(57)【要約】【課題】嵌合ガタに起因するレンズ性能劣化を防止可能な光学装置を提供する。【解決手段】ズームレンズユニット１０に、第２レンズ群１２２と、第２レンズ群１２２の光軸に並列に延びる第１ガイド軸１３１と、第２レンズ群を保持する保持部１６１と、第１ガイド軸１３１に案内される被ガイド部１６４とを有するレンズ移動枠体１６と、第１ガイド軸１３１に案内され、第１レンズ移動枠体１６に対して第１ガイド軸１３１周りに回転可能且つ第１レンズ移動枠体１６と一体的に光軸方向に移動可能な第１補助移動体２１と、第１補助移動体２１と第１レンズ移動枠体１６との間に配置され、第１補助移動体２１に対して第１レンズ移動枠体１６を第１ガイド軸１３１周りの所定方向に付勢する付勢手段とを設ける。【選択図】図１０
2006178361.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レンズ群と、
前記レンズ群の光軸に並列に延びるガイド軸と、
前記レンズ群を保持する保持部と、前記ガイド軸に案内される被ガイド部とを有するレンズ移動体と、
前記ガイド軸に案内され、前記レンズ移動体に対して前記ガイド軸周りに回転可能且つ前記レンズ移動体と一体的に前記光軸方向に移動可能な補助移動体と、
前記補助移動体と前記レンズ移動体との間に配置され、前記補助移動体に対して前記レンズ移動体を前記ガイド軸周りの所定方向に付勢する付勢手段と、
を備える光学装置。
【請求項２】
前記被ガイド部は前記ガイド軸が挿通される被挿通部又は前記ガイド軸を挟持する挟持部を有し、
前記補助移動体は前記ガイド軸が挿通される被挿通部又は前記ガイド軸を挟持する挟持部を有する
請求項１に記載の光学装置。
【請求項３】
前記ガイド軸に並列に設けられ、前記光軸に平行な軸を中心に回転可能な回転体と、前記回転体の外側面に螺旋状に設けられるカム部とを有するカム装置を更に備え、
前記補助移動体は、前記カム部に係止され、前記回転体の回転に伴って前記カム部により前記光軸方向に案内される被係止部を有する
請求項１又は２に記載の光学装置。
【請求項４】
前記付勢手段は、線材が螺旋状に巻かれたコイル部と、前記線材の両端部からそれぞれ延びる腕部とを有する捻りばねであり、
前記捻りばねは、前記コイル部に前記ガイド軸が挿通されて前記ガイド軸に摺動可能に設けられ、一方の前記腕部が前記レンズ移動体に係合し、他方の前記腕部が前記補助移動体に係合して前記補助移動体に対して前記レンズ移動体を前記ガイド軸周りの所定方向に付勢する
請求項１〜３のいずれか一に記載の光学装置。
【請求項５】
前記補助移動体は、前記ガイド軸方向に所定間隔をおいて設けられた少なくとも２つの軸受部を有し、
前記被ガイド部及び前記コイル部は、前記２つの軸受部の間に配置されている
請求項４に記載の光学装置。
【請求項６】
前記捻りばねは、前記コイル部の一端が前記レンズ移動体に当接し、他端が前記補助移動体に当接し、前記補助移動体に対して前記レンズ移動体を前記ガイド軸方向にも付勢する
請求項５に記載の光学装置。
【請求項７】
レンズ群と、
前記レンズ群の光軸に並列に延びるガイド軸と、
前記レンズ群を保持する保持部と、前記ガイド軸に案内される被ガイド部とを有するレンズ移動体と、
前記ガイド軸に案内され、前記レンズ移動体に対して前記ガイド軸周りに回転可能且つ前記レンズ移動体と一体的に前記光軸方向に移動可能な補助移動体と、
前記補助移動体と前記レンズ移動体との間に配置され、前記補助移動体に対して前記レンズ移動体を前記ガイド軸周りの所定方向に付勢する付勢手段と、
を備えることを特徴とするカメラモジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、１または複数のレンズ群を光軸方向に進退させる光学装置及びカメラモジュールに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
レンズを保持するレンズ保持枠の側方に光軸に平行に延びるガイド軸を設け、当該ガイド軸にレンズ保持枠を案内させて、レンズを光軸方向に移動させる技術が知られている。かかる技術において、レンズ保持枠を光軸方向に付勢するばねを設けるものが提案されている（例えば、引用文献１、２）。なお、引用文献１及び２においては、レンズ移動枠は、レンズ保持枠に挿通される送りねじにより光軸方向に駆動される。
【特許文献１】特開平４−３４２２１１号公報
【特許文献２】特開平７−１５１９４７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ガイド軸とガイドの係合孔部との間には隙間、いわゆる嵌合ガタがある。嵌合ガタは、例えば、ガイド軸やガイドの製造時における加工精度のばらつきによって生じる。そして、嵌合ガタによってレンズの光軸がずれることにより、像ゆれ、視差ずれが生じる。しかし、引用文献１では、当該嵌合ガタに起因する像ゆれ等を防止する技術については開示されていない。引用文献２の技術は、嵌合ガタに起因するレンズ移動中の振動を防止することを目的としているが、光軸のずれ自体、例えば、同軸上に配置された複数のレンズ間の光軸のずれをなくすことはできない。
【０００４】
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、嵌合ガタに起因するレンズ性能劣化を防止可能な光学装置及びカメラモジュールを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の光学装置は、レンズ群と、前記レンズ群の光軸に並列に延びるガイド軸と、前記レンズ群を保持する保持部と、前記ガイド軸に案内される被ガイド部とを有するレンズ移動体と、前記ガイド軸に案内され、前記レンズ移動体に対して前記ガイド軸周りに回転可能且つ前記レンズ移動体と一体的に前記光軸方向に移動可能な補助移動体と、前記補助移動体と前記レンズ移動体との間に配置され、前記補助移動体に対して前記レンズ移動体を前記ガイド軸周りの所定方向に付勢する付勢手段と、を備える。
【０００６】
好適には、前記被ガイド部は前記ガイド軸が挿通される被挿通部又は前記ガイド軸を挟持する挟持部を有し、前記補助移動体は前記ガイド軸が挿通される被挿通部又は前記ガイド軸を挟持する挟持部を有する。
【０００７】
好適には、前記ガイド軸に並列に設けられ、前記光軸に平行な軸を中心に回転可能な回転体と、前記回転体の外側面に螺旋状に設けられるカム部とを有するカム装置を更に備え、前記補助移動体は、前記カム部に係止され、前記回転体の回転に伴って前記カム部により前記光軸方向に案内される被係止部を有する。
【０００８】
好適には、前記付勢手段は、線材が螺旋状に巻かれたコイル部と、前記線材の両端部からそれぞれ延びる腕部とを有する捻りばねであり、前記捻りばねは、前記コイル部に前記ガイド軸が挿通されて前記ガイド軸に摺動可能に設けられ、一方の前記腕部が前記レンズ移動体に係合し、他方の前記腕部が前記補助移動体に係合して前記補助移動体に対して前記レンズ移動体を前記ガイド軸周りの所定方向に付勢する。
【０００９】
好適には、前記補助移動体は、前記ガイド軸方向に所定間隔をおいて設けられた少なくとも２つの軸受部を有し、前記被ガイド部及び前記コイル部は、前記２つの軸受部の間に配置されている。
【００１０】
好適には、前記捻りばねは、前記コイル部の一端が前記レンズ移動体に当接し、他端が前記補助移動体に当接し、前記補助移動体に対して前記レンズ移動体を前記ガイド軸方向にも付勢する。
【００１１】
本発明のレンズモジュールは、レンズ群と、前記レンズ群の光軸に並列に延びるガイド軸と、前記レンズ群を保持する保持部と、前記ガイド軸に案内される被ガイド部とを有するレンズ移動体と、前記ガイド軸に案内され、前記レンズ移動体に対して前記ガイド軸周りに回転可能且つ前記レンズ移動体と一体的に前記光軸方向に移動可能な補助移動体と、前記補助移動体と前記レンズ移動体との間に配置され、前記補助移動体に対して前記レンズ移動体を前記ガイド軸周りの所定方向に付勢する付勢手段と、を備える。
【００１２】
なお、本発明のカメラモジュールは、上述した本発明の光学装置における各種の好ましい態様を含んでいてもよい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、嵌合ガタに起因するレンズ性能劣化を防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
（第１の実施形態）
以下、本発明の第１の実施形態を添付図面に関連付けて説明する。
【００１５】
図１は、本発明の光学装置及びカメラモジュールを適用したズームレンズユニットの正面側から見た外観斜視図であり、図２は、本発明に係るズームレンズユニットの背面側から見た一部省略外観斜視図であり、図３は、本発明に係るズームレンズユニットの正面図であり、図４は、本発明に係るズームレンズユニットの上面図である。
【００１６】
本ズームレンズユニット１０は、図に示すように、レンズ、ガイド軸、カム装置等の主要構成部を収容する固定枠体１１と、第１レンズ群１２１、第２レンズ群１２２、および第３レンズ１２３の３群構成を有し、固定枠体１１に第１レンズ群１２１が固定され、固定枠体１１内に第２および第３レンズ群１２２，１２３が光軸上を移動可能に配置される撮像光学系１２と、撮像光学系１２の第２レンズ群１２２および第３レンズ群１２３を光軸に平行な方向に案内する第１ガイド軸１３１および第２ガイド軸１３２を有するガイド部１３と、撮像光学系１２に対して固定枠体１１内において並列に配置されたカム装置１４と、ＣＣＤやＣＭＯＳセンサからなる撮像素子１５１が撮像光学系１２の一部としての光軸を含むように配置されている。
【００１７】
なお、図１および図２において、撮像光学系１２の光軸は、図中に設定した直交座標系のＺ軸方向となるように構成されており、後で詳述するように、第２レンズ群１２２および第３レンズ群１２３がカム装置１４の回転に応じて光軸方向に移動（進退）する。
【００１８】
固定枠体１１は、たとえば図１および図２中において、前面側、背面側、および下面側が開口しており、左右両側部の下面側が基台１５に対して取り付けられる。そして、ガイド部１３の第１ガイド軸１３１および第２ガイド軸１３２の一端部が略１８０°をもって対向する位置に軸支されている。
固定枠体１１の上面部１１ａの図中左側には、撮像光学系１２の第１レンズ群１２１を固定するために光軸方向に連通する断面が円形をなす開口部１１１ａが形成された第１レンズ群固定枠１１１が設けられる。
また、第１レンズ群固定枠１１１に並列に、カム装置１４の回転体の回転軸の軸受部、や回転体に図示しないモータの回転駆動力を所定の減速比をもって伝達する歯車の輪列等が配置されるカム駆動部収納部１１２が一体的に形成されている。
【００１９】
図５は、図４のＡ−Ａ線矢視方向における断面図であり、図６は、図４のＢ−Ｂ線矢視方向における断面図である。
以下に、上記図１〜図４に加え、図５および図６に関連付けて、本実施形態に係る撮像光学系１２の具体的な構成例について説明する。
【００２０】
本実施形態に係る撮像光学系は、図５および６に示すように、物体側ＯＢＪＳから順に配置された、負の屈折力を有する１枚構成よりなる第１レンズ群１２１、正および負の屈折力を有する３枚構成よりなり全体として正の屈折力を有する第２レンズ群１２２、負の屈折力を有する１枚構成の第３レンズ群１２３、基台側に設けられた撮像部１２４、および第２レンズ群１２２の物体側（第１レンズ群１２１側）に配置された絞り部１２５により構成されている。
この撮像光学系１２において変倍を行う際には、第１レンズ群１２１、第２レンズ群１２２、および第３レンズ群１２３のうち、第２レンズ群１２２と第３レンズ群１２３が光軸上をカム装置１４の回転に応じて移動する。
【００２１】
このように、本実施形態においては、撮像光学系１２が、物体側ＯＢＪＳから順に配置した第１レンズ群１２１が１枚構成、第２レンズ群１２２が３枚構成、第３レンズ群１２３が１枚構成の計５枚のレンズで構成されている。
【００２２】
第１レンズ群１２１は、たとえば第１面に物体側を凸面とした負の屈折力を持つメニスカスレンズ１２１１により構成される。
このように、第１レンズ群１２１を負の屈折力を持つメニスカスレンズ１２１１により構成することにより、ディストーションを抑えやすくなる。
【００２３】
第２レンズ群１２２は、唯一の正の屈折力を持つ群となるために、諸収差補正を行うため３枚構成を採用している。さらに、この第２レンズ群１２２ガラスレンズを使用すると、小さいがために通常のレンズより高価となる。そのため、コスト低減を達成するために、第２レンズ群１２２を構成する３枚のレンズをプラスチック製レンズにより構成している。
第２レンズ群１２２を構成する３枚のプラスチック製レンズは、たとえば、第１レンズ群１２１側（物体側）から、正のメニスカスレンズ１２２１、負のメニスカスレンズ１２２２、および正の両凸レンズ１２２３により構成される。
正のメニスカスレンズ１２２１は球面収差補正を良好に行っており、３枚の中央に位置するレンズを負のメニスカスレンズ１２２２とすることで、正レンズで発生する象面湾曲の補正過剰を抑制しつつ、コマ収差発生を抑えることで、性能バランスをとっており、これらにより変倍に伴う収差変動を抑え、高性能な変倍を可能としている。
【００２４】
第３レンズ群１２３は、１枚構成であるために、ここで諸収差の補正が必要となり、球面収差、コマ収差、非点収差、歪曲補正を行い、さらに、広角端における射出角の補正のためにも必要である。
第３レンズ群１２３は、たとえば像面側を凹とした負のレンズ１２３１により構成される。
本実施形態において、ピント調整（フォーカス調整）は第３レンズ群１２３で行っており、無限から至近にかけて撮像面側に移動する。
第３レンズ群が正レンズの場合は物体側に移動するために、特に望遠端での第２レンズ群と第３レンズ群間の距離を確保する必要がある。
本実施形態では、像面側に移動するため、望遠端での第２レンズ群１２２と第３レンズ群１２３との距離を狭めることができる。
これは、変倍光学系のコンパクト化を可能ならしめる要因の一つであり、また同じ大きさであれば、無理の無いパワー配置が可能となり、高性能化および偏心感度の低下を可能ならしめている。
【００２５】
基台１５側に設けられる撮像部１２４は、第３レンズ群１２３側から、ガラス製の平行平面板（カバーガラス）１５２と、たとえばＣＣＤあるいはＣＭＯＳセンサ等からなる撮像素子１５１が順に配置されている。
撮像光学系を介した被写体（物体）からの光が、撮像素子１５１の撮像面１５１ａ上に結像される。
【００２６】
以上の第１レンズ群１２１、第２レンズ群１２２、および第３レンズ群１２３を有する撮像光学系は、光学系全体が負、正、負のレンズ構成となっていることから、テレフォト作用を持たせるために全長短縮が可能である。
【００２７】
以上のような構成を有する本実施形態に係る撮像光学系１２は、携帯電話機等に搭載可能なようにコンパクト化を実現している。
【００２８】
そして、上述したように撮像光学系１２の第１レンズ群１２１は、第１レンズ固定枠１１１に固定され、さらに第２レンズ群１２２は第１レンズ移動枠体１６に収容固定され、第３レンズ群１２３は第２レンズ移動枠体１７に収容固定されている。
第１レンズ移動枠体１６と第２レンズ移動枠体１７が、第１ガイド軸１３１と第２ガイド軸１３２を光軸方向に案内されるように構成されている。
【００２９】
次に、第１レンズ移動枠体１６と第２レンズ移動枠体１７の構成、並びに第１ガイド軸１３１と第２ガイド軸１３２、カム装置１４との配置および係合関係について説明する。
【００３０】
図７は、第１レンズ移動枠体１６と第２レンズ移動枠体１７、並びに第１ガイド軸１３１と第２ガイド軸１３２、カム装置１４との配置および係合関係を正面側から示す斜視図であり、図８は、第１レンズ移動枠体１６と第２レンズ移動枠体１７、並びに第１ガイド軸１３１と第２ガイド軸１３２、カム装置１４との配置および係合関係を背面側から示す斜視図であり、図９は、第１レンズ移動枠体１６と第２レンズ移動枠体１７、並びに第１ガイド軸１３１と第２ガイド軸１３２、カム装置１４との配置および係合関係を上面側から示す斜視図である。
【００３１】
なお、本実施形態においては、第１ガイド軸１３１は、カム装置１４の近傍で若干正面側に位置するように固定枠体１１に軸支され、第２ガイド軸１３２は、第１および第２レンズ移動枠体１６，１７を挟んで、略１８０°をもって対向し、若干背面側に位置するように固定枠体１１に軸支されている。
【００３２】
第１レンズ移動枠体１６は、３枚のレンズからなる第２レンズ群１２２を収容固定する関係からプラスチック等により略一体的に形成された、第１レンズ群１２１側の第１枠体１６１と第３レンズ群１２３側の第２枠体１６２の２段構成となっている。
第１レンズ移動枠体１６は、第１枠体１６１の背面側の側部から光軸に略直交する方向に延び、カム装置１４の第１カム部１４２１に係止する板状をなす第１の被係止部１６３が形成されている。
第１レンズ移動枠体１６は、第１の被係止部１６３の前面側に略一体的に、第１ガイド軸１３１に挿通されて軸受けされ、カム装置１４の回転に応じて第１ガイド軸１３１を案内される第１被ガイド部１６４（図５参照）が形成されている。
さらに、第１レンズ移動枠体１６は、第２枠体１６２の所定の位置、具体的には第１の被係止部１６３の形成位置と略１８０°をもって対向する位置に、第２ガイド軸１３２に軸の側部から挿入し、はさみ込む形で係合し、カム装置１４の回転に応じて第２ガイド軸１３２を案内される第３被ガイド部１６５が形成されている。
【００３３】
第２レンズ移動枠体１７は、１枚のレンズからなる第１レンズ群１２３を収容固定する関係からプラスチック等により１段構成で形成されている。
第２レンズ移動枠体１７は、背面側の側部から光軸に略直交する方向に延び、カム装置１４の第２カム部１４２２に係止する板状をなす第２の被係止部１７１が形成されている。
第２レンズ移動枠体１７は、第２の被係止部１７１の前面側に一体的に、第１ガイド軸１３１に挿通されて軸受けされ、カム装置１４の回転に応じて第１ガイド軸１３１を案内される第２被ガイド部１７２（図５参照）が形成されている。
さらに、第２レンズ移動枠体１７は、第１の被係止部１７１の形成位置と略１８０°をもって対向する位置に、第２ガイド軸１３２に軸の側部から挿入し、はさみ込む形で係合し、カム装置１４の回転に応じて第２ガイド軸１３２を案内される第４被ガイド部１７３が形成されている。
【００３４】
そして、本実施形態では、第１レンズ移動枠体１６と第２レンズ移動枠体１７は、正面側の略第１の被係止部１６３と第２の被係止部１７１の形成位置と対向する位置において、第１レンズ移動枠体１６と第２レンズ移動枠体１７を安定に片寄せするように、第１レンズ移動枠体１６と第２レンズ移動枠体１７間に弾性体としてのコイルバネ１８が係架されている。
【００３５】
本実施形態では、第１レンズ移動枠体１６及び第２レンズ移動枠体１７を第１ガイド軸１３１周りに付勢して嵌合ガタを縮小するために、補助移動体としての第１補助移動体２１及び第２補助移動体２２が設けられている。
【００３６】
第１補助移動体２１は、光軸方向に所定間隔をおいて形成された第１軸受部２１１および第２軸受部２１２を有する。
同様に、第２補助移動体２２は、光軸方向に所定間隔をおいて形成された第３軸受部２２１および第４軸受部２２２を有する。
そして、第１軸受部２１１、第２軸受部２１２、第３軸受部２２１、および第４軸受部２２２は、第１ガイド軸１３１に対して、それぞれ所定間隔をおき、かつ、第１軸受部２１１、第３軸受部２２１、第２軸受部２１２、および第４軸受部２２２の順に挿入されている。
【００３７】
図１０は、第１ガイド軸１３１、第１レンズ移動枠体１６及び第１補助移動体２１の第１軸受部２１１の分解斜視図である。
第１軸受部２１１は、略円筒形の側面を切り欠いた形状に形成されており、端面２１１１、２１１２にはそれぞれ第１ガイド軸１３１が挿通される孔部２１１３、２１１４が設けられている。また、第１軸受部２１１の内部には、レンズ移動枠体１６の被ガイド部１６４、及び線材を螺旋状に巻いた捻りばね２３が、円筒の側面を切り欠いた開口部２１１５から収納され、レンズ移動枠体１６の孔部１６４２及び捻りばね２３のコイル部２３１には第１ガイド軸１３１が挿通される。つまり、第１レンズ移動枠体１６及び第１補助移動体２１の第１軸受部２１１は、共に第１ガイド軸１３１に案内されるとともに、互いに回転可能に第１ガイド軸１３１に挿通される。ただし、回転移動の範囲は、被ガイド部１６４と開口部２１１５とにより規制される。
【００３８】
図１１（ａ）は、図１０のＦ−Ｆ線矢視方向における断面図であり、図１１（ｂ）は、図１１（ａ）において第１軸受部２１１及び捻りばね２３を省略して示す断面図である。
捻りばね２３の線材の端部から直線状に延びる両腕部のうち、一方の腕部２３３は第１レンズ移動枠体１６の被ガイド部１６４から第１ガイド軸１３１方向に突出する被係止部１６４１に係合し、他方の腕部２３２は補助移動体２１の第１軸受部２１１の開口部２１１５の一方の縁部（被係止部）２１１６に係合している。これにより、矢印ｙ１で示すように、被ガイド部１６４は、捻りばね２３により、第１軸受部２１１に対して第１ガイド軸１３１周りの方向に付勢される。
【００３９】
第１レンズ移動枠体１６は、第１ガイド軸１３１及び第２ガイド軸１３２の２軸が挿通されており、巨視的には回転不可能に支持されている。ただし、嵌合ガタにより微視的には回転してしまう。しかし、上述のように捻りばね２３により第１ガイド軸１３１回りの一定方向に付勢されることにより、微視的な回転が抑制され、嵌合ガタに基づくレンズ性能の劣化が抑制される。
【００４０】
また、図１１（ｂ）のように考えることもできる。捻りばね２３の付勢力により、開口部２１１５の他方の縁部２１１７とレンズ移動枠体１６とは当接する。つまり、レンズ移動枠体１６と第１軸受部２１１とは第１ガイド軸１３１回りの回転方向において互いに固定されている。従って、捻りばね２３は、第１ガイド軸１３１を支点として両腕部２３２、２３３により第１軸受部２１１及び被ガイド部１６４を、矢印ｙ３で示す第１ガイド軸１３１に直交する方向に付勢している。これにより、第１ガイド軸１３１は被ガイド部１６４の孔部１６４２に対して常に同一方向へ当接して摺動することになり、像ゆれ、光軸ずれが防止される。
なお、矢印ｙ３で示す付勢方向は、被係止部１６３を回転体１４１に圧接する方向であり、被係止部１６３とカム部１４２との係合もより堅固になされる。
【００４１】
第２レンズ移動枠体１７の被ガイド部１７２、第２補助移動体２２の第４軸受部２２２も第１レンズ移動枠体１６の被ガイド部１６４、第１補助移動体２１の第１軸受部２１１と同様の構成である。
なお、第２レンズ移動枠体１７の被係合部の位置や第２補助移動体２２の開口部の大きさ、向き等は、第１レンズ移動枠体１６の被係合部１６４１の位置、第１補助移動体２１の開口部２１１５の大きさ、向き等と同等にすることが望ましい。これにより、第２レンズ移動枠体１７と、第１レンズ移動枠体１６との第１ガイド軸１３１に直交する方向における付勢方向を同一方向とし、第２レンズ群１２２と第３レンズ群１２３との光軸ずれを抑制することができる。
【００４２】
図５に示すように、第１レンズ移動枠体１６においては被ガイド部１６４が捻りばねよりも第２レンズ移動枠体１７側に、第２レンズ移動枠体１７においては被ガイド部１７２が捻りばねよりも第１レンズ移動枠体１７側に配置されている。ただし、逆に、第１レンズ移動枠体１６において捻りばねを被ガイド部１６４よりも第２レンズ移動枠体１７側にするなどしてもよい。
【００４３】
次に、本実施形態におけるカム装置１４について説明する。
【００４４】
図１２および図１３は、本実施形態に係るカム装置が固定枠体に軸されている状態を示す一部切欠斜視図であり、図１４は、本実施形態に係るカム装置の全体の断面構造を一部切欠いて示す斜視図であり、図１５は、本実施形態に係るカム装置の軸心部の断面図である。
【００４５】
カム装置１４は、図８等に示すように、第１ガイド軸１３１および第２ガイド軸１３２と略平行な回転軸１４１１を中心に回転可能な回転体１４１と、回転体１４１の外側面に沿って、回転体１４１の回転に応じて回転するように形成され、第１レンズ移動枠体１６の第１の被係止部１６３が係止され、回転に応じてこの第１の被係止部１６３を案内する第１カム部１４２１と、回転体１４１の外側面に沿って回転体１４１の回転に応じて回転するように形成され、第２レンズ移動枠体１７の第２の被係止部１７１が係止され、回転に応じて第２の被係止部１７１を案内する第２カム部１４２２と、を含む帯状体１４２が形成されている。
帯状体１４２は、光軸方向において互いに対向する第１面１４２ａと第２面１４２ｂとを有し、第１面１４２ａが第１カム部１４２１として機能し、第２面１４２ｂが第２カム部１４２２として機能する。
【００４６】
すなわち、帯状体１４２は、図８に示すように、後端部側から先端部に向かってスロープをなし、螺旋状をなすように形成されており、先端部側が第１面１４２ａ、後端部側が第２面１４２ｂを構成している。
帯状体１４２の幅は、第１レンズ移動体１６に形成された第１の被係止部１６３と第２レンズ移動枠体１７に形成された第２の被係止部１７１との光軸方向の間隔と略等しくなるように設定されている。
このような構成を有し、第１レンズ移動枠体１６と第２レンズ移動枠体１７とがコイルバネ１８により片寄せされていることから、第１レンズ移動体１６に形成された第１の被係止部１６３と第２レンズ移動枠体１７に形成された第２の被係止部１７１が帯状体１４２の第１面１４２ａと第２面１４２ｂとを挟み込むようにして、第１面１４２ａと第２面１４２ｂ、すなわち第１カム部１４２１および第２カム部１４２２に対して安定に係止状態を保持できるような構成となっている。
したがって、第１レンズ移動体１６に形成された第１の被係止部１６３と第２レンズ移動枠体１７に形成された第２の被係止部１７１を、帯状体１４２の第１面１４２ａと第２面１４２ｂに対してネジ等により固定する必要もなくなり、組み立て自体も簡単となっている。
【００４７】
スロープを形成する帯状体１４２の第１面１４２ａと第２面１４２ｂは、第１面１４２ａと第２面１４２ｂ（第１カム部または第２カム部）が案内する第１の被係止部１６３および第２の被係止部１７１が形成された第１レンズ移動枠体１６と第２レンズ移動枠体１７においてそれぞれ収容する第２レンズ群１２２および第３レンズ群１２３の機能に応じたステップをもって形成されている。
【００４８】
さらに、本カム装置１４は、図１２および図１３に示すように、先端部には、図示しないモータの回転力を受けて回転する歯車１４１２が設けられている。
この歯車１４１２は、たとえば図１２に示すように、図示しないモータの回転駆動力を所定の減速比をもって伝達する歯車の輪列１９と噛合されている。
【００４９】
そして、カム装置１４においては、駆動対象である第１レンズ移動枠体１６および第２レンズ移動枠体１７の位置精度を出すために、図１４〜図１５に示すように、回転体１４１の回転軸１４１１の先端部１４１１ａおよび後端部１４１１ｂは、それぞれ先端部軸受部１４３および後端部軸受部１４４により軸受けされており、かつ、先端部１４１１ａが、付勢手段としてのコイルバネ１４５により所定の付勢力をもって先端部軸受部１４３に向かって付勢されて片寄せされている。
【００５０】
本実施形態においては、回転軸１４１１の先端部１４１１ａおよび後端部１４１１ｂは、先端部軸受部１４３および後端部軸受部１４４に対して略点接触となるように形成されている。
具体的には、回転軸１４１１の中心部において、付勢手段としての片寄せ用コイルバネ１４５の一端部が回転軸１４１１の先端部１４１１ａ側の内壁に当接し、コイルバネ１４５と後端部軸受部１４４との間には、後端部軸受部１４４とで略点接触する中間体１４６が配置されている。
中間体１４６は、少なくとも後端部軸受部１４４と接触する側が、略球面形状を有し、点接触を実現するように構成される。本実施形態では、中間体１４６として球体を用いている。
【００５１】
このように構成を有するカム装置１４は、図示しないモータにより回転体１４１が回転駆動され、第１の被係止部１６３および第２の被係止部１７１が帯状体１４２の第１面１４２ａおよび第２面１４２ｂを安定して案内される。
この場合、回転体１４１は、回転軸１４１１の先端部１４１１ａが、付勢手段としてのコイルバネ１４５により所定の付勢力をもって先端部軸受部１４３に向かって付勢されて片寄せされていることから、駆動対象である第１レンズ移動枠体１６および第２レンズ移動枠体１７の位置精度を高く保つことが可能で、精度の高いレンズ駆動を実現している。
【００５２】
以上説明したように、本実施形態によれば、撮像光学系が３群構成の変倍レンズとなっており、第１レンズ群１２１を１枚構成、第２レンズ群１２２を３枚構成、第３レンズ群１２３を１枚構成として、さらに、第２レンズ群１２２を３枚全てプラスチック化していることから、光学系の全長を短くでき、このことにより径最大レンズとなる第１レンズ群１２１におけるレンズの径も小型化でき、またコスト低減を図ることができる。
収差補正において、各レンズ群のパワー配置を最適化することでコンパクト化を達成しており、さらに第２レンズ群１２２と第３レンズ群１２３に非球面を適宜配置することで、さらにコンパクト化を実現できる。これらの条件を最適化することにより、コンパクトな変倍レンズにも関わらず高性能で、さらに歪曲を小さくすることができる利点がある。
また、本実施形態においては、ピント調整は第３レンズ群１２３で行っており、無限から至近にかけて撮像面側に移動するため、望遠端での第２レンズ群１２２と第３レンズ群１２３との距離を狭めることができる。これにより、変倍光学系のコンパクト化が可能となり、また同じ大きさであれば、無理の無いパワー配置が可能となり、高性能化および偏心感度低下を実現できる。
【００５３】
また、プラスチック製の第２レンズ群１２２の３枚は、正のメニスカスレンズ、負のメニスカスレンズ、正の両凸レンズ構成となっていることから、正のメニスカスレンズで球面収差補正を良好に行え、負のメニスカスレンズにおいて、正レンズで発生する像面湾曲の補正過剰を抑制でき、これと並行してコマ収差発生を押えることができる。これにより、性能バランスをとることが可能となり、変倍に伴う収差変動を抑え、高性能な変倍が可能となる利点がある。
【００５４】
また、各レンズ群の焦点距離（ｆｌ，ｆ２、ｆ３）と合成パワーの強くなる広角端の焦点距離ｆｗとの関係において、各レンズ群のパワーバランスをとることにより、高性能でコンパクトな変倍レンズを実現することが可能となる。
【００５５】
撮像素子１５１への入射角度規制に対する射出瞳位置の条件を所望の条件に規定することにより、広画角、コンパクトでありながら、射出瞳の規制緩和を行うことが可能となる。
【００５６】
カム装置１４は、図示しないモータにより回転体１４１が回転駆動され、第１の被係止部１６３および第２の被係止部１７１が帯状体１４２の第１面１４２ａおよび第２面１４２ｂを安定して案内され、回転体１４１は、回転軸１４１１が先端部１４１１ａが、付勢手段としてのコイルバネ１４５により所定の付勢力をもって先端部軸受部１４３に向かって付勢されて片寄せされていることから、駆動対象である第１レンズ移動枠体１６および第２レンズ移動枠体１７の位置精度を高く保つことが可能で、精度の高いレンズ駆動を実現できる利点がある。
【００５７】
このように、本実施形態によれば、小型化を実現できることはもとより、偏心誤差や傾き誤差が生じ難く、レンズをスムースに移動でき、安定な位置調整を実現できるズームレンズユニットを提供することができる。
【００５８】
（第２の実施形態）
図１７は、本発明の光学装置及びカメラモジュールを適用したファインダ装置を示す斜視図、図１８（ａ）は、図１７のＨ−Ｈ線矢視方向における断面図、図１８（ｂ）は、図１８（ａ）のＧ−Ｇ線矢視方向における断面図である。
本ファインダ装置３０は、第１レンズ群３２１、第２レンズ群３２２、および第３レンズ３２３の３群構成を有し、不図示の固定枠体に第１レンズ群３２１が固定され、固定枠体に対して第２および第３レンズ群３２２，３２３が光軸上を移動可能に配置されるファインダ光学系３２と、ファインダ光学系３２の第２レンズ群３２２および第３レンズ群３２３を光軸に平行な方向に案内する第１ガイド軸３３１を有するガイド部３３と、ファインダ光学系３２に対して並列に配置されたカム装置３４とを備えている。なお、ガイド部３３は、光学系３２を挟んで第１ガイド軸３３１と対向する位置に設けられる不図示の第２ガイド軸も含む。
【００５９】
ファインダ光学系３２において変倍を行う際には、第１レンズ群３２１、第２レンズ群３２２、および第３レンズ群３２３のうち、第２レンズ群３２２と第３レンズ群３２３が光軸上をカム装置３４の回転に応じて移動する。なお、カム装置３４の構成は、第１の実施形態のカム装置１４と同様である。
【００６０】
ファインダ光学系３２の各レンズ群３２１、３２２、３２３は、それぞれ一枚のレンズにより構成されている。第２レンズ群３２２は第１レンズ移動枠体３６に収容固定され、第３レンズ群３２３は第２レンズ移動枠体３７に収容固定されている。移動枠体３６、２７は、第１ガイド軸３３１に案内されるガイド部３６２、３７２をそれぞれ有している。
【００６１】
また、第１レンズ移動枠体３６、第２レンズ移動枠体３７に対応して、第１補助移動体３８、第２補助移動体３９が設けられている。
第１補助移動体３８は、略円筒形の側面を切り欠いた軸受部３８１と、カム装置３４の第１カム部３４２１に係止される被係止部３８２とを有し、第２補助移動体３９は、略円筒形の側面を切り欠いた軸受部３９１と、カム装置３４の第２カム部３４２２に係止される被係止部（不図示）とを有している。
【００６２】
なお、カム部３４２に第１補助移動体３８及び第２補助移動体３９の被係止部をそれぞれ係止させるために、第１補助移動体３８及び第２補助移動体３９を互いに近接させる方向に片寄せする不図示の引張りばねが設けられる。なお、当該引張りばねは第１レンズ移動枠体３６及び第２レンズ移動枠体３７を互いに近接させる方向に片寄せする引張りばねに代えることも可能である。
【００６３】
第１レンズ移動枠体３６の被ガイド部３６２、第１補助移動体３８の軸受部３８１、第１ガイド軸３３１の取り付け構造は、第１の実施形態の第１レンズ移動枠体１６の被ガイド部１６４、第１補助移動体２１の第１軸受部２１１、第１ガイド軸１３１の取り付け構造と同様である。
すなわち、軸受部３８１の内部に被ガイド部３６２及び捻りばね４０が収納されるとともに、軸受部３８１、被ガイド部３６２、捻りばね４０に第１ガイド軸３３１が挿通され、捻りばね４０の一方の腕部は軸受部３８１の開口部の縁部に係合し、他方の腕部は被ガイド部３６２の突状の被係合部３６２１に係合する。
【００６４】
ただし、図１８（ｂ）にも示すように、捻りばね４０は圧縮ばねでもあり、コイル部の一端が被ガイド部３６２に当接し、他端が第１補助移動体３８の軸受部３８１の一方の端面３８１１に当接し、第１補助移動体３８に対して被ガイド部３６２を第１ガイド軸３３１の軸方向にも付勢している。従って、第１レンズ移動枠体３６と第１補助移動体３８とは、被ガイド部３６２を軸受部３８１の他方の端面３８１２に当接させた状態で、第１ガイド軸３３１の軸方向に一体的に移動可能である。
【００６５】
一方、上述のように、第１補助移動体３８は、第１カム部３４２１に係止される被係止部３８２を有しており、カム装置３４の回転体３４１の回転に伴って、光軸方向に進退する。
従って、回転体３４１の回転に伴って第１レンズ移動枠体３６も光軸方向に進退する。
【００６６】
第２レンズ移動枠体３７及び第２補助移動体３９も、第１レンズ移動枠体３６及び第１補助移動体３８と同様の構成である。
第２レンズ移動枠体３７の被係合部の位置や第２補助移動体３９の開口部の大きさ、向き等は、第１レンズ移動枠体３６の被係合部３６２１の位置、第１補助移動体３８の開口部の大きさ、向き等と同等にすることが望ましい。これにより、第１ガイド軸３３１に直交する方向における付勢方向を、第２レンズ移動枠体３７と、第１レンズ移動枠体３６とで同一方向とし、第２レンズ群３６と第３レンズ群３７との光軸ずれを抑制することができる。
図１７に示すように、第１レンズ移動枠体３６が捻りばね４０の圧縮ばねとしての機能により第２レンズ移動枠体３７側に付勢されているのに対し、第２レンズ移動枠体３７は第１レンズ移動枠体３６側に付勢されている。ただし、逆に、第１レンズ移動枠体３６を第２レンズ移動枠体３７とは反対側に付勢する等してもよい。
【００６７】
第２の実施形態においても第１の実施形態と同様の作用効果が得られる。
すなわち、第１レンズ移動枠体３６、第２レンズ移動枠体３７は微視的には嵌合ガタにより第１ガイド軸３３１回りに回転してしまうが、捻りばね４０により第１ガイド軸３３１回りに付勢されることにより微視的な回転が抑制され、嵌合ガタに基づくレンズ性能の劣化が防止される。なお、第２の実施形態では補助移動体の回転が被係止部と回転体３４１とにより規制されるから、レンズ移動枠体は補助移動体及び捻りばねを介して回転体３４１によっても回転が規制される。また、捻りばね４０の付勢力により被係止部３８２が回転体３４１に圧接されてカム部３４２に対する係止が堅固になされる。
【００６８】
本発明は、以上の実施形態に限定されず、種々の態様で実施してよい。
カム部に係止される係止部は第１の実施形態のようにレンズ移動体に設けられてもよいし、第２の実施形態のように補助移動体に設けられてもよい。
コイル状の捻りばねの付勢力は、巻き戻しによる付勢力だけでなく、巻き締めによる付勢力を利用してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】本発明に係るズームレンズユニットの正面側から見た外観斜視図である。
【図２】本発明に係るズームレンズユニットの背面側から見た一部省略外観斜視図である。
【図３】本発明に係るズームレンズユニットの正面図である。
【図４】本発明に係るズームレンズユニットの上面図である。
【図５】図４のＡ−Ａ線矢視方向における断面図である。
【図６】図４のＢ−Ｂ線矢視方向における断面図である。
【図７】第１の実施形態に係る第１レンズ移動枠体と第２レンズ移動枠体、並びに第１ガイド軸と第２ガイド軸、カム装置との配置および係合関係を正面側から示す斜視図である。
【図８】第１の実施形態に係る第１レンズ移動枠体と第２レンズ移動枠体、並びに第１ガイド軸と第２ガイド軸、カム装置との配置および係合関係を背面側から示す斜視図である。
【図９】第１の実施形態に係る第１レンズ移動枠体と第２レンズ移動枠体、並びに第１ガイド軸と第２ガイド軸、カム装置との配置および係合関係を上面側から示す斜視図である。
【図１０】第１の実施形態に係る第１軸受部における分解斜視図である。
【図１１】図１０のＦ−Ｆ線矢視方向の断面図である。
【図１２】第１の実施形態に係るカム装置が固定枠体に軸されている状態を上面側から示す一部切欠斜視図である。
【図１３】第１の実施形態に係るカム装置が固定枠体に軸されている状態を下面側から示す一部切欠斜視図である。
【図１４】第１の実施形態に係るカム装置の全体の断面構造を一部切欠いて示す斜視図である。
【図１５】第１の実施形態に係るカム装置の軸心部の断面図である。
【図１６】第１の実施形態に係るカム装置の軸心部および駆動部の断面図である。
【図１７】第２の実施形態に係るファインダ装置の斜視図。
【図１８】第２の実施形態に係るファインダ装置の要部を示す断面図である。
【符号の説明】
【００７０】
１２２…レンズ群、１３１…ガイド軸、１６１…保持部、１６４…被ガイド部、１６…レンズ移動体、２１…補助移動体、２３…付勢手段、１０…光学装置。
【図１】
2006178361.tif 000003
【図２】
2006178361.tif 000004
【図３】
2006178361.tif 000005
【図４】
2006178361.tif 000006
【図５】
2006178361.tif 000007
【図６】
2006178361.tif 000008
【図７】
2006178361.tif 000009
【図８】
2006178361.tif 000010
【図９】
2006178361.tif 000011
【図１０】
2006178361.tif 000012
【図１１】
2006178361.tif 000013
【図１２】
2006178361.tif 000014
【図１３】
2006178361.tif 000015
【図１４】
2006178361.tif 000016
【図１５】
2006178361.tif 000017
【図１６】
2006178361.tif 000018
【図１７】
2006178361.tif 000019
【図１８】
2006178361.tif 000020