JP4501654B2 - ズームレンズ装置および携帯用電子機器 - Google Patents

Description

本発明は、カメラなどに実装され、複数のレンズ群を有しているズームレンズ装置に関し、詳しくは、レンズ群の位置がステップ状に変化するズーム機構を備えているズームレンズ装置に関する。

複数のレンズ群が短焦点距離の位置（ワイド位置）と長焦点距離の位置（テレ位置）との間で移動するようにしたカメラに実装され、複数の焦点距離が選択されるステップズーム機構を備えた多焦点倍率切換鏡胴が特許文献１に開示されている。この多焦点倍率切換鏡胴は、回転筒内に固定筒が挿入され、この固定筒内に前群レンズを保持した第１の移動筒と後群レンズを保持した第２の移動筒とが挿入されている。

前記回転筒には、第１および第２の移動筒をそれぞれ案内するための前群レンズ用の変倍用カム溝と後群レンズ用の変倍用カム溝が形成されている。前記固定筒には、変曲部を有する焦点調節用カム溝と、第１の移動筒を案内するガイド溝が形成されている。この前群レンズ用の変倍用カム溝とガイド溝とに係合するカムピンが第１の移動筒に形成され、また、後群レンズ用の変倍用カム溝と焦点調節用カム溝とに係合するカムピンが第２の移動筒に形成されている。

さらに、前記回転筒の後端部の外周面には、ギア部が設けられ、モータの駆動により、回転筒が光軸を回転軸として回転するようにされている。この回転筒の回転操作により、変倍と焦点調節とが同時に行われる。

すなわち、回転筒が繰出し側に僅かに回転すると、第１の移動筒は固定筒のガイド溝に沿って直線的に移動するが、第２の移動筒は焦点調節用カム溝の変曲部において屈曲移動し、光軸方向の移動量が第１の移動筒よりも小さくなる。この間において、レンズ系の倍率に変化がなく、ワイドの状態のまま無限大距離から至近距離までの焦点調節が行われる。このように、変倍と各変倍位置における焦点調節とを同一の駆動源により行うことにより、カメラの小型化と低コスト化が実現されている。

しかし、このような多焦点倍率切換鏡胴は、回転筒に変倍用カム溝、焦点調節用カム溝およびガイド溝を形成しており、携帯電話機などの携帯用電子機器に内蔵されるような超小型のカメラに搭載する場合、回転筒が小型になりすぎて各溝を形成するのは困難である。

そこで、超小型のカメラがステップズーム機構を有するようにするため、カムを備えたズームレンズ装置を採用することが考えられる。このズームレンズ装置は、図８に示すように、駆動源である一つのモータ１、円柱状の回転軸２に突設された螺旋状のリブによって形成されるカム３、撮像素子４上の光軸Ｚに配列されるレンズ系Ａなどを備えている。

モータ１の回転軸とカム３の回転軸には、歯車（以下、「第１の歯車」、「第３の歯車」という。）５，６が取り付けられている。第１と第３の歯車５，６は、中間歯車（以下、「第２歯車」という。）７と噛み合って、回転力が伝達されるが、第２の歯車７を省略して第１の歯車５と第３の歯車６とが直接噛み合うようにしてもよい。

そして、カム３の外側（図面において左側）の面がズーム用カム面８とされ、奥側（図面において右側）の面がフォーカス用カム面９とされている。ズーム用カム面８には、複数（ここでは５つ）の平坦部と傾斜部とが交互に形成されている。フォーカス用カム面９は傾斜部のみ形成されている。

そして、レンズ系Ａは、光軸Ｚに外側から奥側へ第１レンズ群１１、第２レンズ群１２、第３レンズ群１３が配列され、第３レンズ群１３と撮像素子４とが対向している。第２レンズ群１２の役割は、主としてレンズ系Ａの焦点距離の変更（ズーム動作）であり、第３レンズ群１３の役割は、主としてレンズ系Ａの結像位置の調節、すなわち、撮像素子４への合焦（フォーカス動作）である。

第１レンズ群１１は、移動しない保持枠（図示せず）に保持されている。第２レンズ群１２と第３レンズ群１３は、それぞれ光軸Ｚと同じ方向に個別に移動する保持枠（以下、「第２の保持枠」、「第３の保持枠」という。）１４，１５に保持されている。

この第２の保持枠１４と第３の保持枠１５には一対のガイド軸１６，１６が貫通し、両保持枠１４，１５がガイド軸１６，１６に案内されて移動する。ただし、一方のガイド軸１６には、第２の保持枠１４に設けられたズーム用フォロア部１７をズーム用カム面８に接合させる圧縮バネのような付勢手段１８と、第３の保持枠１５に設けられたフォーカス用フォロア部１９をフォーカス用カム面９に接合させる圧縮バネのような付勢手段１８が巻装されている。したがって、カム３は、ズーム用フォロア部１７とフォーカス用フォロア部１９とに常に挟まれる状態となる。

このズームレンズ装置は、以上のように構成され、次に、動作について図９をも併せて参照しながら説明する。モータ１が回転すると、この駆動力が第１、第２、第３の歯車５，７，６によってカム３の回転軸２に伝達され、カム３が回転する。すると、ズーム用フォロア部１７とズーム用カム面８との接合部およびフォーカス用フォロア部１９とフォーカス用カム面９との接合部が光軸Ｚと同じ方向に沿って外方向または奥方向に移動する。

ただし、ズーム用カム面８は、平坦部と傾斜部とが交互に形成されているため、ズーム用フォロア部１７は、図９の実線で示すように、平坦部上を移動している間は、外方向へ移動せず、傾斜部上を移動している間のみ外方向へ移動する。したがって、ズーム用フォロア部１７および第２レンズ群１２がステップ状に移動し、ズーム動作が行われる。

一方、フォーカス用カム面９は、傾斜部のみで形成されているため、フォーカス用フォロア部１９は、図９の破線で示すように連続して外方向に移動する。したがって、モータ１が回転し続け、また、カム３が回転し続けても、ズーム用カム面８の平坦部にズーム用フォロア部１７が接合し、第２レンズ群１２が停止している間に第３レンズ群１３が移動することにより、フォーカス動作が行われる。このように、このズームレンズ装置によれば、一つのモータ１によってズームとフォーカスの両方の動作が行われる。
特開平９−３２９７３３号公報

前記のズームレンズ装置にあっては、多様なズームに対応すべくステップ数を多く設定すると、ズーム用カム面８の平坦部の設置数が増えてズーム用カム３の直径が大きくなり、小型化に不利である。反面、ステップ数を減らすと、小型化は可能であるが、対応できるズームパターンが限られてしまい、ズームレンズ装置としての価値が低下しまう。

そこで、本発明は、小型化を図りつつ、ズームレンズとしての価値も十分に発揮することができるステップ数でズーム動作ができるようにしたズームレンズ装置を提供することを課題とする。

本発明に係るズームレンズ装置は、複数のレンズ群を光軸に配列したレンズ系と、一つ以上のレンズ群を光軸と同じ方向に移動させることによりレンズ系の焦点距離を変更するズーム機構と、一つ以上のレンズ群を光軸と同じ方向に移動させることによりレンズ系の結像位置を調節するフォーカス機構と、一つの駆動源から前記ズーム機構およびフォーカス機構に駆動力を伝達する駆動力伝達手段とを備えているズームレンズ装置であって、前記駆動力伝達手段は、前記駆動源からの駆動力を前記ズーム機構に間歇的に伝達する間歇伝達機構を備えていることを特徴としている。

このズームレンズ装置によれば、駆動源が一つであっても、間歇伝達機構によって、ズーム機構が一つ以上のレンズ群を停止している状態と移動させる状態とを繰り返すようにステップ状に光軸と同じ方向に移動させ、フォーカス機構が一つ以上のレンズ群を連続的に光軸と同じ方向に移動させる。間歇伝達機構によって、焦点距離を変更するためのレンズ群が停止している状態において、フォーカス機構によって別の一つ以上のレンズ群が移動することにより、フォーカス動作のみ行うことができる。すなわち、このズームレンズ装置によれば、こうしたいわゆるステップズームの動作を、間歇伝達機構により実現しているため、従来例のように、ズーム機構がトレースするカムに平坦部を設ける必要がなくなり、ズームレンズとしての価値を十分に発揮することができるステップ数を有しつつ、小型化を図ることができる。

また、前記ズームレンズ装置において、前記間歇伝達機構は、ゼネバ機構であることが好ましい。

ゼネバ機構は、原動車と従動車とが組み合わされ、原動車には、円弧状凸部が形成されるとともに、この円弧状凸部よりも外側に一つのピンが設けられたものであり、一方、従動車は、前記円弧状凸面と係合する円弧状凹面と、前記ピンが係入する複数の放射状溝が形成されたものである。一つの駆動源の駆動力が原動車に伝達され、回転している原動車のピンが従動車の放射状溝内に係入している間のみ従動車が回転し、ピンが放射状溝から外れると従動車が停止する。従動車が回転しているときは、このレンズ群が移動することによってズーム動作が行われる。一方、従動車が停止しているときは、このレンズ群も停止することにより、ズーム動作が停止される。すなわち、このレンズ群はゼネバ機構によってステップ状に移動し、ズーム動作が行われる。そして、このレンズ群が停止している間も、フォーカス機構は作動し、このレンズ群が移動することにより、フォーカス動作が行われる。

したがって、このズームレンズ装置によれば、間歇伝達機構がゼネバ機構により構成されており、従動車の放射状溝の設置数に応じてステップズームのステップ数を設定できるため、簡単な構成でありながら従動車の直径を大きくすることなく多くのステップ数に対応でき、ズームレンズとしての使い勝手を犠牲にすることなく小型化を図る上で有利となる。

また、前記ズームレンズ装置において、前記間歇伝達機構は、パラレルインデックスカム機構であってもよい。

パラレルインデックスカムは、原動車と従動車とが組み合わされ、原動車は、板カムに膨出部を形成したものであり、従動車は、前記板カムと接合する複数のピンを円盤に同心円状に突設したものである。一つの駆動源の駆動力が原動車に伝達され、原動車の膨出部が従動車のピンに回転力を付与している間のみ従動車が回転し、膨出部がピンから外れると従動車が停止する。従動車が回転しているときは、このレンズ群が移動することによってズーム動作が行われる。一方、従動車が停止しているときは、このレンズ群も停止することにより、ズーム機構が停止される。すなわち、このレンズ群はパラレルインデックスカム機構によってステップ状に移動し、ズーム動作が行われる。そして、このレンズ群が停止している間も、フォーカス機構は作動し、このレンズ群が移動することにより、フォーカス動作が行われる。

したがって、このズームレンズ装置によれば、間歇伝達機構がパラレルインデックスカム機構により構成されているため、簡単な構成でありながらカム機構の遊びを少なくでき、より高精度なズーム動作を行う上で有利となる。

また、前記ズームレンズ装置において、前記ズーム機構は、前記焦点距離を変更するためのレンズ群を保持する保持枠に設けられたズーム用フォロア部と、前記間歇伝達機構に設けられた螺旋状のズーム用カム面と、該ズーム用カム面に前記ズーム用フォロア部を接合させる付勢手段とを備えていることが好ましい。

このズームレンズ装置によれば、レンズ群を保持する保持枠に設けられたズーム用フォロア部は、付勢手段によって螺旋状のズーム用カム面に接合し、この接合部分が光軸と同じ方向に移動することにより、この保持枠に保持されたレンズ群が光軸上を移動する。螺旋状のズーム用カム面は、間歇伝達機構によって間歇的に回転するため、保持枠も間歇的に光軸と同じ方向に移動し、この保持枠に保持されたレンズ群は光軸上をステップ状に移動する。

また、前記ズームレンズ装置において、前記フォーカス機構は、前記結像位置を調節するためのレンズ群を保持する保持枠に設けられたフォーカス用フォロア部と、前記駆動力伝達手段の駆動力によって光軸と同じ方向に移動する移動体と、該移動体に前記フォーカス用フォロア部を接合させる付勢手段とを備えていることが好ましい。

このズームレンズ装置によれば、レンズ群を保持する保持枠に設けられたフォーカス用フォロア部が付勢手段によって移動体に接合し、移動体が光軸と同じ方向に移動することによって保持枠に保持されたレンズが光軸上を連続的に移動する。したがって、ズーム機構によってズーム動作のためのレンズ群が停止している間であっても、フォーカス動作のためのレンズ群は、フォーカス機構によって連続的に移動してフォーカス動作を行う。

また、前記ズームレンズ装置において、前記フォーカス機構は、前記結像位置を調節するためのレンズ群を保持する保持枠に設けられたフォーカス用フォロア部と、前記駆動力伝達手段の駆動力によって光軸と同じ方向を回転軸として回転する螺旋状のフォーカス用カム面と、該フォーカス用カム面に前記フォーカス用フォロア部を接合させる付勢手段とを備えていてもよい。

このズームレンズ装置によれば、レンズ群を保持する保持枠に設けられたフォーカス用フォロア部が付勢手段によって螺旋状のフォーカス用カム面に接合し、フォーカス用カム面が回転することによってフォーカス用フォロア部とフォーカス用カム面との接合面が光軸と同じ方向に非線形に移動する。したがって、ズーム機構によってズーム動作のためのレンズ群が停止している間であっても、フォーカス動作のためのレンズ群がフォーカス機構によって光軸上を非線形に移動してフォーカス動作を行う。なお、フォーカス用フォロア部が螺旋状のフォーカス用カム面から外れないようにするため、ズーム動作のためのレンズが移動する速度よりもフォーカス動作のためのレンズが移動する速度のほうが遅くなるようにされている。

本発明によれば、一つの駆動源からの駆動力をズーム機構に間歇的に伝達する間歇伝達機構が備えられていることにより、簡易な構成でありながら、従来例のように、ズーム機構がトレースするカムに平坦部を設ける必要がなくなり、ズームレンズとしての価値を十分に発揮することができるステップ数を有しつつ、小型化を図ることができる。したがって、携帯電話機などの携帯用電子機器に備えられる超小型のカメラにステップズーム機能を備えたズームレンズ装置を搭載することができる。

〔実施の形態１〕
本発明に係るズームレンズ装置の第１の実施形態について図１ないし図４を参照しながら説明する。なお、従来と同一部分および同一相当部分は、同一の符号を付して説明する。このズームレンズ装置は、レンズ系Ａ、駆動力伝達手段Ｂ、フォーカス機構Ｃ、間歇伝達機構Ｄ、そしてズーム機構Ｅを備えている。

レンズ系Ａは、図１に示すように、外側（図１において左側）から奥側（図１において右側）に光軸Ｚに配列された第１レンズ群１１、第２レンズ群１２、そして第３レンズ群１３から構成されており、第３レンズ群１３が撮像素子４と対向している。第１レンズ群１１は、移動しない保持枠（図示せず）に保持されている。第２レンズ群１２と第３レンズ群１３は、それぞれ個別に移動する第２の保持枠１４と第３の保持枠１５に保持されている。この第２と第３の保持枠１４，１５には、一対のガイド軸１６，１６が貫通し、第２レンズ群１２と第３レンズ群１３がこのガイド軸１６に規制されて光軸Ｚ上に移動するようにされている。

第２レンズ群１２と第３レンズ群１３とが移動することにより、レンズ系Ａは、焦点距離の変更（ズーム動作）と、レンズ系Ａの結像位置の調節、すなわち、撮像素子４への合焦（フォーカス動作）とが行われる。ただし、第２レンズ群１２が主としてズーム動作の役割を担い、第３レンズ群１３が主としてフォーカス動作の役割を担う。

なお、図示しないが、第２レンズ群１２がフォーカス動作を担い、第３レンズ群１３がズーム動作の役割を担うようにすることもできるし、さらに、レンズ系Ａは、第４レンズ群以上から構成されてもよく、この場合は２群以上のレンズ群がズーム動作またはフォーカス動作の役割を担うようにしてもよい。

そして、駆動力伝達手段Ｂは、一つの駆動源であるモータ１からの駆動力が伝達される送りネジ２０などを備えている。送りネジ２０は、光軸Ｚと同じ向きに配備され、奥側端部にモータ１に取り付けられた第１の歯車５と噛み合う第２の歯車７が取り付けられており、モータ１が回転することにより、送りネジ２０が回転するようにされている。この送りネジ２０にフォーカス機構Ｃが配備されている。

フォーカス機構Ｃは、この送りネジ２０に螺合されるナットのような移動体２１と、前記第３の保持枠１５に設けられるフォーカス用フォロア部１９と、このフォーカス用フォロア部１９を移動体２１の外側面に接合させる圧縮バネのような付勢手段１８とを備えている。この付勢手段１８は、前記第２の保持枠１４と第３の保持枠１５との間に介在するように一方のガイド軸１６に巻装されている。

そして、送りネジ２０が回転すると、移動体２１および第３の保持枠１５が光軸Ｚと同じ方向に微小距離ずつ連続して移動する。この第３の保持枠１５の位置は、センサー２２によって検出される。このセンサー２２は、コントローラ２３に接続されている。コントローラ２３は、電源２４とモータ１とに接続され、モータ１の回転を制御する。

そして、前記送りネジ２０と平行に原動用シャフト２５が配備されている。原動用シャフト２５の奥側端部には、前記第２の歯車７と噛み合う第３の歯車６が取り付けられている。なお、送りネジ２０と原動用シャフト２５とが別体とされることにより、送りネジ２０と原動用シャフト２５とを短くすることができるが、原動用シャフト２５に雄ネジを形成することにより、送りネジ２０と原動用シャフト２５とを一体化し、省スペース化を図ることができる。

そして、原動用シャフト２５の外側端部には、間歇伝達機構Ｄが配備されている。間歇伝達機構Ｄは、ゼネバ機構Ｆで構成される。ゼネバ機構Ｆは、原動用シャフト２５の外側端部に取り付けられる原動車２６と、従動用シャフト２７に取り付けられる従動車２８とが組み合わされる。従動用シャフト２７は、原動用シャフト２５と平行に配備される。

原動車２６には、図２に示すように、円弧状凸部２９と円弧状凹部３０とからなる突出部３１が形成され、さらに、円弧状凹部３０よりも外側にピン３２が設けられている。一方、従動車２８は、従動用シャフト２７に固定される円盤３３に前記円弧状凸部２９と係合する円弧状凹面３４と、前記ピン３２が係入する複数（図面においては５本であるが、５本に限定するものではない。）の放射状溝３５，３５…を一定の角度θで形成したものである。

前記送りネジ２０が回転すると、第２の歯車７と第３の歯車６とが噛み合っていることにより、原動用シャフト２５が回転する。すると、原動車２６のピン３２が連続して回転する。しかし、従動車２８は、ピン３２が放射状溝３５内に係入している間のみ回転する。すなわち、従動車２８は間歇的に回転する。

このような間歇伝達機構Ｄからの駆動力がズーム機構Ｅに伝達される。ズーム機構Ｅは、第２の保持枠１４に設けられたズーム用フォロア部１７と、従動用シャフト２７に螺旋状に形成されるズーム用カム面３６と、ズーム用フォロア部１７をズーム用カム面３６に接合させる圧縮バネのような付勢手段１８とを備えている。この付勢手段１８は、前記の付勢手段１８と同じものが使用され、ズーム用フォロア部１７がズーム用カム面３６に常に接合するようにされている。

したがって、従動用シャフト２７および従動用車２８が回転すると、ズーム用フォロア部１７とズーム用カム面３６との接合部が光軸Ｚと同じ方向に移動し、第２レンズ群１２が光軸Ｚ上を移動する。ただし、前記のように従動車２８は、間歇的に回転するため、ズーム用カム面３６も間歇的に回転し、第２レンズ群１２は、光軸Ｚ上を間歇的に移動する。

ここで、前記第２または第３レンズ保持枠１４，１５、移動体２１、原動車２６および従動車２８の位置関係について図２を参照しながら説明する。移動体２１、原動車２６および従動車２８は１列に配列され、しかも、これらの中心線を結ぶラインが保持枠１４，１５を貫通している一対のガイド軸１６，１６を結ぶラインと並行に配置されることにより、ズームレンズ装置の小型化が図られている。したがって、ズームレンズ装置のスペースに余裕があるときなどにあっては、移動体２１、原動車２６および従動車２８は三角形状に配列してもよい。

いずれにしても、従動車２８に５本の放射状溝３５，３５…を一定の角度θで形成し、第２レンズ群１２が５段階のステップで移動するようにした従動車２８の直径は、背景技術で説明したようなカム３に５つの平坦部を形成したもの（二点鎖線で図示）の半分となる。

次に、以上のように構成された第１の実施形態におけるズームレンズ装置の動作について説明する。モータ１が図１のＸ方向の矢視で反時計方向ＣＣＷに回転すると、第１の歯車５が反時計方向ＣＣＷに回転し、この第１の歯車５と噛み合っている第２の歯車７が時計方向ＣＷに回転する。すると、送りネジ２０が回転し、移動体２１が奥側から外側方向へ移動し、フォーカス用フォロア部１９で移動体２１に接合している第３の保持枠１５および第３レンズ群１３が、図４の破線で示すように奥側から外方向へ移動する。

この動作と並行して第２の歯車７と噛み合っている第３の歯車６が反時計方向ＣＣＷに回転し、原動用シャフト２５も反時計方向ＣＣＷに回転することにより、間歇伝達機構Ｄが作動する。すなわち、図３（ａ）に示すように、原動車２６が反時計方向ＣＣＷに回転し、ピン３２がある放射状溝３５から隣の放射状溝３５に係入するまでの間は、従動車２８は停止している。したがって、第２の保持枠１４および第２レンズ群１２は、図４のｑ１〜ｑ２に示すように停止しており、第３レンズ群１３のみ移動することにより、焦点距離を変えることなく、フォーカス動作のみ行われる。

続いて、図３（ｂ）に示すように、回転している原動車２６に設けられたピン３２が放射状溝３５内に係入することにより、従動車２８が時計方向ＣＷに角度θだけ回転する。この間、従動用シャフト２７も角度θだけ回転し、螺旋状のズーム用カム面３６が回転することにより、第２の保持枠１４および第２レンズ群１２が図４のｑ２〜ｑ３に示すように移動し、ズーム動作が行われる。

続いて、図３（ｃ）に示すように、ピン３２が放射状溝３５から外れ、隣の放射状溝３５に係入するまでの間も、前記と同様、原動車２６のみ回転し、従動車２８は回転しない。したがって、第２レンズ群１２は、図４のｑ３〜ｑ４に示すように停止し、第３レンズ群１３のみが移動し、フォーカス動作のみ行われる。

このように、モータ１が反時計方向ＣＣＷに回転し続けていても、従動車２８および従動用シャフト２７は間歇的に回転し、従動用シャフト２７に設けられたズーム用カム面３６に接合している第２の保持枠１４のズーム用フォロア部１７および第２レンズ群１２は、ステップ状に奥側から外側に向けて移動する。一方、第３レンズ群１３は、連続して移動するため、フォーカスの動作が的確に行われる。

逆に、モータ１が時計方向ＣＷに回転するときは、第２レンズ群１２がステップ状に外側から奥側に向けて移動し、第３レンズ群１３が外側から内側に向けて連続して移動することにより、前記と同様、ズーム動作とフォーカス動作が行われる。

このように、このズームレンズ装置は、間歇伝達機構Ｄを介してズーム機構Ｅを駆動しているため、従来例のように、ズーム機構Ｅがトレースするカムに平坦部を設ける必要がなくなり、ズームレンズとしての価値を十分に発揮することができるステップ数を有しつつ、小型化を図ることができる。また、ゼネバ機構Ｆによって間歇伝達機構Ｄが構成されることにより、間歇伝達機構Ｄを小型で簡単な構造で実現でき、ズームレンズ装置の小型化を図る上で有利となる。
〔実施の形態２〕
次に、本発明に係るズームレンズ装置の第２の実施形態について図５および図６を参照しながら説明する。ただし、従来および第１の実施形態と同一部分または同一相当部分は、同一符号を付して説明する。

この第２の実施形態におけるズームレンズ装置は、第３レンズ群１３が非線形に移動するようにしたことを特徴としている。このため、このズームレンズ装置は、フォーカス機構Ｃが歯車列３７や螺旋状のフォーカス用カム面３８を備えたものとされている。

歯車列３７は、前記第２の歯車７の回転速度を減速するためのもので、第２の歯車７と同軸の小歯車３９、この小歯車３９と噛み合う大歯車４０、この大歯車４０と同軸の小歯車４１、この小歯車４１と噛み合う大歯車４２によって構成されている。そして、この大歯車４２に光軸Ｚと同じ方向の回転軸４３が固定され、この回転軸４３にフォーカス用カム面３８が設けられている。

このフォーカス用カム面３８には、第３の保持枠１５に設けられたフォーカス用フォロア部１９が接合する。このフォーカス用フォロア部１９は、前記歯車列３７によってフォーカス用カム面３８から外れることがない。そして、フォーカス用フォロア部１９は、付勢手段１８によって常にカム面と接合するようにされている。この付勢手段１８は、ズーム機構Ｅにおいて第２の保持枠１４に設けられたズーム用フォロア部１７を従動用シャフト２７に形成されたズーム用カム面３６に接合するための付勢手段１８と兼用される。

他の構成は、前記第１の実施形態と同じであるため、次に、動作について説明する。モータ１が図５のＸ方向の矢視で反時計方向ＣＣＷに回転すると、第１の歯車５が反時計方向ＣＣＷに回転し、この第１の歯車５と噛み合っている第２の歯車７が時計方向ＣＷに回転する。そして、歯車列３７によって回転速度が減速され、回転軸４３が時計方向ＣＷに回転する。すると、フォーカス用カム面３８とフォーカス用フォロア部１９とが接合している部分が光軸Ｚと同じ方向に奥側から外側方向へ移動し、このフォーカス用フォロア部１９を設けている第３の保持枠１５に保持された第３レンズ群１３が光軸Ｚ上を奥側から外方向へ移動する。

ただし、第２の実施形態においては、フォーカス用フォロア部１９がフォーカス用カム面３８上を移動するため、第３レンズ群１３は、図６の破線で示すように非線形に移動する。したがって、レンズ系Ａが非線形の光学設計とされている場合は、第１の実施形態の第３レンズ群１３よりも第２の実施形態の第３レンズ群１３の方が円滑に、また、正確に移動することができる。

このようなフォーカス機構Ｃの動作と並行して第２の歯車７と噛み合っている第３の歯車６が反時計方向ＣＣＷに回転し、原動用シャフト２５も反時計方向ＣＣＷに回転することにより、間歇伝達機構Ｄが第１の実施形態と同様に作動する。すなわち、図３に示すように、ピン３２が放射状溝３５内に係入しながら回転している間のみ、従動車２８および従動用シャフト２７が回転し、従動用シャフト２７に設けられたズーム用カム面３６に付勢されている第２の保持枠１４および第２レンズ群１２が、図６の実線で示すようにステップ状に奥側から外側に向けて移動する。このようにして、第２レンズ群１２がステップ状に移動することによってズーム動作が行われ、第３レンズ群１３が前記のように非線形に移動することによってフォーカス動作が的確に行われる。
〔実施の形態３〕
次に、本発明に係るズームレンズ装置の第３の実施形態について図７を参照しながら説明する。この第３の実施形態は、間歇伝達機構Ｄが図７に示すようなパラレルインデックスカム機構Ｇであることを特徴としている。他の構成は、前記第１または第２の実施形態におけるズームレンズ装置と同じである。

パラレルインデックスカム機構Ｇは、原動車４４と従動車４５とが組み合わされ、原動車４４は、板カム４６に膨出部４７を形成したものであり、従動車４５は、前記板カム４６と接合する複数のピン（図面では４本であるが、本数は限定するものではない。）４８，４８…を円盤４９に同心円状に突設したものであり、膨出部４７がピン４８に回転力を付与することにより、従動車４５が回転するようにされている。この原動車４４が原動用シャフト２５に固定され、従動車４５が従動用シャフト２７に固定される。

他の構成は、前記第１または第２の実施形態と同じであるため、次に動作について説明する。モータ１が回転することにより、駆動力が第１の歯車５、第２の歯車７、そして第３の歯車６と伝達され、原動用シャフト２５が回転することにより、原動車４４が連続して回転する。

そして、原動車４４の膨出部４７が従動車４５のピン４８に回転力を付与している間のみ従動車４５が回転し、膨出部４７がピン４８から外れると従動車４５が停止する。従動車４５が回転しているときは、ズーム機構Ｅが作動し、第２レンズ群１２が移動することによってズーム動作が行われる。

しかし、従動車４５が停止しているときは、ズーム機構Ｅも停止し、第２レンズ群１２も停止する。このように第２レンズ群１２は、パラレルインデックスカム機構Ｇによってステップ状に移動する。一方、フォーカス機構Ｃはズーム機構Ｅが停止している間も作動し、第３レンズ群１３が移動することにより、フォーカス動作が行われる。

以上より、このズームレンズ装置では、パラレルインデックスカム機構Ｇによって間歇伝達機構Ｄが構成されることにより、間歇伝達機構Ｄを小型で簡単な構造で実現でき、ズームレンズ装置の小型化を図る上で有利となる。

なお、本発明は、前記３つの実施形態に限定することなく、特許請求の範囲に記載した技術的事項の範囲内において種々変更することができる。例えば、間歇伝達機構Ｄは、ゼネバ機構Ｆやパラレルインデックスカム機構Ｇに限定するものではなく、例えば、回転爪と爪車とを組み合わせたものや、ピン車と歯車とを組み合わせたものなどを採用することもできる。

本発明に係るズームレンズ装置は、小型化が要請される携帯電話機などの携帯用電子機器などの分野において有用である。

本発明に係るズームレンズ装置の第１の実施形態を示す概略正面図 本発明に係るズームレンズ装置の第１の実施形態の要部を示す概略側面図 本発明に係るズームレンズ装置の第１の実施形態における間歇伝達機構を示す図１のＹ−Ｙ線断面図であって、（ａ）は動作の最初の状態を示す断面図、（ｂ）は動作の途中の状態を示す断面図、（ｃ）は動作の最終の状態を示す断面図 本発明に係るズームレンズ装置の第１の実施形態におけるレンズ群の軌跡を示す図 本発明に係るズームレンズ装置の第２の実施形態を示す概略正面図 本発明に係るズームレンズ装置の第２の実施形態におけるレンズ群の軌跡を示す図 本発明に係るズームレンズ装置の第３の実施形態における間歇伝達機構の概略斜視図 従来のズームレンズ装置の概略正面図 従来のズームレンズ装置におけるレンズ群の軌跡を示す図

符号の説明

Ａ…レンズ系
Ｂ…駆動力伝達手段
Ｂ…前記駆動力伝達手段
Ｃ…フォーカス機構
Ｄ…間歇伝達機構
Ｅ…ズーム機構
Ｅ…前記ズーム機構
Ｆ…ゼネバ機構
Ｇ…パラレルインデックスカム機構
Ｚ…光軸
１…モータ
１１…第１レンズ群
１２…第２レンズ群
１３…第３レンズ群
１４…第２の保持枠
１５…第３の保持枠
１６…ガイド軸
１７…ズーム用フォロア部
１８…付勢手段
１９…フォーカス用フォロア部
２１…移動体
３６…ズーム用カム面
３８…フォーカス用カム面

Claims (5)

1. 複数のレンズ群を光軸に配列したレンズ系と、一つ以上のレンズ群を光軸と同じ方向に移動させることによりレンズ系の焦点距離を変更するズーム機構と、一つ以上のレンズ群を光軸と同じ方向に移動させることによりレンズ系の結像位置を調節するフォーカス機構と、一つの駆動源から前記ズーム機構およびフォーカス機構に駆動力を伝達する駆動力伝達手段とを備えているズームレンズ装置であって、前記駆動力伝達手段は、前記駆動源からの駆動力を前記ズーム機構に間歇的に伝達する間歇伝達機構を備えており、該間歇伝達機構がゼネバ機構又はパラレルインデックスカム機構であることを特徴とするズームレンズ装置。
2. 前記ズーム機構は、前記焦点距離を変更するためのレンズ群に設けられたズーム用フォロア部と、前記間歇伝達機構に設けられた螺旋状のズーム用カム面と、該ズーム用カム面に前記ズーム用フォロア部を当接させる付勢手段とを備えていることを特徴とする請求項１に記載のズームレンズ装置。
3. 前記フォーカス機構は、前記結像位置を調節するためのレンズ群を保持する保持枠に設けられたフォーカス用フォロア部と、前記駆動力伝達手段の駆動力によって光軸と同じ方向に移動する移動体と、該移動体に前記フォーカス用フォロア部を接合させる付勢手段とを備えていることを特徴とする請求項１又は２に記載のズームレンズ装置。
4. 前記フォーカス機構は、前記結像位置を調節するためのレンズ群を保持する保持枠に設けられたフォーカス用フォロア部と、前記駆動力伝達手段の駆動力によって光軸と同じ方向を回転軸として回転する螺旋状のフォーカス用カム面と、該フォーカス用カム面に前記フォーカス用フォロア部を接合させる付勢手段とを備えていることを特徴とする請求項１又は２に記載のズームレンズ装置。
5. 請求項１から４のいずれかに記載のズームレンズ装置が搭載された携帯用電子機器。

Images