JP2008020673A - レンズ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】フォーカス、ズームが短時間に行うことでがき、かつ長期間の使用に耐えうるレンズ装置を提供する。
【解決手段】レンズ部１０と、レンズ部１０に連結されたレンズ支持部１４と、レンズ支持部１４に当接された偏心カム１８と、偏心カム１８が取り付けられた回転軸１９を回転駆動する回転手段２０とを備え、回転手段２０の回転駆動により偏心カム１８が回転することによって、レンズ部１０が、レンズ部１０の光軸に対して略平行な方向に沿って、回転軸１９から離れる方向または近づく方向に移動することを特徴とするレンズ装置。
【選択図】図１

Description

本発明は、レンズ装置に関し、例えば、レンズ部が当該レンズ部の光軸に対して略平行方向に移動可能に支持されたレンズ装置に関する。

近年、携帯電話機等にもカメラシステムが搭載されるようになってきている。このような携帯型機器に搭載されるカメラシステムにおいては、マイクロレンズを用いて被写体画像をイメージセンサに結像させるカメラシステムが広く使用されている。このようなカメラシステムにおいては、オートフォーカス機能やズーム機能を有するものが実用化されている。中には、光学的な変倍機能を備えたものも提案され、２段変倍の光学ズームを備えたものが一部で利用されている。これらのカメラシステムにおいて、携帯型機器であるがために、レンズ装置の小型軽量化が必須条件となっている。

ここで、オートフォーカス機能やズーム機能に用いられるレンズ装置の、従来技術における駆動方法を、図７を用いて説明する（例えば特許文献１）。従来におけるレンズ装置においては、レンズユニット９１と、回転することによってレンズユニット９１を往復運動させるリードスクリュー９２と、リードスクリュー９２を回転させるためのモータ９３とを有している。このとき、リードスクリュー９２は、レンズユニット９１内のレンズ９４の光軸方向と略平行に設けられている。

レンズユニット９１内には、レンズ９４と、レンズ９４を保持するためのバレル９５と、バレル９５に取り付けられ、ラック９７との接続を行っている保持部９６とを有している。このとき、ラック９７はコの字型に形成されている。また、ラック９７は、リードスクリュー９２を囲むように、リードスクリュー９２に取り付けられている。このラック９７には、一般的に摺動性及び耐摩耗性に優れた樹脂成形品が用いられる。

また、ラック９７とリードスクリュー９２とには、ラック螺合機構が設けられている。図８は、このラック螺合機構を説明する図である。図８に示されるように、リードスクリュー９２の表面にはネジ山９８が形成され、ラック９７の内面には突起部９９が設けられている。リードスクリュー９２の表面に設けられたネジ山９８とラック９７内面に設けられた突起部９９とは、互いに嵌合するように設けられている。すなわち、リードスクリュー９２がモータ９３の回転駆動により回転することによって、コの字型のラック９７は往復運動することになる。

これにより、リードスクリュー９２の回転運動がラック９７の往復運動に変換される。このとき、ラック９７の往復運動にともなってレンズユニット９１も往復運動し、レンズ装置においてフォーカスやズームを行うことができる。このように、レンズ装置内におけるフォーカスやズームを行うことができる。

なお、モータ９３には、一般的にステッピングモータが用いられている。ステッピングモータの回転数を計測することによって、レンズユニット９１の移動量を算出することができる。
特開２００６−１３３４１３号公報

しかしながら、従来の方法においては、バレル９５をリードスクリュー９２の一端から他端まで移動させるには、リードスクリュー９２を回転させるモータを［ストローク÷ピッチ］回転させる必要があり、フォーカス、ズームに要する時間が長いという問題点を有していた。また、ラック９７に樹脂成形品を用いると、長期間使用した後に、当該ラック９７がクリープ変形する等、レンズユニット９１の移動精度を阻害する懸念があった。さらに、モータ９３が異常動作をしたときに、ラック９７がリードスクリュー９２のネジ山９８が形成された部分の上端又は下端に移動し、リードスクリュー９２のネジ山とラック９７の突起部９９とが互いに著しく磨耗し、レンズ装置の寿命が短くなる。

本発明は、このような問題点を解決するためになされたものであり、フォーカス、ズームを短時間に行うことができ、かつ長期間の使用に耐えうるレンズ装置を提供することを目的とする。

本発明の第１の態様に係るレンズ装置においては、レンズ部と、前記レンズ部に連結されたレンズ支持部と、当該レンズ支持部に当接された偏心カムと、当該偏心カムが取り付けられた回転軸を回転駆動する回転手段とを備え、前記回転手段の回転駆動により前記偏心カムが回転することによって、前記レンズ部が、前記レンズ部の光軸に対して略平行な方向に沿って、前記回転軸から離れる方向または近づく方向に移動することを特徴とするものである。これにより、フォーカス、ズームを短時間に行うことができ、かつ長期間の使用に耐えうるレンズ装置を提供することができる。

本発明の第２の態様に係るレンズ装置においては、上述のレンズ装置であって、前記レンズ部の光軸に対して略平行な方向に沿って、前記レンズ部を移動可能に支持する支持棒を備えたものである。これにより、前記レンズ部を光軸に対して略平行な方向へ移動することができる。本発明の第３の態様に係るレンズ装置においては、第２の態様に係るレンズ装置であって、前記レンズ支持部を前記偏心カム側へ付勢する付勢部材を備えたものである。この付勢部材を取り付けることによって、前記支持棒に沿って移動する前記レンズ部に連結された前記レンズ支持部が前記偏心カムから外れることを防止することができる。本発明の第４の態様に係るレンズ装置においては、第１の態様に係るレンズ装置であって、前記回転手段はステッピングモータであることを特徴とするものである。ステッピングモータを用いることによって、前記偏心カムの回転を容易に制御することができる。

本発明の第５の態様に係るレンズ装置においては、第１および第２のレンズ部と、前記第１および第２のレンズ部にそれぞれ連接された第１および第２のレンズ支持部と、当該第１および第２のレンズ支持部にそれぞれ当接された第１および第２の偏心カムと、当該第１および第２の偏心カムがそれぞれ取り付けられた第１および第２の回転軸をそれぞれ回転駆動する第１および第２の回転手段とを備え、前記第１および第２の回転手段の回転駆動により前記第１および第２の偏心カムが回転することによって、前記第１および第２のレンズ部のそれぞれが、前記第１および第２のレンズ部の光軸に対して略平行な方向に沿って、前記第１および第２の回転軸から離れる方向または近づく方向に移動し、前記第１および第２のレンズ部の移動範囲は互いに重ならないように設定されていることを特徴とするものである。これにより、フォーカス、ズームを短時間に行うことができ、かつ前記第１のレンズ部と前記第２のレンズ部が衝突せず、また磨耗を抑止し長期間の使用に耐えうるレンズ装置を提供する。

本発明の第６の態様に係るレンズ装置においては、第５の態様に係るレンズ装置であって、前記第１のレンズ部における光軸と前記第２のレンズ部における光軸とが略共通であることを特徴とするものである。本発明の第７の態様に係るレンズ装置においては、第５の態様又は第６の態様に係るレンズ装置であって、前記第１および第２のレンズ部の光軸に対して略平行な方向に沿って、前記第１および第２のレンズ部を移動可能に支持する支持棒を備えたものである。本発明の第８の態様に係るレンズ装置においては、第７の態様に係るレンズ装置において、前記第１および第２のレンズ支持部のそれぞれを前記第１および第２の偏心カム側へ付勢する付勢部材を備えたものである。本発明の第９の態様に係るレンズ装置においては、第５の態様にかかるレンズ装置において、前記第１および第２の回転手段はステッピングモータである。

本発明に係るレンズ装置によれば、偏心カムを用いることによってフォーカス、ズームを短時間に行うことでき、かつ長期間の使用にも耐えることができる。

以下、本発明を適用した具体的な実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。この実施の形態は、本発明を、レンズ装置に適用したものである。本実施の形態に係るレンズ装置においては、偏心カムを用いることによってレンズユニットを駆動している。偏心カムを用いることによって、レンズユニットの駆動によるラックの磨耗を防ぐことができ、かつモータの異常駆動によってレンズユニットが他部材へ衝突することがないため、長期間の使用を可能としている。また、偏心カムを用いることによって、フォーカス又はズームに要する時間を短くすることができる。

実施の形態１．
図１（ａ）に本実施の形態に係るレンズ装置１の構成概略図を示し、図１（ｂ）に本実施の形態に係るレンズ装置１の上面概略図を示す。図１（ａ）に示されるように、レンズ部としてのレンズユニット１０は、レンズ１１と、このレンズ１１を収容するバレル１２と、このバレル１２を保持する保持部１３と、保持部１３によってバレル１２と接続されるレンズ支持部としてのラック１４とを有している。図１（ｂ）に示されるように、バレル１２には、穴１５とＵ字型切り欠き１６とが設けられている。穴１５とＵ字型切り欠き１６は、バレル１２の端面近傍であって、レンズ１１が収容される位置から離間された位置に形成されている。

この穴１５内を貫通するように、ガイド軸１７ａが設けられ、Ｕ字型切り欠き１６に当接するように、ガイド軸１７ｂが設けられている。これらは支持棒としてのレンズ１１の光軸と略平行な方向に延在するように設けられている。ここでは、ガイド軸１７ａ、１７ｂは鉛直方向に対して略平行方向に延在するように設けられている。これにより、レンズ１１を収容したバレル１２はレンズ１１の光軸と略平行な方向に制限されて動くことになる。なお、穴１５とＵ字型切り欠き１６とはこの形状に限定されず、ガイド軸１７によってレンズユニット１０の動きが光軸と略平行な往復運動に限定されるものであればよい。すなわち、Ｕ字型切り欠き１６を穴に変更してもよい。

ラック１４は、偏心カム１８に常時当接するように配置される。偏心カム１８が回転することによって、ラック１４は往復運動をすることになり、このラック１４の往復運動がレンズ１１を収容したバレル１２を往復運動させる。偏心カム１８は、回転手段としてのモータ２０の回転軸１９に取り付けられている。このモータ２０は、回転軸１９を回転駆動し、偏心カム１８の回転角度を制御できるものを用いている。また、モータ２０はステッピングモータであるとよい。これは、偏心カム１８の回転角度をモータ２０に入力されたパルス電流のパルス数で制御することができるからである。本実施の形態に係るレンズ装置１においては、偏心カム１８の回転角度をモータ２０の回転角度を制御することによって決定している。

また、モータ２０はモータ保持部２１によって筐体２２に接続されている。このような構成のレンズ装置１においては、モータ２０が回転軸１９を回転駆動することによって、偏心カム１８が回転することになる。偏心カム１８は回転軸１９がその中心にない円形状、若しくは非円形状とすることで、回転軸１９と、偏心カム１８およびラック１４の当接部との間隔の変化に伴い、ラック１４はレンズ１１の光軸に対して略平行な方向に、回転軸１９から離れる方向若しくは近づくように移動する。

さらに、本実施の形態に係るレンズ装置１においては、ラック１４を偏心カム１８側（図１（ａ）においては下側）に付勢する付勢手段２３が設けられている。この付勢手段２３は、例えば図１（ａ）に示されるように、コイルバネが用いられている。このコイルバネは、図１（ａ）に示されるように、バレル１２の偏心カム１８側に設け、引っ張り力を有するコイルバネにしてもよいし、バレル１２の偏心カム１８の逆側に設け、伸張力を有するコイルバネにしてもよい。なお、この付勢手段２３は、コイルバネに限らず弾性体であればよく、また、偏心カム１８に付勢する力を有するものであれば形状は限定されない。

これにより、常時、ラック１４を偏心カム１８に当接させることができる。これは、付勢手段２３によって常にレンズユニット１０は偏心カム１８側に付勢されているため、穴１５とガイド軸１７ａとが当接する位置、及びＵ字型切り欠き１６とガイド軸１７ｂとが当接する位置を一意に決定することができるからである。

以上のように、偏心カム１８に当接されたラック１４に連結しているレンズユニット１０は、ガイド軸１７ａ、１７ｂに支持されて位置が決定される。また、偏心カム１８が回転すると、偏心カム１８の回転角度によって、レンズユニット１０がガイド軸１７ａ、１７ｂに沿って往復運動することになる。なお、偏心カム１８の形状について、図１（ａ）に示したのは一例であって、本発明はこれに限定されるものではない。偏心カム１８は、偏心して回転するものであればよい。すなわち、回転軸１９と、偏心カム１８およびラック１４の当接部との間隔が偏心カム１８の回転角度によって変化するものであればよい。

ここで、例えば偏心カム１８が楕円形状であり、ラック１４が偏心カム１８に当接している場合の、偏心カム１８の回転角度とレンズユニット１０の中心軸１９からの距離との関係を図２に示す。楕円の中心に回転軸１９があり、短半径の頂点にラック１４が当接している場合、レンズユニット１０の回転軸１９からの距離は最小である。偏心カム１８が回転するに従いレンズユニット１０の回転軸１９からの距離は徐々に増加し、回転角度が９０°になったときにレンズユニット１０の回転軸１９からの距離は最大になる。そして、回転角度が９０°を超えると回転するに従いレンズユニット１０の回転軸からの距離は徐々に減少し、回転角度が１８０°になったときにレンズユニット１０の回転軸１９からの距離は最小に戻る。

また、レンズユニット１０の回転軸１９からの距離は偏心カム１８の形状に依存するため、例えば偏心カム１８の外周のある点から１８０°の範囲に、レンズユニット１０の回転軸１９からの所望する距離を得られる形状とすることで、偏心カム１８の回転角度を０°から１８０°に限定することが可能となり、これによりレンズユニット１０の移動に要する時間を短縮することができる。

次に、本実施の形態に係るレンズ装置１が搭載された電気機器のレンズユニット駆動部分におけるブロック図を図３に示す。本実施の形態に係るレンズ装置１が搭載された電気機器のレンズユニットの駆動部分においては、レンズ装置１とレンズ装置１内のモータ２０にパルス電流を供給するパルス電流源３１と、パルス電流源３１からモータ２０に供給されたパルス電流のパルス数を制御する制御部３２と、被写体の画像を得る検出部３３と、検出部３３によって得られた画像を記憶する記憶部３４とを有している。

モータ２０は、パルス電流源３１から供給されたパルス電流の極性によって回転方向を変化させる。ここでいう極性とは、パルス電流のプラスマイナスを示している。制御部３２は、レンズユニット１０を通過して検出部３３によって得られた画像の解像度に応じてモータ２０を駆動してレンズユニット１０の位置を決定している。

以下にレンズユニット１０の最適位置を決定する、本実施の形態に係るレンズ装置１の駆動方法について図４に示したフローチャートを用いて説明する。まず、制御部３２はフォーカス調整を行う（Ｓ１０１）。フォーカス調整とは、レンズユニット１０を通過して検出部３３によって得られた画像データを算出し、記憶部３４に記憶させる。この画像データは、画像の解像度等であり、画像の解像度は、画像のエッジを検出しそのエッジにおけるコントラストを計測することで行われる。

次に、モータを駆動させる（Ｓ１０２）。このとき、制御部３２はパルス電流源３１にパルス電流をモータ２０に供給させて、モータ２０を回転させる。そして、フォーカス位置確認を行う（Ｓ１０３）。このフォーカス位置確認においては、レンズユニット１０を通過して検出部３３によって得られた画像データに基づいて、レンズユニット１０の位置が最適位置にあるかを制御部３２が判断している。ここで、レンズユニット１０の位置が最適位置であれば、フォーカス調整は終了する（Ｓ１０４）。それに対して、レンズユニット１０の位置が最適位置でないと制御部３２が判断すると、また、Ｓ１０２のモータ駆動に動作が移る。

また、図４に示されたフローチャートの処理の一例を示すフローチャートを図５に示す。まず、最初のレンズユニット１０の位置における、検出部３３によって得られた画像の解像度を算出し、記憶部３４に記憶させる（Ｓ２０１）。制御部３２はパルス電流源３１に、正のパルス電流を１パルス分モータ２０に供給させる（Ｓ２０２）。その後、そのレンズユニット１０の位置において、検出部３３によって得られた画像の解像度を算出する（Ｓ２０３）。次に、制御部３２は、記憶部３４に記憶された画像の解像度とＳ２０３のときに得られた画像の解像度との比較を行う（Ｓ２０４）。

このとき、Ｓ２０３のときに得られた画像の解像度の方がよいときには、この画像の解像度を記憶部３４に記憶させる。記憶部３４は、記憶されていた画像の解像度を消去し、この画像の解像度を記憶させる（Ｓ２０５）。そして、Ｓ２０２から一連の動作を繰り返す。

それに対して、記憶部３４に記憶された画像の解像度がＳ２０３のときに得られた画像の解像度よりも悪い場合には、制御部３２はパルス電流源３１に、負のパルス電流を１パルス分モータ２０に供給させる（Ｓ２０６）。そして、そのレンズユニット１０の位置において、検出部３３によって得られた画像の解像度を算出する（Ｓ２０７）。

次に、制御部３２は、Ｓ２０７のときに得られた画像の解像度と記憶部３４に記憶された画像の解像度とを比較する（Ｓ２０８）。このとき、Ｓ２０７のときに得られた画像の解像度が記憶部３４に記憶された画像の解像度よりもよい場合には、Ｓ２０７のときに得られた画像の解像度を記憶部３４に記憶させる。記憶部３４は、記憶されていた画像の解像度を消去し、この画像の解像度を記憶させる（Ｓ２０９）。

そして、Ｓ２０６から一連の動作を繰り返す。それに対して、Ｓ２０７のときに得られた画像の解像度が記憶部３４に記憶された画像の解像度よりも悪い場合には、制御部３２はパルス電流源３１に正のパルス電流を１パルス分モータに供給させる（Ｓ２１０）。そのときのレンズユニット１０の位置が最適の位置となる。

なお、レンズユニット１０の最適位置を決定する方法の一例を示したが、本発明はこれに限られるものではない。例えば、レンズユニット１０が移動可能な領域全てにおいて、画像データを取り込み、その中で最適なものを取り出し、その位置にレンズユニット１０を移動させる方法も用いることができる。

以上のように、本実施の形態においては、レンズユニット１０の往復運動に偏心カム１８を用いることによって、フォーカス、ズームを短時間に行うことができ、かつ長期間の使用に耐えうるレンズ装置を提供できる。このとき、レンズユニット１０の往復運動を実現するのに、偏心カム１８を１回転以上回転する必要がないため、所望の位置にレンズユニット１０を移動させるのに要する時間を短縮することが可能となる。

また、レンズユニット１０の往復運動に偏心カム１８を用いることによって、図７で示される従来のラック９７およびリードスクリュー９２からなる螺合機構と比較して、ラック１４の磨耗を防ぐことができる。これは、偏心カム１８とラック１４とが互いに嵌合するのではなく当接しているだけであり、ラック１４が偏心カム１８の回転によって磨耗しにくいためである。また、レンズユニット１０の移動範囲が偏心カム１８の形状によって制限されているため、モータ２０が異常動作したとしても、ラック１４は偏心カム１８の外周に沿って動くだけなので、図７で示される従来のラック９７およびリードスクリュー９２からなる螺合機構と比較して、ラック１４および偏心カム１８の磨耗量を低減できる。

実施の形態２．
本実施の形態に係るレンズ装置２及びレンズ装置２の駆動方法においては、２つのレンズユニットを用いる場合である。以下では、この２つのレンズユニットをフォーカスレンズのレンズユニットとズームレンズのレンズユニットとして説明する。構成要素や動作原理で実施の形態１と同様のものは省略する。

本実施の形態に係るレンズ装置２においては、レンズユニットの往復運動を、偏心カムを用いることによって行っている。そのことによって、２つのレンズユニットのそれぞれの往復運動の範囲が決定され、その移動範囲が重ならないようにレンズユニットを配置することによって、レンズユニット同士が衝突する可能性を防ぐことができる。

図６（ａ）に本実施の形態に係るレンズ装置２の構成概略図を示し、図６（ｂ）に本実施の形態に係るレンズ装置２の上面概略図を示す。図６（ａ）に示されるように、第１のレンズ部としてのズームレンズユニット６０は、ズームレンズ６１と、このズームレンズ６１を収容するバレル６２と、このバレル６２を保持する保持部６３と、保持部６３によってバレル６２と接続されるレンズ支持部としてのラック６４とを有している。図６（ｂ）に示されるように、バレル６２には、穴６５とＵ字型切り欠き６６とが設けられている。穴６５とＵ字型切り欠き６６は、バレル６２の端面近傍であって、ズームレンズ６１が収容される位置から離間された位置に形成されている。

ラック６４は、偏心カム６７に常時当接するように配置される。偏心カム６７が回転することによって、ラック６４は往復運動をすることになり、このラック６４の往復運動がズームレンズ６１を収容したバレル６２を往復運動させる。偏心カム６７は、回転手段としてのモータ６９の回転軸６８に取り付けられている。このモータ６９は、回転軸６８を回転駆動し、偏心カム６７の回転角度を制御できるものを用いている。

また、モータ６９はモータ保持部７０によって筐体８１に接続されている。このような構成のレンズ装置２においては、モータ６９が回転軸６８を回転駆動することによって、偏心カム６７が回転することになる。また、偏心カム６７は円形状ではなく、回転角度によって変化する。すなわち、回転軸６８と、偏心カム６７およびラック６４の当接部との間隔の変化に伴って、ラック６４はズームレンズ６１の光軸に対して略平行な方向に沿って、回転軸６８から離れる方向または近づく方向に移動することになる。

また、ズームレンズユニット６０と同じような構成である、第２のレンズ部としてのフォーカスレンズユニット４０は、フォーカスレンズ４１と、フォーカスレンズ４１を収容するバレル４２と、バレル４２を保持する保持部４３と、保持部４３によってバレル４２と接続されるラック４４とを有している。ズームレンズユニット６０のバレル６２と同様に、バレル４２は穴とＵ字型切り欠き（不図示）が設けられている。また、フォーカスレンズユニット４０とズームレンズユニット６０とはフォーカスレンズ４１の光軸とズームレンズ６１の光軸とは略一致するような位置に設けられている。なお、フォーカスレンズ４１の光軸とズームレンズ６１の光軸とは略共通でなくてもよい。

ラック４４は、偏心カム４７に常時当接するように配置される。偏心カム４７が回転することによって、ラック４４は往復運動をすることになり、このラック４４の往復運動がフォーカスレンズ４１を収容したバレル４２を往復運動させる。偏心カム４７は回転手段としてのモータ４９の回転軸４８に取り付けられている。このモータ４９は、回転軸４８を回転駆動し、偏心カム４７の回転角度を制御できるものを用いている。

また、モータ４９はモータ保持部５０によって筐体８１に接続されている。このような構成のレンズ装置２においては、モータ４９が回転軸４８を回転駆動することによって、偏心カム４７が回転することになる。また、偏心カム４７は円形状ではなく、回転角度によって変化する。すなわち、回転軸４８と、偏心カム４７およびラック４４の当接部との間隔の変化に伴って、ラック４４はズームレンズ４１の光軸に対して略平行な方向に沿って、回転軸４８から離れる方向または近づく方向に移動することになる。

また、ズームレンズユニット６０のバレル６２内の穴６５とフォーカスレンズユニット４０のバレル４２内の穴とを貫通するようにガイド軸８２ａが設けられ、ズームレンズユニット６０のバレル６２内のＵ字型切り欠き６６とフォーカスレンズユニット４０内のＵ字型切り欠きとに当接するようにガイド軸８２ｂが設けられている。これらは支持棒として、フォーカスレンズ４１とズームレンズ６１の光軸と略平行方向に延在するように設けられている。

これにより、フォーカスレンズ４１を収容したバレル４２、及びズームレンズ６１を収容したバレル６２はフォーカスレンズ４１とズームレンズ６１の光軸と略平行な方向、すなわち、鉛直方向に対して略平行方向（図６（ａ）の紙面上にて上下方向）に制限されて動くことになる。なお、穴とＵ字型切り欠きとはこの形状に限られず、ガイド軸８２によってフォーカスレンズユニット４０とズームレンズユニット６０との動きが往復運動に限定されるものであればよい。

フォーカスレンズユニット４０のモータ４９とズームレンズユニット６０のモータ６９は、偏心カム４７、６７の回転角度を制御できるものを用いている。また、モータ４９、６９はステッピングモータであるとよい。これは、偏心カム４７、６７の回転角度をモータ４９、６９に入力されたパルス電流のパルス数で制御することができるからである。本実施の形態に係るレンズ装置２においては、偏心カム４７、６７の回転角度をモータ４９、６９の回転角度を制御することによって決定している。

また、偏心カム４７、６７は円形状ではなく、回転角度によって回転軸４８、６８と偏心カム４７、６７内のラック４４、６４が当接している位置との間隔が変化する。すなわち、この回転軸４８、６８と偏心カム４７、６７内のラック４４、６４が当接している位置との間隔に従って、ラック４４、６４は往復運動することになる。

また、本実施の形態に係るレンズ装置２では、フォーカスレンズユニット４０とズームレンズユニット６０とは、偏心カム４８によるフォーカスレンズユニット４０の移動範囲と偏心カム６８によるズームレンズユニット６０の移動範囲とが重ならないように配置している。これにより、フォーカスレンズユニット４０とズームレンズユニット６０とが衝突する可能性をなくすことができる。

さらに、付勢手段５１、７１は、例えば図６（ａ）に示されるようにコイルバネが用いられている。このコイルバネは、図６（ａ）に示されるように、バレル４２、６２の下側に設け、引っ張り力を有するコイルバネにしてもよいし、バレル４２、６２の上側に設け、伸張力を有するコイルバネにしてもよい。なお、この付勢手段５１、７１は、コイルバネに限らず弾性体であればよいし、また、偏心カム４７、６７側に押さえつける力を有するものであれば他の形状を持つものでもよい。

さらに、本実施の形態に係るレンズ装置２においては、ラック４４、６４を偏心カム４７、６７側（図６（ａ）においては下側）に付勢する付勢手段５１、７１が設けられている。この付勢手段５１、７１は、例えば図６（ａ）に示されるように、コイルバネが用いられている。このコイルバネは、図６（ａ）に示されるように、フォーカスレンズユニット４０側ではバレル４２のズームレンズユニット６０の逆側に設け、ズームレンズユニット６０側ではバレル６２のフォーカスレンズユニット４０の逆側に設けている。このときのズームレンズユニット６０側のコイルバネは伸張力を有するコイルバネであり、フォーカスレンズユニット４０側のコイルバネは収縮力を有するコイルバネである。なお、この付勢手段５１、７１は、コイルバネに限らず弾性体であればよいし、また、偏心カム４７、６７側に押さえつける力を有するものであれば他の形状を持つものでもよい。

これにより、常時、ラック４４、６４を偏心カム４７、６７に当接させることができる。また、フォーカスレンズユニット４０のバレル４２内の穴及びズームレンズユニット６０のバレル６２内の穴６５とガイド軸８２ａとの間と、フォーカスレンズユニット４０のバレル４２内のＵ字型切り欠き及びズームレンズユニット６０のバレル６２内のＵ字型切り欠き６６とガイド軸８２ｂとの間にクリアランスがある場合に、偏心カム４７、６７の回転に伴って生じるフォーカスレンズユニット４０又はズームレンズユニット６０のがたつきを防ぐことができる。

これは、付勢手段５１、７１によって常にフォーカスレンズユニット４０及びズームレンズユニット６０は偏心カム４７、６７側に付勢されているため、フォーカスレンズユニット４０のバレル４２内の穴及びズームレンズユニット６０のバレル６２内の穴６５とガイド軸８２ａとが当接する位置、及びフォーカスレンズユニット４０のバレル４２内のＵ字型切り欠き及びズームレンズユニット６０のバレル６２内のＵ字型切り欠き６６とガイド軸８２ｂとが当接する位置を一意に決定することができるからである。

このような構成にすることによって、偏心カム４７、６７上に位置するフォーカスレンズユニット４０とズームレンズユニット６０とはガイド軸８２ａ、８２ｂに支えられるようにして位置が決定される。また、偏心カム４７が回転すると、偏心カム４７の回転角度によって、フォーカスレンズユニット４０がガイド軸８２ａ、８２ｂに沿って往復運動することになる。さらに、偏心カム６７が回転すると、偏心カム６７の回転角度によって、ズームレンズユニット６０がガイド軸８２ａ、８２ｂに沿って往復運動することになる。なお、偏心カム４７、６７の形状は図６（ａ）に示したのは一例であって、本発明はこれに限定されるものではない。偏心カム４７、６７は、偏心して動くものであればよい。すなわち、回転軸４８、６８と偏心カム４７、６７内のラック４４、６４と当接する位置との距離が偏心カム４７、６７の回転角度によって変化するものであればよい。

以上のように、本実施の形態においては、フォーカスレンズユニット４０の往復運動に偏心カム４７を用い、ズームレンズユニット６０の往復運動に偏心カム６７を用いることによって、螺合機構に起因して生じるラック４４、６４の磨耗を防ぐことができる。これは、偏心カム４７とラック４４、及び偏心カム６７とラック６４とは嵌合するのではなく当接しているだけであるため、ラック４４、６４が偏心カム４７、６７の回転によって磨耗しにくくすることができる。

また、偏心カム４７、６７の移動範囲が偏心カム４７、６７の形状によって制限されているため、モータ４９、６９が異常動作したとしても偏心カム４７、６７の移動範囲のみラック４４、６４は動くことができ、フォーカスレンズユニット４０とズームレンズユニット６０とが衝突することを防ぐことができる。さらに、偏心カム４７、６７の回転角度は、１回転以上する必要がないため、所望の位置にフォーカスレンズユニット４０とズームレンズユニット６０とを移動させるのに要する時間を短時間にすることが可能となる。

なお、本発明は上述した実施の形態のみに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能であることは勿論である。また、上述の実施の形態においては、偏心カムを回転軸が突出している外カムを用いているが、内カムを用いてもよい。

実施の形態１に係るレンズ装置の概略構成図である。 偏心カムが楕円形の断面を有している場合の、偏心カムの回転角度とレンズユニットの高さとの関係を示す図である。 実施の形態１に係るレンズ装置が搭載された電気機器のレンズユニット駆動部分におけるブロック図である。 レンズユニットの最適位置を決定するレンズ装置の駆動方法を示すフローチャートである。 図４に示されるフローチャートの詳細図である。 実施の形態２に係るレンズ装置の概略構成図である。 従来におけるレンズユニットを駆動させる装置の概略構成図である。 ラック螺合機構の概略構成図である。

符号の説明

１０ レンズユニット １１ レンズ １２ バレル １３ 保持部
１４ ラック １５ 穴 １６ Ｕ字型切り欠き １７ ガイド軸
１８ 偏心カム １９ 回転軸 ２０ モータ ２１ モータ保持部
２２ 筐体 ２３ 付勢手段
３１ パルス電流源 ３２ 制御部 ３３ 検出部 ３４ 記憶部
４０ フォーカスレンズユニット ４１ フォーカスレンズ ４２ バレル
４３ 保持部 ４４ ラック ４５ 穴 ４６ Ｕ字型切り欠き
４７ 偏心カム ４８ 回転軸 ４９ モータ ５０ モータ保持部
５１ 付勢手段
６０ ズームレンズユニット ６１ ズームレンズ ６２ バレル
６３ 保持部 ６４ ラック ６５ 穴 ６６ Ｕ字型切り欠き
６７ 偏心カム ６８ 回転軸 ６９ モータ ７０ モータ保持部
７１ 付勢手段
８１ 筐体 ８２ ガイド軸
９１ レンズユニット ９２ リードスクリュー ９３ モータ ９４ レンズ
９５ バレル ９６ 保持部 ９７ ラック ９８ ネジ山 ９９ 突起部

Claims (9)

1. レンズ部と、
   前記レンズ部に連結されたレンズ支持部と、
   当該レンズ支持部に当接された偏心カムと、
   当該偏心カムが取り付けられた回転軸を回転駆動する回転手段とを備え、
   前記回転手段の回転駆動により前記偏心カムが回転することによって、前記レンズ部が、前記レンズ部の光軸に対して略平行な方向に沿って、前記回転軸から離れる方向または近づく方向に移動することを特徴とするレンズ装置。
2. 前記レンズ部の光軸に対して略平行な方向に沿って、前記レンズ部を移動可能に支持する支持棒を備えた請求項１に記載のレンズ装置。
3. 前記レンズ支持部を前記偏心カム側へ付勢する付勢部材を備えた請求項２に記載のレンズ装置。
4. 前記回転手段はステッピングモータであることを特徴とする請求項１に記載のレンズ装置。
5. 第１および第２のレンズ部と、
   前記第１および第２のレンズ部にそれぞれ連接された第１および第２のレンズ支持部と、
   当該第１および第２のレンズ支持部にそれぞれ当接された第１および第２の偏心カムと、
   当該第１および第２の偏心カムがそれぞれ取り付けられた第１および第２の回転軸をそれぞれ回転駆動する第１および第２の回転手段とを備え、
   前記第１および第２の回転手段の回転駆動により前記第１および第２の偏心カムが回転することによって、前記第１および第２のレンズ部のそれぞれが、前記第１および第２のレンズ部の光軸に対して略平行な方向に沿って、前記第１および第２の回転軸から離れる方向または近づく方向に移動し、前記第１および第２のレンズ部の移動範囲は互いに重ならないように設定されていることを特徴とするレンズ装置。
6. 前記第１のレンズ部における光軸と前記第２のレンズ部における光軸とが略共通であることを特徴とする請求項５に記載のレンズ装置。
7. 前記第１および第２のレンズ部の光軸に対して略平行な方向に沿って、前記第１および第２のレンズ部を移動可能に支持する支持棒を備えた請求項５又は請求項６に記載のレンズ装置。
8. 前記第１および第２のレンズ支持部のそれぞれを前記第１および第２の偏心カム側へ付勢する付勢部材を備えた請求項７に記載のレンズ装置。
9. 前記第１および第２の回転手段はステッピングモータである請求項５に記載のレンズ装置。

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