WO2006057399A1

WO2006057399A1 - ズームレンズ装置

Info

Publication number: WO2006057399A1
Application number: PCT/JP2005/021847
Authority: WO
Inventors: Fumiya Yagi
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co., Ltd.
Priority date: 2004-11-29
Filing date: 2005-11-29
Publication date: 2006-06-01
Also published as: TW200624852A; TWI376525B; EP1830208B1; US20090059389A1; US7760443B2; EP1830208A4; EP1830208A1

Abstract

　本発明は、小型化を図りつつ、ズームレンズとしての価値も十分に発揮することができるステップ数でズーム動作ができるようにしたズームレンズ装置を提供する。本ズームレンズ装置は、第１レンズ群（１１）、第２レンズ群（１２）、第３レンズ群（１３）を光軸（Ｚ）に配列したレンズ系（Ａ）を備える。第２レンズ群（１２）を光軸（Ｚ）の方向に移動させることによりレンズ系（Ａ）の焦点距離を変更するズーム機構（Ｅ）を備える。第３レンズ群（１３）を光軸（Ｚ）と同じ方向に移動させることによりレンズ系（Ａ）の結像位置を調節するフォーカス機構（Ｃ）を備える。モータ（１）からズーム機構（Ｅ）及びフォーカス機構（Ｃ）に駆動力を伝達する駆動力伝達部（Ｂ）とを備えている。駆動力伝達部（Ｂ）は、駆動源からの駆動力をズーム機構（Ｅ）に間歇的に伝達するゼネバ機構（Ｆ）のような間歇伝達機構（Ｄ）を備えている。

Description

明細書

ズームレンズ装置

技術分野

[0001] 本発明は、カメラなどに実装され、複数のレンズ群を有しているズームレンズ装置に関し、詳しくは、レンズ群の位置力ステップ状に変化するズーム機構を備えたズームレンズ装置に関する。

背景技術

[0002] 複数のレンズ群が短焦点距離の位置と長焦点距離の位置との間で移動するようにしたカメラに実装され、複数の焦点距離が選択されるステップズーム機構を備えた多焦点倍率切換鏡胴が特開平 9-329733号公報に開示されている。この多焦点倍率切換鏡胴は、回転筒内に固定筒が挿入され、この固定筒内に前群レンズを保持した第 1の移動筒と後群レンズを保持した第 2の移動筒とが挿入されている。

[0003] 回転筒には、第 1及び第 2の移動筒をそれぞれ案内するための前群レンズ用の変倍用カム溝と後群レンズ用の変倍用カム溝が形成されている。固定筒には、変曲部を有する焦点調節用カム溝と、第 1の移動筒を案内するガイド溝が形成されている。この前群レンズ用の変倍用カム溝とガイド溝とに係合するカムピンが第 1の移動筒に形成され、また、後群レンズ用の変倍用カム溝と焦点調節用カム溝とに係合するカムピンが第 2の移動筒に形成されて!、る。

[0004] さらに、回転筒の後端部の外周面には、ギア部が設けられ、モータの駆動により、回転筒が光軸を回転軸として回転するようにされている。この回転筒の回転操作により、変倍と焦点調節とが同時に行われる。

[0005] すなわち、回転筒が繰出し側に僅かに回転すると、第 1の移動筒は固定筒のガイド溝に沿って直線的に移動する。第 2の移動筒は焦点調節用カム溝の変曲部において屈曲移動し、光軸方向の移動量が第 1の移動筒よりも小さくなる。この間において、レンズ系の倍率に変化がなぐワイドの状態のまま無限大距離力至近距離までの焦点調節が行われる。このように、変倍と各変倍位置における焦点調節とを同一の駆動源により行うことにより、カメラの小型化と低コストィ匕が実現されている。 [0006] しかし、このような多焦点倍率切換鏡胴は、回転筒に変倍用カム溝、焦点調節用力ム溝及びガイド溝を形成しており、携帯電話機などの携帯用電子機器に内蔵されるような超小型のカメラに搭載する場合、回転筒が小型になりすぎて各溝を形成するのは困難である。

[0007] そこで、超小型のカメラがステップズーム機構を有するようにするため、カムを備えたズームレンズ装置を採用することが考えられる。このズームレンズ装置は、図 15に示すように、駆動源である 1つのモータ 1、円柱状の回転軸 2に突設された螺旋状のリブによって形成されるカム 3、撮像素子 4上の光軸 Zに配列されるレンズ系 Aなどを備えている。

[0008] モータ 1の回転軸とカム 3の回転軸には、歯車（以下、「第 1の歯車」、「第 3の歯車」という。） 5, 6が取り付けられている。第 1の歯車 5と第 3の歯車 6は、中間歯車 (以下、「第 2歯車」という。） 7と嚙み合って、回転力が伝達されるが、第 2の歯車 7を省略して第 1の歯車 5と第 3の歯車 6とが直接嚙み合うようにしてもょ、。

[0009] そして、カム 3の外側（図面において左側）の面がズーム用カム面 8とされ、奥側（図面において右側）の面がフォーカス用カム面 9とされている。ズーム用カム面 8には、複数 (ここでは 5つ）の平坦部と傾斜部とが交互に形成されている。フォーカス用カム面 9は傾斜部に形成されている。

[0010] そして、レンズ系 Aは、光軸 Zに外側から奥側へ第 1レンズ群 11,第 2レンズ群 12, 第 3レンズ群 13が配列され、第 3レンズ群 13と撮像素子 4とが対向している。第 2レンズ群 12の役割は、主としてレンズ系 Aの焦点距離の変更 (ズーム動作)である。第 3レンズ群 13の役割は、主としてレンズ系 Aの結像位置の調節、すなわち、撮像素子 4 への合焦（フォーカス動作)である。

[0011] 第 1レンズ群 11は、移動しない保持枠（図示せず）に保持されている。第 2レンズ群 12と第 3レンズ群 13は、それぞれ光軸 Zと同じ方向に個別に移動する保持枠 14, 15 に保持されている (以下、「第 2の保持枠」、「第 3の保持枠」という。 )₀

[0012] この第 2の保持枠 14と第 3の保持枠 15には一対のガイド軸 16が貫通し、両保持枠 14, 15がガイド軸 16に案内されて移動する。一方のガイド軸 16には、第 2の保持枠 14に設けられたズーム用フォロア部 17をズーム用カム面 8に接合させる圧縮パネのような付勢部 18と、第 3の保持枠 15に設けられたフォーカス用フォロア部 19をフォーカス用カム面 9に接合させる圧縮パネのような付勢部 18が巻かれて装着されている。したがって、カム 3は、ズーム用フォロア部 17とフォーカス用フォロア部 19とに常に挟まれる状態となる。

[0013] このズームレンズ装置は、以上のように構成され、次に、動作について図 16をも併せて参照しながら説明する。モータ 1が回転すると、この駆動力が第 1の歯車 5,第 2 の歯車 7及び第 3の歯車 6によってカム 3の回転軸 2に伝達され、カム 3が回転する。すると、ズーム用フォロア部 17とズーム用カム面 8との接合部及びフォーカス用フォロァ部 19とフォーカス用カム面 9との接合部が光軸 Zと同じ方向に沿って外方向または奥方向に移動する。

[0014] ズーム用カム面 8は、平坦部と傾斜部とが交互に形成されているため、ズーム用フォロア部 17は、図 16において、特性 82で示すように、平坦部上を移動している間は、外方向へ移動せず、傾斜部上を移動している間のみ外方向へ移動する。したがつて、ズーム用フォロア部 17及び第 2レンズ群 12がステップ状に移動し、ズーム動作が行われる。

[0015] 一方、フォーカス用カム面 9は、傾斜部のみで形成されているため、フォーカス用フォロア部 19は、図 16において特性 84で示すように連続して外方向に移動する。したがって、モータ 1が回転し続け、また、カム 3が回転し続けても、ズーム用カム面 8の平坦部にズーム用フォロア部 17が接合し、第 2レンズ群 12が停止して、る間に第 3レンズ群 13が移動することにより、フォーカス動作が行われる。このように、このズームレンズ装置によれば、 1つのモータ 1によってズームとフォーカスの両方の動作が行われる。

[0016] 前記のズームレンズ装置にあっては、多様なズームに対応すべくステップ数を多く設定すると、ズーム用カム面 8の平坦部の設置数が増えてズーム用カム 3の直径が大きくなり、小型化に不利である。反面、ステップ数を減らすと、小型化は可能であるが、対応できるズームパターンが限られてしまい、ズームレンズ装置としての価値が低下してしまう。

[0017] また、従来例は、ズーム機構の運動に対してフォーカス機構の運動が略追従するような光学設計に基づくズームレンズ系を用いることを前提としている。その上で、大局的にズーム運動をなすレンズの移動軌跡を部分的にフォーカス運動に充てて!/、るのである。

[0018] し力しながら、フォーカス運動の軌跡がズーム運動に追従する軌跡力も大きく逸脱する。言、換えればフォーカス運動の軌跡とズーム運動の軌跡との独立性が高ヽ特性を有する光学設計に基づくズーム光学系の場合は、従来例の構成を適用して実用に好適なステップズーム動作を実現することは難し、。

[0019] フォーカス運動を結像面側に近いレンズ群の移動で行うズーム光学系では、フォーカス運動のためのレンズ移動軌跡がズーム運動のそれに略追従することが多、。対してフォーカス運動を被写体側に近、レンズ群の移動で行うズーム光学系では、フォ一カス運動のためのレンズ移動軌跡がズーム運動のそれ力大きく逸脱する場合が冬、、。よって後者のズーム光学系には従来例の構成を用いてステップズームレンズ装置を構成することが難しくなる。

[0020] ところで、後者のズーム光学系は、前者に比べてフォーカス運動の移動量が大きくなる場合が多ぐ前者ほど高い設計精度を満たさなくてもフォーカスの精度を維持しやすいなどの設計上のメリットを持っている。にもかかわらず、上記したような問題が存在するため、このようなズーム光学系を採用して高品質なズームレンズ装置を提供することがなかなかできな力つた。

発明の開示

[0021] 本発明は、小型化を図りつつ、ズームレンズとしての価値も十分に発揮することができるステップ数でズーム動作ができるようにしたズームレンズ装置を提供するものである。

[0022] また、本発明は、例えばフォーカス運動を被写体側に近いレンズ群の移動で行うズーム光学系のように、品質向上に有効でありながら、フォーカス運動のためのレンズ移動軌跡がズーム運動のそれから大きく逸脱する特性を有する光学系を用いることができるズームレンズ装置を提供するものである。

[0023] 本発明に係るズームレンズ装置は、複数のレンズ群を光軸に配列したレンズ系を備える。複数のレンズ群の少なくとも 1つのレンズ群を光軸と同じ方向に移動させることによりレンズ系の焦点距離を変更するズーム機構を備える。また、 1つ以上のレンズ群を光軸と同じ方向に移動させることによりレンズ系の結像位置を調節するフォー力ス機構を備える。また、 1つの駆動源からズーム機構及びフォーカス機構に駆動力を伝達する駆動力伝達部とを備えて、るズームレンズ装置である。駆動力伝達部は、駆動源力の駆動力をズーム機構に間歇的に伝達する間歇伝達機構を備えている

[0024] このズームレンズ装置によれば、駆動源が 1つであっても、間歇伝達機構によって、ズーム機構力 Siつ以上のレンズ群を停止している状態と移動させる状態とを繰り返すようにステップ状に光軸と同じ方向に移動させることができる。また、フォーカス機構力つ以上のレンズ群を連続的に光軸と同じ方向に移動させる。間歇伝達機構によつて、焦点距離を変更するためのレンズ群が停止している状態において、フォーカス機構によって複数のレンズ群の少なくとも 1つのレンズ群を移動することにより、フォーカス動作を行うことができる。すなわち、このズームレンズ装置によれば、こうしたいわゆるステップズームの動作を、間歇伝達機構によって実現しているため、従来例のように、ズーム機構がトレースするカムに平坦部を設ける必要がなくなる。ズームレンズとしての価値を十分に発揮することができるステップ数を有しつつ、小型化を図ることができる。

[0025] なお、ズームレンズ装置にぉ、て、間歇伝達機構は、ゼネバ機構であることが好ましい。

[0026] ゼネバ機構は、原動車と従動車とが組み合わされ、原動車には、円弧状凸部が形成されるとともに、この円弧状凸部よりも外側に 1つのピンが設けられたものである。一方、従動車は、円弧状凸面と係合する円弧状凹面と、ピンが係入する複数の放射状溝が形成されたものである。 1つの駆動源の駆動力が原動車に伝達され、回転している原動車のピンが従動車の放射状溝内に係入している間のみ従動車が回転し、ピンが放射状溝から外れると従動車が停止する。従動車が回転しているときは、このレンズ群が移動することによってズーム動作が行われる。一方、従動車が停止しているときは、このレンズ群も停止することによって、ズーム動作が停止される。すなわち、このレンズ群はゼネバ機構によってステップ状に移動し、ズーム動作が行われる。そして、このレンズ群が停止している間も、フォーカス機構は作動し、このレンズ群が移動することにより、フォーカス動作が行われる。

[0027] したがって、このズームレンズ装置によれば、間歇伝達機構がゼネバ機構により構成されており、従動車の放射状溝の設置数に応じてステップズームのステップ数を設定できるため、簡便な構成でありながら従動車の直径を大きくすることなく多くのステップ数に対応することができ、ズームレンズとしての使、勝手を犠牲にすることなく小型化が図れる。

[0028] また、ズームレンズ装置にぉ、て、間歇伝達機構は、ノラレルインデックスカム機構であってもよい。

[0029] パラレルインデックスカムは、原動車と従動車とが組み合わされ、原動車は、板カムに膨出部を形成したものである。従動車は、板カムと接合する複数のピンを円盤に同心円状に突設したものである。 1つの駆動源の駆動力が原動車に伝達され、原動車の膨出部が従動車のピンに回転力を付与している間のみ従動車が回転し、膨出部がピンから外れると従動車が停止する。従動車が回転しているときは、このレンズ群が移動することによってズーム動作が行われる。一方、従動車が停止しているときは、このレンズ群も停止することにより、ズーム機構が停止される。すなわち、このレンズ群はパラレルインデックスカム機構によってステップ状に移動し、ズーム動作が行われる。そして、このレンズ群が停止している間も、フォーカス機構は作動し、このレンズ群が移動することにより、フォーカス動作が行われる。

[0030] こうしたズームレンズ装置によれば、間歇伝達機構がパラレルインデックスカム機構により構成されているため、簡便な構成でありながらカム機構の遊びを少なくでき、より高精度なズーム動作を行う上で有利となる。

[0031] また、ズームレンズ装置において、ズーム機構は、焦点距離を変更するためのレンズ群を保持する保持枠に設けられたズーム用フォロア部と、間歇伝達機構に設けられた螺旋状のズーム用カム面と、ズーム用カム面に前記ズーム用フォロア部を接合させる付勢部とを備えて、ることが好ま、。

[0032] このズームレンズ装置によれば、レンズ群を保持する保持枠に設けられたズーム用フォロア部は、付勢部によって螺旋状のズーム用カム面に接合する。この接合部分が光軸と同じ方向に移動することにより、この保持枠に保持されたレンズ群が光軸上を移動する。螺旋状のズーム用カム面は、間歇伝達機構によって間歇的に回転するため、保持枠も間歇的に光軸と同じ方向に移動し、この保持枠に保持されたレンズ群は光軸上をステップ状に移動する。

[0033] また、ズームレンズ装置にぉ、て、フォーカス機構は、結像位置を調節するためのレンズ群を保持する保持枠に設けられたフォーカス用フォロア部と、駆動力伝達部の駆動力によって光軸と同じ方向に移動する移動体と、移動体にフォーカス用フォロア部を接合させる付勢部とを備えてヽることが好ま、。

[0034] このズームレンズ装置によれば、レンズ群を保持する保持枠に設けられたフォー力ス用フォロア部が付勢部によって移動体に接合する。移動体が光軸と同じ方向に移動することによって保持枠に保持されたレンズが光軸上を連続的に移動する。したがつて、ズーム機構によってズーム動作のためのレンズ群が停止している間であっても、フォーカス動作のためのレンズ群は、フォーカス機構によって連続的に移動してフオーカス動作を行う。

[0035] また、ズームレンズ装置にぉ、て、フォーカス機構は、結像位置を調節するためのレンズ群を保持する保持枠に設けられたフォーカス用フォロア部を備えている。また、駆動力伝達部の駆動力によって光軸と同じ方向を回転軸として回転する螺旋状のフオーカス用カム面と、フォーカス用カム面にフォーカス用フォロア部を接合させる付勢部とを備えている。

[0036] このズームレンズ装置によれば、レンズ群を保持する保持枠に設けられたフォー力ス用フォロア部が付勢部によって螺旋状のフォーカス用カム面に接合し、フォーカス用カム面が回転する。これによつてフォーカス用フォロア部とフォーカス用カム面との接合面が光軸と同じ方向に非線形に移動する。したがって、ズーム機構によってズーム動作のためのレンズ群が停止している間であっても、フォーカス動作のためのレンズ群がフォーカス機構によって光軸上を非線形に移動してフォーカス動作を行う。なお、フォーカス用フォロア部が螺旋状のフォーカス用カム面力も外れな、ようにするため、ズーム動作のためのレンズが移動する速度よりもフォーカス動作のためのレンズが移動する速度のほうが遅くなるように工夫して、る。 [0037] 本発明によれば、 1つの駆動源からの駆動力をズーム機構に間歇的に伝達する間歇伝達機構を備えることにより、比較的簡易な構成でありながら、従来例のように、ズーム機構がトレースするカムに平坦部を設ける必要がなくなる。これによつて、ズームレンズとしての価値を十分に発揮することができるステップ数を確保するとともに、小型化を図ることができる。したがって、携帯電話機などの携帯用電子機器に備えられる超小型のカメラにステップズーム機能を備えたズームレンズ装置を搭載することができる。

[0038] また、本発明の別のズームレンズ装置は、複数のレンズ群を光軸に配列したレンズ系と、 1つ以上のレンズ群を光軸と同じ方向に移動させる。また、レンズ系の焦点距離を変更しかつ複数の所定の焦点距離にて複数のレンズ群の少なくとも 1つのレンズ群の移動を一定期間停止させる少なくとも 1つのズーム機構を備える。ズーム機構のうち少なくとも 1つの光軸と同じ方向に移動させることにより 1つ以上のレンズ群を光軸と同じ方向に移動させレンズ系の結像位置を調節するフォーカス機構を備える。また、 1つの駆動源カゝらフォーカス機構及びズーム機構に駆動力を伝達する駆動力伝達部とを備える。ズーム機構が少なくとも 1つのレンズ群を停止させる状態にある期間にお、て、フォーカス機構はズーム機構のうち 1つ以上を光軸と同じ方向に移動させる。

[0039] こうした構成によれば、ズーム機構が複数のレンズ群の少なくとも 1つのレンズ群が停止している状態と移動させる状態とを繰り返すようにステップ状に光軸と同じ方向に移動させていわゆるステップズームの動作を実現する。また、かかるステップズームにおける各ズームステップ (停止状態）において、フォーカス機構は、ズーム機構のうち 1つ以上を光軸と同じ方向に移動させることでフォーカス調整を行うようにして!/、る。すなわち、従来例のようにズーム運動をなすレンズの移動軌跡を部分的にフォー力ス運動に充てるのに比べて、フォーカス運動をズーム運動に対して独立性の高、動きに対応させることが可能となる。したがって、このズームレンズ装置によれば、例えばフォーカス運動のためのレンズの移動軌跡がズーム運動のそれから大きく逸脱するような光学系を用、た場合でも、各ズームステップにおけるフォーカス調整に対応できるため、あらゆるレンズ設計に対応したステップズーム装置を提供することが可能になる。とくに、フォーカス運動を被写体側に近いレンズ群の移動で行うズーム光学系を用いた場合、一般にフォーカス運動量が大きいため精度を維持しやすぐズームレンズ装置の品質向上に有効となる。また、ズーム機構、フォーカス機構ともに 1つの駆動源にて駆動可能であるため装置の小型化にも有利である。

[0040] また、ズーム機構は、間歇伝達機構を介して駆動源力もの駆動力を間歇的に伝達されていてもよい。この構成によれば、上記作用 '効果に加えて、間歇伝達機構によりズーム機構の動作を間歇的に停止させることができる。最終的にはズーム運動を間歇的に停止させることができ、上記と同様の作用 ·効果を奏することができる。また、間歇伝達機構を用いることで、例えばズーム機構がカムをトレースするものであるとき、従来例のようにカムに平坦部を設ける必要がなくなり、小型化を図ることができる。

[0041] また、ズームレンズ装置にぉ、て、間歇伝達機構は、ゼネバ機構であることが好ましい。ゼネバ機構は、原動車と従動車とが組み合わされ、原動車には、円弧状凸部が形成されるとともに、この円弧状凸部よりも外側に 1つのピンが設けられたものである。一方、従動車は、円弧状凸面と係合する円弧状凹面と、ピンが係入する複数の放射状溝が形成されたものである。 1つの駆動源の駆動力が原動車に伝達され、回転している原動車のピンが従動車の放射状溝内に係入している間のみ従動車が回転し、ピンが放射状溝から外れると従動車が停止する。

[0042] したがって、このズームレンズ装置によれば、上記した作用'効果にカ卩えて、間歇伝達機構がゼネバ機構により構成されているため、簡便な構成でありながら多くのステップ数に対応でき、ズームレンズとしての使、勝手を犠牲にすることなく小型化を図る上で有利となる。

[0043] また、ズームレンズ装置にぉ、て、間歇伝達機構は、ノラレルインデックスカム機構であってもよい。

[0044] ノラレルインデックスカムは、原動車と従動車とが組み合わされ、原動車は、板カムに膨出部を形成したものであり、従動車は、板カムと接合する複数のピンを円盤に同心円状に突設したものである。 1つの駆動源の駆動力が原動車に伝達され、原動車の膨出部が従動車のピンに回転力を付与している間のみ従動車が回転し、膨出部がピンから外れると従動車が停止する。 [0045] したがって、このズームレンズ装置によれば、上記した作用'効果にカ卩えて、間歇伝達機構力 Sパラレルインデックスカム機構により構成されているため、簡便な構成でありながらカム機構の遊びを少なくでき、より高精度なズーム動作を行う上で有利となる。

[0046] 以上のように、本発明のズームレンズ装置によれば、ズーム機構がレンズ群の少なくとも 1つのレンズを停止して、る状態と移動させる状態とを繰り返すようにステップ状に光軸と同じ方向に移動させて、わゆるステップズームの動作を実現して、るとともに、力かるステップズームにおける各ズームステップ (停止状態）において、フォー力ス機構は、ズーム機構のうち 1つ以上を光軸と同じ方向に移動させることでフォーカス調整を行うようにしている。すなわち、従来例のようにズーム運動をなすレンズの移動軌跡を部分的にフォーカス運動に充てるのに比べて、フォーカス運動をズーム運動に対して独立性の高い動きをさせることが可能となる。したがって、このズームレンズ装置によれば、例えばフォーカス運動のためのレンズの移動軌跡がズーム運動のそれ力大きく逸脱するような光学系を用いた場合でも、各ズームステップにおいてフォ一カス調整が可能となり、あらゆるレンズ設計に対応したステップズーム装置を提供することが可能になる。とくに、フォーカス運動を被写体側に近いレンズ群の移動で行うズーム光学系を用いた場合、一般にフォーカス運動量が大きいため精度を維持しゃすぐズームレンズ装置の品質向上に有効となる。

図面の簡単な説明

[0047] [図 1]図 1は本発明に係るズームレンズ装置の第 1の実施形態を示す概略正面図である。

[図 2]図 2は本発明に係るズームレンズ装置の第 1の実施形態の要部を示す概略側面図である。

[図 3A]図 3Aは本発明に係るズームレンズ装置の第 1の実施形態に係り、間歇伝達機構の最初の動作状態を示す図 1の Y— Y線断面図である。

[図 3B]図 3Bは本発明に係るズームレンズ装置の第 1の実施形態に係り、間歇伝達機構の途中の動作状態を示す図 1の Y— Y線断面図である。

[図 3C]図 3Cは本発明に係るズームレンズ装置の第 1の実施形態に係り、間歇伝達機構の最終の動作状態を示す図 1の Y— Y線断面図である。 [図 4]図 4は本発明に係るズームレンズ装置の第 1の実施形態におけるレンズ群の軌跡を示す図である。

圆 5]図 5は本発明に係るズームレンズ装置の第 2の実施形態を示す概略正面図である。

[図 6]図 6は本発明に係るズームレンズ装置の第 2の実施形態におけるレンズ群の軌跡を示す図である。

圆 7]図 7は本発明に係るズームレンズ装置の第 3の実施形態における間歇伝達機構の概略斜視図である。

[図 8]図 8は本発明の実施の形態 4に係るズームレンズ装置の概略正面図である。圆 9]図 9は本発明の実施の形態 4に係るズームレンズ装置における焦点距離変化に対するレンズ群の移動軌跡を示す図である。

[図 10]図 10は本発明の実施の形態 4に係るズームレンズ装置における原動車の斜視図である。

[図 11A]図 11 Aは本発明に係るズームレンズ装置の第 4の実施形態に係り、間歇伝達機構の最初の動作状態を示す図 8の Y— Y線断面図である。

[図 11B]図 11Bは本発明に係るズームレンズ装置の第 4の実施形態に係り、間歇伝達機構の途中の動作状態を示す図 8の Y— Y線断面図である。

[図 11C]図 11Cは本発明に係るズームレンズ装置の第 4の実施形態に係り、間歇伝達機構の最終の動作状態を示す図 8の Y— Y線断面図である。

[図 12A]図 12Aは原動車の回転に伴う第 1のカムの軸方向位置の変化を示し、原動車と従動車とが系合して、る状態を示す図である。

[図 12B]図 12Bは原動車の回転に伴う第 1のカムの軸方向位置の変化を示し、原動車と従動車とが外れて!/、る状態を示す図である。

[図 12C]図 12Cは原動車の回転に伴う第 1のカムの軸方向位置の変化を示し、原動車と従動車とが外れた状態を示す図である。

[図 12D]図 12Dは原動車の回転に伴う第 1のカムの軸方向位置の変化を示し、原動車と従動車とが外れた状態を示す図である。

[図 12E]図 12Eは原動車の回転に伴う第 1のカムの軸方向位置の変化を示し、原動車と従動車とが再度、系合している状態を示す図である。

[図 13]図 13は本発明の実施の形態 4に係るズームレンズ装置におけるモータの総回転角度に対する各レンズ群の移動軌跡を示す図である。

[図 14]図 14は本発明の実施の形態 5に係るズームレンズ装置の概略正面図である。

[図 15]図 15は従来のズームレンズ装置の概略正面図である。

[図 16]図 16は従来のズームレンズ装置に力かるレンズ群の軌跡を示す図である。符号の説明

A, A100 レンズ系

B, B100 駆動力伝達部

C, C100 フォーカス機構

D, D100 間歇伝達機構

E, E100 ズーム機構

F, F100 ゼネバ機構

G, G100 パラレルインデックスカム機構

Z, Z100 光軸

1, 102 モータ

8, 36 ズーム用カム面

11, 111 第 1レンズ群

12, 112 第 2レンズ群

13, 113 第 3レンズ群

14, 114 第 2の保持枠

15, 115 第 3の保持枠

16, 116 ガイド軸

17, 117 ズーム用フォロア部

18, 118 付勢部

19, 119 フォーカス用フォロア部

21, 121 移動体

26, 44, 104, 140 原動車 28, 45, 105, 150 従動車

38, 138 フォーカス用カム面

107 ピン

109 第 1のカム

114 第 1の保持枠

115 第 2の保持枠

123 第 2のカム

発明を実施するための最良の形態

[0049] (実施の形態 1)

本発明に係るズームレンズ装置の第 1の実施形態について図 1ないし図 4を参照しながら説明する。なお、従来と同一部分及び同一相当部分は、同一の符号を付して説明する。このズームレンズ装置は、レンズ系 A、駆動力伝達部 B、フォーカス機構 C 、間歇伝達機構 D、そしてズーム機構 Eを備えている。

[0050] レンズ系 Aは、図 1に示すように、外側（図 1において左側）から奥側（図 1において右側）に光軸 Zに配列された第 1レンズ群 11、第 2レンズ群 12、そして第 3レンズ群 1 3から構成されており、第 3レンズ群 13が撮像素子 4と対向している。第 1レンズ群 11 は、移動しない保持枠（図示せず）に保持されている。第 2レンズ群 12と第 3レンズ群 13は、それぞれ個別に移動する第 2の保持枠 14と第 3の保持枠 15に保持されている。第 2の保持枠 14と第 3の保持枠 15には、一対のガイド軸 16が貫通し、第 2レンズ群 12と第 3レンズ群 13がこのガイド軸 16に規制されて光軸 Z上に移動する。

[0051] 第 2レンズ群 12と第 3レンズ群 13とが移動することにより、レンズ系 Aは、焦点距離の変更 (ズーム動作）と、レンズ系 Aの結像位置の調節、すなわち、撮像素子 4への合焦（フォーカス動作）とが行われる。ただし、第 2レンズ群 12が主としてズーム動作の役割を担い、第 3レンズ群 13が主としてフォーカス動作の役割を担う。

[0052] なお、図示しないが、第 2レンズ群 12がフォーカス動作を担い、第 3レンズ群 13がズーム動作の役割を担うようにすることもできる。さらに、レンズ系 Aは、第 4レンズ群以上力も構成されてもよぐこの場合は 2群以上のレンズ群がズーム動作またはフォ一カス動作の役割を担うようにしてもょ、。 [0053] そして、駆動力伝達部 Bは、 1つの駆動源であるモータ 1からの駆動力が伝達される送りネジ 20などを備えている。送りネジ 20は、光軸 Zと同じ向きに配備され、奥側端部にモータ 1に取り付けられた第 1の歯車 5と嚙み合う第 2の歯車 7が取り付けられている。モータ 1が回転することにより、送りネジ 20が回転するようにされている。この送りネジ 20にフォーカス機構 Cが配備されて、る。

[0054] フォーカス機構 Cは、この送りネジ 20に螺合されるナットのような移動体 21と、第 3 の保持枠 15に設けられるフォーカス用フォロア部 19と、フォーカス用フォロア部 19を移動体 21の外側面に接合させる圧縮パネのような付勢部 18とを備えている。付勢部 18は、第 2の保持枠 14と第 3の保持枠 15との間に介在するように一方のガイド軸 16 に巻かれて装着されて!ヽる。

[0055] そして、送りネジ 20が回転すると、移動体 21及び第 3の保持枠 15が光軸 Zと同じ方向に微小距離ずつ連続して移動する。この第 3の保持枠 15の位置は、センサー 22 によって検出される。このセンサー 22は、コントローラ 23に接続されている。コント口ーラ 23は、電源 24とモータ 1とに接続され、モータ 1の回転を制御する。

[0056] そして、送りネジ 20と並行に原動用シャフト 25が配備されている。原動用シャフト 2 5の奥側端部には、第 2の歯車 7と嚙み合う第 3の歯車 6が取り付けられている。なお、送りネジ 20と原動用シャフト 25とが別体とされることにより、送りネジ 20と原動用シャフト 25とを短くすることができる。また、原動用シャフト 25に雄ネジを形成することにより、送りネジ 20と原動用シャフト 25とを一体ィ匕し、省スペース化を図ることができる。

[0057] そして、原動用シャフト 25の外側端部には、間歇伝達機構 Dが配備されている。間歇伝達機構 Dは、ゼネバ機構 Fで構成される。ゼネバ機構 Fは、原動用シャフト 25の外側端部に取り付けられる原動車 26と、従動用シャフト 27に取り付けられる従動車 2 8とが組み合わされる。従動用シャフト 27は、原動用シャフト 25と平行に配備される。

[0058] 原動車 26には、図 2に示すように、円弧状凸部 29と円弧状凹部 30とからなる突出部 31が形成され、さらに、円弧状凹部 30よりも外側にピン 32が設けられている。一方、従動車 28は、従動用シャフト 27に固定される円盤 33に円弧状凸部 29と係合する円弧状凹面 34と、ピン 32が係入する複数の放射状溝 35を一定の角度 Θで形成したものである。なお、放射状溝 35を図 2において 5本示した力この数に限定されるものではない。

[0059] 送りネジ 20が回転すると、第 2の歯車 7と第 3の歯車 6とが嚙み合っていることにより、原動用シャフト 25が回転する。すると、原動車 26のピン 32が連続して回転する。しかし、従動車 28は、ピン 32が放射状溝 35内に係入している間に回転する。すなわち、従動車 28は間歇的に回転する。

[0060] このような間歇伝達機構 D力もの駆動力がズーム機構 Eに伝達される。ズーム機構 Eは、第 2の保持枠 14に設けられたズーム用フォロア部 17と、従動用シャフト 27に螺旋状に形成されるズーム用カム面 36と、ズーム用フォロア部 17をズーム用カム面 36 に接合させる圧縮パネのような付勢部 18とを備えている。付勢部 18は、図 15の従来例に示した付勢部 18と同じものが使用され、ズーム用フォロア部 17がズーム用カム面 36に常に接合するようにされて！、る。

[0061] したがって、従動用シャフト 27及び従動用車 28が回転すると、ズーム用フォロア部 17とズーム用カム面 36との接合部が光軸 Zと同じ方向に移動し、第 2レンズ群 12が光軸 Z上を移動する。ただし、前記のように従動車 28は、間歇的に回転するため、ズーム用カム面 36も間歇的に回転し、第 2レンズ群 12は、光軸 Z上を間歇的に移動する。

[0062] ここで、第 2レンズ保持枠 14または第 3レンズ保持枠 15、移動体 21、原動車 26及び従動車 28の位置関係について図 2を参照しながら説明する。移動体 21,原動車 2 6及び従動車 28は 1列に配列され、し力も、これらの中心線を結ぶラインが保持枠 14 , 15を貫通している一対のガイド軸 16同士を結ぶラインと並行に配置されることにより、ズームレンズ装置の小型化が図られている。したがって、ズームレンズ装置のスぺースに余裕があるときなどにあっては、移動体 21、原動車 26及び従動車 28は三角形状に配列してもよい。

[0063] いずれにしても、従動車 28に 5本の放射状溝 35を一定の角度 Θで形成し、第 2レンズ群 12が 5段階のステップで移動するようにした従動車 28の直径は、先の背景技術の項で説明したようなカム 3に 5つの平坦部を形成したものの半分となる。すなわち、従動車 28の直径はカム 3の 1/2である。

[0064] 次に、以上のように構成された第 1の実施形態におけるズームレンズ装置の動作について説明する。モータ 1が図 1において、 Xで示した方向から見たとき、反時計回り方向 CCWに回転すると、第 1の歯車 5は反時計回り方向 CCWに回転し、第 1の歯車 5と嚙み合っている第 2の歯車 7が時計回り方向 CWに回転する。すると、送りネジ 20 が回転し、移動体 21が奥側力も外側方向へ移動し、フォーカス用フォロア部 19で移動体 21に接合している第 3の保持枠 15及び第 3レンズ群 13が、図 4の特性 54で示すように奥側力外方向へ移動する。

[0065] なお、図 4において特性 52は第 2の保持枠 14及び第 2レンズ群がステップ状に奥側から外側に向けて移動する状態を示して、る。

[0066] この動作と並行して第 2の歯車 7と嚙み合っている第 3の歯車 6が反時計回り方向 C CWに回転し、原動用シャフト 25も反時計回り方向 CCWに回転することにより、間歇伝達機構 Dが作動する。すなわち、図 3Aに示すように、原動車 26が反時計回り方向 CCWに回転し、ピン 32がある放射状溝 35から隣の放射状溝 35に係入するまでの間は、従動車 28は停止している。したがって、第 2の保持枠 14及び第 2レンズ群 12 は、図 4に示したモータ総回転角度 ql〜q2の位置で停止しており、第 3レンズ群 13 が移動することにより、焦点距離を変えることなぐフォーカス動作のみ行われる。

[0067] 続いて、図 3Bに示すように、回転している原動車 26に設けられたピン 32が放射状溝 35内に係入することにより、従動車 28が時計回り方向 CWに角度 Θ (図 3C参照）だけ回転する。この間、従動用シャフト 27も角度 Θだけ回転し、螺旋状のズーム用力ム面 36が回転することにより、第 2の保持枠 14及び第 2レンズ群 12が図 4に示したモータ総回転角度 q2〜q3に示すように移動し、ズーム動作が行われる。

[0068] 続いて、図 3Cに示すように、ピン 32が放射状溝 35から外れ、隣の放射状溝 35に係入するまでの間も、前記と同様、原動車 26が回転し、従動車 28は回転しない。したがって、第 2レンズ群 12は、図 4に示したモータ総回転角度 q3〜q4の位置で停止し、第 3レンズ群 13のみが移動し、フォーカス動作のみが行われる。

[0069] このように、モータ 1が反時計回り方向 CCWに回転し続けていても、従動車 28及び従動用シャフト 27は間歇的に回転し、従動用シャフト 27に設けられたズーム用カム面 36に接合してヽる第 2の保持枠 14のズーム用フォロア部 17及び第 2レンズ群 12 は、ステップ状に奥側力も外側に向けて移動する。一方、第 3レンズ群 13は、連続して移動するため、フォーカスの動作が的確に行われる。

[0070] 逆に、モータ 1が時計回り方向 CWに回転するときは、第 2レンズ群 12がステップ状に外側から奥側に向けて移動し、第 3レンズ群 13が外側から内側に向けて連続して移動することにより、前記と同様、ズーム動作とフォーカス動作が行われる。

[0071] このように、このズームレンズ装置は、間歇伝達機構 Dを介してズーム機構 Eを駆動しているため、従来例のように、ズーム機構 Eがトレースするカムに平坦部を設ける必要がなくなる。これにより、ズームレンズとしての価値を十分に発揮することができるステツプ数を有しつつ、小型化を図ることができる。また、ゼネバ機構 Fによって間歇伝達機構 Dが構成されることにより、間歇伝達機構 Dを小型で簡便な構造で実現でき、ズームレンズ装置の小型化を図る上で有利となる。

[0072] (実施の形態 2)

次に、本発明に係るズームレンズ装置の第 2の実施形態について図 5及び図 6を参照しながら説明する。ただし、従来及び第 1の実施形態と同一部分または同一相当部分は、同一符号を付して説明する。

[0073] 第 2の実施形態におけるズームレンズ装置は、第 3レンズ群 13が非線形に移動するようにしたことを特徴としている。このため、このズームレンズ装置は、フォーカス機構 Cが歯車列 37や螺旋状のフォーカス用カム面 38を備えたものになっている。

[0074] 歯車列 37は、第 2の歯車 7の回転速度を減速するためのもので、第 2の歯車 7と同軸の小歯車 39、小歯車 39と嚙み合う大歯車 40、大歯車 40と同軸の小歯車 41、小歯車 41と嚙み合う大歯車 42によって構成されている。そして、大歯車 42に光軸 Zと同じ方向の回転軸 43が固定され、回転軸 43にフォーカス用カム面 38が設けられている。

[0075] このフォーカス用カム面 38には、第 3の保持枠 15に設けられたフォーカス用フォロァ部 19が接合される。フォーカス用フォロア部 19は、歯車列 37によってフォーカス用カム面 38から外れることがない。そして、フォーカス用フォロア部 19は、付勢部 18によって常にカム面と接合するようにされている。この付勢部 18は、ズーム機構 Eにおいて第 2の保持枠 14に設けられたズーム用フォロア部 17を従動用シャフト 27に形成されたズーム用カム面 36に接合するための付勢部 18と兼用される。 [0076] 実施の形態 2の他の構成は、第 1の実施形態と同じである。次に、動作について説明する。モータ 1が図 5の X方向の矢視で反時計回り方向 CCWに回転すると、第 1の歯車 5が反時計回り方向 CCWに回転し、第 1の歯車 5と嚙み合っている第 2の歯車 7 が時計回り方向 CWに回転する。そして、歯車列 37によって回転速度が減速され、回転軸 43が時計回り方向 CWに回転する。すると、フォーカス用カム面 38とフォー力ス用フォロア部 19とが接合している部分が光軸 Zと同じ方向に奥側力も外側方向へ移動し、フォーカス用フォロア部 19を設けてヽる第 3の保持枠 15に保持された第 3レンズ群 13が光軸 Z上を奥側力外方向へ移動する。

[0077] ただし、第 2の実施形態においては、フォーカス用フォロア部 19がフォーカス用カム面 38上を移動するため、第 3レンズ群 13は、図 6において、特性 58で示すように非線形に移動する。したがって、レンズ系 Aが非線形の光学設計とされている場合は、第 1の実施形態の第 3レンズ群 13よりも第 2の実施形態の第 3レンズ群 13の方が円滑に、また、正確に移動することができる。

[0078] このようなフォーカス機構 Cの動作と並行して第 2の歯車 7と嚙み合って、る第 3の歯車 6が反時計回り方向 CCWに回転し、原動用シャフト 25も反時計回り方向 CCW に回転することにより、間歇伝達機構 Dが第 1の実施形態と同様に作動する。すなわち、図 3に示すように、ピン 32が放射状溝 35内に係入しながら回転している間のみ、従動車 28及び従動用シャフト 27が回転し、従動用シャフト 27に設けられたズーム用カム面 36に付勢されている第 2の保持枠 14及び第 2レンズ群 12が、図 6において、このようにして、第 2レンズ群 12がステップ状に移動することによってズーム動作が行われ、第 3レンズ群 13が前記のように非線形に移動することによってフォーカス動作が的確に行われる。

[0079] (実施の形態 3)

次に、本発明に係るズームレンズ装置の第 3の実施形態について図 7を参照しながら説明する。第 3の実施形態は、間歇伝達機構 Dが図 7に示すようなパラレルインデックスカム機構 Gであることを特徴としている。他の構成は、第 1または第 2の実施形態におけるズームレンズ装置と同じである。

[0080] ノラレルインデックスカム機構 Gは、原動車 44と従動車 45とが組み合わされ、原動車 44は、板カム 46に膨出部 47を形成したものである。従動車 45は、板カム 46と接合する複数のピン（図面では 4本である力本数は限定するものではない。）48を円盤 49に同心円状に突設したものである。膨出部 47がピン 48に回転力を付与することにより、従動車 45が回転するようにされている。原動車 44が原動用シャフト 25に固定され、従動車 45が従動用シャフト 27に固定される。

[0081] 実施の形態 3の構成は、第 1または第 2の実施形態と同じであるため、重複部分は説明を省略する。次に動作について説明する。モータ 1が回転することにより、駆動力が第 1の歯車 5,第 2の歯車 7,そして第 3の歯車 6と伝達され、原動用シャフト 25が回転することにより、原動車 44が連続して回転する。

[0082] そして、原動車 44の膨出部 47が従動車 45のピン 48に回転力を付与している間に従動車 45が回転し、膨出部 47がピン 48から外れると従動車 45が停止する。従動車 45が回転しているときは、ズーム機構 Eが作動し、第 2レンズ群 12が移動することによってズーム動作が行われる。

[0083] しかし、従動車 45が停止しているときは、ズーム機構 Eも停止し、第 2レンズ群 12も停止する。このように第 2レンズ群 12は、ノラレルインデックスカム機構 Gによってステップ状に移動する。一方、フォーカス機構 Cはズーム機構 Eが停止している間も作動し、第 3レンズ群 13が移動することにより、フォーカス動作が行われる。

[0084] こうしたズームレンズ装置にいれば、パラレルインデックスカム機構 Gによって間歇伝達機構 Dが構成されることにより、間歇伝達機構 Dを小型で簡便な構造で実現でき、ズームレンズ装置の小型化を図る上で有利となる。

[0085] なお、本発明は、前記 3つの実施形態に限定することなぐ請求の範囲に記載した技術的事項の範囲内において種々変更することができる。例えば、間歇伝達機構 D は、ゼネノ機構 Fやパラレルインデックスカム機構 Gに限定するものではなぐ例えば、回転爪と爪車とを組み合わせたものや、ピン車と歯車とを組み合わせたものなどを採用することちできる。

[0086] (実施の形態 4)

本発明の実施の形態 4について、図 8を用いて説明する。

[0087] このズームレンズ装置は、レンズ系 A100、駆動力伝達部 BIOO,間歇伝達機構 C1 00,ズーム機構 D100及びフォーカス機構 E100を備えている。

[0088] レンズ系 A100は、被写体側（図 8にお、て左側）から撮像面側（図 8にお、て右側 )にかけて光軸 Z100上に配列された第 1レンズ群 111、第 2レンズ群 112、そして第 3レンズ群 113から構成されている。第 3レンズ群 113が撮像素子 120と対向し、移動しない保持枠（図示せず）に保持されている。第 1レンズ群 111と第 2レンズ群 112は、それぞれ個別に移動する第 1の保持枠 114と第 2の保持枠 115に保持されている。

[0089] 第 1の保持枠 114,第 2の保持枠 115には、一対のガイド軸 116が貫通し、第 1レンズ群 111と第 2レンズ群 112がこのガイド軸 116に規制されて光軸 Z 100上に移動するようになっている。

[0090] 第 1レンズ群 111と第 2レンズ群 112とが移動することにより、レンズ系 A100は、焦点距離の変更 (ズーム動作)と、レンズ系 A100の結像位置の調節、すなわち、撮像素子 120への合焦（フォーカス動作）とを行う。そして、第 2レンズ群 112が主としてズーム動作の役割を担、、第 1レンズ群 111が主としてフォーカス動作の役割を担うよう、各レンズ群の光学的設計がなされている。このとき、第 1レンズ群 111及び第 2レンズ群 112がズームする時、すなわち焦点距離が変化する時、各々の光軸方向位置の軌跡の一例を示すと、例えば図 9に示すようになる。

[0091] 図 9において、特性 62は最近接に対して結像する第 1レンズ群 111の位置、特性 6 4は、無限遠に対して結像する第 1レンズ群 111の位置、特性 66は、第 2レンズ群 11 2の移動軌跡である。つまり、上記のようなレンズ系 A100の設計の場合、フォーカス運動を被写体側に近、第 1レンズ群 111の移動で行っており、フォーカス運動のためのレンズの移動軌跡がズーム運動のそれとは大きく異なっている。

[0092] 図 8に示すように、駆動力伝達部 B100は、歯車列 103,最終段の歯車 131などからなり、 1つの駆動源であるモータ 102からの駆動力を、歯車列 103を介して最終段の歯車 131に伝達する。最終段の歯車 131は原動車 104と一体で回転可能となっており、モータ 102からの駆動力はこの原動車 104を介して間歇伝達機構 C100に伝達される。

[0093] 間歇伝達機構 C100は、ゼネバ機構 F100で構成される。ゼネバ機構 F100は、原動用シャフト 141に取り付けられる原動車 104と、従動用シャフト 151に取り付けられる従動車 105とを組み合わせて構成される。

[0094] 原動車 104には、図 11A〜図 11Cに示すように、円弧状凸部 142と円弧状凹部 14 3とからなる突出部 144が形成され、さらに、円弧状凹部 143よりも外側にピン 107が設けられている。一方、従動車 105は、従動用シャフト 151に固定される円盤 152に円弧状凸部 142と係合する円弧状凹面 153と、ピン 107が係入する複数（図面においては 5本である力 5本に限定するものではない。）の放射状溝 154を一定の角度 Θで形成したものである。

[0095] 図 8に示すように、最終段の歯車 131が回転すると、原動用シャフト 141が回転する。すると、原動車 104のピン 107が連続して回転する。し力し、従動車 105は、ピン 10 7が放射状溝 154内に係入している間のみ回転する。すなわち、従動車 105は間歇的に回転する。このような間歇伝達機構 C100からの駆動力はズーム機構 D100に伝達される。

[0096] ズーム機構 D100は、第 1のカム 109と、第 2のカム 123と、第 1レンズ群 111の第 1 の保持枠 114に設けられたカムフォロワ 117と、第 2レンズ群 112の第 2の保持枠 11 5に設けられたカムフォロワ 118とで構成される。

[0097] 第 1のカム 109にはカム面 121が形成されており、カム面 121にはレンズ系の第 1レンズ群 111のカムフォロワ 117が接触して、る。接触は図示しないばねにより適切な押圧力で維持されている。

[0098] 第 1のカム 109と軸を同じくして第 2のカム 123が配置されている。第 2のカム 123は従動用シャフト 151のまわりに回転可能であり、軸方向には移動不可能に構成されている。また第 1のカム 109と第 2のカム 123とはキー 124とキー溝 125により嵌合している。第 1のカム 109の回転トルクが第 2のカム 123に伝達されるように構成されている。キー 124とキー溝 125との嵌合は、第 1のカム 109が軸方向に移動しても外れないようになっている。

[0099] 第 2のカム 123にはカム面 126が形成されている。カム面 126にはレンズ系の第 2レンズ群 112のカムフォロワ 118が接触して、る。接触は図示しないばねにより適切な押圧力で維持されている。

[0100] また、モータ 102からの駆動力は、原動車 104を介してフォーカス機構 E100にも伝達される。

[0101] フォーカス機構 E100は、図中右の側面にカム面 8が形成された原動車 104と、第 1 レンズ群 111のカムフォロワ 117と、第 1のカム 109とで構成される。

[0102] カム面 108は、図 10に示すように、円周方向に V字型あるいは U字型を描いて初期位置に戻る形状に形成されている。このようなカム面 108が設けられた原動車 104 の斜視図を図 10に示す。

[0103] 第 1のカム 109は従動車 105と一体となって回転'移動するよう構成されており、典型的には第 1のカム 109は従動車 105の一部分を形成する。第 1のカム 109はその左端における接触点 P100にて原動車 104のカム面 108に接触するよう配置されている。接触は図示しないばねにより適切な押圧力で維持されている。第 1のカム 109 及びそれと一体もしくはその一部分をなす従動車 105は、従動用シャフト 151のまわりに回転可能であり、かつ従動用シャフト 151に対して軸方向に平行移動可能に構成されている。

[0104] 次に実施の形態 4の動作について説明する。

[0105] モータ 102が図の X方向の視線で反時計回り方向（CCW)に回転するとする。回転は歯車列 103へ伝わり、最終段の歯車 131及び原動車 104が CCWに回転する。このとき、原動車 104の回転動作は間歇伝達機構 C100により間歇的に従動車 105に伝達される。ここで、原動車 104と従動車 105との回転関係を図 11A〜図 11Cを用いて説明する。

[0106] すなわち、図 11Aに示すように、原動車 104が反時計回り方向 CCWに回転し、ピン 107がある放射状溝 154から隣の放射状溝 154に係入するまでの間は、従動車 1 05は停止している。したがって、第 1のカム 109及び第 2のカム 123ともに回転せず、それぞれのカムに接触するレンズ系の第 1レンズ群 111及び第 2レンズ群 112はズーム動作を停止した状態となる。

[0107] 続いて、図 11Bに示すように、回転している原動車 104に設けられたピン 107が放射状溝 154内に係入し、図 11Cに示すように、ピン 107が放射状溝 154から抜け出るまでの間、従動車 105が時計回り方向 CWに角度 Θだけ回転する。この間、従動用シャフト 151 (図 8参照)も角度 Θだけ回転し、この回転によって第 1のカム 109及び第 2のカム 123も角度 Θだけ回転し、それぞれのカムに接触するレンズ系の第 1レンズ群 111及び第 2レンズ群 112がカム面の曲線で定義される所定量だけ光軸方向に移動する。すなわち、 1ステップ分だけズーム動作が進むことになる。

[0108] 続いて、図 11Cに示すように、ピン 107が放射状溝 154から外れ、隣の放射状溝 1 54に係入するまでの間も、前記と同様、原動車 104が回転し、従動車 105は回転しない。したがって、この間においても、第 1のカム 109及び第 2のカム 123ともに回転せず、ズーム動作は停止した状態となる。

[0109] 上述の動作によって、モータ 102から供給される連続的な回転運動は、回転運動期間と回転停止期間とを繰り返す間歇運動に変換されて、第 1のカム 109及び第 2のカム 123に伝達される。

[0110] 一方、図 8に示すように、第 1のカム 109の図示左端が原動車 104のカム面 108に接触するよう配置されているため、原動車 104の回転に伴って両者の接触点位置 P1 00がカム面 108に沿って変位し、第 1のカム 109は軸方向に移動する。

[Oil 1] 先述のようにカム面 108は円周方向に V字型あるいは U字型を描、て初期位置に戻る形状をなしているので、原動車 104の回転に伴って第 1のカム 109は軸方向に一往復の平行移動をすることになる。そして、ピン 107の位置を基準としてカム面 10 8の軸まわりの形成角度を適切に設計し、ピン 107が従動車 105の 5つの放射状溝 1 54のいずれかに嚙み合っている期間では第 1のカム 109は軸方向には移動せず、 5 つの放射状溝 154の、ずれとも嚙み合わな、期間にお、て、軸方向に一往復の移動をするように構成する。

[0112] 次に、このような第 1のカム 109の軸方向の移動の様子を図 12A〜図 12Eに模式的に示す。

[0113] すなわち、図 12Aに示すように、原動車 104のピン 107が従動車 105に係合し駆動力を伝達する状態にあるとき、原動車 104はカム面 108における前記した V字型あるいは U字型の部分以外で当接している。従動車 105及び第 1のカム 109は軸方向に移動しないようになっている。このとき、第 1レンズ群 111は単独で移動することはないので、フォーカス動作は行われない。従動車 105に駆動力が伝達されるため第 1 のカム 109及び第 2のカム 123には回転駆動力が伝達されズーム動作が行われる。 [0114] 続いて、図 12Bに示すように、原動車 104のピン 107が従動車 105から外れ、従動車 105に回転駆動力を伝達しない状態になると、第 1のカム 109は原動車 104の力ム面 108の V字型あるいは U字型の部分に沿って図中左方向に移動を開始する。このとき、第 1レンズ群 111が単独で図中左方向に移動を開始しフォーカス動作を開始する。一方、従動車 105には回転駆動力が伝達しないので、ズーム動作は停止する

[0115] 続いて、図 12Cに示すように、引き続き原動車 104のピン 107は従動車 105から外れた状態で、第 1のカム 109は原動車 104のカム面 108の V字型あるいは U字型の部分の谷部に到達し図中左端に到達する。このとき、第 1レンズ群 111はフォーカス動作における最左端まで移動する。一方、従動車 105には回転駆動力が伝達しない状態なのでズーム動作は停止したままである。

[0116] 続いて、図 12Dに示すように、引き続き、原動車 104のピン 107は従動車 105から外れた状態で、第 1のカム 109は原動車 104のカム面 108の前記 V字型あるいは U 字型の部分をこえて初期位置に戻り、図中右端に戻る。このとき、第 1レンズ群 111はフォーカス動作における最右端まで戻る。一方、従動車 105には回転駆動力が伝達しない状態なのでズーム動作は停止したままである。

[0117] 続いて、図 12Eに示すように、原動車 104のピン 107が従動車 105に再び係合し、従動車 105に駆動力を伝達する状態となる。また、第 1のカム 109は原動車 104の力ム面 108の V字型あるいは U字型の部分以外で当接し、従動車 105及び第 1のカム 109は軸方向に移動しなくなる。このとき、第 1レンズ群 111は単独で移動せずフォ一カス動作は行われなくなる。一方、従動車 105に駆動力が伝達されるため第 1の力ム 109及び第 2のカム 123には回転駆動力が伝達されズーム動作が開始される。

[0118] 以上の動作に基づく第 1レンズ群 111及び第 2レンズ群 112の移動軌跡を図 13に示す。図 13は、モータ 102の総回転角度を横軸にとって描いたものである。横軸の q 1, q3, q5, q9は、図 11Aにおけるピン 107の中で実線で示した位置を表し、 q2, q 4, q6, q8は、図 11Aにおけるピン 107の中で破線で示した位置を表す。

[0119] また、図 13において、特性 72 (破線）は最近接に対して結像する第 1レンズ群 111 の位置、特性 74 (—点鎖線）は無限遠に対して結像する第 1レンズ群 111の位置、特性 76 (実線）は第 1レンズ群 111の移動軌跡、特性 78 (二点鎖線）は第 2レンズ群 11 2の移動軌跡を示す。

[0120] 区間 F1〜F5がそれぞれ第 1のカム 109及び第 2のカム 123が回転しないで第 1のカム 109のみが平行往復運動する区間である。一方区間 Z1〜Z4がそれぞれ第 1のカム 109及び第 2のカム 123が回転運動する区間である。すなわち、区間 F1〜F5が各ズームステップに相当し、区間 Z1〜Z4が隣接するステップ間への移行期間に相当する。

[0121] 第 2レンズ群 112が間歇伝達機構 C100によって、図 13で示す特性 78のようにステップ状に移動するとき、最近接、無限遠のそれぞれに対して結像する理論上の第 1レンズ群 111の位置はそれぞれ特性 72,特性 74で示すようになる。

[0122] ここで、原動車 104上のカム面 108の形状を上記のように適切に形成すれば、図中特性 76 (実線)で示すとおり、区間 F1〜F5の各々において、第 1レンズ群 111の軌跡が無限遠への結像に対応する位置 Pf [i] 'Pf [i] ' (l≤i≤5)から、最近接への結像に対応する位置 Pn[i] ·Ρη[ί]，（l≤i≤ 5)までの範囲を包含するように構成することができる。ゆえにその構成によって、各ズームステップにおいて、第 1レンズ群 111 のみを移動させてフォーカス動作を実現できることになる。

[0123] なお、各ズームステップにおけるフォーカス動作は、 Pn[i]〜Pf[i] (l≤i≤5)の範囲を使っても良、し、ある、は Pn [i]，〜Pf [i]，（ 1≤ i≤ 5)の範囲を使っても良!、し、またある、はその両方を使っても差し支えな、。

[0124] 次に実施の形態 4の制御について図 8を用いて説明する。レンズ系の第 2レンズ群 112の近傍にはセンサ 134が設置されている。第 2レンズ群 112の移動量はセンサ 1 34により検出され、コントローラ 132に送られる。コントローラ 132はその検出移動量を監視し、電源 133から供給される電力を用いてモータ 102を駆動制御する。なおセンサ 134の設置場所は必ずしもこれに限るものではなぐ例えば第 1のカム 109あるいは第 2のカム 123の回転角を検出する位置に設置することでも同等の効果を奏する。

[0125] なお、これまでの説明ではモータの回転を反時計回り方向（CCW)としたが、もちろん、逆の時計回り方向（CW)の回転でも動作は同様である。 [0126] 以上のズームレンズ装置によれば、ズーム機構 D100が第 1レンズ群 111及び第 2 レンズ群 112を停止して、る状態と移動させる状態とを繰り返すようにステップ状に光軸と同じ方向に移動させていわゆるステップズームの動作を実現している。また、力かるステップズームにおける各ズームステップにおいて、フォーカス機構 E100は、第 1のカム 109を光軸と同じ方向に移動させることでフォーカス調整を行うようにしてヽる。すなわち、従来例のようにズーム運動をなすレンズの移動軌跡を部分的にフォーカス運動に充てるのに比べて、フォーカス運動をズーム運動に対して独立性の高ヽ動きに対応させることが可能となる。したがって、このズームレンズ装置によれば、例えばフォーカス運動のための各レンズ群の移動軌跡がズーム運動のそれから大きく逸脱するような光学系を用いた場合でも、各ズームステップにお、てフォーカス調整が可能となり、あらゆるレンズ設計に対応したステップズーム装置を提供することが可能になる。とくに、フォーカス運動を被写体側に近い第 1レンズ群 111の移動により行つており、一般にフォーカス運動量が大きいため精度を維持しやすぐズームレンズ装置の品質向上に有効となる。

[0127] (実施の形態 5)

次に、本発明に係るズームレンズ装置の実施の形態 5について図 14を参照しながら説明する。実施の形態 5は、図 8に示した間歇伝達機構 C100が図 14に示すようなノラレルインデックスカム機構 G100であることを特徴としている。他の構成は、実施の形態 4におけるズームレンズ装置と同じである。

[0128] パラレルインデックスカム機構 G100は、原動車 140と従動車 150とが組み合わされ、原動車 140は、板カム 146に膨出部 147を形成したものである。従動車 150は、板カム 146と接合する複数のピン（図面では 4本である力本数は限定するものではない。） 148を円盤 149に同心円状に突設したものである。膨出部 147がピン 148に回転力を付与することにより、従動車 150が回転するようにされている。原動車 140が原動用シャフト 141に固定され、従動車 150が従動用シャフト 151に固定される。

[0129] 他の構成は、実施の形態 4と同じであるため、詳細な説明は省略する。次に動作について説明する。モータ 102が回転することにより、駆動力が歯車列 103を経由して最終段の歯車 131へと伝達され、原動用シャフト 141が回転することにより、原動車 1 40が連続して回転する。

[0130] そして、原動車 140の膨出部 147が従動車 150のピン 148に回転力を付与している間のみ従動車 150が回転し、膨出部 147がピン 148から外れると従動車 150が停止する。従動車 150が回転しているときは、ズーム機構 D100が作動し、第 1レンズ群 111及び第 2レンズ群 112が移動することによってズーム動作が行われる。

[0131] 従動車 150が停止しているときは、ズーム機構 D100も停止し、第 1レンズ群 111及び第 2レンズ群 112も停止する。このように第 1レンズ群 111及び第 2レンズ群 112は、パラレルインデックスカム機構 G100によってステップ状に移動する。一方、この間、フォーカス機構 E100が第 1のカム 109を軸方向に作動させ、第 1レンズ群 111を移動させることにより、フォーカス動作が行われる。

[0132] 上述のズームレンズ装置によれば、パラレルインデックスカム機構 G100によって間歇伝達機構 C100が構成されることによって実施の形態 4と同様の作用'効果を奏することができる。また、間歇伝達機構 C100を小型で簡便な構造で実現することができるので、ズームレンズ装置の小型化を図る上でも有利となる。

[0133] なお、本発明はもちろん、上述した実施の形態に限定されるものではなぐその他、あらゆる用途に適用可能である。例えば、間歇伝達機構 C100は、ゼネバ機構 F100 やパラレルインデックスカム機構 G100に限定するものではない。例えば、回転爪と爪車とを組み合わせたものや、ピン車と歯車とを組み合わせたものなどを採用することちでさる。

産業上の利用可能性

[0134] 上述のとおり、本発明に係るズームレンズ装置は、小型化が要請される携帯電話機などの携帯用電子機器などの分野において有用であるので、産業上の利用可能性は高い。

[0135] また、本発明は、複数の焦点距離が選択されるいわゆるステップズーム機構を備えたズームレンズ装置に好適である。特に、フォーカス運動のためのレンズ移動軌跡がズーム運動のそれから大きく逸脱するような光学系を用いたズームレンズ装置に好適であるので、産業上の利用可能性は高い。

Claims

請求の範囲

[1] 複数のレンズ群を光軸に配列したレンズ系と、 1つ以上のレンズ群を光軸と同じ方向に移動させることによりレンズ系の焦点距離を変更するズーム機構と、 1つ以上のレンズ群を光軸と同じ方向に移動させることによりレンズ系の結像位置を調節するフオーカス機構と、 1つの駆動源力前記ズーム機構及びフォーカス機構に駆動力を伝達する駆動力伝達部とを備えているズームレンズ装置であって、

前記駆動力伝達部は、前記駆動源力の駆動力を前記ズーム機構に間歇的に伝達する間歇伝達機構を備えていることを特徴とするズームレンズ装置。

[2] 前記間歇伝達機構は、ゼネバ機構であることを特徴とする請求項 1に記載のズームレンズ装置。

[3] 前記間歇伝達機構は、パラレルインデックスカム機構であることを特徴とする請求項 1に記載のズームレンズ装置。

[4] 前記ズーム機構は、前記焦点距離を変更するためのレンズ群に設けられたズーム用フォロア部と、前記間歇伝達機構に設けられた螺旋状のズーム用カム面と、前記ズーム用カム面に前記ズーム用フォロア部を当接させる付勢部とを備えていることを特徴とする請求項 1に記載のズームレンズ装置。

[5] 前記ズーム機構は、前記焦点距離を変更するためのレンズ群に設けられたズーム用フォロア部と、前記間歇伝達機構に設けられた螺旋状のズーム用カム面と、前記ズーム用カム面に前記ズーム用フォロア部を当接させる付勢部とを備え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装置。

[6] 前記ズーム機構は、前記焦点距離を変更するためのレンズ群に設けられたズーム用フォロア部と、前記間歇伝達機構に設けられた螺旋状のズーム用カム面と、前記ズーム用カム面に前記ズーム用フォロア部を当接させる付勢部とを備えていることを特徴とする請求項 3に記載のズームレンズ装置。

[7] 前記フォーカス機構は、前記結像位置を調節するためのレンズ群を保持する保持枠に設けられたフォーカス用フォロア部と、前記駆動力伝達部の駆動力によって光軸と同じ方向に移動する移動体と、前記移動体に前記フォーカス用フォロア部を接合させる付勢部とを備えて、ることを特徴とする請求項 1に記載のズームレンズ装置

[8] 前記フォーカス機構は、前記結像位置を調節するためのレンズ群を保持する保持枠に設けられたフォーカス用フォロア部と、前記駆動力伝達部の駆動力によって光軸と同じ方向に移動する移動体と、前記移動体に前記フォーカス用フォロア部を接合させる付勢部とを備え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装置

[9] 前記フォーカス機構は、前記結像位置を調節するためのレンズ群を保持する保持枠に設けられたフォーカス用フォロア部と、前記駆動力伝達部の駆動力によって光軸と同じ方向に移動する移動体と、前記移動体に前記フォーカス用フォロア部を接合させる付勢部とを備えて、ることを特徴とする請求項 3に記載のズームレンズ装置

[10] 前記フォーカス機構は、前記結像位置を調節するためのレンズ群を保持する保持枠に設けられたフォーカス用フォロア部と、前記駆動力伝達部の駆動力によって光軸と同じ方向に移動する移動体と、前記移動体に前記フォーカス用フォロア部を接合させる付勢部とを備えていることを特徴とする請求項 4に記載のズームレンズ装置

[11] 前記フォーカス機構は、前記結像位置を調節するためのレンズ群を保持する保持枠に設けられたフォーカス用フォロア部と、前記駆動力伝達部の駆動力によって光軸と同じ方向を回転軸として回転する螺旋状のフォーカス用カム面と、前記フォー力ス用カム面に前記フォーカス用フォロア部を接合させる付勢部とを備えていることを特徴とする請求項 1に記載のズームレンズ装置。

[12] 前記フォーカス機構は、前記結像位置を調節するためのレンズ群を保持する保持枠に設けられたフォーカス用フォロア部と、前記駆動力伝達部の駆動力によって光軸と同じ方向を回転軸として回転する螺旋状のフォーカス用カム面と、前記フォー力ス用カム面に前記フォーカス用フォロア部を接合させる付勢部とを備え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装置。

[13] 前記フォーカス機構は、前記結像位置を調節するためのレンズ群を保持する保持枠に設けられたフォーカス用フォロア部と、前記駆動力伝達部の駆動力によって光軸と同じ方向を回転軸として回転する螺旋状のフォーカス用カム面と、前記フォー力ス用カム面に前記フォーカス用フォロア部を接合させる付勢部とを備えていることを特徴とする請求項 3に記載のズームレンズ装置。

[14] 前記フォーカス機構は、前記結像位置を調節するためのレンズ群を保持する保持枠に設けられたフォーカス用フォロア部と、前記駆動力伝達部の駆動力によって光軸と同じ方向を回転軸として回転する螺旋状のフォーカス用カム面と、前記フォー力ス用カム面に前記フォーカス用フォロア部を接合させる付勢部とを備えていることを特徴とする請求項 4に記載のズームレンズ装置。

[15] 複数のレンズ群を光軸に配列したレンズ系と、 1つ以上のレンズ群を光軸と同じ方向に移動させることによりレンズ系の焦点距離を変更しかつ複数の所定の焦点距離にて前記 1つ以上のレンズ群の移動を一定期間停止させる 1つ以上のズーム機構と、前記ズーム機構のうち 1つ以上を光軸と同じ方向に移動させることにより 1つ以上のレンズ群を光軸と同じ方向に移動させレンズ系の結像位置を調節するフォーカス機構と、 1つの駆動源カゝら前記フォーカス機構及び前記ズーム機構に駆動力を伝達する駆動力伝達部とを備え、

前記ズーム機構が前記 1つ以上のレンズ群を停止させる状態にある期間においてのみ、前記フォーカス機構は前記ズーム機構のうち 1つ以上を光軸と同じ方向に移動させることを特徴とするズームレンズ装置。

[16] 前記ズーム機構は、間歇伝達機構を介して前記駆動源力もの駆動力を間歇的に伝達されることを特徴とする請求項 15に記載のズームレンズ装置。

[17] 前記間歇伝達機構はゼネバ機構であることを特徴とする請求項 15に記載のズームレンズ装置。

[18] 前記間歇伝達機構はゼネバ機構であることを特徴とする請求項 16に記載のズームレンズ装置。

[19] 前記間歇伝達機構はパラレルインデックスカム機構であることを特徴とする請求項 1

5に記載のズームレンズ。

[20] 前記間歇伝達機構はパラレルインデックスカム機構であることを特徴とする請求項 1

6に記載のズームレンズ。