JP2007156069A

JP2007156069A - レンズ鏡胴及び撮像装置

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Publication number: JP2007156069A
Application number: JP2005350418A
Authority: JP
Inventors: Togo Teramoto; 東吾寺本; Akira Funabashi; 章船橋; Yuji Hasegawa; 裕士長谷川
Original assignee: Konica Minolta Opto Inc
Current assignee: Konica Minolta Opto Inc
Priority date: 2005-12-05
Filing date: 2005-12-05
Publication date: 2007-06-21

Abstract

【課題】単一の駆動源で、簡単な構成により、焦点距離変更と共にフォーカシングを行うことができる、特に薄型の、低コストのレンズ駆動装置を備えたレンズ鏡胴を得る。
【解決手段】光軸方向に移動可能な少なくとも２つのレンズ群を有し、このレンズ群のうち、一方のレンズ群を光軸方向に移動させる駆動源と、駆動源により移動させられる一方のレンズ群に係合し、一方のレンズ群の移動により駆動される被駆動部材と、この被駆動部材により他方のレンズ群を光軸方向に移動させるレンズ駆動装置を備えたレンズ鏡胴とする。
【選択図】図４

Description

本発明は、単一の駆動源で２つのレンズ群を移動させるよう構成されたレンズ駆動装置を備えたレンズ鏡胴及び該レンズ鏡胴を備えた撮像装置に関するものである。

従来より、焦点距離可変の撮影レンズ（以下、ズームレンズとも称す）を搭載したカメラが市販されている。ズームレンズは、光学系を構成する複数のレンズ群を光軸に沿って所望の位置に移動させて、その間隔を変化させることにより、焦点距離の変更（ズーミング）を行うようになっている。

複数のレンズ群を光軸に沿って移動させる方式としては大別して２種有り、レンズ枠を直進案内に係合させ、カム筒を回転させることによりレンズ枠を直進移動させるものと、光軸に略平行に軸を配置しこの軸を直進案内のガイド軸とし、レンズ枠にガイド軸が貫通するスリーブを形成し、モータとリードスクリューを用いて直接的にレンズ枠をガイド軸に沿って摺動させ直進移動させるものがある。

前者のカム筒を回転させることによりレンズ枠を直進移動させるものとしては、２つのレンズ群を移動させるカム筒に、ズーミング領域とフォーカシング領域に対応するカム溝を交互に設け、１つのモータによりズーミングとフォーカシングを行う、所謂ステップズームと呼ばれているものがある。

後者のリードスクリューを用いて直接的にレンズ枠をガイド軸に沿って移動させるものは、簡単な構造とできるため、沈胴機構を必要としないレンズ鏡胴に多用されており、モータとリードスクリューを用いて直接的にレンズ枠を移動させる駆動装置として、一方のレンズ群を移動させるためのリードスクリューと他方のレンズ群を移動させるためのリードスクリューがあり、一方のリードスクリューから他方のリードスクリューへ、歯車やベルトを用いて動力伝達し、１つのモータで２つのレンズ群を移動させるレンズ駆動装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００１−１２４９７４号公報

しかしながら、上記のステップズームと呼ばれているものは、１つのモータにより複数のレンズ群を光軸に沿って移動させてズーミングとフォーカシングを行えるものであるが、ズーミング時に焦点距離が段階的に変化することになり、連続的な小刻みの焦点距離変更を行うことができず、更には、カム形状が複雑なうえに、レンズ群の外側に円筒状のカム筒が配置されるため、径方向で太く大型化する問題がある。

また、上記特許文献１に記載のレンズ駆動装置は、ズーミングには適用できるがフォーカシングを行うことはできないため、別途フォーカシングのためのモータ等の駆動源を必要とし、レンズ鏡胴に適用した場合には、コスト増に加え、大型化してしまう問題がある。

本発明は上記問題に鑑み、単一の駆動源で、簡単な構成により、焦点距離変更と共にフォーカシングを行うことができる、特に鏡胴が薄型の、低コストのレンズ駆動装置を備えたレンズ鏡胴及びこのレンズ鏡胴を備えた薄型の、低コストの撮像装置を得ることを目的とするものである。

上記の目的は、下記に記載する発明により達成される。

１．光軸方向に移動可能な少なくとも２つのレンズ群を有し、前記レンズ群のうち、一方のレンズ群を光軸方向に移動させる駆動源と、前記駆動源により移動させられる一方のレンズ群を保持する鏡枠の一部に係合し前記一方のレンズ群の移動により駆動される被駆動部材と、該被駆動部材により他方のレンズ群を光軸方向に移動させるレンズ駆動装置を備えたことを特徴とするレンズ鏡胴。

２．前記被駆動部材は、前記駆動源により移動させられる一方のレンズ群を保持する鏡枠の一部と所定の遊び量を有して係合し前記一方のレンズ群の移動により回転させられる第１の回転部材と、該第１の回転部材により回転させられる第２の回転部材であり、該第２の回転部材により前記他方のレンズ群を光軸方向に移動させることを特徴とする１に記載のレンズ鏡胴。

３．前記第１の回転部材の回転による前記第２の回転部材の回転を可能とし、前記第２の回転部材による前記第１の回転部材の回転を不能とするクラッチ部材を備えたことを特徴とする２に記載のレンズ鏡胴。

４．前記第２の回転部材に溝状のカムを形成したことを特徴とする２に記載のレンズ鏡胴。

５．前記第２の回転部材に階段状のカムを形成し、前記カムに前記他方のレンズ群を保持する鏡枠の一部を当接させたことを特徴とする２に記載のレンズ鏡胴。

６．前記第２の回転部材の回転中心と前記他方のレンズ群を保持する鏡枠の一部の当接位置を結ぶ直線が、光軸と略平行であることを特徴とする４又は５に記載のレンズ鏡胴。

７．前記被駆動部材は、前記駆動源により移動させられる一方のレンズ群を保持する鏡枠の一部と所定の遊び量を有して係合し前記一方のレンズ群の移動により光軸直交方向に移動させられるカム部材であり、前記カム部材により他方のレンズ群を光軸方向に移動させることを特徴とする１に記載のレンズ鏡胴。

８．１〜７のいずれかに記載のレンズ鏡胴を備えたことを特徴とする撮像装置。

本発明によれば、単一の駆動源で、簡単な構成により、焦点距離変更と共にフォーカシングを行うことができる、特に鏡胴が薄型の、低コストのレンズ駆動装置を備えたレンズ鏡胴を得ることができ、このレンズ鏡胴を備えることで、薄型、低コストの撮像装置を得ることが可能となる。

以下、実施の形態により本発明を詳しく説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。

図１は、本実施の形態に係るレンズ鏡胴を備えた撮像装置の一例であるカメラ１００の主要構成ユニットの内部配置の一例を示す図である。同図は、カメラ１００を被写体側から見た斜視図である。

同図に示すように、カメラ１００は、変倍可能な折り曲げ撮像光学系を内包した本発明に係るレンズ鏡胴５０が図示の如く右側に縦に配置され、開口部５１が被写体光束を取り込むよう配置されている。この開口部５１には、開口部５１を露呈する開状態と開口部５１を覆う閉状態とする不図示のレンズバリアが設けられている。

５２はフラッシュ発光窓であり、５３はフラッシュ発光窓の後方に配置された反射傘、キセノン管、その他メインコンデンサ、回路基板等で構成されるフラッシュユニットである。５４はカード型の画像記録用メモリである。５５は電池であり、本カメラの各部へ電源を供給する。画像記録用メモリ５４及び電池５５は、図示しない蓋部から挿脱が可能となっている。

本カメラの上面には、レリーズ釦５６が配置され、その１段の押し込みによりカメラの撮影準備動作、即ち焦点合わせ動作や測光動作が行われ、その２段の押し込みにより撮影露光動作が行われる。５７はメインスイッチであり、カメラを動作状態と非動作状態に切り替えるスイッチである。メインスイッチ５７により動作状態に切り替えられると、不図示のレンズバリアは、開状態にされると共に、各部の動作が開始される。また、メインスイッチ５７により非動作状態に切り替えられると、不図示のレンズバリアは、閉状態にされると共に、各部の動作を終了させる。

本カメラの背面には、ＬＣＤ或いは有機ＥＬ等で構成され、画像やその他文字情報等を表示する画像表示部５８が配置されている。また、図示していないが、ズームアップ、ズームダウンをおこなうズーム釦、撮影した画像を再生する再生釦、画像表示部５８上に各種のメニューを表示させるメニュー釦、表示から所望の機能を選択する選択釦等の操作部材が配置されている。

また、不図示であるが、これら主要構成ユニットの間には、各部を接続すると共に、各種電子部品が搭載された回路基板が配置され、各主要構成ユニットの駆動及び制御を行うようになっている。同様に、不図示であるが、外部入出力端子、ストラップ取り付け部、三脚座等を備えている。

図２は、本実施の形態に係るレンズ鏡胴５０に内包された変倍可能な折り曲げ撮像光学系を示す断面図である。同図は、折り曲げ前及び折り曲げ後の２つの光軸を含む面で切断した断面図である。同図（ａ）はワイド状態の各レンズ群の位置を示し、同図（ｂ）はテレ状態の各レンズ群の位置を示している。

同図において、１は第１レンズ群であり、第１レンズ群１は、光軸をＯＡとし被写体に向けて配置されたレンズ１１と光軸ＯＡを略直角方向に折り曲げる反射部材であるプリズム１２と、プリズム１２により折り曲げられた光軸ＯＢを光軸として配置されたレンズ１３により構成されている。この第１レンズ群１は、移動しない固定されたレンズ群である。

２は第２レンズ群である。第２レンズ群は、変倍（以下、ズーミングとも言う）時に、不図示の鏡枠と共に、図示の如く光軸ＯＢ方向に移動するレンズ群である。

３は第３レンズ群である。この第３レンズ群３は、光軸ＯＢ方向に移動しないレンズ群である。なお、Ｓはシャッタ動作面であるが、絞りとシャッタの少なくとも一方が配置されているものであればよい。

４は第４レンズ群である。第４レンズ群は、変倍時及び焦点調節（以下、フォーカシングとも言う）時に不図示の鏡枠と共に、光軸ＯＢ方向に移動するレンズ群である。

５は第５レンズ群である。この第５レンズ群５は、光軸ＯＢ方向に移動しない固定されたレンズ群である。

７は赤外光カットフィルタであり、必要に応じてオプチカルローパスフィルタが適宜積層して配置される。

赤外光カットフィルタ７の後方には不図示の撮像素子が配置される。撮像素子としては、ＣＣＤ（ＣｈａｒｇｅＣｏｕｐｌｅｄＤｅｖｉｃｅ）型イメージセンサ、ＣＭＯＳ（ＣｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙＭｅｔａｌ−ＯｘｉｄｅＳｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）型イメージセンサ等が用いられる。

以下、第１〜第３の実施の形態を用い、本発明に係るレンズ鏡胴について説明する。

（第１の実施の形態）
図３は、第１の実施の形態に係るレンズ鏡胴５０のユニット状態の概略の斜視図である。なお、以下の図においては、説明の重複を避けるため、同機能部材には同符号を付与して説明する。

同図に示すように、第１の実施の形態に係るレンズ鏡胴５０の外表面は、略直方体形状であり、主胴９内には、不図示の複数のレンズ群が配置され、複数のレンズ群のうち移動可能となされた２つのレンズ群のうち、一方のレンズ群を移動させる駆動源であるモータ２０を備えている。８は撮像素子であり、ＦＰＣはフレキシブルプリント基板であり、撮像素子８と不図示の回路基板に接続されている。１１は最も物体側に配置されたレンズであり光軸ＯＡを被写体に向けて配置されている。

モータ２０は、主胴９に固定されている。また、モータ２０は、例えばステッピングモータであり、不図示のプリント基板に接続され、個々に制御及び駆動されるようになっている。１０は蓋部材である。

蓋部材１０には、長穴の開口部１０ｋが形成されており、この開口部１０ｋから第４レンズ群の鏡枠に一体的に形成されたピン４ｐ及び、第２レンズ群の鏡枠に一体的に形成されたピン２ｐが突出している。

蓋部材１０には、第１の回転部材２１が回転可能に組み付けられている。第１の回転部材２１には、図示の如く、切り欠き部が形成されており、この切り欠き部はピン４ｐと所定の遊び量を有して係合するようになっている。また、第１の回転部材２１の外周は歯車に形成されている。

更に、第１の回転部材２１の外周に形成された歯車に歯合する歯車が外周に形成された第２の回転部材２２が組み付けられている。第２の回転部材２２には、図示の如く、切り欠き部が形成されており、この切り欠き部はピン２ｐの径方向で嵌合している。

図４は、第１の実施の形態に係るレンズ鏡胴５０に備えられたレンズ駆動装置の主要部を模式的に示した分解斜視図である。同図は、第２〜第４レンズ群及び第１の回転部材２１、第２の回転部材２２を抜き出したものである。

同図において、１５、１６はガイド軸である。ガイド軸１５には、第２レンズ群２を保持する第２レンズ群鏡枠２ｋに一体的に形成されたスリーブ部２ｓが嵌合し、ガイド軸１６には、第２レンズ群鏡枠２ｋに一体的に形成された回転係止部２ｍが係合している。同様に、ガイド軸１５には、第４レンズ群４を保持する第４レンズ群鏡枠４ｋに一体的に形成されたスリーブ部４ｓが嵌合し、ガイド軸１６には、第４レンズ群鏡枠４ｋに一体的に形成された回転係止部４ｍが係合している。スリーブ部２ｓにはピン２ｐが、スリーブ部４ｓにはピン４ｐがそれぞれ一体的に形成されている。

スリーブ部４ｓには、駆動源であるモータ２０により駆動されるリードスクリュー２０ｒと螺合する螺合部４ｒが形成されている。これにより、モータ２０及びリードスクリュー２０ｒの回転により、第４レンズ群枠４ｋはガイド軸１５、１６にガイドされ、光軸ＯＢ方向に移動可能と成されている。

モータ２０及びリードスクリュー２０ｒの回転により、第４レンズ群枠４ｋを第３レンズ群３に接近させるように移動させると、ピン４ｐは第１の回転部材２１に形成された切り欠き部２１ｋの遊び量内を移動し、一方の端面部２１ｔに当接し第１の回転部材２１を図示反時計回り方向に回転させる。この回転により、第１の回転部材２１と歯合する第２の回転部材２２は、図示時計回り方向に回転させられ、第２の回転部材２２に形成された切り欠き部２２ｋに嵌合されたピン２ｐは、第３レンズ群３に接近する方向に移動させられる。これにより、第２レンズ群鏡枠２ｋは光軸ＯＢに沿って第３レンズ群３に接近する方向に、ガイド軸１５、１６にガイドされて移動し、広角側から望遠側へのズーミングがなされる。

この後、モータ２０及びリードスクリュー２０ｒにより、ピン４ｐを第３レンズ群３から離間する方向に、遊び量を有した切り欠き部２１ｋ内を移動させて、フォーカシングが行われる。即ち、この遊び量は、第４レンズ群鏡枠４ｋ即ちピン４ｐがフォーカシングにより移動しても、端面部２１ｔに当接しないだけの量が設定されている。

一方、第２レンズ群２及び第４レンズ群４を、第３レンズ群３から離間させ、望遠側から広角側へのズーミングの際には、モータ２０及びリードスクリュー２０ｒにより、第４レンズ群枠４ｋを第３レンズ群３から離間させるように移動させると、ピン４ｐは第１の回転部材２１に形成された切り欠き部２１ｋの遊び量内を移動し、他方の端面部２１ｔに当接し第１の回転部材２１を図示時計回り方向に回転させる。この回転により、第１の回転部材２１と歯合する第２の回転部材２２は、図示反時計回り方向に回転させられ、第２の回転部材２２に形成された切り欠き部２２ｋに嵌合されたピン２ｐは、第３レンズ群３から離間する方向に移動させられる。これにより、第２レンズ群鏡枠２ｋは光軸ＯＢに沿って第３レンズ群３から離間する方向に、ガイド軸１５、１６にガイドされて移動し、望遠側から広角側へのズーミングがなされる。

この後、モータ２０及びリードスクリュー２０ｒにより、ピン４ｐを第３レンズ群３に接近する方向に、遊び量を有した切り欠き部２１ｋ内を移動させて、フォーカシングが行われる。

図５は、第１の実施の形態に係る各レンズ群の移動を示した図である。同図及び図４を用いて、広角側から望遠側にズーミングする場合と、望遠側から広角側にズーミングする場合の各レンズ群の動きについて、ピン２ｐと４ｐの動きで説明する。なお、破線Ａと破線Ｂで挟まれた領域がピン４ｐと切り欠き部２１ｋとの間の遊び量に相当する。また、破線Ａと破線Ｂの間の実線は、各焦点距離における無限遠に対するピント位置を示している。

最初に、各レンズ群がＷ（ワイド）状態にあって、ピン４ｐが同図Ｂｗの位置、ピン２ｐが同図２ｗの位置にあり、ＭＡ（ミドルＡ）に示す焦点距離の位置までズーミングする場合を例に取り説明する。

まず、モータ２０及びリードスクリュー２０ｒを回転させ、ピン４ｐを遊び量だけ第３レンズ群３側へ移動させるとＡｗの位置で端面部２１ｔに当接し、更にリードスクリュー２０ｒを回転させるとピン４ｐの移動により第１の回転部材２１を回転させながら、同図破線Ａに沿ってピン４ｐ即ち、第４レンズ群４が第３レンズ群３に接近する方向に移動する。この、ピン４ｐによる第１の回転部材２１の回転で、歯合する第２の回転部材２２が回転させられ、ピン２ｐ即ち、第２レンズ群２が第３レンズ群３に接近する方向に移動する。ＭＡとなった位置でモータ２０を停止させると、ピン２ｐは２ｍａの位置で停止し、ピン４ｐはＡｍａの位置で停止する。

この後、リードスクリュー２０ｒを逆に回転させピン４ｐを４ｍａに戻すと焦点距離ＭＡでの無限遠にピントが合った状態となる。この時、ピン４ｐは遊び量内の移動であるためピン２ｐ即ち第２レンズ群は停止したままである。ピン４ｐを、この遊び量内の４ｍａに示す位置とＡｍａに示す位置の間で移動させることで被写体距離に対応してピント合わせが可能となる。

次に、ＭＡ（ミドルＡ）に示す焦点距離位置から広角側のＭＢ（ミドルＢ）に示す焦点距離位置までズーミングする場合を説明する。

４ｍａにあるピン４ｐを第３レンズ群３から離間する方向へ移動させるとＢｍａの位置で端面部２１ｔに当接し、更にリードスクリュー２０ｒを回転させるとピン４ｐの移動により第１の回転部材２１を回転させながら、同図破線Ｂに沿ってピン４ｐ即ち、第４レンズ群４が第３レンズ群３と離間する方向に移動する。この、ピン４ｐによる第１の回転部材２１の回転で、歯合する第２の回転部材２２が回転させられ、ピン２ｐ即ち、第２レンズ群２が第３レンズ群３と離間する方向に移動する。ＭＢとなった位置でモータ２０を停止させると、ピン２ｐは２ｍｂの位置で停止し、ピン４ｐはＢｍｂの位置で停止する。

この後、ピン４ｐを４ｍｂの位置に移動させると焦点距離ＭＢでの無限遠にピントが合った状態となる。この時、ピン４ｐは遊び量内の移動であるためピン２ｐ即ち第２レンズ群は停止したままである。ピン４ｐを、この遊び量内の４ｍｂに示す位置とＡｍｂに示す位置の間で移動させることで被写体距離に対応してピント合わせが可能となる。

なお、本例における第２の回転部材２２は、ガイド軸方向の衝撃が与えられた場合に、第２レンズ群２及び第２レンズ群鏡枠２ｋが移動しないよう、摩擦等を有しながら回転可能に組み付けられていることが望ましい。この衝撃の問題に対しては、第１の回転部材２１周辺を以下のような構成にすると、第２の回転部材２２に摩擦等を与える必要が無く、より好ましい形態となる。

図６は、第１の回転部材２１周辺の構造を示す図である。同図（ａ）は第１の回転部材２１を上面から見た図であり、同図（ｂ）は同図（ａ）に示すＦ−Ｆ線で切断した断面図である。

同図に示すように、蓋部材１０には台座１０ｄが形成されており、この台座１０ｄの外周には、台座１０ｄの外径と略同径の巻き径の巻きバネ２５が挿入されている。巻きバネ２５の両方の端部２５ｆは、同図（ａ）に示すように第１の回転部材２１の切り欠き部２１ｋの開き角θより僅かに狭い開き角に形成され、上面から見て切り欠き部２１ｋから僅かに露呈するように組み込まれている。

また、第１の回転部材２１の蓋部材１０側の面には、巻きバネ２５の両方の端部２５ｆと僅かの隙間を有して、端部２５ｆを挟むようにボス２１ｂが２箇所に形成されている。

以上のような構成の、第１の回転部材２１に動作について説明する。

ピン４ｐが不図示のモータにより図示矢印方向に移動すると、まず巻きバネ２５の端部２５ｆに当接する。この巻きバネ２５は、ピン４ｐにより、ゆるむ方向に押されるため回転し、次いでピン４ｐは切り欠き部２１ｋの端面部２１ｔに当接して第１の回転部材２１を回転させることができる。これにより、第１の回転部材２１に歯合する第２の回転部材２２を回転させることができる。

一方、ガイド軸方向の衝撃が与えられた場合には、第２レンズ群２及び第２レンズ群鏡枠２ｋがガイド軸方向に慣性力で第２の回転部材２２を回転させようとする。この時、歯合する第１の回転部材２１は微少量回転すると、ボス２１ｂが巻きバネ２５の端部２５ｆに当接し、この巻きバネ２５は、ボス２１ｂにより、締まる方向に押されるため回転できない状態となる。これにより、ガイド軸方向に衝撃が与えられても、レンズ群が移動しないようにできる。

即ち、本例の巻きバネ２５は、第１の回転部材２１の回転による第２の回転部材２２の回転を可能とし、第２の回転部材２２による第１の回転部材２１の回転を不能とするクラッチの機能を有するものである。

このような構成とすることにより、第２の回転部材２２に摩擦等を有して組み込む必要が無くなり、モータに必要とされるトルクを軽減でき、モータの小型化、消費電力の軽減を図ることが可能となる。

以上説明したように、駆動源であるモータにより移動させられるレンズ群と遊び量を有して係合し、回転させられる第１の回転部材と、この第１の回転部材により回転させられる第２の回転部材によって他方のレンズ群を光軸方向に移動させるよう構成したレンズ駆動装置とすることで、簡単な構成により、単一の駆動源で任意の小刻みな焦点距離変更と共にフォーカシングを行うことができる、特に鏡胴が薄型の、低コストのレンズ鏡胴を得ることが可能となる。

なお、第２の回転部材に切り欠き部を形成し、この切り欠き部にピン２ｐを嵌合した例で説明したが、第２の回転部材のピン２ｐ側の面に溝状のカムを形成し、このカムにピン２ｐを嵌合させた構成でもよいのは勿論である。また、第１の回転部材２１及び第２の回転部材２２を蓋部材１０の外側に配置した例で説明したが、レンズ鏡胴の内部に配置してもよいのは勿論である。

（第２の実施の形態）
図７は、第２の実施の形態に係るレンズ鏡胴５０のユニット状態の概略の斜視図である。なお、以下の図においては、説明の重複を避けるため、同機能部材には同符号を付与して説明する。また、第１の実施の形態と異なる部分についてのみ説明する。

同図に示す第２の実施の形態に係るレンズ鏡胴５０も、ピン４ｐと所定の遊び量を有して係合する第１の回転部材２１と歯合して回転させられる第２の回転部材２２を有している。

同図において、第２の回転部材２２は、その外周部に階段状のカム面が形成されている。このカム面にピン２ｐが当接して、ピン２ｐの光軸方向の位置が決められるよう構成されている。

図８は、第２の実施の形態に係るレンズ鏡胴５０に備えられたレンズ駆動装置の主要部を模式的に示した分解斜視図である。同図は、第２〜第４レンズ群及び第１の回転部材２１、第２の回転部材２２を抜き出したものである。

同図に示すように、第２の実施の形態に係るレンズ鏡胴５０の、第１の実施の形態と異なる部分は、第２の回転部材２２は、その外周部に階段状のカム面（本例では３段階）が形成されている。また、スリーブ２ｓを第２の回転部材２２の方向に付勢する圧縮コイルバネ３１が配置され、ピン２ｐが第２の回転部材２２に形成された階段状のカム面に当接するように構成されている。

更に、ピン２ｐの第２の回転部材の当接位置と第２の回転部材の回転中心を結ぶ直線は、光軸ＯＢと略平行となるように、ピン２ｐと第２の回転部材は配置されている。

図９は、第２の実施の形態に係る各レンズ群の移動を示した図である。同図及び図８を用いて、広角側から望遠側にズーミングする場合と、望遠側から広角側にズーミングする場合の各レンズ群の動きについて、ピン２ｐと４ｐの動きで説明する。なお、破線Ａと破線Ｂで挟まれた領域がピン４ｐと切り欠き部２１ｋとの間の遊び量に相当する。

最初に、各レンズ群がＷ（ワイド）状態にあって、ピン４ｐが同図Ｂｗ１の位置、ピン２ｐが同図２ｗの位置にあり、Ｔ（テレ）に示す焦点距離の位置までズーミングする場合を例に取り説明する。

まず、モータ２０及びリードスクリュー２０ｒを回転させ、ピン４ｐを遊び量だけ第３レンズ群３側へ移動させるとＡｗ１の位置で端面部２１ｔに当接し、更にリードスクリュー２０ｒを回転させるとピン４ｐの移動により第１の回転部材２１を回転させながら、同図破線Ａに沿ってピン４ｐ即ち、第４レンズ群４が第３レンズ群３に接近する方向に移動する。この、ピン４ｐによる第１の回転部材２１の回転で、歯合する第２の回転部材２２が回転させられ、ピン２ｐ即ち、第２レンズ群２が第３レンズ群３に接近する方向に移動する。ピン２ｐが２ｔとなる位置、ピン４ｐがＡｔ１となる位置となったとき、モータ２０を停止させる。

この後、リードスクリュー２０ｒを逆に回転させピン４ｐを４ｔ１に戻し、焦点距離Ｔでの無限遠にピントが合った状態となる。この時、ピン４ｐは遊び量内の移動であるためピン２ｐ即ち第２レンズ群は停止したままである。ピン４ｐを、この遊び量内の４ｔ１に示す位置とＡｔ１に示す位置の間及び、ピン２ｐが同じ階段カム上にある範囲内のＡｔ２まで、移動させることができ、広い被写体距離に対応してピント合わせが可能となる。即ち、本例の場合、Ｔ（テレ）位置では、４ｔ１からＡｔ２までの図示Ｆｔで示す広い範囲がフォーカシング可能領域となる。

次に、Ｔ（テレ）に示す焦点距離位置から広角側のＭ（ミドル）に示す焦点距離位置までズーミングする場合を説明する。

４ｔ１にあるピン４ｐを第３レンズ群３から離間する方向へ移動させるとＢｔ１の位置で端面部２１ｔに当接し、更にリードスクリュー２０ｒを回転させるとピン４ｐの移動により第１の回転部材２１を回転させながら、同図破線Ｂに沿ってピン４ｐ即ち、第４レンズ群４が第３レンズ群３と離間する方向に移動する。この、ピン４ｐによる第１の回転部材２１の回転で、歯合する第２の回転部材２２が回転させられ、ピン２ｐ即ち、第２レンズ群２が第３レンズ群３と離間する方向に移動する。ピン２ｐが２ｍとなる位置、ピン４ｐがＢｍ１となる位置となったとき、モータ２０を停止させる。

この後、ピン４ｐを４ｍ１の位置に移動させると焦点距離Ｍでの無限遠にピントが合った状態となる。この時、ピン４ｐは遊び量内の移動であるためピン２ｐ即ち第２レンズ群は停止したままである。ピン４ｐを、この遊び量内の４ｍ１に示す位置とＡｍ１に示す位置の間及び、ピン２ｐが同じ階段カム上にある範囲内のＡｍ２まで、移動させることができ、広い被写体距離に対応してピント合わせが可能となる。即ち、本例の場合、Ｍ（ミドル）位置では、４ｍ１からＡｍ２までの図示Ｆｍで示す広い範囲がフォーカシング可能領域となる。

同様に、本例の場合、Ｗ（ワイド）位置では、４ｗ１からＡｗ２までの図示Ｆｗで示す広い範囲がフォーカシング可能領域となる。

図１０は、第２の実施の形態に係るレンズ鏡胴５０に備えられたレンズ駆動装置の主要部のその他の例を模式的に示した分解斜視図である。同図に示すレンズ駆動装置の主要部は、図８で示したレンズ駆動装置の主要部と異なる部分についてのみ説明する。

同図に示すように、ピン４ｐが係合する切り欠き部２１ｋを有した第１の回転部材２１には、アイドラー歯車２３が歯合して設けられ、このアイドラー歯車２３に歯合して、小径の歯車が一体的に形成された第２の回転部材２２が設けられている。この第２の回転部材２２には、一体的に階段状のカムＣ１、Ｃ２、Ｃ３が形成されている。ピン２ｐは圧縮コイルバネ３１により付勢され、カムに当接している。また、この階段状のカムは歯車部とは厚み方向で異なる高さに形成されており、回転時の他の部材との干渉を回避するように形成されている。

同図においても、第２の回転部材２２の回転中心とピン２ｐの当接位置を結ぶ直線は、光軸と略平行となっている。

このように、第１の回転部材２１に形成された歯車の径に対し、第２の回転部材２２に形成される歯車を小径にすることにより、第１の回転部材２１の回転角に対し第２の回転部材２２の回転角を大きくすることができ、これにより第２の回転部材２２に形成するカム形状の自由度が向上し、ピン４ｐ即ち第４レンズ群４の移動量とピン２ｐ即ち第２レンズ群２の移動量に合わせ、カム形状を適切なものとすることができる。

なお、本例の第２及び第４レンズ群の移動については、図９と同様であるので省略する。

以上説明したように、駆動源であるモータにより移動させられるレンズ群と遊び量を有して係合し、回転させられる第１の回転部材と、この第１の回転部材により回転させられる第２の回転部材に階段状のカムを形成し、このカムによって他方のレンズ群を光軸方向に移動させるよう構成したレンズ駆動装置とすることで、簡単な構成により、単一の駆動源で焦点距離変更と共に各焦点距離において広いフォーカシング領域を有した、薄型の、低コストのレンズ鏡胴を得ることが可能となる。

更に、第２の回転部材２２の回転中心とピン２ｐの当接位置を結ぶ直線が、光軸ＯＢと略平行とすることで、光軸ＯＢ方向に衝撃がかかっても、第２レンズ群の位置が変化しないようにできる。このような構成とすることにより、モータに必要とされるトルクを軽減でき、モータの小型化、消費電力の軽減を図ることが可能となる。なお、この配置は、上述の第２の回転部材のピン２ｐ側の面に溝状のカムを形成した場合にも適用可能である。

なお、本例においても、第１の回転部材２１及び第２の回転部材２２を蓋部材１０の外側に配置した例で説明したが、レンズ鏡胴の内部に配置してもよいのは勿論である。

（第３の実施の形態）
図１１は、第３の実施の形態に係るレンズ鏡胴５０のユニット状態の概略の斜視図である。なお、第１及び第２の実施の形態と異なる部分についてのみ説明する。

同図に示す第３の実施の形態に係るレンズ鏡胴５０は、ピン４ｐと所定の遊び量を有して係合するカム４４が形成されたカム板４１を有している。

同図において、カム板４１は、ガイド部４２が形成されており、ガイド部４２に沿って移動可能に蓋部材１０に組み付けられている。またカム板４１には、ピン２ｐが嵌合してピン２ｐの光軸方向の位置が決められるカム４３が形成されている。

図１２は、第３の実施の形態に係るレンズ鏡胴５０に備えられたレンズ駆動装置の主要部を模式的に示した分解斜視図である。同図は、第２〜第４レンズ群及びカム板４１を抜き出したものである。

同図に示すように、第３の実施の形態に係るレンズ鏡胴５０のカム板４１は、モータ２０及びリードスクリュー２０ｒにより光軸ＯＢ方向に移動させられる第４レンズ群鏡枠４ｋに一体的に形成されたピン４ｐと所定の遊び量を有して係合する幅広のカム４４と、第２レンズ群鏡枠２ｋに一体的に形成されたピン２ｐと嵌合して係合するカム４３を有している。更に、カム板４１には、光軸ＯＢと略直交する方向に移動できるようガイド部４２が形成されている。

即ち、ピン４ｐがカム４４に当接した後、更に移動すると、カム板４１はガイド部４２により光軸ＯＢと略直交する方向（図示矢印方向）に移動し、この移動により、カム４３に嵌合しているピン２ｐが光軸ＯＢ方向に移動するということである。

図１３は、第３の実施の形態に係る各レンズ群の移動を示した図である。同図及び図１２を用いて、広角側から望遠側にズーミングする場合と、望遠側から広角側にズーミングする場合の各レンズ群の動きについて、ピン２ｐと４ｐの動きで説明する。なお、破線Ａと破線Ｂで挟まれた領域がピン４ｐとカム４４との間の遊び量に相当する。また、破線Ａと破線Ｂの間の実線は、各焦点距離における無限遠に対するピント位置を示している。

まず、モータ２０及びリードスクリュー２０ｒを回転させ、ピン４ｐを遊び量だけ第３レンズ群３側へ移動させるとＡｗの位置でカム４４に当接し、更にリードスクリュー２０ｒを回転させると、ピン４ｐの移動によりカム板４１を光軸ＯＢと直交する方向に移動させながら、同図破線Ａに沿ってピン４ｐ即ち、第４レンズ群４が第３レンズ群３に接近する方向に移動する。この、ピン４ｐによるカム板４１の移動で、ピン２ｐ即ち、第２レンズ群２が第３レンズ群３に接近する方向に移動する。ＭＡとなった位置でモータ２０を停止させると、ピン２ｐは２ｍａの位置で停止し、ピン４ｐはＡｍａの位置で停止する。

この後、リードスクリュー２０ｒを逆に回転させピン４ｐを４ｍａに戻すと焦点距離ＭＡでの無限遠にピントが合った状態となる。この時、ピン４ｐは遊び量内の移動であるためピン２ｐ即ち第２レンズ群は停止したままである。ピン４ｐを、この遊び量内の４ｍａに示す位置とＡｍａに示す位置の間で移動させることで被写体距離に対応したピント合わせが可能となる。

４ｍａにあるピン４ｐを第３レンズ群３から離間する方向へ移動させるとＢｍａの位置でカム４４に当接し、更にリードスクリュー２０ｒを回転させると、ピン４ｐの移動によりカム板４１を光軸ＯＢと直交する方向に移動させながら、同図破線Ｂに沿ってピン４ｐ即ち、第４レンズ群４が第３レンズ群３と離間する方向に移動する。この、ピン４ｐによるカム板４１の移動で、ピン２ｐ即ち、第２レンズ群２が第３レンズ群３と離間する方向に移動する。ＭＢとなった位置でモータ２０を停止させると、ピン２ｐは２ｍｂの位置で停止し、ピン４ｐはＢｍｂの位置で停止する。

以上説明したように、駆動源であるモータにより移動させられるレンズ群と遊び量を有して係合するカム部材によって他方のレンズ群を光軸方向に移動させるよう構成したレンズ駆動装置とすることで、簡単な構成により、単一の駆動源で任意の小刻みな焦点距離変更と共にフォーカシングを行うことができる、特に薄型の、低コストのレンズ鏡胴を得ることが可能となる。

なお、カム板４１を蓋部材１０の外側に配置した例で説明したが、レンズ鏡胴の内部に配置してもよいのは勿論である。

上記の実施の形態で説明したように、駆動源により移動させられる一方のレンズ群に係合し、この一方のレンズ群の移動により駆動される被駆動部材と、被駆動部材により他方のレンズ群を光軸方向に移動させるレンズ駆動装置を備えたレンズ鏡胴とすることにより、単一の駆動源で、簡単な構成により、焦点距離変更と共にフォーカシングを行うことができる、特に鏡胴が薄型の、低コストのレンズ駆動装置を備えたレンズ鏡胴を得ることが可能となり、このレンズ鏡胴を備えることで、薄型、低コストの撮像装置を得ることが可能となる。

なお、上記の実施の形態では、屈曲光学系を内包するレンズ鏡胴を例に取り説明したが、本発明はこれに限るものでなく、通常の直線的な光軸を有する光学系にも適用可能である。

また、上記の実施の形態では、撮像装置としてカメラを例にとり説明したが、ＰＤＡや携帯電話等の携帯端末に内蔵されるカメラモジュールのレンズ鏡胴にも適用可能なものである。

本実施の形態に係るレンズ鏡胴を備えた撮像装置の一例であるカメラの主要構成ユニットの内部配置の一例を示す図である。本実施の形態に係るレンズ鏡胴に内包された変倍可能な折り曲げ撮像光学系を示す断面図である。第１の実施の形態に係るレンズ鏡胴のユニット状態の概略の斜視図である。第１の実施の形態に係るレンズ鏡胴に備えられたレンズ駆動装置の主要部を模式的に示した分解斜視図である。第１の実施の形態に係る各レンズ群の移動を示した図である。第１の回転部材周辺の構造を示す図である。第２の実施の形態に係るレンズ鏡胴のユニット状態の概略の斜視図である。第２の実施の形態に係るレンズ鏡胴に備えられたレンズ駆動装置の主要部を模式的に示した分解斜視図である。第２の実施の形態に係る各レンズ群の移動を示した図である。第２の実施の形態に係るレンズ鏡胴に備えられたレンズ駆動装置の主要部のその他の例を模式的に示した分解斜視図である。第３の実施の形態に係るレンズ鏡胴のユニット状態の概略の斜視図である。第３の実施の形態に係るレンズ鏡胴に備えられたレンズ駆動装置の主要部を模式的に示した分解斜視図である。第３の実施の形態に係る各レンズ群の移動を示した図である。

符号の説明

１第１レンズ群
２第２レンズ群
３第３レンズ群
４第４レンズ群
５第５レンズ群
７赤外光カットフィルタ
８撮像素子
９主胴
１０蓋部材
１５、１６ガイド軸
２０モータ
２１第１の回転部材
２２第２の回転部材
３１圧縮コイルバネ
４１カム板
５０レンズ鏡胴
１００カメラ

Claims

光軸方向に移動可能な少なくとも２つのレンズ群を有し、
前記レンズ群のうち、一方のレンズ群を光軸方向に移動させる駆動源と、
前記駆動源により移動させられる一方のレンズ群を保持する鏡枠の一部に係合し前記一方のレンズ群の移動により駆動される被駆動部材と、該被駆動部材により他方のレンズ群を光軸方向に移動させるレンズ駆動装置を備えたことを特徴とするレンズ鏡胴。
前記被駆動部材は、前記駆動源により移動させられる一方のレンズ群を保持する鏡枠の一部と所定の遊び量を有して係合し前記一方のレンズ群の移動により回転させられる第１の回転部材と、該第１の回転部材により回転させられる第２の回転部材であり、該第２の回転部材により前記他方のレンズ群を光軸方向に移動させることを特徴とする請求項１に記載のレンズ鏡胴。
前記第１の回転部材の回転による前記第２の回転部材の回転を可能とし、前記第２の回転部材による前記第１の回転部材の回転を不能とするクラッチ部材を備えたことを特徴とする請求項２に記載のレンズ鏡胴。
前記第２の回転部材に溝状のカムを形成したことを特徴とする請求項２に記載のレンズ鏡胴。
前記第２の回転部材に階段状のカムを形成し、前記カムに前記他方のレンズ群を保持する鏡枠の一部を当接させたことを特徴とする請求項２に記載のレンズ鏡胴。
前記第２の回転部材の回転中心と前記他方のレンズ群を保持する鏡枠の一部の当接位置を結ぶ直線が、光軸と略平行であることを特徴とする請求項４又は５に記載のレンズ鏡胴。
前記被駆動部材は、前記駆動源により移動させられる一方のレンズ群を保持する鏡枠の一部と所定の遊び量を有して係合し前記一方のレンズ群の移動により光軸直交方向に移動させられるカム部材であり、前記カム部材により他方のレンズ群を光軸方向に移動させることを特徴とする請求項１に記載のレンズ鏡胴。
請求項１〜７のいずれか１項に記載のレンズ鏡胴を備えたことを特徴とする撮像装置。