(57)【要約】【課題】ズームレンズ鏡筒のコンパクト化を図る。【解決手段】撮像素子２４を保持し第１直進ガイドスロット２５が形成された固定筒２０と、固定筒２０に嵌め込まれ光軸方向に移動可能であるとともに、第１レンズ１５を保持し第２直進ガイドスロット２７が形成された第１移動筒２１と、第２レンズ１６を保持し第１移動筒２１に嵌め込まれ光軸方向に移動可能な第２移動筒２２と、固定筒２０の外壁に組み付けられ、第１、第２移動筒２１、２２を光軸方向に移動させる変倍操作筒２３とから構成される。第１、第２移動筒２１、２２にはそれぞれ突条２１ａ、２２ａが形成され、光軸方向に移動する際に発生する摩擦が低減されている。【選択図】　　　　図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
後端側に撮像素子が固定され、光軸方向に延びた第１直進ガイドスロットが形成された固定筒と、第１レンズを保持し前記固定筒の内壁に少なくとも外壁の一部が摺接して固定筒の内部で光軸方向に移動自在であるとともに、前記第１直進ガイドスロットと重なるように光軸方向に延びた第２直進ガイドスロットが形成された第１移動筒と、第２レンズを保持し前記第１移動筒の内壁に少なくとも外壁の一部が摺接して第１移動筒の内部で光軸方向に移動自在であるとともに、前記第２直進ガイドスロットと重なるように光軸方向に移動自在に形成された第２移動筒と、前記固定筒の外壁に移動操作自在に組み付けられ、第１移動筒に固定され前記第１直進ガイドスロットを通して固定筒の外壁から突出した第１駆動ピン及び、第２移動筒に固定され前記第１及び第２直進ガイドスロットを通して固定筒の外壁から突出した第２駆動ピンがそれぞれ係合する一対のカム溝が形成された変倍操作部材とからなり、変倍操作部材の移動操作により第１、第２移動筒のそれぞれを前記一対のカム溝により光軸方向に移動させて変倍が行われることを特徴とするズームレンズ鏡筒。
【請求項２】
前記第１移動筒及び第２移動筒の少なくとも一方の外壁に、外周を等分割するように光軸方向に延びた複数の突条を一体に形成し、この突条の先端部が固定筒あるいは第１移動筒の内壁に摺接するようにしたことを特徴とする請求項１記載のズームレンズ鏡筒。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ズームレンズ鏡筒に関するもので、詳しくは携帯機器に組み込まれるカメラに好適なズームレンズ鏡筒に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
最近の携帯電話やＰＤＡ　（Ｐｅｒｓｏｎａｌ　Ｄｅｉｔａｌ　Ａｓｉｓｔａｎｔｓ）　　などの携帯機器の中にはデジタルカメラを組み込んだものがある。デジタルカメラはＣＣＤイメージセンサなどの固体撮像素子と撮影レンズとから構成され、例えばＣＣＤイメージセンサの画素数を数十万以下に抑え、また撮影レンズもその外径を数ミリ程度に抑えることにより、携帯機器にもそれほど大きなスペースを要せずに簡単にデジタルカメラを組み込むことができる。このような背景から携帯電話ではデジタルカメラを組み込んだものがすでに実用化され、静止画像や動画像の送受信が可能となっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
携帯機器に組み込まれた従来のデジタルカメラには、撮影レンズとして焦点距離が一定である広角系の単焦点レンズが用いられているが、撮影したい被写体から離れたままで撮影するときには倍率が小さくて不便である。これには、ズームレンズが好適である。ところが、通常のカメラに使用されているズームレンズでは、変倍用のレンズを保持した移動筒を移動させるために、ヘリコイド、カム筒、カムフォロア、直進ガイド筒、直進ガイドバーなどの部品、機構を必要としており、携帯電話のような小型の携帯機器にその組み込みスペースを確保することが非常に困難である。
【０００４】
本発明は、上記事情を考慮してなされたもので、携帯電話やＰＤＡなどの小型の携帯機器にコンパクトに組み込むこむことができ、しかもズームレンズを構成する複数のレンズ相互間に軸ズレや倒れが生じることなく、また部品点数も少なく組立も簡単な携帯機器用ズームレンズ鏡筒を提供することを目的とする。
【０００５】
【問題を解決するための手段】
本発明は上記目的を達成するために、後端側に撮像素子が固定された固定筒に光軸方向に延びた第１直進ガイドスロットを形成し、第１レンズを保持した第１移動筒を固定筒の内部に移動自在に組み込むとともに、その外壁を固定筒の内壁に摺接させることによって光軸方向への移動ガイド作用を得るようにしている。この第１移動筒には前記第１直進ガイドスロットと重なるように光軸方向に延びた第２直進ガイドスロットが形成される。さらに、第１移動筒の内部には、第２レンズを保持した第２移動筒が移動自在に組み込まれ、その外壁を第１移動筒の内壁と摺接させて光軸方向への移動ガイド作用を得ている。第１、第２移動筒は光軸方向に長いので、それぞれの外壁を固定筒あるいは第１移動筒の内壁に摺接させることによって、第１、第２レンズの倒れや軸ズレを防ぐことができる。
【０００６】
また、前記固定筒の外壁に移動操作自在に組み付けられた変倍操作部材に一対のカム溝を形成し、第１、第２移動筒に半径方向に突出するように設けた第１、第２駆動ピンを第１、第２直進ガイドスロットを通して前記カム溝に係合させることによって、変倍操作時には第１、第２移動筒の光軸回りの回転を防ぎながら第１、第２移動筒をそれぞれのカム溝にしたがって光軸方向に移動させることができるようになる。さらに、固定筒と第１移動筒との間、第１移動筒と第２移動筒との間の摺接部分で円滑な案内作用が得られるように、それぞれ内側に組み込まれた移動筒の外壁に光軸方向に延びた突条を一体に形成し、その突条の先端部を外側の移動筒や固定筒の内側に摺接させるのが好適である。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明のズームレンズ鏡筒を利用した携帯電話の外観を図１に示す。この携帯電話２は、受話器本体３ａと送話器本体３ｂとがヒンジ４を介して折り畳みできるようになっている。周知のように、受話器本体３ａには、スピーカ５、液晶パネル６、アンテナロッド７が設けられ、送話器本体３ｂには各種操作ボタンを配列した操作パネル８とマイク９とが設けられている。
【０００８】
送話器本体３ｂの先端端面から撮影レンズ１１が必要なときに露呈するようにデジタルカメラが組み込まれている。操作パネル内８の適宜のボタンを操作してカメラモードにセットすれば、撮影レンズ１１から得られた画像が電気信号に変換され、液晶パネル６により画像を確認することができる。そして、レリーズボタンを操作すればその画像データがメモリに格納され、画像の記録及びその送信を行うことができる。また、撮影レンズ１１にはズームレンズが用いられており、送話器本体３ｂの側面に設けられたダイヤル１２を操作することによって、変倍を行うことができるので、液晶パネル６の表示画像を観察しながら画像の倍率を適宜に変更することが可能となっている。
【０００９】
上記デジタルカメラの外観及び構造の概略を図２及び図３に示す。撮影レンズ１１は、被写体側から順に配列された第１レンズ１５、第２レンズ１６、第３レンズ１７からなるズームレンズで構成されている。これらの第１〜第３レンズを保持する　ズーム鏡筒は、円筒形状をした固定筒２０と、第１移動筒２１と、第３移動筒２２と、変倍操作筒２３とから構成されている。
【００１０】
固定筒２０は送話器本体３ｂに固定され、その後端面に台座２０ａが一体に設けられている。この台座２０ａに光学画像を電気信号に変換するＣＣＤイメージセンサ２４が固定される。このＣＣＤイメージセンサ２４の前方に位置するように、固定筒２０には第３レンズ１７が固定される。この第３レンズ１７は、第１、第２レンズ１５、１６によりアフォーカル光束となった被写体光をＣＣＤイメージセンサ２４の光電面に結像させる作用を行う。なお、撮像素子としてＣＣＤイメージセンサ２４を用いる代わりに、いわゆるＣＭＯＳセンサを用いることも可能である。
【００１１】
固定筒２０には、光軸方向に延びた第１直進ガイドスロット２５が貫通して設けられている。この固定筒２０に、前端側に変倍用の第１レンズ１５が固定された第１移動筒２１が光軸方向に移動自在に嵌め込まれる。第１移動筒２１の外壁には、外周を例えば６分割する位置に光軸方向に延びた突条２１ａが一体成形されており、これらの突条２１ａが固定筒２０の内壁に摺接することによって、第１移動筒２１の光軸方向への移動がガイドされる。さらにこの第１移動筒２１には、半径方向に突出するように第１駆動ピン２６が固着され、この第１駆動ピン２６と光軸方向で整列するように光軸方向に延びた第２直進ガイドスロット２７が形成されている。
【００１２】
第１移動筒２１には、前端側に変倍用の第２レンズ１６が固定された第２移動筒２２が光軸方向に移動自在に嵌め込まれる。第２移動筒の外壁には、第１移動筒２１と同様に、外周を６分割する位置に光軸方向に延びた突条２２ａが一体成形され、第１移動筒２１の内壁との摺接により第２移動筒２２の光軸方向への移動がガイドされる。また、第２移動筒２２には、半径方向に突出するように第２駆動ピン２９が固着されている。
【００１３】
固定筒２０に形成された第１直進ガイドスロット２５と、第１移動筒２１に形成された第２直進ガイドスロット２７とは互いに重なり合っている。そして、第２移動筒２２に設けられた第２駆動ピン２９は、第１移動筒２１の第２直進ガイドスロット２７と、固定筒２０の第１直進ガイドスロット２５を貫通して固定筒２０の外壁から突出する。また、第１移動筒２１に設けられた第１駆動ピン２６は、固定筒２０の第１直進ガイドスロット２５を貫通して固定筒２０の外壁から突出する。
【００１４】
固定筒２０を取り囲むように変倍操作筒２３が組み付けられ、止め環３０が固定筒２０の先端部に螺合により固定される。これにより、変倍操作筒２３は光軸方向への移動が阻止され、光軸回りの回転だけが許容される。変倍操作筒２３には、第１駆動ピン２６が係合する第１カム溝３１と、第２駆動ピン２９が係合する第２カム溝３２とが形成され、その後端側外周には前記ダイヤル１２が一体に設けられている。これらのカム溝３１，３２は図示のように貫通した長孔となっているが、駆動ピン２６，２９が係合し得る深さがあれば貫通していない凹部であってもよい。
【００１５】
第１，第２カム溝３１，３２は、変倍操作筒２３の回転位置に対応する変倍位置に第１，第２レンズ１５，１６を移動させるためのものである。変倍操作筒２３の回転により、第１，第２駆動ピン２６，２９を介してそれぞれの移動筒２１，２２が光軸方向に移動し、これと一体となって第１，第２レンズ１５，１６も移動する。このとき、駆動ピン２６，２９には第１，第２カム溝３１，３２から光軸回りの力も加わることになるが、第１，第２駆動ピン２６，２９が光軸方向に延びた第１，第２直進ガイドスロット２５，２７を貫通しているため、各々の移動筒２１，２２が光軸回りに回転することはなく、光軸方向にのみ移動するようになる。
【００１６】
以下、上記ズームレンズ鏡筒の作用について説明する。ズーム鏡筒が図４に示すワイド端状態にあるとき、ダイヤル１２を操作して変倍操作筒２３を図３の反時計方向に回転させると、第１，第２カム溝３１，３２の移動により第１，第２駆動ピン２６，２９を介して第１移動筒２１，第２移動筒２２が光軸に沿って前進する。これと一体に第１，第２レンズ１５，１６が移動し、変倍操作筒２３の回転位置に応じた変倍位置に移動して変倍が行われる。変倍操作筒２３をいっぱいに回転させると、第１，第２レンズ１５，１６は図５に示すテレ端位置まで前進し、最も高倍率の変倍が行われるようになる。
【００１７】
また、変倍操作筒２３を時計方向に回転したときには、同様に第１，第２カム溝３１，３２の形状にしたがって第１，第２移動筒２１，２２は光軸に沿って後退し、ズームレンズがワイド方向に変倍されるようになる。変倍の様子は、液晶パネル６の表示画像から確認することができるので、これを観察しながらダイヤル１２を操作して適切な変倍状態となったときにダイヤル１２の操作を止めてレリーズボタンを操作すればよい。
【００１８】
こうして変倍操作を行うとき、第１移動筒２１は固定筒２０の内壁に摺接しながら移動し、第２移動筒２２は第１移動筒２１の内壁に摺接しながら移動することになるが、第１，第２移動筒２１，２２の外壁に半径方向に突出し光軸方向に延びた突条２１ａ，２２ａが形成されているので、それぞれの移動筒２１，２２を少ない摩擦抵抗のもとでガタなく移動させることができる。したがって、変倍操作による第１，第２レンズ１５，１６の軸ズレや光軸に対する倒れも生じることがない。
【００１９】
さらに、変倍操作筒２３の回転を第１，第２移動筒２１，２２に光軸方向への移動に変換して伝達する第１，第２駆動ピン２６，２９が、第１，第２直進ガイドスロット２５，２７を貫通していわゆる直進キーの作用も行うので、第１，第２移動筒２１，２２の光軸回りの回転止めを行うことができるようになる。このズームレンズは口径が小さいレンズであるため、特に被写体距離に対応したピント合わせを行わなくても実用的に問題がないようにしてあるが、別途にピント合わせ用に可動のレンズを付加してもよい。また、突条２１ａ，２２ａを設ける代わりに、第１，第２移動筒２１，２２の外壁に梨子地加工による微小な凹凸をつけて接触抵抗を減らすこともでき、接触抵抗が小さい素材を用いれば凹凸や突条を省略することも可能である。
【００２０】
なお、変倍操作部材として変倍操作筒２３を用いる代わりに、図６に示すようなスライド操作板３５を用いることも可能である。このスライド操作板３５には操作つまみ３５ａが一体化されるとともに、第１，第２駆動ピン２６，２９が係合する第１，第２カム溝３６，３７が形成されている。操作つまみ３５ａを矢印方向に操作すると同方向にスライド操作板３５が移動し、固定筒２０の第１直進ガイドスロット２５から突出した第１，第２駆動ピン２６，２９が第１，第２カム溝３６，３７により光軸方向に移動する。この結果、前述の実施形態と同様、固定筒２０内に組み込まれた第１，第２移動筒２１，２２が光軸方向に移動して変倍が行われるようになる。
【００２１】
【発明の効果】
以上のように、本発明のズームレンズ鏡筒によれば、固定筒の内部に、それぞれ変倍用のレンズを保持した第１移動筒，第２移動筒を順に組み込み、内側にある移動筒の外壁をその外側にある鏡筒の内壁に直接的に摺接させて光軸方向への移動をガイドするように構成し、かつ移動筒に設けた駆動ピンを光軸方向に延びた直進ガイドスロットを貫通させて変倍操作部材のカム溝に係合させているから、変倍時におけるレンズの光軸ズレや倒れを防ぎながらも、構成部品点数を節約したコンパクトなズームレンズが得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のズームレンズ鏡筒を組み込んだ携帯電話の外観図である。
【図２】本発明のズームレンズ鏡筒の外観図である。
【図３】図２に示すズームレンズ鏡筒の分解斜視図である。
【図４】ワイド端でのズームレンズ鏡筒の腰部断面図である。
【図５】テレ端でのズームレンズ鏡筒の腰部断面図である。
【図６】変倍操作部材の他の例を示す概略図である。
【符号の説明】
１５　第１レンズ
１６　第２レンズ
１７　第３レンズ
２０　固定筒
２１　第１移動筒
２２　第２移動筒
２３　変倍操作筒
２４　ＣＣＤイメージセンサ
２５　第１直進ガイドスロット
２６　第１駆動ピン
２７　第２直進ガイドスロット
２９　第２駆動ピン
３１　第１カム溝
３２　第２カム溝
【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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