JP2010020191A - Zoom lens barrel - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、携帯電話機等に搭載される小型のデジタルカメラ(モバイルカメラ)に適用されるズームレンズ鏡胴に関し、特に、ズーム機能、フォーカス機能、補正機能を備えたズームレンズ鏡胴に関する。 The present invention relates to a zoom lens barrel applied to a small digital camera (mobile camera) mounted on a cellular phone or the like, and more particularly to a zoom lens barrel having a zoom function, a focus function, and a correction function.
従来のズームレンズ鏡胴としては、光軸方向において順次配列された、第1レンズ群、第2レンズ群、第3レンズ群、及び第4レンズ群を備えた4群構成において、ズーム機能、フォーカス機構、補正機能をもたせるために、3つのレンズ群を光軸方向に相対的に駆動するものが知られている。
このようなズームレンズ鏡胴においては、3つのレンズ群をそれぞれ駆動するために、3つの駆動機構(アクチュエータ)が必要になり、ズームレンズ鏡胴の小型化を図るのは困難であった。
A conventional zoom lens barrel includes a zoom function, a focus in a four-group configuration including a first lens group, a second lens group, a third lens group, and a fourth lens group, which are sequentially arranged in the optical axis direction. In order to provide a mechanism and a correction function, one that drives three lens groups relatively in the optical axis direction is known.
In such a zoom lens barrel, three drive mechanisms (actuators) are required to drive the three lens groups, and it is difficult to reduce the size of the zoom lens barrel.
また、他のズームレンズ鏡胴としては、撮影窓に隣接して筐体内に配置されたプリズム、プリズムの後方において筐体内に固定された第1レンズ群、第1レンズ群の後方において筐体内に可動に配置された第2レンズ群、第2レンズ群の後方において筐体内に可動に配置された第3レンズ群、第3レンズ群の後方において筐体内に固定された第4レンズ群、第4レンズ群の後方において筐体に固定された撮像素子、第2レンズ群及び第3レンズ群をそれぞれ駆動する第1駆動機構及び第2駆動機構等を備え、第2レンズ群は第1駆動機構によりズーム駆動され、第3レンズ群は第2駆動機構によりズーム駆動及びフォーカス駆動されるものが知られている(例えば、特許文献1参照)。
このズームレンズ鏡胴においては、4群構成において2つのレンズ群を移動させるため、3つのレンズ群を移動させる場合に比べれば駆動機構は2つで済むものの、第2レンズ群がズーム駆動される際に移動するストローク(光軸方向における移動量)が大きく、ズームレンズ鏡胴の光軸方向における短縮化、小型化を図るのは困難であった。
Other zoom lens barrels include a prism disposed in the casing adjacent to the photographing window, a first lens group fixed in the casing behind the prism, and in the casing behind the first lens group. A second lens group movably disposed, a third lens group movably disposed in the casing behind the second lens group, a fourth lens group fixed in the casing behind the third lens group, and a fourth lens group An image pickup device fixed to the housing behind the lens group, a first drive mechanism and a second drive mechanism for driving the second lens group and the third lens group, respectively. The second lens group is provided by the first drive mechanism. It is known that the zoom lens is driven and the third lens group is zoom-driven and focus-driven by a second driving mechanism (see, for example, Patent Document 1).
In this zoom lens barrel, since the two lens groups are moved in the four-group configuration, the number of driving mechanisms is two as compared with the case where the three lens groups are moved, but the second lens group is zoom-driven. The stroke (the amount of movement in the optical axis direction) that moves at that time is large, and it has been difficult to reduce the size and size of the zoom lens barrel in the optical axis direction.
本発明は、上記の事情に鑑みて成されたものであり、その目的とするところは、ズーム機能、フォーカス機能、補正機能を確保しつつ、構造の簡素化、組付け作業性の向上、組付け精度の向上、レンズの光軸合わせの高精度化、光軸方向の短縮化、小型化等を図れ、携帯電話機等に搭載されるデジタルカメラ(モバイルカメラ)等に適したズームレンズ鏡胴を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and its object is to simplify the structure, improve the assembly workability, and ensure the assembly while ensuring the zoom function, the focus function, and the correction function. A zoom lens barrel suitable for digital cameras (mobile cameras) mounted on mobile phones, etc., which can improve mounting accuracy, increase the optical axis alignment accuracy, shorten the optical axis direction, reduce size, etc. It is to provide.
本発明のズームレンズ鏡胴は、光軸方向に伸長する筐体と、筐体内において光軸方向に順に配列された,第1レンズ群,第2レンズ群,第3レンズ群,第4レンズ群からなるレンズ光学系と、レンズ光学系に含まれるレンズ群を駆動する駆動機構とを備え、第1レンズ群及び第4レンズ群は筐体に固定され、第2レンズ群及び第3レンズ群は光軸方向に可動に支持されたズームレンズ鏡胴であって、駆動機構は、第2レンズ群をフォーカス駆動及び補正駆動する第1駆動機構と、第3レンズ群をズーム駆動する第2駆動機構を含む、ことを特徴としている。
この構成によれば、4群構成のズームレンズ鏡胴において、第1レンズ群と第4レンズ群が固定され、第3レンズ群が第2駆動機構によりズーム駆動され、第2レンズ群が第1駆動機構によりフォーカス駆動及び補正駆動されるため、所定の倍率を確保しつつも全体としてのレンズ光学系の光軸方向における移動量を抑えることができ、その結果、筐体の光軸方向における寸法を短縮でき、ズームレンズ鏡胴の小型化を達成することができる。
The zoom lens barrel of the present invention includes a housing extending in the optical axis direction, and a first lens group, a second lens group, a third lens group, and a fourth lens group, which are sequentially arranged in the optical axis direction within the housing. A lens optical system, and a drive mechanism for driving a lens group included in the lens optical system. The first lens group and the fourth lens group are fixed to the housing, and the second lens group and the third lens group are The zoom lens barrel is movably supported in the optical axis direction, and the driving mechanism includes a first driving mechanism that drives the second lens group for focus driving and correction, and a second driving mechanism that drives the third lens group for zooming. It is characterized by including.
According to this configuration, in the zoom lens barrel having the four-group configuration, the first lens group and the fourth lens group are fixed, the third lens group is zoom-driven by the second driving mechanism, and the second lens group is the first lens group. Since the focus drive and correction drive are performed by the drive mechanism, the movement amount in the optical axis direction of the lens optical system as a whole can be suppressed while ensuring a predetermined magnification. As a result, the dimension of the housing in the optical axis direction can be reduced. The zoom lens barrel can be reduced in size.
上記構成において、第3レンズ群は、第1レンズ群、第2レンズ群、及び第4レンズ群よりも屈折力が大きく設定されている、構成を採用することができる。
この構成によれば、ズーム駆動される第3レンズ群の屈折力を大きくすることで、所定の倍率を確保しつつ、第3レンズ群の移動量を小さくでき、ズームレンズ鏡胴の小型化を達成することができる。
In the above configuration, the third lens group may employ a configuration in which the refractive power is set larger than that of the first lens group, the second lens group, and the fourth lens group.
According to this configuration, by increasing the refractive power of the zoom-driven third lens group, it is possible to reduce the amount of movement of the third lens group while ensuring a predetermined magnification, and to reduce the size of the zoom lens barrel. Can be achieved.
上記構成において、第3レンズ群は、レンズ枠と、レンズ枠に保持された複数のレンズを含み、複数のレンズのうち最も前方に配置されるレンズは、レンズ枠に対して調芯可能に設けられている、構成を採用することができる。
この構成によれば、第3レンズ群の屈折力を大きくすることで、光軸に対する位置ずれの感度が敏感になるが、第3レンズ群の最前に位置するレンズがレンズ枠(他のレンズ)に対して調芯可能に設けられているため、この最前のレンズの調芯を行ってレンズ枠に固定することにより、光軸上に高精度に位置合わせすることができ、所望の光学特性を得ることができる。
In the above configuration, the third lens group includes a lens frame and a plurality of lenses held by the lens frame, and the lens arranged at the forefront among the plurality of lenses is provided so as to be aligned with the lens frame. The configuration can be adopted.
According to this configuration, by increasing the refractive power of the third lens group, the sensitivity of positional deviation with respect to the optical axis becomes sensitive, but the lens positioned in front of the third lens group is the lens frame (other lens). Therefore, by aligning the front lens and fixing it to the lens frame, it can be aligned with high accuracy on the optical axis, and the desired optical characteristics can be obtained. Obtainable.
上記構成において、第3レンズ群は、両凸形状の最前レンズと、物体側に凸状をなすメニスカス形状の中間レンズと、物体側に凸状をなすメニスカス形状の後方レンズとを含む、構成を採用することができる。
この構成によれば、第3レンズ群に含まれる複数のレンズが、両凸形状の最前レンズ、物体側に凸状をなすメニスカス形状の中間レンズ、物体側に凸状をなすメニスカス形状の後方レンズにより形成されるため、所望の光学特性を確保しつつ、強い屈折力(パワー)、すなわち、短い移動量で所定の倍率を得ることができる。
In the above configuration, the third lens group includes a biconvex front lens, a meniscus intermediate lens that is convex on the object side, and a meniscus rear lens that is convex on the object side. Can be adopted.
According to this configuration, the plurality of lenses included in the third lens group include a biconvex front lens, a meniscus intermediate lens convex on the object side, and a meniscus rear lens convex on the object side. Therefore, a predetermined magnification can be obtained with a strong refractive power, that is, a short movement amount, while ensuring desired optical characteristics.
上記構成において、筐体には、第1レンズ群の前方において、入射する光を屈曲させてレンズ光学系に導く屈曲要素が配置されている、構成を採用することができる。
この構成によれば、光軸(光路)がプリズム等の屈曲要素を通過して例えば90度に屈曲させられてレンズ光学系に導かれるズームレンズ鏡胴において、小型化等を達成することができ、小型化、薄型化等が要求される携帯電話機等に搭載されるのに適したズームレンズ鏡胴を得ることができる。
In the above configuration, a configuration may be employed in which a bending element that bends incident light and guides it to the lens optical system is disposed in front of the first lens group.
According to this configuration, it is possible to achieve downsizing or the like in the zoom lens barrel in which the optical axis (optical path) passes through a bending element such as a prism and is bent at, for example, 90 degrees and guided to the lens optical system. Thus, it is possible to obtain a zoom lens barrel suitable for being mounted on a mobile phone or the like that is required to be reduced in size and thickness.
上記構成をなすズームレンズ鏡胴によれば、ズーム機能、フォーカス機能、補正機能を確保しつつ、構造の簡素化、組付け作業性の向上、組付け精度の向上、レンズの光軸合わせの高精度化、光軸方向の短縮化、小型化等を達成でき、携帯電話機等に搭載されるデジタルカメラ(モバイルカメラ)等に適したズームレンズ鏡胴を得ることができる。 According to the zoom lens barrel having the above configuration, while ensuring the zoom function, the focus function, and the correction function, the structure is simplified, the assembly workability is improved, the assembly accuracy is improved, and the optical axis alignment of the lens is high. A zoom lens barrel suitable for a digital camera (mobile camera) or the like mounted on a mobile phone or the like can be obtained because accuracy, shortening of the optical axis direction, miniaturization, and the like can be achieved.
以下、本発明の最良の実施形態について、添付図面を参照しつつ説明する。
図1ないし図9は、本発明に係るズームレンズ鏡胴の一実施形態を示すものであり、図1はズームレンズ鏡胴Mが携帯電話機Pに搭載された状態を示す斜視図、図2はズームレンズ鏡胴Mの斜視図、図3はズームレンズ鏡胴の分解斜視図、図4はズームレンズ鏡胴の筐体を示す斜視図、図5及び図6は筐体の内部を示す断面図及び平面図、図7はズームレンズ鏡胴の光軸を含む面での断面図、図8はレンズ光学系の第3レンズ群を示す断面図、図9はズームレンズ鏡胴に含まれるレンズ光学系の動作を説明する断面図である。
尚、ここでは、ズームレンズ鏡胴Mは、図1に示すように、携帯電話機Pのモニタを有する蓋体P1に内蔵されており、被写体光の光軸Lが蓋体P1の外面に垂直に進入した後に直角に屈曲して、ズームレンズ鏡胴Mの後方側に連結されたCCD等の撮像素子に入り込むように形成されている。
DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, exemplary embodiments of the invention will be described with reference to the accompanying drawings.
1 to 9 show an embodiment of a zoom lens barrel according to the present invention. FIG. 1 is a perspective view showing a state in which a zoom lens barrel M is mounted on a mobile phone P. FIG. 3 is an exploded perspective view of the zoom lens barrel, FIG. 4 is a perspective view showing a housing of the zoom lens barrel, and FIGS. 5 and 6 are cross-sectional views showing the inside of the housing. 7 is a cross-sectional view of the zoom lens barrel on the plane including the optical axis, FIG. 8 is a cross-sectional view showing the third lens group of the lens optical system, and FIG. 9 is a lens optical system included in the zoom lens barrel. It is sectional drawing explaining operation | movement of a type | system | group.
Here, as shown in FIG. 1, the zoom lens barrel M is built in a lid P1 having a monitor of the mobile phone P, and the optical axis L of the subject light is perpendicular to the outer surface of the lid P1. After entering, it is bent at a right angle and is formed so as to enter an image pickup device such as a CCD connected to the rear side of the zoom lens barrel M.
このズームレンズ鏡胴Mは、図2及び図3に示すように、外輪郭を画定する筐体10、ガイドシャフト21,22,及び回転止めガイドシャフト23、第2レンズ群としての前側可動レンズ群30、第3レンズ群としての後側可動レンズ群40、前側レンズ群30と後側レンズ群40を光軸方向Lにおいて互いに引き寄せるコイルスプリング50、第1レンズ群としての前側固定レンズ群60、第4レンズ群としての後側固定レンズ群70、屈曲要素としてのプリズム80、駆動機構90、前側可動レンズ群30の光軸方向Lにおける位置を検出する第1検出センサ101、後側可動レンズ群40の光軸方向Lにおける位置を検出する第2検出センサ102、筐体10の開口部を覆うカバー110、プリズム80を筐体10に対して押圧して固定する押えカバー120、フレキシブル配線板130等を備えている。
As shown in FIGS. 2 and 3, the zoom lens barrel M includes a
すなわち、筐体10内には、固定された屈曲要素(プリズム80)の後方において、固定された第1レンズ群(前側固定レンズ群60)、光軸方向Lに可動に支持された第2レンズ群(前側可動レンズ群30)及び第3レンズ群(後側可動レンズ群40)、固定された第4レンズ群(後側固定レンズ群70)からなるレンズ光学系が配列され、その後方に撮像素子が配置されるようになっている。
That is, in the
筐体10は、図3及び図4に示すように、樹脂材料を用いて略矩形の断面をなす空洞でかつ光軸方向Lに伸長するように形成され、光軸方向Lの前方に位置する前壁11、光軸方向Lの後方に位置する後壁12、光軸方向Lに垂直な方向に面する側壁13及び側壁14、光軸方向Lに垂直な方向に面する側壁を除いて形成された開口部15,16、前壁11から略三角形状に延出する延出壁17等を備えている。
また、筐体10は、図2ないし図4に示すように、光軸方向Lの前方から前側固定レンズ群60を挿入して固定し得る前側環状固定部11a、3つの嵌合孔11b、ネジ穴11c、位置決め突起11d、第1検出センサ101を取り付ける凹部11e、駆動機構90の一部を嵌め込む凹部11f、光軸方向Lの後方から後側固定レンズ群70を挿入して固定し得る後側環状固定部12a、3つの嵌合孔12b、ネジ穴12c、位置決め突起12d、第2検出センサ102を取り付ける凹部12e、駆動機構90の一部を嵌め込む凹部12f、凹部12fに連続する略U字状のフランジ部12g、CCD等の撮像素子を収容する略矩形の凹部12h、カバー110を掛止する掛止爪12i,13a、駆動機構90を位置決めする位置決め突起14a、ネジBを通す円孔14b、ネジ穴17a、押えカバー120を掛止する4つの掛止爪17b、プリズム80を位置決めする位置決め部17c等を備えている。
As shown in FIGS. 3 and 4, the
Further, as shown in FIGS. 2 to 4, the
3つの嵌合孔11b及び3つの嵌合孔12bは、図4に示すように、光軸方向Lの後方から、ガイドシャフト21,22及び回転止めガイドシャフト23をそれぞれ挿入してそれぞれの両端部を嵌合させる(前端部を嵌合孔11bに嵌合させ、後端部を嵌合孔12bに嵌合させる)ように形成されている。
このように、筐体10が3つのガイドシャフト21,22,23の両端部を嵌合させて固定するため、光軸Lと平行になるように3つのガイドシャフト21,22,23を高精度に組み付けることができ、それ故に、3つのガイドシャフト21,22,23にガイドされる複数の可動レンズ群(前側可動レンズ群30及び後側可動レンズ群40のレンズGの)光軸合わせを高精度に行うことができる。
As shown in FIG. 4, the three
Thus, since the housing | casing 10 fits and fixes the both ends of the three
開口部15は、図4に示すように、略矩形に開口するように形成され、3つのガイドシャフト21,22,23が挿着される前の状態で、前側可動レンズ群30及び後側可動レンズ群40を筐体10内に挿入し又は筐体10から取り出し得る大きさに形成されている。このように、開口部15を設けたことにより、前側可動レンズ群30及び後側可動レンズ群40を筐体10内に容易に挿入して組み付けることができ、全体としての組み付け作業性を向上させることができる。
As shown in FIG. 4, the
開口部16は、図4に示すように、開口部15と略90度異なる方向に面する側壁を取り除いて開口部15と隣接するように略矩形に形成され、筐体10に外側から近付けられて取り付けられる駆動機構90の一部で覆われるようになっている。このように、開口部15に加えて開口部16を設けることで、前側可動レンズ群30及び後側可動レンズ群40の組み付け及び取り外しを一層容易に行うことができる。
As shown in FIG. 4, the
ガイドシャフト21,22及び回転止めガイドシャフト23は、それぞれ円形断面をなし光軸方向Lに伸長するように形成され、それらの前端部が対応する嵌合孔11bにそれぞれ嵌合され、それらの後端部が対応する嵌合孔12bにそれぞれ嵌合されて、光軸方向Lに平行な状態で筐体10に固定されている。
そして、ガイドシャフト21は、後述する前側可動レンズ群(第2レンズ群)30の連結部32を摺動自在に連結させて光軸方向Lにガイドするようになっている。
また、ガイドシャフト22は、後述する後側可動レンズ群(第3レンズ群)40の連結部42を摺動自在に連結させて光軸方向Lにガイドするようになっている。
さらに、回転止めガイドシャフト23は、後述する前側可動レンズ群(第2レンズ群)30の連結部33及び後側可動レンズ群(第3レンズ群)40の連結部43を摺動自在に連結させて光軸L回りの回転を一緒に規制しつつ光軸方向Lにガイドするようになっている。
The
The
The
Further, the rotation stop
前側可動レンズ群30は、図3、図5、図7に示すように、一つのレンズGを保持するレンズ枠31、レンズ枠31から延出してガイドシャフト21に摺動自在に連結される嵌合孔を有する連結部32、レンズ枠31から延出して回転止めガイドシャフト23に摺動自在に連結される略U字状の連結部33、レンズ枠31から延出して第1検出センサ101により検出され得る検出片34、レンズ枠31から延出して駆動機構90の一部をなす第1ナット91cに係合させられる略U字状の係合片35、係合片35の近傍に設けられてコイルスプリング50の端部が掛止される掛止部36等を備えている。
レンズGは、図7に示すように、物体側に凸状をなす正の屈折力をもつメニスカス形状のレンズである。
As shown in FIGS. 3, 5, and 7, the front
As shown in FIG. 7, the lens G is a meniscus lens having a positive refractive power convex toward the object side.
後側可動レンズ群40は、図3、図6、図7に示すように、最前レンズG1,中間レンズG2,及び後方レンズG3を保持するレンズ枠41、レンズ枠41から延出してガイドシャフト22に摺動自在に連結される嵌合孔を有する連結部42、レンズ枠41から延出して回転止めガイドシャフト23に摺動自在に連結される略U字状の連結部43、レンズ枠41から延出して第2検出センサ102により検出され得る検出片44、レンズ枠41から延出して駆動機構90の一部をなす第2ナット92cに係合させられる略U字状の係合片45、レンズ枠41から延出してコイルスプリング50の端部が掛止される掛止部46等を備えている。
As shown in FIGS. 3, 6, and 7, the rear
最前レンズG1は、図7及び図8に示すように、物体側及び像面側の両方に凸状をなす正の屈折力をもつ両凸形状のレンズである。
中間レンズG2は、図7及び図8に示すように、物体側に凸状をなす負の屈折力をもつメニスカス形状のレンズである。
後方レンズG3は、図7及び図8に示すように、物体側に凸状をなす負の屈折力をもつメニスカス形状のレンズである。
そして、最前レンズG1、中間レンズG2、及び後方レンズG3は、他のレンズ群(前側固定レンズ群60、前側可動レンズ群30、後側固定レンズ群70)よりも、全体として強い屈折力をもつように設定されている。
As shown in FIGS. 7 and 8, the front lens G1 is a biconvex lens having a positive refractive power that is convex on both the object side and the image plane side.
As shown in FIGS. 7 and 8, the intermediate lens G2 is a meniscus lens having a negative refractive power that is convex toward the object side.
As shown in FIGS. 7 and 8, the rear lens G3 is a meniscus lens having a negative refractive power that is convex toward the object side.
The foremost lens G1, the intermediate lens G2, and the rear lens G3 as a whole have a stronger refractive power than the other lens groups (the front fixed
レンズ枠41は、図7及び図8に示すように、中間レンズG2及び後方レンズG3を後方から嵌合して光軸上Lに位置決めする嵌合孔41a、最前レンズG1を前方から当接させる共に光軸Lに垂直な方向に微調整可能な隙間を画定するように形成された環状凹部41b、口径板41c等を備えている。
すなわち、レンズ枠41は、嵌合孔41aに中間レンズG2及び後方レンズG3が嵌め込まれて固定された後、最前レンズG1が環状凹部41bに嵌め込まれて光軸Lに垂直な方向に微調整されて調芯が行われ、所定の調整後に接着剤等を用いて固着されるように形成されている。
As shown in FIGS. 7 and 8, the
That is, the
このように、後側可動レンズ群(第3レンズ群)40においては、複数のレンズG1,G2,G3のうち最も前方に配置される最前レンズG1がレンズ枠41に対して調芯可能に設けられているため、屈折力を大きくすることで光軸Lに対する位置ずれの感度が敏感になるものの、最前レンズG1の調芯を行ってレンズ枠41に固定することにより、光軸L上に高精度に位置合わせすることができ、所望の光学特性を得ることができる。
また、後側可動レンズ群(第3レンズ群)40に含まれる複数のレンズが、両凸形状の最前レンズG1、物体側に凸状をなすメニスカス形状の中間レンズG2、物体側に凸状をなすメニスカス形状の後方レンズG3により形成されるため、所望の光学特性を確保しつつ、強い屈折力(パワー)すなわち所定の倍率を得ることができる。
As described above, in the rear movable lens group (third lens group) 40, the foremost lens G1 disposed in the foremost position among the plurality of lenses G1, G2, and G3 is provided so as to be aligned with the
A plurality of lenses included in the rear movable lens group (third lens group) 40 includes a biconvex front lens G1, a meniscus intermediate lens G2 convex toward the object side, and a convex shape toward the object side. Since it is formed by the meniscus-shaped rear lens G3 formed, it is possible to obtain a strong refractive power (power), that is, a predetermined magnification while ensuring desired optical characteristics.
コイルスプリング50は、図6に示すように、その一端部が前側可動レンズ群30の掛止部36に掛止され、その他端部が後側可動レンズ群40の掛止部46に掛止されて、前側可動レンズ群30と後側可動レンズ群40とを光軸方向Lにおいて互いに近づけるように付勢力を及ぼすようになっている。
As shown in FIG. 6, one end of the
前側固定レンズ群(第1レンズ群)60は、図3、図5、図7に示すように、単体のレンズGからなり、筐体10の前側環状固定部11aに対して、光軸方向Lの前方から挿入して固定されるように形成されている。このレンズGは、物体側及び像面側の両方に凹状をなす負の屈折力をもつ両凹形状のレンズである。
As shown in FIGS. 3, 5, and 7, the front fixed lens group (first lens group) 60 includes a single lens G, and the optical axis direction L with respect to the front
後側固定レンズ群(第4レンズ群)70は、図3、図5、図7に示すように、単体のレンズGからなり、筐体10の後側環状固定部12aに対して、光軸方向Lの後方から挿入して固定されるように形成されている。このレンズGは、物体側に凹状及び像面側に凸状をなす正の屈折力をもつメニスカス形状のレンズである。
As shown in FIGS. 3, 5, and 7, the rear fixed lens group (fourth lens group) 70 includes a single lens G, and has an optical axis with respect to the rear
プリズム80は、図3、図7に示すように、筐体10において被写体から発せられた被写体光(入射光)を、90度屈曲させて、筐体10内に配置されたレンズ光学系(前側固定レンズ群60、前側可動レンズ群30、後側可動レンズ群40、後側固定レンズ群70)に導き、さらに筐体10の後端部に配置される撮像素子に導くように形成されている。そして、プリズム80は、2つの延出壁17の間に挟み込むように挿入されて、位置決め部17cにより所定位置に位置決めされ、その外側から押えカバー120が筐体10の延出壁17に結合されることにより、筐体10内に固定されるようになっている。
As shown in FIGS. 3 and 7, the
駆動機構90は、図3、図5、図6に示すように、前側可動レンズ群30を駆動する第1駆動機構91、後側可動レンズ群40を駆動する第2駆動機構92、第1駆動機構91及び第2駆動機構92を一体的に連結する連結プレート93等を備えている。
第1駆動機構91は、第1ステップモータ91a、第1ステップモータ91aに直結された第1リードスクリュー91b、第1リードスクリュー91bに螺合されると共に前側可動レンズ群30の係合片35に光軸方向Lの後側から係合する第1ナット91c、第1リードスクリュー91bの先端に嵌合された第1軸受部材91d、第1ステップモータ91a及び第1軸受部材91dを保持する第1保持プレート91e等を備えている。
そして、第1駆動機構91は、第1ステップモータ91aの起動により第1リードスクリュー91bが回転すると、第1ナット91cが光軸方向Lに移動し、第1ナット91cに追従する係合片35を介して、前側可動レンズ群30を光軸方向Lの所望の位置に移動させる。
As shown in FIGS. 3, 5, and 6, the
The
When the
第2駆動機構92は、第2ステップモータ92a、第2ステップモータ92aに直結された第2リードスクリュー92b、第2リードスクリュー92bに螺合されると共に後側可動レンズ群40の係合片45に光軸方向Lの前側から係合する第2ナット92c、第2リードスクリュー92bの先端に嵌合された第2軸受部材92d、第2ステップモータ92a及び第2軸受部材92dを保持する第2保持プレート92e等を備えている。
そして、第2駆動機構92は、第2ステップモータ92aの起動により第2リードスクリュー92bが回転すると、第2ナット92cが光軸方向Lに移動し、第2ナット92cに追従する係合片45を介して、後側可動レンズ群40を光軸方向Lの所望の位置に移動させる。
The
Then, when the
連結プレート93は、図3、図5、図6に示すように、第1保持プレート91e及び第2保持プレート92eをネジBにより固定して、第1駆動機構91及び第2駆動機構92を一体的に保持した状態で、筐体10の開口部16を塞ぐように取り付けられるものである。尚、連結プレート93と第1ステップモータ91a及び第2ステップモータ92aの間に、エポキシ樹脂等の接着剤94を充填することにより、隙間を完全に密閉でき、筐体10内部へのゴミ等の侵入を防止することができる。
As shown in FIGS. 3, 5, and 6, the
そして、第1駆動機構91は、前側可動レンズ群(第2レンズ群)30に対して、フォーカス駆動(合焦動作)及び補正駆動(ズーム駆動によりフォーカスが移動する(合焦位置がずれる)ためこれを修正する動作)を行うようになっている。
また、第2駆動機構92は、後側可動レンズ群(第3レンズ群)40に対して、ズーム駆動(変倍動作)を行うようになっている。
すなわち、このズームレンズ鏡胴においては、図7に示すように、プリズム80の後方において、前側固定レンズ群60、前側可動レンズ群30、後側可動レンズ群40、後側固定レンズ群70が順に配列された4群6枚の構成となっており、第1レンズ群(前側固定レンズ群60)と第4レンズ群(後側固定レンズ群70)が固定され、第3レンズ群(後側可動レンズ群40)が第2駆動機構92によりズーム駆動され、第2レンズ群(前側可動レンズ群30)が第1駆動機構91によりフォーカス駆動及び補正駆動されるため、所定の倍率を確保しつつも全体としてのレンズ光学系の光軸方向Lにおける移動量を抑えることができ、その結果、筐体10の光軸方向Lにおける寸法を短縮でき、ズームレンズ鏡胴の小型化を達成することができる。
Then, the
Further, the
That is, in this zoom lens barrel, as shown in FIG. 7, at the rear of the
第1検出センサ101は、投光素子及び受光素子を備えた透過型の光センサであり、図2、図5に示すように、筐体10の凹部11eに取り付けられている。そして、第1検出センサ101は、検出片34が投光素子から受光素子に向う検出光を遮ることで、前側可動レンズ群30の初期位置を検出するようになっている。
第2検出センサ102は、投光素子及び受光素子を備えた透過型の光センサであり、図2、図5に示すように、筐体10の凹部12eに取り付けられている。そして、第2検出センサ102は、検出片44が投光素子から受光素子に向う検出光を遮ることで、後側可動レンズ群40の初期位置を検出するようになっている。
The
The
カバー110は、図2及び図3に示すように、薄板状の金属板を用いて、平板状でかつ開口部15を閉塞し得るように略矩形の外輪郭をなすように形成され、ネジBを通す円孔111、位置決め突起11d,12dを嵌合させる円孔112、掛止爪13a,12iに掛止される掛止片113等を備えている。
そして、カバー110は、筐体10の内部に収容する部品(ガイドシャフト21,22,23、前側可動レンズ群30、後側可動レンズ群40、コイルスプリング50等)の組み付けが完了した後に、開口部15を覆うようにネジBを用いて筐体10に結合されるようになっている。
As shown in FIGS. 2 and 3, the
The
押えカバー120は、樹脂材料を用いて形成されており、図2及び図3に示すように、筐体10の掛止爪17bに掛止される4つの掛止片121、プリズム80に当接させられる4つの当接部122等を備えている。
そして、押えカバー120は、図2及び図3に示すように、プリズム80を2つの延出壁17の間に挟み込むように挿入した後に、プリズム80を位置決め部17cに向けて押えつつ固定するように、掛止片121を掛止爪17bに掛止して筐体10に結合されるようになっている。ここで、掛止片121は掛止爪17bに対してスナップフィットにより結合されるため、掛止片121を外側に撓ませれば、押えカバー120を筐体10から容易に取り外すことができる。
The
As shown in FIGS. 2 and 3, the
フレキシブル配線板130は、図2に示すように、駆動機構90の第1ステップモータ91a及び第2ステップモータ92aの接続端子、第1検出センサ101の接続端子、第2検出センサ102の接続端子を、携帯電話機P内の制御回路等に電気的に接続するものであり、筐体10及び押えカバー120の外壁に沿うように屈曲して形成されている。
このように、フレキシブル配線板130が光路から外れた領域で外壁に沿うように配置されているため、ズームレンズ鏡胴の薄型化、小型化に寄与することができる。
As shown in FIG. 2, the
As described above, since the
次に、このズームレンズ鏡胴Mの組み付けについて説明する。
組み付けに先立って、筐体10、3つのガイドシャフト21,22,23、前側可動レンズ群30、後側可動レンズ群40、コイルスプリング50、前側固定レンズ群60、後側固定レンズ群70、プリズム80、モジュール化された駆動機構90、第1検出センサ101及び第2検出センサ102、カバー110、押えカバー120、フレキシブル配線板130等を準備する。
Next, assembly of the zoom lens barrel M will be described.
Prior to assembly, the
先ず、第1検出センサ101が筐体10の凹部11eに嵌め込まれ、第2検出センサ102が筐体10の凹部12eに嵌め込まれる。
そして、前側可動レンズ群30及び後側可動レンズ群40が開口部15から筐体10内に挿入されて所定位置に保持され、ガイドシャフト21,22及び回転止めガイドシャフト23が、光軸方向Lの後方から筐体10に近づけられて対応する嵌合孔12bにそれぞれ挿入され、ガイドシャフト21が前側可動レンズ群30の連結部32に挿入され、ガイドシャフト22が後側可動レンズ群40の連結部42に挿入され、回転止めガイドシャフト23が後側可動レンズ群40の連結部43に挿入されかつ前側可動レンズ群30の連結部33に挿入され、さらに、筐体10の対応する嵌合孔11bにそれぞれ挿入される。
First, the
The front
これにより、ガイドシャフト21,22及び回転止めガイドシャフト23は、それぞれの両端部が筐体10の嵌合孔11b,12bに嵌合されて固定された状態となり、光軸方向Lと平行に高精度に固定される。
また、前側可動レンズ群30は、回転止めガイドシャフト23により光軸L回りの回転が規制されつつガイドシャフト21により光軸方向Lに移動自在にガイドされる状態となり、後側可動レンズ群40は、回転止めガイドシャフト23により光軸L回りの回転が規制されつつガイドシャフト22により光軸方向Lに移動自在にガイドされる状態となる。
このように、光軸方向Lにガイドする専用のガイドシャフト21,22と光軸L回りの回転を規制する共通のガイドシャフト23を採用することで、構造の簡素化、部品点数の削減が達成され、前側可動レンズ群30及び後側可動レンズ群40は光軸方向Lに高精度にガイドされ得る。
As a result, the
In addition, the front
Thus, by adopting the
続いて、コイルスプリング50が、前側可動レンズ群30の掛止部36と後側可動レンズ群40の掛止部46に掛止されて張設される。尚、コイルスプリング50の組み付けは、この順番に限定されず、後に組み付けられてもよい。
続いて、前側固定レンズ群60が、光軸方向Lの前方から筐体10に近づけられて、前側環状固定部11aに挿入され適宜接着剤等を用いて固定される。
続いて、後側固定レンズ群70が、光軸方向Lの後方から筐体10に近づけられて、後側環状固定部12aに挿入され適宜接着剤等を用いて固定される。
尚、後側固定レンズ群70が先に組み込まれ、続いて、前側固定レンズ群60が組み込まれてもよい。
Subsequently, the
Subsequently, the front-side fixed
Subsequently, the rear fixed
The rear fixed
続いて、第1ナット91cが係合片35に光軸方向Lの後側から当接し、第2ナット92cが係合片45に光軸方向Lの前側から当接するようにして、モジュール化された駆動機構90が、光軸方向Lに垂直な方向から筐体10に近づけられて、開口部16を塞ぐように筐体10に組み付けられる。
Subsequently, the
ここで、駆動機構90まで組み付けられたズームレンズ鏡胴が所定の検査装置にセットされて、前側固定レンズ群60、前側可動レンズ群30、後側可動レンズ群40、及び後側固定レンズ群70からなる光学系の特性検査が行われる。
ここで、特性検査で合格すると、プリズム80が筐体10に嵌め込まれ、その外側から押えカバー120が組み付けられる。尚、特性検査で不合格になると、適宜手直し工程に移行される。
続いて、カバー110が開口部15を塞ぐようにネジBにより筐体10に組み付けられる。尚、プリズム80及び押えカバー120の組み付け前に、カバー110を組み付けてもよい。
Here, the zoom lens barrel assembled to the
Here, if the characteristic inspection is passed, the
Subsequently, the
最後に、フレキシブル配線板130が、筐体10及び押えカバー120の外壁面に沿うように配線されて、第1ステップモータ91a及び第2ステップモータ92aの接続端子、第1検出センサ101及び第2検出センサ102の接続端子にそれぞれ接続される。
これにより、ズームレンズ鏡胴が完成する。
その後、必要に応じて、筐体10の後方に位置する凹部12hに撮像素子が嵌め込まれる。
Finally, the
Thereby, the zoom lens barrel is completed.
Thereafter, if necessary, the imaging element is fitted into the
次に、ズームレンズ鏡胴の動作について、図9を参照しつつ簡単に説明する。
先ず、被写体光は、プリズム80に垂直な方向から進入し、プリズム80により90度光路が屈曲させられ、直線上に並ぶ前側固定レンズ群60→前側可動レンズ群30→後側可動レンズ群40→後側固定レンズ群70を順次通過し、さらに後方に配置される撮像素子に入射するようになっている。
そして、休止状態においては、前側レンズ群30は光軸方向Lの最も前方に停止し、後側可動レンズ群40は光軸方向Lの最も後方に停止した状態にある。
そして、第1駆動機構91により、前側可動レンズ群30が光軸方向Lにフォーカス駆動及び補正駆動され、第2駆動機構92により、後側可動レンズ群40が光軸方向Lにズーム駆動され、図9(a)に示す広角端撮影位置から、図9(b)に示す中間撮影位置を経て、図9(c)に示す望遠端撮影位置に至るようになっている。
Next, the operation of the zoom lens barrel will be briefly described with reference to FIG.
First, the subject light enters from a direction perpendicular to the
In the resting state, the
Then, the front
上記構成をなすズームレンズ鏡胴Mによれば、ズーム機能、フォーカス機能、補正機能を確保しつつ、構造の簡素化、組付け作業性の向上、組付け精度の向上、レンズの光軸合わせの高精度化、光軸方向の短縮化、小型化等を達成でき、携帯電話機等に搭載されるデジタルカメラ(モバイルカメラ)等に適したズームレンズ鏡胴が得られる。 According to the zoom lens barrel M configured as described above, while ensuring the zoom function, the focus function, and the correction function, the structure is simplified, the assembling workability is improved, the assembling accuracy is improved, and the optical axis of the lens is adjusted. A zoom lens barrel suitable for a digital camera (mobile camera) or the like mounted on a mobile phone or the like can be obtained with high accuracy, shortening of the optical axis direction, miniaturization, and the like.
上記実施形態においては、第1駆動機構91及び第2駆動機構92は駆動機構90として一体的にモジュール化された場合を示したが、これに限定されるものではなく、第1駆動機構91及び第2駆動機構92が別々に筐体10に組み付けられる構成を採用してもよい。
上記実施形態においては、第1レンズ群(前側固定レンズ群60)を単一のレンズG、第2レンズ群(前側可動レンズ群30)を単一のレンズG、第3レンズ群(後側可動レンズ群40)を3つのレンズG1,G2,G3、第4レンズ群(後側固定レンズ群70)を単一のレンズGとした場合を示したが、これに限定されるものではなく、第1レンズ群及び第4レンズ群を固定とし、第2レンズ群及び第3レンズ群を可動とし、かつ、第3レンズ群の屈折力を大きく設定できるものであれば、その他の仕様(形状、屈折特性)をなすレンズを採用してもよい。
In the above embodiment, the case where the
In the above embodiment, the first lens group (front fixed lens group 60) is a single lens G, the second lens group (front movable lens group 30) is a single lens G, and the third lens group (rear movable). Although the case where the lens group 40) is the three lenses G1, G2, G3 and the fourth lens group (the rear fixed lens group 70) is a single lens G is shown, the present invention is not limited to this. Other specifications (shape, refraction) can be used as long as the first lens group and the fourth lens group are fixed, the second lens group and the third lens group are movable, and the refractive power of the third lens group can be set large. A lens having a characteristic) may be used.
以上述べたように、本発明のズームレンズ鏡胴は、ズーム機能、フォーカス機能、補正機能を確保しつつ、構造の簡素化、組付け作業性の向上、組付け精度の向上、レンズの光軸合わせの高精度化、光軸方向の短縮化、小型化等を達成できるため、小型化が要求される携帯電話機等に搭載されるデジタルカメラ等に適用できるのは勿論のこと、携帯電話機に限らず、その他の携帯情報端末機又はデジタルカメラ、あるいは、設置型のデジタルカメラ等のズームレンズ鏡胴としても有用である。 As described above, the zoom lens barrel of the present invention ensures the zoom function, the focus function, and the correction function, while simplifying the structure, improving the assembling workability, improving the assembling accuracy, and the optical axis of the lens. It can be applied to a digital camera or the like mounted on a mobile phone or the like that is required to be downsized because it can achieve high accuracy of alignment, shortening in the optical axis direction, downsizing, etc. It is also useful as a zoom lens barrel for other portable information terminals, digital cameras, or installed digital cameras.
P 携帯電話機
P1 蓋体
M レンズ鏡胴
L 光軸方向
10 筐体
11 前壁
11a 前側環状固定部
11b 嵌合孔
11c ネジ穴
11d 位置決め突起
11e,11f 凹部
12 後壁
12a 後側環状固定部
12b 嵌合孔
12c ネジ穴
12d 位置決め突起
12e,12f 凹部
12g フランジ部
12h 凹部
12i,13a 掛止爪
13,14 側壁
14a 位置決め突起
14b 円孔
15,16 開口部
17 延出壁
17a ネジ穴
17b 掛止爪
17c 位置決め部
21,22 ガイドシャフト
23 回転止めガイドシャフト
30 前側可動レンズ群(第2レンズ群)
31 レンズ枠
G レンズ
32,33 連結部
34 検出片
35 係合片
36 掛止部
40 後側可動レンズ群(第3レンズ群)
41 レンズ枠
G1 最前レンズ
G2 中間レンズ
G3 後方レンズ
42,43 連結部
44 検出片
45 係合片
46 掛止部
50 コイルスプリング
60 前側固定レンズ群(第1レンズ群)
G レンズ
70 後側固定レンズ群(第4レンズ群)
G レンズ
80 プリズム(屈曲要素)
90 駆動機構
91 第1駆動機構
91a 第1ステップモータ
91b 第1リードスクリュー
91c 第1ナット
91d 第1軸受部材
91e 第1保持プレート
92 第2駆動機構
92a 第2ステップモータ
92b 第2リードスクリュー
92c 第2ナット
92d 第2軸受部材
92e 第2保持プレート
93 連結プレート
94 接着剤
101 第1検出センサ
102 第2検出センサ
110 カバー
111,112 円孔
113 掛止片
120 押えカバー
121 掛止片
122 当接部
130 フレキシブル配線板
P Mobile phone P1 Cover M Lens barrel L Optical axis
31 Lens
41 Lens frame G1 Front lens G2 Intermediate lens
90
Claims (5)
前記筐体内において光軸方向に順に配列された,第1レンズ群,第2レンズ群,第3レンズ群,第4レンズ群からなるレンズ光学系と、
前記レンズ光学系に含まれるレンズ群を駆動する駆動機構と、を備え、
前記第1レンズ群及び第4レンズ群は前記筐体に固定され、前記第2レンズ群及び第3レンズ群は光軸方向に可動に支持されたズームレンズ鏡胴であって、
前記駆動機構は、前記第2レンズ群をフォーカス駆動及び補正駆動する第1駆動機構と、前記第3レンズ群をズーム駆動する第2駆動機構を含む、
ことを特徴とするズームレンズ鏡胴。 A housing extending in the direction of the optical axis;
A lens optical system including a first lens group, a second lens group, a third lens group, and a fourth lens group, which are sequentially arranged in the optical axis direction in the housing;
A drive mechanism for driving a lens group included in the lens optical system,
The first lens group and the fourth lens group are fixed to the housing, and the second lens group and the third lens group are zoom lens barrels that are movably supported in the optical axis direction,
The drive mechanism includes a first drive mechanism that performs focus drive and correction drive on the second lens group, and a second drive mechanism that performs zoom drive on the third lens group.
A zoom lens barrel characterized by that.
ことを特徴とする請求項1に記載のズームレンズ鏡胴。 The third lens group is set to have a refractive power larger than that of the first lens group, the second lens group, and the fourth lens group.
The zoom lens barrel according to claim 1.
前記複数のレンズのうち最も前方に配置されるレンズは、前記レンズ枠に対して調芯可能に設けられている、
ことを特徴とする請求項2に記載のズームレンズ鏡胴。 The third lens group includes a lens frame and a plurality of lenses held by the lens frame,
The lens arranged in the forefront among the plurality of lenses is provided so as to be aligned with the lens frame.
The zoom lens barrel according to claim 2.
ことを特徴とする請求項3に記載のズームレンズ鏡胴。 The third lens group includes a biconvex front lens, a meniscus intermediate lens convex on the object side, and a meniscus rear lens convex on the object side.
The zoom lens barrel according to claim 3.
ことを特徴とする請求項1ないし3いずれか一つに記載のズームレンズ鏡胴。
In the case, a bending element is arranged in front of the first lens group to bend incident light and guide it to the lens optical system.
The zoom lens barrel according to claim 1, wherein the zoom lens barrel is provided.
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