JP2007156069A - レンズ鏡胴及び撮像装置 - Google Patents
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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
【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(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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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
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 (8)
- 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。
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005350418A JP2007156069A (ja) | 2005-12-05 | 2005-12-05 | レンズ鏡胴及び撮像装置 |
PCT/JP2006/323769 WO2007066549A1 (ja) | 2005-12-05 | 2006-11-29 | レンズ鏡胴及び撮像装置並びにレンズ位置調整方法 |
US11/607,696 US7697217B2 (en) | 2005-12-05 | 2006-11-30 | Lens barrel, image pick-up apparatus and lens position adjustment method |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005350418A JP2007156069A (ja) | 2005-12-05 | 2005-12-05 | レンズ鏡胴及び撮像装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2007156069A true JP2007156069A (ja) | 2007-06-21 |
Family
ID=38240521
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2005350418A Pending JP2007156069A (ja) | 2005-12-05 | 2005-12-05 | レンズ鏡胴及び撮像装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2007156069A (ja) |
-
2005
- 2005-12-05 JP JP2005350418A patent/JP2007156069A/ja active Pending
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