(57)【要約】【課題】  レンズ保持精度を維持しつつ、光軸方向に薄い小型のレンズ鏡筒を実現する。【解決手段】  レンズを保持し、第１の被案内部４１ａおよび第２の被案内部４１ｂを備えた保持枠４０と、保持枠を光軸方向に移動可能にするために第１の被案内部を案内する第１の案内部６０ａを備えた第１の鏡筒３０と、第１の鏡筒を光軸方向に移動可能にするために第２の被案内部を案内する第２の案内部６０ｂを備えた第２の鏡筒１０とを有し、第２の案内部は、第１の案内部より案内範囲が長く（Ｌｂ＞Ｌａ）、撮影可能状態で第２の被案内部を案内する第１の案内範囲Ｌｂ１、および収納状態で第２の被案内部を案内する第２の案内範囲Ｌｂ２を備える。【選択図】  図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
レンズと、
前記レンズを保持し、第１の被案内部および第２の被案内部を備えた保持枠と、
前記保持枠を光軸方向に移動可能にするために前記第１の被案内部を案内する第１の案内部を備えた第１の鏡筒と、
前記第１の鏡筒を光軸方向に移動可能にするために前記第２の被案内部を案内する第２の案内部を備えた第２の鏡筒とを有し、
前記第２の案内部は、前記第１の案内部より案内範囲が長く、撮影可能状態で前記第２の被案内部を案内する第１の案内範囲、および収納状態で前記第２の被案内部を案内する第２の案内範囲を備えたことを特徴とするレンズ鏡筒。
【請求項２】
前記第２の案内部の後端部は、前記第２の鏡筒の終端面から突出していることを特徴とする請求項１に記載のレンズ鏡筒。
【請求項３】
前記保持枠を光軸方向に移動させる駆動部を有し、
収納状態において、前記駆動部の後端部は、前記第２の鏡筒の終端面から突出してい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。
【請求項４】
前記第２の案内部の後端部は、撮像部と光軸方向で重なることを特徴とする請求項２に記載のレンズ鏡筒。
【請求項５】
前記駆動部の後端部は、撮像部と光軸方向で重なることを特徴とする請求項３に記載のレンズ鏡筒。
【請求項６】
撮影可能状態において、前記駆動部は、前記第２の鏡筒に対して光軸方向に付勢されていることを特徴とする請求項３または５に記載のレンズ鏡筒。
【請求項７】
請求項４または５に記載のレンズ鏡筒と撮像装置本体から成る撮像装置であって、
前記撮像部は、前記撮像装置本体に設けられていることを特徴とする撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、デジタルビデオ等に使用する沈胴構造をもつレンズ鏡筒および該レンズ鏡筒を有する撮像装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
デジタルビデオでは、ズーム時にレンズの倒れを極力小さくするために、長いガイドバーでレンズ枠を保持する構造となることが多い。長いガイドバーを使用すると、レンズ枠が保持する２つのガイド穴をガイドバーの長手方向に距離を離して設置することができる。その結果、レンズの倒れを規制することができ、像の揺れなどを防止できる。しかし、ガイドバーが長いことにより小型化が阻害されている。これを解決するために、特許文献１では、デジタルビデオのレンズ鏡筒構造においても沈胴を行い、非動作時に小型化する構成が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平８−９４９０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、特許文献１で開示されている構成では、ガイドバーの長さは、沈胴時の全長以下に制限される。そのため、沈胴しないレンズ鏡筒と比較して、ズーム時のレンズの移動範囲や光学保持精度が制限されることになる。さらに、レンズ枠の２つのガイド穴の離間距離が長いほど光学保持精度が向上するが、この軸間距離が長いと、沈胴時の全長を短くし難くなる。
【０００５】
（発明の目的）
本発明の目的は、撮影時にはレンズの移動範囲や光学保持精度を維持しつつ、収納時には光軸方向に薄い小型のレンズ鏡筒および撮像装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明のレンズ鏡筒は、レンズと、前記レンズを保持し、第１の被案内部および第２の被案内部を備えた保持枠と、前記保持枠を光軸方向に移動可能にするために前記第１の被案内部を案内する第１の案内部を備えた第１の鏡筒と、前記第１の鏡筒を光軸方向に移動可能にするために前記第２の被案内部を案内する第２の案内部を備えた第２の鏡筒とを有し、前記第２の案内部が、前記第１の案内部より案内範囲が長く、撮影可能状態で前記第２の被案内部を案内する第１の案内範囲、および収納状態で前記第２の被案内部を案内する第２の案内範囲を備えたことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、撮影時には、レンズの移動範囲や光学保持精度を確保しつつ、収納時には、光軸方向に薄い小型のレンズ鏡筒を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施例であるレンズ鏡筒の分解説明図である。
【図２】実施例の正面図及び背面図である。
【図３】実施例の斜視図である。
【図４】実施例の各状態での断面図である。
【図５】実施例の動作を示すフローチャートである。
【図６】実施例における保持枠とガイドバーの関係を示す側面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本発明を実施するための形態は、以下の実施例に記載される通りである。
【実施例】
【００１０】
＜構成＞
図１〜図３を用いて、本発明の実施例であるレンズ鏡筒の構成を説明する。レンズ５０は、保持枠４０にカシメや接着などにより取りつけられている。保持枠４０は、ガイド穴４１ａ、４１ｂを有し、ガイドバー６０ａ、６０ｂにより案内されることで、光軸方向に進退することができる。ガイド穴４１ａは、光軸方向に見て、レンズ５０と近い位置に設定してあり、主に光軸に対するレンズ５０の偏芯位置を決定する。ガイド穴４１ｂは、光軸方向にみて、レンズ５０から遠い距離に設定してあり、主に光軸に対するレンズ５０の倒れ位置を決定する。ガイド穴４１ａは第１の被案内部を構成し、ガイド穴４１ｂは第２の被案内部を構成する。切り欠き４１ｃは、ガイド穴４１ａ，４１ｂから離れた位置に設置されている。切り欠き４１ｃは、保持枠４０がガイド穴４１ａ，４１ｂとガイドバー６０ａ，６０ｂとの嵌合ガタ等によりレンズ５０が光軸から偏芯することを防止する。具体的には、切り欠き４１ｃにはガイドバー６０ｃが挟み込まれながら、保持枠４０が進退する。ガイドバー６０ａ，６０ｂ，６０ｃはステンレス等から成る光軸方向に延出した円柱形状をしている。検出羽根４３がフォトインタラプタ１３の位置を通過すると、電気信号出力が変化し、保持枠４０の位置を特定することができる。
【００１１】
直進筒３０は、略円筒形状をしており、ガイドバー６０ａ、６０ｃのそれぞれ両端を保持している。ガイドバー６０ａとその両端を保持している部分を含めて第１の案内部とする。本実施例では両端を支持する部分が一体の部品のように描かれているが、組み立てを考慮して、それぞれの端を保持する部品を別体としてもよい。直進筒３０は、円筒面上に半径方向に突出したカムフォロア３１を有する。カム環２０は、略円筒形状をしており、直進筒３０の外周側に配置されている。カム環２０は、カム溝２１を有し、カムフォロア３１と係合している。カム環２０が回転することによって、カム溝２１に沿ってカムフォロア３１が光軸方向に移動する。その結果、直進筒３０が光軸方向に進退することができる。カム環２０は、不図示のカム環用モータにより回転される。カム環用モータとしては、例えばステッピングモータを使用することで、回転位置を把握することができる。つまり、カム環用モータへの命令から直進筒３０が進退した位置を特定することが可能である。直進筒３０は第１の鏡筒を構成する。
【００１２】
固定筒１０は、略円筒形状をしており、抜け止め爪１１によりカム環２０が光軸方向に移動しないよう規制している。これにより、カム環２０は光軸方向に移動せず定位置回転できることになる。直進溝１２は、固定筒１０の外径部にコの字状の切り欠きが光軸に沿って設置されているものである。直進キー３２（図２（ｂ））は、直進筒３０に設置され、直進溝１２とは微小な隙間を持って嵌合している。これにより、直進筒３０は、カム環２０の回転に連れられずに光軸方向に進退ができる。ガイドバー６０ｂは、固定筒１０に両端を保持された状態で設置されている。ガイドバー支持部１４は、ガイドバー６０ｂの一端を保持する部分である。ガイドバー６０ｂとその両端を保持する部分を含めて第２の案内部とする。ガイドバー支持部１４は第２の案内部の後端部である。固定筒１０の円筒形状からみると、ガイドバー支持部１４だけが、固定筒１０の終端面から像面側に突出した形状となっている。固定筒１０は第２の鏡筒を構成する。
【００１３】
モータユニット７０の軸の先端は送りねじとなっている。モータはステッピングモータ等を用いて、回転命令に対する回転量を把握しておくことが可能である。モータユニット７０が回転すると、保持枠４０に配置されて送りねじと係合したラック４２が駆動され、保持枠４０を光軸方向に移動させることができる。モータ移動枠８０には、モータユニット７０がビス留めされて一体となっている。モータ移動枠８０は、固定筒１０に対して光軸方向にのみ移動可能な状態で取りつけられている。モータ移動枠８０に設置されたカムフォロア８１は、カム溝２１の一部と係合し、カム環２０の回転に合わせて、モータ移動枠８０が光軸方向に進退可能となっている。引張りばね８２は、固定筒１０とモータ移動枠８０の間にかけられ、モータユニット７０を常に光軸方向の像面側に引っ張るように付勢している。これにより、カムフォロア８１とカム溝２１を片寄せし、モータユニット７０を駆動することにより発生する反力等で光軸方向へ移動することがないようにしている。その結果、光学性能が維持できる。図３（ｂ）に示すようにモータユニット７０は、収納状態において、固定筒１０の終端面から像面側に突出した状態となっている。図３（ａ）に示すように撮影状態では、モータユニット７０が光軸方向を被写体側へ移動し、固定筒１０の終端面から像面側への飛び出しはない状態となっている。進退する理由の詳細は後述する。モータユニット７０は保持枠４０の駆動部を構成する。
【００１４】
撮像ユニット９０は、レンズ５０を通過した光束が撮像面で結像するものである。撮像ユニット９０には、光電変換を行う素子部の他、赤外光をカットする光学フィルタやごみ防止の保護ガラス等が含まれることもある。撮像ユニット９０からの出力は、不図示の処理回路にて像を電気的に読み出すことで、像を記録することができる。撮像ユニット９０は、写真や映像のアスペクト比に合わせて、長方形の形状となることが多い。撮像ユニット９０は撮像部を構成する。撮像ユニット９０は、レンズ鏡筒に設けられていても、撮像装置本体に設けられていてもよい。また、本実施例のレンズ鏡筒は、撮像装置本体に着脱可能に装着されるものであっても、撮像装置本体に一体的に装着されるものであってもよい。
【００１５】
図２（ｂ）に示すように、光軸方向と直交する平面でみると、ガイドバー支持部１４とモータユニット７０の固定筒１０の終端面から突出部は、撮像ユニット９０と重なっていない。その結果、図３（ｂ）のように、ガイドバー支持部１４と撮像ユニット９０は、光軸方向で重なる部分を持つことができる。同じく、モータユニット７０と撮像ユニット９０が、光軸方向で重なる部分を有する。このように光軸方向で重ねて配置することで小型化を実現している。さらには、不図示の撮像ユニット９０の処理回路等もガイドバー支持部１４およびモータユニット７０の固定筒１０の終端面からの突出部と光軸方向で重なる部分を持つように配置することが好ましい。
【００１６】
以上が、本発明の実施例における構成である。
【００１７】
次に図４を用いて、レンズ鏡筒の状態を説明する。撮影可能状態１では、直進筒３０が被写体へ近い側に繰出している。また保持枠４０が最も被写体へ近い側へ位置する状態である。撮影可能状態２では、直進筒３０が被写体へ近い側に繰出している。また保持枠４０は、撮影可能な範囲における最も被写体から遠い側へ位置する状態となっている。例えばレンズ５０が変倍レンズであるとすると、撮影可能状態１が最広角撮影状態、撮影可能状態２が最望遠撮影状態になるような使い方が可能である。上記の撮影可能状態１及び撮影可能状態２はいずれも直進筒３０が被写体側へ突出している。この状態を撮影可能な状態と呼ぶ。収納状態では、直進筒３０は被写体から最も遠い側に繰込んだ状態である。保持枠４０は、撮影可能な範囲を超えて最も被写体から遠い側へ位置している。光軸に沿った全長は、撮影可能な状態と比較して、収納状態は短くなっていることが分かる。これによりレンズ鏡筒の携帯性が向上する。
【００１８】
ここでガイドバーの案内範囲に着目してみる。撮影可能な状態において、保持枠４０は撮影可能状態１と撮影可能状態２の間で進退することになる。このためガイド穴４１ａは、ガイドバー６０ａ上のＬａの範囲で案内されることになる。一方でガイド穴４１ｂは、ガイドバー６０ｂ上のＬｂ１の範囲を案内される。ガイド穴４１ａ，４１ｂはいずれも保持枠４０に設置されており、相対位置は不変であるため、Ｌａ＝Ｌｂ１となる。収納状態においては、ガイド穴４１ｂは、ガイドバー６０ｂのＬｂ２の範囲に存在することになる。つまり、ガイドバー６０ｂは、撮影可能な状態でのみガイド穴４１ｂを案内する第１の案内範囲（Ｌｂ１）と、収納状態でのみガイド穴４１ｂを案内する第２の案内範囲（Ｌｂ２）を有する。本実施例においては、第１の案内範囲Ｌｂ１と第２の案内範囲Ｌｂ２は完全に分離しているが、第１の案内範囲Ｌｂ１と第２の案内範囲Ｌｂ２の一部が重なっても構わない。さらに、ガイドバー６０ｂの案内範囲は、Ｌｂ１とＬｂ２を足し合わせたＬｂという長さになるため、Ｌａ＜Ｌｂという関係になっている。つまり、第１の案内部であるガイドバー６０ａより、第２の案内部であるガイドバー６０ｂの方が、案内範囲が長い。これらにより、保持枠４０の沈胴できる範囲を大きくし、光軸方向に薄くする小型化へつながる。
【００１９】
ガイドバー６０ｂ上でみると、撮影可能な状態ではＬｂ１の案内範囲を使用し、収納状態では、Ｌｂ２の案内範囲を使用することで、また図４において、撮影可能な状態と収納状態では、モータユニット７０の光軸方向位置が異なることが分かる。撮影可能な状態では、保持枠４０の移動範囲に合わせて、モータユニット７０の送りねじを配置する必要がある。送りねじの位置は、ラック４２の位置によって変化するが、一般的にはガイド穴４２ａ，４２ｂの中間付近にラック４２を配置することが望ましい。しかし収納状態において、直進筒３０だけが進退することとすると、モータユニット７０が直進筒３０の被写体側の端面より突出してしまう。レンズ鏡筒全体として考えると、直進筒３０より被写体側の端面に突出した部分を持つことは、小型化の観点から好ましくない。そこで、モータユニット７０が、直進筒３０と連動して進退し、収納状態では直進筒３０の被写体側の端面より突出しない状態としている。この結果、モータユニット７０の後端部は、固定筒１０の終端面から像面側に突出することとなる。しかし、前述のとおり撮像ユニット９０等とのレイアウトを調整することで、光軸方向の小型化が実現可能である。以上のとおり、撮影可能な状態と収納状態で、モータユニット７０の光軸上の位置を異ならせることで、収納状態において光軸方向に薄くなり、レンズ鏡筒の小型化が実現できる。
【００２０】
次に図５、図６を用いて、本発明の実施例のおける動作を説明する。図５（ａ）はレンズ鏡筒が収納状態から撮影可能な状態へ至るシーケンスを示している。図６は、ガイドバーと保持枠の関係を抜き出した側面図である。開始の時点では、レンズ鏡筒は収納状態であり、図６の収納状態のようにガイドバー６０ａ，６０ｂ，６０ｃが光軸方向に重なり、沈胴した状態にある。ステップＳ５１１では、カム環２０が回転を始める。ステップＳ５１２では、カム環２０の回転に連動して、直進筒３０およびモータ移動枠８０が光軸の被写体方向へ繰出しを開始する。直進筒３０が繰出しを開始して、最終繰出し位置の半分程度まで繰出した状態、つまり図６の直進筒半繰出し状態でステップＳ５１３へ進む。ステップＳ５１３では、保持枠４０が光軸の被写体方向へ繰出しを開始し、図６の保持枠繰出し状態まで繰出す。繰出しの途中で検出羽根４３は、フォトインタラプタ１３を通過することで、保持枠４０の位置を認識することができる。保持枠４０は、ガイド穴４１ｂがガイドバー６０ｂの案内範囲Ｌｂ２を過ぎてＬｂ１に到達するまで移動する。ステップＳ５１２の段階では、保持枠４０の繰出しと共に、直進筒３０が同時に繰出しを行ってもよい。また、電力を制限するなどの目的で、保持枠４０が動き出す前に直進筒３０の繰出しを一旦止めて、保持枠４０の繰出しが完了後に、直進筒３０の繰出しを再開してもよい。ステップＳ５１４では、直進筒３０が撮影可能な状態の位置まで繰出し、図６の撮影可能状態のようになる。これで直進筒３０の繰出しが完了する。ステップＳ５１５では、カム環２０の回転が停止し、撮影可能な状態に至る。以上が収納状態から撮影可能な状態に至るシーケンスである。撮影時は、直進筒３０は進退せずに、保持枠４０のみが進退し、光束の結像状態を変化させることができる。
【００２１】
次に図５（ｂ）はレンズ鏡筒が撮影可能な状態から収納状態に至るシーケンスである。開始の時点では、図６の撮影可能状態のように、ガイドバー６０ａ、６０ｃとガイドバー６０ｂが光軸方向に距離を保った状態で配置され、撮影可能な状態にある。ステップＳ５２１では、カム環２０が回転を始める。ステップＳ５１１で繰出しを開始する際の回転方向とは反対の方向へ回転することとなる。ステップＳ５２２では、カム環２０の回転に連動して、直進筒３０が繰込みを開始する。直進筒３０が最終繰込み位置の半分程度まで繰込んだ図６の保持枠繰出し状態（直進筒半繰込み状態）に至ると、ステップＳ５２３へ進み、保持枠移動を開始する。保持枠４０は、ガイド穴４１ｂがガイドバー６０ｂの案内範囲Ｌｂ１に位置しているところから、案内範囲Ｌｂ２に移動し、収納時の所定位置まで移動して停止する。この状態が図６の直進筒半繰出し状態（保持枠繰込み状態）である。次にステップＳ５２４では、直進筒３０がさらに繰込み、図６の収納状態のようにガイドバー６０ａ，６０ｂ，６０ｃが光軸方向に重なり、収納状態に至る。以上が撮影可能状態から収納状態に至るシーケンスである。
【００２２】
図５のシーケンス中で、モータユニット７０は直進筒３０と連動して進退することになる。カム環２０に設置されてカム溝２１の軌跡次第で、進退するタイミングを決定できる。モータユニット７０と直進筒３０の進退のタイミングは、同時であっても順次であっても構わない。
【００２３】
保持枠４０は、第１の案内部であるガイドバー６０ａにより保持枠４０の一端であるガイド穴４１ａが案内されている。また、第２の案内部であるガイドバー６０ｂにより保持枠４０の他端であるガイド穴４１ｂが案内されている。撮影時は、保持枠４０が光軸方向に所定の距離を移動できるように、ガイド穴４１ａ，４１ｂの光軸間距離に応じて、ガイドバー６０ａ、６０ｂの光軸間距離を設定する必要がある。一方で、収納時には保持枠４０は移動する必要がないため、ガイドバー６０ａ，６０ｂを光軸方向に重なるように配置することで、光軸方向の小型化が可能である。
【００２４】
ガイド穴４１ａとガイド穴４１ｂの光軸間距離を大きくすると、ガイドのガタによりレンズ５０が光軸方向に対して傾く量を低減することができる。つまり、レンズ鏡筒としての光学保持精度を向上できる。一方で、ガイド穴４１ａとガイド穴４１ｂの光軸方向距離を大きくすると、レンズ鏡筒の沈胴時（収納時）に固定筒１０の長さ以内に収まりづらくなる。しかし、ガイドバー６０ａよりガイドバー６０ｂを長く設定し、その長くした領域（Ｌｂ２）を収納時に使用することで、像面側の一部を突出させる。これにより、レンズ鏡筒の被写体側の端面に突出せずに小型化でき、かつ光学保持精度を維持できる。一般的にレンズ鏡筒の像面側には、撮像ユニット９０等が設置されている。上記の像面側の突出した部分は、撮像ユニット９０等の構成部品と重ならないようにレイアウトすることで、被写体側への突出量を最小限とすることが可能である。
【００２５】
以上により、撮影時にレンズの移動範囲や光学保持精度を維持しつつ、収納時には光軸方向に薄い小型のレンズ鏡筒を提供することが可能となる。
【符号の説明】
【００２６】
１０  固定部（第２の鏡筒）
１４  ガイドバー支持部（第２の案内部の後端部）
３０  直進筒（第１の鏡筒）
４０  保持枠
４１ａ、４１ｂ  ガイド穴（第１と第２の被案内部）
５０  レンズ
６０ａ、６０ｂ  ガイドバー（第１と第２の案内部）
７０  モータユニット（駆動部）
９０  撮像ユニット（撮像部）
【図１】
2015141344.tif 000003
【図２】
2015141344.tif 000004
【図３】
2015141344.tif 000005
【図４】
2015141344.tif 000006
【図５】
2015141344.tif 000007
【図６】
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