JP6270370B2 - レンズ鏡筒および撮像装置 - Google Patents

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Description

本発明は、レンズ鏡筒および撮像装置に関する。
複数のレンズをそれぞれ保持する複数のレンズ保持枠をカム筒の回転により光軸方向に移動させつつ、直進筒によりレンズ保持枠の回転方向の移動を規制してレンズを所定の位置に移動させるズーム機構を備えるレンズ鏡筒が提案されている。
近年の撮影倍率の高倍率化の要請に伴って、レンズの数が増加したり、繰出し全長が長くなったりするので、レンズ鏡筒が大型化する傾向にある。一方、カメラの薄型化の要求もあり、レンズ鏡筒の収納時のカメラの厚さを極力薄くすることが求められている。
カメラの薄型化のためには、光軸方向の寸法を短くした鏡筒を多段構成でつなげることが考えられるが、鏡筒に複数のカム溝を交差することなく配置するにはスペース的に多くの制約がある。
そこで特許文献1は、カム筒の外周面に配置されたギア部を階段状にすることにより、繰り出し全長を長くすることができるレンズ鏡筒を開示している。
特開2006−65138号公報
しかしながら、特許文献1では、階段状に移動したギア部の移動量だけしか繰り出し全長を長くすることができない。また、直進筒のフランジ部の外周側にギアを配置する必要があり、かつギア部の移動量だけカム筒も長くなってしまい鏡筒の小径化、薄型化が困難である。
本発明は、上記課題を鑑みてなされたものであり、収納状態での厚みを厚くすることなく、全長を長くするレンズ鏡筒を提供することを目的とする。
上記課題を解決するために、本発明は、内周部に溝部を有するレンズ鏡筒であって、固定筒と、前記固定筒の内周部に設けられた直進溝に係合する直進キーを有する直進筒と、レンズを保持するレンズ保持部と、内周部に前記レンズ保持部と係合するカム溝が設けられ、回転することにより、前記レンズ保持部を光軸方向に移動させるカム筒と、を備え、前記直進筒は、直進リブを有し、前記カム筒と係合して光軸方向に移動するとともに、前記レンズ保持部の光軸を中心とする回転を規制しており、前記カム筒の撮像素子側の後端部に突出部が設けられ、前記レンズ鏡筒の収納位置において、光軸直交方向について、前記突出部と前記直進リブが重なっており、前記レンズ鏡筒の撮影位置において、前記光軸直交方向について、前記突出部と前記直進リブが重なっておらず、光軸方向について、前記突出部は、前記直進リブよりも被写体側に位置し、前記突出部の外周面に前記カム筒を回転させるための動力を伝達する第1のギア部が設けられており、前記突出部の内周面に前記カム溝が設けられていることを特徴とする。
本発明によれば、本発明によれば、収納状態での厚みを厚くすることなく、全長を長くするレンズ鏡筒を提供することができる。
撮像装置を正面側から見た外観斜視図の一例である。 電源をONした状態でのデジタルカメラの外観斜視図の一例である。 デジタルカメラの背面図の一例である。 デジタルカメラの底面図の一例である。 デジタルカメラの機能ブロック図の一例である。 レンズ鏡筒の収納位置での状態を示す断面図である。 レンズ鏡筒のWIDE撮影位置での状態を示す断面図である。 レンズ鏡筒のTELE撮影位置での状態を示す断面図である。 カム筒と直進筒の分解斜視図である。 TELE撮影位置でのカム筒と接続ギアの斜視図である。 第2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カム筒と直進筒との位置関係を示す図である。 レンズ鏡筒の撮影位置でのカム筒と直進筒との位置関係を示す図である。 収納位置でのカム筒の内周側の展開図である。 収納位置でのカム筒の外周側の展開図である。 収納位置と撮影位置の中間位置でのカム筒の内周側の展開図である。 WIDE撮影位置でのカム筒の内周側の展開図である。 WIDE撮影位置でのカム筒の外周側の展開図である。 WIDE撮影位置とTELE撮影位置の中間位置でのカム筒の内周側の展開図である。 TELE撮影位置でのカム筒の内周側の展開図である。 TELE撮影位置でのカム筒の外周側の展開図である。 バヨネット凸部と周溝の収納位置(A)と、第2の撮影位置(B)と、第1および第3の撮影位置(C)を示す図である。 カム筒と直進筒の関係の従来例(A)と、本発明の一実施形態における収納位置(B)と、その撮影位置(C)を示す図である。
以下、本発明を実施するための形態について図面などを参照して説明する。
図1は、本実施形態のレンズ鏡筒を備える撮像装置を正面側から見た外観斜視図の一例である。図2は、図1に示すデジタルカメラの電源をONした状態での外観斜視図の一例である。図3は、図1に示すデジタルカメラの背面図の一例である。また、図4は、図1に示すデジタルカメラの底面図の一例である。
本実施形態に係るデジタルカメラ18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。図1に示すように、デジタルカメラ18の正面には、被写体の構図を決めるファインダ16、測光測距を行う場合の補助光源15、ストロボ17、及びレンズ鏡筒19が配置されている。また、デジタルカメラ18の上面には、レリーズボタン12、電源切換えボタン14、及びズーム切換えスイッチ13が配置されている。
また、デジタルカメラ18の背面には、図3に示すように、操作ボタン22〜27、LCD(Liquid Crystal Display)等のディスプレイ21と、ファインダ接眼部20が配置されている。
更に、図4に示すように、デジタルカメラ18の底面には、三脚取付部28、カバー29が配置されている。カバー29は、メモリカードドライブ42(図5参照)及びバッテリー挿入部(不図示)を覆う。
図5は、図1に示すデジタルカメラ18の機能ブロック図の一例である。バス44には、CPU46、ROM45、RAM47、レリーズボタン12、操作ボタン22〜27、ディスプレイ21、電源切換えボタン14、ズームスイッチ13、メモリ40、圧縮伸長部41、メモリカードドライブ42及び駆動回路43が接続される。CPUは、Central Processing Unitの略称である。ROMは、Read Only Memoryの略称である。RAMは、Random Access Memoryの略称である。
駆動回路43には、レンズ鏡筒19をズーム駆動する動力源となるズーム機構(駆動部)30、フォーカスレンズ7を駆動するフォーカス駆動機構31、シャッタ35を駆動するシャッタ駆動機構32、絞り36を駆動する絞り駆動機構34が接続される。また、駆動回路43には、CCDセンサやCMOSセンサ等の撮像素子8及びストロボ17が接続される。CCDは、Charge Coupled Deviceの略称である。CMOSは、Complementary Metal−Oxide Semiconductorの略称である。駆動回路43に接続された各ユニットは、CPU46からの信号に基づいて駆動回路43を介して駆動が制御される。
ROM45には、各種制御プログラム等が記憶され、RAM47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37は、撮像素子8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38に出力する。
A/D変換部38は、撮像素子8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39に出力する。デジタル信号処理部39は、A/D変換部38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40に出力する。
メモリ40に記憶された画像データは、操作ボタン23の操作によって圧縮伸長部41によりJPEGやTIFF等の圧縮処理等が施された後、メモリカードドライブ42に装着されたメモリカードに出力されて記憶される。
また、メモリ40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長部41によって伸張処理を行い、その後、バス44を介してディスプレイ21に表示させることができる。例えば、ディスプレイ21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24の操作によって消去することができる。
次に、図6乃至図12を参照して、レンズ鏡筒19について説明する。図6は、レンズ鏡筒19の収納位置での状態を示す断面図である。図7は、WIDE撮影位置での状態を示す断面図である。図8は、TELE撮影位置での状態を示す断面図である。
図6、図7、及び図8に示すように、レンズ鏡筒19は、第一レンズ1が第一レンズ保持枠3に保持され、第一レンズ1の像面側(撮像素子8側)に配置される第二レンズ2が第二レンズ保持枠4に保持されている。
第一レンズ保持枠3及び第二レンズ保持枠4は、カム筒5の内周部に設けられたカム部であるカム溝5c(図14参照)に係合して追従するフォロアピン4a、4b、4cを有する(図11参照)。フォロワピン4aは、光軸に対して垂直方向に伸縮可能に形成されている。
また、第一レンズ保持枠3及び第二レンズ保持枠4は、カム筒5の内周側に配置された直進筒6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。すなわち、直進筒6は、カム筒5と係合して光軸方向に移動するとともに、第一レンズ保持枠3及び第二レンズ保持枠4の回転方向の移動を規制する直進規制部材である。また、第一レンズ保持枠3及び第二レンズ保持枠4は、レンズ保持部の一例である。
カム筒5は、固定筒9の内周部に設けられたカム溝(不図示)に追従するフォロアピン(フォロア部)5d(図12参照)を有する。カム筒5は、ズーム機構30から接続ギア300に動力が伝達されることで、回転しながら光軸方向に移動する。
また、カム筒5は、撮像素子側後端部に略120度等分の3か所に突出部51a、51b、51cを備える。突出部51a、51b、51cの内周面側にはカム溝52a、52b、52cが備えられている。突出部51aの外周側(外周面)には突出ギア部5jが配置されており、カム溝52a、52b、52cには第2レンズ保持枠4のフォロワピン4a、4b、4cがWIDE撮影状態時(図7)に係合する。これにより、第2レンズ保持枠4の移動量を突出部51a、51b、51cの厚みXだけ増やすことができる。
突出部51aの内周側に配置されたカム溝52aは、他のカム52b、52cと比べ突出ギア部5jの強度を保つためにカム溝深さが浅くなっている。しかしながら、フォロワピン4aは、伸縮自在に形成されているので、カム溝の深さが浅くなっていても、スムーズに動作することができる。直進筒6は、固定筒9の内周部に設けられた不図示の直進溝に係合する直進キー6cを有し、直進キー6cが直進溝に案内されることで、回転が規制された状態に光軸方向に直進移動する。
第二レンズ保持枠4と撮像素子8との間には、第三レンズ7を保持する第三レンズ保持枠10が配置されており、撮像素子8は、固定筒9に固定された撮像素子保持枠11に保持されている。なお、第三レンズ7は、本実施形態では、フォーカスレンズである。
カム筒5がズーム機構30によって回転させられることにより、カム筒5が光軸方向に繰出すとともに、第一レンズ保持枠3及び第二レンズ保持枠4も光軸方向に繰出す。このとき、直進筒6は、カム筒5とバヨネット結合されて、カム筒5と略一体となって光軸方向に直進移動する。
本実施形態では、後述するカム筒5と直進筒6とのバヨネット結合構造により、カム筒5が直進筒6に対して光軸方向に相対的に接近離間移動する。
また、レンズ鏡筒19の収納位置(図6)では、カム筒5と直進筒6とは互いに接近配置され、レンズ鏡筒19の撮影位置(図7、図8)では、カム筒5と直進筒6とは互いに離間配置される。
図9は、カム筒5と直進筒6の斜視図である。突出ギア部5jは、フォロワピン5dに対して光軸方向において撮像素子側に配置されている。これにより、直進筒6に対してのカム筒5の回転角を増やすことができる。これにより、レンズ群の移動量が増えた場合であっても、レンズ鏡筒19の駆動負荷が増えることがないので、レンズ鏡筒19を大きくする必要がない。
図10は、レンズ鏡筒19のTELE撮影状態におけるカム筒5と接続ギア300との関係を示した図である。TELE撮影状態では、接続ギア300が隣接する突出ギア部5jにのみ噛合しているので、突出部51aの厚みXだけレンズ鏡筒19の全長を伸ばすことができる。
図12はレンズ鏡筒19の収納位置でのカム筒5と直進筒6との位置関係を示す図である。図12(A)は、カム筒と直進筒とを光軸方向から見た図を示す。図12(B)は、図12(A)に示すカム筒と直進筒の側面図である。
図12に示すように、レンズ鏡筒19の収納位置では、カム筒5と直進筒6とが光軸方向に互いに接近して配置され、カム筒5の突出部5aと直進筒6の直進リブ6aとは周方向に対向して配置される。また、カム筒5の突出部5aは、収納状態である時、撮像素子8と光軸方向に重なった状態で配置される(図6参照)。これにより、収納位置でのレンズ鏡筒19の光軸方向の長さを短くしてカメラの薄型化を図ることができる。
図13は、レンズ鏡筒19の撮影位置でのカム筒5と直進筒6との位置関係を示す図である。図13(A)は、カム筒と直進筒とを光軸方向から見た図を示す。図13(B)は、図13(A)に示すカム筒と直進筒の側面図である。
図13に示すように、レンズ鏡筒19の撮影位置では、カム筒5の突出部5aの撮像素子側に直進筒6の直進リブ6aが移動する。これにより、直進筒6がカム筒5に対して像面側に相対的に移動し、カム筒5と直進筒6とが光軸方向に互いに離間配置される。
図8に戻って、直進筒6には、第1のバヨネット凸部6bが周方向に略等間隔で複数箇所(本実施形態では3箇所)設けられており、第1のバヨネット凸部6bの周方向の両側には、それぞれヘリコイド部6Aが配置されている。また、直進筒6には第1のバヨネット凸部6bとは撮影光軸方向に異なる位置に、第2のバヨネット凸部6eが周方向に略等間隔で複数箇所(本実施形態では3箇所)設けられている。
図14乃至図21は、カム筒5の内周側の展開図と外周側の展開図の一例である。図14乃至図21に示すように、カム筒5の像面側の端部内周部には、カム筒5の回転時に第1のバヨネット凸部6bが追従する周溝5bと撮影光軸方向に異なる位置に5eが周方向に延びて形成されている。また、周溝5b、5eと撮影光軸方向に異なる位置に配置され、撮像素子側に側壁面の無い周溝5fがある。
周溝5bと5eの接続部には、カム筒5の回転時にバヨネット凸部6bが追従するヘリコイド溝5Aが形成されている。ヘリコイド溝5Aは、第1のバヨネット凸部6bのヘリコイド部6Aに対応する形状を有して、周溝5bから被写体側に離れる方向に斜めに延設されている。周溝5eと5fの接続部には、第1のバヨネット凸部6bを周溝5eに挿入する為の導入口5Bが形成されている。
さらに、本実施形態では、周溝5b、5e、5f及びヘリコイド溝5A、導入口5Bはカム筒5の内周部の周方向に略等間隔で3組配置されている。そして、レンズ鏡筒19の収納位置では、第1のバヨネット凸部6bが周溝5bに配置され、第2のバヨネット凸部6eが周溝5eに配置されてカム筒5と直進筒6とがバヨネット結合される(図14参照)。このとき、カム筒5と直進筒6とは、図12で説明したように、光軸方向に互いに接近して配置され、カム筒5の突出部51a、51b、51cと直進筒6の直進リブ6aとは周方向に対向して配置される。すなわち、図15に示すようにカム筒5の突出部51a、51b、51cと直進筒6の直進リブ6aとは光軸方向に重なって配置される。
次に、カム筒5が直進筒6に対して相対的に回転するに従って、第1のバヨネット凸部6bがヘリコイド溝5Aに沿って追従し、周溝5eに達する(図16参照)。また、第2のバヨネット凸部6eは、周溝5eから導入溝5Bを通って5fに達する(図16参照)。このとき、レンズ鏡筒19は、撮影位置に配置され、図13で説明したように、直進筒6がカム筒5に対して像面側に移動し、カム筒5と直進筒6とが光軸方向に互いに離間配置される。これにより、図18に示すように、カム筒5と直進筒6は相対的に回転しても突出部51a、51b、51cと直進リブ6aは干渉しないようになっている。
ここで、図23を参照して、特許文献1に記載のレンズ鏡筒(A)と本実施形態に係るレンズ鏡筒(B)、(C)との違いを説明する。図23(A)に示すレンズ鏡筒では、直進リブ部6aに当たるガイド筒35のフランジ部がカム筒30に備えられたラック部32bの内周側に配置され、干渉を回避するめにSだけ大きくなる。しかしながら、本実施形態では、その必要がないため、小径化が可能になる(図23(B)(C)参照)。
また、本実施形態では、レンズ鏡筒19の撮影位置で第二レンズ保持枠4のフォロアピン4a、4b、4cが追従するカム筒5のカム溝52a、52b、52cが突出部51a、51b、51cの内周部(裏面側)に延長して設けられている。これにより、第二レンズ2は、突出部51a、51b、51cの厚み分Xだけ移動量を伸ばすことができ、結果として、カメラの撮影倍率の高倍率化を実現することができる。なお、レンズ鏡筒19の撮影位置から収納位置までの動作は、上記と逆の動作となる。
ここで、レンズ鏡筒19の収納位置では、直進筒6のバヨネット凸部6bは、カム筒5の周溝5bに嵌合されている。すなわち、図14に示す幅αの周溝5bに幅Aのバヨネット凸部6bが嵌合されて、バヨネット凸部6bが周溝5bの幅方向(光軸方向)の両側壁面に当接することで、カム筒5と直進筒6との光軸方向の相対的な位置規制がなされる。
また、図22(A)を参照して、直進筒6のバヨネット凸部6eは、カム筒5の周溝5eに嵌合されているが周溝5eの幅方向(光軸方向)の両側壁面には当接していない。そして、カム筒5と直進筒6が離間配置された後の最初の撮影位置であるWIDE撮影位置では、直進筒6の第1のバヨネット凸部6bは、カム筒5の周溝5eに嵌合される。直進筒6の第1のバヨネット凸部6bと第2のバヨネット凸部6eに挟まれた領域で形成されるバヨネット溝部6gは、カム筒5の周溝5eと5fによって形成される周リブ部5gと嵌合される。これにより、WIDE撮影位置ではカム筒5と直進筒6との光軸方向の相対的な位置規制がなされる(図17、図22(C)参照)。
レンズ鏡筒19の中間撮影位置では、カム筒5の周溝5eの被写体側壁面5hが無くなる。そのため、直進筒6の第1のバヨネット凸部6bと第2のバヨネット凸部6eに挟まれた領域で形成されるバヨネット溝部6gは、カム筒5の周溝5eと5fによって形成される周リブ部5gに嵌合される(図19、図22(B)参照)。これにより、中間撮影位置では、カム筒5と直進筒6との光軸方向の相対的な位置規制がなされる。レンズ鏡筒19のTELE撮影位置では、カム筒5と直進筒6は、WIDE撮影状態と同じ嵌合状態となる(図20、図22(C)参照)。このように、WIDE撮影位置の嵌合状態と中間撮影位置の嵌合状態が繰り返し配置される。
以上説明したように、本実施形態では、少なくともレンズ鏡筒19の撮影位置での周溝5fについては、被写体側の側壁面を開放することができ図16(B)のZにカム溝などを配置することが可能となる。また、図21に示すように接続ギア300が突出ギア部5jにのみ噛合しており、突出部51aの厚みXだけレンズ鏡筒19の全長を伸ばすことができる。この結果、レンズ鏡筒19の外径を大きくすることなく、撮影状態での全長を長くすることと収納状態での薄型化を両立することが可能である。
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。
2 レンズ
4 第2レンズ保持枠
5 カム筒
5j 突出ギア部
51a〜c 突出部
52a〜c カム溝
6 直進筒
19 レンズ鏡筒

Claims (6)

  1. 内周部に溝部を有するレンズ鏡筒であって、
    固定筒と、
    前記固定筒の内周部に設けられた直進溝に係合する直進キーを有する直進筒と、
    レンズを保持するレンズ保持部と、
    内周部に前記レンズ保持部と係合するカム溝が設けられ、回転することにより、前記レンズ保持部を光軸方向に移動させるカム筒と、
    を備え、
    前記直進筒は、直進リブを有し、前記カム筒と係合して光軸方向に移動するとともに、前記レンズ保持部の光軸を中心とする回転を規制しており、
    前記カム筒の撮像素子側の後端部に突出部が設けられ、
    前記レンズ鏡筒の収納位置において、光軸直交方向について、前記突出部と前記直進リブが重なっており、
    前記レンズ鏡筒の撮影位置において、前記光軸直交方向について、前記突出部と前記直進リブが重なっておらず、光軸方向について、前記突出部は、前記直進リブよりも被写体側に位置し、
    前記突出部の外周面に前記カム筒を回転させるための動力を伝達する第1のギア部が設けられており、
    前記突出部の内周面に前記カム溝が設けられている
    ことを特徴とするレンズ鏡筒。
  2. 前記第1のギア部は、撮影位置において、前記カム筒に隣接し、前記カム筒を回転させるための動力源となる駆動部に接続された第2のギア部と嵌合する
    ことを特徴とする請求項1に記載のレンズ鏡筒。
  3. 前記カム筒の内周側に配置され、前記カム筒と係合して前記光軸方向に移動するとともに、前記レンズ保持部の回転方向の移動を規制する直進筒
    をさらに備える
    ことを特徴とする請求項1または2に記載のレンズ鏡筒。
  4. 前記カム筒の外周側に配置され、内周部に溝部を有する固定鏡筒と、
    前記カム筒の外周面に、前記溝部に追従するフォロア部と、
    をさらに備え、
    前記第1のギア部は、前記フォロア部よりも像面側に配置される
    ことを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載のレンズ鏡筒。
  5. 前記レンズ保持部には、カムピンが設けられ、
    前記カムピンは、前記カム溝と係合して追従しており、
    前記第1のギア部が設けられている前記突出部の前記カム溝の深さは、前記第1のギア部が設けられていないカム溝よりも浅くなっており、前記カムピンは、伸縮可能に形成されている
    ことを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載のレンズ鏡筒。
  6. 請求項1〜5のいずれか1項に記載のレンズ鏡筒を備える、撮像装置。
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