向の第1移動範囲M1の一部と第3レンズ群G3のZ軸方向の第2移動範囲M2の一部とは重複する(図3(B)参照)。そのため、本体枠71は、第2レンズ群G2の第1移動範囲M1と第3レンズ群G3の第2移動範囲M2とを含む空間を内部に有する必要があり、第2支持枠20と第3支持枠30との間に本体枠71に固定される部材を配置することができない。言い換えると、背面側に開口部71aを設けることで、大きな開口を確保することができる。
これに対して、例えば本体枠71の開口部71aを本体枠71の上面または下面に設ける場合、開口部71aの面積が小さく、かつ、内部空間の開口部71aからの深さが深くなり、第1案内シャフト59等を本体枠71内部に組み入れるのが困難となる。
さらに、背面側に開口部71aを設けることで、第1案内シャフト59および第2案内シャフト69を本体枠71の上板76および底板79にそれぞれ固定することができる。このため、第1案内シャフト59および第2案内シャフト69は、本体枠71内の中間位置(例えば、第2レンズ群G2の第1移動範囲M1または第3レンズ群G3の第2移動範囲M2)で本体枠71に固定する必要がなく、第1移動範囲M1および第2移動範囲M2を大きく確保することができる。
以上より、本実施形態のように開口部71aを背面に設けることで、組立作業が容易となる。組立作業については後述する。
なお、組立作業を考慮する場合は、開口部71aは本体枠71の側面のうち、最も広い面に設けるのが好ましい。例えば、レンズ鏡筒3の場合、開口部71aを背面および前面のうち少なくとも一方に設けるのが好ましい。
(9)レンズ駆動装置
レンズ駆動装置40は第4レンズ群G4を第2光軸A2に直交する面内で移動可能なように支持している。具体的には、レンズ駆動装置40は、マスターフランジ42と、第4支持枠41と、回転軸44と、規制ピン46と、第1スライドシャフト48aと、第2スライドシャフト48bと、第1コイル49aと、第2コイル49bと、を有している。
第4支持枠41は、マスターフランジ42に対してX軸方向およびY軸方向に移動可能に配置されており、第4レンズ群G4を支持している。第4支持枠41はZ軸方向から見てX軸方向に伸びた長穴43を有する。回転軸44は、マスターフランジ42に固定されている。回転軸44の中心軸は、Z軸方向と略平行であり、マスターフランジ42から第4支持枠41の方に突出している。回転軸44は長穴43に挿入されている。回転軸44および長穴43により、マスターフランジ42に対して第4支持枠41がX軸方向に案内され、かつ、マスターフランジ42に対して第4支持枠41が回転軸44を中心に回転可能となっている。
規制ピン46は、マスターフランジ42に固定されており、マスターフランジ42から第4支持枠41の方に突出している。規制ピン46の中心軸はZ軸方向と略平行である。規制ピン46は第4支持枠41に設けられた規制穴45に挿入されている。規制ピン46および規制穴45により、マスターフランジ42に対する第4支持枠41の移動範囲が決まっている。
第4支持枠41のZ軸方向の移動を規制するため、第4支持枠41は第1軸受47aと第2軸受47bとを有する。また、第1スライドシャフト48aと第2スライドシャフト48bとが、マスターフランジ42に固定されている。第1スライドシャフト48aおよび第2スライドシャフト48bは、第2光軸A2と直交する面と平行である。第1軸受47aは第1スライドシャフト48aをZ軸方向に挟み込むように配置される。また、第2軸受47bは第2スライドシャフト48bをZ軸方向に挟み込むように配置される。第1軸受47a、第1スライドシャフト48a、第2軸受47bおよび第2スライドシャフト48bにより、第4支持枠41はマスターフランジ42に対してZ軸方向に移動するのを規制され、第2光軸A2と直交する面内で移動するのを許容されている。
第1スライドシャフト48aは、Y軸に対して斜めに配置されている。第1スライドシャフト48aは、X軸に対しても斜めに配置されている。すなわち、第1スライドシャフト48aとY軸とのなす角度は、0度より大きく90度よりも小さい。そして、第1スライドシャフト48aは、マスターフランジ42の背面と、マスターフランジ42の背面と略直交する面(右側面)と、に固定されている。これにより、第1スライドシャフト48aは第2スライドシャフト48bと比較して少ないスペースで配置できる。
マスターフランジ42には、第1コイル49aおよび第2コイル49bが固定されている。第4支持枠41には、第1および第2磁石(図示せず)が固定されている。第1コイル49aは第1磁石と対向するように配置されており、第2コイル49bは第2磁石と対向するように配置されている。第1コイル49aおよび第2コイル49bに通電することにより、X軸方向およびY軸方向の電磁力が発生する。これらの電磁力により第4支持枠41がマスターフランジ42に対してX軸方向およびY軸方向に駆動される。なお、第1および第2磁石をマスターフランジ42に固定し、第1コイル49aおよび第2コイル49bを第4支持枠41に固定してもよい。
例えば、振れ検出センサ(図示せず)により検出されたピッチ方向(X軸回り)およびヨー方向(Z軸回り)の振れ量に応じて、レンズ駆動装置40により第4レンズ群G4がX軸方向およびY軸方向に駆動される。これにより、デジタルカメラ1の振れに応じて被写体の光学像の位置を調節することができ、画像の振れを補正できる。
<組立作業>
ここで、図13(A)〜(F)を用いて、第2支持枠20および第3支持枠30を本体枠71内に組み入れる作業について説明する。図13(A)〜(F)は第2支持枠20および第3支持枠30を本体枠71内に組み入れる工程を説明するための図である。
まず、本体枠71の上面側から第1案内シャフト59および第2案内シャフト69が挿入される(図13(A))。このとき、第2支持枠20および第3支持枠30を挿入する空間を確保するために、第1案内シャフト59および第2案内シャフト69は半分くらいだけ挿入しておく。次に、本体枠71の開口部71aから第2支持枠20が本体枠71の内部に挿入される(図13(B))。第2支持枠20の挿入後、第2支持枠20の第1案内部23に第1案内シャフト59が挿入され、第2案内部24に第2案内シャフト69が挿入される(図13(C))。さらに、第3支持枠30が本体枠71の開口部71aから本体枠71の内部に挿入される(図13(D))。第3支持枠30の挿入後、第3支持枠30の第4案内部34に第1案内シャフト59が挿入され、第3案内部33に第2案内シャフト69が挿入される(図13(E))。第1案内シャフト59および第2案内シャフト69が本体枠71の底板79まで挿入され、第1案内シャフト59および第2案内シャフト69が本体枠71に固定される(図13(F))。
第1案内シャフト59および第2案内シャフト69が本体枠71に固定された状態では、第1案内シャフト59および第2案内シャフト69は、本体枠71の上面から突出している。第1支持枠10には、第1位置決め穴19aと、第2位置決め穴19bとが設けられている。第1支持枠10を本体枠71の上面に配置する際、図4に示すように、第1案内シャフト59が第1位置決め穴19aに嵌め込まれる。さらに、図6に示すように、第2案内シャフト69が第2位置決め穴19bに嵌め込まれる。従って、第1支持枠10は第1案内シャフト59および第2案内シャフト69によって位置決めされる。位置決めされた状態で、第1支持枠10は本体枠71に固定される。
以上のように、第1支持枠10、第2支持枠20および第3支持枠30は、同一の部材(具体的には第1案内シャフト59および第2案内シャフト69)によって位置決めされている。従って、第1支持枠10、第2支持枠20および第3支持枠30の位置精度を高めることができる。
<デジタルカメラの動作>
デジタルカメラ1の動作について説明する。
(1)撮影時のズーム動作
電源ON時において、例えば撮像光学系Oは広角端(図10に示す状態)に設定されている。ズーム調節レバー7が望遠側に操作されると、ズーム調節レバー7の回転角度および操作時間に応じて、第1駆動ユニット50および第2駆動ユニット60により第2支持枠20および第3支持枠30がZ軸方向に駆動される。具体的には、第1駆動ユニット50の第1駆動モータ51により第1リードスクリュー52が回転駆動されると、第2支持枠20が第2光軸A2に沿って第1レンズ群G1側に移動する(例えば図11参照)。第2駆動ユニット60の第2駆動モータ61により第2リードスクリュー62が回転駆動されると、第3支持枠30が第2光軸A2に沿って第1レンズ群G1側に移動する(例えば図6参照)。広角端から望遠端にかけて、第2支持枠20はリニアに移動するが、第3支持枠30は途中から撮像ユニット90側へ折り返し、再度第1レンズ群G1側に移動する(例えば図3(B)参照)。
ズーム調節レバー7が広角側に操作されると、ズーム調節レバー7の回転角度および操作時間に応じて、第1駆動ユニット50により第2支持枠20が撮像ユニット90側に駆動され、第2駆動ユニット60により第3支持枠30が撮像ユニット90側に駆動される。
このように、第2レンズ群G2および第3レンズ群G3が第2光軸A2に沿って移動することで、撮像光学系Oの変倍比が大きくなる。
<特徴>
以上に説明したレンズ鏡筒3の特徴を以下にまとめる。
(1)図6および図7に示すように、第3支持枠30は、第3支持枠本体31と、第1突起部35と、を有している。第3支持枠本体31は、Y軸方向(第1光軸A1に平行な第1方向)の端に配置された第1端部31aを有している。第1突起部35は、第1端部31aに設けられており、第3支持枠本体31からZ軸方向(より詳細には、Z軸方向負側、第1レンズ群G1と反対側)に突出している。
第1レンズ群G1を通った光は、レンズ筐体70に収容された第3レンズ群G3に入射する。このとき、例えば図11に示すように、第1レンズ群G1を通った光の一部が、第3レンズ群G3を通らずに第3支持枠30とレンズ筐体70との間に形成された隙間を通る。このように部材間の隙間を通る不要光は、ゴーストやフレアの発生の原因となる。
しかし、このレンズ鏡筒3では、第3支持枠30がZ軸方向に突出した第1突起部35を有しているので、レンズ鏡筒3と第3支持枠30との間に形成された隙間のZ軸方向の寸法が大きくなる。具体的には図7に示すように、第1突起部35がレンズ筐体70とY軸方向に隣接して配置されている。第1端部31aおよび第1突起部35のZ軸方向の合計寸法C1は、Y軸方向において第1端部31aとレンズ筐体70との間に形成された隙間寸法C2よりも大きい。このため、不要光がレンズ筐体70と第3支持枠30との間を通る際に、不要光がレンズ筐体70と第3支持枠30との間で反射を繰り返して減衰しやすくなっている。
このように、このレンズ鏡筒3では、撮像素子91に不要光が入射するのを抑制することができ、不要光の影響を低減することができる。
(2)図7に示すように、レンズ筐体70は、開口部71aを有し第3支持枠30を移動可能に収容する本体枠71と、本体枠71に取り外し可能に装着され開口部71aを覆うように配置された背面板72と、を有している。背面板72が本体枠71に取り外し可能に装着されているので、背面板72を第3支持枠30に精度よく近づけて配置するのは困難となっている。このため、背面板72と第3支持枠30との間の寸法C2は比較的大きくなってしまう。例えば、寸法C2は前面板74と第3支持枠30との間の寸法C4よりも大きい。したがって、図11に示すように、背面板72と第3支持枠30との間を通る光の量は、他の隙間を通る光の量に比べて多くなる。
しかし、図7に示すように、第1突起部35が背面板72と隣接して配置されているので、背面板72と第3支持枠30との間を通る光が第1突起部35により減衰しやすくなっている。
また、背面板72の板厚が前面板74の板厚よりも薄いので、背面板72は前面板74よりも変形しやすい。このため、背面板72と第3支持枠30との間を通る光の量は変化しやすく、例えば背面板72が外側にふくらむと不要光の量は増加してしまう。
しかし、第1突起部35が背面板72と隣接して配置されているので、背面板72が変形して背面板72と第3支持枠30との間の隙間が広がっても、背面板72と第3支持枠30との間を通る光が第1突起部35により減衰しやすくなっている。
(3)図6に示すように、第1突起部35はX軸方向に延びている。具体的には、第1突起部35のX軸方向の寸法C3は、第1突起部35のZ軸方向の寸法C1よりも大きい。これにより、X軸方向に不要光が広がっても、第3支持枠30とレンズ筐体70との間を通る光が第1突起部35により減衰しやすくなっている。
また、第2光軸A2から離れた領域では不要光の量は少ない。言い換えると、Y軸方向から見た場合に第2光軸A2の近くに形成されている隙間は、不要光が通りやすくなっている。
しかし、図6および図7に示すように、Y軸方向から見た場合に第1突起部35が第2光軸A2と重なっているので、不要光を第1突起部35により減衰させることができる。
(4)図6および図7に示すように、Z軸方向において第1レンズ群G1および第3レンズ群G3の間に配置され、Z軸方向に移動可能に設けられた第2レンズ群G2をさらに備えている。第2レンズ群G2は、第1移動範囲M1内でZ軸方向に移動可能に設けられており、第3レンズ群G3は、第2移動範囲M2内でZ軸方向に移動可能に設けられている。第1移動範囲M1の一部は、第2移動範囲M2の一部と重複する。
このように、第3レンズ群G3に加えて第2レンズ群G2もZ軸方向に移動するので、レンズ筐体70内には第3レンズ群G3および第2レンズ群G2の移動する空間を大きく確保する必要がある。このため、不要光が各部材間の隙間を通りやすくなっている。したがって、このような場合に第1突起部35を設けることにより、第1突起部35による不要光の低減効果が高くなる。
(5)図6および図7に示すように、レンズ筐体70の第1収容部75は、Z軸方向において第1突起部35に対応する位置に配置されており、第1突起部35を収容可能に設けられている。具体的には、第1収容部75は第1突起部35を収容可能に設けられた第1溝75aを有しているので、第3支持枠30がZ軸方向に移動してレンズ筐体70の底板79に接近しても、第1突起部35が第1収容部75に収容される。これにより、不要光の影響を低減しつつ第1突起部35によるレンズ筐体70の大型化を防止できる。
(6)図6に示すように、第3支持枠本体31はX軸方向の端に配置された第2端部31bを有している。第3支持枠30は、第2端部31bに設けられ第3支持枠本体31からZ軸方向(より詳細には、Z軸方向負側、第1レンズ群G1と反対側)に突出した第2突起部36を有している。このように、第1突起部35に加えて第2突起部36が第3支持枠30に設けられているので、第3支持枠30とレンズ筐体70との間を通る光を第1突起部35および第2突起部36により減衰することができ、不要光の低減効果をさらに高めることができる。
特に、第3案内部33を収容するために第2支持枠20が大きく切り欠かれているので、第3案内部33周辺の隙間を通って不要光が第3支持枠30を通り抜ける可能性がある。しかし、第2突起部36が第2端部に設けられているので、第3案内部33周辺の隙間を通る不要光を効果的に減衰させることができる。
また、図6に示すように、レンズ筐体70の第2収容部77は、Z軸方向において第2突起部36に対応する位置に配置されており、第2突起部36を収容可能に設けられている。具体的には、第2収容部77は第1突起部35を収容可能に設けられた第2溝77aを有しているので、第3支持枠30がZ軸方向に移動して底板79に接近しても、第2突起部36が第2収容部77に収容される。これにより、不要光の影響を低減しつつ第2突起部36によるレンズ筐体70の大型化を防止できる。
(7)図9(A)に示すように、第1レンズL1は、第1側面L1Aと、第2側面L1Bと、第3側面L1Cと、第4側面L1Dと、を有している。第1側面L1Aは平面である。第2側面L1Bは、第1光軸A1を挟んで第1側面L1Aと反対側に配置された平面である。第3側面L1Cは、第1側面L1Aおよび第2側面L1Bの間に配置されており、第1光軸A1を中心に円弧状に形成されている。第4側面L1Dは、第1光軸A1を挟んで第3側面L1Cと反対側に配置されており、第1光軸A1を中心に円弧状に形成されている。
一方、第1支持枠10は、第1壁部14Aと、第2壁部14Bと、第3壁部14Cと、第4壁部14Dと、を有している。第1壁部14AはZ軸方向に第1側面L1Aと対向して配置されている。第2壁部14BはZ軸方向に第2側面L1Bと対向して配置されている。第3壁部14Cは第3側面L1Cと対向して配置されている。第4壁部14Dは第4側面L1Dと対向して配置されている。第1壁部14AはZ軸方向に貫通する第1切欠き17を有している。第3壁部14Cは、Y軸方向に直交する方向に貫通する第2切欠き16Aを有している。第4壁部14Dは、Y軸方向に直交する方向に貫通する2つの第3切欠き16Bおよび16Cを有している。
このレンズ支持構造では、第1支持枠10が第1切欠き17、第2切欠き16Aおよび第3切欠き16Bおよび16Cを有しているので、第1レンズL1の位置決めを行う際に調整用の部材である第1調整棒B1で第1レンズL1を第2壁部14Bに押し付けて第1レンズL1の姿勢を調整することができる。さらに、3本の第2調整棒B2を第2切欠き16A、第3切欠き16Bおよび16Cに挿入することで、第1支持枠10に対する第1レンズL1の調心を容易に行うことができる。
特に、図9(D)に示すように、第3側面L1Cおよび第4側面L1Dの凸面L1E側の縁を第2調整棒B2のテーパ面B2aで押圧することで、第1レンズL1をY軸方向に押さえながら第1レンズL1の位置調節を行える。したがって、第2調整棒B2以外の部材で第1レンズL1をY軸方向に押さえつける必要がなくなり、作業性が向上する。
また、第2壁部14Bは第2側面L1Bと当接しているので、Z軸方向の第1レンズL1の位置決めを簡単に行うことができ、X軸方向の第1レンズL1の位置調整が容易となる。さらに、第2切欠き16AがX軸方向に貫通しているので、第2切欠き16Aを介して第2調整棒B2を挿入することで、第1レンズL1のX軸方向の位置調整を容易に行える。
また、図9(C)に示すように、第2切欠き16Aが第1光軸A1を含みX軸方向に平行な平面P1と重なる位置に配置されている。第3切欠き16Bおよび16Cは平面P1を挟んで両側に配置されている。これにより、第2切欠き16Aおよび第3切欠き16Bおよび16Cを介して3本の第2調整棒B2を挿入することで、第1レンズL1を少なくとも3点で支持することができる。これにより、円弧状の第3側面L1Cおよび第4側面L1Dを効率よく支持することができ、第1支持枠10に対する第1レンズL1の位置調整を容易に行うことができる。
さらに、切欠きを有しない第2壁部14Bが平面P1に対して第3レンズL3と同じ側に配置されているので、切欠きに起因するレンズ筐体70と第1支持枠10との間の余分な隙間が生じない。したがって、第2壁部14B周辺からの不要光の入射を防止できる。
<他の実施形態>
本発明に係るレンズ駆動機構は、前述の実施形態に限られず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の修正および変更が可能である。なお、前述の実施形態の構成と実質的に同じ機能を有する構成については、前述の実施形態と同じ符号を付し、その詳細な説明は省略する。
(1)前述のレンズ鏡筒3は、デジタルカメラだけでなく、携帯電話やPDA(Personal Digital Assistant)などの撮像装置にも適用可能である。
(2)第1駆動ユニット50および第2駆動ユニット60は、電磁アクチュエータなどの他の駆動ユニットであってもよい。
(3)第1溝75aおよび第2溝77aは底板79の開口部71a側に形成された溝(切欠きとも言える)であったが、底板79に形成された穴であってもよい。
(4)「レンズ鏡筒」とは、円筒状の鏡筒に限られず、本実施形態のように矩形の鏡筒も含む概念である。
(5)第1突起部35および第2突起部36は不要光の減衰効果を高めることができればよく、第1突起部35および第2突起部36の位置および形状は前述の実施形態に限定されない。
例えば図15(A)および(B)に示すように、第1突起部35は、第3支持枠本体31からZ軸方向正側(第1レンズ群G1側)に突出していてもよいし、第3支持枠本体31からZ軸方向正側および負側に突出していてもよい。不要光の低減を考慮すると、Z軸方向正側および負側に突出しているのが好ましい。他の部材との干渉を考慮すると、Z軸方向正側または負側に突出しているのが好ましい。
第1突起部35は、第3支持枠30の前面側(Y軸方向正側)にのみ設けてもよく、前面側(Y軸方向正側)および背面側(Y軸方向負側)の両方に設けてもよい。
第1突起部35およびその周辺部の寸法関係は、寸法C1、寸法C2および寸法C3の関係に限定されない。第1突起部35は第3支持枠本体31からZ軸方向に突出していればよい。
さらに、前述の実施形態では、第1突起部35および第2突起部36は第3支持枠本体31と一体の部分であるが、第1突起部35および第2突起部36は第3支持枠本体31と別部材であってもよい。例えば図16に示すように、第1突起部35および第2突起部36は、第3支持枠本体31に固定された遮光シート236(第1突起部および第2突起部の一例)であってもよい。遮光シート236は、Z軸方向に第3支持枠本体31から突出している。このような構成であっても、不要光の影響を低減することができる。
(6)前述の実施形態では、Y軸方向から見た場合に第1突起部35が第1光軸A1と重なっているが、第1突起部35と第1光軸A1との関係は、前述の実施形態に限定されない。例えば、Y軸方向から見た場合に、第1突起部35が第1光軸A1付近に配置されていれば、第1突起部35により不要光を減衰させることができる。
(7)撮像光学系Oの構成は前述の実施形態に限定されない。例えば、第1レンズ群G1〜第4レンズ群G4は、それぞれ単一のレンズから構成されていてもよいし、複数のレンズから構成されていてもよい。例えば、第3レンズ群G3が単一の第8レンズL8のみによって構成されているが、第3レンズ群G3が複数のレンズから構成されていてもよい。
(8)不要光の影響を低減することを考慮すると、第1突起部35が隣接して配置された背面板72の板厚が前面板74の板厚よりも薄い方が好ましいが、板厚の関係は前述の実施形態に限定されない。例えば、背面板72の板厚が、前面板74の板厚と同じでもよいし、前面板74の板厚よりも厚くてもよい。また、前述の実施形態では、第1突起部35が背面板72と隣接して配置されているが、第1突起部35が前面板74と隣接して配置されていてもよい。
(9)前述の実施形態では、第1移動範囲M1の一部が第2移動範囲M2の一部と重複しているが、第1移動範囲M1の一部が第2移動範囲M2と重複していなくても、第1突起部35による不要光の減衰効果は得られる。
(10)前述の実施形態では、第1収容部75および第2収容部77が設けられているが、第1突起部35および第2突起部36を収容する部分がなくても不要光の影響は低減できる。また、第1収容部75は、第1突起部35を収容できる構成であればよく、切欠きや窪みでなく穴を有していてもよい。第2収容部77は、第2突起部36を収容できる構成であればよく、切欠きや窪みでなく穴を有していてもよい。
(11)第1切欠き17、第2切欠き16A、第3切欠き16Bおよび16Cの位置および形状は、前述の実施形態に限定されない。例えば、前述の実施形態では、第1支持枠本体11に第3切欠き16Bおよび16Cが形成されているが、少なくとも1つの第3切欠きが設けられていればよい。つまり、第1切欠き17、第2切欠き16Aおよび第3切欠き16Bが設けられていれば、前述の実施形態と同様に、第1レンズL1の位置調整を容易に行うことができる。
<付記>
(1)付記1
付記1に係るレンズ支持構造は、第1レンズ素子と、第1支持枠と、を備えている。第1レンズ素子は、第1光軸と、平面を含む第1側面と、第1光軸を挟んで第1側面と反対側に配置され平面を含む第2側面と、第1側面および第2側面の間に配置され第1光軸を中心に円弧状に形成された第3側面と、第1光軸を挟んで第3側面と反対側に配置され第1光軸を中心に円弧状に形成された第4側面と、を有している。第1支持枠は、第1レンズ素子を支持する部材であって、第1方向に直交する第2方向に第1側面と対向して配置された第1壁部と、第2方向に第2側面と対向して配置された第2壁部と、第3側面と対向して配置された第3壁部と、第4側面と対向して配置された第4壁部と、を有している。第1壁部は、第2方向に貫通する第1切欠きを有している。第3壁部は、第1方向に直交する方向に貫通する少なくとも1つの第2切欠きを有している。第4壁部は、第1方向に直交する方向に貫通する複数の第3切欠きを有している。
(2)付記2
付記2に係るレンズ支持構造は、付記1に係るレンズ支持構造において、第2壁部は、第2側面と平行である。
(3)付記3
付記3に係るレンズ支持構造は、付記1および2に係るレンズ支持構造において、第2切欠きは、第1方向および第2方向に直交する第3方向に貫通している。
(4)付記4
付記4に係るレンズ支持構造は、付記3に係るレンズ支持構造において、第2切欠きは、第1光軸を含み第3方向に平行な平面と重なる位置に配置されている。
(5)付記5
付記5に係るレンズ支持構造は、付記1から4のいずれかに係るレンズ支持構造において、複数の第3切欠きは、第1光軸を含み第2方向に垂直な平面を挟んで両側に配置されている。
(6)付記6
付記6に係るレンズ支持構造は、付記1から5のいずれかに係るレンズ支持構造において、複数の第3切欠きは、第1光軸を挟んで第2切欠きと反対側の位置からずれた位置に配置されている。
(7)付記7
付記7に係るレンズ支持構造は、付記1から6のいずれかに係るレンズ支持構造において、第1支持枠に支持され第1レンズ素子を通過した光を第2方向に導く屈曲光学素子と、
第1支持枠に支持され、第2方向に平行な第2光軸を有し、屈曲光学素子により第2方向に導かれた光が通る第2レンズ素子と、をさらに備えている。第2壁部は、第1光軸を含み第2方向と垂直な平面に対して第2レンズ素子と同じ側に配置されている。
本発明は、カメラの分野あるいはカメラの機能を有する携帯電話等の分野において有用である。
1 デジタルカメラ
2 カメラ本体
3 レンズ鏡筒
10 第1支持枠
12 カバーキャップ
13A、13B 遮光シート
14 壁部
14A 第1壁部
14B 第2壁部
14C 第3壁部
14D 第4壁部
15 当接部
16A 第2切欠き
16B、16C 第3切欠き
17 第1切欠き
18 接着剤
19a 第1位置決め穴
19b 第2位置決め穴
20 第2支持枠
21 第2支持枠本体
22 絞りユニット(光量調節ユニット)
23 第1案内部
24 第2案内部
25 第1駆動部材
27 シャッタ駆動モータ(遮断駆動モータ)
28 フィルタ駆動モータ(素子駆動モータ)
29 シャッタユニット(光路遮断ユニット)
30 第3支持枠(移動支持枠の一例)
31 第3支持枠本体
31a 第1端部
31b 第2端部
31c 第3端部
33 第3案内部
34 第4案内部
35 第1突起部
36 第2突起部
40 レンズ駆動装置
41 第4支持枠
42 マスターフランジ
43 長穴
44 回転軸
45 規制穴
46 規制ピン
47a 第1軸受
47b 第2軸受
48a 第1スライドシャフト
48b 第2スライドシャフト
49a 第1コイル
49b 第2コイル
50 第1駆動ユニット
51 第1駆動モータ
52 第1リードスクリュー(第1駆動シャフト)
53 第1フレーム
60 第2駆動ユニット(第2駆動シャフト)
61 第2駆動モータ
62 第2リードスクリュー
63 第2フレーム
70 レンズ筐体
72 背面板カバー部材の一例、第2プレートの一例)
236 遮光シート(第1突起部および第2突起部の一例)
G1 第1レンズ群(第1レンズ素子の一例)
G2 第2レンズ群
G3 第3レンズ群(移動レンズ群の一例)
G4 第4レンズ群
PR プリズム(屈曲光学素子の一例)
L1 第1レンズ
L1A 第1側面
L1B 第2側面
L1C 第3側面
L1D 第4側面
L2 第2レンズ
L3 第3レンズ(第2レンズ素子の一例)
M1 第1移動範囲
M2 第2移動範囲

Claims (19)

  1. 被写体の光学的な像を形成するレンズ鏡筒であって、
    前記被写体側から第1光軸に沿って入射した光を前記第1光軸に交差する第2光軸に平行な第2方向に導く第1レンズ群と、
    前記第1レンズ群を支持するレンズ筐体と、
    前記レンズ筐体に収容された移動レンズ群と、
    前記第1光軸に平行な第1方向の端に配置された第1端部を有し前記移動レンズ群を支持する支持枠本体と、前記第1端部に設けられ前記支持枠本体から前記第2方向に突出した第1突起部と、を有し、前記レンズ筐体に収容され、前記レンズ筐体に対して前記第2方向に移動可能なように設けられた移動支持枠と、
    を備え、
    前記移動支持枠は、前記第1方向および前記第2方向に直交する第3方向に延びるように形成されており、
    前記第1突起部は、前記第1方向から見た場合に、前記第2光軸と重なっている、
    レンズ鏡筒。
  2. 前記第1突起部は、前記第1方向において前記レンズ筐体と隣接して配置されている、
    請求項1に記載のレンズ鏡筒。
  3. 前記第1端部および前記第1突起部の前記第2方向の合計寸法は、前記第1方向において前記第1端部と前記レンズ筐体との間に形成された隙間よりも大きい、
    請求項1に記載のレンズ鏡筒。
  4. 前記支持枠本体は、前記第3方向の端に配置された第3端部を有しており、
    前記第3端部の前記第2方向の寸法は、前記第1端部および前記第1突起部の前記第2方向の合計寸法よりも小さい、
    請求項1に記載のレンズ鏡筒。
  5. 前記レンズ筐体は、開口部を有し前記移動支持枠を移動可能に収容する本体枠と、前記本体枠に取り外し可能に装着され前記開口部を覆うように配置されたカバー部材と、を有し、
    前記第1突起部は、前記カバー部材と隣接して配置されている、
    請求項1に記載のレンズ鏡筒。
  6. 前記レンズ筐体は、前記移動支持枠と前記第1方向に並んで配置された第1プレートと、前記移動支持枠を挟んで前記第1プレートと反対側に配置された第2プレートと、を有しており、
    前記第2プレートの板厚は、前記第1プレートの板厚よりも薄く、
    前記第1突起部は、前記第2プレートと隣接して配置されている、
    請求項1に記載のレンズ鏡筒。
  7. 前記第1突起部は、前記第1方向および前記第2方向に直交する第3方向に延びている、
    請求項6に記載のレンズ鏡筒。
  8. 前記第1突起部の前記第3方向の寸法は、前記第1突起部の前記第2方向の寸法よりも大きい、
    請求項7に記載のレンズ鏡筒。
  9. 前記第1突起部は、前記支持枠本体から前記第1レンズ群側に突出している、
    請求項1に記載のレンズ鏡筒。
  10. 前記第1突起部は、前記支持枠本体から前記第1レンズ群と反対側に突出している、
    請求項1に記載のレンズ鏡筒。
  11. 前記第2方向において前記第1レンズ群および前記移動レンズ群の間に配置され、前記第2方向に移動可能に設けられた第2レンズ群をさらに備える、
    請求項1に記載のレンズ鏡筒。
  12. 前記第2レンズ群は、第1移動範囲内で前記第2方向に移動可能に設けられており、
    前記移動レンズ群は、第2移動範囲内で前記第2方向に移動可能に設けられており、
    前記第1移動範囲の一部は、前記第2移動範囲の一部と重複する、
    請求項11に記載のレンズ鏡筒。
  13. 前記レンズ筐体は、前記第2方向において前記第1突起部に対応する位置に配置され前記第1突起部を収容可能に設けられた第1収容部を有している、
    請求項1に記載のレンズ鏡筒。
  14. 前記第1収容部は、前記第1突起部を収容可能に設けられた穴、切欠きまたは窪みを有する、
    請求項13に記載のレンズ鏡筒。
  15. 前記支持枠本体は、前記第1方向および前記第2方向に直交する第3方向の端に配置された第2端部を有しており、
    前記移動支持枠は、前記第2端部に設けられ前記支持枠本体から前記第2方向に突出した第2突起部を有している、
    請求項1に記載のレンズ鏡筒。
  16. 前記レンズ筐体に固定され前記移動支持枠を前記第2方向に案内する案内シャフトをさらに備え、
    前記移動支持枠は、前記支持枠本体から前記第1レンズ群側に突出し前記案内シャフトと摺動可能に設けられた摺動部を有しており、
    前記第2突起部は、前記支持枠本体を挟んで前記摺動部と反対側に配置されており、前記第1レンズ群と反対側に突出している、
    請求項15に記載のレンズ鏡筒。
  17. 前記レンズ筐体は、前記第2方向において前記第2突起部に対応する位置に配置され前記第2突起部を収容可能に設けられた第2収容部を有している、
    請求項16に記載のレンズ鏡筒。
  18. 前記第2収容部は、前記第2突起部を収容可能に設けられた穴、切欠きまたは窪みを有する、
    請求項17に記載のレンズ鏡筒。
  19. 前記移動レンズ群は、単一のレンズのみによって構成されている、
    請求項1に記載のレンズ鏡筒。
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