(57)【要約】【課題】  機構の複雑化を伴うことなく焦点距離の切換や変更機能を実現し、小型化や低コスト化等に適した変倍光学系を提供する。【解決手段】  屈折作用を有する光学部品Ｇ１と、反射作用を有する光学部品Ｇ２と、屈折作用を有する光学部品Ｇ３を備え、Ｇ２、Ｇ３に対してＧ１が移動することにより全系の焦点距離を変化させることが可能な構成において、Ｇ１の一部３に当接されてその移動方向を規定するための案内部４をＧ３に形成する。そして、Ｇ１をＧ２とＧ３との間に挟み込んで移動可能な状態に支持する。Ｇ１の移動に必要な専用の案内部材を排除できる。例えば、案内部４を合成樹脂製の固定光学部品Ｇ３に一体成型により形成した。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
屈折作用を有する第１の光学部品と、反射作用又は透過作用を有する第２の光学部品と、屈折作用を有する第３の光学部品を備え、該第２及び第３の光学部品に対して第１の光学部品が移動することにより全系の焦点距離を変化させるように構成された変倍光学系であって、
上記第１の光学部品の一部に当接されて当該光学部品の移動方向を規定するための案内部を、上記第２の光学部品又は上記第３の光学部品に形成するとともに、上記第１の光学部品を上記第２の光学部品と上記第３の光学部品との間に挟み込んで移動可能な状態に支持した
ことを特徴とする変倍光学系。
【請求項２】
請求項１に記載した変倍光学系において、
上記第１の光学部品が第１レンズ及び第２レンズを有し、上記第２の光学部品とともにアフォーカル系を構成しており、
上記第１の光学部品が、上記第１レンズ及び第２レンズの光軸に対して直交する方向に沿って、全系の光軸上に来た位置と全系の光軸上から外れた退避位置との間で移動される
ことを特徴とする変倍光学系。
【請求項３】
請求項２に記載した変倍光学系において、
上記第１レンズを透過した光が、上記第２の光学部品で反射して直角に光路変更を受けた後に、上記第２レンズを透過するように構成した
ことを特徴とする変倍光学系。
【請求項４】
請求項１に記載した変倍光学系において、
上記第１の光学部品が合成樹脂材料を用いた１つの成型品である
ことを特徴とする変倍光学系。
【請求項５】
屈折作用を有する可動光学部品と、該可動光学部品を支持する基台としての機能を有しかつレンズ部が一体に形成された合成樹脂製の固定光学部品とを備え、該固定光学部品に対して可動光学部品が移動することにより全系の焦点距離を変化させるように構成された変倍光学系であって、
上記可動光学部品の一部に当接されてその移動方向を規定するための案内部が、上記固定光学部品に一体成型により形成されている
ことを特徴とする変倍光学系。
【請求項６】
請求項５に記載した変倍光学系において、
上記固定光学部品のうち上記案内部とは反対側にレンズの受け入れ凹部が形成されている
ことを特徴とする変倍光学系。
【請求項７】
請求項５に記載した変倍光学系において、
上記可動光学部品及び固定光学部品を透過した光に対して可動レンズを設け、上記固定光学部品のレンズ部とともに結像光学系を構成し、該可動レンズの駆動機構を上記固定光学部品に設けた
ことを特徴とする変倍光学系。
【請求項８】
結像光学系及びその結像面上に位置された撮像手段を備え、一部の光学部品を移動させることにより全系の焦点距離を変化させるように構成された撮像装置において、
屈折作用を有する第１の光学部品と、反射作用又は透過作用を有する第２の光学部品と、屈折作用を有する第３の光学部品を備え、
上記第１の光学部品の一部に当接されて当該光学部品の移動方向を規定するための案内部を、上記第２の光学部品又は上記第３の光学部品に形成するとともに、上記第１の光学部品を上記第２の光学部品と上記第３の光学部品との間に挟み込んで移動可能な状態に支持した
ことを特徴とする撮像装置。
【請求項９】
請求項８に記載した撮像装置において、
上記第１の光学部品が第１レンズ及び第２レンズを有し、上記第２の光学部品とともにアフォーカル系を構成しており、
上記第１の光学部品が、第１レンズ及び第２レンズの光軸に対して直交する方向に沿って、全系の光軸上に来た位置と全系の光軸上から外れた退避位置との間で移動される
ことを特徴とする撮像装置。
【請求項１０】
請求項９に記載した撮像装置において、
上記第１レンズを透過した光が、上記第２の光学部品で反射して直角に光路変更を受けた後に、上記第２レンズを透過するように構成した
ことを特徴とする撮像装置。
【請求項１１】
請求項８に記載した撮像装置において、
上記第１の光学部品が合成樹脂材料を用いた１つの成型品である
ことを特徴とする撮像装置。
【請求項１２】
結像光学系及びその結像面上に位置された撮像手段を備え、一部の光学部品を移動させることにより全系の焦点距離を変化させるように構成された撮像装置において、
屈折作用を有する可動光学部品と、該可動光学部品を支持する基台としての機能を有しかつレンズ部が一体に形成された合成樹脂製の固定光学部品とを備え、
上記可動光学部品の一部に当接されてその移動方向を規定するための案内部が、上記固定光学部品に一体成型により形成されている
ことを特徴とする撮像装置。
【請求項１３】
請求項１２に記載した撮像装置において、
上記固定光学部品のうち上記案内部とは反対側にレンズの受け入れ凹部が形成されている
ことを特徴とする撮像装置。
【請求項１４】
請求項１２に記載した撮像装置において、
上記可動光学部品及び固定光学部品を透過した光に対して可動レンズを設け、上記固定光学部品のレンズ部とともに結像光学系を構成し、該可動レンズの駆動機構を上記固定光学部品に設けた
ことを特徴とする撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、可動光学部品の移動や位置の切換によって全系の焦点距離を変化させることができるように構成された変倍光学系及び該変倍光学系を含む撮像装置において、機構の簡素化や小型化を実現するための技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、モバイル機器等に小型のカメラモジュールが搭載されるようになってきており、求められる機能に関して高性能化や多様化の傾向にある。そして、カメラモジュールの小型化を実現するための施策が模索されている。
【０００３】
例えば、携帯電話や携帯型コンピュータ等の内蔵カメラ、監視用カメラ等への適用において、結像レンズ系の物体側に角倍率が１未満のアフォーカル系を着脱することで、焦点距離の切換を可能とした構成形態が知られている。例えば、下記特許文献１に開示されている変倍光学系では、負レンズ群と正レンズ群を、空間を隔てて配置してアフォーカル系を構成し、そのアフォーカル系を保持する鏡筒に横穴を開け、該鏡筒を９０度回転させることで、結像レンズ系の前段のアフォーカル系が光軸から外され、代わりに上記鏡筒の横穴が覗き窓になって、結像レンズ系単体での撮影が可能となる。
【０００４】
携帯型機器への適用においては、カメラモジュールに要求される高性能化に対して、如何にして機構の複雑化や大型化を回避し、あるいは省電力化を図るかが重要である。つまり、携帯電話やノート型パーソナルコンピュータ等に搭載される撮影レンズ系に要求される奥行寸法については、携帯電話の厚みやノート型パーソナルコンピュータの蓋の厚みの中にカメラ部を入れなければならないという制約を受ける。また、電源供給に関してバッテリ等での使用環境下では充分な節電対策が必要とされる。
【０００５】
【特許文献１】特開平７−２０３６７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、従来の構成ではレンズの駆動機構や鏡筒構造等を簡略化できないために十分な小型化とコストの低減を図ることが困難である。
【０００７】
例えば、従来のカメラモジュールにおいて広角と望遠の焦点切換機能を実現するためには複雑な駆動機構やアクチュエータ等が必要であり、大きさの観点から最近の小型モバイル機器への搭載に難点がある。また、機構の複雑化は、落下衝撃時等における脆弱性の原因となり、携帯上充分な強度が求められる小型モバイル機器には適さないという問題がある。さらには、複雑な機構故に組立時間がかかる結果、製造コストの増加に繋がることや、品質保証や保守面での苦労を強いられることにもなる。
【０００８】
そこで、本発明は、機構の複雑化を伴うことなく焦点距離の切換や変更機能を実現し、小型化や低コスト化等に適した光学系を構成することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、上記した課題を解決するために、屈折作用を有する第１の光学部品と、反射作用又は透過作用を有する第２の光学部品と、屈折作用を有する第３の光学部品を備え、該第２及び第３の光学部品に対して第１の光学部品が移動することにより全系の焦点距離を変化させることが可能な構成において、第１の光学部品の一部に当接されて当該光学部品の移動方向を規定するための案内部を、第２の光学部品又は第３の光学部品に形成するとともに、第１の光学部品を第２の光学部品と第３の光学部品との間に挟み込んで移動可能な状態に支持したものである。
【００１０】
また、本発明に係る別の形態は、屈折作用を有する可動光学部品と、該可動光学部品を支持する基台としての機能を有しかつレンズ部が一体に形成された合成樹脂製の固定光学部品とを備えた構成において、可動光学部品の一部に当接されてその移動方向を規定するための案内部が、固定光学部品に一体成型により形成されたものである。
【００１１】
従って、本発明では、第１の光学部品又は可動光学部品を移動させるのに用いる案内部材を、光学部品と別個に設ける必要がない。例えば、第１の光学部品に対する案内部を、第２の光学部品又は第３の光学部品に設けること、あるいは、可動光学部品に対する案内部を固定光学部品に一体成型により形成することにより、既存の光学部品（光学的な必須要素）を利用して第１の光学部品又は可動光学部品を支持することができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、上記第１の光学部品又は可動光学部品の移動機構について複雑化を伴うことなく焦点距離の制御や切換機能を実現することができ、小型化や低コスト化等に好適である。
【００１３】
そして、第１の光学部品が第１レンズ及び第２レンズを有し、第２の光学部品とともにアフォーカル系を構成する形態において、第１の光学部品が、第１レンズ及び第２レンズの光軸に対して直交する方向に沿って、全系の光軸上に来た位置と全系の光軸上から外れた退避位置との間で移動されるように構成すると、第１の光学部品について確保すべき可動空間（光学部品同士の間隙を含む。）が少なくて済み、小型化に有利である。また、該第１レンズを透過した光が、第２の光学部品で反射して直角に光路変更を受けた後に、第２レンズを透過するように構成すれば、奥行寸法を短くすることができ、厚みが制約される機器への適用に有効である。
【００１４】
部品点数の削減、低コスト化のためには、第１の光学部品を１つの合成樹脂成型品として形成し、１回の成型工程で作成できるようにすることが好ましい。
【００１５】
また、合成樹脂製の上記固定光学部品を用いる場合に、上記可動光学部品に対する案内部を、該固定光学部品に一体成型により形成することが構成の簡素化に効果的である。そして、該固定光学部品のうち案内部とは反対側にレンズの受け入れ凹部を形成することにより、該固定光学部品にレンズ保持部材の役目をもたせることができる（レンズの保持用部材を不要にすることができる。）。
【００１６】
上記可動光学部品及び固定光学部品を透過した光に対して可動レンズを設け、該固定光学部品のレンズ部とともに結像光学系を構成し、該可動レンズの駆動機構を固定光学部品に設けた構成形態への適用においては、該固定光学部品を基準としてこれに可動レンズの駆動機構を付設することができる。つまり、可動光学部品及び可動レンズの光学的位置が固定光学部品に基づいて決まり、精度保証面で有効である。
【００１７】
本発明を撮像装置に適用することにより、例えば、焦点距離の切換等による多機能化に対して小型化を推進することが可能となり、また機構の簡素化により組立工数や部品点数の削減、品質保証等の面で効果的である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
本発明は、筐体内部の配置スペースに制約のある機器（例えば、厚みに制約のある機器）への適用に好適である。
【００１９】
近年の高性能化や多様化の傾向に伴ってカメラモジュールのサイズが大きくなる一方で、装置サイズの小型化が求められている。本発明は、例えば、焦点距離の切換を可能とした光学系（広角と望遠の２焦点切換機構を有するカメラモジュール等）において小型化の実現に有用であり、携帯電話等の移動体通信端末装置や、携帯型コンピュータやＰＤＡ（携帯情報端末）等の情報処理装置に幅広く適用することができる。
【００２０】
図１は本発明に係る変倍光学系の基本構成を示す概念図である。
【００２１】
変倍光学系１は、屈折作用を有する第１の光学部品「Ｇ１」と、反射作用又は透過作用を有する第２の光学部品「Ｇ２」、屈折作用を有する第３の光学部品「Ｇ３」を備えている。そして、Ｇ２及びＧ３に対してＧ１が移動することにより全系の焦点距離を段階的に又は連続的に変化させることができる。尚、Ｇ１の移動手段についてはアクチュエータを用いた機構又は手動によるスライド機構等が用いられる。
【００２２】
例えば、Ｇ２及びＧ３をそれぞれ固定光学部品で構成する場合に、Ｇ１を光軸ｘに対して直交する方向に移動させる機構としては、図示しない鏡筒部に固定された互いに平行に延びる複数の案内部材（ロッドやガイドシャフト等）を配設して、該案内部材をＧ１に形成された被案内孔に各別に挿通させることでＧ１を摺動可能に支持する形態が考えられる。しかしながら、機構が複雑であり、またその配置スペースを確保することの必要性から小型化が困難である。
【００２３】
そこで、本発明では、Ｇ１の構成部Ｇ１ｂに当接されてその移動方向を規定するための案内部を、Ｇ２又はＧ３に形成することにより案内用部品を削減するとともに、Ｇ１をＧ２とＧ３との間に挟み込んで移動可能な状態に支持する（具体的構成については後で詳述する。）。
【００２４】
例えば、Ｇ１をＧ１ａとＧ１ｂとから構成してＧ１ｂをＧ２とＧ３で挟持した状態でＧ１ｂをスライド可能に支持することにより、機構の簡素化が可能となる。尚、Ｇ１ｂについてはレンズ作用を有する形態と透過作用のみを有する形態が挙げられる。
【００２５】
本発明を適用すればＧ１の移動に要する案内部材をレンズ機構に対して別個に設ける必要がなく、既存の光学部品を利用してＧ１を支持することができる。
【００２６】
尚、Ｇ１については、下記に示す構成形態が挙げられる。
【００２７】
・Ｇ１ａ、Ｇ１ｂを別個の部品として形成して両者を一体化させた形態
・Ｇ１ａ、Ｇ１ｂを１つの合成樹脂成型品として形成した形態
【００２８】
図２及び図３は本発明の構成例を示したものであり、ビデオカメラ用の変倍レンズ系等への適用において、広角と望遠の２焦点切換機構を有するカメラモジュールを例示している。
【００２９】
尚、図２、図３はいずれも広角時のレンズ構成を示しており、図２が正面からみた構成図、図３が断面構成図である。
【００３０】
第１の光学部品Ｇ１は、第１レンズＷ１及び第２レンズＷ２を有する。第１レンズＷ１は負の屈折力を有し、また、第２レンズＷ２は正の屈折力を有しており、本例ではいずれも単レンズとされる（それぞれレンズ群として複数枚のレンズを組み合わせた構成でも良いが、構成の簡素化や部品点数削減のためには単レンズの使用が好ましい。）。例えば、Ｗ１を像側に強い凹面を向けた凹メニスカスレンズとし、また、Ｗ２を凸レンズとする構成形態が好ましい（アフォーカル系の簡素化及び小型化に有効である。また、これらの少なくとも１面を非球面で構成することによって、アフォーカル系における収差補正上有利となる。）。
【００３１】
部品点数の削減、低コスト化等の観点からは、Ｇ１を１つの透明な合成樹脂成型品として形成することが好ましく、１回の成型工程による作成が可能となる。本例ではＧ１の断面形状がほぼＬ字状をなしており、Ｗ１とＷ２の各光軸同士が９０度の角度をなしている。
【００３２】
図４はＷ１及びＷ２をプラスチックで一体形成したレンズ構成体について断面形状の一例を示す図である。
【００３３】
通常のプラスチックレンズの成形において、金型は光軸方向に開いて成形品を取り出せるように構成するが、図示するレンズ構成体を取り出すためには、Ｗ１、Ｗ２の各光軸に対してほぼ４５度の角度をなす矢印Ａと矢印Ｂの方向に金型を開く構造にする。
【００３４】
図中のｒW１ａ面、ｒW１ｂ面は第１レンズＷ１の各レンズ面を示しており、ｒW１ａ面が入射面、ｒW１ｂ面が出射面である。また、図中のｒW２ａ面、ｒW２ｂ面が第２レンズＷ２の各レンズ面を示しており、ｒW２ｂ面が入射面、ｒW２ａ面が出射面である。
【００３５】
矢印Ａ側の金型にはｒW１ａ面とｒW２ａ面に対応する部分が一体に形成されており、矢印Ｂ側の金型にはｒW１ｂ面とｒW２ｂ面に対応する部分が一体に形成されている。尚、レンズ外周部については、矢印Ａと矢印Ｂの方向に金型を開くときのアンダーカットとなる形状を避け、離型性の良好な形状とする。
【００３６】
図５はＧ１乃至Ｇ３の形状を例示した斜視図である。
【００３７】
第２の光学部品Ｇ２には、ミラー又はプリズムの反射により光路を折り曲げるための固定の光学部材が用いられる。Ｇ２は上記Ｇ１とともにアフォーカル系を構成しており、例えば、屈折率の高いガラス製直角プリズム（断面形状が直角３角形状とされる。）を用いると、プリズム中で主光線の光軸に対する傾きが小さくなって、アフォーカル系の小型化に有利となる。
【００３８】
第３の光学部品Ｇ３は、Ｇ１を支持するための基台としての機能を有しており、かつレンズ部Ｌ１が一体に形成された合成樹脂製の固定光学部品である。
【００３９】
本例では、Ｇ１のうちＷ２が形成された部分２（上記Ｇ１ｂに相当する。）が、Ｇ２とＧ３との間に挟み込まれた状態とされ、図２に矢印Ｍで示す方向に沿ってＧ１が移動可能に支持されている。つまり、該部分２のうち、Ｇ３に面した部分３が、Ｇ３に形成されたレール状の案内部４に当接されており、また、該部分２の一部がＧ２に当接されている。尚、加工容易性を考慮して案内部４をＧ３に形成しているが、Ｇ２に案内部を形成した構成も可能である。
【００４０】
可動光学部品であるＧ１の移動方向は、Ｇ３の案内部４によって規定され、Ｗ１及びＷ２の光軸に対して直交する方向に沿ってＧ１が移動可能とされる。つまり、Ｇ１は図２に実線で示すように、全系の光軸上に来た位置（広角時）と、同図に二点鎖線で示すように、該光軸上から外れた退避位置（望遠時）との間で移動される。Ｇ１について確保すべき可動空間が少なくて済み、小型化に有利である。
【００４１】
Ｇ３の使用材料については透明合成樹脂が好ましく、上記案内部４を一体成型により形成することができる。また、Ｇ３において案内部４と反対側の面には、レンズＬ２のための受け入れ凹部５が形成されており、Ｌ２が該凹部に嵌め込まれて固定される。これにより、Ｇ３はＧ１に対する基台としての機能の他にレンズ保持部材としての役目を有する。
【００４２】
Ｗ１を透過した光は、Ｇ２の斜面で反射して直角に光路変更を受けた後にＷ２を透過し、さらにＬ１、Ｌ２を透過する。
【００４３】
Ｇ１乃至Ｇ３を透過した光に対してＡＦ（オートフォーカス）用の可動レンズＬ３が設けられており（後述のように可動レンズＬ３の案内及び駆動のために機構がＧ３に付設されている。）、該レンズはＬ１、Ｌ２とともに結像光学系「Ｌ」を構成している。
【００４４】
結像光学系Ｌについては、標準レンズよりやや画角が狭く、前置絞りに対して収差補正を行いやすいレンズタイプであれば、どのようなレンズ構成であっても良いが、例えば、図示のように、物体側に凸面を向けた非球面を含む凸レンズＬ１、像側に凹面を向けた凹メニスカスレンズＬ２、凸レンズＬ３の３群３枚により構成すると、極めて簡単な構成でありながら、結像光学系Ｌの最も物体側の面から像面までの全長が、焦点距離にほぼ等しいほどの小型化を達成可能である。そして、Ｗ１及びＷ２（ワイドコンバージョンレンズ）を装着した広角時にペッツバール和がマイナス側に移行することを考慮して、結像光学系Ｌ単独ではペッツバール和がプラスで適度な値に設定することができ、焦点距離の切換えに伴う像面湾曲の変動を抑えることができる。
【００４５】
結像光学系Ｌを透過した光は、フィルタ部材「Ｆ」を経て、結像面「ＩＭＧ」に到達する。尚、結像面の位置には撮像手段として、ＣＣＤ（Charge coupled device）型やＣＭＯＳ（Complementary Metal-Oxide Semiconductor）型等の固体撮像素子が配置される。
【００４６】
上記Ｇ１、Ｇ３、Ｌ３の使用材料としてアクリル樹脂、ポリカーボネート、ポリオレフィン等の透明なプラスチックが適用可能であるが、例えば、ポリオレフィン系のシクロオレフィンポリマーの「ＺＥＯＮＥＸ」（日本ゼオン株式会社の登録商標）がその光学的特性及び良好な機械加工性故に好適である。低コストで設計の自由度が高いプラスチックレンズの使用により、収差補正のための非球面の形成が容易となる。尚、Ｇ２を構成するプリズムや、Ｇ３の受け入れ凹部５に保持されるレンズＬ２には、ガラス材料が用いられる。
【００４７】
図６（ａ）は広角時のレンズ配置を示している。
【００４８】
物体側より順に、Ｗ１、Ｇ２、Ｗ２、Ｌが配列されており、前３者により角倍率が１未満のアフォーカル系が構成されている。Ｗ１から入射した光がＧ２の反射面で９０度の光路変更を受け、Ｗ２、結像光学系Ｌ、フィルタ部材Ｆを介して撮像手段の受光面に結像する。
【００４９】
図６（ｂ）は望遠時のレンズ配置を示している。
【００５０】
Ｗ１及びＷ２が全系の光軸とほぼ直交する方向（紙面に垂直な方向）に移動され、結像光学系Ｌの光路から外れた位置へと退避された状態である。Ｇ２への入射光が９０度の光路変更を受けた後、結像光学系Ｌ、フィルタ部材Ｆを介して撮像手段の受光面に結像する。
【００５１】
このように、Ｗ１及びＷ２が全系の光軸上に来た位置と該光軸から外れた位置との間でＧ１を移動させることにより、角倍率が１未満の範囲で全系の焦点距離が変化する構成となっている。
【００５２】
そして、Ｗ１とＷ２との間に光路を折り曲げるための固定光学部材（Ｇ２）を配置することにより、変倍光学系の奥行き、即ち、Ｗ１の光軸に沿う方向の長さを短くすることができる（図３に示す「ｄ」参照。）。奥行きを短くすることで、携帯電話等の収納機器における寸法上の制約条件を満足することが可能となる。
【００５３】
また、本構成にあっては、Ｗ１及びＷ２の移動方向をこれらの光軸とほぼ直交する方向に限定したので、鏡筒ごと回転させる構造と比べて、Ｗ１及びＷ２の移動空間を小さくすることができる。よって、小型化に寄与し、携帯電話等のように収納空間に制約のある機器への適用上有利である。
【００５４】
Ｇ１の移動手段については、下記の構成形態が挙げられる。
【００５５】
・手動機構を用いる形態
・アクチュエータ等を用いる形態
【００５６】
手動機構としては、例えば、弾性体やマグネット等を用いた付勢手段によりＧ１を広角時の状態に保持しておき、Ｇ１に付設された摘子やレバー等を操作してＧ１を望遠時の退避位置へと移動させてロックさせる機構等が挙げられる（ロック解除によりＧ１が再び広角時の状態に戻る。）。給電が不要であるため、省電力化が求められる機器に好適であり、また、機構の簡素化や小型化に適する。
【００５７】
アクチュエータを使った構成には、例えば、形状記憶合金製の弾性部材６（図２にはバネ形状で簡略化して示す。）を使用し、該部材への通電の有無に応じた伸縮を利用してＧ１を移動させることができる。一端がＧ１に取り付けられ他端が固定端とされた弾性部材６を用いてＧ１を広角時の状態に保持しておき、通電により弾性部材６が縮むことでＧ１を望遠時の退避位置へと移動させることができる。この他には電磁的な吸引と反発を利用した機構や、ギヤ機構及び駆動源を用いる形態が挙げられるが、複雑な構成は極力避けるべきである。
【００５８】
尚、Ｇ２にプリズムやミラー等を用いた構成形態では、光学的に必要な部品を用いてＧ１の支持が可能であるが、本発明の適用においては、プリズムやミラーを使用しない形態への適用も可能である。例えば、Ｇ１がＷ１とＷ２を含むコ字状の断面形状を有し、Ｗ１とＷ２とが所定の空気間隔をもって配置された構成において、Ｇ２に相当する透明部材とＧ３との間にＧ１の一部を挟み込んで移動可能に支持した構成が挙げられる（該透明部材とＧ３とを一体成型で作成すればＧ１の支持が一部品で済む。）。
【００５９】
また、Ｇ１の移動手段を設ける代わりに、Ｇ１についての複数種類の部品を予め用意しておき、必要に応じてＧ１を交換できるようにした構成形態が挙げられる（Ｇ１を交換レンズとして取り替えられるように、Ｇ２とＧ３との間でＧ１の一部を挟持できる構造をもつ。）。
【実施例】
【００６０】
図７乃至図１１は、本発明を適用した携帯型装置（携帯電話等）の一例を示したものである。
【００６１】
図７は撮像装置７の外観例を示しており、その本体部８にカメラモジュール９が搭載されている。
【００６２】
本例では、本体部８の側面に長孔１０が形成されており、該長孔に挿通された操作部材１１により上記Ｇ１に相当する可動光学部品を手動で移動（スライド）させることが可能である。尚、カメラモジュール９の光学的構成については上記と同様に、第１レンズＷ１、光路変更用の光学部品Ｇ２、第２レンズＷ２、結像光学系Ｌを備えており、例えば、角倍率０．５倍のアフォーカル系及び画角３２度程度の結像光学系Ｌが構成される。
【００６３】
図８は要部の構成例を示す斜視図であり、広角時の状態を示している。
【００６４】
光学部品Ｇ１に形成された突部１２には操作部材１１が固定されており、該操作部材１１の一部が長孔１０に挿通された状態で本体部８の筐体１３外に突出されている。
【００６５】
光学部品Ｇ２には三角柱状プリズムが用いられており、該プリズムとＧ３の間にＧ１が部分的に挟持された状態で移動可能とされている。つまり、Ｇ３には案内部４（ガイドレール）が形成され、Ｇ１の部分２が該案内部４に当接されており、操作部材１１を長孔１０に沿ってスライドさせることにより、Ｇ１全体が所定の方向に沿って、例えば、図に示す広角時の位置から望遠時の退避位置へと移動される。
【００６６】
尚、プリズム（Ｇ２）やＧ３の長手方向における各端部は一対の側板１４、１４にそれぞれ固定されており、該側板が筐体１３に固定されている。
【００６７】
結像光学系Ｌを構成する可動レンズＬ３は、そのレンズ部１５と枠部１６とが一体成型により形成されており（各部を別個の部材とした構成に比して部品点数や組立工数等の面で有利である。）、該枠部１６が２本のシャフト１７、１８を用いて光軸方向に移動自在な状態で支持されている。
【００６８】
光学部品Ｇ３に立設されて光軸方向に延びる案内用のシャフト１７、１８は、Ｇ３と後述の撮像素子（２２）とを連結している。例えば、図９に概略的に示すように、可動レンズＬ３の枠部１６にはレンズ中心の回りにほぼ１８０度の角度間隔をもって挿通孔１９と切欠２０が形成されており、一方のシャフト１７が挿通孔１９に挿通され、他方のシャフト１８が切欠２０に係合されている。そして、枠部１６に形成された突部１６ａがアクチュエータ２１を用いて駆動されることにより、可動レンズＬ３がシャフト１７、１８に沿って移動する。
【００６９】
このように、固定光学部品であるＧ３を基準として該部品に可動レンズＬ３の駆動機構（案内機構を含む。）を付設することができる。これによりＬ３、Ｌ２、Ｌ１を含めたレンズ系の寸法精度の基準をＧ３に集約させることができ、組立精度の向上に寄与する。つまり、Ｗ２、Ｌ１乃至Ｌ３の光学的位置が１つの固定光学部品に基づいて決まることになるため、精度保証面において有効である。
【００７０】
撮像素子２２は、結像光学系Ｌの結像面上に位置されており、その出力信号は図示しないカメラ信号処理部へと送出される。
【００７１】
図１０及び図１１は、Ｇ１乃至Ｇ３、Ｌ３、撮像素子２２を抽出して要部構成を例示した斜視図であり、図１０が広角時の状態（例えば、焦点距離３５ｍｍ）、図１１が望遠時の状態（例えば、焦点距離７０ｍｍ）をそれぞれ示している。
【００７２】
図１０では、Ｇ１がＧ２とＧ３との間に形成される可動空間において一方の端（図の右端）に来ており、全系がＷ１、Ｇ２、Ｗ２（アフォーカル系）と結像光学系Ｌとで構成される。
【００７３】
また、図１１では、Ｇ１がＧ２とＧ３との間に形成される可動空間において他方の端（図の左端）に来ており、全系がＧ２と結像光学系Ｌとで構成される。
【００７４】
上記構成を適用した装置（例えば、カメラ内蔵型の携帯電話等）のハードウェア構成には、例えば、下記に示す構成要素が含まれる。
【００７５】
・ＣＰＵ（Central Processing Unit）やシステムコントローラ等の制御部
・ＲＯＭ（Read Only Memory）やＲＡＭ（Random Access Memory）、補助記憶装置等を含めた記憶部
・液晶表示装置等を用いた表示部とその表示制御部
・上記カメラモジュールとその制御部
・音声信号処理部
・通信処理部
【００７６】
上記の各要素はバスを介して互いに繋がれており、例えば、カメラモジュールの制御部から上記アクチュエータ２１に対して送出される制御信号によって可動レンズＬ３の駆動制御が行われる。また、光学部品Ｇ１の位置検出用にセンサを設けるか操作部材１１の位置情報を取得することにより広角時と望遠時の各状態についてカメラモジュールの制御部での把握が可能である。
【００７７】
また、カメラモジュールの制御部は、上記変倍光学系及び撮像素子を用いて取得される静止画や動画のデータに関してＪＰＥＧ（Joint Photographic coding Experts Group）形式、ＭＰＥＧ（Moving Picture Experts Group）形式等への圧縮処理等を行った後、画像情報をＲＡＭに一時的に保存する。そして、画像データ保存用の記録媒体（メモリカード等）に対する記録処理が行われ、あるいは表示制御部により本体部に設けられた表示部上に画像表示が行われる。
【００７８】
尚、撮影時に同時にマイクロフォンを通じて収録された音声情報については、音声処理部（オーディオ・コーデック）を介してデータ記録やスピーカ等への音声出力が行われる。
【００７９】
さらに、上記画像情報や音声情報は、必要に応じて、赤外線や無線通信インターフェース等を介して外部の情報機器へ伝達される。そして、通信制御部では、アンテナを介して基地局との間で電波による送受信処理が行われる。
【００８０】
上記変倍光学系を用いたカメラモジュール搭載の装置では、該光学系の奥行寸法を短くすることができるので、携帯電話等のように厚みに制約のある機器にも容易に搭載することができる。
【００８１】
以上に説明した構成によれば、例えば、下記に示す利点が得られる。
【００８２】
・焦点距離の切換機能（広角と望遠との切換機能や広角と接写の切換機能等）を有する光学系への適用において、複雑な機構を用いる必要がなく、小型化が可能であること。
・光学系において必須とされる光学部品に、レンズ移動のための支持機構やレンズ保持機構の機能をもたせることにより、案内用部材等の追加部品を用いる必要がなく、機構の簡素化、部品点数の削減等に有効であること。
・焦点切換のためのアクチュエータを要しない形態において省電力化が必要な小型モバイル機器への搭載に適していること及び特定の駆動源の使用を前提とせずに簡易な構成を実現できること。
【図面の簡単な説明】
【００８３】
【図１】本発明に係る変倍光学系の基本構成を示す概念図である。
【図２】本発明に係る変倍光学系の構成例を示す正面図である。
【図３】本発明に係る変倍光学系の断面構成例を示す図である。
【図４】光学部品Ｇ１の断面形状例を示す図である。
【図５】構成部品の一部分を切り欠いて示す分解斜視図である。
【図６】広角時と望遠時の各レンズ構成を示す図である。
【図７】図８乃至図１１とともに、本発明を適用した実施の一例を示す図であり、本図は外観例を示す図である。
【図８】要部を示す斜視図である。
【図９】可動レンズＬ３とその案内機構についての説明図である。
【図１０】広角時の状態を示す要部の斜視図である。
【図１１】望遠時の状態を示す要部の斜視図である。
【符号の説明】
【００８４】
１…変倍光学系、Ｇ１…第１の光学部品、Ｗ１…第１レンズ、Ｗ２…第２レンズ、Ｇ２…第２の光学部品、Ｇ３…第３の光学部品、３…Ｇ１の一部、４…案内部、５…受け入れ凹部、Ｌ…結像光学系、Ｌ１…レンズ部、Ｌ３…可動レンズ、７…撮像装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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