(57)【要約】    【課題】  狭い部位に組み込むことが可能で、耐久性にも優れた遮光構成を達成し、有害な光が撮像素子に到達するのを効果的に防止する。    【解決手段】  シャッタ装置１５の撮像素子側に遮光部材２１を設けている。遮光部材２１は、主体となる平板状の遮光部が光軸がほぼ垂直に交わる平面をなして形成され、シャッタ装置１５の撮像素子側の光軸がほぼ垂直に交わる平面に密接して配設される。遮光部材２１の平板状の遮光部には、カムリング８が係合しており、カムリング８が光軸の周りで回転すると、その回転動作が伝達され遮光部材２１も光軸を中心として回転する。遮光部材２１の遮光部は、ほぼ円環状に形成されており、回転動作によってシャッタ装置１５の逃げ開口部１５ａおよび第２レンズ群（レンズ保持枠）１２の逃げ開口部１２ａを遮蔽しあるいは開放する。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のレンズ群の少なくとも一部を沈胴させて当該複数のレンズ群を収納する沈胴状態から前記複数のレンズ群の少なくとも一部を対物側に移動することにより撮像が可能な撮影状態とするレンズ鏡胴であって、
撮像光路を開閉するシャッタ機構を有するシャッタ装置と、
前記複数のレンズ群を構成するレンズおよびレンズ群の少なくともいずれかを保持する少なくとも１つのレンズ保持枠と、
前記シャッタ装置の外形よりも内側の領域に設置されて、前記レンズ保持枠の少なくとも１つを案内するためのガイド部材と、を備え、且つ
前記シャッタ装置には、前記ガイド部材を挿通して逃げるべく形成された逃げ開口部を有してなるレンズ鏡胴において、
前記シャッタ装置の前記開口部分には、光軸とほぼ垂直な面で回転可能に設けられた遮光部材を具備することを特徴とするレンズ鏡胴。
【請求項２】
前記シャッタ装置は、前記撮像光路の光束を制限する絞り機構を含むことを特徴とする請求項１に記載のレンズ鏡胴。
【請求項３】
前記シャッタ装置の対物側に近接して配置される少なくとも１つのレンズ保持枠にも、前記ガイド部材を挿通して逃げるべく形成された逃げ開口部を有してなることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のレンズ鏡胴。
【請求項４】
前記遮光部材は、撮影状態においては前記シャッタ装置の前記逃げ開口部を遮蔽し、撮影状態から沈胴状態へ移行する際に回転して、前記シャッタ装置の前記逃げ開口部を開放することを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載のレンズ鏡胴。
【請求項５】
前記遮光部材は、前記シャッタ装置と前記遮光部材の間にフリクションを呈すべく少なくとも一部が弾性的に形成されることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載のレンズ鏡胴。
【請求項６】
前記遮光部材は、前記レンズ保持枠を移動させるためのカムを有するカム枠によって回転させられることを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載のレンズ鏡胴。
【請求項７】
撮像用光学系として、請求項１〜請求項６のいずれか１項のレンズ鏡胴を含む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、ある形態ではレンズ群を沈胴して収納し、他の形態ではレンズ群を所定位置まで繰り出して使用するレンズ鏡胴に係り、特に複数のレンズ群を相対的に移動させて焦点距離を変更することができるズームレンズに好適なレンズ鏡胴およびそのようなレンズ鏡胴を用いる撮像装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ディジタルカメラ等の撮像装置においては、焦点距離変更可能なズームレンズ等の撮影レンズの高性能化およびユーザの要求による小型化等の進展に伴い、撮影時以外には、レンズ鏡筒が撮像装置本体内に収納される、いわゆる沈胴式の撮影レンズを用いるものが増加している。さらには、単なる小型化ではなく、より一層の薄型化の要求により、沈胴収納状態でのレンズ鏡胴部分の厚み寸法を極限にまで減らすことが重要となってきている。
このように、撮像装置の薄型化の要求に対処する技術として、撮影時以外にレンズ鏡筒が撮像装置本体に収納される沈胴式の構成が用いられているが、この種の沈胴式のレンズ鏡筒では、シャッタ機構またはシャッタ機構および絞り機構を含むシャッタ装置およびそれぞれ少なくとも１つのレンズを含む複数のレンズ群を保持する複数のレンズ保持枠等の相互間やそれらと、基端側の固定部との間の距離が縮まるために干渉が生じ、そのような干渉を解消するためにレンズ保持枠の一部を切欠したり、レンズ保持枠の一部に孔を設けたりして、シャッタ装置またはレンズ保持枠に干渉を防ぐための逃げとしての開口部、すなわち逃げ開口部を形成している。このため、結果的に本来のレンズによる光路を通らずにシャッタ装置またはレンズ保持枠の逃げ開口部を通る有害光が発生し、この有害光によるフレア等の画像劣化が起こってしまう。
【０００３】
例えば、レンズ鏡胴をさらに薄型化するための技術として、レンズ群を沈胴収納する際に一部のレンズ群を光軸外に退避させる退避機構が提案されている。このレンズ群の退避および光軸上への挿入に関連する移動の際に、退避レンズ群を保持する退避レンズ保持枠を案内するガイド軸が、沈胴状態においては、シャッタ装置および他のレンズ保持枠と同一空間に配置される。このときシャッタ装置およびレンズ保持枠の少なくともいずれかは、ガイド軸との干渉を防ぐための逃げ開口部を設けなければならない。
レンズ鏡胴が撮影可能な状態に繰り出しているときには、シャッタ装置およびレンズ保持枠は対物側へ繰り出しているため、ガイド軸と干渉することはないが、対物側の、例えば第１のレンズ群からの入射光がシャッタ装置およびレンズ保持枠の逃げ開口部を通り、例えばＣＣＤ（電荷結合素子）固体撮像素子からなる撮像素子まで到達してしまうことがあった。
【０００４】
すなわち、このようなレンズ鏡胴は、図７に縦断面を示すように、ＣＣＤ固体撮像素子１、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）２、固定枠３、第１の回転移動枠４、第１の直進移動枠５、第２の回転移動枠６、第２の直進移動枠７、カムリング８、第３の直進移動枠９、前飾り部品１０、第１レンズ群１１、第２レンズ群１２、第３レンズ群１３、第４レンズ群１４、絞り機構を含むシャッタ装置１５、退避レンズ保持枠１６、保持枠回転軸１７、ガイド軸１８、ベース板１９および固定板２０を備えている。この場合、第２レンズ群１２は、それを保持するレンズ保持枠を含んでいる。第３レンズ群１３は、沈胴時に光軸外に退避する退避レンズ群であり、退避レンズ保持枠１６によって保持されており、退避レンズ保持枠１６は、保持枠回転軸１７を中心として回動して第３レンズ群１３を光軸上と退避位置との間で移動させる。ガイド軸１８は、例えば第３レンズ群１３が光軸上に位置し且つ光軸に沿って進退移動する際の退避レンズ保持枠１６の位置を規制案内する。第２のレンズ群１２のレンズ保持枠には、沈胴時にガイド溝１８を挿通するための逃げ開口部１２ａが設けられており、シャッタ装置１５にも、沈胴時にガイド溝１８を挿通するための逃げ開口部１５ａが設けられている。第１レンズ群１１から入射した光が、シャッタ装置１５の絞り開口ではなく、第２のレンズ群１２のレンズ保持枠の逃げ開口部１２ａとシャッタ装置１５の逃げ開口部１５ａを通ってカムリング８の内径部８ｂに反射してＣＣＤ撮像素子１まで到達してしまう。
【０００５】
この場合、図８にＣＣＤ固体撮像素子１のフィールド転送シーケンスの一例を示すように、メカニカルシャッタが閉じた後に、露光期間中にＣＣＤ固体撮像素子１に蓄積された電荷が転送されるが、この転送中にも光が入射していることになるので、撮像結果として得られる画像に、いわゆるフレアのような白みがかった模様が発生したり、ＣＣＤのフィールド転送の時間ずれにより画像中に横縞が発生することがある。
このようなレンズ保持枠等の逃げ開口部を通る有害光に対処する技術が、例えば特許文献１（特開２００６−７９０７０号）、特許文献２（特開２００５−３０８８４３号）および特許文献３（実用新案登録第２５６５０２２号公報）に開示されている。特許文献１には、弾性変形可能な遮光弾性舌片をレンズ保持枠に固定し、該遮光弾性舌片を外周鏡筒の内周面と接触させることによって溝状の開口部を遮光する構成が示されている。特許文献２には、切欠開口部のあるレンズ保持枠の壁部に光軸が垂直に交わる面にほぼ平行な軸線を軸として揺動可能に遮光片を設け、沈胴状態では他のレンズ枠の突起により光軸方向にほぼ平行に退避し、撮影状態では遮光片を付勢部材によって光軸が垂直に交わる面にほぼ平行な遮光状態に復帰させる構成が示されている。特許文献３には、外周縁部に放射状に多数の切り込みを入れた薄膜遮光シートからなる遮光部材を設けることによって、摺動嵌合部の空隙開口部を遮光する構成が示されている。
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−７９０７０号公報
【特許文献２】特開２００５−３０８８４３号公報
【特許文献３】実用新案登録第２５６５０２２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１〜特許文献３に示された構成は、いずれも遮光部材の撓み変形や光軸が垂直に交わる面に平行な軸を中心とする回動を利用しているため、ガイド部材に対する逃げとしてのレンズ保持枠およびシャッタ装置の逃げ開口部のような局部的な逃げ開口部を狭い部位において遮光するのには適していない。しかも、特許文献１のような構成では、弾性変形可能な部材を押圧して撓み変形させるために、耐久性に問題があり、しかもレンズ保持枠と外周鏡筒との間の相対移動に対する抵抗となってレンズ鏡胴の駆動力に影響が出てしまう。特許文献２のような構成では、沈胴状態において遮光片を光軸にほぼ平行な向きとして退避させるために遮光片の大きさがレンズ鏡筒の沈胴状態での寸法に影響し、例えば厚みに加わってしまう。特許文献３の構成を本発明のようなレンズ鏡胴に採用すると、レンズ鏡筒の沈胴状態では、常に遮光シートに負荷がかかることになり、長時間沈胴状態を維持すれば遮光シートが塑性的に変形してしまい、撮影状態における遮光に支障をきたすおそれがある。
【０００８】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたもので、狭い部位に組み込むことが可能で、耐久性にも優れた遮光構成を達成し、有害な光が撮像素子に到達するのを効果的に防止し得るレンズ鏡胴および撮像装置を提供することを目的としている。
すなわち、本発明の請求項１の目的は、多くの占有空間を必要とすることなく、簡単な構成で、有害な光が撮像素子に到達するのを効果的に防止し得て、耐久性にも優れた遮光構成を達成することを可能とするレンズ鏡胴を提供することにある。
本発明の請求項２の目的は、特に、シャッタ機構および絞り機構による占有空間が一層狭くさらにコンパクトに構成することを可能とするレンズ鏡胴を提供することにある。
本発明の請求項３の目的は、特に、シャッタ装置に近接して配置されているレンズ保持枠が存在する場合にも効果的な遮光構成を達成することを可能とするレンズ鏡胴を提供することにある。
本発明の請求項４の目的は、特に、逃げ開口部の開閉を効果的にしかも容易に達成し得るレンズ鏡胴を提供することにある。
本発明の請求項５の目的は、特に、シャッタ装置に対する遮光部材の相対移動および移動位置を安定化することを可能とするレンズ鏡胴を提供することにある。
【０００９】
本発明の請求項６の目的は、特に、シャッタ装置に近接し且つ関連して動作するレンズ保持枠の動作に連動して逃げ開口部を開閉することを可能とするレンズ鏡胴を提供することにある。
本発明の請求項７の目的は、レンズ鏡胴における多くの占有空間を必要とすることなく、簡単な構成で、有害な光が撮像素子に到達するのを効果的に防止し得て、耐久性にも優れた遮光構成を達成することを可能とする撮像装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
請求項１に記載した本発明に係るレンズ鏡胴は、上述した目的を達成するために、
複数のレンズ群の少なくとも一部を沈胴させて当該複数のレンズ群を収納する沈胴状態から前記複数のレンズ群の少なくとも一部を対物側に移動することにより撮像が可能な撮影状態とするレンズ鏡胴であって、
撮像光路を開閉するシャッタ機構を有するシャッタ装置と、
前記複数のレンズ群を構成するレンズおよびレンズ群の少なくともいずれかを保持する少なくとも１つのレンズ保持枠と、
前記シャッタ装置の外形よりも内側の領域に設置されて、前記レンズ保持枠の少なくとも１つを案内するためのガイド部材と、を備え、且つ
前記シャッタ装置には、前記ガイド部材を挿通して逃げるべく形成された逃げ開口部を有してなるレンズ鏡胴において、
前記シャッタ装置の前記開口部分には、光軸とほぼ垂直な面で回転可能に設けられた遮光部材を具備することを特徴としている。
請求項２に記載した本発明に係るレンズ鏡胴は、請求項１のレンズ鏡胴であって、
前記シャッタ装置は、前記撮像光路の光束を制限する絞り機構を含むことを特徴としている。
【００１１】
請求項３に記載した本発明に係るレンズ鏡胴は、請求項１または請求項２のレンズ鏡胴であって、
前記シャッタ装置の対物側に近接して配置される少なくとも１つのレンズ保持枠にも、前記ガイド部材を挿通して逃げるべく形成された逃げ開口部を有してなることを特徴としている。
請求項４に記載した本発明に係るレンズ鏡胴は、請求項１〜請求項３のいずれか１項のレンズ鏡胴であって、
前記遮光部材は、撮影状態においては前記シャッタ装置の前記逃げ開口部を遮蔽し、撮影状態から沈胴状態へ移行する際に回転して、前記シャッタ装置の前記逃げ開口部を開放することを特徴としている。
請求項５に記載した本発明に係るレンズ鏡胴は、請求項１〜請求項４のいずれか１項のレンズ鏡胴であって、
前記遮光部材は、前記シャッタ装置と前記遮光部材の間にフリクションを呈すべく少なくとも一部が弾性的に形成されることを特徴としている。
【００１２】
請求項６に記載した本発明に係るレンズ鏡胴は、請求項１〜請求項５のいずれか１項のレンズ鏡胴であって、
前記遮光部材は、前記レンズ保持枠を移動させるためのカムを有するカム枠によって回転させられることを特徴としている。
請求項７に記載した本発明に係る撮像装置は、
撮像用光学系として、請求項１〜請求項６のいずれか１項のレンズ鏡胴を含むことを特徴としている。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、狭い部位に組み込むことが可能で、耐久性にも優れた遮光構成を達成し、有害な光が撮像素子に到達するのを効果的に防止し得るレンズ鏡胴および撮像装置を提供することができる。
すなわち本発明の請求項１のレンズ鏡胴によれば、複数のレンズ群の少なくとも一部を沈胴させて当該複数のレンズ群を収納する沈胴状態から前記複数のレンズ群の少なくとも一部を対物側に移動することにより撮像が可能な撮影状態とするレンズ鏡胴であって、
撮像光路を開閉するシャッタ機構を有するシャッタ装置と、前記複数のレンズ群を構成するレンズおよびレンズ群の少なくともいずれかを保持する少なくとも１つのレンズ保持枠と、前記シャッタ装置の外形よりも内側の領域に設置されて、前記レンズ保持枠の少なくとも１つを案内するためのガイド部材と、を備え、且つ前記シャッタ装置には、前記ガイド部材を挿通して逃げるべく形成された逃げ開口部を有してなるレンズ鏡胴において、
前記シャッタ装置の前記開口部分には、光軸とほぼ垂直な面で回転可能に設けられた遮光部材を具備することにより、多くの占有空間を必要とすることなく、簡単な構成で、有害な光が撮像素子に到達するのを効果的に防止し得て、耐久性にも優れた遮光構成を達成することが可能となる。
【００１４】
また、本発明の請求項２のレンズ鏡胴によれば、請求項１のレンズ鏡胴において、前記シャッタ装置は、前記撮像光路の光束を制限する絞り機構を含むことにより、特に、シャッタ機構および絞り機構による占有空間が一層狭くさらにコンパクトに構成することが可能となる。
本発明の請求項３のレンズ鏡胴によれば、請求項１または請求項２のレンズ鏡胴において、前記シャッタ装置の対物側に近接して配置される少なくとも１つのレンズ保持枠にも、前記ガイド部材を挿通して逃げるべく形成された逃げ開口部を有してなることにより、特に、シャッタ装置に近接して配置されているレンズ保持枠が存在する場合にも効果的な遮光構成を達成することが可能となる。
本発明の請求項４のレンズ鏡胴によれば、請求項１〜請求項３のいずれか１項のレンズ鏡胴において、前記遮光部材は、撮影状態においては前記シャッタ装置の前記逃げ開口部を遮蔽し、撮影状態から沈胴状態へ移行する際に回転して、前記シャッタ装置の前記逃げ開口部を開放することにより、特に、逃げ開口部の開閉を効果的にしかも容易に達成することができる。
【００１５】
本発明の請求項５のレンズ鏡胴によれば、請求項１〜請求項４のいずれか１項のレンズ鏡胴において、前記遮光部材は、前記シャッタ装置と前記遮光部材の間にフリクションを呈すべく少なくとも一部が弾性的に形成されることにより、特に、シャッタ装置に対する遮光部材の相対移動および移動位置を安定化することが可能となる。
本発明の請求項６のレンズ鏡胴によれば、請求項１〜請求項５のいずれか１項のレンズ鏡胴において、前記遮光部材は、前記レンズ保持枠を移動させるためのカムを有するカム枠によって回転させられることにより、特に、シャッタ装置に近接し且つ関連して動作するレンズ保持枠の動作に連動して逃げ開口部を開閉することが可能となる。
また、本発明の請求項７の撮像装置によれば、撮像用光学系として、請求項１〜請求項６のいずれか１項のレンズ鏡胴を含むことにより、レンズ鏡胴における多くの占有空間を必要とすることなく、簡単な構成で、有害な光が撮像素子に到達するのを効果的に防止し得て、耐久性にも優れた遮光構成を達成することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態に基づき、図面を参照して本発明のレンズ鏡胴を詳細に説明する。
図１〜図６は、本発明の一つの実施の形態に係る撮像装置としてのディジタルカメラに撮像用光学系として用いられるレンズ鏡胴の要部の構成を示している。図１は、望遠状態におけるレンズ鏡胴の構成を示す半縦断面図、図２は、上半部が広角状態におけるレンズ鏡胴の構成をそして下半部が沈胴状態におけるレンズ鏡胴の構成をそれぞれ示す縦断面図、図３は、上半部が中間焦点距離状態におけるレンズ鏡胴の構成をそして下半部が沈胴状態におけるレンズ鏡胴のガイド軸部分を含む構成をそれぞれ示す縦断面図、図４は、沈胴状態におけるレンズ鏡胴の遮光部材近傍の構成を示す横断面図、図５は、広角状態におけるレンズ鏡胴の遮光部材近傍の構成を示す横断面図、そして図６は、望遠状態におけるレンズ鏡胴の遮光部材近傍の構成を示す横断面図である。
【００１７】
図１〜図６に示すレンズ鏡胴は、図７の従来の構成と同様の部分には同符号を付して示しており、ＣＣＤ固体撮像素子１、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）２、固定枠３、第１の回転移動枠４、第１の直進移動枠５、第２の回転移動枠６、第２の直進移動枠７、カムリング８、第３の直進移動枠９、前飾り部品１０、第１レンズ群１１、第２レンズ群１２、第３レンズ群１３、第４レンズ群１４、絞り機構を含むシャッタ装置１５、退避レンズ保持枠１６、保持枠回転軸１７、ガイド軸１８、ベース板１９、固定板２０および遮光部材２１を備えている。
この場合も、第２レンズ群１２は、それを保持するレンズ保持枠を含んでいる。第３レンズ群１３は、沈胴時に光軸外に退避する退避レンズ群であり、退避レンズ保持枠１６によって保持されており、退避レンズ保持枠１６は、保持枠回転軸１７を中心として旋回して第３レンズ群１３を光軸上と退避位置との間で移動させる。ガイド軸１８は、例えば第３レンズ群１３が光軸上に位置し且つ光軸に沿って進退移動する際の退避レンズ保持枠１６の位置を規制案内する。第２レンズ群１２のレンズ保持枠には、沈胴時にガイド溝１８を挿通するための逃げ開口部１２ａが設けられており、シャッタ装置１５にも、沈胴時にガイド溝１８を挿通するための逃げ開口部１５ａが設けられている。
【００１８】
この場合、シャッタ装置１５の撮像素子側に遮光部材２１を設けている。遮光部材２１は、図１〜図３に示すように、主体となる平板状の遮光部が光軸がほぼ垂直に交わる平面をなして形成され、シャッタ装置１５の撮像素子側の光軸がほぼ垂直に交わる平面に密接して配設される。この遮光部材２１の平板状の遮光部には、図２に示すように、光軸と平行な方向にアーム状に突設されたアーム部２１ａが形成されており、このアーム部２１ａの最先端は凹形状をなす凹部が形成されている。図２および図４〜図６に示すように、この凹部には、カムリング８にリブ状に突出して形成されている凸部８ａが嵌合しており、カムリング８が光軸の周りで回転すると、その回転動作が凸部８ａから凹部を介してアーム部２１ａに伝達され遮光部材２１も光軸を中心として回転する構成となっている。
遮光部材２１の遮光部は、図４〜図６に示すようにほぼ円環状に形成されており、外周縁において、シャッタ装置１５の逃げ開口部１５ａおよび第２レンズ群（レンズ保持枠）１２の逃げ開口部１２ａを遮蔽するとともに、周縁の一部分を切欠した形状をなして、これら逃げ開口部１５ａおよび１２ａを開放する逃げ開口部２１ｂが形成されている。
【００１９】
撮影状態では、図５および図６にそれぞれ広角状態と望遠状態を示すように、遮光部材２１の遮光部の周縁が、シャッタ装置１５の逃げ開口部１５ａおよび第２レンズ保持枠（第２レンズ群）１２の逃げ開口部１２ａを遮蔽している。これらのような撮影状態から図４に示すような沈胴状態に移動する際に遮光部材２１が回転して、その逃げ開口部２１ｂが逃げ開口部１５ａおよび１２ａに対応して位置するようになるので、ガイド軸１８は、遮光部材２１の逃げ開口部２１ｂを通してシャッタ装置１５と第２レンズ保持枠１２の逃げ開口部１５ａおよび１２ａに入り込み、沈胴状態に移行することが可能となる。
これによって、第１レンズ群１１から入射した光がシャッタ装置１５の絞り開口以外の部分からＣＣＤ固体撮像素子１へ到達するのを防止することが可能となる。またこの実施の形態においては、シャッタ装置１５と遮光部材２１とが、光軸方向について一体的に移動することを可能とするために、図４〜図６に示すようにシャッタ装置１５に爪状の係合爪１５ｂが円周上にほぼ等間隔に３箇所設けられている。なお、明確には図示していないが、遮光部材には、シャッタ装置１５に遮光部材２１を組み付ける位置において、係合爪１５ｂを逃げる切欠部が形成されている。
【００２０】
したがって、このような構成により、第１レンズ群１１から入射した光が、第２のレンズ群１２のレンズ保持枠の逃げ開口部１２ａとシャッタ装置１５の逃げ開口部１５ａのような、シャッタ装置１５の絞り開口以外の部位を通って、カムリング８の内径部８ｂに反射してＣＣＤ撮像素子１まで到達してしまうのを防止することが可能なレンズ鏡胴を達成することができる。なお、上述においては本発明によるレンズ鏡胴を用いて撮像装置としてのディジタルカメラを構成したものとして説明したが、カメラ機能を備えた携帯情報端末のような他の撮像装置に本発明を適用しても良い。
次に、本発明に関連する他の実施の形態に係るレンズ鏡胴について、図面を参照して詳細に説明する。
ディジタルカメラ等の撮像装置は、撮像素子と、撮像素子に結像するための複数のレンズおよび複数のレンズを所定の位置に移動させるためのレンズ駆動装置を含むレンズ鏡胴とを備えている。近年、コンパクトカメラ等においては、回転して光軸方向に進退する１つ以上の回転筒と、回転せずに光軸方向に進退する１つ以上の直進ガイド筒と、回転せずにレンズを保持して光軸方向に進退する１つ以上のレンズ保持筒とを有して構成され、非使用時には短く収納され、使用時には光軸方向に伸長し、各レンズを所定の位置に保持して所定の焦点距離とするレンズ鏡胴が数多く用いられている。
【００２１】
また、小型化が進むことによって、レンズの光軸合わせにより高い精度が必要とされる傾向にある。精度を高くするためには、レンズ保持枠とレンズとの精度だけではなく、レンズ保持枠を駆動する回転筒の光軸位置ずれについても高精度に保つ必要がある。回転筒は、相対移動する対象物との空隙、つまりクリアランスをもつことによって移動することが可能となるのであり、精度を高めるためにこのクリアランスを狭めてしまうと、作動不良や余計なエネルギロスを発生させてしまう。さらに、カメラとして電源をオンとしたときにすぐに撮影状態に入るためには、鏡胴が収納状態から撮影状態まで高速で移動する必要があり、クリアランスを狭めてしまうと、摩擦抵抗が増大し、高速で移動することが困難となってしまう。
このようなレンズの光軸ぶれを解決するために、補助レンズの脱着の保持に磁石を使用しているものがある。また、レンズ保持枠に磁石を設け、レンズ保持枠を光軸方向に移動可能として保持している案内手段に設けられているモータの金属ハウジングに磁石の吸引力を作用させ、光軸と交差する方向に振れるのを防止して作動を滑らかにすることも考えられている。しかしながら、この方法では、常にレンズ保持枠が付勢されレンズ光軸を合わせる必要がない箇所においてもエネルギを必要としてしまう。また、この方法は、レンズ保持枠が回転する場合には、１箇所の磁石で力を受けているためにガタを効果的に取り切ることはできない。
【００２２】
そこで、撮影状態において磁力の吸引力により回転筒が付勢されるようにして、撮影状態では光軸を精度良く合わせることを可能とし、非撮影状態での作動では磁力の吸引力がなくなるようにして、作動におけるエネルギのロスを効果的に防ぐことを可能とするのが、この実施の形態に係るレンズ鏡胴である。
すなわち、この実施の形態に係る第１の態様としてのレンズ鏡胴は、
撮像面に結像することで撮影できるレンズ群と、
前記レンズ群の少なくとも一つを保持する１つ以上のレンズ保持枠と、
前記レンズ保持枠を保持し且つ回転することで前記レンズ保持枠を光軸方向の所定位置に移動することが可能なレンズ駆動筒と、
前記レンズ群、前記レンズ保持枠および前記レンズ駆動筒を保持する固定筒とを備えてなり、
前記レンズ駆動筒は、回転して前記レンズ保持枠を進退可能にする１つ以上の回転筒を有するレンズ鏡胴において、
前記固定筒に保持されている前記回転筒の後方部に磁性体を備え、前記固定筒の前方部に少なくとも２箇所の磁力を発生させる部材を設け、前記磁力を発生させる部材の付近には前記回転筒が磁力により付勢される付勢面を形成するようにして、
前記回転筒が前方に移動したときに光軸方向とは垂直な方向に前記磁性体に吸引力を発生し、吸引力により前記回転筒が付勢面に付勢されたときには、撮像面の中心軸と回転筒の中心軸が一致するように構成することを特徴としている。
【００２３】
この第１の態様のレンズ鏡胴は、回転筒が前方に移動したときにのみ、磁力により吸引力が発生し、回転筒が付勢面に付勢されることで光軸合わせをするものである。
この実施の形態に係る第２の態様としてのレンズ鏡胴は、前記第１の態様に従ったレンズ鏡胴において、
前記回転筒はレンズ鏡胴が短縮位置から撮影領域前までは、回転しながら光軸方向に移動することができ、撮影領域では回転のみを行い、そして前記磁性体と磁力を発生させる部材とによる吸引力は撮影領域で最大となるように配置されていることを特徴としている。
この第２の態様のレンズ鏡胴は、光軸合わせが必要な撮影領域では、磁力による吸引力が発生し、光軸合わせの必要がない短縮位置と撮影領域との間では、磁力による吸引力が作用しないようにして、回転筒を回転させるためのエネルギのロスを少なくするものである。
【００２４】
この実施の形態に係る第３の態様としてのレンズ鏡胴は、前記第１の態様または第２の態様に従ったレンズ鏡胴において、
前記磁力を発生させる部材が、磁石から構成されることを特徴としている。
この第３の態様のレンズ鏡胴は、安価な部材により高精度な光軸合わせを行うことを可能とするものである。
この実施の形態に係る第４の態様としてのレンズ鏡胴は、前記第１の態様または第２の態様に従ったレンズ鏡胴において、
前記磁力を発生させる部材が、電磁石から構成されることを特徴としている。
【００２５】
この第４の態様のレンズ鏡胴は、必要なときだけ光軸合わせをするという制御を簡単に行うことができ、光軸合わせが不要である時のエネルギロスを抑制することを可能とするものである。
【００２６】
この実施の形態に係る第５の態様としてのレンズ鏡胴は、前記第４の態様に従ったレンズ鏡胴において、
撮像時のみ通電して磁力を発生させることを特徴としている。
この第５の態様のレンズ鏡胴は、撮影状態のみ光軸合わせを行い、その他の状態では回転筒にガタを持たせることによって作動上のエネルギロスを抑制することを可能とするものである。
この実施の形態に係る第６の態様としてのカメラ等の撮像装置は、前記第１の態様〜第５の態様のいずれか一つに従ったレンズ鏡胴を備えることを特徴としている。
この第６の態様の撮像装置は、高画質を得ることができて、エネルギロスを抑制することを可能とするものである。
次に上述した本発明に関連する他の実施の形態に係るレンズ鏡胴の具体的な実施の形態を詳細に説明する。
【００２７】
図９〜図１６は、撮像装置としてのディジタルカメラに撮像用光学系として用いられるレンズ鏡胴の要部の構成を示している。図９は、上半部が鏡胴が伸長していて電磁石を付勢した撮像状態におけるレンズ鏡胴の構成をそして下半部が収納状態におけるレンズ鏡胴の構成をそれぞれ示す縦断面図、図１０は、図９の要部の詳細図、図１１は、鏡胴が伸長していて電磁石を消勢した非撮像状態におけるレンズ鏡胴の構成を示す縦断面図、図１２は、図１１の要部の詳細図、図１３は、収納途中におけるレンズ鏡胴の構成を示す縦断面図、図１４は、レンズ鏡胴の要部である第１の回転移動枠と固定枠を説明するための分解斜視図、図１５は、電磁石付勢時における第１の回転移動枠と電磁石の配置関係を示す模式的横断面図、そして図１６は、電磁石消勢時における第１の回転移動枠と電磁石の配置関係を示す模式的横断面図である。
図９〜図１６に示すレンズ鏡胴は、図１の構成と同様の部分には同符号を付して示しており、ＣＣＤ固体撮像素子１、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）２、固定枠３、第１の回転移動枠４、第１の直進移動枠５、第２の回転移動枠６、第２の直進移動枠７、カムリング８、第３の直進移動枠９、前飾り部品１０、第１レンズ群１１、第２レンズ群１２、第３レンズ群１３、第４レンズ群１４、絞り機構を含むシャッタ装置１５、係合ピン３０、磁性体リング３１、電磁石３２および当接部材３３を備えている。
【００２８】
図９〜図１６に示す実施の形態における基本的な構成は、第１レンズ群１１が第１レンズ保持枠と一体化された第３の直進移動枠９に保持されており、第３の直進移動枠９は、第２の回転移動枠６の内周面に設けられているカム溝に係合している第３の直進移動枠９のカムフォロワ９ａを介して第２の回転移動枠６により保持されている。第３の直進移動枠９の内周面には、第２の直進移動枠７が相対的に直進移動可能として溝嵌合しており、第２の直進移動枠７は、第２の回転移動枠６と相対的に回転可能で且つ光軸方向に一体に移動できるように、光軸方向とは垂直な面で第２の回転移動枠６のキー溝６ａと第２の直進移動枠７のキー部７ａとが係合している。このことによって、第３の直進移動枠９は、第２の回転移動枠６が回転すると、第２の回転移動枠６の内周面に設けられたカム溝に沿って移動することができる。第２の回転移動枠６は、そのヘリコイド６ｂによって第１の直進移動枠５の内周面に設けられたヘリコイド５ｂに嵌合しており、第２の直進移動枠７は、光軸方向に沿って直進移動することができるように、第２の直進移動枠７の直進キー部７ｂが第１の直進移動枠５の内周面に設けられている直進ガイド溝５ｂに嵌合している。
【００２９】
第１の回転移動枠４は、第２の回転移動枠６と一体的に回転できるように係合ピン３０で係合され、第１の直進移動枠５とは、光軸方向には一体的に移動し相対回転可能となるように、光軸方向とは垂直な面で第１の回転移動枠４のキー溝４ａが第１の直進移動枠６のキー部６ａに係合している。このことで、第１の回転移動枠４が回転することによって、第２の回転移動枠６は、第１の直進移動枠５の内径に設けられたヘリコイドに沿って回転しながら進退し、第２の直進移動枠７は、第２の回転移動枠６と光軸方向に一体的に回転せずに、直進することを可能としている。第１の回転移動枠４は、ＣＣＤ撮像素子１を保持している固定枠３の内周面にヘリコイド嵌合し、第１の直進移動枠６は、直進キー部６ｂと固定枠３の内周面に光軸方向に沿って設けられた直進ガイド溝３ａと係合している。固定枠３には、第１の回転移動枠４を駆動するモータおよび複数のギヤが備えられており、第１の回転移動枠４と係合している。このことにより、モータから受けた回転力がギヤを介して第１の回転移動枠４を回転させ、第１の直進移動枠５、第２の回転移動枠６および第２の直進移動枠７を介して第１レンズ群１１を保持する第３の直進移動枠９を光軸方向に進退させることが可能となる。
第３レンズ群１３および第４レンズ群１４は、固定枠３に設けられた保持枠回転軸１７およびガイド軸１８により保持されており、保持枠回転軸１７を中心に旋回動作するとともにガイド軸１８に沿って光軸方向に進退動作することを可能としている。
【００３０】
第１の回転移動枠４および第１の直進移動枠５は、固定枠３に対して光軸方向に進退するために第１の回転移動枠４のヘリコイド最外径部と第１の直進移動枠５の直進キー部は一定以上のクリアランスをもっている。このクリアランスにより回転移動枠の回転および直進運動をエネルギロスなく行うことを可能としている。
この場合、第１の回転移動枠４の基端部には、磁性体のリング部材３１が設けられており、固定枠３には、第１の回転移動枠４が撮影領域まで繰出した時に第１の回転移動枠４のリング部材３１と対向し且つ光軸方向を中心にほぼ１２０°の角度間隔を存した位置に２つの電磁石３２を備えている。電磁石３２が付勢されると、回転移動枠４のリング部材３１と電磁石３２との間に電磁力が働いてリング部材３１との間に吸引力が作用する。このとき、回転移動枠４のリング部材３１と２つの電磁石３２との間には、電磁石側に当接される２つの当接部材３３がそれぞれ設けられている。このとき電磁石３２が付勢され、当接部材３３を介して吸着された状態では、第１の回転移動枠４の中心軸が、第３レンズ群１３および第４レンズ群１４の光軸と一致するように当接部材３３を配置する。
【００３１】
電磁石３２は、例えば撮像装置としてのカメラに設けられたレリーズボタンが押されたと同時に通電されて付勢され、励磁される。この磁力により第１の回転移動枠４のリング部材３１に吸引力が作用し、第１の回転移動枠４は当接部材３３を挟んで電磁石３２側に付勢されて、第１の回転移動枠４の中心軸が、第３レンズ群１３および第４レンズ群１４の光軸と一致する。これにより、撮影時には光軸が一致し高性能な像性能を得ることが可能となる。一方、第１の回転移動枠４を回転し、ズーミングおよび収納（もしくは起動）するときは、電磁石３２には通電されず第１の回転移動枠４はクリアランスを保つため、摩擦によるエネルギロスなく駆動することが可能となる。
以上より、第１の回転移動枠４が撮影状態にあるときに電磁石３２の磁力に基づく吸引力によって電磁石３２側に押圧されることで、撮影状態では光軸を精度良く合わせることができ、非撮影状態では、電磁石３２が消勢されて磁力による吸引力がなくなるため、作動のエネルギロスを防ぐことができる。
次に、本発明に関連するその他の実施の形態に係るレンズ鏡胴について、図面を参照して詳細に説明する。
【００３２】
ディジタルカメラ等の撮像装置においては、焦点距離変更可能なズームレンズ等の撮影レンズの高性能化およびユーザの要求による小型化等の進展に伴い、振動対策等のためにレンズ鏡筒に緩衝部材を設けたものがある。しかしながら、この場合、鏡枠と鏡枠保護部材の２重構造となるため形状が大きくなるという問題があった。また外力等が加わった場合に、緩衝部材が移動するような構造を取るため、鏡枠保護部材と緩衝部材の取り付けが大変困難であった。
一方、撮影可能状態にある繰り出したレンズ鏡胴を、撮影者が無意識に押圧してレンズ鏡胴を収納側へ移動させてしまい、レンズ鏡胴が破損してしまうことがあった。また、不意にレンズ鏡胴に振動が加わってピント不良が発生したまま撮影してしまうこともあった。
このような問題に対して、レンズ鏡胴の破損等を防止することが可能で、しかも組立てが容易なレンズ制御装置および撮像装置を提供するのがこの実施の形態である。また、この実施の形態によるレンズ制御装置および撮像装置においては、振動等によるピント不良が発生した場合にも自動的に復帰することをも可能とする。
【００３３】
すなわち、この実施の形態に係る第１の態様としてのレンズ制御装置は、
レンズおよび鏡胴枠を駆動させるための駆動源として直流モータを備えたレンズ鏡胴を制御するためのレンズ制御装置において、
前記直流モータを停止させる際にショートブレーキ制御を行い、その後も通電オフせずにショートブレーキ制御を継続することを特徴としている。
この実施の形態に係る第２の態様としてのレンズ制御装置は、
レンズおよび鏡胴枠を駆動させるための駆動源として、直流モータ、前記直流モータの回転を検出するための光検出器および遮光部材を備えたレンズ鏡胴と、中央演算処理装置と、モータ制御駆動手段とを備えたレンズ制御装置において、
前記中央演算処理装置からの直流モータ駆動命令なしに前記検出器が前記直流モータの回転を検出すると、ある一定時間ショートブレーキ制御を行うことを特徴としている。
この実施の形態に係る第３の態様としてのレンズ制御装置は、
レンズおよび鏡胴枠を駆動させるための駆動源として、直流モータ、前記直流モータの回転を検出するための光検出器および遮光部材を備えたレンズ鏡胴と、中央演算処理装置と、モータ制御駆動手段とを備えたレンズ制御装置において、
前記中央演算処理装置からの直流モータ駆動命令なしに前記検出器が前記直流モータの回転を検出すると、ある一定時間前記直流モータにショートブレーキ制御を行った後に前記レンズ鏡胴をリセット動作させることを特徴としている。
【００３４】
この実施の形態に係る第４の態様としてのカメラ等の撮像装置は、
レンズおよび鏡胴枠を駆動させるための駆動源として、直流モータ、前記直流モータの回転を検出するための光検出器および遮光部材を備えたレンズ鏡胴と、中央演算処理装置と、モータ制御駆動手段と、ブレ量を検出するためのブレ検出手段とを備えた撮像装置において、
前記ブレ検出手段が、あるしきい値よりも大きい値を検出すると、ある一定時間前記直流モータにショートブレーキ制御を行うことを特徴としている。
この実施の形態に係る第５の態様としてのカメラ等の撮像装置は、
レンズおよび鏡胴枠を駆動させるための駆動源として、直流モータ、前記直流モータの回転を検出するための光検出器および遮光部材を備えたレンズ鏡胴と、中央演算処理装置と、モータ制御駆動手段と、ブレ量を検出するためのブレ検出手段とを備えた撮像装置において、
前記ブレ検出手段が、あるしきい値よりも大きい値を検出すると、ある一定時間前記直流モータにショートブレーキ制御を行った後に前記レンズ鏡胴をリセット動作させることを特徴としている。
このようなレンズ制御装置および撮像装置は、コストアップを招くことなく、撮影者が不用意に手で押圧してしまっても破損を防止することが可能となる。
【００３５】
次に上述した本発明に関連するその他の実施の形態に係るレンズ制御装置の具体的な実施の形態を詳細に説明する。
すなわち、この本発明に関連するその他の実施の形態に係るレンズ制御装置の第１の構成を図１７に示している。図１７においてレンズ制御装置は、レンズ鏡胴５０、中央演算処理装置６１およびモータ駆動手段６２を具備している。レンズ鏡胴５０は、直流モータ５１、レンズ駆動手段５２および検出装置５３を備えている。
レンズ鏡胴５０は、レンズ等を駆動させるための駆動源として直流モータ５１を備え、レンズ駆動手段５２として、ギヤ機構を介して鏡胴枠およびレンズを駆動すべく構成されている。
例えば、最も被写体側へ繰り出した撮影可能状態、例えば、望遠側の撮影状態において、撮影者が無意識にレンズ鏡胴５０を手で押圧してしまった場合、鏡胴のカム傾斜により鏡胴枠からギヤ機構を介して直流モータ５１まで回転力が伝わり、直流モータ５１が回転してしまって、鏡胴枠が収納側へ移動してしまうことがある。
【００３６】
そこで、直流モータ５１が、若干量回転すると直流モータ５１の出力軸に設置された遮光手段とこれを検出するための光検出器からなるモータ回転検出手段である検出装置５３により直流モータの回転を検出することが可能である。これによって、モータ５１の回転を検出すると中央演算処理装置（ＣＰＵ）６１から直流モータ５１を、ショートブレーキさせる命令が出され、モータ駆動手段６２は直流モータ５１の端子間をショートさせることができる。直流モータ５１の端子間がフリーである状態とショートされている状態では明らかにショートされている状態の方が直流モータ５１を回転させるためのトルクが大きくなることは直流モータ５１の構成より明らかである。
このことにより、直流モータ５１の回転検出手段が回転を検出すると瞬時にモータ５１の端子間がショートされて鏡胴が収納側へ移動するに必要な力量が上昇して収納側へ移動することを自動的に防ぐことが可能とになる。このようにして鏡胴が破損することを防止することが可能となる。また、手で少し押されたりした場合には、ピント位置もずれてしまうため、直流モータ５１のショートブレーキ後、レンズ鏡胴５０を正規の位置に戻すためリセット動作を行うことによりピント不良の発生も防ぐことが可能になる。
【００３７】
また、この本発明に関連するその他の実施の形態に係るレンズ制御装置の第２の構成を図１８に示している。図１８においてレンズ制御装置は、図１７と同様の部分には同符号を付して示しており、レンズ鏡胴５０、中央演算処理装置６１、モータ駆動手段６２に加えて手ぶれ等のぶれを検出するためのぶれ検出手段７１を具備している。レンズ鏡胴５０は、この場合も直流モータ５１、レンズ駆動手段５２および検出装置５３を備えている。
【００３８】
図１８のように、手ぶれ等のぶれ補正を行う撮像装置においては、ぶれ量を検出するためのぶれ検出手段７１を備えている。通常のぶれ量と衝撃等が加わった場合のぶれ検出手段７１の出力値には大きな差が発生するので、あるしきい値以上であればぶれと判断せずに衝撃が加わったと判断することが可能である。レンズ鏡胴５０に衝撃が加わるとピント不良が発生する可能性が高いので、ぶれ検出手段７１があるしきい値以上であることを検出した場合も直流モータ５１の端子間をショートさせることで鏡胴枠の移動を防止することが可能になり、その後レンズ鏡胴５０をリセット動作させることでピント不良を回避することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の一つの実施の形態に従った望遠状態におけるレンズ鏡胴の構成を模式的に示す縦断面図である。
【図２】上半部は、図１の実施の形態に従ったレンズ鏡胴の広角状態における構成を模式的に示す縦断面図、下半部は、沈胴状態における構成を模式的に示す縦断面図である。
【図３】上半部は、図１の実施の形態に従ったレンズ鏡胴の中間焦点距離状態における構成を模式的に示す縦断面図、下半部は、沈胴状態におけるガイド軸近傍部分を含む構成を模式的に示す縦断面図である。
【図４】図１の実施の形態に従ったレンズ鏡胴の沈胴状態における遮光部材近傍の構成を模式的に示す横断面図である。
【図５】図１の実施の形態に従ったレンズ鏡胴の広角状態における遮光部材近傍の構成を模式的に示す横断面図である。
【図６】図１の実施の形態に従ったレンズ鏡胴の望遠状態における遮光部材近傍の構成を模式的に示す横断面図である。
【図７】従来のレンズ鏡胴の構成を模式的に示す縦断面図である。
【図８】ＣＣＤ固体撮像素子におけるフィールド転送シーケンスの一例を模式的に示すタイミングチャートである。
【図９】本発明の他の実施の形態に従った図であり、上半部が鏡胴が伸長していて電磁石を付勢した撮像状態におけるレンズ鏡胴の構成を示し、そして下半部が収納状態におけるレンズ鏡胴の構成を示すそれぞれ縦断面図である。
【図１０】図９の要部の詳細図である。
【図１１】図９の実施の形態において、鏡胴が伸長していて電磁石を消勢した非撮像状態におけるレンズ鏡胴の構成を示す縦断面図である。
【図１２】図１１の要部の詳細図である。
【図１３】図９の実施の形態において、収納途中におけるレンズ鏡胴の構成を示す縦断面図である。
【図１４】図９の実施の形態において、レンズ鏡胴の要部である第１の回転移動枠と固定枠を説明するための分解斜視図である。
【図１５】図９の実施の形態において、電磁石付勢時における第１の回転移動枠と電磁石の配置関係を示す模式的横断面図である。
【図１６】図９の実施の形態において、電磁石消勢時における第１の回転移動枠と電磁石の配置関係を示す模式的横断面図である。
【図１７】本発明のその他の実施の形態に従ったレンズ制御装置の第１の構成を模式的に示すブロック図である。
【図１８】本発明のその他の実施の形態に従ったレンズ制御装置の第２の構成を模式的に示すブロック図である。
【符号の説明】
【００４０】
１  ＣＣＤ固体撮像素子
２  ローパスフィルタ（ＬＰＦ）
３  固定枠
４  第１の回転移動枠
５  第１の直進移動枠
６  第２の回転移動枠
７  第２の直進移動枠
８  カムリング
９  第３の直進移動枠
１０  前飾り部品
１１  第１レンズ群
１２  第２レンズ群
１３  第３レンズ群
１４  第４レンズ群
１５  絞り機構を含むシャッタ装置
１６  退避レンズ保持枠
１７  保持枠回転軸
１８  ガイド軸
１９  ベース板
２０  固定板
２１  遮光部材
【図１】
2008076581.tif 000003
【図２】
2008076581.tif 000004
【図３】
2008076581.tif 000005
【図４】
2008076581.tif 000006
【図５】
2008076581.tif 000007
【図６】
2008076581.tif 000008
【図７】
2008076581.tif 000009
【図８】
2008076581.tif 000010
【図９】
2008076581.tif 000011
【図１０】
2008076581.tif 000012
【図１１】
2008076581.tif 000013
【図１２】
2008076581.tif 000014
【図１３】
2008076581.tif 000015
【図１４】
2008076581.tif 000016
【図１５】
2008076581.tif 000017
【図１６】
2008076581.tif 000018
【図１７】
2008076581.tif 000019
【図１８】
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