JP5825969B2

JP5825969B2 - レンズ鏡筒、及び撮像装置

Info

Publication number: JP5825969B2
Application number: JP2011227823A
Authority: JP
Inventors: 工藤　智幸; 智幸工藤
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2011-10-17
Filing date: 2011-10-17
Publication date: 2015-12-02
Anticipated expiration: 2031-10-17
Also published as: JP2013088563A

Description

本発明は、例えば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、直進筒により回転を規制することで、レンズユニットを指定の位置に移動させる。

ところで、近年の撮影倍率の高倍率化により、レンズ鏡筒の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、カメラの薄型化の要請もあり、レンズ鏡筒の収納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、例えば、一つのカム筒に対して内周側と外周側にカム溝を設け、各々のカム溝に追従する複数のレンズユニットを光軸方向へ相対的に移動させることで撮影倍率を変更するレンズ鏡筒が提案されている（特許文献１）。

また、カム筒の内周部に２つのカム溝を光軸方向に位置をずらして形成し、２つのカム溝に対してレンズユニットに設けた２つのフォロワを乗り移らせる技術が提案されている（特許文献２）。この提案では、カム筒の光軸方向の厚さを薄くし、かつレンズユニットのストロークを長くすることができるとしている。

特開２００６−０７８５３７号公報特開２００７−１１４５３１号公報

しかし、上記特許文献１では、カム筒のカム溝に追従する範囲でしか各レンズユニットの光軸方向の間隔を広げることができない。また、上記特許文献２では、カム筒の光軸方向の厚さにレンズユニットの繰り出し長が制限されてしまう。

そこで、本発明は、カム筒の光軸方向の寸法を長くすることなく、レンズユニットの光軸方向のストロークを長くして撮像装置の高倍率化及び薄型化を実現することができる仕組み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、本発明のレンズ鏡筒は、被写体側に配置される被写体側レンズユニットと、前記被写体側レンズユニットに設けられた第１フォロワピンが追従する第１カム溝を有し、回転しながら光軸方向に移動することにより、前記被写体側レンズユニットを光軸方向に移動させる移動カム筒と、前記被写体側レンズユニットの像面側に配置され、外周部に第２フォロワピンが設けられ、内周部に第３フォロワピンが設けられる像面側レンズユニットと、前記像面側レンズユニットの内周側に配置され、回転しながら光軸方向に移動するインナーカム筒と、を備え、前記移動カム筒の内周部には、前記移動カム筒が回転しながら光軸方向に移動する際に、前記第２フォロワピンが追従して前記像面側レンズユニットを光軸方向に移動させる第２カム溝が形成され、前記インナーカム筒の外周部には、前記インナーカム筒が回転しながら光軸方向に移動する際に、前記第３フォロワピンが追従して前記像面側レンズユニットを光軸方向に移動させる第３カム溝が形成され、前記像面側レンズユニットは、ワイド位置にあるときに、前記第２フォロワピンが前記移動カム筒の前記第２カム溝に追従して前記被写体側レンズユニットとともに繰り出しており、テレ位置にあるときに、前記第２フォロワピンが前記第２カム溝から離脱して、繰り出す方向に移動する前記インナーカム筒の前記第３カム溝に前記第３フォロワピンが追従して繰り込まれていることを特徴とする。

本発明によれば、カム筒の光軸方向の寸法を長くすることなく、レンズユニットの光軸方向のストロークを長くすることができるので、撮像装置の高倍率化及び薄型化を実現することができる。

（ａ）は本発明のレンズ鏡筒を備える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、（ｂ）は（ａ）を背面側から見た図である。デジタルカメラの制御系を示すブロック図である。レンズ鏡筒のワイド位置での断面図である。レンズ鏡筒のテレ位置での断面図である。

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（ａ）は本発明のレンズ鏡筒を備える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１（ｂ）は図１（ａ）を背面側から見た図である。

図１（ａ）に示すように、本実施形態のデジタルカメラ１５は、正面に、被写体の構図を決めるファインダ２０、測光測距を行う際の補助光源１９、ストロボ２１、及びレンズ鏡筒３０が設けられている。レンズ鏡筒３０は、撮影倍率を変更可能なズーム式とされている。

また、デジタルカメラ１５の上面には、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が設けられている。デジタルカメラ１５の背面には、図１（ｂ）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が設けられている。

図２は、本実施形態のデジタルカメラ１５の制御系を示すブロック図である。

バス４４には、ＣＰＵ４６、ＲＯＭ４５、ＲＡＭ４７、レリーズボタン１６、操作ボタン群２４〜２９、ディスプレイ２３、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、フォーカスレンズユニット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、及び絞り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、ストロボ２１、及びＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサ等の撮像素子１１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該駆動回路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。

電源切換えボタン１８がＯＮ操作されると、ＣＰＵ４６は、ＲＯＭ４５から必要なプログラムを読み出して初期動作を開始する。このとき、レンズ鏡筒３０は、沈胴位置から撮影位置（ワイド位置）に繰り出される。

また、ズームスイッチ１７が操作されると、ＣＰＵ４６は、ズーム機構３１を介してレンズ鏡筒３０を光軸方向に伸縮させながら、後述する第１〜第４レンズユニット１〜４の間隔を変化させて高倍率のズーミング動作を行う。

そして、レリーズボタン１６が半押し操作されると、ＣＰＵ４６は、撮像素子１１からの信号により測光を行い、測光値に基づいて絞り値、シャッタスピード、ストロボ２１の発光の有無を決定する。また、ＣＰＵ４６は、被写体との距離を測定し、フォーカス駆動機構３２を介して合焦位置にフォーカスレンズユニット５を駆動して合焦動作を行う。

この状態でレリーズボタン１６が全押し操作されると、ＣＰＵ４６は、絞り駆動機構３６を介して絞り３５の絞り込み動作を行わせるとともに、シャッタ駆動機構３４を介してシャッタ３３の開閉動作を行わせ、撮像素子１１を露光する。

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に記憶された画像データを圧縮伸張部４１によって伸張処理し、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。

図３はレンズ鏡筒３０のワイド位置での断面図、図４はレンズ鏡筒３０のテレ位置での断面図である。

図３及び図４に示すように、レンズ鏡筒３０は、第１レンズユニット１〜第５レンズユニット５を備え、第１レンズユニット１〜第５レンズユニット５は、それぞれ第１レンズ１ａ〜第５レンズ５ａを保持する。なお、本実施形態では、第５レンズ５ａは、フォーカスレンズとされている。

撮像素子１１は、センサホルダ１２に保持されており、センサホルダ１２の被写体側には、固定カム筒１０が配置されている。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、第２移動カム筒８の外周部に設けられた不図示のフォロワピンが追従するようになっている。

第２移動カム筒８の内周側には、第２直進筒９が配置されている。第２移動カム筒８は、第２直進筒９に対して回転可能にバヨネット結合されている。第２直進筒９は、固定カム筒１０の内周部に設けられた直進キー１０ｂに結合されて、回転が規制されている。

また、第２移動カム筒８の内周部には、第２カム溝８ａが形成されており、第２カム溝８ａには、第１直進筒７の外周部に設けられた不図示のフォロワピンが追従するようになっている。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されて、回転が規制されている。

第１直進筒７の外周側でかつ第２直進筒９の内周側には、第１移動カム筒６が第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移動カム筒６は、第２移動カム筒８にキー結合されており、第２移動カム筒８の回転に伴って第１移動カム筒６も回転する。

また、第１移動カム筒６の内周部には、第１レンズユニット１に設けられた不図示のフォロワピンが追従する不図示のカム溝が形成されている。第１レンズユニット１は、第１直進筒７によって回転が規制されている。ここで、第１レンズユニット１は、本発明の被写体側レンズユニットの一例に相当し、不図示のフォロワピンは、本発明の第１フォロワピンの一例に相当し、不図示のカム溝は、本発明の第１カム溝の一例に相当する。

第２レンズユニット２の内周側には、インナーカム筒１３が配置され、インナーカム筒１３の内周側には、インナー直進筒１４が配置されている。インナーカム筒１３は、インナー直進筒１４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、インナー直進筒１４の外周部に設けられた不図示のフォロワピンが追従するようになっている。インナー直進筒１４は、第２直進筒９に設けられた直進キーに結合されて、回転が規制されている。

インナーカム筒１３は、第２移動カム筒８にキー結合されており、第２移動カム筒８の回転に伴って回転する。また、インナーカム筒１３の外周部には、カム溝１３ａが形成されており、カム溝１３ａには、第２レンズユニット２に設けられたフォロワピン２ｂが追従する。ここで、第２レンズユニット２は、本発明の像面側レンズユニットの一例に相当する。

インナーカム筒１３の内周部には、第３レンズユニット３に設けられたフォロワピン３ｂが追従するカム溝１３ｂ、及び第４レンズユニット４に設けられた不図示のフォロワピンが追従する不図示のカム溝が設けられている。第３レンズユニット３、及び第４レンズユニット４は、インナー直進筒１４によって回転が規制されている。

ところで、レンズ鏡筒３０が図３に示すワイド位置から図４に示すテレ位置に移動する際、第２レンズユニット２の光軸方向の移動量が特に大きくなっている。

ここで、本実施形態では、第２レンズユニット２の光軸方向の移動を確保するため、図３に示すレンズ鏡筒３０のワイド位置では、第２レンズユニット２は、第１レンズユニット１の光軸方向の位置を決める第１移動カム筒６によって光軸方向の位置が決められる。このとき、第２レンズユニット２に設けられたフォロワピン２ｃが第１移動カム筒６の内周部に形成されたカム溝６ａに追従する。ここで、フォロワピン２ｃは、本発明の第２フォロワピンの一例に相当し、カム溝６ａは、本発明の第２カム溝の一例に相当する。

また、レンズ鏡筒３０が図４に示すテレ位置にある状態では、第２レンズユニット２のフォロワピン２ｃが第１移動カム筒６のカム溝６ａから離脱し、第２レンズユニット２のフォロワピン２ｂがインナーカム筒１３の外周部に形成されたカム溝１３ａに追従する。ここで、フォロワピン２ｂは、本発明の第３フォロワピンの一例に相当し、カム溝１３ａは、本発明の第３カム溝の一例に相当する。

以上説明したように、本実施形態では、レンズ鏡筒３０のズーム動作に連動して第１移動カム筒６のカム溝６ａとインナーカム筒１３のカム溝１３ａとの間で互いに切り換えられて追従するフォロワピン２ｂ，２ｃを第２レンズユニット２に形成している。これにより、第１移動カム筒６の光軸方向の寸法を長くすることなく、第２レンズユニット２の光軸方向のストロークを長くすることができ、デジタルカメラ１５の高倍率化及び薄型化を実現することができる。

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。

１第１レンズユニット
２第２レンズユニット
２ｂフォロワピン
２ｃフォロワピン
６第１移動カム筒
６ａカム溝
１３インナーカム筒
１３ａカム溝

Claims

被写体側に配置される被写体側レンズユニットと、
前記被写体側レンズユニットに設けられた第１フォロワピンが追従する第１カム溝を有し、回転しながら光軸方向に移動することにより、前記被写体側レンズユニットを光軸方向に移動させる移動カム筒と、
前記被写体側レンズユニットの像面側に配置され、外周部に第２フォロワピンが設けられ、内周部に第３フォロワピンが設けられる像面側レンズユニットと、
前記像面側レンズユニットの内周側に配置され、回転しながら光軸方向に移動するインナーカム筒と、を備え、
前記移動カム筒の内周部には、前記移動カム筒が回転しながら光軸方向に移動する際に、前記第２フォロワピンが追従して前記像面側レンズユニットを光軸方向に移動させる第２カム溝が形成され、
前記インナーカム筒の外周部には、前記インナーカム筒が回転しながら光軸方向に移動する際に、前記第３フォロワピンが追従して前記像面側レンズユニットを光軸方向に移動させる第３カム溝が形成され、
前記像面側レンズユニットは、ワイド位置にあるときに、前記第２フォロワピンが前記移動カム筒の前記第２カム溝に追従して前記被写体側レンズユニットとともに繰り出しており、テレ位置にあるときに、前記第２フォロワピンが前記第２カム溝から離脱して、繰り出す方向に移動する前記インナーカム筒の前記第３カム溝に前記第３フォロワピンが追従して繰り込まれていることを特徴とするレンズ鏡筒。
撮影倍率を変更可能なズーム式のレンズ鏡筒を備える撮像装置であって、
前記レンズ鏡筒として、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。