JP2007256600A - 結像光学ユニット - Google Patents

Abstract

【課題】部品点数を減らすことによって更なる寸法の縮小化を可能にした結像光学ユニットを提供する。
【解決手段】ガイド軸Ｇ３と駆動軸ＬＳ３とが形成された第１の軸１００とガイド軸Ｇ４と駆動軸ＬＳ４とが形成された第２の軸１０１とを第２の光軸方向ＯＰ２に平行に延びる様にして並べて２本配設する。こうして中央を空きスペースにし、さらにプリズム１１１の背面側の空きスペースに２つのモータＭ３．Ｍ４を配設することによって高さ方向の更なる寸法の縮小化を可能にする。
【選択図】図３

Description

複数のレンズ群を備え、その複数のレンズ群を経由してきた被写体光を所定の結像面に結像させる結像光学ユニットに関する。

複数のレンズ群を備え、その複数のレンズ群を経由してきた被写体光を所定の結像面に結像させる結像光学ユニットの中には、ユニット内の結像光学系がズームレンズである場合もある。このズームレンズを鏡胴内に組み込むときには、場合によっては２つの可動レンズ群それぞれを個別に駆動する駆動軸とそれらの駆動軸に回転を与えるモータが２個必要になることがある。このときにはこれらの駆動軸に沿って２つのレンズ群が移動している際にそれらのレンズ群を光軸方向に案内するためのガイド軸も駆動軸の個数分必要になる。

ここでズームレンズである光学系を備えた結像光学ユニットの一例を掲げて構成を説明する。

図１、図２は、ズームレンズである屈曲光学系が配備された結像光学ユニットを示す図である。

図１には、結像光学ユニット１０をやや斜め上方から見た斜視図が示されており、図２には図１の結像光学ユニット１０を正面から見た図が示されている。この図１、図２には前方に向かう第１の光軸ＯＰ１に沿って入射してきた被写体光をその第１の光軸ＯＰ１と交わる第２の光軸ＯＰ２に沿う方向に反射する反射光学素子であるプリズム１１１を含む複数のレンズ群１１〜１５を備えた屈曲光学系からなる結像光学ユニットが示されている。

この例においてはカメラボディの薄型化を図るために第１の光軸ＯＰ１側に第１レンズ群の中の対物レンズ１１０のみを配備してプリズム１１１以降に残りのレンズ群を配備する様にしている。なお、この例では、第１のレンズ群１２と第２のレンズ群１４が可動レンズ群であり、それらのレンズ群１２，１４を保持するレンズキャリア１２１,１４１には、それぞれリードスクリューＬＳ１、ＬＳ２に噛合する噛合部（不図示）とガイド軸Ｇ１１，Ｇ１２、Ｇ２１，Ｇ２２に係合するフォーク等１２１Ａ,１２１Ｂ，１４１Ａ,１４１Ｂがそれぞれ設けられている。上記リードスクリューと上記レンズキャリアとの噛合部やガイド部に例えば特許文献１や特許文献２の技術を用いると安定した駆動が得られるようになる。

また本例の結像光学ユニット１０においては、薄型化に加えて第２の光軸方向（図２では高さ方向にあたる）の寸法の縮小化も図るためにどの程度のズーム倍率にするかを予め決めておいてそのズーム倍率を達成する可動レンズ群の移動範囲からボディの第２の光軸方向の寸法を定めその寸法内に可動レンズ群および駆動部を詰め込むようにして第２の光軸方向の寸法の縮小化を図ろうとしている。

このため図１に示す様に第１のレンズ群１２を第２の光軸方向に沿って移動させるためのリードスクリューＬＳ１とモータＭ１とガイド軸Ｇ１とそのリードスクリューＬＳ１の端部を回転自在に受け止める軸受部Ｂ１とからなる第１のズーム駆動部ＺＭ１と、第２のレンズ群１４を第２の光軸に沿って移動させるためのリードスクリューＬＳ２とモータＭ２とガイド軸Ｇ２とそのリードスクリューの端部を回転自在に受け止める軸受部Ｂ２とからなる第２のズーム駆動部ＺＭ２とが組立用のスペースを挟んで高密度に実装されている。この高密度に実装された結像光学ユニットが携帯電話機などの小型かつスリムなボディ内に組み込まれることになる。

しかし今後デジタルカメラやカメラ付き携帯電話機等の更なる小型化が進んでいくと、第２の光軸方向の寸法の更なる縮小化を行なってより一層の小型化を図ることが必要になってくる。図１、図２に示す構成では、リードスクリューＬＳ１，ＬＳ２とガイド軸Ｇ１，Ｇ２とが各々2本づつ必要になってしまうためそれらの部品に関わる部材数も増えてしまってどうしても図１、図２に示す構成以上に高さ方向の寸法の縮小化を図ることができない。
特許２７２５４９１号公報 特開平５−３４１１６８号公報

上記事情に鑑みて、部品点数を減らすことによって更なる寸法の縮小化を可能にした結像光学ユニットを提供することを目的とする。

上記目的を達成する本発明の結像光学ユニットは、複数のレンズ群を備え、その複数のレンズ群を経由してきた被写体光を所定の結像面に結像させる結像光学ユニットにおいて、
上記複数のレンズ群のうちのいずれか複数のレンズ群が光軸方向に移動自在な可動レンズ群であり、
光軸に平行に延び、回転により上記可動レンズ群のうちの１つである第１のレンズ群を光軸方向に移動させる第１の軸と、
光軸に平行に延び、上記第１のレンズ群が上記第１の軸に駆動されて光軸方向に移動する際にその第１のレンズ群を案内する第２の軸とを備え、
上記第２の軸が、回転により、上記レンズ群のうちの、上記第１のレンズ群を除く他の１つである第２のレンズ群を光軸方向に移動させるものであることを特徴とする。

上記本発明の結像光学ユニットによれば、可動レンズ群である上記第１のレンズ群が上記第１の軸によって上記第１のレンズ群が駆動され上記第１のレンズ群が移動しているときには上記第２の軸によってその第１のレンズ群が光軸方向に案内される。同時に上記第２の軸によって可動レンズ群である上記第２のレンズ群が駆動され上記第１のレンズ群と上記第２のレンズ群との間隔が調整されることによって焦点距離が調整される。

つまり、上記第２の軸一本で図１に示すガイド軸と駆動軸とが兼用されることになる。

このことにより、上記第２の軸に兼用される上記ガイド軸と上記駆動軸とに関わる部品数が減ってそれらの部品をユニット内に配設する必要がなくなった分、この結像光学ユニットの第２の光軸方向の寸法の更なる縮小化が可能となる。

さらに、上記第１の軸と上記第２の軸とに回転力を伝える各モータを、それらの軸の端部が延びている部分にある空きスペースに配設することもできるようになるため、各モータの配設位置に自由度も出てきて光軸方向の寸法のみならず第２の光軸に対して直交する方向（図２に示す幅方向）の縮小化も可能となる。

以上説明した様に、部品数を低減することによって更なる寸法の縮小化を可能にした結像光学ユニットが実現する。

上記においては、上記第２の軸がガイド軸と駆動軸との双方を有する構成が示されているが、上記第１の軸も、駆動軸とガイド軸とが兼用されるものであっても良い。

そうすると、上記第１の軸に兼用される駆動軸とガイド軸とに関わる部品数も減ってそれらの部品も配設せずに済む様になるため、この結像光学ユニットの更なる寸法の縮小化が可能となる。

また上記第１の軸と上記第２の軸とを平行に配設して双方のレンズ群をそれらの軸それぞれに組み付けることができるようになるため、上記第１のレンズ群と上記第２のレンズ群との光軸あわせが行ない易くなって組立が行ない易くなるというメリットも得られる。

ここでこの結像光学ユニット内の結像光学系が屈曲光学系であっても良い。

その場合にはこの結像光学ユニットが、前方から第１の光軸に沿って入射してきた被写体光をその第１の光軸と交わる第２の光軸に沿う方向に反射する反射光学素子を備えたものであって、
上記第１のレンズ群および第２のレンズ群が上記反射光学素子よりも上記結像面側に備えられたものであり、
上記第１の軸および第２の軸が、上記第２の光軸に平行に延びるように配備されたものであることを特徴とする。

以上、説明したように、部品点数を減らすことによって更なる寸法の縮小化を可能にした結像光学ユニットが実現する。

以下図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。

図３は、本発明の一実施形態である結像光学ユニットを斜め上方から見た斜視図である。

図３には、ズームレンズである屈曲光学系が配備された結像光学ユニット１を斜め上方から見た斜視図が示されている。

図３には、図１と同様、前方に向かう第１の光軸ＯＰ１に沿って入射してきた被写体光をその第１の光軸ＯＰ１と交わる第２の光軸ＯＰ２に沿う方向に反射する反射光学素子であるプリズム１１１を含む複数のレンズ群１１〜１５を備えた屈曲光学系からなる結像光学ユニットが示されている。

本実施形態においては、第２の光軸側に可動レンズ群である第１のレンズ群１２と第２のレンズ群１４それぞれを第２の光軸方向に沿って移動させるために、ガイド軸Ｇ３と駆動軸ＬＳ３が一体的に形成された第１の軸１００と、ガイド軸Ｇ４と駆動軸ＬＳ４とが一体的に形成された第２の軸１０１とが、小型かつスリム化が達成されているユニット内に平行に並べて配設されている。さらにそれらの軸１００，１０１を回転させるモータＭ３、Ｍ４それぞれが、反射光学素子であるプリズム１１１の斜面側にある空きスペースに並べて高密度に実装されている。

いままでは第２レンズ群側の駆動軸と第４レンズ群側の駆動軸それぞれを組立てるための組立用のスペースＳＰを中央に設ける必要があったために高さ方向の縮小化を行なうのが困難な状況となっていた。

そこで本実施形態では、第１の軸１００と第２の軸１０１との双方に駆動軸ＬＳ３，ＬＳ４とガイド軸Ｇ３，Ｇ４とをそれぞれ設けて４本あった軸を２本に減らして軸関連の部材を不要とすることによって空きスペースを確保するようにしている。

こうして軸の本数を減らしておいてその第１の軸１００とその第２の軸１０１とを平行に、かつ双方の駆動軸ＬＳ３，ＬＳ４とガイド軸Ｇ３，Ｇ４とが互いに対向する様に配設することによって双方の軸の軸合わせを両端で行なうことができるようにして中央を空きスペースにして高さ方向の寸法の縮小化を図ることができるようにしている。なお図３に示す例では、リードスクリューＬＳ３、ＬＳ４に雄ネジが形成されガイドＧ３、Ｇ４に滑面が形成された例が示されている。

さらに、第１の軸１００と第２の軸１０１が第２の光軸方向に延びていることを利用してプリズム１１１の背面側の空きスペースにモータＭ３，Ｍ４を詰め込む様にして幅方向（第２の光軸に直交する方向）の寸法の縮小化を図ることができるようにもしている。

こうして薄型化に加えて、高さ方向、幅方向の寸法の縮小化を行なうと携帯電話機のような小型かつスリムなボディの中にもすっぽりと組み込まれる結像光学ユニットになる。

以上、説明したように、部品数を減らすことによって更なる寸法の縮小化を可能にした結像光学ユニットが実現する。

なお、本実施形態では、屈曲光学系からなるズームレンズを例に挙げたが、円筒状のレンズ鏡胴内に配備されるようなズームレンズであっても良い。

従来の結像光学ユニットを斜め上方から見た斜視図である。 図１の結像光学ユニットを正面から見た図である。 本実施形態の結像光学ユニットの構成を示す図である。

符号の説明

１ １０ 結像光学ユニット
１１ 固定レンズ群
１１０ 対物レンズ
１１１ プリズム
１２ 第１のレンズ群（可動レンズ群）
１３ 固定レンズ群
１４ 第２のレンズ群（可動レンズ群）
１５ レンズ
１００ 第１の軸
１０１ 第２の軸
Ｍ１〜Ｍ４ モータ
ＬＳ１〜ＬＳ４ リードスクリュー
Ｇ１１ Ｇ１２ Ｇ２１ Ｇ２２ ガイド軸
Ｇ３ Ｇ４ ガイド軸
ＺＭ１ ＺＭ２ 駆動部
ＯＰ１ 第１の光軸
ＯＰ２ 第２の光軸

Claims (3)

1. 複数のレンズ群を備え、該複数のレンズ群を経由してきた被写体光を所定の結像面に結像させる結像光学ユニットにおいて、
   前記複数のレンズ群のうちのいずれか複数のレンズ群が光軸方向に移動自在な可動レンズ群であり、
   光軸に平行に延び、回転により前記可動レンズ群のうちの１つである第１のレンズ群を光軸方向に移動させる第１の軸と、
   光軸に平行に延び、前記第１のレンズ群が前記第１の軸に駆動されて光軸方向に移動する際に該第１のレンズ群を案内する第２の軸とを備え、
   前記第２の軸が、回転により、前記レンズ群のうちの、前記第１のレンズ群を除く他の１つである第２のレンズ群を光軸方向に移動させるものであることを特徴とする結像光学ユニット。
2. 前記第１の軸が、前記第２のレンズ群が前記第２の軸に駆動されて光軸方向に移動する際に該第２のレンズ群を案内するものであることを特徴とする結像光学ユニット。
3. この結像光学ユニットが、前方から第１の光軸に沿って入射してきた被写体光を該第１の光軸と交わる第２の光軸に沿う方向に反射する反射光学素子を備えたものであって、
   前記第１のレンズ群および第２のレンズ群が、前記反射光学素子よりも前記結像面側に備えられたものであり、
   前記第１の軸および第２の軸が、前記第２の光軸に平行に延びるように配備されたものであることを特徴とする請求項2記載の結像光学ユニット。

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