JP6061699B2 - バリア装置、レンズ鏡筒、および撮像装置 - Google Patents

Description

本発明は、撮影レンズの前面に配置されるバリア装置と、これを備えたレンズ鏡筒および撮像装置に関する。

撮像装置では、撮影レンズの前面に設けられたバリア装置によって、不使用時にレンズを保護する。例えば、沈胴式レンズ鏡筒のバリア装置は、撮影状態から沈胴状態への移行時に撮影レンズを前面から覆う複数の羽根部材（バリア羽根）を有する。
レンズ鏡筒の沈胴長を短縮する方法として、光軸方向における第１レンズ群（レンズ鏡筒のレンズ群のうち最も被写体側にあるレンズ群）とバリア羽根の相対的な位置関係を、沈胴状態よりも撮影状態において近づける技術が知られている。特許文献１に開示の装置では、バリア羽根を駆動部材によって駆動して開閉する際に、駆動部材の回動に伴って第１レンズ保持枠を光軸方向に移動させる。

特開２００９−２６５５１７号公報

レンズ（第１レンズ群の第１レンズ）がバリア開口部に進入する構成のレンズ鏡筒の場合、外力によってレンズがバリア開口部側へ移動した場合のレンズ保護が重要な課題である。前記特許文献１に開示されたバリア装置では、落下衝撃などが加わった場合に、第１レンズがバリア面よりも飛び出してしまう可能性があり、第１レンズの有効範囲内に傷がつく可能性が懸念される。
本発明の目的は、レンズが繰り出してバリア開口部の側へ進入する構成のレンズ鏡筒において、撮影可能状態で外力が加わった場合にレンズを保護することである。

上記課題を解決するために、本発明に係る装置は、沈胴状態から繰り出して撮影可能状態となるレンズ鏡筒のバリア装置であって、レンズを外部に露出させる開口部を開閉する遮蔽部材と、前記遮蔽部材を駆動する駆動部材と、光軸方向の前記レンズと前記駆動部材との間隔が、前記レンズ鏡筒が沈胴状態のときは第１距離であり、前記レンズ鏡筒が撮影可能状態のときは前記第１距離よりも小さい第２距離であり、撮影可能状態で前記駆動部材により前記遮蔽部材が開いた後のスペースに前記レンズを移動させて前記間隔を変更する間隔変更部材を備え、前記駆動部材は、撮影可能状態で外力が加わった場合に前記駆動部材が前記レンズを受ける受け面部を有する。

本発明によれば、レンズが繰り出してバリア開口部の側へ進入する構成のレンズ鏡筒において、撮影可能状態で外力が加わった場合にレンズを保護することができる。

本発明の実施形態に係るバリア装置を説明するために、レンズ鏡筒の沈胴状態（Ａ）および撮影可能状態（Ｂ）を示す部分断面図である。 本発明の実施形態に係るレンズ鏡筒の構成例を示す分解斜視図である。 撮影可能状態のレンズ鏡筒を示す断面図である。 沈胴状態のレンズ鏡筒を示す断面図である。 カム筒のカム溝を示す展開図である。 バリア駆動リングと第１レンズを示す正面図である。 バリア駆動リングの背面図である。

以下に、本発明の実施形態を、添付図面に基づいて詳細に説明する。
図１に示すバリア装置の構成を説明する前に、図２ないし図４を参照して、本実施形態に係るバリア装置を有するレンズ鏡筒および撮像装置の構成について説明する。以下、光軸方向被写体側を前側（繰り出し方向）、光軸方向撮像素子側を後側（沈胴方向）とし、光軸に直交する方向であって光軸に近づく側（レンズ鏡筒の径方向内側）を内側と定義して各部の位置関係を説明する。

第１レンズ群１００は、第１レンズ１０１と、第１レンズ１０１を保持する円筒状の第１レンズ枠１０２を有する。第１レンズ枠１０２は内周面に、径方向内側に突出すると共に、内周方向において等角度間隔で設けられたカムピン１０２ａ（図３参照）と、第１レンズ群１００を回転規制するキー溝１０２ｂ（図２参照）を備える。また、第１レンズ枠１０２の外周面には、バリア群１５０を回転規制するキー溝１０２ｃが等角度間隔で設けられている。なお、本実施形態ではカムピン１０２ａと第１レンズ枠１０２は別体構成となっているが、一体構成でもかまわない。

バリア群１５０は、本実施形態のバリア装置である。バリア群１５０は、バリア筒１５１、バリア駆動リング１５２、バリア開きバネ１５３、バリア主羽根１５４、バリア副羽根１５５、キャップテープ１５６、キャップ１５７を備える。キャップ１５７は開口部１５７ａを有する。キャップ１５７は、キャップテープ１５６により、バリア筒１５１の前部に取り付けられるカバー部材である。バリア主羽根１５４とバリア副羽根１５５は、第１レンズ１０１を遮蔽する閉状態と第１レンズ１０１を開口部１５７ａから外部に露出させる開状態との間を移動して、開口部１５７ａを開閉する遮蔽部材である。バリア駆動リング１５２は、後述するカム筒６０１の回転に連動するバリア駆動部材であり、バリア筒１５１の前面部にバヨネット結合により回動可能に装着される。バリア駆動リング１５２の回動により、バリア主羽根１５４、バリア副羽根１５５は閉状態または開状態へ遷移する。

バリア筒１５１は内周面に、径方向内側に突出すると共に、内周方向において等角度間隔で設けられたカムピン１５１ａ（図３参照）と、バリア群１５０を回転規制する直進キー１５１ｂ（図２参照）を備える。

第２レンズ群２００は、第２レンズ２０１と、第２レンズ２０１を保持する円筒状の第２レンズ枠２０２を備える。第２レンズ枠２０２は外周面に、径方向外側に突出すると共に、外周方向において等角度間隔で設けられたカムピン２０２ａと、第２レンズ群２００を回転規制する直進キー２０２ｂとを備える。

第３レンズ群３００は、３群ベース３０３の後側に、光量調整部材であるシャッター羽根３１０、ＮＤフィルター３１２、セパレートシート３１１、シャッターカバー３１３、シャッター駆動部（アクチュエータ）を備える。第３レンズ群３００は、３群ベース３０３の前側に、コイル３０４、ボール３０５、第３レンズ枠３０２、第３レンズ３０１、バネ３０６、キャップ３０７、ホルダー３０８、ＦＰＣ３０９、および位置センサー３１６（図３参照）を備える。位置センサー３１６はＦＰＣ３０９に固定されている。第３レンズ枠３０２は、第３レンズ３０１を保持する。第３レンズ枠３０２の前部には光量を規制するキャップ３０７が取り付けられる。

また、第３レンズ枠３０２はマグネット３１５（図３参照）を保持しており、ボール３０５、バネ３０６の作用により、３群ベース３０３に移動可能に保持される。第３レンズ枠３０２は、コイル３０４、マグネット３１５により発生する駆動力で、光軸と直交する平面内の任意の位置へ移動し、位置センサー３１６の検出信号に基づいて位置制御される。

第１レンズ枠１０２の内側に設けられた直進筒６０２は、カム筒６０１に回動自在かつ直進プレート６０４に回転規制されつつ、第１レンズ群１００、第２レンズ群２００、第３レンズ群３００の回転を規制し、光軸方向へ直進案内する。直進筒６０２の外周面にはキー溝６０２ｄが設けられている。キー溝６０２ｄは、直進プレート６０４の直進キー６０４ａと嵌合すると共に、直進筒６０２を回転規制する。また、直進筒６０２の前側には、第１レンズ枠１０２のキー溝１０２ｂと嵌合する直進キー６０２ａが設けられている。

直進筒６０２の内周面には、第２レンズ枠２０２の直進キー２０２ｂを回転規制するための貫通したキー溝６０２ｂと、３群ベース３０３の直進キー３０３ｂを回転規制するための貫通したキー溝６０２ｃが等角度間隔で設けられている。直進筒６０２の後部には、有害光を遮断する遮光板６０３が取り付けられる。直進筒６０２の外周面は、カム筒６０１の内面と嵌合する。また、直進筒６０２の外周面は、カム筒６０１とバヨネット結合することで、カム筒６０１と相対的に回転可能に保持される。

直進プレート６０４には、光軸方向に延びる直進筒６０２のキー溝６０２ｄと嵌合する直進キー６０４ａ、およびカバー筒５０３のキー溝と嵌合する直進キー６０４ｂが設けられている。また、直進プレート６０４の円弧状の外周縁部は、カムカバー５０１とバヨネット結合することで、カムカバー５０１と相対的に回転可能に保持される。また、直進プレート６０４の外周部には複数の直進キー６０４ｃが等角度間隔に設けられている。複数の直進キー６０４ｃは、固定筒７０１の内周面に設けられたキー溝７０１ａと嵌合する。

カム筒６０１の外周に設けられたカバー筒５０３は、直進プレート６０４に回転方向の移動が規制され、カムカバー５０１により光軸方向に進退する。カバー筒５０３は内周面に、直進プレート６０４の直進キー６０４ｂと嵌合するキー溝を備える。また、カバー筒５０３は外周面に、等角度間隔で配置した複数のカムピン５０３ａを備える。複数のカムピン５０３ａは、径方向外側に突出すると共に、カムカバー５０１の内面に設けられたカム溝５０１ｂに挿入される。また、カバー筒５０３の前端部には、カムカバー５０１の補強と装飾を兼ねるカムカバーリング５０４が取り付けられる。

カムカバー５０１は外周面にて、外周方向において等角度間隔で配置した複数のカムピン５０１ａと、後述のギア７１５と連結するギア部５０１を備える。複数のカムピン５０１ａは、径方向外側に突出すると共に、固定筒７０１の内周面に設けられた複数のカム溝７０１ｂにそれぞれ挿入される。カムカバー５０１は内周面にて等角度間隔に配置された複数のカム溝５０１ｂを備える。複数のカム溝５０１ｂには、カバー筒５０３の複数のカムピン５０３ａがそれぞれ挿入される。また、カムカバー５０１は内周面に、カム筒６０１の回転キー６０１ｅと嵌合するキー溝を備える。カムカバー５０１の前端部には、カム筒６０１の補強と装飾を兼ねるカム筒リング５０２が取り付けられる。

カム筒６０１の内周面には、第２レンズ枠２０２のカムピン２０２ａが挿入されるカム溝６０１ｃ（図３参照）と、３群ベース３０３のカムピン３０３ａが挿入されるカム溝６０１ｄが、等角度間隔で設けられている。
カム筒６０１の外周面には、第１レンズ枠１０２のカムピン１０２ａが挿入されるカム溝６０１ａ、バリア筒１５１のカムピン１５１ａ（図３参照）が挿入されるカム溝６０１ｂが等角度間隔で設けられている。また、カム筒６０１の外周面には、カムカバー５０１のキー溝と嵌合する回転キー６０１ｅが設けられている。カム筒６０１は、カバー筒５０３とバヨネット結合しており、直進筒６０２、直進プレート６０４、カムカバー５０１の作用により、カバー筒５０３と回転可能に保持されると共に、カムカバー５０１の作用により光軸方向へ進退する。カバー筒５０３の外周には固定筒７０１が位置する。

固定筒７０１の内周面には、直進プレート６０４の直進キー６０４ｃと嵌合し、回転方向の移動を規制するキー溝７０１ａと、カムカバー５０１のカムピン５０１ａが挿入されるカム溝７０１ｂが、等角度間隔で設けられている。また、固定筒７０１の前端部には、レンズ鏡筒内への異物進入を防止する防砂シート７０４が配置される。

センサーホルダー７００は、第４レンズ群４００の駆動源４１０、第４レンズ群４００のメインガイド４０４、レンズ鏡筒の駆動源７０３、駆動源７０３の動力をカムカバー５０１へ伝えるギア７１１乃至ギア７１５を保持する。ギア７１１乃至ギア７１４は、ギアカバー７０２によりセンサーホルダー７００に保持され、ギア７１５は固定筒７０１とセンサーホルダー７００により保持される。なお、ギアカバー７０２には、部材７２０がねじ７３０によって取り付けられている。

第４レンズ群４００は、第４レンズ４０１と第４レンズ保持枠４０２とを備える。第４レンズ群４００は、メインガイド４０４、センサーホルダー７００に設けられたサブガイド７００ａにより回転規制される。また、第４レンズ群４００は、駆動源４１０に設けられたスクリュー４１１と螺合する。そして、第４レンズ群４００は、駆動源４１０の動力により光軸方向へ進退するナット４１２と、第４レンズ保持枠４０２とナット４１２を当接させるスプリング４０３の作用により、光軸方向へ移動可能な状態で配置されている。

撮像素子８００をセンサーホルダー７００に固定する際、センサーラバー８１０の弾性を利用し、保護ガラス８２０をセンサーホルダー７００に押しつけるように固定する。センサーホルダー７００と固定筒７０１とを、ねじ８４０で固定することで、レンズ鏡筒をユニット化している。なお、図２中に撮像素子８００の背面側のねじ８３０を示す。また配線用のフレキシブルプリント基板７４０を示す。

レンズ鏡筒が沈胴状態から撮影可能状態へ移行する際、まず、駆動源７０３の動力によりギア７１１乃至７１５が回転し、カムカバー５０１が回転する。カムカバー５０１は、固定筒７０１の内周部と嵌合しており、その内周部に設けられたカム溝７０１ｂの作用により、回転しながら光軸方向へ繰り出される。カムカバー５０１が回転すると、カム筒６０１は、カムカバー５０１、直進プレート６０４、直進筒６０２、カバー筒５０３の作用により、回転しながら光軸方向へ繰り出される。

直進筒６０２は、バヨネット結合により、カム筒６０１に相対的に回転可能な状態で保持されており、また直進プレート６０４により回転規制されているため、カム筒６０１が回転すると光軸方向へ直進する。
カム筒６０１にカム結合している第１レンズ群１００、バリア群１５０、第２レンズ群２００、第３レンズ群３００は、カム筒６０１と直進筒６０２の作用により、光軸方向へ直進する。
また、第４レンズ群４００は、駆動源４１０に設けられたスクリュー４１１とナット４１２の作用により光軸方向へ移動可能な状態で保持される。また、第４レンズ群４００は、メインガイド４０４、サブガイド７００ａにより回転規制されており、カム筒６０１の移動とは関係なく、独立して光軸方向へ直進する。
バリア駆動リング１５２は沈胴時に、カム筒６０１に設けられた図示しないバリア駆動部に当接している。バリアの閉状態から開状態へ移行する際に、バリア駆動リング１５２は、バリア開きバネ１５３の開き方向への付勢力によりバリア駆動部に当接しながら、バリア開方向へ回転する。バリア駆動リング１５２の回動により、バリア主羽根１５４とこれに連動するバリア副羽根１５５が閉位置から開位置へ移動する。

以上の構成により、カムカバー５０１が回転し、各レンズ群が沈胴位置から前方へ繰り出すことでレンズ鏡筒が沈胴状態から撮影可能状態へと移行する。なお、レンズ鏡筒は、固定筒７０１、カムカバー５０１、カム筒６０１の作用により、レンズ群の相互間の距離が調整されてズーミングが行われる。

次に、第１レンズ群１００とバリア群１５０が沈胴状態から撮影可能状態へ移行する動作ついて詳細に説明する。
図１は第１レンズ群１００とバリア群１５０の位置関係を表す図である。図１（Ａ）はレンズ鏡筒の沈胴状態（ＳＩＮＫ）を示す。図１（Ｂ）はレンズ鏡筒の撮影可能状態（ＷＩＤＥ：広角）を示す。また、図５はカム筒６０１の外周面に設けられたカム溝６０１ａと６０１ｂを展開して示す図である。図５には、第１レンズ群１００のカムピン１０２ａに対するカム溝６０１ａと、バリア群１５０のカムピン１５１ａに対するカム溝６０１ｂの形状をそれぞれ示す。第１レンズ群１００の沈胴状態から撮影可能状態への移動量６０１ｇと、バリア群１５０の沈胴状態から撮影可能状態への移動量６０１ｈを示す。図５中の「ＴＥＬＥ」は望遠の撮影可能状態での、第１レンズ群１００とバリア群１５０に係る各位置を表す。

レンズ鏡筒の沈胴状態において、第１レンズ１０１とバリア駆動リング１５２は図１（Ａ）にて円枠内に拡大して示すとおり、光軸方向において第１距離（Ｄ１とする）だけ相対的に離れた位置関係にある。沈胴状態から撮影可能状態への移行時に、第１レンズ群１００は、カム筒６０１に設けたカム溝６０１ａと直進筒６０２の作用により、光軸方向へ移動量６０１ｇ（図５参照）だけ移動する。バリア群１５０は、カム筒６０１に設けたカム溝６０１ｂと直進筒６０２の作用により、光軸方向へ移動量６０１ｈだけ移動する。カム筒６０１と直進筒６０２は、第１レンズ１０１とバリア駆動リング１５２との光軸方向の間隔を変更する間隔変更部材を構成している。

各移動量６０１ｇ、６０１ｈの関係については、「移動量６０１ｇ＞移動量６０１ｈ」となっている。このため、第１レンズ１０１とバリア駆動リング１５２は、撮影可能状態へ移行することにより、その差分（６０１ｇ−６０１ｈ）だけさらに接近し、図１（Ｂ）の状態となる。図１（Ｂ）の円枠内に拡大して示すとおり、第１レンズ１０１とバリア駆動リング１５２との光軸方向における間隔は第２距離（Ｄ２とする）であり、「Ｄ２＜Ｄ１」である。

図５に示す領域６０１ｉは、カム筒６０１に対する第１レンズ群１００の不作動領域を表し、領域６０１ｊは、カム筒６０１に対するバリア群１５０の不作動領域を表す。光軸回り方向にて、不作動領域６０１ｉの幅を「ｄ６０１ｉ」と記し、不作動領域６０１ｊの幅を「ｄ６０１ｉ」と記すと、「ｄ６０１ｉ＞ｄ６０１ｊ」の関係になっている。このため、第１レンズ群１００とバリア群１５０の、光軸方向への移動タイミングについては、レンズ鏡筒が沈胴状態から撮影可能状態へ移行する際、第１レンズ群１００の移動に先立ってバリア群１５０が移動を開始する。よって、バリア主羽根１５４およびバリア副羽根１５５は、第１レンズ群１００の接近に先立って開いている状態となるため、第１レンズ１０１はバリア羽根に衝突することはない。すなわち、レンズ鏡筒は、沈胴状態から撮影可能状態へ移行する際に、まずバリア主羽根１５４およびバリア副羽根１５５が開き、カム筒６０１の作用により、その空いたスペース内に第１レンズ１０１が入り込む構成となっている。したがって、レンズ鏡筒の沈胴時のレンズ全長を短縮するとともに、第１レンズ群１００の移動量を最大限に確保することができる。

次にバリア駆動リング１５２の構成について、図６および図７を参照して説明する。
バリア駆動リング１５２は背面側に、第１レンズ１０１の第１面（Ｒ１面）を受けることができる複数の受け面部１５２ｄを有する。撮影可能状態において、第１レンズ群１００がバリア群１５０と近接した時、受け面部１５２ｄと第１レンズ１０１は相対移動する部品同士の中で最も近づく。撮影可能状態でバリア羽根が開き、その空いたスペースにレンズ群が入り込む構成のレンズ鏡筒では、落下の衝撃などで外力が加わった時、キャップ１５７の前面から第１レンズ１０１の一部が飛び出してしまう可能性がある。その際、第１レンズ１０１の表面に傷が付くと、光学性能を損なうことが懸念される。

そこで、本実施形態ではバリア駆動リング１５２に複数の受け面部１５２ｄを設け、撮影可能状態にて受け面部１５２ｄと第１レンズ１０１が相対移動する部品同士の中で最も近くなるように構成する。また、この受け面部１５２ｄは、第１レンズ１０１のＲ１面を受け面部１５２ｄが受けたとしても、第１レンズ１０１の光学的な有効範囲１０１ａの外側部分を受けるものとする。撮影可能状態にて落下衝撃などで外力が加わった場合、第１レンズ１０１のＲ１面を受け面部１５２ｄが受ける。しかも、複数の受け面部１５２ｄは第１レンズ１０１の有効範囲外（図６に示す範囲１０１ａの外側）であって開口部１５７ａの短辺方向に配置されているので、第１レンズ１０１を広範囲で受けることができる。受け面部１５２ｄは第１レンズ１０１の有効範囲１０１ａの外側部分を受けるため、仮に接触して、受け面部１５２ｄにより第１レンズ１０１に傷が付いたとしても、第１レンズ１０１の光学的な有効範囲１０１ａには傷がつかず、光学性能を低下させることはない。そしてこの当接によって、第１レンズ１０１の一部がキャップ１５７の前面より飛び出し、第１レンズ１０１が傷ついてしまうことを防止できる。

バリア駆動リング１５２が第１レンズ１０１以外の部品、例えば第１レンズ枠１０２の一部を受ける構成の場合には、第１レンズ枠１０２の部品公差が重なり、精度良く第１レンズ１０１を受けることができなくなる。また、バリア駆動リング１５２が第１レンズ枠１０２の一部を受けたとしても、第１レンズ１０１は第１レンズ枠１０２に接着や熱カシメで保持されているので、第１レンズ１０１が第１レンズ枠１０２から外れてしまう可能性が残る。

本実施形態では、第１レンズ１０１をバリア駆動リング１５２の受け面部１５２ｄで受けて、第１レンズ枠１０２から第１レンズ１０１が外れてしまうことを防止できる。また、受け面部１５２ｄは、バリア主羽根１５４の退避スペース内に位置しており、かつバリア主羽根１５４の滑走面の裏側（レンズ面側）に位置しているため、バリアの退避スペースを有効に活用することができる。
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。

１００： 第１レンズ群
１０１： 第１レンズ
１５０： バリア群
１５２： バリア駆動リング
１５２ｄ： 受け面部
１５４： バリア主羽根
１５５： バリア副羽根
６０１： カム筒
６０２： 直進筒

Claims (7)

1. 沈胴状態から繰り出して撮影可能状態となるレンズ鏡筒のバリア装置であって、
   レンズを外部に露出させる開口部を開閉する遮蔽部材と、
   前記遮蔽部材を駆動する駆動部材と、
   光軸方向の前記レンズと前記駆動部材との間隔が、前記レンズ鏡筒が沈胴状態のときは第１距離であり、前記レンズ鏡筒が撮影可能状態のときは前記第１距離よりも小さい第２距離であり、撮影可能状態で前記駆動部材により前記遮蔽部材が開いた後のスペースに前記レンズを移動させて前記間隔を変更する間隔変更部材を備え、
   前記駆動部材は、撮影可能状態で外力が加わった場合に前記駆動部材が前記レンズを受ける受け面部を有することを特徴とするバリア装置。
2. 前記駆動部材の受け面部は、撮影可能状態で外力が加わった場合に前記レンズの光学的な有効範囲外の部分を受けることを特徴とする請求項１に記載のバリア装置。
3. 前記駆動部材は、前記開口部の短辺方向に位置する複数の前記受け面部を有することを特徴とする請求項２に記載のバリア装置。
4. 前記間隔変更部材は、光軸方向における前記レンズと前記駆動部材との相対的な位置関係を規制するカム筒および直進筒を備えることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載のバリア装置。
5. 前記受け面部は、前記遮蔽部材の退避スペース内に位置し、かつ前記遮蔽部材の滑走面よりも前記レンズの側に位置することを特徴とする請求項２ないし４のいずれか１項に記載のバリア装置。
6. 請求項１ないし５のいずれか１項に記載のバリア装置を備えることを特徴とするレンズ鏡筒。
7. 請求項６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。

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