(57)【要約】【課題】  複数の移動レンズ群を移動させる小型のカメラユニット、および、そのようなカメラユニット搭載して撮像機能を有する小型の装置を提供する。【解決手段】  径が異なる複数の筒部６，７からなる多段の鏡筒３と、鏡筒３と嵌合し、径が異なる複数の筒部４，５からなる多段の円筒カム２と、円筒カム２に形成した複数のカム溝２４，２５に係合して位置が定められるように鏡筒３内に設けた複数の移動レンズ９，１０，１３，１４とを有し、少なくとも１つの移動レンズは、他の移動レンズを設けた筒部と異なる筒部に設けられているものとする。【選択図】図１
2005301094.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
径が異なる複数の筒部からなる多段の鏡筒と、
前記鏡筒と嵌合し、径が異なる複数の筒部からなる多段の円筒カムと、
前記円筒カムに形成した複数のカム溝に係合して位置が定められるように前記鏡筒内に設けた複数の移動レンズとを有し、
少なくとも１つの前記移動レンズは、他の前記移動レンズを設けた前記筒部と異なる前記筒部に設けられていることを特徴とするカメラユニット。
【請求項２】
前記筒部のうち径が小さい筒部の外側に前記円筒カムの駆動装置を配置したことを特徴とする請求項１に記載のカメラユニット。
【請求項３】
前記筒部のうち径が小さい筒部の外側にシャッタの駆動装置を配置したことを特徴とする請求項１または２に記載のカメラユニット。
【請求項４】
請求項１から３のいずれかに記載のカメラユニットを含み、撮像機能を有することを特徴とする装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カメラユニットおよび撮像機能を有する装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
デジタルカメラやカメラ付き携帯電話などには、小型化が容易な単焦点固定倍率のカメラユニットが多く採用されていたが、高機能化の要求に従い、ズーミング機能およびフォーカシング機能を有する小型のカメラユニットが求められてきている。
【０００３】
ズーミングおよびフォーカシングを可能とするために、複数の移動レンズを移動させる機構が提案されており、特許文献１には、１つの円筒カムに複数のカム溝を設けて複数の移動レンズをそれぞれ光軸方向に移動させるようにしたレンズ鏡筒が記載されている。
【特許文献１】特開２００１−７４９９７号公報
【０００４】
図４は、特許文献１と同様のズーミング機構を有する従来のカメラユニット７１を示す。カメラユニット７１は、外側に円筒カム７２が嵌合する円筒形の鏡筒７３の内部に、一端から順に、光軸方向に移動可能な第１移動枠７４に支持された第１レンズ７５および第２レンズ７６からなる第１移動レンズ群７７と、光軸方向に移動可能な第２移動枠７８に支持された第３レンズ７９および第４レンズ８０からなる第２移動レンズ群８１と、レンズ支持部材８２に固定された第５レンズ８３と、素子支持部材８４に固定された光学フィルタ８５および撮像素子８６とを有している。また、カメラユニット７１は、駆動モータ８７と減速機８８によって円筒カム７２を回転させられるようになっている。第１移動枠７４および第２移動枠７８は、円筒カム７２に螺旋状に設けた２本のカム溝８９，９０にそれぞれ係合して、円筒カム７２の回転によって光軸方向の位置が定められる。
【０００５】
カメラユニット７１は、被写体から入射する光束を、第１移動レンズ群７７、第２移動レンズ群８１および第５レンズ８３で撮像素子８６上に結像させて、撮像素子８６で電気信号に変換するものである。円筒カム７２の回転によって第１移動レンズ群７７と第２移動レンズ群８１の位置を換えることで結像の拡大率を変更（ズーミング）したり、マクロ撮影に適して焦点距離調節（フォーカシング）を行う。
【０００６】
このように、円筒カム７２を回転させてズーミングやフォーカシングを行うために、カメラユニット７１は、単焦点固定倍率のカメラユニットには不必要であった駆動モータ８７および減速機８８が鏡筒７２の外側に設けられている。このため、カメラユニット７１は、駆動モータ８７および減速機８８によって、被写体から見たときの投影面積が大きくなり、カメラ付き携帯電話などに搭載するのに好ましいほどには小型化することができなかった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
そこで、本発明は、複数の移動レンズを移動させる小型のカメラユニット、および、そのようなカメラユニット搭載して撮像機能を有する小型の装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明によるカメラユニットは、径が異なる複数の筒部からなる多段の鏡筒と、前記鏡筒と嵌合し、径が異なる複数の筒部からなる多段の円筒カムと、前記円筒カムに形成した複数のカム溝に係合して位置が定められるように前記鏡筒内に設けた複数の移動レンズとを有し、少なくとも１つの前記移動レンズは、他の前記移動レンズを設けた前記筒部と異なる前記筒部に設けられているものとする。
【０００９】
この構成によれば、光路が絞り込まれて径の小さい移動レンズを設けた鏡筒および円筒カムの筒部を細くできる。このため、カメラユニットは無駄な空間を占有しないように小型化できる。
【００１０】
また、本発明のカメラユニットにおいて、前記筒部のうち径が小さい筒部の外側に前記円筒カムの駆動装置を配置してもよい。
【００１１】
この構成によれば、移動レンズ群を移動させてズーミングもしくはフォーカシングを行うために必須の構成要素である円筒カムの駆動装置の突出を小さくして、機器に搭載しやすい小型形状となる。
【００１２】
また、本発明のカメラユニットにおいて、前記筒部のうち径が小さい筒部の外側にシャッタの駆動装置を配置してもよい。
【００１３】
この構成によれば、シャッタの駆動装置のカメラユニットからの突出を小さくして、機器に搭載しやすい小型形状となる。
【００１４】
また、本発明による撮像機能を有する装置は、前記カメラユニットを含むものとする。
【００１５】
この構成によれば、小型のカメラユニットを無駄なスペースなく効率的に搭載でき、小型の撮像機能を有する装置を提供できる。
【発明の効果】
【００１６】
以上のように、本発明によれば、複数の移動レンズを移動させてズーミングやフォーカシングが可能な小型のカメラユニット、および、そのようなカメラユニット搭載して撮像機能を有する小型の装置を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
図１は、本発明の第１実施形態のカメラユニット１を示す。カメラユニット１は、外側に円筒カム２が嵌合する鏡筒３を有し、円筒カム２は、円筒形の第１カム筒部４と、第１カム筒部４よりも径が小さい第２カム筒部５とからなる２段の円筒であり、鏡筒３は、第１カム筒部４と嵌合する第１鏡筒部６と、第２カム筒部５と嵌合する第２鏡筒部７とからなる２段の円筒である。
【００１８】
そして、カメラユニット１は、第１鏡筒部６の中に光軸方向に移動可能な第１移動枠８に支持された第１レンズ９および第２レンズ１０からなる第１移動レンズ群１１と、第２鏡筒部７の中に、光軸方向に移動可能な第２移動枠１２に支持された第３レンズ１３および第４レンズ１４からなる第２移動レンズ群１５とを有し、さらに、第２鏡筒部７の端部にレンズ支持部材１６で固定された第５レンズ１７と、レンズ支持部材１６を覆うように設けた素子支持部材１８に固定された光学フィルタ１９および撮像素子２０とを有している。
【００１９】
さらに、カメラユニット１には、第２カム筒部５の外側に駆動モータ２１および減速機２２が設けられ、減速機２２の歯車が第２カム筒部５の外周に設けた外歯車２３に係合して円筒カム２を回転させられるようになっている。第１カム筒部４および第２カム筒部５の内面には、それぞれ螺旋状のカム溝２４および２５が形成されており、第１鏡筒部６および第２鏡筒部７には、それぞれ光軸方向に延びる直進溝２６および２７が形成されている。また、第１移動枠８および第２移動枠１２の上部にそれぞれ突出して設けたカムフォロワ２８および２９が、それぞれ直進溝２６および２７を貫通して、それぞれカム溝２４および２５に係合している。そして、駆動モータ２１が減速機２２を介して円筒カム２を回転させると、カムフォロワ２８および２９は、それぞれ、カム溝２４と直進溝２６との交点およびカム溝２５と直進溝２７との交点に係合しながら光軸方向に移動し、第１移動レンズ群１１および第２移動レンズ群１５の位置を定めるようになっている。
【００２０】
本実施形態では、第１移動レンズ群１１によって光束が絞り込まれているので、第２移動レンズ群１５、第５レンズ１７および撮像素子２０は、小さな径しか有していない。さらに、第２移動枠１２を第２移動レンズ群１５が支持可能な最小限度の大きさに留め、第２カム筒部５および第２鏡筒部７を最小限度の大きさの第２移動枠１２を内包できる最小限度の径に留めている。これによって、円筒カム２を回転させるために必要な駆動モータ２１および減速機２２を、径が小さい第２カム筒部５の外側に、被写体側から見て第１鏡筒部６の背後に部分的に隠れるように配置することができ、その結果、カメラユニット１の投影面積は、第１レンズ９よりもわずかに大きいだけである。このため、デジタルカメラやカメラ付き携帯電話などに小型化したカメラユニット１を搭載するスペースを確保し易く、デジタルカメラやカメラ付き携帯電話などの装置を小型化し易い。
【００２１】
図２は、本発明の第２実施形態のカメラユニット３１を示す。カメラユニット３１は、外側に円筒カム３２が嵌合する鏡筒３３を有し、円筒カム３２は、円筒形の第１カム筒部３４と、第１カム筒部３４よりも径が大きい第２カム筒部３５とからなる２段の円筒である。また、鏡筒３３は、第１カム筒部３４と嵌合する第１鏡筒部３６と、第２カム筒部３５と嵌合する第２鏡筒部３７とからなる２段の円筒であって、さらに、第１鏡筒部３６の端部を延長するように取り付けた鏡筒前端部３８を有している。
【００２２】
カメラユニット３１は、鏡筒前端部３８の中に固定された第１レンズ３９と、第１鏡筒部３６の中に光軸方向に移動可能な第１移動枠４０に支持された第２レンズ４１および第３レンズ４２からなる第１移動レンズ群４３と、第２鏡筒部３７の中に、光軸方向に移動可能な第２移動枠４４に支持された第４レンズ４５と、第２鏡筒部３７の端部に支持部材４６で固定された光学フィルタ４７および撮像素子４８とを有している。
【００２３】
さらに、カメラユニット３１は、第１カム筒部３４の外側に駆動モータ４９および減速機５０が設けられ、減速機５０の歯車が円筒カム３２の外周に設けた外歯車５１に係合して円筒カム３２を回転させられるようになっている。第１カム筒部３４および第２カム筒部３５の内面には、それぞれ螺旋状のカム溝５２および５３が形成されており、第１鏡筒部３６および第２鏡筒部３７には、それぞれ光軸方向に延びる直進溝５４および５５が設けられている。また、第１移動枠４０および第２移動枠４４の上部にそれぞれ突出して設けたカムフォロワ５６および５７が、それぞれ直進溝５４および５５を貫通して、それぞれカム溝５２および５３に係合している。そして、駆動モータ４９が減速機５０を介して円筒カム３２を回転させると、カムフォロワ５６および５７は、それぞれ、カム溝５２と直進溝５４との交点およびカム溝５３と直進溝５５との交点に係合しながら光軸方向に移動し、第１移動レンズ群４３および第４レンズ４５の位置を定めるようになっている。
【００２４】
本実施形態では、円筒カム３２の第１カム筒部３４および鏡筒３３の第１鏡筒部３６の径を、第２カム筒部３５および第２鏡筒部３７の径より小さくし、駆動モータ４９および減速機５０を、撮像素子４８側から見て、一部が第２カム筒部３５の背後に隠れるように配置しているため、カメラユニット３１の投影面積は、撮像素子４８よりもわずかに大きいだけである。このため、デジタルカメラやカメラ付き携帯電話などに小型化したカメラユニット３１を搭載するスペースを確保し易く、デジタルカメラやカメラ付き携帯電話などの装置を小型化し易い。
【００２５】
また、鏡筒前端部３８は、第２カム筒部３５と同じくらいの、あるいは、より大きな径であってもよい。この場合、第１レンズ３９の径を大きくできるので広角化などに有利である。
【００２６】
図３は、本発明の第３実施形態のカメラユニット３１ａを示す。図３において、第２実施形態と同じ構成要素には同じ符号を付して説明を省略する。本実施形態の第２実施形態との違いは、鏡筒３３の第１鏡筒部３６と鏡筒前端部３８との間に、第１レンズ３９から入射した光束を遮断するシャッタ５８を有する機械シャッタ装置５９を設け、機械シャッタ装置５９を駆動するシャッタ駆動装置６０を、駆動モータ４９および減速機５０の反対側の円筒カム３２の第１カム筒部３４の外側に配置している点である。
【００２７】
このような構成にすると、電子シャッタ機能を有さない小型高画素ＣＣＤ（いわゆるインターラインインターレースタイプのＣＣＤ）が使用でき、レンズユニットの大きさを変えることなく高画素化に対応できるので有利である。
【００２８】
本実施形態では、機械シャッタ装置６０およびシャッタ駆動装置６１を、撮像素子４８側から見て、一部が第２カム筒部３５の背後に隠れるように配置しているため、カメラユニット３１の投影面積は、撮像素子５１よりもわずかに大きいだけである。このため、デジタルカメラやカメラ付き携帯電話などに、機械シャッタを有する高機能の小型化したカメラユニット３１ａを搭載するスペースを確保することが容易であり、デジタルカメラやカメラ付き携帯電話などの装置を高機能化しながら小型化できる。
【００２９】
尚、第１〜第３実施形態において、鏡筒を回転させるための減速機は径が小さい方のカム筒部の外周に設けた外歯車に噛合しているが、径が大きい方のカム筒部の外周に設けた外歯車に噛合してもよい。そうすれば、減速率を小さくでき、減速機も小さくできる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の第１実施形態であるカメラユニットの断面図。
【図２】本発明の第２実施形態であるカメラユニットの断面図。
【図３】本発明の第３実施形態であるカメラユニットの断面図。
【図４】従来のカメラユニットの断面図。
【符号の説明】
【００３１】
１，３１，３１ａ  カメラユニット
２，３２  円筒カム
３，３３  鏡筒
４，３４  第１カム筒部
５，３５  第２カム筒部
６，３６  第１鏡筒部
７，３７  第２鏡筒部
９，３９  第１レンズ
１０，４１  第２レンズ
１１，４３  第１移動レンズ群
１３，４２  第３レンズ
１４，４５  第４レンズ
１５  第２移動レンズ群
２１，４９  駆動モータ
２２，５０  減速機
２４，２５，５２，５３  カム溝
５８  シャッタ
５９  機械シャッタ装置
６０  シャッタ駆動装置
【図１】
2005301094.tif 000003
【図２】
2005301094.tif 000004
【図３】
2005301094.tif 000005
【図４】
2005301094.tif 000006