JP2006349730A - レンズ鏡筒および撮像装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】可動レンズ枠32が第1の固定レンズ枠22に高速で近接し、第1の当て付け用凸部3210がばね板60の当接部6004に当接すると、ばね板60がその厚さ方向(光軸方向)に撓んで変形する。やがて、ばね板60が該ばね板60とブロック70との間の隙間分を超えて変形すると、ばね板60の中間部6006の裏面がブロック70の表面を押圧しブロック70をその厚さ方向に圧縮していく。これにより、可動レンズ30および可動レンズ枠32が第1の固定レンズ20および第1の固定レンズ枠22に近づく速度が減速される。
【選択図】図11
Description
このようなレンズ鏡筒は、被写体像を撮像する撮像素子の前方箇所に、被写体像を撮像素子に導くレンズと、レンズを保持しそのレンズの光軸方向に延在するガイド軸に沿って移動可能に設けられレンズ枠と、レンズ枠を光軸方向に移動させる駆動機構とを有し、これらレンズ、レンズ枠、駆動機構が鏡筒内部に配設されている。
このような駆動機構としてリニアモータを用いたレンズ鏡筒が提案されている(特許文献1参照)。
すなわち、このレンズ鏡筒では、マグネットとヨークで構成された磁気回路を固定子として鏡筒に設け、コイルを可動子としてレンズ枠に設け、コイルに電流を流すことによりコイルと前記磁気回路との間で磁気相互作用を生じさせることによってレンズ枠を光軸方向に移動させるようにしている。
したがって、使用者が手に持った撮像装置を揺り動かしたり、撮像装置の姿勢を急に変えたりすると、レンズ枠が隣接する他のレンズ枠と衝突して衝突音が発生する場合がある。
このような衝突音は、使用者にとって耳障りであるばかりで無く故障が発生したと判断されるおそれがあるため、その衝突音の発生を如何に抑制するかが問題となっている。
例えば、一方のレンズ枠にゴム製のクッションを設け、他方のレンズ枠がこのクッションに当接することで衝突音の発生を回避することも考えられる。
しかしながら、このようなゴム製のクッションを用いた場合、クッションがレンズ枠と長時間密着すると、レンズ枠に密着しているクッション部分がレンズ枠の表面に貼りついてしまい、レンズ枠の移動を妨げる不具合が発生する。
本発明はこのような事情に鑑みなされたもので、その目的はレンズ枠の移動を妨げることなくレンズ枠の衝突音を効果的に抑制する上で有利なレンズ鏡筒および撮像装置を提供することにある。
また、本発明は、鏡筒に設けられた撮像素子と、前記鏡筒の内部で被写体像を前記撮像素子に導く光学系とを有するレンズ鏡筒を備え、前記光学系は、第1レンズを保持する第1レンズ枠と、第2レンズを保持する第2レンズ枠を備え、前記第1レンズ枠と第2レンズ枠は光軸方向において相対的に移動可能に設けられた撮像装置であって、前記第1レンズ枠または前記第2レンズ枠の一方のレンズ枠に、他方のレンズ枠に当接することで前記光軸方向に弾性変形可能なばね板が設けられ、前記一方のレンズ枠または前記ばね板に、前記ばね板が弾性変形した際に前記ばね板により圧縮される弾性材料からなるブロックが設けられていることを特徴とする。
また、レンズ枠がゴム製のクッションに当接することで衝突音の発生を回避するようにした場合は、ゴム製のクッションとレンズ枠とが貼り付いてレンズ枠の移動を阻害するおそれがあるが、本発明では、ばね板とブロックと2つの部材によって衝撃を緩和するので、このような不都合がなくレンズ枠の円滑な移動を確保する上で有利となる。
次に本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
図1は第1の実施の形態の撮像装置の斜視図、図2は第1の実施の形態の撮像装置の構成を示すブロック図である。
図1に示すように、本実施の形態の撮像装置100はデジタルスチルカメラであり、外装を構成するケース102を有している。
ケース102の前面右側部寄りの箇所には撮影光学系104を収容保持するレンズ鏡筒10が設けられている。
撮影光学系104は、最も前方に(被写体側に)に配置された対物レンズ1002を含む複数のレンズを備えている。
ケース102の前面上部寄りの箇所には閃光を発光するフラッシュ部106、光学式ファインダの対物レンズ108などが設けられている。
ケース102の上端面にはシャッタボタン110が設けられ、ケース102の後面には、前記光学式ファインダの接眼窓(不図示)、電源のオンオフ、撮影モード、再生モードの切替など種々の操作を行なうための複数の操作スイッチ112、撮像した映像を表示するディスプレイ114(図2)などが設けられている。
また、制御部126は後述する可動レンズ枠32(図4)の移動制御も行う。
図3はレンズ鏡筒10の一部を示す斜視図、図4は図3の断面図、図5、図6は可動レンズ枠、駆動機構、後側の固定レンズ枠の構成を示す斜視図、図7は可動レンズ枠、駆動機構の構成を示す斜視図である。
なお、本明細書の図面においては、レンズの表面あるいは各部材の表面、各部品の表面に複数の直線が描かれている箇所が存在しているが、これは作図上表示されているものであり、これら複数の直線が描かれた箇所は、実際には円筒面あるいは曲面あるいは球面をなしている箇所である。
レンズ鏡筒10は、鏡筒と、鏡筒内に組み込まれた撮影光学系104とで構成され、図3、図4に示すように、前記鏡筒の内部には、円筒壁状の可動環12が撮影光学系104(図1)の光軸方向に移動可能に組み込まれている。
図4に示すように、可動環12には、第1の固定レンズ20、可動レンズ30、第2の固定レンズ40がこれらの順番で前方から後方に並べて前記光軸上に配置されている。
第1の固定レンズ20は第1の固定レンズ枠22で保持され、第2の固定レンズ40は第2の固定レンズ枠42で保持され、第1の固定レンズ枠22および第2の固定レンズ枠42には、ばね板60と、ブロック70が設けられている。
なお、図4に示すように、第1の固定レンズ20の前方には対物レンズ1002が位置し、第2の固定レンズ40の後方には撮像素子116が位置している。
また、図5乃至図7に示すように、可動環12には、可動レンズ30を光軸方向に移動させる可動レンズ用駆動機構50が設けられている。
なお、対物レンズ1002と第1の固定レンズ20との間、および、第2の固定レンズ40と撮像素子116との間には、説明を簡略化するため図示では省略されているが複数のレンズがそれぞれ配設されている。
可動環12の光軸方向の後端には第2の固定レンズ枠42が一体的に取着され、第2の固定レンズ枠42に第2の固定レンズ40が接着され保持されている。
可動レンズ枠32の外周には可動レンズ30を挟んで軸受部34と係合部36が設けられている。
可動環12の内部には、光軸方向に延在するメインガイド軸61とサブガイド軸62が設けられており、各ガイド軸の両端は第1の固定レンズ枠22と第2の固定レンズ枠42に圧入などにより固定されている。
可動レンズ枠32は、軸受部34にメインガイド軸61が挿通され、係合部36にサブガイド軸62が係合されることによって、前記光軸回りに回転不能にかつ前記光軸方向に沿って移動可能に設けられている。
コイル5002は、可動レンズ枠32の外周に接着により取着されており、光軸と平行な軸線回りに細長い矩形枠状に巻回されている。
内ヨーク5004は光軸方向に延在する矩形板状に形成され、コイル5002の中心孔を通り、光軸と平行をなすように長手方向の両端が第1の固定レンズ枠22と第2の固定レンズ枠42に圧入などにより固定されている。
外ヨーク5006は、コイル5002の外側で内ヨーク5004と平行して延在する矩形板状に形成され、長手方向の両端から内ヨーク5004に近接する方向に起立した起立壁5006Aが内ヨーク5004の長手方向の両端に取着されている。
駆動マグネット5008は、光軸方向に延在する矩形板状を呈し、外ヨーク5006の2つの起立壁5006Aの間の面に磁力により吸着され固定されている。駆動マグネット5008は、その厚さ方向の一方に位置する面がN極となり、他方に位置する面がS極となるように構成されている。
なお、外ヨーク5006の各起立壁5006Aの内ヨーク5004への取着は前記磁力によって各起立壁5006Aが内ヨーク5004に吸着されることでなされている。
また、コイル5002の巻線部分は、内ヨーク5004と駆動マグネット5008の間に形成された隙間に位置しており、内ヨーク5004と駆動マグネット5008の双方と接触しないように設けられている。
また、可動レンズ枠32の外周には、光軸方向に沿ってN極とS極が交互に位置するように磁気目盛りが形成されたMRマグネット5012が設けられ、このMRマグネット5012に臨む可動環12の箇所には、MRマグネット5012の磁気目盛りを検出して光軸方向における可動レンズ枠32(可動レンズ30)の位置を検出して位置検出信号を前記制御部126に供給する磁気抵抗素子を含むMRセンサ5014が設けられている。
また、可動レンズ枠32の外周には、検知片5016が外方に突設され、検知片5016に臨む可動環12の箇所には、検知片5016を検出することで光軸方向における可動レンズ枠32(可動レンズ30)の基準位置を検出して基準位置検出信号を前記制御部126に供給するフォトインタラプタ5018が設けられている。
制御部126は、フォトインタラプタ5018からの基準位置検出信号と、MRセンサ5014からの位置検出信号に基づいて前記駆動信号を制御することにより、可動レンズ枠32の光軸方向の位置をサーボ制御するようになっている。
図8は第1、第2の固定レンズ枠32、42に設けられたばね板60およびブロック70の部分を示す説明図である。
図9(A)はばね板60の平面図、(B)は(A)のB矢視図、(C)は(A)のC矢視図、(D)は(A)のD矢視図、(E)は(A)のE矢視図、(F)は(C)のF矢視図である。
図10(A)はブロック70の平面図、(B)は(A)のB矢視図、(C)は(A)のC矢視図、(D)は(A)のD矢視図、(E)は(A)のE矢視図、(F)は(C)のF矢視図である。
図11(A)、(B)はばね板60およびブロック70の動作を示す説明図である。
図12乃至図14は第1の固定レンズ枠22に可動レンズ枠32が近接した場合におけるばね板60およびブロック70の動作を示す説明図である。
図15乃至図18は第2の固定レンズ枠42に可動レンズ枠32が近接した場合におけるばね板60およびブロック70の動作を示す説明図である。
なお、図8、図12乃至図18は、説明の都合上、第1、第2の固定レンズ枠22、24の一部を破断して示しており、破断した箇所にハッチングを施している。
詳細に説明すると、図11、図12に示すように、第1の固定レンズ枠22の壁面のうち可動レンズ枠32に臨む壁面2210の箇所に、ブロック70を取り付けるためのブロック取り付け用の凹部80が設けられている。
凹部80は、前記光軸の周方向に沿って円弧状に延在形成され、凹部80の底面82は光軸と直交する平面をなしている。
また、凹部80の延在方向の一端の近傍の壁面2210箇所にはねじ孔84(図11参照)が設けられ、ねじ孔84を挟む両側にはばね板回り止め用の突起86(図12参照)がそれぞれ突設されている。
これと同様に、図4、図8に示すように、第2の固定レンズ枠42の壁面のうち可動レンズ枠32に臨む壁面4210の箇所に、前記光軸の周方向に沿って円弧状に延在するブロック取り付け用の凹部80が形成され、凹部80の底面82は光軸と直交する平面をなしている。
また、凹部80の延在方向の一端の近傍の壁面4210箇所には前記ねじ孔84と同様のねじ孔が設けられ、このねじ孔84を挟む両側にはブロック回り止め用の突起86がそれぞれ突設されている。
本実施の形態では、第1、第2の当て付け用凸部3210、3212は、軸受部34近傍に設けられている。
図9に示すように、ばね板60は、厚さと、厚さよりも大きい寸法の幅と、幅よりも大きい寸法の長さとを有し単一の平面上を延在するように形成されている。
ばね板60は、長さ方向の一端が取り付け部6002として形成され、長さ方向の他端が当接部6004として形成され、取り付け部6002と当接部6004の間が中間部6006として形成されている。
ばね板60は、幅方向の中心を通り長さ方向に延在する中心線が円弧を描くように、かつ、取り付け部6002から当接部6004に至るにつれて幅方向の寸法が徐々に減少するように形成されている。
取り付け部6002には、取り付け用のねじ挿通孔6010が貫通形成され、ねじ挿通孔6010を幅方向で挟む両縁には、前記突起86に係合可能な回り止め用の凹部6012がそれぞれ形成されている。
図12に示すように、ばね板60は、平面視した状態でその円弧状の輪郭が凹部80の円弧状の輪郭内に収まるように、第1の固定レンズ枠22の壁面2210(第2の固定レンズ42の壁面4210)に載置され、各凹部6012に各凸部86が係合された状態でねじ挿通孔6006に挿通されたねじ62が第1、第2の固定レンズ枠22、42のねじ孔に螺合されることにより、第1、第2の固定レンズ枠22、42にそれぞれ取着される。なお、ばね板60の取り付けは接着、熱カシメで行ってもよいことは無論である。
各ばね板60は、第1、第2の固定レンズ枠22、42に取着された状態で、ばね板60の中間部6006と当接部6004が底面82と平行しかつ凹部80の長手方向に沿って延在する。
また、第1の固定レンズ枠22に取着されたばね板60は、その当接部6004が第1の当て付け用凸部3210に臨み、第2の固定レンズ枠42に取着されたばね板60は、その当接部6004が第2の当て付け用凸部3212に臨んでいる。
図10に示すように、ブロック70は、均一な厚さを有する矩形板状を呈し、厚さ方向の一方の面が表面、他方の面が裏面として形成され、裏面の全域を覆うように取り付け用の両面粘着テープ7002が貼り付けられている。
図12に示すように、ブロック70は、各凹部80の底面82がばね板60の中間部6006に臨む箇所に両面粘着テープ7002でそれぞれ取着されており、ブロック70は、ばね板60が弾性変形した際にばね板60の中間部6006に弾接するように配設されている。
本実施の形態では、光軸方向において、ブロック70の表面と、この表面が臨むばね板60の中間部6006との間に僅かな隙間が形成されている。
なお、上述の実施の形態では、第1の固定レンズ20、第2の固定レンズ40が特許請求の範囲の第1レンズに相当し、可動レンズ30が特許請求の範囲の第2レンズに相当している。
まず、可動レンズ枠32が第1の固定レンズ枠22に高速で近接した場合について説明する。
図11(A)に示すように、可動レンズ枠32が第1の固定レンズ枠22に高速で近接し、図12、図13に示すように、第1の当て付け用凸部3210がばね板60の当接部6004に当接すると、ばね板60がその厚さ方向(光軸方向)に撓んで変形する。
やがて、ばね板60が該ばね板60とブロック70との間の隙間分を超えて変形すると、図11(B)、図13、図14に示すように、ばね板60の中間部6006の裏面がブロック70の表面を押圧しブロック70をその厚さ方向に圧縮していく。
これにより、可動レンズ30および可動レンズ枠32が第1の固定レンズ20および第1の固定レンズ枠22に近づく速度が減速される。
したがって、可動レンズ枠32の衝撃がばね板60とブロック70によって緩和され衝突音の発生が防止される。
ばね板60は弾性力によって反発して振動するが、この振動はばね板60がブロック70に当接することで熱などに変換されて減衰されることから振動は短時間で収束する。
したがって、ばね板60の振動がブロック70によって緩和され振動音の発生が防止される。
この場合も上述と同様に、可動レンズ枠32が第2の固定レンズ枠42に高速で近接し、図15、図16に示すように、第1の当て付け用凸部3210がばね板60の当接部6004に当接すると、図17に示すように、ばね板60がその厚さ方向(光軸方向)に撓んで変形し、ついには、図18に示すように、ばね板60の中間部6006の裏面がブロック70の表面を押圧しブロック70をその厚さ方向に圧縮していく。
これにより、可動レンズ30および可動レンズ枠32が第2の固定レンズ40と第2の固定レンズ枠42に近づく速度が減速され、可動レンズ枠32の衝撃が緩和される。
したがって、上述の場合と同様に、可動レンズ枠32の衝突音の発生が防止されるとともに、ばね板60の振動が緩和され振動音の発生も防止される。
前記ストッパは、可動レンズ枠32が前記ストロークを超えて移動した際に、可動レンズ枠32に当接することで可動レンズ30のレンズ面が第1の固定レンズ20のレンズ面および第2の固定レンズ30のレンズ面に干渉することを防止するように設けられているものである。
ここで、可動レンズ枠32と可動レンズ30の重さの和をm、可動レンズ枠32と可動レンズ30の速度をv、可動レンズ枠32がばね板60に接触してからさらに前記各ストッパに衝突するまでの距離をX、バネ定数をKとすると、以下の式(1)を満たせば可動レンズ枠32が前記ストッパに衝突することはない。
(1/2KX2)>(mv2/2) (1)
また、第1、第2の固定レンズ枠22、42に単にゴム製のクッションを設け、可動レンズ枠32がこのクッションに当接することで衝突音の発生を回避するようにした場合には、ゴム製のクッションと可動レンズ枠32とが貼り付いて可動レンズ枠32の移動を阻害するおそれがある。これに対して、本発明では、ばね板60とブロック70との2つの部材を設けたので、無通電時にばね板60が可動レンズ枠32の自重をささえることにより、ブロック70が可動レンズ枠32の自重によって変形されたままの状態で維持されないため、上述の不具合を確実に防止でき可動レンズ枠32の円滑な移動を確保する上で有利となる。
本実施の形態では、ばね板60の当接部6004が当接する第1、第2の当て付け用凸部3210、3212が軸受部34の近傍、すなわちメインガイド軸61の近傍に設けられているので、ばね板60の当接部6004が可動レンズ枠32の第1、第2の当て付け用凸部3210、3212に当接しても前記こじられる方向の力を抑制でき軸受部34のメインガイド軸61に対する円滑なスライド動作を確保する上で有利となる。
また、ばね板60は厚さと、厚さよりも大きい寸法の幅と、幅よりも長い寸法の長さを有し、長さ方向の一端に第1、第2の固定レンズ枠22、42箇所に取着される基端部6002が形成され、長さ方向の他端に可動レンズ枠32箇所に当接される先端部6004が形成され、基端部6002から先端部6004に至るにつれて幅が次第に狭くなるように形成されている。
したがって、ばね板60の最大許容力が大きいので、永久変形を生じさせることなく、可動レンズ枠32の減速を確実に行い衝撃を緩和する上で有利となる。
したがって、まず、ばね板60は弾性変形するがブロック70は圧縮されていない状態となり、次いで、ばね板60が弾性変形すると同時にブロック70も圧縮された状態となり、可動レンズ枠32の衝撃緩和をばね板60単独と、ばね板60およびブロック70の双方とにより段階的に行うことになる。
しかしながら、ばね板60が弾性変形しない状態で光軸方向においてばね板60とブロック70が隙間なく当接するように構成してもよい。
この場合には、初めからばね板60が弾性変形すると同時にブロック70も圧縮されるため、可動レンズ枠32の衝撃緩和がばね板60とブロック70の双方で同時に開始されることになる。
また、ブロック70を第1、第2の固定レンズ枠22、42に取着せずに、ばね板60にブロック70を取着し、ばね板60が弾性変形した際にブロック70が第1、第2の固定レンズ枠22、42の箇所に弾接するように構成してもよく、この場合にも実施の形態と同様の効果を奏する。
また、本実施の形態では、ばね板60とブロック70を第1、第2の固定レンズ枠22、42に設けた場合について説明したが、可動レンズ枠32に設けても良い。
また、ばね板60とブロック70を設ける数は任意である。
Claims (11)
- 被写体像を撮像素子に導く光学系と、
前記光学系を収容する鏡筒とを備え、
前記光学系は、第1レンズを保持する第1レンズ枠と、第2レンズを保持する第2レンズ枠を備え、
前記第1レンズ枠と第2レンズ枠は光軸方向において相対的に移動可能に設けられたレンズ鏡筒であって、
前記第1レンズ枠または前記第2レンズ枠の一方のレンズ枠に、他方のレンズ枠に当接することで前記光軸方向に弾性変形可能なばね板が設けられ、
前記一方のレンズ枠または前記ばね板に、前記ばね板が弾性変形した際に前記ばね板により圧縮される弾性材料からなるブロックが設けられている、
ことを特徴とするレンズ鏡筒。 - 前記第1レンズ枠または前記第2レンズ枠を前記光軸方向に案内するメインガイド軸が設けられ、前記ばね板が当接するレンズ枠部分は前記メインガイド軸の近傍に設けられていることを特徴とする請求項1記載のレンズ鏡筒。
- 前記ブロックは、前記一方のレンズ枠に取着されていることを特徴とする請求項1記載のレンズ鏡筒。
- 前記ブロックは、前記一方のレンズ枠に取着され、前記ばね板が弾性変形しない状態で前記光軸方向において前記ばね板と前記ブロックの間に隙間が形成されていることを特徴とする請求項1記載のレンズ鏡筒。
- 前記ブロックは、前記一方のレンズ枠に取着され、前記ばね板が弾性変形しない状態で前記光軸方向において前記ばね板と前記ブロックが隙間なく当接していることを特徴とする請求項1記載のレンズ鏡筒。
- 前記ブロックは、前記ばね板に取着されていることを特徴とする請求項1記載のレンズ鏡筒。
- 前記ばね板は厚さと、厚さよりも大きい寸法の幅と、幅よりも長い寸法の長さを有し、前記長さ方向の一端に前記一方のレンズ枠に取着される基端部が形成され、前記長さ方向の他端に前記他方のレンズ枠箇所に当接される先端部が形成され、前記基端部から先端部に至るにつれて前記幅が次第に小さくなるように形成されていることを特徴とする請求項1記載のレンズ鏡筒。
- 前記ばね板は金属材料で形成されていることを特徴とする請求項1記載のレンズ鏡筒。
- 前記第1、第2レンズ枠は合成樹脂材料で形成されていることを特徴とする請求項1記載のレンズ鏡筒。
- 前記ブロックを構成する弾性材料はウレタンまたはゴムであることを特徴とする請求項1記載のレンズ鏡筒。
- 鏡筒に設けられた撮像素子と、前記鏡筒の内部で被写体像を前記撮像素子に導く光学系とを有するレンズ鏡筒を備え、
前記光学系は、第1レンズを保持する第1レンズ枠と、第2レンズを保持する第2レンズ枠を備え、
前記第1レンズ枠と第2レンズ枠は光軸方向において相対的に移動可能に設けられた撮像装置であって、
前記第1レンズ枠または前記第2レンズ枠の一方のレンズ枠に、他方のレンズ枠に当接することで前記光軸方向に弾性変形可能なばね板が設けられ、
前記一方のレンズ枠または前記ばね板に、前記ばね板が弾性変形した際に前記ばね板により圧縮される弾性材料からなるブロックが設けられている、
ことを特徴とする撮像装置。
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