(57)【要約】【課題】光学性能を容易に維持しつつ薄型化が可能なディジタルカメラを提供する。【解決手段】ディジタルカメラ１は、レンズユニット３ａ内に収納されるレンズ群５１，５２およびフォーカスレンズ４４、並びに、被写体の画像信号を生成するＣＣＤ４２を有する。ディジタルカメラ１では鏡胴３の沈胴時に、鏡胴３が光軸Ｊ１に平行な中心軸Ｊ２を中心に回動し、第１レンズ群５１および第２レンズ群５２がＣＣＤ４２の側方に待避する。これにより、第１レンズ群５１の光軸と第２レンズ群５２の光軸とのずれを容易に防止しつつディジタルカメラ１の薄型化を図ることができる。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ディジタルカメラであって、
光軸に沿って配置位置が可変である移動レンズ群と、
前記移動レンズ群を収納する沈胴式の鏡胴と、
前記移動レンズ群を経由した光を受光して被写体の画像信号を生成する撮像デバイスと、
前記鏡胴の沈胴時に、前記移動レンズ群の最も被写体側のレンズを含む対物レンズ群を、前記鏡胴内において前記光軸に平行な所定の回動軸を中心に回動して前記撮像デバイスの側方に待避させる待避機構と、
を備えることを特徴とするディジタルカメラ。
【請求項２】
請求項１に記載のディジタルカメラであって、
前記移動レンズ群が、被写体側から第１レンズ群、第２レンズ群および第３レンズ群を有し、前記対物レンズ群が、前記第１レンズ群および前記第２レンズ群であることを特徴とするディジタルカメラ。
【請求項３】
請求項２に記載のディジタルカメラであって、
前記第３レンズ群が、フォーカスレンズであることを特徴とするディジタルカメラ。
【請求項４】
請求項２または３に記載のディジタルカメラであって、
前記回動軸が前記鏡胴の中心軸であり、
沈胴時に前記第１レンズ群および前記第２レンズ群が、前記鏡胴と共に前記回動軸を中心に回動することを特徴とするディジタルカメラ。
【請求項５】
請求項４に記載のディジタルカメラであって、
前記移動レンズ群を移動するモータをさらに備え、
前記モータにより沈胴および沈胴時の前記鏡胴の回動が行われることを特徴とするディジタルカメラ。
【請求項６】
請求項５に記載のディジタルカメラであって、
前記鏡胴を支持する固定筒をさらに備え、
前記待避機構が、前記鏡胴と前記固定筒との間に設けられた円筒カム機構であることを特徴とするディジタルカメラ。
【請求項７】
請求項６に記載のディジタルカメラであって、
前記鏡胴が、
前記第１レンズ群を支持する第１筒と、
前記第２レンズ群および前記第１筒を支持する第２筒と、
前記第２筒を支持するとともに前記固定筒に支持される第３筒と、
を備えることを特徴とするディジタルカメラ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、沈胴式の鏡胴を有するディジタルカメラに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、ディジタルカメラにおいて画素数およびズーム比が向上される一方で、携帯性の向上のために薄型化が重要視されている。ディジタルカメラを薄型化する手法としては、不使用時（すなわち、パワーオフ時）に、レンズ群や撮像デバイスの間隔を減少させて鏡胴を沈胴させることが従来より実施されている。
【０００３】
また、非特許文献１に示されるように、沈胴時に被写体側から２番目のレンズ群を撮像デバイスの側方に待避させてディジタルカメラの薄型化を図る手法も実施されている。
【０００４】
【非特許文献１】
「デジタルＣＡＰＡ」、（株）学習研究社、２００３年３月１日、第１９巻、第３号、ｐ．２０およびｐ．２２
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、画素数やズーム比のみならず、光学系の性能（以下、「光学性能」という。）もディジタルカメラの性能を決定する重要な要素となる。多くのディジタルカメラの光学系では、被写体側から１番目のレンズ群と２番目のレンズ群との光軸のずれが光学性能に大きな影響を与える。したがって、非特許文献１のように２番目のレンズ群のみを撮像デバイスの側方に移動する手法ではこのレンズ群の傾きや平行偏心が発生しやすく、光学性能の観点からは好ましい手法とはいえない。
【０００６】
本発明は上記課題に鑑みなされたものであり、光学性能を維持しつつディジタルカメラの薄型化を実現することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、ディジタルカメラであって、光軸に沿って配置位置が可変である移動レンズ群と、前記移動レンズ群を収納する沈胴式の鏡胴と、前記移動レンズ群を経由した光を受光して被写体の画像信号を生成する撮像デバイスと、前記鏡胴の沈胴時に、前記移動レンズ群の最も被写体側のレンズを含む対物レンズ群を、前記鏡胴内において前記光軸に平行な所定の回動軸を中心に回動して前記撮像デバイスの側方に待避させる待避機構とを備える。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のディジタルカメラであって、前記移動レンズ群が、被写体側から第１レンズ群、第２レンズ群および第３レンズ群を有し、前記対物レンズ群が、前記第１レンズ群および前記第２レンズ群である。
【０００９】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載のディジタルカメラであって、前記第３レンズ群が、フォーカスレンズである。
【００１０】
請求項４に記載の発明は、請求項２または３に記載のディジタルカメラであって、前記回動軸が前記鏡胴の中心軸であり、沈胴時に前記第１レンズ群および前記第２レンズ群が、前記鏡胴と共に前記回動軸を中心に回動する。
【００１１】
請求項５に記載の発明は、請求項４に記載のディジタルカメラであって、前記移動レンズ群を移動するモータをさらに備え、前記モータにより沈胴および沈胴時の前記鏡胴の回動が行われる。
【００１２】
請求項６に記載の発明は、請求項５に記載のディジタルカメラであって、前記鏡胴を支持する固定筒をさらに備え、前記待避機構が、前記鏡胴と前記固定筒との間に設けられた円筒カム機構である。
【００１３】
請求項７に記載の発明は、請求項６に記載のディジタルカメラであって、前記鏡胴が、前記第１レンズ群を支持する第１筒と、前記第２レンズ群および前記第１筒を支持する第２筒と、前記第２筒を支持するとともに前記固定筒に支持される第３筒とを備える。
【００１４】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の一の実施の形態に係るディジタルカメラ１を示す断面図である。ディジタルカメラ１では、被写体側（すなわち、図１中の（−Ｚ）側）から入射する光が、配置位置が可変である複数のレンズ群を経由して撮像デバイスへと導かれ、被写体の画像が取得される。
【００１５】
ディジタルカメラ１の筐体２内には図１中のＺ方向を向く中心軸Ｊ２を中心とする固定筒３４が設けられ、固定筒３４の底部３５には受光素子が２次元配列された撮像デバイスであるＣＣＤ４２が取り付けられ、ＣＣＤ４２の被写体側にはさらにローパスフィルタ４３が取り付けられる。
【００１６】
また、ディジタルカメラ１は、被写体側から順に第１レンズ群５１、第２レンズ群５２および第３レンズ群であるフォーカスレンズ４４を備え、第１レンズ群５１、第２レンズ群５２、フォーカスレンズ４４およびＣＣＤ４２がＺ方向を向く所定の光軸Ｊ１に沿って配置される。第１レンズ群５１および第２レンズ群５２は、撮像倍率を変更するために光軸Ｊ１に沿って移動し、フォーカスレンズ４４はＣＣＤ４２の撮像面上に被写体の像の焦点を合わせるために光軸Ｊ１に沿って移動する。ＣＣＤ４２では受光した光が電気信号へと変換され、筐体２内に設けられたメモリ（図示省略）に被写体の画像を示す信号が記録される。
【００１７】
ディジタルカメラ１は、さらに、第１レンズ群５１および第２レンズ群５２を収納し、光軸Ｊ１から外れた中心軸Ｊ２を中心とする同心円筒状の第１筒３１、第２筒３２および第３筒３３を被写体側から順に有し、第１筒３１、第２筒３２および第３筒３３は、それぞれ第２筒３２、第３筒３３および固定筒３４の内側に挿入されて支持される。第１筒３１、第２筒３２および第３筒３３（固定筒３４が含められてもよい。）により、第１レンズ群５１、第２レンズ群５２およびフォーカスレンズ４４を実質的に収納する沈胴式の鏡胴３が構成される。第２筒３２は外筒３２ａおよび内筒３２ｂから構成され、第３筒３３も外筒３３ａおよび内筒３３ｂから構成される。
【００１８】
なお、図１では鏡胴３内部の詳細については図示を適宜簡略化している。また、以下の説明において鏡胴３、固定筒３４およびこれらの内部構成をまとめて「レンズユニット３ａ」と呼ぶ。
【００１９】
第１筒３１の被写体側の先端には閉塞部３６が設けられ、第１レンズ群５１は閉塞部３６に支持される。第２筒３２内には第２レンズ群５２を支持するレンズ支持部３７が設けられ、第２レンズ群５２の被写体側には光を遮断するシャッタ５３が取り付けられる。
【００２０】
図２は、レンズユニット３ａの内部および周辺を（−Ｚ）側から（＋Ｚ）方向を向いて見たときの様子を示す図であり、図示の便宜上、簡略化している。図２では、図１に示す閉塞部３６、レンズ支持部３７およびシャッタ５３を省略して底部３５上の様子を示しており、レンズ群５１，５２を二点鎖線にて図示している。
【００２１】
図２に示すように、固定筒３４内にはフォーカスモータ４６が取り付けられ、フォーカスモータ４６にはねじやガイド等を有する送り機構（図示省略）を介してフォーカスレンズ４４が接続される。フォーカスモータ４６が回転するとフォーカスレンズ４４が光軸Ｊ１に沿って移動する（図１参照）。
【００２２】
固定筒３４の脇には、ズーミング用および沈胴用の減速ギヤ群３８１およびズームモータ３８が設けられ、減速ギヤ群３８１はズームモータ３８の回転を減速して第３筒３３の外筒３３ａの外周面に形成されたギヤ３３１（図１に図示）に係合される。なお、減速ギヤ群３８１の第３筒３３側のギヤは固定筒３４の開口を介して第３筒３３の外筒３３ａに係合し、後述する沈胴時にも係合が維持されるように、光軸Ｊ１と平行な方向（Ｚ方向）にスライド可能とされる。
【００２３】
ディジタルカメラ１では、ＣＣＤ４２、シャッタ５３、ズームモータ３８およびフォーカスモータ４６が図示省略の制御部に接続され、操作者の操作に従ってディジタルカメラ１の各構成が制御される。例えば、操作者によりズーミング操作が行われた場合には、ズームモータ３８が駆動されてレンズ群５１，５２が光軸Ｊ１に沿って移動し、光学系の倍率変更が行われる。また、レンズ群５１，５２の移動後の配置に応じてフォーカスモータ４６が駆動され、フォーカスレンズ４４が移動する。これにより、レンズ群５１，５２およびフォーカスレンズ４４を経由した光がＣＣＤ４２の撮像面に適切に受光される。そして、レリーズボタンの操作に従って倍率変更後の被写体の画像信号がＣＣＤ４２により生成される。
【００２４】
また、操作者が電源をＯＦＦとする操作を行った場合には、ズームモータ３８の動作により沈胴が行われ、第１筒３１、第２筒３２および第３筒３３が固定筒３４に収納される。
【００２５】
次に、倍率変更時や沈胴時のズームモータ３８の駆動によるレンズユニット３ａの挙動についてさらに詳細に説明する。図３は、レンズユニット３ａの断面の一部（図１の断面の上部）を示す拡大図であり、レンズユニット３ａの挙動に関連する部位を示している。
【００２６】
第１筒３１のＣＣＤ４２側（（＋Ｚ）側）の端部には外側に向かって突出する突起６１１が設けられており、突起６１１は第２筒３２の内筒３２ｂに形成された（光軸Ｊ１に平行な）直線溝６２２に係合している。同様に、第２筒３２の内筒３２ｂのＣＣＤ４２側の端部には外側に向かって突出する突起６２１が設けられており、突起６２１は第３筒３３の内筒３３ｂに形成された（光軸Ｊ１に平行な）直線溝６３２に係合し、第３筒３３の内筒３３ｂのＣＣＤ４２側の端部には外側に向かって突出する突起６３１が設けられており、突起６３１は固定筒３４の内側面に形成されたカム溝６４２に係合する。
【００２７】
カム溝６４２はＣＣＤ４２側では曲線となっているが、ＣＣＤ４２から離れた部位では光軸Ｊ１に平行な直線状となっている。突起６３１およびカム溝６４２により構成される円筒カム機構６６３ａにより、第３筒３３が固定筒３４に対して中心軸Ｊ２（図１および図２参照）に沿って移動すると、第３筒３３の内筒３３ｂが固定筒３４に対して中心軸Ｊ２を中心に相対的に回動する。このとき、突起６１１および直線溝６２２、並びに、突起６２１および直線溝６３２により構成される２つの直進ガイド機構により、第１筒３１および第２筒３２の内筒３２ｂは、第３筒３３の内筒３３ｂと共に中心軸Ｊ２を中心に回動することとなる。
【００２８】
一方、第３筒３３の外筒３３ａには固定筒３４の内周面に形成されたカム溝に向かって突出するピン６５３が設けられ、固定筒３４とピン６５３とにより円筒カム機構６６３が構成される。第３筒３３の外筒３３ａの外周面には図２に示す減速ギヤ群３８１と嵌り合うギヤ３３１が形成されており、ズームモータ３８からの駆動力が伝達されて第３筒３３の外筒３３ａが回動すると、円筒カム機構６６３により第３筒３３が固定筒３４に対して中心軸Ｊ２に沿って相対的に移動する。
【００２９】
第３筒３３の外筒３３ａは第２筒３２の外筒３２ａと連結ピン６５２ａにて連結されており、第３筒３３の外筒３３ａと第２筒３２の外筒３２ａとは一体的に中心軸Ｊ２を中心に回動する。なお、図３では図示を省略しているが、連結ピン６５２ａは第３筒３３の外筒３３ａに形成された直線溝と係合しており、第２筒３２の外筒３２ａは第３筒３３の外筒３３ａに対して中心軸Ｊ２に沿ってスライド可能となっている。
【００３０】
第２筒３２の外筒３２ａには第３筒３３の外筒３３ａの内周面に形成されたカム溝に向かって突出するピン６５２が設けられ、外筒３３ａとピン６５２とにより円筒カム機構６６２が構成される。第３筒３３の外筒３３ａの回動が第２筒３２の外筒３２ａに伝達されて、第２筒３２の外筒３２ａが第３筒３３の内筒３３ｂに対して相対的に回動すると、円筒カム機構６６２により第２筒３２が第３筒３３に対して中心軸Ｊ２に沿って相対的に移動する。
【００３１】
さらに、第１筒３１には第２筒３２の外筒３２ａの内周面に形成されたカム溝に向かって突出するピン６５１が設けられ、外筒３２ａとピン６５１とにより円筒カム機構６６１が構成される。既述のように、第１筒３１は第２筒３２の内筒３２ｂに対して直線的にガイドされることから、第２筒３２の外筒３２ａが内筒３２ｂに対して相対的に回動すると、円筒カム機構６６１により第１筒３１が第２筒３２に対して中心軸Ｊ２に沿って相対的に移動する。
【００３２】
図１に示すように、第２レンズ群５２を支持するレンズ支持部３７には第２筒３２の外筒３２ａの内周面に形成されたカム溝に係合するピン３７２が設けられており、外筒３２ａとピン３７２とにより円筒カム機構６６４が構成される。ピン３７２は第２筒３２の内筒３２ｂに形成された直線溝６２３にもガイドされるようになっており、第２筒３２の内筒３２ｂが固定された状態で外筒３２ａが回動すると、第２レンズ群が中心軸Ｊ２に沿って第２筒３２に対して相対的に移動する。
【００３３】
なお、図１および図３では、複数の種類の円筒カム機構の様子をそれぞれ１つのみ図示しているが、実際には、各種類の円筒カム機構が中心軸Ｊ２を中心として複数箇所（例えば、３箇所）に設けられ、第１筒３１、第２筒３２、第３筒３３およびレンズ支持部３７の移動が安定して行われる。
【００３４】
図４は、テレ端におけるレンズユニット３ａの様子を示す図であり、図４では平行斜線を付すことなく断面を示している。なお、図１ではワイド端におけるレンズユニット３ａの様子を示している。
【００３５】
図１および図４に示すように、第３筒３３が固定筒３４に対して十分に突出している場合は（すなわち、撮影時は）、図３に示すように第３筒３３の内筒３３ｂと固定筒３４との間の円筒カム機構６６３ａは、カム溝６４２の直線部分により直線的なガイドのみを行うため、ズーミング操作によりズームモータ３８が駆動されても第３筒３３の内筒３３ｂ、第２筒３２の内筒３２ｂおよび第１筒３１は回動することはなく、第３筒３３の外筒３３ａおよび第２筒３２の外筒３２ａの回動により第３筒３３、第２筒３２および第１筒３１がそれぞれ固定筒３４、第３筒３３および第２筒３２に対して中心軸Ｊ２に平行に相対的に移動する。このとき、図１および図４に示すようにレンズ支持部３７も第２筒３２に対して移動し、第１レンズ群５１および第２レンズ群５２が光軸Ｊ１に沿って移動する。
【００３６】
図５および図６は、沈胴する際の第１レンズ群５１および第２レンズ群５２の回動の様子を示す図であり、図７は沈胴後のディジタルカメラ１の断面図である。図５および図６に示すように、沈胴する際には第１レンズ群５１および第２レンズ群５２は、第１筒３１および第２筒３２の内筒３２ｂの回動により中心軸Ｊ２を中心に一体的に１８０°回動し、図７に示すように第２レンズ群５２がＣＣＤ４２の下側へと移動する。
【００３７】
具体的には、図２に示すズームモータ３８が駆動されることにより第３筒３３の外筒３３ａが回動し、図３に示す第３筒３３と固定筒３４との間の円筒カム機構６６３により第３筒３３が固定筒３４内へと引き込まれると、第３筒３３の内筒３３ｂの突起６３１が固定筒３４の内側面のカム溝６４２のＣＣＤ４２側の部分に沿ってガイドされることにより（すなわち、円筒カム機構６６３ａにより）内筒３３ｂが１８０°回動する。これにより、第３筒３３の内筒３３ｂに対して直進ガイドされる第２筒３２の内筒３２ｂおよび第１筒３１も中心軸Ｊ２を中心に１８０°回動する。
【００３８】
第３筒３３の外筒３３ａの回動により、連結ピン６５２ａを介して第２筒３２の外筒３２ａも回動し、第２筒３２の外筒３２ａと第３筒３３の内筒３３ｂとの間の円筒カム機構６６２により第２筒３２が第３筒３３内へと引き込まれる。さらに、第２筒３２の外筒３２ａが回動すると第１筒３１と第２筒３２の外筒３２ａとの間の円筒カム機構６６１により第１筒３１が第２筒３２内へと引き込まれる。その結果、第１レンズ群５１と第２レンズ群５２との間が縮められるとともにこれらのレンズ群が光軸Ｊ１から外れた中心軸Ｊ２を中心に回動してＣＣＤ４２およびフォーカスレンズ４４の下側へと待避される。
【００３９】
以上の沈胴動作により、沈胴後のレンズユニット３ａ（または鏡胴３）の内部空間の中心軸Ｊ２方向の長さは、第１レンズ群５１および第２レンズ群５２を並べるだけの長さで足りることとなり、沈胴後のレンズユニット３ａの長さを非常に短くすることができる。換言すれば、非撮影時のディジタルカメラ１の厚さを薄くすることが実現される。なお、各レンズ群およびＣＣＤ４２の大きさを考慮した場合、ディジタルカメラ１のように第１レンズ群５１および第２レンズ群５２が回動し、フォーカスレンズ４４が移動されないことがディジタルカメラ１の薄型化において好ましいといえる。
【００４０】
ところで、従来、ディジタルカメラ１を薄型化するために第２レンズ群５２のみをＣＣＤ４２の側方へと待避する技術が提案されているが、図１に示すディジタルカメラ１では、第１レンズ群５１と第２レンズ群５２とを一体的に待避するため、複雑な調整作業をすることなく第１レンズ群５１の光軸と第２レンズ群５２の光軸とを確実に一致させることができる。その結果、ディジタルカメラ１の光学性能を容易に維持することができる。さらに、鏡胴３の伸縮が繰り返された後においても部品の摩耗等の影響が第１レンズ群５１と第２レンズ群５２との同軸精度に影響を与えることがほとんどないため、光学性能が容易に維持される。
【００４１】
また、ズームモータ３８を駆動源として円筒カム機構６６３ａにより沈胴並びに第１レンズ群５１および第２レンズ群５２の回動（すなわち、鏡胴３の実質的な回動）が行われるため、ディジタルカメラ１内に特別な駆動源を設ける必要がなく、構造が複雑になることもない。
【００４２】
以上、本発明の実施の形態について説明してきたが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、様々な変形が可能である。
【００４３】
例えば、ディジタルカメラ１の光学系は３つのレンズ群により必ずしも構成される必要はなく、レンズ群は２つでも４つ以上であってもよい。最も被写体側のレンズを含み、光学性能に重要な役割を果たすレンズ群（ディジタルカメラ１の第１レンズ群５１および第２レンズ群５２に相当し、以下、「対物レンズ群」という。）をまとめてＣＣＤ４２の側方に待避させることにより、光学性能を低下させることなくディジタルカメラ１の薄型化を実現することができる。
【００４４】
また、待避される対物レンズ群は必ずしも鏡胴とともに回動する必要はなく、構造上許容されるのであるならば、鏡胴内において対物レンズ群を光軸に平行であって光軸から外れた回動軸を中心として回動する回動機構が別途設けられてもよい。なお、対物レンズ群は沈胴時にＣＣＤ４２の下側（図１中の（−Ｙ）側）ではなく、上側（（＋Ｙ）側）や左右側（（±Ｘ）側）に待避されてもよい。
【００４５】
鏡胴は、比較的容易な設計で最も薄型化できるという点で３つの移動可能な筒により構成されることが好ましいが、２つの移動可能な筒により構成されてもよい。
【００４６】
【発明の効果】
請求項１ないし７の発明では、光学性能を容易に維持しつつディジタルカメラを薄型化することができる。
【００４７】
また、請求項２および３の発明では、第１レンズ群の光軸と第２レンズ群の光軸とのずれを防止することができる。
【００４８】
また、請求項４ないし６の発明では、ディジタルカメラの構造を簡素化することができる。
【００４９】
また、請求項７の発明では、比較的容易な設計で最も薄型化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ディジタルカメラの断面図である。
【図２】レンズユニットの内部および周辺を示す図である。
【図３】レンズユニットの断面の一部の拡大図である。
【図４】テレ端におけるレンズユニットを示す図である。
【図５】沈胴途上の第１レンズ群および第２レンズ群の位置を示す図である。
【図６】沈胴後の第１レンズ群および第２レンズ群の位置を示す図である。
【図７】沈胴後のディジタルカメラの断面図である。
【符号の説明】
１  ディジタルカメラ
３  鏡胴
３１  第１筒
３２  第２筒
３３  第３筒
３４  固定筒
３８  ズームモータ
４２  ＣＣＤ
４４  フォーカスレンズ
５１  第１レンズ群
５２  第２レンズ群
６６３ａ  円筒カム機構
Ｊ１  光軸
Ｊ２  中心軸
【図１】
2004341154.tif 000003
【図２】
2004341154.tif 000004
【図３】
2004341154.tif 000005
【図４】
2004341154.tif 000006
【図５】
2004341154.tif 000007
【図６】
2004341154.tif 000008
【図７】
2004341154.tif 000009