JP4708753B2 - レンズ鏡筒、及びそれを有する撮像装置 - Google Patents

Description

本発明は撮影レンズを有するレンズ鏡筒それを有する撮像装置に関するものである。

従来から銀塩フィルムを用いるフィルムカメラや撮像素子によって撮影することのできるデジタルカメラが公知であり広く利用されている。近年はカメラの携帯性の向上等を目的に、カメラの小型化や焦点距離の変化率（ズーム倍率）の大きくする為の内部機構の技術開発が行われており、様々な技術が提案されている。

カメラは一般的に撮影レンズの焦点距離が変更可能なズームカメラや焦点距離が固定されている単焦点カメラがある。これらのカメラにおいてはカメラの非撮影時（カメラの電源ＯＦＦ時）の小型化や撮影時（カメラの電源ＯＮ時）の焦点距離を変更可能にするために、撮影レンズを繰り出し及び繰り込みすることが可能なレンズ鏡筒が備えられていることが一般的である。

近年、カメラの手軽な携帯性を実現するために薄型化に注力した機構が様々に提案されている。カメラの薄型化にはカメラに備えられる電池や液晶表示装置などの薄型化だけでなく、レンズ鏡筒の薄型化も重要な要素となる。レンズ鏡筒の薄型化は撮影レンズを薄型化するだけでなく、レンズ鏡筒内部に備えられるシャッター機構・絞り機構や焦点調節機構等の内部機構を薄型化することが重要である。

例えば、レンズ鏡筒を薄型化する技術においては特開２００４−１４５０２９にあるようにレンズ鏡筒の構成部材を光軸上から退避させることによってレンズ鏡筒のカメラの電源ＯＦＦ時の厚み（レンズ鏡筒の沈胴状態）を薄くする技術が開示されている。

また同様の構成として特開２００３−３１５８６１も撮影レンズを光軸上から退避させ、レンズ鏡筒の沈胴状態での厚みを薄くする技術が開示されている。

また、特開２００４−０５３６３３には撮影レンズの小型化について絞り機構やシャッター機構の配置を従来と変更することによって、レンズ鏡筒の沈胴状態での厚みを薄くする技術が開示されている。
特開２００４−１４５０２９ 特開２００３−３１５８６１ 特開２００４−０５３６３３

しかしながら、特開２００４−１４５０２９や特開２００３−３１５８６１の技術は撮影レンズに備えられる部材（特開２００４−１４５０２９においては赤外カットフィルター、特開２００３−３１５８６１においては撮影レンズ）を光軸外に退避させるため、退避機構が必要になりコストアップになる。また、特開２００３−３１５８６１において撮影レンズを退避させるが、レンズ鏡筒の沈胴時の厚みは薄くなるが、退避した撮影レンズを収納する空間が必要になり結果的にレンズ鏡筒の径が大きくなってしまう。レンズ鏡筒が大きくなるとカメラ全体が大きくなってしまう。

また、特開２００４−０５３６３３においては絞り機構やシャッター機構の配置を従来と変更することによって、レンズ鏡筒の沈胴時の厚みを薄くしている。しかしながら、特開２００４−０５３６３３は光学撮影レンズの構成を開示しかつ、絞り機構やシャッター機構の配置を開示している。レンズ鏡筒の沈胴時の厚みを薄くするための技術としては撮影レンズの構成や絞り機構・シャッター機構の配置だけでは不十分である。

そこで本発明では
第１の発明として、結像面側が凹面である第１の撮影レンズと、前記第１の撮影レンズの結像面側に設けた第２の撮影レンズと、前記第２の撮影レンズを保持する部材と一体にて形成され、前記第２の撮影レンズの被写体側頂点よりも結像面側の位置に設けられた光学絞りとを有し、前記前記第１の撮影レンズと前記第２の撮影レンズとが相対的に光軸方向に移動することにより前記光学絞りがレンズ鏡筒収納の際から撮影の際の全動作範囲の少なくとも一部で、前記第１の撮影レンズの凹面内に入り込み、当該第１の撮影レンズの凹面内に前記光学絞りが入り込んだ際に、前記光学絞りと、前記光学絞りと前記光軸方向に対向する前記第１の撮影レンズの結像面側凹面内の位置との距離が、前記第２の撮影レンズの被写体側頂点と、当該前記第２の撮影レンズの被写体側頂点と前記光軸方向に対向する前記第１の撮影レンズの結像面側凹面内の位置との距離よりも短いことを特徴とするカメラのレンズ鏡筒構成とした。
第２の発明として、前記第２の撮影レンズを保持する部材が前記第１の撮影レンズの凹面内に収納されるように構成した。
第３の発明として、請求項１又は請求項２に記載のレンズ鏡筒と、当該レンズ鏡筒により取り込まれた被写体からの光を受光し信号を出力する撮像手段を有することを特徴とする撮像装置構成とした。

本発明により、レンズ鏡筒の光軸方向を薄くすることが可能となる。

以下に本願内容について、実施例及び図面を用いて説明する。

図１は本発明の適用されるカメラであり、１はカメラ本体である。このカメラ本体１の前面には撮影レンズの焦点距離が変更可能なレンズ鏡筒２が設けられている。レンズ鏡筒２の前面にはカメラの電源ＯＮ・ＯＦＦに従って撮影レンズの光路を開閉するレンズバリア装置３が備えられている。また、カメラ本体１の前面には被写体に照明光を照射するストロボ装置を構成する発光窓部４が設けられ、発光窓部４の左側にはファインダ窓５が設けられている。

さらに、カメラ本体１の上面には撮影準備動作（焦点調節動作および測光動作）及び撮影動作（フィルムやＣＣＤ等の撮像素子への露光）を開始させるためのレリーズボタン６が設けられている。なお、上記図１はカメラの代表的な模式図であり、本発明は上記の構成に限定されるものではない。

図２にレンズ鏡筒２の展開斜視図を示す。７は第１群撮影レンズを保持し、前述のレンズバリア装置を備える１群レンズユニット、８は１群レンズユニット７及び後述する２群レンズユニット１１を駆動するための駆動カムを内周部に備えかつ不図示の鏡筒駆動モーターより動力を伝達されるギア部を有する移動カム環、９は移動カム環８に回転可能に保持され、１群レンズユニット及び２群レンズユニットを直進規制するための直進筒、１０は内周部に移動カム環８を駆動するための駆動カムを備える固定筒、１１は２群撮影レンズを保持し、不図示のシャッター機構を備える２群レンズユニット、１２は第３群撮影レンズを保持する３群レンズユニット、１３は撮像素子を備えるベース部材である。なおレンズ鏡筒２の構成は本発明の特徴を満たす構成であれば上記の構成に限定されるものではない。

図３に１群レンズユニット７の光軸中央断面図を示す。１４は第１レンズ、１５は第２レンズである。第２レンズの撮像素子側の面１５ａは凹レンズで構成されている。２０は不要な外光の影響を防ぐため１群レンズユニット７に固定され、第２レンズ外径部より光軸中心側に光路開口部を設けてある第１群絞りである。また、図４は後述する空間Ｃ部を示す拡大図である。

図５に２群レンズユニット１１の光軸中央断面図を示す。１６は第３レンズ、１７は第４レンズ、１８は第５レンズである。１９部はシャッターユニットであり不図示のシャッターアクチュエーターによって開放口径を開閉することが可能である。図６に図５のＡ部部分拡大図を示す。

１６ａは第３レンズ１６の光軸中心の被写体側頂点である。また１１ａは２群レンズユニットに一体に形成されるいわゆる絞り形状部であり、第３レンズ頂点１６ａよりも撮像素子側に配置される。１１ｂは２群レンズユニット一体に形成されるレンズ保持形状であり、第３レンズ頂点より撮像素子側に配置され２群レンズユニット絞り形状部１１ａよりも被写体側にも形状を有する。このように撮影レンズを保持する２群レンズユニットで一体に絞り形状部１１ａを形成することによって、第２群レンズを構成する第３、第４、第５レンズと絞りの位置を正確にあわせる事ができる。撮影レンズの位置と絞りの位置が偏心してしまった時には、撮影画面に対して所望の画像が撮影されないの等の不具合を生じる。本発明の構成においては撮影レンズと絞りの位置を正確にあわせることができるので、非常に美しい写真が撮影可能となる。

図７にレンズ鏡筒沈胴時（カメラの電源ＯＦＦ時）のレンズ鏡筒断面図を示す。７は１群レンズユニット、８は２群レンズユニットである。

前述のように１群レンズユニット７には１群絞り２０が備えられている。また同様に２群レンズユニットには、１群レンズユニット７側にレンズ保持形状１１ｂと２群レンズユニット絞り形状部１１ａが備えられている。

図８に図７のＢ部拡大図を示し、１群レンズユニット７と２群レンズユニット１１の配置について説明をする。

図７に示されるように、本発明の構成はレンズ鏡筒の沈胴状態において１群レンズユニット７に備えられる第２レンズ１５の最も撮像素子側である１５ｂと第２レンズの光軸上である１５ｃを含み第２レンズの凹面の内部で形成され、図中に破線で示される空間Ｃの内部（図４）に、２群レンズユニット１１の２群レンズユニットレンズ保持形状１１ｂ・２群レンズユニット絞り形状部１１ａ及び第３レンズの頂点１６ａが入り込む。第２レンズ１５の結像面側は凹面レンズであるために、本発明の構成にすることによって、第２レンズ１５と第３レンズ１６、ひいては１群レンズユニット７と２群レンズユニット１１の距離を小さくすることができる。本発明は前述のように２群レンズユニット１１の２群レンズユニットレンズ保持形状１１ｂや２群レンズユニット絞り形状部１１ａが一体で形成されているため、レンズ保持形状や絞り形状が別部材として構成されている場合に比較して、組み立て誤差や部品製造誤差等がない。つまり本発明の構成によれば１群レンズユニットと２群レンズユニットを限界まで接近させることが可能となる。なお、本発明では空間Ｃ内に２群レンズユニット絞り形状部１１ａを配置したが、本発明の特徴を満たす構成であれば、空間Ｃ外でレンズを保持する熱カシメの近傍位置に絞りが配置されても良い。

これら本発明の構成によって、レンズ鏡筒沈胴時のレンズ鏡筒の厚みを薄くすることが可能となり、ひいてはカメラの厚みを薄くすること可能となる。

また、カメラの撮影焦点距離変更時（ズーム動作時）に、沈胴時と同じように２群レンズユニット１１の２群レンズユニットレンズ保持形状１１ｂ・２群レンズユニット絞り形状部１１ａ及び第３レンズの頂点１６ａが入り込む構成とすることで、１群レンズユニットと２群レンズユニットを限界まで近づけることが可能となる。これにより、ズーム倍率を上げることができ、ユーザーの撮影領域の拡大が可能なカメラを提供することが可能となる。

絞りを含むレンズ鏡筒の厚みを薄くする技術として撮影レンズに絞り形状の印刷を施す技術が公知である。撮影レンズに印刷をする技術は加工上撮影レンズ１枚ずつの印刷しなければならない。またレンズ面によごれや傷等がついてしまうと撮影レンズとして機能を満たさなくなるため、レンズを洗浄する必要がある。これらの理由によって撮影レンズに印刷をして絞りを設けることは部品加工費が高くなってしまう。よって、絞りの機能を損なうことや不要なコストアップを防ぎつつ、カメラの厚みを薄くする技術が必要である。

そこで本発明は図８に示されるように第１群絞り２０を一般的なプレス加工方法で成形した絞り部品で成形する。このようにして成形をすると前述のレンズに印刷する技術に比較して部品を安価に製造することが可能である。

本発明の撮影レンズの構成のように第１群の撮影レンズのレンズの径が第２群レンズのレンズ径に比較して大きい場合、絞りの径も第１群の絞りが第２群の絞りよりも大きくなる。

本発明ではレンズ鏡筒沈胴時に１群絞り２０の内周開口部に２群レンズユニットレンズ保持形状１１ｂ・２群レンズユニット絞り形状部１１ａ及び第３レンズが入り込む構成とした。さらには１群絞り２０より第２群レンズユニット絞り形状部１１ａが被写体側にある構成としている。

本発明は前述のように２群レンズユニット１１に一体的に２群レンズユニット絞り形状部１１ａを形成している。このため、組み立て誤差や部品製造誤差が少ないことを前述した。本発明の構成のように絞り内周部に他の絞りが進入する時には組み立て誤差や部品製造誤差が少ないほど部品のガタが少ないので、１群絞り２０の内周部に他の絞りを接近させることが可能となる。これにより内周部に進入する絞り径や撮影レンズの外径を大きくすることが可能となる。つまり、レンズ設計の自由度を向上させ、開放絞り（開放ＦＮｏ）の大きなレンズを提供することができる。また、２群レンズユニット絞り形状部１１ａと２群レンズユニットレンズ保持形状１１ｂを一体に成形しているので両者を精度良く位置決めできる。その結果写真写りの良いレンズ鏡筒、ひいてはカメラを提供することが可能となる。

さらに１群絞り２０の内周開口部に２群レンズユニットレンズ保持形状１１ｂ・２群レンズユニット絞り形状部１１ａ及び第３レンズが入り込む構成であり、２群レンズユニット１１に一体的に２群レンズユニット絞り形状部１１ａを形成している。部品のガタが少ないので図３の空間Ｃと１群絞り２０で構成される空間内に、２群レンズユニット１１を１群レンズユニット７に限界まで近づけることが可能となる。よってレンズ鏡筒沈胴時にレンズ鏡筒の厚みを限界まで薄くすることが可能となる。

また、カメラの撮影焦点距離変更時（ズーム動作時）に、１群絞り２０の内周開口部に２群レンズユニットレンズ保持形状１１ｂ・２群レンズユニット絞り形状部１１ａ及び第３レンズが入り込む構成とするとすることで、１群レンズユニットと２群レンズユニットを限界まで近づけることが可能となる。これにより、ズーム倍率を上げることができ、ユーザーの撮影領域の拡大が可能なカメラを提供することが可能となる。

つまり、１群絞り２０の内周部に他の絞りが進入する構成によって、写真写りが良いレンズ鏡筒を提供することができる上に、部品も安価に製造することができる。さらにはレンズ鏡筒沈胴時の厚みを薄くすることが可能となる。なお、本発明の特徴を満たせば、上記の構成に限定されるものではない。

以上のように、第１として複数枚で構成される撮影レンズのうち結像面側の少なくとも一つが凹面である撮影レンズ群と光学絞りを有するレンズ鏡筒において、光学絞りが撮影レンズの凹面内に収納されるように構成した。第２として光学絞りはレンズを保持する部材と一体にて形成されるように構成した。第３として前記レンズを保持する部材が前記撮影レンズの凹面内に収納されるように構成した。第４として複数の群で構成される撮影レンズと複数の撮影レンズ群に対応した複数の光学絞りを有するレンズ鏡筒において、少なくとも一つの光学絞りの内周部に他の光学絞りが収納されるように構成した。第５として光学絞りのうち少なくとも一つが撮影レンズを保持する部材と一体にて形成されるように構成した。第６として複数枚で構成される撮影レンズのうち結像面側の少なくとも一つが凹面である撮影レンズを有し、撮影レンズの凹面と光学絞りとで構成される空間内に、撮影レンズを保持する部材の少なくとも一部が収納されるように構成した。

本願実施例において説明したレンズ鏡筒及びそれを用いた撮像装置に拠れば、写真写りがよく、製造コストが安価であり、かつレンズ鏡筒沈胴時の厚みを薄くすることが可能でズーム倍率を上げることが可能なレンズ鏡筒を提供することができる。

また、上述のように構成することによって、レンズ鏡筒の光軸方向を薄くすることが可能となる。また、高倍率の焦点距離の変更が可能になる。

第２として、光学絞りと撮影レンズの位置を精度よくすることができ、写りのよいカメラを提供することが可能となる。第３として、組み立て誤差や製造誤差の少ないレンズ鏡筒を提供することができる。その結果、１群レンズユニットと２群レンズユニットを近づけることが可能となり、レンズ鏡筒沈胴時の厚みを薄くすることが可能となる。また、同時に高倍率の焦点距離の変更が可能になる。第４として、写りの良いカメラを提供することが可能になる上にレンズ鏡筒沈胴時の厚みを薄くすることが可能となる。また、高倍率の焦点距離の変更が可能になる。第５として、光学絞りと撮影レンズの位置を精度よくすることができ、写りのよいカメラを提供することが可能となる。第６として、レンズ鏡筒沈胴時の厚みを薄くすることが可能となる。また、高倍率の焦点距離の変更が可能になる。

カメラの概観図である。 レンズ鏡筒２展開斜視図である。 １群レンズユニット７光軸中央断面図である。 １群レンズユニット７光軸中央断面図（空間Ｃ図）である。 ２群レンズユニット１１光軸中央断面図である。 ２群レンズユニット１１光軸中央断面図（拡大図）である。 レンズ鏡筒沈胴時レンズ鏡筒光軸中央断面図である。 レンズ鏡筒沈胴時レンズ鏡筒光軸中央断面図（拡大図）である。

符号の説明

１ カメラ本体
２ レンズ鏡筒
３ レンズバリア装置３
４ 発光窓部
５ ファインダ窓
６ レリーズボタン
７ １群レンズユニット
８ 移動カム環
９ 直進筒
１０ 固定筒
１１ ２群レンズユニット
１１ａ ２群レンズユニット絞り形状部
１１ｂ ２群レンズユニットレンズ保持形状
１２ ３群レンズユニット
１３ ベース部材
１４ 第１レンズ
１４ｂ 第１レンズの最も結像面側の位置
１４ｃ 第１レンズ凹面の光軸中心との交点
１５ 第２レンズ
１６ 第３レンズ
１６ａ 第３レンズ頂点
１７ 第４レンズ
１８ 第５レンズ
１９ シャッターユニット
２０ １群絞り

Claims (3)

1. 結像面側が凹面である第１の撮影レンズと、
   前記第１の撮影レンズの結像面側に設けた第２の撮影レンズと、
   前記第２の撮影レンズを保持する部材と一体にて形成され、前記第２の撮影レンズの被写体側頂点よりも結像面側の位置に設けられた光学絞りとを有し、
   前記前記第１の撮影レンズと前記第２の撮影レンズとが相対的に光軸方向に移動することにより前記光学絞りがレンズ鏡筒収納の際から撮影の際の全動作範囲の少なくとも一部で、前記第１の撮影レンズの凹面内に入り込み、当該第１の撮影レンズの凹面内に前記光学絞りが入り込んだ際に、前記光学絞りと、前記光学絞りと前記光軸方向に対向する前記第１の撮影レンズの結像面側凹面内の位置との距離が、前記第２の撮影レンズの被写体側頂点と、当該前記第２の撮影レンズの被写体側頂点と前記光軸方向に対向する前記第１の撮影レンズの結像面側凹面内の位置との距離よりも短いことを特徴とするカメラのレンズ鏡筒。
2. 前記第２の撮影レンズを保持する部材が前記第１の撮影レンズの凹面内に収納されることを特徴とする請求項１のレンズ鏡筒。
3. 請求項１又は請求項２に記載のレンズ鏡筒と、当該レンズ鏡筒により取り込まれた被写体からの光を受光し信号を出力する撮像手段を有することを特徴とする撮像装置。

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