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技術 撮像装置

出願人 HOYA株式会社
発明者 野村博
出願日 2005年7月22日 (15年5ヶ月経過) 出願番号 2005-212086
公開日 2007年2月8日 (13年10ヶ月経過) 公開番号 2007-033482
状態 特許登録済
技術分野 レンズ鏡筒 スタジオ装置 カメラの遮光 スタジオ装置
主要キーワード 中間角度位置 方支持板 円筒突起 回り止め孔 回り止め軸 環状ギヤ 挿脱移動 逆転スイッチ
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2007年2月8日)のものです。
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図面 (20)

課題

画像処理の負担が少なく動作レスポンスに優れ、かつ撮影者にとって操作性に優れた回転効果光学要素を備えた撮像装置を提供する。

解決手段

撮像素子を備えた撮像光学系と、撮像光学系中に位置し、光軸と平行な軸を中心として回転駆動されて撮影効果を与える回転効果光学要素とを備えた撮像装置において、回転効果光学要素が回転駆動されるとき、複数の回転角位置間欠的に撮像素子による画像情報を得るようにしたこと。

概要

背景

偏光フィルタクロスフィルタなど、回転操作によって被写体画像に変化を与える光学要素は、その被写体像を観察しながら回転位置を調整する。ところで、デジタルカメラは、撮像素子高画素化によって処理データ量が増大する傾向にあり、画像処理にかかる時間を考慮する必要がある。例えば、偏光フィルタのような回転効果光学要素をデジタルカメラに搭載した場合、回転効果光学要素の回転に追従して常時連続的に被写体画像の表示更新処理を行うことは処理回路に負担がかかる。場合によっては、画像処理の遅れによって、撮影者モニタ上で観察する表示画像と実際の回転効果光学要素の位置との間にずれが生じたり、撮影動作を実行する際のレスポンスが悪くなったりするおそれがある。また、撮影者にとっても、被写体画像が連続的に変化していく状況では、回転効果光学要素の適切な回転位置を決定する時間的余裕を得にくい。

概要

画像処理の負担が少なく動作レスポンスに優れ、かつ撮影者にとって操作性に優れた回転効果光学要素を備えた撮像装置を提供する。撮像素子を備えた撮像光学系と、撮像光学系中に位置し、光軸と平行な軸を中心として回転駆動されて撮影効果を与える回転効果光学要素とを備えた撮像装置において、回転効果光学要素が回転駆動されるとき、複数の回転角位置間欠的に撮像素子による画像情報を得るようにしたこと。

目的

本発明は、画像処理の負担が少なく動作レスポンスに優れ、かつ撮影者にとって操作性に優れた回転効果光学要素を備えた撮像装置を提供することを目的とする。

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
3件

この技術が所属する分野

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請求項1

撮像素子を備えた撮像光学系と、撮像光学系中に位置し、光軸と平行な軸を中心として回転駆動されて撮影効果を与える回転効果光学要素とを備えた撮像装置において、上記回転効果光学要素が回転駆動されるとき、複数の回転角位置間欠的に上記撮像素子による画像情報を得ることを特徴とする撮像装置。

請求項2

請求項1記載の撮像装置において、上記回転効果光学要素を回転駆動する回転制御手段は、画像情報を得る上記複数の回転角位置ごとに回転効果光学要素の回転を停止させる間欠回転を行う撮像装置。

請求項3

請求項1記載の撮像装置において、上記回転効果光学要素を回転駆動する回転制御手段は、画像情報を得る上記複数の回転角位置で回転効果光学要素の回転速度を遅くする撮像装置。

請求項4

請求項1ないし3のいずれか1項記載の撮像装置において、上記撮像素子を介して得られた被写体の電子画像を表示する表示手段を備えている撮像装置。

請求項5

撮像素子を備えた撮像光学系と、撮像光学系中に位置し、光軸と平行な軸を中心として回転駆動されて撮影効果を与える回転効果光学要素を備えた撮像装置において、上記回転効果光学要素は、複数の回転角位置で回転停止可能にステップワイズに回転制御され、回転効果光学要素を回転駆動したとき、回転効果光学要素が回転停止位置に達する途中の回転位置では撮像素子による画像データを処理せず、回転効果光学要素が回転停止位置に達したときに撮像素子による画像情報を得ることを特徴とする撮像装置。

技術分野

0001

本発明は、偏光フィルタのように、撮像光学系中に位置して回転駆動されることで撮影効果を与える光学要素を備えた撮像装置に関する。

背景技術

0002

偏光フィルタやクロスフィルタなど、回転操作によって被写体画像に変化を与える光学要素は、その被写体像を観察しながら回転位置を調整する。ところで、デジタルカメラは、撮像素子高画素化によって処理データ量が増大する傾向にあり、画像処理にかかる時間を考慮する必要がある。例えば、偏光フィルタのような回転効果光学要素をデジタルカメラに搭載した場合、回転効果光学要素の回転に追従して常時連続的に被写体画像の表示更新処理を行うことは処理回路に負担がかかる。場合によっては、画像処理の遅れによって、撮影者モニタ上で観察する表示画像と実際の回転効果光学要素の位置との間にずれが生じたり、撮影動作を実行する際のレスポンスが悪くなったりするおそれがある。また、撮影者にとっても、被写体画像が連続的に変化していく状況では、回転効果光学要素の適切な回転位置を決定する時間的余裕を得にくい。

発明が解決しようとする課題

0003

本発明は、画像処理の負担が少なく動作レスポンスに優れ、かつ撮影者にとって操作性に優れた回転効果光学要素を備えた撮像装置を提供することを目的とする。

課題を解決するための手段

0004

本発明は、撮像素子を備えた撮像光学系と、撮像光学系中に位置し、光軸と平行な軸を中心として回転駆動されて撮影効果を与える回転効果光学要素とを備えた撮像装置において、回転効果光学要素が回転駆動されるとき、複数の回転角位置間欠的に撮像素子による画像情報を得ることを特徴としている。

0005

回転効果光学要素を回転駆動する回転制御手段は、画像情報を得る複数の回転角位置ごとに回転効果光学要素の回転を停止させる間欠回転を実行することが好ましい。あるいは、回転制御手段が、画像情報を得る複数の回転角位置で回転効果光学要素の回転速度を遅くするようにしてもよい。

0006

撮像装置は、撮像素子を介して得られた被写体の電子画像を表示する表示手段を備えていることが好ましい。

0007

本発明はまた、撮像素子を備えた撮像光学系と、撮像光学系中に位置し、光軸と平行な軸を中心として回転駆動されて撮影効果を与える回転効果光学要素を備えた撮像装置において、回転効果光学要素が、複数の回転角位置で回転停止可能にステップワイズに回転制御され、回転効果光学要素を回転駆動したとき、回転効果光学要素が回転停止位置に達する途中の回転位置では撮像素子による画像データを処理せず、回転効果光学要素が回転停止位置に達したときに撮像素子による画像情報を得ることを特徴としている。

発明の効果

0008

以上の本発明によれば、回転効果光学要素を回転駆動した際の画像処理の負担が少なく動作レスポンスに優れ、また撮影者にとって回転効果光学要素の回転位置を決定しやすい撮像装置を得ることができる。

発明を実施するための最良の形態

0009

図1及び図2に断面を示すデジタルカメラ70のズームレンズ鏡筒71は、カメラボディ72から被写体側へ繰り出される図1撮影状態と、カメラボディ72内に収納される図2の収納(沈胴)状態とになる。図1では、ズームレンズ鏡筒71の上半断面がテレ端、下半断面がワイド端の撮影状態を示している。図8に示すように、ズームレンズ鏡筒71は、2群直進案内環10、カム環11、第1外筒12、第2外筒13、直進案内環14、第3外筒15、ヘリコイド環18、固定環22といった略同心の複数の環状(筒状)部材を備えており、これらの環状部材共通中心軸を鏡筒中心軸Z0として図示している。

0010

ズームレンズ鏡筒71の撮像光学系は、物体側から順に第1レンズ群LG1、シャッタS及び絞りA、第2レンズ群LG2、第3レンズ群LG3、ローパスフィルタLG4及びCCD(撮像素子)60を備えており、さらに撮影状態において第2レンズ群LG2と第3レンズ群LG3の間に挿脱可能な挿入光学要素として偏光フィルタ(回転効果光学要素)PFを備えている。偏光フィルタPFを除く第1レンズ群LG1からCCD60までの各光学要素は、撮影状態において共通の撮影光軸共通光軸)Z1上に位置する通常光学要素を構成している。この撮影光軸Z1は、鏡筒中心軸Z0と平行であり、かつ該鏡筒中心軸Z0に対して下方に偏心している。ズーミングは、第1レンズ群LG1と第2レンズ群LG2を撮影光軸Z1に沿って所定の軌跡で進退させることによって行い、フォーカシングは同方向への第3レンズ群LG3の移動で行う。なお、以下の説明中で光軸方向という記載は、撮影光軸Z1と平行な方向を意味している。また、以下の説明中での前後方向とは撮影光軸Z1に沿う方向を意味し、被写体側を前方、像面側を後方とする。

0011

図1及び図2に示すように、カメラボディ72内に固定環22が固定され、この固定環22の後部にCCDホルダ21が固定されている。CCDホルダ21上にはCCD60とローパスフィルタLG4が支持されており、CCDホルダ21の後部には、画像や撮影情報を表示するLCD(表示手段)20が設けられている。

0012

CCDホルダ21と固定環22の間には、それぞれが撮影光軸Z1と平行をなすAFガイド軸52と回り止め軸53が固定されている。第3レンズ群LG3を保持するAFレンズ枠(3群レンズ枠)51は、AFガイド軸52に摺動可能に嵌まるガイド孔51aと、回り止め軸53に摺動可能に嵌まる回り止め孔51bを有し、光軸方向に直進案内されている。図11に示すように、AFレンズ枠51を駆動させるAFモータ160は撮影光軸Z1と平行なドライブシャフト160aを有し、このドライブシャフト160aの外周面に形成した送りねじに対してAFナット54が螺合している。AFレンズ枠51は光軸方向へのガイド溝51mを備え、このガイド溝51mに対してAFナット54の回転規制突起54aが摺動可能に嵌まっており、AFナット54はAFモータ160のドライブシャフト160aの正逆回転により光軸方向へ進退する。AFレンズ枠51はさらに、AFナット54の後方に位置するストッパ突起51nを有する。AFレンズ枠51は、AF枠付勢ばね55によって前方へ付勢されており、ストッパ突起51nがAFナット54に当て付くことによってAFレンズ枠51の前方移動端が決定される。そして、AFモータ160のドライブシャフト160aの回転に応じてAFナット54が後方へ移動されると、AFレンズ枠51はAFナット54に押圧されて後方へ移動される。逆にAFナット54が前方へ移動されると、AFレンズ枠51は、AF枠付勢ばね55の付勢力によってAFナット54に追随して前方へ移動される。以上の構造により、AFレンズ枠51を光軸方向に進退移動させることができる。

0013

図7に示すように、固定環22の上部には、ズームモータ150と減速ギヤボックス74が支持されている。減速ギヤボックス74は内部に減速ギヤ列を有し、ズームモータ150の駆動力ズームギヤ28(図8図11図13)に伝える。ズームギヤ28は、撮影光軸Z1と平行なズームギヤ軸29によって固定環22に枢着されている。

0014

図11及び図12に示すように、固定環22の内周面には、撮影光軸Z1に対して傾斜する雌ヘリコイド22a、撮影光軸Z1と平行な3本の直進案内溝22b、雌ヘリコイド22aと平行な3本の斜行溝22c、及び各斜行溝22cの前端部に連通する周方向への回転摺動溝22dが形成されている。雌ヘリコイド22aは、固定環22前部の無ヘリコイド領域22z(図12)には形成されていない。

0015

図11及び図13に示すように、ヘリコイド環18は、雌ヘリコイド22aに螺合する雄ヘリコイド18aと、斜行溝22c及び回転摺動溝22d内に位置される回転摺動突起18bとを外周面に有している。雄ヘリコイド18a上には、ズームギヤ28と螺合する環状ギヤ18cが形成されている。従って、ズームギヤ28から環状ギヤ18cへ回転力が与えられたときヘリコイド環18は、雌ヘリコイド22aと雄ヘリコイド18aが螺合関係にある状態では回転しながら光軸方向へ進退し、雄ヘリコイド18aが無ヘリコイド領域22zに達するまで前方に移動すると、雄ヘリコイド18aが雌ヘリコイド22aから外れ、回転摺動溝22dと回転摺動突起18bの係合関係によって鏡筒中心軸Z0を中心とする周方向回転のみを行う。斜行溝22cは、雌ヘリコイド22aと雄ヘリコイド18aが螺合する段階で回転摺動突起18bと固定環22の干渉を避けるために形成された逃げ溝である。

0016

ヘリコイド環18の前端部内周面に形成した回転伝達凹部18d(図11)に対し、第3外筒15の後端部から後方に突設した回転伝達突起15a(図11図14)が嵌入されている。図11において回転伝達凹部18dは一つのみが図示されているが、回転伝達凹部18dと回転伝達突起15aはそれぞれ、周方向に位置を異ならせて3箇所設けられており、周方向位置が対応するそれぞれの回転伝達突起15aと回転伝達凹部18dは、鏡筒中心軸Z0に沿う方向への相対摺動は可能に結合し、該鏡筒中心軸Z0を中心とする周方向には相対回動不能に結合されている。すなわち、第3外筒15とヘリコイド環18は一体に回転する。また、ヘリコイド環18には、回転摺動突起18bの内径側の一部領域を切り欠いて嵌合凹部18eが形成されており、該嵌合凹部18eに嵌合する嵌合突起15bは、回転摺動突起18bが回転摺動溝22dに係合するとき、同時に回転摺動溝22dに係合する(図3参照)。

0017

第3外筒15とヘリコイド環18の間には、互いを光軸方向での離間方向へ付勢する3つの離間付勢ばね25(図4図6図11及び図13)が設けられている。離間付勢ばね25は圧縮コイルばねからなり、その後端部がヘリコイド環18の前端部に開口するばね挿入凹部18fに収納され、前端部が第3外筒15のばね当付凹部15cに当接している。この離間付勢ばね25によって、回転摺動溝22dの前側壁面に向けて嵌合突起15bを押圧し、かつ回転摺動溝22dの後側壁面に向けて回転摺動突起18bを押圧している。

0018

図11及び図14に示すように、第3外筒15の内周面には、内径方向に突出する相対回動案内突起15dと、鏡筒中心軸Z0を中心とする周方向溝15eと、撮影光軸Z1と平行な3本の回転伝達溝15fとが形成されている。相対回動案内突起15dは、周方向に位置を異ならせて複数が設けられている。回転伝達溝15fは、回転伝達突起15aに対応する周方向位置に形成されており、その後端部は、回転伝達突起15aを貫通して後方へ向け開口されている。また、ヘリコイド環18の内周面には鏡筒中心軸Z0を中心とする周方向溝18gが形成されている(図4図6及び図11参照)。この第3外筒15とヘリコイド環18の結合体の内側には直進案内環14が支持される。図3ないし図6図11及び図15に示すように、直進案内環14の外周面には光軸方向の後方から順に、外径方向へ突出する3つの直進案内突起14aと、それぞれ周方向に位置を異ならせて複数設けた相対回動案内突起14b及び14cと、鏡筒中心軸Z0を中心とする周方向溝14dとが形成されている。直進案内環14は、直進案内突起14aを直進案内溝22bに係合させることで、固定環22に対し光軸方向に直進案内される。また第3外筒15は、周方向溝15eを相対回動案内突起14cに係合させ、相対回動案内突起15dを周方向溝14dに係合させることで、直進案内環14に対して相対回動可能に結合される。周方向溝15eと相対回動案内突起14c、周方向溝14dと相対回動案内突起15dはそれぞれ、光軸方向には若干相対移動可能なように遊嵌している。さらにヘリコイド環18も、周方向溝18gを相対回動案内突起14bに係合させることで、直進案内環14に対して相対回動可能に結合される。周方向溝18gと相対回動案内突起14bは光軸方向には若干相対移動可能なように遊嵌している。

0019

直進案内環14には、内周面と外周面を貫通する3つの貫通ガイド溝14eが形成されている。図15に示すように、各貫通ガイド溝14eは、周方向へ向け形成された平行な前後の周方向溝部14e-1及び14e-2と、この両周方向溝部14e-1及び14e-2を接続するリード溝部14e-3とを有する。それぞれの貫通ガイド溝14eに対し、カム環11の外周面に設けたカム環ローラ32が嵌まっている。図10及び図16に示すように、カム環ローラ32は、ローラ固定ねじ32aを介してカム環11に固定されており、周方向へ位置を異ならせて3つ設けられている。カム環ローラ32はさらに、貫通ガイド溝14eを貫通して第3外筒15の回転伝達溝15fに嵌まっている。図14に示すように、各回転伝達溝15fの前端部付近には、ローラ付勢ばね17に設けた3つのローラ押圧片17aが嵌っている。ローラ付勢ばね17は、カム環ローラ32が周方向溝部14e-1に係合するときに、ローラ押圧片17aによってカム環ローラ32を後方へ押圧し、カム環ローラ32と貫通ガイド溝14e(周方向溝部14e-1)との間のバックラッシュを取る(図3参照)。

0020

以上の構造から、固定環22からカム環11までの繰り出しの態様が理解される。すなわち、図2図5及び図6に示す鏡筒収納状態において、ズームモータ150によってズームギヤ28を鏡筒繰出方向に回転駆動すると、雌ヘリコイド22aと雄ヘリコイド18aの関係によってヘリコイド環18が回転しながら前方に繰り出される。ヘリコイド環18と第3外筒15はそれぞれ、周方向溝14d、15e及び18gと相対回動案内突起15b、14c及び14dの係合関係によって、直進案内環14に対して相対回動可能かつ回転軸方向(鏡筒中心軸Z0に沿う方向)へは共に移動するように結合されているため、ヘリコイド環18が回転繰出されると、第3外筒15も同方向に回転しながら前方に繰り出され、直進案内環14はヘリコイド環18及び第3外筒15と共に前方へ直進移動する。また、第3外筒15の回転力は回転伝達溝15fとカム環ローラ32を介してカム環11に伝達される。カム環ローラ32は貫通ガイド溝14eにも嵌まっているため、直進案内環14に対してカム環11は、リード溝部14e-3の形状に従って回転しながら前方に繰り出される。前述の通り、直進案内環14自体も第3外筒15及びヘリコイド環18と共に前方に直進移動しているため、結果としてカム環11には、リード溝部14e-3に従う回転繰出分と、直進案内環14の前方への直進移動分とを合わせた光軸方向移動量が与えられる。

0021

以上の回転繰出動作は雄ヘリコイド18aと雌ヘリコイド22aが螺合している間行われ、このとき回転摺動突起18bは斜行溝22c内を移動している。ヘリコイド環18が図1図3及び図4に示す撮影位置まで繰り出されると、雄ヘリコイド18aと雌ヘリコイド22aの螺合が解除されて、回転摺動突起18bが斜行溝22cから回転摺動溝22d内へ入る。すると、ヘリコイドによる回転繰出力が作用しなくなるため、ヘリコイド環18及び第3外筒15は、回転摺動突起18bと回転摺動溝22dの係合関係によって光軸方向の一定位置で回動のみを行うようになる。また、回転摺動突起18bが斜行溝22cから回転摺動溝22d内へ入るのとほぼ同時に、カム環ローラ32は貫通ガイド溝14eの周方向溝部14e-1に入る。すると、カム環11に対しても前方への移動力が与えられなくなり、カム環11は第3外筒15の回転に応じて一定位置で回動のみ行うようになる。

0022

ズームギヤ28を鏡筒収納方向に回転駆動させると、以上と逆の動作が行われる。そして、カム環ローラ32が貫通ガイド溝14eの周方向溝部14e-2に入るまでヘリコイド環18に回転を与えると、各部材が図2図5及び図6に示す収納位置まで後退する。

0023

続いて、カム環11より先の構造を説明する。図11及び図15に示すように、直進案内環14の内周面には、撮影光軸Z1と平行な3つの第1直進案内溝14fと6つの第2直進案内溝14gが、それぞれ周方向に位置を異ならせて形成されている。第1直進案内溝14fは、6つのうち3つの第2直進案内溝14gの両側に位置する一対の溝部からなっており、この3つの第1直進案内溝14fに対し、2群直進案内環10に設けた3つの直進案内突起10a(図10図20)が摺動可能に係合している。一方、第2直進案内溝14gに対しては、第2外筒13の後端部外周面に突設した6つの直進案内突起13a(図9図18)が摺動可能に係合している。したがって、第2外筒13と2群直進案内環10はいずれも、直進案内環14を介して光軸方向に直進案内されている。そして、2群直進案内環10は、第2レンズ群LG2を支持する2群レンズ移動枠8を光軸方向に直進案内し、第2外筒13は、第1レンズ群LG1を支持する第1外筒12を光軸方向へ直進案内する。

0024

図10及び図20に示すように、第2レンズ群LG2を直進案内する2群直進案内環10は、3つの直進案内突起10aを接続するリング部10bから前方へ向けて、3つの直進案内キー10cを突出させている。図3及び図5に示すように、リング部10bの外縁部は、カム環11の後端部内周面に形成した周方向溝11eに対し相対回転は可能で光軸方向の相対移動は不能に係合しており、直進案内キー10cはカム環11の内側に延出されている。各直進案内キー10cは、撮影光軸Z1と平行な一対のガイド面を側面に有しており、このガイド面を、カム環11の内側に支持された2群レンズ移動枠8の直進案内溝8a(図10図21)に係合させることによって、2群レンズ移動枠8を光軸方向に直進案内している。

0025

カム環11の内周面には2群案内カム溝11aが形成されている。図17に示すように、2群案内カム溝11aは、光軸方向及び周方向に位置を異ならせた前方カム溝11a-1と後方カム溝11a-2からなっている。この2群案内カム溝11aに対して、2群レンズ移動枠8の外周面に設けた2群用カムフォロア8bが係合している。図21に示すように、2群用カムフォロア8bは、光軸方向及び周方向に位置を異ならせた前方カムフォロア8b-1と後方カムフォロア8b-2からなっており、前方カムフォロア8b-1は前方カム溝11a-1に係合し、後方カムフォロア8b-2は後方カム溝11a-2に係合するように光軸方向及び周方向の間隔が定められている。2群レンズ移動枠8は2群直進案内環10を介して光軸方向に直進案内されているため、カム環11が回転すると、2群案内カム溝11aの形状に従って、2群レンズ移動枠8が光軸方向へ所定の軌跡で移動する。

0026

2群レンズ移動枠8の内側には、第2レンズ群LG2を保持する2群レンズ枠6が支持されている。図10に示すように、2群レンズ枠6は、第2レンズ群LG2を支持するレンズ筒6a、中心に軸孔6dが形成された揺動中心筒6b、レンズ筒6aと揺動中心筒6bを接続する揺動アーム6c、レンズ筒6aから外径方向に延出されたストッパアーム6eを有している。ストッパアーム6eの後面側にはストッパ突起6fが設けられている(図25図26図33図34)。2群レンズ枠6におけるレンズ筒6aと揺動中心筒6bは互いの中心軸が平行な筒状体であり、その中心軸は撮影光軸Z1と平行である。揺動中心筒6bの軸孔6dは、退避回動軸33に対して相対回動可能に嵌まっている。退避回動軸33の前端部と後端部はそれぞれ2群レンズ枠支持板36、37に支持されており、この前後の2群レンズ枠支持板36、37は、支持板固定ビス66によって2群レンズ移動枠8に固定されている。つまり、2群レンズ枠6は退避回動軸33を中心として回動(揺動)可能に2群レンズ移動枠8に支持されている。退避回動軸33は撮影光軸Z1から偏心した位置にあり、2群レンズ枠6は、退避回動軸33を回動中心として、第2レンズ群LG2の光軸を撮影光軸Z1と一致させる撮影用位置(図1図25ないし図28図33及び図34)と、第2レンズ群LG2の光軸を撮影光軸Z1から偏心した位置(退避光軸Z2)にさせる収納用退避位置(図2図29及び図30)との間で回動することができる。図25ないし図30に示すように、2群レンズ移動枠8には、ストッパアーム6eに当接して2群レンズ枠6を撮影用位置で回動規制する回動規制ピン35が設けられている。揺動中心筒6bの周りにはトーションばねからなる2群レンズ枠戻しばね39(図10)が設けられており、この2群レンズ枠戻しばね39によって、2群レンズ枠6はストッパアーム6eを回動規制ピン35に当接させる方向、すなわち撮影用位置へ回動付勢されている。また、2群レンズ移動枠8に対する2群レンズ枠6の光軸方向でのバックラッシュ除去のため、圧縮コイルばねからなる軸方向押圧ばね38によって揺動中心筒6bが光軸方向前方(2群レンズ枠支持板36側)に押圧されている。

0027

2群レンズ枠6は、光軸方向には2群レンズ移動枠8と一体に移動する。CCDホルダ21には2群レンズ枠6に係合可能な位置にカム突起19(図11)が前方に向けて突設されており、2群レンズ移動枠8が収納方向に移動してCCDホルダ21に接近すると、カム突起19が2群レンズ枠6を押圧して、2群レンズ枠戻しばね39の付勢力に抗して収納用退避位置に回動させる(図29図30参照)。

0028

詳細には、図25ないし図30に示すように、カム突起19の先端部には光軸に対して傾斜する退避カム面19aが形成され、該退避カム面19aに連続する一方の側面には、光軸と平行な退避位置保持面19bが形成されている。カム突起19は、退避回動軸33を中心とする円筒の一部をなす湾曲した断面形状を有しており、退避カム面19aは、この筒状体の端面にリード面として形成されている。退避カム面19aは、撮影光軸Z1に近い側から遠い側へ進むにつれて徐々に光軸方向前方へ突出する形状となっている。また、カム突起19の下面(凸面)側には、光軸と平行なガイドキー19cが設けられている。2群レンズ枠支持板36、37にはそれぞれ、カム突起19に対応する位置にカム突起挿脱開口36a、37aが形成されている。また、2群レンズ枠支持板37にはさらに、カム突起挿脱開口37aの一部にガイドキー19cが進入可能なガイドキー進入溝37bが形成されている。

0029

また、2群レンズ枠6の揺動中心筒6bの外周面には、2群レンズ枠戻しばね39とは別に回転伝達ばね40が取り付けられている。回転伝達ばね40は固定ばね端部40aと可動ばね端部40bを有するトーションばねであり、固定ばね端部40aが2群レンズ枠6の揺動アーム6cに固定され、可動ばね端部40bは、2群レンズ枠6が上記の撮影用位置にあるときにカム突起挿脱開口37aに臨む位置にある(カム突起19の前方に位置する)。

0030

以上の構造から、ズームレンズ鏡筒71の撮影状態から収納状態への移行に際して2群レンズ移動枠8が光軸方向後方に移動してCCDホルダ21に接近すると、2群レンズ枠支持板37のカム突起挿脱開口37aにカム突起19が挿入され(図29図30)、カム突起19の先端部の退避カム面19aが回転伝達ばね40の可動ばね端部40bに当接する。可動ばね端部40bと退避カム面19aが当接した状態で2群レンズ枠6が後退すると、退避カム面19aの形状に従って可動ばね端部40bを退避回動軸33の径方向へ押圧する分力が生じ、固定ばね端部40aを介して2群レンズ枠6に回動力が伝達される。回動力を受けた2群レンズ枠6は、2群レンズ移動枠8の後退動作に伴い、前述の撮影用位置(図1図25ないし図28図33及び図34)から収納用退避位置(図2図29及び図30)へ向けて、2群レンズ枠戻しばね39の付勢力に抗して退避回動軸33を中心として回動する。2群レンズ枠6が収納用退避位置まで回動すると、可動ばね端部40bが退避カム面19aを乗り越えて退避位置保持面19bに係合し、以降は2群レンズ移動枠8が後退動作を行っても2群レンズ枠6に退避方向の回動力が与えられなくなる。この2群レンズ枠6の退避回動動作は、2群レンズ枠6が後方のAFレンズ枠51の位置まで後退する前に完了するように設定されており、2群レンズ枠6とAFレンズ枠51が干渉することはない。2群レンズ移動枠8は、2群レンズ枠6が退避位置に達した後も、図2の収納位置に達するまで引き続き後退する。2群レンズ枠6は、可動ばね端部40bが退避位置保持面19bに係合した状態で退避位置に保たれつつ、2群レンズ移動枠8と共に後退する。ズームレンズ鏡筒71が図2の収納状態まで達すると、図29及び図30ようにカム突起19が2群レンズ枠支持板36のカム突起挿脱開口36aから前方に突出する。

0031

ズームレンズ鏡筒71が図2の収納状態から図1の撮影状態へ繰り出されるときには、収納動作時とは逆に、カム突起19の退避カム面19aから回転伝達ばね40の可動ばね端部40bが離れるまで2群レンズ枠6が前方に移動すると、2群レンズ枠戻しばね39の付勢力によって収納用退避位置から撮影用位置まで2群レンズ枠6が回動される。

0032

なお、回転伝達ばね40のばね力(硬さ)は、通常の鏡筒収納動作で2群レンズ枠6自体に作用する回転抵抗によっては撓むことなく2群レンズ枠6へ回転力を伝達するように設定されている。すなわち、回転伝達ばね40の弾性復元力は、2群レンズ枠戻しばね39が2群レンズ枠6を撮影用位置に保持する付勢力よりも強く設定されている。

0033

図9及び図18に示すように、第1レンズ群LG1を直進案内する第2外筒13の内周面には、周方向に位置を異ならせて3つの直進案内溝13bが光軸方向へ形成されており、各直進案内溝13bに対し、第1外筒12の後端部付近の外周面に形成した3つの係合突起12aが摺動可能に嵌合している。すなわち、第1外筒12は、直進案内環14と第2外筒13を介して光軸方向に直進案内されている。また、第2外筒13の後端部付近の内周面には周方向への内径フランジ13cが形成され、この内径フランジ13cがカム環11の外周面に設けた周方向溝11c(図3図5図10及び図16)に摺動可能に係合することで、第2外筒13は、カム環11に対して相対回転可能かつ光軸方向の相対移動は不能に結合されている。一方、第1外筒12は、内径方向に突出する3つの1群用ローラ31を有し、それぞれの1群用ローラ31が、カム環11の外周面に3本形成した1群案内カム溝11b(図10図16)に摺動可能に嵌合している。

0034

第1外筒12内には、1群調整環2を介して1群レンズ枠1が支持されている。図1図2及び図9に示すように、1群レンズ枠1には第1レンズ群LG1が固定され、その外周面に形成した雄調整ねじ1aが、1群調整環2の内周面に形成した雌調整ねじ2aに螺合している。1群レンズ枠1と1群調整環2の結合体は第1外筒12の内側に光軸方向へ移動可能に支持されており、1群抜止環3が第1外筒12に対して1群調整環2を前方に抜け止めている。

0035

第1レンズ群LG1と第2レンズ群LG2の間には、シャッタSと絞りAを有するシャッタユニット76が支持されている。シャッタユニット76は、2群レンズ移動枠8の内側に固定されている。

0036

以上の構造からなるズームレンズ鏡筒71は次のように動作する。なお、カム環11が収納位置から定位置回転状態に繰り出される段階までは既に説明しているので簡潔に述べる。図2の鏡筒収納状態では、ズームレンズ鏡筒71はカメラボディ72内に完全に格納されている。この鏡筒収納状態においてデジタルカメラ70の外面に設けたメインスイッチ73(図22)をオンすると、制御回路75(図22)に制御されてズームモータ150が鏡筒繰出方向に駆動される。ズームモータ150によりズームギヤ28が回転駆動され、ヘリコイド環18と第3外筒15の結合体がヘリコイド(雄ヘリコイド18a、雌ヘリコイド22a)に従って回転繰出される。直進案内環14は、第3外筒15及びヘリコイド環18と共に前方に直進移動する。このとき、第3外筒15から回転力が付与されるカム環11は、直進案内環14の前方への直進移動分と、該直進案内環14との間に設けたリード構造(カム環ローラ32、リード溝部14e-3)による繰出分との合成移動を行う。ヘリコイド環18とカム環11が前方の所定位置まで繰り出されると、それぞれの回転繰出構造(ヘリコイド、リード)の機能が解除されて、鏡筒中心軸Z0を中心とした周方向回転のみを行うようになる。

0037

カム環11が回転すると、その内側では、2群直進案内環10を介して直進案内された2群レンズ移動枠8が、2群用カムフォロア8bと2群案内カム溝11aの関係によって光軸方向に所定の軌跡で移動される。図2の鏡筒収納状態では、2群レンズ移動枠8内の2群レンズ枠6は、CCDホルダ21に突設したカム突起19の作用によって、撮影光軸Z1から上方へ移動させられた(第2レンズ群が退避光軸Z2上に偏心させられた)収納用退避位置に保持されており、該2群レンズ枠6は、2群レンズ移動枠8がズーム領域まで繰り出される途中でカム突起19から離れて、2群レンズ枠戻しばね39の付勢力によって第2レンズ群LG2の光軸を撮影光軸Z1と一致させる撮影用位置(図1)に回動する。以後、ズームレンズ鏡筒71を再び収納位置に移動させるまでは、2群レンズ枠6は撮影用位置に保持される。

0038

また、カム環11が回転すると、該カム環11の外側では、第2外筒13を介して直進案内された第1外筒12が、1群用ローラ31と1群案内カム溝11bの関係によって光軸方向に所定の軌跡で移動される。

0039

すなわち、撮像面(CCD受光面)に対する第1レンズ群LG1と第2レンズ群LG2の繰出位置はそれぞれ、前者が、固定環22に対するカム環11の前方移動量と、該カム環11に対する第1外筒12のカム繰出量との合算値として決まり、後者が、固定環22に対するカム環11の前方移動量と、該カム環11に対する2群レンズ移動枠8のカム繰出量との合算値として決まる。ズーミングは、この第1レンズ群LG1と第2レンズ群LG2が互いの空気間隔を変化させながら撮影光軸Z1上を移動することにより行われる。図2の収納位置から鏡筒繰出を行うと、まず図1の下半断面に示すワイド端の繰出状態になり、さらにズームモータ150を鏡筒繰出方向に駆動させると、同図の上半断面に示すテレ端の繰出状態となる。図1から分かるように、本実施形態のズームレンズ鏡筒71は、ワイド端では第1レンズ群LG1と第2レンズ群LG2の間隔が大きく、テレ端では、第1レンズ群LG1と第2レンズ群LG2が互いの接近方向に移動して間隔が小さくなる。このような第1レンズ群LG1と第2レンズ群LG2の空気間隔の変化は、2群案内カム溝11aと1群案内カム溝11bの軌跡によって与えられるものである。このテレ端とワイド端の間のズーム領域(ズーミング使用領域)では、カム環11、第3外筒15及びヘリコイド環18は、前述の定位置回転のみを行い、光軸方向へは進退しない。

0040

ズームレンズ鏡筒71がワイド端からテレ端までの撮影可能状態にあるとき、測光スイッチ77(図22)をオンすることでAF(自動合焦)とAE自動露出制御)制御が行われ、レリーズスイッチ78をオンすることでシャッタレリーズ動作が実行される。図示しないが、カメラボディ72の上面にはシャッタレリーズボタンが設けられており、このシャッタレリーズボタンの半押しで測光スイッチ77がオンされ、全押しでレリーズスイッチ78がオンされる。AF制御では、測距手段によって得られた被写体距離情報に応じてAFモータ160を駆動することにより、第3レンズ群LG3(AFレンズ枠51)が撮影光軸Z1に沿って移動してフォーカシングが実行される。AE制御では、CCD60を介して得られる被写体輝度情報に基づき、絞り値とシャッタスピードが設定される。

0041

メインスイッチ73をオフすると、ズームモータ150が鏡筒収納方向に駆動され、ズームレンズ鏡筒71は上記の繰出動作とは逆の収納動作を行い、図2の収納状態になる。この収納位置への移動の途中で、2群レンズ枠6がカム突起19によって収納用退避位置に回動され、2群レンズ移動枠8と共に後退する。ズームレンズ鏡筒71が収納位置まで移動されると、第2レンズ群LG2は、光軸方向において第3レンズ群LG3やローパスフィルタLG4と同位置に格納される(鏡筒の径方向に重なる)。この収納時の第2レンズ群LG2の退避構造によってズームレンズ鏡筒71の収納長が短くなり、図2の左右方向におけるカメラボディ72の厚みを小さくすることが可能となっている。

0042

ズームレンズ鏡筒71はさらに、撮影状態において第2レンズ群LG2と第3レンズ群LG3の間の撮影光路上に挿脱可能な偏光フィルタPFを有している。偏光フィルタPFは、2群レンズ枠6と共通の退避回動軸33を中心として回動可能なフィルタ挿脱枠80に保持されており、さらにフィルタ挿脱枠80に対しても回転可能となっている。この偏光フィルタPFの駆動機構を説明する。

0043

図23に示すように、フィルタ挿脱枠80は前方支持板80aと後方支持板80bからなっており、前方支持板80aの一端部に、退避回動軸33に対して相対回動自在に嵌まる軸孔80cを有している。前方支持板80aは、軸孔80cを中心とする円筒突起80c-1を有しており、後方支持板80bは、軸孔80cに対向する位置に円形孔80c-2を有している。前方支持板80aと後方支持板80bはそれぞれ、軸孔80cを中心とする径方向に延出された揺動アーム80dと、該揺動アーム80dに連続して設けられ円形開口80eを有するフィルタ挟持部80fを有している。前方支持板80aにはさらに、軸孔80cと反対側の端部に位置するストッパ部80gと、フィルタ挟持部80fにおける支持板80bとの対向面側に形成した回転支持フランジ81xとが設けられている。回転支持フランジ81xは、円形開口80eを囲む環状をなしており、その中心軸は撮影光軸Z1と平行である。前方支持板80aと後方支持板80bは、係止爪80hを係止孔80iに係合させた状態で、固定ねじ80jによって互いに固定される。そして、前方支持板80aと後方支持板80bを組み合わせた状態で、軸孔80cと円形孔80c-2に対して退避回動軸33を挿入することによって、フィルタ挿脱枠80が退避回動軸33を中心として回動可能に支持される。

0044

偏光フィルタPFはフィルタ保持環81に保持されている。図24に示すように、フィルタ保持環81は、前方支持板80aと後方支持板80bのそれぞれのフィルタ挟持部80fの間に挟まれ、かつ回転支持フランジ81xに対して回転自在に嵌まっている。フィルタ保持環81がフィルタ挿脱枠80に支持された状態では、偏光フィルタPFは前方支持板80aと後方支持板80bのそれぞれの円形開口80eに臨んで位置される。

0045

フィルタ保持環81の外縁部にはフィルタギヤ81aが形成されており、フィルタギヤ81aに対してフリクションギヤ82が噛合している。フリクションギヤ82にはアイドルギヤ83が噛合し、アイドルギヤ83には回動制御ギヤ84が噛合している。フリクションギヤ82とアイドルギヤ83はそれぞれ、前方支持板80aに突設した回転軸82xと回転軸83xによって軸支されている。また、回動制御ギヤ84は、前方支持板80aに設けた円筒突起80c-1に対して回転自在に嵌まっている。円筒突起80c-1は退避回動軸33と同心であるため、回動制御ギヤ84は退避回動軸33を中心として回転される。回動制御ギヤ84にはアイドルギヤ85が噛合しており、アイドルギヤ85には駆動ギヤ86が噛合している。アイドルギヤ85の回転軸85xと駆動ギヤ86の回転軸86xはそれぞれ、2群レンズ枠支持板36、37に形成した軸孔によって支持されている。各ギヤの回転軸82x、83x、85x、86xの軸線はそれぞれ撮影光軸Z1と平行であり、また前述の通り、フィルタギヤ81a(フィルタ保持環81)の回転中心である回転支持フランジ81xと、回動制御ギヤ84の回転中心である退避回動軸33のそれぞれの軸線も撮影光軸Z1と平行である。したがって、フィルタギヤ81aから駆動ギヤ86までのギヤ列を構成する各ギヤは、いずれも撮影光軸Z1と平行な回転中心によって回転される。フリクションギヤ82は、ワッシャばね82aによって後方支持板80b側に押圧付勢されており、所定の大きさの回転抵抗が作用している。

0046

駆動ギヤ86は、2群レンズ移動枠8に搭載されたフィルタ駆動モータ87(図22)によって正逆に回転駆動される。フィルタ駆動モータ87は、シャッタSや絞りAを駆動するアクチュエータと共に、シャッタユニット76内に設けられている。図25図27及び図29に示すように、シャッタユニット76とフィルタ挿脱枠80は、2群レンズ枠6を挟んで光軸方向に離間した位置関係にあり、駆動ギヤ86は、シャッタユニット76側のフィルタ駆動モータ87から、フィルタ挿脱枠80側のアイドルギヤ85へ駆動力を伝達するべく、光軸方向に長いギヤ部材として形成されている。駆動ギヤ86が回転されると、アイドルギヤ85を介して回動制御ギヤ84が回転する。ここで、フリクションギヤ82はワッシャばね82aによって回転抵抗が与えられているため、回動制御ギヤ84が回転すると、該回動制御ギヤ84とアイドルギヤ83が太陽ギヤ遊星ギヤの関係になってアイドルギヤ83が回動制御ギヤ84の周面上を移動(公転)する。その結果、駆動ギヤ86の正逆回転に応じてフィルタ挿脱枠80が退避回動軸33を中心として往復回動され、2群レンズ枠6に保持された第2レンズ群LG2と同様に、偏光フィルタPFが、撮影光軸Z1上に進出する挿入位置(図27図28図31及び図33)と、退避光軸Z2上へ移動された離脱位置図25図26図29図30図32及び図34)とに移動される。具体的には、図32ないし図34におけるK1方向に駆動ギヤ86が回転すると、偏光フィルタPFが撮影光軸Z1上に進出し、K2方向に駆動ギヤ86が回転すると、偏光フィルタPFが退避光軸Z2側へ離脱する。つまり、アイドルギヤ83,回動制御ギヤ84、アイドルギヤ85、駆動ギヤ86、フィルタ駆動モータ87が、フィルタ挿脱枠80に挿脱回動を行わせる挿脱駆動手段を構成している。

0047

フィルタ挿脱枠80が偏光フィルタPFの挿入位置まで回動されると、図33に示すように2群レンズ枠6のストッパ突起6fに対してストッパ部80gが当接し、挿入方向へのフィルタ挿脱枠80の回動が規制される。また、フィルタ挿脱枠80が偏光フィルタPFの離脱位置まで回動されると、図34に示すように、2群レンズ移動枠8の内周面に設けたストッパ突起8cに対してストッパ部80gが当接し、離脱方向へのフィルタ挿脱枠80の回動が規制される。

0048

以上の構造により、ズームレンズ鏡筒71が図1の撮影状態にあるときには、第1レンズ群LG1、第2レンズ群LG2、第3レンズ群LG3を駆動させるズーミングやフォーカシング用の駆動機構とは独立して、撮影光軸Z1上への偏光フィルタPFの挿脱動作(フィルタ挿脱枠80の回動)を任意に行うことができる。具体的には、撮影状態において偏光フィルタPFが撮影光軸Z1から離脱している状態が図25図26及び図34であり、撮影状態において偏光フィルタPFが撮影光軸Z1上に挿入されている状態が図27図28及び図33である。これらの図から分かるように、フィルタ挿脱枠80は2群レンズ移動枠8の内側で往復回動しているため、図1に示すワイド端からテレ端までのズーム領域全般において、第3レンズ群LG3など他の光学要素の作動を妨げることなく偏光フィルタPFを任意に挿脱移動させることが可能である。そして、偏光フィルタPFの挿入状態では、偏光フィルタPFが第2レンズ群LG2の直後に位置し、第2レンズ群LG2からの出射光束が偏光フィルタPFを通って第3レンズ群LG3に入射する。一方、偏光フィルタPFの離脱状態では、撮影光束は偏光フィルタPFを通らない。

0049

偏光フィルタPFを撮影光軸Z1上に挿入した状態では、前述の通りストッパ部80gがストッパ突起6fに当接して挿入方向へのフィルタ挿脱枠80の回動が規制されている(図33参照)。そして、このフィルタ挿脱枠80の回動規制状態において、さらに駆動ギヤ86をフィルタ挿入方向(前述のK1方向)に回転駆動すると、フリクションギヤ82に作用している回転抵抗を越える大きさの回転駆動力が作用して、アイドルギヤ83とフリクションギヤ82がそれぞれ図31破線矢印で示す方向へ回転(自転)する。その結果、フィルタ保持環81が同図の時計方向に回転し、フィルタ挿脱枠80に対して撮影光軸Z1を中心として偏光フィルタPFを定位置回転させることができる。逆に、図33フィルタ挿入状態において駆動ギヤ86をフィルタ離脱方向(前述のK2方向)に回転駆動させた場合には、フリクションギヤ82は回転(自転)せず、アイドルギヤ83が回動制御ギヤ84の周面上を移動(公転)して、退避回動軸33を回動中心としてフィルタ挿脱枠80が同図の時計方向へと回動される。そして、偏光フィルタPFが撮影光軸Z1上から離脱して図32の状態になる。

0050

デジタルカメラ70は、操作可能なフィルタ挿入スイッチ88、フィルタ離脱スイッチ89、フィルタ正転スイッチ90、フィルタ逆転スイッチ91、フィルタ位置ダイレクト指定スイッチ92を備えている(図22)。フィルタ挿入スイッチ88とフィルタ離脱スイッチ89の操作に応じて、フィルタ駆動モータ87が正転及び逆転駆動される。具体的には、フィルタ挿入スイッチ88を操作すると、フィルタ駆動モータ87によって駆動ギヤ86が前述のK1方向に回転され、フィルタ離脱スイッチ89を操作すると、フィルタ駆動モータ87によって駆動ギヤ86が前述のK2方向に回転される。フィルタ駆動モータ87はパルスモータであり、制御回路75は、フィルタ挿入スイッチ88のオン信号(フィルタ挿入信号)が入力されたときには、フィルタ挿脱枠80を前述の離脱位置から挿入位置まで回動させるようにフィルタ駆動モータ87の駆動パルス数を制御し、フィルタ離脱スイッチ89のオン信号(フィルタ離脱信号)が入力されたときには、フィルタ挿脱枠80を挿入位置から離脱位置まで回動させるようにフィルタ駆動モータ87の駆動パルス数を制御する。

0051

また、フィルタ挿脱枠80が挿入位置にあるときに、後述する偏光フィルタPFの回転操作を行うと、フィルタ駆動モータ87によって駆動ギヤ86がフィルタ挿入方向(K1方向)に回転駆動される。前述の通り、撮影光軸Z1上へのフィルタ挿脱枠80の挿入状態で駆動ギヤ86をフィルタ挿入方向に回転させることにより、フィルタ保持環81が撮影光軸Z1を中心として回転駆動される。これにより偏光フィルタPFによる偏光効果が変化する。

0052

以上の駆動機構を備えた偏光フィルタPFは、次のように動作する。デジタルカメラ70が図1の撮影状態にあるとき、制御回路75は、フィルタ挿入スイッチ88のオン信号に応じて、フィルタ駆動モータ87をフィルタ挿入方向に駆動させて偏光フィルタPF(フィルタ挿脱枠80)を撮影光軸Z1上に挿入させ、フィルタ離脱スイッチ89のオン信号に応じて、フィルタ駆動モータ87をフィルタ離脱方向に駆動させて偏光フィルタPF(フィルタ挿脱枠80)を撮影光軸Z1上から退避光軸Z2側へ離脱させる。前述の通り、このフィルタ挿脱動作は、ズームレンズ鏡筒71のズーム域全体に亘って、他の光学要素の作動を妨げることなく実行することができる。

0053

制御回路75は、偏光フィルタPFが撮影光軸Z1上の挿入位置にあるとき、フィルタ回転信号に応じてフィルタ駆動モータ87をフィルタ挿入方向に駆動させて、偏光フィルタPF(フィルタ保持環81)を回転させる。この偏光フィルタPFの回転制御については後述する。

0054

フィルタ挿脱枠80が撮影光軸Z1上の挿入位置にある状態で図1の撮影状態から図2の収納状態への移行信号が出された場合、すなわちフィルタ挿入スイッチ88がオンの状態でデジタルカメラ70のメインスイッチ73がオフされた場合、制御回路75は、フィルタ駆動モータ87をフィルタ離脱方向に駆動して、偏光フィルタPF(フィルタ挿脱枠80)を撮影光軸Z1上の挿入位置から退避光軸Z2上の離脱位置まで移動させる。制御回路75は、続いてズームモータ150を鏡筒収納方向に駆動し、2群レンズ移動枠8が光軸方向後方へ後退される。すると前述したように、カム突起19の作用によって、2群レンズ枠6が撮影光軸Z1上の撮影用位置から退避光軸Z2側の収納用退避位置へと退避回動を行う。なお、メインスイッチ73がオフされたときに既にフィルタ挿脱枠80が退避光軸Z2上の離脱位置にあるときには、制御回路75はフィルタ駆動モータ87の駆動を省略してズームモータ150による鏡筒収納動作を行わせる。こうして2群レンズ枠6とフィルタ挿脱枠80の両方が撮影光軸Z1に対して退避された状態が図29及び図30である。同図から分かる通り、第2レンズ群LG2と偏光フィルタPFは、退避回動軸33を中心として同方向へ退避移動され、その結果、互いに退避光軸Z2上において前後方向に隣接して位置している。このように第2レンズ群LG2と偏光フィルタPFを同方向に退避させることで、互いに別方向へ退避させる場合よりも退避用の駆動スペースを小さくすることができる。また、2群レンズ枠6とフィルタ挿脱枠80は、退避回動軸33という共通の回動軸によって軸支されているため、部品点数を少なくして支持構造を簡略化することができる。

0055

制御回路75は、2群レンズ枠6の退避回動が完了した後も引き続きズームモータ150を鏡筒収納方向に駆動させる。すると、2群レンズ移動枠8が2群レンズ枠6とフィルタ挿脱枠80を伴ってさらに後退し、最終的に図2に示す位置に達する。図2の鏡筒収納状態では、第2レンズ群LG2が第3レンズ群LG3及びローパスフィルタLG4と略同じ光軸方向位置(鏡筒径方向に重なる位置)まで後退され、偏光フィルタPFがCCD60と略同じ光軸方向位置(鏡筒径方向に重なる位置)まで後退されている。つまり、実質的に第2レンズ群LG2と偏光フィルタPFの厚み分だけズームレンズ鏡筒71の収納長が短縮されており、これによりデジタルカメラ70を薄型化することが可能になっている。図2の鏡筒収納状態では、制御回路75は、フィルタ挿入スイッチ88、フィルタ離脱スイッチ89、フィルタ正転スイッチ90、フィルタ逆転スイッチ91、フィルタ位置ダイレクト指定スイッチ92のいずれの操作信号が入力されてもフィルタ駆動モータ87を駆動させない。

0056

以上の鏡筒収納動作とは逆に、図2の収納状態においてメインスイッチ73がオンされて図1の撮影状態への移行信号が出された場合、制御回路75は、ズームモータ150を鏡筒繰出方向に駆動して、ズームレンズ鏡筒71を前述の撮影状態にさせる。収納状態から撮影状態に移行する途中で、2群レンズ枠6が収納用退避位置から撮影用位置へと回動され、第2レンズ群LG2が撮影光軸Z1上に進出する。この鏡筒繰出動作中においては、制御回路75がフィルタ駆動モータ87を駆動させず、フィルタ挿脱枠80は、偏光フィルタPFを退避光軸Z2上の離脱位置に保ちながら2群レンズ移動枠8と共に光軸方向前方に移動される。

0057

なお、図1の撮影状態から図2の収納状態になる際に、前述したフィルタ駆動モータ87の駆動力ではなく、2群レンズ枠6の退避回動動作によってフィルタ挿脱枠80を離脱位置へ回動させることができる。すなわち、撮影状態では図33のように2群レンズ枠6のストッパ突起6fがストッパ部80gに当接しており、2群レンズ枠6が退避回動軸33を中心として同図の時計方向に退避回動することで、ストッパ突起6fがストッパ部80gを押圧してフィルタ挿脱枠80が2群レンズ枠6と共に離脱位置まで回動される。この構成により、仮に何らかのエラーでフィルタ駆動モータ87が正しく駆動されなかった場合でも、メインスイッチ73をオフしたときには、偏光フィルタPFやフィルタ挿脱枠80を後方のAFレンズ枠51やCCDホルダ21と干渉させることなく確実に鏡筒収納動作を行わせることができる。

0058

続いて、撮影光軸Z1上に挿入された状態での偏光フィルタPFの回転制御について説明する。本実施形態のデジタルカメラ70では、撮影者が、LCD20に表示される被写体画像を観察しながら、フィルタ正転スイッチ90、フィルタ逆転スイッチ91、フィルタ位置ダイレクト指定スイッチ92を操作して偏光フィルタPFの停止位置を決定する。

0059

図35は、フィルタ正転スイッチ90を操作したときの偏光フィルタPFの駆動態様を示しており、図36は、フィルタ逆転スイッチ91を操作したときの偏光フィルタPFの駆動態様を示している。図35及び図36に示すように、フィルタ正転スイッチ90またはフィルタ逆転スイッチ91を操作したときに、偏光フィルタPFは、周方向に等間隔で設定された16箇所(ステップ)の回転角位置のいずれかに停止するように、ステップワイズに回転制御される。この16ステップの回転角位置を間欠休止位置N0〜N15とする。

0060

偏光フィルタPFが撮影光軸Z1上に挿入されている状態でフィルタ正転スイッチ90を操作すると、図32ないし図34におけるK1方向に駆動ギヤ86を回転させる方向、すなわちフィルタ挿入方向へフィルタ駆動モータ87が駆動される。すると、前述の通り、フィルタ保持環81が撮影光軸Z1を中心として回転駆動される。このときのフィルタ保持環81の回転方向は、図35における時計方向であり、以下の説明中では順方向と称する。例えば、図35の間欠休止位置N0を基準とした場合、フィルタ正転スイッチ90を操作すると、間欠休止位置N1、N2、N3、N4・・N15の順に偏光フィルタPFの回転位置が変化していく。制御回路75は、偏光フィルタPFの間欠休止位置の間の回転途中にあるときはCCD60を介しての被写体画像処理を行わず、それぞれの間欠休止位置でCCD60を介して得られる被写体像を画像処理し、その電子画像をLCD20に表示する。撮影者は、LCD20に表示された画像を観察しながら偏光フィルタPFを順方向回転させ、好ましい状態の画像が得られたところでフィルタ正転スイッチ90の操作を止める。

0061

フィルタ正転スイッチ90を複数回操作したときは、その操作回数分だけ偏光フィルタPFが順方向に間欠回転される。また、フィルタ正転スイッチ90の操作を所定時間以上継続(長押し操作)することによっても、該フィルタ正転スイッチ90を複数回操作した場合と同様の回転動作を行わせることができる。この場合、フィルタ正転スイッチ90の継続操作を停止した時点で、最も近い次の間欠休止位置で回転が停止される。フィルタ正転スイッチ90を複数回操作した場合と、継続操作した場合のいずれも、偏光フィルタPFが最終的に停止した位置(フィルタ正転スイッチ90の操作によって指定した間欠休止位置)で被写体の画像表示処理を行う。偏光フィルタPFが最終的に停止するまでに通過する途中の間欠休止位置では、被写体画像の表示更新処理を行なわないように制御してもよい。例えば、フィルタ正転スイッチ90を3回連続操作して、間欠休止位置N0から間欠休止位置N3へ偏光フィルタPFを回転させる場合、その途中の間欠休止位置N1、N2では画像の表示更新処理を行わないようにしてもよい。

0062

偏光フィルタPFはフィルタ逆転スイッチ91の操作によっても回転駆動させることができる。例えば、操作手段がフィルタ正転スイッチ90のみであると、間欠休止位置N0から間欠休止位置N15や間欠休止位置N14といった位置に偏光フィルタPFを回転させる際に、操作回数が多くなったり、操作時間が長くなったりと手間がかかる。フィルタ逆転スイッチ91は、このような場合の操作性を向上させるべく、間欠休止位置N0を基点とした場合に、フィルタ正転スイッチ90の操作時とは逆順に、間欠休止位置N15、N14、N13、N12・・N1という順で偏光フィルタPFの回転位置を変化させる操作部材である。

0063

但し、前述の通り、偏光フィルタPFを保持するフィルタ保持環81が回転(自転)されるのは、フィルタ駆動モータ87の正逆の駆動方向のうち一方(フィルタ挿入方向)においてのみであり、フィルタ駆動モータ87を逆転駆動すると、フィルタ保持環81が回転することなくフィルタ挿脱枠80が撮影光軸Z1からの離脱方向に回動してしまう。そのため制御回路75は、フィルタ逆転スイッチ91を操作した場合にも、フィルタ正転スイッチ90の操作時と同じく、フィルタ挿入方向へフィルタ駆動モータ87を駆動させて偏光フィルタPFを順方向に回転させる。具体的には、間欠休止位置間の1ステップごとの偏光フィルタPFの回転角(本実施形態では22.5度)をQv、フィルタ逆転スイッチ91による逆回転指示ステップ数をT、偏光フィルタPFの順方向への実際の回転角をQrとした場合、Qr=(16-T)Qvとして、フィルタ逆転スイッチ91の操作時におけるフィルタ回転量を設定する。言い換えると、フィルタ逆転スイッチ91を操作したとき、一回転分の全ステップ数(本実施形態では16)から、入力された逆回転方向への駆動ステップ数を減じたステップ数が、順方向への偏光フィルタPFの回転量として設定される。例えば、偏光フィルタPFが間欠休止位置N0にあるときにフィルタ逆転スイッチ91を1回操作すると、図36に矢印Q1で示すように、フィルタ一回転に相当する16ステップから1ステップを引いた15ステップ分、偏光フィルタPFが順方向(時計方向)へ回転されて間欠休止位置N15に達する。フィルタ逆転スイッチ91を操作したときには、制御回路75は、間欠休止位置の間の中間位置では画像処理を行わず、偏光フィルタPFが最終的に停止した位置(本例では間欠休止位置N15)で被写体像を画像処理してその電子画像をLCD20に表示させる。このとき、各間欠休止位置の中間位置のみならず、偏光フィルタPFが最終的に停止するまでに通過する途中の間欠休止位置(本例ではN1〜N14)でも、被写体画像の表示更新処理を行なわないように制御するとよい。これにより、実際には偏光フィルタPFを順方向に回転させながら、LCD20を観察する撮影者に対して、偏光フィルタPFが間欠休止位置N0から間欠休止位置N15へ逆方向回転されたように見せることができる。間欠休止位置N15においてフィルタ逆転スイッチ91を操作すると、図36に矢印Q2で示すように、偏光フィルタPFが順方向(時計方向)へ15ステップ分回転されて間欠休止位置N14に達し、そこで被写体画像の表示更新処理が行われる。以下同様に、フィルタ逆転スイッチ91を1回操作するごとに、図36の矢印Q3〜Q8のように偏光フィルタPFが15ステップずつ順方向に回転され、それぞれの間欠休止位置において被写体画像の表示更新処理が行われる。これにより、図36に白抜きの矢印で示すように、見かけ上、偏光フィルタPFが逆方向に1ステップずつ回転しているかのような効果が得られる。

0064

なお、間欠休止位置N0を基準とした場合、間欠休止位置N1〜N7へのフィルタ回転操作は、フィルタ逆転スイッチ91よりもフィルタ正転スイッチ90を用いる方が容易であるため、図36では、偏光フィルタPFを間欠休止位置N15〜N8へ回転させる場合の矢印Q1〜Q8のみを示している。しかし、間欠休止位置N0から間欠休止位置N1〜N7への偏光フィルタPFの回転操作をフィルタ逆転スイッチ91の操作によって行ってもよい。

0065

また、図36では、フィルタ逆転スイッチ91による逆回転指示ステップ数(上記式のT)を常に1とした場合の回転制御(矢印Q1〜Q8)を示しているが、この逆回転指示ステップ数を可変とした制御にすることも可能である。具体的には、フィルタ逆転スイッチ91を一定時間内に複数回操作したとき、当該操作回数を逆回転指示ステップ数として入力する。例えば、フィルタ逆転スイッチ91を2回連続して操作した場合、逆回転指示ステップ数を「2」とする。そして、上記式に基づき、フィルタ一回転に相当する16ステップから逆回転指示ステップである2を引いた14ステップを偏光フィルタPFの順方向回転量として決定する。このとき、前述のように、偏光フィルタPFが最終的に停止される位置において被写体画像の表示更新処理を行い、当該位置に達するまでは、途中で通過する間欠休止位置において被写体画像の表示更新処理は行わないようにするとよい。これにより、実際には偏光フィルタPFを順方向に14ステップ回転させながら、該偏光フィルタPFが2ステップ逆方向に回転したのと同様の使用感を撮影者に与えることができる。なお、フィルタ逆転スイッチ91の操作を所定時間以上継続(長押し操作)することによっても、該フィルタ逆転スイッチ91を複数回操作した場合と同様に制御される。

0066

以上のように偏光フィルタPFを回転制御することにより、フィルタ正転スイッチ90とフィルタ逆転スイッチ91の一方と他方を操作したときに、実際には偏光フィルタPFが同一方向に回転されるにもかかわらず、偏光フィルタPFが正逆方向に回転されるのと同等の優れた操作性を与えることができる。

0067

そして、操作性を損なうことなく、偏光フィルタPFの実際の回転駆動方向を一方向に限定したため、その回転駆動機構の構造を簡略化することができる。例えば、本実施形態とは異なり、フィルタ駆動モータ87の正転と逆転に応じて偏光フィルタPFを正逆両方向に回転させることが考えられる。しかし、本実施形態の構造では、フィルタ駆動モータ87の逆転駆動ではフィルタ挿脱枠80が撮影光軸Z1からの離脱方向へ回動しようとするので、仮にフィルタ駆動モータ87の逆転で偏光フィルタPFの逆回転を実現するには、偏光フィルタPFが撮影光軸Z1上に挿入された状態で、撮影光軸Z1からの離脱方向へのフィルタ挿脱枠80の回動を規制する手段を別途設ける必要が生じる。また、偏光フィルタPFの正逆回転を可能にするために、偏光フィルタPFの回転駆動用モータと、フィルタ挿脱枠80の挿脱回動を行うモータとを別々に備えることも考えられるが、駆動機構がさらに大型化、複雑化してしまうというデメリットがある。これに対し、本実施形態では、単一のフィルタ駆動モータ87によって偏光フィルタPFの挿脱動作と回転動作を行わせることができ、撮影光軸Z1に対する偏光フィルタPFの離脱移動を規制する特別なストッパも必要としない。

0068

フィルタ位置ダイレクト指定スイッチ92は、間欠休止位置N0〜N15のいずれかを直接に指示して当該位置へ偏光フィルタPFを回転させる操作手段であり、例えば、LCD20に表示されるディスプレイスイッチなどにすれば省スペースに構成できるが、その具体的構成は問わない。フィルタ位置ダイレクト指定スイッチ92を操作したときには、当該操作で指定された指定回転角位置と、現状の偏光フィルタPFの回転角位置の間の、フィルタ順回転方向におけるステップ数の差だけフィルタ駆動モータ87が正転駆動(フィルタ挿入方向への駆動)される。そして、偏光フィルタPFが指定の位置に達したときに被写体画像の表示更新処理が行われる。なお、当該指定位置に達するまでは、途中の間欠休止位置において被写体画像の表示更新処理を行なわないように制御すると、画像処理の負担が抑えられて好ましい。例えば、フィルタ位置ダイレクト指定スイッチ92の操作により間欠休止位置N0から間欠休止位置N6へ偏光フィルタPFを回転させる場合、途中の間欠休止位置N1〜N5では画像の表示更新処理を行わないようにしてもよい。

0069

以上のように、フィルタ正転スイッチ90、フィルタ逆転スイッチ91、フィルタ位置ダイレクト指定スイッチ92を操作して偏光フィルタPFを回転駆動するときには、操作によって指定された間欠休止位置(N0〜N15のいずれか)に偏光フィルタPFが達したときに、CCD60を介して得られる被写体画像がLCD20に表示される。この画像表示制御を行う画像処理回路LCDドライバは、本実施形態では制御回路75に含まれている。そして制御回路75は、それぞれの間欠休止位置N0〜N15を除いた中間角度位置に偏光フィルタPFがあるときには、被写体の画像処理とLCD20の表示画像の更新を停止する。つまり、偏光フィルタPFの回転駆動に際して、特定の回転角度ごとに間欠的に画像情報を取り込んで表示するように制御が行われる。

0070

より詳細には、前述した通り、フィルタ正転スイッチ90の操作により偏光フィルタPFの回転位置を1ステップ(間欠休止位置)ずつ変化させていく場合、1ステップ毎に被写体の画像処理を行ってLCD20の表示画像を更新するとよい。また、フィルタ逆転スイッチ91によって偏光フィルタPFの疑似的な逆回転を行わせる場合は、その疑似逆回転が停止されるまでは、途中の間欠休止位置や各間欠休止位置の中間位置において画像の表示更新処理は行わず、疑似逆回転が停止される間欠休止位置で画像の表示更新処理を行うとよい。また、フィルタ位置ダイレクト指定スイッチ92によって偏光フィルタPFの間欠休止位置を直接に指定する場合も、途中の間欠休止位置や各間欠休止位置の間において画像の表示更新処理は行わず、指定した間欠休止位置に達したときに画像の表示更新処理を行うとよい。

0071

デジタルカメラにおける画像処理技術は進歩しているが、その一方で撮像素子の高画素化に伴い処理データ量が増大しており、画像処理にかかる時間は無視できない。本実施形態では、偏光フィルタPFの回転駆動に際して、被写体画像の表示更新処理(画像情報の取り込み)を間欠的に行うようにしたため、画像処理にかかる負担を軽減して処理レスポンスを向上させることができる。また、LCD20に表示される被写体画像を間欠的に表示することにより、偏光フィルタPFの効果を撮影者が観察する時間を長く確保することができ、余裕をもって偏光フィルタPFの回転位置を選択することが可能となっている。

0072

このように、本発明は、偏光フィルタPFの回転駆動に際して被写体画像の表示更新処理を間欠的(ステップワイズ)に行うものであり、この画像の更新表示処理時には、偏光フィルタPFの回転動作も停止させることが好ましい。ただし、一般に偏光フィルタは、わずかな回転角の変位では偏光効果が大きく変化しないので、実質的に停止しているとみなせる程度の回転スピードであれば、画像の表示更新処理時に偏光フィルタPFの回転を継続させることも可能である。この場合、偏光フィルタPFの回転速度が速すぎると、LCD20に表示される画像の状態と、実際の偏光フィルタPFの回転位置に大きなずれが生じるおそれがあるので、画像の更新表示処理時には、偏光フィルタPFの回転速度を遅くするように制御するとよい。

0073

以上、図示実施形態に基づき本発明を説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、図示実施形態では回転効果光学要素の一例として偏光フィルタPFを用いているが、本発明は、偏光フィルタ以外にもクロスフィルタなど、回転操作することにより被写体画像の状態を変化させる回転効果光学要素全般に適用可能である。

0074

また、図示実施形態の偏光フィルタPFは、フィルタ駆動モータ87の正逆駆動によって撮影光軸Z1上に挿脱されるタイプであるが、本発明は、このような挿脱可能なタイプではない回転効果光学要素に対しても適用可能である。また、図示実施形態の偏光フィルタPFは、一方向にのみ回転駆動されるタイプであるが、本発明は、正逆方向に回転駆動されるタイプの回転効果光学要素に対しても適用可能である。

0075

また、本発明は図示実施形態のようなズームレンズ鏡筒に限らず、単焦点タイプの光学系に適用しても前掲の効果を得ることができる。

図面の簡単な説明

0076

本発明の撮像装置の一実施形態である、偏光フィルタを備えたデジタルカメラの撮影状態を示す断面図である。
同デジタルカメラのズームレンズ鏡筒の収納状態の断面図である。
テレ端におけるズームレンズ鏡筒の一部を拡大した断面図である。
ワイド端におけるズームレンズ鏡筒の一部を拡大した断面図である。
収納状態におけるズームレンズ鏡筒の一部を拡大した断面図である。
収納状態におけるズームレンズ鏡筒の一部を拡大した断面図である。
ズームレンズ鏡筒の全体を示す斜視図である。
ズームレンズ鏡筒の分解斜視図である。
第1レンズ群の支持機構に関する要素の分解斜視図である。
第2レンズ群と偏光フィルタの支持機構に関する要素の分解斜視図である。
固定環から第3外筒までの繰出機構に関する要素の分解斜視図である。
固定環の展開平面図である。
ヘリコイド環の展開平面図である。
第3外筒の展開平面図である。
直進案内環の展開平面図である。
カム環の展開平面図である。
カム環の内周面側の2群案内カム溝を透視して示す展開平面図である。
第2外筒の展開平面図である。
第1外筒の展開平面図である。
2群直進案内環の展開平面図である。
2群レンズ移動枠の展開平面図である。
デジタルカメラの一部の電気部品の関係を示すブロック図である。
偏光フィルタを駆動する機構の分解斜視図である。
フィルタ挿脱枠の一部を光軸と直交する方向の断面で示した断面図である。
ズームレンズ鏡筒が撮影状態にあり、偏光フィルタが撮影光軸に対して離脱されている状態を示す後方斜視図である。
図25に2群レンズ移動枠を加えた後方斜視図である。
ズームレンズ鏡筒が撮影状態にあり、偏光フィルタが撮影光軸上に挿入された状態を示す後方斜視図である。
図27に2群レンズ移動枠を加えた後方斜視図である。
ズームレンズ鏡筒が収納状態にあり、第2レンズ群と偏光フィルタが共に撮影光軸に対して退避されている状態を示す後方斜視図である。
図29に2群レンズ移動枠を加えた後方斜視図である。
偏光フィルタが撮影光軸上の挿入位置にあるときのフィルタ駆動機構の正面図である。
偏光フィルタが離脱位置にあるときのフィルタ駆動機構の正面図である。
第2レンズ群と偏光フィルタが共に撮影光軸上に位置しているときの2群レンズ枠とフィルタ挿脱枠を正面から見た図である。
第2レンズ群が撮影光軸上に位置し、偏光フィルタが退避光軸側に退避されているときの2群レンズ枠とフィルタ挿脱枠を正面から見た図である。
フィルタ正転スイッチを操作したときの偏光フィルタの駆動態様を示す正面図である。
フィルタ逆転スイッチを操作したときの偏光フィルタの駆動態様を示す正面図である。

符号の説明

0077

6 2群レンズ枠
8 2群レンズ移動枠
10 2群直進案内環
11カム環
12 第1外筒
13 第2外筒
14 直進案内環
15 第3外筒
18ヘリコイド環
19カム突起
20 LCD(表示手段)
21CCDホルダ
22固定環
28ズームギヤ
33退避回動軸
35回動規制ピン
36 37 2群レンズ枠支持板
51AFレンズ枠(3群レンズ枠)
60 CCD(撮像素子)
70デジタルカメラ
71ズームレンズ鏡筒
72カメラボディ
73メインスイッチ
75制御回路
76シャッタユニット
77測光スイッチ
78レリーズスイッチ
80フィルタ挿脱枠
81フィルタ保持環
81a フィルタギヤ
82フリクションギヤ
83アイドルギヤ
84回動制御ギヤ
85 アイドルギヤ
86駆動ギヤ
87フィルタ駆動モータ
88フィルタ挿入スイッチ
89 フィルタ離脱スイッチ
90 フィルタ正転スイッチ
91 フィルタ逆転スイッチ
92フィルタ位置ダイレクト指定スイッチ
150ズームモータ
160 AFモータ
A絞り
Sシャッタ
LG1 第1レンズ群
LG2 第2レンズ群
LG3 第3レンズ群
LG4ローパスフィルタ
N0〜N15間欠休止位置
PF偏光フィルタ(回転効果光学要素)
Z0鏡筒中心軸
Z1撮影光軸
Z2退避光軸

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