JP5953680B2 - レンズ鏡胴及び撮像装置 - Google Patents

Description

本発明はレンズ鏡胴、及びそのレンズ鏡胴を備えた撮像装置に関する。

近年、デジタルカメラ等の撮影装置では、小型化が求められるとともに撮影画像の高画質化が求められている。この高画質化への要求を満たすために、光学系に使用するレンズ枚数を増加することが考えられており、小型化への要求を満たすために、非撮影時に各レンズをカメラ筐体内に沈胴させるとともに撮影時に各レンズをカメラ筐体内から繰り出させる構成のレンズ鏡胴が考えられている。ここで、高画質化への要求を満たすためには、レンズ鏡胴内において、光学系の撮影光軸に直交する方向で見た各レンズ相互の位置を、光学系としての設定に応じた所定の位置とする、いわゆる各レンズ相互の調芯を高精度に行う必要がある。このため、光学系の一部又は光学系全体を調芯すべく、複数のレンズ相互の撮影光軸に直交する方向で見た位置を調整するレンズ鏡胴が既に知られている（特許文献１参照）。

このレンズ鏡胴では、第１レンズを保持する筒状の第１レンズ枠の内側の嵌合凹部に、第２レンズ及び第３レンズを保持する筒状の第２レンズ枠が嵌め込まれている。この嵌合凹部は、第１レンズを保持する第１保持部の周りに形成され、第２レンズ枠と所定の隙間をおいて当該第２レンズ枠を嵌め込み保持している。このレンズ鏡胴では、例えば、予め第１保持部に第１レンズを嵌め込んで保持した第１レンズ枠と、予め第２保持部に第２レンズを嵌め込んで保持した第２レンズ枠と、を用意し、所定の調芯装置を用いて、第２レンズ枠を第１レンズ枠の嵌合凹部に嵌めこんでレンズ光軸に垂直な方向に二次元的に微調整し、その調整された位置で所定の隙間を接着剤で充填して第２レンズ枠を固定することにより、第１レンズに対して第２レンズを調芯することができる。

しかしながら、レンズ群の調芯機構において、光軸補正レンズ群の移動量と方向は、調芯部材（ネジ・カム等）によって与えられる移動量・方向と一致しないため、光軸補正レンズ群を適正な移動量・方向に調整するにはパラメータにて調芯部材の繰り出し量に対する光軸補正レンズ群の想定移動量・方向を設定する必要があり、実機実験によるデータ取得によるパラメータの設定を行うが、動きが直線方向に加え回転成分も発生するため想定移動量の設定が難しいという課題があった。

本発明の課題は、上記の事情に鑑みて為されたもので、高い精度で光軸補正レンズ群を調芯できるレンズ鏡胴を提供することにある。

上記課題を解決するため、本発明は、光軸方向に沿って移動自在な複数の撮像レンズ群と、
該撮像レンズ群の光軸方向に略垂直な面内で移動自在であり光軸補正を行う光軸補正レンズ群と、
前記光軸補正レンズ群の光軸補正レンズを保持する枠体と、
該枠体を移動させて当該光軸補正レンズ群の光軸を調整する光軸調整機構と、を備え、
前記光軸調整機構は、前記枠体を移動することで前記光軸補正レンズ群を前記撮像レンズ群の光軸に合致する方向に移動制御する駆動制御部と、前記枠体の移動を直進方向にガイドするガイド部とを有し、
前記駆動制御部及び前記ガイド部は、第１の方向へ移動制御する第１駆動制御部と第１の方向へ移動をガイドする第１ガイド部及び第２の方向へ移動制御する第２駆動制御部と第２の方向へ移動をガイドする第２ガイド部の少なくとも二組ずつ設けられ、かつ、各組の前記駆動制御部及び前記ガイド部は前記光軸補正レンズ群の光軸を挟んで互いに対向する位置に配置されており、
前記第１駆動制御部は、前記枠体を前記第２の方向へ移動するときは、前記枠体の第２方向へガイドするガイド部材としての機能を有し、
前記第２駆動制御部は、前記枠体を前記第１の方向へ移動するときは、前記枠体の第１方向へガイドするガイド部材としての機能を有することを特徴とする。

上記構成によれば、光軸調整機構の駆動制御部によって、光軸補正レンズ群を撮像レンズ群の光軸に合致する方向に移動制御したとき、光軸補正レンズ群の移動はガイド部によって直進方向にガイドされる。そのため、光軸補正レンズ群の調芯を高精度に行うことが可能となる。

本発明によれば、高い精度で光軸補正レンズ群を調芯することができる。

本発明に係る撮像装置としてのカメラの斜視図である。 収納状態のレンズ鏡胴の縦断面図である。 本発明に係るレンズ鏡胴の要部部品を示しており、（ａ）はその要部部品を被写体側から見た斜視図、（ｂ）はその要部部品を結像面側から見た斜視図である。 図３の要部部品を結像面側から見た図である。 図３の要部部品を被写体側から見た図である。 光軸補正レンズ群の枠体を結像面側から見た図である 光軸調芯機構の駆動制御部の一部であるカム部材付近の構成を示した斜視図である。 図７のＳＡ−ＳＡに沿った断面図である。 調芯カムを示しており、（ａ）は調芯カムを一側から見た斜視図、（ｂ）は調芯カムを他側から見た斜視図である。 スライダ及びピン付近の断面部である。 スライダ及びピン付近を一部断面で示した斜視図である。 スライダを示しており、（ａ）はスライダを上側から見た斜視図、（ｂ）はスライダを下側から見た斜視図である。 本発明に係るレンズ鏡胴の作用を説明する図である。 図１３に引き続き、本発明に係るレンズ鏡胴の作用を説明する図である。

以下、本発明の実施例を図面に従って説明する。

図１は、本発明に係る撮像装置としてのレンズ鏡胴交換式のデジタルカメラの斜視図である。このデジタルカメラは、カメラ本体１の前面側にレンズ鏡胴２が着脱自在に取り付けられている。このレンズ鏡胴２は、内部に撮像レンズ群を有し、この撮像レンズ群の光軸に沿って、所定の収納（沈胴）位置と所定の撮像待機位置との間で進退可能となっている。

図２は、収納状態におけるレンズ鏡胴２の縦断面図である。レンズ鏡胴２はベース３にてカメラ本体１（図１参照）と締結される。レンズ鏡胴２は、直進ライナ４、回転筒５、第一レンズ群６、第二レンズ群７、第三レンズ群８、第四レンズ群９、及び第五レンズ群１０を備えている。なお、図中の一点鎖線は、第一レンズ群６、第二レンズ群７、第三レンズ群８、第四レンズ群９、及び第五レンズ群１０の中心を通る光軸である。

直進ライナ４の一側（結像面側）はベース３に締結されている。直進ライナ４の内部には、第二レンズ群７、第四レンズ群９、及び第五レンズ群１０が設けられている。直進ライナ４の外部には回転筒５が設けられている。また、回転筒５の外部には第一レンズ群６が設けられている。回転筒５には、Ｚ方向に移動制限が設けてあるが、光軸中心に回転できるようになっており、回転筒５が回転すると、直進ライナ４がＺ方向に移動する。

回転筒５には、第一レンズ群６、第二レンズ群７、第四レンズ群９、及び第五レンズ群１０の移動に対するカム溝が形成されており、各レンズ群に設けられた３本のフォロワ(図示省略)が前記カム溝に係合されている。また、第一レンズ群６、第二レンズ群７、第四レンズ群９、及び第五レンズ群１０は、直進ライナ４によって回転が制限されているが、回転筒５を回転させると、上述したように直進ライナ４がＺ方向に移動し、これにより、第一レンズ群６、第二レンズ群７、第四レンズ群９、及び第五レンズ群１０がＺ方向に繰り出しされる。

このとき、レンズ精度、部品精度及び組立て精度によっては光軸がずれて、画像の像面倒れ、画質低下等が生じることがある。

そこで、本実施例では、第五レンズ群１０が光軸補正レンズ群となっており、この光軸補正レンズ群によって光軸調整を行うようにしている。

なお、図には示してないが、本発明に係るレンズ鏡胴２には、固定レンズ、ズームレンズ、フォーカスレンズなどが設けられている。また、レンズ鏡胴２には、レンズ系以外に、シャッタユニットや絞りユニット等も設けられている。

図３は、本発明に係るレンズ鏡胴２の要部部品を示しており、（ａ）はその要部部品を被写体側から見た斜視図、（ｂ）はその要部部品を結像面側から見た斜視図である。また、図４は要部部品を結像面側から見た図、図５は要部部品を被写体側から見た図である。

第五レンズ群１０である光軸補正レンズ群１１を保持するズーム枠１６は、図３に示すように、大径部１６Ａと小径部１６Ｂとを有し、大径部１６Ａの外周面３箇所に設けられたフォロワ１８によって、直進ライナ４（図２参照）及び回転筒５（図２参照）に固定されている。大径部１６Ａの結像面側（−Ｚ方向側）は開放されているが、小径部１６Ｂの被写体側（Ｚ方向側）には円形の開口部１６Ｃが形成され、この開口部１６Ｃに合わせて光軸補正レンズ群１１が設けられている。光軸補正レンズ群１１は、板バネ１４ａ，１４ｂ（図４も参照）によってＺ方向に付勢されている。

ズーム枠１６の小径部１６Ｂ（軸受け部）には、一対の調芯カム１２ａ，１２ｂと一対のスライダ１５ａ，１５ｂが設けられている。ここでは、調芯カム１２ａとスライダ１５ａとが組みを成し、調芯カム１２ｂとスライダ１５ｂとが組みを成している。そして、調芯カム１２ａとスライダ１５ａとが光軸補正レンズ群１１の光軸を挟んで対向配置され、調芯カム１２ｂとスライダ１５ｂとが光軸補正レンズ群１１の光軸を挟んで対向配置されている。なおここでは、調芯カム１２ａ、調芯カム１２ｂ、スライダ１５ｂ、スライダ１５ａは、光軸補正レンズ群１１の光軸を中心にして円周上に略９０度間隔で配置されている。

スライダ１５ａ，１５ｂは、ズーム枠１６にて移動方向が制限され、Ｘ−Ｙ平面の面内で、ズーム枠１６の外周壁側から光軸補正レンズ群１１の光軸方向にのみ摺動できるようになっている。

ズーム枠１６の外周壁のバネ座１６ａ（図１０参照）とスライダ１５ａとの間にはコイルバネ１３ａが圧縮した状態で介在され、ズーム枠１６の外周壁のバネ座１６ａ（図１０参照）とスライダ１５ｂとの間にはコイルバネ１３ｂが圧縮した状態で介在されている。そして、スライダ１５ａはコイルバネ１３ａによって、スライダ１５ｂはコイルバネ１３ｂによって、それぞれ光軸補正レンズ群１１の光軸方向に付勢されている。

光軸補正レンズ群１１は、図６に示すように、１枚以上の光軸補正レンズ１１ｅと、光軸補正レンズ１１ｅを保持する枠体１１ｆにより構成されている。枠体１１ｆには、調芯カム１２ａ付近にカム当たり面１１ａが、調芯カム１２ｂ付近にカム当たり面１１ｂがそれぞれ設けられている。また、光軸補正レンズ１１ｅの光軸を挟んで、カム当たり面１１ａの反対側には２本のピン１１ｃ，１１ｃが、カム当たり面１１ｂの反対側には２本のピン１１ｄ，１１ｄが各々設けられている。

カム当たり面１１ａの中央とピン１１ｃ，１１ｃ間の中央を通る一点鎖線Ｌ１と、カム当たり面１１ｂの中央とピン１１ｄ，１１ｄ間の中央を通る一点鎖線Ｌ２は、共に光軸補正レンズ１１ｅの光軸を通り、かつ該光軸で互いに９０度の交角を持って交差している。また、ピン１１ｃ，１１ｃの各々の中心を結ぶ線分Ｌ３は上記の一点鎖線Ｌ１と直角に交わり、同様に、ピン１１ｄ，１１ｄの各々の中心を結ぶ線分Ｌ４は上記の一点鎖線Ｌ２と直角に交わっている。

ピン１１ｃ，１１ｃは外径が同一で、ピン１１ｃ，１１ｃの外周面に接する接線（破線）は互いに平行であるとともに、線分Ｌ３にも平行である。同様に、ピン１１ｄ，１１ｄは外径が同一で、ピン１１ｄ，１１ｄの外周面に接する接線（破線）は互いに平行であるとともに、線分Ｌ４にも平行である。ピン１１ｃ，１１ｃ間の間隔、及びピン１１ｄ，１１ｄ間の間隔はできるだけ広くして、調芯カム１２ａ，１２ｂがそれぞれカム当たり面１１ａ，１１ｂに傾きなく当接できるようにするのが望ましい。

図７は光軸調芯機構の駆動制御部の一部であるカム部材付近の構成を示した斜視図、図８は図７のＳＡ−ＳＡに沿った断面図である。

調芯カム１２ａ（１２ｂ）は本体が円板状を成し、その中心に回転軸１２ｅが突出して設けられている。回転軸１２ｅは、その中心軸が上記の一点鎖線Ｌ１（Ｌ２）に対してδだけオフセットされている。また、円板状を成した調芯カム１２ａ（１２ｂ）の本体は、その軸方向の厚さ（板厚）が一定ではなく、円周方向に沿って異なっている。この点については後述する。

そして、調芯カム１２ａ（１２ｂ）の本体の厚さが一定でないため、調芯カム１２ａ（１２ｂ）を回転させると、調芯カム１２ａ（１２ｂ）のカム面１２ｃ（１２ｄ）がカム当たり面１１ａ（１１ｂ）に当接して、カム当たり面１１ａ（１１ｂ）を変位させる。これにより、光軸補正レンズ１１ｅをＡ方向に摺動させることができる。なお、カム面１２ｃ（１２ｄ）とカム当たり面１１ａ（１１ｂ）との摩擦は極力小さい方がよい。

図９は調芯カム１２ａ（１２ｂ）を示しており、（ａ）は調芯カム１２ａ（１２ｂ）を一側から見た斜視図、（ｂ）は調芯カム１２ａ（１２ｂ）を他側から見た斜視図である。調芯カム１２ａ（１２ｂ）は、ズーム枠１６の軸受けに回転軸１２ｅが回転自在に軸支される。調芯カム１２ａ（１２ｂ）は、その円板状の本体の一側に平坦な座面１２ｆが、他側にカム面１２ｃ（１２ｄ）がそれぞれ形成されている。カム面１２ｃ（１２ｄ）には段部１２ｈが形成され、この段部１２ｈの前後に板厚の最も厚い部分１２ｉと板厚の薄い部分１２ｊとが設けられている。そして、板厚の最も薄い部分１２ｊから板厚の最も厚い部分１２ｉにかけて、板厚が漸次厚くなっている。

また、回転軸１２ｅの端面には、回転軸１２ｅをモータ等の駆動源に連結するための回転溝１２ｇが形成されている。そして、回転軸１２ｅを回転させることで調芯カム１２ａ（１２ｂ）が回転しながら、そのカム面１２ｃ（１２ｄ）がカム当たり面１１ａ（１１ｂ）に当接することで、カム当たり面１１ａ（１１ｂ）が図８のようにＡ方向に移動して、光軸補正レンズ１１ｅを同方向に移動させることができる。

図１０はスライダ１５ａ（１５ｂ）及びピン１１ｃ（１１ｄ）付近の断面部であり、図１１はスライダ１５ａ（１５ｂ）及びピン１１ｃ（１１ｄ）付近を一部断面で示した斜視図である。

ズーム枠１６には、スライダ１５ａ（１５ｂ）が配置される箇所に対向してバネ座１６ａが形成され、このバネ座１６ａとスライダ１５ａ（１５ｂ）との間にコイルバネ１３ａ（１３ｂ）が介装されている。また、スライダ１５ａ（１５ｂ）の下面にはガイド溝１５ｄが形成され、このガイド溝１５ｄには、光軸補正レンズ１１ｅを保持する枠体１１ｆに設けられたピン１１ｃ（１１ｄ）の先端が係合している。ガイド溝１５ｄは、図６に破線で示した位置に対応して配置されており、図６の一点鎖線Ｌ１又はＬ２に対して直角方向に設けられている。

そして、スライダ１５ａは、スライダ１５ｂのガイド溝１５ｄにピン１１ｄが係合した状態でＡ方向に摺動でき、このときスライダ１５ｂは、スライダ１５ａのガイド溝１５ｄにピン１１ｃが係合した状態でＢ方向に摺動できる。また、スライダ１５ｂは、スライダ１５ａのガイド溝１５ｄにピン１１ｃが係合した状態でＡ方向に摺動でき、このときスライダ１５ａは、スライダ１５ｂのガイド溝１５ｄにピン１１ｄが係合した状態でＢ方向に摺動できる。

図１２はスライダ１５ａ（１５ｂ）を示しており、（ａ）はスライダ１５ａ（１５ｂ）を上側から見た斜視図、（ｂ）はスライダ１５ａ（１５ｂ）を下側から見た斜視図である。

スライダ１５ａ（１５ｂ）は、取付面１５ｆ及びフック１５ｇを有し、ガイドＸＹ１５ｅを介してズーム枠１６に取り付けられ、Ａ方向にのみ摺動自在となっている。また、スライダ１５ａ（１５ｂ）にはバネ受面１５ｃが設けられ、このバネ受面１５ｃにコイルバネ１３ａ（１３ｂ）の付勢力が作用する。スライダ１５ａ（１５ｂ）の下面には、上述したように、ピン１１ｃ（１１ｄ）の先端が係合するガイド溝１５ｄが形成されている。

そして、コイルバネ１３ａ（１３ｂ）は光軸補正レンズ１１ｅをＡ方向に付勢するとともに、スライダ１５ａ（１５ｂ）はガイド溝１５ｄがピン１１ｃ（１１ｄ）にガイドされてＢ方向に移動して、光軸補正レンズ１１ｅの調芯が行われる。

なお、本実施例では、調芯カム１２ａ（１２ｂ）、カム当たり面１１ａ（１１ｂ）、コイルバネ１３ａ（１３ｂ）、スライダ１５ａ（１５ｂ）、ピン１１ｃ（１１ｄ）、及びガイド溝１５ｄ等は光軸調整機構を構成している。また、調芯カム１２ａ（１２ｂ）、カム当たり面１１ａ（１１ｂ）、コイルバネ１３ａ（１３ｂ）、及びスライダ１５ａ（１５ｂ）は駆動制御部を、ピン１１ｃ（１１ｄ）及びガイド溝１５ｄはガイド部をそれぞれ構成している。また、本実施例では、調芯カム１２ａ（１２ｂ）はカム部材を、コイルバネ１３ａ（１３ｂ）は付勢部材をそれぞれ構成している。

次に、本実施例の作用を、図１３及び図１４を用いて説明する。なお、図１３及び図１４においては、ズーム枠１６は省略されている。

先ず、図１３のように光軸補正レンズ１１ｅをＡ方向に移動させる場合は、調芯カム１２ａを回転させ、調芯カム１２ａのカム面１２ｃをカム当たり面１１ａに当接させる。そうすると、光軸補正レンズ１１ｅは調芯カム１２ａによって押し出されてＡ方向に移動する。一方、スライダ１５ａはコイルバネ１３ａによって押圧されており、光軸補正レンズ１１ｅをＡ方向とは逆方向に付勢している。このとき、スライダ１５ｂは、そのガイド溝１５ｄにピン１１ｄ（図６参照）の先端が係合した状態で、つまりガイド溝１５ｄに案内されてＡ方向に平行な方向に摺動する。

次に、図１４のように光軸補正レンズ１１ｅをＢ方向に移動させる場合は、調芯カム１２ｂを回転させ、調芯カム１２ｂのカム面１２ｄをカム当たり面１１ｂに当接させる。そうすると、光軸補正レンズ１１ｅは調芯カム１２ｂによって押し出されてＢ方向に移動する。一方、スライダ１５ｂはコイルバネ１３ｂによって押圧されており、光軸補正レンズ１１ｅをＢ方向とは逆方向に付勢している。このとき、スライダ１５ａは、そのガイド溝１５ｄにピン１１ｃ（図６参照）の先端が係合した状態で、つまりガイド溝１５ｄに案内されてＢ方向に平行な方向に摺動する。

このように、光軸補正レンズ１１ｅをＡ方向及びＢ方向に移動させることにより、光軸補正レンズ１１ｅの光軸を最適な位置（図２に一点鎖線で示した光軸）に合致させることが可能となる。

本実施例によれば、光軸補正レンズ１１ｅ（光軸補正レンズ群１１）のＡ方向及びＢ方向への直進性を維持した状態で調芯を行うことができ、高い精度で光軸補正レンズ１１ｅ（光軸補正レンズ群１１）を調芯することができる。

以上、本発明の実施例を図面により詳述してきたが、上記実施例は本発明の例示にしか過ぎないものであり、本発明は上記実施例の構成にのみ限定されるものではない。本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても、本発明に含まれることは勿論である。

例えば、調芯カム及びスライダは二組に限らず、光軸補正レンズの光軸を挟んで調芯カムとスライダを互いに対向位置に配置すれば、三組以上設けられていても良い。

１ カメラ本体
２ レンズ鏡胴
１１ 光軸補正レンズ群
１１ａ，１１ｂ カム当たり面
１１ｃ，１１ｄ ピン
１１ｅ 光軸補正レンズ
１２ａ，１２ｂ 調芯カム
１２ｃ，１２ｄ カム面
１３ａ，１３ｂ コイルバネ
１５ａ，１５ｂ スライダ
１５ｄ ガイド溝
１６ ズーム枠

特開２００８−１１１９３２号公報

Claims (5)

1. 光軸方向に沿って移動自在な複数の撮像レンズ群と、
   該撮像レンズ群の光軸方向に略垂直な面内で移動自在であり光軸補正を行う光軸補正レンズ群と、
   前記光軸補正レンズ群の光軸補正レンズを保持する枠体と、
   該枠体を移動させて当該光軸補正レンズ群の光軸を調整する光軸調整機構と、を備え、
   前記光軸調整機構は、前記枠体を移動することで前記光軸補正レンズ群を前記撮像レンズ群の光軸に合致する方向に移動制御する駆動制御部と、前記枠体の移動を直進方向にガイドするガイド部とを有し、
   前記駆動制御部及び前記ガイド部は、第１の方向へ移動制御する第１駆動制御部と第１の方向へ移動をガイドする第１ガイド部及び第２の方向へ移動制御する第２駆動制御部と第２の方向へ移動をガイドする第２ガイド部の少なくとも二組ずつ設けられ、かつ、各組の前記駆動制御部及び前記ガイド部は前記光軸補正レンズ群の光軸を挟んで互いに対向する位置に配置されており、
   前記第１駆動制御部は、前記枠体を前記第２の方向へ移動するときは、前記枠体の第２方向へガイドするガイド部材としての機能を有し、
   前記第２駆動制御部は、前記枠体を前記第１の方向へ移動するときは、前記枠体の第１方向へガイドするガイド部材としての機能を有することを特徴とするレンズ鏡胴。
2. 前記駆動制御部及び前記ガイド部は前記光軸補正レンズ群の光軸を中心に円周上９０度間隔で配置されていることを特徴とする請求項１に記載のレンズ鏡胴。
3. 前記駆動制御部は、前記光軸補正レンズ群を前記撮像レンズ群の光軸に合致する方向に押し出すカム部材と、該カム部材による押し出し力と反対方向に前記光軸補正レンズ群を付勢する付勢部材とを有することを特徴とする請求項１に記載のレンズ鏡胴。
4. 前記ガイド部は、前記光軸補正レンズ群を保持する枠体に設けられたピンと、該ピンが移動自在に係合したガイド溝とを有することを特徴とする請求項１に記載のレンズ鏡胴。
5. 請求項１〜４に記載のレンズ鏡胴を備えていることを特徴とする撮像装置。