JP5550278B2 - レンズ鏡筒及び撮像装置 - Google Patents

Description

本発明は、シャッタ、ＮＤフィルタ、手振れ補正機構をコンパクトに配置して、小型化を図ったレンズ鏡筒及び撮像装置に関する。

一般に、手持ち撮影時等において生じ易い手振れ等による像振れを防止するため、振れ状況を振れ検出手段によって検出し、その検出結果に応じて光学的にその振れをキャンセルして振れ補正を実現する装置が種々提案されている。

ここで、手振れによる光軸のずれを補正するように光学系の全部又は一部を移動させるアクティブ像振れ補正技術には、撮像素子を揺動するタイプや、補正光学系または光学系全体を揺動するタイプ等がある。その中で、補正光学系を揺動するタイプのものは光学設計自由度に制限があるが、補正光学系の重量は軽いので、駆動機構が小さくできる利点がある。したがって、多くのレンズ交換式カメラやデジタルカメラ、ビデオカメラ等に用いられるレンズ鏡筒に採用されている。

このような像振れ補正装置を備えたレンズ鏡筒では、撮影レンズ系の少なくとも一部を構成する補正レンズを移動可能に支持し、この補正レンズを主光学系の光軸に対して直交する面内において振れを吸収する方向に移動させている。これにより、振れによる結像位置のずれを補正し、像振れを解消するようにしている。

ところで、デジタルカメラやビデオカメラにて静止画を撮影するためにはシャッタ機構が必要となる。一般的なシャッタ機構は、マグネットとヨークからなる回転機構を利用してアームを回動させて、シャッタ羽根を駆動する。ここで、シャッタ羽根は撮影光束の絞られた位置に配置しないとレンズ鏡筒の外形が大きくなってしまう。一方、補正レンズが重いと、補正レンズを動かす駆動力が大きくなり、防振の駆動部が大きくなってしまうので、なるべく光束が絞られた位置に補正レンズを配置することになる。したがって、シャッタ羽根の位置と補正レンズの位置は近接した位置関係になり、結果的にシャッタ羽根の駆動部と防振の駆動部も近接した位置関係になる。さらに光量調節の為の光学絞りや、ＮＤフィルタ（減光フィルタ）等も光束が絞られた位置、つまりシャッタと同じ位置に配置することが望ましい。

このようなカメラには、同一のレンズ群にシャッタ機構又はＮＤフィルタ機構と、振れ補正機構とを配置したものがある。このようなカメラでは、振れ補正機構を保持するホルダに、別のユニット化されたシャッタ機構又はＮＤフィルタ機構を保持させることになる。

従来のカメラに装着されるレンズ鏡筒には、例えば、倍率変化および像面補正を司るための第１群の光学レンズ群を保持する１群鏡筒と第２群の光学レンズ群を保持する２群鏡筒を備える。さらに、このレンズ鏡筒には、焦点調節を行うフォーカスレンズとしての第３群光学レンズ群を保持する３群鏡筒を備えるものがある（例えば、特許文献１参照）。

このようなレンズ鏡筒の２群鏡筒では、例えば、図１０、図１１、図１２に例示するように構成することが考えられる。

このレンズ鏡筒の２群鏡筒には、シャッターユニット、絞りユニット及び振れ補正機構が装着される。この図１０において、１０１は２群鏡筒の基台である２群ベースであり、１０１ａは、図示しないフォーカス送りネジの逃げ形状、１０１ｂは、図示しないフォーカスガイドバーの逃げ形状である。

このレンズ鏡筒は、非使用時に各レンズ群鏡筒の間隔を短縮した状態（以降この状態を沈胴状態と称する）として小型化を図るように構成されている。なお、フォーカス送りネジとフォーカスガイドバーは、光軸方向に延出しているため沈胴時に２群ベース１０１を貫通してしまうように構成すると、レンズを通過しない光線が貫通部を通過してＣＣＤに入射して光線漏れを起こす。そこで、２群ベース１０１の一部には、袋形状のフォーカス送りネジの逃げ形状１０１ａとフォーカスガイドバーの逃げ形状１０１ｂとを形成して光線漏れを防ぐようにしている。ただしこの様に構成した場合には、２群ベース１０１の一部がフォーカス送りネジの逃げ形状１０１ａとフォーカスガイドバーの逃げ形状１０１ｂとに占有され、他の機構に使用できなくなるので配置効率の向上が必要となる。

図１０で、１０２は２群レンズ群２を保持する２群レンズホルダである。この２群レンズホルダ１０２には、マグネット１０３Ａおよび１０３Ｂが一体的に保持されている。また、この２群レンズホルダ１０２には、３箇所のフック１０２ａがあり引張りスプリング１０４が掛けられている。

図１０で、１０６は有効外光をカットする固定絞りであり、フックによって２群レンズホルダに固定されている。１０７Ａおよび１０７Ｂはコイルとボビンからなるコイルユニットであり２群ベース１０１の窪みに接着固定されている。なお、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１０７Ａ−ａおよび１０７Ｂ−ａに対して、後述する２群ＦＰＣによって行なわれる。

２群レンズホルダ１０２に掛けられたスプリング１０４の他端は、２群ベース１０１の不図示のフックに掛けられている。２群ベース１０１と２群レンズホルダ１０２との間には、非磁性の３個のボール１０５が挟まれている。これにより、２群レンズホルダ１０２は、２群ベース１０１に向かってボールを介して押圧された状態になっている。ただしボール１０５を介しているので光軸に垂直な平面内では自由に移動する事が可能になっている。この２群レンズホルダ１０２を平面内で移動させる事によってＣＣＤ上の像を制御して振れ補正を行なう。

また図１０で、１０９はシャッター羽根を駆動するアクチュエータ、１１０はＮＤフィルタを駆動するアクチュエータであり、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、所謂２点切り替え方式のアクチュエータである。

図１０で、１１２は、２群ＦＰＣ（フレキシブルプリント基板）であり、一端は半円弧形状を成している。半円弧の両端には前述のアクチュエータ１０９および１１０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１１２ａ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１１３Ａおよび１１３Ｂが実装されている。２群レンズホルダ１０２のマグネット１０３Ａおよび１０３Ｂは着磁されており、マグネット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。

この２群ＦＰＣ１１２は、センサーホルダ１０８上に固定される。さらに、センサーホルダ１０８は、２群ベース１０１に載置される。そして２群カバー１１１をビス１１４および外周フックで２群ベース１０１に固定することによりセンサーホルダー１０８及びアクチュエータ１０９，１１０は、２群ベース１０１に対して固定される。

また、このレンズ鏡筒の２群鏡筒では、図１２に例示するように、アクチュエータ１０９、１１０を配置する。このアクチュエータ１０９、１１０は、前述したシャッター羽根やＮＤフィルタを駆動する為のアーム１０９ａ、１１０ａを有する。これらアーム１０９ａ、１１０ａは、位置Ａと位置Ｂとの間の範囲で作動するため組み付け時にアームがどこに在っても２群レンズホルダ１０２と重ならないように構成する。

さらに２群レンズホルダ１０２は、手振れ補正の為に、２群ベース１０１上における光軸を中心とした一定の可動範囲内で移動するが、組み立て時は可動範囲内の何処に存在するか不明である。そこで２群レンズホルダ１０２が可動範囲内の何処にあっても組み立て時にアーム１０９ａ、１１０ａと干渉しない様に十分に遠ざけて配置する。加えて２群ベース１０１上で２群レンズホルダ１０２が占める領域以外の領域には、前述の光線漏れを防ぐ袋形状１０１ａ、１０１ｂやアクチュエータ１０９、１１０も配置しなくてはならない。

このため、このレンズ鏡筒の２群鏡筒では、アーム１０９ａ、１１０ａとレンズホルダ１０２との間に、十分な間隔が必要となる。よって、２群鏡筒の外形が大きくなってしまうという問題があった。

また、シャッターや絞り等の羽根部材を駆動するアクチュエータを装置基台に固定する方法が提案されている（例えば、特許文献２、３参照）。

特開２００７−２１９３３８号公報 特開２００６−５８６６６号公報 特開２００７−１７４７９４号公報

本発明の目的は、羽根部材を駆動するアクチュエータとその他の可動部を有する同一群鏡筒において、各部材に干渉することなく効率的に配置する事によりレンズ鏡筒及び撮像装置を小型化することにある。

上記目的を達成するために、本発明のレンズ鏡筒は、レンズ鏡筒の基台となるベース部材と、前記ベース部材に穿設された貫通穴と、前記貫通穴に、揺動動作させるアームを挿通させた状態で前記ベース部材に取り付けられるアクチュエータと、前記ベース部材に対して移動可能に保持されるレンズ保持部材と、を有するレンズ鏡筒において、前記ベース部材の貫通穴に挿通された前記アームの揺動範囲の一部に対して、光軸方向に離間して配置された前記レンズ保持部材の一部が光軸方向に投影したときに重複する状態となり、前記アームが揺動範囲の一方の端部に位置するときに、前記アームと前記レンズ保持部材の一部とが光軸方向に重複することなく、前記アームが前記貫通穴に挿入又は引き出し可能であって、前記アームが揺動範囲の他方の端部側に位置する状態で、前記アームが前記貫通穴に挿入又は引き出されたときに、揺動範囲の一方の端部の位置に前記アームを移動させるガイド手段を有することを特徴とする。

本発明によれば、羽根部材を駆動するアクチュエータとその他の可動部を有する同一群鏡筒において、各部材に干渉することなく効率的に配置する事によりレンズ鏡筒及び撮像装置を小型化することができる。

本発明の第１実施の形態に係る２群鏡筒におけるアクチュエータとレンズホルダの位置関係を示す概略説明図である。 本発明の第１実施の形態に係る２群鏡筒の概略縦断面図である。 本発明の第２実施の形態に係る２群鏡筒におけるアクチュエータとレンズホルダの位置関係を示す概略説明図である。 本発明の第２実施の形態に係る２群鏡筒におけるアクチュエータの組み込み過程を示す要部概略断面図である。 本発明の第２実施の形態に係る２群鏡筒におけるアクチュエータの組み込み過程を示す要部概略断面図である。 本発明の第２実施の形態に係る２群鏡筒におけるアクチュエータの取り外し過程を示す要部概略断面図である。 本発明の第２実施の形態に係る２群鏡筒におけるアクチュエータの取り外し過程を示す要部概略断面図である。 本発明の第３実施の形態に係る２群鏡筒の概略縦断面図である。 本発明の第３実施の形態に係る２群鏡筒におけるアクチュエータとレンズホルダの位置関係を示す概略説明図である。 従来のレンズ鏡筒の２群鏡筒を示す分解斜視図である。 従来のレンズ鏡筒の２群鏡筒を示す分解斜視図である。 従来の２群鏡筒におけるアクチュエータとレンズホルダの位置関係を示す概略説明図である。

以下、本発明の第１実施の形態について、図１及び図２を参照して説明する。なお、図１及び図２では、説明に必要ない部品を省略し、構成を模式的に示してある。本実施の形態に係わるレンズ鏡筒は、図示しないが例えば、倍率変化および像面補正を司るための１群鏡筒と２群鏡筒を備え、さらに焦点調節を行うための３群鏡筒を備える。また、本実施の形態に係わるレンズ鏡筒における構成は、前述した図１０及び図１１で説明した２群レンズ鏡筒の部分に適用して好適なものである。

図１において２０１は、レンズ鏡筒の基台となるベース部材である。基台２０１には、アクチュエータ２０９、２１０のアーム２０９ａ、２１０ａを挿通させる貫通穴である扇形状穴２０１ｃ、２０１ｄが穿設されている。さらに、基台２０１には、フォーカス送りネジとフォーカスガイドバーを避ける袋形状２０１ａ、２０１ｂが形成されている。

図１で、２０２は、２群レンズホルダ（レンズ保持部材）であり、レンズを保持し、光軸に垂直な方向に移動して手振れ補正レンズとして動作する。

基台２０１に配置したアクチュエータ２０９，２１０は、アーム２０９ａ、２１０ａを一定の角度範囲内で往復揺動動作させるように構成されている。また、基台２０１の扇形状穴２０１ｃ、２０１ｄは、アクチュエータ２０９、２１０のアーム２０９ａ、２１０ａの揺動範囲に対応した扇形状の貫通穴に形成する。さらに、アクチュエータ２０９，２１０は、アーム２０９ａ、２１０ａを可動範囲の両端位置に移動したときに、内部マグネットの磁力によって可動範囲の両端位置に停止させるようにする保持力が働くように構成されている。すなわち、このアクチュエータ２０９，２１０は、非通電磁にアーム２０９ａ、２１０ａを動作範囲の両端位置（図１のＡ又はＢの位置）に保持するように構成されている。

次に、上述したレンズ鏡筒の基台２０１に、主だった部材を組み付ける工程について説明する。

この組み立て工程では、まず、レンズ鏡筒の基台２０１に２群レンズホルダ２０２を組み付け、その後にアクチュエータ２０９，２１０、ＦＰＣ、センサホルダが一体化したユニットを同じ方向から組み付ける。図１に示すように、アーム２０９ａ、２１０ａが挿通する貫通穴２０１ｃと２０１ｄとは、約半分が２群レンズホルダ２０２（レンズ保持部材）と重なっているが、残り半分が重ならずに露出している。

そこで、アクチュエータ２０９，２１０のアーム２０９ａ、２１０ａをＡの位置（一方の端部の位置）で保持させて組み立てを行う。このようにすれば、アーム２０９ａ、２１０ａを２群レンズホルダ２０２と干渉せずに穴２０１ｃと２０１ｄに貫通させることができる。そしてアーム２０９ａ、２１０ａが回動してＢの位置に至ったときには、アーム２０９ａ、２１０ａが２群レンズホルダ２０２（レンズ保持部材）の裏側に入り込む事になる。

よって図２に示すように、アーム２０９ａ、２１０ａは、２群レンズホルダ２０２と２群ベース１０１との間に位置することになるので、光軸方向から見て２群レンズホルダ２０２と重なる状態でも動作に何ら支障がない。

このようにして、このレンズ鏡筒では、鏡筒のラジアル方向において、２群レンズホルダ２０２とアクチュエータ２０９，２１０との間隔を狭める事ができるため２群鏡筒を径方向に対して小径化することができる。

すなわち、基台２０１の貫通穴である扇形状穴２０１ｃ、２０１ｄには、アーム２０９ａ、２１０ａが挿通される。また、２群レンズホルダ２０２は、基台２０１に対して光軸方向に離間して配置される。また、基台２０１の扇形状穴２０１ｃ、２０１ｄにおけるアーム２０９ａ、２１０ａの揺動範囲の一部に対して、２群レンズホルダ２０２の一部が光軸方向に投影したときに重複する状態となるように構成する。このように構成することによって、レンズ鏡筒は、径方向に対し小径化できる。

次に、本発明の第２実施の形態について、図３乃至図７を参照して説明する。なお、図３乃至図７では、説明に必要ない部品を省略し、構成を模式的に示してある。また、本実施の形態に係わるレンズ鏡筒における構成は、前述した図１０及び図１１で説明した２群レンズ鏡筒の部分に適用して好適なものである。

図３において３０１は、レンズ鏡筒の基台となるベース部材である。この基台３０１には、アクチュエータ３０９、３１０のアーム３０９ａ、３１０ａが貫通する扇形状穴３０１ｃ、３０１ｄと、フォーカス送りネジとフォーカスガイドバーを避ける袋形状３０１ａ、３０１ｂが形成されている。

さらに、図３で、３０２は、２群レンズホルダ（レンズ保持部材）であり、レンズを保持し、光軸に垂直な方向に移動して手振れ補正レンズとして動作する。

また図３で、３０２ａ、３０２ｂは、ガイド手段を構成するテーパ面（所定の勾配に形成した斜面）である。図４、図５、図６、図７に示すように、このテーパ面３０２ａ、３０２ｂは、光軸方向からみて、アーム動作範囲の一方の端（Ｂ位置）にある時にアーム３０９ａ、３１０ａと重なり合う位置にある。

図４、図５に示すアクチュエータを２群ベースに載せる途中の状態では、アーム３０９ａ、３１０ａがＢの位置（他方の端部側に位置する状態）にある。このときには、アーム３０９ａ、３１０ａの先端が２群レンズホルダのテーパ面に当接する。このアーム３０９ａ、３１０ａがテーパ面に当接した後、さらに図４の矢印方向（挿入の動作方向）にアクチュエータを移動する。すると、アーム３０９ａ、３１０ａには、テーパ面からの反力が、図５に示す矢印の如く紙面水平方向へ働く。その作用力がアーム保持力を上回るとアーム３０９ａ、３１０ａが回動する。

ここで、前述のようにアーム３０９ａ、３１０ａは、Ａ位置とＢ位置において磁力によって更に回動角外側へ回動しようとする付勢力が作用している。さらに、Ａ位置とＢ位置の間においては、その略中間位置を境としてＡ位置方向又はＢ位置方向へ回動させる付勢力が作用する。よって、テーパ面に沿ってアーム３０９ａ、３１０ａが回動して前述の略中間位置を超えると、アーム３０９ａ、３１０ａは、自動的にＡ位置へ移動する。

このとき、ベース上のＡ位置に対応する位置には、扇形状穴３０１ｃ又は３０１ｄが露出している。よって、アーム３０９ａ、３１０ａの先端は、露出している扇形状穴３０１ｃ又は３０１ｄを貫通させて、２群レンズホルダ（レンズ保持部材）のテーパ面にアーム先端を臨ませることができる。なお、組み込み時にアームがＡの位置にあるときには、扇形状穴３０１ｃ又は３０１ｄが露出しているのでそのままアーム先端を貫通させて組み込むことができる。

次に、アクチュエータを取り外す場合について説明する。

図６、図７に示す、アクチュエータを２群ベースから取り外す途中の状態では、アームはＢの位置にあり、紙面上方向（引き出し方向）にアクチュエータを移動させるとアームは２群レンズホルダのテーパ面に当接する。更に移動するとテーパ面からの反力が図７に示す矢印のように紙面水平方向に働き、その反力がアーム保持力を上回るとアームが回動する。この反力の作用で、アームがＢ位置へ移動した後に、２群レンズホルダ（レンズ保持部材）と干渉せずにアクチュエータを２群ベースから取り外すことができる。

なお本第２実施の形態では、２群レンズホルダ（レンズ保持部材）にテーパ面を設けたがアームにテーパ面を設けても同様の効果が得られる事は言うまでもない。更に双方にテーパ面を設けてもよい。

次に、本発明の第３実施の形態について、図８及び図９を参照して説明する。なお、図８及び図９では、説明に必要ない部品を省略し、構成を模式的に示しており、さらに図９の概略説明図には、基台４０１に２群レンズホルダ４０２を装着したときの位置関係が示されている。また、本実施の形態に係わるレンズ鏡筒における構成は、前述した図１０及び図１１で説明した２群レンズ鏡筒の部分に適用して好適なものである。

図８及び図９において、４０１は、レンズ鏡筒の基台となるベース部材である。この基台４０１には、アクチュエータ４０９、４１０のアーム４０９ａ、４１０ａが貫通する扇形状穴４０１ｃ、４０１ｄと、フォーカス送りネジとフォーカスガイドバーを避ける袋形状４０１ａ、４０１ｂが形成されている。

さらに、図８及び図９において、４０２は、２群レンズホルダ（レンズ保持部材）であり、レンズを保持し、光軸に垂直な方向に移動して手振れ補正レンズとして動作する。

この基台４０１には、扇形状穴４０１ｃ、４０１ｄに対応した部分を覆うように蓋部４０１ｅ（４０１ｆ）を一体的に形成する。この蓋部４０１ｅ（４０１ｆ）は、基台４０１の扇形状穴４０１ｃ、４０１ｄの端部から立ち上がって扇形状穴４０１ｃ、４０１ｄの一部の上方に延びる平板部として構成する。

また、基台４０１の所定位置には、蓋部４０１ｅ（４０１ｆ）と面一となる平面を構成する台部４５０を形成する。

そして、２群レンズホルダ４０２と基台４０１の蓋部４０１ｅ（４０１ｆ）及び台部４５０との間に、ボール４０５を介在させて、基台４０１に対して２群レンズホルダ４０２を移動可能に支受する。

また、２群レンズホルダ４０２（レンズ保持部材）には、基台４０１と光軸方向で反対側の面部にテーパ面４０２ａ、４０２ｂを形成する。

さらに、アクチュエータ４０９、４１０のアーム４０９ａ、４１０ａには、蓋部４０１ｅ（４０１ｆ）に臨む部分にテーパ面（不図示）を形成する。

このようにテーパ面を構成した場合には、前述した第２実施の形態と同様に、アクチュエータ４０９、４１０の組み込みや取り外しの際に、アーム４０９ａ、４１０ａが、Ａ位置に移動してスムーズに脱着することができる。

また、アクチュエータのアームやレンズホルダにテーパ面を設けることにより、組み立て時や分解時にアクチュエータのアームの位置によらず、アクチュエータを脱着可能となり、良好な組み立て性を得ることができる。

以上説明したように、このレンズ鏡筒では、２群レンズホルダ（レンズ保持部材）とアクチュエータのアームとが光軸方向から見て重なり合うように配置することによって、これらの間隔を狭める事ができる。これにより限られたスペースを有効に活用し、２群レンズ鏡筒の外径を小型化できるという効果がある。

すなわち、シャッター駆動部であるアクチュエータのアームやＮＤ駆動部のアームと手振れ補正レンズホルダを光軸方向に重ねて配置する。これによりシャッター駆動部やＮＤ駆動部とレンズホルダの間隔をレンズ鏡筒の径方向に狭めることができてレンズ鏡筒の小型化が可能となる。

また、シャッター駆動部のアクチュエータのアーム又はＮＤ駆動部のアームと、ベースの一部とを光軸方向に重ねて配置した場合には、アーム退避の開口部を狭めることができて、レンズ鏡筒の小型化が可能となる。

なお、前述した本実施の形態に係わるレンズ鏡筒における以上説明した以外の構成は、公知となっている、２群鏡筒に、シャッターユニット、絞りユニット及び振れ補正機構が装着されたレンズ鏡筒と同様である。

２０２：２群レンズホルダ
２０８：センサホルダ
２０９、３０９：シャッターアクチュエータ
２１０、３１０：ＮＤアクチュエータ
２０９ａ、２１０ａ、３０９ａ、３１０ａ：アーム
２０２、３０２：２群レンズホルダ
２０１、３０１：２群ベース
２０１ｃ、２０１ｄ、３０１ｃ、３０１ｄ：扇形状穴
４０１ｅ、４０１ｆ：蓋部

Claims (2)

1. レンズ鏡筒の基台となるベース部材と、
   前記ベース部材に穿設された貫通穴と、
   前記貫通穴に、揺動動作させるアームを挿通させた状態で前記ベース部材に取り付けられるアクチュエータと、
   前記ベース部材に対して移動可能に保持されるレンズ保持部材と、を有するレンズ鏡筒において、
   前記ベース部材の貫通穴に挿通された前記アームの揺動範囲の一部に対して、光軸方向に離間して配置された前記レンズ保持部材の一部が光軸方向に投影したときに重複する状態となり、
   前記アームが揺動範囲の一方の端部に位置するときに、前記アームと前記レンズ保持部材の一部とが光軸方向に重複することなく、前記アームが前記貫通穴に挿入又は引き出し可能であって、
   前記アームが揺動範囲の他方の端部側に位置する状態で、前記アームが前記貫通穴に挿入又は引き出されたときに、揺動範囲の一方の端部の位置に前記アームを移動させるガイド手段を有することを特徴とするレンズ鏡筒。
2. 請求項１に記載のレンズ鏡筒を備えることを特徴とする撮像装置。