(57)【要約】【課題】落下等による位置ずれを起こしづらくし、鮮明な画像に調整することができるズームレンズの提供。【解決手段】複数のレンズ群と、前記複数のレンズ群を保持する複数のレンズ枠と、少なくとも１つの前記レンズ枠を案内する直進ガイドと、前記複数のレンズ群を光軸方向へ直進進退動させるカム筒と、前記カム筒を駆動させる駆動手段とを有するズームレンズにおいて、少なくとも１つの前記レンズ枠を、前記カム筒の動作とは別に単独で光軸方向に移動可能な構造としたことを特徴とする。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のレンズ群と、前記複数のレンズ群を保持する複数のレンズ枠と、少なくとも１つの前記レンズ枠を案内する直進ガイドと、前記複数のレンズ群を光軸方向へ直進進退動させるカム筒と、前記カム筒を駆動させる駆動手段とを有し、
少なくとも１つの前記レンズ枠を、前記カム筒の動作とは別に単独で光軸方向に移動可能な構造としたことを特徴とするズームレンズ。
【請求項２】
前記少なくとも１つのレンズ枠に設けた複数の案内部と、前記複数の案内部と係合する複数のガイド部を持った前記直進ガイドとを有し、
前記少なくとも１つのレンズ枠を光軸方向にスライドさせて前記直進ガイドより離す方向に移動可能な構造としたことを特徴とする請求項１記載のズームレンズ。
【請求項３】
少なくとも１つの前記レンズ枠を、前記直進ガイドに密着させるための付勢手段を設けたことを特徴とする請求項１乃至請求項２記載のズームレンズ。
【請求項４】
少なくとも１つの前記レンズ枠と１体に構成した外筒と、前記外筒に回動自在に設けられたレバーと、前記レバーを駆動するカム車と、前記カム車を駆動させる駆動手段とを設けたことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載のズームレンズ。
【請求項５】
前記レンズ枠に固定した前記外筒が、前記レバーにて光軸方向へ移動する可動範囲を設けたことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載のズームレンズ。
【請求項６】
請求項１から請求項５のいずれかに記載のズームレンズを有することを特徴とする光学機器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ズームレンズを備えた光学機器の構造に関する。
【０００２】
【従来技術】
従来のカメラ等に用いられるズームレンズは、複数枚のレンズで構成され、レンズ全体または、レンズの一部を光軸方向に移動させることでピント調整を行っていた。
【０００３】
例えば、複数のレンズ群をそれぞれ支持する鏡胴間に遊びを持たせ、ズームアップ方向にレンズを駆動させると、複数のレンズ群を支持する複数の鏡胴がズームアップ方向に駆動され、この状態からズームダウンの方向に駆動したときには、上記遊びの分だけ特定のレンズ群を支持して従動する鏡胴は駆動されずに他の鏡胴のみ駆動し、更に駆動を続けると遊び分が無くなり、全ての鏡胴が一緒にズームダウンの方向に駆動されるような構造として、遊び間を用いてピント調整を行う構造等が知られている。（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開平９−１８９８４５号公報（第４〜４頁、第５図）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記の構造では遊びの領域において、鏡胴が停止している位置が他の部品等に拘束されていないため、衝撃や何かの要因で位置ズレを起こしても補正されず、そのために、例えば、ぼやけた像が形成される等の不具合が生じる可能性があった。
【０００６】
本発明は、上記の問題を解決し、ピント合わせを行う場合には拘束を与えて、位置ずれ等が起きない構造を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明のズームレンズは、レンズ枠に常に拘束を与える方法として、ばね等の付勢手段やカムの噛み合いを用いて、ズーミングとピント合わせの動作を行い、衝撃等による位置ズレを防止し鮮明な撮像が得られる構造とした。
【０００８】
そして本発明は、複数のレンズ群と、前記複数のレンズ群を保持する複数のレンズ枠と、少なくとも１つの前記レンズ枠を案内する直進ガイドと、前記複数のレンズ群を光軸方向へ直線的に動作させるカム筒と、前記カム筒を駆動させる駆動手段とを有するズームレンズにおいて、少なくとも１つの前記レンズ枠を、前記カム筒の動作とは別に単独で光軸方向に移動可能な構造としたことを特徴とする。
【０００９】
また本発明は、上記のズームレンズを有する光学機器であることを特徴とする。ここで光学機器とは、カメラやビデオカメラの他に、カメラ付きの移動通信機器、例えばカメラ付きの携帯電話やＰＨＳ等を含む。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
【００１１】
ここでは、光学機器の一種であるカメラに組み込まれたズームレンズを例として説明する。
【００１２】
図１はレンズの収納状態におけるズームレンズ光軸断面図、図２はワイド端位置におけるズームレンズ光軸断面図、図３はテレ端位置におけるズームレンズ光軸断面図、図４は側面形状図、図５はガイドレバーとカム動作による駆動機構の側面形状図、図６はガイドレバー動作による駆動機構の応用例を示す側面形状図、図７は図５の上方向よりの平面形状図を示す。
【００１３】
＜第１の実施の形態＞
本発明の第１の実施の形態であるズームレンズ１は、図１乃至図５に示すように、カメラ５０に搭載されたズームレンズであり、カメラ５０に組込まれた基板５１と、基板５１上に実装された撮像素子５２と、撮像素子５２の上面に任意の隙間を設けて組み込まれたカバーガラス５３と、前記基板５１に組込まれたカム筒ガイド１６と、前記カム筒ガイド１６に案内されて回転動作するカム筒１５と、前記カム筒１５を回転させるために図示しない駆動源より動力を伝達するための輪列４０とで構成される。カム筒１５は一端にツバ部を有しており、このツバ部がカム筒ガイド１６に設けられた段部と組み合わされることで、カム筒１５の回転方向が案内される。
【００１４】
またツバ部の外周には、輪列４０と噛み合う歯型部１５ｃが設けられている。そして更に、前記カム筒１５に構成された複数のカム溝Ａ１５ａおよびカム溝Ｂ１５ｂと、前記カム溝Ａ１５ａおよびカム溝Ｂ１５ｂに摺動可能に組込まれたカムフォロアＡ３３およびカムフォロアＢ３４と、前記カムフォロアＢ３４が固定され、前記基板５１に固定された複数のガイドピン３１に案内され後群レンズ２０が組込まれた後群レンズ枠２１と、前記カムフォロアＡ３３が固定され前記、複数のガイドピン３１に案内された前群レンズ枠用直進ガイド１２と、前記前群レンズ枠用直進ガイド１２の複数の前群レンズ枠用直進ガイド突起部１２ａに摺動可能に案内され、前群レンズ１０が組込まれた前群レンズ枠１１と、前記前群レンズ枠１１に固定されガイドレバー５５を摺動可能に組込むための複数の止めピン５６が固定された外筒３０と、前記後群レンズ枠２１と前記前群レンズ枠用直進ガイド１２の間に組込まれたばねＡ３２から構成される。
【００１５】
次にズームレンズ１の動作について説明する。
【００１６】
図示しない駆動源の動作により輪列４０が回転し、輪列４０と噛み合っているカム筒１５の歯形部１５ｃが噛み合い、カム筒ガイド１６に案内されてカム筒１５が回転する。
【００１７】
カム筒１５の側面には図４に示すような円弧状のカム溝Ａ１５ａおよびカム溝Ｂ１５ｂが複数形成され、各々のカム溝にはカムフォロアＡ３３、またはカムフォロアＢ３４が組込まれる。カムフォロアＡ３３は前群レンズ枠用直進ガイド１２に固定され、カムフォロアＢ３４は後群レンズ枠２１に固定され、前群レンズ枠用直進ガイド１２と、後群レンズ枠２１は、例えば１８０°対向して２本設けられたガイドピン３１に摺動可能に規制され回転しないように構成されている。このためカム筒１５が回転すると、カム溝Ａ１５ａおよびカム溝Ｂ１５ｂに倣って、カムフォロアＡ３３およびカムフォロアＢ３４が光軸方向に移動し、前群レンズ枠用直進ガイド１２と、後群レンズ枠２１も同期して光軸方向に移動する。
【００１８】
前群レンズ枠１１および前群レンズ枠１１に固定された外筒３０は、前群レンズ枠用直進ガイド１２と同期して同様に光軸方向に移動するが、ガイドレバー５５が組込まれ、ガイドレバー５５を付勢するばねＢ５７によって、常に前群レンズ枠用直進ガイド１２側に押付けるように構成されている。
【００１９】
ばねＢ５７のばね力は、カム筒１５の回転力よりも弱く設定されているため、前群レンズ枠１１は、前群レンズ枠用直進ガイド１２の動作に連動する。
ばねＡ３２は、前群レンズ枠用直進ガイド１２の内周側に設けられた段部１２ｂと、後群レンズ枠２１の外周側に設けられた段部２１ｂの間に組込まれ、双方を押し広げるように構成されている。
【００２０】
以上の構成により、図１に示す収納状態から、カム筒１５が駆動源の動作により回転すると図２のワイド端位置（低倍率）、更に回転すると図３のテレ端位置（高倍率）に、前群レンズ１０および後群レンズ２０が所定の位置まで移動する。当然、ワイド端からテレ端の間においても所定の倍率に変化してズーミングを行うことが可能である。
【００２１】
更に、図５に示すように、カム筒１５により所定の位置まで動作して停止している外筒３０を、図示しない第２の駆動源より、カム車用輪列４５を介して、カム歯車６１と一体となったカム車６０を反時計回りに回転させる。
【００２２】
ガイドレバー５５は、ガイドレバー支持部５５ｂに回転自在に組込まれ、カム車６０の回転によりカム車凹部６０ａが、ガイドレバー凸部５５ａを時計回りに回転させ、ガイドレバー５５の先端を図中、上方に移動させる。
【００２３】
ガイドレバー５５の先端は、止めピン５６により外筒３０と摺動可能に組込まれているため、外筒３０は図中、上方に移動する。このとき前群レンズ枠用直進ガイド１２は動作せず、外筒３０と外筒３０に固定された前群レンズ枠１１のみが上方に移動する。
【００２４】
すなわち、後群レンズ２０と、前群レンズ１０の距離が、カム筒１５の動作で可変する以外に、前群レンズのみ単独で移動することが可能である。
また、ズームレンズが収納状態では、カム車凹部６０ａとガイドレバー凸部５５ａは噛合わない構造のため、外筒３０および前群レンズ枠１１は動作せず、ワイド端位置からテレ端位置の間でのみ噛合う構成となっている。
【００２５】
更に、外筒３０および前群レンズ枠１１を必要以上に動作させないために、輪列ブロック４６に度当りピン５８を固定し、カム車長穴６０ｂに合わせて組込むことで、カム車長穴６０ｂの範囲内でしか、カム車６０およびカム歯車６１が回転できないように規制している。
【００２６】
尚、上記説明での図示しない駆動源とは、モータ、アクチュエータまたは手動によることも含むものである。
【００２７】
＜第２の実施の形態＞
本発明の第２の実施の形態であるズームレンズ２は、図６に示すように、ズームレンズ１と概略同じ構成であるが、カム車６０の変わりに可動部材４２を設けたことである。
【００２８】
動作としては、ズームレンズ２のワイド端位置からテレ端位置の間において、保持部材６５に固定されたシャフトＡ３８に、回転自在に組込まれたアングル２７と、アングル２７に回転自在に組込まれた一方のローラーＡ２８が、図示しない駆動源により図中、左方向へ移動するスライダー６３により、シャフトＡ３８を中心に反時計回りに回転する。他方、ローラーＢ２９は、案内部材３７に摺動可能に組込まれた可動部材４２の可動部材斜面部４２ａを、ばね止めピンＡ４７およびばね止めピンＢ４８の間に組込まれたばねＣ５９の付勢によって圧接された状態で、図中、下方へ押し下げる。
【００２９】
ガイドレバー２５の一端には、ガイドレバー長穴部２５ａが設けられ、可動部材４２に固定されたシャフトＢ３９により摺動可能に組込まれている。
このため、可動部材４２の図中上方への動作によりガイドレバー２５の他端は、ガイドレバー支持部２５ｂを回転中心に、図中、上方へ移動するため、外筒３０も上方へ移動する。
【００３０】
ここでも第一の実施の形態と同様に、ズームレンズ収納時にはローラーＡ２８とスライダー６３の位置が合わないため、ガイドレバー２５は動作せず、ワイド端位置からテレ端位置の間でのみ、ガイドレバー２５が動作する構成となっている。
【００３１】
更に、上記で説明した図示しない駆動源についても、第一の実施の形態と同様であることは言うまでも無い。
【００３２】
【発明の効果】
本発明に係るズームレンズによれば、カムや付勢手段によって機械的にレンズを拘束して動作させるため、落下等による衝撃を受けても位置づれを起こしづらい構造であり、更に、レンズや各部品の製造上の公差バラツキおよび組立て時の誤差等により、複数のレンズ群の位置が微妙にずれて焦点距離がばらついても、前群レンズを単独で移動し鮮明な画像となるように、ピント合わせの補正を行うことが可能なため、製造・組立て時の公差を許容し、或いは公差範囲を拡げることで、生産性を向上させることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るズームレンズの第一の実施形態例の収納状態を示す断面図である。
【図２】本発明に係るズームレンズの第一の実施形態例のワイド端位置状態を示す断面図である。
【図３】本発明に係るズームレンズの第一の実施形態例のテレ端位置状態を示す断面図である。
【図４】本発明に係るズームレンズの第一の実施形態例の側面図である。
【図５】本発明に係るズームレンズの第一の実施形態例のガイドレバーとカム動作の駆動機構を示す側面図である。
【図６】本発明に係るズームレンズの第二の実施形態例のガイドレバー駆動機構を示す側面図である。
【図７】本発明に係るズームレンズの第一の実施形態例を示す平面図である。
【符号の説明】
１，２    ズームレンズ
１０    前群レンズ
１１    前群レンズ枠
１２    前群レンズ枠用直進ガイド
１５    カム筒
１５ａ    カム溝Ａ
１５ｂ    カム溝Ｂ
１５ｃ    カム筒歯形部
１６    カム筒ガイド
２０    後群レンズ
２１    後群レンズ枠
２５，５５    ガイドレバー
２７    アングル
２８    ローラーＡ
２９    ローラーＢ
３０    外筒
３１    ガイドピン
３２    ばねＡ
３３    カムフォロアＡ
３４    カムフォロアＢ
３７    案内部材
３８    シャフトＡ
３９    シャフトＢ
４０    輪列
４２    可動部材
４５    カム車用輪列
４６    輪列ブロック
５０    カメラ
５１    基板
５２    撮像素子
５３    カバーガラス
５６    止めピン
５７    ばねＢ
５８    度当りピン
６０    カム車
６１    カム歯車
６３    スライダー
６５    保持部材
【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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