JP6257342B2 - 光学機器 - Google Patents

Description

本発明は、例えば、銀塩カメラ、デジタルスチルカメラ、デジタルビデオカメラ等の撮像装置を含む光学機器に関し、特にレンズを開閉可能に覆うバリア機構を備える光学機器に関する。

デジタルカメラ等では、被写体側に露出するレンズを開閉可能に覆うバリア機構をレンズ鏡筒に設けたものがある。

例えば、バリアリングに軸支されたバリア羽根がバリアリングの回転によりバリアリングとともに回転（公転）し、かつバリアリングに対して回動（自転）するバリア機構が提案されている（特許文献１）。

また、第１のバリア羽根、第２のバリア羽根、及び第３のバリア羽根を有し、第１及び第２のバリア羽根は、光軸方向に互いに重なり、第３のバリア羽根は、第１及び第２のバリア羽根と光軸方向に重ならないバリア機構が提案されている（特許文献２）。

特開２００８−１８５７２８号公報 特開２０１０−７２０６０号公報

ところで、イメージサークルの大型化や広角化により、レンズの外形に対してバリア機構を搭載するためには、レンズ鏡筒の外径ひいてはカメラの大型化を招くことになる。

この場合、バリア羽根の枚数を増やすことで、バリア機構の開口部に対して鏡筒外径を小さくできるが、バリア羽根の枚数を増やすと、閉状態でバリア羽根同士の合わせ部分に隙間が生じないように、バリア羽根の回動軸の軸受部の位置精度を高くする必要がある。

しかし、上記特許文献１では、バリア羽根の回動軸の軸受部がバリアリングの回転方向に移動するため、軸受部の位置精度を高めるには不利になる。

一方、上記特許文献２では、バリア羽根の回動軸の軸受部は移動しないが、閉状態で第１及び第２のバリア羽根で覆いきれない開口部の隙間を第１及び第２のバリア羽根より小さい第３のバリア羽根で覆うようにしている。これは、バリア羽根の枚数を増やしたことに起因するが、第３のバリア羽根は、第１及び第２のバリア羽根に対して独立して開閉駆動されるため、別途に付勢部材が必要になって構造が複雑になるとともに、組立も面倒になる。

図２５を参照して、バリア羽根３０２の閉状態で開口部に隙間が生じる点について説明する。図２５に示すように、バリアカバー３０１の開口部３０１ａは、矩形状に形成され、バリア羽根３０２の回動軸３０３は、開口部３０１ａの長辺と平行な開口部３０１ａの中心線上に配置されている。

バリア羽根３０２が開状態から軸３０３を中心に図の矢印Ａ方向に開口部３０１ａの図の右上角部を覆う最小角度θ１回動した位置では、開口部３０１ａの図の左上の部分３０１ａ１が覆われず、隙間が生じる。これは、バリア羽根３０２が軸３０３を中心に最小角度θ１回動したときに、バリア羽根３０２の外径の外接円の中心が図のＸ１，Ｙ１方向に移動して、回動後のバリア羽根３０２の外径の外接円の中心が図の右側にずれるためである。

そこで、本発明は、バリア羽根の枚数を増してバリア機構の開口部に対する鏡筒の外径を小さくしても、構造の複雑化や組立性の低下を招くことなく、閉状態でバリア羽根同士の合わせ部及び開口部に隙間が生じないようにす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、開口部を介して被写体側に露出するレンズを開閉可能に覆うバリア機構を備える光学機器であって、前記バリア機構は、バリア駆動環と、光軸方向に重なって配置され、前記バリア駆動環により駆動されて、前記開口部を開閉する方向に回動する複数のバリア羽根と、前記バリア駆動環の外周側に配置され、前記複数のバリア羽根を保持するバリア筒と、を備え、前記複数のバリア羽根は、像面側に配置され、前記バリア筒に対して第１の軸を介して前記開閉する方向に回動可能に支持される主バリア羽根と、前記主バリア羽根の被写体側に設けられた第２の軸に対して前記開閉する方向に回動可能に支持される複数の副バリア羽根と、を有し、前記第２の軸は、前記第１の軸に対して平行に配置されていることを特徴とする。

本発明によれば、バリア羽根の枚数を増してバリア機構の開口部に対する鏡筒の外径を小さくしても、構造の複雑化や組立性の低下を招くことなく、閉状態でバリア羽根同士の合わせ部及び開口部に隙間が生じないようにすることができる。

本発明の光学機器の実施形態の一例であるデジタルスチルカメラを正面側（被写体側）から見た図である。 レンズ鏡筒の撮影位置での断面図である。 レンズ鏡筒の沈胴位置での断面図である。 バリア機構を被写体側から見た分解斜視図である。 バリア機構を像面側から見た分解斜視図である。 バリア羽根が閉状態のバリア機構を被写体側から見た図である。 バリア羽根が開状態のバリア機構を被写体側から見た図である。 バリア羽根が閉状態のバリア機構を像面側から見た図である。 バリア羽根が開状態のバリア機構を像面側から見た図である。 バリア羽根が閉状態のバリア機構において、バリアカバー及びそれぞれ対をなすバリア羽根のうちの一方のバリア羽根を取り外した状態を被写体側から見た図である。 図１０の状態の斜視図である。 それぞれ対をなすバリア羽根の一方のバリア羽根の閉状態を示す斜視図である。 樹脂材からなるバリア羽根と金属材からなるバリア羽根との閉状態での関係を示す斜視図である。 樹脂材からなるバリア羽根と金属材からなるバリア羽根との開状態での関係を示す斜視図である。 バリア機構の部分拡大断面図である。 バリア羽根が閉状態でのバリア機構の側面図である。 バリア羽根の閉状態でのバリア機構を像面側から見た図である。 バリア羽根の閉状態でのバリア機構を被写体側から見た斜視図である。 バリア羽根の開状態でのバリア機構を被写体側から見た斜視図である。 移動カム筒とバリア駆動環との関係を示す断面図である。 バリア羽根が閉状態のバリア機構において、それぞれ対をなすバリア羽根のうちの一方のバリア羽根を取り外した状態を像面側から見た図である。 バリア羽根が閉状態のバリア機構において、バリアカバー及びそれぞれ複数の対をなすバリア羽根のうちの一部のバリア羽根を取り外した状態を被写体側から見た図である。 最も被写体側に配置されるバリア羽根とバリアカバーとの位置関係を示す図である。 ２つの軸を用いたバリア羽根の開閉動作を説明するための概略図である。 従来のバリア機構を示す概略図である。

以下、図面を参照して、本発明の実施形態の一例を説明する。

図１は、本発明の光学機器の実施形態の一例であるデジタルスチルカメラを正面側（被写体側）から見た図である。

図１に示すように、本実施形態のデジタルスチルカメラは、カメラ本体２００の正面側に、バリア機構を備えるレンズ鏡筒２０１、及びストロボユニット２０２等が設けられ、カメラ本体２００の上面部には、レリーズボタン２０３等が設けられる。また、カメラ本体２００の背面側には、不図示の表示ユニットや操作ボタン群等が設けられる。

レンズ鏡筒２０１は、カメラ本体２００の不図示の電源スイッチがＯＮ操作されることで、図に示す沈胴位置から撮影位置に繰り出し動作し、また、電源スイッチがＯＦＦ操作されることで、撮影位置から沈胴位置に繰り込み動作する。そして、レンズ鏡筒２０１の撮影位置で、レリーズボタン２０３が押されると、レンズ鏡筒２０１内の撮影光学系を通過してＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサ等の撮像素子８０（図２参照）に結像した被写体光が電気信号に光電変換され、画像が生成される。被写体が暗い場合は、ストロボユニット２０２が発光して、ストロボ光が被写体に照射される。また、レンズ鏡筒２０１には、撮影時に被写体側に露出する第１レンズユニット１０（図２参照）を開閉可能に覆うバリア機構が設けられる。

図２は、レンズ鏡筒２０１の撮影位置での断面図である。図３は、レンズ鏡筒２０１の沈胴位置での断面図である。

図２及び図３に示すように、レンズ鏡筒２０１は、バリア筒９、第１鏡筒１１、第２鏡筒２１、第３鏡筒３１、第４鏡筒４１、第５鏡筒５１、第６鏡筒６１、移動カム筒７１、化粧筒７２、固定筒７３、駆動カム筒７４、カバー筒７５及び素子ホルダ８１を有する。

バリア筒９は、最も被写体側に配置され、後述するバリア機構を構成する。バリア筒９は、ズーム動作中は第１鏡筒１１と一体となって光軸方向に移動する。また、バリア筒９には、沈胴位置でのみ、第１鏡筒１１との光軸方向の間隔が離れるようなカム軌跡のカム溝が形成されている。

第１鏡筒１１は、第１レンズユニット１０を保持し、第１レンズユニット１０と一体に光軸方向に移動する。第１鏡筒１１の像面側の端部内周部には、不図示のカムピンが設けられている。第１鏡筒１１には、第１レンズユニット１０が固定された第１レンズ保持枠１２が接着等により組み込まれ、第１レンズ保持枠１２には、遮光シート１３が取り付けられる。

第２鏡筒２１は、第２レンズユニット２０を保持している。第２鏡筒２１に設けられた不図示のカムピンは、移動カム筒７１のカム溝７１ｅに係合している。

第３鏡筒３１には、第３レンズユニット３０が固定された第３レンズ保持枠３２が接着等により組み込まれている。第３鏡筒３１に設けられた不図示のカムピンは、移動カム筒７１のカム溝７１ｅに係合している。また、第３鏡筒３１には、絞り／シャッタユニット３３が取り付けられている。

絞り／シャッタユニット３３は、不図示のフレキシブル基板を介して不図示の制御基板に接続されている。絞り／シャッタユニット３３は、被写体側に４枚のシャッタ羽根を有し、像面側に９枚の絞り羽根を有する。４枚のシャッタ羽根は、電磁駆動により開閉動作し、撮像素子８０の露光量を制御する。また、９枚の絞り羽根は、不図示のモータにより開閉動作して、絞り開口径を変化させ、光量を調節する。

第４鏡筒４１は、第４レンズユニット４０を保持した第４レンズ保持枠４２を光軸に直交する方向にシフト可能に保持している。第４レンズ保持枠４２は、周方向に互いに９０度位相が異なる位置で２つの不図示のマグネットを保持している。また、第４レンズ保持枠４２は、３つのボール４３を挟んで第４鏡筒４１に対して不図示のバネの付勢力によって光軸方向に押し付けられている。第４鏡筒４１には、不図示のカムピンが設けられており、カムピンは、移動カム筒７１の内周部に形成されたカム溝７１ｆに係合している。

また、第４鏡筒４１には、上記２つのマグネットを挟む位置に不図示のコイルと不図示のホール素子とが設けられている。不図示のフレキシブル基板を介してコイルに通電すると、第４レンズ保持枠４２は、コイルとマグネット間に発生した電磁力によって光軸に直交する方向にシフトする。

このとき、第４レンズ保持枠４２は、ボール４３の転動を介して光軸に直交する方向にガイドされる。ホール素子は、第４レンズ保持枠４２に保持されたマグネットの位置変化に応じた信号を出力するため、該信号に基づいて第４レンズ保持枠４２のシフト量を検出することができる。

第５鏡筒５１は、第５レンズユニット５０を保持している。第５鏡筒５１は、第６鏡筒６１に固定された不図示の２本のガイドバーによって光軸方向に移動可能に支持されている。ＡＦモータ５２の出力軸には、スクリューネジ５２ａが形成されており、スクリューネジ５２ａには、第５鏡筒５１に固定されたラック５３が螺合している。従って、ＡＦモータ５２が回転すると、スクリューネジ５２ａとラック５３とのネジ作用によって第５鏡筒５１が光軸方向に移動する。

第６鏡筒６１は、第６レンズユニット６０を保持している。第６鏡筒６１には、不図示のカムピンが設けられており、カムピンは、駆動カム筒７４の内周部に形成されたカム溝７４ｂに係合している。第６鏡筒６１には、直進キー６２が一体に設けられている。また、第６鏡筒６１の像面側の端部外周部には、不図示のキー部が設けられ、キー部は、固定筒７３の内周側に形成された不図示の直進溝に係合している。これにより、第６鏡筒６１及び直進キー６２は、固定筒７３に対する回転が規制された状態で直進溝に沿って光軸方向に移動可能になっている。

素子ホルダ８１は、撮像素子８０を保持する。撮像素子８０の被写体側には、ＩＲカットフィルタ７０が配置されている。ＩＲカットフィルタ７０及び撮像素子８０を含む撮像素子ユニットは、素子ホルダ８１に不図示のビスにより固定されている。

移動カム筒７１は、外周部に後述するレバー駆動溝７１ｈ（図２０参照）及びカム溝７１ｄが形成され、内周部にカム溝７１ｅ，７１ｆ，７１ｇが形成されている。また、移動カム筒７１には、カムピン７１ａ、ドライブピン７１ｂ、及び爪部７１ｃが設けられている。

化粧筒７２は、バリア筒９及び第１鏡筒１１の外周側で移動カム筒７１に一体に取り付けられ、移動カム筒７１のカムピンやカム溝等が外観から見えない様に覆う。

固定筒７３は、内周部にカム溝７３ａが形成され、カム溝７３ａには、移動カム筒７１のカムピン７１ａが係合している。

駆動カム筒７４は、固定筒７３の外周側に回転可能に設けられている。駆動カム筒７４の外周部には、不図示のギア部が一体に形成されている。ギア部は、不図示の減速機構を介して不図示のＰＺモータに接続されている。駆動カム筒７４の内周部には、第６鏡筒６１のカムピンが係合するカム溝７４ｂが形成されている。従って、駆動カム筒７４の回転により、第６鏡筒６１は、カム溝７４ｂに沿って光軸方向に移動する。

次に、レンズ鏡筒２０１の動作について説明する。

ＰＺモータの駆動により、駆動カム筒７４が回転する。駆動カム筒７４の内周部には、光軸方向に沿って延びる溝部７４ａが形成され、溝部７４ａには、移動カム筒７１のドライブピン７１ｂが係合している。これにより、駆動カム筒７４の回転に伴い、移動カム筒７１も回転する。移動カム筒７１は、カムピン７１ａが固定筒７３のカム溝７３ａに係合しているため、回転しながら光軸方向に移動する。

移動カム筒７１が回転すると、第１鏡筒１１の内周部の不図示のカムピンが移動カム筒７１の外周部のカム溝７１ｄのリフトによって光軸方向への駆動力を受ける。この際、第１鏡筒１１に形成された不図示の直進溝は、第２鏡筒２１に設けられた不図示の直進キーに沿って移動する。

また、第１鏡筒１１には、バリア筒９の不図示の直進キーに係合する不図示の直進溝が形成されている。バリア筒９のカムピン９ａ（図４参照）は、移動カム筒７１の外周部のカム溝７１ｃのリフトによって光軸方向への駆動力を受ける。従って、移動カム筒７１が回転することにより、第１鏡筒１１及びバリア筒９は、回転が規制された状態で光軸方向に移動可能となっている。

更に、移動カム筒７１が回転すると、第２鏡筒２１、第３鏡筒３１及び第４鏡筒４１は、カム溝７１ｅ，７１ｆ，７１ｇのリフトによって光軸方向に移動する。このとき、第２鏡筒２１、第３鏡筒３１及び第４鏡筒４１は、直進キー６２による不図示の直進ガイド機構により回転が規制される。

このようにして、レンズ鏡筒２０１は、沈胴位置から撮影位置のワイド端に繰り出され、ワイド端とテレ端との間でズーミングを行うことができる。また、ＡＦモータ５２により、第５鏡筒５１を光軸方向に移動させることで、フォーカシングを行うことができる。

次に、図４乃至図２２を参照して、レンズ鏡筒２０１に設けられたバリア機構について説明する。

図４は、バリア機構を被写体側から見た分解斜視図である。図５は、バリア機構を像面側から見た分解斜視図である。

図４及び図５に示すように、バリア機構は、バリア羽根１〜４、バリアカバー５、コイルスプリング６、バリア駆動環７、化粧板８、及びバリア筒９を有する。

バリア羽根１〜４は、それぞれ一対で組をなしている。一対のバリア羽根１〜４は、互いに反対方向に回動可能とされ、バリアカバー５の開口部５ａを開閉可能に覆うようになっている。

また、バリア羽根１は、樹脂材で形成され、バリア羽根２〜４は、金属材で形成されている。バリア羽根１〜４は、開状態でそれぞれ光軸方向に重ねて配置される。バリアカバー５、バリア駆動環７、化粧板８、及びバリア筒９は、それぞれ樹脂材で形成され、バリアカバー５は、ビス１９によりバリア筒９に固定される。ここで、バリア羽根１、バリア羽根２、バリア羽根３及びバリア羽根４は、それぞれ本発明の第１のバリア羽根、第２のバリア羽根、第３のバリア羽根及び第４のバリア羽根の一例に相当する。

図６は、バリア羽根１〜４が閉状態のバリア機構を被写体側から見た図である。図７は、バリア羽根１〜４が開状態のバリア機構を被写体側から見た図である。図８は、バリア羽根１〜４が閉状態のバリア機構を像面側から見た図である。図９は、バリア羽根１〜４が開状態のバリア機構を像面側から見た図である。なお、図８及び図９では、バリア駆動環７及びバリア筒９の図示を省略している。

図１０は、バリア羽根１〜４が閉状態のバリア機構において、バリアカバー５及びそれぞれ対をなすバリア羽根１〜４のうちの一方のバリア羽根２〜４を取り外した状態を被写体側から見た図である。図１１は、図１０の状態の斜視図である。図１２は、それぞれ対をなすバリア羽根１〜４の一方のバリア羽根１〜４の閉状態を示す斜視図である。図１３は、バリア羽根１とバリア羽根２との閉状態での関係を示す斜視図である。図１４は、バリア羽根１とバリア羽根２との開状態での関係を示す斜視図である。図１５は、バリア機構の部分拡大断面図である。図１６は、バリア羽根１〜４が閉状態でのバリア機構の側面図である。

図４、図５及び図１０に示すように、バリア駆動環７には、径方向外側に突出するフランジ部７ｃが周方向に１８０°離間して２カ所設けられている。また、バリア駆動環７には、径方向外側に突出するフランジ部７ｄがフランジ部７ｃに対して９０°位相を代えて周方向に１８０°離間して２カ所設けられている。

バリア筒９は、バリア駆動環７の外周側に配置され、バリア駆動環７のフランジ部７ｃ，７ｄに対応する位置には、それぞれバヨネット爪部９ｃ，９ｄが設けられている。バリア駆動環７のフランジ部７ｃ，７ｄをバリア筒９のバヨネット爪部９ｃ，９ｄにバヨネット結合させることで、バリア駆動環７の光軸方向におけるバリア筒９に対する被写体側の位置が決められる。

また、図１５に示すように、バリア駆動環７の像面側の面に対してバリア駆動環７のレール部７ｅとバリア筒９のレール部９ｇとが光軸方向に当接することで、バリア駆動環７の光軸方向におけるバリア筒９に対する像面側での位置が決められる。図４、図５及び図１５に示すように、バリア駆動環７には、像面側に突出する突起部７ｈが周方向に略等間隔で３カ所形成されている。突起部７ｈは、突起部７ｈに対応してバリア筒９に形成された円弧溝９ｈに径方向に挿入されて該円弧溝９ｈの内周面に当接する。これにより、バリア筒９に対してバリア駆動環７が回転可能に保持される。

バリアカバー５は、バリア筒９より大径に形成され、図６及び図７に示すように、第１レンズユニット１０の被写体側における有効開口領域（撮像に有効な光束が入射する領域）に対応する開口部５ａと、開口部５ａの径方向外側に形成された遮光部５ｂとを有する。開口部５ａは、矩形状に形成され、上述したように、バリア羽根１〜４の閉状態で塞がれ、バリア羽根１〜４の開状態で開放される。開口部５ａが閉状態のバリア羽根１〜４で塞がれることで、第１レンズユニット１０の被写体側が覆われて第１レンズユニット１０が保護される。

バリアカバー５には、図８に示すように、穴部５ｃが周方向に１８０°離間して２カ所設けられている。また、バリアカバー５には、爪部５ｄが穴部５ｃに対して９０°位相を代えて周方向に１８０°離間して２カ所設けられている。

図７及び図９に示すバリア羽根１〜４の開状態では、バリア羽根１〜４は光軸方向に互いに重なり合う位置に収納される。樹脂材からなるバリア羽根１の基部における像面側には、軸１ａが設けられ、被写体側には、軸１ｂが設けられている。軸１ａと軸１ｂとは、図１３に示すように、同軸ではなく、平行に配置されている。バリア羽根１の像面側の軸１ａは、バリア筒９に形成された穴部９ｉ（図４参照）に挿入され、被写体側の軸１ｂは、バリア羽根２に形成された穴部２ａ（図４参照）に挿入される。ここで、軸１ａは、本発明の第１の軸の一例に相当し、軸１ｂは、本発明の第２の軸の一例に相当する。また、第１のバリア羽根１は、本発明の主バリア羽根の一例に相当し，バリア羽根２〜４は、本発明の複数の副バリア羽根の一例に相当する。

同様にして、バリア羽根３に形成された穴部３ａ、及びバリア羽根４に形成された穴部４ａにも、バリア羽根１の被写体側の軸１ｂが順次挿入される。これにより、バリア羽根１は、軸（回動軸）１ａを中心として、開閉方向（図１０の矢印Ｂ又はＥ方向）に回動可能に支持され、バリア羽根２〜４は、軸１ｂを中心として、開閉方向（図１０の矢印Ｃ又はＦ方向）に回動可能に支持される。ここで、バリア羽根１の像面側の軸１ａと被写体側の軸１ｂとは、平行に配置されているため、バリア羽根１の軸１ａを中心とした回動に伴ってバリア羽根２〜４の回動中心である軸１ｂは移動（公転）する。

図１０、図１１及び図１６に示すように、一対のバリア羽根１の先端部及び基端部には、それぞれ先端側段差凹部１ｋ及び基端側段差凹部１ｊが形成されている。バリア羽根１の先端側段差凹部１ｋは、被写体側を向くように形成され、基端側段差凹部１ｊは、像面側を向くように形成される。

そして、一対のバリア羽根１の閉状態において、一方（他方）のバリア羽根１の先端側段差凹部１ｋが他方（一方）のバリア羽根１の基端側段差凹部１ｊに回動方向に挿入されて先端側段差凹部１ｋ及び基端側段差凹部１ｊが互いに光軸方向に対向配置される。このとき、一対のバリア羽根１の表面は、同一平面上に配置される。

図１１に示すように、バリア羽根１の基端部の開閉方向の内周側には、誘い込み部１ｍが面取り等により形成されている。また、バリア羽根１の開閉方向に対向するバリア羽根２の先端部には、バリア羽根１，２の閉状態で誘い込み部１ｍを介してバリア羽根１に乗り上げてバリア羽根１の被写体側の面に対して光軸方向に重なる乗り上げ部２ｅが形成されている。これにより、一対のバリア羽根１同士の高さがガタつき等により光軸方向にずれた場合でも、バリア羽根２の乗り上げ部２ｅがバリア羽根１の被写体側の面に乗り上げることで、一対のバリア羽根１の光軸方向の高さを揃えることができる。

図１２に示すように、バリア羽根３の開閉方向の外周側には、像面側に曲げられた曲げ部３ｃが形成され、曲げ部３ｃの先端には、バリア羽根３の開方向に突出する突出部３ｄが形成されている。また、バリア羽根４の開閉方向の外周側には、像面側に曲げられた２つの曲げ部４ｃ，４ｆが形成され、曲げ部４ｃ，４ｆの先端には、バリア羽根４の開方向に突出する突出部４ｄ，４ｅが形成されている。突出部３ｄは、本発明の第１突出部の一例に相当し、突出部４ｄ，４ｅは、本発明の第２突出部の一例に相当する。

図５及び図１５に示すように、バリアカバー５の内周部には、横溝部５ｈが形成されている。横溝部５ｈには、バリア羽根３の突出部３ｄが開状態で径方向に挿入されるようになっている。また、図１５に示すように、バリア羽根３，４の開状態では、バリア羽根３の突出部３ｄとバリア羽根４の突出部４ｅとが光軸方向に重なるように配置される。

図１７は、バリア羽根１〜４の閉状態でのバリア機構を像面側から見た図である。図１８は、バリア羽根１の閉状態でのバリア機構を被写体側から見た斜視図である。図１９は、バリア羽根１の開状態でのバリア機構を被写体側から見た斜視図である。図２０は、移動カム筒７１とバリア駆動環７との関係を示す断面図である。図２１は、バリア羽根１〜４が閉状態のバリア機構において、それぞれ対をなすバリア羽根１〜４のうちの一方のバリア羽根１〜４を取り外した状態を像面側から見た図である。図２２は、バリア羽根１〜４が閉状態のバリア機構において、バリアカバー５及びそれぞれ対をなすバリア羽根１〜４のうちの一部のバリア羽根４を取り外した状態を被写体側から見た図である。なお、図１８及び図１９では、バリア羽根２〜４の図示は省略している。

図１８に示すように、一対のバリア羽根１の閉状態において、一方（他方）のバリア羽根１の先端側段差凹部１ｋの先端部分は、他方（一方）のバリア羽根１の基端側段差凹部１ｊから反対側に突出してバリア駆動環７の被写体側の端面まで達している。バリア羽根１は、図１８に示す閉状態から図１９に示す開状態までの回動中に、先端側段差凹部１ｋの先端部分がバリア駆動環７の被写体側の端面を移動する。バリア羽根１の閉状態では、バリア羽根１の像面側に基端側段差凹部１ｊを設けているので、先端側段差凹部１ｋは、外観上見えなくなる。また、先端側段差凹部１ｋの先端部分が静圧を受けた際には、バリア駆動環７の被写体側の端面に押しつけられるため、該先端部分が静圧受けになる。

図１７及び図２２に示すように、バリア羽根１〜４の閉状態では、バリア羽根３の突出部３ｄは、バリア駆動環７の被写体側の端面に乗って光軸方向で重なっているため、バリア羽根３が被写体側から静圧を受けても当該静圧が受け止められる。

また、図１０に示すように、バリア羽根１〜４の閉状態では、バリア羽根４の突出部４ｄ，４ｅは、バリア駆動環７の被写体側の端面に乗って光軸方向で重なっているため、バリア羽根４が被写体側から静圧を受けても当該静圧が受け止められる。

図１２及び図１３に示すように、樹脂材からなるバリア羽根１の像面側には、金属材からなるバリア羽根２に形成されたリンク部２ｂの爪部が掛脱可能に掛止される掛止凸部１ｅが設けられている。掛止凸部１ｅのリンク部２ｂの爪部が掛止される部分の反対側の面には、傾斜部が形成され、傾斜部は、組立時や爪部が外れたときに再び爪部を掛止するための誘い込み形状となっている。

バリア羽根１には、掛止凸部１ｅから先端側段差凹部１ｋまでの間でリンク部２ｂが移動できるための溝が形成され、先端側段差凹部１ｋには、貫通穴１ｆが形成されている。バリア羽根１には、静圧など外から押されたときに第１レンズユニット１０に光軸方向に当接する凸部１ｐが形成されている。凸部１ｐの周囲には、バリア羽根１の閉時や開閉途中で第１レンズユニット１０に当たらないようにする逃げ形状としての凹球面部１ｑ及び凹曲面部１ｒが形成されている。

リンク部２ｂは、図１３に示すように、バリア羽根２の外周部から像面側に９０°曲げられた曲げ部２ｃ１と、曲げ部２ｃ１の先端から９０°曲げられてバリア羽根２と平行に延びる腕部２ｃ２とを有する。腕部２ｃ２の先端には、掛止凸部１ｅに掛止される爪部が形成される。バリア羽根２とリンク部２ｂの腕部２ｃ２との間には、バリア羽根１の外周部１ｇが光軸方向に挟み込まれる。

図１４に示すように、バリア羽根２のリンク部２ｂは、バリア羽根２の開状態から閉状態にかけてバリア羽根１に形成された貫通穴１ｆから掛止凸部１ｅまでの溝部に配置される。このため、リンク部２ｂは、凸部１ｐの周囲に形成された凹球面部１ｑ及び凹曲面部１ｒから出ることはなく、また、バリア羽根１の回動方向の幅内に配置されるため、バリア羽根１からバリア駆動環７側に飛び出ることもない。貫通穴１ｆは、バリア羽根１の閉状態で、被写体側から見えない位置に形成されている。

コイルスプリング６は、引っ張りバネで構成され、図１３に示すように、その両端に互いに同一方向を向くフック部６ａを有する。コイルスプリング６の一方のフック部６ａは、バリア羽根１の掛止部１ｄに掛止され、他方のフック部６ａは、バリア駆動環７の掛止部７ｇに掛止される。

コイルスプリング６は、チャージされることで、バリア羽根１とバリア駆動環７とを互いに引き寄せるように付勢力を発生させる。すなわち、チャージされたコイルスプリング６は、バリア羽根１を図１０の矢印Ｂ方向（開位置から閉位置に回動する方向）に付勢し、かつバリア駆動環７を図１０の矢印Ｄ方向（閉位置から開位置に回転する方向）に付勢する。

バリア駆動環７には、像面側に延びる連動レバー７ｆが設けられ、連動レバー７ｆは、図１５に示すように、バリア筒９の穴部９ｋと第１鏡筒１１の穴部１１ｃを貫通する。レンズ鏡筒２０１の沈胴動作時（バリア羽根１〜４の閉動作時）には、図２０に示すように、連動レバー７ｆは、移動カム筒７１に形成されたレバー駆動溝部７１ｈに係合する。

図１４に示すように、バリア羽根１が矢印Ｅ方向（閉位置から開位置）に回動する際には、バリア羽根１の外周部１ｇは、バリア羽根２のリンク部２ｂの曲げ部２ｃ１に当接する。また、バリア羽根１が図１４の矢印Ｂ方向（開位置から閉位置）に回動する際には、図１３に示すように、バリア羽根１の掛止凸部１ｅにバリア羽根２のリンク部２ｂの腕部２ｃ２先端の爪部が掛止される。これにより、バリア羽根１とバリア羽根２とが連結され、バリア羽根２は、バリア羽根１の回動動作に連動して回動する。

同様にして、図１２に示すように、バリア羽根２の先端部２ｄは、バリア羽根３の先端部の爪部３ｂに掛止される。これにより、バリア羽根３は、バリア羽根２の回動動作に連動して回動する。

また、バリア羽根３の先端部３ｄは、バリア羽根４の先端部の爪部４ｂに掛止される。これにより、バリア羽根４は、バリア羽根３の回動動作に連動して回動する。リンク部２ｂ、爪部３ｂ及び爪部４ｂは、バリア羽根１〜４の開閉方向の回動動作時に互いに干渉しない位置に配置される。

図４及び図５に戻って、バリア筒９のバヨネット爪部９ｃ，９ｄは、全て光軸に直交する方向にスライド成形される。このため、バヨネット爪部９ｃ，９ｄの像面側には、スライド成形のための複数の横穴部が形成されている。そして、バリアカバー５の２つの爪部５ｄは、バリア筒９の複数の横穴部のうちの２つの横穴部９ｆに係止される。バリアカバー５の穴部５ｃには、ビス１９が挿通され、ビス１９は、バリア筒９のビス穴９ｅ（図１０参照）にビス締めされて固定される。

化粧板８の像面側には、爪部８ａ，８ｂがそれぞれ２つずつ形成されている。化粧板８を回転させて、爪部８ａ，８ｂをバリアカバー５のバヨネット穴５ｅ，５ｆにそれぞれ結合することにより、バリアカバー５に対して化粧板８が固定される。

次に、バリア機構におけるバリア羽根１〜４の開状態から閉状態への動作について説明する。なお、一対のバリア羽根１〜４の開閉動作は、同様であるため、ここでは、一方のバリア羽根１〜４の開状態から閉状態への動作についてのみ説明する。

図２０に示すように、移動カム筒７１は、バリア駆動環７の連動レバー７ｆに対応する位置にレバー駆動溝部７１ｈを有する。レバー駆動溝部７１ｈは、レンズ鏡筒２０１の沈胴動作による移動カム筒７１の回転に伴い、連動レバー７ｆを押してバリア駆動環７を回転させる。

バリア駆動環７は、図９に示すバリア羽根１〜４の開状態から、連動レバー７ｆが移動カム筒７１のレバー駆動溝部７１ｈに押されることで、図１０の矢印Ａ方向に回転する。バリア駆動環７が矢印Ａ方向に回転すると、コイルスプリング６がチャージされ、バリア羽根１は、コイルスプリング６の付勢力により引っ張られて軸１ａを中心として矢印Ｂ方向に回動する。このように、バリア駆動環７は、コイルスプリング６を介してバリア羽根１を閉位置に向けて回動させる。

バリア羽根２は、バリア羽根１に重なっており、バリア羽根１，２同士の摩擦力が高い場合は、摩擦力によりバリア羽根１と一体に矢印Ｂ方向に回動し始める。バリア羽根１，２同士の摩擦力が低い場合は、バリア羽根２は、バリア羽根１の回動に追従しないので、バリア羽根２のバリア羽根１に対する相対的な回動方向は、矢印Ｂと逆方向の矢印Ｃ方向となる。

このため、バリア羽根１の軸１ａを中心とした矢印Ｂ方向の回動角度をＢ１とし、バリア羽根２の軸１ｂを中心とした矢印Ｃ方向の相対的な回動角度をＣ２とすると、バリア羽根１の軸１ｂが軸１ａを中心として角度Ｃ２回動する。すなわち、バリア羽根２は、バリア羽根１の軸１ａ周りに矢印Ｂ方向に公転するような軌道で自転する角度がＢ１−Ｃ２と小さくなり、結果的に図１０のＢ１−Ｃ２で示す角度を回動する。

バリア羽根２に重なるバリア羽根３も同様に、バリア羽根１に対する矢印Ｃ方向の相対的な回動角度をＣ３として、図１０のＢ１−Ｃ３で示す角度を回動する。バリア羽根３に重なるバリア羽根４も同様に、バリア羽根１に対する矢印Ｃ方向の相対的な回動角度をＣ４として、図１０のＢ１−Ｃ４で示す角度を回動する。

図１２及び図１３に示すように、バリア羽根１の掛止凸部１ｅがバリア羽根２のリンク部２ｂの爪部に引っ掛かると、バリア羽根２の軸１ｂ周りの矢印Ｃ方向への回動はなくなり、バリア羽根２は、バリア羽根１の回動動作に連動して矢印Ｂ方向に回動し始める。その後、バリア羽根２の先端部２ｄがバリア羽根３の爪部３ｂに引っ掛かることで、バリア羽根３がバリア羽根１，２に連動して回動する。更に、バリア羽根３の先端部３ｄがバリア羽根４の爪部４ｂに引っ掛かることで、バリア羽根４がバリア羽根１〜３に連動して回動する。

また、バリア羽根１は、他方のバリア羽根１と突き当たって停止する。このとき、バリア羽根２〜４は、一体に矢印Ｂ方向に回動しており、バリア羽根４は、図２１に示すように、爪部４ｂの先端部がバリアカバー５のストッパ５ｇに突き当たって停止する。これにより、バリア羽根１〜４が閉じられてバリアカバー５の開口部５ａが塞がれ、第１レンズユニット１０の被写体側が覆われて第１レンズユニット１０が保護される。

ここで、本実施形態では、第１レンズユニット１０は、被写体側に突出する凸レンズで構成される。そして、リンク部２ｂは、バリア羽根２が開位置から閉位置に回動する際に第１レンズユニット１０の頂点を通らず、バリア羽根１の回動軸１ａから第１レンズユニット１０の頂点よりも遠い位置に配置される。

図２３は、最も被写体側に配置されるバリア羽根４とバリアカバー５との位置関係を示す図である。図２３において、一対のバリア羽根４のうち、上側のバリア羽根４は、閉位置に配置され、下側のバリア羽根４は、開位置に配置されている。

図２３に示すように、開位置（下側）でのバリア羽根４の外径の外接円の中心Ｏは、バリアカバー５やバリア筒９の中心位置である光軸Ｏと一致している。そして、バリア羽根４が閉位置（上側）にあるとき、バリア羽根４の外径の外接円の中心位置は、Ｏxyとなり、バリアカバー５の開口部５ａの短辺と平行な中心線上に近い位置に配置される。このときの光軸Ｏに対するＯxyのずれは、製造上の誤差でばらつく程度のずれ量であるため、Ｏxyは、ほぼ中心線上にあるといえる。これにより、開口部５ａの対角部の上側左右両側の角部をほぼ均等にバリア羽根４により塞ぐことができる。

図２４を用いて、更に詳しく説明する。図２４は、２つの軸１ａ，１ｂを用いたバリア羽根４の開閉動作を説明するための概略図である。

図２４に示すように、バリア羽根４が開位置にあるとき、バリア羽根４の外径の外接円とバリアカバー５の外径とは一致している。バリア羽根４が開位置から閉位置に向けて図の矢印Ａ方向にθ２回動する際、バリア羽根１の軸１ａを中心にバリア羽根１の軸１ｂが回転する。そして、バリア羽根４の閉位置では、軸１ｂは、図１０及び図２１に示す矢印Ｂ１又はＥ１で示す角度に相当する角度α移動しており、バリア羽根４は、角度α移動する軸１ｂを中心に矢印Ｃ４又はＦ４で示す角度に相当する角度β相対的に逆方向に回動する。

従って、バリア羽根４は、結果的にθ２＝α−β回動し、図２４でＸ軸方向のＸ２の値が略０になるように軸１ｂを配置することで、バリア羽根４は、・軸方向にはほぼ動かずにＹ軸方向にのみＹ２だけ移動することになる。これにより、θ２＝α−β回動後の閉状態のバリア羽根４は、・軸方向にはほとんど移動せず、Ｙ軸方向にＹ２下がった位置に移動するため、開口部５ａの上側左右両側の角部を均等に塞ぐことができる。なお、Ｘ軸方向のＸ２の値は、必ずしも略０にする必要はなく、バリア羽根４で開口部５ａの上側左右両側の角部を均等に塞ぐことができる範囲で適宜設定することができる。

次に、バリア機構におけるバリア羽根１〜４の閉状態から開状態への動作について説明する。なお、一対のバリア羽根１〜４の開閉動作は、同様であるため、ここでは、一方のバリア羽根１〜４の閉状態から開状態への動作についてのみ説明する。

図１０に示すバリア羽根１〜４の閉状態において、レンズ鏡筒２０１の沈胴状態からの繰り出し動作に応じて移動カム筒７１が回転すると、レバー駆動溝部７１ｈによって連動レバー７ｆが押された状態が解除される。これにより、バリア駆動環７は、チャージされていたコイルスプリング６の付勢力によって図１０の矢印Ｄ方向に回転する。

バリア駆動環７が矢印Ｄ方向に回転すると、バリア駆動環７に形成された壁部７ｂがバリア羽根１の突起１ｃを押す。これにより、バリア羽根１は、軸１ａを中心として矢印Ｅ方向の駆動力を受けて開方向に向けて回動し始める。

さらにバリア駆動環７が矢印Ｄ方向に回転し続けてバリア羽根１が矢印Ｅ方向に回転すると、図１４に示すように、バリア羽根１の外周部１ｇがバリア羽根２の曲げ部２ｃに当接する。当接した後は、バリア羽根２は、軸１ａを中心としてバリア羽根１とともに一体に矢印Ｅ方向に回動し始める。

このとき、バリア羽根２は、軸１ｂに嵌合している為、軸１ｂが軸１ａを中心として回転する分移動するが、バリア羽根１の外周部１ｇがバリア羽根２の曲げ部２ｃに当接する前は慣性力により軸１ｂを中心として相対的に矢印Ｅ方向と逆の矢印Ｆ方向に回動する。すなわち、バリア羽根２は、軸１ａを中心として図１０のＥ１−Ｆ２で示す角度をバリア羽根１と一体に矢印Ｅ方向に開位置まで回動する。

ここで、Ｅ１は、バリア羽根１の軸１ａを中心とした矢印Ｅ方向の回動角度、Ｆ２は、バリア羽根１の外周部１ｇがバリア羽根２の曲げ部２ｃに当接するまでのバリア羽根２の軸１ｂを中心とした矢印Ｆ方向の相対的な回動角度とする。

その後、バリア羽根２がバリア羽根１とともに矢印Ｅ方向に回動していくと、図１２に示すように、バリア羽根１の外周部１ｈがバリア羽根３の曲げ部３ｃに突き当たる。そして、バリア羽根２と同様にして、バリア羽根３は、軸１ａを中心として図１０のＥ１−Ｆ３で示す角度をバリア羽根１，２と一体に矢印Ｅ方向に開位置まで回動する。

ここで、Ｆ３は、バリア羽根１の外周部１ｈがバリア羽根３の曲げ部３ｃに当接するまでのバリア羽根３の軸１ｂを中心とした矢印Ｆ方向の相対的な回動角度とする。

さらにバリア羽根３がバリア羽根１，２とともに矢印Ｅ方向に回動すると、図１２に示すように、バリア羽根１の凸部１ｉがバリア羽根４の曲げ部４ｃに突き当たる。そして、バリア羽根２と同様にして、バリア羽根４は、軸１ａを中心として図１０のＥ１−Ｆ４で示す角度をバリア羽根１〜３と一体に矢印Ｅ方向に開位置まで回動する。

ここで、Ｆ４は、バリア羽根１の外周部１ｉがバリア羽根４の曲げ部４ｃに当接するまでのバリア羽根４の軸１ｂを中心とした矢印Ｆ方向の相対的な回動角度とする。

その後、図１０に示すように、バリア羽根１の先端部１ｎがバリア筒９のストッパ９ｊに突き当たって停止し、これにより、バリア羽根１〜４の開位置に収納されてバリアカバー５の開口部５ａが開放され、図７及び図９に示す開状態が維持される。

このとき、バリア羽根１とバリア羽根２とは光軸方向に互いに重なる位置に配置され、バリア羽根３はバリア羽根１，２と光軸方向に重なり、バリア羽根４もバリア羽根１〜３と光軸方向に重なる位置に配置される。

以上説明したように、本実施形態では、合計８枚となる一対のバリア羽根１〜４を用いても、一対のバリア羽根１〜４をレンズ鏡筒２０１の径方向において効率良く開位置にて収納することができる。これにより、バリア羽根の枚数を増してバリア機構の開口部５ａに対してレンズ鏡筒２０１の外径を小さくすることができる。

また、本実施形態では、バリア羽根１の回動軸１ａを固定し、バリア羽根２〜４の回動軸１ｂを回動軸１ａを中心に公転させている。このため、構造の複雑化や組立性の低下を招くことなく、閉状態で一対のバリア羽根１〜４同士の合わせ部や開口部５ａに隙間が生じないようにすることができる。

また、本実施形態では、２つの軸１ａ，１ｂを使用した回転運動によりバリア羽根１〜４を開閉動作させるため、バリア羽根１〜４の設計的なレイアウトの自由度が増える。また、直進スライド機構によりバリア羽根を開閉動作させる場合に比べて摩擦力を小さくできるので、アクチュエータのパワーも比較的少なくて済む。

また、本実施形態では、開口部５ａの長辺（又は短辺）と略平行な中心線上に軸１ａを配置しているので、鏡筒径を開口部５ａの大きさに比べて小さくしてバリア羽根１〜４の退避スペースが小さくなっても、軸１ａが露出するのを防止することができる。このため、軸１ａの軸受部にゴミ等がつまることによる動作不良や外観の見栄えが悪くなるなどの不具合を回避することができる。

また、本実施形態では、バリア羽根１〜４の閉状態で、バリア羽根３，４の突出部３ｄ，４ｄ，４ｅは、バリア駆動環７の被写体側の端面に乗って光軸方向で重なって配置される。このため、第１レンズユニット１０との距離が光軸方向に離れて配置されるバリア羽根３，４が被写体側から静圧を受けても当該静圧を確実に受け止めることができる。

また、本実施形態では、バリア羽根１〜４の開状態で、バリア筒９より大径のバリアカバー５の内周部に設けた横溝部５ｄにバリア羽根３の突出部３ｄが径方向に挿入される。このため、バリア羽根３の突出部３ｄをバリア筒９の外径よりも径方向外側まで延長することができ、静圧を受けるための有効な突出部３ｄの大きさを確保することができる。

また、本実施形態では、バリア羽根１〜４の開状態では、バリア羽根３の突出部３ｄとバリア羽根４の突出部４ｅとが光軸方向に重なるように配置される。このため、バリア羽根１〜４の開位置で静圧を受ける部分を効率よく収納することができる。

また、本実施形態では、金属材からなるバリア羽根２にコ字状の曲げ部２ｃ１を有するリンク部２ｂを設け、リンク部２ｂの腕部２ｃ２とバリア羽根２とで樹脂製のバリア羽根１を挟んでバリア羽根１の像面側の掛止凸部１ｅに腕部２ｃ２先端の爪部を掛止する。このため、リンク部２ｂは、レンズ鏡筒２０１の外観（被写体側）と逆側に配置されるため、外観から見えることはない。

また、本実施形態では、バリア羽根２の被写体側にさらにバリア羽根３を重ねてもリンク部２ｂはバリア羽根１の内側（像面側）にあるため、バリア羽根２がバリア羽根３と機構的に干渉することはない。

また、本実施形態では、リンク部２ｂは、バリア羽根１の内側（像面側）にあるため、バリア駆動環７や第１レンズユニット１０に干渉することがない。

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。

例えば、上記実施形態では、デジタルスチルカメラに用いるバリア機構を例示したが、これに限定されず、銀塩カメラやデジタルビデオカメラ、カメラ機能付携帯端末、その他の光学機器や光学機器を含む装置に用いられるバリア機構に本発明を適用してもよい。

１〜４ バリア羽根
１ａ 軸
１ｂ 軸
５ バリアカバー
５ａ 開口部
６ コイルスプリング
７ バリア駆動環
９ バリア筒
１０ 第１レンズユニット

Claims (4)

1. 開口部を介して被写体側に露出するレンズを開閉可能に覆うバリア機構を備える光学機器であって、
   前記バリア機構は、
   バリア駆動環と、
   光軸方向に重なって配置され、前記バリア駆動環により駆動されて、前記開口部を開閉する方向に回動する複数のバリア羽根と、
   前記バリア駆動環の外周側に配置され、前記複数のバリア羽根を保持するバリア筒と、を備え、
   前記複数のバリア羽根は、像面側に配置され、前記バリア筒に対して第１の軸を介して前記開閉する方向に回動可能に支持される主バリア羽根と、前記主バリア羽根の被写体側に設けられた第２の軸に対して前記開閉する方向に回動可能に支持される複数の副バリア羽根と、を有し、
   前記第２の軸は、前記第１の軸に対して平行に配置されていることを特徴とする光学機器。
2. 前記主バリア羽根は、樹脂材で形成され、前記副バリア羽根は、金属材で形成されていることを特徴とする請求項１に記載の光学機器。
3. 前記開口部は、矩形状に形成され、
   前記第１の軸の軸受部は、前記開口部の長辺又は短辺と略平行な中心線上に配置されることを特徴とする請求項１又は２に記載の光学機器。
4. 前記複数の副バリア羽根のうちの最も被写体側に配置される副バリア羽根は、開状態での外接円の中心と閉状態での外接円の中心とを結んだ線が前記開口部の長辺又は短辺と略平行に配置されることを特徴とする請求項３に記載の光学機器。