JP7464057B2 - レンズ鏡筒及び撮像装置 - Google Patents

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Description

本発明はレンズ鏡筒及び撮像装置に関する。
従来、レンズを保持するレンズ保持枠と絞り機構とを備えるレンズ鏡筒がある。レンズ鏡筒は、薄型化や軽量化が求められている。
特開平6-332033号公報
本発明のレンズ鏡筒は、レンズを保持するレンズ保持枠と、第1突部及び第2突部を有する絞り羽根と、前記レンズ保持枠に保持され、前記絞り羽根により形成される開口部の径を変更するための駆動部と、前記第1突部と係合し、前記駆動部によって光軸を中心に回転可能な第1部材と、前記第2突部と係合し、前記第1部材との間に前記絞り羽根を挟んで設けられる第2部材と、を備え、前記レンズ保持枠は、前記レンズを保持するとともに前記光軸と直交する円板部を有し、前記第1部材は、前記円板部に対向するとともに前記光軸方向に突出する第3突部を有し、前記第1部材は、前記突部を前記円板部に接触させながら回転可能である構成とした。
本発明の撮像装置は、上記レンズ鏡筒を備える構成とした。
実施形態のレンズ鏡筒2をカメラボディ3に装着して構成された撮像装置1の概念図である。 2群レンズL2を保持する2群レンズ保持枠20を示す像側から見た平面図である。 2群レンズL2と、2群レンズ保持枠20と、絞り機構10とを示す、斜め像側から見た分解斜視図である。 2群レンズL2と、2群レンズ保持枠20と、絞り機構10とを示す、斜め被写体側から見た分解斜視図である。 絞り羽根アセンブリ13Aを被写体側から見た平面図である。 検出部43と駆動部40とに電力を供給する絞り駆動用FPC45と、ブレ補正部駆動用FPC35とを示す斜視図である。
(全体説明)
図1は、実施形態のレンズ鏡筒2をカメラボディ3に装着して構成された撮像装置1の概念図である。実施形態のレンズ鏡筒2は、カメラボディ3に着脱可能である。
カメラボディ3は、被写体光を電気信号に変換する撮像素子4を備え、撮像素子4による撮像データを画像処理して図示しない記録部に記録するいわゆるデジタル一眼レフカメラである。なお、デジタル一眼レフカメラは、ミラーレスカメラであってもよく、ミラーを有するものであってもよい。さらに一眼レフカメラに限定されず、いわゆるコンパクトデジタルカメラでもよく、フィルムカメラであってもよい。さらに、二眼のカメラであってもよい。スマートフォンやタブレットに内蔵されたカメラでもよい。レンズ鏡筒2とカメラボディ3とが一体型のカメラであってもよい。
カメラボディ3には電源スイッチ(図示せず)を含む複数の操作部が設けられている。操作部によって指示された電源スイッチのON・OFF信号や、フォーカシングや絞り値を示す信号は、カメラボディ3に設けられる接点端子とレンズ鏡筒2に設けられる接点端子とを介して、後述するレンズ鏡筒2におけるメイン基板5に設けられた制御部に送られる。
レンズ鏡筒2は、前側から1群レンズL1、2群レンズL2、3群レンズL3、4群レンズL4、5群レンズL5及び6群レンズL6を備え、焦点距離が変更可能ないわゆるズームレンズである。なお、ズームレンズに限定されるものではなく、焦点距離が変更できない単焦点のレンズであってもよい。
2群レンズL2と、ブレ補正レンズである3群レンズL3と、4群レンズL4とは一体となって光軸OA方向に移動する。また、2群レンズL2と3群レンズL3との間には、絞り羽根13が配置されている。
レンズ鏡筒2は、さらに、2群レンズL2を保持する2群レンズ保持枠20を備える。図2は、2群レンズ保持枠20を像側から見た平面図である。2群レンズ保持枠20の外周には、直進キー21と2群カムピン22とがそれぞれ3つ設けられている。なお、2群レンズ保持枠20については、後に詳細に説明する。
図1に戻り、2群レンズ保持枠20の外周側には、直進筒である第1筒50が配置されている。第1筒50は、像側の端部に5群レンズL5を保持している。第1筒50の内面には2群レンズ保持枠20の直進キー21が係合する直進溝(図示せず)、外面には5群カムピン51が設けられている。
第1筒50の外周側にはカム筒である第2筒52が配置されている。第2筒52の内周には、第1筒50の5群カムピン51が係合する第1筒駆動カム溝53と、2群レンズ保持枠20の2群カムピン22が係合する2群駆動カム溝(図示せず)とが設けられている。
第2筒52よりも外周側には、回転筒54が配置されている。回転筒54の外周側にはズームリング55が配置されている。回転筒54はズームリング55にビス止めされ、ズームリング55を回転させると回転筒54も回転する。回転筒54の回転により、第2筒52は回転しつつ直進する。第2筒52が回転すると第1筒50は光軸OA方向に直進移動する。
2群レンズ保持枠20は、2群カムピン22が第2筒52の2群駆動カム溝と係合しているので、第2筒52の回転によって光軸OA方向に移動し、その際、第1筒50の直進溝に沿って直進キー21が移動することにより、光軸OA方向に直進案内される。
図3は2群レンズL2と、2群レンズ保持枠20と、絞り機構10とを示す、斜め像側から見た分解斜視図である。図4は2群レンズL2と、2群レンズ保持枠20と、絞り機構10とを示す、斜め被写体側から見た分解斜視図である。2群レンズ保持枠20の像側に配置されている絞り機構10は、被写体側から、第1部材11と、複数の絞り羽根13からなる絞り羽根アセンブリ13Aと、第2部材12とを備える。
(2群レンズ保持枠20)
2群レンズ保持枠20は、光軸OAと直交する円板部23と、円板部23の外周を部分的に覆うとともに光軸OA方向に延びる壁部24とを有する。
前述の直進キー21は、壁部24の外周に設けられた光軸OA方向に延びる突状部であり、2群カムピン22は、壁部24の外周に設けられた光軸OAを中心とした径方向に延びる突起である。直進キー21と2群カムピン22とはそれぞれ3つ設けられている。
円板部23には2群レンズL2を保持するレンズ保持開口25が光軸OAを中心として円形に設けられている。図3に示すように、レンズ保持開口25の周囲は、円板部23よりもわずかに像側に突出した突出部27が設けられている。突出部27は第1部材11の円形開口11aに挿入されて第1部材11の径方向の位置決めをする。
突出部27の外周の像側面には接触面28が設けられている。接触面28は、光軸OAを中心とした円周に沿って、円弧状に3箇所設けられた平坦な面である。接触面28は、第1部材11に設けられた突部11e(図4に図示)と当接する。
また、円板部23の接触面28よりもさらに外径側には、光軸OAを中心とする略同一円周上に、後述の第2部材12の爪部12gが係合する4つのスナップフィット構造の一部である爪係合孔26が設けられている。
図2においては取り付けた状態、図3及び図4においては分解した状態で示すが、レンズ鏡筒2は、さらに、2群レンズ保持枠20の像側に、取付板41を介して取り付けられた駆動部40を備える。図3,4において取付方向を図中矢印で示す。駆動部40の駆動軸は被写体側に延び、先端にはギア42が配置されている。実施形態で駆動部40は、ステッピングモータである。駆動部40は、2群レンズ保持枠20に取り付けられ、保持される。
また、同様に図2においては取り付けた状態、図3及び図4においては分解した状態で示すが、レンズ鏡筒2は、さらに、2群レンズ保持枠20の像側に、検出部43を備える。図3,4において取付方向を図中矢印で示す。実施形態で検出部43はフォトインタラプタである。検出部43は、2群レンズ保持枠20に取り付けられ、保持される。
検出部43と駆動部40とは、図2に示すように光軸OAを挟んだ反対側の位置、すなわち光軸OAを中心として約180度ずれた位置に配置されている。
(第1部材11)
図3、図4に示すように第1部材11は、略円板形状で光軸OAを中心とした円形開口11aが設けられている。図1に示す組み立てられた状態で、突出部27が円形開口11aの内部に挿入され、第1部材11は、光軸OAを中心とする径方向において2群レンズL2と重なっている。
また、第1部材11には、絞り羽根13の第1係合部13aが係合する複数の円形の嵌合穴11bが設けられている。嵌合穴11bは光軸OAを中心とした円周上に、互いに均等な間隔で、絞り羽根13の枚数に対応し、実施形態では7つ設けられている。
第1部材11の外周縁の一部分に駆動部40のギア42と係合するギア歯11cが形成され、駆動部40が回転すると、駆動部40に駆動されるギア42が回転し、ギア42と係合するギア歯11cが回転することで第1部材11が光軸OAを中心に回転する。
第1部材11の外周におけるギア歯11cが設けられている部分と光軸OAを挟んだ略反対側には検出部43を通過する被検出部11d(PIカッター)が設けられている。ギア歯11cが設けられている部分と、被検出部11dが設けられている部分とは、検出部43と駆動部40とに対応して光軸OAを挟んだ略反対側の位置となる。
また、第1部材11の被写体側の面に、上述の2群レンズ保持枠20に設けられた接触面28と接触する突部11eが3箇所(図4においては1箇所のみ示す)設けられている。突部11eは円形開口11aの周囲の接触面28に対応した位置に設けられている。第1部材11が2群レンズ保持枠20に対して光軸OAを中心として回転する際に、突部11eは接触面28と接触して接触面28上をスライドする。
(絞り羽根13)
図5は、絞り羽根アセンブリ13Aを被写体側から見た平面図である。絞り羽根アセンブリ13Aは、実施形態では7枚である複数の絞り羽根13から構成され、複数の絞り羽根13の組み合わせにより絞り開口13Bが形成される。
絞り羽根13のそれぞれは、略四角形であるが、一つの角部(先端部13c)を挟んだ2辺が他の2辺より長い。2つの長辺のうちの一方の長辺13dは、絞り開口13Bを形成する辺であり、円形の絞り開口13Bを形成するように湾曲している。
2つの長辺の間の角部(先端部13c)は、図5において、時計回りの方向に延び、一つの絞り羽根13の先端部13cは、時計回り方向の隣にある絞り羽根13の像側面、すなわち2群レンズ保持枠20と反対側に配置され、被写体側から見えないようになっている。
また、それぞれの絞り羽根13の被写体側の面には、第1部材11の嵌合穴11bに差し込まれる第1係合部13a、像側の面には、次に説明する第2部材12のカム溝に差し込まれる第2係合部13bが設けられている。
(第2部材12)
図3、図4に戻り、第2部材12は、第1部材11との間に絞り羽根13を挟んで設けられている。
第2部材12は、略円板形状で光軸OAを中心とした円形開口12cが設けられている円板部12dと、円板部12dの外周から光軸OA方向被写体側に延びる4本の腕部12bとを備える。腕部12bの先端には外径側に突出した爪部12gが設けられている。
腕部12b及び爪部12gは、前述の2群レンズ保持枠20に設けられた爪係合孔26とともにスナップフィット構造を構成する。腕部12bは弾性変形可能で、腕部12bの弾性変形可能によって爪部12gは径方向に移動可能である。第2部材12を2群レンズ保持枠20に近づけていくと、爪部12gが2群レンズ保持枠20の爪係合孔26内に挿入される。爪部12gが爪係合孔26内を通過する際、腕部12bが弾性変形し、爪部12gは径方向内径側に移動する。爪部12gが爪係合孔26を通過すると、腕部12bの弾性変形が戻り、爪部12gが爪係合孔26の縁に引っ掛かることで、第2部材12は2群レンズ保持枠20に固定される。
図4に示すように第2部材12の被写体側面には、絞り羽根13の第2係合部13bが挿入される複数のカム溝12aが設けられている。
なお、本実施形態では、第1部材11に円形の嵌合穴11b、第2部材12にカム溝12aを設けたが、これに限らず、第1部材11にカム溝、第2部材12に円形の嵌合穴が設けられていてもよい。
第2部材12の側面には駆動部40及び検出部43を逃げるための凹部(切り欠き)12e、12fが設けられている。凹部12e、12fはカム溝12aの位置を避けて設けられている。
(FPC)
図1に示すように第2部材12の像側に、第2部材12と対向してブレ補正部30が配置されている。図6は、検出部43と駆動部40とに電力を供給する絞り駆動用FPC45と、ブレ補正部駆動用FPC35とを示す斜視図である。
ブレ補正部30は、ブレ補正レンズである3群レンズL3を保持する可動部31と、2群レンズ保持枠にビス止めされた固定部32とを備える。固定部32にはコイル32a、可動部31にはマグネット31aが取り付けられている。コイル32aに所定の電力を供給することにより、電磁力によって可動部31は固定部32に対して光軸OAと直交する平面内で移動する。
駆動部40と検出部43が取り付けられた2群レンズ保持枠20と、ブレ補正部30とは光軸OA方向に一緒に移動するので、互いの間隔が開くことがない。したがって、絞り駆動用FPC45とブレ補正部駆動用FPC35とを接続することが容易である。
ゆえに図6に示すように、駆動部40と検出部43とに接続されている絞り駆動用FPC45は、コイル32aに接続されているブレ補正部駆動用FPC35に接続され、一本のFPCが、ブレ補正部30及び駆動部40を制御する制御部が固定されている、図1に示すメイン基板5へと延びている。
(実施形態の効果)
(1)比較例1として、絞り機構において、駆動部40や検出部43を取り付ける部材として、2群レンズ保持枠20ではなく、別部材としてベース部材を用いた場合、実施形態と比べてベース部材の分だけレンズ鏡筒2の鏡筒長が長くなり、また重量も重くなる。
しかし、実施形態は、ベース部材を用いず、駆動部40や検出部43を2群レンズ保持枠20に直接取り付けているので、比較例1と比べてベース部材の分だけ、薄型化及び軽量化が可能となる。
(2)第1部材11と絞り羽根13とを間に挟んだ状態で、第2部材12と2群レンズ保持枠20とがスナップフィットされる。これにより、絞り機構10は2群レンズL2と一体となって光軸OA方向に移動することができる。
第2部材12は、スナップフィット構造によって2群レンズ保持枠20に固定され、ビス等を用いないので、コストが削減されるとともに、自動組み立ても可能となり製造容易である。
なお、絞り羽根13及び第1部材11は、第2部材12と2群レンズ保持枠20との間の隙間において、光軸OA方向に若干の余裕をもって配置されている。絞り開口径の変更の際に、絞り羽根13の互いの重なり量の変動が生じると、絞り羽根アセンブリ13Aとしての厚みが変わる場合がある。このような場合であっても、余裕が設けられているので、絞り羽根13の駆動が妨げられない。
(3)また、光軸OA方向に沿って、被写体側から、2群レンズ保持枠20、第1部材11、絞り羽根13、第2部材12の順に配置されている。したがって、被写体側から見たときに、2群レンズL2の後方に絞り羽根13が位置し、絞り羽根13がレンズ鏡筒2の戦端から見えにくいので、美観に優れる。
(4)2群レンズ保持枠20の外周側に配置され、直進溝を有する第1筒50と、2群レンズ保持枠20の外周側に配置され、2群駆動カム溝を有する第2筒52と、を備え、2群レンズ保持枠20は、直進溝及び2群駆動カム溝によって光軸方向に移動可能である。従って、2群レンズ保持枠20は、光軸OA方向に移動可能であり、2群レンズ保持枠20に固定された絞り機構10も、ともに光軸OA方向に移動可能である。
(5)カメラボディ3の電源がONになると、制御部を介した指示によって駆動部40が回転する。駆動部40により駆動された第1部材11が回転すると、被検出部11dが検出部43を通過し、これにより絞り羽根13の原点位置を検出することができる。
そして、原点位置から駆動部40が所定パルス回転して第1部材11が回転し、第1部材11の11bに嵌合している絞り羽根13の第1係合部13aの位置が変化することにより、複数の絞り羽根13により形成される絞り開口13Bを、撮影者が設定した絞り値とすることができる。
(6)検出部43と駆動部40とは、光軸OAを挟んだ反対側の位置、すなわち光軸OAを中心として約180度ずれた位置に配置されている。
レンズ鏡筒2内において、FPCの延びる本数はあまり多くない方が、スペース効率や配線の容易性の観点から好ましい。このため、駆動部40に電力供給する配線と、検出部43の検出信号を送信する配線とは、メイン基板5から途中まで1本のFPC上に配置されている。
そして、メイン基板5から延びるFPCは、2群レンズ保持枠20上で駆動部40と検出部43との2方向に分岐されて、それから先がそれぞれ駆動部40と検出部43とに接続されている。
ここで、駆動部40に送られる駆動電流は、検出部43の検出電流と比べて大電流である。このため、FPCの分岐位置が検出部43に近いと、検出部43の検出信号にノイズが乗りやすく、検出部43の検出精度に支障が生じる可能性がある。
実施形態によると、検出部43と駆動部40とは、光軸OAを挟んだ反対側の位置に配置されているので、分岐位置を検出部43から離すことができる。ゆえにノイズの影響を少なくすることができる。
(7)また、実施形態のレンズ鏡筒2は、ベース部材を備えていないので、2群レンズ保持枠20に2群レンズL2を保持する突出部27を設け、その突出部27を、絞り機構10の嵌合穴11bが設けられた第1部材11の円形開口11aの内部に挿入することができる。
そうすると、第1部材11を、光軸OAを中心とする径方向において、2群レンズL2と重ねることができる。すなわち2群レンズ保持枠20に保持された2群レンズL2と同一の径方向(2群レンズの径方向外側)に、第1部材11を配置することができる。したがって、レンズ鏡筒2のさらなる薄型化が可能となる。
(8)第1部材11が2群レンズ保持枠20に対して光軸OAを中心として回転する際に、第1部材11の突部11eが接触面28と接触し、突部11eは接触面28上をスライドする。すなわち、第1部材11は、2群レンズ保持枠20の像側面と面接触しないので接触面積が小さくなり、回転の抵抗とならずに滑らかに回転可能となる。また、接触面28は、部分的に設けられているので、周全体に設けられた場合と比べて精度(平面度)の確保が容易である。
(9)駆動部40と検出部43とに接続されている絞り駆動用FPC45は、コイル32aに接続されているブレ補正部駆動用FPC35に接続され、一本のFPCが、ブレ補正部30及び駆動部40を制御する制御部が固定されたメイン基板5へと延びている。
従って、メイン基板5への延びるFPCを共通化できるので、スペース効率がよくコストも削減される。
(10)絞り羽根13が絞られたときに、絞り羽根13の先端部13cは、光軸OA方向にわずかに突出する。実施形態において先端部13cは、2群レンズL2と反対側に配置されるので、突出方向は像側になる。これに対して、比較例2として、先端部13cが2群レンズL2側となるように絞り羽根13が重ねられていたとすると、先端部13cの突出方向は2群レンズ側になる。
たとえば、上述の比較例1のように、駆動部40や検出部43を取り付ける部材として、2群レンズ保持枠20と別のベース部材を用いた場合における、絞り羽根アセンブリ13Aと2群レンズL2との距離をX1とする。
一方、実施形態における、ベース部材が用いられていない場合の、絞り羽根アセンブリ13Aと2群レンズL2との距離をX2とする。そうするとベース部材を備えていない分だけX2はX1よりも短くなる。
このとき、比較例2のように先端部13cの突出方向が2群レンズL2側の場合、絞り羽根アセンブリ13Aと2群レンズL2との距離X2が短いと、先端部13cが2群レンズL2に接触する可能性が高くなる。しかし、実施形態の場合、先端部13cの突出方向が2群レンズ側と逆側の像側であるので、先端部13cが2群レンズL2に接触することがない。
さらに、先端部13cは2群レンズ保持枠20と反対側に配置され、被写体側から見えないようになっているので、見栄えがよい。
以上、実施形態について説明したが、これに限定されず、任意の組み合わせであってもよい。
1:撮像装置、2:レンズ鏡筒、3:カメラボディ、4:撮像素子、5:メイン基板、10:絞り機構、11:第1部材、11a:円形開口、11b:嵌合穴、11d:被検出部、11e:突部、12:第2部材、12a:カム溝、12b:腕部、12c:円形開口、12d:円板部、12g:爪部、13:絞り羽根、13A:絞り羽根アセンブリ、13a:第1係合部、13b:第2係合部、20:2群レンズ保持枠、21:直進キー、25:レンズ保持開口、26:爪係合孔、27:突出部、28:接触面、30:ブレ補正部、40:駆動部、43:検出部、49:駆動部、50:第1筒、52:第2筒、54:回転筒

Claims (11)

  1. レンズを保持するレンズ保持枠と、
    第1突部及び第2突部を有する絞り羽根と、
    前記レンズ保持枠に保持され、前記絞り羽根により形成される開口部の径を変更するための駆動部と、
    前記第1突部と係合し、前記駆動部によって光軸を中心に回転可能な第1部材と、
    前記第2突部と係合し、前記第1部材との間に前記絞り羽根を挟んで設けられる第2部材と、を備え、
    前記レンズ保持枠は、前記レンズを保持するとともに前記光軸と直交する円板部を有し、
    前記第1部材は、前記円板部に対向するとともに前記光軸方向に突出する第3突部を有し、
    前記第1部材は、前記突部を前記円板部に接触させながら回転可能であるレンズ鏡筒。
  2. 前記第2部材は、前記レンズ保持枠に固定される
    請求項1に記載のレンズ鏡筒。
  3. 前記第2部材は、スナップフィット構造によって前記レンズ保持枠に固定される
    請求項に記載のレンズ鏡筒。
  4. 前記レンズ保持枠に保持される検出部を備え、
    前記第1部材は、前記検出部によって検出される被検出部を有する
    請求項1から請求項3のいずれか1項に記載のレンズ鏡筒。
  5. 前記検出部は、前記駆動部と前記レンズを挟んだ反対側に配置されている
    請求項に記載のレンズ鏡筒。
  6. 光軸方向に沿って、被写体側から、前記レンズ保持枠、前記第1部材、前記絞り羽根、前記第2部材の順に配置される
    請求項1からのいずれか1項に記載のレンズ鏡筒。
  7. 前記レンズ保持枠の外周側に配置され、直進溝を有する第1筒と
    前記レンズ保持枠の外周側に配置され、カム溝を有する第2筒と、を備え、
    前記レンズ保持枠は、前記直進溝及び前記カム溝によって光軸方向に移動可能である
    請求項1からのいずれか1項に記載のレンズ鏡筒。
  8. 前記第1部材は、光軸を中心とする径方向において、前記レンズと重なる
    請求項1からのいずれか1項に記載のレンズ鏡筒。
  9. 前記第2部材に対向して配置されるブレ補正部と、
    前記ブレ補正部及び前記駆動部を制御する制御部と、
    前記制御部が固定されるメイン基板と、
    前記メイン基板と前記ブレ補正部と前記駆動部とを接続するフレキシブル基板と、を備える
    請求項1からのいずれか1項に記載のレンズ鏡筒。
  10. 前記開口部が最も小さくなるときに、前記レンズ保持枠と反対側に前記絞り羽根が突出するように、複数の前記絞り羽根が重ねて配置されている
    請求項1からのいずれか1項に記載のレンズ鏡筒。
  11. 請求項1から10のいずれか1項に記載のレンズ鏡筒と、
    撮像素子と、を備える
    撮像装置。
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