(57)【要約】【課題】設置スペースが少なくて済む小型でコンパクトなズーム機構およびフォーカシング機構が一体化されたズームレンズ駆動機構を提案すること。【解決手段】ズームレンズ駆動機構１０では、ズームレンズ１の外周部に配置した主軸１１に同軸状態で第１円筒カム１４、第２円筒カム１５および距離調節筒１６を配置し、第１円筒カム１４を回転すると、第１レンズ枠４および第２レンズ枠５が移動して、それらに取り付けた補正レンズ２および変倍レンズ３が光軸方向に移動してズーミングが行われる。主軸１１を回転すると、距離調節筒１６が主軸方向に移動して第１円筒カム１４を移動させ、そこに係合している第１レンズ枠４に取り付けた補正レンズ２が光軸方向に移動し、他方の変倍レンズ３は静止したままとされ、フォーカシングが行われる。ズームレンズを同心状に取り囲む円筒カム、案内カムなどを備えた機構に比べてコンパクトに構成できる。【選択図】図１
2006235133.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
焦点補正用の補正レンズが取り付けられている第１レンズ枠と、
変倍レンズが取り付けられている第２レンズ枠と、
前記補正レンズおよび変倍レンズの光軸に平行に配置されている主軸と、
前記主軸の方向に移動可能であると共に当該主軸を中心として回転可能な第１円筒カムと、
前記主軸の方向に移動可能であると共に当該主軸を中心として回転可能な第２円筒カムと、
前記主軸の回転に伴って当該主軸の方向に移動する距離調節筒とを有し、
前記第１レンズ枠には前記第１円筒カムのカム面に当接状態に保持されている第１カムフォロワが形成されており、
前記第２レンズ枠には前記第２円筒カムのカム面に当接状態に保持されている第２カムフォロワが形成されており、
前記距離調節筒、前記第１円筒カムおよび前記第２円筒カムは同軸状態に配置され、これらの中心を貫通する状態に前記主軸が延びており、
前記第１円筒カムおよび前記第２円筒カムは、前記主軸回りの回転方向には連結され、当該主軸に沿った移動方向には切り離されており、
前記距離調節筒は、前記第１レンズ枠に当接状態に保持されており、
前記第１円筒カムの回転に伴って前記第１レンズ枠が前記光軸方向に移動し、
前記第２円筒カムの回転に伴って前記第２レンズ枠が前記光軸方向に移動し、
前記主軸の回転に伴って移動する前記距離調節筒によって、前記第１レンズ枠が前記光軸方向に移動することを特徴とするズームレンズ駆動機構。
【請求項２】
請求項１において、
モータと、
当該モータの回転力を減速して前記第１円筒カムに伝達するための減速機構とを有していることを特徴とするズームレンズ駆動機構。
【請求項３】
請求項１において、
前記第１円筒カムおよび前記第２円筒カムのうち、一方の側の端面には、前記光軸の方向に延びる溝が形成され、他方の側の端面には、前記光軸方向に摺動可能な状態で前記溝に差し込まれた突起が形成されていることを特徴とするズームレンズ駆動機構。
【請求項４】
請求項１において、
前記距離調節筒は、前記第１円筒カムの内側に配置され、回転不可の状態で前記主軸に螺合していることを特徴とするズームレンズ駆動機構。
【請求項５】
前記主軸を回転するための手動操作用の距離調整ダイヤルを有していることを特徴とするズームレンズ駆動機構。
【請求項６】
請求項１において、
前記主軸を回転するための回転駆動機構を有していることを特徴とするズームレンズ駆動機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＣＣＤやＣＭＯＳなどの受光素子を用いたデジタルカメラ、車載用カメラ、特にカメラ付き携帯電話に適した小型で軽量なズームレンズ駆動機構に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、カメラ付き携帯電話やデジタルカメラなどに対する小型化、コンパクト化の要望が高まってきており、これらに用いられるズームレンズも必然的に小型化が求められている。この種のズームレンズとしてはレトロフォーカス・タイプのものが多く用いられており、第２群レンズ(変倍レンズ)が変倍のために光軸上を移動し、第１群レンズ(補正レンズ)がズームによって生ずる焦点移動を補正する構成となっている。また、第１群レンズによってフォーカシングを行えばフォーカス変動が少なくて済むという利点もある。
【０００３】
従来のズーム機構としては、例えば、下記の特許文献に記載されている構造が一般的に採用されている。すなわち、ズームレンズを構成しているレンズが組み込まれているレンズ枠を覆い包む状態に円筒カムが配置され、さらに当該円筒カムを同軸状態に取り囲むように案内筒が配置されている。レンズ枠の外周面にはガイドピンが立てられており、当該ガイドピンは、円筒カムのらせん状のカム溝を貫通して、案内筒に形成されている光軸と平行に切れられた溝に差し込まれている。円筒カムを回転すると、ガイドピンがらせん状のカム溝によって押されて案内筒の溝に沿って光軸方向に移動するので、当該ガイドピンが取り付けられているレンズ枠に組み込まれているレンズが光軸方向に移動して、ズーミングが行なわれる。
【特許文献１】特開平６−２４２３６２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このように、従来のズーム機構は、レンズ系の周りに円筒カム、案内筒などの部品が配置された構造となっている。このため、外径寸法が大きく、設置スペースが大きいという問題点がある。
【０００５】
本発明の課題は、レンズ周りの機構を簡略化すると共に、ズーム機構とフォーカシング機構とを一体化することにより、小型化およびコンパクト化を図ったズームレンズ駆動機構を提案することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の課題を解決するために、本発明のズームレンズ駆動機構は、焦点補正用の補正レンズが取り付けられている第１レンズ枠と、変倍レンズが取り付けられている第２レンズ枠と、前記補正レンズおよび変倍レンズの光軸に平行に配置されている主軸と、前記主軸の方向に移動可能であると共に当該主軸を中心として回転可能な第１円筒カムと、前記主軸の方向に移動可能であると共に当該主軸を中心として回転可能な第２円筒カムと、前記主軸の回転に伴って当該主軸に沿って移動する距離調節筒とを有している。
【０００７】
また、前記第１レンズ枠には前記第１円筒カムのカム面に当接状態に保持されている第１カムフォロワが形成されており、前記第２レンズ枠には前記第２円筒カムのカム面に当接状態に保持されている第２カムフォロワが形成されており、前記距離調節筒、前記第１円筒カムおよび前記第２円筒カムは同軸状態に配置され、これらの中心を貫通する状態に前記主軸が延びており、前記第１円筒カムおよび前記第２円筒カムは、前記主軸回りの回転方向には連結され、当該主軸に沿った移動方向には切り離されており、前記距離調節筒は、前記第１レンズ枠に当接状態に保持されている。
【０００８】
さらに、前記第１円筒カムの回転に伴って前記第１レンズ枠が前記光軸方向に移動し、前記第２円筒カムの回転に伴って前記第２レンズ枠が前記光軸方向に移動し、前記主軸の回転に伴って移動する前記距離調節筒によって、前記第１レンズ枠が前記光軸方向に移動するようになっている。
【０００９】
本発明において、ズーミング時には主軸に対して第１円筒カムを回転駆動する。これにより、第１レンズ枠が主軸方向に移動して、そこに取り付けられている補正レンズが光軸方向に移動する。同時に、第１円筒カムと共に第２円筒カムも一体回転して、当該第２円筒カムによって、第２レンズ枠が主軸方向に移動し、そこに取り付けられている変倍レンズが光軸方向に移動する。第１円筒カムおよび第２円筒カムは、主軸に沿った移動方向には切り離されているので、それぞれ個別に主軸方向に移動する。したがって、これらによって押される第１レンズ枠および第２レンズ枠に取り付けられている補正レンズおよび変倍レンズも個別に主軸方向に移動してズーミングが行われる。
【００１０】
次に、フォーカシング時には主軸を回転する。主軸が回転すると、距離調節筒が主軸方向に移動し、当該距離調節筒に当接している第１円筒カムが主軸方向に移動し、これに当接している第１レンズ枠が主軸方向に移動する。よって、そこに取り付けられている補正レンズが光軸方向に移動する。この場合、第１円筒カムおよび第２円筒カムは主軸に沿った移動方向においては切り離されているので、第２円筒カムは移動しない。よって、当該第２円筒カムに当接している第２レンズ枠に取り付けられている変倍レンズは光軸方向には移動しない。
【００１１】
ここで、ズーミングをモータ駆動により行う場合には、モータと、当該モータの回転力を減速して前記第１円筒カムに伝達するための減速機構とを配置すればよい。
【００１２】
また、第１円筒カムと第２円筒カムを回転方向には連結し、主軸に沿った移動方向には切り離しておくためには、例えば、前記第１円筒カムおよび前記第２円筒カムのうち、一方の側の端面に、前記光軸の方向に延びる溝を形成し、他方の側の端面に、前記光軸方向に摺動可能な状態で前記溝に差し込まれた突起を形成しておけばよい。
【００１３】
さらに、距離調節筒を移動させるためにはねじ式の直動機構を採用することができる。例えば、前記距離調節筒を前記第１円筒カムの内側に配置し、回転不可の状態で前記主軸に螺合させておけば、主軸の回転に伴って距離調節筒を移動させることができる。
【００１４】
フォーカシングは、主軸に手動操作用の距離調整ダイヤルを取り付け、これを回転させることにより、手動で行うことができる。この代わりに、オートフォーカス機構に連動して主軸を回転させることのできる回転駆動機構を配置してもよい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明のズームレンズ駆動機構では、ズームレンズのズーミングのための駆動機構と、フォーカシングのための駆動機構とが、ズームレンズの光軸に平行に配置した主軸に同軸状に組み込まれている。したがって、ズームレンズの外周を取り囲むように円筒カム、案内筒などを配置して駆動機構を構成している従来の場合に比べて、駆動機構を小型でコンパクトに構成できる。よって、設置スペースが少なくて済むので、カメラ付き携帯電話などに搭載するのに適している。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下に、図面を参照して、本発明を適用したズーミング機能およびフォーカシング機能を備えたズームレンズ駆動機構の実施形態を説明する。
【００１７】
図１は本実施の形態に係るズームレンズ駆動機構を示す概略構成図である。まず、ズームレンズ１は、光軸１ａに沿って同軸状態に配列された補正レンズ２および変倍レンズ３とを有している。補正レンズ２は円環状の第１レンズ枠４に取り付けられており、変倍レンズ３は円環状の第２レンズ枠５に取り付けられている。
【００１８】
これら第１および第２レンズ枠４、５は、不図示の１本あるいは２本の支持軸をガイドに光軸１ａの方向に移動可能な状態で支持されている。例えば、次に述べる前側固定板１２と後側固定板１３とに光軸に平行に取り付けられた１本あるいは２本の支持軸によって保持されている。勿論、これ以外の方法によりレンズ枠を光軸方向に移動可能な状態で支持してもよい。
【００１９】
ズームレンズ駆動機構１０は、第１および第２レンズ枠４、５の隣接位置においてズームレンズ１の光軸１ａと平行に配置した主軸１１を有している。主軸１１は、その前端および後端側の部分が、前側固定板１２および後側固定板１３によって、回転自在の状態で支持されている。この主軸１１を同心状に取り囲む状態で、その前側には第１円筒カム１４が配置され、その後側には第２円筒カム１５が同軸状態に配置されている。また、第１円筒カム１４の内側には同心状態で、円筒状の距離調節筒１６が配置されている。第１円筒カム１４および第２円筒カム１５は、主軸１１に対して、その軸線方向に移動可能、かつ、当該主軸回りに回転可能な状態で取り付けられている。
【００２０】
第１円筒カム１４は、円筒部１４ａと、この円筒部１４ａの後端を封鎖している端板部分１４ｂと、円筒部１４ａの前端側の外周部分に形成された外歯車１４ｃとを備えており、端板部１４ｂの中心を主軸１１が貫通して延びている。また、円筒部１４ａの外周面に沿って半径方向に突出した状態で所定幅のカム面１４ｄが形成されている。このカム面１４ｄには、第１レンズ枠４の外周面から半径方向に突出しているカムフォロワ４ａが後側から当接している。これらの当接状態は、引張りばね１７などの付勢部材によって常に保持されている。
【００２１】
第２円筒カム１５は、円筒部１５ａと、この円筒部１５ａの後端を封鎖している端板部分１５ｂとを備えており、端板部分１５ｂの中心を主軸１１が貫通して延びている。端板部分１５ｂを貫通している主軸１１の部分１１ｂは小径とされ、円環状の段面１１ｃが前側から端板部分１５ｂに当接している。また、端板部分１５ｂは、スペーサ１８を介して後側固定板１３によって支持されており、当該第２円筒カム１５の主軸軸線方向の位置が規定されている。円筒部１５ａの外周面には、当該外周面に沿って延びる半径方向に突出した状態のカム面１５ｄが形成されている。このカム面１５ｄには、第２レンズ枠５の外周面から半径方向に突出しているカムフォロワ５ａが後側から当接している。これらの当接状態は、引張りばね１９などの付勢部材によって常に保持されている。
【００２２】
ここで、第１円筒カム１４と第２円筒カム１５は、主軸１１を中心とする回転方向には連結され、当該主軸１１に沿った移動方向には切り離されている。すなわち、第１円筒カム１４の後端面には、第２円筒カム１５の側に向けて主軸方向に延びる連結キー２０ａおよびキー溝２１ｂが形成されている。第２円筒カム１５における前端面には、連結キー２０ａが摺動可能な状態で差し込まれているキー溝２０ｂおよび、キー溝２１ｂに摺動可能な状態で差し込まれている連結キー２１ａが形成されている。
【００２３】
また、円筒カム１４の内側に配置されている距離調節筒１６は、その内周面に雌ねじ１６ａが形成されており、これが、主軸１１に形成した雄ねじ１１ｄに噛み合っている。距離調節筒１６の外周面には回転止め用のキー溝１６ｂが形成されており、ここには、前側固定板１２から延びている回転止め用のキー２２が主軸１１の方向に摺動可能な状態で差し込まれている。したがって、主軸１１が回転すると、回転が阻止されている距離調節筒１６は主軸１１の方向に移動する。距離調節筒１６の円環状の後端面１６ｃは、第１円筒カム１４の内周面に形成されている円環状段面１４ｅに前側から当接している。よって、距離調節筒１６が移動すると、これによって第１円筒カム１４が押されて主軸１１の方向に移動することになる。
【００２４】
一方、第１円筒カム１４の外周面に形成されている外歯車１４ｃには、減速歯車列３０の最終段の歯車３１が噛み合っている。減速歯車列３０には、モータ３２から回転力が伝達され、ここで減速された回転が第１円筒カム１４に伝達される。また、主軸１１の後端部分は後側固定板１３から後方に突出しており、そこに、手動操作式の距離調整ダイヤル３３が取り付けられている。距離調整ダイヤル３３における後側固定板１３に対峙している表面には、無限遠から最近距離までを規制する切り欠き部３３ａが形成されており、この切り欠き部３３ａには、後側固定板１３に取り付けたストッパ３４が係合して、距離調整ダイヤル３３が調整位置に保持されるようになっている。
【００２５】
なお、主軸１１の後端部分には従動歯車３５が取り付けられている。この従動歯車３５は動力伝達機構(図示せず)を介してモータ(図示せず)に連結されている。オートフォーカス機構(図示せず)からの情報信号に基づき、不図示のモータを駆動して当該主軸１１を回転駆動させることができる。
【００２６】
この構成のズームレンズ駆動機構１０の動作を説明する。ズーミング時には、モータ３２を駆動して第１円筒カム１４を回転駆動する。第１円筒カム１４が回転すると、そのカム面１４ｄに当接している第１レンズ枠４が移動し、そこに取り付けられている補正レンズ２が光軸方向に移動する。同時に、第２円筒カム１５が第１円筒カム１４と一体回転して、そのカム面１５ｄに当接している第２レンズ枠５が移動し、そこに取り付けられている変倍レンズ３が光軸方向に移動する。
【００２７】
フォーカシング時には、手動操作用の距離調整ダイヤル３３を回す。距離調整ダイヤル３３を回すと、主軸１１が回転するので、その前端部分に螺合している距離調節筒１６が主軸方向に移動する。距離調節筒１６は第１円筒カム１４に当接しており、これらの当接状態が引張りばね１７によって常に保持されている。よって、距離調節筒１６によって第１円筒カム１４が主軸方向に移動し、この第１円筒カム１４に当接している第１レンズ枠４も移動する。よって、そこに取り付けられている補正レンズ２が光軸方向に移動して、フォーカシングが行われる。
【００２８】
オートフォーカスの場合には、不図示のオートフォーカス機構からの信号に基づき、主軸１１が不図示のモータによって回転駆動される。主軸１１が回転すると、上記の手動調整の場合と同様に動作して、補正レンズ２が光軸方向に移動する。
【００２９】
なお、フォーカシング時においては、第１円筒カム１４と第２円筒カム１５とは、主軸１１に沿った移動方向においては切り離されているので、第２円筒カム１５は静止したままであり、したがって、これに当接している第２レンズ枠５に取り付けられている変倍レンズ３も静止状態に保持される。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明を適用したズームレンズ駆動機構の概略構成図である。
【符号の説明】
【００３１】
１    ズームレンズ
１ａ  光軸
２    補正レンズ
３    変倍レンズ
４    第１レンズ枠
４ａ  カムフォロワ
５    第２レンズ枠
５ａ  カムフォロワ
１０  ズームレンズ駆動機構
１１  主軸
１１ｄ  雄ねじ
１４  第１円筒カム
１４ｄ  カム面
１５  第２円筒カム
１５ｄ  カム面
１６  距離調節筒
１６ａ  雌ねじ
１６ｂ  キー溝
１７、１９  引張りばね
２０ａ、２１ａ  連結キー
２０ｂ、２１ｂ  キー溝
２２  キー
【図１】
2006235133.tif 000003