KR20050021953A - 줌 렌즈 유닛 - Google Patents

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KR20050021953A
KR20050021953A KR1020040068166A KR20040068166A KR20050021953A KR 20050021953 A KR20050021953 A KR 20050021953A KR 1020040068166 A KR1020040068166 A KR 1020040068166A KR 20040068166 A KR20040068166 A KR 20040068166A KR 20050021953 A KR20050021953 A KR 20050021953A
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South Korea
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lens
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guide shaft
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KR1020040068166A
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우에무라고헤이
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교세라 가부시키가이샤
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Abstract

소형화를 실현할 수 있음은 물론이고, 편심오차나 경사 오차가 생기기 어려워서, 렌즈를 스무스하게 이동할 수 있으며, 안정한 위치 조정을 실현할 수 있는 줌 렌즈 유닛을 제공하는 것을 목적으로 한다.
제 1 렌즈 이동 프레임체(16)와 제 2 렌즈 이동 프레임체(17)가 코일 스프링(18)에 의해 편위되어 있고, 제 1 렌즈 이동체(16)에 형성된 제 1 피결합부(163)와 제 2 렌즈 이동 프레임체(17)에 형성된 제 2 피결합부(171)가 띠형상체(142)의 제 1 면(142a)과 제 2 면(142b)을 사이에 두고, 제 1 면(142a)과 제 2 면(142b), 즉 제 1 캠부(1421) 및 제 2 캠부(1422)에 대하여 안정적으로 결합 상태를 유지할 수 있도록 구성되어 있다.

Description

줌 렌즈 유닛{ZOOM LENS UNIT}
본 발명은, 렌즈 위치를 조정하기 위한 캠 장치를 갖고, 1 또는 복수의 렌즈 군을 광축 방향으로 진퇴시켜서 변배 동작을 실행하는 줌 렌즈 유닛에 관한 것으로, 촬상 소자를 이용한 쓴 디지탈 스틸 카메라나 휴대전화탑재 카메라, 휴대 정보단말기 탑재 카메라와 같은 전체 길이의 규제가 엄격하고, 특히 휴대전화기 등에도 탑재 가능한 바람직한 줌 렌즈 유닛에 관한 것이다.
캠 장치를 갖는 줌 렌즈 유닛으로서는, 가령 캠 홈을 갖는 캠 환(環)의 회전운동에 의해, 렌즈 군을 광축 방향으로 이동시키는 줌 렌즈 경통이 알려져 있다 (예를 들면, 특허문헌 1: 일본국 특허공개 평성 제8-313784호 공보 참조).
이 특허문헌 1에 기재된 줌 렌즈 경통은, 이른바 더블 헬리코이로드 방식의 렌즈 경통이며, 카메라 본체에 고정되어 내경에 헬리코이드 나사를 갖는 고정 프레임과, 고정 프레임의 내경과 나사 결합하고, 내경에 헬리코이드 나사, 또는 캠 홈을 설치하고, 광축 방향으로 이동 가능한 제 1 이동 프레임과, 제 1 이동 프레임의 내경과 나사 결합하고, 일군 렌즈 프레임과 일체화되어 있는 제 2 이동 프레임과, 제 1 이동 프레임으로부터 직접 회전력을 받아 내경에 편위 접촉해서 캠을 갖는 캠 프레임과, 고정 프레임 내경의 직진 키(key) 홈에 의해 회전을 구속하여, 제 1 이동 프레임과 일체가 되어서 이동하고, 캠 프레임 안내용의 캠 구멍을 갖는 직진 프레임으로 구성된다.
그런데, 최근 정보의 다양화에 따라, 휴대전화기나 휴대 정보 단말기에 촬상 렌즈가 탑재되고, 또한 정보 전달 속도의 향상에 의해 화상의 정보량도 급속하게 증대하고 있다. 그리고, 이미 고정 촛점 렌즈가 탑재되어, 변배 렌즈를 탑재한 휴대 단말기가 여러가지 제안되어 있다.
이러한 종류의 휴대 장치인 휴대전화기나 휴대 정보 단말기 등에 카메라 모듈(module)을 탑재하기 위해서는, 광학(렌즈)계가 극히 조밀하고 게다가 구성이 가급적 간단하고 소형이기 때문에 조립이 간단할 필요가 있다.
그러나, 특허문헌 1에 기재된 줌 렌즈 경통은, 기본적으로 전체에 렌즈 군을 고정 프레임에서 포함시키는 것과 같은 구성을 갖고, 또한 나사에 의해 나사 결합관계를 가져서 렌즈 이동 프레임을 이동시키는 것이기 때문에, 소형화에는 한계가 있고, 또한 나사 결합시킬 필요가 있기 때문에, 구성이 복잡해서 조립도 번잡한 수고를 요한다.
또, 소형화에 따라 CCD나 CMOS 센서 등으로로 이루어진 촬상 소자도 작아져서, 촛점거리, 렌즈, 렌즈 프레임 등의 모두가 작아진다. 그 결과, 렌즈 유닛에 요구되는 정밀도도 엄격해지고 있다.
따라서, 은염 필름 카메라 등에서 문제가 되지 않으면서, 광축 방향의 오차나, 편심 오차, 경사 오차가 광학적 성능에 주는 영향이 커진다.
이러한 사정인데도 불구하고, 상기 특허문헌 1에 기재된 줌 렌즈 경통에서는, 캠 환에 변형이 생기기 쉽기 때문에, 편심오차나 경사오차가 생기기 쉽고, 또 렌즈의 스무스한 이동을 방해한다.
본 발명의 목적은, 소형화를 실현할 수 있음은 물론이고, 편심오차나 경사 오차가 잘 생기지 않아서, 렌즈를 스무스하게 이동할 수 있으며, 안정한 위치조정을 실현할 수 있는 줌 렌즈 유닛을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위해서, 본 발명의 제 1 관점은, 제 1 렌즈군, 제 2 렌즈군 및 제 3 렌즈군이 광축상에서 순차로 배치되고, 상기 제 1 렌즈군이 고정되고, 상기 제 2 렌즈군 및 상기 제 3 렌즈군이 광축상을 이동하는 줌 렌즈 유닛에 있어서, 상기 제 2 렌즈군 및 상기 제 3 렌즈군의 이동 영역에서, 상기 제 2 렌즈군 및 상기 제 3 렌즈군을 상기 광축에 대략 평행한 방향으로 안내하는 적어도 하나의 가이드 축과, 상기 제 2 렌즈군에 대하여, 상기 광축에 대략 직교하는 방향으로 연장되도록 연결된 제 1 피결합부와, 상기 제 3 렌즈군에 대하여, 상기 광축에 대략 직교하는 방향으로 연장되도록 연결된 제 2 피결합부와, 상기 제 2 렌즈군 및 상기 제 3 렌즈군의 이동 영역에 대하여 병렬로 배치된 캠 장치를 갖고, 상기 캠 장치는, 상기 가이드축과 대략 평행한 축을 중심으로 회전 가능한 회전체와, 상기 회전체의 외측면을 따라 상기 회전체의 회전에 맞춰서 회전하도록 형성되고, 상기 제 1 피결합부가 결합해서, 회전에 맞춰 상기 제 1 피결합부를 안내하는 제 1 캠부와, 상기 회전체의 외측면을 따라 상기 회전체의 회전에 맞춰 회전하도록 형성되고, 상기 제 2 피결합부가 결합해서, 회전에 맞춰 상기 제 2 피결합부를 안내하는 제 2 캠부를 포함한다.
바람직하게는, 상기 제 1 캠부 및 상기 제 2 캠부는, 상기 광축 방향으로 서로 대향하는 제 1 면과 제 2 면과을 갖는 띠형상체에 포함되도록 형성되고, 상기 제 1 면이 상기 제 1 캠부로서 기능하고, 상기 제 2 면이 상기 제 2 캠부로서 기능한다.
바람직하게는, 상기 제 2 렌즈군과 상기 제 3 렌즈군을 편위시키고, 상기 제 1 피결합부가 상기 제 1 면에, 상기 제 2 피결합부가 상기 제 2 면에 접촉하도록, 상기 제 2 렌즈군과 제 3 렌즈군 사이에, 탄성체가 현가되어 있다.
바람직하게는, 상기 제 2 렌즈군에 대하여, 상기 광축에 대략 직교하는 방향으로 연장되도록 연결되고, 상기 가이드 축을 안내되는 제 1 피가이드부와, 상기 제 3 렌즈군에 대하여, 상기 광축에 대략 직교하는 방향으로 연장되도록 연결되고, 상기 가이드 축을 안내되는 제 2 피가이드부를 포함하고, 상기 제 1 피가이드부 및 제 2 피가이드부의 각각은, 상기 제 1 가이드축이 삽입되는 적어도 하나의 베어링부를 갖는다.
바람직하게는, 소정의 간격을 두고 상기 제 2 렌즈군 및 제 3 렌즈군의 이동 영역에 배치된 제 1 가이드축 및 제 2 가이드축과, 상기 제 2 렌즈군에 대하여, 상기 광축에 대략 직교하는 방향으로 연장되도록 연결되고, 상기 제 1 가이드축을 안내되는 제 1 피가이드부와, 상기 제 3 렌즈군에 대하여, 상기 광축에 대략 직교하는 방향으로 연장되도록 연결되어, 상기 제 1 가이드축을 안내되는 제 2 피가이드부와, 상기 제 2 렌즈군에 대하여, 상기 광축에 대략 직교하는 방향으로 연장되도록 연결되어, 상기 제 2 가이드축을 안내되는 제 3 피가이드부와, 상기 제 3 렌즈군에 대하여, 상기 광축에 대략 직교하는 방향으로 연장되도록 연결되어, 상기 제 2 가이드축을 안내되는 제 4 피가이드부를 포함하고, 상기 제 1, 제 3, 제 4 및 제4의 피가이드부 중, 적어도 상기 제 1 피가이드부 및 제 2 피가이드부의 각각은, 상기 제 1 가이드축이 삽입되는 적어도 하나의 베어링부를 갖는다.
또한, 바람직하게는, 상기 제 2 렌즈군이 줌 렌즈로서 기능하고, 상기 제 3 렌즈군이 초점 렌즈로서 기능한다.
본 발명의 제 2 관점은, 제 1 렌즈군, 제 2 렌즈군 및 제 3 렌즈군이 광축상에서 순차로 배치되고, 상기 제 1 렌즈군이 고정되며, 상기 제 2 렌즈군 및 상기 제 3 렌즈군이 광축상을 이동하는 줌 렌즈 유닛에 있어서, 상기 제 2 렌즈군 및 상기 제 3 렌즈군의 이동 영역에서, 상기 제 2 렌즈군 및 상기 제 3 렌즈군을 상기 광축에 대략 평행한 방향으로 안내하는 적어도 하나의 가이드축과, 상기 제 2 렌즈군을 수용하고, 상기 광축에 대략 직교하는 방향으로 연장되는 제 1 피결합부와 상기 가이드축을 안내되는 제 1 의 피가이드부가 형성된 제 1 렌즈 이동 프레임체와, 상기 제 3 렌즈군을 수용하고, 상기 광축에 대략 직교하는 방향으로 연장되는 제 2 피결합부와 상기 가이드축에서 안내되는 제 2 피가이드부가 형성된 제 2 렌즈 이동 프레임체와, 상기 제 2 렌즈군 및 상기 제 3 렌즈군의 이동 영역에 대하여 병렬로 배치된 캠 장치와, 상기 제 1 렌즈 이동 프레임체와 상기 제 2 렌즈 이동 프레임체를 편위시키도록, 상기 제 1 렌즈 이동 프레임체와 제 2 렌즈 이동 프레임체 사이에 현가된 탄성체를 갖고, 상기 캠 장치는, 상기 제 1 결합부 및 상기 제 2 결합 부가 결합하고, 구동 상태에 따라 상기 제 2 렌즈군 및 상기 제 3 렌즈군의 각각을, 상기 가이드축을 따라 이동시키며, 상기 제 1 피가이드부 및 상기 제 2 피가이드부의 각각은 복수의 베어링부를 갖는다.
바람직하게는, 상기 제 1 피가이드부의 베어링부와 상기 제 2 피가이드부의 베어링부는, 삽입되어야 할 가이드축에 대하여, 각기 소정 간격을 두고 있으며, 또 교대로 삽입된다.
바람직하게는, 상기 제 1 피가이드부는, 제 1 베어링부 및 제 2 베어링부를 갖고, 상기 제 2 피가이드부는 제 3 베어링부 및 제 4 베어링부를 갖고, 상기 제 1, 제 2, 제 3, 및 제 4 베어링부는, 가이드축에 대하여, 각각 소정 간격을 두고 있고, 또 제 1 베어링부, 제 3 베어링부, 제 2 베어링부, 및 제 4 베어링부의 순서로 삽입되어 있다.
바람직하게는, 동일한 피가이드부에 포함되는 복수의 베어링부는, 다른 형상을 갖는다.
본 발명의 제 3 관점은, 고정의 제 1 렌즈군과, 광축상을 이동하는 적어도 제 2 렌즈군이 광축상에서 순차로 배치된 줌 렌즈 유닛에 있어서, 상기 제 2 렌즈군의 이동 영역에서, 상기 제 2 렌즈군을 상기 광축에 대략 평행한 방향으로 안내하는 적어도 하나의 가이드축과, 상기 제 2 렌즈군을 수용하고, 상기 광축에 대략 직교하는 방향에 연장되는 피결합부와 상기 가이드축으로 안내되는 피가이드부가 형성된 렌즈 이동 프레임체와, 상기 제 2 렌즈군의 이동 영역에 대하여 병렬로 배치되고, 상기 렌즈 이동 프레임체의 피결합부가 결합하여, 상기 가이드축과 대략 평행한 축을 중심으로 회전 가능한 회전체의 회전에 맞춰, 상기 렌즈 이동 프레임체를 상기 가이드축에 따라 이동시키는 캠 장치를 갖고, 상기 캠 장치는, 상기 회전체의 회전축의 선단부 및 후단부가, 각각 선단부 베어링부 및 후단부 베어링부에에 의해서 축받이되어 있고, 상기 선단부가, 가압 수단에 의해 소정의 가압력을 가져서 선단부 베어링부를 향해서 가압 편위되어 있다.
바람직하게는, 상기 회전축의 선단부 및 후단부 중 적어도 선단부는, 상기 선단부 베어링부에 대하여 대략 점접촉이 되도록 형성되어 있다.
바람직하게는, 상기 회전축의 중심부에, 상기 가압 수단으로서의 편위용 코일 스프링이 일단부가 상기 회전축의 선단부측의 내벽에 접촉하고, 상기 코일 스프링과 상기 후단부 베어링부의 사이에는, 상기 후단부 베어링부에서 대략 점접촉하는 중간체가 배치되어 있다.
바람직하게는, 상기 중간체의 적어도 상기 후단부 베어링부와 접촉하는 쪽이, 대략 구면형상을 갖는다.
바람직하게는, 상기 후단부 베어링부의 중간체와 접촉하는 부분이, 대략 구면형상을 갖는다.
바람직하게는, 제 3 렌즈군과, 상기 제 3 렌즈군을 수용하고, 상기 광축에 대략 직교하는 방향으로 연장되어서 상기 캠 장치에 결합하는 제 2 피결합부와 상기 가이드축으로 안내되는 제 2 피가이드부가 형성된 제 2 렌즈 이동 프레임체와, 상기 제 2 렌즈군의 제 1 렌즈 이동 프레임체와 상기 2 렌즈 이동 프레임체를 편위치키도록, 상기 제 1 렌즈 이동 프레임체와 제 2 렌즈 이동 프레임체 사이에 현가된 탄성체를 포함한다.
이하, 본 발명의 실시형태를 첨부 도면과 관련하여 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 줌 렌즈 유닛의 정면측에서 본 외관 사시도이며, 도 2는 본 발명에 따른 줌 렌즈 유닛의 배면측에서 본 일부 생략 외관 사시도이고, 도 3은 본 발명에 따른 줌 렌즈 유닛의 정면도이며, 도 4는 본 발명에 따른 줌 렌즈 유닛의 평면도이다.
본 줌 렌즈 유닛(10)은, 도면에 도시한 바와 같이, 렌즈, 가이드축, 캠 장치 등의 주요 구성부를 수용하는 고정 프레임체(11)와, 제 1 렌즈군(121), 제 2 렌즈군(122) 및 제 3 렌즈(123)의 3군 구성을 갖고, 고정 프레임체(11)에 제 1 렌즈군(121)이 고정되며, 고정 프레임체(11) 내에 제 2 및 제 3 렌즈군(122, 123)이 광축상으로 이동 가능하게 배치되는 촬상 광학계(12)와, 촬상 광학계(12)의 제 2 렌즈군(122) 및 제 3 렌즈군(123)을 광축에 평행한 방향으로 안내하는 제 1 가이드축(131) 및 제 2 가이드축(132)을 갖는 가이드부(13)와, 촬상 광학계(12)에 대하여 고정 프레임체(11)내에 병렬로 배치된 캠 장치(14)와, CCD 이나 CMOS 센서로 이루어진 촬상 소자(151)가 촬상 광학계(12)의 일부로서의 광축을 포함하도록 배치된 기대(15)를 갖는다.
또, 도 1 및 도 2에 있어서, 촬상 광학계(12)의 광축은, 도 1 중에 설정한 직교 좌표계의 Z축 방향이 되도록 구성되고, 나중에 상술하는 바와 같이, 제 2 렌즈군(122) 및 제 3 렌즈군(123)이 캠 장치(14)의 회전에 따라 광축 방향에 이동(진퇴)된다.
고정 프레임체(11)는, 예를 들면 도 1 및 도 2중에서, 전면측, 배면측 및 하면측이 개구되고, 좌우 양측부의 하면측이 기대(15)에 대하여 부착된다. 그리고, 가이드부(13)의 제 1 가이드축(131) 및 제 2 가이드축(132)의 일단부가 대략 180°로 대향하는 위치에 축받이되어 있다.
고정 프레임체(11)의 상(上)면부(11a)의 도 1,3 중 좌측은, 촬상 광학계(12)의 제 1 렌즈군(121)을 고정하기 위해서 광축 방향으로 연통하는 단면이 원형으로 된 개구부(111a)가 형성된 제 1 렌즈군 고정 프레임(111)로서 기능한다.
또한, 제 1 렌즈군 고정 프레임(111)에 병렬로, 캠 장치(14)의 회전체의 회전축의 베어링부나, 회전체에 도시하지 않는 모터의 회전 구동력을 소정의 감속비로써 전달하는 치차의 윤열(輪列) 등이 배치되는 캠 구동부 수납부(112)가 일체적으로 형성되어 있다.
도 5는, 도 4의 A-A선 화살표 방향에 있어서의 단면도이며, 도 6은, 도 4의 B-B선 화살표 방향에 있어서의 단면도이다.
이하에, 상기 도 1∼도 4에 덧붙여, 도 5 및 도 6과 관련하여, 본 실시형태에 따른 촬상 광학계(12)의 구체적인 구성예에 대해서 설명한다.
본 실시형태에 따른 촬상 광학계(12)는, 도 5 및 도 6에 도시하는 바와 같이, 물체측 OBJS로부터 순차로 배치된, 부의 굴절력을 갖는 1매 구성으로 이루어진 제 1 렌즈군(121), 정 및 부의 굴절력을 갖는 3매 구성으로 이루어지고 전체로서 정의 굴절력을 갖는 제 2 렌즈군(122), 부의 굴절력을 갖는 1매 구성의 제 3 렌즈군(123), 기대측에 설정된 촬상부(124), 및 제 2 렌즈군(122)의 물체측[제 1 렌즈군(121)측]에 배치된 조리개부(125)로 구성되어 있다.
이 촬상 광학계(12)에 있어서 변배를 실행하는 때에는, 제 1 렌즈군(121), 제 2 렌즈군(122) 및 제 3 렌즈군(123) 중, 제 2 렌즈군(122)과 제 3 렌즈군(123)이 광축상을 캠 장치(14)의 회전에 따라 이동한다.
이와 같이, 본 실시형태에 있어서는, 촬상 광학계(12)가, 물체측 OBJS로부터 순차로 배치한 제 1 렌즈군(121)이 1매 구성, 제 2 렌즈군(122)이 3매 구성, 제 3 렌즈군(123)이 1매 구성의 합계 5매의 렌즈로 구성된다.
제 1 렌즈군(121)은, 예를 들면 제 1 면에 물체측을 볼록면으로 한 부의 굴절력을 가지는 메니스커스 렌즈(1211)에 의해 구성된다.
이렇게, 제 1 렌즈군(121)을 부의 굴절력을 갖는 메니스커스 렌즈(1211)로 구성함으로써, 왜곡(distortion)을 억제하기 쉬워진다.
제 2 렌즈군(122)은, 유일한 정의 굴절력을 갖는 군이 되기 때문에, 여러 가지 수차보정을 실행하기 위해서 3매 구성을 채용하고 있다. 더구나, 이 제 2 렌즈군(122)로서 유리 렌즈를 사용하면, 작기 때문에 통상의 렌즈보다 고가가 된다. 그 때문에, 본 실시형태에 있어서는, 비용 저감을 달성하기 위해서, 제 2 렌즈군(122)을 구성하는 3매의 렌즈를 플라스틱제 렌즈로 구성하고 있다.
제 2 렌즈군(122)을 구성하는 3매의 플라스틱제 렌즈는, 예를 들면, 제 1 렌즈군(121)측(물체측)으로부터, 정의 메니스커스 렌즈(1221), 부의 메니스커스 렌즈(1222) 및 정의 양면 볼록 렌즈(1223)로 구성된다.
정의 메니스커스 렌즈(1221)는 구면수차보정을 양호하게 행하고, 3매의 중앙에 위치하는 렌즈를 부의 메니스커스 렌즈(1222)로 함으로써, 정 렌즈에서 발생하는 상면(象面) 만곡의 보정 과잉을 억제하면서, 코마수차 발생을 억제하는 것으로, 성능 밸런스를 잡고 있어, 이것들에 의해 변배에 따른 수차변동을 억제하여, 고성능이고 변배를 가능하게 한다.
제 3 렌즈군(123)은, 1매 구성이기 때문에, 여기에서 여러 가지 수차의 보정이 필요해져서, 구면수차, 코마수차, 비점수차, 왜곡 보정을 실행하고, 또 광각단에 있어서의 사출각의 보정을 위해서도 필요하다.
제 3 렌즈군(123)은, 예를 들면 상(象)면측을 오목으로 한 부의 렌즈(1231)로 구성된다.
본 실시형태에 있어서, 핀트 조정(촛점 조정)은 제 3 렌즈군(123)에서 행하 있어, 무한으로부터 가장 가까운 곳에 걸쳐서 촬상면측으로 이동한다.
제 3 렌즈군(123)이 정 렌즈인 경우에는 물체측에으로 이동하기 위해서, 특히 망원단에서의 제 2 렌즈군(122)과 제 3 렌즈군(123) 사이의 거리를 확보할 필요가 있다.
본 실시형태에 있어서는, 상면측으로 이동하기 위해서, 망원단에서의 제 2 렌즈군(122)과 제 3 렌즈군(123)간의 거리를 좁힐 수 있다.
이것은, 변배 광학계의 조밀화를 가능하게 하는 요인의 하나이며, 또한 같은 크기라면, 무리가 없는 파워 배치가 가능해지고, 고성능화 및 편심 감도의 저하를 가능하게 하고 있다.
기대(15)측에 설치된 촬상부(124)는, 제 3 렌즈군(123)측으로부터, 유리제의 평행 평면판(커버 유리)(152)과, 예를 들면 CCD 혹은 CMOS 센서 등으로 이루어진 촬상 소자(151)가 순차로 배치되어 있다.
촬상 광학계(12)를 사이에 두고 피사체(물체)로부터의 광이, 촬상 소자(151)의 촬상면(151a) 위로 결상된다.
이상의 제 1 렌즈군(121), 제 2 렌즈군(122), 및 제 3 렌즈군(123)을 갖는 촬상 광학계는, 광학계 전체가 부, 정, 부의 렌즈 구성으로 되어 있기 때문에, 텔레포토 작용을 갖게 하기 위해서 전체 길이 단축이 가능하다.
이상과 같은 구성을 갖는 본 실시형태에 따른 촬상 광학계(12)는, 휴대전화기 등에 탑재 가능하도록 조밀화를 실현하고 있다.
그리고, 상술한 바와 같이 촬상 광학계(12)의 제 1 렌즈군(121)은, 제 1 렌즈 고정 프레임(111)에 고정되고, 또 제 2 렌즈군(122)은 제 1 렌즈 이동 프레임체(16)에 수용 고정되며, 제 3 렌즈군(123)은 제 2 렌즈 이동 프레임체(17)에 수용 고정된다.
제 1 렌즈 이동 프레임체(16)와 제 2 렌즈 이동 프레임체(17)가, 제 1 가이드축(131)과 제 2 가이드축(132)에서 광축 방향으로 안내되도록 구성되어 있다.
다음에, 제 1 렌즈 이동 프레임체(16)와 제 2 렌즈 이동 프레임체(17)의 구성, 및 제 1 가이드축(131)과 제 2 가이드축(132), 캠 장치(14)간의 배치 및 결합 관계에 대해서 설명한다.
도 7은, 제 1 렌즈 이동 프레임체(16)와 제 2 렌즈 이동 프레임체(17), 및 제 1 가이드축(131)과 제 2 가이드축(132), 캠 장치(14)간의 배치 및 결합 관계를 정면측에서 도시하는 사시도이며, 도 8은 제 1 렌즈 이동 프레임체(16)와 제 2 렌즈 이동 프레임체(17), 및 제 1 가이드축(131)과 제 2 가이드축(132), 캠 장치(14)간의 배치 및 결합 관계를 배면측에서 도시하는 사시도이며, 도 9는 제 1 렌즈 이동 프레임체(16)와 제 2 렌즈 이동 프레임체(17), 및 제 1 가이드축(131)과 제 2 가이드축(132), 캠 장치(14)간의 배치 및 결합 관계를 상면측에서 도시하는 사시도이다.
또, 본 실시형태에 있어서는, 제 1 가이드축(131)은, 캠 장치(14)의 근방에서 약간 정면측에 위치하도록 고정 프레임체(11)에 축받이되고, 제 2 가이드축(132)은, 제 1 및 제 2 렌즈 이동 프레임체(16, 17)을 사이에 두고, 대략 180°로 대향하며, 약간 배면측에 위치하도록 고정 프레임체(11)에 축받이되어 있다.
제 1 렌즈 이동 프레임체(16)는, 3매의 렌즈로 이루어진 제 2 렌즈군(122)을 수용 고정하는 관계로부터 플라스틱 등에 의해 일체적으로 형성된, 제 1 렌즈군(121)측의 제 1 프레임체(161)와 제 3 렌즈군(123)측의 제 2 프레임체(162)의 2단 구성으로 되어 있다.
제 1 렌즈 이동 프레임체(16)는, 제 1 프레임체(161)의 배면측의 측부로부터 광축에 대략 직교하는 방향으로 연장하고, 캠 장치(14)의 제 1 캠부(1421)에 결합하는 판 형상을 한 제 1 피결합부(163)가 형성되어 있다.
제 1 렌즈 이동 프레임체(16)는, 제 1 피결합부(163)의 전면측에 일체적으로, 제 1 가이드축(131)이 통과하여 축받이되고, 캠 장치(14)의 회전에 따라 제 1 가이드축(131)으로 안내되는 제 1 피가이드부(164)가 형성되어 있다.
게다가, 제 1 렌즈 이동 프레임체(16)는, 제 2 프레임체(162)의 소정의 위치, 구체적으로는 제 1 피결합부(163)의 형성 위치와 대략 180°로 대향하는 위치에서, 제 2 가이드축(132)에 축의 측부로부터 삽입해서, 끼워 넣는 형태로 결합하고, 캠 장치(14)의 회전에 따라 제 2 가이드축(132)으로 안내되는 제 3 피가이드부(165)가 형성되어 있다.
제 2 렌즈 이동 프레임체(17)는, 1매의 렌즈로 이루어지는 제 1 렌즈군(123)을 수용 고정하는 관계로부터 플라스틱 등에 의해 1단 구성으로 형성되어 있다.
제 2 렌즈 이동 프레임체(17)는, 배면측의 측부로부터 광축에 대략 직교하는 방향으로 연장되고, 캠 장치(14)의 제 2 캠부(1422)에 결합하는 판 형상을 한 제 2 피결합부(171)가 형성되어 있다.
제 2 렌즈 이동 프레임체(17)는, 제 2 피결합부(171)의 전면측에 일체적으로, 제 1 가이드축(131)이 통과하여 축받이되고, 캠 장치(14)의 회전에 따라 제 1 가이드축(131)으로 안내되는 제 2 피가이드부(172)가 형성되어 있다.
게다가, 제 2 렌즈 이동 프레임체(17)는, 제 1 피결합부(171)의 형성 위치와 대략 180°로 대향하는 위치에서, 제 2 가이드축(132)에 축의 측부로부터 삽입되어 끼워 넣는 형태로 결합하고, 캠 장치(14)의 회전에 따라 제 2 가이드축(132)으로 안내되는 제 4 피가이드부(173)가 형성되어 있다.
그리고, 본 실시형태에서는, 제 1 렌즈 이동 프레임체(16)와 제 2 렌즈 이동 프레임체(17)는, 정면측의 제 1 피결합부(163)와 제 2 피결합부(171)의 형성 위치와 대략 대향하는 위치에서, 제 1 렌즈 이동 프레임체(16)와 제 2 렌즈 이동 프레임체(17)를 안정적으로 편위시키도록, 제 1 렌즈 이동 프레임체(16)와 제 2 렌즈 이동 프레임체(17) 사이에 탄성체로서의 코일 스프링(18)이 현가되고 있다.
또, 본 실시형태에 있어서는, 제 1 가이드축(131)에서 광축 방향으로 안내되는 제 1 렌즈 이동 프레임체(16)의 제 1 피가이드부(164) 및 제 2 렌즈 이동 프레임체(17)의 제 2 피가이드부(172)의 각각이, 제 1 가이드축(131)에 의한 지지점을 복수로 해서 안정적으로 안내되며, 또한 경사 편심 등의 발생을 극력 억제하도록 복수의 베어링부가 소정 간격을 두고 형성되어 있다.
구체적으로는, 도 7에 도시하는 바와 같이, 제 1 렌즈 이동 프레임체(16)의 제 1 피가이드부(164)가 광축 방향으로 소정 간격을 두고 형성된 제 1 베어링부(1641) 및 제 2 베어링부(1642)를 갖는다.
마찬가지로, 제 2 렌즈 이동 프레임체(17)의 제 2 피가이드부(172)는, 광축 방향으로 소정 간격을 두고 형성된 제 3 베어링부(1721) 및 제 3 베어링부(1722)를 갖는다.
그리고, 제 1 베어링부(1641), 제 2 베어링부(1642), 제 3 베어링부(1721) 및 제 4 베어링부(1722)는 제 1 가이드축(131)에 대하여 각각 소정 간격을 두고 있고, 또 제 1 베어링부(1641), 제 3 베어링부(1721), 제 2 베어링부(1642) 및 제 4 베어링부(1722)의 순서로 삽입되어 있다.
이렇게, 제 1 베어링부(1641), 제 2 베어링부(1642), 제 3 베어링부(1721), 및 제 4 베어링부(1722)를 제 1 가이드축(131)에 대하여 교대로 삽입하는 것에 의해, 소형화를 도모했을 경우에도, 제 1 베어링부(1641)와 제 2 베어링부(1642) 사이의 간격, 및 제 3 베어링부(1721)와 제 4 베어링부(1722) 사이의 간격을 충분히 확보할 수 있어, 지지점을 복수로 해서 안정적으로 안내할 수 있고, 또한 경사 편심 등의 발생을 극력 억제할 수 있는 효과를 충분히 발휘하는 것이 가능해지고 있다.
또한, 본 실시형태에 있어서는, 상술한 바와 같이, 제 1 렌즈 이동 프레임체(16)와 제 2 렌즈 이동 프레임체(17) 사이에 탄성체로서의 코일 스프링(18)을 현가하고, 제 1 렌즈 이동 프레임체(16)와 제 2 렌즈 이동 프레임체(17)를 안정적으로 편위되도록 구성하는 것에 대응해서, 제 1 피가이드부(164)의 제 1 베어링부(1641)와 제 2 베어링부(1642)의 형상, 및 제 2 피가이드부(172)의 제 3 베어링부(1721)와 제 4 베어링부(1722)의 형상이 상이하도록 형성되어 있다.
즉, 도 10, 도 11, 및 도 12에 도시한 바와 같은 구성을 갖는 렌즈 구동계에 있어서, 제 1 피가이드부(164)의 제 1 베어링부(1641)와 제 2 베어링부(1642)의 형상, 및 제 2 피가이드부(172)의 제 3 베어링부(1721)와 제 4 베어링부(1722)의 형상은 예를 들면 도 13(A)∼(D)에 도시한 바와 같이 형성된다.
구체적으로는, 동일한 제 1 피가이드부(164)에 형성되는 제 1 베어링부(1641)와 제 2 베어링부(1642)의 형상은 다음과 같이 형성된다.
즉, 도 11의 A점에 관계되는 제 1 베어링부(1641)는 도 13(A)에 도시한 바와 같이, 대략 부채형상으로 형성되고, 제 1 가이드축(131)의 외측[캠 장치(14)의 배치측)에 테이퍼 형상의 미끄럼 접촉부(1641a, 1641b)가 형성되며, 제 1 가이드축(131)의 내측[촬상 광학계(12)의 배치측]에 원호형상부(1641c)가 형성되어 있다.
이에 비교하여, 도 11의 C점에 관계되는 제 2 베어링부(1642)는, 도 13(C)에 도시한 바와 같이, 대략 부채형상으로 형성되고, 제 1 가이드축(131)의 내측[촬상 광학계(12)의 배치측]에 테이퍼 형상의 미끄럼 접촉부(1642a, 1642b)이 형성되며, 제 1 가이드축(131)의 외측[캠 장치(14)의 배치측]에 원호형상부(1642c)가 형성되어 있다.
즉, 제 1 베어링부(1641)와 제 2 베어링부(1642)는 미끄럼 접촉부가 제 1 가이드축(131)을 사이에 두고 반대측에 위치하는 형상으로 형성되어 있다.
이로써, 제 1 렌즈 이동 프레임체(16)와 제 2 렌즈 이동 프레임체(17)가 코일 스프링(18)에 의해 편위되어 있어도, 제 1 렌즈 이동 프레임체(16)를 제 1 가이드축(131)에 대하여 편위 상태를 해제하고, 경사 없이 대략 축에 따라 안정적으로 안내할 수 있다.
동일의 제 1 피결합부(172)에 형성되는 제 3 베어링부(1721)와 제 4 베어링부(1722)의 형상은 다음과 같이 형성된다.
즉, 도 11의 B점에 관계되는 제 3 베어링부(1721)는, 도 13(B)에 도시하는 바와 같이, 대략 부채형상으로 형성되고, 제 1 가이드축(131)의 내측[촬상 광학계(12)의 배치측]에 테이퍼 형상의 미끄럼 접촉부(1721a, 1721b]가 형성되며, 제 1 가이드축(131)의 외측[캠 장치(14)의 배치측]에 원호형상부(1721c)가 형성되어 있다.
이것에 비교하여, 도 11의 D점에 관계되는 제 4 베어링부(1722)는, 도 13(D)에 도시하는 바와 같이, 대략 부채형상으로 형성되고, 제 1 가이드축(131)의 외측[캠 장치(14)의 배치측]에 테이퍼 형상의 미끄럼 접촉부(1722a, 1722b)가 형성되며, 제 1 가이드축(131)의 내측[촬상 광학계(12)의 배치측]에 원호형상부(1722c)가 형성되어 있다.
즉, 제 3 베어링부(1721)와 제 4 베어링부(1722)는 미끄럼 접촉부가 제 1 가이드축(131)을 사이에 두고 반대측에 위치하는 형상으로 형성되어 있다.
이로써, 제 1 렌즈 이동 프레임체(16)와 제 2 렌즈 이동 프레임체(17)가 코일 스프링(18)에 의해 편위되어 있어도, 제 2 렌즈 이동 프레임체(17)를 제 1 가이드축(131)에 대하여 편위 상태를 해제하고, 경사 없이 대략 축을 따라 안정적으로 안내할 수 있다.
다음에, 본 실시형태에 있어서의 캠 장치(14)에 대해서 설명한다.
도 14 및 도 15는, 본 실시형태에 따른 캠 장치가 고정 프레임체에 축받이되어 있는 상태를 도시하는 일부절결 사시도이며, 도 16은, 본 실시형태에 따른 캠 장치의 전체의 단면 구조를 일부 절결해서 도시하는 사시도이며, 도 17은, 본 실시형태에 따른 캠 장치의 축 중심부의 단면도다.
캠 장치(14)는, 도 8등에 도시하는 바와 같이, 제 1 가이드축(131) 및 제 2 가이드축(132)과 대략 평행한 회전축(1411)을 중심으로 해서 회전 가능한 회전체(141)와, 회전체(141)의 외측면을 따라, 회전체(141)의 회전에 맞춰 회전하도록 형성되며, 제 1 렌즈 이동 프레임체(16)의 제 1 피결합부(163)가 결합해서, 회전에 맞춰 제 1 피결합부(163)를 안내하는 제 1 캠부(1421)와, 회전체(141)의 외측면을 따라 회전체(141)의 회전에 맞춰 회전하도록 형성되고, 제 2 렌즈 이동 프레임체(17)의 제 2 피결합부(171)가 결합해서, 회전에 맞춰 제 2 피결합부(171)를 안내하는 제 2 캠부(1422)를 포함하는 띠형상체(142)가 형성되어 있다.
띠형상체(142)는 촬상 광학계의 광축 방향에서 서로 대향하는 제 1 면(142a)과 제 2 면(142b)을 갖고, 제 1 면(142a)이 제 1 캠부(1421)로서 기능하고, 제 2 면(142b)이 제 2 캠부(1422)로서 기능한다.
즉, 띠형상체(142)는 도 8에 도시하는 바와 같이 후단부측으로부터 선단부를 향해서 슬로프(slope)를 이루고, 나선형상을 이루도록 형성되고 있으며, 선단부측이 제 1 면(142a), 후단부측이 제 2 면(142b)을 구성하고 있다.
띠형상체(142)의 폭은, 제 1 렌즈 이동체(16)에 형성된 제 1 피결합부(163)와 제 2 렌즈 이동 프레임체(17)에 형성된 제 2 피결합부(171)의 광축 방향의 간격과 대략 같아지도록 설정된다.
이러한 구성을 갖고, 제 1 렌즈 이동 프레임체(16)와 제 2 렌즈 이동 프레임체(17)가 코일 스프링(18)에 의해 편위되어 있기 때문에, 제 1 렌즈 이동체(16)에 형성된 제 1 피결합부(163)와 제 2 렌즈 이동 프레임체(17)에 형성된 제 2 피결합부(171)가 띠형상체(142)의 제 1 면(142a)과 제 2 면(142b)을 사이에 끼우도록 해서, 제 1 면(142a)과 제 2 면(142b), 즉 제 1 캠부(1421) 및 제 2 캠부(1422)에 대하여 안정적으로 결합 상태를 유지할 수 있다.
따라서, 제 1 렌즈 이동체(16)에 형성된 제 1 피결합부(163)와 제 2 렌즈 이동 프레임체(17)에 형성된 제 2 피결합부(171)를, 띠형상체(142)의 제 1 면(142a)과 제 2 면(142b)에 대하여 나사 등에 의해 고정할 필요도 없어지고, 조립 자체도 간단해진다.
슬로프(slope)를 형성하는 띠형상체(142)의 제 1 면(142a)과 제 2 면(142b)은, 제 1 면(142a)과 제 2 면(142b)(제 1 캠부 또는 제 2 캠부)이 안내하는 제 1 피결합부(163) 및 제 2 피결합부(171)가 형성된 제 1 렌즈 이동 프레임체(16)와 제 2 렌즈 이동 프레임체(17)에서 각기 수용하는 제 2 렌즈군(122) 및 제 3 렌즈군(123)의 기능에 따른 단계를 갖고 형성되어 있다.
또한, 본 캠 장치(14)는, 도 14 및 도 15에 도시하는 바와 같이, 선단부에는 도시하지 않는 모터의 회전력을 받아서 회전하는 치차(1412)가 설치된다.
이 치차(1412)는, 예를 들면 도 18에 도시하는 바와 같이, 도시하지 않는 모터의 회전 구동력을 소정의 감속비로써 전달하는 치차의 윤열(19)과 맞물려 있다.
그리고, 캠 장치(14)에 있어서는, 구동 대상인 제 1 렌즈 이동 프레임체(16) 및 제 2 렌즈 이동 프레임체(17)의 위치 정밀도를 내기 위해서, 도 16∼도 17에 도시하는 바와 같이, 회전체(141)의 회전축(1411)의 선단부(1411a) 및 후단부(1411b)가, 각각 선단부 베어링부(143) 및 후단부 베어링부(144)에 의해 축받이되어 있고, 또한, 선단부(1411a)가 가압 수단으로서의 코일 스프링(145)에 의해 소정의 가압력에 의해서 선단부 베어링부(143)를 향해 가압 편위되어 있다.
본 실시형태에 있어서는, 회전축(1411)의 선단부(1411a) 및 후단부(1411b)가 선단부 베어링부(143) 및 후단부 베어링부(144)에 대하여 대략 점접촉이 되도록 형성되어 있다.
구체적으로는, 회전축(1411)의 중심부에 있어서, 가압 수단으로서의 편위용 코일 스프링(145)이 일단부가 회전축(1411)의 선단부(1411a)측의 내벽에 접촉하고, 코일 스프링(145)과 후단부 베어링부(144)의 사이에는, 후단부 베어링부(144)에서 대략 점접촉하는 중간체(146)가 배치되어 있다.
중간체(146)는 적어도 후단부 베어링부(144)와 접촉하는 쪽이, 대략 구면형상을 갖고, 점접촉을 실현하도록 구성된다. 본 실시형태에서는, 중간체(146)로서 구형상체를 이용하고 있다.
이러한 구성을 갖는 캠 장치(14)는 도시하지 않는 모터에 의해 회전체(141)가 회전 구동되며, 제 1 피결합부(163) 및 제 2 피결합부(171)가 띠형상체(142)의 제 1 면(142a) 및 제 2 면(142b)을 안정적으로 안내된다.
이 경우, 회전체(141)는, 회전축(1411)의 선단부(1411a)가, 가압 수단으로서의 코일 스프링(145)에 의해 소정의 가압력으로 선단부 베어링부(143)를 향해 가압 편위되기 때문에, 구동 대상인 제 1 렌즈 이동 프레임체(16) 및 제 2 렌즈 이동 프레임체(17)의 위치 정밀도를 높게 유지하는 것이 가능해서, 정밀도가 높은 렌즈 구동을 실현하고 있다.
이상 설명한 바와 같이, 본 실시형태에 의하면, 촬상 광학계(12)가 3군 구성의 변배 렌즈가 되고 있고, 제 1 렌즈군(121)을 1매 구성, 제 2 렌즈군(122)을 3매 구성, 제 3 렌즈군(123)을 1매 구성으로 하고, 또 제 2 렌즈군(122)을 3매 모두 플라스틱화하고 있기 때문에, 광학계의 전체 길이를 짧게 할 수 있고, 이에 따라 직경최대 렌즈가 되는 제 1 렌즈군(121)에 있어서의 렌즈의 직경도 소형화할 수 있고, 또 비용 절감도 도모할 수 있다.
수차보정에 있어서, 각 렌즈군의 파워 배치를 최적화함으로써 컴팩트화를 달성하고, 게다가 제 2 렌즈군(122)과 제 3 렌즈군(123)에 비구면을 적당히 배치함으로써 더욱 조밀화를 실현할 수 있다. 이들 조건을 최적화함으로써, 조밀한 변배 렌즈에도 불구하고 고성능으로 더욱 왜곡을 작게 할 수 있다는 이점이 있다.
또한, 본 실시형태에 있어서, 핀트 조정은 제 3 렌즈군(123)에서 행하고, 무한으로부터 가장 가까운 곳에 걸쳐서 촬상면측으로 이동하기 위해서, 망원단에서의 제 2 렌즈군(122)과 제 3 렌즈군(123)과의 거리를 좁힐 수 있다. 이로써, 변배 광학계의 조밀화가 가능해지고, 또 같은 크기라면, 무리가 없는 파워 배치가 가능해서, 고성능화 및 편심 감도 저하를 실현할 수 있다.
또, 플라스틱제의 제 2 렌즈군(122)의 3매는, 정의 메니스커스 렌즈, 부의 메니스커스 렌즈, 정의 양면 볼록 렌즈 구성이 되어 있기 때문에, 정의 메니스커스 렌즈에서 구면수차보정을 양호하게 행할 수 있고, 부의 메니스커스 렌즈에 있어서, 정 렌즈에서 발생하는 상면 만곡의 보정 과잉을 억제할 수 있으며, 이것과 병행되어서 코마수차 발생을 억제할 수 있다. 이로써, 성능 밸런스를 잡는 것이 가능해지고, 변배에 따르는 수차변동을 억제하고, 고성능이고 변배가 가능해지는 이점이 있다.
또, 각 렌즈군의 촛점거리(fl, f2, f3)와 합성 파워가 강하게 되는 광각단의 촛점거리(fw)의 관계에 있어서, 각 렌즈군의 파워 밸런스를 잡는 것에 의해, 고성능으로 조밀한 변배 렌즈를 실현하는 것이 가능해진다.
촬상 소자(151)로의 입사각도 규제에 관한 사출 동공 위치의 조건을 소망원 조건으로 규정함으로써, 광화각, 조밀하면서, 사출 동공의 규제 완화를 실행하는 것이 가능해진다.
이와 같이 소형화(컴팩트화)를 실현할 수 있는 촬상 광학계(12)를 탑재하는 줌 렌즈 유닛(10)에 있어서, 제 1 렌즈 이동 프레임체(16)와 제 2 렌즈 이동 프레임체(17)는, 정면측의 대략 제 1 피결합부(163)와 제 2 피결합부(171)의 형성 위치와 대향하는 위치에서, 제 1 렌즈 이동 프레임체(16)와 제 2 렌즈 이동 프레임체(17)를 안정적으로 편위되도록, 제 1 렌즈 이동 프레임체(16)와 제 2 렌즈 이동 프레임체(17) 사이에 탄성체로써의 코일 스프링(18)이 현가되고 있고, 또 제 1 가이드축(131)을 광축 방향으로 안내되는 제 1 렌즈 이동 프레임체(16)의 제 1 피가이드부(164) 및 제 2 렌즈 이동 프레임체(17)의 제 2 피가이드부(172)의 각각에는, 복수의 베어링부가 소정 간격을 두고 형성되어 있기 때문에, 제 1 가이드축(131)에 의한 지지점을 복수로 해서 안정적으로 안내되고, 또한 경사 편심 등의 발생을 극력 억제하도록, 제 1 가이드축(131)에 대하여, 소정 간격을 두고 있으며, 또 제 1 베어링부(1641), 제 3 베어링부(1721), 제 2 베어링부(1642) 및 제 4 베어링부(1722)의 순서로 삽입되기 때문에, 제 1 베어링부(1641)와 제 2 베어링부(1642)사이의 간격, 및 제 3 베어링부(1721)와 제 4 베어링부(1722) 사이의 간격을 충분히 확보할 수 있고, 지지점을 복수로 해서 안정적으로 안내되며, 또 경사 편심 등의 발생을 극력 억제하는 효과를 충분히 발휘하는 것이 가능하다.
또한, 본 실시형태에 있어서는, 제 1 렌즈 이동 프레임체(16)와 제 2 렌즈 이동 프레임체(17) 사이에 탄성체로서의 코일 스프링(18)을 현가하고, 제 1 렌즈 이동 프레임체(16)와 제 2 렌즈 이동 프레임체(17)를 안정적으로 편위되도록 구성하는 것에 대응하고, 제 1 피가이드부(164)의 제 1 베어링부(1641)와 제 2 베어링부(1642)의 형상, 및 제 2 피가이드부(172)의 제 3 베어링부(1721)와 제 4 베어링부(1722)의 형상이 상이하도록 형성되어 있다.
이로써, 제 1 렌즈 이동 프레임체(16)와 제 2 렌즈 이동 프레임체(17)가 코일 스프링(18)에 의해 편위되어 있어도, 제 1 렌즈 이동 프레임체(16) 및 제 2 렌즈 이동 프레임체(17)를 제 1 가이드축(131)에 대하여 편위 상태를 해제하고, 경사 없이 대략 축을 따라 안정적으로 안내되는 것이 가능하다.
이와 같은 구성을 갖는 캠 장치(14)는, 도시하지 않는 모터에 의해 회전체(141)가 회전 구동되며, 제 1 피결합부(163) 및 제 2 피결합부(171)가 띠형상체(142)의 제 1 면(142a) 및 제 2 면(142b)을 안정적으로서 안내되며, 회전체(141)는, 회전축(1411)이 선단부(1411a)가, 가압 수단으로서의 코일 스프링(145)에 의해 소정의 가압력으로 선단부 베어링부(143)를 향해 가압 편위되기 때문에, 구동 대상인 제 1 렌즈 이동 프레임체(16) 및 제 2 렌즈 이동 프레임체(17)의 위치 정밀도를 높게 유지하는 것이 가능해서, 정밀도가 높은 렌즈 구동을 실현할 수 있는 이점이 있다.
이와 같이, 본 실시형태에 의하면, 소형화를 실현할 수 있음은 물론이고, 편심 경사 오차가 생기기 어려워서 렌즈를 스무스하게 이동시킬 수 있으며, 안정한 위치조정을 실현할 수 있는 줌 렌즈 유닛을 제공할 수 있다.
본 발명에 따르면, 소형화를 실현할 수 있고, 더구나, 렌즈를 스무스하게 이동할 수 있어, 안정한 위치조정을 실현할 수 있는 이점이 있다.
도 1은 본 발명에 따른 줌 렌즈 유닛의 정면측에서 본 외관 사시도,
도 2는본 발명에 따른 줌 렌즈 유닛의 배면측에서 본 일부 생략 외관 사시도,
도 3은 본 발명에 따른 줌 렌즈 유닛의 정면도,
도 4는 본 발명에 따른 줌 렌즈 유닛의 평면도,
도 5는 도 4의 A-A선 단면도,
도 6은도 4의 B-B선 단면도,
도 7은 본 실시형태에 따른 제 1 렌즈 이동 프레임체와 제 2 렌즈 이동 프레임체, 및 제 1 가이드 축과 제 2 가이드 축, 캠 장치간의 배치 및 결합 관계를 정면측에서 도시하는 사시도,
도 8은 본 실시형태에 따른 제 1 렌즈 이동 프레임체와 제 2 렌즈 이동 프레임체, 및 제 1 가이드 축과 제 2 가이드 축, 캠 장치간의 배치 및 결합 관계를 배면측에서 도시하는 사시도,
도 9는 본 실시형태에 따른 제 1 렌즈 이동 프레임체와 제 2 렌즈 이동 프레임체, 및 제 1 가이드 축과 제 2 가이드 축, 캠 장치간의 배치 및 결합 관계를 상면측에서 도시하는 사시도,
도 10은 본 실시형태에 따른 렌즈 구동계를 도시하는 평면도로서, 제 1 피결합부의 제 1 베어링부와 제 2 베어링부의 형상, 및 제 2 피결합부의 제 3 베어링부와 제 4 베어링부의 형상을 설명하기 위한 도면,
도 11은 본 실시형태에 따른 렌즈 구동계를 도시하는 측면도로서, 제 1 피결합부의 제 1 베어링부와 제 2 베어링부의 형상, 및 제 2 피결합부의 제 3 베어링부와 제 4 베어링부의 형상을 설명하기 위한 도면,
도 12는 본 실시형태에 따른 렌즈 구동계를 도시하는 사시도로서, 제 1 피결합부의 제 1 베어링부와 제 2 베어링부의 형상, 및 제 2 피결합부의 제 3 베어링부와 제 4 베어링부의 형상을 설명하기 위한 도면,
도 13은 본 실시형태에 따른 제 1 피결합부의 제 1 베어링부와 제 2 베어링부의 형상, 및 제 2 피결합부의 제 3 베어링부와 제 4 베어링부의 형상을 설명하기 위한 도면,
도 14는 본 실시형태에 따른 캠 장치가 고정 프레임체에 축받이되어 있는 상태를 상(上)면측에서 도시하는 일부절결 사시도,
도 15는 본 실시형태에 따른 캠 장치가 고정 프레임체에 축받이되어 있는 상태를 하면측에서 도시하는 일부절결 사시도,
도 16은 본 실시형태에 따른 캠 장치의 전체의 단면 구조를 일부 절결해서 도시하는 사시도,
도 17은 본 실시형태에 따른 캠 장치의 축 중심부의 단면도,
도 18은 본 실시형태에 따른 캠 장치의 축 중심부 및 구동부의 단면도.
도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
10: 줌 렌즈 유닛 11: 고정 프레임체
12: 촬상 광학계 121: 제 1 렌즈 군
122: 제 2 렌즈 군 123: 제 3 렌즈
13: 가이드부 131: 제 1 가이드축
132: 제 2 가이드 축 14: 캠 장치
141: 회전체 1411: 회전축
1411: 선단부 1411b: 후단부
142: 띠형상체 142a: 제 1 면
142b: 제 2 면 1421: 제 1 캠부
1422: 제 2 캠부 143: 선단부 베어링부
144: 후단부 베어링부 145: 코일 스프링
15: 기대 151: 촬상 소자
16: 제 1 렌즈 이동 프레임체 161: 제 1 프레임체
162: 제 2 프레임체 163: 제 1 피결합부
164: 제 1 피가이드부 1641: 제 1 베어링부
1642: 제 2 베어링부 165: 제 3 피가이드부
17: 제 2 렌즈 이동 프레임체 171: 제 2 피결합부
172: 제 2 피가이드부 1721: 제 3 베어링부
1722: 제 4 베어링부 173: 제 4 피가이드부
18: 코일 스프링

Claims (16)

  1. 제 1 렌즈군, 제 2 렌즈군 및 제 3 렌즈군이 광축상에서 순차로 배치되고, 상기 제 1 렌즈군이 고정되고, 상기 제 2 렌즈군 및 상기 제 3 렌즈군이 광축상을 이동하는 줌 렌즈 유닛에 있어서,
    상기 제 2 렌즈군 및 상기 제 3 렌즈군의 이동 영역에서, 상기 제 2 렌즈군 및 상기 제 3 렌즈군을 상기 광축에 대략 평행한 방향으로 안내하는 적어도 하나의 가이드 축과,
    상기 제 2 렌즈군에 대하여, 상기 광축에 대략 직교하는 방향으로 연장되도록 연결된 제 1 피결합부와,
    상기 제 3 렌즈군에 대하여, 상기 광축에 대략 직교하는 방향으로 연장되도록 연결된 제 2 피결합부와,
    상기 제 2 렌즈군 및 상기 제 3 렌즈군의 이동 영역에 대하여 병렬로 배치된 캠 장치를 갖고,
    상기 캠 장치는,
    상기 가이드축과 대략 평행한 축을 중심으로 회전 가능한 회전체와,
    상기 회전체의 외측면을 따라 상기 회전체의 회전에 맞춰서 회전하도록 형성되고, 상기 제 1 피결합부가 결합해서, 회전에 맞춰 상기 제 1 피결합부를 안내하는 제 1 캠부와,
    상기 회전체의 외측면을 따라 상기 회전체의 회전에 맞춰 회전하도록 형성되고, 상기 제 2 피결합부가 결합해서, 회전에 맞춰 상기 제 2 피결합부를 안내하는 제 2 캠부를 포함하는 것을 특징으로 하는 줌 렌즈 유닛.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 캠부 및 상기 제 2 캠부는, 상기 광축 방향으로 서로 대향하는 제 1 면과 제 2 면과를 갖는 띠형상체에 포함되도록 형성되고, 상기 제 1 면이 상기 제 1 캠부로서 기능하고, 상기 제 2 면이 상기 제 2 캠부로서 기능하는 것을 특징으로 하는 줌 렌즈 유닛.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 2 렌즈군과 상기 제 3 렌즈군을 편위시키고, 상기 제 1 피결합부가 상기 제 1 면에, 상기 제 2 피결합부가 상기 제 2 면에 접촉하도록, 상기 제 2 렌즈군과 제 3 렌즈군 사이에 탄성체가 현가되어 있는 것을 특징으로 하는 줌 렌즈 유닛.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 렌즈군에 대하여, 상기 광축에 대략 직교하는 방향으로 연장되도록 연결되고, 상기 가이드 축을 안내되는 제 1 피가이드부와,
    상기 제 3 렌즈군에 대하여, 상기 광축에 대략 직교하는 방향으로 연장되도록 연결되고, 상기 가이드 축을 안내되는 제 2 피가이드부를 포함하고,
    상기 제 1 피가이드부 및 제 2 피가이드부의 각각은, 상기 제 1 가이드축이 삽입되는 적어도 하나의 베어링부를 갖는 것을 특징으로 하는 줌 렌즈 유닛.
  5. 제 1 항에 있어서,
    소정의 간격을 두고 상기 제 2 렌즈군 및 제 3 렌즈군의 이동 영역에 배치된 제 1 가이드축 및 제 2 가이드축과,
    상기 제 2 렌즈군에 대하여, 상기 광축에 대략 직교하는 방향으로 연장되도록 연결되고, 상기 제 1 가이드축을 안내되는 제 1 피가이드부와,
    상기 제 3 렌즈군에 대하여, 상기 광축에 대략 직교하는 방향으로 연장되도록 연결되어, 상기 제 1 가이드축을 안내되는 제 2 피가이드부와,
    상기 제 2 렌즈군에 대하여, 상기 광축에 대략 직교하는 방향으로 연장되도록 연결되어, 상기 제 2 가이드축을 안내되는 제 3 피가이드부와,
    상기 제 3 렌즈군에 대하여, 상기 광축에 대략 직교하는 방향으로 연장되도록 연결되어, 상기 제 2 가이드축을 안내되는 제 4 피가이드부를 포함하고,
    상기 제 1, 제 3, 제 4 및 제4의 피가이드부 중, 적어도 상기 제 1 피가이드부 및 제 2 피가이드부의 각각은, 상기 제 1 가이드축이 삽입되는 적어도 하나의 베어링부를 갖는 것을 특징으로 하는 줌 렌즈 유닛.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 렌즈군이 줌 렌즈로서 기능하고, 상기 제 3 렌즈군이 초점 렌즈로서 기능하는 것을 특징으로 하는 줌 렌즈 유닛.
  7. 제 1 렌즈군, 제 2 렌즈군 및 제 3 렌즈군이 광축상에서 순차로 배치되고, 상기 제 1 렌즈군이 고정되며, 상기 제 2 렌즈군 및 상기 제 3 렌즈군이 광축상을 이동하는 줌 렌즈 유닛에 있어서,
    상기 제 2 렌즈군 및 상기 제 3 렌즈군의 이동 영역에서, 상기 제 2 렌즈군 및 상기 제 3 렌즈군을 상기 광축에 대략 평행한 방향으로 안내하는 적어도 하나의 가이드축과,
    상기 제 2 렌즈군을 수용하고, 상기 광축에 대략 직교하는 방향으로 연장되는 제 1 피결합부와 상기 가이드축을 안내되는 제 1 의 피가이드부가 형성된 제 1 렌즈 이동 프레임체와,
    상기 제 3 렌즈군을 수용하고, 상기 광축에 대략 직교하는 방향으로 연장되는 제 2 피결합부와 상기 가이드축에서 안내되는 제 2 피가이드부가 형성된 제 2 렌즈 이동 프레임체와,
    상기 제 2 렌즈군 및 상기 제 3 렌즈군의 이동 영역에 대하여 병렬로 배치된 캠 장치와,
    상기 제 1 렌즈 이동 프레임체와 상기 제 2 렌즈 이동 프레임체를 편위시키도록, 상기 제 1 렌즈 이동 프레임체와 제 2 렌즈 이동 프레임체 사이에 현가된 탄성체를 갖고,
    상기 캠 장치는,
    상기 제 1 결합부 및 상기 제 2 결합 부가 결합하고, 구동 상태에 따라 상기 제 2 렌즈군 및 상기 제 3 렌즈군의 각각을, 상기 가이드축을 따라 이동시키며,
    상기 제 1 피가이드부 및 상기 제 2 피가이드부의 각각은 복수의 베어링부를 갖는 것을 특징으로 하는 줌 렌즈 유닛.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 제 1 피가이드부의 베어링부와 상기 제 2 피가이드부의 베어링부는, 삽입되어야 할 가이드축에 대하여, 각기 소정 간격을 두고 있으며, 또 교대로 삽입된 것을 특징으로 하는 줌 렌즈 유닛.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 제 1 피가이드부는, 제 1 베어링부 및 제 2 베어링부를 갖고,
    상기 제 2 피가이드부는 제 3 베어링부 및 제 4 베어링부를 갖고,
    상기 제 1, 제 2, 제 3, 및 제 4 베어링부는, 가이드축에 대하여, 각각 소정 간격을 두고 있고, 또 제 1 베어링부, 제 3 베어링부, 제 2 베어링부, 및 제 4 베어링부의 순서로 삽입되어 있는 것을 특징으로 하는 줌 렌즈 유닛.
  10. 제 7 항에 있어서, 동일한 피가이드부에 포함되는 복수의 베어링부는 다른 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 줌 렌즈 유닛.
  11. 고정의 제 1 렌즈군과, 광축상을 이동하는 적어도 제 2 렌즈군이 광축상에서 순차로 배치된 줌 렌즈 유닛에 있어서,
    상기 제 2 렌즈군의 이동 영역에서, 상기 제 2 렌즈군을 상기 광축에 대략 평행한 방향으로 안내하는 적어도 하나의 가이드축과,
    상기 제 2 렌즈군을 수용하고, 상기 광축에 대략 직교하는 방향에 연장되는 피결합부와 상기 가이드축으로 안내되는 피가이드부가 형성된 렌즈 이동 프레임체와,
    상기 제 2 렌즈군의 이동 영역에 대하여 병렬로 배치되고, 상기 렌즈 이동 프레임체의 피결합부가 결합하여, 상기 가이드축과 대략 평행한 축을 중심으로 회전 가능한 회전체의 회전에 맞춰, 상기 렌즈 이동 프레임체를 상기 가이드축에 따라 이동시키는 캠 장치를 갖고,
    상기 캠 장치는,
    상기 회전체의 회전축의 선단부 및 후단부가, 각각 선단부 베어링부 및 후단부 베어링부에에 의해서 축받이되어 있고, 상기 선단부가, 가압 수단에 의해 소정의 가압력을 가져서 선단부 베어링부를 향해서 가압 편위되어 있는 것을 특징으로 하는 줌 렌즈 유닛.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 회전축의 선단부 및 후단부 중 적어도 선단부는, 상기 선단부 베어링부에 대하여 대략 점접촉이 되도록 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 줌 렌즈 유닛.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 회전축의 중심부에, 상기 가압 수단으로서의 편위용 코일 스프링이 일단부가 상기 회전축의 선단부측의 내벽에 접촉하고, 상기 코일 스프링과 상기 후단부 베어링부의 사이에는, 상기 후단부 베어링부에서 대략 점접촉하는 중간체가 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 줌 렌즈 유닛.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 중간체의 적어도 상기 후단부 베어링부와 접촉하는 쪽이, 대략 구면형상을 갖는 것을 특징으로 하는 줌 렌즈 유닛.
  15. 제 13 항에 있어서,
    상기 후단부 베어링부의 중간체와 접촉하는 부분이 대략 구면형상을 갖는 것을 특징으로 하는 줌 렌즈 유닛.
  16. 제 11 항에 있어서,
    제 3 렌즈군과, 상기 제 3 렌즈군을 수용하고, 상기 광축에 대략 직교하는 방향으로 연장되어서 상기 캠 장치에 결합하는 제 2 피결합부와 상기 가이드축으로 안내되는 제 2 피가이드부가 형성된 제 2 렌즈 이동 프레임체와,
    상기 제 2 렌즈군의 제 1 렌즈 이동 프레임체와 상기 2 렌즈 이동 프레임체를 편위치키도록, 상기 제 1 렌즈 이동 프레임체와 제 2 렌즈 이동 프레임체 사이에 현가된 탄성체를 포함하는 것을 특징으로 하는 줌 렌즈 유닛.
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