(57)【要約】【課題】  ズーム撮影と共にマクロ撮影も行えるパンフォーカスズーム装置を提供する。【解決手段】  レンズ１０，２０を保持した複数のレンズホルダ１１，２１と、前記レンズホルダの外周に形成されたガイド突起１２，２２と、前記ガイド突起に係合するカム溝４Ｃａ，４Ｃｂを備えて前記レンズホルダを光軸方向Ｚでの所定位置に移動させるカム筒４とを備えているパンフォーカスズーム装置１であって、前記カム溝が、前記レンズホルダをズーム移動させる第１カム溝と、該第１カム溝に連続して形成され、前記レンズがマクロ状態で合焦するように前記レンズホルダを移動させる第２カム溝とを含んでいる。【選択図】    図１
2005250175.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レンズを保持した複数のレンズホルダと、前記レンズホルダの外周に形成されたガイド突起と、前記ガイド突起に係合するカム溝を備えて前記レンズホルダを光軸方向での所定位置に移動させるカム筒とを備えているパンフォーカスズーム装置であって、
前記カム溝が、前記レンズホルダをズーム移動させる第１カム溝と、該第１カム溝に連続して形成され、前記レンズがマクロ状態で合焦するように前記レンズホルダを移動させる第２カム溝とを含んでいることを特徴とするパンフォーカスズーム装置。
【請求項２】
前記カム筒が回動することにより前記ガイド突起の位置が変更されて、前記レンズホルダが光軸方向での所定位置に移動され、
前記ガイド突起が前記第１カム溝から前記第２カム溝へ移行するときに、前記カム筒の回動状態を変更する回動状態変更機構が設けられていることを特徴とする請求項１に記載のパンフォーカスズーム装置。
【請求項３】
前記回動状態変更機構は、前記カム筒の外周に形成した突出片と、前記ガイド突起が記第１カム溝から前記第２カム溝へ移行するときの位置にある前記突出片を係止させる係止部とを含むことを特徴とする請求項２に記載のパンフォーカスズーム装置。
【請求項４】
前記カム筒が回動することにより前記ガイド突起の位置が変更されて、前記レンズホルダが光軸方向での所定位置に移動され、
前記カム筒の外周に、該カム筒に外部からの回動力を伝達するための噛合部が形成されていることを特徴とする請求項１に記載のパンフォーカスズーム装置。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれかに記載のパンフォーカスズーム装置を含む光学モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はパンフォーカスズーム装置に関する。より詳細には、マクロ機能も備えたパンフォーカスズーム装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
カメラに装着されるレンズ装置の１つとしてパンフォーカスレンズ装置がある。パンフォーカスレンズ装置は、被写界深度が深いので焦点合わせの操作を省略して撮影を行うことができる。よって、使い捨てカメラや低価格のカメラで広く利用されている。さらに、従来から、パンフォーカスレンズ装置にズーム機能を加えたパンフォーカスズーム装置も知られている。特許文献１は、パンフォーカスズーム装置について開示している。このパンフォーカスズーム装置は、光軸方向に進退移動させるカム溝が形成されたカム筒を備えている。そして、前記カム溝はズーム中間域のピント設定距離が無限遠側にシフトするように形成されている。これにより、カムの機械的誤差に起因してズーム中間域のピント位置が近距離側にズレた場合でも無限遠のピントを確保するようになっている。
【０００３】
【特許文献１】特開平８−１１０４５９号  公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１は、パンフォーカスズーム装置を作成する際の加工誤差を解消する技術を単に提案するだけである。近年の加工技術が格段に進歩し、レンズの加工精度が向上している。よって、特許文献１で提案する技術を用いることなくレンズをズーム移動させて合焦するパンフォーカスズーム装置を作成できる。
【０００５】
その一方で、カメラユーザのニーズは多様化しておりパンフォーカスズーム装置に関しても更に機能の充実を図る必要がある。近年、マクロ機能を備えたズームレンズが提供されるようになっている。よって、パンフォーカスズーム装置についてもマクロ機能を付加することが望まれる。また、パンフォーカレンズを用いた場合には被写界深度が深いので、焦点合わせ（合焦）の動作を省略或いは合焦操作を簡単に行えるというメリットが有りこの点を十分に活用することも重要である。
【０００６】
そこで、本発明の目的は、ズーム撮影と共にマクロ撮影も行えるパンフォーカスズーム装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的は、レンズを保持した複数のレンズホルダと、前記レンズホルダの外周に形成されたガイド突起と、前記ガイド突起に係合するカム溝を備えて前記レンズホルダを光軸方向での所定位置に移動させるカム筒とを備えているパンフォーカスズーム装置であって、前記カム溝が、前記レンズホルダをズーム移動させる第１カム溝と、該第１カム溝に連続して形成され、前記レンズがマクロ状態で合焦するように前記レンズホルダを移動させる第２カム溝とを含んでいるパンフォーカスズーム装置によって達成できる。
【０００８】
本発明によると、カム筒の第１カム溝はレンズをズーム移動させるために形成され、第２カム溝はマクロ状態で合焦するように形成されている。よって、パンフォーカスレンズを用いたことのメリットを利用してズーム撮影時には素早く合焦でき、また、マクロ撮影時には精度よくレンズ焦点を合わせの接写撮影が可能となる。よって、鮮明なズーム撮影及びマクロ撮影が行えるパンフォーカスズーム装置を提供できる。
【０００９】
そして、前記カム筒が回動することにより前記ガイド突起の位置が変更されて、前記レンズホルダが光軸方向での所定位置に移動され、前記ガイド突起が前記第１カム溝から前記第２カム溝へ移行するときに、前記カム筒の回動状態を変更する回動状態変更機構が設けられている構造を採用することが望ましい。このような構造を採用すると、本パンフォーカスズーム装置を操作する者がズームからマクロへの切り変わりを明確に認識できる。よって、誤操作を防止できる。なお、前記回動状態変更機構は、前記カム筒の外周に形成した突出片と、前記ガイド突起が記第１カム溝から前記第２カム溝へ移行するときの位置にある前記突出片を係止させる係止部とを含んで形成できる。
【００１０】
また、前記カム筒が回動することにより前記ガイド突起の位置が変更されて、前記レンズホルダが光軸方向での所定位置に移動され、前記カム筒の外周に、該カム筒に外部からの回動力を伝達するための噛合部が形成されている構造を採用することができる。この場合には、噛合部に外付けの駆動装置を接続することでオート式のパンフォーカスズーム装置とすることができる。なお、この噛合部に駆動装置を接続しない場合にはマニュアル式のパンフォーカスズーム装置として使用できる。上記のようなパンフォーカスズーム装置を含む光学モジュールであれば、簡単かつ円滑にズーム及びマクロ撮影を行える。
【発明の効果】
【００１１】
以上説明したように、本発明によるとズーム撮影及びマクロ撮影が行えるパンフォーカスズーム装置を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、図面に基づいて本発明の一実施形態に係るパンフォーカスズーム装置を説明する。図１（Ａ）はワイド状態にあるパンフォーカスズーム装置の正面図、図１（Ｂ）は（Ａ）におけるＸ−Ｘ線での断面図である。なお、この図１（Ｂ）はデジタルカメラに本パンフォーカスズーム装置１をセットした状態を簡略図示しており、ＣＣＤ又はＣ−ＭＯＳ等の撮像素子９が示されている。本パンフォーカスズーム装置１は、基板２に固定された鏡筒３を備えている。この鏡筒３内には光軸方向Ｚで移動される２個のレンズ群１０、２０が収納されている。第１レンズ群１０は複数のレンズ（図１では２個）を含んでいる。これらのレンズは第１レンズホルダ１１により保持されている。また、第２レンズ群２０も複数のレンズ（図１では４個）を含んでいる。これらのレンズは第２レンズホルダ２１により保持されている。
【００１３】
上記第１レンズホルダ１１は、半径方向へ突出させた３個のガイド突起１２を備えている。３個のガイド突起１２は周方向で等間隔に配置されているが、図１ではその１つが図示されている。同様に、第２レンズホルダ２１も半径方向へ突出させた３個のガイド突起２２を備えている。このガイド突起２２も周方向で等間隔に配置されているが、図１ではその１つが図示されている。
【００１４】
前記鏡筒３には、上記ガイド突起１２を光軸方向へガイドする長溝３ａが形成されている。この長溝３ａは第１レンズ群１０が移動する範囲に対応した長さに形成されている。第１レンズホルダ１１には３個のガイド突起１２が形成されているので、鏡筒３はこれに対応して３個の長溝３ａを有している。
【００１５】
同様に前記鏡筒３には、もう一方のガイド突起２２を光軸方向へガイドする長溝３ｂが形成されている。この長溝３ｂも第２レンズ群２０が移動する範囲に対応した長さに形成されている。第２レンズホルダ２１にも３個のガイド突起２２が形成されているので、鏡筒３はこれに対応した３個の長溝３ｂを有している。なお、上記長溝３ａと長溝３ｂとは鏡筒３の周方向においてずらして形成されている。図１では長溝３ａ、３ｂの１つずつが図示されている。
【００１６】
上記鏡筒３の外周を覆うように円筒状のカム筒４が配置されている。このカム筒４の内面にはカム溝が形成されている。前記第１レンズホルダ１１のガイド突起１２の先端部１２ＴＰは、長溝３ａより外側へ突出してカム筒４の内面に形成されているカム溝に摺接している。同様に、前記第２レンズホルダ２１のガイド突起２２の先端部２２ＴＰは、長溝３ｂより外側へ突出してカム筒４の内面に形成した他のカム溝に摺接している。よって、カム筒４を回動することによりガイド突起１２を介して第１レンズ群１０が、ガイド突起２２を介して第２レンズ群２０が光軸方向Ｚで所定位置へ移動される。これらガイド突起１２及びガイド突起２２とカム溝との詳細な関係については後述する。
【００１７】
なお、符号７で示す部材はコイルバネであり、第１レンズホルダ１１と第２レンズホルダ２１との間隔を広げる方向に付勢している。よって、コイルバネ７により、ガイド突起１２，２２とカム溝とのガタが一方に寄せられ第１レンズホルダ１１と第２レンズホルダ２１とが光軸方向Ｚで精度良く位置決めされる。
【００１８】
本パンフォーカスズーム装置１は、カム筒４が反時計方向ＣＣＷへ回動すると、図１で示したワイド（ＷＩＤＥ）状態からテレ（ＴＥＬＥ）状態へとズーム移動する構成である。カム筒４の外周の一部にはギア歯を配した噛合部５が形成されている。カム筒４に隣接して外付けの駆動装置７０が配設されている。この駆動装置７０は駆動源となるモータ７２を備えている。駆動装置７０はモータ７２に接続されたカナ（ギア）７３から複数の輪列を介してギア７１に所定の駆動力（回転力）を出力する。この出力側のギア７１に上記噛合部５が噛み合っている。よって、本パンフォーカスズーム装置１は駆動装置７０を制御することにより、カム筒４の回動を調整して第１レンズ群１０、第２レンズ群２０を所望の位置へオートで移動できる。なお、駆動装置７０が多くのギアを介しているのは所定のトルクを得るためである。
【００１９】
また、カム筒４は、外周に第１の突出片７５を備えている。この第１の突出片７５はカム筒４の回動に伴って移動し、図１（Ａ）で示すようにワイド状態となったときに上記駆動装置７０側に位置するように配設されている。駆動装置７０内にはマイクロスイッチ７６が配置されている。マイクロスイッチ７６の検出片７７が、第１の突出片７５と当接して位置を検出する。よって、本パンフォーカスズーム装置１はワイド状態となったことを確認できる。
【００２０】
さらに、カム筒４の外周には第２の突出片３５が形成されている。この第２の突出片３５もカム筒４の回動に伴って移動する。この第２の突出片３５は、カム筒４がテレ側に移動したときに、係止部３０と当接するように形成されている。後述するように、本パンフォーカスズーム装置１はテレ（ＴＥＬＥ）状態からマクロに入るようにカム筒４のカム溝が形成されている。しかし、カム筒４を移動させたときに、テレからマクロに連続移動してしまうとテレのつもりがマクロとなってしまう虞があり撮影に不都合となる場合がある。そこで、本パンフォーカスズーム装置１では、第２の突出片３５を係止部３０で仮止めしてカム筒４の回動状態を変更するようにしている。すなわち、本パンフォーカスズーム装置１は、ズーム用のカム溝（第１カム溝）からマクロ用のカム溝（第２カム溝）へ移行するときにカム筒４の回動状態を変更する回動状態変更機構を備えている。よって、操作者はズームからマクロへの切り替わりを確実に認識できる。なお、上記第２の突出片３５が特許請求の範囲の突出片に相当する。
【００２１】
係止部３０は、図１（Ｂ）で明示するように、光軸方向Ｚで出没可能な可動部３１とこの可動部３１を付勢するバネ３２を備えている。バネ３２の付勢力を受けている可動部３１は上方向（図１（Ｂ）では左方向）へ付勢される。この位置にあるときには、可動部３１が第２の突出片３５の移動を規制するようになる。よって、図１（Ａ）で示した状態からカム筒４が反時計方向ＣＣＷに回転したときに第２の突出片３５が可動部３１に当接して停止する。そして、操作者が可動部３１をバネ３２の付勢力に抗して可動部３１を押下すると、第２の突出片３５は更に反時計方向ＣＣＷへと進行してマクロに入ることができる。このような機構を採用することにより、誤ってテレからマクロに入る事態を防止できる。なお、テレからマクロに入ることを操作者に認識させる機構は、このような構造に限るものではない。テレとマクロの境界部に凹凸を設けてクリック感を与えることでカム筒の回動が変化したことを操作者に認識させて注意を喚起するようにしてもよい。
【００２２】
さて、本パンフォーカスズーム装置１は、被写界深度が深いパンフォーカスレンズを用いることにより焦点合わせが簡単であり、更に前述したようにテレ撮影から移行してマクロ撮影も可能となっている。この点について図２及び図３を参照して説明する。図２は、本パンフォーカスズーム装置１におけるピント設定距離ＰＳＤ及び被写界深度の関係を模式的に示した図である。ピント設定距離ＰＳＤは、焦点が合う範囲の遠側を∞遠に合うように設定されている。このような設定を行うことで、ＴＥＬＥ（テレ）、ＭＩＤ（中間）、ＷＩＤＥ（ワイド）のそれぞれの状態で近くの距離（最短撮影距離ＭＳＤ）から∞遠まで焦点（ピント）が合う状態を形成できる。なお、図２でハッチングを入れた範囲が被写界深度で一般的に用いられている値ではあるが、両側２δ（δは錯乱円の直径）は、一般的なプリントサイズでアマチュアユーザが問題視しないで許容される値である。
【００２３】
図３は、図１に示したカム筒４の内壁に形成したカム溝が確認できるように、一箇所を切断して左右に展開した図である。カム筒４が回動すると第１レンズホルダ１１のガイド突起１２及び第２レンズホルダ２１のガイド突起２２がカム溝に沿って摺動し、その結果として第１レンズ群１０及び第２レンズ群２０が光軸方向Ｚにおいて所定位置に移動される。
【００２４】
前述したように、第１レンズホルダ１１及び第２レンズホルダ２１はそれぞれ、３個ずつのガイド突起１２、２２を有している。よって、カム筒４の内壁には３個ずつ２組、合計６個のカム溝４Ｃａ，４Ｃｂが形成されている。第１レンズホルダ１１のガイド突起１２はカム溝４Ｃａと摺接する。第２レンズホルダ２１のガイド突起２２はカム溝４Ｃｂと摺接する。図示するように、各ガイド突起１２、２２はカム筒４の下端側からカム溝４Ｃａ、４Ｃｂ内へと導入される。
【００２５】
両カム溝４Ｃａ，４Ｃｂに関して「Ｗ」で示す位置がワイド（図１参照）に対応し、「Ｔ」で示す位置がテレ（図４（Ａ）参照）に対応している。この「Ｗ」と「Ｔ」とのズーム領域のカム溝４ＺＣａ，４ＺＣｂが第１カム溝に相当する。これらのカム溝４Ｃａ，４Ｃｂは、テレ（Ｔ）に連続した状態でマクロ領域が形成されている。しかし、本パンフォーカスズーム装置１ではテレからマクロへ移行する際には、前述したように第２の突出片３５が係止部３０で停止されるので不意にテレからマクロとなることが防止されている。
【００２６】
上記のカム溝４Ｃａ，４ＣｂのＷからＴの領域は、合焦なしで第１レンズ群１０及び第２レンズ群２０をズーム移動させるだけで撮影を行える範囲である。これは被写界深度の深いパンフォーカスレンズを用い、精度良くカム溝４Ｃａ，４Ｃｂが形成され、また、第１、第２レンズホルダ１１、２１間にバネ７が配置され光軸方向での位置が確実に位置決めされているからである。その一方、マクロ領域のカム溝４ＭＣａ，４ＭＣｂでは第１レンズ群１０及び第２レンズ群２０を位置精度を高めて移動して合焦させる。このマクロ領域のカム溝４ＭＣａ，４ＭＣｂが第２カム溝に相当する。このように、本パンフォーカスズーム装置１では、カム溝４Ｃａ，４Ｃｂのワイドからテレまでのズーム領域のカム溝４ＺＣａ，４ＺＣｂではズーム移動用に形成され、マクロ領域のカム溝４ＭＣａ，４ＭＣｂでは合焦用に形成されている。よって、本パンフォーカスズーム装置１を用いると鮮明なズーム撮影及びマクロ撮影を行える。
【００２７】
さらに、図４（Ａ）は本パンフォーカスズーム装置１がテレ（ＴＥＬＥ）状態、同（Ｂ）はマクロ（ＭＡＣＲＯ）状態となったときを示した図である。各図で左側に正面図、右側にその状態における断面図を示している。この図４では、図１に示した駆動装置７０を図示していない。本パンフォーカスズーム装置１は図１で説明したように、噛合部５に外付けの駆動装置７０を噛み合わせて自動（オート）でワイドからテレへとズーム移動させる構成を形成できる。しかし、図４で示すように、駆動装置を採用せず手動（マニュアル）でカム筒４を回動してもよい。すなわち、本パンフォーカスズーム装置１は、カム筒４の周部に噛合部５を予め形成しておくことでオート操作及びマニュアル操作のどちらのカメラにも対応できるように形成されている。そして、マニュアル操作のカメラに本パンフォーカスズーム装置１を組込んだ場合には噛合部５は無意味な構成となるが、手動でカム筒４を回動させる際には障害となることはない。また、噛合部５はカメラの筐体内に収納された状態となるので外見上の問題もない。
【００２８】
なお、図４（Ａ）で示すテレの状態は、図１のワイド状態からカム筒４が反時計方向ＣＣＷへ略９０度回転した状態である。第２の突出片３５が係止部３０の可動部３１に当接した状態となる。このような構成により、通常は第１レンズ群１０と第２レンズ群２０をズーム移動させてテレからワイドまでの状態が形成される。そして、操作者が可動部３１を押下することにより、図４（Ｂ）で示すマクロ状態に入る。このときには前述したカム溝４ＭＣａ、４ＭＣｂにより第１レンズ群１０及び第２レンズ群２０が所定の合焦位置に移動されてマクロ撮影が可能となる。よって、上記構成を備えたパンフォーカスズーム装置１を採用する光学モジュールであればズーム時及びマクロ時で鮮明な画像を撮影できる。また、このような構成としたパンフォーカスズーム装置１は、構造が簡単で且つ精度保証が容易である。このため、低コストで精度の良い装置の製造が可能となる。
【００２９】
以上、本発明の好ましい一実施形態について詳述したが、本発明は係る特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。例えば、実施形態では光学モジュールとしてデジタルカメラを用いたが、フィルムを使用する銀塩カメラに搭載してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】（Ａ）はワイド状態にあるパンフォーカスズーム装置の正面図、（Ｂ）は（Ａ）におけるＸ−Ｘ線での断面図である。
【図２】パンフォーカスズーム装置におけるピント設定距離及び被写界深度の関係を模式的に示した図である。
【図３】図１に示したパンフォーカスズーム装置のカム筒の内壁に形成したカム溝が確認できるように左右に展開した図である。
【図４】（Ａ）はパンフォーカスズーム装置のテレ状態を示した図、（Ｂ）はマクロ状態を示した図である。
【符号の説明】
【００３１】
１                  パンフォーカスズーム装置
３                  鏡筒
４                  カム筒
５                  噛合部
４Ｃａ，４Ｃｂ      カム溝
４ＭＣａ，４ＭＣｂ  第１カム溝
４ＺＣａ，４ＺＣｂ  第２カム溝
１０                第１レンズ群
１１                第１レンズホルダ
１２                ガイド突起
２０                第２レンズ群
２１                第２レンズホルダ
２２                ガイド突起
Ｚ                  光軸方向
【図１】
2005250175.tif 000003
【図２】
2005250175.tif 000004
【図３】
2005250175.tif 000005
【図４】
2005250175.tif 000006