(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮影レンズが保持され、非撮影時にカメラカバー内に沈胴するとともに、撮影時には沈胴位置から撮影位置に移動するレンズ鏡筒と、
前記撮影レンズにより結像された被写体像を撮像する撮像素子と、
最至近位置撮影時の最至近位置撮影位置と無限遠撮影時の無限遠撮影位置との間で、前記撮像素子を光軸方向に移動させる移動手段と、
撮影時に前記撮像素子が被写体像結像位置となるように前記移動手段を制御する制御手段とを備え、
撮影時には、前記最至近位置撮影位置と前記無限遠撮影位置との間に撮像素子移動スペースが形成されるように前記レンズ鏡筒がカメラカバー外へ繰り出され、非撮影時には、前記撮像素子を前記最至近位置撮影位置の近傍に移動させるとともに、一部が前記撮像素子移動スペース内に収納されるように前記レンズ鏡筒を沈胴させるようにしたことを特徴とする電子カメラ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、レンズ鏡筒をカメラカバー内に沈胴させることができる沈胴式の電子カメラに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のカメラでは、撮影レンズ全体または一部を光軸方向に移動させて焦点調節を行っているのが一般的である。ところで、特開平６−５１１８９号公報に開示されているカメラでは、撮影レンズを移動させる代わりにフィルム面を光軸方向に移動して焦点調節を行うようにしている。このように撮像面側を移動して焦点調節を行う構成とすると、フィルム等の記録媒体を含む構成が移動するためのスペースが必要であった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような撮像面を移動して焦点調節を行う構成を沈胴式カメラに適用すると、レンズ鏡筒の沈胴スペースと撮像面の移動スペースとをカメラボディ内に確保する必要があり、カメラ自体が大型になりやすいという欠点があった。
【０００４】
本発明の目的は、撮像面を光軸方向に移動させて焦点調節を行う沈胴式カメラにおいて、小型化を図ることができる沈胴式カメラを提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
発明の実施の形態を示す図３，図４および図６に対応付けて説明すると、請求項１の発明は、撮影レンズ１〜５が保持され、非撮影時にカメラカバー２６内に沈胴するとともに、撮影時には沈同位置から撮影位置に移動するレンズ鏡筒３１と、撮影レンズ１〜５により結像された被写体像を撮像する撮像素子７と、最至近位置撮影時の最至近位置撮影位置Ｌ１と無限遠撮影時の無限遠撮影位置Ｌ２との間で、撮像素子７を光軸方向に移動させる移動手段Ｍ２，１４，１９，２３と、撮影時に撮像素子７が被写体像結像位置に配設されるように移動手段Ｍ２，１４，１９，２３を制御する制御手段Ｓ２，４３とを備え、撮影時には、最至近位置撮影位置Ｌ１と無限遠撮影位置Ｌ２との間に撮像素子移動スペース５０が形成されるようにレンズ鏡筒３１がカメラカバー２６外へ繰り出され、非撮影時には、撮像素子７を最至近位置撮影位置Ｌ１の近傍に移動させるとともに、一部が撮像素子移動スペース５０内に収納されるようにレンズ鏡筒を沈胴させるようにしたことにより、上述の目的を達成する。
【０００６】
なお、上記課題を解決するための手段の項では、本発明を分かり易くするために発明の実施の形態の図を用いたが、これにより本発明が発明の実施の形態に限定されるものではない。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、図を参照して本発明の実施の形態を説明する。図１は本発明による電子カメラの一実施の形態を示す図であり、撮影光学系および撮像素子系の概略構成を示す断面図である。この電子カメラ３０は沈胴式のカメラであって、電源がオフの非撮影状態時には、図１に示すように鏡筒３１はカメラ３０のカバー２６内に沈胴している。鏡筒３１には、撮影光学系を構成する複数のレンズ１〜５が設けられている。レンズ１およびレンズ２は第１レンズ枠８に保持され、第１レンズ群を構成している。レンズ３およびレンズ４は第２レンズ枠９に保持され、第２レンズ群を構成している。レンズ５は第３レンズ枠１１に保持され、第３レンズ群を構成している。第２レンズ枠９には、シャッタ羽根１０ａを作動させるシャッタユニット１０がビス２５により固定されている。
【０００８】
カバー２６内には本体基板１５が設けられており、本体基板１５には固定筒１６がビス２４により固定されている。鏡筒３１はこの固定筒１６により保持されている。鏡筒３１には、カム筒１７と、カム筒１７に内装される直進ガイド１８が設けられている。カム筒１７は、爪１７ｂを直進ガイド１８の凸部１８ａに係合させることによって直進ガイド１８とスナップフィット係合しており、直進ガイド１８に対して回転自在に取り付けられている。直進ガイド１８に形成されたキー部１８ｂは、固定筒１６の内周面に光軸方向に沿って形成されたキー溝１６ｂに挿入されている。そのため、固定筒１６に対してカム筒１７が回転しても、回転直進ガイド１８は回転しない。
【０００９】
カム筒１７の外周面にはヘリコイド雄ねじ１７ａが形成されており、このヘリコイド雄ねじ１７ａは固定筒１６の内周面に形成されたヘリコイド雌ねじ１６ａと螺合している。図２の（ａ）はカム筒１７の外周面に形成されたヘリコイド雄ねじ１７ａの一部を示す図であり、（ｂ）は（ａ）のＡ矢視図である。図２（ａ）に示すように、ヘリコイド雄ねじ１７ａの部分には、ギヤ１７ｅがヘリコイド雄ねじ１７ａと一体化して形成されている。ギヤ１７ｅはズームギヤ２７と噛合しており、ズームモータＭ１によりズームギヤ２７を回転駆動するとカム筒１７が回転する。例えば、ズームモータＭ１によりズームギヤ２７をＲ１方向に回転すると、カム筒１７はＲ２方向に回転する。
【００１０】
上述したように、カム筒１７のヘリコイド雄ねじ１７ａは図１に示す固定筒１６のヘリコイド雌ねじ１６ａと螺合しているため、カム筒１７がＲ２方向に回転すると、カム筒１７は図２（ａ）のＲ３方向（光軸方向）に移動する。図２（ａ）に示すように、ズームギヤ２７は光軸方向に延在する細長い形状をしているため、ズームギヤ２７に対してカム筒１７が光軸方向に移動しても、ズームギヤ２７とギヤ１７ｅとの噛合状態が外れることはない。
【００１１】
一方、図１に示すように、カム筒１７の内周面にはカム溝１７ｃ、１７ｄが形成されおり、カム溝１７ｃには第１レンズ枠８に設けられたピン８ａが係合し、カム溝１７ｄには第２レンズ枠９に設けられたピン９ａが係合している。各ピン８ａ，９ａは、直進ガイド１８に形成された貫通ガイド穴１８ｃを貫通して各カム溝１７ｃ，１７ｄに係合している。そのため、カム筒１７が回転すると、カム溝１７ｃ，１７ｄによって第１レンズ枠８および第２レンズ枠９が直進ガイド１８内を光軸方向に移動する。
【００１２】
本体基板１５には、雄ねじが形成されたスクリュウ軸１３とガイド軸１２とが光軸方向に延在するように設けられている。ＣＣＤ７を保持するＣＣＤ保持枠１４には、スクリュウ軸１３の雄ねじと螺合する雌ねじ部１４ａと、ガイド軸１２が嵌挿されるガイド軸孔１４ｂ，１４ｃとが形成されている。ＣＣＤ保持枠１４に保持されたＣＣＤ７の前面には、ローパスフィルタ６が設けられている。ＣＣＤ保持枠１４は、これらのガイド軸１２およびスクリュウ軸１３によって本体基板１５に取り付けられている。スクリュウ軸１３の一端に固定されたギヤ１９をフォーカシングモータＭ２で回転駆動すると、ＣＣＤ保持枠１４の雌ねじ部１４ａに対してスクリュウ軸１３が回転し、ＣＣＤ保持枠１４は光軸方向に移動する。
【００１３】
ガイド軸１２には、第３レンズ枠１１も光軸方向に移動自在に取り付けられている。第３レンズ枠１１とＣＣＤ保持枠１４との間には圧縮バネ２３が設けられており、この圧縮バネ２３により第３レンズ枠１１は本体基板１５の被写体側端部１５ａ方向に付勢されている。そのため、図１に示す鏡筒沈胴状態では、第３レンズ枠１１は、符号Ｃで示す部分において第２レンズ枠９に当接している。
【００１４】
ＣＣＤ保持枠１４の背面部分にはＣＣＤ７からのアナログ信号をデジタル信号に変換するオペアンプ２２が設けられており、オペアンプ２２からのデジタル信号はコネクトＦＰＣ２１を介して不図示の映像回路へ導かれる。ＦＰＣ２１はＣＣＤ保持枠１４が光軸方向へ移動可能なように折り畳まれている。ＣＣＤ保持枠１４のガイド軸孔１４ｃに近い方にＦＰＣ２１の曲げ部Ｂを形成することにより、ＦＰＣ２１の反力によるＣＣＤ保持枠１４の撓みや倒れを防止している。オペアンプ２２は、ノイズが乗らないように、ＣＣＤ７の直近でＦＰＣ２１の折り返し内側となるように実装される。２０はＣＣＤ７で撮像した画像を表示する表示モニタであり、液晶パネル等が用いられる。
【００１５】
図３は電子カメラ３０のブロック図である。４０は撮影光学系であり、図１のレンズ１〜５により構成される。撮影光学系４０は、ズームモータＭ１により沈胴／繰り出し動作およびズーム動作が行われる。撮影光学系４０の繰り出し位置は位置検出器Ｓ１により検出され、その検出結果に基づいてズームモータＭ１がズーミングドライバ４１により制御される。撮影光学系４０からの被写体光は、シャッタ羽根１０ａにより形成された開口部を通過した後に、被写体光に含まれる高周波成分を除去するローパスフィルタ６を介してＣＣＤ７に入射する。シャッタ羽根１０ａの開閉は、シャッタドライバ４２により制御される。
【００１６】
ＣＣＤ７は、その撮像領域に入射した光を電気信号に変換する光電変換素子であり、投影された被写体像の光の強弱に応じた電気信号を出力する。また、ＣＣＤ７はフォーカシングモータＭ２により撮影光学系４０の光軸方向に駆動され、ＣＣＤ７の光軸方向位置は位置検出器Ｓ２により検出される。４３は位置検出器Ｓ２の検出値に基づいてフォーカシングモータＭ２を制御するフォーカシングドライバである。
【００１７】
ＣＣＤ７から出力されたアナログ信号は、オペアンプ２２によりデジタル信号に変換され、映像回路４４に入力される。映像回路４４では、輪郭補償やガンマ補正、ホワイトバランス調整などの各種画像処理が施される。画像処理が施された画像データはメモリ４５に記憶される。また、表示モニタ２０には、ＣＣＤ７で撮像されている被写体画像が逐次表示される。４６は映像信号を不図示の外部表示装置に出力するためのビデオ回路である。
【００１８】
次に、鏡筒３１およびＣＣＤ７の移動動作について説明する。図１に示す非撮影状態でカメラの電源をオンにすると、ズームモータＭ１による鏡筒３１の繰り出し動作が行われる。このとき、ズームモータＭ１の回転駆動力は、ズームギヤ２７およびギヤ１７ｅを介してカム筒１７に伝達される。カム筒１７が回転すると、互いに螺合するヘリコイドネジ１６ａ，１７ａによりカム筒１７が光軸に沿って図示左側に移動する。また、レンズ枠８，９に設けられたピン８ａ，９ａはカム筒１７のカム溝１７ｃ、１７ｄに係合しているため、カム筒１７が鏡筒繰り出し方向に回動されると、レンズ枠８ａ，９ａは光軸に沿って被写体側（図示左方向）に移動する。
【００１９】
前述したように、第３レンズ枠１１は圧縮バネ２３により本体基板１５の端部１５ａ方向（図示左方向）に付勢されている。そのため、鏡筒３１が繰り出されて第２レンズ枠９が図示左方向に移動すると、第３レンズ枠１１も一体に左方向に移動する。この第３レンズ枠１１の左方向への移動は、第３レンズ枠１１が端部１５ａに当接するまで継続する。第３レンズ枠１１が端部１５ａに当接した後も鏡筒３１は繰り出され、最終的には、図４に示すように撮影準備位置であるワイド端まで鏡筒３１が繰り出される。その結果、ＣＣＤ保持枠１４の前端と第３レンズ枠１１の後端との間に、ＣＣＤ保持枠１４を被写体側に移動可能とする移動スペース５０が形成される。
【００２０】
その後、不図示のズームスイッチをテレ側に手動操作することにより、図５に示す位置（テレ端）まで鏡筒３１を繰り出すことができる。なお、鏡筒３１の繰り出し量は図３の位置検出器Ｓ１により検出される。位置検出器Ｓ１にはエンコーダ等が用いられる。
【００２１】
本実施の形態の電子カメラでは、フォーカシングモータＭ２でＣＣＤ７の光軸方向位置を変えることにより焦点調節動作を行う。フォーカシングモータＭ２による制御は、撮像された像のコントラストから合焦・非合焦を検出することにより行われる。その結果、撮影レンズ４０による被写体像の結像位置にＣＣＤ７の撮像面が移動される。図６は、ほぼ無限遠位置にある被写体に合焦したときのＣＣＤ７の位置を示す図であり、ＣＣＤ７は図４の撮影準備位置Ｌ１から被写体側（図示左側）へ繰り出されている。この状態から被写体距離が近くなると、結像位置はカメラ後方側（図示右側）に移動するので、ＣＣＤ７を後方に移動させて合焦させる。図６の二点鎖線Ｌ１は最至近位置撮影時のＣＣＤ７の位置を示しており、この位置Ｌ１は図４の撮影準備位置と同じ位置である。一方、図６に示すＣＣＤ７の位置Ｌ２は、無限遠撮影位置を示している。
【００２２】
図６に示す状態においてカメラ３０の電源をオフするとき、フォーカシングモータＭ２を駆動してＣＣＤ７を二点鎖線で示す最至近位置撮影位置Ｌ１まで退避移動させた後に、鏡筒３１の沈胴動作を行わせる。すなわち、鏡筒繰り出し時とは逆方向にズーミングモータＭ１を回転駆動する。沈胴動作中において、図４に示すように第２レンズ枠９が二点鎖線Ｌ３で示す位置まで移動すると、第２レンズ枠９の後端が第３レンズ枠１１の前端に当接する。鏡筒３１の沈胴動作はさらに行われ、第１レンズ枠８および第２レンズ枠９が右方向にさらに移動されると、第３レンズ枠１１はバネ２３の付勢力に逆らって第２レンズ枠９と一体で右方向に移動する。最終的には、図１に示す状態まで沈胴する。
【００２３】
上述したように、図１に示す沈胴時（非撮影時）には、ＣＣＤ７は最至近位置撮影位置Ｌ１に退避され、第３レンズ枠１１はローパスフィルタ６の近傍まで沈胴される。このときの第３レンズ枠１１の位置は、図６に示す無限遠撮影位置Ｌ２のときのローパスフィルタ６の位置より右側にある。そのため、沈胴時のカメラの光軸方向寸法をより小さくすることができる。一方、撮影時には、第３レンズ枠１１の位置は、図６に示すように無限遠撮影位置Ｌ２にあるＣＣＤ保持枠１４のローパスフィルタ６よりも被写体側に移動する。すなわち、フォーカシングの際のＣＣＤ保持枠１４の移動スペースが確保される。
【００２４】
また、焦点調節時のＣＣＤ７移動と沈胴時のＣＣＤ７の退避動作とを同一機構Ｍ２，１４，１９，２３で兼ねているので、コストアップを低く抑えることができる。一方、鏡筒３１においては焦点調節のための機構を省くことができるので、ズ鏡筒３１自身の小型化を図ることができる。さらにレンズ移動による焦点調節の際のレンズの撮影光軸に対する倒れや偏心に比べ、ＣＣＤ７移動の際の撮影光軸に対する倒れや偏心の方が要求精度が厳しくないので、歩留まりの向上を図ることができる。
【００２５】
以上説明した実施の形態と特許請求の範囲の要素との対応において、ＣＣＤ７は撮像素子を、フォーカシングモータＭ２，ＣＣＤ保持枠１４，ギヤ１９，スクリュウ軸２３は移動手段を、移動スペース５０は撮像素子移動スペースをそれぞれ構成する。
【００２６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、非撮影時には、撮像素子を最至近位置撮影位置の近傍に移動して、一部が撮像素子移動スペースに収納されるようにレンズ鏡筒を沈胴させる。その結果、鏡筒沈胴時のカメラの光軸方向寸法をより小さくすることができ、カメラの小型化を図ることができる。
また、レンズ鏡筒においては焦点調節のための機構を省くことができるので、レンズ鏡筒自身の小型化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による電子カメラの一実施の形態を示す図であり、撮影光学系および撮像素子系の概略構成を示す断面図である。
【図２】カム筒１７のヘリコイド雄ねじ１７ａの一部を示す図であり、（ａ）はヘリコイド雄ねじ１７ａに形成されたギヤ１７ｅを示す図で、（ｂ）は（ａ）のＡ矢視図である。
【図３】電子カメラ３０のブロック図である。
【図４】撮影準備位置であるワイド端に繰り出された鏡筒３１を示す図である。
【図５】テレ端に繰り出された鏡筒３１を示す図である。
【図６】無限遠に合焦したときのＣＣＤ７の位置を示す図である。
【符号の説明】
１〜５  レンズ
７  ＣＣＤ
８  第１レンズ枠
９  第２レンズ枠
１０  シャッタユニット
１１  第３レンズ枠
１２  ガイド軸
１３  スクリュウ軸
１４  ＣＣＤ保持枠
１５  本体基板
１６  固定筒
１７  カム筒
１７ｅ，１９  ギヤ
１８  直進ガイド
２７  ズームギヤ
３１  鏡筒
４０  撮影光学系
４１  ズーミングドライバ
４３  フォーカシングドライバ
５０  移動スペース
Ｌ１  最至近位置撮影位置
Ｌ２  無限遠撮影位置
Ｍ１  ズームモータ
Ｍ２  フォーカシングモータ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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