JP2006154174A - Zoom lens device - Google Patents
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Abstract
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。 The present invention relates to a zoom lens device that is mounted on a camera or the like and has a plurality of lens groups, and more particularly, to a zoom lens device that includes a zoom mechanism that changes the position of the lens group in a step shape.
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。 A step zoom mechanism in which a plurality of lens groups are mounted on a camera in which a plurality of lens groups are moved between a short focal length position (wide position) and a long focal length position (tele position). The multifocal magnification switching lens barrel provided is disclosed in Patent Document 1. In this multifocal magnification switching lens barrel, a fixed cylinder is inserted into a rotating cylinder, and a first moving cylinder holding a front group lens and a second moving cylinder holding a rear group lens are inserted into the fixed cylinder. Has been.
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。 The rotary cylinder is provided with a zoom lens cam groove for the front lens group and a zoom cam groove for the rear lens group for guiding the first and second movable cylinders, respectively. The fixed cylinder is formed with a focus adjustment cam groove having an inflection portion and a guide groove for guiding the first moving cylinder. A cam pin that engages with the magnification change cam groove and the guide groove for the front group lens is formed in the first moving cylinder, and the magnification change cam groove and the focus adjustment cam groove for the rear group lens are formed. An engaging cam pin is formed on the second movable cylinder.
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。 Further, a gear portion is provided on the outer peripheral surface of the rear end portion of the rotary cylinder, and the rotary cylinder rotates about the optical axis as a rotation axis by driving of a motor. By rotating the rotating cylinder, zooming and focus adjustment are performed simultaneously.
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。 That is, when the rotating cylinder is slightly rotated to the feeding side, the first moving cylinder moves linearly along the guide groove of the fixed cylinder, but the second moving cylinder is at the inflection portion of the focus adjustment cam groove. It bends and the amount of movement in the optical axis direction is smaller than that of the first moving cylinder. During this time, there is no change in the magnification of the lens system, and focus adjustment is performed from an infinite distance to a close distance in a wide state. As described above, the zooming and the focus adjustment at each zooming position are performed by the same drive source, thereby realizing a reduction in size and cost of the camera.
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。 However, such a multifocal magnification switching lens barrel is provided with a zoom cam groove, a focus adjustment cam groove, and a guide groove in a rotating cylinder, and is incorporated in a portable electronic device such as a mobile phone. When mounted on an ultra-small camera, it is difficult to form each groove because the rotating cylinder is too small.
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。
Therefore, it is conceivable to employ a zoom lens device provided with a cam so that the ultra-small camera has a step zoom mechanism. As shown in FIG. 8, the zoom lens device includes a motor 1 as a driving source, a cam 3 formed by a spiral rib projecting from a cylindrical rotating
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。
Gears (hereinafter referred to as “first gear” and “third gear”) 5 and 6 are attached to the rotation shaft of the motor 1 and the rotation shaft of the cam 3. The first and
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。
A surface on the outside (left side in the drawing) of the cam 3 is a
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。
In the lens system A, the
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。
The
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。
A pair of
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。
The zoom lens apparatus is configured as described above, and the operation will be described with reference to FIG. When the motor 1 rotates, this driving force is transmitted to the rotating
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。
However, since the
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。
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。
In the zoom lens device described above, if the number of steps is set so as to correspond to various zooms, the number of flat portions of the
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。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a zoom lens device capable of performing a zoom operation with the number of steps that can sufficiently achieve the value as a zoom lens while achieving downsizing.
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。 A zoom lens device according to the present invention includes a lens system in which a plurality of lens groups are arranged on an optical axis, and a zoom mechanism that changes the focal length of the lens system by moving one or more lens groups in the same direction as the optical axis. A focus mechanism that adjusts the imaging position of the lens system by moving one or more lens groups in the same direction as the optical axis, and a drive that transmits driving force from one drive source to the zoom mechanism and the focus mechanism A zoom lens device comprising force transmitting means, wherein the driving force transmitting means includes an intermittent transmission mechanism that intermittently transmits the driving force from the driving source to the zoom mechanism. Yes.
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。 According to this zoom lens apparatus, even if there is only one drive source, the intermittent transmission mechanism causes the zoom mechanism to repeat the state where one or more lens groups are stopped and the state where it is moved in a stepped manner. The focus mechanism moves one or more lens groups continuously in the same direction as the optical axis. In a state where the lens group for changing the focal length is stopped by the intermittent transmission mechanism, only one focusing operation can be performed by moving one or more other lens groups by the focusing mechanism. That is, according to this zoom lens device, since the so-called step zoom operation is realized by the intermittent transmission mechanism, it is not necessary to provide a flat portion on the cam traced by the zoom mechanism as in the conventional example. It is possible to reduce the size while having the number of steps that can sufficiently exhibit the value as a lens.
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。 In the zoom lens device, it is preferable that the intermittent transmission mechanism is a Geneva mechanism.
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。 The Geneva mechanism is a combination of a prime mover and a follower, and the prime mover has an arc-shaped convex portion and is provided with one pin outside the arc-shaped convex portion. The driven wheel is formed with an arcuate concave surface that engages with the arcuate convex surface and a plurality of radial grooves into which the pins are engaged. When the driving force of one drive source is transmitted to the prime mover and the pin of the rotating prime mover is engaged in the radial groove of the follower, the follower rotates and the pin comes off the radial groove. The follower stops. When the driven vehicle is rotating, the zoom operation is performed by moving the lens group. On the other hand, when the driven vehicle is stopped, the zoom operation is stopped by stopping the lens group. That is, this lens group is moved stepwise by the Geneva mechanism, and a zoom operation is performed. The focus mechanism operates while the lens group is stopped, and the focus operation is performed by moving the lens group.
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。 Therefore, according to this zoom lens device, the intermittent transmission mechanism is configured by a Geneva mechanism, and the number of steps of step zoom can be set according to the number of radial grooves installed in the driven vehicle. It is possible to cope with a large number of steps without increasing the diameter of the vehicle, and it is advantageous for downsizing without sacrificing the usability as a zoom lens.
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。 In the zoom lens device, the intermittent transmission mechanism may be a parallel index cam mechanism.
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。 The parallel index cam is a combination of a prime mover and a follower, and the prime mover is a plate cam formed with a bulge, and the follower is concentrically shaped with a plurality of pins joined to the plate cam. Projected to The driving force of one drive source is transmitted to the prime mover, and the driven vehicle rotates only while the bulge of the prime mover applies a rotational force to the pin of the follower, and is driven when the bulge is removed from the pin. The car stops. When the driven vehicle is rotating, the zoom operation is performed by moving the lens group. On the other hand, when the driven vehicle is stopped, the zoom mechanism is stopped by stopping the lens group. That is, this lens group is moved stepwise by a parallel index cam mechanism, and a zoom operation is performed. The focus mechanism operates while the lens group is stopped, and the focus operation is performed by moving the lens group.
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。 Therefore, according to this zoom lens device, since the intermittent transmission mechanism is constituted by the parallel index cam mechanism, the play of the cam mechanism can be reduced while having a simple configuration, which is advantageous in performing a more accurate zoom operation. It becomes.
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。 Further, in the zoom lens device, the zoom mechanism includes a zoom follower portion provided on a holding frame that holds a lens group for changing the focal length, and a helical zoom provided on the intermittent transmission mechanism. It is preferable that a zoom cam surface and a biasing means for joining the zoom follower portion to the zoom cam surface are preferably provided.
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。 According to this zoom lens device, the zoom follower portion provided on the holding frame that holds the lens group is joined to the spiral zoom cam surface by the urging means, and this joined portion is in the same direction as the optical axis. By moving, the lens group held by the holding frame moves on the optical axis. Since the spiral zoom cam surface rotates intermittently by the intermittent transmission mechanism, the holding frame also moves intermittently in the same direction as the optical axis, and the lens group held by this holding frame steps on the optical axis. Move to the shape.
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。 Further, in the zoom lens device, the focus mechanism includes a focus follower portion provided on a holding frame that holds a lens group for adjusting the imaging position, and an optical axis by a driving force of the driving force transmitting unit. It is preferable that a moving body that moves in the same direction as the moving body and a biasing unit that joins the focus follower to the moving body.
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。 According to this zoom lens device, the focus follower provided on the holding frame that holds the lens group is joined to the moving body by the urging means, and the moving body moves in the same direction as the optical axis to move the moving frame to the holding frame. The held lens continuously moves on the optical axis. Accordingly, even while the lens group for the zoom operation is stopped by the zoom mechanism, the lens group for the focus operation is continuously moved by the focus mechanism to perform the focus operation.
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。 Further, in the zoom lens device, the focus mechanism includes a focus follower portion provided on a holding frame that holds a lens group for adjusting the imaging position, and an optical axis by a driving force of the driving force transmitting unit. And a spiral focusing cam surface that rotates about the same direction as the rotation axis, and an urging means for joining the focusing follower portion to the focusing cam surface.
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。 According to this zoom lens apparatus, the focus follower portion provided on the holding frame that holds the lens group is joined to the spiral focus cam surface by the urging means, and the focus cam surface is rotated to rotate the focus lens. The joint surface between the follower portion and the focus cam surface moves nonlinearly in the same direction as the optical axis. Therefore, even when the lens group for the zoom operation is stopped by the zoom mechanism, the lens group for the focus operation moves non-linearly on the optical axis by the focus mechanism to perform the focus operation. In order to prevent the focus follower part from coming off the spiral focus cam surface, the speed of moving the lens for focus operation is slower than the speed of moving the lens for zoom operation. Has been.
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。 According to the present invention, since the intermittent transmission mechanism that intermittently transmits the driving force from one drive source to the zoom mechanism is provided, the zoom mechanism has a simple configuration, as in the conventional example. There is no need to provide a flat portion on the cam to be traced, and it is possible to reduce the size while having the number of steps that can fully exhibit the value as a zoom lens. Accordingly, a zoom lens device having a step zoom function can be mounted on an ultra-small camera provided in a portable electronic device such as a mobile phone.
〔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。
[Embodiment 1]
A zoom lens apparatus according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In addition, the same part and the same equivalent part as the past are attached | subjected and demonstrated with the same code | symbol. This zoom lens apparatus includes a lens system A, a driving force transmission means B, a focus mechanism C, an intermittent transmission mechanism D, and a zoom mechanism E.
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。
As shown in FIG. 1, the lens system A includes a
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。
When the
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。
Although not shown, the
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。
And the driving force transmission means B is provided with the
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。
The focus mechanism C includes a moving
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。
When the
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。
A driving
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。
An intermittent transmission mechanism D is provided at the outer end of the driving
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。
As shown in FIG. 2, the
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。
When the
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。
Such a driving force from the intermittent transmission mechanism D is transmitted to the zoom mechanism E. The zoom mechanism E includes a
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。
Therefore, when the driven
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。
Here, the positional relationship among the second or third
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。
In any case, the diameter of the
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。
Next, the operation of the zoom lens apparatus according to the first embodiment configured as described above will be described. When the motor 1 rotates in the counterclockwise direction CCW as viewed in the X direction of FIG. 1, the
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。
In parallel with this operation, the
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。
Subsequently, as shown in FIG. 3B, the
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。
Subsequently, as shown in FIG. 3C, until the
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。
Thus, even if the motor 1 continues to rotate counterclockwise CCW, the driven
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。
Conversely, when the motor 1 rotates in the clockwise direction CW, the
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。
Thus, since this zoom lens device drives the zoom mechanism E via the intermittent transmission mechanism D, there is no need to provide a flat portion on the cam traced by the zoom mechanism E as in the conventional example. It is possible to reduce the size while having the number of steps that can sufficiently exhibit the value as a lens. Further, the intermittent transmission mechanism D is configured by the Geneva mechanism F, so that the intermittent transmission mechanism D can be realized with a small and simple structure, which is advantageous in reducing the size of the zoom lens device.
[Embodiment 2]
Next, a second embodiment of the zoom lens apparatus according to the present invention will be described with reference to FIGS. However, the same or equivalent parts as those of the conventional and first embodiments will be described with the same reference numerals.
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。
The zoom lens apparatus according to the second embodiment is characterized in that the
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。
The
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。
The
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。
Since the other configuration is the same as that of the first embodiment, the operation will be described next. When the motor 1 rotates in the counterclockwise direction CCW as seen in the direction of the arrow X in FIG. 5, the
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。
However, in the second embodiment, since the
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。
In parallel with the operation of the focus mechanism C, the
[Embodiment 3]
Next, a third embodiment of the zoom lens device according to the present invention will be described with reference to FIG. The third embodiment is characterized in that the intermittent transmission mechanism D is a parallel index cam mechanism G as shown in FIG. Other configurations are the same as those of the zoom lens device according to the first or second embodiment.
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。
In the parallel index cam mechanism G, a driving
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。
Since the other configuration is the same as that of the first or second embodiment, the operation will be described next. When the motor 1 rotates, the driving force is transmitted to the
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。
The driven
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。
However, when the driven
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。 As described above, in this zoom lens apparatus, the intermittent transmission mechanism D is configured by the parallel index cam mechanism G, whereby the intermittent transmission mechanism D can be realized with a small and simple structure, and the zoom lens apparatus can be miniaturized. It will be advantageous.
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。 Note that the present invention is not limited to the above-described three embodiments, and can be variously modified within the scope of the technical matters described in the claims. For example, the intermittent transmission mechanism D is not limited to the Geneva mechanism F or the parallel index cam mechanism G. For example, a combination of a rotating claw and a claw wheel or a combination of a pin wheel and a gear is adopted. You can also
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。 The zoom lens device according to the present invention is useful in the field of portable electronic devices such as mobile phones that are required to be downsized.
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
A ... Lens system B ... Driving force transmission means B ... Driving force transmission means C ... Focus mechanism D ... Intermittent transmission mechanism E ... Zoom mechanism E ... Zoom mechanism F ... Geneva mechanism G ... Parallel index cam mechanism Z ... Optical axis 1 ...
Claims (6)
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するズームレンズ装置。 A lens system in which a plurality of lens groups are arranged on the optical axis, a zoom mechanism that changes the focal length of the lens system by moving one or more lens groups in the same direction as the optical axis, and one or more lens groups. A zoom mechanism comprising: a focus mechanism that adjusts the imaging position of the lens system by moving in the same direction as the optical axis; and a driving force transmission means that transmits a driving force from one driving source to the zoom mechanism and the focusing mechanism. A lens device,
The zoom lens apparatus according to claim 1, wherein the driving force transmission means includes an intermittent transmission mechanism that intermittently transmits the driving force from the driving source to the zoom mechanism.
The focus mechanism rotates about the same direction as the optical axis by the driving force of the driving force transmitting means provided on a holding frame that holds a lens group for adjusting the imaging position and the driving force transmitting means. 5. The apparatus according to claim 1, further comprising: a spiral focus cam surface configured to rotate; and a biasing unit that joins the focus follower portion to the focus cam surface. Zoom lens device.
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