JP5513961B2 - Lens frame moving mechanism and lens holder - Google Patents
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Description
本発明は、レンズ枠を光軸に対し垂直な方向に移動する移動機構、およびこの移動機構を有するレンズホルダに関するものである。 The present invention relates to a moving mechanism for moving a lens frame in a direction perpendicular to an optical axis, and a lens holder having the moving mechanism.
撮像装置や投影装置などの分野では、装置全体のさらなる小型化が進んでいる。これに伴い、レンズホルダ(鏡筒)も、収納時(不使用時)に、より狭いスペースにレンズを収納できるものが求められている。 In fields such as imaging devices and projection devices, further miniaturization of the entire device is progressing. Along with this, a lens holder (lens barrel) is also required that can store a lens in a narrower space when stored (not used).
特許文献1には、第一レンズ群を保持する第一レンズ枠と、第一レンズ枠の内側後方に配置され、露出開口部を有するシャッタユニットと、シャッタユニットの内側後方に配置され、第二レンズ群を保持する第二レンズ枠と、第一レンズ枠及びシャッタユニットを光軸方向に繰出・繰込動作させる駆動手段とを備えた鏡筒駆動機構が開示されている。
In
この鏡筒駆動機構において、第二レンズ枠の外周両端部における側壁部には、それぞれ上下に延在し、第二レンズ枠を光路内に配置させる位置と光路外に退避させる位置との間で移動自在に支持する一対のガイド軸が設けられている。また、第二レンズ枠の外周端部における側壁部には、光軸方向を中心とする径方向に突出する軸部が設けられている。この鏡筒駆動機構は、さらに、繰込動作に伴って、軸部を中心に、かつ、ガイド軸に沿って、第二レンズ枠を光路内に配置した位置から、光路外に退避させる位置に移動する第二レンズ枠移動手段を有している。 In this lens barrel driving mechanism, the side wall portions at both ends of the outer periphery of the second lens frame are respectively extended vertically, and between the position where the second lens frame is disposed in the optical path and the position where the second lens frame is retracted outside the optical path. A pair of guide shafts that are movably supported are provided. Moreover, the side wall part in the outer peripheral edge part of a 2nd lens frame is provided with the axial part which protrudes in the radial direction centering on an optical axis direction. This lens barrel drive mechanism is further moved from the position where the second lens frame is disposed in the optical path along the guide axis to the position where it is retracted outside the optical path along with the retraction operation. A second lens frame moving means for moving is provided.
特許文献1に記載の鏡筒駆動機構では、使用時において、第一レンズ群および第二レンズ群は光軸に沿った光路内に、前後に並んだ状態で配置され、収納時(不使用時)においては、第二レンズ枠が光路外に退避する。この鏡筒駆動機構を鏡筒に採用することにより、第二レンズ枠を光路外に退避させた状態で収納できる。このため、鏡筒のベースとなるボディーを、より薄型化できる(不使用時の鏡筒の長さを短くできる)。さらに、特許文献1に記載の鏡筒駆動機構においては、第二レンズ枠は、一対のガイド軸にその両端部が支持されながら移動する。このため、第二レンズ枠を安定した状態で移動させることができる。
In the lens barrel drive mechanism described in
ところで、特許文献1に記載のような機構を採用した鏡筒(レンズホルダ)では、第二レンズ枠を退避させる際、第二レンズ枠が筒部材などと干渉する(接触する、押し当てられる)ことはあまり好ましいことではない。第二レンズ枠が何らかの部材に接触した状態で、さらに鏡筒駆動機構が第二レンズ枠を移動しようとすると、種々の部材に予期しない応力が加わり、部材やレンズに歪が生じる要因となる可能性があるからである。したがって、退避位置(収納位置)において、第二レンズ枠が筒部材などと干渉しないように、これらの間にある程度のクリアランスが設けられるように鏡筒(レンズホルダ)全体が設計される。しかしながら、近年、レンズホルダを小さくすることが重要となっており、上記のようなクリアランスの要否を見直すことが要望されている。
By the way, in a lens barrel (lens holder) employing a mechanism as described in
本発明の一態様は、少なくとも1枚のレンズを支持する第1のレンズ枠を光軸に対し傾いた、たとえば、垂直な第1の方向に移動する移動機構である。この移動機構は、第1の方向に延びた第1のガイドおよび第2のガイドを有する。第1のレンズ枠は、第1のガイドおよび第2のガイドにそれぞれ接してスライドする第1のスライダおよび第2のスライダを含み、少なくとも1枚のレンズが光軸に設定される第1の位置と、不使用時に少なくとも1枚のレンズが光軸から離れ、第1のレンズ枠を退避させる位置である第2の位置とに移動する。この移動機構は、さらに、第1のレンズ枠を第1の位置で停止させる第1のストッパと、第1のレンズ枠を第2の位置で停止させる第2のストッパと、第1のスライダの第1の位置の側の第1の受動部と、第1のスライダの第2の位置の側の第2の受動部との間で、第1のガイドに沿って移動する第3のスライダと、第3のスライダと第2の受動部との間に配置された弾性部材と、第3のスライダを駆動する(スライドさせる)駆動機構とを有する。
One embodiment of the present invention is a moving mechanism that moves a first lens frame that supports at least one lens in a first direction that is inclined with respect to the optical axis, for example, in a vertical direction. The moving mechanism has a first guide and a second guide extending in the first direction. The first lens frame includes a first slider and a second slider that slide in contact with the first guide and the second guide, respectively, and a first position where at least one lens is set as the optical axis. When at least one lens is separated from the optical axis, to move to the second position Ru position der to retract the first lens frame when not in use. The moving mechanism further includes a first stopper for stopping the first lens frame at the first position, a second stopper for stopping the first lens frame at the second position, and a first slider. A third slider that moves along a first guide between a first passive part on the first position side and a second passive part on the second position side of the first slider; And an elastic member disposed between the third slider and the second passive portion, and a drive mechanism for driving (sliding) the third slider.
この移動機構によれば、第1のレンズ枠を光軸から離れた第2の位置に移動でき、第2の位置をレンズ枠の退避または収納に利用できる。第2の位置を他の目的で利用してもよい。この移動機構は、第1のスライダの第1の受動部と第2の受動部との間で動く(スライドする)第3のスライダを第1のガイドに沿ってスライドさせ、第3のスライダが第1の受動部または第2の受動部に作用することにより第1のレンズ枠が移動する。さらに、第3のスライダが第2の受動部に作用するときは、間に配置された弾性部材を介して第2の受動部を第2の位置の側に押す。したがって、第1のレンズ枠が第2の位置を規定する第2のストッパに当たった(干渉した)状態で第3のスライダを第2の位置の側にスライドさせても、第3のスライダの変位は弾性部材により吸収され、第1のレンズ枠や第2のストッパを含む部分、たとえば、レンズホルダのハウジングに大きな負荷(応力)が発生するのを抑制できる。 According to this moving mechanism, the first lens frame can be moved to the second position away from the optical axis, and the second position can be used for retracting or storing the lens frame. The second position may be used for other purposes. The moving mechanism slides a third slider that moves (slides) between the first passive portion and the second passive portion of the first slider along the first guide, and the third slider By acting on the first passive part or the second passive part, the first lens frame moves. Further, when the third slider acts on the second passive portion, the second passive portion is pushed toward the second position via the elastic member disposed therebetween. Therefore, even if the third slider is slid to the second position side with the first lens frame hitting (interfering with) the second stopper that defines the second position, The displacement is absorbed by the elastic member, and generation of a large load (stress) in a portion including the first lens frame and the second stopper, for example, the housing of the lens holder can be suppressed.
このため、第1のレンズ枠を第2のストッパに当てて止めることができ、第1のレンズ枠が光軸から離れた第2の位置に停止する際の位置の精度を向上できる。したがって、レンズホルダのハウジング(筒部材)の、第2の位置(退避位置、収納位置)における第1のレンズ枠とハウジングとの間に、第1のレンズ枠が移動することに起因するクリアランスを設ける必要はなくなる。このため、レンズホルダ内のスペースをさらに有効活用することが可能となり、たとえば、レンズホルダをさらに小型化することが可能となる。 Therefore, the first lens frame can be stopped by hitting the second stopper, and the accuracy of the position when the first lens frame stops at the second position away from the optical axis can be improved. Accordingly, the clearance caused by the movement of the first lens frame between the first lens frame and the housing at the second position (retracted position, storage position) of the housing (cylinder member) of the lens holder is provided. There is no need to provide it. For this reason, the space in the lens holder can be more effectively utilized, and for example, the lens holder can be further downsized.
また、第3のスライダのストロークに多少の公差があっても第1のレンズ枠の第2の位置は第2のストッパにより精度よく制御できる。歯車、カムなどの組み合わせとなることの多い駆動機構に多少の公差を許容することが可能となり、低コストで、位置精度のよい移動機構を提供できる。 Even if there is some tolerance in the stroke of the third slider, the second position of the first lens frame can be accurately controlled by the second stopper. It is possible to allow some tolerance in a drive mechanism that is often a combination of a gear, a cam, and the like, and it is possible to provide a moving mechanism with low cost and good positional accuracy.
この移動機構においては、第3のスライダおよび/または第1の受動部は、第1のガイドに対し第2のガイドの側で相互に当たる当接部を含むことが好ましい。すなわち、第3のスライダおよび/または第1の受動部は、第1のガイドの中心軸よりも光軸側に当接部を含むことが好ましい。第1のレンズ枠は、第1のガイドおよび第2のガイドにより、二点で支持された姿勢で移動する。その際、第1のレンズ枠を第1のガイドまたは第2のガイドの外側から力を与えて駆動するよりは、第1のガイドと第2のガイドとの間(内側)から力を与えて駆動した方が、第1のガイドおよび第2のガイドに対して傾かずに第1のレンズ枠を移動できる。したがって、第1の位置において、第1のレンズ枠に保持されたレンズ群の光軸と、レンズシステムの光軸とをさらに精度よく合わせることができる。 In this moving mechanism, it is preferable that the third slider and / or the first passive portion include an abutting portion that contacts the first guide on the side of the second guide. That is, it is preferable that the third slider and / or the first passive portion include a contact portion on the optical axis side with respect to the central axis of the first guide. The first lens frame moves in a posture supported by two points by the first guide and the second guide. At this time, rather than driving the first lens frame by applying a force from the outside of the first guide or the second guide, a force is applied from between (inside) the first guide and the second guide. The driven lens can move the first lens frame without tilting with respect to the first guide and the second guide. Therefore, at the first position, the optical axis of the lens group held by the first lens frame and the optical axis of the lens system can be more accurately aligned.
しかしながら、第1のスライダを第1のガイドの内側で駆動することは、駆動機構と第1のレンズ枠とが干渉するため困難である。これに対し、第3のスライダを設けることにより、第3のスライダを第1のガイドの外側で駆動し、第3のスライダと第1のスライダとを第1のガイドの内側で当てることにより、第1のガイドを実質的に、第1の位置の近傍では、第1のガイドの内側で駆動することが可能となる。このため、第1のストッパにより、第1の位置において第1のレンズ枠が傾くことを抑制しつつ、第1のレンズ枠をより安定した姿勢で保持できる。 However, it is difficult to drive the first slider inside the first guide because the drive mechanism and the first lens frame interfere with each other. On the other hand, by providing the third slider, the third slider is driven outside the first guide, and the third slider and the first slider are applied inside the first guide. The first guide can be driven inside the first guide substantially in the vicinity of the first position. For this reason, the first stopper can hold the first lens frame in a more stable posture while suppressing the tilt of the first lens frame at the first position.
この移動機構において、弾性部材の一例はコイルばねである。この際、第3のスライダは、その第2のガイドの側にコイルばねの一部が入る凹みを含むことが好ましい。これにより弾性部材を所定の位置に安定して配置することができる。 In this moving mechanism, an example of the elastic member is a coil spring. At this time, it is preferable that the third slider includes a recess into which a part of the coil spring enters on the second guide side. Thereby, an elastic member can be stably arrange | positioned in a predetermined position.
本発明の他の態様の1つは、上記移動機構と、移動機構により移動される第1のレンズ枠と、少なくとも1枚のレンズを支持する第2のレンズ枠であって、光軸に沿って移動し、第1のレンズ枠との間の相対的な距離が変化する第2のレンズ枠とを有するレンズホルダである。このレンズホルダにおいて、典型的には、第1の位置は、第1のレンズ枠に支持される少なくとも1枚のレンズおよび第2のレンズ枠に支持される少なくとも1枚のレンズを使用する位置であり、第2の位置は、不使用時に第1のレンズ枠を退避させる位置である。 Another aspect of the present invention is the above-described moving mechanism, a first lens frame that is moved by the moving mechanism, and a second lens frame that supports at least one lens along the optical axis. And a second lens frame whose relative distance to the first lens frame changes. In this lens holder, typically, the first position is a position where at least one lens supported by the first lens frame and at least one lens supported by the second lens frame are used. The second position is a position where the first lens frame is retracted when not in use.
本発明のさらに異なる他の態様の1つは、上記レンズホルダと、第1のレンズ枠に支持された少なくとも1枚のレンズと、第2のレンズ枠に支持された少なくとも1枚のレンズとを有するレンズシステムである。このレンズシステムにおいては、第1のレンズ枠に支持されるレンズを使用しないときはコンパクトな形態にすることができ、一方、第1のレンズ枠に支持されるレンズを使用するときは光学的な精度のよい位置にセットできる。したがって、コンパクトで、光学的な性能のよいカメラ、プロジェクタなどの装置を提供できる。 According to still another aspect of the present invention, the lens holder, at least one lens supported by the first lens frame, and at least one lens supported by the second lens frame are provided. A lens system. In this lens system, when the lens supported by the first lens frame is not used, the lens system can be made compact. On the other hand, when the lens supported by the first lens frame is used, the lens system is optical. It can be set at a precise position. Therefore, it is possible to provide a compact device with good optical performance such as a camera and a projector.
本発明のさらに異なる他の態様の1つは、上記レンズシステムと、レンズシステムにより結像された像を撮像する撮像素子とを有する撮像装置(カメラ)である。このカメラにおいては、典型的には、第1のレンズ群および第2のレンズ群を含む複数のレンズ群が光軸に沿って前後に並び、レンズユニットの少なくとも一部が装置のボディーより前方に突き出す使用状態と、第1のレンズ枠が第2の位置に収納され、レンズユニットが装置のボディー内にほぼ収まる収納状態とを含み、これらの状態を遷移する。 Still another aspect of the present invention is an image pickup apparatus (camera) including the lens system and an image pickup device that picks up an image formed by the lens system. In this camera, typically, a plurality of lens groups including a first lens group and a second lens group are arranged back and forth along the optical axis, and at least a part of the lens unit is in front of the body of the apparatus. These include a protruding usage state and a storage state in which the first lens frame is housed in the second position and the lens unit is substantially contained within the body of the apparatus.
以下に図面を参照して本発明の実施形態を説明する。図1(a)および(b)は、本発明に係るズームレンズシステムを備える撮像装置(カメラ)の一例の概略構成を示している。図1(a)は、撮像状態(使用状態、たとえば、望遠位置(テレポジション))を示しており、図1(b)は、収納状態(パークポジション)を示している。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. 1A and 1B show a schematic configuration of an example of an imaging apparatus (camera) including a zoom lens system according to the present invention. FIG. 1A shows an imaging state (use state, for example, a telephoto position (teleposition)), and FIG. 1B shows a storage state (park position).
図1(a)に示すように、本例の撮像装置(カメラ)100は、ハウジング(ボディー、筐体)101と、ズームレンズシステム1および撮像ユニット2を含む撮像モジュール3と、当該装置(カメラ)100を制御する制御ユニット102と、ズームレンズシステム1を駆動させるためのモーター103とを有している。
As shown in FIG. 1A, an imaging apparatus (camera) 100 of this example includes a housing (body, housing) 101, an
ハウジング101としては、例えば、箱形などの全体的に薄く平たい形状のものが採用されている。撮像モジュール3のズームレンズシステム(レンズユニット)1は、繰り出される多段の筒(カム筒、鏡筒)を含むレンズホルダ10と、レンズホルダ10の多段の筒により支持される第1群ないし第4群レンズ枠11、12、13、14(図2参照)と、第1群ないし第4群レンズ枠11、12、13、14にそれぞれ支持される第1ないし第4レンズ群21、22、23、24とを含む。レンズホルダ10の繰り出しおよびその後の伸び縮み量は、モーター103により制御される。
As the
撮像ユニット2は、ズームレンズシステム1の光軸Lに沿った後方に配置されている。撮像ユニット2は、ズームレンズシステム1により結像された像を取得するユニットであり、典型的なものは、CCDまたはCMOSなどの半導体撮像素子である。ズームレンズシステム1により撮像ユニット2に結像された画像は、デジタルデータとしてハウジング101内に設けられたメモリ(不図示)に格納される。
The
本例のカメラ100は、ハウジング101の背面に、ズームレンズシステム1により撮像ユニット2に結像された画像を表示する表示装置104をさらに有している。表示装置104としては、例えば、液晶表示装置を用いることができる。このカメラ100は、ハウジング101にズームレンズシステム1を収納できるので、持ち運び時のサイズはコンパクトである。その一方、撮像する際は、多段のレンズホルダ10を伸ばすことができるので、ズームレシオ(変倍、変倍範囲)が大きい(広い)というメリットがある。
The
図1(b)に示すように、レンズホルダ10の多段の筒が重なり合ってレンズホルダ10が折り畳まれた状態になると、ズームレンズシステム1がハウジング101に収納されるパークの状態になる。一方、図1(a)に示すように、レンズホルダ10の多段の筒が繰り出されると、ズームレンズシステム1がハウジング101の前方に突き出され、撮像できる状態(使用状態)になる。さらに、レンズホルダ10は、第1ないし第4レンズ群21〜24の光軸Lに沿った位置(距離)が可変するため、広角(ワイド)と望遠(テレ)の範囲のズーミングが可能である。
As shown in FIG. 1B, when the
図2ないし図4は、ズームレンズシステム1を含む撮像モジュール3の幾つかの状態を、光軸Lに沿って切断した断面図で示している。なお、以降において、光軸Lに沿った前側(図の左側)は被写体側を示し、後側(図の右側)は撮像側(撮像ユニット2側)を示すものとする。
2 to 4 show several states of the
図2は、撮像モジュール3のパークポジション(パーク状態)を示している。パークポジションでは、第1ないし第4レンズ群21〜24がハウジング101に収納され、レンズホルダ10も含めて第1ないし第4レンズ群21〜24がハウジング101に沈胴した状態となる。パークポジションでは、第3レンズ群23が光軸Lから図面上の上方に外れた位置(退避位置、収納位置)に配置(退避、収納)される。
FIG. 2 shows the park position (park state) of the
図3は、撮像モジュール3のワイドポジションを示している。ワイドポジションは、パークポジションからレンズホルダ10が繰り出された直後に停止する位置であり、ズームレンズシステム1がワイド(広角端)にセットされた状態である。ワイドポジションでは、レンズホルダ10がハウジング101から突出し、第1ないし第4レンズ群21〜24が光軸Lに沿って前側から順に前後に並び、第3レンズ群23もレンズ群の光軸と、ズームレンズシステム1の光軸Lが合致した、使用状態に配置される。このズームレンズシステム1においては、ワイドポジションで第1レンズ群21と第2レンズ群22とが接近し、第2レンズ群22と第3レンズ群23とが離れているが、レンズ群21〜24の間隔はこの例に限定されるものではない。
FIG. 3 shows the wide position of the
図4は、撮像モジュール3のテレポジションを示している。テレポジションは、ズームレンズシステム1がテレ(望遠端)にセットされた状態であり、ワイドポジションと同様に、レンズホルダ10がハウジング101から突出し、第1ないし第4レンズ群21〜24が光軸Lに沿って前側から順に前後に並び、各レンズ群21〜24の光軸とズームレンズシステム1の光軸Lとが合致した使用状態となる。このズームレンズシステム1においては、テレポジションで第1レンズ群21と第2レンズ群22とがワイドポジションより離れ、第2レンズ群22と第3レンズ群23とが接近した状態なるが、レンズ群21〜24の間隔はこの例に限定されるものではない。
FIG. 4 shows the teleposition of the
これらの図に示すように、本例のズームレンズシステム1は、円筒状のベース(ボディー、固定筒)4を含み、パーク状態では、このベース4に全ての要素を収納できる。ズームレンズシステム1は、さらに、ベース4から繰り出されるように構成された多筒タイプのレンズホルダ10と、レンズホルダ10の各筒に支持された第1群ないし第4群レンズ枠11〜14と、第1群ないし第4群レンズ枠11〜14にそれぞれ支持された第1ないし第4レンズ群21〜24とを含んでいる。また、レンズホルダ10は、第3レンズ群23を支持する内筒44に取り付けられ、第3レンズ群23とともに移動するシャッターモジュール19を含んでいる。そして、ズームレンズシステム1の光軸Lに沿った後方に撮像ユニット2が配置されることにより、撮像モジュール3が構成されている。
As shown in these drawings, the
このレンズホルダ10は、ベース4に収納される多数の筒が重ね合わされ、伸び縮みする多段構造であり、モーター103により回転駆動される第1および第2のカム筒(カム環)31および32と、それらにより前後に動く筒体41、42、43、44とを含む。
The
最も内側の第1の筒体(第1のシェル)41には、1枚または複数枚のレンズからなる第1レンズ群21を支持する第1群レンズ枠11が取り付けられている。第1の筒体41は、ズームレンズシステム1の前方を覆うカバーガラス41bなどを含む。第1の筒体41はカムピン41aを含み、第2のカム筒32の外周面のカム溝32bにより光軸Lに沿って前後に動く。
A first
第1の筒体41の外側の第2の筒体(第2のシェル)42は、内側に第2のカム筒32が配置され、カム筒32とともに前後に移動する。具体的には、カム筒32は回転しながら前後に移動し、筒体42は直進する。第2のカム筒32はカムピン32aを含み、第1のカム筒31のカム溝31aにより光軸Lに沿って前後に動く。第2のカム筒32は内周面にカム溝32cおよび32dとを含む。カム溝32cは、1枚または複数枚のレンズからなる第2レンズ群22を支持する第2群レンズ枠12を、カムピン12aを介して光軸Lに沿って前後に動かす。カム溝32dは、1枚または複数枚のレンズからなる第3レンズ群23を支持する第3群レンズ枠13をさらに支持する内筒44を、カムピン13aを介して光軸Lに沿って前後に動かす。
The second cylinder (second shell) 42 outside the
第2の筒体42の外側の第3の筒体43は、内側に第1のカム筒31を含み、ピン43aを介してベース4の内周面に形成された溝4aに誘導され、カム筒31とともに光軸Lに沿って前後に駆動する。
The
なお、この撮像モジュール3において、第3群レンズ枠13が特許請求の範囲に記載の第1のレンズ枠に相当し、第1群レンズ枠11、第2群レンズ枠12および/または第4群レンズ枠14が特許請求の範囲に記載の第2のレンズ枠に相当する。
In the
撮像モジュール3の内筒44は、第3群レンズ枠13を光軸Lに対して垂直な第1の方向に移動させる移動機構50を備えている。図5ないし図8は、第3群レンズ枠13を光軸Lに対して垂直な第1の方向に移動させ、撮像状態(ワイドポジション)から退避状態(パークポジション)に移行させる様子を示している。また、図9および図10に、内筒44を後方から見た様子を示している。図9は、第3群レンズ枠13が第1の位置(使用位置、撮像位置)に配置されている状態を示している。図10は、第3群レンズ枠13が第2の位置(収納位置、退避位置)に配置されている状態を示している。
The
移動機構50は、内筒44の光軸Lに対し垂直な壁面45に設けられた一対のガイド(第1のガイド51および第2のガイド52)を含む。これらの第1のガイド51および第2のガイド52は、光軸Lに対し垂直な第1の方向に延び、壁面45の開口46を挟んで間隔を開けて配置されている。第1のガイド51は棒状のガイドであり、第2のガイド52は壁面45から凸に突出したガイドであり、第3群レンズ枠13の両端の第1のスライダ61および第2のスライダ62が、それぞれ第1のガイド51および第2のガイド52に沿って上下に移動するようになっている。
The moving
第3群レンズ枠13は、第3レンズ群23を支持するリング状の部分60と、リング状の部分60を挟んで設けられた第1および第2のスライダ61および62とを含む。第1および第2のスライダ61および62は、第1のガイド51および第2のガイド52にそれぞれ接して上下にスライドし、第3レンズ群23を、第3レンズ群の光軸がズームレンズシステム1の光軸Lに設定される第1の位置(使用位置、撮像位置)と、第3レンズ群の光軸が光軸Lから離れた第2の位置(退避位置、収納位置)とに動かす。
The third
移動機構50は、さらに、第3群レンズ枠13を第1の位置で停止させる第1のストッパ53と、第3群レンズ枠13を第2の位置で停止させる第2のストッパ54とを有する。本例では、第1のストッパ53および第2のストッパ54は、内筒44に設けられている。
The moving
図11、図12および図13に第1のスライダ61の近傍を抜き出して示している。第3群レンズ枠13の第1のスライダ61はコ字型であり、第1の位置の側に設けられた第1の受動部63と、第2の位置の側に設けられた第2の受動部64とを含む。第1のストッパ53は、第1の受動部63と接触することで、第3群レンズ枠13を第1の位置に停止させる。第2のストッパ54は、第2の受動部64と接触することで、第3群レンズ枠13を第2の位置に停止させる。移動機構50は、さらに、第3群レンズ枠13の第1の受動部63と第2の受動部64との間で、第1のガイド51に沿って移動する第3のスライダ65と、第3のスライダ65と第2の受動部64との間に配置された弾性部材66と、第3のスライダ65を駆動する駆動機構57とを有する。
11, 12, and 13 show the vicinity of the
駆動機構57は、第3のスライダ65の突起部65aを上下に動かすアーム58と、アーム58と一体になりアーム58を上下に旋回させる第1のギア71と、第1のギア71とかみ合い、第1のギア71を駆動する第2のギア72と、第1のギア71を下側、すなわち、第1の位置に押しつけるように取り付けられたバネ73とを含む。第2のギア72は、後方、すなわち、撮像ユニット2の側から押されるように配置された受動レバー72aを含む。
The
図5に示すように、撮像モジュール3の撮像ユニット2が取り付けられたベース4には、前方、すなわち、第1レンズ群21の方向に突き出た駆動レバー79が設けられている。図5に示す収納開始前のワイドポジションの状態では、駆動レバー79は、駆動機構57には接していない。したがって、駆動機構57の第1のギア71はバネ73によりアーム58を第1の位置に向けて強制的に旋回する。このため、アーム58を介してバネ73の力により第3のスライダ65の突起部65aは、下方(第1の位置の方向)に押圧される。第3のスライダ65により第1のスライダ61が第1の位置の方向に押圧され、第1のストッパ53で停止する。したがって、第3群レンズ枠13に支持された第3レンズ群23は、第1のストッパ53により決まる所定の位置に保持される。アーム58はバネ73の力(弾性力)により第1の位置に向けて押圧されるので、幾つかの部品に公差があっても、第3群レンズ枠13は、第1のストッパ53により所定の位置(光軸Lに沿った位置)に無理なく保持される。
As shown in FIG. 5, the
図6に示すように、レンズホルダ10がワイドポジションから収納する方向に縮まると、内筒44がベース4の方向に動き、駆動レバー79が第2のギア72の受動レバー72aに接する。図7に示すように、レンズホルダ10がさらに収納する方向に縮まると、内筒44とベース4との距離が縮まり、駆動レバー79が第2のギア72の受動レバー72aを上方に動かし、第2のギア72を図7の時計方向に旋回させる。これにより、第2のギア72は、第1のギア71をバネ73に逆らって反時計方向に旋回させ、第1のギア71がアーム58を上方(第2の位置の方向)へ旋回させる。
As shown in FIG. 6, when the
図8に示すように、撮像モジュール3がパークポジションになると、駆動レバー79により第2のギア72および第1のギア71を介してアーム58が上方(第2の位置)に移動する。このため、アーム58を介して第3のスライダ65の突起部65aは、上方(第2の位置の方向)に移動される。第3のスライダ65により第1のスライダ61が第2の位置の方向に押圧され、第2のストッパ54で停止する。したがって、第3群レンズ枠13に支持された第3レンズ群23は、第1のストッパ53により決まる所定の位置に保持される。アーム58はバネ73の力(弾性力)により第1の位置に向けて押圧されるので、幾つかの部品に公差があっても、第3群レンズ枠13は、第1のストッパ53により所定の位置(光軸Lに沿った位置)に無理なく保持される。
As shown in FIG. 8, when the
図14は、図5中のXIV−XIV線に沿って切断した断面により、第1の位置(使用位置、撮像位置)における第1のスライダ61および第3のスライダ65の状態を示している。また、図15は、図7中のXV−XV線に沿って切断した断面により、第2の位置(収納位置、退避位置)における第1のスライダ61および第3のスライダ65の状態を示している。
FIG. 14 shows a state of the
第3群レンズ枠13の第1のスライダ61は、第1の方向に伸びる円筒状の部材61aを含み、その円筒状の部材61aの内部61bが空洞になり、第3のスライダ65が空洞61bに挿入されている。したがって、第3のスライダ65は、空洞61bの中で第1のガイド51に沿って上下にスライドし(動き)、円筒状の部材61aの一端(第1の位置の側の端)と他端(第2の位置の側の端)を、それぞれ、第1の受動部63と第2の受動部64として第1のスライダ61を動かす。
The
第3のスライダ65は、その第1の位置の側の端(端面)65bに、第1のガイド51に対し、第2のガイド52の側で第1の受動部63と当たる当接部69を含んでいる(図13ないし図15参照)。すなわち、第3のスライダ65は、その第1の位置の側の端面65bの、第1のガイド51の中心軸よりも光軸L側に寄せた位置(内側)に設けられた当接部69を含んでいる。なお、この当接部69は、第1の受動部63の第1のガイド51の中心軸よりも光軸Lの側(内側)に設けてもよい。また、当接部69は、第3のスライダ65と第1の受動部63との両方に、互いに当接しあうように設けてもよい。したがって、第3のスライダ65は、第1の位置において、第1のスライダ61の第1の受動部63とは、第1のガイド51の内側の当接部69を介して接触する。
The
一方、第3のスライダ65と第2の受動部64との間には弾性部材であるコイルばね66が配置されている。さらに、第3のスライダ65の第2の位置の側の端(端面)65cには、コイルばね66の一部を収納する凹み68が設けられている。コイルばね66は、第1のガイド51に沿って第3のスライダ65とともに移動(スライド)可能な径となっている。したがって、第3のスライダ65は、第2の位置において、第1のスライダ61の第2の受動部64とは、コイルばね66を介して接触する。なお、弾性部材66はコイルばねに限定されるものではなく、たとえば、円筒状のエラストマーなどであってもよい。
On the other hand, a
ズームレンズシステム1を含む撮像モジュール3においては、移動機構50により、第3群レンズ枠13は光軸Lに対し垂直な第1の方向(図面の上下方向)に移動され、第3レンズ群23を、光軸Lに設定される第1の位置と、光軸Lから離れる第2の位置との双方に相互にセットできる。
In the
第1の位置では、第3群レンズ枠13に支持された第3レンズ群23が光軸Lに設定される。その際、バネ73により第1の位置の側に押圧されたアーム58により第3のスライダ65が第1の位置の側(図9ないし図12、図14および図15において下側)に駆動され、保持される。したがって、第3群レンズ枠13の第1のスライダ61の第1の受動部63は、バネ73により付勢された状態で、第1のストッパ53に当接する。このため、第3群レンズ枠13は、第1の位置に安定して保持される。
At the first position, the
さらに、第3のスライダ65は、当接部69を介して第1のガイド51の中心軸よりも光軸Lの側で第1のスライダ61の第1の受動部63を駆動する。したがって、第1のスライダ61は、一対のレールをなす第1のガイド51および第2のガイド52の内側で力が加えられた状態で駆動され、第1の位置で保持される。このため、第3群レンズ枠13には、第1のガイド51を中心とした、光軸Lに対して反対方向に第3群レンズ枠13を旋回させるモーメントが発生しにくい。したがって、第3群レンズ枠13に支持された第3レンズ群23を、光軸Lに対して光学的に精度よく、安定した状態で保持できる。
Further, the
第3群レンズ枠13を上下などに移動するための駆動機構57は、第1および第2のギア71、72およびアーム58などの数多くのパーツを含む。このため、他のレンズ群やレンズ枠との干渉や、レンズホルダ10の内部のスペース効率などを考慮すると、第1のガイド51の光軸Lの側の第3レンズ群23に近い位置に駆動機構57を配置することは難しい。また、第1のガイド51をレンズホルダ10の周に近い位置にセットすると、第3群レンズ枠13を退避位置(第2の位置)まで動かすストロークを確保できない可能性がある。したがって、駆動機構57は第1のガイド51の外側(光軸Lとは反対側)に配置することが望ましいが、第1のスライダ61を第1のガイド51の外側で駆動することになると第1のガイド51を中心として第3群レンズ枠13を光軸Lから離す方向のモーメントが発生しやすい。このため、第3群レンズ枠13が、移動中や、第1の位置において傾きやすい。
The
本例の移動機構50においては、第1のスライダ61の内部に、第1のスライダ61とは別に動く第3のスライダ65を配置し、その第3のスライダ65を第1のガイド51の外側で駆動し、第3のスライダ65を第1のスライダ61の内側(第1のガイド51の光軸Lの側)で当て、第3のスライダ65を介して第1のスライダ61の内側に力を加えて駆動できる構成としている。このため、第3群レンズ枠13に第1のガイド51を中心としたモーメントが発生しにくくなり、移動中や、第1の位置において傾くことを抑制できる。したがって、第3レンズ群23を光軸Lに沿った所定の位置にセットし、保持できる。
In the moving
一方、第2の位置においては、第3のスライダ65は第1および第2のギア71、72およびアーム58により駆動および保持されるが、第3のスライダ65は、コイルばね66を介して第1のスライダ61の第2の受動部64を押圧する。したがって、第1のスライダ61は、第2の位置においても弾性的に第2のストッパ54に押し付けられ、第3群レンズ枠13は、第2のストッパ54により決まる第2の位置(退避位置)に精度よく収納される。また、第3群レンズ枠13は、第3のスライダ65の第2の位置の側の停止位置が多少変動してもコイルばね66によりその変動は吸収されるので、内筒44や第3群レンズ枠13に無理な負荷が生ずることなく第2のストッパ54により決まる所定の位置に収納される。
On the other hand, in the second position, the
このように、この移動機構50を備えたレンズホルダ10では、第3群レンズ枠13を第1の位置と第2の位置とにさらに精度よく移動できる。このため、第1の位置に第3レンズ群23がセットされた使用状態においてはさらに鮮明な画像を取得できる。また、第2の位置に第3レンズ群23が退避された収納状態では、第3レンズ群23および第3群レンズ枠13と他のパーツとのクリアランスを最小限にすることができ、レンズホルダ10の内部のスペースをさらに有効活用でき、より大きな第3レンズ群23を収納可能としたり、収納状態をさらにコンパクトにすることができる。
Thus, in the
また、この移動機構50においては、使用状態の第1の位置および退避状態(収納状態)の第2の位置において、第3群レンズ枠13は弾性的にそれぞれのストッパ53および54に押しつけられて位置が決まる。このため、移動機構50を構成する部品などに多少の公差があっても、公差は、バネ73およびコイルばね66の弾性力により吸収できる。このため、レンズホルダ10を構成する部品に無理な力が加わり、光学的なバランスが狂って光学的な性能が低下したり、機械的な寿命が低下するような事態を未然に防止できる。
In the moving
なお、上記では、4群構成の第3群レンズ枠13を移動対象の第1のレンズ枠としているが、4群構成の他のレンズ枠11、12および14のいずれかを移動対象の第1のレンズ枠とすることが可能である。また、上記では、第1ないし第4レンズ群21〜24を備えた4群構成のズームレンズシステム1を例にとって説明しているが、3群以下の構成のレンズシステムや、5群以上の構成のレンズシステムに対しても本発明を適用でき、移動対象の第1のレンズ枠としては、いずれか1つまたは複数のレンズ群を支持するレンズ枠を選択することが可能である。
In the above description, the third
また、上記では、ズームレンズシステム1を搭載したカメラ100を例に説明しているが、レンズが沈胴したり、収納時に長さが縮むことが望ましい光学製品に対し、上記ズームレンズシステム1を適用できる。例えば、LED光源を使用したハンディータイプのプロジェクタのズームレンズシステムに上記の構成を採用することにより、持ち運び時のサイズがさらにコンパクトなプロジェクタを提供できる。
In the above description, the
1 ズームレンズシステム、 10 レンズホルダ
13 第1のレンズ枠(第3群レンズ枠)、 50 移動機構
51 第1のガイド、 52 第2のガイド
53 第1のストッパ、 54 第2のストッパ
57 駆動機構
61 第1のスライダ、 62 第2のスライダ
63 第1の受動部、 64 第2の受動部
65 第3のスライダ
66 弾性部材(コイルばね)
100 カメラ
DESCRIPTION OF
100 cameras
Claims (7)
前記第1の方向に延びた第1のガイドおよび第2のガイドを有し、
前記第1のレンズ枠は、前記第1のガイドおよび第2のガイドにそれぞれ接してスライドする第1のスライダおよび第2のスライダを含み、前記少なくとも1枚のレンズが前記光軸に設定される第1の位置と、不使用時に前記少なくとも1枚のレンズが前記光軸から離れ、前記第1のレンズ枠を退避させる位置である第2の位置とに移動し、
さらに、
前記第1のレンズ枠を前記第1の位置で停止させる第1のストッパと、
前記第1のレンズ枠を前記第2の位置で停止させる第2のストッパと、
前記第1のスライダの前記第1の位置の側の第1の受動部と、前記第1のスライダの前記第2の位置の側の第2の受動部との間で、前記第1のガイドに沿って移動する第3のスライダと、
前記第3のスライダと前記第2の受動部との間に配置された弾性部材と、
前記第3のスライダを駆動する駆動機構とを有する、移動機構。 A moving mechanism for moving a first lens frame supporting at least one lens in a first direction inclined with respect to the optical axis;
A first guide and a second guide extending in the first direction;
The first lens frame includes a first slider and a second slider that slide in contact with the first guide and the second guide, respectively, and the at least one lens is set to the optical axis. a first position, said at least one lens when not in use is remote from the optical axis, to move to the second position Ru position der to retract the first lens frame,
further,
A first stopper for stopping the first lens frame at the first position;
A second stopper for stopping the first lens frame at the second position;
The first guide between the first passive portion on the first position side of the first slider and the second passive portion on the second position side of the first slider. A third slider that moves along
An elastic member disposed between the third slider and the second passive portion;
A moving mechanism having a driving mechanism for driving the third slider.
前記第3のスライダおよび/または前記第1の受動部は、前記第1のガイドに対し、前記第2のガイドの側で相互に当たる当接部を含む、移動機構。 In claim 1,
The moving mechanism, wherein the third slider and / or the first passive portion includes an abutting portion that contacts the first guide on the side of the second guide.
前記第3のスライダは、その前記第2のガイドの側に前記コイルばねの一部が入る凹みを含む、移動機構。 In Claim 1 or 2, the elastic member is a coil spring,
The third slider is a moving mechanism including a recess into which a part of the coil spring enters on the second guide side.
前記移動機構により移動される前記第1のレンズ枠と、
少なくとも1枚のレンズを支持する第2のレンズ枠であって、前記光軸に沿って移動し、前記第1のレンズ枠との間の相対的な距離が変化する第2のレンズ枠とを有するレンズホルダ。 A moving mechanism according to any one of claims 1 to 3,
The first lens frame moved by the moving mechanism;
A second lens frame supporting at least one lens, the second lens frame moving along the optical axis and changing a relative distance between the second lens frame and the first lens frame; A lens holder.
前記第1の位置は、前記第1のレンズ枠に支持される前記少なくとも1枚のレンズおよび前記第2のレンズ枠に支持される前記少なくとも1枚のレンズを使用する位置である、レンズホルダ。 In claim 4,
The first holder is a lens holder that uses the at least one lens supported by the first lens frame and the at least one lens supported by the second lens frame.
前記第1のレンズ枠に支持された前記少なくとも1枚のレンズと、
前記第2のレンズ枠に支持された前記少なくとも1枚のレンズとを有するレンズシステム。 The lens holder according to claim 4 or 5,
The at least one lens supported by the first lens frame;
A lens system including the at least one lens supported by the second lens frame;
前記レンズシステムにより結像された像を撮像する撮像素子とを有するカメラ。 A lens system according to claim 6;
A camera having an image pickup device for picking up an image formed by the lens system;
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