JP2005156975A - レンズ移動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 光軸方向にコンパクトなレンズ移動装置を提供する。
【解決手段】 固定筒３５の鏡筒４０の内部にレンズ保持枠３２を光軸方向に移動自在に収納し、また、鏡筒４０の外周の範囲でカム環３１を回転自在に支持する。レンズ保持枠３２に設けたカム突起４５を鏡筒４０の外周に突出させ、カム環３１の内周に形成したカム部５０に当接させる。カム環３１と固定筒３５との間に、カム突起４５をカム部５０に向けて付勢する付勢環３４を挟装する。カム環３１を回転することでカム部５０の光軸方向に沿った変位に応じてレンズ保持枠３２を光軸方向に移動させる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、撮影レンズを光軸方向の予め決められた位置に移動するレンズ移動装置に関するものである。

従来、電子カメラ付きの携帯電話が提供されている。この携帯電話のカメラ機能には、外部操作部を操作することで接写撮影が可能なタイプがある。図８に示す携帯電話１０は、液晶表示部を内蔵した蓋部１１とキーボードを設けた本体部１２とを、液晶表示部がキーボードに対面するようにヒンジ１６を中心に折り畳むことができる二つ折りタイプとなっている。蓋部１１には、液晶表示部の背面に撮影窓１３が設けられ、撮影窓１３の奥で、かつ液晶表示部との間にレンズ移動装置が内蔵されている。撮影窓１３の近傍の側面には、スライドレバー１４が設けられ、スライドレバー１４を操作することでレンズ移動装置の撮影レンズ１５が光軸１５ａの方向のうちの物体側に繰り出されて接写撮影が可能になる。

従来のレンズ移動装置１７は、図９及び図１０に示すように、対物側から順に、レンズ保持枠１８、カム環１９、固定筒２０、赤外カットフィルタ２１、及び遮光枠２２で構成されている。固体撮像素子（ＣＣＤ）は、遮光枠２２の背後に固定される。レンズ保持枠１８には、単焦点レンズである撮影レンズ１５が保持されている。

カム環１９の背面には、カム面２３が周方向に沿って形成されている。カム面２３は、固定筒２０に設けたカムピン２４に光軸１５ａの方向から当接する。このカム環１９は、光軸１５ａの方向の前後に配置した固定筒２０とレンズ保持枠１８との間で回転自在に挟装され、レンズ保持枠１８を固定筒２０に引き寄せる引っ張りバネ２５によりカム面２３がカムピン２４に当接する方向に付勢されている。カム環１９の外周には、突起部２６が設けられており、突起部２６にスライドレバー１４が連係し、スライドレバー１４の操作に連動してカム環１９が一定角度だけ回転してレンズ保持枠１８を光軸１５ａの方向に移動させる。固定筒２０には、対物側に向けて突出した突出棒２７が外周の四隅に設けられている。これら突出棒２７は、レンズ保持枠１８のバネ掛け部２８が当接してレンズ保持枠１８の回転止めの作用をなしているとともに、突出棒２７の間の隙間に引っ張りバネ２５を収納してバネスペースを確保するためのものである。

このようなレンズ移動装置１７は、携帯電話などの小型モバイル機器に内蔵するため、単焦点レンズを使用してピント調節機構を簡略してコストダウン化を図っている一方、コンパクト化も図る必要がある。特に、携帯電話の表示面又は操作面に対して直交方向に光軸が沿う姿勢でレンズ移動装置を蓋部１１や本体部１２などの薄厚部の内部に組み込むため、できるだけ光軸１５ａの方向でのコンパクト化を図る必要がある。しかし、前述したレンズ移動装置１７では、固定筒２０、カム環１９、及びレンズ保持枠１８を光軸１５ａの方向に順に重ねた構成のため、光軸１５ａの方向での厚みが厚くなる欠点があった。また、引っ張りバネ２５を使用しているため、バネスペースが必要なり、鏡筒周りが大型化していた。また、組立時にバネ２５を引っ掛ける面倒な作業が伴い、組立性が低下していた。さらに、衝撃などでバネ２５が外れて作動不良が生じるなどの不都合があった。

そこで、本発明では、コンパクト化が図れ、組立適性が向上し、衝撃等によっても作動不良が生じないレンズ移動装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明では、レンズを保持し、外周に突出するカム突起を有するレンズ保持枠と；前記レンズ保持枠を内周に収納する鏡筒を有し、前記カム突起を前記鏡筒の外周に突出した状態で前記レンズ保持枠を光軸方向に移動自在に支持する固定筒と；前記鏡筒の外周で且つその外周のうちの光軸方向に沿った長さ内で、光軸方向への移動を阻止した状態で光軸を中心とする周方向に回転自在に支持されており、前記カム突起に光軸方向から当接するカム面を有し、前記周方向への回転に対して前記カム面の光軸方向への変位によりレンズ保持枠を光軸方向に移動するカム環と；前記鏡筒の外周に設けられており、前記カム突起をカム面に向けて付勢する付勢手段と；を備えたものである。

光軸方向への移動を阻止した状態で前記カム環を前記周方向に回転自在に支持する手段としては、鏡筒の外周のうちの光軸方向に沿った前後に前記外周から突出してそれぞれ設けた前・後規制部材としてもよい。この場合、カム環を鏡筒の外周に光軸方向に沿って挿入するときに、前規制部材が邪魔になってカム環を鏡筒に押し込めない。そこで、前記カム部から光軸方向の前方に向けて前規制部材を逃がすためにカム環に切り欠き部を設けるのが望ましい。この場合、カム面がカム突起に当接する回転範囲（撮影で使用する範囲）内でカム環を回転させればよいが、それ以上回転させると、前記切り欠き部と前規制部材とが一致する着脱位置にカム環が回転して、付勢手段の付勢によりカム環が鏡筒から押し出されてしまう。そこで、カム環が着脱位置に回転しないように、前記カム環の回転を規制する回転規制手段を設けるのが望ましい。なお、付勢手段として、鏡筒の外周に沿って環状に設けられた付勢環を使用すると、バネ用の組み込みスペースをそれほど必要としないため、装置の小型化を図ることができる。

回転規制手段としては、前記カム部の周方向に沿った両端のうちの少なくとも一端に設けられ、光軸と平行なストッパ面と、前記ストッパ面に前記周方向から当接する前記カム突起とで構成するのが好適である。他方の回転の規制は、カム面の周方向に沿った両端のうちの他端に光軸と平行なストッパ面を設けてもよいし、また、カム環の光軸方向の前端に突起を設けて、その突起を前規制部材に周方向から当接させてカム環の他方への回転を規制するようにしてもよい。

これによれば、鏡筒の内部にレンズ保持枠を収納し、また外周にカム環を鏡筒の光軸方向に沿った長さ内に配したから、光軸方向でのコンパクト化を図ることができる。また、付勢手段として、鏡筒の外周に光軸を中心とする周方向に環状に配される付勢環を用いてカム突起をカム面に向けて付勢するようにすると、従来技術で説明した引っ張りバネを用いるのと比べて狭いスペースに配することができ、光軸方向及び鏡筒周りでのコンパクト化を図ることができる。また、請求項２の発明によれば、カム面を摺動するカム突起の軌跡上にストッパ面を設けたからスペースを取らず、よってコンパクト化が向上する。

以下に、本発明のレンズ移動装置３０は、図１乃至図３に示すように、対物側から順にカム環３１、レンズ保持枠３２、スペーサ環３３、付勢環３４、固定筒３５、遮光枠３６、赤外カットフィルタ３７で構成されている。ＣＣＤセンサは赤外カットフィルタ３７の背後に固定される。レンズ保持枠３２には、内部に単焦点レンズ３８が固定されている。

固定筒３５は、鏡筒４０とその後端外周に突出したフランジ部３９とを一体化した形状となっている。鏡筒４０は、フランジ部３９の対物側（前面側）に光軸３８ａに沿って突出して設けられており、内周４０ａにレンズ支持枠３２を収納し、また外周４０ｂのうちの光軸３８ａに沿う長さ内にカム環３１が挿入される。

鏡筒４０には、レンズ保持枠３２を光軸３８ａの方向に移動自在に支持するためのガイド開口４１が光軸３８ａを中心とする周方向の３分割位置にそれぞれ設けられている。ガイド開口４１は、鏡筒４０の前端から光軸３８ａの方向に沿って直線的に切り欠いた開口となっている。また、外周４０ｂには、光軸３８ａの方向に沿った前後に、前規制部材４２と後規制部材４３とが突出して設けられている。これら前・後規制部材４２，４３は、鏡筒４０の周りの３分割位置にそれぞれ設けられている。ここで、ガイド開口４１、前・後規制部材４２，４３のそれぞれは、周方向での回転位置において同じ位置にならないように、周方向にずらして設けられている。

レンズ保持枠３２の外周には、前記ガイド開口４１に係合するガイド突起４４がそれぞれ突出して設けられている。これらガイド突起４４は、鏡筒４０に収納したときに外周４０ｂに突出しない高さとなっている。そして、各ガイド突起４４の後端には、一段突出したカム突起４５が一体的に設けられている。これらカム突起４５は、外周４０ｂに突出する高さとなっている。

カム環３１は、光軸３８ａに直交する方向に立設した短片部４６と、この短片部４６の突出先端から光軸３８ａに平行となるように設けられた長片部４７とからなる断面Ｌ字状の環状部材となっており、長片部４７の外周に携帯電話のスライドレバーに連係する突起部４８が設けられている。

短片部４６には、周方向の三分割位置に切り欠き部４９がそれぞれ設けられている。これら切り欠き部４９は、前規制部材４２を光軸３８ａの方向に挿通させるものである。３個の切り欠き部４９を３個の前規制部材４２に合わした回転位置（着脱位置）でカム環３１を鏡筒４０に光軸３８ａから組み込むと、長片部４７の後面が後規制部材４３の前面に当接する。光軸３８ａの方向での前・後規制部材４２，４３の間隔は、カム環３１の幅に対応している。これにより、鏡筒４０に組み込んだ後にカム環３１を周方向に回転させると、切り欠き部４９のない短片部４６の前面が前規制部材４２に対面する位置に回転してカム環３１の鏡筒４０からの抜け止めがなされる。これにより、カム環３１は、外周４０ｂで光軸３８ａの方向への移動を阻止した状態で回転自在に保持される。

短辺部４６の背面には、レンズ保持枠３２を光軸３８ａの方向に変位させるためのカム部５０が周方向の３分割位置にそれぞれ形成されている。これらカム部５０には、カム突起４５が長片部４７と外周４０ｂとの隙間５０ａに入り込んで光軸３８ａの方向から当接する。

スペーサ環３３、及び付勢環３４は、内周にそれぞれ形成した後規制部材４３を逃がすための開口５２，５３により、外周４０ｂで且つフランジ部３９とカム突起４５との間に光軸３８ａの方向に沿って重ねて組み込まれる。

付勢環３４は、弾性変形自在な薄板のリング環であり、周方向の３分割位置において光軸３８ａの方向に突出する突出部３４ａを有するように波状にうねって形成されている。突出部３４ａは、周方向の３分割位置にそれぞれ形成されており、フランジ部３９の前面に当たる位置からスペーサ環３３を介してカム突起４５をカム部５０に向けて押し付ける位置まで光軸３８ａの方向に突出している。これら突出部３４ａが各カム突起４５の背後にそれぞれ位置するように、付勢環３４には後方に向けて突出した引っ掛け部５４が設けられている。引っ掛け部５４は、フランジ部３９に設けた穴５５に係合することで付勢環３４の回転止めを行っている。なお、付勢環３４としては、上記構成に限らす、代わりに、光軸方向に弾性のあるスポンジやゴムの材質で作った環状の付勢手段を用いてもよし、環状に繋がっていないもの、例えば断面円や矩形のスポンジやゴムなどの弾性材料、又は圧縮バネ等を各カム突起４５の背後にそれぞれ位置するように複数設けても良い。

図４に示すように、各カム部５０は、各切り欠き部４９の間に形成されている。カム部５０は、レンズ保持枠３２を通常撮影位置に位置決めする第１カム面５６と、接写位置に位置決めする第２カム面５７とで構成されており、これらの間はカム突起４５をスムーズに案内するための斜面で繋がっている。第２カム面５７は、第１カム面５６よりも光軸３８ａの方向の前方に突出した面となっているため、レンズ保持枠３２は、カム環３１を接写位置に回転したときに、通常撮影位置よりも光軸３８ａの前方に移動する。

ところで、上記のようなレンズ移動装置３０を携帯電話に組み込んだ後には、携帯電話の操作部（スライドレバー）の移動範囲がスロット端で規制されているため、レンズ保持枠３２を通常撮影位置と接写位置との間で移動させる範囲でしかカム環３１が回転しない。しかし、組み込む前の状態では、着脱位置が周方向の３位置にあるため、カム環３１を回転させ過ぎると、再び着脱位置に回転する。こうなると、付勢環３４の付勢によりカム環３１が鏡筒４０から抜けてしまう不都合が生じる。

そこで、本実施形態では、切り欠き部４９とカム部５０との間に、光軸３８ａの方向のうちの対物側に向けて一段凹ました凹部６０を形成し、これら凹部６０と切り欠き部４９との間の壁６１を、第１及び第２カム面５６，５７よりも光軸３８ａの方向の後方に向けて突出して形成し、そられ壁６１のうちの凹部６０に隣接する面を光軸３８ａと平行に形成したストッパ面６１ａとしている。これにより、組立時などで不用意にカム環３１を回転し過ぎても、カム突起４５がストッパ面６１ａに当接し、それ以上のカム環３１の回転が阻止されるので、たんにカム環３１を回転しても着脱位置まで回転することはない。そして、カム環３１を取り外す場合には、カム突起４５が壁６１を乗り超える位置まで付勢環３４の付勢に抗してレンズ保持枠３２を光軸３８ａの方向のうちの後方に押し下げ、その押し下げを継続しながらカム環３１を回転させることで、カム環３１が着脱位置に回転する。

上記構成の組み立てを簡単に説明する。鏡筒４０の外周４０ｂに付勢環３４とスペーサ環３３とを光軸３８ａの方向に沿って順に挿入する。このとき、開口５２，５３が後規制部材４３に一致する回転位置で行う。その後、レンズ保持枠３２を光軸３８ａの前方から鏡筒４０の内周４０ａに挿入する。このとき、ガイド突起４４がガイド開口４１に一致する回転位置で行う。これにより、ガイド突起４４がガイド開口４１に入り込み、レンズ保持枠３２が光軸３８ａの方向に移動自在に支持される。このとき、ガイド突起４４に設けたカム突起４５のみが鏡筒４０の外周４０ｂに突出した状態となる。

レンズ保持枠３２を取り付けた後にはカム環３１を取り付ける。カム環３１は、着脱位置、すなわち、切り欠き部４９が前規制部材４２に一致する回転位置で光軸３８ａの前方から鏡筒４０の外周４０ｂに挿入することで取り付けられる。

着脱位置でカム環３１を挿入すると、図４に示す状態から図５（Ａ）に示す状態になる。すなわち、前規制部材４２が切り欠き部４９を通過して光軸３８ａの前方に飛び出し、長片部４７の後端が後規制部材４３に当接してそれ以上の挿入が阻止される。この着脱位置のときには、ストッパ面６１ａを構成する各壁６１と各カム突起４５とが周方向の回転位置で同じ位置となるように構成されている。このため、各壁６１の後端で各カム突起４５が付勢環３４の付勢に抗して光軸３８ａの後方に向けて自然に押し込まれるため、その後にカム環３１を周方向のうちの一方向（図５において上方向）に回転させることで、図５（Ｂ）に示すように、カム突起４５が壁６１を乗り越えてカム部５０に入り込むようになる。なお、カム環３１を他方向に向けて回転しても、切り欠き部４９を挟んだ反対側の壁６１を乗り越えてカム突起４５をカム部５０に入り込ませることができる。

図５（Ｂ）に示すカム環３１の回転位置は、カム突起４５が第１カム面５６に当接して通常撮影位置となっており、この位置と同図（Ｃ）に示す接写位置との間の撮影使用範囲Ｌでカム環３１を回動して撮影を行う。そして、その撮影使用範囲Ｌを超えて、例えば図６（Ａ）に示すように、カム環３１を周方向のうちの他方向（図６において下方向）に回転させても、カム突起４５がその回転方向にあるストッパ面６１ａに当接し、また、図６（Ｂ）に示すように、カム環３１を周方向のうちの一方向（図６において上方向）に回転させても、カム突起４５がその回転方向にあるストッパ面６１ａに当接するため、撮影使用範囲Ｌを超える回転が阻止される。これより、カム環３１が鏡筒４０から外れることがない。

上記実施形態では、レンズ保持枠３２を移動させる位置を通常撮影位置と接写位置との２位置としていが、本発明ではこれに限らず３位置以上としてもよい。また、レンズ保持枠３２を光軸３８ａの方向に連続的に移動させるカム面としてもよい。

また、上記実施形態では、カム環３１の抜け止めを壁６１に設けたストッパ面６１ａの作用で行っているが、ストッパ面６１ａがカム部５０に繋がる面に形成されているため、カム部５０の周方向の範囲が狭くなり、カム面の間の斜面が急になってカム突起４５がカム面間でスムーズに移動しなくなったり、レンズの移動位置を決めるカム面を３箇所以上作ることができないなどの不都合がある。

そこで、図７に示すように、カム部５０に対して周方向に沿った両側にあるうちの何れか一方に設けたストッパ面６１ａを省略し、代わりに、カム環３１の前端に光軸３８ａの前方に向けて突出するストッパ用の突起８０を設け、前記突起８０を前規制部材４２に当接させて周方向のうちの一方向（図７に示す上方向）でのカム環３１の回転を阻止するように構成してもよい。すなわち、カム環３１を周方向のうちの一方向に回転させたときには、前記突起８０が前規制部材４２に当接して着脱位置に回転しないように阻止され、また、他方向に回転させたときにはカム突起４５がストッパ面６１ａに当接して着脱位置に回転しないように阻止される構成としてもよい。

なお、ストッパ面６１ａの全部を省略して、前記突起８０を複数設けて突起８０と前規制部材４２との作用のみでカム環３１の抜け止めを構成するようにしてもよい。この場合、突起８０が前規制部材４２を乗り越える位置までカム環３１を光軸３８ａの後方に向けて押し込んだ後に周方向に回転させれば、カム環３１を着脱位置まで回転させることができる。

上記実施形態では、カム環３１の回転支持を前・後規制部材４２と４３とで行っているが、本発明ではこれに限らず、カム環３１の内周に下方に向けて突出した下向き突起を設け、また、鏡筒４０の外周４０ｂの周方向に溝とその溝に前記下向き突起を入り込ませる切り欠きとを設け、下向き突起を前記溝に沿ってガイドさせることでカム環３１を光軸３８ａの方向に移動させずに周方向に回転自在に支持する構成としてもよい。

なお、上述した各実施形態は、携帯電話に内蔵するレンズ移動装置として説明しているが、本発明はこれに限らず、勿論、写真用カメラや電子スチルカメラなど撮影レンズを搭載する機器であれば何れにも適用することが可能である。また、撮影レンズを移動させる装置に限らず、ファインダー用のレンズを移動させる光学装置にも採用することができるのは言うまでもない。

本発明のレンズ移動装置の概略を示す分解斜視図である。 図１で説明したレンズ移動装置を示す断面図であり、カム環を通常撮影位置に回転した状態を示している。 図１で説明したレンズ移動装置を示す断面図であり、カム環を接写位置に回転した状態を示している。 カム環の内周の展開図と、鏡筒の外周の展開図とを示す説明図であり、カム環を着脱位置にして鏡筒に挿入する前の状態の位置関係を示している。 カム環の内周の展開図と、鏡筒の外周の展開図とを示す説明図であり、（Ａ）は着脱位置でカム環を鏡筒に組み込んだ状態、（Ｂ）は組み込み後にカム環を通常撮影位置に回転した状態、（Ｃ）はカム環を接写位置に回転した状態をそれぞれ示している。 図５に示したカム環を撮影使用範囲を超えて回転したときの状態を示す説明図であり、（Ａ）は、カム環を下方向に移動したときの回転規制状態を、（Ｂ）はカム環を上方向に回転したときの回転規制状態をそれぞれ示している。 カム環の回転規制をストッパ壁と突起とで構成した別の実施形態を示す説明図である。 従来技術で説明した携帯電話を示す斜視図である。 従来技術で説明したレンズ移動装置を示す斜視図である。 従来技術で説明したレンズ移動装置を示す分解斜視図である。

符号の説明

１０ 携帯電話
１５，３８ 単焦点レンズ
１７，３０ レンズ移動装置
１８，３２ レンズ保持枠
１９，３１ カム環
２０，３５ 固定筒
４０ 鏡筒
３４ 付勢環
４５ カム突起
５０ カム部
５６ 第１カム面
５７ 第２カム面
６１ａ ストッパ面
８０ 突起

Claims (2)

1. レンズを保持し、外周に突出するカム突起を有するレンズ保持枠と、
   前記レンズ保持枠を内周に収納する鏡筒を有し、前記カム突起を前記鏡筒の外周に突出した状態で前記レンズ保持枠を光軸方向に移動自在に支持する固定筒と、
   前記鏡筒の外周で且つその外周のうちの光軸方向に沿った長さ内で、光軸方向への移動を阻止した状態で光軸を中心とする周方向に回転自在に支持されており、前記カム突起に光軸方向から当接するカム面を有し、前記周方向への回転に対して前記カム面の光軸方向への変位によりレンズ保持枠を光軸方向に移動するカム環と、
   前記鏡筒の外周に設けられており、前記カム突起をカム面に向けて付勢する付勢手段と、
   を備えたことを特徴とするレンズ移動装置。
2. 前記鏡筒の外周のうちの光軸方向に沿った前後に前記外周から突出してそれぞれ設けられ、これらの間で光軸方向への移動を阻止した状態で前記カム環を前記周方向に回転自在に支持する前・後規制部材と、
   前記カム環を鏡筒の外周に光軸方向に沿って挿入するときに、前記カム面から光軸方向の前方に向けて前規制部材を逃がすために前記カム環に設けられた切り欠き部と、
   前記カム環を鏡筒に取り付けた後に、前記周方向での回転位置のうちの前記切り欠き部と前規制部材とが一致する着脱位置にカム環が回転しないように、前記カム環の回転を規制する回転規制手段とを設け、
   前記回転規制手段を、撮影で使用する前記カム面の範囲の周方向に沿った両端のうちの少なくとも一端に設けられ、光軸と平行なストッパ面と、前記ストッパ面に前記周方向から当接する前記カム突起とで構成したことを特徴とする請求項１記載のレンズ移動装置。

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