JP4876775B2 - レンズ鏡胴および撮像装置 - Google Patents

Description

本発明は、レンズユニットおよび撮像装置に関し、特に、折り曲げ光学系の変倍機構を備えるレンズユニットに関する。

近年、パーソナルコンピュータの普及に伴い、手軽にパーソナルコンピュータに画像を取り込めるデジタルカメラが普及している。また、モバイルコンピュータ、携帯電話、携帯情報端末（ＰＤＡ：Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｄｉｇｉｔａｌ Ａｓｓｉｓｔａｎｔ）等の情報処理機器にデジタルカメラを組み込むことも一般化している。このようなデジタルカメラの普及にともない、より小型のデジタルカメラが要望されるようになり、レンズユニットも一層小型にする必要があり、また高倍率のズームレンズが要望され、高倍率のズームレンズに対応できるような変倍機構が必要である。

そこで、レンズユニットを小型にするために、レンズを保持する鏡胴を入れ子式に収納することができる例として、固定枠体と、固定枠体に入れ子式に挿入され、固定枠に対して出入りする方向に沿って往復移動可能な可動枠体と、可動枠体の移動方向に直交しかつ可動枠体の外周面から互いに略１８０°反対側へ同軸上に突出する二つの第１ピンによって形成される第１軸体と、可動枠体の移動方向及び第１軸体の延在方向の双方に直交しかつ可動枠体の外周面から互いに略１８０°反対側へ同軸上に突出する二つの第２ピンによって形成される、第２軸体と、一端を軸支されて第１ピンの延在方向に平行な軸を中心として揺動可能に構成されかつその揺動先端側で第１軸体に係合する２つのアーム部を有し、可動枠体の移動中に、第１軸体を保持して可動枠体の移動方向に対して第１軸体の直交姿勢を保つ第１保持機構と、一端を軸支されて第２ピンの延在方向に平行な軸を中心として揺動可能に構成されかつその揺動先端側で第２軸体に係合する２つのアーム部を有し、可動枠体の移動により生じる可動枠体の第１軸体に関する回転運動を防止すべく第２軸体を保持して第１軸体に対する第２軸体の直交姿勢を保つ第２保持機構と、を有する可動枠体の姿勢拘束機構がある（特許文献１参照）。

また、レンズ鏡胴が、カメラボディの一部をなす固定筒と、この固定筒内に入れ子式に収納された中間筒と、更に中間筒内に入れ子式に収納された移動筒とから成る３連構成され、固定筒の内面には螺旋溝が形成されており２群式ズーム装置を有するカメラがある。より詳しくは、中間筒の末端部外面に設けられた係合部がこの螺旋溝に係合されている。中間筒は、直流モータにより伝動機構を介して正逆両方向に回転可能となっており、その回転により固定筒に対して伸縮される。また、中間筒の内面にも螺旋溝が形成されており、この螺旋溝に移動筒の末端部外面の係合部が係合されている。移動筒は、固定筒に対して回転不可能とされているので、中間筒が回転されると、中間筒の伸縮と同方向に伸縮される（特許文献２参照）。

なお、鏡胴が入れ子式に収納され、更にカメラボディ内部に収納される状態を沈胴と称する。
特許第３６６６２０７号公報 特開平６−３２４２４７号公報

しかしながら、特許文献１に記載されている可動枠体の姿勢拘束機構には、固定枠体に対して１つの可動枠体が移動できる構成が記載されてあるが、近年の高倍率のズームレンズに対応できるように、例えば、ズームレンズの被写体に最も近いレンズ群を大きく被写体側に繰り出す変倍機構に対応するためには、アーム部を長くする必要があり、ズームレンズの小型化に対応することが困難である。また、２つ以上の可動枠体に関しての記述がない。

また、特許文献２に記載されている２群式ズーム装置では、３連構成としているが、固定筒及び中間筒の内面に螺旋溝を形成する必要が有り、またこれに係合する中間筒の末端部外面及び移動筒の末端部外面にも螺旋溝を形成する必要があるため機構が複雑になる。また、螺旋溝を有するため各筒は円筒形状にする必要がある。このため、近年のズームレンズのより小型化に対応すべく鏡胴を撮像素子の角型形状に合わせて角筒にすることができない。

本発明は、上記の課題を鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、簡単な構成でコンパクトな多段沈胴を構成できるレンズ鏡胴及びこのレンズ鏡胴を備えた撮像装置を提供することである。

上記の課題は次の構成により解決される。

１．
レンズを保持するレンズ鏡胴において、
固定枠体と、
前記固定枠体に対して出入りする方向に沿って往復移動可能に同軸上に配置され、入れ子式に挿入された複数の可動枠体と、
前記複数の可動枠体中、最も固定枠体と離れた場所まで移動する第１の可動枠体の周上に前記同軸に垂直な同一もしくは２つの平面上で各々直交して回転可能に接合する第１の接合部を有する２つの略コの字状の支持駆動片を有し、
各前記支持駆動片は、
前記第１の可動枠体と接合する２つのアーム部と、
前記第１の接合部と反対側の前記固定枠体に接合する第２の接合部と、
前記２つのアーム部を結ぶ連結部で構成され、
第１の接合部はピンと長穴により連結駆動可能に構成され、
第２の接合部は軸支され、
少なくとも１つの前記支持駆動片により、第１の可動枠体は駆動され、
前記第１の可動枠体の次に最も前記固定枠体と離れた場所まで移動する第２の可動枠体と前記第１の可動枠体とは係合していることを特徴とするレンズ鏡胴。

２．
前記第１の接合部は、前記アーム部にピンが支持され、
前記第１の可動枠体に前記ピンが係合する長穴が配置されていることを特徴とする１に記載のレンズ鏡胴。

３．
前記複数の可動枠体が２つの可動枠体で構成され、前記固定枠体に収まった沈胴状態から前記第１の可動枠体が最も前記固定枠体と離れた場所まで移動する際、途中まで前記第１の可動枠体と前記第２の可動枠体とが係合した状態で移動することを特徴とする１に記載のレンズ鏡胴。

４．
前記第１の可動枠体を駆動する前記支持駆動片の前記第１の接合部のピンが、前記第１の可動枠体と前記第２の可動枠体の長穴を貫通するように構成されていることを特徴とする２又は３に記載のレンズ鏡胴。

５．
前記第１の可動枠体が前記第２の可動枠体に沈胴時に当接する第１当接部を有し、前記第２の可動枠体を沈胴の方向と逆方向に付勢する付勢部材を有することを特徴とする２又は３に記載のレンズ鏡胴。

６．
前記第１の可動枠体と前記第２の可動枠体とにそれぞれ従動する前記支持駆動片を有することを特徴とする４に記載のレンズ鏡胴。

７．
前記第２の接合部は、前記固定枠体の前記第１の可動枠体が出入りする側に軸支され、
前記第１の可動枠体が前記固定枠体と最も離れた場所に移動した際に、
前記アーム部の一部が前記同軸とほぼ垂直になるように逃げ部を設けることを特徴とする２又は３に記載のレンズ鏡胴。

８．
１乃至７の何れか１項のレンズ鏡胴を有することを特徴とする撮像装置。

本発明によれば、固定枠体に対して入れ子式に挿入された複数の可動枠体を２つの略コの字状の支持駆動片の少なくとも一方で駆動し、少なくとも２つの可動枠体を同軸上で係合して往復移動可能に構成することにより、高精度に移動できるレンズ鏡胴を提供することができ、もってレンズ群を高精度に移動させる変倍移動機構を提供でき、しかもその変倍移動機構が簡単な構成で、小型にした撮像装置を提供できる。

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。デジタルカメラ１の外観を図１に模式的に示す。図１において、（ａ）は斜視図、（ｂ）は背面図である。

デジタルカメラ１は、概ね直方体状のカメラ筐体１０と撮像時にはカメラ筐体１０から突出して使用されるレンズユニット１２を備えている。レンズユニット１２の突出方向を奥行き方向とし、また、カメラ筐体１０の横長方向を横方向、図１の上下方向を縦方向と定める。

デジタルカメラ１は、前面にレンズユニット１２、フラッシュ発光部１３、セルフタイマーランプ１４、背面に表示部１５、モード設定スイッチ１６、十字キー１７、複数の操作キー１８、上面にレリーズボタン１９、電源ボタン２０を備えている。

レンズユニット１２は、ズームレンズであり、使用位置にある時に、レンズの一部がカメラ筐体１０の前面から突出し、広角端から望遠端に変倍するとさらに突出し、残りのレンズ部が後述する屈曲部材により光軸を略直角に折り曲げられ、カメラ筐体１０の内部に横方向に配置されている。また、使用時に突出している一部のレンズは、撮像せずに携帯する非使用時に沈胴して、カメラ筐体１０の内部に収納される収納位置に収められる。

フラッシュ発光部１３は被写体を照明するフラッシュ光を発する。セルフタイマーランプ１４は、セルフタイマー撮像の準備が進行中であることを点灯により示す。

背面にある表示部１５は、液晶表示器から成り、撮像した画像のほか、デジタルカメラ１の設定状況、操作案内等の諸情報を表示する。モード設定スイッチ１６は、スライド式であり、デジタルカメラ１の撮像、再生などの動作モードの設定に用いられる。十字キー１７は、上下左右に４つの接点を有しており、表示部１５に表示されるカーソルの移動に用いられる。また、十字キー１７はレンズユニット１２の焦点距離の調節にも使用される。操作キー１８は、表示部１５に表示する項目の切り換え、表示した項目の選択等、デジタルカメラ１の機能に関する設定に用いられる。レリーズボタン１９は２段階で動作し、レリーズボタン１９の半押し状態で記録する画像の撮像準備の指示と、レリーズボタン１９の全押し状態で記録する画像の撮像の指示に用いられる。

図２にデジタルカメラ１の構成を模式的に示す。デジタルカメラ１は、レンズユニット１２および表示部１５のほか、撮像素子２６、信号処理部２２、記録部２３、操作部２４、撮像レンズ駆動部２５および制御部２７を有している。撮像素子２６はＣＣＤエリアセンサであり、画素ごとの受光量を表す信号を出力する。信号処理部２２は、撮像素子２６の出力信号を処理して、撮像した画像を表す画像データを生成する。記録部２３は、信号処理部２２が生成した画像データを着脱可能な記録媒体２３ａに記録し、また、画像の再生表示のために、記録媒体２３ａから画像データを読み出す。操作部２４は、モード設定スイッチ１６、十字キー１７、操作キー１８、レリーズボタン１９及び電源ボタン２０の総称であり、使用者が操作したボタンに関する情報を制御部２７に伝達する。

撮像レンズ駆動部２５は、ズーム用モータとフォーカス用モータと露出調節するシャッタ・絞り用モータなどモータの駆動制御を行う。撮像レンズ駆動部２５はレンズユニット１２に設けられていても良い。

制御部２７は、制御プログラムに従ってデジタルカメラ１の各部の動作を制御するもので、レリーズボタン１９が半押しされると、露出制御値の設定や焦点調節等の被写体を撮像するための準備動作を実行し、レリーズボタン１９が全押しされると撮像素子２６を露光し、その露光によって得られた画像信号に所定の画像処理を施して記録媒体２３ａに記録する一連の撮像動作を実行する機能を有する。
（第１の実施形態）
第１の実施形態としてのレンズユニット１２の構成について説明する。

図３はレンズユニット１２の広角状態の正面図、図４はレンズユニット１２の広角状態の側面図、図５はレンズユニット１２の望遠状態の側面図、図６と図７は沈胴させる時もしくは起動させる時に第１保持部材を一旦、プリズムを移動させるための位置（プリズム挿脱位置）に移動させた状態の側面図と上面図、図８、図９、図１０はそれぞれ沈胴した状態の正面図、側面図、上面図である。側面図については、第２、第３のレンズ群は図示せずに、第１変倍移動部材と第１レンズ群の動きの説明に用いる。

まず、図３〜図５によりレンズユニット１２の構成を説明する。

撮像レンズは、被写体側から順に、Ａレンズ群としての第１レンズ群８１と、屈曲部材としてのプリズム８５と、第１レンズ群の像側に位置し、Ｂレンズ群としての第２レンズ群８２、および手ぶれ補正レンズ群８３ｔを含む第３レンズ群８３を備えている。第１レンズ群８１は第１の光軸７６上にあり、第２レンズ群８２と第３レンズ群８３は、後続レンズに相当し、第２の光軸７７上にある。撮像レンズは、被写体からの光を撮像素子２６に結像させる。

プリズム８５は、第１レンズ群と第２レンズ群との間にあり、断面が直角二等辺三角形の三角プリズムで、斜面が第１の光軸７６と第２の光軸７７に対して４５度の角度を成すように配置され、第１の光軸７６を第２の光軸７７の方向に略直角に折り曲げる。

変倍は、第１レンズ群８１と第２レンズ群８２と第３レンズ群８３が移動し、フォーカシング時には第３レンズ群８３が移動する。手ぶれ補正レンズ群８３ｔは固定群である。

変倍移動構成を説明する。広角端から望遠端に変倍すると、第１レンズ群８１が被写体側に移動し、第２レンズ群８２がプリズム８５側に移動し、第３レンズ群８３が撮像素子２６側に移動する。

第１レンズ群８１を保持する第１の可動枠体としての第１保持部材７１を変倍移動させる構成については、第１レンズ群８１を保持する第１保持部材７１と、第１保持部材７１の長穴で構成されたガイド溝７１１、７１２に係合しているガイドピン１００ａ、１００ｂを有する略コの字状の支持駆動片である駆動アーム１００と、駆動アーム１００とともに第１保持部材７１の姿勢を拘束するための略コの字状の支持駆動片である従動アーム１０１とを備え、従動アーム１０１には第１保持部材７１のガイド溝７１３、７１４と契合する従動ピン１０１ａ、１０１ｂを備えている。第１保持部材７１の外側には被写体側にバネ１１０で付勢され、第１保持部材７１と係合している第２の可動枠体としての直進筒１０５を備えている。第１保持部材７１と直進筒１０５とで鏡胴を構成している。

第１保持部材７１と直進筒１０５とは、固定枠体としての筐体７０に対して出入りする方向である光軸７６方向に沿って往復移動可能に同軸上に配置されている。また、駆動アーム１００は、ガイド溝７１１、７１２とガイドピン１００ａ、１００ｂとからなる回転可能な第１の接合部を有し、従動アーム１０１は、ガイド溝７１３、７１４と契合する従動ピン１０１ａ、１０１ｂとからなる第１の接合部を有し、それぞれの第１の接合部を含む光軸７６に垂直な平面上で、互いの回転軸（ガイドピン１００ａ、１００ｂの中心軸と従動ピン１０１ａ、１０１ｂの中心軸）が直交している。光軸７６に垂直な平面は、同一の平面でも良いし、２つの平面に分かれていても良い。

また、駆動アーム１００及び従動アーム１０１は、第１保持部材７１と第１の接合部で接合する２つのアーム部と、第１の接合部と反対側の筐体７０に接合する第２の接合部（８００、８０１）と、２つのアーム部を結ぶ連結部で構成され、第２の接合部（８００、８０１）は、軸支されている。

また、駆動アーム１００の第２の接合部８００は、筐体７０の第１保持部材７１が出入りする側に軸支され、第１保持部材７１が筐体７０と最も離れた望遠状態（図５）に移動した際に、アームの一部が光軸７６とほぼ垂直になるように逃げ部１００ｇを設けた屈曲形状にしている。この逃げ部１００ｇを設けることにより、プリズムが当たることなく移動できる逃げ空間をとることができる。

第１保持部材７１は角形の筒状の枠体により構成され、駆動アーム１００と従動アーム１０１のコの字状のアームが直交することにより、第１保持部材が光軸７６に沿って移動し、光軸７６の周りで回転運動しないように姿勢を拘束している。また、駆動アーム１００と従動アーム１０１のアーム部が第１保持部材７１の内面を摺動する構成を取ることで、よりズムーズに直進移動することができる。第１保持部材７１は、駆動アーム１００がそのアーム部を連結する連結部である駆動アーム軸１０３を中心に回転することで、この回転力をガイドピン１００ａ、１００ｂにより第１保持部材７１に伝えて、光軸７６に平行に直線移動をする力に変えている。駆動アーム軸１０３は、第２の接合部８００（片側のみ図示）で軸支されている。駆動アーム１００の回転力は、アクチュエータである第１モータ１０４と変速ギヤ列１０７及びカム機構を成す連結板１０６によって駆動アーム軸１０３に設けられたガイドピン１００ｃにより駆動アーム１００に伝達され、駆動アーム１００に伝達された回転力が第１保持部材の光軸７６方向への移動力に変換され、直進移動する。連結部材３００の周辺の模式的な斜視図を図１１に示す。連結板１０６は、連結部材３００の一部を成し、連結板軸３０１を中心に回転する。

直進筒１０５の当接部１０５ｂは直進筒圧縮バネ１１０により第１保持部材７１の底部７１６にバネ付勢されているので、直進筒１０５は第１保持部材７１の移動と共に被写体側に移動し、直進筒１０５の底部１０５ａが筐体７０に当接したところで停止する。直進筒１０５の底部１０５ａが筐体７０に当接し停止した後は、第１保持部材７１が被写体側に移動し、望遠端に到達する。以上のように駆動アーム１００は、第１保持部材７１を移動させる第１変倍移動部材を構成している。

アクチュエータである第１モータ１０４が回転すると、減速ギヤ列１０７で減速された回転駆動力が、連結部材３００の扇形ギヤ部１０８を回転させる。

第１モータ１０４の回転力を伝達する変速ギヤ列１０７の最終ギヤからの回転力が扇形ギヤ部１０８に伝達され、扇形ギヤ部１０８からの回転力は、連結板溝１０９に係合したガイドピン１００ｃにより駆動アーム１００に伝達され、駆動アーム１００が駆動アーム軸１０３を中心に回転すると、ガイドピン１００ａ、１００ｂと係合した第１保持部材７１のガイド溝７１１、７１２を介して、第１保持部材７１を光軸７６方向に直進移動させ、第１保持部材７１が被写体側に繰り出されて、望遠端に至る。第１保持部材７１が直線移動するとガイド溝７１３、７１４と係合する従動アーム１０１の従動ピン１０１ａ、１０１ｂに移動力が伝わり、従動アーム１０１が第１保持部材の動きに連動して動く。この時第１保持部材７１の内側面と従動アーム１０１の外側面が摺動することで、第１保持部材７１が回転しようとする動きを拘束している。

次に、第２保持部材７２の変倍移動の構成については、第１ガイド軸１２０は、第２の光軸７７と平行に配置され、その両端部が筐体７０の壁面７０ｄ、７０ｅに固定されている。また、第１ガイド軸１２０は、ガイド部である第２保持部材７２の摺動ガイド穴７２ａが嵌合し、第２保持部材７２を第２の光軸７７に対して傾かずに第２の光軸７７の方向へ移動できるように案内する。この時、不図示の直進案内溝により第１ガイド軸１２０周りの回転が規制されている。

さらに、第２保持部材７２は第２ばね７２ｂにより第２の光軸７７方向で撮像素子２６側にばね付勢され、第２保持部材７２のガイドピン７２ｆが連結板１０６の変位当接部１０６ａと当接している。連結板１０６の回転により、変位当接部１０６ａがガイドピン７２ｆと常に当接することで、第２保持部材７２が変倍移動する。このように連結板１０６は、第２変倍移動部材であると同時に、第１変倍移動部材と第２変倍移動部材とを連動して動かしている。

また、第３保持部材７３の変倍移動の構成について、第３ガイド軸６１は、第２の光軸７７と平行に配置され、その一端が筐体７０の壁面７０ｄに固定され、その他端が中央の壁面７０ｆに固定され、第３保持部材７３の第３摺動ガイド穴７３ａが嵌合し、第３保持部材７３を第２の光軸７７に対して傾かずに第２の光軸７７の方向へ移動できるように案内する。第３モータ６３の回転軸と結合している第３駆動軸６２は、第２の光軸７７と平行に配置され、その外周面に螺旋状のねじが形成され、第３保持部材７３の係合ねじ７３ｂに螺合し、不図示の直進案内溝により第３ガイド軸６１周りの回転が規制されている。

第３モータ６３が回転すると、第３駆動軸６２のリードにより、第３保持部材７３が撮像素子２６側に移動して望遠端に至る。

動作について説明する。

まず、図４の広角端から図５の望遠端への動作について説明する。

第１モータの駆動により、図４における減速ギヤ列１０７が駆動し、連結部材３００の一部である扇形ギヤ部１０８が連結板軸３０１を中心に回転する。扇形ギヤ部１０８の回転と共に連結板１０６の連結板溝１０９が連結板軸３０１を中心に回転し、この連結板溝１０９に係合しているガイドピン１００ｃが連結板溝１０９に沿って動き、駆動アーム１００が駆動アーム軸１０３を中心に回転する。駆動アーム１００の回転によりガイドピン１００ａ、１００ｂが、ガイドピン１００ａ、１００ｂに係合している第１保持部材７１のガイド溝７１１、７１２に駆動力を伝達し、第１保持部材７１が光軸７６に沿って被写体側に移動する。また、連結板１０６の回転と共に変位当接部１０６ａが第２保持部材７２のガイドピン７２ｆを押し、第１ガイド軸１２０に沿って第２保持部材７２が移動する。また第１保持部材７１の動きと連動して直進筒１０５が当接部１０５ｂが第１保持部材７１の底部７１６と接した状態で被写体側に移動し、直進筒１０５の底部１０５ａが筐体７０と接触するところで停止する。これ以後は第１保持部材７１のみが被写体側に移動する。また、第１保持部材７１の移動に伴い、第１保持部材７１のガイド溝７１３、７１４が移動し、ガイド溝７１３と７１４に係合した従動アーム１０１の従動ピン１０１ａ、１０１ｂが移動する。このように従動アーム１０１の外側の面と第１保持部材７１の内面とを摺動させることで第１保持部材を光軸７６に沿ってスムーズに移動させることができる。このようにして図５に示す望遠端に至る。

次に、第３保持部材７３の変倍動作について、広角状態から第３モータ６３が回転すると、第３駆動軸６２のリードにより、第３保持部材７３は、第３摺動ガイド穴７３ａが第３ガイド軸６１に嵌合し第２の光軸７７の方向に案内されているので、撮像素子２６側に直進移動して望遠端に至る。

次に、沈胴の動作について説明する。

沈胴時には、図６及び図７に示すように第１保持部材７１がプリズム挿脱位置に移動し、次に図８〜図１０に示すようにプリズム保持部材７５が光軸７６、７７と垂直な軸７８で退避し、続いて第１保持部材がプリズム８５が移動して形成される空間に、第１の光軸７６上を移動して収納される。この時第１保持部材７１と第２保持部材７２は連動して移動する。

第１のモータ１０４が駆動すると駆動アーム１００が駆動アーム軸１０３を中心に回転し、第１保持部材７１が広角端（ワイド端）から望遠端（テレ端）までの間にあるプリズム挿脱位置まで移動する（図６、図７参照）。次にプリズム８５を保持したプリズム保持部材（屈曲保持部材）７５を退避位置に退避させる。図８と図９を用いて、プリズム保持部材７５を退避位置に移動させる機構について説明する。プリズム８５を保持するプリズム保持部材７５は、摺動ガイド部２００ｂと摺動ガイド穴２００ａを有し、摺動ガイド穴２００ａは筐体７０に固定された第２ガイド軸１５１と嵌合している。また、摺動ガイド部２００ｂは、第２モータ１５０によって駆動される駆動軸１６０と係合ネジ１６１から成る屈曲移動部材により移動する。係合ネジ１６１に摺動ガイド部２００ｂが連結され、第２モータ１５０の回転により、駆動軸１６０が回転し、その回転により係合ネジ１６１が移動することで、プリズム保持部材７５を第２ガイド軸１５１に沿って移動し、図８、図１０に示す退避位置に退避する。

続いて、第１モータ１０４が駆動し、駆動アーム１００の回転により、第１保持部材７１が沈胴位置（図９、図１０参照）に移動することで、第３保持部材は不図示の規制部材により広角位置より像面側に移動が規制されるようにしても良い。その場合、７２ｆと１０６ａが離れることで沈胴動作が完了する。

起動時については、沈胴動作と逆の順に動く。すなわち、第１保持部材７１がプリズム挿脱位置まで移動する。この時の第１保持部材７１を移動させる駆動アーム１００は第１移動部材となる。次にプリズム保持部材７５が屈曲位置に移動する。続いて所望の変倍位置に変倍動作により移動し、撮影が行われる。
（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態としてのレンズユニット３０の構成について説明する。

図１２はレンズユニット３０の広角状態の正面図、図１３はレンズユニット３０の広角状態の側面図、図１４はレンズユニット３０の望遠状態の側面図、図１５はレンズユニット３０の広角状態の上面図、図１６はレンズユニット３０の望遠状態の上面図、図１７は沈胴した状態の正面図でプリズム保持部材が退避した状態を示す要部の図であり、図１８、図１９はそれぞれ沈胴した状態の側面図、上面図である。側面図については、第２、第３のレンズ群は図示せずに、第１変倍移動部材と第１レンズ群の動きの説明に用いる。なお、第１の実施形態と同じ機能の部材には同じ番号を付し、重複する説明は省略する。

第２の実施形態においては、第１の実施形態と比べて主に、直進筒１０５を物体側に付勢する直進筒圧縮バネ１１０を持たず、駆動アーム１００の駆動力を用いて移動させているところ、従動アームが第１従動アーム１０１Ａ、第２従動アーム１０１Ｂの２組あり、それぞれ第１保持部材７１と直進筒１０５の移動時における回転の動きを拘束しているところ、及び連動部材である連結板４００が周囲にギヤ溝を持つ円盤状で両面に駆動軸４０１、４０２を有し、第１モータの回転力を減速ギヤ列１０７を介して、連動部材４００を回転させ、それぞれの駆動軸４０１、４０２で第１レンズ群８１と第２レンズ群８２を連動して駆動させる構造であるところが違う。

図１２に示すレンズユニット３０の構成は、第１の実施形態と同じであり、説明は省略する。

図１２〜図１６を用いて、第１レンズ群８１及び第２レンズ群を変倍移動させる構成について説明する。

第１レンズ群８１を変倍移動させる構成については、第１レンズ群８１を保持する第１保持部材７１と、第１保持部材７１のガイド溝７１１、７１２に契合しているガイドピン１００ａ、１００ｂを有する駆動アーム１００と、駆動アーム１００とともに第１保持部材７１の姿勢を拘束するための第１従動アーム１０１Ａとを備え、第１従動アーム１０１Ａには、第１保持部材７１のガイドピン７１ａ、７１ｂと契合する従動溝７１５ａ、７１５ｂを備えている。第１保持部材７１の外側には直進筒１０５を備えている。

第１保持部材７１は角形の筒状の枠体により構成され、駆動アーム１００と第１従動アーム１０１Ａの略コの字状のアームが第１保持部材７１の内面を摺動する構成をとることで、第１保持部材７１が光軸７６に沿って移動し、回転運動しないように姿勢を拘束している。第１保持部材７１は、駆動アーム１００が駆動アーム軸１０３を中心に回転することで、この回転力をガイドピン１００ａ、１００ｂからガイド溝７１１、７１２に伝えて、第１保持部材７１を光軸７６に平行に直線移動をする力に変えている。駆動アーム１００の回転力は、アクチュエータである第１モータ１０４と変速ギヤ列１０７およびカム機構を成す連結部材である連結板４００によって駆動アーム１００に伝達される。連結板４００の周辺の模式的な斜視図を図２０に示す。連結板４００の周面には、変速ギヤ列１０７の最終ギヤと噛み合うギヤが形成されており、連結板４００の外側の面には、第１保持部材７１のガイド溝６００と契合するガイドピン４０１を備えている。連結板４００が回転することにより、ガイド溝６００から駆動アーム１００に回転力が伝達され、駆動アーム軸１０３を中心に回転する。駆動アーム１００に伝達された回転力が第１保持部材７１の光軸７６方向への移動力に変換され、直進移動する。

また、直進筒１０５は、第１保持部材７１の外側にある角形の筒状の枠体により構成され、第２従動アーム１０１Ｂの略コの字状のアームが直進筒１０５の内面を摺動する構成をとることで、直進筒１０５が光軸７６に沿って移動し、回転運動しないように姿勢を拘束している。直進筒１０５は、駆動アーム１００が駆動アーム軸１０３を中心に回転することで、この回転力をガイドピン１００ａ、１００ｂからガイド溝７１８に伝えて、直進筒１０５を光軸７６に平行に直線移動をする力に変えている。すなわち、駆動アーム１００の第１の接合部のガイドピン１００ａ、１００ｂが第１保持部材７１と直進筒１０５の長穴であるガイド溝７１１，７１２、７１８を貫通するように構成している。

直進筒１０５は、ガイド溝７１８の形状が直線状の部分では第１保持部材７１と共に光軸７６に沿って直進移動し、円弧状の部分では、移動せず、第１保持部材７１のみが移動する。

アクチュエータである第１モータ１０４が回転すると、減速ギヤ列１０７で減速された回転駆動力が、連結板４００の周面のギヤ部を回転させる。

第１モータ１０４の回転力を伝達する変速ギヤ列１０７の最終ギヤからの回転力が連結板４００の周面のギヤ部に伝達され、ギヤ部からの回転力は、連結板４００の外側面に形成されたガイドピン４０１を介して、ガイドピン４０１と契合する駆動アーム１００のガイド溝６００に伝達され、駆動アーム１００が駆動アーム軸１０３を中心に回転する。駆動アーム１００が回転すると、ガイドピン１００ａ、１００ｂと係合した第１保持部材７１のガイド溝７１１、７１２を介して、第１保持部材７１を光軸７６方向に直進移動させ、第１保持部材７１が被写体側に繰り出されて、望遠端に至る。第１保持部材７１が直線移動するとガイドピン７１ａ、７１ｂと契合する従動溝７１５ａ、７１５ｂを介して、第１従動アーム１０１Ａが第１保持部材７１の動きに連動して動く。この時第１保持部材７１の内側面と第１従動アーム１０１Ａの外側面が摺動することで、第１保持部材７１が回転しようとする動きを拘束している。

次に、第２保持部材７２の変倍移動の構成については、第１ガイド軸１２０は、第２の光軸７７と平行に配置され、その両端部が筐体７０の壁面７０ｄ、７０ｅに固定されている。また、第１ガイド軸１２０は、ガイド部である第２保持部材７２の摺動ガイド穴７２ａが嵌合し、第２保持部材７２を第２の光軸７７に対して傾かずに第２の光軸７７の方向へ移動できるように案内する。この時、軸６１と摺動部７２ｂにより第１ガイド軸１２０周りの回転が規制されている。

さらに、第２保持部材７２はカム板５００を備え、カム板５００は、連結板４００の内側の面に形成されたガイドピン４０２と契合するガイド溝５０１を備えている。連結板４００の回転により、ガイドピン４０２とガイド溝５０１を介して、第２保持部材７２が変倍移動する。

このように連結板４００の一方の面に形成したガイドピン４０１と第１保持部材７１のガイド溝６００との連結部と、他方の面に形成したガイドピン４０２と第２保持部材７２のガイド溝５０１との連結部により、第１移動部材７１と第２移動部材７２とを連動して動かしている。

また、第３保持部材７３の変倍移動の構成について、第３ガイド軸６１は、第２の光軸７７と平行に配置され、その一端が筐体７０の壁面７０ｇに固定され、その他端が中央の壁面７０ｆに固定され、第３保持部材７３の第３摺動ガイド穴７３ａが嵌合し、第３保持部材７３を第２の光軸７７に対して傾かずに第２の光軸７７の方向へ移動できるように案内する。第３モータ６３の回転軸と結合している第３駆動軸６２は、第２の光軸７７と平行に配置され、その外周面に螺旋状のねじが形成され、第３保持部材７３の係合ねじ７３ｂに螺合している。軸６４は７３ｇ、７３ｈに固定され、７３ｃと光軸７７方向に案内されている。

第３モータ６３が回転すると、第３駆動軸６２のリードにより、第３保持部材７３が撮像素子２６側に移動して望遠端に至る。

動作について説明する。

まず、図１２、図１３、図１５の広角端から図１４、図１５の望遠端への動作について説明する。

第１モータ１０４の駆動により、図１２における減速ギヤ列１０７が駆動し、連結板４００のギヤ部が回転する。ギヤ部の回転と共に連結板４００の外側の面のガイドピン４０１が回転し、ガイドピン４０１と契合しているガイド溝６００を有する駆動アーム１００が、駆動アーム軸１０３を中心に回転する。駆動アーム１００の回転によりガイドピン１００ａ、１００ｂが、ガイドピン１００ａ、１００ｂに係合している第１保持部材７１のガイド溝７１１、７１２に駆動力を伝達し、第１保持部材７１が光軸７６に沿って被写体側に移動する。また、連結板４００の回転と共に連結板４００の内側の面のガイドピン４０２が第２保持部材７２のカム板５００に形成されたガイド溝５０１を押し、第１ガイド軸１２０に沿って第２保持部材７２が移動する。また、直進筒１０５は、駆動アーム１００のガイドピン１００ａ、１００ｂの動きと連動して、ガイドピン１００ａ、１００ｂと契合するガイド溝７１８により被写体側に移動し、ガイド溝１８の直線部をガイドピン１００ａ、１００ｂが外れた位置で停止する。これ以降は第１保持部材７１のみが被写体側に移動する。また、第１保持部材７１の移動に伴い、第１保持部材７１のガイドピン７１ａ、７１ｂが移動し、ガイドピン７１ａ、７１ｂに係合した第１従動アーム１０１Ａの従動溝７１５ａ、７１５ｂが移動する。また、直進筒１０５の移動に伴い、直進筒１０５のガイドピン１０５ｃ、１０５ｄに係合した第２従動アーム１０１Ｂの従動溝７１６が移動する。

このように第１従動アーム１０１Ａの外側の面と第１保持部材７１の内面とを摺動させることで第１保持部材を光軸７６に沿ってスムーズに移動させることができ、また、第２従動アーム１０１Ｂの外側の面と第１保持部材７１の外側の面とを摺動させることで直進筒１０５を光軸７６に沿ってスムーズに移動させることができる。このようにして図１４、図１６に示す望遠端に至る。

次に、第３保持部材７３の変倍動作について、広角状態から第３モータ６３が回転すると、第３駆動軸６２のリードにより、第３保持部材７３は、第３摺動ガイド穴７３ａが第３ガイド軸６１に嵌合し第２の光軸７７の方向に案内されているので、撮像素子２６側に直進移動して望遠端に至る。

次に、沈胴の動作について説明する。

沈胴時には、図１３及び図１５に示すように第１保持部材７１がプリズム広角位置に移動し、次に図１７〜図１９に示すようにプリズム保持部材７５が光軸７６、７７と垂直な軸７８で退避し、続いて第１保持部材７１がプリズム８５が移動して形成される空間に、第１の光軸７６上を移動して収納される。この時第１保持部材７１と第２保持部材７２は連動して移動する。

第１のモータ１０４が駆動すると駆動アーム１００が駆動アーム軸１０３を中心に回転し、第１保持部材７１が広角端（ワイド端）のプリズム挿脱位置まで移動する。次にプリズム８５を保持したプリズム保持部材（屈曲保持部材）７５を退避位置に退避させる。図１２と図１７を用いて、プリズム保持部材７５を退避位置に移動させる機構について説明する。プリズム８５を保持するプリズム保持部材７５は、摺動ガイド部２００ｂと摺動ガイド穴２００ａを有し、摺動ガイド穴２００ａは筐体７０に固定された第２ガイド軸１５１と嵌合している。また、摺動ガイド部２００ｂは、第２モータ１５０によって駆動される駆動軸１６０と係合ネジ１６１から成る屈曲移動部材により移動する。係合ネジ１６１に摺動ガイド部２００ｂが連結され、第２モータ１５０の回転により、駆動軸１６０が回転し、その回転により係合ネジ１６１が移動することで、プリズム保持部材７５を第２ガイド軸１５１に沿って移動し、図１７に示す退避位置に退避する。

続いて、第１モータ１０４が駆動し、駆動アーム１００の回転により、第１保持部材７１が沈胴位置（図１８〜図２０参照）に移動することで、沈胴動作が完了する。

起動時については、沈胴動作と逆の順に動く。すなわち、第１保持部材７１が広角位置まで移動する。次にプリズム保持部材７５が屈曲位置に移動する。

以上説明したように、固定枠体に対して出入りする方向に沿って往復移動可能に同軸上に配置され、入れ子式に挿入された複数の可動枠体と、複数の可動枠体中、最も固定枠体と離れた場所まで移動する第１の可動枠体の周上に前記同軸に垂直な同一もしくは２つの平面上で各々直交して回転可能に接合する第１の接合部を有する２つの略コの字状の支持駆動片を有し、各支持駆動片は、第１の可動枠体と接合する２つのアーム部と、第１の接合部と反対側の固定枠体に接合する第２の接合部と、２つのアーム部を結ぶ連結部で構成され、第１の接合部はピンと長穴により連結駆動可能に構成され、第２の接合部は軸支され、少なくとも１つの支持駆動片により、第１の可動枠体は駆動され、第１の可動枠体の次に最も固定枠体と離れた場所まで移動する第２の可動枠体と第１の可動枠体とは係合している構造のレンズ鏡胴を用いることで、多段駆動の角形鏡胴において、レンズ保持枠を位置精度を保ちながら移動距離を大きくできるので、沈胴時の厚みを薄くでき、高倍率、もしくは薄型の撮像装置を提供できる。

また、第１の接合部において、アーム部にピンが支持され、第１の可動枠体に前記ピンが係合する長穴が配置されている構成を取ることで、アームの長さを短くでき、全体を小さくすることができるので、小型の撮像装置を提供できる。

また、固定枠体に収まった沈胴状態から第１の可動枠体が最も固定枠体と離れた場所まで移動する際、途中まで第１の可動枠体と第２の可動枠体とが係合した状態で移動することで、プリズムが移動するための空間を短時間に行うことができ、撮影可能状態に短時間で設定することができる。

また、第１の可動枠体を駆動する支持駆動片の第１の接合部のピンが、第１の可動枠体と第２の可動枠体の長穴を貫通するように構成することで、１つの支持駆動片により２つの可動枠体を移動制御することができるので、簡単な駆動で、高精度な位置制御ができる。

また、第１の可動枠体が、第２の可動枠体に沈胴時に当接する第１当接部を有し、第２の可動枠体を沈胴の方向と逆方向に付勢する付勢部材を有するレンズ鏡胴の構成にすることで、第１の可動枠体を移動させることで、第２の可動枠体を共連れに移動することができ、撮像装置の小型化が図れる。

また、第１の可動枠体と第２の可動枠体とにそれぞれ従動する前記支持駆動片を有する構成にしたので、精度良く光軸方向に移動させることができる。

また、第１の可動枠体が固定枠体と最も離れた場所に移動した際に、駆動用のアームの一部が可動枠体の移動する方向の軸とほぼ垂直になるように逃げ部を設けることで、圧力角が小さくなり、スムーズな動きが達成でき、また、プリズムの移動空間を確保した小型な構成にすることができる。

本発明のデジタルカメラの外観を模式的に示す斜視図（ａ）および背面図（ｂ）。 本発明のデジタルカメラの構成を模式的に示す図。 本発明の第１の実施形態のレンズユニットの正面図。 本発明の第１の実施形態のレンズユニットの広角状態の側面図。 本発明の第１の実施形態のレンズユニットの望遠状態の側面図。 本発明の第１の実施形態のレンズユニットの沈胴時もしくは起動時に第１保持部材を移動させた位置（プリズム挿脱位置）の側面図 本発明の第１の実施形態のレンズユニットの沈胴時もしくは起動時に第１保持部材を移動させた位置（プリズム挿脱位置）の上面図 本発明の第１の実施形態のレンズユニットの沈胴時の正面図。 本発明の第１の実施形態のレンズユニットの沈胴時の側面図。 本発明の第１の実施形態のレンズユニットの沈胴時の上面図。 本発明の第１の実施形態の連結部材周辺の模式的な斜視図。 本発明の第２の実施形態のレンズユニットの正面図。 本発明の第２の実施形態のレンズユニットの広角状態の側面図。 本発明の第２の実施形態のレンズユニットの望遠状態の側面図。 本発明の第２の実施形態のレンズユニットの広角状態の上面図。 本発明の第２の実施形態のレンズユニットの望遠状態の上面図。 本発明の第２の実施形態のレンズユニットの沈胴時の正面図の一部。 本発明の第２の実施形態のレンズユニットの沈胴時の側面図。 本発明の第２の実施形態のレンズユニットの沈胴時の上面図。 本発明の第２の実施形態のレンズユニットの望遠状態及び沈胴状態の連結部材周辺の模式的な斜視図。

符号の説明

１０ カメラ筐体
１２、３０ レンズユニット
１５ 表示部
１９ レリーズボタン
２０ 電源ボタン
２５ 撮像レンズ駆動部
２６ 撮像素子
２７ 制御部
６１ 第３ガイド軸
６２ 第３駆動軸
６３ 第３モータ
７０ 筐体
７０ｄ、７０ｅ 壁面
７１ 第１保持部材
７２ 第２保持部材
７２ａ 摺動ガイド穴
７２ｂ 第２ばね
７２ｃ 変倍当接部
７２ｄ 沈胴当接部
７２ｆ ガイドピン
７２ｔ 手ぶれ補正ユニット
７３ 第３保持部材
７３ａ 第３摺動ガイド穴
７５ プリズム保持部材（屈曲保持部材）
７６ 第１の光軸
７７ 第２の光軸
７８ 軸
８１ 第１レンズ群
８２ 第２レンズ群
８３ｔ 手ぶれ補正レンズ
８３ 第３レンズ群
８５ プリズム
１００ 駆動アーム
１００ａ、１００ｂ、１００ｃ、４０１、４０２ ガイドピン
１００ｇ 逃げ部
１０１ 従動アーム
１０１Ａ 第１従動アーム
１０１Ｂ 第２従動アーム
１０１ａ、１０１ｂ 従動ピン
１０３ 駆動アーム軸
１０４ 第１モータ
１０５ 直進筒
１０５ａ 底部
１０５ｂ 当接部
１０６ 連結板
１０６ａ 変位当接部
１０７ 減速ギヤ列
１０８ 扇形ギヤ部
１０９ 連結板溝
１１０ 直進筒圧縮バネ
１２０ 第１ガイド軸
１５０ 第２モータ
１５１ 第２ガイド軸
１６０、４０１、４０２ 駆動軸
１６１ 係合ネジ
２００ａ 摺動ガイド穴
２００ｂ 摺動ガイド部
３００ 連結部材
３０１ 連結板軸
４００ 連結板
５００ カム板
５０１、６００、７１１、７１２、７１３、７１４、７１８ ガイド溝
７１５ａ、７１５ｂ 従動溝
７１６ 底部
８００、８０１ 第２の接合部

Claims (8)

1. レンズを保持するレンズ鏡胴において、
   固定枠体と、
   前記固定枠体に対して出入りする方向に沿って往復移動可能に同軸上に配置され、入れ子式に挿入された複数の可動枠体と、
   前記複数の可動枠体中、最も固定枠体と離れた場所まで移動する第１の可動枠体の周上に前記同軸に垂直な同一もしくは２つの平面上で各々直交して回転可能に接合する第１の接合部を有する２つの略コの字状の支持駆動片を有し、
   各前記支持駆動片は、
   前記第１の可動枠体と接合する２つのアーム部と、
   前記第１の接合部と反対側の前記固定枠体に接合する第２の接合部と、
   前記２つのアーム部を結ぶ連結部で構成され、
   第１の接合部はピンと長穴により連結駆動可能に構成され、
   第２の接合部は軸支され、
   少なくとも１つの前記支持駆動片により、第１の可動枠体は駆動され、
   前記第１の可動枠体の次に最も前記固定枠体と離れた場所まで移動する第２の可動枠体と前記第１の可動枠体とは係合していることを特徴とするレンズ鏡胴。
2. 前記第１の接合部は、前記アーム部にピンが支持され、
   前記第１の可動枠体に前記ピンが係合する長穴が配置されていることを特徴とする請求項１に記載のレンズ鏡胴。
3. 前記複数の可動枠体が２つの可動枠体で構成され、前記固定枠体に収まった沈胴状態から前記第１の可動枠体が最も前記固定枠体と離れた場所まで移動する際、途中まで前記第１の可動枠体と前記第２の可動枠体とが係合した状態で移動することを特徴とする請求項１に記載のレンズ鏡胴。
4. 前記第１の可動枠体を駆動する前記支持駆動片の前記第１の接合部のピンが、前記第１の可動枠体と前記第２の可動枠体の長穴を貫通するように構成されていることを特徴とする請求項２に記載のレンズ鏡胴。
5. 前記第１の可動枠体が前記第２の可動枠体に沈胴時に当接する第１当接部を有し、前記第２の可動枠体を沈胴の方向と逆方向に付勢する付勢部材を有することを特徴とする請求項２又は３に記載のレンズ鏡胴。
6. 前記第１の可動枠体と前記第２の可動枠体とにそれぞれ従動する前記支持駆動片を有することを特徴とする請求項４に記載のレンズ鏡胴。
7. 前記第２の接合部は、前記固定枠体の前記第１の可動枠体が出入りする側に軸支され、
   前記第１の可動枠体が前記固定枠体と最も離れた場所に移動した際に、
   前記アーム部の一部が前記同軸とほぼ垂直になるように逃げ部を設けることを特徴とする請求項２又は３に記載のレンズ鏡胴。
8. 請求項１乃至７の何れか１項のレンズ鏡胴を有することを特徴とする撮像装置。

Images