WO2015045728A1

WO2015045728A1 - レンズユニット及び撮像装置

Info

Publication number: WO2015045728A1
Application number: PCT/JP2014/072699
Authority: WO
Inventors: 昌良大里
Original assignee: コニカミノルタ株式会社
Priority date: 2013-09-30
Filing date: 2014-08-29
Publication date: 2015-04-02

Abstract

　コンパクト化を図りつつも、高画質な画像を形成できるレンズユニット及び撮像装置を提供する。このレンズユニットは、鏡筒と、鏡筒に対して少なくとも光軸方向に固定された第１の光学素子と、鏡筒に対して光軸方向に可動な第２の光学素子と、第２の光学素子を保持しつつ一体的に移動するホルダと、第２の光学素子を駆動する駆動機構と、を有し、駆動機構は、アクチュエータと、アクチュエータからの駆動力により変位する駆動体と、鏡筒に対して回転可能に取り付けられたアイドルプーリと、駆動体とアイドルプーリとに係合し、ホルダに連結された線状部材と、を有し、アクチュエータは、第２の光学素子の光軸方向において、第１の光学素子を挟んで第２の光学素子と反対側に配置されている。

Description

レンズユニット及び撮像装置

　本発明は、レンズユニット及び撮像装置に関し、特に薄型の携帯端末等に搭載される撮像装置に用いられると好適なレンズユニット及び撮像装置に関する。

　近年、スマートフォンをはじめとする携帯端末が発売され、急速に拡大している。かかる携帯端末は、一般的に撮像装置を搭載し、これにより撮像した画像を転送したり、携帯端末上で画像処理を行うなど種々の用い方がなされている。しかるに、一般的な携帯端末は薄形であることから、それに内蔵される撮像装置にはコンパクト化が厳しく要求される一方で、フォーカシングなどの機能も要求されている。

　これに対し、プリズムを持つ、いわゆる屈曲光学系を有する撮像装置であれば、光軸を携帯端末の幅方向又は高さ方向に沿って配置できることから、フォーカシングなどの機能を有しつつ、薄型化を図ることが出来、携帯端末への搭載が可能になる。特許文献１には、携帯端末に搭載可能な撮像装置が開示されている。

特許第４９１０４５４号明細書

　ここで、特許文献１の撮像装置は、レンズを光軸方向に移動させるために、モータに連結された長尺の雄ねじ部材やガイド軸を，レンズの光軸方向に沿って配置している。しかしながら、屈曲光学系の脇にモータを配置しているので、撮像装置の幅方向のサイズが増大するという問題がある。これに対し、モータを小径のタイプに変えて、雄ねじ部材やガイド軸を極力レンズに近づけることで幅方向のサイズを抑えることも考えられるが、雄ねじ部材やガイド軸は金属製であり、レンズに近づけば近づくほど、その表面からの反射光が撮像素子の撮像面に入射しがちになり、これによりゴーストとして認識されやすくなるという問題がある。

　本発明は、かかる問題点に鑑みてなされたものであり、コンパクト化を図りつつも、高画質な画像を形成できるレンズユニット及び撮像装置を提供することを目的とする。

　上述した目的のうち少なくとも一つを実現するために、本発明の一側面を反映したレンズユニットは、
　鏡筒と、
　前記鏡筒に対して少なくとも光軸方向に固定された第１の光学素子と、
　前記鏡筒に対して光軸方向に可動な第２の光学素子と、
　前記第２の光学素子を保持しつつ一体的に移動するホルダと、
　前記第２の光学素子を駆動する駆動機構と、を有するレンズユニットであって、
　前記駆動機構は、アクチュエータと、前記アクチュエータからの駆動力により変位する駆動体と、前記鏡筒に対して回転可能に取り付けられたアイドルプーリと、前記駆動体と前記アイドルプーリとに係合し、前記ホルダに連結された線状部材と、を有し、
　前記アクチュエータは、前記第２の光学素子の光軸方向において、前記第１の光学素子を挟んで前記第２の光学素子と反対側に配置され、且つ前記アクチュエータの少なくとも一部が前記線状部材よりも前記鏡筒の中心側に配置されていることを特徴とする。

　携帯端末によっては、ディスプレイの背面側に撮像装置を配置せず、ディスプレイの脇に撮像装置を配置するものがある。このような携帯端末に搭載される撮像装置では、幅方向の寸法は極力制限されるものの、携帯端末の厚さ方向に相当する寸法はある程度許容される傾向がある。本レンズユニットによれば、前記アクチュエータを、前記第２の光学素子の光軸方向において、前記第１の光学素子を挟んで前記第２の光学素子と反対側に配置し、且つ前記アクチュエータの少なくとも一部（より好ましくは全部）を前記線状部材より前記鏡筒の中心側に配置することで、前記第１の光学素子の光軸側に前記アクチュエータを寄せることができ、これにより前記撮像装置の幅方向の寸法を極力抑えることができる。この場合、特許文献１のように雄ねじ部材やガイド軸を用いると、前記第２の光学素子の光軸に近づくことで、その表面からの反射光によるゴーストの懸念がある。これに対し、本レンズユニットによれば、前記駆動機構を、前記アクチュエータと、前記アクチュエータからの駆動力により変位する駆動体と、前記鏡筒に対して回転可能に取り付けられたアイドルプーリと、前記駆動体と前記アイドルプーリとに係合し、前記ホルダに連結された線状部材とから構成しているので、前記撮像装置の幅方向の寸法を抑えるために前記線状部材を前記第２の光学素子の光軸に近づけても、その反射光が抑えられることでゴーストの発生を抑制できる。なお、「線状部材」とは、断面が円もしくは楕円形状を有するフレキシブルな素材からなり、破断伸度５％以下のものをいう。又、「アクチュエータが第１の光学素子を挟んで前記第２の光学素子と反対側に配置されている」とは、前記第２の光学素子の光軸方向において、アクチュエータの中心点が、第１の光学素子の中心点に対して前記第２の光学素子から遠い位置にあることを意味する。

　本撮像装置は、上述のレンズユニットと撮像素子とを有することを特徴とする。

　本発明によれば、コンパクト化を図りつつも、高画質な画像を形成できるレンズユニット及び撮像装置を提供することができる。

本実施形態にかかる携帯端末の斜視図である。第１の実施形態にかかるレンズユニットを含む撮像装置２００を物体側から見た図である。撮像装置２００をIII-III線で切断して矢印方向に見た図である。撮像装置２００をVI-VI線で切断して矢印方向に見た図である。第２ホルダ２０７の斜視図である。バネ板２１０の斜視図である。駆動プーリ２１３の断面図である。アイドルプーリ２１６の断面図である。変形例にかかる撮像装置の断面図である。別な変形例にかかる撮像装置の断面図である。第２の実施形態にかかるレンズユニットを含む撮像装置２００Ａを物体側から見た図である。撮像装置２００ＡをXII-XII線で切断して矢印方向に見た図である。撮像装置２００ＡをXIII-XIII線で切断して矢印方向に見た図である。第３の実施形態にかかるレンズユニットを含む撮像装置２００Ｂの要部を示す図である撮像装置２００Ｂを矢印XV方向に見た図である。撮像装置２００Ｂの動作を示す図であり、（ａ）は駆動時、（ｂ）は衝撃時を示す。別な実施形態のクラッチ機構を示し、（ａ）は分解図であり、（ｂ）は、（ａ）の構成を矢印Ｂ方向から見た図であり、（ｃ）は駆動時、（ｄ）は衝撃時を示す。第５の実施形態にかかるレンズユニットを含む撮像装置２００Ｃの要部を示す図である。撮像装置２００Ｃを矢印XIX方向に見た図である。（ａ）ラインの変形例を示す図であり、（ｂ）駆動プーリの変形例を示す図であり、（ｃ）これらの組み付け図である。第６の実施形態にかかるレンズユニットを含む撮像装置２００Ｄの要部を示す図である。撮像装置２００Ｃを矢印XXII方向に見た図である。第７の実施形態にかかるレンズユニットを含む撮像装置２００Ｅを物体側から見た図である。撮像装置２００ＥをXXIV-XXIV線で切断して矢印方向に見た図である。撮像装置２００ＥをXXV-XXV線で切断して矢印方向に見た図である。第８の実施形態にかかるレンズユニットを含む撮像装置２００Ｆを物体側から見た図である。撮像装置２００ＦをXXVII-XXVII線で切断して矢印方向に見た図である。

　以下、本発明による実施形態を図面に基づいて説明する。図１は、撮像装置を備えた携帯端末を示す斜視図である。図１に示す携帯端末１００は、矩形状である薄形のボディ１０１を有している。ボディ１０１の前面には、円形開口１０１ａが形成されている。ボディ１０１の内部には、撮像装置２００が配置されており、撮像装置２００に設けた第１レンズ群Ｇ１の物体側面が円形開口１０１ａから露出している。撮像装置２００は、点線で示すディスプレイ２０２に対して上方にシフトした位置に配置されており、その厚さｔに対して幅Ｗが比較的細く形成されている。

（第１の実施形態）
　図２は、第１の実施形態にかかるレンズユニットを含む撮像装置２００を物体側から見た図である。図３は、撮像装置２００をIII-III線で切断して矢印方向に見た図である。図４は、撮像装置２００をVI-VI線で切断して矢印方向に見た図である。

　撮像装置２００は直方体状の鏡筒２０１を有する。鏡筒２０１は、図４に示すように、断面がＨ形状であり、具体的には平行する一対の側壁２０１ａ、２０１ｂと、側壁２０１ａ、２０１ｂ同士を連結する中間壁（ガイド壁）２０１ｃとを有している。側壁２０１ａ、２０１ｂの上下端は、板状のカバー部材２０２，２０３により遮蔽されており、長手方向端はカバー部材２０４，２０５により遮蔽されている。カバー部材２０５には、ＣＭＯＳ等の固体撮像素子ＩＭが取り付けられている。

　鏡筒２０１は、第１ホルダ２０６を介して、レンズＬ１，プリズムＰＲ，レンズＬ２，レンズＬ３，レンズＬ４からなる第１レンズ群（第１の光学素子）Ｇ１を固定している。

　鏡筒２０１の第１レンズ群Ｇ１に対し像側に、第２レンズ群Ｇ２が設けられている。第２レンズ群Ｇ２は、レンズＬ５のみからなり、第２ホルダ２０７により保持されている。第２レンズ群Ｇ２と撮像素子ＩＭとの間において、レンズＬ６のみからなる第３レンズ群Ｇ３が配置されている。第３レンズ群Ｇ３は第３ホルダ２０８により鏡筒２０１に固定されている。

　図５は、第２ホルダ２０７の斜視図である。第２ホルダ２０７は、レンズＬ５を保持する筒部２０７ａと、筒部２０７ａの外周に接合されて光軸方向に延在する板部２０７ｂとを有する。板部２０７ｂには、軸線が光軸方向に向いた半円筒状の３つの当接部２０７ｃが設けられており、そのうち２つの当接部２０７ｃの軸線は光軸に平行で且つ重なっていて、更に板部２０７ｂの両端に配置されている。当接部２０７ｃの間において、板部２０７ｂにはボックス状の保持部（突起）２０７ｈが形成されている。

　図５に示すように、保持部２０７ｈには溝状部２０７ｅが形成されており、後述する線状部材として円形断面のライン２０９が溝状部２０７ｅ内に位置し、相対移動不能に固定されている。

　図４において、鏡筒２０１の中間壁２０１ｃの、第２レンズ群Ｇ２に面したガイド面２０１ｅには、光軸方向に沿ってＶ溝（凹溝）２０１ｆが形成されている。第２ホルダ２０７の当接部２０７ｃの２つがＶ溝２０１ｆに係合し、残りの１つがガイド面２０１ｅに直接当接している。尚、第２ホルダ２０７に凹溝を設け、中間壁２０１ｃに凸部を設けても良い。

　図４に示すように、鏡筒２０１の中間壁２０１ｃは、光軸方向に延在するスリット部２０１ｄを形成しており、保持部２０７ｈは、スリット部２０１ｄを貫通している。更に、保持部２０７ｈの突出面には、ねじ孔２０７ｋ（図５）が形成されており、図６に示す付勢部材としてのバネ板２１０が、ねじＳＣにより固定されている。

　組み付けた状態では、バネ板２１０の両端が、中間壁２０１ｃの外側面２０１ｇに当接し、第２ホルダ２０７を中間壁２０１ｃ側に向かって付勢している。ここで、図４の上下方向をＸ方向とし、左右方向をＹ方向としたときに、第２ホルダ２０７の当接部２０７ｃが中間壁２０１ｃのガイド面２０１ｅに当接することで、Ｘ方向の位置決めを行うことができる。又、第２ホルダ２０７の当接部２０７ｃがＶ溝２０１ｆに係合することで、Ｙ方向の位置決めを行うことができ，且つ第２ホルダ２０７はガイド面２０１ｅに沿って光軸方向に移動できる。

　鏡筒２０１において、第１レンズ群Ｇ１を挟んで、第２レンズ群Ｇ２と反対側であって、且つライン２０９より鏡筒２０１の中心側には、アクチュエータとしてのステッピングモータ２１１が配置されている。第２レンズ群Ｇ２の光軸に平行な軸線を持つステッピングモータ２１１の回転軸に設けられたウォーム２１２が、駆動プーリ２１３に接合されたウォームホイール２１４に噛合している。ステッピングモータ２１１から駆動プーリ２１３に至るまでの動力伝達系の少なくとも一部はプリズムＰＲの背面側に配置されている。駆動体である駆動プーリ２１３とウォームホイール２１４は、図７に断面を示すように一体的に形成されており、駆動プーリ２１３は、一対のフランジ部２１３ａと、その間に形成された円筒部（ライン受け面）２１３ｂと、中心孔２１３ｃとを有している。駆動プーリ２１３とウォームホイール２１４は、図３に示すように側壁２０１ｂに対して、中心孔２１３ｃを貫通する支持軸２１５により回転可能に支持されている。ステッピングモータ２１１と、ウォーム２１２と、ウォームホイール２１４とで、第１駆動機構を構成する。

　第３レンズ群Ｇ３の近傍において、アイドルプーリ２１６が配置され、駆動プーリ２１３とアイドルプーリ２１６との間にライン２０９が巻き回されている。ライン２０９は、ループ（無端）状であって、たとえば、破断伸度４．５％の超高分子量ポリエチレン、破断伸度３．５％のケブラー（登録商標）、破断伸度２．５％のザイロン（登録商標）などを好ましく利用できるが、非金属の素材であることが望ましい。

　アイドルプーリ２１６は、図８に断面を示すように、外周にＶ字状の溝２１６ａと、中心孔２１６ｂとを有する。溝２１６ａの開き角θは，例えば４５°であり、また溝底の半径ｒは、ライン２０９の断面半径の１．１倍であると好ましい。アイドルプーリ２１６は、側壁２０１ｂに対して、中心孔２１６ｂを貫通する支持軸２１７により回転可能に支持されている。

　不図示の駆動回路よりステッピングモータ２１１に給電されると、ウォーム２１２、ウォームホイール２１４を介して駆動プーリ２１３が回転し、その回転方向と角度に応じてライン２０９が移動するので、第２のホルダ２０７と一体で第２レンズ群Ｇ２が光軸方向に移動して、フォーカシング動作を行うようになっている。フォーカシング後に、レンズ群Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３を介して固体撮像素子ＩＭの撮像面に被写体像が結像され、レリーズ操作を行ったタイミングで、それに応じた画像信号が出力されるようになっている。かかる画像信号を画像処理することで、携帯端末１００の裏面にあるモニタに画像を表示したり、画像処理後の画像信号を不図示の内蔵メモリやメモリカードに保存できる。

　本実施形態によれば、ステッピングモータ２１１を、第２レンズ群Ｇ２の光軸方向において、第１レンズ群Ｇ１を挟んで第２レンズ群Ｇ２と反対側であって、且つライン２０９より鏡筒２０１の中心側に配置することで、第１レンズ群Ｇ１を保持する第１ホルダ２０６の幅よりも光軸側にステッピングモータ２１１を寄せることができ、これによりレンズユニットの幅方向の寸法を極力抑えることができる。又、前記第２レンズ群Ｇ２を駆動するためにライン２０９を設けているので、たとえ中間壁２０１ｃがないとしても、第２レンズ群Ｇ２の光軸に近づけた際に、その反射光が抑えられることでゴーストの発生を抑制できる。中間壁２０１ｃを設けることで、ゴーストの抑制効果は更に高まる。更に、ライン２０９は、図４に示すように、中間壁２０１ｃの外側に配置できるので、取り回しが容易で組み立てが簡素化される。

　撮像装置２００を搭載した携帯端末１００を誤って床面等に落下させた場合、落下時の衝撃で第２レンズ群Ｇ２が第２ホルダ２０７とともに慣性により，いずれかの方向に移動するが、静止している駆動プーリ２１３とライン２０９との間に滑りが生じるので、ライン２０９の破断を回避できる。

　図９は、鏡筒２０１の変形例を示す図４と同様な断面図である。図９において、中間壁２０１ｃのガイド面２０１ｅは、ともに光軸方向に延在し、且つ互いに対向して傾いた一対の斜面２０１ｈ、２０１ｉを形成している。第２ホルダ２０７の、光軸直交方向に離間した当接部２０７ｃが、斜面２０１ｈ、２０１ｉに同時に当接している。それ以外の構成は，上述した実施形態と同様である。

　本変形例によれば、組み付けた状態では、バネ板２１０の両端が、中間壁２０１ｃの外側面２０１ｇに当接し、第２ホルダ２０７を中間壁２０１ｃ側に向かって付勢している。ここで、図９の上下方向をＸ方向とし、左右方向をＹ方向としたときに、第２ホルダ２０７の当接部２０７ｃが中間壁２０１ｃの斜面２０１ｈ、２０１ｉに同時に当接することで、Ｘ方向及びＹ方向の位置決めを行うことができる。

　図１０は、鏡筒２０１の変形例を示す図４と同様な断面図である。図１０において、中間壁２０１ｃのガイド面２０１ｅはフラットな形状である。一方、保持部２０７ｈは、側面に突起２０７ｆを有している。又、バネ板２１０は、本体から分岐してスリット部２０１ｄに当接する分岐部２１０ａを有している。それ以外の構成は，上述した実施形態と同様である。

　本変形例によれば、組み付けた状態では、分岐部２１０ａがスリット部２０１ｄの一方側を付勢しているので、保持部２０７ｈの突起２０７ｆが他方側に当接し、図１０の上下方向をＸ方向とし、左右方向をＹ方向としたときに、Ｙ方向の位置決めを行える。又、バネ板２１０の両端が、中間壁２０１ｃの外側面２０１ｇに当接し、第２ホルダ２０７を中間壁２０１ｃ側に向かって付勢しているので、Ｘ方向の位置決めも行える。

（第２の実施形態）
　図１１は、第２の実施形態にかかるレンズユニットを含む撮像装置２００Ａを物体側から見た図である。図１２は、撮像装置２００ＡをXII-XII線で切断して矢印方向に見た図である。図１３は、撮像装置２００ＡをXIII-XIII線で切断して矢印方向に見た図である。

　撮像装置２００Ａは直方体状の鏡筒２０１を有する。鏡筒２０１は、図１１に示すように、断面がロ形状であり、具体的には平行する一対の側壁２０１ａ、２０１ｂと、側壁２０１ａ、２０１ｂ同士を連結する一対の中間壁（ガイド壁）２０１ｃ、２５１ｃとを有している。側壁２０１ａ、２０１ｂの上下端は、板状のカバー部材２０２，２０３により遮蔽されており、長手方向端はカバー部材２０４，２０５により遮蔽されている。カバー部材２０５には、ＣＭＯＳ等の固体撮像素子ＩＭが取り付けられている。

　鏡筒２０１は、第１ホルダ２０６を介して、レンズＬ１，プリズムＰＲ，レンズＬ２からなる第１レンズ群（第１の光学素子）Ｇ１を固定している。

　鏡筒２０１の第１レンズ群Ｇ１に対し像側に、第２レンズ群（第２の光学素子）Ｇ２が設けられている。第２レンズ群Ｇ２は、レンズＬ３，Ｌ４からなり、第２ホルダ２０７により保持されている。第２レンズ群Ｇ２より像側に、第３レンズ群（第３の光学素子）Ｇ３が設けられている。第２レンズ群Ｇ３は、レンズＬ５のみからなり、第３ホルダ２０８により保持されている。第３レンズ群Ｇ３と撮像素子ＩＭとの間において、レンズＬ６のみからなる第４レンズ群Ｇ４が配置されている。第４レンズ群Ｇ４は第４ホルダ２２０により鏡筒２０１に固定されている。尚、第２ホルダ２０７と第３ホルダ２０８は、図５に示す実施形態と同様である。

　第２ホルダ２０７と鏡筒２０１との関係は、上述した実施形態と同様であるので、説明を省略する。一方、図１３に示すように、鏡筒２０１の中間壁２５１ｃは、光軸方向に延在するスリット部２５１ｄを形成しており、第３ホルダ２０８の保持部２０８ｄは、スリット部２５１ｄを貫通している。更に、保持部２０８ｄの突出面には、ねじ孔が形成されており、図６に示す付勢部材としてのバネ板２１０が、ねじＳＣにより固定されている。

　組み付けた状態では、バネ板２１０の両端が、中間壁２５１ｃの外側面２５１ｇに当接し、第３ホルダ２０８を中間壁２５１ｃ側に向かって付勢している。ここで、図１３の上下方向をＸ方向とし、左右方向をＹ方向としたときに、第３ホルダ２０８の当接部２０８ｃが中間壁２５１ｃのガイド面２５１ｅに当接することで、Ｘ方向の位置決めを行うことができる。又、第３ホルダ２０８の当接部２０８ｃが、ガイド面２５１ｅに形成されたＶ溝２５１ｆに係合することで、Ｙ方向の位置決めを行うことができる。

　鏡筒２０１において、第１の実施形態と同様に第１駆動機構が設けられており、これに併設するようにして第２駆動機構が設けられている。より具体的には、第１レンズ群Ｇ１を挟んで、第２レンズ群Ｇ２と反対側であって、且つライン２６９より鏡筒２０１の中心側には、アクチュエータとしてのステッピングモータ２６１が配置されている。第２レンズ群Ｇ２の光軸に平行な軸線を持つステッピングモータ２６１の回転軸に設けられたウォーム２６２が、駆動プーリ２６３に接合されたウォームホイール２６４に噛合している。ステッピングモータ２６１から駆動プーリ２６３に至るまでの動力伝達系の少なくとも一部はプリズムＰＲの背面側に配置されている。駆動体である駆動プーリ２６３とウォームホイール２６４は、側壁２０１ａに対して支持軸２６５により回転可能に支持されている。ステッピングモータ２６１と、ウォーム２６２と、ウォームホイール２６４とで、第２駆動機構を構成する。

　第４レンズ群Ｇ４の近傍において、外周にＶ字状の溝を設けたアイドルプーリ２６６が、側壁２０１ａに対して支持軸２６７により回転可能に支持されている。駆動プーリ２６３と、アイドルプーリ２６６との間に、ライン２６９が巻き回されている。

　不図示の駆動回路よりステッピングモータ２１１に給電されると、ウォーム２１２、ウォームホイール２１４を介して駆動プーリ２１３が回転し、その回転方向と角度に応じてライン２０９が移動するので、第２のホルダ２０７と一体で第２レンズ群Ｇ２が光軸方向に移動して、フォーカシング動作を行うようになっている。一方、不図示の駆動回路よりステッピングモータ２６１に給電されると、ウォーム２６２、ウォームホイール２６４を介して駆動プーリ２６３が回転し、その回転方向と角度に応じてライン２６９が移動するので、第３のホルダ２０８と一体で第３レンズ群Ｇ３が光軸方向に移動して、ズーム動作を行うようになっている。その後に、レンズ群Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３、Ｇ４を介して固体撮像素子ＩＭの撮像面に被写体像が結像され、それに応じた画像信号が出力されるようになっている。

　本実施形態によれば、第２ホルダ２０７が当接する中間壁２０１ｃは、第３ホルダ２０８が当接する中間壁２５１ｃとは異なっており、更に図１２に示す光軸直交方向から見て、第２ホルダ２０７の像側部２０７ｇが、第３レンズ群Ｇ３と重なり、第３ホルダ２０８の物体側部２０８ａが、第２レンズ群Ｇ２と重なるまで移動可能となっている。かかる状態では、第２ホルダ２０７の当接部の光軸方向のスパンを大きく確保し、レンズチルトを有効に抑制しながらも、第２レンズ群Ｇ２及び第３レンズ群Ｇ３の移動範囲を大きくとることができる。

　尚、携帯端末１００の落下時には、静止している駆動プーリ２１３とライン２０９との間，及び駆動プーリ２６３とライン２６９との間に滑りが生じるので、これによりライン２０９，２６９の破断を回避できる。

（第３の実施形態）
　図１４は、第３の実施形態にかかるレンズユニットを含む撮像装置２００Ｂの要部を示す図であるが、鏡筒２０１は一部のみ示している。図１５は、撮像装置２００Ｂを矢印XV方向に見た図である。図１６は、図１４の撮像装置２００ＢをXV-XV線で切断して矢印方向に見た図であり、その動作を示す図である。

　本実施形態では、第１駆動機構における支持軸２１５と、第２駆動機構における支持軸２６５が、アーム部２７０の一端側において対向するように配置されている。アーム部２７０の他端は、鏡筒２０１に対して揺動可能に取り付けられている。具体的には、アーム部２７０は、駆動ギヤであるウォーム２１２と従動ギヤであるウォームホイール２１４とが噛合し、且つ駆動ギヤであるウォーム２６２と従動ギヤであるウォームホイール２６４とが噛合する伝達位置（図１６（ａ））と、ウォーム２１２とウォームホイール２１４とが離脱し、且つウォーム２６２とウォームホイール２６４とが離脱する非伝達位置（図１６（ｂ））との間を揺動するようになっている。又、アーム部２７０を伝達位置側に付勢する巻きバネ２７１が設けられている。アーム部２７０がクラッチ機構を構成する。

　通常の動作時には、図１６（ａ）に示すように、巻きバネ２７１によりアーム部２７０が伝達位置に付勢されているので、ステッピングモータ２１１からの駆動力は、ウォーム２１２とウォームホイール２１４とを介して駆動プーリ２１３に伝達され、これにより第２レンズ群Ｇ２が光軸方向に移動され、またステッピングモータ２６１からの駆動力は、ウォーム２６２とウォームホイール２６４とを介して駆動プーリ２６３に伝達され、これにより第３レンズ群Ｇ３が光軸方向に移動される。

　一方、携帯端末１００の落下時には、図１６（ｂ）に示すように、巻きバネ２７１の付勢力に衝撃力が勝るためアーム部２７０が非伝達位置へと揺動するから、ウォームホイール２１４，２６４がフリーに回転するようになり、これによりライン２０９，２６９もフリーに移動できるので、その破断を回避できる。

（第４の実施形態）
　図１７は、第４の実施形態にかかる撮像装置のクラッチ機構を示す図である。本実施形態では、駆動プーリ２１３とウォームホイール２１４とは分離している。図１７（ａ）において、駆動プーリ２１３の右端面には、周方向に等間隔に４つの凹部２１３ｄが形成されている。一方、ウォームホイール２１４の左端面には、周方向に等間隔に４つの突出した半球部２１４ｃが形成されている（図１７（ｂ））参照）。

　組み付け時には、凹部２１３ｄに半球部２１４ｃを係合させて、駆動プーリ２１３とウォームホイール２１４とを接合し、更にスプリングワッシャＳＷを介在させつつ、図１７（ａ）の左方より頭付き支持軸２１５を、中心孔２１３ｃ、２１４ｃに挿入し、鏡筒２０１の側壁２０１ｂに螺合させることで、図１７（ｃ）に示すように駆動プーリ２１３とウォームホイール２１４とが一体化される。

　通常の動作時には、図１７（ｃ）に示すように、スプリングワッシャＳＷの付勢力で凹部２１３ｄと半球部２１４ｃとが係合する方向に付勢されているので、駆動プーリ２１３とウォームホイール２１４とが分離することなく一体で回転し、ウォーム２１２の回転力をウォームホイール２１４を介して駆動プーリ２１３に伝達することができる。

　一方、携帯端末１００の落下時には、図１７（ｄ）に示すように、静止したウォームホイール２１４に対し、ライン２０９から付与された衝撃力により駆動プーリ２１３が回転しようとするので、スプリングワッシャＳＷの付勢力に抗して、凹部２１３ｄから半球部２１４ｃが離脱する方向に駆動プーリ２１３がウォームホイール２１４から離間し、これによりライン２０９がフリーに移動できるので、その破断を回避できる。同様の構成は、第２駆動機構に設けても良い。

（第５の実施形態）
　図１８は、第５の実施形態にかかるレンズユニットを含む撮像装置２００Ｃの要部を示す図であるが、鏡筒２０１は一部のみ示している。図１９は、撮像装置２００Ｃを矢印XIX方向に見た図である。

　本実施形態では、駆動機構のアクチュエータとして、ピエゾアクチュエータを用いている。図において、駆動プーリ２１３，２６３は、鼓状の被駆動体２１３ｇ、２６３ｇに同軸に連結されている。また、鏡筒２０１に取り付けられたブラケットＢＫＴの一端に、バネ部材ＳＰの中央が固定されている。バネ部材ＳＰの両端は、一対の円筒状のピエゾ体ＰＺ１、ＰＺ２の外周に当接し、ピエゾ体ＰＺ１、ＰＺ２をそれぞれ被駆動体２１３ｇ、２６３ｇの外周面に押圧している。ピエゾアクチュエータを構成するピエゾ体ＰＺ１、ＰＺ２の軸線は、それぞれプリズムＰＲから物体側に向かう光軸に平行である。

　通常の駆動時には、外部から鋸歯状の駆動信号をピエゾ体ＰＺ１、ＰＺ２に入力することで、これらは独立して振動し、被駆動体２１３ｇ、２６３ｇの外周面に摩擦による回転力を付与する。これにより駆動プーリ２１３，２６３が回転する。

　一方、携帯端末１００の落下時には、静止したピエゾ体ＰＺ１、ＰＺ２に対し、ライン２０９、２６９から付与された衝撃力により被駆動体２１３ｇ、２６３ｇが回転しようとする。このとき、バネ部材ＳＰの付勢力は小さく、よってピエゾ体ＰＺ１，ＰＺ２と被駆動体２１３ｇ、２６３ｇの外周面との摩擦力が比較的弱いので、駆動プーリ２１３，２６３の回転が許容され、これによりライン２０９，２６９の破断を回避できる。

　尚、上述した実施形態で、駆動プーリ２１３とライン２０９との間に滑りが生じることにより、精度の良いフォーカシング動作が（又はズーム動作）懸念される場合もある。これに対し、図２０に示す例では、駆動プーリ２１３とライン２０９との滑りを抑制できる。より具体的には、図２０（ａ）に示すように、ライン２０９にカシメ部２０９ａを設ける。カシメ部２０９ａは、ライン２０９の両端を接合する機能を有する金属部材であって良い。

　一方、駆動プーリ２１３は、図２０（ｂ）に示すように、端面の一部に弦状に延在する溝２１３ｅ及び凹部２１３ｆを設ける。組み付け時には、図２０（ｃ）に示すように、凹部２１３ｆにカシメ部２０９ａを嵌合させ、カシメ部２０９ａから溝２１３ｅを介して両側に通したライン２０９を駆動プーリ２１３の外周に複数回巻き付ける。これにより、駆動プーリ２１３とライン２０９との滑りを有効に抑制できる。

（第６の実施形態）
　図２１は、第６の実施形態にかかるレンズユニットを含む撮像装置２００Ｄの要部を示す図であるが、鏡筒２０１は一部のみ示している。図２２は、撮像装置２００Ｃを矢印XXII方向に見た図である。

　本実施形態では、駆動機構の駆動プーリの代わりに、駆動体２７３，２８３を用いている。駆動体２７３，２８３は、外周に対向するように形成された一対の突起２７３ａ、２８３ａを有している。一方の突起２７３ａ、２８３ａには、アイドルプーリ２１６，２６６に巻き回された有端のライン２０９，２６９の一端が取り付けられ、他方の突起２７３ａ、２８３ａには、ライン２０９，２６９の他端が取り付けられている。駆動体２７３，２８３は、ウォームホイール２１４、２６４に連結されている。

　上述した実施形態と同様に、不図示の駆動回路よりステッピングモータ２１１、２６１に給電されることで、ウォームホイール２１４、２６４を介して駆動体２７３、２８３が回転し、その回転方向と角度に応じてライン２０９、２６９が移動するので、フォーカシング動作やズーム動作を行うことができる。

（第７の実施形態）
　図２３は、第７の実施形態にかかるレンズユニットを含む撮像装置２００Ｅを物体側から見た図である。図２４は、撮像装置２００ＥをXXIV-XXIV線で切断して矢印方向に見た図である。図２５は、撮像装置２００ＥをXXV-XXV線で切断して矢印方向に見た図である。

　本実施形態は、第２の実施形態に対して、第１ホルダ２０６を第１レンズＬ１の光軸に対して直交する方向に駆動可能な駆動装置ＤＲを、鏡筒２０１に取り付けた点のみが異なっている。手ぶれ補正ユニットとしての駆動装置ＤＲは、図においてダブルハッチングで示す領域に設けられている。このような駆動装置ＤＲとしては、例えば特開2012-083604号公報に記載のものを用いることができる。それ以外の構成は上述した実施形態と同様である。

（第８の実施形態）
　図２６は、第８の実施形態にかかるレンズユニットを含む撮像装置２００Ｆを物体側から見た図である。図２７は、撮像装置２００ＦをXXVII-XXVII線で切断して矢印方向に見た図である。

　本実施形態においては、第２の実施形態に対して、第１レンズ群Ｇ１において第１レンズを省略する代わりに、プリズムＰＲの物体側面を凹面ＰＲ１としている。それ以外の構成は第２の実施形態と同様であるので説明を省略する。

　以下、好ましい実施態様についてまとめて説明する。

　上記レンズユニットにおいて、前記ホルダは、前記鏡筒の内部のガイド部分に対して３カ所で当接する当接部と、前記当接部を前記ガイド部分に向かって付勢する付勢部材とを有することが好ましい。鏡筒内部のガイド壁等のガイド部分により、ガイドピンを用いる必要がなくなり、ゴーストの抑制を行えるほか、部品点数を削減できる。又、前記ホルダに設けた３カ所の当接部が前記ガイド部分に対して当接することで、前記ホルダの位置決めを安定して行うことができる。

　また、前記鏡筒のガイド壁はスリットを有し、前記ホルダは前記スリットを貫通する突起を有することが好ましい。また、前記線状部材は、前記突起に設けられた溝状部内に位置することが好ましい。

　また、前記線状部材は、前記ガイド壁を挟んで前記ホルダと反対側に配置されていることが好ましい。これにより、前記線状部材を前記鏡筒の外側に配置することも出来、かかる場合、雄ねじ部材やガイド軸を配置する場合に比べると、前記線状部材の設置が格段に容易になり、例えば自動組み立てにも対応できる。

　また、前記付勢部材は、前記突起に取り付けられて前記ガイド部分の背面に接するバネ部材であることが好ましい。これにより、簡素な構成で、前記鏡筒のガイド壁に対して前記当接部を付勢することができる。

　また、前記ホルダと前記鏡筒のうち一方が凸部を有し、他方が前記第２の光学素子の光軸方向に延在する凹溝を有し、前記凸部と前記凹溝とを係合することで、前記ホルダを前記凹溝に交差する方向に位置決め可能となっていることが好ましい。かかる構成により、前記ホルダを前記凹溝に交差する方向に位置決めしつつ、前記第２の光学素子の光軸方向への移動を許容する。ここで、前記第２の光学素子の光軸方向をＺ方向としたときに、Ｚ方向に直交する前記ガイド壁の法線方向をＸ方向とし、Ｚ方向及びＸ方向に直交し前記凹溝に交差する方向をＹ方向とすれば、前記第２の光学素子の光軸を変位させることなく、その光軸方向への移動を許容できる。

　また、前記凸部と前記凹溝とを前記交差する方向に向かって相対的に付勢する付勢部材を有することが好ましい。これにより、前記凸部が前記凹溝から脱落することを抑制でき、前記第２の光学素子を安定して移動できる。

　また、前記鏡筒に対して光軸方向に可動な第３の光学素子と、前記第３の光学素子を保持しつつ一体的に移動するホルダと、前記第３の光学素子を駆動する別の駆動機構と、を有することが好ましい。例えば、前記第２の光学素子をフォーカスレンズ群とし、前記第３の光学素子をズームレンズ群とすることで、フォーカシング機能とズーム機能を持つレンズユニットを提供できる。

　また、前記第２の光学素子のホルダの当接部が当接するガイド部分は、前記第３の光学素子のホルダの当接部が当接するガイド部分とは異なっており、光軸直交方向から見て、前記第２の光学素子のホルダの一部が、前記第３の光学素子と重なり、及び／又は前記第３の光学素子のホルダの一部が、前記第２の光学素子と重なるまで移動可能となっていることが好ましい。これにより、前記第２の光学素子及び前記第３の光学素子の移動範囲を確保しつつ、前記当接部の当接スパンを大きくとることが出来、レンズチルトを有効に抑制できるにもかかわらず、前記レンズユニットの全長を短縮できる。

　また、前記アクチュエータはステッピングモータであることが好ましい。これにより、前記第２の光学素子を精度良く移動できる。又、前記ステッピングモータの軸線を、前記プリズムから像側に向かう光軸と平行とすることで、前記ステッピングモータの回転力を、その軸線に直交する方向に取り出して前記駆動体を駆動する際に、ウォームホイール等を用いることで分解能を上げることが出来、且つ並列配置する場合も、幅方向にコンパクトな撮像装置を提供できる。

　また、前記アクチュエータはピエゾアクチュエータであることが好ましい。これにより、前記第２の光学素子を精度良く移動できる。又、ピエゾアクチュエータはもともと分解能が高いタイプが多く、前記ピエゾアクチュエータの軸線を、前記プリズムから物体側に向かう光軸と平行とした状態で、前記駆動体を駆動する回転軸に当接させることで、長手方向にコンパクトな撮像装置を提供でき、更に並列配置する場合も、幅方向にコンパクトな撮像装置を提供できる。

　また、前記第２の光学素子に衝撃力が付与された際に、前記アクチュエータと前記駆動体との動力連結を切り離すクラッチ機構を有することが好ましい。撮像装置を搭載した携帯端末を誤って床面等に落下させたとき、第２の光学素子に作用する慣性により、前記線状部材に衝撃力が付与され破断する恐れがある。そこで、前記クラッチ機構を設けて、例えば落下衝撃時などに前記第２の光学素子に衝撃力が付与された際に、前記アクチュエータと前記駆動体との動力連結を切り離すことで、前記線状部材をフリーにし、その破断を回避することができる。

　また、前記クラッチ機構は、前記アクチュエータからの駆動力に応じて回転する駆動ギヤと、前記駆動体に連結された従動ギヤと、を有し、前記従動ギヤが前記駆動ギヤに噛合する伝達位置と、前記従動ギヤが前記駆動ギヤから離脱する非伝達位置との間で切り換え可能に構成されていることが好ましい。前記クラッチ機構は、第２の光学素子に衝撃力が付与された際に、前記従動ギヤが前記駆動ギヤに噛合する伝達位置から前記従動ギヤが前記駆動ギヤから離脱する非伝達位置に切り換わることで、線状部材の破断を回避することができる。

　また、前記クラッチ機構は、前記従動ギヤを保持するアームを有し、前記アームは、前記伝達位置と、前記非伝達位置との間で揺動するように構成されることが好ましい。例えば落下衝撃時などに、アームが非伝達位置へと揺動することでクラッチ機構が切り換えられて従動ギヤが駆動ギヤから離脱するため、線状部材をフリーにすることができ、その破断を回避することができる。

　また、前記駆動体は駆動プーリであり、前記第２の光学素子に衝撃力が付与された際に、駆動プーリと前記線状部材との間に滑りが生じることが好ましい。例えば落下衝撃時などに、前記第２の光学素子に衝撃力が付与された際に、駆動プーリと前記線状部材との間に滑りが生じることで、前記線状部材の破断を回避することができる。

　また、前記第１の光学素子は、プリズムとレンズを有することが好ましい。これにより、前記レンズユニットの光学系を屈曲型とすることで、薄形化を図ることができる。

　また、前記アクチュエータから前記駆動体に至るまでの動力伝達系の少なくとも一部が、前記プリズムの背面側に配置されており、前記アクチュエータの軸線は、前記プリズムから物体側に向かう光軸と、前記プリズムから像側に向かう光軸とで形成される平面に対して平行していることが好ましい。これにより、前記プリズムの背面側に生じるスペースを有効利用でき、撮像装置のコンパクト化を図れる。但し、前記アクチュエータの軸線は、前記平面に平行であれば、前記プリズムから物体側に向かう光軸と、前記プリズムから像側に向かう光軸のいずれに対しても傾いていて良い。

　また、前記第１の光学素子を光軸直交方向に移動させる手ぶれ補正ユニットを有することが好ましい。前記手ぶれ補正ユニットを設けても、前記レンズユニットのコンパクト化が可能である。

　本発明は、本明細書に記載の実施形態や変形例に限定されるものではなく、他の実施形態・変形例を含むことは、本明細書に記載された実施形態や技術思想から本分野の当業者にとって明らかである。例えば、アクチュエータの軸線は、プリズムＰＲから物体側に向かう光軸と、プリズムＰＲから像側に向かう光軸とで形成される平面に対して平行していると好ましい。

１００　　　　　　携帯端末
１０１　　　　　　ボディ
１０１ａ　　　　　円形開口
２００，２００Ａ～２００Ｆ　撮像装置
２０１　　　　　　鏡筒
２０１ａ　　　　　側壁
２０１ｂ　　　　　側壁
２０１ｃ　　　　　中間壁
２０１ｄ　　　　　スリット部
２０１ｅ　　　　　ガイド面
２０１ｆ　　　　　溝
２０１ｇ　　　　　外側面
２０１ｈ　　　　　斜面
２０２　　　　　　ディスプレイ
２０２～２０６　　カバー部材
２０７　　　　　　第１ホルダ
２０７ａ　　　　　筒部
２０７ｂ　　　　　板部
２０７ｃ　　　　　当接部
２０７ｅ　　　　　溝状部
２０７ｆ　　　　　突起
２０７ｇ　　　　　像側部
２０７ｈ　　　　　保持部
２０８　　　　　　第２ホルダ
２０８ａ　　　　　物体側部
２０８ｃ　　　　　当接部
２０８ｄ　　　　　保持部
２０９　　　　　　ライン
２０９ａ　　　　　カシメ部
２１０　　　　　　バネ板
２１０ａ　　　　　分岐部
２１１　　　　　　ステッピングモータ
２１２　　　　　　ウォーム
２１３　　　　　　駆動プーリ
２１３ａ　　　　　フランジ部
２１３ｂ　　　　　円筒部
２１３ｃ　　　　　中心孔
２１３ｄ　　　　　凹部
２１３ｆ　　　　　凹部
２１３ｅ　　　　　溝
２１３ｇ　　　　　被駆動体
２１４　　　　　　ウォームホイール
２１４ｃ　　　　　半球部
２１５　　　　　　支持軸
２１６　　　　　　アイドルプーリ
２１６ａ　　　　　溝
２１６ｂ　　　　　中心孔
２２０　　　　　　第３ホルダ
２５１ｃ　　　　　中間壁
２５１ｄ　　　　　スリット部
２５１ｅ　　　　　ガイド面
２５１ｆ　　　　　溝
２５１ｇ　　　　　外側面
２６１　　　　　　ステッピングモータ
２６２　　　　　　ウォーム
２６３　　　　　　駆動プーリ
２６４　　　　　　ウォームホイール
２６５　　　　　　支持軸
２６６　　　　　　アイドルプーリ
２６９　　　　　　ライン
２７０　　　　　　アーム部
２７１　　　　　　バネ
２７３，２８３　　駆動体
２７３ａ　　　　　突起
ＢＫＴ　　　　　　ブラケット
ＤＲ　　　　　　　駆動装置
Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３、Ｇ４　　レンズ群
ＩＭ　　　　　　　固体撮像素子
ＰＺ１，ＰＺ２　　ピエゾ体
ＳＰ　　　　　　　バネ部材
ＳＷ　　　　　　　スプリングワッシャ

Claims

　鏡筒と、
　前記鏡筒に対して少なくとも光軸方向に固定された第１の光学素子と、
　前記鏡筒に対して光軸方向に可動な第２の光学素子と、
　前記第２の光学素子を保持しつつ一体的に移動するホルダと、
　前記第２の光学素子を駆動する駆動機構と、を有するレンズユニットであって、
　前記駆動機構は、アクチュエータと、前記アクチュエータからの駆動力により変位する駆動体と、前記鏡筒に対して回転可能に取り付けられたアイドルプーリと、前記駆動体と前記アイドルプーリとに係合し、前記ホルダに連結された線状部材と、を有し、
　前記アクチュエータは、前記第２の光学素子の光軸方向において、前記第１の光学素子を挟んで前記第２の光学素子と反対側に配置され、且つ前記アクチュエータの少なくとも一部が前記線状部材よりも前記鏡筒の中心側に配置されていることを特徴とするレンズユニット。
　前記ホルダは、前記鏡筒の内部のガイド部分に対して３カ所で当接する当接部と、前記当接部を前記ガイド部分に向かって付勢する付勢部材と、を有する請求項１に記載のレンズユニット。
　前記鏡筒のガイド部分はスリットを有し、前記ホルダは前記スリットを貫通する突起を有する請求項２に記載のレンズユニット。
　前記線状部材は、前記突起に設けられた溝状部内に位置する請求項３に記載のレンズユニット。
　前記線状部材は、前記ガイド部分を挟んで前記ホルダと反対側に配置されている請求項２～４のいずれかに記載のレンズユニット。
　前記付勢部材は、前記突起に取り付けられて前記ガイド部分の背面に接するバネ部材である請求項２～５のいずれかに記載のレンズユニット。
　前記ホルダと前記鏡筒のうち一方が凸部を有し、他方が前記第２の光学素子の光軸方向に延在する凹溝を有し、前記凸部と前記凹溝とを係合することで、前記ホルダを前記凹溝に交差する方向に位置決め可能となっていることを特徴とする請求項１～６のいずれかに記載のレンズユニット。
　前記凸部と前記凹溝とを前記交差する方向に向かって相対的に付勢する付勢部材を有することを特徴とする請求項７に記載のレンズユニット。
　前記鏡筒に対して光軸方向に可動な第３の光学素子と、前記第３の光学素子を保持しつつ一体的に移動するホルダと、前記第３の光学素子を駆動する別の駆動機構と、を有する請求項１～８のいずれかに記載のレンズユニット。
　前記第２の光学素子のホルダの当接部が当接するガイド部分は、前記第３の光学素子のホルダの当接部が当接するガイド部分とは異なっており、光軸直交方向から見て、前記第２の光学素子のホルダの一部が、前記第３の光学素子と重なり、及び／又は前記第３の光学素子のホルダの一部が、前記第２の光学素子と重なるまで移動可能となっている請求項９に記載のレンズユニット。
　前記アクチュエータはステッピングモータである請求項１～１０のいずれかに記載のレンズユニット。
　前記アクチュエータはピエゾアクチュエータである請求項１～１０のいずれかに記載のレンズユニット。
　前記第２の光学素子に衝撃力が付与された際に、前記アクチュエータと前記駆動体との動力連結を切り離すクラッチ機構を有する請求項１～１２のいずれかに記載のレンズユニット。
　前記クラッチ機構は、前記アクチュエータからの駆動力に応じて回転する駆動ギヤと、前記駆動体に連結された従動ギヤと、を有し、前記従動ギヤが前記駆動ギヤに噛合する伝達位置と、前記従動ギヤが前記駆動ギヤから離脱する非伝達位置との間で切り換え可能に構成されている請求項１３に記載のレンズユニット。
　前記クラッチ機構は、前記従動ギヤを保持するアームを有し、前記アームは、前記伝達位置と前記非伝達位置との間で揺動する請求項１４に記載のレンズユニット。
　前記駆動体は駆動プーリであり、前記第２の光学素子に衝撃力が付与された際に、前記駆動プーリと前記線状部材との間に滑りが生じる請求項１～１５のいずれかに記載のレンズユニット。
　前記第１の光学素子は、プリズムとレンズを有する請求項１～１６のいずれかに記載のレンズユニット。
　前記アクチュエータから前記駆動体に至るまでの動力伝達系の少なくとも一部が、前記プリズムの背面側に配置されており、前記アクチュエータの軸線は、前記プリズムから物体側に向かう光軸と、前記プリズムから像側に向かう光軸とで形成される平面に対して平行している請求項１７に記載のレンズユニット。
　前記第１の光学素子を光軸直交方向に移動させる手ぶれ補正ユニットを有することを特徴とする請求項１～１８のいずれかに記載のレンズユニット。
　請求項１～１９のいずれかに記載のレンズユニットと撮像素子とを有することを特徴とする撮像装置。