KR20050041889A - 렌즈경통 및 촬상 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 경통의 침동시의 소형화를 도모하는데 있어서 유리한 렌즈경통 및 촬상 장치를 제공한다. 본 발명에 있어서, 안내 기구(17)는 가이드 축(14)을 가지고 있다. 구동 기구(15)는 수나사부재(1502)와, 수나사부재(1502)를 회전시키는 모터(1504)와, 수나사부재(1502)에 나합하는 암나사부재(1506)를 가지고 있다. 수나사부재(1502)의 정역전에 의해 암나사부재(1506)가 수나사부재(1502)에 따라서 왕복 이동한다. 암나사부재(1506)의 단부(1506A)는, 3군 렌즈프레임(7)의 계합부(7002)에 당접 가능하게 설치되어 있다. 수나사부재(1502)는 암나사부재(1506)에 나합하는 수나사부(1502A)와, 수나사부(1502A)의 단부로부터 이 수나사부(1502A)와 같은 축상에 연재하는 축부(1502B)를 가지고 있다. 코일 스프링(1508)은 계합부(7002)를 단부(1506A)에 당접하는 방향으로 가세하고 있다.

Description

렌즈경통 및 촬상 장치{Lens cylinder and image pickup apparatus}

본 발명은 렌즈경통 및 촬상 장치에 관한 것이다.

근년, 디지털 스틸 카메라나 디지털 비디오 카메라 등의 촬상 장치의 소형화를 도모하기 위해 경통 내에 촬영 광학계가 짜넣어진 침동식의 렌즈경통이 많이 채용되고 있다.

이러한 렌즈경통은, 촬영 광학계로 결상된 피사체상을 촬상하는 촬상 소자의 전방 개소에, 그 광축 방향에 따라서 이동 가능하게 설치된 가동 렌즈와, 가동 렌즈를 광축 방향에 안내하는 안내 기구와 가동 렌즈를 광축 방향으로 이동시키는 구동 기구를 가지고 있다(예를 들면 특허 문헌 1 참조).

그리고, 상기 구동 기구에 의해 가동 렌즈를, 촬상 소자측의 후방의 한계 위치에 위치시키는 것으로 경통을 침동상태로 하고 있다. 가동 렌즈의 상기 한계 위치에의 위치 결정은, 가동 렌즈에 검출편을 설치하는 것과 동시에, 상기 검출편을 검출하는 포토 인터랩터 등의 센서를 경통부분에 설치하고, 가동 렌즈가 상기 한계 위치에 위치했을 때에 상기 검출편을 상기 센서가 검지하고, 상기 센서의 검지 신호에 근거하여 상기 구동 기구를 제어하는 것으로 되어 있다(특허 문헌 1 ; 특개 2002－296480호 공보).

그렇지만, 종래의 렌즈경통에서는, 상기 센서의 경통부분에 대한 부착 정밀도의 불균일 및 상기 구동 기구에 의한 가동 렌즈의 이동 속도의 변화에 의한 가동 렌즈의 정지위치 정밀도의 불균일(예를 들면 가동 렌즈의 오버 런 등에 기인하는 불균일)을 고려하고, 상기 가동 렌즈가 상기 한계 위치에 위치했을 때에, 가동 렌즈와 경통부분이 부딪히지 않도록 양자간에 소정의 거리(마진)를 확보해 둘 필요가 있고, 렌즈경통의 침동시의 광축 방향에 있어서의 치수의 소형화를 도모하는데 있어서 불리하였다.

본 발명은, 이러한 사정에 감안된 것이고, 그 목적은 렌즈경통의 침동시의 소형화를 도모하는데 있어서 유리한 렌즈경통 및 촬상 장치를 제공하는 것에 있다.

상술의 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 렌즈경통은, 경통 내에 설치된 촬영 광학계를 갖추고, 상기 촬영 광학계는 그 광축 방향으로 이동 가능하게 설치된 가동 렌즈와, 상기 가동렌즈를 광축 방향으로 이동시키는 구동 기구를 가지고, 상기 가동 렌즈는, 렌즈와, 상기 렌즈를 보관유지하는 렌즈프레임을 가지고, 상기 구동 기구는, 상기 광축 방향에 따라서 연재하는 수(雄)나사부재와, 상기 수나사부재를 회전시키는 모터와, 회전이 저지된 상태로 상기 수나사부재에 나합되어 이 수나사부재의 회전에 의해 수나사부재에 따라서 이동하는 암(雌)나사부재와, 상기 렌즈 프레임에 설치되어 상기 암나사부재의 상기 광축 방향에 따른 단부에 향하게 배치되는 계합부와, 상기 계합부를 상기 암나사부재의 상기 단부에 당접하는 방향으로 상기 렌즈프레임을 가세하는 가세부재를 가지고, 상기 수나사부재는, 상기 암나사부재에 나합하는 수나사부와, 상기 계합부를 상기 암나사부재의 단부에 당접하는 방향과는 반대의 방향에 있어서의 상기 수나사부의 단부로부터 이 수나사부와 같은 축상에 연재하여 상기 암나사부재를 구성하는 암나사의 내경 이하의 외경으로 형성하는 축부를 가지고, 상기 암나사부재는, 상기 수나사부재의 수나사부에 따라서 이동할 수 있고, 한편, 상기 수나사부로부터 이 수나사부에 인접하는 상기 축부의 개소에 걸쳐서 이동할 수 있도록 설치되어 있는 것을 특징으로 한다.

또, 본 발명의 촬상 장치는, 경통 내에 설치된 촬영 광학계를 갖추고, 상기 촬영 광학계는 그 광축 방향으로 이동 가능하게 설치된 가동 렌즈와, 상기 가동 렌즈를 광축 방향으로 이동시키는 구동 기구를 포함한 렌즈경통을 가지는 촬상 장치에 있어서, 상기 가동 렌즈는, 렌즈와, 상기 렌즈를 보관유지하는 렌즈프레임을 가지고, 상기 구동 기구는, 상기 광축 방향에 따라서 연재하는 수나사부재와, 상기 수나사부재를 회전시키는 모터와, 회전이 저지된 상태로 상기 수나사부재에 나합되어 이 수나사부재의 회전에 의해 수나사부재에 따라서 이동하는 암나사부재와, 상기 렌즈프레임에 설치되어 상기 암나사부재의 상기 광축 방향에 따른 단부에 향하게 배치되는 계합부와, 상기 계합부를 상기 암나사부재의 상기 단부에 당접하는 방향으로 상기 렌즈 프레임을 가세하는 가세부재를 가지고, 상기 수나사부재는, 상기 암나사부재에 나합하는 수나사부와, 상기 계합부를 상기 암나사부재의 단부에 당접하는 방향과는 반대의 방향에 있어서의 상기 수나사부의 단부로부터 이 수나사부와 같은 축상에 연재하여 상기 암나사부재를 구성하는 암나사의 내경 이하의 외경으로 형성된 축부를 가지고, 상기 암나사부재는, 상기 수나사부재의 수나사부에 따라서 이동할 수 있고, 한편, 상기 수나사부로부터 이 수나사부에 인접하는 상기 축부의 개소에 걸쳐서 이동할 수 있도록 설치되어 있는 것을 특징으로 한다.

렌즈경통의 침동시의 소형화를 도모한다라는 목적을, 가동 렌즈의 구동 기구를 구성하는 수나사부재에, 수나사가 형성되어 있지 않은 축부를 설치하는 것에 의해서 실현되었다.

[실시예 1]

다음에 본 발명의 실시예 1에 대해서 도면을 참조하여 설명한다.

도 1은 실시예 1의 촬상 장치의 사시도, 도 2는 실시예 1의 촬상 장치의 구성을 나타내는 블록도이다.

도 1에 나타낸 바와 같이, 본 실시예의 촬상 장치(100)는 디지털 스틸 카메라이며, 외장을 구성하는 케이스(102)를 가지고 있다.

케이스(102)의 전면 우측부 가까이의 개소에는 촬영 광학계(104)를 수용 보관유지하는 침동식의 경통(1)이 설치되고, 케이스(102)의 전면 상부 가까이의 개소에는 섬광을 발광하는 플래시부(106), 광학식 파인더(finder)의 대물렌즈(108) 등이 설치되어 있다.

경통(1)은 케이스(102)의 내부에 짜넣어진 구동부(124)(도 2)에 의해서 케이스(102)의 전면에서 전방으로 돌출한 사용 위치(광각 상태, 망원 상태 및 광각 내지 망원의 중간상태)와 케이스(102)의 전면에 수용된 수용 위치(침동상태)와의 사이를 출몰하도록 구성되어 있다.

케이스(102)의 상단면에는 셔터 버튼(110)이 설치되고, 케이스(102)의 후면에는, 상기 광학식 파인더의 접안창(비도시), 전원의 온 오프, 촬영 모드, 재생 모드의 전환 등 여러 가지의 조작을 행하기 위한 복수의 조작 스위치(112), 촬상한 영상을 표시하는 디스플레이(114(도 2)) 등이 설치되어 있다.

도 2에 나타낸 바와 같이, 촬상 장치(100)는, 촬영 광학계(104)에 의해서 결상된 피사체상을 촬상하는 경통(1)의 후단 부분에 설치된 CCD나 CMOS 센서 등으로 구성된 촬상소자(116), 이 촬상 소자(116)로부터 출력된 촬상 신호에 근거하여 화상 데이터를 생성하고, 메모리 카드 등의 기억 매체(118)에 기록하는 화상 처리부(120), 상기 화상 데이터를 디스플레이(114)에 표시시키는 표시 처리부(122), 구동부(124), 조작 스위치(112)나 셔터버튼(110)의 조작에 따라 화상 처리부(120), 표시 처리부(122), 구동부(124)를 제어하는 CPU 등을 포함한 제어부(126) 등을 갖추고 있다.

다음에, 경통(1)의 개략적인 구성에 대해 설명한다.

도 3은 경통(1) 상태를 설명하는 사시도로, (a)가 비사용시의 렌즈 수납 상태 즉 침동상태를 나타내는 것이고, (b)가 광각 상태, (c)가 망원 상태를 나타내는 것이다. 도 4는 심몸통 렌즈의 단면도이며, (a)가 침동상태, (b)가 광각 상태, (c)가 망원 상태를 나타내는 것이다. 도 5는 침동렌즈의 분해 사시도이다.

도 4에 나타낸 바와 같이, 경통(1)은 광학적으로는 3군 구성이다. 즉, 경통(1)의 광축 방향으로 피사체측을 전방으로 하고, 상기 광축 방향으로 촬상 소자(116) 측을 후방으로 했을 때, 경통(1)을 구성하는 3군은, 전방에서 후방으로 향해서 이 순번으로 설치된 1군, 2군, 3군에 의해서 구성되어 있다.

경통(1)은, 1군과 2군이 소정의 캠 커브에 따라서 광축 방향으로 구동되는 것에 의해서 줌을 실시하고, 3군이 광축 방향으로 미소하게 변위되는 것에 의해서 포커싱을 실시한다. 즉, 1군과 2군의 변위에 의해서 초점거리를 가변하고, 이 초점거리의 변화에 의해서 생긴 초점이 맺히는 위치의 차이를 3군의 변위에 의해서 수정하여 적절히 초점을 맺도록 구성되어 있다.

도 4, 도 5에 나타낸 바와 같이, 1군 렌즈프레임(2)은, 캠 고리(4)의 캠 홈(4b)에 감합되는 3개(복수 라인)의 캠 핀(2a)과, 1군을 구성하는 복수의 렌즈를 삽입·고정하는 복수의 렌즈실(2b)과, 수납시, 침동상태에 대해 렌즈 앞 구슬을 보호하는 베리어 기구부(2c)를 갖추고 있다.

2군 렌즈프레임(3)은, 캠 고리(4)에 감합되는 3개(복수 라인)의 캠 핀(3a)과 2군을 구성하는 복수의 렌즈를 삽입, 고정하는 복수의 렌즈실(3b)을 갖추고 있다. 또, 2군 렌즈프레임(3)은 아이리스·셔터 기구를 구성해도 괜찮다.

캠 고리(4)는, 기어 유닛에 의해서 구동되는 것으로 캠 고리(4)를 고정 고리(6)의 내경으로 회전 구동하기 위한 기어부(4a)와, 1군 렌즈프레임(2)의 캠 핀(2a)이 감합되는 3개(복수 개)의 캠 홈(4b)과, 2군 렌즈프레임(3)의 캠 핀(3a)이 감합되는 3개(복수 라인)의 캠 홈(4c)과, 고정 고리(6)의 캠 홈(6a)에 감합되는 3개(복수 라인)의 캠 핀(비도시)을 갖추고 있다.

캠 홈(4b) 및 캠 홈(4c)은, 1군 및 2군을 소정의 커브에 따라서 광축 방향으로 이동시키고, 줌 동작을 실시하는 것이다.

직진 안내 고리(5)는, 캠 고리(4)로 일체적으로 고정 고리(6)의 내경으로 광축 방향으로 이동하는 부재에서, 1군 렌즈프레임(2)을 광축 방향으로 가이드 하는 안내홈(5a)과, 2군 렌즈프레임(3)을 광축 방향으로 가이드하는 안내홈(5b)를 갖추고 있다.

고정 고리(6)는, 베이스(8)에 고정되는 부재로, 캠 고리(4)의 상기 캠 핀이 감합되는 3개(복수 라인)의 캠 홈(6a)을 갖추고 있다.

3군 렌즈프레임(7)은 3군을 구성하는 렌즈(71)를 삽입·고정하기 위한 렌즈실을 갖추고, 본 실시예에서는 3군 렌즈프레임(7)과 렌즈(71)에 의해서 본 발명의 가동 렌즈(72)가 구성되어 있다.

가동 렌즈(72)는, 후술하는 안내 기구(17)(도 6 참조)에 의해서 베이스(8)에 대해서 광축 방향으로 이동 가능하게 보관유지되는 것으로 광축 방향으로 안내되고 있고, 후술하는 구동 기구(15)에 따라서 광축 방향으로 미소하게 변위되도록 구성되어 있다.

베이스(8)에는, 고정 고리(6), 가이드축 압력부재(9), 기어 유닛(비도시)이 위치 결정·고정된다.

베이스(8)는, 광학식 로우 패스 컷 필터나 적외 컷 필터 등의 광학 필터 11를 삽입·위치 결정·고정하기 위한 오목부와, 경통내부에의 쓰레기 등의 침입을 방지하고, 광학 필터(11)를 탄성가세하기 위한 씰 고무(12)를 삽입하기 위한 오목부를 갖추고 있다.

베이스(8)에는 촬상 소자(116)가 고정밀도에 위치 결정·고정된다.

기어 유닛은, 캠 고리(4)를 기어부(4a)에 의해서 구동하는 것이다. 기어비는, 침동→광각→망원 및 망원→광각→침동의 프레임에 있어서 충분한 구동력을 얻을 수 있도록 결정된다. 기어 유닛은, 캠 고리(4)를 구동하는 것으로써, 이 침동렌즈의 줌 동작을 실시한다.

또, 본 예에 있어서는, 1군 렌즈프레임(2), 2군 렌즈프레임(3), 3군 렌즈프레임(7)에 보관유지되고, 상기 복수의 렌즈에 의해서 본 발명의 촬영 광학계가 구성되어 있다.

또, 본 예에 있어서, 1군 렌즈프레임(2), 2군 렌즈프레임(3), 캠 고리(4), 직진 안내 고리(5), 고정 고리(6), 3군 렌즈프레임(7), 베이스(8)는, 예를 들면 유리 섬유를 함유하는 폴리카보네이트(polycarbonate) 수지(흑색) 등의 섬유강화 플라스틱으로 이루어지고, 강도·차광성과 양산성을 갖추고 있다.

다음에, 캠 고리(4)에 의한 렌즈의 동작에 대해 설명한다.

침동상태~광각 사이의 동작에 있어서, 캠 고리(4)는 기어부(4a)가 기어 유닛에 의해서 구동력을 주어짐으로써 구동되고, 상기 캠 핀이 고정 고리(6)의 캠 홈(6a)에 따라서 회전하면서 광축 방향으로 피사체 측에 향하여 이동한다. 이 때, 직진 안내 고리(5)는 캠 고리(4)와 일체적으로 이동한다(도 4 중 화살표 A참조).

이 때, 1군 렌즈프레임(2)은 캠 핀(2a)이 캠 홈(4b) 및 안내 홈(5a)에 따라서 소정의 커브에 의해서 이동한다(도 4 중 화살표 B참조). 이 때, 2군 렌즈프레임(3)은 캠 핀(3a)이 캠 홈(4c) 및 안내 홈(5b)에 따라서 소정의 커브에 의해서 이동한다(도 4 중 화살표 C참조). 이상에 의해, 1군 및 2군은 소정의 위치로 이동하고, 광학적으로 광각의 위치로 된다.

광각~망원간의 동작에 있어서도, 캠 고리(4)는 기어부(4a)가 기어 유닛에 의해서 구동력을 주어지는 것으로 구동되지만, 이 프레임에 대해 캠 홈(6a)은 캠 고리(4)가 광축방향으로 구동하지 않게 형성되어 있고, 직진 안내 고리(5)도 광축 방향으로 이동하지 않는다(도 4 중 화살표 D참조).

이 때, 1군 렌즈프레임(2)은 캠 핀(2a)이 캠 홈(4b) 및 안내 홈(5a)에 따라서 소정의 커브에 의해서 이동한다(도 4 중 화살표 E참조). 이 때, 2군 렌즈프레임(3)은 캠 핀(3a)이 캠 홈(4c) 및 안내 홈(5b)에 따라서 소정의 커브에 의해서 이동한다(도 2 중 화살표 F참조). 이상에 의해, 1군 및 2군은 소정의 커브에 따라서 이동하고, 광학적으로 광각~망원 사이를 이동하는 것에 의해서 줌 동작을 실시한다.

망원→광각→침동상태에 대해서는, 기어 유닛을 상기 동작과 반대 방향으로 구동하는 것에서 캠 고리(4)를 반대 방향으로 회전시키는 것에 의해서 실시한다. 상기의 기어 유닛에 의한 캠 고리(4)의 구동에 의해서 경통(1)은 침동동작 및 주밍 동작을 실시하지만, 이것과는 별도로 구동기구(15)에 의해서 가동 렌즈(72)가 광축 방향으로 미소하게 변위하는 것으로써 포커싱 동작을 실시한다(도 4 중 화살표 G참조).

다음에, 본 실시예와 관련되는 촬상 장치의 주요한 부분이고, 가동 렌즈(72)와, 구동 기구(15)와, 안내 기구(17)의 구성에 대해 상세하게 설명한다.

도 6은 실시예 1과 관련되는 촬상 장치의 주요부를 설명하는 분해 사시도, 도 7은 실시예 1과 관련되는 촬상장치의 주요부의 조립 상태를 설명하는 사시도, 도 8은 실시예 1과 관련되는 촬상 장치의 주요부의 조립 상태를 설명하는 사시도, 도 9는 구동 기구(15)의 사시도, 도 10은 3군 렌즈프레임이 한계 위치보다 전방의 위치에 위치한 상태를 나타내는 구동 기구(15)의 근방의 단면도, 도 11은 3군 렌즈프레임이 한계 위치에 위치한 상태를 나타내는 구동 기구(15)의 근방의 단면도, 도 12는 도 10, 도 11의 평면도, 도 13은 수나사부재와 암나사부재의 단면도이다.

도 6 내지 도 8에 나타낸 바와 같이, 3군 렌즈프레임(7)은 원형판 모양으로 형성되어 그 중앙개구부에 렌즈(71)가 보관유지되어 있고, 3군 렌즈프레임(7)의 지름 방향 외측 개소에서 주방향으로 간격을 둔 개소에 제1 베어링부(7a)와 제2 베어링부(7b)가 설치되어 있다.

제1 베어링부(7a), 제2 베어링부(7b)에는, 광축 방향에 따라서 연재하는 가이드 축(14, 8b)이 삽통되어 있고, 가이드 축(14, 8b)은, 예를 들면 균일 외경의 원주상에 형성되어 베이스(8)에 부착되어 있다.

본 실시에서는, 이들 가이드 축(14, 8b), 제1, 제2 베어링부(7a, 7b)에 의해서, 3군 렌즈프레임(7), 즉 가동 렌즈(72)를 렌즈(71)의 광축 방향에 따라서 왕복 직선 이동 가능하게 안내하는 안내 기구(17)가 구성되어 있다.

도 6 내지 도 8에 나타낸 바와 같이, 가이드 축(14)의 베이스(8)에의 부착은, 가이드 축 지지벽(91) 및 가이드 축 압력부재(9)를 이용하여 가이드 축(14)의 전후 양단을 지지하는 것으로 되어 있다.

가이드 축 지지벽(91)은 베이스(8)와 일체로 예를 들면 형성형에 의해서 설치되어 있다.

가이드 축 지지벽(91)은, 베이스(8)의 촬상 소자(116)의 전방에 접한 개소로부터 상기 광축에 따라 전방으로 연재하는 2개의 연장부(91a)와, 연장부(91a)의 선단을 연결하는 선단부(91b)로 구성되고, 선단부(91b)는 베이스(8)에 향하고 있다. 또, 2개의 연장부(91a)는, 가이드 축(14)을 그 주방향에서 끼우는 것과 같은 2개소에 따라서 설치되고 있다.

선단부(91b), 즉 가이드 축 지지벽(91)의 전단에는, 가이드 축(14)의 전단을 보관유지하는 오목부(91c)가 설치되고, 이 오목부(91c)는 가이드 축(14)의 선단이 삽입되는 바닥이 있는 모양의 원주구멍에서 형성되고 있다. 이 바닥이 있는 모양의 구멍은 예를 들면 단면 D자형을 나타내고 있다.

가이드 축 지지벽(91)의 후단에 위치하는 베이스(8) 개소, 바꾸어 말하면 가이드 축(14)의 돌출 방향으로 향한 베이스(8)의 전면 개소에는, 소경구멍(8A)이 설치되고, 이 소경구멍(8A)과 같은 축상에서 베이스(8)의 후면에 대경 오목부(8B)가 설치되어 있다. 이들 소경구멍(8A), 대경 오목부(8B)는, 오목부(91c)와 거의 같은 축상에 형성되고 있다.

가이드 축 압력부재(9)는 원반모양을 나타내고, 소경축부(9A)와, 소경축부(9A)와 같은 축상의 대경축부(9B)로 소경축부(9A)의 단면에 설치된 감합구멍(9C)을 가지고, 이것들 소경축부(9A), 대경축부(9B), 감합구멍(9C)과는 같은 축상에 설치되고 있다. 또한, 도 10 및 도 11에 있어서는, 본 발명의 주요부를 명확하게 하기 위해 가이드 축 압력부재(9)의 형상은 균일 외경의 원주상에 그려져 있다.

소경축부(9A)는, 소경구멍(8A)보다 직경이 작게 형성되고, 대경축부(9B)는, 대경 오목부(8B)보다 직경이 작게 형성되어 있다. 감합구멍(9C)은, 가이드 축(14)의 후단이 감합되는 바닥이 있는 모양의 구멍에서 형성되어 있다. 이 바닥이 있는 모양의 구멍은 예를 들면 단면 D자형을 나타내고 있다.

또한, 가이드 축 압력부재(9)는, 원반모양 이외의 형상, 예를 들면 타원 판 모양, 다각형 판 모양 등이라도 상관없다. 동일하게, 소경구멍(8A) 및 대경 오목부(8B)의 형상도 원형 이외의 형상이라도 상관없다.

또, 가이드 축 압력부재(9)에 대경 오목부(8B)의 가장자리부에 베이스(8)의 전면측으로부터 계지하는 볼록부를 설치하면, 충격 하중이 가이드 축 압력부재(9)에 가해졌을 때의 강도를 보증하는데 있어서 유리하게 된다. 이 경우, 상기 볼록부는 가이드 축 압력부재(9)를 광축과 직교하는 방향으로 위치 조정할 때의 방해는 되지 않는다.

가이드 축 압력부재(9)는, 대경축부(9B)가 대경 오목부(8B)에 수용되는 것과 동시에 소경축부(9A)가 소경구멍(8A)에 수용되고, 한편, 대경축부(9B)와 소경축부(9A)와의 경계를 이루는 평탄한 환상 단면으로 이루어지는 당접면이 대경 오목부(8B)의 저면으로 이루어지는 당접면에 할당되어 배치되어 있다.

그리고, 가이드 축(14)은, 그 전단이 오목부(91c)에 보관유지되는 것과 동시에, 후단이 감합구멍(9C)에 감합 고정된 상태로, 가이드 축(14)의 연재 방향에 대해서 직교하는 방향으로 가이드 축 압력부재(9)가 작동되고, 이것에 의해 렌즈(71)의 광축이 1군 및 2군의 렌즈의 광축과 평행하도록 위치 조절이 이루어진다.

이 위치조절은, 예를 들면, 시판의 XY테이블 등을 이용하여 행해진다.

위치 조절 후, 대경 오목부(8B)에 접착제(S)가 도포되어 대경 오목부(8B) 내에 있어서 대경축부(9B)가 고정되고, 이것에 의해 가이드 축 압력부재(9)가 베이스(8)에 고정되고 있다. 즉, 소경축부(9A)가 소경구멍(8A)에 삽통되어 소경축부(9A)의 외주면과 소경구멍(8A)의 내주면과의 사이에 틈새가 확보된 상태로 당접면과 당접면이 당접되어 고정되고 있다. 상기 접착제(S)로서는 예를 들면 UV경화형 접착제를 이용할 수 있고, 그 경우에는 접착제(S)를 경화시킨다 위해 자외선을 조사하게 된다.

또한, 가이드 축(14)의 베이스(8)에의 부착을 행하는 구성은 상술한 것으로 한정되는 것은 아니고 임의이다.

도 6, 도 9 내지 도 12에 나타낸 바와 같이, 구동 기구(15)는, 가동 렌즈(72)를 광축 방향으로 이동시키는 것이고, 상기 광축 방향에 따라서 연재하는 수나사부재(1502)와, 수나사부재(1502)를 회전시키는 스테핑 모터 등으로 이루어지는 모터(1504)와, 수나사부재(1502)에 나합하는 암나사부재(1506)와, 3군 렌즈프레임(7)의 계합부(7002)와 코일 스프링(1508)(특허 청구의 프레임의 가세 부재에 상당)을 가지고 있다.

도 8, 도 9에 나타낸 바와 같이, 모터(1504)는, 모터 설치용 부재(1510)에 취착되어 있고, 수나사부재(1502)는 모터(1504)에 연결되고, 가동 렌즈(72)의 광축 방향과 평행하는 방향으로 연재하고 있다.

모터 설치용 부재(1510)는, 모터(1504)의 케이스의 단면에 취착되는 제1지편(1510A)와, 제1지편(1510A)에 대향하는 제2지편(1510B)와, 이들 제 1, 제2지편(1510A, 1510B)을 연결하는 제3지편(1510C)을 갖추고 있다.

제1지편(1510A)에는, 수나사부재(1502)의 연재 방향에 대해서 직교하는 면에 따라서 돌출 형성된 돌출부(1510D)가 설치되어 있다. 이 돌출부(1510D)에는, 나사삽통용의 구멍(1510E)과, 위치 결정용 구멍(1510F)가 형성되고, 도 8에 나타낸 바와 같이, 위치결정용구멍(1510F)이 베이스(8)의 보스에게 계합된 상태로, 나사(202)를 구멍(1510E)에서 베이스(8)에 설치된 나사구멍에 나합하는 것으로 모터 설치용 부재(1510)이 베이스(8)에 취착되어 있다. 또한, 본 실시예에서는, 나사 삽통용의 구멍(1510E)의 반경 방향 외측의 개소에 계합홈(1510E－1)이 형성되어 있고, 이 계합홈(1510E－1)이 베이스(8) 측에 설치했던 볼록부에 계합되는 것으로 모터 설치용 부재(1510)가 구멍(1510E)을 중심으로 요동하지 않도록 구성되어 있다.

도 9에 나타낸 바와 같이, 제3지편(1510C)은 제1지편(1510A)의 기단으로부터 연재 하고 있고, 제2지편(1510B)은 제3지편(1510C)의 선단에 설치되어 있다.

수나사부재(1502)의 선단(가동 렌즈(72)의 광축 방향의 전방의 단부)은, 제2지편 1510 B의 베어링구멍등을 개입시켜 회전 가능하게 지지를 받고 있다.

모터 설치용 부재(1510)의 제1, 제2지편(1510A, 1510B)의 사이에는, 회전 정지용의 로드(1512)가 수나사부재(1502)와 간격을 두어서 거의 평행하게 연재하도록 접착하고 있다.

암나사부재(1506)는 수나사부재(1502)에 나합되고, 암나사부재(1506)의 계합 오목부(1506B)가 로드(1512)에 계합하고, 이것에 의해 암나사부재(1506)의 회전이 저지되어 있고, 수나사부재(1502)의 정역전에 의해 암나사부재(1506)가 수나사부재(1502)의 긴 방향에 따라서 왕복 이동하도록 구성되어 있다.

또, 도 10, 도 12에 나타낸 바와 같이, 암나사부재(1506)가 가동 렌즈(72)의 광축 방향의 후방에 향하는 단부(1506A)는, 3군 렌즈프레임(7)의 외주부의 일부를 이루는 계합부(7002)에 당접 가능하게 설치되어 있다.

수나사부재(1502)는, 도 9, 도 10, 도 13에 나타낸 바와 같이, 암나사부재(1506)에 나합하는 수나사부(1502A)와, 계합부(7002)를 암나사부재(1506)의 단부(1506A)에 당접하는 방향과는 반대의 방향에 있어서의 수나사부(1502A)의 단부로부터 이 수나사부(1502A)와 같은 축상에 연재하는 축부(1502B)를 가지고 있다. 바꾸어 말하면, 축부(1502B)는, 가동 렌즈(72)의 광축 방향의 후방의 수나사부(1502A)의 단부로부터 광축 방향의 후방에 연재하고 있다.

축부(1502B)는, 암나사부재(1506)을 구성하는 암나사의 내경(d1) 이하의 외경(d2)으로 형성되어 있다. 보다 상세하게는, 축부(1502B)의 외경은, 이 축부(1502B)상에 암나사부재(1506)가 위치한 상태로, 암나사부재(1506)가 축부(1502B)의 반경 방향으로 흔들리지 않게 축부(1502B)의 긴 방향으로 원활히 이동할 수 있는 치수로 형성되어 있다.

또한, 수나사부(1502A)의 단부에 소경부를 형성하고, 이 소경부에 미끄러짐 베어링을 장착하고, 미끄러짐 베어링에 의해 축부(1502B)를 구성하는 등은 임의이다.

또, 도 10, 도 11에 나타낸 바와 같이, 암나사부재(1506)는, 수나사부재(1502)의 수나사부(1502A)와, 수나사부(1502A)에 인접하는 축부(1502B)의 개소(1502C)에 걸쳐서 이 수나사부재(1502)에 따라서 이동할 수 있도록 설치되어 있다.

보다 상세하게는, 암나사부재(1506)는, 수나사부재(1502)가 정역전하면, 수나사부(1502A)에 나합하고 있는 상태에서는 수나사부(1502A)에 따라서 직선 이동한다.

또, 수나사부재(1502)의 정회전 또는 역전에 의해 수나사부(1502A)에 따라서 축부(1502B)의 개소(1502C)측으로 이동해오면, 도 13에 나타낸 바와 같이, 암나사부재(1506)는 수나사부(1502A)로부터 벗어나고, 축부(1502B)의 개소(1502C)상에 위치할 수 있도록 설치되고 있다.

코일 스프링(1508)은, 가이드 축(14)에 권장되어 그 일단이 3군 렌즈프레임(7)의 제1축부(7a)에 탄접하여 타단이 베이스(8) 측에 탄접하여 설치되어 있고, 계합부(7002)를 암나사부재(1506)의 단부(1506A)에 당접하는 방향으로 3군 렌즈프레임(7)을 가세하고 있다. 바꿔 말하면, 코일 스프링(1508)은 3군 렌즈프레임(7)을 광축 방향의 전방으로 가세하고, 3군 렌즈프레임(7)을 상시 암나사부재(1506)에 탄접시키고 있다. 따라서, 3군 렌즈프레임(7), 즉 가동 렌즈(72)는 암나사부재(1506)의 움직임에 추종하여 광축 방향으로 왕복 직선 이동하게 된다.

또한, 가동 렌즈(72)의 광축상에 위치하는 베이스(8) 개소에 통로가 형성되고, 상기 통로에 임하는 베이스(8)의 후면에는 수용 오목부(8c)가 설치되고, 촬상 소자(116)는 수용 오목부(8c)에 수용 보관유지되고 있다.

또, 3군 렌즈프레임(7)의 베이스(8)에 접한 개소에는 검지편(73)이 광축 방향의 후방으로 향하게 돌설되어 있고, 이 검지편(73)으로 향하는 베이스(8) 개소에는 포토 인터랩터로 이루어지는 센서(18)가 설치되어 있다.

이 센서(18)는 가동 렌즈(72)의 기준 위치(원점)를 설정하기 위해서 이용되고, 가동렌즈(72)의 기준 위치의 설정은 다음과 같이 된다.

즉, 모터(1504)의 회전에 의해 가동 렌즈(72)가 광축 방향으로 이동하여 검지편(73)이 센서(18)에 의해서 검지되면, 그 검지가 이루어졌을 때의 모터(1504)의 회전 위치가 광축 방향의 위치 제어를 행할 때의 기준 위치(원점)로서 설정된다. 그리고, 상기 기준위치를 기준으로서 모터(1504)의 회전량이 제어되는 것으로 가동 렌즈(72)의 광축방향의 이동량(이동 위치)이 제어된다. 예를 들면, 모터(1504)가 스테핑 모터이면, 상기 기준 위치를 기준으로서 상기 스텝 모터에 공급하는 구동 신호의 펄스수를 제어하는 것으로 가동 렌즈(72)의 이동 제어(위치 제어)가 행해진다.

이러한 기준 위치의 설정은, 예를 들면, 촬상 장치(100)의 전원이 투입된 시점, 혹은, 촬상 장치(100)가 촬영 모드로 설정된 시점에서 행해진다.

또한, 본 실시예에서는, 경통(1), 가동 렌즈(72)와, 안내 기구(17)와, 구동 기구(15)에 의해서 본 발명의 렌즈경통이 구성되어 있다.

다음에 가동 렌즈(72) 및 구동 기구(15)의 동작에 대해 설명한다.

경통(1)이 상기 수용 위치(침동위치)로부터 사용 위치로 이동하는 경우에는, 우선, 상기 기어 유닛이 구동되는 것으로 캠 고리(4)가 구동되어 1군 렌즈프레임(2) 및 2군 렌즈프레임(3)이 광축 방향의 전방으로 이동된다.

여기서, 모터(1504)의 정회전에 의해 가동 렌즈(72)가 광축 방향의 전방으로 이동하고, 역전에 의해 광축 방향의 후방으로 이동한다고 했을 경우, 도 11에서 도 10에 나타낸 바와 같이, 모터(1504)가 정회전하면, 암나사부재(1506)는 코일 스프링(1508)에 의해 계합부(7002)를 거쳐서 광축 방향의 전방으로 가세되고 있으므로, 수나사부재(1502)의 정회전에 따라 암나사부재(1506)의 암나사는 축부(1502B)의 개소(1502C)상으로부터 수나사부(1502A)에 나합한다. 이것에 의해, 가동 렌즈(72)는, 광축 방향의 전방으로 이동되고, 모터(1504)의 정역회전에 의해서 암나사부재(1506)가 수나사부(1502A) 상에서 광축 방향으로 왕복직선이동되고, 이것에 의해 가동 렌즈(72)가 포커싱 동작을 행한다.

다음에, 경통(1)이 사용 위치로부터 케이스(102)의 전면에 수용된 수용 위치(침동위치)에 이동하는 경우에는, 우선, 도 10에서 도 11에 나타낸 바와 같이, 모터(1504)가 역전하는 것에 의해 암나사부재(1506)가 광축 방향의 후방으로 이동되고, 수나사부(1502A)로부터 축부(1502B)로 향해 이동된다. 그리고, 도 13에 나타낸 바와 같이, 암나사부재(1506)의 암나사가 수나사부(1502A)로부터 벗어나고, 암나사부재(1506)는 축부(1502B)의 개소(1502C)상에 위치한다.

암나사부재(1506)가 축부(1502B)의 개소(1502C)상에 위치한 상태에서는, 암나사부재(1506)의 암나사는 수나사부(1502A)에서 벗어나 있고, 모터(1504)가 계속 역전하여도 암나사부재(1506)를 광축 방향으로 이동시키는 것은 할 수 없고, 한편, 암나사부재(1506)는 코일 스프링(1508)에 의해 계합부(7002)를 거쳐서 광축 방향의 전방으로 가세되고 있으므로, 암나사부재(1506)는 축부(1502B)의 개소(1502C) 상에 멈추는 것으로 된다. 보다 상세하게는, 암나사부재(1506)의 암나사의 상단 개소와 수나사부(1502A)의 수나사의 하단 개소가 당접한 상태로, 암나사부재(1506)는 축부(1502B)의 개소(1502C) 상에 멈추게 된다.

즉, 가동 렌즈(72)는 코일 스프링(1508), 계합부(7002), 암나사부재(1506), 수나사부재(1502)를 거쳐서 광축 방향으로 왕복 직선 이동하는 것에서, 암나사부재(1506)가 수나사부(1502A)에 인접하는 축부(1502B)의 개소(1502C) 상에 위치한 상태에서 가동 렌즈(72)는 그 이상 광축 방향의 후방으로 이동할 수 없게 되고, 따라서, 암컷나사부재(1506)가 축부(1502B)의 개소(1502C) 상에 위치한 상태에서 가동 렌즈(72)가 그 이상 광축 방향의 후방으로 이동할 수 없게 되는 가동 렌즈(72)의 후방 한계 위치로 된다.

가동 렌즈(72)가 후방 한계 위치에 도달하기 위해서 필요한 회전량 이상 모터(1504)가 역전되면, 모터(1504)의 역전이 정지되고, 계속하여 상술한 것처럼 상기 기어 유닛이 구동되는 것으로 캠 고리(4)가 구동되어 1군 렌즈프레임(2) 및 2군 렌즈프레임(3)도 광축 방향의 후방에 이동되어 경통(1)은 침동상태로 된다.

본 실시예에 의하면, 가동 렌즈(72)의 후방 한계 위치는, 암나사부재(1506)가 축부(1502B)의 개소(1502C) 상에 위치하여 그 이상 후방으로 이동할 수 없게 되는 위치이므로, 센서(72)를 이용하여 후방 한계 위치를 결정하는 경우와 달리, 센서(72)의 경통부분에 대한 부착 정밀도의 불균일이나 모터의 회전 속도의 변화에 의한 가동 렌즈(72)의 정지 위치 정밀도의 불균일이 발생하지 않는다.

그 때문에, 가동 렌즈(72)와 이 가동 렌즈(72)의 후방에 위치하는 경통부분(베이스(8))과의 사이의 간격 및 가동 렌즈(72)와 이 가동 렌즈(72)의 전방에 위치하는 다른 렌즈군(2군 렌즈프레임(2) 및 거기에 보관유지되고 있는 렌즈)과의 사이의 간격을 상기 불균일 분만큼 삭감할 수 있고, 이것에 의해 렌즈경통의 침동시의 광축 방향에 있어서의 치수의 소형화를 도모하는데 있어서 유리하게 된다.

또, 모터(1504)의 회전 속도나 속도 변화 등의 여하에 관계없이 가동 렌즈(72)의 후방 한계 위치는 일정함으로, 예를 들면 경통(1)을 침동할 즈음하여 모터(1504)를 고속 회전시켜 가동 렌즈(72)를 고속으로 후방 한계 위치로 이동시킬 수 있고, 경통(1)의 침동동작에 필요로 하는 시간을 단축하는데 있어서 유리하게 된다.

또한, 본 실시예에서는, 3군 렌즈프레임(7)에 본 발명을 적용했을 경우에 대해서 설명했지만, 1, 2군 렌즈프레임(2, 3)에도 본 발명은 물론 적용된다.

또, 본 실시예에서는, 가동 렌즈(72)의 후방 한계 위치에 본 발명을 적용했을 경우에 대해서 설명했지만, 광축 방향의 전방인 전방 한계 위치에도 본 발명은 물론 적용된다.

또, 본 실시예에서는, 촬상 장치로서 디지털 카메라를 이용하여 설명했지만, 본 발명은, 비디오 카메라, 그 외 여러 가지의 촬상 장치에 적용 가능하다.

본 발명에 의하면, 암나사부재가 축부의 개소상에 위치한 상태에서는, 암나사부재의 암나사는 수나사부로부터 벗어나 있고, 모터가 계속 회전해도 암나사부재를 광축 방향으로 이동시킨는 것은 할 수 없고, 암나사부재는 축부의 개소상에 머문다. 따라서, 센서를 이용해 후방에의 한계 위치를 결정하는 경우와 달리, 센서의 경통부분에 대한 부착 정밀도의 불균일이나 모터의 회전 속도의 변화에 의한 불균일이 발생하지 않는다.

그 때문에, 광축 방향에 따른 가동 렌즈와 경통부분과의 사이의 간격 및 가동 렌즈와 다른 렌즈군과의 사이의 간격을 상기 불균일 분만큼 삭감할 수 있고, 이것에 의해 렌즈경통의 침동시의 광축 방향에 있어서의 치수의 소형화를 도모하는데 있어서 유리하다.

도 1은 실시예 1의 촬상 장치의 사시도이다.

도 2는 실시예 1의 촬상 장치의 구성을 나타내는 블록도이다.

도 3은 경통(1)의 상태를 설명하는 사시도로, (a)가 비사용시의 렌즈 수납 상태 즉 침동상태를 나타내는 것, (b)가 광각 상태, (c)가 망원 상태를 나타내는 것이다.

도 4는 침동렌즈의 단면도이며, (a)가 침동 상태, (b)가 광각 상태, (c)하지만 망원 상태를 나타내는 것이다.

도 5는 침동 렌즈의 분해 사시도이다.

도 6은 실시예 1과 관련되는 촬상 장치의 주요부를 설명하는 분해 사시도이다.

도 7은 실시예 1과 관련되는 촬상 장치의 주요부의 조립 상태를 설명하는 사시도이다.

도 8은 실시예 1과 관련되는 촬상 장치의 주요부의 조립 상태를 설명하는 사시도이다.

도 9는 구동 기구(15)의 사시도이다.

도 10은 3군 렌즈프레임이 한계 위치보다 전방의 위치에 위치한 상태를 나타내는 구동 기구(15)의 근방의 단면도이다.

도 11은 3군 렌즈프레임이 한계 위치에 위치한 상태를 나타내는 구동 기구(15)의 근방의 단면도이다.

도 12는 도 10, 도 11의 평면도이다.

도 13은 수나사부재와 암나사부재의 단면도이다.

*부호의 설명

100……촬상 장치 102……케이스

116……촬상 소자 1……경통

7……3군 렌즈프레임 71……렌즈

72……가동 렌즈 7002……계합부

8……베이스 15……구동 기구

1502……수나사부재 1502A……수나사부

1502B……축부 1506……암나사부재

1506A……단부 1508……코일 스프링

17……안내 기구

Claims (8)

1. 경통내에 설치된 촬영 광학계를 갖추고,

   상기 촬영 광학계는 그 광축 방향으로 이동 가능하게 설치된 가동 렌즈와, 상기 가동 렌즈를 광축 방향으로 이동시키는 구동 기구를 가지고,

   상기 가동 렌즈는, 렌즈와, 상기 렌즈를 보관유지하는 렌즈 프레임을 가지고,

   상기 구동 기구는, 상기 광축 방향에 따라서 연재하는 수나사부재와, 상기 수나사부재를 회전시키는 모터와, 회전이 저지된 상태로 상기 수나사부재에 나합되는 상기 수나사부재의 회전에 의해 수나사부재에 따라서 이동하는 암나사부재와, 상기 렌즈 프레임에 설치되는 상기 암나사부재의 상기 광축 방향에 따른 단부로 향하게 배치되는 계합부와, 상기 계합부를 상기 암나사부재의 상기 단부에 당접하는 방향으로 상기 렌즈프레임을 가세하는 가세부재를 가지고,

   상기 수나사부재는, 상기 암나사부재로 나합하는 수나사부와, 상기 계합부를 상기 암나사부재의 단부에 당접하는 방향과는 반대의 방향에 있어서의 상기 수나사부의 단부로부터 이 수나사부와 같은 축 위에 연재하여 상기 암나사부재를 구성하는 암나사의 내경 이하의 외경으로 형성된 축부를 가지고,

   상기 암나사부재는, 상기 수나사부재의 수나사부에 따라서 이동할 수 있고, 한편, 상기 수나사부로부터 이 수나사부에 인접하는 상기 축부의 개소에 걸쳐서 이동할 수 있도록 설치되어 구성된 것을 특징으로 하는 렌즈경통.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 렌즈프레임이 상기 광축 방향에 따라서 이동할 때의 이동량 혹은 이동 위치의 기준이 되는 기준 위치를 검출하는 센서가 설치되어 구성된 것을 특징으로 하는 렌즈경통.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 촬영 광학계의 광축 방향으로 피사체가 위치하는 측을 전방으로 했을 경우에, 상기 계합부를 상기 암나사부재의 단부에 당접하는 방향은 상기 전방으로 구성된 것을 특징으로 하는 렌즈경통.
4. 제 1항에 있어서,

   상기 촬영 광학계의 광축 방향으로 피사체가 위치하는 측을 전방으로 하고, 그 반대측을 후방으로 했을 경우에, 상기 축부는, 상기 수나사부의 후방에 위치하는 후단으로부터 연재하여 구성된 것을 특징으로 하는 렌즈경통.
5. 제 1항에 있어서,

   상기 촬영 광학계의 광축 방향으로 피사체가 위치하는 측을 전방으로 하고, 그 반대측을 후방으로 했을 경우에, 상기 축부는, 상기 수나사부의 후방에 위치하는 후단으로부터 연재하고, 상기 렌즈프레임의 후방에는 상기 촬영 광학계로 결상된 피사체상을 촬상하는 촬상 소자가 배치되어 구성된 것을 특징으로 하는 렌즈경통.
6. 제 1항에 있어서,

   상기 촬영 광학계의 광축 방향으로 피사체가 위치하는 측을 전방으로 하고, 그 반대측을 후방으로 했을 경우에, 상기 축부는, 상기 수나사부의 후방에 위치하는 후단으로부터 연재하고, 상기 렌즈프레임의 후방에는 상기 촬영 광학계로 결상된 피사체상을 촬상하는 촬상 소자가 배치되고, 상기 렌즈 프레임이 상기 광축 방향에 따라서 이동할 때의 이동량 혹은 이동 위치의 기준이 되는 기준 위치를 검출하는 센서가 설치되어 구성된 것을 특징으로 하는 렌즈경통.
7. 제 1항에 있어서,

   상기 경통에 상기 가동 렌즈를 광축 방향으로 안내하는 안내 기구가 설치되고, 상기 안내 기구는, 상기 광축 방향에 따라서 연재하여 상기 렌즈프레임의 베어링부에 계합하는 것으로 상기 가동 렌즈를 광축 방향으로 안내하는 가이드 축을 가지고, 상기 가세부재는 코일 스프링에 의해 구성되고, 상기 가이드 축으로 권장되는 그 일단이 상기 베어링부에 탄접하고 타단이 경통측에 탄접하여 설치되어 구성된 것을 특징으로 하는 렌즈경통.
8. 경통내에 설치된 촬영 광학계를 갖추고,

   상기 촬영 광학계는 그 광축 방향으로 이동 가능하게 설치된 가동 렌즈와, 상기 가동 렌즈를 광축 방향으로 이동시키는 구동 기구를 포함한 렌즈경통을 가지는 촬상 장치에 있어서,

   상기 가동 렌즈는, 렌즈와, 상기 렌즈를 보관유지하는 렌즈프레임을 가지고,

   상기 구동 기구는, 상기 광축 방향에 따라서 연재하는 수나사부재와, 상기 수나사부재를 회전시키는 모터와, 회전이 저지된 상태로 상기 수나사부재에 나합되어 이 수나사부재의 회전에 의해 수나사부재에 따라서 이동하는 암나사부재와, 상기 렌즈프레임에 설치되어 상기 암나사부재의 상기 광축 방향에 따른 단부에 향하게 배치되는 계합부와, 상기 계합부를 상기 암나사부재의 상기 단부에 당접하는 방향으로 상기 렌즈프레임을 가세하는 가세부재를 가지고,

   상기 수나사부재는, 상기 암나사부재에 나합하는 수나사부와, 상기 계합부를 상기 암나사부재의 단부에 당접하는 방향과는 반대의 방향에 있어서의 상기 수나사부의 단부로부터 이 수나사부와 같은 축위에 연재하여 상기 암나사부재를 구성하는 암나사의 내경 이하의 외경으로 형성된 축부를 가지고,

   상기 암나사부재는, 상기 수나사부재의 수나사부에 따라서 이동할 수 있고, 한편, 상기 수나사부로부터 이 수나사부에 인접하는 상기 축부의 개소에 걸쳐서 이동할 수 있도록 설치되어 구성된 것을 특징으로 하는 촬상 장치.