JP5448398B2

JP5448398B2 - レンズ鏡筒及び撮像装置

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Publication number: JP5448398B2
Application number: JP2008234855A
Authority: JP
Inventors: 匠上原
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2008-09-12
Filing date: 2008-09-12
Publication date: 2014-03-19
Anticipated expiration: 2028-09-12
Also published as: JP2010066684A

Description

本発明は、撮影レンズを保護するためにレンズ前面に設けられた開閉可能なレンズバリア（バリア装置）を有す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。

従来のバリア装置は、撮影レンズを保持する鏡筒部材に回転可能に軸支される複数枚のバリア羽根、光軸を中心に回転し、バリア羽根を開閉駆動するバリア駆動リングを備える。また、バリア装置は、バリア羽根とバリア駆動リングとの間に取り付けて、バリア羽根を常にバリア駆動リングに当接させてバリア羽根を閉じ方向に付勢し、バリア羽根に対するバリア駆動リングの逃げ移動を吸収するバリア閉じバネを備える。また、バリア装置は、バリア駆動リングと鏡筒カバーとの間に取り付けて、バリア駆動リングを付勢し、バリア羽根を開き方向に駆動するバリア開きバネを備える（例えば、特許文献１参照）。

このように構成されたバリア装置の動作を説明する。

鏡筒部材が時計方向に回転することで、鏡筒部材の回転力がバリア駆動リングに伝達される。回転力が伝達されたバリア駆動リングは、バリア開きバネをチャージしながら閉じ方向に回転し、バリア羽根はバリア閉じバネによってバリア駆動リングの回転に追従して閉じ方向に回転する。

この回転により、バリア羽根は撮影光学系の前面を覆う。バリア羽根が閉じた後、さらにバリア駆動リングが閉じ方向へ余計に回転し、バリア閉じバネがチャージされる（オーバーチャージ）ことにより、バリア羽根同士を強く密着させることができる。

また、鏡筒部材が開き方向に回転することで、鏡筒部材とバリア駆動リングとの当接部分がフリー状態となる。バリア駆動リングは、チャージされていたバリア開きバネのスプリング力により、開き方向に回転し、バリア羽根は、バリア駆動リングの回転に追従して開き方向に回転する。

この回転により、バリア羽根は、撮影光学系の前面を開放させる。バリアが全開状態になると、バリア羽根がストッパーに当接して時計方向への回転が規制され、それに伴い、バリア駆動リングの回転が止まる。

ところで、閉じ状態ではバリア羽根同士が当接することで、互いに位置を規制しあっている。そのため、一方のバリア羽根を強制的に開き方向に移動させると、他方のバリア羽根は、位置を規制されなくなるため、バリア閉じバネの付勢力によってさらに閉じ方向へ移動する。

その結果、他方のバリア羽根が撮影用開口部より内側まで入り込んでしまい、本来は外観上見えないバリア羽根の端面が露出して外観を損ねてしまい、あるいは、バリア羽根が開口部から脱落する恐れがある。

そこで、特許文献１には、撮影用開口部を有する台板にストッパーとして規制部を設け、一方のバリア羽根を強制的に開き方向に移動させたとき、他方のバリア羽根が規制部に当接して、閉じ方向に余計に移動しないように位置を規制する構成が提案されている。
特開２００４−１８４５８５号公報

上記特許文献１に記載の構成では、バリアが閉じた際にバリア羽根が規制部に先当たりすると、バリア羽根同士に隙間が生じてしまう。そこで、部品の寸法誤差や取り付け誤差を吸収し、確実にバリア羽根同士を接触させるために、閉じ状態でのバリア羽根と規制部の間に隙間を設ける必要がある。

しかしながら、バリア羽根と規制部の間に隙間があると、一方のバリア羽根を強制的に開いた際に、その隙間を埋めるだけ他方のバリア羽根が撮影用開口部の内側に移動してしまう。

そのため、開口部の内側に向けて移動しても開口部から羽根の端面が見えたり、開口部から脱落しないだけの掛り量を確保するために、バリア羽根を大きく形成しなければならない。その結果、バリア装置の大型化につながるという問題があった。

本発明の目的は、バリア羽根とバリアカバーのオーバーラップ量を減少させることが可能で、外径をさらに小型化す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、鏡筒部材と、前記鏡筒部材に回動可能に支持されるバリア駆動部材と、前記バリア駆動部材に対して回転軸において回転可能に軸支される２枚のバリア羽根とを備え、前記バリア駆動部材の回動に応じて前記２枚のバリア羽根がそれぞれ、光軸を中心として公転すると共に前記回転軸を中心に前記公転の方向とは反対の方向に回転することにより撮影用開口部を開閉するレンズ鏡筒であって、一端が前記鏡筒部材に係止され、他端が前記バリア羽根に係止されるバリア駆動バネを有し、前記バリア羽根は、開き状態で前記鏡筒部材に係止し、閉じ状態で前記鏡筒部材から離れる鏡筒部材係止部と、前記バリア駆動バネが係止されるバネ係止部とを有し、前記回転軸、前記バネ係止部及び前記鏡筒部材係止部は前記光軸からこの順に遠ざかるように配置され、前記バリア羽根が開き状態にあるときには前記鏡筒部材係止部が前記鏡筒部材に引っ掛かることで前記バリア羽根を開き方向に付勢し、前記バリア羽根が閉じ状態にあるときには前記鏡筒部材係止部が前記鏡筒部材から離れることで前記バリア羽根を閉じ方向に付勢し、前記２枚のバリア羽根はそれぞれ、閉じ状態にある一方のバリア羽根を強制的に開いた際に、他方のバリア羽根が前記一方のバリア羽根に当接して該他方のバリア羽根の閉じ方向への移動を規制する規制部を有す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のいずれか１項に記載のレンズ鏡筒を備える。

本発明のレンズ鏡筒によれば、バリア羽根とバリアカバーのオーバーラップ量を減少させることが可能で、外径をさらに小型化することができる。

以下、本発明を図面を参照しながら詳細に説明する。

「バリア装置の構成について」
図１乃至図５を用いて、本発明のバリア装置の概略を説明する。

図１は、本発明の第１の実施の形態に係るレンズ鏡筒の分解斜視図、図２は、図１のレンズ鏡筒におけるバリア羽根全開状態を示す正面図、図３は、図１のレンズ鏡筒におけるバリア羽根開閉の中間状態を示す正面図である。

また、図４は、図１のレンズ鏡筒におけるバリア羽根合わせ状態を示す正面図、図５は、図１のレンズ鏡筒におけるバリア羽根閉じ状態を示す正面図である。

図１乃至図５において、鏡筒部材１１は、撮影レンズ１２を保持しており、撮影者の操作に応じて光軸方向に沿って沈胴繰出しする。鏡筒部材１１の内側には、鏡筒部材１１の回転を規制する直進筒１３が配置されている。鏡筒部材１１と直進筒１３は、鏡筒部材１１の沈胴繰出しに伴い、光軸方向に相対移動し、撮影状態では間隔が開き、沈胴状態で間隔が狭まる。

鏡筒部材１１の先端には、バリア羽根１４と、バリア羽根１４を保持及び駆動するバリア駆動部材１５と、撮影用開口部（バリア開口部）１６ａが形成されたバリアカバー１６が設けられ、沈胴時にはバリア羽根１４によって撮影用開口部１６ａが覆われている。

バリアカバー１６の前面には、バリアカバー１６の保持部や位置決め部を隠すための化粧板１８が設けられている。バリア駆動部材１５は、鏡筒部材１１に対し回動可能に支持されている。バリア羽根１４は、回転軸１４ａにおいてバリア駆動部材１５に回転可能に軸支されている。

さらに、バリア羽根１４には、バリア羽根１４が開く際に鏡筒部材１１に引っ掛かる鏡筒部材係止部１４ｃが形成されている。鏡筒部材１１とバリア羽根１４の間には、引張りコイルバネがバリア駆動バネ１７として設けられている。

ここで、バリア羽根１４の回転軸１４ａ、バネ係止部１４ｂ、鏡筒部材係止部１４ｃは、光軸から順に遠ざかるように配置されている（図２）。

バリア駆動バネ１７は、回転軸１４ａを中心に反時計回りとなる方向にバリア羽根１４を付勢している。また、バリア羽根１４には、回転軸１４ａ付近に、他方のバリア羽根の閉じ状態での位置を規制する規制部１４ｆが設けられている（図４）。

ここで、バリア羽根１４が開くときのバリア駆動部材１５の位相を「バリア開き位相」、鏡筒部材１１が沈胴してバリア羽根１４が閉じるときのバリア駆動部材１５の位相を「バリア閉じ位相」と称する。

バリア駆動部材１５と直進筒１３には、それぞれカム面１５ａ／１３ａが形成されている（図１）。レンズ鏡筒（の鏡筒部材１１）が沈胴すると、カム面同士が当接し、バリア駆動バネ１７をチャージしながらバリア駆動部材１５を、時計回りに強制的に「バリア閉じ位相」まで回動し、バリア羽根１４を閉じる。

鏡筒部材１１が繰出すと、当接しているカム面同士が離れ、バリア駆動バネ１７のチャージを開放しながらバリア駆動部材１５が反時計回りに「バリア開き位相」まで回動してバリア羽根１４を開く。

ここで、開いているバリア羽根１４が閉じないよう拘束して鏡筒部材１１が沈胴すると、バリア駆動バネ１７をチャージしながらバリア駆動部材１５が「バリア閉じ位相」まで回動する。その状態でバリア羽根１４の拘束を解除すると、バリア駆動バネ１７のチャージを開放しながらバリア羽根１４が閉じる。

さらに、鏡筒部材１１の沈胴時にバリア羽根１４を強制的に開くと、バリア駆動バネ１７がチャージされながらバリア羽根１４が開き、バリア羽根１４の強制開きを解除するとバリア駆動バネ１７のチャージを開放しながらバリア羽根１４が閉じる。
［バリア装置の動作について］
次に、図２乃至図６を用いて、バリア装置の動作について詳細に説明する。

尚、図２乃至図６は、撮影レンズ１２、直進筒１３、バリアカバー１６、化粧板１８、及び本発明と直接関係の無い部材を省略している。

前述したように、図２は、鏡筒部材１１が繰出して、バリア羽根１４が全開となった状態（以下、開き状態と称する）を示す正面図である。

開き状態では、バリア駆動部材１５のカム面１５ａと直進筒１３のカム面１３ａが完全に離れているため、バリア駆動部材１５は、回転方向で動作を規制されること無く、自由に回動可能である。

バリア羽根１４は、バネ係止部１４ｂにおいてバリア駆動バネ１７の張力を受ける。バネ係止部１４ｂよりも光軸に近い位置に設けられた回転軸１４ａは、前述の通りバリア駆動部材１５の回転に伴って、光軸を中心とした円周方向へ自由に移動ができる。

バネ係止部１４ｂより光軸の外側に位置する鏡筒部材係止部１４ｃは、バリア駆動バネ１７の張力に抗するように鏡筒部材１１に引っ掛かっている。そのため、バリア羽根１４には、鏡筒部材係止部１４ｃを略中心とした時計方向の回転トルク、即ち、開き力が発生している。

バリア羽根１４の端面１４ｄが鏡筒部材１１に設けられた開きストッパー１１ａに当接し、バリア羽根１４が開き状態に保たれる。開き状態では撮影用開口部１６ａの外側にバリア羽根１４が退避する。

尚、バリア羽根１４の端面１４ｄには、バリア羽根１４を樹脂成型する際に生じるゲート跡１４ｅが形成されている。また、鏡筒部材１１とバリアカバー１６との位置決め形状部１１ｂが、鏡筒部材１１に形成されている。

バリア羽根１４の端面１４ｄと鏡筒部材１１の外径によって囲まれた領域に、開きストッパー１１ａ、ゲート跡１４ｅ、位置決め形状部１１ｂが設けられている。バリア駆動バネ１７の長さは、開き状態で最も短くなるため、バリア駆動バネ１７のチャージ量は、この状態で最も小さくなる。

前述したように、図３は、鏡筒部材１１が沈胴し、バリア羽根１４が開き状態から閉じ状態に遷移する途中の状態（以下、中間状態と称する）を示す正面図である。

中間状態では、バリア駆動部材１５と直進筒１３が近づく方向に相対移動しているため、直進筒１３のカム面１３ａとバリア駆動部材１５のカム面１５ａが接触している。

そのため、カム面の作用でバリア駆動部材１５は強制的に時計方向に回転している。バリア羽根１４は、バリア駆動部材１５が時計方向に回転することによって光軸を中心として時計方向に回転する。その一方で、バリア羽根１４は、バリア駆動バネ１７の張力を受けるため、鏡筒部材係止部１４ｃが鏡筒部材１１に引っ掛かる位相まで反時計方向に回転運動する。

即ち、バリア羽根１４は、光軸を中心に時計方向に公転しながら、回転軸１４ａを中心に反時計方向に自転している。バリア羽根１４が回転軸１４ａを中心に反時計方向に自転していることから、バリア駆動バネ１７は開き状態よりも長く伸ばされており、チャージ量は増えている。

前述したように、図４は、さらに鏡筒部材１１が沈胴し、２枚のバリア羽根１４が合わさった状態（以下、合わせ状態と称する）を示す正面図である。

合わせ状態では、バリア駆動部材１５がさらに時計方向に回転しているため、バリア羽根１４はそれぞれ他方のバリア羽根に当接し、撮影用開口部１６ａの中心付近を遮蔽する。このとき、バリア羽根１４の先端付近の端面が撮影用開口部１６ａの内側に入り込み、撮影用開口部１６ａの隅部１６ｂに隙間が生じている。

ここで、撮影用開口部１６ａの内側に入り込むバリア羽根１４の端面は、開き状態において、鏡筒部材１１の最も外径に近い部分に位置し、実質的にバリア装置の直径を決定する部分である。

尚、鏡筒部材１１にバリア羽根１４の回転軸１４ａを有する従来のバリア装置では、この状態が閉じ状態に相当する。

前述したように、図５は、鏡筒部材１１が沈胴端に到達し、バリア羽根１４の全閉状態（以下、閉じ状態と称する）を示す正面図である。

閉じ状態では、バリア駆動部材１５が最も時計方向に回転した「閉じ位相」に位置している。バリア羽根１４は、バリア駆動バネ１７の張力によって回転軸１４ａを中心とした反時計方向に回転付勢されているが、他方のバリア羽根に当接しているため、反時計方向への回転が規制されている。

さらに、バリア羽根１４は、合わせ状態から閉じ状態に至る過程で、バリア駆動部材１５と一体的に光軸を中心にして時計方向へ回転している。その結果、撮影用開口部１６ａの隅部１６ｂに生じていた隙間が、バリア羽根１４によって完全に遮蔽される。

また、バリア羽根１４が光軸を中心にして時計方向へ回転しているため、バリア駆動バネ１７はさらに長く伸ばされており、チャージ量も増えている。ここで、各バリア羽根の回転軸１４ａ付近に、他方のバリア羽根の閉じ位置を規制する規制部１４ｆが設けられている。閉じ状態では、規制部１４ｆと他方のバリア羽根の先端部とが、わずかな隙間を隔てて近接する。

次に、鏡筒部材１１が沈胴してバリア羽根１４が閉じている際に、バリア羽根１４を強制的に開く場合の動作について説明する。

図６は、図１のレンズ鏡筒における鏡筒部材の沈胴時に強制的に片方のバリア羽根を開いた状態を示す正面図である。

一方のバリア羽根１４を強制的に開くと、バリア羽根１４は回転軸１４ａを中心に時計方向に回転する。そのため、バリア駆動バネ１７をチャージしながらバリア羽根１４を開くことになる。そして、他方のバリア羽根１４は、一方のバリア羽根１４の回転軸１４ａ付近に設けられた規制部１４ｆと当接し、さらに閉じ状態に移動しないよう規制される。

バリア羽根１４を強制的に開く作用が解除されると、バリア駆動バネ１７に蓄えられたチャージを開放しながら、バリア羽根１４は通常の閉じ状態に戻る。

尚、鏡筒部材１１が繰り出してバリア羽根１４が開いた状態において、バリア羽根１４あるいはバリア駆動部材１５に砂などの異物が喰い付いて、鏡筒部材１１の沈胴時にバリア羽根１４の閉じ動作が阻害された場合も、バリア装置は図６と同一の状態となる。

ここで、本発明のレンズ鏡筒の特徴を説明する。

一般に、バリア羽根１４は、バリアカバー１６によって外れないように押さえられている。バリア羽根１４が本来の閉じ位置よりもさらに開口部の内側に入り込んでくると、バリア羽根１４がバリアカバー１６から外れて、開口部から外に脱落する。

従来のバリア装置は、これを防止するために、バリアカバー１６または鏡筒部材１１またはバリア駆動部材１５に規制部が設けられる。しかし、通常のバリア閉じ動作によってバリア羽根同士が合わさる前にバリア羽根が規制部に当接すると、バリア羽根が閉じ切らなくなるため、バリア羽根と規制部の間には一定の隙間を設ける必要がある。

この隙間量は、バリア羽根と規制部の間に介在する部品点数が増えるほど大きく取る必要がある。また、レバー比の原理を考えると、規制部と当接する位置がバリア羽根の回転軸に近いほど隙間によるバリア羽根の回転余裕量が拡大する。

閉じ状態でのバリア羽根とバリアカバーのオーバーラップ量としては、バリア羽根の脱落を防ぐための引っ掛かり量に、規制部とバリア羽根の隙間によって生じるバリア羽根の回転移動の余裕量を加えた量を確保する必要がある。

本発明においては、バリア羽根１４の規制部として、相手のバリア羽根の回転軸を中心とした略円弧形状の規制部１４ｆを利用している。即ち、規制部１４ｆによって、閉じ状態で互いに当接するバリア羽根の一方を強制的に開こうとするとき、それを規制することができる。

この機構により、撮影用開口部１６ａの内側に入り込もうとするバリア羽根と、回転を規制される相手のバリア羽根の間に介在する部品が、バリア駆動部材１５のみとなるため、規制部１４ｆとバリア羽根１４の隙間を最小限に抑えることが可能となる。

さらに、撮影用開口部１６ａの内側に入り込もうとするバリア羽根１４がその先端部で規制部１４ｆと当接するため、バリア羽根１４と規制部１４ｆの隙間によるバリア羽根１４の回転余裕量が最小となる。

従って、閉じ状態におけるバリア羽根１４とバリアカバー１６のオーバーラップ量を、従来よりも小さくすることが可能となる。即ち、レンズ鏡筒（の鏡筒部材１１）外径に対する撮影用開口部１６ａのサイズを、従来よりも大きくとることが可能となり、これを言い換えれば、撮影用開口部１６ａのサイズに対する鏡筒部材１１の外径を従来よりもさらに小型化することが可能となる。

尚、本実施の形態では、規制部１４ｆを、回転軸１４ａを中心とする略円弧形状とした。これにより、一方のバリア羽根１４を強制的に開いた場合、規制部１４ｆにより位置を規制される他方のバリア羽根１４は閉じ方向にも開き方向にも移動しない。

図７は、本発明の第２の実施の形態に係るレンズ鏡筒におけるバリア羽根閉じ状態を示す正面図である。

図７に示すように、規制部１４ｆの形状を回転軸１４ａから光軸と反対側へ延伸した形状にすれば、一方のバリア羽根１４を強制的に開いた際に、規制部１４ｆは強制的に開くバリア羽根１４の回転に伴って他方のバリア羽根１４に当接する方向に移動する。そして他方のバリア羽根１４を開き方向へ押し退けるように作用する。従って、他方のバリア羽根１４の閉じ方向への移動を規制することが可能となる。

以上説明した通り、本発明のレンズ鏡筒によれば、閉じ状態にある一方のバリア羽根を強制的に開いた際に、他方のバリア羽根の位置を規制する規制部を、一方のバリア羽根に設けることにより、規制部と他方のバリア羽根との隙間を小さくすることが可能となる。従って、バリア羽根とバリアカバーのオーバーラップ量を減少させることが可能となり、鏡筒の外径をさらに小型化することにつながる。

本発明の第１の実施の形態に係るレンズ鏡筒の分解斜視図である。図１のレンズ鏡筒におけるバリア羽根全開状態を示す正面図である。図１のレンズ鏡筒におけるバリア羽根開閉の中間状態を示す正面図である。図１のレンズ鏡筒におけるバリア羽根合わせ状態を示す正面図である。図１のレンズ鏡筒におけるバリア羽根閉じ状態を示す正面図である。図１のレンズ鏡筒における鏡筒部材の沈胴時に強制的に片方のバリア羽根を開いた状態を示す正面図である。本発明の第２の実施の形態に係るレンズ鏡筒におけるバリア羽根閉じ状態を示す正面図である。

符号の説明

１１鏡筒部材
１４バリア羽根
１４ａ回転軸
１４ｆ規制部
１６バリアカバー
１６ａ撮影用開口部
１７バリア駆動バネ

Claims

鏡筒部材と、
前記鏡筒部材に回動可能に支持されるバリア駆動部材と、前記バリア駆動部材に対して回転軸において回転可能に軸支される２枚のバリア羽根とを備え、
前記バリア駆動部材の回動に応じて前記２枚のバリア羽根がそれぞれ、光軸を中心として公転すると共に前記回転軸を中心に前記公転の方向とは反対の方向に回転することにより撮影用開口部を開閉するレンズ鏡筒であって、
一端が前記鏡筒部材に係止され、他端が前記バリア羽根に係止されるバリア駆動バネを有し、
前記バリア羽根は、開き状態で前記鏡筒部材に係止し、閉じ状態で前記鏡筒部材から離れる鏡筒部材係止部と、前記バリア駆動バネが係止されるバネ係止部とを有し、
前記回転軸、前記バネ係止部及び前記鏡筒部材係止部は前記光軸からこの順に遠ざかるように配置され、
前記バリア羽根が開き状態にあるときには前記鏡筒部材係止部が前記鏡筒部材に引っ掛かることで前記バリア羽根を開き方向に付勢し、前記バリア羽根が閉じ状態にあるときには前記鏡筒部材係止部が前記鏡筒部材から離れることで前記バリア羽根を閉じ方向に付勢し、
前記２枚のバリア羽根はそれぞれ、閉じ状態にある一方のバリア羽根を強制的に開いた際に、他方のバリア羽根が前記一方のバリア羽根に当接して該他方のバリア羽根の閉じ方向への移動を規制する規制部を有することを特徴とするレンズ鏡筒。
前記規制部は前記バリア羽根の回転軸を中心とする略円弧形状であることを特徴とする請求項１記載のレンズ鏡筒。
前記２枚のバリア羽根を閉じた状態で、前記一方のバリア羽根を強制的に開いた際に、前記他方のバリア羽根は、前記一方のバリア羽根の規制部に当接し、前記規制部によって開き方向に移動することを特徴とする請求項１記載のレンズ鏡筒。
請求項１乃至３のいずれか１項に記載のレンズ鏡筒を備える撮像装置。