JP2008076813A - レンズ鏡胴及び撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】レンズ群をリードスクリューにより移動させられる雌ネジ部材に係合させ、光軸方向に移動させるよう構成されたレンズ鏡胴の、レンズ群の位置制御を行うための初期位置セットのためのセンサを不要とし、小型で低コストのレンズ鏡胴を得ること。
【解決手段】２つのレンズ群を光軸方向に移動させるための単一のモータとリードスクリューとを有するモータユニットと、リードスクリューに螺合する雌ネジ部材と、を有し、鏡枠を雌ネジ部材に係合させて光軸方向に移動させられるよう構成されたレンズ鏡胴において、雌ネジ部材はリードスクリューとの螺合をずらすことが可能な構成を有し、雌ネジ部材又は鏡枠を強制的に係止させた後、リードスクリューを更に回転させ、雌ネジ部材の螺合を歯飛びさせて移動レンズ群の初期位置設定を行うレンズ鏡胴とする。
【選択図】図３

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有し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。

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）。

また、カム溝を設けた２本の軸を回転方向で遊びを設けて直列に配置し、それぞれの軸のカム溝に係合するレンズ群を駆動することで、単一のモータでズーミングとフォーカシングを行うようにしたレンズ鏡胴が知られている（例えば、特許文献２参照）。
特開２００１−１２４９７４号公報 特開平４−３１７０１５号公報

しかしながら、単一のモータを用いてズーミングとフォーカシングを行うようにする場合、２つのレンズ群を所定の相対位置関係を保って移動させる必要があり、リードスクリューに螺合する２つの雌ネジ部材は、予めリードスクリューに対し所定の条件を満足する位置関係にしておく必要がある。

更に、レンズ群の位置制御を行うために、鏡枠に遮蔽部を形成し、この遮蔽部をフォトインタラプタ等のフォトセンサを通過させることにより鏡枠の初期位置を確認し、この位置を基準としてレンズ群位置の制御に用いるシステムが一般的である。

このようなシステムの場合、フォトインタラプタ等のフォトセンサの搭載が必須のレンズ鏡胴となり、レンズ鏡胴をより小型化したり、より低コスト化する場合には障害となる。

本発明は上記問題に鑑み、レンズ群をリードスクリューにより移動させられる雌ネジ部材に係合させ、光軸方向に移動させるよう構成されたレンズ鏡胴の、レンズ群の位置制御を行うための初期位置セットのためのセンサを不要とし、小型で低コストのレンズ鏡胴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．複数のレンズ群と、前記複数のレンズ群のうちの２つのレンズ群を光軸方向に移動させるための単一のモータと前記モータの回転に連動して回転させられるリードスクリューとを有するモータユニットと、前記リードスクリューに螺合する雌ネジ部材と、を有し、移動レンズ群を保持する鏡枠を前記雌ネジ部材に係合させて光軸方向に移動させられるよう構成されたレンズ鏡胴において、前記雌ネジ部材は前記リードスクリューとの螺合を歯飛びさせることが可能に構成され、前記雌ネジ部材又は前記移動レンズ群を保持する鏡枠を強制的に係止させた後、前記リードスクリューを更に回転させ、前記雌ネジ部材の螺合を歯飛びさせて移動レンズ群の初期位置設定を行うことを特徴とするレンズ鏡胴。

２．前記雌ネジ部材又は前記移動レンズ群を保持する鏡枠を強制的に係止する係止部を、広角端位置又は望遠端位置に形成したことを特徴とする１に記載のレンズ鏡胴。

３．レンズ群と、モータと前記モータの回転に連動して回転させられるリードスクリューとを有するモータユニットと、前記リードスクリューに螺合する雌ネジ部材と、を有し、前記レンズ群を保持する鏡枠を前記雌ネジ部材に係合させて光軸方向に移動させるよう構成されたレンズ鏡胴において、前記雌ネジ部材は前記リードスクリューとの螺合を歯飛びさせることが可能に構成され、前記雌ネジ部材又は前記レンズ群を保持する鏡枠を強制的に係止させた後、前記リードスクリューを更に回転させ、前記雌ネジ部材の螺合を歯飛びさせて移動レンズ群の初期位置設定を行うことを特徴とするレンズ鏡胴。

４．１〜３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、レンズ群を位置制御するための初期位置を検知するためのセンサが不要となり、小型で低コストのレンズ鏡胴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の一例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。

同図に示すように、ＯＡは折り曲げ前の光軸であり、ＯＢは折り曲げ後の光軸である。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、主胴９に固定されたレンズ群である。

２は第２レンズ群であり、第２レンズ群鏡枠２ｋに組み込まれている。第２レンズ群は、変倍（以下、ズーミングとも言う）時に第２レンズ群鏡枠２ｋと共に、一体的に移動するレンズ群である。

３は第３レンズ群であり、主胴９に固定されている。この第３レンズ群３は、移動しないレンズ群である。

４は第４レンズ群であり、第４レンズ群鏡枠４ｋに組み込まれている。第４レンズ群は、変倍時に第４レンズ群鏡枠４ｋと共に、一体的に移動すると共に、単独で移動して焦点調節（以下、フォーカシングとも言う）をも行うレンズ群である。

５は第５レンズ群であり、主胴９に固定されている。この第５レンズ群５は、移動しないレンズ群である。

７は赤外光カットフィルタ及びオプチカルローパスフィルタを積層した光学フィルタであり、主胴９に組み付けられている。８は撮像素子であり、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）型イメージセンサ、ＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｍｅｔａｌ−Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）型イメージセンサ等が用いられる。撮像素子８は主胴９に組み付けられている。ＦＰＣはフレキシブルプリント基板であり、撮像素子８に接続され、カメラ内の他の回路へ接続される。Ｓは絞りシャッタユニットであり、主胴９に固定されている。なお、１０は主胴９に組み付けられた蓋部材である。

図３は、本実施の形態に係るレンズ鏡胴５０の主胴９内部の概略構造を示す平面図である。同図は、図２に示すレンズ鏡胴５０から蓋部材１０を外し、説明を簡略にするためモータ等をレンズ鏡胴の外側に配置して模式的に示したものである。

同図に示すようにレンズ鏡胴５０の内部には、第２レンズ群鏡枠２ｋに一体的に形成されたスリーブ２ｓ、第４レンズ群鏡枠４ｋに一体的に形成されたスリーブ４ｓを貫通して、ガイド軸１５が設けられている。更に、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、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に、ガイド軸１６が貫通して設けられている。これにより、第２レンズ群鏡枠２ｋ、第４レンズ群鏡枠４ｋは、ガイド軸１５、１６に沿って光軸ＯＢ方向に摺動可能とされている。なお、スリーブ２ｓ及びスリーブ４ｓはそれぞれガイド軸と嵌合しており、ガイド軸１５、１６は光軸ＯＢと略平行に配置され、その両端で主胴９に例えば接着等で固定されている。

ステッピングモータ２０（以下、モータとも称す）には、回転軸の延長線上に雄ネジ部材であるリードスクリュー２０ｒが配置され支持部材２５により支持されている。このリードスクリュー２０ｒには、１本の軸にピッチとネジの進み方向が異なる第１のネジ溝２０ｒ₁、第２のネジ溝２０ｒ₂が形成されている。この第１、第２のネジ溝２０ｒ₁、２０ｒ₂を有したリードスクリュー２０ｒは、それぞれ個別に製作し接合して一体化したものでもよいし、一体の軸を加工したものでもよい。

第２レンズ群鏡枠２ｋに形成されたスリーブ２ｓには、コの字状の係合部２ｔが形成され、係合部２ｔには軸２６が組み付けられ、軸２６に対し軸方向で摺動可能、軸周りに回動可能とされた雌ネジ部材２３が組み付けられている。雌ネジ部材２３は部分的な雌ネジ部を有しており、この雌ネジ部が不図示の付勢部材により第１のネジ溝２０ｒ₁に螺合するように押圧付勢されている。雌ネジ部材２３は所定の遊び量（図示（ｔ₂−ｔ₁）が相当）を有して、係合部２ｔと係合するようになっている。

図示の状態から、リードスクリュー２０ｒを回転即ち第１のネジ溝２０ｒ₁回転させ、雌ネジ部２３を光軸ＯＢに沿って撮像素子８の方向に移動させると、まず遊び量（ｔ₂−ｔ₁）内を移動した後、係合部２ｔに当接する。この後、さらに移動させることにより第２レンズ群鏡枠２ｋ即ち第２レンズ群２を移動させるようになっている。

スリーブ４ｓには、一体的にコの字状の係合部４ｔが形成されている。係合部４ｔには軸２７が組み付けられ、軸２７に対し軸方向は嵌合し、軸周りに回動可能とされた雌ネジ部材２４が組み付けられている。雌ネジ部材２４は部分的な雌ネジ部を有しており、この雌ネジ部が不図示の付勢部材により第２のネジ溝２０ｒ₂に螺合するように押圧付勢されている。

これにより、第２レンズ群２と第４レンズ群４は、第１モータ２０の所定の方向の回転により、異なる移動量で第３レンズ群３に双方から接近し、第１モータ２０の逆方向の回転により、異なる移動量で共に第３レンズ群３から離間するように移動する。

更に、主胴９には、雌ネジ部材２３が所定の位置まで移動した際に当接し、強制的に移動不能とする係止部２８、雌ネジ部材２４が所定の位置まで移動した際に当接し、強制的に移動不能とする係止部２９が形成されている。即ち、雌ネジ部材２３、２４は、係止部で挟まれた領域内しか移動できないようになっている。

係止部２８の位置は、例えば、雌ネジ部材２３が係合部２ｔの第１レンズ群側に当接した状態で、第２レンズ群２即ち第２レンズ群鏡枠２ｋが広角端となる位置もしくは広角端となる位置より第１レンズ群１側の位置で雌ネジ部材２３を係止する位置に形成されている。

係止部２９の位置は、例えば、雌ネジ部材２４が係合部４ｔに係合した状態で、第４レンズ群４即ち第４レンズ群鏡枠４ｋが広角端のフォーカシング領域の無限遠位置もしくは無限遠位置より第５レンズ群５側の位置で雌ネジ部材２４を係止するような位置に形成されている。

以下、本実施の形態に係る雌ネジ部材２３及び雌ネジ部材２４周辺の構造について詳細に説明する。

図４は、雌ネジ部材２３及びスリーブ２ｓ周辺の構造を示す図である。同図（ａ）は雌ネジ部材２３及びスリーブ２ｓ周辺をガイド軸１５の軸方向に見た図であり、同図（ｂ）は雌ネジ部材２３及びスリーブ２ｓ周辺をガイド軸１５に直交する方向から見た図である。

同図に示すように、スリーブ２ｓを貫通するガイド軸１５の貫通部では、圧縮コイルバネ２２により付勢された摩擦部材２１が、ガイド軸１５に押圧された状態になされている。これにより、スリーブ２ｓに形成された係合部２ｔと雌ネジ部材２３が遊び量を有していて、係合部２ｔと雌ネジ部材２３が離れていても、第２レンズ群鏡枠２ｋはこの摩擦力により停止した状態を維持することができるようになっている。雌ネジ部材２３は、螺合する第１のネジ溝２０ｒ₁の回転により、軸２６に沿って移動し、係合部２ｔに当接し、この摩擦力に打ち勝つ力を係合部２ｔを与えることで、第２レンズ群鏡枠２ｋを光軸ＯＢ方向に移動させるようになっている。

更に、雌ネジ部材２３の螺合部２３ｒはバネ３１により同図（ａ）に示す矢印方向に付勢されており、円柱状の第１のネジ溝２０ｒ₁の一部と螺合するようになっている。これにより第１のネジ溝２０ｒ₁の回転により雌ネジ部材２３は移動できるようになっている。一方、雌ネジ部材２３もしくはスリーブ２ｓが係止部２８に当接した場合には、第１のネジ溝２０ｒ₁が回転しても、雌ネジ部材２３がバネ３１の付勢力に抗して軸２６を中心に時計回りに回動して螺合部２３ｒが歯飛びし、螺合をずらすことにより停止状態を維持することになる。

図５は、雌ネジ部材２４及びスリーブ４ｓ周辺の構造を示す図である。同図（ａ）は雌ネジ部材２４及びスリーブ４ｓ周辺をガイド軸１５の軸方向に見た図であり、同図（ｂ）は雌ネジ部材２４及びスリーブ４ｓ周辺をガイド軸１５に直交する方向から見た図である。

同図に示すように、雌ネジ部材２４は軸２７に回動可能に支持されると共に、係合部４ｔに嵌合されている。

更に、雌ネジ部材２４の螺合部２４ｒはバネ３２により同図（ａ）に示す矢印方向に付勢されており、円柱状の第２のネジ溝２０ｒ₂の一部と螺合するようになっている。これにより第２のネジ溝２０ｒ₂の回転により雌ネジ部材２４即ち第４レンズ群鏡枠が移動できるようになっている。一方、雌ネジ部材２４もしくはスリーブ４ｓが係止部２９に当接した場合には、第２のネジ溝２０ｒ₂が回転しても、雌ネジ部材２４がバネ３２の付勢力に抗して軸２７を中心に時計回りに回動して螺合部２４ｒが歯飛びし、螺合をずらすことにより停止状態を維持することになる。

以上の様な構成のレンズ鏡胴の初期化動作について説明する。

図６は、本実施の形態に係るレンズ鏡胴の初期化動作を示すフローチャートの一例である。同フローは、第２レンズ群鏡枠２ｋが広角端となる位置もしくは広角端となる位置より第１レンズ群１側の位置で雌ネジ部材２３を係止するように係止部２８が形成され、第４レンズ群鏡枠４ｋが広角端のフォーカシング領域の無限遠位置もしくは無限遠位置より第５レンズ群５側の位置で雌ネジ部材２４を係止するように係止部２９が形成されている場合のものである。

まず、レンズ鏡胴を搭載しているカメラが、パワーオンされるのを待機する（ステップＳ１１）。パワーオンされる（ステップＳ１１；Ｙｅｓ）と、第２、第４レンズ群鏡枠即ち雌ネジ部材２３、２４がワイド端方向に移動するように、モータの回転を開始する（ステップＳ１２）。更に、所定のステップ数だけモータを回転させ（ステップＳ１３）て終了する。

この所定のステップ数とは、例えば、雌ネジ部材２３、２４が移動可能とされている範囲のモータ回転数に、少なくとも１回転が加算された回転数となるステップ数である。このようにステップ数を設定することで、カメラがパワーオンされるまでに、衝撃等により第２レンズ群鏡枠２ｋもしくは雌ネジ部材２３が移動しズレを生じていても、必ず雌ネジ部材２３及び第２レンズ群鏡枠２ｋを係止部２８に強制的に当接させることができ、雌ネジ部材２３及び第２レンズ群鏡枠２ｋの初期位置設定が可能となる。

また、雌ネジ部材２３及び第２レンズ群鏡枠２ｋは上記のステップ数の回転途中で係止部２８に当接することになり、以降の過回転状態では螺合部２３ｒが歯飛びすることで、螺合をずらし当接状態が維持される。

また、雌ネジ部材２４及び第４レンズ群鏡枠と係止部２９についても同様である。即ち、カメラがパワーオンされるまでに、衝撃等により第４レンズ群鏡枠４ｋもしくは雌ネジ部材２４が移動しズレを生じていても、必ず雌ネジ部材２４及び第４レンズ群鏡枠４ｋを係止部２９に強制的に当接させることができ、雌ネジ部材２４及び第４レンズ群鏡枠４ｋの初期位置設定がなされる。

また、雌ネジ部材２４及び第４レンズ群鏡枠４ｋは上記のステップ数の回転途中で係止部２９に当接することになり、以降の過回転状態では螺合部２４ｒが歯飛びすることで、螺合をずらし当接状態が維持される。

即ち、本実施の形態のレンズ鏡胴は、雌ネジ部材を歯飛び可能に構成し、係止部に鏡枠又は雌ネジ部材を強制的に突き当てることにより、鏡枠の初期位置設定を行うようにしたものである。これにより、レンズ群の位置制御を行うための初期位置設定のためのセンサを不要とでき、小型で低コストのレンズ鏡胴を得ることが可能となる。

加えて、衝撃等でレンズ群を保持する鏡枠の相対位置関係がずれた場合でも、所定の初期条件に設定し直すことが可能となる。更に、突き当て後の過回転領域では、リードスクリューの回転に対し雌ネジ部材の螺合をずらすことで無理な機械的負荷がかかることを防ぐことができるものである。

なお、本実施の形態のレンズ鏡胴はカメラに用いられた場合には、パワーオン時に初期位置設定することが好ましいが、例えば、携帯電話等に用いられた場合には、カメラモードに設定されたときに上記の初期位置設定を行うことが好ましい。

また、係止位置を広角端に設定したもので説明したが、望遠端に設定してもよいし、撮影領域の外側に係止位置を設定してもよい。

以下に、本実施の形態に係るレンズ鏡胴のズーミング及びフォーカシングの動作について説明する。

図７は、本実施の形態に係るレンズ鏡胴５０の第２レンズ群及び第４レンズ群を広角端での初期位置設定から望遠側に移動させた場合のレンズ群位置制御方法を示す図である。同図（ａ）は第２レンズ群及び第４レンズ群の移動線図であり、同図（ｂ）〜（ｅ）はスリーブ２ｓの係合部２ｔと雌ネジ部材２３、及びスリーブ４ｓと雌ネジ部材２４の位置を示す図である。同図は第２レンズ群鏡枠２ｋが広角端となる位置で雌ネジ部材２３を係止するように係止部２８が形成されている場合のものである。

同図（ａ）に示すように、第２レンズ群２と第４レンズ群４が、共に第３レンズ群３に接近するよう移動することで、広角（Ｗ）から望遠（Ｔ）に変倍するものである。

同図（ａ）に示す、破線Ａから第２レンズ群２の位置を示す２の実線との幅が、上述の遊び量（ｔ₂−ｔ₁）に相当し、この遊び量だけ雌ネジ部材２３が移動すると、雌ネジ部材２４及び第４レンズ群４は破線Ｃから破線Ｂの位置に移動する。また、４∞の実線は、各焦点距離位置での無限遠にピントが合う第４レンズ群４の位置を示している。以下、同図（ａ）〜（ｅ）を用いて説明する。

上述した初期位置設定状態では、同図（ｂ）に示す広角（Ｗ）状態であって、雌ネジ部材２３は第１レンズ群１側の係合部２ｔに当接（Ａｗの位置）した位置であり、雌ネジ部材２４及び第４レンズ群４はＣｗの位置にある。

まず雌ネジ部材２３をＡｗの位置から２ｗの位置となるようモータを駆動する。これにより雌ネジ部材２３は、遊び量（ｔ₂−ｔ₁）に相当する量だけ移動し係合部２ｔの他方の端部と当接するようになる。第２レンズ群鏡枠２ｋは停止したままである。この時、雌ネジ部材２４及び第４レンズ群鏡枠４ｋはＣｗの位置からＢｗの位置に移動する。この位置での状態を同図（ｂ）に示す。

広角（Ｗ）位置での撮影に際しては、この領域内での移動、即ち、雌ネジ部材２４及び第４レンズ群鏡枠４ｋをＣｗから４ｗへ移動させた後、４ｗとＢｗの間で被写体のピント合わせが行われる。

例えば、広角（Ｗ）位置から望遠側の焦点距離ＭＡへのズーミングは、更にモータを同方向に駆動し、雌ネジ部材２３を２ｍａの位置まで移動させ停止させる。これにより第２レンズ群鏡枠２ｋは第３レンズ群３に接近し、焦点距離ＭＡとするに必要な位置となる。この時、雌ネジ部材２４及び第４レンズ群鏡枠４ｋはＢｗの位置からＢｍａの位置に移動する。この位置での状態を同図（ｃ）に示す。

次に、モータを逆転駆動し、雌ネジ部材２４及び第４レンズ群鏡枠４ｋをＢｍａの位置から４ｍａの位置へ移動させる。この時、雌ネジ部材２３は２ｍａの位置からＡｍａの方向に移動するが、同図（ｄ）に示すように雌ネジ部材２３と係合部２ｔは遊び量内の移動であるため離間しており、第２レンズ群鏡枠２ｋは停止したままとなる。この状態は、第２レンズ群２と第４レンズ群４が焦点距離ＭＡであって、無限遠の被写体に対し焦点が調節された状態である。

この後、雌ネジ部材２４を４ｍａとＢｍａの間で移動させるようモータを駆動することで、第２レンズ群鏡枠２ｋを停止させたまま、第４レンズ群鏡枠４ｋを同図（ｅ）に示す様な状態で移動させフォーカシングを行うことができる。即ち、同図（ａ）の第４レンズ群４の実線と破線Ｂの間のハッチング領域が第４レンズ群のフォーカシング領域である。

以上のように、同図（ｂ）〜（ｄ）の移動で広角側から望遠側へのズーミングを行い、同図（ｄ）〜（ｅ）の移動でフォーカシングを行うことができる。

図８は、本実施の形態に係るレンズ鏡胴５０の第２レンズ群及び第４レンズ群を望遠側から広角側に移動させた場合の駆動制御を示す図である。同図（ａ）は第２レンズ群及び第４レンズ群の移動線図であり、同図（ｂ）〜（ｅ）はスリーブ２ｓの係合部２ｔと雌ネジ部材２３、及びスリーブ４ｓと雌ネジ部材２４の位置を示す図である。

雌ネジ部材２３が２ｍａの位置から、雌ネジ部材２４がＢｍａの位置にある状態（同図（ｂ）に示す状態）から説明する。

まず、雌ネジ部材２３を２ｍａの位置からＡｍａの位置へ、雌ネジ部材２４をＢｍａの位置からＣｍａの位置となるようにモータを駆動する。この位置での状態を同図（ｃ）に示す。

更にモータを同方向に駆動し、雌ネジ部材２３をＡｍｂの位置まで移動させ停止させる。これにより第２レンズ群鏡枠２ｋは第３レンズ群３から離間する方向に移動し、焦点距離ＭＢとするに必要な位置となる。この時、雌ネジ部材２４及び第４レンズ群鏡枠４ｋはＣｍａの位置からＣｍｂの位置に移動する。この位置での状態を同図（ｄ）に示す。

次に、モータを逆方向に駆動し、雌ネジ部材２４及び第４レンズ群鏡枠４ｋをＣｍｂの位置から４ｍｂの位置へ移動させる。この時、雌ネジ部材２３はＡｍｂの位置から２ｍｂの方向に移動するが、同図（ｅ）に示すように雌ネジ部材２３と係合部２ｔは遊び量（ｔ₂−ｔ₁）内の移動であるため離間しており、第２レンズ群鏡枠２ｋは停止したままとなる。この状態は、第２レンズ群２と第４レンズ群４が焦点距離ＭＡであって、無限遠の被写体に対し焦点が調節された状態である。

この後、雌ネジ部材２４を４ｍｂとＢｍｂの間で移動させるようモータを駆動することで、第２レンズ群鏡枠２ｋを停止させたまま、第４レンズ群鏡枠４ｋのみを移動させフォーカシングを行うことができる。

以上のように、同図（ｂ）〜（ｄ）の移動で広角側から望遠側へのズーミングを行い、同図（ｄ）〜（ｅ）の移動で無限遠被写体への焦点調節を行い、同図（ｅ）から、更に第４レンズ群４ｋのみを移動させてフォーカシングを行うことができる。

なお、上記の実施の形態ではズームレンズを用い２つのレンズ群を移動させるもので説明したが、これに限るものでなく、１つのレンズ群のみを移動させるもの、３つ以上のレンズ群を移動させるものにも適用可能である。

また、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にも適用可能である。また、屈曲光学系を用いて説明したが、反射面を有しない光学系を内包するレンズ鏡胴にも適用可能である。

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の一例を示す断面図である。 本実施の形態に係るレンズ鏡胴の主胴内部の概略構造を示す平面図である。 雌ネジ部材２３及びスリーブ２ｓ周辺の構造を示す図である。 雌ネジ部材２４及びスリーブ４ｓ周辺の構造を示す図である。 本実施の形態に係るレンズ鏡胴の初期化動作を示すフローチャートの一例である。 本実施の形態に係るレンズ鏡胴の第２レンズ群及び第４レンズ群を広角端での初期位置設定から望遠側に移動させた場合のレンズ群位置制御方法を示す図である。 本実施の形態に係るレンズ鏡胴の第２レンズ群及び第４レンズ群を望遠側から広角側に移動させた場合の駆動制御を示す図である。

符号の説明

１ 第１レンズ群
２ 第２レンズ群
２ｋ 第２レンズ群鏡枠
３ 第３レンズ群
４ 第４レンズ群
４ｋ 第４レンズ群鏡枠
５ 第５レンズ群
７ 光学フィルタ
８ 撮像素子
９ 主胴
１０ 蓋部材
１５、１６ ガイド軸
２０ ステッピングモータ
２０ｒ リードスクリュー
２３、２４ 雌ネジ部材
ＯＡ、ＯＢ 光軸
５０ レンズ鏡胴
１００ カメラ

Claims (4)

1. 複数のレンズ群と、前記複数のレンズ群のうちの２つのレンズ群を光軸方向に移動させるための単一のモータと前記モータの回転に連動して回転させられるリードスクリューとを有するモータユニットと、前記リードスクリューに螺合する雌ネジ部材と、を有し、移動レンズ群を保持する鏡枠を前記雌ネジ部材に係合させて光軸方向に移動させられるよう構成されたレンズ鏡胴において、
   前記雌ネジ部材は前記リードスクリューとの螺合を歯飛びさせることが可能に構成され、
   前記雌ネジ部材又は前記移動レンズ群を保持する鏡枠を強制的に係止させた後、前記リードスクリューを更に回転させ、前記雌ネジ部材の螺合を歯飛びさせて移動レンズ群の初期位置設定を行うことを特徴とするレンズ鏡胴。
2. 前記雌ネジ部材又は前記移動レンズ群を保持する鏡枠を強制的に係止する係止部を、広角端位置又は望遠端位置に形成したことを特徴とする請求項１に記載のレンズ鏡胴。
3. レンズ群と、モータと前記モータの回転に連動して回転させられるリードスクリューとを有するモータユニットと、前記リードスクリューに螺合する雌ネジ部材と、を有し、前記レンズ群を保持する鏡枠を前記雌ネジ部材に係合させて光軸方向に移動させるよう構成されたレンズ鏡胴において、
   前記雌ネジ部材は前記リードスクリューとの螺合を歯飛びさせることが可能に構成され、
   前記雌ネジ部材又は前記レンズ群を保持する鏡枠を強制的に係止させた後、前記リードスクリューを更に回転させ、前記雌ネジ部材の螺合を歯飛びさせて移動レンズ群の初期位置設定を行うことを特徴とするレンズ鏡胴。
4. 請求項１〜３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。

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