JP5963589B2 - レンズ鏡筒、及び撮像装置 - Google Patents

Description

本発明は、例えばデジタルカメラ等の撮像装置に設けられるレンズ鏡筒、及びレンズ鏡筒を備える撮像装置に関する。

デジタルカメラ等の撮像装置では、複数のレンズの間隔を変化させることで、撮影画角の変化させる、いわゆるズーム動作を行うものがある。ところで、近年、ズーム倍率の高倍率化とともにカメラの薄型化の要望があり、レンズの移動ストロークを大きくしつつ、レンズ鏡筒の小型化が求められている。

従来、撮影時にレンズをバリ羽根の開口に侵入させてバリア羽根とレンズとの間隔を近接させ、これにより、バリア羽根を開閉可能に保持するバリア筒を小径にしてレンズ鏡筒の外径を小型化する技術が提案されている（特許文献１及び２）。

特開２００１−１８３５６３号公報 特開２０１１−１５４１６９号公報

しかし、上記特許文献１及び２では、バリア筒とレンズを保持するレンズ保持枠とをそれぞれ独立したカム機構で駆動させている。このため、バリア筒及びレンズ保持枠のそれぞれが落下等の衝撃に耐える構造を持つ必要があり、レンズ鏡筒が大型化するおそれがある。

そこで、本発明は、バリア筒とレンズ保持部が独立して駆動されるレンズ鏡筒の小型化を図りつつ、簡単な構造で耐衝撃性を向上させ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、本発明は、撮影位置と収納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機構を備え、前記撮影位置で、バリア羽根が開いて前記バリア羽根の開口部にレンズが侵入するレンズ鏡筒であって、前記レンズを保持するレンズ保持部と、前記バリア羽根を開閉可能に保持するバリア筒と、前記レンズ保持部、及び前記バリア筒にそれぞれ設けたカムフォロワが追従するカム溝を有し、回転しながら光軸方向に移動することにより、前記レンズ保持部を光軸方向へ移動させるとともに、前記バリア筒を前記レンズ保持部に対して光軸方向に相対移動させる移動カム筒と、を備え、前記レンズ保持部には、前記撮影位置で前記バリア筒の像面側の端部が当接する当接面が設けられることを特徴とする。

本発明によれば、バリア筒とレンズ保持部が独立して駆動されるレンズ鏡筒の小型化を図りつつ、簡単な構造で耐衝撃性を向上させることができる。

（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（被写体側）から見た斜視図、（ｂ）は（ａ）の背面側から見た平面図である。 デジタルカメラの制御ブロック図である。 レンズ鏡筒の撮影位置での断面図である。 レンズ鏡筒の収納位置での断面図である。 バリア筒及び第１レンズ保持枠の斜視図である。 レンズ鏡筒の収納位置でのバリア筒と第１レンズ保持枠との関係を示す斜視図である。 レンズ鏡筒の撮影位置でのバリア筒と第１レンズ保持枠との関係を示す斜視図である。

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（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（被写体側）から見た斜視図、図１（ｂ）は図１（ａ）の背面側から見た平面図である。

図１（ａ）に示すように、本実施形態のデジタルカメラ２０は、撮影位置と収納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機構を備える。デジタルカメラ２０の正面には、被写体の構図を決めるファインダ２１、測光測距を行う場合の補助光源１９、ストロボ２２、及びレンズ鏡筒２３が配置されている。デジタルカメラ２０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が配置されている。また、デジタルカメラ２０の背面側には、図１（ｂ）に示すように、操作ボタン２６〜３１、ＬＣＤ等のディスプレイ２５、及びファインダ接眼部２４が配置されている。

図２は、本実施形態のデジタルカメラ２０の制御ブロック図である。バス４１には、ＣＰＵ４３、ＲＯＭ４２、ＲＡＭ４４、レリーズボタン１６、操作ボタン２６〜３１、ディスプレイ２５、電源切換えボタン１８、ズームスイッチ１７、メモリ３７、圧縮伸張部３８、メモリカードドライブ３９及び駆動回路４０が接続される。

駆動回路４０には、レンズ鏡筒２３をズーム駆動するズーム機構３２、フォーカスレンズ７を駆動するフォーカス駆動機構３３、及び絞りシャッタ５を駆動する絞りシャッタ駆動機構５ｂが接続される。

また、駆動回路４０には、ＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサ等の撮像素子１２及びストロボ２２が接続される。駆動回路４０に接続された各ユニットは、ＣＰＵ４３からの信号に基づいて駆動回路４０を介して駆動が制御される。

ＲＯＭ４２には、各種制御プログラム等が記憶され、ＲＡＭ４４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３４は、撮像素子１２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３５に出力する。

Ａ／Ｄ変換部３５は、撮像素子１２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３６に出力する。デジタル信号処理部３６は、Ａ／Ｄ変換部３５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３７に出力する。

また、メモリ３７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３８によって伸張処理を行い、その後、バス４１を介してディスプレイ２５に表示させることができる。ディスプレイ２５に表示された画像をユーザが見て不要と判断した場合は、操作ボタン３１の操作によって消去することができる。

次に、図３乃至図７を参照して、レンズ鏡筒２３について説明する。図３はレンズ鏡筒２３の撮影位置での断面図、図４はレンズ鏡筒２３の収納位置での断面図、図５はバリア筒２ａ及び第１レンズ保持枠１ａの斜視図である。

図３及び図４に示すように、レンズ鏡筒２３は、第１レンズ１が第１レンズ保持枠１ａに保持され、第１レンズ１の像面側（撮像素子１２側）に配置される第２レンズ１４が第２レンズ保持枠１４ａに保持される。ここで、第１レンズ保持枠１ａは、本発明のレンズ保持部の一例に相当する。

第２レンズ１４の像面側には、絞りシャッタ５が配置され、絞りシャッタ５の像面側には、第３レンズ６が配置されており、第３レンズ６は、第３レンズ保持枠６ａに保持される。第２レンズ保持枠１４ａ及び第３レンズ保持枠６ａの外周側には、移動カム筒３が配置されている。

移動カム筒３の内周部には、カム溝が形成され、このカム溝には、第２レンズ保持枠１４ａ、絞りシャッタ５、及び第３レンズ保持枠６ａのカムフォロワが追従できるようになっている。

移動カム筒３と第２レンズ保持枠１４ａ及び第３レンズ保持枠６ａとの間には、直進筒４が配置されている。直進筒４と移動カム筒３とはバヨネット結合されて、光軸方向に一体に移動し、かつ互いに相対的に回転できるようになっている。第２レンズ保持枠１４ａ、絞りシャッタ５、第３レンズ保持枠６ａは、直進筒４により回転方向の移動が規制された状態で光軸方向に直進移動可能に保持される。

また、移動カム筒３は、外周部にもカム溝３ｂが形成されており、カム溝３ｂには、第１レンズ保持枠１ａの内周部に設けられたカムフォロワ１ｂが追従する。カム溝３ｂ及びカムフォロワ１ｂは、それぞれ周方向に略等間隔で３カ所配置されている。第１レンズ保持枠１ａについても、直進筒４により回転方向の移動が規制された状態で光軸方向に直進移動可能に保持される。

第１レンズ１の被写体側には、バリア筒２ａに開閉可能に保持されるバリア羽根２が配置されている。バリア筒２ａは、第１レンズ保持枠１ａの外周側に配置されている。バリア筒２ａの内周部には、カムフォロワ２ｂが設けられており、カムフォロワ２ｂは、移動カム筒３の外周部に形成されたカム溝３ｃに追従するようになっている。カムフォロワ２ｂ及びカム溝３ｃは、それぞれ周方向に略等間隔で３カ所配置されている。したがって、移動カム筒３の外周部には、カムフォロワ１ｂが追従するカム溝３ｂ、及びカムフォロワ２ｂが追従するカム溝３ｃがそれぞれ３カ所、合計６カ所のカム溝が形成されることになる。

第１レンズ保持枠１ａには、図５に示すように、光軸方向に延びる案内溝１ｅが形成されており、案内溝１ｅは、周方向に略等間隔で３カ所配置されている。一方、バリア筒２ａの内周部には、光軸方向に沿う案内キー２ｅが周方向に略等間隔で３カ所設けられている。そして、案内キー２ｅが案内溝１ｅに挿入されることで、バリア筒２ａが第１レンズ保持枠１ａに対して回転方向の移動が規制された状態で光軸方向に直進移動可能に保持される。

案内溝１ｅの光軸方向の像面側の内端面は、案内キー２ｅの像面側端面２ｄが当接可能な当接面１ｄとされている。案内キー２ｅの径方向内側を向く面には、上述したカムフォロワ２ｂが像面側端面２ｄの近傍に位置して設けられている。したがって、カムフォロワ２ｂは、案内キー２ｅ及び案内溝１ｅと同一位相に配置されることになる。

また、第１レンズ保持枠１ａの像面側の端部外周部には、径方向外側に突出する凸部１ｆが周方向に略等間隔で３カ所設けられ、凸部１ｆの被写体側を向く面は、バリア筒２ａの像面側端面２ｃが当接する当接面１ｃとされている。また、凸部１ｆの内周側には、上述したカムフォロワ１ｂが当接面１ｃの近傍に位置して設けられている。なお、案内キー２ｅの像面側端面２ｄは、バリア筒２ａの像面側端面２ｃより像面側に突出して配置される。

そして、移動カム筒３が回転することにより、移動カム筒３に追従する第１レンズ保持枠１ａとバリア筒２ａ、及び第２レンズ保持枠１４ａと絞りシャッタ５と第３レンズ保持枠６ａとが直進筒４により回転が規制された状態で光軸方向に直進移動する。

図３及び図４に示すように、第１レンズ保持枠１ａの外周側には、移動カム筒３と一体に動作する化粧筒１５が設けられる。また、移動カム筒３の外周側には、固定カム筒９が配置され、固定カム筒９の外周側には、駆動筒１０が配置され、駆動筒１０の外周側には、カバー筒１１が配置されている。固定カム筒９の内周部には、移動カム筒３の外周部に設けられたカムフォロワが追従するカム溝が形成されている。

移動カム筒３の像面側の端部外周部には、径方向外側に突出する突片３ａが設けられ、駆動筒１０の内周部には、突片３ａが光軸方向に移動可能に挿入される直進溝１０ｃが形成されている。駆動筒１０がズーム機構３２により回転させられることで、移動カム筒３のカムフォロワが固定カム筒９のカム溝に追従しながら移動カム筒３が光軸方向に直進移動することになる。

固定カム筒９の像面側には、撮像素子１２を保持する撮像素子保持枠１３が配置されている。第３レンズ保持枠６ａの像面側には、第４レンズ７が配置されており、第４レンズ７は、第４レンズ保持枠７ａに保持されている。第４レンズ保持枠７ａには、ナット部材７ｂが設けられている。本実施形態では、第４レンズ７は、フォーカスレンズとされている。

第４レンズ７の周囲には、ナット部材７ｂが螺合されるねじ軸を有する駆動装置８が配置され、駆動装置８は、保持部材７ｃにより保持されている。駆動装置８が駆動されることで、ねじ軸とナット部材７ｂとのねじ作用により第４レンズ７が光軸方向に移動するようになっている。

図６はレンズ鏡筒２３の収納位置でのバリア筒２ａと第１レンズ保持枠１ａとの関係を示す斜視図、図７はレンズ鏡筒２３の撮影位置でのバリア筒２ａと第１レンズ保持枠１ａとの関係を示す斜視図である。

図４及び図６に示すように、レンズ鏡筒２３の収納時では、バリア羽根２が閉じて第１レンズ１を保護している。このとき、案内キー２ｅの像面側端面２ｄは、当接面１ｄから離れており、また、バリア筒２ａの像面側端面２ｃも当接面１ｃから離れている。

一方、図３及び図７に示すように、レンズ鏡筒２３の撮影時には、バリア羽根２を開いて必要な開口を確保しつつバリア羽根２の開口部に第１レンズ１を侵入させている。これにより、バリア筒２ａの外径を小径にしてレンズ鏡筒２３の外径を小型にしている。このとき、案内キー２ｅの像面側端面２ｄは、当接面１ｄに当接し、また、バリア筒２ａの像面側端面２ｃも当接面１ｃに当接する。

バリア筒２ａと第１レンズ保持枠１ａとの光軸方向の相対移動は、第１レンズ保持枠１ａのカムフォロワ１ｂと移動カム筒３のカム溝３ｂ、及びバリア筒２ａのカムフォロワ２ｂと移動カム筒３のカム溝３ｃのカム作用により行われる。

ところで、撮影時にデジタルカメラを落下させた等でレンズ鏡筒２３の先端に衝撃が加わった場合、この衝撃力は、バリア羽根２、バリア筒２ａ、及びカムフォロワ２ｂを介して移動カム筒３のカム溝３ｃに伝達される。同時に、バリア筒２ａが押されて、案内キー２ｅの像面側端面２ｄが当接面１ｄを押圧するとともに、バリア筒２ａの像面側端面２ｃが当接面１ｃを押圧する。したがって、上述した衝撃力は、第１レンズ保持枠１ａからカムフォロワ１ｂを介して移動カム筒３のカム溝３ｂに伝達される。

結果として、移動カム筒３へ伝達された衝撃力は、バリア筒２ａの３本のカムフォロワ２ｂと第１レンズ保持枠１ａの３本のカムフォロワ１ｂの合計６本のカムフォロワを介してカム溝３ｂ，３ｃで受け止められる。

これにより、バリア筒２ａの３本のカムフォロワ２ｂのみを介してカム溝３ｃで衝撃力を受け止める場合に比べて略２倍の耐衝撃性能を確保することができ、衝撃によるカムフォロワ１ｂ，２ｂの移動カム筒３からの脱落を防止することができる。また、当接面１ｃ，１ｄは、それぞれカムフォロワ１ｂ，２ｂに近傍に配置されているので、衝撃力をスムーズに移動カム筒３に伝達することができる。

以上説明したように、本実施形態では、バリア筒２ａと第１レンズ保持枠１ａが独立して駆動されるレンズ鏡筒２３の小型化を図りつつ、簡単な構造で耐衝撃性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。

１ 第１レンズ
１ａ 第１レンズ保持枠
１ｂ，２ｂ カムフォロワ
１ｃ，１ｄ 当接面
２ バリア羽根
２ａ バリア筒
３ 移動カム筒
３ｂ，３ｃ カム溝

Claims (5)

1. 撮影位置と収納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機構を備え、前記撮影位置で、バリア羽根が開いて前記バリア羽根の開口部にレンズが侵入するレンズ鏡筒であって、
   前記レンズを保持するレンズ保持部と、
   前記バリア羽根を開閉可能に保持するバリア筒と、
   前記レンズ保持部、及び前記バリア筒にそれぞれ設けたカムフォロワが追従するカム溝を有し、回転しながら光軸方向に移動することにより、前記レンズ保持部を光軸方向へ移動させるとともに、前記バリア筒を前記レンズ保持部に対して光軸方向に相対移動させる移動カム筒と、を備え、
   前記レンズ保持部には、前記撮影位置で前記バリア筒の像面側の端部が当接する当接面が設けられることを特徴とするレンズ鏡筒。
2. 前記当接面は、前記レンズ保持部に設けられた前記カムフォロワの近傍に配置されることを特徴とする請求項１に記載のレンズ鏡筒。
3. 前記当接面は、前記バリア筒に設けられた前記カムフォロワの近傍に配置されることを特徴とする請求項１又は２に記載のレンズ鏡筒。
4. 前記レンズ保持部と前記バリア筒との間には、前記バリア筒を前記レンズ保持部に対して回転方向の移動を規制した状態で光軸方向に移動可能に案内する案内手段が設けられ、 前記バリア筒に設けられた前記カムフォロワは、前記案内手段と同一位相に配置されることを特徴とする請求項３に記載のレンズ鏡筒。
5. 撮影位置と収納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機構を備えるレンズ鏡筒を有する撮像装置であって、
   前記レンズ鏡筒として、請求項１乃至４のいずれか一項に記載のレンズ鏡筒を備えることを特徴とする撮影装置。

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