JP2006276242A - Zoom lens device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、カメラ付き携帯電話機等に用いられる小型のズームレンズ装置に関する。 The present invention relates to a small zoom lens device used for a mobile phone with a camera.
デジタルカメラを内蔵したカメラ付き携帯電話機が普及している。従来のカメラ付き携帯電話機には、小型化及びコストダウンのために、単焦点の撮影レンズと、解像度の低いイメージセンサとが用いられていた。しかし、カメラ付き携帯電話機に高画質な撮影機能を望むユーザーが多いため、近年では光学ズームやオートフォーカス、画素数の多いイメージセンサ等を用いたカメラ付き携帯電話機も販売されている。 Camera mobile phones with built-in digital cameras have become widespread. A conventional camera-equipped mobile phone uses a single-focus imaging lens and a low-resolution image sensor for downsizing and cost reduction. However, since there are many users who desire a high-quality shooting function for a camera-equipped mobile phone, in recent years, a camera-equipped mobile phone using an optical zoom, autofocus, an image sensor having a large number of pixels, and the like has been sold.
ズームレンズ装置は、光軸方向に移動可能なレンズ群を最低でも二つ必要とする。また、ズーム調整時には各レンズ群を個別に移動させ、フォーカス調整時には一つのレンズ群のみを移動させ、または二つのレンズ群を同方向に同量移動させることのできるレンズ駆動機構を必要とする。カメラ付き携帯電話機に組み込まれるデジタルカメラは非常に小型であるため、外周に精密なカム溝を形成する必要のある鏡筒タイプのズームレンズ装置は使用することができない。また、ズーム調整によって鏡筒がカメラ付き携帯電話の外に繰り出されるアウターズームタイプのズームレンズ装置は、乱暴に取り扱われることの多いカメラ付き携帯電話機には適さない。 The zoom lens device requires at least two lens groups that can move in the optical axis direction. In addition, a lens driving mechanism is required that can move each lens group individually during zoom adjustment, move only one lens group during focus adjustment, or move the two lens groups in the same direction by the same amount. Since the digital camera incorporated in the camera-equipped mobile phone is very small, a lens barrel type zoom lens device that requires a precise cam groove on the outer periphery cannot be used. In addition, an outer zoom type zoom lens device in which a lens barrel is drawn out of a mobile phone with a camera by zoom adjustment is not suitable for a mobile phone with a camera that is often handled violently.
そこで、従来の光学ズームを備えたカメラ付き携帯電話機は、光軸方向に移動自在となるように保持された二つのレンズ群にナットを取り付け、このナットに棒状の送りネジを螺合させ、この送りネジをモーターで回転させるインナーズームタイプのレンズ駆動機構を使用している。しかし、ズーム用とフォーカス用に二つのレンズ駆動機構を組み込んだ場合、カメラ付き携帯電話機のサイズ、及びコストに対する影響が大きい。 Therefore, a camera-equipped mobile phone equipped with a conventional optical zoom has a nut attached to two lens groups held so as to be movable in the direction of the optical axis, and a rod-shaped feed screw is screwed onto the nut. It uses an inner zoom type lens drive mechanism that rotates a feed screw with a motor. However, when two lens driving mechanisms are incorporated for zooming and focusing, the influence on the size and cost of the camera-equipped mobile phone is large.
カメラを小型化、及びローコスト化するために、一つのレンズ駆動機構でズーム調整とフォーカス調整とを行なうことのできるズームレンズが発明されている。例えば、特許文献1記載のズームレンズ装置は、固定筒の外周で回転されるカム環に、固定筒内に組み込まれた2個のレンズ群のカムフォロワが挿入される2本のカム溝を形成し、このうち一方のカム溝の幅を他方よりも広くしている。カム環の一方の方向への回転では、各レンズ群がそれぞれのカム溝によって光軸方向に移動され、ズーム調整が行なわれる。カム環を他方向に回転させると、幅の狭いカム溝に係合されたレンズ群はカム溝に追従して移動し、幅の広いカム溝に係合されたレンズ群は、カム溝がカムフォロワに当接するまで移動されないため、ズーム倍率が変動しない状態でフォーカス調整が行なわれる。 In order to reduce the size and cost of a camera, a zoom lens capable of performing zoom adjustment and focus adjustment with a single lens driving mechanism has been invented. For example, in the zoom lens device described in Patent Document 1, two cam grooves into which cam followers of two lens groups incorporated in a fixed cylinder are inserted are formed in a cam ring rotated on the outer periphery of the fixed cylinder. Of these, one cam groove is wider than the other. In rotation of the cam ring in one direction, each lens group is moved in the optical axis direction by the respective cam groove, and zoom adjustment is performed. When the cam ring is rotated in the other direction, the lens group engaged with the narrow cam groove moves following the cam groove, and the lens group engaged with the wide cam groove has the cam groove as a cam follower. Therefore, the focus adjustment is performed without changing the zoom magnification.
また、特許文献2記載のズームレンズ装置は、回転により前群レンズを移動させる中間筒と、この中間筒と同軸的に設けられて後群レンズを移動させるカム筒との間に、係合時には中間筒とカム筒との双方を回転させてズーム調整を行い、被係合時にはカム筒の回転を停止させて中間筒のみを所定の角度範囲にわたって回転させて焦点調整を行なわせる係脱可能な回転伝達機構が設けられている。
特許文献1及び2記載のズームレンズ装置は、1個のモーターをズーム調整とフォーカス調整とに兼用させることができるため、カメラ付き携帯電話機の小型化及びローコスト化に資することができる。しかし、ともにレンズ鏡筒を使用し、ズーム調整時にレンズ鏡筒が前方に繰り出されるアウターズームタイプであるため、カメラ付き携帯電話機には適さない。 The zoom lens devices described in Patent Documents 1 and 2 can contribute to miniaturization and low cost of the camera-equipped mobile phone because one motor can be used for both zoom adjustment and focus adjustment. However, both are of the outer zoom type in which a lens barrel is used and the lens barrel is extended forward during zoom adjustment, which is not suitable for a camera-equipped mobile phone.
本発明は上記問題を解決するためになされたもので、カメラ付き携帯電話機に使用することのできる小型かつローコストなインナーズームタイプのズームレンズ装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object thereof is to provide a small and low-cost inner zoom type zoom lens device that can be used in a mobile phone with a camera.
上記課題を解決するために、本発明のズームレンズ装置は、モーターの正転により第1の方向に回転し、逆転により第2の方向に回転するカム駆動ギヤと、光軸と平行な回転軸上に、回転自在かつスライド自在に支持され、第1レンズ群及び第2レンズ群に連係して光軸方向で移動させるズームカムと、カム駆動ギヤとズームカムとのいずれか一方に設けられる第1の連係部材、及びカムフォロワと、他方に設けられ、カム駆動ギヤが第1の方向に回転するときに第1の連係部材と当接されてカム駆動ギヤの回転をズームカムに伝達する第2の連係部材と、この第2の連係部材に対し、第1の連係部材の幅寸法よりも離れた位置に配置され、カム駆動ギヤが第2の方向に回転するときに第1の連係部材と当接されて該カム駆動ギヤの回転をズームカムに伝達する第3の連係部材と、これら第2の連係部材と第3の連係部材との間に設けられ、カム駆動ギヤの回転方向が切り替えられてから前記第1の連係部材と第2または第3の連係部材とが当接されるまでの間に前記カムフォロワによって押圧され、該ズームカムを軸方向にスライドさせるフォーカスカムとから構成するとともに、第1の連係部材とカムフォロワとを一体に設けている。これにより、部品数を削減してコストダウン、及び小型化を図ることができる。 In order to solve the above problems, a zoom lens device according to the present invention includes a cam drive gear that rotates in a first direction by forward rotation of a motor and rotates in a second direction by reverse rotation, and a rotation shaft that is parallel to the optical axis. A zoom cam that is rotatably and slidably supported and moves in the optical axis direction in association with the first lens group and the second lens group, and a first cam provided on either one of the cam drive gear and the zoom cam. A linkage member and a cam follower, and a second linkage member that is provided on the other side and abuts against the first linkage member when the cam drive gear rotates in the first direction and transmits the rotation of the cam drive gear to the zoom cam. The second linkage member is disposed at a position away from the width dimension of the first linkage member, and comes into contact with the first linkage member when the cam drive gear rotates in the second direction. The rotation of the cam drive gear A third linking member that transmits to the cam, and a second linking member provided between the second linking member and the third linking member, and the first linking member and the second linking member after the rotation direction of the cam drive gear is switched. Alternatively, a focus cam that is pressed by the cam follower and slides the zoom cam in the axial direction until the third link member comes into contact with the third link member, and the first link member and the cam follower are integrally provided. ing. Thereby, the number of parts can be reduced, and cost reduction and size reduction can be achieved.
また、第1の連係部材を棒状の部品としてその側面で第2の連係部材及び第3の連係部材と当接させるとともに、カムフォロワは、第1の連係部材の先端に形成された略円弧形状の端面から構成したので、ローコストに製造することができる。また、構造がシンプルであるため、故障なども発生しにくくなる。 In addition, the first link member is a bar-shaped part that is in contact with the second link member and the third link member on its side surface, and the cam follower has a substantially arc shape formed at the tip of the first link member. Since it consists of an end surface, it can be manufactured at low cost. Moreover, since the structure is simple, it is difficult for failures to occur.
本発明のズームレンズ装置によれば、異なる機能の部品を一体に設け、一つの部品で複数の機能を兼ねられるにしているので、ズームレンズ装置を小型化及びローコスト化することができる。 According to the zoom lens device of the present invention, components having different functions are provided integrally, and a single component can serve as a plurality of functions. Therefore, the zoom lens device can be reduced in size and cost.
図1及び図2は、本発明を実施したカメラ付き携帯電話機の構成を示す外観図、及びブロック図である。カメラ付き携帯電話機2は、ヒンジ部3により折り畳み自在に連結された受話部4と送話部5とからなる電話部6と、受話部4内に組み込まれているデジタルカメラであるカメラ部7とから構成されている。受話部4の外面には、カメラ部7のズームレンズ装置を保護する透明な保護板8が外部に露呈されている。
1 and 2 are an external view and a block diagram showing a configuration of a camera-equipped mobile phone embodying the present invention. The camera-equipped mobile phone 2 includes a
受話部4の内面側には、住所録や電話番号等の電話に関する各種情報や、カメラ部7で撮影した画像等が表示される液晶表示(LCD)パネル11と、受話スピーカー12とが組み込まれている。送話部5の内面側には送話マイク13のほか、送話時のダイヤル操作を行うためのダイヤルボタンや各種の設定ボタン、撮影時に操作されるシャッタボタン14やズームボタン15等からなる操作部16が設けられている。送話部5の側面に設けられたカードスロット17にメモリカード18を装填したときには、カメラ部7で撮影した画像を画像データとしてメモリカード18に保存することができる。
A liquid crystal display (LCD)
図3は、カメラ部7の外観形状を示す斜視図である。カメラ部7は、ズームレンズ装置20と、このズームレンズ装置20の外側に取り付けられたイメージセンサ21とから構成されている。イメージセンサ21としては、例えばCCDタイプのものが用いられるが、CMOSタイプのイメージセンサを用いてもよい。
FIG. 3 is a perspective view showing the external shape of the
ズームレンズ装置20は、内部に構成部品がコンパクトに組み込まれた箱形状のレンズ筐体25と、このレンズ筐体25の上面の開口25aを塞ぐ蓋部材26とからなる。図4に示すように、レンズ筐体25の前面25b及び背面25cには、前述の保護板8とイメージセンサ21とに対面して被写体光が通過される円形の撮影開口27,28が設けられている。この撮影開口27と28との間には、ズームレンズを構成する第1〜第3のレンズ群30〜32が組み込まれる。第3レンズ群32は、撮影開口28に嵌合されて固着される。また、第1レンズ群30及び第2レンズ群31の側方には、これらを撮影光軸に沿って移動させるレンズ駆動機構34(図3参照)が組み込まれる。
The zoom lens device 20 includes a box-
第1レンズ群30及び第2レンズ群31は、それぞれ、レンズ部30a,31aと、軸受部30b,30c,31b,31cと、外周方向に突設されたピン形状のカムフォロワ30d,31dと、バネ掛け片30e,31eが透明なプラスチックによって一体に設けられている。第1レンズ群30及び第2レンズ群31は、スライド軸37,38が軸受部30b,30c,31b,31cに挿入されることにより、撮影光軸方向で移動自在となるように支持される。スライド軸37,38は、レンズ筐体25の前面25b及び背面25cに形成された軸受穴25d,25eに軸支される。
The
第1レンズ群30の軸受部30b,30cの前面には、スライド軸37,38に挿通された押圧バネ41,42が当接され、第1レンズ群30を撮影光軸の後方に向けて押圧する。バネ掛け片30e,31eには、引っ張りバネ43が掛けられ、第1レンズ群30と第2レンズ群31とを近接させる方向に付勢する。
Press
レンズ駆動機構34は、モーター46と、このモーター46の回転軸46aに取り付けられたウォームギヤであるモーターギヤ47と、このモーターギヤ47の回転方向を90°直交する方向に変換させるウォームホイールL1と、このウォームホイールL1の回転を減速して伝達する複数の減速ギヤL2〜L6と、減速ギヤL6によって回転されるカム駆動ギヤ48と、このカム駆動ギヤ48によって回転される円筒形状のズームカム49とから構成されている。モーター46は、パルスモータであり、ズームボタン15が操作されてズーム調整を行なうとき、またはシャッタボタン14が半押しされて焦点調整を行なうときに回転される。
The
ウォームホイールL1及びカム駆動ギヤ48は回転自在に、また、ズームカム49は回転自在かつスライド自在に回転軸50に支持される。回転軸50は、レンズ筐体25の前面25b及び背面25cに形成された軸受穴25f,25gに固着される。このように、二つのギヤL1,48とズームカム49とを同軸上に支持することによって、ズームレンズ装置20の部品点数を減らすことができ、小型化及びローコスト化に資することができる。なお、図面の煩雑化を避けるため図示していないが、モーター46、及び減速ギヤL2〜L6は、レンズ筐体25及び蓋部材26に設けられた周知のボスや軸受部によって支持されている。
The worm wheel L1 and the
図5に示すように、カム駆動ギヤ48は、減速ギヤL6に噛合するギヤ部48aの歯面部の中央に、歯列の形成されていない溝部48bが形成されている。この溝部48b内には、蓋部材26の内面に設けられた規制部材であるリブ53が挿入される。これにより、カム駆動ギヤ48の軸方向への移動が規制される。なお、リブ53の端面は、溝部48bの曲面に合せて円弧状に形成されているため、リブ53の幅が狭くても確実にカム駆動ギヤ48のスライドを防止することができる。また、レンズ筐体25に蓋部材26を取り付けることにより、リブ53がカム駆動ギヤ48の溝部48bに挿入されるので、組立工数が増えることはない。
As shown in FIG. 5, in the
図6及びカム駆動ギヤ48及びズームカム49の展開図である図7(A)に示すように、カム駆動ギヤ48のズームカム49に対する側の端面には、軸方向に沿って突設され、回転方向に一定角度で配置された3本の突起状の連動ボス56が設けられている。この連動ボス56は、連係機構を構成する第1の連係部材であり、各連動ボス56の先端には、円弧形状のカムフォロワ57が一体に形成されている。
As shown in FIG. 6 and FIG. 7A, which is a development view of the
ズームカム49のカム駆動ギヤ48に対する側の端面には、軸方向に沿って突設され、回転方向に一定角度で配置された3個の連結突起59が形成されている。この連結突起59は、連動ボス56の幅寸法よりも離して配置されており、連動ボス56に対して第2の連係部材及び第3の連係部材として作用する。各連結突起59の間には、二つの斜面61a,61bと、これらの斜面61a,61bの双方に連設してカム駆動ギヤ48に近接する位置に設けられた頂上面61cと、連結突起59と各斜面61a,61bとに連設された麓面61d,61eとからなる略三角形状のフォーカスカム62がそれぞれ設けられている。
On the end face of the
ズームカム49の外周面には、外周方向に突出されたカム部64が設けられており、このカム部64の端面には、第1カム面65及び第2カム面66が設けられている。これらのカム面65,66の展開図である図8に示すように、第1カム面65は、両端部が光軸方向において同一の位置に配置された円弧形状を有しており、第2カム面66は、ワイド端からテレ端に向けて直線の傾斜を有している。麓面61d,61eが光軸方向において同一の位置にされているのは、図4中の時計方向へのズームカム49の回転によってテレからワイドへとズーム調整を行い、反時計方向への回転によってワイドからテレへのズーム調整を行なうため、両端の麓面61d,61eのフォーカス位置を同じ位置(例えば無限遠)にし、各斜面61a,61bの頂上面61c近傍で違う距離(例えば最至近)にするためである。
A
第1レンズ群30は、光軸方向の後方にオフセットして設けられたカムフォロワ30dが、押圧バネ41,42の押圧によって第1カム面65に当接する。第2レンズ群31は、引っ張りバネ43によって引っ張られることにより、外周に設けられたカムフォロワ31dが第2カム面66に当接する。
In the
例えば、カム駆動ギヤ48を、図6中に示すワイド方向Wに回動させると、図7(A)に示すように、連動ボス56の一方の側面56aが連結突起59の一方の側面59aを押圧し、ズームカム49を図4中の時計方向に回転させる。これにより、第1レンズ群30は光軸先端側に向けて移動し、第2レンズ群31は後端側に向けて移動するため、図9(A)中に実線で示すように、ズーム倍率が広角側にセットされる。また、カム駆動ギヤ48を、テレ方向Tに回動させると、図7(B)に示すように、連動ボス56の他方の側面56bが連結突起59の他方の側面59bを押圧し、ズームカム49を図4中の反時計方向に回転させる。これにより、図9(A)中に二点鎖線で示すように、第1レンズ群30及び第2レンズ群31は光軸方向の先端側に向けて移動し、ズーム倍率が望遠側にセットされる。
For example, when the
カム駆動ギヤ48の回転が、ワイド方向Wへの回転から、図7(B)に示すテレ方向Tへの回転へと切り替わる際に、連動ボス56のカムフォロワ57がフォーカスカム62に当接する。このように、連動ボス56とカムフォロワ57とを一体に形成しているので、別々に設ける場合に比べて、部品点数を減少させることができ、小型化及びローコスト化に資することができる。
When the rotation of the
ズームカム49は、回転時に所定量のフリクションが発生するように、例えば回転軸50が圧入されている。このフリクションFは、例えば、カム駆動ギヤ48の連動ボス56が連結突起59を押圧してズームカム49を回転させる際の回転トルクT1よりも小さく、カムフォロワ57がフォーカスカム62の斜面61a,61bを押圧することにより、ズームカム49の回転方向に生じる回転トルクT2よりも大きい。そのため、カム駆動ギヤ48が、ワイド方向Wへの回転からテレ方向Tへと回転方向が切り替わる際に、カムフォロワ57がフォーカスカム62の斜面に当接しても、ズームカム49は回転せずに軸方向にスライドする。
The
このスライド時には、図9(B)に示すように、第1カム面65が第1レンズ群30のカムフォロワ30dを光軸方向に押圧し、第2レンズ群31は引っ張りバネ43の付勢によって第2カム面66にカムフォロワ31dが当接するように、光軸方向の先端側に移動する。このように、ズームの方向が切り替えられる区間を利用して、第1レンズ群30と第2レンズ群31との間隔を変えることなく両者を光軸方向に移動させることができるので、一つのモーター46を用いたレンズ駆動機構43により、ズーム倍率を変化させずにフォーカス調整を行なうことができる。
At the time of this sliding, as shown in FIG. 9B, the
ウォームホイールL1側の端面図である同図(A)、及びズームカム49のフォーカスカム62側の端面図である図10(B)に示すように、第1カム面65と第2カム面66とには、回転中心から放射状に突出された規制突起69,70が設けられている。ズームカム49が所定量以上の回転を行なうと、この規制突起69,70が第1レンズ群30と第2レンズ群31のカムフォロワ30d,31dにそれぞれ当接し、ズームカム49の回転が停止される。
As shown in FIG. 10A, which is an end view on the worm wheel L1 side, and FIG. 10B, which is an end view on the
図2に示すように、システムコントローラ75は、操作部16の各種ボタンからの入力操作に応答して、電話部6及びカメラ部7の各部を制御する。カメラ付き携帯電話機2を撮影モードに切り替えると、システムコントローラ75は、データバス76を介してROM77に格納されている各種プログラムを読み出し、これらのプログラムに従ってカメラ部7の各部を駆動する。
As shown in FIG. 2, the
タイミングジェネレータ(TG)80は、基準パルスを発生してCCDドライバ81等に入力する。CCDドライバ81は、基準パルスにしたがってイメージセンサ21を駆動させる。イメージセンサ21は、レンズ群30〜32を通して入射された被写体光に基づいて、アナログの撮像信号を出力する。
A timing generator (TG) 80 generates a reference pulse and inputs it to the
イメージセンサ21から順次に出力されてくる撮像信号は、相関二重サンプリング回路(CDS)や、利得可変増幅器(GCA)、A/Dコンバータ(ADC)等を一つのチップに組み込んだアナログフロントエンドチップ回路(AFE)84によりデジタルの画像データに変換される。こうして得られた画像データは、画像処理回路85によってスルー画表示用の簡易の画像処理が施され、画像メモリ86に順次に書き込まれる。画像メモリ86に書き込まれた画像データは、システムコントローラ75によって読み出され、LCDドライバ87によりLCDパネル11にスルー画表示される。
The imaging signal sequentially output from the
AF回路90は、画像処理回路85によって生成された一画面分の画像データのコントラストからAF評価値を算出する。一般に、画像のコントラストは被写体像がピント合致状態となったときが最も高くなり、このときにAF評価値も最も高くなる。AF評価値はシステムコントローラ75にAF評価値信号として入力される。システムコントローラ75は、逐次に入力されるAF評価値信号を常に監視しながらモータドライバ91の制御を行い、第1レンズ群30及び第2レンズ群31をピント合致位置に移動させる。
The
スルー画表示中にシャッタボタン14が操作されると、その瞬間の画像データには画像処理回路85によって撮影用の高度な画像処理が施される。画像処理後に画像メモリ86に書き込まれた画像データは、システムコントローラ75によって読み出されメディアコントローラ94を介してメモリカード18に書き込まれる。
When the
次に、本発明のカメラ付き携帯電話機の撮影処理について説明する。カメラ付き携帯電話機2を用いて撮影を行う時には、折り畳まれている受話部4と送話部5を展開状態にするとともに、操作部16の選択ボタンを操作して撮影モードを選択する。撮影モードが選択されると、ズームレンズ装置20のズーム状態をワイド位置にセットする原点位置セット処理が行われる。
Next, the photographing process of the camera-equipped mobile phone according to the present invention will be described. When shooting is performed using the camera-equipped mobile phone 2, the folded
原点位置セット処理では、図示しない光学センサ等を用いて、例えば第1レンズ群30の光軸方向の位置が確認される。システムコントローラ75は、モータドライバ91を制御し、モーター46を図4中の反時計方向に回転させる。カム駆動ギヤ48は、図中時計方向に回転し、図7(A)に示すように、連動ボス56の側面56aで連結突起59の側面59aを押圧して、ズームカム49を同方向に回転させる。これにより、第1レンズ群30及び第2レンズ群31は、図9(A)に実線で示すワイド位置に移動する。システムコントローラ75は、光学センサから、第1レンズ群30がワイド位置への移動を完了したことを表す検出信号を受信すると、モーター46の回転を停止させ、原点位置セット処理を終了する。
In the origin position setting process, for example, the position of the
LCDパネル11には、イメージセンサ21に入射された被写体光の画像がスルー画表示されるので、ユーザーはその画像を見ながらズームボタン15を操作してズーム倍率を変更させ、またはシャッタボタン14を半押ししてピント合せを行ない、撮影する画像のフレーミングを行なう。例えば、ズームボタン15がテレ側に操作されると、モーター46は図4中において時計方向への回転を開始する。カム駆動ギヤ48は、図中反時計方向に回転し、図7(B)に示すように、連動ボス56の側面56bで連結突起59の側面59bを押圧して、ズームカム49を同方向に回転させる。これにより、第1レンズ群30及び第2レンズ群31は、図9(A)に二点鎖線で示すテレ位置に向けて移動する。
Since the image of the subject light incident on the
シャッタボタン14が半押しされると、システムコントローラ75は、現在のズーム調整がワイドからテレ、またはテレからワイドへのいずれの方向で行なわれていたのかを判断してモーター46の回転方向を決定する。例えば、上述したように、ワイドからテレへとズーム調整が行なわれていた場合には、モーター46をそのズーム調整時の反対方向、すなわち図4中の反時計方向に回転させる。これにより、カム駆動ギヤ48は図中時計方向に回転し、その回転の途中で、図7(C)に示すように、カムフォロワ57がフォーカスカム62の斜面61aに当接する。ズームカム49は、カムフォロワ57と斜面61aとにより発生する回転トルクT2と回転方向のフリクションFとの作用により、図9(B)に示すように、光軸の先端側に向けてスライドする。これにより、ズーム倍率が維持されたまま、フォーカス調整が行なわれる。
When the
システムコントローラ75は、AF回路90から逐次に入力されるAF評価値信号を常に監視しながらモータドライバ91の制御を行い、第1レンズ群30及び第2レンズ群31をピント合致位置に移動させる。ピントが合った場合には、例えばLCDパネル11上にその旨を表示したり、ランプ等を発光させてもよい。スルー画表示中にシャッタボタン14が操作されると、その瞬間の画像データには画像処理回路85によって撮影用の高度な画像処理が施され、メモリカード18に書き込まれる。
The
なお、上記実施形態では、ズームカムを一つの部品で形成したが、複数の部品で構成してもよい。以下、ズームカムを二つの部品から構成し、これらの構成部品の間にカム駆動ギヤを組み込んだ第2の実施形態のズームレンズ装置について説明する。なお、上記第1の実施形態のズームレンズ装置と同じ機能を有する部品については、同じ部品名称を用いて詳しい説明を省略する。 In the above embodiment, the zoom cam is formed by one component, but may be configured by a plurality of components. Hereinafter, a zoom lens device according to a second embodiment in which a zoom cam is constituted by two parts and a cam drive gear is incorporated between these parts will be described. Note that components having the same functions as those of the zoom lens device according to the first embodiment are described using the same component names and detailed description thereof is omitted.
図11示すズームレンズ装置100は、レンズ筐体101の内部に第1〜第3のレンズ群102〜104と、レンズ駆動機構105とが組み込まれ、背面にはイメージセンサ106が取り付けられている。レンズ駆動機構105は、前述の実施形態と同様に、モーター107と、このモーター107の回転を減速して伝達する複数の減速ギヤ108と、第1レンズ群102及び第2レンズ群103を光軸方向に移動させるズームカムユニット109と、レンズ筐体101を塞ぐ蓋部材110とから構成されている。
A zoom lens device 100 shown in FIG. 11 includes a
図12に示すように、ズームカムユニット109は、第1レンズ群102を移動させる第1カム面113が外周に設けられた第1カム部材114と、第2レンズ群103を移動させる第2カム面115が外周に設けられた第2カム部材116と、これら第1カム部材114と第2カム部材116との間に組み込まれるカム駆動ギヤ117とから構成されている。これら第1カム部材114及び第2カム部材116と、カム駆動ギヤ117は、同一の回転軸118上に回転自在に軸支されている。
As shown in FIG. 12, the zoom cam unit 109 includes a first cam member 114 having a
カム駆動ギヤ117は、減速ギヤ108を介してモーター107の回転が伝達されるギヤ部120と、このギヤ部120の両端面に3本ずつ形成された連動ボス121,122とからなる。連動ボス121,122の先端には、円弧形状のカムフォロワ123,124がそれぞれ形成されている。ギヤ部120には溝部120aが設けられており、この溝部120aには、蓋部材110の内面に設けられた円弧形状のリブ127が挿入されるため、カム駆動ギヤ117は軸方向には移動しない。
The cam drive gear 117 includes a
第2カム部材116のカム駆動ギヤ117に対する端面には、連動ボス122が挿入される溝130が形成されている。また、詳しくは図示しないが、第1カム部材114のカム駆動ギヤ117に対する端面にも同様の溝が形成されている。これらの溝130等の内部には、第1の実施形態で用いたものと同様の、連結突起とフォーカスカムとが設けられている。ズーム調整時には、連動ボス121,122が溝130内の連結突起を押圧して二つのカム部材114,116を同方向に回転させる。これにより、第1カム面113及び第2カム面115に沿って第1レンズ群102と第2レンズ群103とが光軸方向に移動し、ズーム倍率が変化される。また、フォーカス調整時には、カムフォロワ123,124が溝130内のフォーカスカムを押圧して、第1カム部材114及び第2カム部材116を光軸方向の先端側にスライドさせる。
A
なお、各カム部材114,116の溝130内に設けられたフォーカスカムの形状を変えることにより、フォーカス調整時に第1カム部材114と第2カム部材116とを同方向に同量移動させることもできるし、移動方向及び移動量を変えることもできる。更には、いずれか一方のカム部材のみを移動させることもできる。
Note that, by changing the shape of the focus cam provided in the
また、上記各実施形態では、レンズ群の側方に配置されたズームカムを使用して二つのレンズ群を光軸方向に移動させたが、カムを筒状に形成し、その内部にレンズ群を組み込んでもよい。以下では、円筒形状のカムの内部にレンズ群を組み込んだ第3の実施形態のズームレンズ装置について説明するが、上記各実施形態のズームレンズ装置と同じ機能を有する部品については、同じ部品名称を用いて詳しい説明を省略する。 Further, in each of the above embodiments, the two lens groups are moved in the optical axis direction using the zoom cam arranged on the side of the lens group, but the cam is formed in a cylindrical shape, and the lens group is formed inside the cam. It may be incorporated. Hereinafter, the zoom lens device according to the third embodiment in which a lens group is incorporated inside a cylindrical cam will be described. However, components having the same functions as those of the zoom lens device according to each of the above embodiments have the same component names. Detailed explanation will be omitted.
図13及び14に示すズームレンズ装置150は、レンズ筐体151の内部にレンズ鏡筒152とレンズ駆動機構153とが組み込まれ、背面にはイメージセンサ154が取り付けられている。レンズ駆動機構153は、前述の実施形態と同様に、モーター155と、このモーター155の回転を減速して伝達する複数の減速ギヤ156とから構成されている。レンズ筐体151の前面151a及び背面151bには、円形の撮影開口159,160が設けられている。撮影開口160には、レンズ鏡筒152の後端が係止される切欠161が3個形成されている。
In the zoom lens device 150 shown in FIGS. 13 and 14, a
図15に分解して示すように、レンズ鏡筒152は、レンズ筐体151内に固定される固定筒165と、この固定筒165の内部に組み込まれる第1レンズ群166及び第2レンズ群167と、固定筒165の後端に組み込まれる第3レンズ群168と、固定筒165の外周に挿通されるカム筒169と、固定筒165の後端外周に挿通されモーター155により回転されるリング形状のカム駆動ギヤ170と、固定筒165に挿通されてカム筒169を光軸後方に押圧するバネ171とから構成されている。
As shown in an exploded view in FIG. 15, the
カム駆動ギヤ170の歯面部には、溝部170aが形成されており、この溝部170aにはレンズ筐体151の下面に設けられた円弧形状のリブ172が挿入されて、カム駆動ギヤ170の軸方向での移動が規制される。このリブ172の溝部170aへの挿入は、レンズ筐体151内にレンズ鏡筒152を組み込むことに付随して行なわれるため、組立工数が伏せることはない。
A
固定筒165の外周には、第1レンズ群166及び第2レンズ群167のカムフォロワ166a,167aが挿入される3本の直進溝174が形成されている。カム筒169の外周には、カムフォロワ166a,167aがそれぞれ挿入される円弧状のカム溝175,176が3個ずつ形成されている。これにより、カム筒169が固定筒165の外周で回転すると、第1レンズ群166及び第2レンズ群167は、カム溝175及び176に沿って光軸方向に移動する。
Three
カム駆動ギヤ170の前端面には、3本の連動ボス180が設けられており、これらの連動ボス180の先端には円弧形状のカムフォロワ181が設けられている。カム筒169の後端には、3個の連結突起182と、各連結突起182の間に配されたフォーカスカム183とが形成されている。ズーム調整時には、連動ボス180が連結突起182を押圧してカム筒169を回転させ、各カム溝175,176にしたがって第1レンズ群166と第2レンズ群167とを光軸方向に移動させる。また、フォーカス調整時には、カムフォロア181がフォーカスカム182を押圧してカム筒169を光軸方向の先端側に移動させる。これにより、ズーム倍率を変化させることなく、フォーカス調整が行なわれる。
Three interlocking
カム筒169を用いたズームレンズ装置150では、固定筒165とカム筒169との間のフリクションが適切に設定されないと、フォーカス調整時にカム筒169を光軸方向に移動させる際に、カム筒169が回転してしまう。そのため、フリクションの適切な設定を行なうことができない場合には、ズームレンズ装置150をステップ方式のズームレンズ装置に変更するとよい。
In the zoom lens device 150 using the cam barrel 169, if the friction between the fixed
周知のように、ステップ方式のズームレンズ装置とは、ズーム倍率が段階的に変化される方式であり、各ズーム位置でのカム筒169の停止位置は予め決まっている。図16に示すように、例えば固定筒165の先端外周面に突起190を形成しておき、カム筒169の先端内面に、突起190が挿入される溝191を各ズーム位置に合せて形成する。突起190と各溝191は、ズーム倍率が変更されてカム筒169の回転が停止された際に必ず対面するため、フォーカス調整時にカム筒169が光軸の先端側に移動された際には、突起190が溝191に入り込んでカム筒169の回転を規制することができる。
As is well known, the step-type zoom lens device is a method in which the zoom magnification is changed stepwise, and the stop position of the cam cylinder 169 at each zoom position is predetermined. As shown in FIG. 16, for example, a
なお、カム筒169は、バネ171によって光軸後方に付勢されているため、ズーム調整時のカム筒169の回転時に、突起190と溝191とが係合することはない。また、固定筒165に突起190を形成し、カム筒169に溝191を形成したが、逆にしてもよい。
Since the cam cylinder 169 is biased toward the rear of the optical axis by the
上記各実施形態では、カム駆動ギヤに第1の連係部材である連動ボスとカムフォロワとを設け、ズームカムに第2、第3の連係部材及びフォーカスカムを設けたが、逆にしてもよい。また、モーターとしてパルスモータを用いたが、DCモーター等、他のモーターを用いてもよい。また、カメラ付き携帯電話機を例に説明したが、通常のデジタルカメラや、ビデオカメラ、銀塩カメラ等のズームレンズ装置として使用することもできる。 In each of the above embodiments, the cam drive gear is provided with the interlocking boss and the cam follower as the first linkage member, and the zoom cam is provided with the second and third linkage members and the focus cam. Moreover, although the pulse motor was used as a motor, you may use other motors, such as a DC motor. Further, although a camera-equipped mobile phone has been described as an example, it can also be used as a zoom lens device such as a normal digital camera, a video camera, and a silver salt camera.
2 カメラ付き携帯電話機
7 カメラ部
20 ズームレンズ装置
21 イメージセンサ
30 第1レンズ群
31 第2レンズ群
32 第3レンズ群
34 レンズ駆動機構
46 モーター
48 カム駆動ギヤ
48b 溝部
49 ズームカム
53 リブ
56 連動ボス
57 カムフォロワ
59 連結突起
62 フォーカスカム
2 Mobile Phone with
Claims (2)
第1レンズ群及び第2レンズ群が光軸方向に移動できるように支持する支持手段と、
第1レンズ群及び第2レンズ群を広角位置に向けて移動するときに正転し、望遠位置に向けて移動するときに逆転するモーターと、
このモーターの正転により第1の方向に回転し、逆転により第2の方向に回転するカム駆動ギヤと、
光軸と平行な回転軸上に、回転自在かつスライド自在に支持され、第1レンズ群及び第2レンズ群に連係して光軸方向で移動させるズームカムと、
カム駆動ギヤとズームカムとのいずれか一方に設けられる第1の連係部材、及びカムフォロワと、
他方に設けられ、カム駆動ギヤが第1の方向に回転するときに第1の連係部材と当接されてカム駆動ギヤの回転をズームカムに伝達する第2の連係部材と、この第2の連係部材に対し、第1の連係部材の幅寸法よりも離れた位置に配置され、カム駆動ギヤが第2の方向に回転するときに第1の連係部材と当接されて該カム駆動ギヤの回転をズームカムに伝達する第3の連係部材と、これら第2の連係部材と第3の連係部材との間に設けられ、カム駆動ギヤの回転方向が切り替えられてから前記第1の連係部材と第2または第3の連係部材とが当接されるまでの間に前記カムフォロワによって押圧され、該ズームカムを軸方向にスライドさせるフォーカスカムとを備え、
前記第1の連係部材とカムフォロワは、一体に設けられていることを特徴とするズームレンズ装置。 A first lens group and a second lens group disposed on the optical axis;
Support means for supporting the first lens group and the second lens group so as to be movable in the optical axis direction;
A motor that rotates forward when moving the first lens group and the second lens group toward the wide-angle position, and reverses when moving toward the telephoto position;
A cam drive gear that rotates in the first direction by forward rotation of the motor and rotates in the second direction by reverse rotation;
A zoom cam that is rotatably and slidably supported on a rotation axis parallel to the optical axis, and moves in the optical axis direction in association with the first lens group and the second lens group;
A first linkage member provided on one of the cam drive gear and the zoom cam, and a cam follower;
A second linkage member that is provided on the other side and that contacts the first linkage member when the cam drive gear rotates in the first direction and transmits the rotation of the cam drive gear to the zoom cam; and the second linkage The member is arranged at a position away from the width dimension of the first linkage member, and the cam drive gear is in contact with the first linkage member when the cam drive gear rotates in the second direction. Is provided between the second linkage member and the third linkage member, and the rotation direction of the cam drive gear is changed, and then the first linkage member and the third linkage member are transmitted to the zoom cam. A focus cam that is pressed by the cam follower and slides the zoom cam in the axial direction until the second or third linkage member comes into contact therewith,
The zoom lens apparatus according to claim 1, wherein the first linkage member and the cam follower are provided integrally.
The first linkage member is a rod-shaped component, and a side surface of which is in contact with the second linkage member and the third linkage member, and the cam follower is formed in a substantially arc shape formed at the tip of the first linkage member. The zoom lens apparatus according to claim 1, wherein the zoom lens apparatus comprises:
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