JP5463703B2 - バリア機構、レンズ鏡胴および撮像装置 - Google Patents

Description

本発明は、カメラ等の光学機器において用いられるバリア機構、レンズ鏡胴および撮像装置に関するもので、特に、省スペース性及びメンテナンス性に優れ、スムーズに動作できるバリア機構、レンズ鏡胴および撮像装置に関するものである。

モータ駆動による移動鏡胴を備えたカメラ等の撮像装置における光学系の対物面側において開閉動作して、閉状態で前記対物面側を遮蔽し、前記光学系の対物面を塵埃および手指による汚損等から保護するバリア機構として、種々のタイプのバリア機構が提案されている。

バリア機構の一例として、光軸に対し垂直な面で回転動作をすることのできる複数枚のバリア羽根を備え、バリア羽根の回転動作により光学系の対物面側を開閉するタイプのバリア機構がある。このタイプのバリア機構においては、バリア羽根を回転動作させるために、バリア羽根駆動部材が用いられている。バリア羽根駆動部材は、レンズ鏡胴の進退動作を受けて回転する部材であり、このバリア羽根駆動部材の回転動作がバリア羽根に伝達されることで、バリア羽根が回転される。

バリア羽根及びバリア羽根駆動部材はともに回転動作をする部材であることから、それぞれについて回転中心となる構成（以下、「回転中心部」と称する。）を設ける必要がある。これらの回転中心部は、レンズ鏡胴内であって、レンズよりも光軸方向前方の、光軸と垂直な平面上にそれぞれ設けられる。

従来から、特許文献１に記載のバリア機構のように、バリア羽根とバリア駆動部材の回転中心部を光軸方向に重なるように配置したバリア機構が用いられている。

このバリア機構においては、バリア羽根は、バリア閉じバネにより常時閉じる方向に付勢されている。また、バリア駆動部材は、光軸方向に傾斜したカム面を有する軸部と、軸部の光軸方向前部に形成されたバネ受け部と、により主要部が構成されている。バネ受け部には、バリア羽根を開く方向に回動するように常にバリア駆動部材を付勢する、バリア開きバネが収容されている。

レンズ鏡胴の繰り出し時においては、バリア駆動部材の動作が規制されることがないため、バリア駆動部材はバリア羽根に当接しバリア羽根を開く方向に付勢する。また、バリア閉じバネはバリア羽根を閉じる方向に付勢するが、上記バリア開きバネの付勢力はバリア閉じバネの付勢力よりも大きいため、バリア羽根は開かれた状態となる。

一方、沈胴時においては、固定筒に光軸方向に進退可能に取り付けられたフロートキーの押圧部がバリア駆動部材のカム面に当接することで、バリア駆動部材がバリア羽根に当接しない位置に回動される。そのため、バリア羽根にはバリア閉じ羽根の付勢力しか働かなくなり、バリア羽根は閉じた状態となる。

このように、特許文献１に記載のバリア機構においては、上述した構成とすることで、従来の構成よりも鏡胴の小型化を狙っている。

また、レンズ鏡胴の小型化を図りつつ、メンテナンス性を向上させるため、特許文献２に記載のバリア機構のように、ユニットとして構成され、バリア機構が故障等した場合にはバリア機構ユニットを交換するだけで、簡単に故障の修理等のメンテナンスを行えるようにしたバリア機構も用いられている。

しかし、引用文献１記載の発明においては、バリア駆動部材は、フロートキーからの押圧力を直接受けるため強度を要するとともに、カム面を有する軸部やバネ受け部を設ける必要があるため、大型化してしまう。また、これを設置するためのスペースは、バリア羽根の回転中心部を設置するためのスペースよりも広く確保する必要がある。そのため、バリア駆動部材とバリア羽根の回転中心部を光軸方向に重ねて設ける場合には、より大きなスペースを要するバリア駆動部材の回転中心に合わせてそれらを設ける位置を選択する必要がある。そのため、バリア羽根のみの場合は広いスペースを必要としないため、鏡胴内周面近傍に回転中心を設けることができるが、引用文献１記載の発明においてはそれができず、鏡胴内周面からの距離を広くとった個所、すなわち、光軸に近い部分にバリア羽根及びバリア駆動部材の回転中心が設けられることになる。

バリア羽根の回転中心部が光軸に近い部分に設けられると、開口部を閉鎖するために要するバリア羽根の回転角度は大きくなり、バリア駆動に必要な運動量が増えるためカメラ動作の抵抗が増え、スムーズな動作が妨げられてしまう。

また、引用文献２記載の発明においては、バリア機構をユニットとして構成する場合には、バリア機構内における各部品の取り付けとは別に、バリアユニットのレンズ鏡胴へのネジ等による固定のための構成（以下、「固定部」と称する。）を設ける必要がある。固定部は大きな構造であるバリアユニットを強固に固定するため機械的強度を確保する必要があり、ある程度大きな構造とする必要がある。そして、そのような固定部を設けるスペースもある程度大きく確保する必要がある。また、固定部は、バリア羽根及びバリア羽根駆動部材の動作を妨げない位置に確保する必要がある。

撮像時に開いたバリア羽根を収納するスペースを広く確保する必要がある一方で、固定部を設けるためのスペースも広く確保するためには、レンズ鏡胴の径を大きくせざるを得ず、レンズ鏡胴の小型化の妨げとなっていた。

本発明は、上記課題を鑑みてなされたものであって、省スペース性及びメンテナンス性に優れ、スムーズに動作できるバリア機構、レンズ鏡胴および撮像装置を提供することを目的とする。

本発明は、撮像装置の鏡胴の前面側に配置され、前記撮像装置の不作動時には光学系の有効光路を遮蔽し、前記撮像装置の作動時には前記有効光路を開放するバリア機構において、開口部を有するバリアカバーと、前記鏡胴の沈胴の駆動力を受けて回動するバリア羽根駆動部材と、前記バリア羽根駆動部材の回動に連動して回動し、前記有効光路を遮蔽する複数のバリア羽根と、前記バリア羽根駆動部材と前記バリア羽根が回動可能に取り付けられ、有効光路に相当する基板開口部を有するバリア基板と、を備え、前記光学系の光軸と垂直な平面に対して投影した位置関係において、前記バリア羽根駆動部材の回転中心が、前記基板開口部と前記バリア基板の外周との間であり、かつ、光軸方向から見て、前記バリア駆動部材により駆動される前記バリア羽根の動作範囲と重なる位置になるように、前記バリア羽根駆動部材が前記バリア基板に設けられているとともに、前記バリア羽根は、その回転中心が、前記バリア羽根駆動部材の回転中心よりも前記光軸に対して外側に位置するように前記バリア基板に設けられていることを最も主要な特徴とする。

本発明においては特に限定されないが、撮像装置の鏡胴の前面側に配置され、前記撮像装置の不作動時には前記光学系の有効光路を遮蔽し、前記撮像装置の動作時には前記有効光路を開放するバリア機構と、前記バリア機構を保持するとともにレンズを移動可能に保持する保持筒と、鏡胴の沈胴の動作の駆動力をバリア機構に伝える鏡胴側駆動部材と、
を備えたレンズ鏡胴であって、前記バリア機構は上述したバリア機構であることが好ましい。

また、本発明においては特に限定されないが、前記鏡胴側駆動部材は前記バリア機構のバリア羽根駆動部材に当接し前記駆動力を伝えることが好ましい。

また、本発明においては特に限定されないが、前記保持筒は、前記鏡胴側駆動部材と前記バリア羽根駆動部材の当接部位を覆う遮光部材を有することが好ましい。

また、本発明においては特に限定されないが、前記バリアカバーと、前記バリア羽根駆動部材と、前記バリア羽根と、前記バリア基板とが一体に組み付けられたユニットとして構成されていることが好ましい。

また、本発明においては特に限定されないが、前記バリア羽根は少なくとも４枚の羽根から構成されていることが好ましい。

また、本発明においては特に限定されないが、前記バリア羽根が前記有効光路を遮蔽する際、前記バリア羽根の少なくとも４枚の羽根のうち少なくとも２枚の羽根が、前記バリア羽根駆動部材に当接し前記バリア羽根駆動部材の回動に連動して回動するとともに、他の羽根が前記羽根の動作に従動して回動することが好ましい。

また、本発明においては特に限定されないが、前記バリア羽根が前記有効光路を開放する際、前記バリア羽根の少なくとも４枚の羽根のうち少なくとも２枚の羽根が、ばね部材の付勢力により回動するとともに、他の羽根が前記羽根の動作に従動して回動することが好ましい。

本発明はまた、レンズ鏡胴を備えた撮像装置であって、前記レンズ鏡胴は上述したレンズ鏡胴であることを主要な特徴とする。

本発明はまた、撮像光学系の光路の少なくとも一部を遮光する閉位置と、前記光路から退避する開位置との間で第１の回転軸回りに回動するバリア羽根と、第２の回転軸回りに回動して前記バリア羽根を駆動するバリア羽根駆動部材と、前記バリア羽根駆動部材を回動可能に保持し、前記光路を含む開口部を有するバリア基板と、を備えたバリア機構において、前記開口部の第１の方向の幅が、前記開口部の前記第１の方向に略垂直な第２の方向の幅よりも長く、前記第１の回転軸が、前記第１の方向において、前記開口部よりも外側に配置され、前記第２の回転軸が、前記第２の方向において、前記開口部よりも外側に配置され、前記撮像光学系の光軸方向から見たときに、前記開位置にある前記バリア羽根と重なる範囲に配置され、前記バリア羽根駆動部材と前記バリア羽根との間に、前記バリア基板が配置され、前記第１の方向は前記撮像光学系を構成する撮像素子の長辺方向であり、前記第２の方向は前記撮像素子の短辺方向であることを主要な特徴とする。

また、本発明においては特に限定されないが、前記バリア羽根が、前記バリア基板に回動可能に保持されることが好ましい。

また、本発明においては特に限定されないが、前記バリア羽根駆動部材が、前記前記撮像光学系の光軸方向に延びる突出部を備え、前記バリア基板が、前記撮像光学系の光軸方向に沿った第１の貫通孔部を備え、前記突出部は、前記バリア羽根と当接し、前記貫通孔部に挿入されたまま移動することが好ましい。

また、本発明においては特に限定されないが、前記バリア羽根を前記閉位置へ向けて付勢する付勢部材を備え、前記突出部が、前記バリア羽根の位置を規制することが好ましい。

また、本発明においては特に限定されないが、前記バリア基板を保持し、前記撮像光学系の光軸方向に前記バリア基板とともに移動するバリア固定部材と、前記バリア固定部材に対して前記撮像光学系の光軸方向に相対的に移動可能な直進駆動部材と、を備え、前記バリア固定部材が、前記撮像光学系の光軸方向に沿った第２の貫通孔部を備え、前記直進駆動部材が、前記第２の貫通孔部に挿入されて、前記バリア羽根駆動部材と当接し、前記バリア羽根駆動部材を駆動することが好ましい。

また、本発明においては特に限定されないが、前記第１の貫通孔部と、前記第２の貫通孔部とが、前記撮像光学系の光軸方向から見て、異なる位置にあり、かつ、重なっていないことが好ましい。

また、本発明においては特に限定されないが、前記バリア羽根駆動部材が、前記撮像光学系の光軸方向に対して傾いた斜面を備え、前記直進駆動部材が、前記斜面に当接したまま、前記バリア固定部材に対して前記撮像光学系の光軸方向に相対的に移動し、前記バリア羽根駆動部材を回転させることが好ましい。

また、本発明においては特に限定されないが、前記バリア固定部材に対して前記前記撮像光学系の光軸方向に相対的に移動可能なシャッタユニットを備え、前記シャッタユニットが、前記直進駆動部材を保持し、前記シャッタユニットと前記直進駆動部材とが、前記前記撮像光学系の光軸方向にともに移動することが好ましい。

また、本発明においては特に限定されないが、前記第２の貫通孔部と前記撮像光学系の光路との間に、遮光部材が設けられていることが好ましい。

本発明によれば、省スペース性及びメンテナンス性に優れ、スムーズに動作できるバリア機構、レンズ鏡胴および撮像装置を提供することができる。

本発明の実施形態に係るバリア機構の全体の構成を示す分解斜視図である。 本発明の実施形態に係るバリア機構において、バリア機構取り付け鏡筒の遮光リブがバリア駆動部材の周辺を覆う状態を示す要部平面図である。 本発明の実施形態に係るバリア機構において、バリア機構取り付け鏡筒の遮光リブがバリア駆動部材の周辺を覆う状態を示す要部斜視図である。 本発明の実施形態においてバリア基板にスペースが生じる様子を、内羽根と外羽根が開かれた状態において示す正面図である。 図４の状態を外羽根を取り除いて示す正面図である。 本発明の実施形態においてバリア基板にスペースが生じる様子を示す背面図である。 本発明の実施形態に係るバリア羽根が開く際に外羽根が内羽根の動作に従動する様子を示す要部斜視図である。 図７の状態の背面図である。 バリア羽根が閉じる際に外羽根が内羽根の動作に従動する様子を示す要部斜視図である。 図９の状態の背面図である。 本発明の実施形態に係るレンズ鏡胴が繰り出した状態を示す断面図である。 図１１の状態におけるバリアユニットと鏡胴側駆動部材との位置関係を示す要部斜視図である。 図１１の状態におけるバリア駆動部材と鏡胴側駆動部材の拡大側面図である。 本発明の実施形態に係るレンズ鏡胴が沈胴した状態を示す断面図である。 図１４のＡ領域の拡大図である。 図１４の状態におけるバリアユニットと鏡胴側駆動部材との位置関係を示す要部斜視図である。 図１４の状態におけるバリア駆動部材と鏡胴側駆動部材の拡大側面図である。 本発明に係るバリア機構の変形例であって内羽根が開く際の内羽根とバリア駆動部材の関係を示す要部平面図である。 本発明に係るバリア機構の変形例であって内羽根が閉じる際の内羽根とバリア駆動部材の関係を示す要部平面図である。

＜バリア機構＞
本発明に係るバリア機構の実施形態について、図を用いて説明する。なお、以下の説明においては沈胴式のデジタルカメラに使用されるバリア機構を例にとって説明するが、本発明はこれに限らず、銀塩フィルムを用いる一眼レフカメラ及びレンズシャッタカメラ、ならびにデジタル及びアナログのビデオカメラ等のような種々の光学機器にも適用することができる。

図１に示すように、本実施形態に係るバリア機構１においては、バリア機構取り付け鏡筒（以下、「第２直進筒」とも称する。）２に、光軸Ｏ方向前方からバリアユニット３が取り付けられている。

バリア機構取り付け鏡筒２は、沈胴式のデジタルカメラの複数の鏡筒のうち最も内部にある直進筒に相当し、バリア機構を保持するとともに、複数のレンズを保持する部材でもある。バリア機構取り付け鏡筒２の最も被写体側にあるレンズの被写体側の近傍には、開口２４を有するリブ２２が設けられ、このリブ２２の被写体側の外周縁近傍には、バリアユニット３をビスにより固定するための、ビス孔２１が設けられている。また、図２に示すように、リブ２２には、沈胴時に後述する鏡胴側駆動部材１０の駆動ピン１０１がバリア機構取り付け鏡筒２を貫きバリア駆動部材７に当接するための、ピン貫通開口部２５が設けられている。

さらに、バリア機構取り付け鏡筒２には、図２及び図３に示すように、バリア機構が組み立てられた際に、バリア駆動部材７全体、及び、ピン貫通開口部を覆うように、略コ字状の長板状部材である遮光リブ２３が、上記リブ２２の被写体側に、バリア機構取り付け鏡筒２の内周面に連続して設けられている。

このような遮光リブ２３を設けることで、バリア基板６の開口窓６５から入った光が、上記ピン貫通開口部２５を抜けて撮像面側に入ることを防止することができる。

また、バリア基板６に設けられた貫通孔６６と、バリア機構取り付け鏡筒２に設けられたピン貫通開口部２５とが光軸方向から見て重ならないように設けられている。そのため、貫通孔６６を通った光が、ピン貫通開口部２５を通り抜けることを防止し、撮像素子に迷光が入射されるのを防止することができる。

また、このような構成とすることで、鏡胴側駆動部材１０の駆動ピン１０１の光軸方向への動作がバリア駆動部材７を介してバリア羽根５の駆動に変換されるため、バリア羽根５に加わる力量を調整しやすい。

後述するように、バリア羽根５を閉じる際には、駆動ピン１０１がピン貫通開口部２５を経てバリア駆動部材７のカム部７３のテーパ面７４へと当接するとともに、バリア駆動部材７の羽根駆動腕７２が貫通孔６６を経てバリア羽根５の内羽根５３と当接する。このような構成であるため、テーパ面７４の形状や、カム部７３及び羽根駆動腕７２の回転軸Ｒ２からの距離等を調節することで、バリア羽根５に加わる力量を調整することができる。

また、図２、図５及び図６に示すように、バリア駆動部材７の回転中心部Ｒ２が、バリア駆動部材７の羽根駆動腕７２が貫通するためにバリア基板６に設けられた貫通孔６６と、鏡胴側駆動部材１０の駆動ピン１０１が貫通するためにバリア機構取り付け鏡筒２のリブ２２に設けられたピン貫通開口部２５との間に位置している。そのため、バリア駆動部材７の回転中心部が障害となり、迷光が貫通孔６６からピン貫通開口部２５を通り抜け、撮像面側に入ることを防止することができる。

他の鏡胴とバリア機構取り付け鏡筒２の繰り出し動作、及び、この繰り出し動作とバリアユニット３の動作との関連については後述する。

バリアユニット３は、デジタルカメラの有効光路を開閉するための部材である。このバリアユニット３は、バリア基板６に被写体側からバリアカバー４、４枚の羽から構成されるバリア羽根５、及び、２つの開方向付勢部材５５が取り付けられるとともに、背面側から２つのバリア駆動部材７、２つの開方向付勢部材８、及び、２つの駆動部材取り付けピン９が取り付けられて構成されている。

バリア基板６は、バリアユニット３を構成する各部材が取り付けられる略円盤状の基板であり、後述するバリアカバーの開口窓４３とともに有効光路を形成する開口窓６５が形成されている。この開口窓６５は長方形をしていて、垂直方向が短辺、水平方向が長辺となっている。

バリア基板６の前面側には、対称位置に２本の係止ピン６１が一体に形成されている。この係止ピン６１には、線ばねが巻き回されることにより長さ方向の中間部に孔部５５１を有する閉方向付勢部材５５の上記孔部５５１、後述する内羽根５３の孔部５３１、外羽根５１の孔部５１１、及びバリアカバー４の係止孔４７が嵌められている。これにより、内羽根５３及び外羽根５１が、バリア基板６とバリアカバー４とにより形成される空間内に、係止ピン６１により規定される回転軸Ｒ１を中心として回転可能に係止されるとともに、バリアカバー４がバリア基板６に対して回転方向に位置決めされる。また、バリア基板６の前面側には、バリアカバー４の係止孔４８に嵌合することでバリアカバー４をバリア基板６に対して回転方向に位置決めするための２本の係止ピン６２が対称位置に形成されている。さらに、バリア基板６の前面側には、閉方向付勢部材５５が係止され内羽根５３に対し閉方向に付勢できるようにする、図示しない閉方向付勢部材係止部が形成されている。

バリア基板６の周面には、バリアカバー４の係止爪４１が係止されることで、バリアカバー４を光軸方向に位置決めして取り付けるための４つの係止突起６３が形成されている。

バリア基板６の背面側には、駆動部材取り付けピン９が、孔部８１を有する開方向付勢部材８の上記孔部８１及びバリア駆動部材７に形成されている軸孔７１を経てバリア基板６に嵌合し、バリア駆動部材７を回動可能に取り付けるためのバリア駆動部材７の回転中心となる、図示しない２つの駆動部材取り付け部が設けられている。

また、図４に示すように、バリア基板６の背面側にバリア駆動部材７が取り付けられると、バリア駆動部材７の羽根駆動腕７２がバリア基板６の貫通孔６６を通じて、バリア基板６の被写体側に突出するようになっている。

閉方向付勢部材５５は、トーションスプリング等からなるバネ材であり、孔部５５１がバリア基板６３の嵌合凸部６１に挿入され係合することでバリア基板６３に取り付けられる。また、バリアユニット３が組み付けられた状態においては、閉方向付勢部材５５の一方の端部がバリア羽根３の内羽根５３の図示しないバネ当接部に当接するとともに、他の端部がバリア基板６３に当接し、内羽根５３を常に閉方向に付勢する。

バリア羽根５は、同一形状の２枚の外羽根５１、及び、同一形状の２枚の内羽根５３の４枚の羽根から構成されている。１枚の外羽根５１と１枚の内羽根５３が対となり、他の１枚の外羽根５１と他の１枚の内羽根５３が他の対となってバリア羽根５を構成している。

外羽根５１は、長板状の部材であり、一方の端部に軸孔５１１が形成されるとともに、もう一方の端部にはバリアユニット３への組付時に光軸方向後方となる方向へ突出する端部当接片５１５が形成されている。また、孔部５１１と端部当接片５１５の間であって、バリアユニット３への組付時に光軸方向に対し平行になる上方側面には、光軸方向後方に突出する中央当接片５１３が形成されている。

内羽根５３は、長板状の部材であり、一方の端部に軸孔５３１が形成されるとともに、もう一方の端部には長手方向に突出した端部突出片５３５が形成されている。また、後部５３１の近傍には、切り欠き５３７が設けられている。

バリアカバー４は、バリア羽根５の被写体側に設けられる部材であり、中央に開口窓４３を有する円盤状に形成されている。この開口窓４３は、長方形状を有していて、前述のバリア基板６３の開口窓６５とともに有効光路を形成している。また、バリアカバー４には、バリア基板６の係止凸部６３に係止するための４つの係止爪４１、組付け時にバリア機構取り付け鏡筒２のビス孔２１に対向する位置に配置された一対の挿通孔４５、組付け時にバリア基板６の嵌合凸部６１に対向する位置に配置され嵌合凸部６１が嵌入される一対のボス孔４７、及び、組付け時にバリア基板６の第２嵌合凸部６２に対向する位置に配置され第２嵌合凸部６２が嵌入される一対の第２ボス孔４８が形成されている。

バリア駆動部材７は、鏡胴の進退動作をバリア羽根５の駆動に変換するための部材であり、開方向付勢部材８とともに、バリア基板６の裏面に設けられている図示しない係止部に駆動部材取り付けピン９を用いて回転軸Ｒ２を中心に回転可能に取り付けられている。バリア駆動部材７は、駆動部材取り付けピン９が挿入される軸孔７１と、鏡胴の繰り出し時に内羽根５３の切り欠き５３７に当接するバリア駆動ピン７２と、鏡胴の沈胴時に後述する鏡胴側駆動部材１０の駆動ピン１０１と当接するカム部７３を有している。カム部７３の駆動ピン１０１と当接する部分には、テーパ面７４が設けられている。バリア駆動ピン７２とカム部７３は、軸孔７１を境にしてバリア駆動部材７の両端部にそれぞれ設けられている。

開方向付勢部材８は、トーションスプリング等からなるバネ材であり、バリア駆動部材７のカム部７３に一方の端部が当接し、もう一方の端部はバリア基板６に設けられた図示しない当接部に当接した状態で、駆動部材取り付けピン９により取り付けられている。そして、開方向付勢部材８は、バリア駆動部材７を内羽根５３が開放される方向に回転駆動するよう常時付勢する。本実施形態においては、バリア駆動部材７は２個、開方向付勢部材８も２個設けられている。

上述した本実施形態に係るバリア機構１のバリアユニット３においては、撮像素子の撮像エリアのアスペクト比が４：３であるため、バリアカバー４に設けられた開口窓４３、及び、バリア基板６に設けられた開口窓６５の形状は、それぞれ同一形状であり、長辺と短辺の長さの比が４：３の長方形となっている。

このような形状の開口窓を有するバリアカバー４及びバリア基板６においては、開口窓の各辺と、バリアカバー４又はバリア基板６の円周部との間に形成されるスペースは一様ではない。すなわち、開口窓の長手方向（短辺側）における上記スペース（以下、「短辺側スペース」と称する。）よりも、短手方向（長辺側）の上記スペース（以下、「長辺側スペース」と称する。）の方がより広くなる。

そして、図４乃至図６に示すように、バリア羽根５の回転軸Ｒ１が、バリア基板６の前面側における短辺側スペースの円周近傍、すなわち、光軸Ｏから最も遠い位置に設けられるとともに、バリア羽根５の開状態においては、バリア羽根５が、広い長辺側スペースに収納されるようになっている。また、この長辺側スペースの背面側には、後述するように、バリア駆動部材７の回転軸Ｒ２も設けられている。

このように、バリア基板６の前面側において、光軸から最も遠い位置にバリア羽根５の回転軸Ｒ１を設けることにより、バリア羽根５の開閉動作の際のバリア羽根５の回転角度を最小にすることができる。すなわち、バリア駆動に必要な運動量を少なくすることで、レンズ鏡胴の進退動作の抵抗を減らし、スムーズな動作を実現することができる。また、バリア基板６の前面側において、最も大きなスペースを要するバリア羽根５の収納が長辺側スペースにおいて行われるため、短辺側スペースにはバリア羽根５の回転中心、及び、後述する裏面側から突出するバリア駆動部材７のバリア駆動ピン７２が突出するスペースのみを配置すればよい。そのため、短辺側スペースにおいて省スペース性が向上し、部材が配置されずにバリア羽根の駆動の用にも供しない、スペースＳを確保することができる。

ここで、光軸Ｏからバリア羽根５の回転軸Ｒ１までの距離をＬ２とすると、Ｌ２は、バリア基板６の半径から、バリア羽根５の回転軸Ｒ１を設けるために必要な最小限のスペースの半径分の距離を差し引いた距離となっている。

一方、図６に示すように、バリア基板６の裏面側においても、バリア羽根５の回転軸Ｒ１よりも広いスペースを要するバリア駆動部材７の回転軸Ｒ２を、広い長辺側スペースに設けることができるため、バリア駆動部材７の大部分が長辺側スペースに位置することになる。また、バリア駆動部材７からバリア羽根５への動力の伝達は、短辺側スペースにおいてバリア駆動部材７のバリア駆動ピン７２を、裏面側から貫通孔６６を経て前面側へと突出させバリア羽根５へ当接させることで行われる。

このように、バリア基板６の裏面側において、バリア駆動部材７のうち、バリア駆動ピン７２以外の大部分の部位が長辺側スペースに位置するとともに、バリア駆動ピン７２のみが短辺側スペースに位置するため、短辺側スペースにおいても部材が配置されないスペースＳ’を確保することができる。

このように、本実施形態においては、バリア基板６の前面側及び背面側の長辺側スペースにおいて、開位置にあるバリア羽根５及びバリア駆動部材７が、それぞれ光軸方向から見て重なるように配置されている。バリア羽根５及びバリア駆動部材７を配置するためには広いスペースが必要となるが、それを広い長辺側スペースにおいて行うため、バリア基板６の前面側及び背面側の短辺側スペースにおいては部材の配置を最小限に止めることができ、上記スペースＳ、Ｓ’を確保することができる。そして、これらのスペースＳ、Ｓ’が、光軸Ｏ方向から見て重なるように設けられているため、バリア基板６のこれらのスペースに相当する部分に切り欠き部を設けることができる。これにより、ビスを用いてバリアユニット３をバリア機構取り付け鏡筒２に固定するための挿通孔４５をバリアユニット３に設けるためのスペースが確保されている。

ここで、光軸Ｏからバリア駆動部材７の回転軸Ｒ２までの距離をＬ１とすると、Ｌ１は、バリア基板６の半径から、バリア駆動部材７の回転軸Ｒ２を設けるために必要な最小限のスペースの半径分の距離を差し引いた距離となっている。そして、回転軸Ｒ２を設けるために要するスペースは、回転軸Ｒ１を設けるために要するスペースよりも広いことから、Ｌ１とＬ２は、Ｌ２＞Ｌ１の関係を満たす。すなわち、バリア基板６上において、バリア羽根５の回転軸Ｒ１は、バリア駆動部材７の回転軸Ｒ２よりも半径方向外側に設けられている。このように、本実施形態においては、２つの回転中心Ｒ１、Ｒ２を重ねて設ける従来のバリア機構と比較し、バリア羽根５の回転中心Ｒ１を、よりバリア基板６の半径方向外側に設けることができる。これにより、バリア羽根５の開閉動作の際のバリア羽根５の回転角度を最小にすることができる。すなわち、バリア駆動に必要な運動量を少なくすることで、レンズ鏡胴の進退動作の抵抗を減らし、スムーズな動作を実現することができる。

上述した実施形態のように、バリアカバー４、バリア羽根５、バリア基板６、及びバリア駆動部材７を１つのバリアユニット３とすることで、これらの部品のいずれかに故障が生じた場合も、これらの部品をそれぞれ分解して交換する必要が無く、バリアユニット３を交換するだけで簡単かつ迅速に修理することができる。

また、従来のバリアユニットを用いるバリア機構においては、バリアユニットの径を大きくすること無く固定部を設けることが困難であった。しかし、上述した実施形態のバリアユニット３においては、短辺スペースにおいて部品等の配置されないスペースＳ、Ｓ’を確保することができるため、バリアユニットの径を大きくしなくても、この部分に固定部としての挿通孔４５を設けることができる。そのため、本実施形態のバリアユニットは、省スペース性に優れた構成となっている。

なお、本実施形態においては、光軸Ｏと、バリア基板６の開口部６５の中心とが光軸方向から見て同一の位置となる構成となっているが、本発明においてはこれに限らず、光軸Ｏと、バリア基板６の開口部６５の中心とが同一の位置とならない構成としても良い。その場合でも、バリア基板６の開口部６５を中心として、当該中心からバリア羽根５の回転軸Ｒ１までの距離が、同中心からバリア駆動部材７の回転軸Ｒ２までの距離よりも長い構成とすることで、上記実施形態と同様の効果を得ることができる。

次に、本実施形態におけるバリア羽根３の外羽根５１及び内羽根５３が連動する様子について、図７〜図１０を用いて説明する。

バリア駆動部材７がバリア基板６に取り付けられている状態では、バリア駆動部材７の羽根駆動腕７２が常にバリア基板６の貫通孔６６を経てバリア基板６の被写体側に突出し、内羽根５３の切り欠き５３７に当接する状態となっている。

レンズ鏡胴繰り出し時においては、バリア羽根３の内羽根５３が、バリア駆動部材７（図７〜図１０では図示せず）からの押圧力を受ける状態となる。開方向付勢部材８は、常にバリア駆動部材７を、内羽根５３を開く方向に回動するよう付勢する。この付勢力は、閉方向付勢部材５５の内羽根５３を閉じる方向への付勢力よりも強いため、レンズ鏡胴の繰り出し時においては、内羽根５３はバリア駆動部材７により開かれることになる。レンズ鏡胴の進退動作とバリア駆動部材の動作の関係については後述する。

そして、内羽根５３が開く方向に回動すると、図７及び図８に示すように、内羽根５３の上部当接面５３３が、外羽根５１の中央当接片５１３に当接する。そして、この中央当接片５１３が内羽根５３の開く方向への回動力を受けることで、外羽根５１が内羽根５３に従動して開く。

一方、レンズ鏡胴の沈胴時においては、後述するように、バリア駆動部材７は内羽根５３に当接しなくなる。すると、内羽根５３には閉方向付勢部材５５による内羽根５３を閉じる方向への付勢力しか働かなくなるため、内羽根５３が閉じる方向に回動する。

そして、内羽根５３が閉じる方向に回動すると、図９及び図１０に示すように、内羽根５３の端部突出片５３５が、外羽根５１の内羽根５３方向に突出した端部当接片５１５に当接する。そして、この端部当接片５１５が内羽根５３の閉じる方向への回動力を受けることで、外羽根５１が内羽根５３に従動して閉じる。

このように、内羽根５３の回動に外羽根５１が従動して回動するため、簡単な構成により有効光路を開閉することができる。

なお、本実施形態においては内羽根と外羽根をそれぞれ２枚ずつ、合計４枚の羽根を使用して有効光路を開閉していたが、本発明においてはそれに限らず、偶数枚の羽根を使用するものであれば、例えば２枚や、６枚以上の羽根を使用する態様としても良い。このようなバリア機構においても、上述した実施形態に係るバリア機構と同様の効果を得ることができる。

＜レンズ鏡胴＞
本発明に係るレンズ鏡胴の実施形態について説明する。レンズ鏡胴は、図１１に示すように、撮像素子２０を有するカメラ本体１８に固定された固定筒１６と、固定筒１６の内側に回動自在に嵌入された回転筒１４と、回転筒２０の内側に嵌入され回転筒２０の光軸方向の動作に従動する直進筒１２と、回転筒２０の回動により沈胴位置と撮像位置との間を光軸方向に進退移動する第２直進筒（バリア機構取り付け鏡筒）２と、の４つの鏡胴を備えている。

固定筒１６の内周面と回転筒１４の外周面との間、及び、回転筒１４と第２直進筒２の間には、それぞれ図示しないヘリコイドねじが形成されている。そして、第２直進筒２は、図示しない機構により回動方向への動作が規制されているとともに、光軸方向に対しては進退移動可能となっている。

そのため、回転筒１４が図示しないモータにより回転駆動され、回動しつつ固定筒１６から光軸方向への進退動作を行うと、回転筒１４の回動力を受ける第２直進筒２は、回動が規制されているため、光軸方向への進退動作のみを行う。

直進筒１２は、回転筒１４に対する光軸方向への動作が規制されつつ、回転筒１４が直進筒１２に対して回転可能となるよう、回転筒１４に取り付けられている。また、直進筒１２は、固定筒１６に対して回動が規制されつつ光軸方向に対しては進退可能に、固定筒１６に取り付けられている。

そのため、回転筒１４が回動し光軸方向に進退すると、直進筒１２は回転筒１４の回動を許容しつつ、回転筒１４の光軸方向への動作に従動して、光軸方向への進退動作を行う。

また、レンズ鏡胴内部には、前述したバリアユニット３及び鏡胴側駆動部材９が設けられている。

バリアユニット３は、第２直進筒２の被写体側の先端部分に、ビスを用いて取り付けられている。そのため、バリアユニット３は、直進筒２の光軸方向への進退動作に従い進退する。

また、鏡胴側駆動部材９は、回転筒１４の図示しないヘリコイドねじに係止するとともに、固定筒１６の図示しない直進溝にも係止することで、レンズ鏡胴内部に回動が規制されつつ光軸方向に進退可能に取り付けられている。そのため、鏡胴側駆動部材９は、回転筒１４の回動を受け、レンズ鏡胴内を光軸方向に進退する。

図１１〜図１３に示すように、レンズ鏡胴が繰り出している状態においては、バリアユニット３のバリア駆動部材７と、鏡胴側駆動部材１０の駆動ピン１０１とは、当接していない状態となっている。

上述したように、この状態においては、開方向付勢部材８が、バリア駆動部材７を、内羽根５３を開く向きに回動するよう付勢する。この付勢力は、閉方向付勢部材５５が内羽根５３を閉じる方向に付勢する力よりも強いため、内羽根５３が開かれるとともに、内羽根５３に従動して外羽根５１も開かれ、有効光路が解放される。

一方、図１４〜図１６に示すように、レンズ鏡胴が沈胴している状態においては、バリアユニット３のバリア駆動部材７と、鏡胴側駆動部材１０の駆動ピン１０１とが、当接した状態となっている。レンズ鏡胴の沈胴時に駆動ピン１０１がカム部７３のテーパ面７４と接触し押圧すると、バリア駆動部材７が回転し、バリア駆動部材７と内羽根５３との接触が解除される。

上述したように、バリア駆動部材７が内羽根５３と当接しない状態においては、内羽根５３には閉方向付勢部材５５による内羽根５３を閉じる方向への付勢力しか働かなくなるため、内羽根５３が閉じる方向に回動するとともに、内羽根５３に従動して外羽根５１も閉じ、有効光路が閉鎖される。

上述した実施形態のレンズ鏡胴によると、バリア機構を小型化できることから、レンズ鏡胴を小型化することができる。また、バリア機構にはバリアユニットが用いられていることから、故障の際にはバリア機構全体を分解すること無くバリアユニットのみ交換すれば良いため、メンテナンスを容易かつ迅速にすることができる。さらに、上述した実施形態のレンズ鏡胴によると、バリア羽根の開閉に要するバリア羽根の運動量が少なくて済むため、レンズ鏡胴の進退動作をスムーズにすることができる。

なお、本実施形態においては内羽根を閉方向に付勢するとともに、バリア駆動部材を開方向に付勢していたが、本発明においてはこれに限らず、種々の態様を採用することができる。

例えば、本発明の変形例として、内羽根を開方向付勢部材により開方向に付勢するとともに、バリア駆動部材には付勢機構を設けない構成としても良い。

この場合、レンズ鏡胴の繰り出し時においては、図１７に示すように、内羽根が図示しない開方向付勢部材の付勢力により開くとともに、バリア駆動部材も内羽根の回動に従動して回転した状態となっている。なお、図１７及び図１８においては、外羽根は図示されていないが、内羽根に従動して動作するようになっている。

一方、レンズ鏡胴の沈胴時においては、バリア駆動部材が図示しない鏡胴側駆動部材と当接し、内羽根を閉じる方向に回動される。この回動力は開方向付勢部材による開方向への押圧力よりも強いため、図１８に示すように、内羽根は閉じる方向に回動され、有効光路が閉鎖される。なお、その他の構成については上記実施形態と同一であるため、ここではその説明は省略する。

このような変形例に係るバリア鏡胴によっても、上述した実施形態に係るバリア鏡胴と同様の効果を得ることができる。

＜撮像装置＞
本発明に係る撮像装置の実施形態について、デジタルカメラを例に説明する。本実施形態に係るデジタルカメラは、撮影時に押下するシャッターボタン、電源ボタン、複数のレンズを有するレンズ鏡胴、ファインダ、ストロボ、バッテリ、画像記録用メモリカード挿入部等を有している。レンズ鏡胴は、上述した本発明に係るレンズ鏡胴である。

上述したように、本発明に係るレンズ鏡胴は従来のレンズ鏡胴と比較し小型化が容易であるため、本実施形態に係るデジタルカメラ全体を小型化、軽量化することができる。

また、本発明に係るレンズ鏡胴を用いることで、バリア羽根の開閉に必要なバリア羽根の運動量を少なくすることができる。そのため、このデジタルカメラにおいては、レンズ鏡胴の進退等の動作をスムーズに行うことができるとともに、電力消費を抑えることができる。

なお、本実施形態においては撮像装置の例としてデジタルカメラについて説明したが、本発明はこれに限らず、銀塩フィルムを用いる一眼レフカメラ及びレンズシャッタカメラ、ならびにデジタル及びアナログのビデオカメラ等のような種々の光学機器にも適用することができる。

１ バリア機構
２ バリア機構取り付け鏡筒（直進筒）
２１ ビス孔
２３ 遮光リブ
３ バリアユニット
４ バリアカバー
５ バリア羽根
５１ 外羽根
５３ 内羽根
５５ 開方向付勢部材
６ バリア基板
６５ 開口窓
７ バリア駆動部材
８ 開方向付勢部材
９ 駆動部材取り付けピン
１０ 鏡胴側駆動部材

特許第４１９０４０２号公報 特開２００６−２５９６１５号公報

Claims (18)

1. 撮像装置の鏡胴の前面側に配置され、前記撮像装置の不作動時には光学系の有効光路を遮蔽し、前記撮像装置の作動時には前記有効光路を開放するバリア機構において、
   開口部を有するバリアカバーと、
   前記鏡胴の沈胴の駆動力を受けて回動するバリア羽根駆動部材と、
   前記バリア羽根駆動部材の回動に連動して回動し、前記有効光路を遮蔽する複数のバリア羽根と、
   前記バリア羽根駆動部材と前記バリア羽根が回動可能に取り付けられ、有効光路に相当する基板開口部を有するバリア基板と、
   を備え、
   前記光学系の光軸と垂直な平面に対して投影した位置関係において、
   前記バリア羽根駆動部材の回転中心が、前記基板開口部と前記バリア基板の外周との間であり、かつ、光軸方向から見て、前記バリア駆動部材により駆動される前記バリア羽根の動作範囲と重なる位置になるように、前記バリア羽根駆動部材が前記バリア基板に設けられているとともに、
   前記バリア羽根は、その回転中心が、前記バリア羽根駆動部材の回転中心よりも前記光軸に対して外側に位置するように前記バリア基板に設けられているバリア機構。
2. 撮像装置の鏡胴の前面側に配置され、前記撮像装置の不作動時には前記光学系の有効光路を遮蔽し、前記撮像装置の動作時には前記有効光路を開放するバリア機構と、
   前記バリア機構を保持するとともにレンズを移動可能に保持する保持筒と、
   鏡胴の沈胴の動作の駆動力をバリア機構に伝える鏡胴側駆動部材と、
   を備えたレンズ鏡胴であって、
   前記バリア機構は請求項１に記載のバリア機構であるレンズ鏡胴。
3. 前記鏡胴側駆動部材は前記バリア機構のバリア羽根駆動部材に当接し前記駆動力を伝える請求項２記載のレンズ鏡胴。
4. 前記保持筒は、前記鏡胴側駆動部材と前記バリア羽根駆動部材の当接部位を覆う遮光部材を有する請求項２又は３記載のレンズ鏡胴。
5. 前記バリアカバーと、前記バリア羽根駆動部材と、前記バリア羽根と、前記バリア基板とが一体に組み付けられたユニットとして構成されている請求項１記載のバリア機構。
6. 前記バリア羽根は少なくとも４枚の羽根から構成されている請求項１又は５記載のバリア機構。
7. 前記バリア羽根が前記有効光路を遮蔽する際、前記バリア羽根の少なくとも４枚の羽根のうち少なくとも２枚の羽根が、前記バリア羽根駆動部材に当接し前記バリア羽根駆動部材の回動に連動して回動するとともに、他の羽根が前記羽根の動作に従動して回動する請求項６記載のバリア機構。
8. 前記バリア羽根が前記有効光路を開放する際、前記バリア羽根の少なくとも４枚の羽根のうち少なくとも２枚の羽根が、ばね部材の付勢力により回動するとともに、他の羽根が前記羽根の動作に従動して回動する請求項６又は７記載のバリア機構。
9. レンズ鏡胴を備えた撮像装置であって、前記レンズ鏡胴は請求項２乃至４のいずれかに記載のレンズ鏡胴である撮像装置。
10. 撮像光学系の光路の少なくとも一部を遮光する閉位置と、前記光路から退避する開位置との間で第１の回転軸回りに回動するバリア羽根と、
    第２の回転軸回りに回動して前記バリア羽根を駆動するバリア羽根駆動部材と、
    前記バリア羽根駆動部材を回動可能に保持し、前記光路を含む開口部を有するバリア基板と、
    を備えたバリア機構において、
    前記開口部の第１の方向の幅が、前記開口部の前記第１の方向に略垂直な第２の方向の幅よりも長く、
    前記第１の回転軸が、前記第１の方向において、前記開口部よりも外側に配置され、
    前記第２の回転軸が、前記第２の方向において、前記開口部よりも外側に配置され、前記撮像光学系の光軸方向から見たときに、前記開位置にある前記バリア羽根と重なる範囲に配置され、
    前記バリア羽根駆動部材と前記バリア羽根との間に、前記バリア基板が配置され、
    前記第１の方向は前記撮像光学系を構成する撮像素子の長辺方向であり、前記第２の方向は前記撮像素子の短辺方向であるバリア機構。
11. 前記バリア羽根が、前記バリア基板に回動可能に保持される請求項１、９又は１０記載のバリア機構。
12. 前記バリア羽根駆動部材が、前記撮像光学系の光軸方向に延びる突出部を備え、
    前記バリア基板が、前記撮像光学系の光軸方向に沿った第１の貫通孔部を備え、
    前記突出部は、前記バリア羽根と当接し、前記貫通孔部に挿入されたまま移動することを特徴とする請求項１０又は１１記載のバリア機構。
13. 前記バリア羽根を前記閉位置へ向けて付勢する付勢部材を備え、前記突出部が、前記バリア羽根の位置を規制することを特徴とする請求項１２に記載のバリア機構。
14. 前記バリア基板を保持し、前記撮像光学系の光軸方向に前記バリア基板とともに移動するバリア固定部材と、
    前記バリア固定部材に対して前記撮像光学系の光軸方向に相対的に移動可能な直進駆動部材と、を備え、
    前記バリア固定部材が、前記撮像光学系の光軸方向に沿った第２の貫通孔部を備え、
    前記直進駆動部材が、前記第２の貫通孔部に挿入されて、前記バリア羽根駆動部材と当接し、前記バリア羽根駆動部材を駆動することを特徴とする請求項１０乃至１３のいずれかに記載のバリア機構。
15. 前記第１の貫通孔部と、前記第２の貫通孔部とが、前記撮像光学系の光軸方向から見て、異なる位置にあり、かつ、重なっていないことを特徴とする請求項１４記載のバリア機構。
16. 前記バリア羽根駆動部材が、前記撮像光学系の光軸方向に対して傾いた斜面を備え、
    前記直進駆動部材が、前記斜面に当接したまま、前記バリア固定部材に対して前記撮像光学系の光軸方向に相対的に移動し、前記バリア羽根駆動部材を回転させることを特徴とする請求項１４又は１５記載のバリア機構。
17. 前記バリア固定部材に対して前記前記撮像光学系の光軸方向に相対的に移動可能なシャッタユニットを備え、
    前記シャッタユニットが、前記直進駆動部材を保持し、
    前記シャッタユニットと前記直進駆動部材とが、前記前記撮像光学系の光軸方向にともに移動する
    ことを特徴とする請求項１４乃至１６のいずれかに記載のバリア機構。
18. 前記第２の貫通孔部と前記撮像光学系の光路との間に、遮光部材が設けられていることを特徴とする請求項１４乃至１７のいずれかに記載のバリア機構。

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