先ず、本実施例の構成のうち、レンズ繰り出し機構の構成を、主に図1〜図3を用いて説明する。図1及び図2に示されているベース部材1は、後述のフレキシブルプリント配線板FPCを挿通させるためのスリット1aを形成していて、適宜な手段によって図示していないカメラボディに取り付けられており、少なくとも一つのねじ2によって撮像装置3を取り付けている。周知のように、この撮像装置3は、CCDなどの固体撮像素子を備えていて、通常は、その被写体側に、ローパスフィルタなどのフィルタ板や、透明なカバー板を配置している。また、ベース部材1には、被写体側の面に、柱状をしたカム部材4が取り付けられているが、このカム部材4は、断面が略四角形をしていて、その先端にはカム面が図2に示されているような直線状の斜面として形成されている。
このベース部材1の被写体側の面には、図示していない手段によって固定筒5が一体的に取り付けられている。この固定筒5の内周面には、その形状と配置が明示されていないが、周知(特許文献1にも記載されている)のように、等間隔の角度位置に、後述の回転筒8が回転しながら光軸方向へも移動することを可能にする三つのカム溝5aが形成されている。図1は、それらのうちの二つのカム溝5aが分かるように断面して示したものである。また、固定筒5の内周面には、そのような回転筒8の移動に伴って後述のキー筒9が光軸方向へ直線的に移動することを可能にするために、光軸と平行な二つのキー溝5bが、カム溝5aとは干渉しないようにして形成されている。
図2に示されている固定筒5は、その上方の部位を、図1とは異なる角度位置で断面して示したものであるが、この固定筒5には、二つの張出部5c,5dが形成されている。そして、それらの張出部5c,5dに設けられた孔には、モータ取付板6に立設された軸6aが嵌装されていて、歯車7が、その軸6aに回転可能に嵌装され、その一部を固定筒5の内部に臨ませている。尚、モータ取付板6は、図示していないステップモータや減速歯車を取り付けていて、ベース部材1とは別に、カメラボディに取り付けられている。
固定筒5の内側には回転筒8が配置されている。この回転筒8は、図2に示されているように、撮像装置3側の端部に、所定の角度範囲で形成された部分歯車8aを有していて、それを上記の歯車7に噛合させている。また、この回転筒8の外周面には、等間隔の角度位置に三つのピン8bが設けられていて、それらは固定筒5に設けられた上記のカム溝5aに夫々嵌合している。そのため、この回転筒8は、光軸を中心にして回転すると、カム溝5aによって光軸方向にも移動させられるようになっている。更に、回転筒8の内周面には、カム形状の異なる2種類のカム溝8c,8d(8dについては図2参照)が三つずつ形成されているが、それらは、等間隔の角度位置に交互に配置されている。そして、それのうち、一方の形状をしたカム溝8cは、後述の枠体10を光軸方向へ移動させるためのものであり、他方の形状をしたカム溝8dは、後述の直進筒16を光軸方向へ移動させるためのものである。
回転筒8の内側には、キー筒9が配置されていて、回転筒8が回転すると、光軸方向に直線的に移動するように構成されている。即ち、このキー筒9の被写体側の端部には、所定の角度位置に可撓性を有する複数のフック部9aが形成されていて、それらを、回転筒8の内周に環状に形成されている溝8eに嵌合させている。また、このキー筒9には、撮像装置3側に二つのキー9bが形成されていて、図1に示すように、それらを上記の二つのキー溝5bに嵌合させている。従って、このキー筒9は、回転筒8が歯車7によって回転されながらカム溝5aによって光軸方向へ移動するとき、固定筒5のキー溝5bに案内されて、光軸方向へだけ直線的に移動させられることになる。更に、このキー筒9には、光軸と平行になるようにして、2種類のキー溝9c,9dが、等間隔の角度位置に三つずつ交互に形成されている。そのうち、キー溝9cは、後述する枠体10の腕部10aの先端部を挿入させ、その先端部に設けられたピン10bを、回転筒8の上記のカム溝8cに嵌合させ得るようにしている。また、キー溝9dは、後述の直進筒16のピン16aを貫通させ、回転筒8の上記のカム溝8dに嵌合させ得るようにしている。
そこで、そのような枠体10と直進筒16のうち、先ず、枠体10の形状と、それに取り付けられている部材について説明する。図3に示されているように、枠体10は、放射状に三つの腕部10aを有していて、その先端の折曲部を上記のようにキー筒9のキー溝9cに挿入し、それらの先端部に設けたピン10bを回転筒8のカム溝8cに嵌合させている。そのため、この枠体10は、回転筒8が回転すると、ピン10bがカム溝8cに案内されて移動するが、キー筒9のキー溝9cにも案内されるため、回転筒8のようには回転せず、光軸方向へだけ直線的に移動する。また、その移動量は、カム溝8cの形状によって、回転筒8が光軸方向へ移動する量とは異なるし、設計によっては、方向も異なる場合がある。
この枠体10には、シャッタ装置と第2レンズ群が取り付けられている。先ず、シャッタ装置を簡単に説明する。図3においては図示を省略してあるが、図1及び図2にブロックで示したように、枠体10の被写体側の面に、モータ等の駆動手段11が取り付けられている。また、枠体10の撮像装置3側には、所定の間隔を空けてシャッタ用カバー板12が取り付けられており、それらの間に図示していないシャッタ羽根を配置している。そのため、この枠体10は、シャッタ装置という観点からはシャッタ地板であるともいえる。但し、このようには構成せず、シャッタ装置をユニットとして構成し、そのユニットを枠体10に取り付けるように構成しても構わない。また、絞り装置も必要とする場合には、絞り装置用の駆動手段も枠体10の被写体側に取り付け、枠体10とシャッタ用カバー板12との間には、シャッタ羽根のほかに絞り羽根も配置すればよいことになる。尚、シャッタ用カバー板12と、その撮像装置3側に取り付けられている部材の詳細については後述する。
次に、第2レンズ群の取付構成を説明する。第2レンズ群13を取り付けた第2レンズ枠14は、図3に示されているように、放射状に三つの張出部14aを有していて、それらの一つに形成された孔14bを、枠体10に設けられた案内ピン10cに嵌合させている。そして、それらの張出部14aの先端部近傍位置には、後述の直進筒16に設けられた三つのピン16cが接触し得るようになっている。また、この第2レンズ枠14は、第2レンズ群13を保持した円筒部14cが枠体10の孔10dに嵌合していて、枠体10に対して光軸方向へ移動可能になっているが、図1及び図2に示されているように、撮像装置3側に所定の角度間隔で設けられた複数のフック部14dが、被写体側への抜け止めの役目をしている。また、円筒部14cの外径よりも大きい巻き径をしたスプリング15が、円筒部14cに嵌装されており、図3に示すように、その一端を、右下方の張出部14aに形成されたバネ掛け部14eに掛け、他端を、枠体10の孔10dの縁に形成された溝10eに掛けていて、枠体10に対して第2レンズ枠14を被写体側に付勢していると共に、時計方向へも回転するように付勢している。
尚、ここで、枠体10に対する第2レンズ枠14の組み付け方を説明しておく。図3では図示を省略してあるが、枠体10の孔10dの縁には、上記の溝10eのほかに、第2レンズ枠14のフック部14dをくぐらせることの可能な複数の溝が形成されている。そのため、それらの溝に被写体側から第2レンズ枠14の複数のフック部14dをくぐらせ光軸を中心にして回転させると、バネ掛け部14eを形成している張出部14aが、案内ピン10cに当接する。そこで、その張出部14aを被写体側に撓ませてなおも回転させ、孔14bが案内ピン10cの対向位置になったとき、その張出部14aを自己の弾性で原形に復帰させると、孔14bと案内ピン10cが嵌合し、両者の組み付け状態が得られるようになっている。但し、このほかにも、いろいろと組み付け方法があることは言うまでもない。また、本実施例の場合には、第2レンズ群13を、枠体10とは別部材である第2レンズ枠14に取り付けたが、直接、枠体10に取り付ける場合もあることは言うまでもない。従って、そのような構成にした場合は、枠体10が第2レンズ枠であるとも言えることになる。また、本実施例の場合には、図3から分かるように、枠体10を略円形にせず、下方位置にある二つの腕部10a間を切り欠いて逃げ部10kを形成しているが、このような形状にしていることについては後述する。
次に、本実施例における直進筒16と、それに組み付けられている部材を説明する。先ず、直進筒16の外周には、等間隔の角度位置に三つのピン16a(図2において一つだけ図示してある)が設けられており、上記したように、それらは、キー筒9のキー溝9dに挿入され、先端を回転筒8のカム溝8dに嵌合させている。そのため、この直進筒16は、回転筒8が回転すると、ピン16aがカム溝8dに案内されて移動するが、キー筒9のキー溝9dにも案内されることになるため、回転筒8のようには回転せず、光軸方向へだけ直線的に移動する。また、その移動量は、カム溝8dの形状によって、回転筒8の光軸方向の移動量とは異なるし、設計によっては方向も異なる場合がある。そして、この直進筒16は、外面に周知のような化粧部材17が取り付けられていて、被写体側に形成されている壁16bには、撮影光路用の開口部16zが形成されている。
直進筒16の内部には、バリア機構と、第1レンズ群も含めた焦点調節機構とが配置されている。そこで、先ず、それらのうちバリア機構の構成部材と、それらの取り付け構成を、主に図4〜図6を用いて説明する。図6から分かるように、直進筒16の壁16bの内面には、三つのピン16cが設けられているほかに、三つの軸16d,16e,16fと、二つの受け部16g,16hと、二つのストッパ16i,16jと、三つの取付部16k,16m,16nと、三つの軸受け孔16p,16q,16rと、壁16bを肉薄にした二つの窪み部16s,16tと、ピン16uとが設けられていて、取付部16k,16m,16nの先端面には、ねじ穴が形成されている。また、直進筒16の筒部の内面には、図6に示されているように、壁16bとの間に空間を形成するようにして、引っ掛け部16vが設けられており、光軸と平行な一つのキー溝16wも形成されているほか、図6では図示を省略してあるが、図6の上方位置には、図8に示されているような係止部16xが設けられている。
図6から分かるように、上記の軸16d,16eには、バリア板18,19が回転可能に取り付けられている。そして、これらのバリア板18,19は、上記の開口部16zを覆う遮蔽部のほかに、係接部18a,19aを有しているが、図4及び図5においては、図面を見やすくするために、それらの係接部18a,19aの符号を省略してある。また、これらのバリア板18,19は、一見、同じような形状をしているが、実際には異なる形状をしている。即ち、バリア板18は、係接部18aから遮蔽部までが平坦な板状になっているが、バリア板19の方は、係接部19aと遮蔽部との間に屈曲部19b(図4では符号を省略)が形成されている。そのため、2枚のバリア板18,19は、それらの遮蔽部が同一平面で作動することになり、後述の第1レンズ群36との配置上、鏡胴の光軸方向の寸法を小さくするのに役立っている。
このような2枚のバリア板18,19は、直進筒16の壁16bとバリア用カバー板20との間に構成されたバリア室に配置されている。そこで、次に、バリア用カバー板20の構成と、そのカバー板20とバリア板18,19とに関係する構成を説明する。図5に示すように、バリア用カバー板20は、上記の受け部16g,16hとストッパ16iに、撮像装置3側(図5の手前側)から接触して、壁16b側への移動を阻止され、壁16bとの間にバリア室を構成している。従って、上記のストッパ16iは、受け部の役目もしていることになる。また、バリア用カバー板20には、二つのバネ軸部材21,22が、かしめ加工によって固定されており、被写体側に形成されている穴を上記の軸16d,16eの先端に嵌合させ、それらの軸16d,16eの先端によっても、壁16b側への移動を阻止されるようになっている(図7,図9参照)。そして、それらのバネ軸部材21,22には、図示していないばねが巻回されていて、それらの一端を各々バリア板18,19に掛け、それらの他端を両方とも後述するバリア連結部材23のピン23aの下側に掛けている。
また、このバリア用カバー板20は、薄い部材であって、それ自体可撓性を有していることから、図5の上方位置に形成した折曲部20aを、図8に示すように、係止部16xに掛け、撮像装置3側への移動が阻止されるようになっている。尚、このような組み付け方だけでは、図5においてカバー板20の下方部が撮像装置3側に浮き上がってしまうことになるが、本実施例の場合には、後述する手段によって、そのようなことが生じないように、その下方部を支え、バリア用カバー板20が壁16bと略平行になるようにしている。このように、本実施例のバリア機構は、直進筒16にバリア板18,19とバリア用カバー板20を取り付けるに際し、専用の固定部材を一つも用いていないのが特徴である。
このようにして組み付けられているカバー板20は、図5から分かるように、略中央部に撮影光路用の開口部20bを有していて、上方位置に形成されている長孔20cの下方部に上記した三つのピン16cの一つを貫通させている。また、開口部20bを挟む位置に形成された二つの孔20d,20eの縁からは、撮像装置3側に起立して先端を鉤状に曲げた形状のフック部20f,20g(フック部20gの側面形状は図8参照)が形成されており、その一方の孔20eには、上記したピン16cの一つを貫通させている。更に、バリア用カバー板20には、残りのもう一つのピン16cを貫通させた孔20hと、軸16fを貫通させた孔(符号なし)と、取付部16nを貫通させた孔(符号なし)とが形成されているほか、折曲部20iとバネ掛け部20jが形成されている。
上記の軸16fには、バリア用カバー板20の撮像装置3側において、バリア連結部材23が回転可能に取り付けられ、止め部材24によって抜け止めされている(図8の断面図も参照)。このバリア連結部材23は、壁16b側にピン23aを有し、撮像装置3側にピン23bを有していて、図示していないばねによって、図5において時計方向へ回転するように付勢されている。そして、ピン23aは、長孔20cを貫通して、バリア室内でバリア板18,19の係接部18a,19aに接触可能となっており、その先端を上記の窪み部16tに挿入している。また、ピン23bの方は、上記のベース部材1に取り付けられているカム部材4に接触し得るようになっている。
本実施例においては、このようなバリア用カバー板20と接するようにして、遮蔽筒25を配置している。この遮蔽筒25は、バリア用カバー板20の開口部20bよりも直径が大きく、軸方向の長さが直進筒16よりも短い筒状をしていて、図5に示すように、外周面から放射状に形成された二つの突起部25a,25bを、上記のフック部20f,20gに挿入し係合させている(フック部20gと突起部25bとの係合関係は図8にも示されている)。そのため、フック部20f,20gは、遮蔽筒25が光軸に沿った方向へ移動しないようにするための規制部であるということもいえる。それに対して、バリア用カバー板20との関係だけでいうと、図5に示された状態では、遮蔽筒25は、光軸と直交する方向への移動は可能になっている。
次に、主に図4と図7〜図9を用い、焦点調節機構に関係する構成部材と、それらの組み付け構成を説明する。センサ26を取り付けたセンサ取付板27は、図9に示してあるピン27aを、直進筒16の孔16y(図5,図6では図示を省略)に嵌合させ、その一端を、図6で説明した引っ掛け部16vに掛け、他端を、上記の取付部16kに対し、ねじ28によって取り付けている。また、図6で説明した二つの取付部16m,16nには、ねじ29,30によって、モータ取付板31を取り付けているが、その取り付け状態においては、そこに形成された各々の孔に、上記のピン16u,16cを嵌合させている。そして、このモータ取付板31が、上記の折曲部20iと接触し(図8参照)、上記したようなバリア用カバー板20の浮き上がりを阻止している。また、図9から分かるように、センサ取付板27も、バリア用カバー板20の浮き上がりを阻止し得るようになっている。
モータ取付板31には、ステップモータ32が取り付けられており、その出力歯車33を、直進筒16の壁16bとモータ取付板31との間に配置させている。このステップモータ32は、四つの端子ピン32aを有していて、フレキシブルプリント配線板FPCの一端がそれらに接合されている。そして、フレキシブルプリント配線板FPCの他端は、電源に接続するために、ベース部材1に形成されたスリット1aから鏡胴外へ導き出され、明示されていない手段によって、ベース部材1に固定されている。また、図4にだけ示されている歯車34は、壁16bとモータ取付板31との間に配置されていて、回転軸を上記の軸受け孔16pとモータ取付板31に軸受けされ、上記の出力歯車33に噛合している。また、直進筒16内には第1レンズ枠35が配置されている。この第1レンズ枠35は、円筒部35aに第1レンズ群36を保持させており、その円筒部35aを上記の遮蔽筒25内に嵌合させている。そして、第1レンズ群36は、その一部が円筒部35aから被写体側に突き出ていて、その前面には略長方形をした開口を有するマスク37が取り付けられている。
図4に示されているように、第1レンズ枠35には、放射状に腕部35b,遮光部35c,張出部35dが設けられている。そのうち、腕部35bは、その先端が上記のキー溝16wに嵌合しており、上記のステップモータ32が回転したとき、後述のように伝達機構を介して、直進筒16に対し、光軸方向に移動し得るようになっている。また、遮光部35cは、上記のセンサ26に設けられたスリットに出入り可能となっていて、直進筒16を固定筒5内に沈胴させるに際し、センサ26が、直進筒16と第1レンズ枠35との相対位置を検出し得るようにしているが、その理由は後述する。
また、第1レンズ枠35の張出部35dは、複雑な形状をしている。先ず、図8に示されているように、直進筒16の壁16bに形成された上記の孔16qには、比較的長い部材である案内ピン38の一端が圧入されている。他方、張出部35dには、光軸に沿った方向に所定の間隔を有して二つの折曲部35e,35fが設けられていて、それらに形成された孔を、案内ピン38に嵌合させている。また、折曲部35eの近傍位置には、バネ掛け部35gが設けられていて、上記のバリア用カバー板20との間にスプリング39を掛けているが、このプリング39は、常に第1レンズ枠35を被写体側へ付勢することによって、後述のリードスクリュー機構によって移動された第1レンズ枠35の位置を安定化させるためのものであり、俗にガタ寄せばねなどといわれているものである。
更に、張出部35dには、図7から分かるように、軸方向の一端に壁を有した円筒部35hが設けられていて、その壁には円形の孔35iが形成されている。また、その円筒部35hの近傍部には、ナット部材40の一部を挿入させるための被挿入部35jが形成されている。そして、そのナット部材40は、金属製であって、平面形状が円形部と方形部とからなる鍵穴状をしており、その円形部の中央に設けた円形孔の内周には雌ねじを形成していて、方形部だけを被挿入部35jに対して着脱可能に挿入するようになっている。他方、被挿入部35jの方は、図7の下方が上記の方形部の挿入口になっていて、明示されていないが、ナット部材40の挿入された状態では、ナット部材40が、図7の紙面に垂直な方向へは実質的に動けない形状になっている。また、第1レンズ枠35が合成樹脂製であることから、図4及び図7に示されているような壁35kを形成するために孔35mが形成されているが、後述のリードスクリュー41と螺合させた図7の状態では、ナット部材40が図7の左右方向へ殆ど動けないようになっている。
本実施例のリードスクリュー41は、金属製であって、図7に示されているように、一端に軸部41aを有し、他端にはスリワリ41bを有していて、略中央部には雄ねじ41cを形成しているが、その雄ねじ41cの形成部からスリワリ41bを形成した端部までは、円柱部41dとなっている。また、このリードスクリュー41は、雄ねじ41cの形成部から軸部41aの間に、圧入によって、歯車42を取り付けているが、この歯車42は、直進筒16の壁16bとモータ取付板31との間に配置されていて、図4から分かるように、上記の歯車34に噛合している。そして、このリードスクリュー41は、図7の状態においては、軸部41aを壁16bに設けられた孔16rに回転可能に嵌合させ、円柱部41dを第1レンズ枠35の円筒部35hに設けられた孔35iに、第1レンズ枠が光軸方向へ摺動可能となるように嵌合させている。
ここで、第1レンズ枠35とリードスクリュー41の組み付け方を説明する。これまでの説明からも理解されるように、第1レンズ枠35とリードスクリュー41を組み付ける前の組立状態は、図5に示された状態において、直進筒16の軸受け孔16qに案内ピン38の一端を圧入した状態である。その状態で、先ず、リードスクリュー41を一時的に組み付ける。その順序は、予め歯車42を取り付けておいたリードスクリュー41の軸部41aを直進筒16の孔16rに嵌合させておいてから、モータ取付板31の孔31aをリードスクリュー41のスリワリ41b側から嵌合させ、そのモータ取付板31をねじ29,30によって直進筒16に取り付ける。そのため、その場合におけるリードスクリュー41は、歯車42が歯車34に噛合していて、且つモータ取付板31によって抜け止めされているとはいえ、極めて不安定な状態になっていて、壁16bに対して垂直な姿勢を確実に保ちにくい状態になっている。
このような状態にしておいてから、第1レンズ枠35を組み付けることになるが、その場合には、ナット部材40の方形部を被挿入部35jに挿入しておき、そのナット部材40が脱落しないように注意をしながら、腕部35bの先端と直進筒16のキー溝16wとの位置合わせと、張出部35dの孔と案内ピン38との位置合わせと、ナット部材40の孔とリードスクリュー41のスリワリ41b側の端部との位置合わせを行って、第1レンズ枠35を直進筒16の壁16b側へ移動させていく。そのため、ナット部材40の雌ねじ形成孔はリードスクリュー41の円柱部41dに嵌まるが、その直後には、第1レンズ枠35の円筒部35hがリードスクリュー41の円柱部41dに挿入されることになるので、それ以後は、ナット部材40の脱落に気を使う必要はなくなる。
その状態で、第1レンズ枠35をなおも移動させてゆき、孔35iをリードスクリュー41の円柱部41dに嵌合させると、スリワリ41bの形成面が孔35iの反対側に突き出た直後に、ナット部材40の雌ねじがリードスクリュー41の雄ねじに当接するため、第1レンズ枠35は、そのままではそれ以上直進させることができなくなる。他方、その段階では、第1レンズ群36の取付部である第1レンズ枠35の円筒部35aは、未だ遮蔽筒25に嵌合しておらず、その直前位置に達している。そして、その後は、マイナスドライバーの先端をスリワリ41bに挿入して回転させると、上記の雌ねじと雄ねじが螺合し、第1レンズ枠35の直進が可能になる。
ところで、既に説明したように、本実施例の場合は、遮蔽筒25を、第1レンズ枠35の円筒部35aに嵌合させるが、その遮蔽筒25は、バリア用カバー板20と一体的にはなっていない。即ち、バリア用カバー板20は、専用の固定部材を用いていないとはいえ、直進筒16に対しては相対的に変位しないように取り付けられているため、直進筒16に対して一体的に取り付けられているということができる。しかしながら、遮蔽筒25は、バリア用カバー板20に一体的に取り付けられておらず、図5に示した状態においては、光軸に沿った方向への移動は制限されているが、光軸と直交する方向へは、どちらの方向へも若干移動することが可能であり、特に左下方向へは組み付けの都合があって、他の方向よりも大きく移動させることが可能になっている。そのため、上記のように、リードスクリュー41を回転させて第1レンズ枠35を組み付ける段階では、遮蔽筒25を、その中心位置が円筒部35aの中心位置となるように位置調整しながら行うことになる。そして、遮蔽筒25は、円筒部35aを嵌合させたことによって、光軸と直交する方向への移動も制限されることになる。
このことからも分かるように、本実施例の場合には、遮蔽筒25を、直接的にも間接的にも、直進筒16とは一体的に構成していない。しかしながら、もし一体化した場合には、その一体化された構成部材は、遮蔽筒部の配置位置や形状を、他の各部の形状寸法との関係を考慮しながら製作しなければならなくなるため、その構成部材の全体を高精度に製作することが要求され、極めてコスト高になってしまう。ところが、本実施例の場合には、部品点数は一つ増えることになるが、遮蔽筒25と円筒部35aとの嵌合公差が高精度に得られてさえいれば、双方を好適に組み付けることが可能となるので、全体としてのコストは抑えられる。更に、このような構成は、第1レンズ枠35自体の外形形状のばらつきによる影響や、腕部35bの先端と直進筒16のキー溝16wとの連結関係,張出部35dの孔と案内ピン38との連結関係などの影響によって、直進筒16内における円筒部35aの配置位置が、設計基準どおりに得られないときにも、円筒部35aのそれぞれの位置に対応させて、遮蔽筒25と円筒部35aを好適に嵌合させることを可能にしている。
また、このようにして、第1レンズ枠35の組み付けられた状態においては、リードスクリュー41の姿勢も安定したものになっている。即ち、上記したように、第1レンズ枠35を組み付ける前の段階では、リードスクリュー41は、その軸部41aと孔16rとの嵌合部を支点にして、若干ぐらつく可能性のある状態になっていた。ところが、第1レンズ枠35を組み付けた状態では、円柱部41dが円筒部35hの孔35iに軸受けされた状態になるため、極めて安定した配置状態を維持できるようになっている。また、通常のリードスクリューの場合は、少なくとも2箇所を固定部材によって支持する構成になっているが、本実施例の場合には、そのような固定部材に相当する直進筒16に対し、一箇所を支持されているだけであり、もう一箇所は直進筒16に対して可動な第1レンズ枠35に軸受けされているため、リードスクリュー41と第1レンズ枠35との相対的な組み付け作業が極めて容易であり、しかも、両者間の安定した機能が確保できるという特徴がある。従って、コスト上でも極めて有利となっている。
最後に、図11及び図12を用いて、上記の枠体10に対するシャッタ用カバー板12の取り付け構成と、そのシャッタ用カバー板12に取り付けられている部材について説明する。上記したように、本実施例の場合には、枠体10がシャッタ地板を兼用している。シャッタ用カバー板12は、枠体10との間に羽根室を構成していて、図12から分かるように、枠体10に形成された上記の逃げ部10k(全体形状は図3参照)と略同じ形状をした逃げ部12aが、逃げ部10kと重なるようにして形成されている。そして、これらの逃げ部10k,12aが設けられているがために、上記したフレキシブルプリント配線板FPCの他端部を、ベース部材1のスリット1aから鏡胴外へ導き出すことが可能になっている。
また、このシャッタ用カバー板12には、略中央に撮影光路用の開口部12bが形成されているほか、ひょうたん型をした孔12cと、三角おむすび型をした孔12dと、円形をした三つの孔12e,12f,12gが形成されており、孔12c,12dからは、羽根室内の構成部材が見えている。他方、枠体10の羽根室側の面には、軸10f,10g,10hが立設されており、外周部の2箇所には、フック部10i,10jが設けられている。そして、シャッタ用カバー板12は、その外周部を、枠体10のフック部10i,10jに掛け、孔12e,12fを、枠体10の軸10g,10hに嵌合させ、孔12gに、後記のねじ43を挿入して枠体10にねじ止めされている。尚、このような形状をしたシャッタ用カバー板12は、図1及び図2においては、その一部だけを示しており、枠体10に対する取り付け構成も便宜的に示したものである。また、このシャッタ用カバー板12は、図13〜図15においても便宜的に示されており、第2レンズ群13の右側の開口部は、開口部12bを示したものであり、逃げ部12aを示したものではない。逃げ部12aは、あくまでも図12に示された形状をしている。
このようにして、枠体10に取り付けられているシャッタ用カバー板12には、図11に示すように、いずれも、可撓性を有している2枚の遮光板44,45が取り付けられている。そのうち、一方の遮光板44は、小さい二つの孔44a,44bと大きい孔44cを有していて、孔44bを、枠体10の軸10hに嵌合させておき、孔44aに、上記のねじ43を挿入することによって、上記のシャッタ用カバー板12と同時に枠体10にねじ止めされている。そして、大きい孔44cには、ベース部材1に、ねじ2の受け部として形成されている突起部が、図1の状態において、一部を挿入し得るようになっている。
もう一方の遮光板45は、遮光板44よりも長くて円弧状をしており、上記のひょうたん型の孔12cよりも一回り大きい孔45aと、上記のフック部10i,10jの先端を逃げるための二つの孔45b,45cと、四角の大きな孔45dと、二つの円形の孔45e,45fとを有している。そのうち、孔45dは、図1の状態のときに、ベース部材1に取り付けられているカム部材4(図2参照)を受け入れるための孔である。そして、この遮光部材45は、その背面に、破線で一端部が明示されているように、孔45aの若干下方位置から上端位置(孔45eの左側の位置)まで、両面テープ46を貼付(接着剤の塗布でもよい)しており、孔45e,45fを、上記の軸10f,10gに嵌合させておいてから、両面テープ46によって、シャッタ用カバー板12に取り付けている。そして、二つの遮光板44,45をシャッタ用カバー板12に取り付けた状態においては、両者の自由端は、遮光板45の自由端を撮像装置3側にして、相反する方向から重合させられている。
そこで、次に、本実施例におけるフレキシブルプリント配線板FPCの具体的な構成と、上記の遮光板44,45との関係を説明する。図14は、図2を略下方から見て、フレキシブルプリント配線板FPCと遮光板44,45との関係を分かり易く示した断面図であるが、この図14から分かるように、本実施例のフレキシブルプリント配線板FPCは、鏡胴内に、所定の間隔で、交互に相反する方向へ折り曲げた四つの折曲部を有していて、その折曲部で折りたたみ可能となっている。周知のように、通常のフレキシブルプリント配線板FPCは、銅箔層も含めて3層になっている。それに対して、本実施例のフレキシブルプリント配線板FPCは、四つの折曲部では3層のままであるが、鏡胴内におけるその他の部分は4層となっていて、折曲部では屈曲し易く、その他の部分では屈曲しにくくなっている。
そのため、フレキシブルプリント配線板FPCは、鏡胴内では、折曲部を境にした四つの平面部を有しており、ステップモータ32への取付用の平面部を除いて、三つの平面部が折りたたみ可能となっている。他方、シャッタ用カバー板12に取り付けられている二つの遮光板44,45は、上記のように可撓性を有しており、それらの自由端を重ね合わせるようにして、シャッタ用カバー板12の逃げ部12aに臨まされている。そのため、フレキシブルプリント配線板FPCは、折りたたみ可能な三つの平面部のうち真中の平面部が、常に、それらの自由端のいずれか一方と接触しているようになっている。言い換えれば、二つの遮光板44,45の自由端は、フレキシブルプリント配線板FPCの異なる面側の折り合わせ面に挿入されていることになる。
次に、本実施例の作動を説明する。図1,図4,図13は、カメラの不使用状態を示したものであって、第1レンズ群36と第2レンズ群13とは、カメラボディに固定された固定筒5内に収容されており、所謂沈胴状態となっている。そして、この状態においては、直進筒16に設けられた三つのピン16cが、第2レンズ群13を取り付けた第2レンズ枠14の張出部14aを、スプリング15の付勢力に抗して押すことにより、枠体10と第2レンズ枠14との間隔を最小限にし、固定筒5内での好適な収まりを可能にしている。また、このとき、バリア連結部材23は、そのピン23bがカム部材4によって光軸に一番近い状態にさせられている。そのため、図4に示されているように、バリア板18,19の係接部18a,19a(符号は図6参照)は、バリア連結部材23のピン23aに接触しておらず、一方のバリア板18は、図示していないばねの一端をピン23aが押すことによって時計方向へ付勢され、他方のバリア板19は図示していないばねの一端をピン23aが押すことによって反時計方向へ付勢されて、共に、その先端をストッパ16iに接触させ、開口部16zを覆っている。更に、図13に示されているように、このとき、フレキシブルプリント配線板FPCは、完全な折りたたみ状態となっていて、遮光板45は、僅かにベース部材1側に撓まされている。
カメラを使用するに際して電源をオンにすると、図示していない方のステップモータが回転して、固定筒5に取り付けられている歯車7(図2参照)を回転させる。そのため、回転筒8は、回転しながら被写体側にも直進させられるが、キー筒9,枠体10,直進筒16は、回転せずに被写体側に直進させられ、第1レンズ群36と第2レンズ群13を繰り出していく。また、このとき、回転筒8とキー筒9とは同じ速度で被写体側へ移動するが、枠体10は全体としてはそれらよりも速く、さらに直進筒16は全体として枠体10よりも速く移動するため、上記のピン16cが枠体10から離れていくことになり、それによって、枠体10と第2レンズ枠14との間隔もスプリング15の付勢力によって大きくなっていく。そして、図2に明示されているように、最終的には、第2レンズ枠14のフック部14dが枠体10に接触し、直進筒16のピン16cが第2レンズ枠14から離れ、第1レンズ群36と第2レンズ群13の間隔も大きくなる。
他方、直進筒16が被写体側へ移動していくため、バリア連結部材23のピン23bがカム部材4から離れていく。そのとき、バリア連結部材23は、図示していないばねによって図4において時計方向へ回転するように付勢されているため、その回転によってピン23bは、その先端がカム部材4のカム面(斜面)を辿り、光軸から離れていく。そのため、バリア連結部材23に設けられたもう一つのピン23aは、バリア板18,19に掛けられた夫々のばねの緊張を緩めてゆき、やがて、係接部18a,19aに接触すると、その後はそれらの緊張を緩めることなく、係接部18a,19aを押し上げてゆき、一方のバリア板18を反時計方向へ回転させ、他方のバリア板19を時計方向へ回転させていく。そして、それらの回転は、開口部16zを全開にした後、バリア板18がストッパ16jに当接することによって停止する。図5及び図6は、そのようにして停止させられている状態を示したものである。そして、その直後には、図示していないステップモータが停止して、全ての部材の作動が停止する。
このようにして、繰り出し作動の終了した状態が、図2及び図14に示された初期状態(撮影待機状態)であり、本実施例の場合には、この初期状態のとき、撮影レンズ(第1レンズ群36,第2レンズ群13)は無限遠での撮影可能状態(テレ状態)となっている。また、図14から分かるように、このときには、フレキシブルプリント配線板FPCが、折りたたみ状態から展開されていて、遮光板44を僅かにベース部材1側に撓ませ、遮光板45を大きくベース部材1側に撓ませている。そして、この状態から、撮影を行うに際して、ズーミングを行う場合には、撮影レンズと連動して作動させられるズームファインダを覗きながら、上記の図示していないステップモータを正・逆転させ、固定筒5と回転筒8に形成されているカム溝5a,8c,8dの形状により、直進筒16と枠体10とを光軸方向に同時に移動させると共に第1レンズ群36と第2レンズ群13との相対位置関係をも変えるようにする。図15は、そのようなズーミングによって、近接撮影可能状態(ワイド状態)にさせられた場合を示したものであるが、このときには、第1レンズ群36と第2レンズ群13の間隔が大きく離れており、遮光板44は、フレキシブルプリント配線板FPCによって、大きく被写体側へ撓まされているが、遮光板45は、全く撓まされていない。このように、本実施例の場合には、遮光板44,45が、いずれも、フレキシブルプリント配線板FPCによって撓まされるようになっているため、いかなる作動状態も好適に得ることができる。
その後、撮影に際して、レリーズボタンを押すと、先ず、焦点調節が自動的に行われ、続いて、撮像装置3の固体撮像素子に対する撮影のための露光が行われる。そこで、先ず、焦点調節を行うには、ステップモータ32を回転させて、直進筒16に対する第1レンズ群36の相対位置を変えると、それによって、第1レンズ群36と第2レンズ群13との相対位置が変わるようになっている。即ち、ステップモータ32が回転すると、その回転は、出力歯車33から歯車34を介して歯車42に伝達され、リードスクリュー41が回転させられる。そのため、ナット部材40をかかえている第1レンズ枠35が、リードスクリュー41の回転方向に対応して、光軸に沿ったいずれかの方向へ、所定量だけ移動させられるようになっている。
ところで、図10は、焦点調節を行った場合における直進筒16と第1レンズ枠35との相対位置関係を示したものであって、図10(a)は第1レンズ枠35が一番撮像装置3側にあるときを示し、図10(b)は第1レンズ枠35が一番被写体側にあるときを示したものであるが、特に、図10(a)に示した状態のときには、もしも、本実施例のように遮蔽筒25を備えていないと、カバー板20と第1レンズ枠35の円筒部35aとの間に大きな隙間ができてしまうことになる。そのため、直進筒16の開口部16zから入ってきた外界の塵埃が、カバー板20の開口部20bに入ったあと、その隙間を通過して撮像装置3側に入り込み、第1レンズ群36の撮像装置3側の面に付着したり、第2レンズ群13の両面に付着したり、撮像装置3の前面に付着したりしてしまうことになる。
そして、特に、撮像装置3の前面にまで達した塵埃は、その付着面が撮像面と接近していることから、撮影の都度累積されていくことによって、やがて、画質のよい映像が得られないようにしてしまう。しかも、そのようにして付着した塵埃は、第1レンズ群36の被写体側の面に付着した場合のように、ユーザーが簡単にクリーニングすることができず、専門店に依頼してカメラを分解して行わざるを得なくなる。そこで、本実施例の場合は、遮蔽筒25を設けることによって、そのような事態の発生を極力抑制するようにしていると共に、遮蔽筒25を、カバー板20とは一体化しないことによって、上記したように、高コストにはならず、しかも、直進筒16に対する第1レンズ枠35の組み付けを好適に行える構成にしてある。
このようにして、焦点調節が終了すると、撮像装置3による撮影が行われる。周知のように、この種のデジタルカメラの場合には、シャッタ羽根の作動は、二つのシーケンスのうちのいずれかで行われる。その一つは、シャッタ羽根が、露光開口を閉鎖している状態をシャッタの初期状態とし、撮影に際しては、先ず、シャッタ羽根を全開にさせておいてから、撮影をスタートするようにしたノーマリークローズタイプと称されているものである。また、もう一つは、シャッタ羽根が、露光開口を全開にした状態をシャッタの初期状態とし、撮影は、その状態から直ちにスタートするようにしたノーマリーオープンタイプと称されているものである。本実施例の場合は、上記したように、ズームファインダ(光学ファインダ)を備えていることから、そのような構成の場合に採用されることの多いノーマリークローズタイプのシーケンスで作動させる場合を説明する。
上記のような焦点調節が行われているとき、又は上記のような焦点調節が終了すると、明示されていないシャッタ羽根は、駆動手段11によって開き作動を行わされ、シャッタ用カバー板12の開口部12bを開いていくため、この時点から、撮像装置3の固体撮像素子は、第1レンズ群36と第2レンズ群13を通過してきた被写体光にさらされ、電荷が蓄積されていく。そして、シャッタ羽根が全開状態になると、それまでに固体撮像素子に蓄積されていた電荷が放出され、撮影のための電荷の蓄積が開始される。その後、所定の時間が経過すると、露光時間制御回路からの信号によって、シャッタ羽根は、駆動手段11によって閉じ作動を行わされる。そして、シャッタ羽根が開口部12bを閉鎖して停止すると、直ちに撮像情報が固体撮像素子から記憶装置に転送されるが、その転送時に、固体撮像素子に所定量以上の光が当たっていると、周知のようにスミア現象が生じて、良質の画像が得られなくなってしまう。
ところで、本実施例のような構成において、望遠撮影状態(テレ状態)で撮影した場合には、図2から分かるように、第1レンズ群36を取り付けている第1レンズ枠35と、第2レンズ群13を取り付けている第2レンズ枠14とが接近しており、しかも、転送時には、シャッタ羽根が閉鎖しているため、第1レンズ群36を通過した光が、第2レンズ枠14を迂回して、撮像装置3まで達したとしても、その光量は僅かなものである。そのため、有害なスミア現象を発生させることはない。
しかしながら、図15に示されているような、近接撮影状態(ワイド状態)の場合には、第1レンズ枠35と第2レンズ枠14とが大きく離れているため、シャッタ羽根が閉鎖していても、第1レンズ群36を通過した光が、第2レンズ枠14を取り付けた枠体10の逃げ部10k(図3参照)と、シャッタ用カバー板12の逃げ部12aとを通って、かなりの量の光が撮像装置3まで達してしまい、有害なスミア現象を発生させてしまうことになる。ところが、本実施例の場合には、二つの遮光板44,45が、それらの自由端を重ねるようにしてシャッタ用カバー板12に取り付けられているため、フレキシブルプリント配線板FPCの配置には影響を与えることがなく、しかも、それらの逃げ部10k,12aを効果的に覆うことによって、第2レンズ枠14を迂回した殆どの光が撮像装置3に達しないようになっている。そのため、有害なスミア現象を発生させてしまうようなことはない。
このようにして、撮影が繰り返して行われ、その後は、もはや撮影をしないことになった場合は、カメラの電源スイッチをオフにするが、そのようにオフにした場合でも遅延回路が働いていて、所定の時間だけはオン状態が継続するようになっており、上記のオフ信号によって、上記のステップモータ32と、もう一つの図示していないステップモータは、回転させられるようになっている。先ず、電源スイッチをオフにしたとき、第1レンズ群36は、図10(b)に示された状態になっていることがある。そのため、もしも、この状態のままで、バリア板18,19(図10(b)では図示を省略されている)に開口部16zの閉じ作動を行わせると、それらのバリア板18,19は、第1レンズ群36のマスク37に衝突してしまうことになる。そこで、本実施例の場合には、ステップモータ32を回転させ、第1レンズ枠35を、図2に示した初期状態に復帰させるようにしている。そして、その復帰状態を検出し、ステップモータ32の回転を停止させるようにするのが、上記のセンサ26である。
他方、もう一方の図示していないステップモータが回転させられると、固定筒5が、歯車7を介して、図1の状態から図2の状態になるときとは、逆に回転させられる。そのため、回転筒8は、回転しながら撮像装置3側へも直進させられ、キー筒9は、回転せずに撮像装置3側へ直進させられる。また、枠体10と直進筒16も、回転せずに全体として撮像装置3側に直進させられ、第1レンズ群36と第2レンズ群13を沈胴させていく。そして、直進筒16の方が枠体10よりも全体として速く作動するため、直進筒16のピン16cが第2レンズ枠14の張出部14aに接して押すようになり、スプリング15の付勢力に抗して、第2レンズ枠14と枠体10との間隔を小さくしていく。
また、それと並行して、バリア連結部材23のピン23bが、カム部材4に接して先端のカム面に案内されるようになるため、バリア連結部材23は、図示していないばねの付勢力に抗して、図5において反時計方向へ回転させられる。そのため、バリア連結部材23のピン23aが、そこに掛けられている図示していない二つのばねの一端を押すが、それらのばねの他端は各々バリア板18とバリア板19に掛けられているため、それらのばねを緊張させることなく、バリア板18は時計方向へ、バリア板19は反時計方向へ回転させられる。そして、それらの回転は、開口部16zを覆った瞬間に、バリア板18,19の先端がストッパ16iに当接して停止するが、バリア連結部材23は、その後も僅かに回転させられ、ピン23aが係接部18a,19aから離れて、バリア板18,19との間に掛けられた図示していないばねを緊張させていく。そして、ピン23bがカム部材4の下方位置に押さえ込まれた状態になると、図示していないステップモータが停止させられ、図1及び図4に示された沈胴状態になる。
尚、本実施例は、本発明を、バリア板とズームレンズを備えた沈胴式のデジタルカメラに適用した場合の一例であるが、本発明は、そのような構成に限定されるものではない。即ち、本実施例の場合には、枠体10が、シャッタ装置のほかに第2レンズ群13を取り付けていて、固定筒5内で、回転筒8によって往復作動可能となっているが、本発明は、そのような構成に限定されず、例えば、枠体10が第2レンズ群13を取り付けておらず、固定筒5又はベース部材1と一体化されている構成のレンズ鏡胴であっても構わない。また、本実施例の場合には、遮光板44,45をシャッタ用カバー板12に取り付けているが、第2レンズ群13を取り付けていない場合や、取り付けている場合であっても本実施例とは異なる取り付け方をしている場合には、枠体10に取り付けるようにしてもよい。また、シャッタ地板を、本実施例のように、枠体10で兼用させない場合には、シャッタ地板に取り付けるようにしてもよい。更に、本実施例の場合には、二つの遮光板44,45を設けているが、いずれか一方だけであってもよい。