(57)【要約】【課題】部品点数の増加やフォーカス機構の投影面積の拡大を防止するとともに、フォーカスストロークを延長しつつ、沈胴長を短縮可能なレンズ駆動装置および撮像装置を提供すること。【解決手段】被写体からの光を撮像素子に導く光学素子を保持可能な保持部材と、保持部材を光軸に沿って進退可能に保持する送り手段と、送り手段を光軸に沿って駆動させる第１の駆動手段と、送り手段を回転させる第２の駆動手段と、を有し、送り手段は、第２の駆動手段に光軸に沿って進退可能に保持され、第１の駆動手段の駆動により保持部材と一体的に光軸に沿って進退し、第２の駆動手段の駆動により回転することで保持部材を光軸に沿って進退させる。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被写体からの光を撮像素子に導く光学素子を保持可能な保持部材と、
前記保持部材を光軸に沿って進退可能に保持する送り手段と、
前記送り手段を光軸に沿って駆動させる第１の駆動手段と、
前記送り手段を回転させる第２の駆動手段と、を有し、
前記送り手段は、前記第２の駆動手段に光軸に沿って進退可能に保持され、前記第１の駆動手段の駆動により前記保持部材と一体的に光軸に沿って進退し、前記第２の駆動手段の駆動により回転することで前記保持部材を前記光軸に沿って進退させることを特徴とするレンズ駆動装置。
【請求項２】
前記第２の駆動手段は、光軸に沿って延びた軸部を有し、
前記送り手段は、前記軸部が嵌合する軸穴部を有することを特徴とする請求項１に記載のレンズ駆動装置。
【請求項３】
前記保持部材が最も被写体側に移動した場合、前記保持部材の被写体側の先端は、光軸方向において前記軸部の先端に対して被写体側に位置することを特徴とする請求項２に記載のレンズ駆動装置。
【請求項４】
前記送り手段が最も被写体側に移動した場合、前記送り手段の被写体側の先端は、光軸方向において前記軸部の先端に対して被写体側に位置することを特徴とする請求項２または３に記載のレンズ駆動装置。
【請求項５】
前記送り手段が最も撮像素子側に移動した場合、前記送り手段の被写体側の先端は、光軸方向において前記軸部の先端に対して撮像素子側に位置することを特徴とする請求項２から４のいずれか１項に記載のレンズ駆動装置。
【請求項６】
内周に内周カム溝が形成され、前記第１の駆動手段の駆動により回転する回転環を更に有し、
前記送り手段は、外周に、前記内周カム溝に係止している円盤状のカムピンを有することを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載のレンズ駆動装置。
【請求項７】
前記送り手段は、外周に外周カム溝を有し、
前記外周カム溝の傾斜角度は、前記内周カム溝の最大傾斜角度より小さいことを特徴とする請求項６に記載のレンズ駆動装置。
【請求項８】
前記送り手段は、円筒カム環であることを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載のレンズ駆動装置。
【請求項９】
前記送り手段は、スクリュー機構であることを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載のレンズ駆動装置。
【請求項１０】
前記第２の駆動手段は、ステッピングモータであることを特徴とする請求項１から９のいずれか１項に記載のレンズ駆動装置。
【請求項１１】
請求項１から１０のいずれか１項に記載のレンズ駆動装置と、
前記光学素子を含む光学系を介して形成された光学像を光電変換して画像データを出力する撮像素子と、を有する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、レンズ駆動装置および撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、デジタルカメラやビデオカメラなどの精密機器において、レンズ等の光学素子を精度良く駆動するために、ステッピングモータ等が用いられている。しかしながら、カメラが高倍化するにつれて、フォーカスストロークが伸び、沈胴長が長くなってしまう。そこで、フォーカスストロークを短縮するために、フォーカス群をズーム駆動した後、ポジションごとにフォーカス群を移動させる方法が提案されている。
【０００３】
特許文献１のレンズ駆動装置は、ズーム機構の第１の電気モータの駆動により回転するカムと第１、第２の可動レンズのカム従動子との係合位置を変化させることにより、第１、第２の可動レンズを固定レンズに対して光軸方向へ移動させて変倍する。特許文献１のレンズ駆動装置は、この後、変倍により得た変倍位置で、フォーカス機構の第２の電気モータを駆動して駆動軸を回転させて、送りねじ軸とこれに螺合されたフォーカスレンズホルダのナットとの噛み合い位置を変化させる。これにより、可動レンズの一方であるフォーカスレンズを光軸方向へ移動させて合焦することができる。この合焦では、フォーカスレンズを保持したフォーカスレンズホルダのナットと、フォーカス機構で回転される送りねじ軸との噛み合いの変化で、送りねじ軸の回転に対するフォーカスレンズの送り量を微小に制御できるので、高い精度で合焦させることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−３０１０５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１のレンズ駆動装置では、変倍位置での合焦精度を向上できるが、部品点数が増加したり、フォーカス機構の投影面積が拡大したりしてしまう。
【０００６】
本発明は、部品点数の増加やフォーカス機構の投影面積の拡大を防止するとともに、フォーカスストロークを延長しつつ、沈胴長を短縮可能なレンズ駆動装置および撮像装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一側面としてのレンズ駆動装置は、被写体からの光を撮像素子に導く光学素子を保持可能な保持部材と、前記保持部材を光軸に沿って進退可能に保持する送り手段と、前記送り手段を光軸に沿って駆動させる第１の駆動手段と、前記送り手段を回転させる第２の駆動手段と、を有し、前記送り手段は、前記第２の駆動手段に光軸に沿って進退可能に保持され、前記第１の駆動手段の駆動により前記保持部材と一体的に光軸に沿って進退し、前記第２の駆動手段の駆動により回転することで前記保持部材を前記光軸に沿って進退させることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、部品点数の増加やフォーカス機構の投影面積の拡大を防止するとともに、フォーカスストロークを延長しつつ、沈胴長を短縮可能なレンズ駆動装置および撮像装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施形態に係る撮像装置の外観斜視図である。
【図２】収納状態であるレンズ鏡筒の断面図である。
【図３】撮影状態であるレンズ鏡筒の断面図である。
【図４】レンズ鏡筒の分解斜視図である。
【図５】フォーカス群周辺のメカ構成を示す図である。
【図６】フォーカス群周辺のメカ構成の断面図である。
【図７】フォーカス群周辺のメカ構成の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施例について、図面を参照しながら詳細に説明する。各図において、同一の部材については同一の参照番号を付し、重複する説明は省略する。
【００１１】
図１を参照して、本発明の実施形態に係る撮像装置１００について説明する。カメラ本体１の前面には、焦点距離が変更可能なレンズ鏡筒２およびファインダ窓５が設けられている。レンズ鏡筒２は、前玉レンズ３を保持し、前面に前玉レンズ３を保護するレンズキャップを取り付け可能に構成されている。本実施形態では、本発明であるレンズ駆動装置は、レンズ鏡筒２に搭載されている。カメラ本体１の上面には、被写体に照明光を照射するストロボ装置を構成する発光窓部４が設けられている。また、カメラ本体１の上面には、撮影準備動作（焦点調節動作および測光動作）および撮影動作（フィルムやセンサー等の撮像素子への露光）を開始させるためのレリーズボタン６が設けられている。なお、図１は、撮像装置の代表的な模式図であり、本発明は上記の構成に限定されるものではない。
【００１２】
図２および図３はそれぞれ、収納状態および撮影状態であるレンズ鏡筒２の断面図である。図４は、レンズ鏡筒２の分解斜視図である。本実施形態では、レンズ鏡筒２は、５群の撮影レンズ群で構成されている。１群レンズ群１０Ｌ、２群レンズ群２０Ｌ、３群レンズ３０Ｌ、および４群レンズ４０Ｌはそれぞれ、１群筒１１に保持された１群ホルダ１７、２群ホルダ２１、３群ホルダ３１、および４群ホルダ４１に保持されている。また、フォーカス群である５群レンズ５０Ｌは、５群ホルダ（保持部材）５１に保持されている。レンズ鏡筒２は、上述したレンズ群（レンズユニット）を保持し、これらのレンズ群を光軸方向へ進退可能な機構を有する。
【００１３】
レンズ鏡筒２は、センサーホルダ１４を介してビス等でカメラ本体１に保持されている。センサーホルダ１４は、ビス等で固定筒１３に固定されている。センサーホルダ１４は、光学系を介して形成された光学像を光電変換し画像データを出力する撮像素子１５およびフォーカスモータ７１を保持する。
【００１４】
固定筒１３は、１群筒１１の内径側に設けられた直進溝１１ａに係合するガイド部１３ａと、２群ホルダ２１に設けられたカムピン２１ａが係合するガイド溝１３ｂと、を有する。１群筒１１および２群ホルダ２１はそれぞれ、ガイド部１３ａおよびガイド溝１３ｂにより光軸方向へ直進ガイドされる。
【００１５】
また、固定筒１３は、２本のガイドバー１６を内径側で保持している。ガイドバー１６は、光量を制御する絞りシャッタユニット６１のガイド部６１ｂに係合する。また、ガイドバー１６は、３群ホルダ３１に設けられた係合部３１ｂ、および４群ホルダ４１に設けられた係合部４１ｂに係合する。これらの構成により、絞りシャッタユニット６１、３群ホルダ３１、および４群ホルダ４１は、光軸に沿って直進ガイドされる。
【００１６】
カム筒（回転環）１２は、外径側に、１群筒１１に設けられたカムピン１１ｂが係合するカム溝１２ａを有する。また、カム筒１２は、内径側に、２群ホルダ２１、絞りシャッタユニット６１、３群ホルダ３１、およぼ４群ホルダ４１にそれぞれ設けられたカムピン２１ａ、カムピン６１ａ、カムピン３１ａ、およびカムピン４１ａが係合するカム溝を有する。カム筒１２は、ズームモータ１８の駆動により固定筒１３の外周を光軸中心に回転する。カム筒１２が回転すると、各ユニットはカム筒１２に形成されたカム溝に沿って光軸方向へ移動する。各ユニットの光軸方向の移動量は、カム筒１２に形成されたカム溝のリフト量により制御される。
【００１７】
以上説明した構成により、レンズ鏡筒２は、撮影時と沈胴時で鏡筒全長を変化させ、各ユニットを光軸方向へ移動させることができる。
【００１８】
以下、図５から図７を参照して、５群（フォーカス群）周辺のメカ構成について説明する。図５は、フォーカス群周辺のメカ構成を示す図である。図６および図７は、フォーカス群周辺のメカ構成の断面図である。図６（ａ）−（ｃ）はそれぞれ、沈胴時、広角端時および望遠端時の状態を示している。また、図７（ａ）−（ｃ）はそれぞれ、沈胴時、広角端時および望遠端時の状態を示している。
【００１９】
５群ホルダ５１は、５群レンズ５０Ｌを保持可能に構成されている。５群ホルダ５１は、センサーホルダ１４に設けられたセンサーホルダガイドバー保持部１４ａ，１４ｂに取り付けられた２本のフォーカスガイドバー５２ａ，５２ｂが嵌合するフォーカスガイドバー保持部５１ａ，５１ｂを有する。このような構成により、５群ホルダ５１は、光軸方向へ直進ガイドされる。
【００２０】
フォーカスモータ７１は、ステッピングモータであり、不図示の制御部からフレキシブル基板７４を介して取得した信号に基づいて５群の合焦駆動を行う。フォーカスモータ７１は、センサーホルダ１４に対して、モーター板金フランジ部７３に形成された２つの位置決め穴７３ａで位置決めを行い、ビス穴７３ｂを用いてビスで締結されている。フォーカスモータ７１は、光軸方向に伸びた角柱部（軸部）７１ａを有する。円筒カム７２の中心には、光軸方向に沿って貫通された角穴（軸穴部）７２ｃが形成されている。角柱部７１ａは角穴７２ｃに嵌合し、円筒カム７２は角柱部７１ａに保持されている。
【００２１】
円筒カム７２は、外周に円盤状のカムピン７２ｂを有する。カムピン７２ｂは、カム筒１２の内周側に形成されたフォーカスカム溝（内周カム溝）１２ｂに嵌合している。カムピン７２ｂとフォーカスカム溝１２ｂとの係合により、円筒カム７２はズームモータ１８の駆動によるカム筒１２の回転に伴って光軸に沿って進退する。このとき、角柱部７１ａが角穴７２ｃに嵌合しているため、円筒カム７２はフォーカスモータ７１に対して、平面方向へずれたり、回転したりすることなく光軸に沿って進退する。また、円筒カム７２は、沈胴状態では角柱部７１ａの先端に対して撮像素子側に配置され、ズーム駆動に伴って角柱部７１ａの先端に対して被写体側に突出する。すなわち、円筒カム７２が最も撮像素子側に移動した場合、円筒カム７２の被写体側の先端は、光軸方向において角柱部７２ａの先端に対して撮像素子側に位置する。また、円筒カム７２が最も被写体側に移動した場合、円筒カム７２の被写体側の先端は、光軸方向において角柱部７２ａの先端に対して被写体側に位置する。また、５群ホルダ５１が最も被写体側に移動した場合、５群ホルダ５１の被写体側の先端は、高軸方向において角柱部７２ａの先端に対して被写体側に位置する。
【００２２】
また、円筒カム７２には、円筒カム溝（外周カム溝）７２ａが形成されている。５群ホルダ５１に設けられた５群カムピン５１ｃが円筒カム溝７２ａに係合することで、円筒カム７２および５群ホルダ５１の一体的な光軸方向への駆動を可能にしている。このとき、角柱部７１ａが角穴７２ｃに嵌合しているため、円筒カム７２はフォーカスモータ７１の駆動に伴って回転可能である。５群カムピン５１ａが円筒カム溝７２ａに係合し、フォーカスガイドバー５２ａ，５２ｂがそれぞれフォーカスガイドバー保持部５１ａ，５１ｂに嵌合しているため、円筒カム７２が回転することで５群ホルダ５１は光軸方向へ駆動可能になっている。カムピン７２ｂが全周を繋ぐように形成されているため、円筒カム７２は３６０度以上回転してもフォーカスカム溝１２ｂから脱落しない。本実施形態では、円筒カム溝７２ａの傾斜角度は、フォーカスカム溝１２ｂの最大傾斜角度より小さくなっている。これにより、フォーカスカム溝１２ｂでのフォーカスに対し、精度の良い合焦が可能となっている。
【００２３】
以上説明したように、カムピン７２ｂとフォーカスカム溝１２ｂとの係止により、円筒カム７２はズームモータ１８の駆動によるカム筒１２の回転に伴って光軸に沿って進退し、各ズームポジションに移動する。円筒カム７２が各ズームポジションに移動した後、フォーカスモータ７１の駆動によって円筒カム７２を回転させることで、円筒カム溝７２ａと５群カムピン５１ａとの係止により、５群ホルダ５１が光軸に沿って進退し、合焦を行うことができる。このとき、円筒カム７２の長さを各ズームポジションにおける必要なフォーカスストロークの最大長さとすることで、フォーカス最大繰り出しポジションにおける、沈胴側の不要なフォーカスストロークを削減できる。したがって、フォーカスストロークを短縮することなく、沈胴長を短縮することができる。
【００２４】
なお、本実施例では、５群ホルダ５１を光軸に沿って移動可能に保持する送り手段として、円筒カム環を使用しているが、本発明はこれに限定されない。例えば、送り手段として、特開２０１６−３３５５５号公報に示された、送りネジ、リードスクリュー等のスクリュー機構を使用してもよい。
【００２５】
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形および変更が可能である。
【符号の説明】
【００２６】
１５    撮像素子
１８    ズームモータ（第１の駆動手段）
５０Ｌ  ５群レンズ（光学素子）
５１    ５群ホルダ（保持部材）
７１    フォーカスモータ（第２の駆動手段）
７２    円筒カム（送り手段）
【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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