JP5762033B2

JP5762033B2 - レンズ鏡筒、及び撮像装置

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Publication number: JP5762033B2
Application number: JP2011025886A
Authority: JP
Inventors: 工藤　智幸; 智幸工藤
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2011-02-09
Filing date: 2011-02-09
Publication date: 2015-08-12
Anticipated expiration: 2031-02-09
Also published as: JP2012163890A

Description

本発明は、デジタルカメラ等の撮像装置に搭載されるズーム式のレンズ鏡筒、及び該レンズ鏡筒を備える撮影装置に関する。

デジタルカメラ等の撮像装置に搭載されるズーム式のレンズ鏡筒では、レンズを保持する複数のレンズユニットをカム筒の回転により光軸方向に移動させつつ、直進筒により回転方向の移動を規制している。

ところで、近年では、撮影倍率の高倍率化の要請に伴って、レンズユニットの数が増加したり、繰出し全長が長くなったりして、レンズ鏡筒が大型化する傾向にある。一方、デジタルカメラの薄型化の要請もあり、レンズ鏡筒の沈胴時の光軸方向の寸法を極力短くすることが求められている。

そこで、レンズ鏡筒の沈胴時に、複数のレンズユニットのうちの一部のレンズユニットを撮影光軸から退避させた状態で残りのレンズユニットを沈胴位置に繰り込むことで、レンズ鏡筒の沈胴時の光軸方向の寸法を短くする技術が提案されている（特許文献１）。この提案では、レンズ鏡筒の沈胴時に撮影光軸から退避するレンズユニットの傾きを組立工程で調整することにより、レンズユニットを高精度で駆動して撮影時の光学精度を向上させている。

特開２００４−２３３９１６号公報

しかし、上記特許文献１では、組み立て工程で偏心ピンを回転させて回転軸を倒すことで撮影光軸から退避したレンズユニットの傾きを調整して傾き成分を除去しているが、撮影光軸に対するレンズユニットの偏心成分は除去することができない。このため、レンズ鏡筒の組立後の製品段階において、撮影時に退避位置から撮影光軸に復帰したレンズユニットの光学性能が低下する可能性がある。

そこで、本発明は、レンズ鏡筒の沈胴時に撮影光軸から退避するレンズユニットの撮影光軸に対する傾き成分及び偏心成分の両方を除去できるようにして、レンズユニットの光学性能を向上させ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を目的とする。

上記目的を達成するために、本発明は、ズーム式のレンズ鏡筒であって、撮影時に光軸上に配置され、光軸方向に移動することで撮影倍率を変更するレンズユニットと、沈胴時に前記レンズユニットを前記光軸上から径方向外方に退避した退避位置に回動軸を介して回動可能に支持するベース筒と、前記ベース筒に対して前記光軸方向に組み込まれる傾き調整部材と、前記ベース筒を保持する保持筒とを備え、前記回動軸は、一方の端部が前記ベース筒に嵌合固定されるとともに、他方の端部が前記傾き調整部材に嵌合固定され、前記レンズユニットは、組み立て工程において、前記傾き調整部材と前記回動軸の他方の端部との間に設けられた径方向の調整空間の範囲内で前記傾き調整部材を前記ベース筒に対して前記光軸と直交する方向に移動させることで、前記回動軸を介して前記光軸に対する傾き成分を除去する調整をした後、前記傾き調整部材を前記ベース筒に固定することで、前記光軸に対する傾き調整が行われており、かつ前記傾き調整部材が固定された前記ベース筒を前記保持筒の内周側に組み込んだ状態で、前記ベース部材と前記保持筒との間に形成される径方向隙間の範囲内で前記ベース筒を前記保持筒に対して前記光軸と直交する方向に移動させることで、前記光軸に対する偏心成分を除去する調整をした後、前記ベース筒を前記保持筒に固定することで、前記光軸に対する偏心調整が行われていることを特徴とする。

本発明によれば、レンズ鏡筒の沈胴時に撮影光軸から退避するレンズユニットの撮影光軸に対する傾き成分及び偏心成分の両方を除去することができるので、レンズユニットの光学性能を向上させることができる。

本発明の撮像装置の実施形態の一例であるデジタルカメラを正面側から見た外観斜視図である。図２は図１に示すデジタルカメラを背面側から見た図である。デジタルカメラの制御系を説明するためのブロック図である。レンズ鏡筒が沈胴位置にある状態での断面図である。レンズ鏡筒がワイド位置にある状態での断面図である。内側直進筒、ベース筒、傾き調整部材、及び第３レンズユニットの関係を示す分解斜視図である。（ａ）はベース筒に、傾き調整部材及び第３レンズユニットを組み込んだ状態を撮影光軸方向の被写体側から見た図、（ｂ）は図７の右側面図の一部を破断した図である。図７（ａ）の右斜め上方から見た斜視図である。第３レンズユニットの傾き調整が完了した後、ベース筒を内側直進筒に組み込んだ状態を撮影光軸方向の被写体側から見た図である。図９の右斜め上方から見た斜視図である。

以下、本発明の実施形態の一例を図面を参照して説明する。

図１は本発明の撮像装置の実施形態の一例であるデジタルカメラを正面側から見た外観斜視図、図２は図１に示すデジタルカメラを背面側から見た図である。

図１及び図２に示すように、本実施形態のデジタルカメラ１５は、正面側に、ファインダ２０、測光測距を行う場合に用いられる補助光源１９、ストロボ２１、及びレンズ鏡筒３０が配置されている。レンズ鏡筒３０は、撮影位置と沈胴位置との間を光軸方向に移動して撮影倍率を変更するズーム式とされている。

デジタルカメラ１５の上面部には、レリーズボタン１６、電源切換えボタン１８、及びズームスイッチ１７が配置されている。また、デジタルカメラ１５の背面側には、図２に示すように、操作ボタン群２４〜２９、ＬＣＤ等のディスプレイ２３、及びファインダ接眼部２２が配置されている。

図３は、デジタルカメラ１５の制御系を説明するためのブロック図である。図３に示すように、バス４４には、ＣＰＵ４６、ＲＯＭ４５、ＲＡＭ４７、レリーズボタン１６、操作ボタン群２４〜２９、及びディスプレイ２３が接続される。また、バス４４には、電源切換えボタン１８、ズームスイッチ１７、メモリ４０、圧縮伸張部４１、メモリカードドライブ４２、及び駆動回路４３が接続される。

駆動回路４３には、レンズ鏡筒３０をズーム駆動するズーム機構３１、フォーカスレンズ５を駆動するフォーカス駆動機構３２、シャッタ３３を駆動するシャッタ駆動機構３４、絞り３５を駆動する絞り駆動機構３６が接続される。

また、駆動回路４３には、ＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサ等の撮像素子１１及びストロボ２１が接続される。駆動回路４３に接続された各ユニットは、ＣＰＵ４６からの信号に基づいて駆動回路４３を介して駆動が制御される。

ＲＯＭ４５には、各種制御プログラム等が記憶され、ＲＡＭ４７には、各種制御プログラムに必要なデータが記憶されている。アナログ信号処理部３７は、撮像素子１１から出力さ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は、撮像素子１１から取り込んだアナログデータをデジタルデータに変換して、デジタル信号処理部３９に出力する。デジタル信号処理部３９は、Ａ／Ｄ変換部３８で変換されたデジタルデータに対して所定の処理を行い、画像データとしてメモリ４０に出力する。

メモリ４０に記憶された画像データは、圧縮伸張部４１によりＪＰＥＧやＴＩＦＦ等の圧縮処理等が施された後、メモリカードドライブ４２に装着されたメモリカードに出力されて記憶される。

また、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に記憶された画像データに対して圧縮伸張部４１で伸張処理を行い、その後、バス４４を介してディスプレイ２３に表示させることができる。

次に、図４及び図５を参照して、レンズ鏡筒３０について説明する。

図４はレンズ鏡筒３０が沈胴位置にある状態での断面図、図５はレンズ鏡筒３０がワイド位置にある状態での断面図である。

図４及び図５に示すように、レンズ鏡筒３０は、１群レンズを保持する第１レンズユニット１、２群レンズを保持する第２レンズユニット２、及び３群レンズを保持する第３レンズユニット３を備える。また、レンズ鏡筒３０は、４群レンズを保持する第４レンズユニット４、及び５群レンズを保持する第５レンズユニット５を備えており、第５レンズユニット５の５群レンズは、フォーカスレンズとされている。

ここで、本実施形態では、図４に示すように、レンズ鏡筒３０が沈胴位置に繰り込むときに、複数のレンズユニット１〜５の一部である第３レンズユニット３を撮影光軸から径方向外方に退避させて、レンズ鏡筒３０の沈胴時の光軸方向の寸法を短くしている。なお、第３レンズユニット３を撮影光軸から退避させる機構については、図６〜図８を用いて後述する。

素子ホルダ１２には、撮像素子１１が保持されており、素子ホルダ１２の被写体側には、固定カム筒１０が配置されている。また、素子ホルダ１２には、レンズ鏡筒３０の沈胴時に、第３レンズユニット３を撮影光軸から退避させるための不図示の退避レバーが設けられている。

固定カム筒１０の内周部には、固定カム溝１０ａが形成されており、固定カム溝１０ａには、固定カム溝１０ａに追従する第２移動カム筒８のフォロワピンがカム係合する。第２移動カム筒８は、回転駆動されることで、フォロワピンが固定カム溝１０ａに追従して固定カム筒１０に対して回転しながら光軸方向に移動する。

第２移動カム筒８の内周部には、第２直進筒９が配置されており、第２直進筒９は、第２移動カム筒８に対して相対回転可能にバヨネット結合されて、第２移動カム筒８とともに光軸方向に移動する。第２直進筒９の外周部には、固定カム筒１０の内周部に設けられた直進キー１０ｂに結合するキー溝が形成されており、これにより、第２直進筒９の回転が規制される。

また、第２移動カム筒８の内周部には、第２カム溝８ａが形成されており、第２カム溝８ａには、第２カム溝８ａに追従する第１直進筒７のフォロワピンがカム係合する。

第１直進筒７の外周側には、第１移動カム筒６が配置されており、第１移動カム筒６は、第１直進筒７に対して回転可能にバヨネット結合されている。第１直進筒７は、第２直進筒９に設けられた直進キーに結合するキー溝を有しており、これにより、第１直進筒７は、回転が規制された状態で、第２移動カム筒８とのカム係合により第２移動カム筒８に対して光軸方向に相対的に移動することが可能となる。

第１移動カム筒６は、第２移動カム筒８にキー結合しており、第２移動カム筒８の回転に伴って回転しながら第１直進筒７とともに光軸方向に移動するようになっている。第１移動カム筒６の内周部には、カム溝が形成されており、カム溝には、該カム溝に追従する第１レンズユニット１のフォロワピンがカム係合する。

これにより、第１移動カム筒６の回転により、第１レンズユニット１が光軸方向に移動する。第１レンズユニット１が光軸方向に移動する際には、第１レンズユニット１は、第１直進筒７にキー結合して回転が規制されている。

第２移動カム筒８の内周側には、内側カム筒１３が配置されており、内側カム筒１３の内周側には、内側直進筒１４が配置されている。

内側直進筒１４は、内側カム筒１３に対して回転可能にバヨネット結合されている。また、第２移動カム筒８の内周部には、第２カム溝８ｂが形成されており、第２カム溝８ｂには、第２カム溝８ｂに追従する内側直進筒１４のフォロワピンがカム係合する。

内側直進筒１４は、第２直進筒９に設けられた直進キーに結合するキー溝を有しており、これにより、内側直進筒１４は、回転が規制された状態で、第２移動カム筒８とのカム係合により第２移動カム筒８に対して光軸方向に相対的に移動することが可能となる。

内側カム筒１３は、第２移動カム筒８にキー結合しており、第２移動カム筒８の回転に伴って回転しながら内側直進筒１４とともに光軸方向に移動するようになっている。また、内側カム筒１３の外周部には、第２レンズユニット２のフォロワピン２ａが追従するカム溝が形成され、内側カム筒１３の内周部には、第３レンズユニット３、及び第４レンズユニット４の各フォロワピンが追従するカム溝が形成されている。

これにより、内側カム筒１３の回転により、第２レンズユニット２、第３レンズユニット３及び第４レンズユニット４が光軸方向に移動する。第３レンズユニット３、及び第４レンズユニット４は、内側直進筒１４により回転が規制される。また、第２レンズユニット２は、第１直進筒７及び第１レンズユニット１により光軸方向に直進ガイドされることで回転が規制される。具体的には、第２レンズユニット２は、ワイド位置からテレ位置に移動する途中で、第１直進筒７による直進ガイドから第１レンズユニット１による直進ガイドに切り替えられる。

次に、図６〜図８を参照して、レンズ鏡筒３０が沈胴位置に繰り込むときに、第３レンズユニット３を撮影光軸から退避させる機構について説明する。

図６は、内側直進筒１４、ベース筒４８、傾き調整部材５１、及び第３レンズユニット３の関係を示す分解斜視図である。図７（ａ）はベース筒４８に、傾き調整部材５１及び第３レンズユニット３を組み込んだ状態を撮影光軸方向の被写体側から見た図、図７（ｂ）は図７（ａ）の右側面図の一部を破断した図、図８は図７（ａ）の右斜め上方から見た斜視図である。

図６〜図８に示すように、第３レンズユニット３の外周部には、径方向外方に延出する腕部３ｂが設けられており、腕部３ｂの延出端には、撮影光軸と平行な軸線を有する円筒状の支持筒３ａが配置されている。

支持筒３ａの外周部には、トーションばね４９が外挿されており、この状態で、支持筒３ａは、ベース筒４８に対して回転可能に組み込まれる。組み込まれた状態においては、第３レンズユニット３は、トーションばね４９により撮影位置側に付勢されて、ベース筒４８の軸線と同心に配置される。従って、第３レンズユニット３は、撮影位置から退避位置に回動する際には、支持筒３ａの軸線を支点にしてトーションばね４９の付勢力に抗して回動することになる。

また、支持筒３ａの中空部には、被写体側から回動軸５０が挿入され、回動軸５０の像面側の一方の端部５０ａは、ベース筒４８に形成された穴４８ｅに嵌合固定される。支持筒３ａに挿入された回動軸５０を介して第３レンズユニット３がベース筒４８に対して回動可能に支持される。

回動軸５０の被写体側の他方の端部５０ｂは、ベース筒４８に形成された穴４８ｃを通ってベース筒４８から被写体側に突出している。穴４８ｃの内径は、回動軸５０の外径より大径に形成されており、穴４８ｃと回動軸５０との間の径方向の空間は、第３レンズユニット３の撮影光軸に対する傾きを調整するための調整空間とされている。

ベース筒４８から被写体側に突出する回動軸５０の端部５０ｂには、傾き調整部材５１に形成された穴５１ｂが嵌合固定される。傾き調整部材５１には、穴５１ｂの他に複数の穴５１ａが形成されており、穴５１ａは、ベース筒４８に突設された軸部４８ｄに外挿される。穴５１ａの内径は、軸部４８ｄの外径より大径とされており、穴５１と軸部４８ｄとの間の径方向の空間は、上述した調整空間に対応している。

そして、ベース筒４８に対して傾き調整部材５１を撮影光軸と直交する方向に沿って移動させることで、回動軸５０の傾き、ひいては第３レンズユニット３の傾きを調整して、第３レンズユニット３の撮影光軸に対する傾き成分を除去する。その後、ベース筒４８の固定部４８ａと傾き調整部材５１とを紫外線接着剤等で固定することで、第３レンズユニット３の傾き調整が完了する。

また、本実施形態では、第３レンズユニット３の傾き調整が完了した後、ベース筒４８を内側直進筒１４に組み込む際に、第３レンズユニット３の撮影光軸に対する偏心調整を行う。

図９は第３レンズユニット３の傾き調整が完了した後、ベース筒４８を内側直進筒１４に組み込んだ状態を撮影光軸方向の被写体側から見た図、図１０は図９の右斜め上方から見た斜視図である。

図９及び図１０に示すように、第３レンズユニット３の傾き調整が完了したベース筒４８を内側直進筒１４の内周側に組み込む。そして、この状態で内側直進筒１４に対してベース筒４８を光軸に直交する方向に沿って移動させることで、第３レンズユニット３の偏心調整を行い、第３レンズユニット３の撮影光軸に対する偏心成分を除去する。その後、内側直進筒１４の固定部１４ａとベース筒４８の固定部４８ｂとを紫外線接着剤等を介して固定することで、偏心調整が完了する。ここで、内側直進筒１４は、本発明の保持筒の一例に相当する。

以上説明したように、本実施形態では、レンズ鏡筒の沈胴時に撮影光軸から退避するレンズユニットの撮影光軸に対する傾き成分及び偏心成分の両方を除去することができるので、レンズユニットの光学性能を向上させることができる。

なお、本発明の構成は、上記実施形態に例示したものに限定されるものではなく、材質、形状、寸法、形態、数、配置箇所等は、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。

３第３レンズユニット
１４内側直進筒
４８ベース筒
５０回動軸
５１傾き調整部材

Claims

ズーム式のレンズ鏡筒であって、
撮影時に光軸上に配置され、光軸方向に移動することで撮影倍率を変更するレンズユニットと、
沈胴時に前記レンズユニットを前記光軸上から径方向外方に退避した退避位置に回動軸を介して回動可能に支持するベース筒と、
前記ベース筒に対して前記光軸方向に組み込まれる傾き調整部材と、
前記ベース筒を保持する保持筒とを備え、
前記回動軸は、一方の端部が前記ベース筒に嵌合固定されるとともに、他方の端部が前記傾き調整部材に嵌合固定され、
前記レンズユニットは、
組み立て工程において、前記傾き調整部材と前記回動軸の他方の端部との間に設けられた径方向の調整空間の範囲内で前記傾き調整部材を前記ベース筒に対して前記光軸と直交する方向に移動させることで、前記回動軸を介して前記光軸に対する傾き成分を除去する調整をした後、前記傾き調整部材を前記ベース筒に固定することで、前記光軸に対する傾き調整が行われており、かつ
前記傾き調整部材が固定された前記ベース筒を前記保持筒の内周側に組み込んだ状態で、前記ベース部材と前記保持筒との間に形成される径方向隙間の範囲内で前記ベース筒を前記保持筒に対して前記光軸と直交する方向に移動させることで、前記光軸に対する偏心成分を除去する調整をした後、前記ベース筒を前記保持筒に固定することで、前記光軸に対する偏心調整が行われていることを特徴とするレンズ鏡筒。
撮影位置と沈胴位置との間を光軸方向に移動して撮影倍率を変更するズーム式のレンズ鏡筒を備える撮像装置であって、
前記レンズ鏡筒は、請求項１に記載のレンズ鏡筒であることを特徴とする撮像装置。