JP6195347B2 - 撮影レンズ鏡筒及び撮像装置 - Google Patents

Description

本発明は、デジタルカメラ等の撮像装置、撮像装置が備える撮影レンズ鏡筒に関する。

被写体像をＣＣＤやＣＭＯＳ等の撮像素子を利用して撮影し、撮影した画像をメモリに取り込むことができるデジタルカメラが普及している。このようなデジタルカメラでは、複数の撮影レンズ群の間隔を変化させることで、撮影画角を変化させる光学ズーム動作を行う。近年、光学ズームの高倍率化とカメラ本体の薄型化の要望が強くなっており、撮影レンズ群の移動ストロークを大きくし、且つ、カメラ本体の小型化が可能な構造の実現が求められている。

そこで、レンズ鏡筒をカメラ本体に収納する沈胴時に、撮影レンズ鏡筒の内部のレンズ群を光軸中心から横方向に退避させて、撮影レンズ鏡筒全体を薄くする手法が取られている。例えば、群内レンズの１つである３群レンズを撮影レンズ鏡筒の内部において光軸と直交する方向に退避して収納することで、撮影レンズ鏡筒全体を薄くする構造が提案されている（特許文献１参照）。また、ズームモータを駆動して回転筒を回転させる沈胴時に、回転筒の回転にしたがってレバーを回転させ、レバーがレンズホルダに当接してレンズホルダを回動させることにより、レンズホルダを回転筒の外側に退避させる構成が提案されている（特許文献２参照）。

特開２００８−４６５０４号公報 特開２０１２−５８３５４号公報

上記特許文献１に記載された技術は、多くのレンズ群を有する構造では有効であるが、３つのレンズ群で構成される等のようにレンズ群の数が少ない場合には、レンズ群の退避スペースの確保が困難になる。特許文献２に記載された技術では、レンズホルダを待避させる構造が複雑になるという問題がある。また、レンズホルダに保持されたレンズ群が光軸上にあるとき、レンズホルダは片当て状態となり、動作むらによって画質が安定しないおそれがある。

本発明は、簡単な構造で退避レンズ群の退避を可能とし、また、安定した画質を得ることができる撮影レンズ鏡筒を提供することを目的とする。

本発明に係る撮影レンズ鏡筒は、撮影状態と収納状態との間で移行可能な撮影レンズ鏡筒であって、レンズ群と、前記レンズ群を保持するレンズ群保持部材と、第１のガイドバーと、第２のガイドバーと、前記第１のガイドバーおよび前記第２のガイドバーに案内され、第１のアクチュエータによって前記レンズ群保持部材を保持した状態で前記撮影レンズ鏡筒の光軸の方向に移動可能な移動ベースと、前記撮影状態から前記収納状態へ移行する際に、第２のアクチュエータによって前記レンズ群保持部材および前記移動ベースを保持した状態で像面側へ後退する移動部材と、を備え、前記撮影レンズ鏡筒が前記撮影状態から前記収納状態へ移行する際に、前記第１のアクチュエータにより前記移動ベースを前記移動部材に近付けた後に、前記第２のアクチュエータによって前記移動部材を前記撮影状態から前記収納状態へ移動させる動作に連動して、前記レンズ群保持部材が前記光軸上に位置する撮影位置から前記光軸から離れた退避位置に移動することを特徴とする。

本発明によれば、退避レンズ群を保持する退避レンズ群保持部材を移動ベースに軸支された状態で撮影位置と待避位置との間で移動可能とし、移動ベースをガイドバーとサブガイドバーとにより支持した状態で光軸方向に移動可能とする。これにより、退避レンズ群を移動させる構造を簡単に構成することができ、移動ベースが安定な状態に支持されることで退避レンズ群も安定な状態に維持され、よって、画質を安定させることができる。

本発明の実施形態に係る撮影レンズ鏡筒を備える撮像装置の一例であるデジタルカメラの外観斜視図及び背面図である。 図１のデジタルカメラの概略構成を示すブロック図である。 図１のデジタルカメラが備える撮影レンズ鏡筒の収納状態における断面図である。 図３の撮影レンズ鏡筒の繰出状態における断面図である。 図３の撮影レンズ鏡筒が収納状態にあるときの退避レンズ群の配置を示す斜視図である。 図３の撮影レンズ鏡筒が撮影状態にあるときの退避レンズ群の配置を示す斜視図である。 図３の撮影レンズ鏡筒が撮影状態から収納状態へ移行するときの退避レンズ群の状態を示している。 図３の撮影レンズ鏡筒に含まれる各レンズ群保持部材の移動軌跡を示す図である。 図３の撮影レンズ鏡筒に含まれる退避レンズ群保持部材の退避時における被退避レバーの動作の様子を示す図である。

以下に本発明の実施形態について添付図面を参照して詳細に説明する。図１（ａ）は、本実施形態に係る撮影レンズ鏡筒を備える撮像装置の一例であるデジタルカメラの外観斜視図である。図１（ｂ）は、図１（ａ）に示すデジタルカメラの背面図である。

図１に示すデジタルカメラ１００は、撮影倍率を変更できるズーム機構を有する撮影レンズ鏡筒１５０を備える。なお、撮影レンズ鏡筒１５０の構成については、後に詳細に説明する。デジタルカメラ１００の本体の上面には、レリーズボタン１０１、ズーム切換えスイッチ１０２及び電源切り換えボタン１０３が配置されている。また、デジタルカメラ１００の本体の正面上部には、測光測距を行う際の光源補助を行う補助光照射口１０４、ファインダ１０５及びストロボ１０６が配置されている。

デジタルカメラ１００の本体の背面には、操作ボタン１０９，１１０，１１１，１１２，１１３，１１４が配置されている。ユーザは、これらの操作ボタン１０９〜１１４を操作することにより、デジタルカメラ１００の様々な機能の切り換えを行うことができる。また、デジタルカメラ１００の本体の背面には、被写体を視認するためのファインダ接眼部１０７と、液晶パネルからなるディスプレイ１０８が配置されている。ディスプレイ１０８には、撮影中の被写体やメモリ２１４（図２参照）に保存された画像、メモリカードドライブ２１６（図２参照）から読み込んだ画像、操作ボタン１０９〜１１４の操作に伴うメニュー画面等が表示可能となっている。

図２は、デジタルカメラ１００の概略構成を示すブロック図である。なお、図２におけるデジタルカメラ１００の構成要素のうち、図１に示した構成要素と同じものについては同じ符号を付し、説明を省略するものとする。

デジタルカメラ１００は、バス２０２を介して通信可能に接続された駆動回路２０１と、制御部を構成するＣＰＵ２０３、ＲＯＭ２０４及びＲＡＭ２０５を備える。ＣＰＵ２０３は、デジタルカメラ１００の全体的制御を司る。ＲＯＭ２０４には、デジタルカメラ１００の各種機能を実行させるために必要なプログラム等が記憶されており、ＲＡＭ２０５には、各種の制御プログラムに必要なデータ等が記憶されている。ＣＰＵ２０３は、ＲＯＭ２０４に格納されたプログラムをＲＡＭ２０５に展開し、実行することにより、デジタルカメラ１００を構成する各種の駆動要素の動作を制御する。

バス２０２には、レリーズボタン１０１、ズーム切換えスイッチ１０２、電源切り換えボタン１０３、ディスプレイ１０８、操作ボタン１０９〜１１４、メモリ２１４、圧縮伸張部２１５及びメモリカードドライブ２１６が接続されている。駆動回路２０１には、フォーカス駆動機構２５１、ズーム機構２５２、シャッタ駆動機構２０６、絞り駆動機構２０８、ＣＣＤやＣＭＯＳ等の撮像素子２１０及びストロボ１０６が接続されている。駆動回路２０１は、ＣＰＵ２０３からの指令信号に従い、駆動回路２０１に接続された各種の駆動機構等を動作させる。

フォーカス駆動機構２５１は、フォーカスレンズ２５０を駆動する。ズーム機構２５２は、撮影レンズ鏡筒１５０のズーム動作を制御する。シャッタ駆動機構２０６は、シャッタ２０７を駆動する。絞り駆動機構２０８は、絞り２０９を駆動する。撮像素子２１０から出力されるアナログ電気信号はアナログ信号処理部２１１へ入力され、アナログ信号処理部２１１は、取得したアナログ電気信号に所定の処理を施し、Ａ／Ｄ変換部２１２へ出力する。

Ａ／Ｄ変換部２１２は、取得したアナログ電気信号をデジタル信号に変換し、生成したデジタル信号をデジタル信号処理部２１３へ出力する。デジタル信号処理部２１３は、デジタル信号に所定の処理を施してメモリ２１４に記憶する。メモリ２１４に記憶された画像データやメモリカードドライブ２１６に記憶されている画像データは、圧縮伸張部２１５によって伸張処理され、伸張処理後の画像データがバス２０２を介してディスプレイ１０８に表示される。

図３は、撮影レンズ鏡筒１５０の収納状態（沈胴状態）における断面図である。図４は、撮影レンズ鏡筒１５０の撮影状態（使用状態（繰出状態））における断面図である。撮影レンズ鏡筒１５０は、撮影状態から沈胴動作により収納状態へ移行し、収納状態から繰出動作により撮影状態へ移行する。撮影レンズ鏡筒１５０は、退避レンズ群３０１、第一レンズ群３１４及び第二レンズ群３１６を備える。

第一レンズ群３１４は、第一レンズ群保持部材３１５に保持されている。第二レンズ群３１６は、第一レンズ群３１４の背後（撮像素子２１０側）に配置されており、第二レンズ群保持部材３１７に保持されている。退避レンズ群３０１は、図２に示したフォーカスレンズ２５０であり、退避レンズ群保持部材３０２に保持されて、第二レンズ群３１６の背後に配置されている。第一レンズ群保持部材３１５の外周には移動カム環３１９が配置されており、第一レンズ群保持部材３１５の内周には直進筒３１８が配置されている。移動カム環３１９と直進筒３１８はバヨネット結合しており、回転自在でありつつ、一体的に光軸方向に移動できるようになっている。

移動カム環３１９の外周には固定カム環３２０が配置され、固定カム環３２０の外周には駆動環３２１が配置され、駆動環３２１の外周には保持筒３２２が配置されている。駆動環３２１がズーム機構２５２から動力を伝達されることで回転し、その回転力が移動カム環３１９を回転させる。ここで、固定カム環３２０の内周にはカム溝が設けられており、このカム溝に移動カム環３１９が追従することによって移動カム環３１９は光軸方向に回転しながら移動する。このとき、直進筒３１８も一体となって光軸方向に移動するが、直進筒３１８は固定カム環３２０によって回転しないように直進規制されている。

移動カム環３１９の内周にはカム溝が設けられており、第一レンズ群保持部材３１５と第二レンズ群保持部材３１７がそれぞれ異なったカム軌跡で追従できるようになっている。第一レンズ群保持部材３１５と第二レンズ群保持部材３１７は、直進筒３１８で直進保持されているため、回転せずに光軸方向に移動する。撮影レンズ鏡筒１５０の最背面には撮像素子２１０が配置されており、撮像素子２１０は撮像素子保持部材３１３に保持されている。なお、図３及び図４に示す移動群３０３、移動ベース３０４、リードスクリュ３１１、ステッピングモータ３１０、ナット３１２及び退避群浮防止バネ３２３については、図５乃至図７を参照して以下に説明する。

図５乃至図７は、退避レンズ群３０１の退避構造を示す斜視図である。図５は、撮影レンズ鏡筒１５０が収納状態にあるときの退避レンズ群３０１の配置を示す斜視図である。図６は、撮影レンズ鏡筒１５０が撮影状態にあるときの退避レンズ群３０１の配置を示す斜視図である。図７は、撮影レンズ鏡筒１５０が撮影状態から収納状態へ移行するときの退避レンズ群３０１の状態を示している。

移動ベース３０４には、軸形状の軸部材５０７が取り付けられている。軸部材５０７には、軸部材５０７に対して回転可能に退避レンズ群保持部材３０２が軸支されている。撮影レンズ鏡筒１５０が撮影状態にあるとき、退避レンズ群保持部材３０２は、移動ベース３０４に対して光軸中心に保持されるように、移動ベース３０４に設けられた切り欠き部３０４ａに退避レンズ群保持部材３０２に設けられた突起部３０２ａが係止されると共に、トーションばね５０８によって付勢される。

駆動環３２１の内周にはカム溝が設けられており、このカム溝に移動群３０３に設けられたフォロワ５０９が追従することによって、移動群３０３は、光軸方向に移動可能であり、その際には固定カム環３２０により直進保持される。移動群３０３には、アクチュエータであるステッピングモータ３１０が設置されている（図３，４参照）。また、移動群３０３には、ガイドバー５０５とサブガイドバー５０６が固定されている。

ステッピングモータ３１０にはリードスクリュ３１１が取り付けられており、リードスクリュ３１１にはナット３１２が螺合している。ナット３１２は移動ベース３０４に固定されている。よって、駆動環３２１を回転させることにより移動群３０３が光軸方向に移動するときには、移動ベース３０４が移動群３０３と一体的に光軸方向に移動する。そして、ステッピングモータ３１０を動作させると、移動ベース３０４は、ガイドバー５０５とサブガイドバー５０６に支持された状態で、リードスクリュ３１１に対するナット３１２の位置の移動にしたがって光軸方向に移動する。よって、移動ベース３０４は、光軸方向に安定した状態で移動することができるため、移動ベース３０４に取り付けられた状態にある退避レンズ群保持部材３０２が保持する退避レンズ群３０１を安定させることができ、これにより安定した画質を得ることができる。

退避レンズ群３０１はフォーカスレンズであるので、デジタルカメラ１００では、被写体の結像位置にしたがってステッピングモータ３１０を動作させることで合焦動作を行う。よって、ステッピングモータ３１０は、移動ベース３０４を移動させるだけの能力を有していればよい。

退避レンズ群保持部材３０２の背面側に配置された撮像素子保持部材３１３には、退避レンズ群保持部材３０２側に突出する退避レバー５１３ａが設けられている。また、退避レンズ群保持部材３０２には被退避レバー５０２ａが設けられている。図７に示すように、撮影レンズ鏡筒１５０を撮影状態から収納状態へ移行させる収納動作に伴って、退避レバー５１３ａが被退避レバー５０２ａに回転力を与える。これにより、図５に示すように退避レンズ群保持部材３０２が回転することで、退避レンズ群保持部材３０２に保持された退避レンズ群３０１は、光軸上の撮影位置から光軸から離れた退避位置へ移動する。このように、本実施形態では、退避レンズ群保持部材３０２の撮影位置と待避位置との間の移動を簡単な構造で実現している。

図５乃至図７に示されるように、退避レンズ群保持部材３０２が退避位置に移動したときに、退避レンズ群３０１と退避レンズ群保持部材３０２の大部分が撮像素子保持部材３１３と移動群３０３により形成された凹部に収容される構造となっている。このように、退避レンズ群保持部材３０２の退避スペースを撮影レンズ鏡筒１５０の構成部材の内部とすることにより、撮影レンズ鏡筒１５０を小型化すると共に、デジタルカメラ１００全体を小型化することができる。

退避レンズ群保持部材３０２が退避位置に移動する際には、撮像素子保持部材３１３側から退避レバー５１３ａが退避レンズ群保持部材３０２を押し上げるように力が作用するため、退避レンズ群保持部材３０２が浮き上がろうとしてしまう。この浮き上がりはサブガイドバー５０６によって支持されている部分で顕著となる。そこで、撮影レンズ鏡筒１５０の収納動作では、退避レンズ群保持部材３０２の前方にある第二レンズ群保持部材３１７に配置された退避群浮防止バネ３２３（図３参照）によって移動ベース３０４が浮かないように背後方向に向けて付勢力を与えている。

なお、退避レンズ群保持部材３０２の浮き上がりを防止する方法として、移動ベース３０４が浮かないように、被写体側に配置される第二レンズ群保持部材３１７との間の空間が常に狭く維持されるように移動ベース３０４と近接させることでも、同様の効果が得られる。その場合、第二レンズ群保持部材３１７自体が、退避群浮防止手段として機能する。

図８は、撮影レンズ鏡筒１５０に含まれる各レンズ群保持部材の移動軌跡を示す図である。撮影レンズ鏡筒１５０の収納動作時（沈胴動作時）には、移動ベース３０４と第二レンズ群保持部材３１７とが接近した状態で、略同一の軌跡を辿りながら光軸方向で移動する。これにより、移動ベース３０４と第二レンズ群保持部材３１７との間の空間を一定に保つことができ、移動ベース３０４の浮き上がりを抑制することができる。

撮影レンズ鏡筒１５０を撮影状態から沈胴させて収納状態へ移行させるときのシーケンスとしては、先ず、ステッピングモータ３１０を駆動して、移動ベース３０４を移動群３０３へ近付ける。つまり、図６の撮影状態から図７の収納途中状態へ移動させる。図７の状態では、退避レバー５１３ａは、まだ、被退避レバー５０２ａに対して当接していない。その後、駆動環３２１を回転させることによって移動群３０３を収納位置へ移動させる収納動作を行うと、この動きに連動して退避レバー５１３ａが被退避レバー５０２ａに回転力を与えることで、退避レンズ群保持部材３０２が撮影位置から退避位置へ移動する。更に、ステッピングモータ３１０を駆動して、移動ベース３０４を移動群３０３へ当接させる。これにより撮影レンズ鏡筒１５０全体を図５の収納状態とする。

図９は、退避レンズ群保持部材３０２の退避時における被退避レバー５０２ａの動作の様子を示す図である。被退避レバー５０２ａは、退避レバー５１３ａのテーパー部５１３ｂに接触し、テーパー部５１３ｂに沿って滑ることにより、退避レンズ群保持部材３０２が回転する。その後、被退避レバー５０２ａは、テーパー部５１３ｂに対する当接を終了して、側壁部５１３ｃの側面を収納方向へ移動する。

以上のシーケンスでは、ステッピングモータ３１０の駆動力で退避レンズ群保持部材３０２を回転させる必要がなく、前述の通り、ステッピングモータ３１０は、移動ベース３０４を移動させるだけの能力を有していればよい。よって、ステッピングモータ３１０は大きなトルクを発生する必要がなく、ステッピングモータ３１０の大型化を回避することができる。また、被退避レバー５０２ａが退避レバー５１３ａに当接する前に、図８に示したように移動ベース３０４と第二レンズ群保持部材３１７とが接近した状態で略同一の軌跡を辿ることで、退避レンズ群保持部材３０２をタイミングよく退避させることができる。

以上の説明の通り、本実施形態によれば、退避レンズ群３０１を保持する退避レンズ群保持部材３０２は、移動ベース３０４に設けられた軸部材５０７に軸支されると共に、移動ベース３０４に対して退避可能に保持される。また、移動ベース３０４をガイドバー５０５とサブガイドバー５０６により支持している。そのため、撮影時に退避レンズ群３０１を安定な状態に維持することができ、画質を安定させることができる。

また、撮影レンズ鏡筒１５０の沈胴動作時に移動ベース３０４と第二レンズ群保持部材３１７を接近させた状態で略同一の軌跡を辿るようにすることで、移動ベース３０４の浮き上がりを抑制しつつ、退避レンズ群保持部材３０２をタイミングよく収納することができる。更に、退避レンズ群保持部材３０２の退避スペースを撮影レンズ鏡筒１５０の構成部材の内部に設けることにより、撮影レンズ鏡筒１５０を小型化し、ひいては、デジタルカメラ１００全体を小型化することができる。

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。例えば、上記実施形態では、移動ベース３０４を駆動するアクチュエータとしてステッピングモータ３１０を用いたが、これに限られず、ボイスコイルモータを用いてもよい。

１００ デジタルカメラ（撮像装置）
１５０ 撮影レンズ鏡筒
３０１ 退避レンズ群
３０２ 退避レンズ群保持部材
３０３ 移動群
３０４ 移動ベース
３１０ ステッピングモータ
３１７ 第二レンズ群保持部材
５０２ａ 被退避レバー
５０５ ガイドバー
５０６ サブガイドバー
５０７ 軸部材
５０８ トーションばね
５１３ａ 退避レバー

Claims (8)

1. 撮影状態と収納状態との間で移行可能な撮影レンズ鏡筒であって、
   レンズ群と、
   前記レンズ群を保持するレンズ群保持部材と、
   第１のガイドバーと、
   第２のガイドバーと、
   前記第１のガイドバーおよび前記第２のガイドバーに案内され、第１のアクチュエータによって前記レンズ群保持部材を保持した状態で前記撮影レンズ鏡筒の光軸の方向に移動可能な移動ベースと、
   前記撮影状態から前記収納状態へ移行する際に、第２のアクチュエータによって前記レンズ群保持部材および前記移動ベースを保持した状態で像面側へ後退する移動部材と、を備え、
   前記撮影レンズ鏡筒が前記撮影状態から前記収納状態へ移行する際に、前記第１のアクチュエータにより前記移動ベースを前記移動部材に近付けた後に、前記第２のアクチュエータによって前記移動部材を前記撮影状態から前記収納状態へ移動させる動作に連動して、前記レンズ群保持部材が前記光軸上に位置する撮影位置から前記光軸から離れた退避位置に移動することを特徴とする撮影レンズ鏡筒。
2. 前記移動ベースを前記移動部材へ向けて付勢する付勢手段を備えることを特徴とする請求項１に記載の撮影レンズ鏡筒。
3. 内周面にカム溝が設けられた駆動環と、
   前記光軸を中心として前記駆動環を回転駆動する駆動手段と、を備え、
   前記移動部材は、前記カム溝と係合するフォロワを有し、前記駆動環の回転時に前記フォロワが前記カム溝に追従することで前記光軸の方向に移動することを特徴とする請求項１又は２に記載の撮影レンズ鏡筒。
4. 前記レンズ群保持部材を軸支する軸部材が前記移動ベースに設けられていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の撮影レンズ鏡筒。
5. 前記移動ベースよりも前記撮影レンズ鏡筒の先端側に配置された別のレンズ群を保持する別のレンズ群保持部材を備え、
   前記別のレンズ群保持部材は、前記撮影レンズ鏡筒が前記撮影状態から前記収納状態へ移行する際に、前記移動ベースに接近し、前記移動ベースと略同一の軌跡を辿りながら前記光軸の方向で移動することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の撮影レンズ鏡筒。
6. 前記第１のアクチュエータは、ステッピングモータまたはボイスコイルモータであることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の撮影レンズ鏡筒。
7. 請求項１乃至６のいずれか１項に記載の撮影レンズ鏡筒を備えることを特徴とする撮像装置。
8. 前記撮影レンズ鏡筒が備える前記レンズ群保持部材の背面側に配置された撮像素子と、 前記撮像素子を保持し、前記レンズ群保持部材に向けて突出する退避レバーを有する撮像素子保持部材と、を有し、
   前記レンズ群保持部材は、前記撮影レンズ鏡筒が前記撮影状態から前記収納状態へ移行する際に前記退避レバーによって回転力が与えることで前記レンズ群保持部材を前記撮影位置から前記退避位置へ移動させる被退避レバーを有することを特徴とする請求項７に記載の撮像装置。

Images