JP2007164065A - レンズユニット及び撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】複数のレンズ群からなる光学系の光軸方向の長さを短くするとともに、可動されるレンズ群の位置決めを適正に行う。
【解決手段】被写体光を導くための第１〜第５のレンズ群１２１〜１２５と、第２レンズ群１２２及び第４レンズ群１２４を光軸方向Ｌに移動させるためのリードスクリュー１６１とを備え、第４レンズ群はリードスクリューの回転駆動に伴って移動し、第２レンズ群はリードスクリューの回転駆動に対して所定の遊び量を有して移動するように構成され、さらに、第２レンズ群の停止位置を、広角側メカストップ１８１及び望遠側メカストップ１８２のうち、何れか一方のメカストップに第２レンズ群鏡枠１２２２を押し付けることで規制して位置決めするようになっている。
【選択図】図３

Description

本発明は、複数のレンズ群のうち、少なくとも２つのレンズ群を光軸方向に移動させるレンズユニット及びこれを備える撮像装置に関する。

従来より、複数のレンズ群を光軸方向に移動させることで焦点距離を調整して、複数の合焦位置で撮像することができる撮像装置が知られている。
具体的には、撮像装置は、被写体の撮像に際して、ズーミング用のレンズ群を光軸方向の所定位置まで移動させ、当該レンズ群を所定位置に位置決めした上でフォーカシング用のレンズ群を移動させるようになっている。

また、撮像装置として、小型化や軽量化を図る上で、複数のレンズ群のうち、２つのズーミング用のレンズ群の可動を単一の駆動源により行うものが開発されている（例えば、特許文献１参照）。具体的には、一の駆動モータの出力軸に取り付けられた第一のスクリュー軸と当該第一のスクリュー軸からの動力伝達により回転する第二のスクリュー軸の各々に２つのズーミング用のレンズ群が各々取り付けられ、これらのレンズ群を光軸方向に沿って互いに近付けたり遠ざけるように移動させることで、変倍させるようになっている。
特開２００１−１２４９７４号公報

ところで、装置の小型化を図る上で、ズーミング用のレンズ群とフォーカシング用のレンズ群を上記のように単一の駆動モータにより可動させる構成とすると、フォーカシング用のレンズ群の移動に伴ってズーミング用のレンズ群も移動してしまい、当該ズーミング用のレンズ群の位置決めを適正に行うことができないといった問題がある。
なお、撮像装置の光学系の合焦位置が１箇所や２箇所であると、利便性が低いことから、より多くの合焦位置で撮像可能なものの方がより魅力的であるが、合焦位置の数が増えると光学系の光軸方向の長さが長くなってしまうことから、撮像装置の小型化を図ることが困難となる。

そこで、本発明の課題は、複数のレンズ群からなる光学系の光軸方向の長さを短くすることができるとともに、可動されるレンズ群の位置決めを適正に行うことができるレンズユニット及び撮像装置を提供することである。

上記課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、
被写体光を導くための複数のレンズ群と、前記複数レンズ群のうち、少なくとも２つのレンズ群を光軸方向に移動させるための単一の駆動源とを備え、移動する前記２つのレンズ群のうち、第一の移動レンズ群は前記駆動源の駆動に伴って移動し、第二の移動レンズ群は前記駆動源の駆動に対して所定の遊び量を有して移動するように構成され、
さらに、前記第二の移動レンズ群の停止位置を、前記光軸方向の前後に設けられた２つのメカストップのうち、何れか一方のメカストップに当該第二の移動レンズ群を押し付けることで規制する位置決め手段を備えることを特徴としている。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のレンズユニットにおいて、
前記駆動源の駆動力を前記第二の移動レンズ群に伝達する駆動力伝達部材を備え、
前記位置決め手段は、前記第二の移動レンズ群と前記駆動力伝達部材に介在され、前記光軸方向に伸縮して前記第二の移動レンズ群に対して前記駆動力伝達部材を前記光軸方向に変位させる弾性部材を備えることを特徴としている。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載のレンズユニットにおいて、
前記第一の移動レンズ群は、ズーミング時及びフォーカシング時に移動し、前記第二の移動レンズ群は、ズーミング時に移動することを特徴としている。

請求項４に記載の発明は、請求項１〜３の何れか一項に記載のレンズユニットにおいて、
前記駆動源は、リードスクリューを備えることを特徴としている。

請求項５に記載の発明は、請求項１〜４の何れか一項に記載のレンズユニットにおいて、
前記第一の移動レンズ群は、少なくとも広角位置と、望遠位置と、前記広角位置と前記望遠位置の間の中間位置にて停止され、前記第二の移動レンズ群は、前記中間位置にて、前記光軸方向の前後に設けられた前記広角位置及び望遠位置に対応する前記２つのメカストップのうち、何れか一方のメカストップに押し付けられて停止されてなることを特徴としている。

請求項６に記載の発明は、請求項５に記載のレンズユニットにおいて、
前記２つのメカストップのうち、前記広角位置に対応するメカストップは被写体側に設けられ、前記望遠位置に対応するメカストップは像側に設けられていることを特徴としている。

請求項７に記載の発明の撮像装置は、
請求項１〜６の何れか一項に記載のレンズユニットを、機器本体内に備えることを特徴としている。

請求項１に記載の発明によれば、第一の移動レンズ群及び第二の移動レンズ群を単一の駆動源の駆動により移動させる場合に、第一の移動レンズ群を移動させても、遊び量の分だけ第二の移動レンズ群の移動を停止させることができる。これにより、変倍させる複数のレンズ群からなる光学系の光軸方向の長さを短くすることができ、また、かかる状態にて、第二の移動レンズ群を２つのメカストップのうち、何れか一方のメカストップに押し付けることで当該第二の移動レンズ群の停止位置を適正に位置決めすることができる。

請求項２に記載の発明によれば、請求項１に記載の発明と同様の効果が得られるのは無論のこと、特に、光軸方向に伸縮する弾性部材により、駆動力伝達部材を第二の移動レンズ群に対して光軸方向に変位させることができることとなって、当該第二の移動レンズ群の光軸方向に対する位置決めを適正に行うことができる。
さらに、第二の移動レンズ群には、光軸方向に遊びがあるにもかかわらず、振動、落下などにより衝撃が加わった場合に、遊び範囲内で弾性部材により駆動力伝達部材が第二の移動レンズ群に対して光軸方向に変位することとなって、当該第二の移動レンズ群が光軸方向に適正位置からずれてしまうといったこともなくなる。

請求項３に記載の発明によれば、請求項１又は２に記載の発明と同様の効果が得られるのは無論のこと、特に、ズーミング時に移動する第二の移動レンズ群とフォーカシング時に移動する第一の移動レンズ群を単一の駆動源により可動させる構成としても、フォーカシングに際して、ズーミング用の第二の移動レンズ群の光軸方向に対する位置決めを適正に行うことができる。

請求項４に記載の発明によれば、リードスクリューの回転駆動によって第一の移動レンズ群及び第二の移動レンズ群を移動させる構成であっても、第二の移動レンズ群の光軸方向に対する位置決めを適正に行うことができ、請求項１〜３に記載の発明と同様の効果を得ることができる。

請求項５に記載の発明によれば、請求項１〜４に記載の発明と同様の効果が得られるのは無論のこと、特に、第一の移動レンズ群を、広角位置と望遠位置と中間位置の３つの停止位置に停止させることができるとともに、第二の移動レンズ群を、中間位置にて広角位置又は望遠位置に対応するメカストップを用いて光軸方向に位置決めすることができ、これにより、変倍させる複数のレンズ群からなる光学系の光軸方向の長さを短くした上で、少なくとも３つの合焦位置を具備することができる。

請求項６に記載の発明によれば、請求項５に記載の発明と同様の効果が得られるのは無論のこと、特に、第二の移動レンズ群を、被写体側に設けられた広角位置に対応するメカストップと像側に設けられた望遠位置に対応するメカストップを用いて適正に位置決めすることができる。

請求項７に記載の発明によれば、撮像装置であっても、請求項１〜６に記載の発明と同様の効果を得ることができる。

以下に、本発明について、図面を用いて具体的な態様を説明する。ただし、発明の範囲は、図示例に限定されない。
図１は、本発明を適用した好適な一実施形態として例示する撮像装置１００の斜視図である。なお、図１にあっては、撮像装置１００の内部を透過した状態を図示しており、透過した部分を破線で示すものとする。
また、以下の説明において、撮像装置１００の正面に向かう方向を前後方向Ｘとし、前後方向Ｘに略直交する水平方向を左右方向Ｙとし、前後方向Ｘ及び左右方向Ｙに略直交する垂直方向を上下方向Ｚとする。

本実施形態の撮像装置１００は、例えば、図１に示すように、外形が略直方体状に形成され、その内部に、撮像光学系１０を構成する複数のレンズ群１２、…を光軸方向Ｌに駆動するレンズユニット１と、撮像に際してフラッシュを発光するフラッシュ部２と、当該装置の各部に電源を供給する電源部３と、撮像画像を記録するための画像記録用メモリ４と、各部の駆動を制御する制御部（図示略）等が配設されている。
また、撮像装置１００の正面向かって右側には、例えば、レンズユニット１の第１レンズ群１２１を露出させる開口部５が形成され、この開口部５の左側に隣設するようにしてフラッシュ部２からの発光が外側に発せられる発光窓６が配設されている。一方、撮像装置１００の背面側には、例えば、画像や各種情報を表示する表示部７と、ズームアップやズームダウンを行うためのズームボタン（図示略）と、各種動作の設定や実行を指示するための操作ボタン（図示略）等が配設されている。
さらに、撮像装置１００の上面には、例えば、当該撮像装置１００の動作状態を切り替えるメインスイッチ８と、半押し操作によりカメラの撮像準備動作、即ち、焦点合わせや測光動作を行うとともに、全押し操作により撮像露光動作を行うレリーズスイッチ９等が配設されている。

なお、本実施形態の撮像装置１００にあっては、例えば、図示は省略するが、撮像を行わない時に開口部５を被覆するシャッターや、外部入出力端子や、ストラップ取付部、三脚座等を備えるようにしても良い。

次に、本発明に係るレンズユニット１について、図２〜図４を参照して詳細に説明する。
ここで、図２は、図１のII−II線におけるレンズユニット１の断面図であり、図３は、レンズユニット１の概略構成を模式的に示した正面図である。なお、図３にあっては、主胴部１１に組み付けられる蓋部材１１１の図示は省略している。

レンズユニット１は、例えば、入射光をプリズム１２１２（後述）により略直角に屈折して撮像素子１４まで導く撮像光学系１０を構成しており（図２参照）、具体的には、図２及び図３に示すように、略筒状の主胴部１１と、この主胴部１１の内部に設けられ、光軸方向Ｌに沿って被写体側から順に並んだ第１〜第５のレンズ群１２１〜１２５と、第５レンズ群１２５の下側に設けられた光学フィルタ１３と、光学フィルタ１３よりも下側であって主胴部１１の下端開口を塞ぐように取り付けられた撮像素子１４と、第２レンズ群１２２及び第４レンズ群１２４を光軸方向Ｌに可動させる駆動モータ１５と、駆動モータ１５の駆動力を第２レンズ群（第二の移動レンズ群）１２２及び第４レンズ群（第一の移動レンズ群）１２４に伝達する駆動力伝達機構部１６と、第２レンズ群１２２及び第４レンズ群１２４の移動を案内するガイド軸１７と、第２レンズ群１２２を光軸方向Ｌに対して位置決めするための広角側メカストップ１８１及び望遠側メカストップ１８２等を備えて構成されている。
なお、光軸方向Ｌとは、図２において、第１レンズ群１２１のプリズム１２１２による屈折前は前後方向Ｘと略平行な方向であり、屈折後は上下方向Ｚと略平行な方向を言うものとする。

主胴部１１は、例えば、略上下に延在する筒状部材の上端開口が正面側に向くように形成された部材である。また、主胴部１１には、例えば、正面側の開口を塞ぐように蓋部材１１１が組み付けられている。

さらに、主胴部１１の所定位置には、例えば、第２レンズ群１２２の第２レンズ群鏡枠１２２２（後述）の遮蔽部による遮蔽の有無の切り替わりに基づいて、当該第２レンズ群鏡枠１２２２（第２レンズ群１２２）の光軸方向Ｌの基準位置を検出するためのフォトインタラプタ１１２が配設されている。これにより、フォトインタラプタ１１２により検出された基準位置を基準として、駆動モータ１５の回転方向及び回転量が制御されることで、第２レンズ群１２２及び第４レンズ群１２４の光軸方向Ｌの位置の調整が行われるようになっている。
なお、フォトインタラプタ１１２に替えて、例えば、フォトリフレクタを用いても良い。

第１レンズ群１２１は、例えば、主胴部１１の上端に組み付け固定されており、正の屈折力を有するものである。具体的には、第１レンズ群１２１は、例えば、上端開口を塞ぐように取り付けられ、被写体に向けて配置される被写体側レンズ１２１１と、被写体側レンズ１２１１を通過する光線を略直角に下向きに屈折するプリズム１２１２と、プリズム１２１２により屈折された光線を通過させる素子側レンズ１２１３等を備えている。

第２レンズ群１２２は、例えば、第１レンズ群１２１を通過した光線を通過させる負の屈折力を有する第２レンズ１２２１と、この第２レンズ１２２１を保持して光軸方向Ｌに移動自在な第２レンズ群鏡枠１２２２等を備え、ズーミングの際に、第２レンズ１２２１と第２レンズ群鏡枠１２２２は一体となって主胴部１１内にて光軸方向Ｌに移動自在に構成されている。

第２レンズ群鏡枠１２２２の左右方向Ｙの両側部には、例えば、上下方向Ｚに貫通して形成され、各ガイド軸１７が挿通されるガイド孔を有する第２ガイド部１２２３、１２２３が設けられている（図３参照）。
また、第２レンズ群鏡枠１２２２の図３における右側の第２ガイド部１２２３よりも外側には、一端部が上側雌ねじ部材１６２（後述）に接続された圧縮コイルバネ１６４、１６５の他端部が接続固定される上側及び下側バネ取付固定部１２２４、１２２５が形成されている。即ち、上側及び下側バネ取付固定部１２２４、１２２５は、例えば、第２ガイド部１２２３の上下両端部から第２レンズ１２２１と反対側に略水平に所定の長さ突出して形成されている。そして、上側バネ取付固定部１２２４の下面には、上側雌ねじ部材１６２の上側に接続された上側圧縮コイルバネ１６４の上端部が接続固定され、下側バネ取付固定部１２２５の上面には、上側雌ねじ部材１６２の下側に接続された下側圧縮コイルバネ１６５の下端部が接続固定されている。

また、第２レンズ群１２２は、上側雌ねじ部材１６２並びに上側圧縮コイルバネ１６４及び下側圧縮コイルバネ１６５を介して伝達される駆動モータ１５からの駆動力によって、光軸方向Ｌに移動自在となっている。なお、移動範囲及び移動タイミング等については後述する。

第３レンズ群１２３は、例えば、第２レンズ群１２２を通過した光線を通過させる正の屈折力を有する第３レンズ１２３１を備えており、当該第３レンズ１２３１が、主胴部１１の内側面から延出された第３レンズ固定部１２３２に組み付け固定されている。
また、第３レンズ群１２３の上側には、例えば、入射光量を調節する絞りシャッター部１２６が配設されている。

第４レンズ群１２４は、例えば、第３レンズ群１２３を通過した光線を通過させる正の屈折力を有する第４レンズ１２４１と、この第４レンズ１２４１を保持して光軸方向Ｌに移動自在な第４レンズ群鏡枠１２４２等を備え、ズーミング及びフォーカシングの際に、駆動モータ１５の駆動に伴って、第４レンズ１２４１と第４レンズ群鏡枠１２４２は一体となって主胴部１１内にて光軸方向Ｌに移動自在に構成されている。

第４レンズ群鏡枠１２４２の左右方向Ｙの両側部には、例えば、上下方向Ｚに貫通して形成され、各ガイド軸１７が挿通されるガイド孔を有する第４ガイド部１２４３、１２４３が設けられている（図３参照）。
また、第４レンズ群鏡枠１２４２の図３における右側の第４ガイド部１２４３よりも外側には、下側雌ねじ部材１６３（後述）が接続固定される雌ねじ取付固定部１２４４が形成されている。

さらに、第４レンズ群１２４は、下側雌ねじ部材１６３を介して伝達される駆動モータ１５からの駆動力によって、光軸方向Ｌに移動自在となっている。なお、移動範囲及び移動タイミング等については後述する。

第５レンズ群１２５は、例えば、第４レンズ群１２４を通過した光線を通過させる正の屈折力を有する第５レンズ１２５１を備えており、当該第５レンズ１２５１が、主胴部１１の下端部の内側面から延出された第５レンズ固定部１２５２に組み付け固定されている。

光学フィルタ１３は、例えば、赤外線カットフィルタやオプティカルローパスフィルタ等が積層されたものであり、主胴部１１の内部に取付固定されている。

撮像素子１４は、例えば、ＣＭＯＳ（Complementary Metal-oxide Semiconductor）型イメージセンサ、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）型イメージセンサ等からなり、外形が略矩形薄板状に形成された部材である。
また、撮像素子１４の下面には、当該撮像素子１４と制御部等の装置内部の所定の回路とを接続するフレキシブルプリント基板Ｐが取り付けられている。

ガイド軸１７、１７は、例えば、主胴部１１の内部の左右両側に、光軸方向と略平行に上下方向Ｚに延在するように接着等により取付固定されている。
なお、ガイド軸１７の取付固定方法は、接着に限られるものではない。

駆動モータ１５は、例えば、主胴部１１の外側に配設され、制御部からの所定のパルス信号の入力に基づいて駆動するステッピングモータ等が適用される。
また、駆動モータ１５は、例えば、略真下に向けて出力軸が配設され、当該出力軸に回転に従って回転駆動するリードスクリュー１６１が接続されている。

リードスクリュー１６１は、例えば、上側雌ねじ部材１６２が螺合される上側雄ねじ部１６１１と、下側雌ねじ部材１６３が螺合される下側雄ねじ部１６１２とを備えている。
上側雄ねじ部１６１１と下側雄ねじ部１６１２は、例えば、互いにスクリューの巻き方向が逆向きとなっている。即ち、リードスクリュー１６１は、例えば、個別に形成された上側雄ねじ部１６１１及び下側雄ねじ部１６１２を端部どうしを付き合わせるようにして構成されたものや、一本の軸状部材をスクリューの巻き方向が逆向きとなるように加工して構成されたもの等が適用される。
これにより、リードスクリュー１６１が、所定方向に回転駆動することによって、上側雄ねじ部１６１１及び下側雄ねじ部１６１２の各々に螺合する上側雌ねじ部材１６２及び下側雌ねじ部材１６３は互いに近づく方向に移動し、一方、所定方向と反対方向に回転駆動することによって、上側雌ねじ部材１６２及び下側雌ねじ部材１６３は互いに遠ざかる方向に移動するようになっている。

なお、上側雄ねじ部１６１１と下側雄ねじ部１６１２のピッチやリードは、適宜変更可能となっている。

駆動力伝達機構部１６は、例えば、リードスクリュー１６１に螺合される上側及び下側雌ねじ部材１６２、１６３と、上側雌ねじ部材１６２と上側及び下側バネ取付固定部１２２４、１２２５とを接続する上側及び下側圧縮コイルバネ１６４、１６５等を備えている。

上側雌ねじ部材（駆動力伝達部材）１６２及び下側雌ねじ部材１６３は、例えば、ナット等が適用される。
上側雌ねじ部材１６２は、例えば、その上面に上側バネ取付固定部１２２４の下面と接続される上側圧縮コイルバネ１６４が接続固定され、当該上側雌ねじ部材１６２の下面に下側バネ取付固定部１２２５の上面と接続される下側圧縮コイルバネ１６５が接続固定されている。
これにより、上側雌ねじ部材１６２は、上側バネ取付固定部１２２４及び下側バネ取付固定部１２２５に対して平衡状態となっている（図４（ｄ）参照）。即ち、第二レンズ群１２２は、例えば、図４（ｄ）に示すように、広角側メカストップ１８１や望遠側メカストップ１８２に押し付けられていない状態では、上側雌ねじ部材１６２に対する上側圧縮コイルバネ１６４及び下側圧縮コイルバネ１６５のバネ力が平衡状態となる位置で位置決めされる。

上側及び下側圧縮コイルバネ（弾性部材）１６４、１６５は、例えば、所定の長さを有し、光軸方向Ｌに沿って伸縮自在とされている。
これにより、上側及び下側圧縮コイルバネ１６４、１６５が互いに伸び縮みすることで、上側雌ねじ部材１６２を第２レンズ群鏡枠１２２２（上側バネ取付固定部１２２４及び下側バネ取付固定部１２２５）に対して光軸方向Ｌに変位させるようになっている。
なお、上側及び下側圧縮コイルバネ１６４、１６５の圧縮力等は、例えば、上側雌ねじ部材１６２の平衡状態における光軸方向Ｌの位置等を考慮して適宜変更可能となっている。

広角側メカストップ１８１は、例えば、主胴部１１の内側面の第２レンズ群１２２の広角位置Ｗに対応する、被写体側の所定位置に取付固定され、光軸方向Ｌに対する第２レンズ群１２２の広角側の移動範囲を規制して当該第二レンズ群１２２を位置決めするものである。即ち、広角側メカストップ１８１は、例えば、広角位置Ｗと中間位置Ｍとの間で変倍させる際に、第２レンズ群鏡枠１２２２の図３における第２レンズ１２２１の左側の上端被接触部１２２６に接触することで、当該第２レンズ群鏡枠１２２２の広角側への移動を規制するようになっている。
なお、広角側メカストップ１８１に第２レンズ群鏡枠１２２２の上端被接触部１２２６が接触した状態における、第２レンズ群鏡枠１２２２に対する上側雌ねじ部材１６２の光軸方向Ｌの変位については後述する。

望遠側メカストップ１８２は、例えば、主胴部１１の内側面の第２レンズ群１２２の望遠側合焦位置Ｗに対応する、像側の所定位置に取付固定され、光軸方向Ｌに対する第２レンズ群１２２の望遠側の移動範囲を規制して当該第二レンズ群１２２を位置決めするものである。即ち、望遠側メカストップ１８２は、例えば、中間位置Ｍと望遠位置Ｔの間で変倍させる際に、第２レンズ群鏡枠１２２２の図３における第２レンズ１２２１の左側の下端被接触部１２２７に接触することで、当該第２レンズ群鏡枠１２２２の望遠側への移動を規制するようになっている。
なお、望遠側メカストップ１８２に第２レンズ群鏡枠１２２２の下端被接触部１２２７が接触した状態における、第２レンズ群鏡枠１２２２に対する上側雌ねじ部材１６２の光軸方向Ｌの変位については後述する。

また、広角側メカストップ１８１及び望遠側メカストップ１８２の第２レンズ群鏡枠１２２２に対する位置は、例えば、図３に例示したものに限られるものではなく、第２レンズ群１２２の光軸方向Ｌに対する移動の障害とならない位置であれば適宜任意に変更することができる。

次に、レンズユニット１による変倍動作について、図４（ａ）〜図４（ｅ）を参照して説明する。
ここで、図４（ａ）〜図４（ｅ）は、変倍動作時における第２レンズ群１２２及び第４レンズ群１２４の広角側メカストップ１８１及び望遠側メカストップ１８２に対する光軸方向Ｌの変位を模式的に示した図である。
なお、図４（ａ）〜図４（ｅ）にあっては、第２レンズ群１２２及び第４レンズ群１２４を簡略化して模式的に示している。また、「□」は、第２レンズ群１２２の第２レンズ１２２１の光軸方向Ｌの位置を表し、「○」は、第４レンズ群１２４の第４レンズ１２４１の光軸方向Ｌの位置を表している。さらに、上側雌ねじ部材１６２の移動軌跡を二点鎖線で表し、下側雌ねじ部材１６３の移動軌跡を一点鎖線で表している。

本実施形態の撮像装置１００にあっては、先ず、例えば、ユーザによるズームボタンの所定操作に基づいて、制御部の制御下にて駆動モータ１５が所定方向に回転駆動して、広角位置Ｗ、中間位置Ｍ及び望遠位置Ｔの各々にて、被写体距離が無限遠で合焦する位置まで第２レンズ群１２２及び第４レンズ群１２４を光軸方向Ｌに移動させるズーミングを行うようになっている。
その後、撮像装置１００は、レリーズスイッチ９の半押し操作に基づいて、第４レンズ群１２４を被写体距離が無限遠（図４における下側の「○」）からより至近域側（図４における下側の「○」よりも上側）に変位させるようにしてフォーカシングを行うようになっている（白抜きの矢印Ｆｍ、Ｆｗ、Ｆｔ；図４参照）。なお、図４にあっては、広角位置Ｗ、中間位置Ｍ及び望遠位置Ｔの各々において、上側の「○」が最も至近域側で合焦する位置を表している。

以下に説明する変倍動作にあっては、撮像光学系１０の中間位置Ｍ（図４（ｃ）参照）を基準として、広角位置Ｗ（図４（ａ）参照）及び望遠位置Ｔ（図４（ｅ）参照）にそれぞれ対応する位置に配置されるように第２レンズ群１２２及び第４レンズ群１２４を変位させる場合について説明する。

先ず、中間位置Ｍにあっては、第２レンズ群１２２は、その上端被接触部１２２６が広角側メカストップ１８１に接触することにより、当該第２レンズ群１２２が光軸方向Ｌに位置決めされた状態となっている。
このとき、上側雌ねじ部材１６２は、第２レンズ群鏡枠１２２２に対して平衡状態にある上側雌ねじ部材１６２（図４（ｄ）参照）よりも上側圧縮コイルバネ１６４が圧縮されるとともに下側圧縮コイルバネ１６５が伸張された状態となっている。即ち、第２レンズ群１２２は、その上端被接触部１２２６が広角側メカストップ１８１に押し付けられた状態で位置決めされている。
従って、かかる状態にて、フォーカシングＦｍにより第４レンズ群１２４を被写体距離が無限遠から至近域側（下側の「○」よりも上側）に変位させるように駆動モータ１５が回転駆動しても、当該駆動に伴って移動する上側雌ねじ部材１６２が平衡状態となるまでは、上側圧縮コイルバネ１６４が伸張されるとともに下側圧縮コイルバネ１６５が圧縮されることによって、上側雌ねじ部材１６２を第２レンズ群鏡枠１２２２に対して変位させるだけで、当該第２レンズ群１２２が光軸方向Ｌに位置決めされた状態で維持されるようになっている。

次に、中間位置Ｍから広角位置Ｗに対しての変倍について説明する。
制御部の制御下にて、駆動モータ１５の駆動によりリードスクリュー１６１を所定方向に回転させることに基づいて、上側雌ねじ部材１６２と下側雌ねじ部材１６３との距離を遠ざけるように移動させる。
すると、上端被接触部１２２６を広角側メカストップ１８１に接触させる第２レンズ群１２２は、上側雌ねじ部材１６２が上側圧縮コイルバネ１６４をさらに圧縮するとともに下側圧縮コイルバネ１６５をさらに伸張させることで第２レンズ群鏡枠１２２２に対して光軸方向Ｌに変位させるように上側に移動するが、当該第２レンズ群１２２が光軸方向Ｌに位置決めされた状態で維持されるようになっている（図４（ａ）及び図４（ｂ）参照）。即ち、第２レンズ群１２２の広角側への移動が広角側メカストップ１８１により規制された状態で、リードスクリュー１６１の回転駆動に基づいて上側雌ねじ部材１６２を広角側に移動させても、上側圧縮コイルバネ１６４及び下側圧縮コイルバネ１６５によって形成される遊び範囲（遊び量）内では、当該上側雌ねじ部材１６２が広角側に変位するだけとなる。
このように、第２レンズ群１２２は、中間位置Ｍと広角位置Ｗとの間の変倍において、広角側メカストップ１８１並びに上側圧縮コイルバネ１６４及び下側圧縮コイルバネ１６５によって、広角側にて位置決めされるようになっている。

一方、第４レンズ群１２４は、広角位置Ｗにて、被写体距離が無限遠で合焦する位置（下側の「○」）に当該第４レンズ群１２４が移動するまで、下側雌ねじ部材１６３の移動に伴って下側に移動していく。

また、その後のフォーカシングＦｗにより第４レンズ群１２４を被写体距離が無限遠から至近域側（下側の「○」よりも上側）に変位させるように駆動モータ１５が回転駆動しても、上記と同様に、上側圧縮コイルバネ１６４が伸張されるとともに下側圧縮コイルバネ１６５が圧縮されることによって、上側雌ねじ部材１６２を第２レンズ群鏡枠１２２２に対して変位させるだけで、当該第２レンズ群１２２が光軸方向Ｌに位置決めされた状態で維持されるようになっている。

次に、中間位置Ｍから望遠位置Ｔに対しての変倍について説明する。
制御部の制御下にて、駆動モータ１５の駆動によりリードスクリュー１６１を所定方向と反対方向に回転させることに基づいて、上側雌ねじ部材１６２と下側雌ねじ部材１６３との距離を近付けるように移動させる。
すると、上側雌ねじ部材１６２が平衡状態となるまでは、上側圧縮コイルバネ１６４を伸張させるとともに下側圧縮コイルバネ１６５を圧縮させながら上側雌ねじ部材１６２が第２レンズ群鏡枠１２２２に対して光軸方向Ｌに変位するように下側に移動していく。
そして、平衡状態に達した後は、上側雌ねじ部材１６２が第２レンズ群鏡枠１２２２に対して光軸方向Ｌに変位することなく第２レンズ群１２２と一体となって下側に移動する。その後、下端被接触部１２２７が望遠側メカストップ１８２に接触することで、当該第２レンズ群１２２の移動が規制されて光軸方向Ｌに対して位置決めされた状態となる（図４（ｄ）及び図４（ｅ）参照）。即ち、第２レンズ群１２２の望遠側への移動が望遠側メカストップ１８２により規制された状態で、リードスクリュー１６１の回転駆動に基づいて上側雌ねじ部材１６２を望遠側に移動させても、上側圧縮コイルバネ１６４及び下側圧縮コイルバネ１６５によって形成される遊び範囲内では、当該上側雌ねじ部材１６２が望遠側に変位するだけとなる。
このように、第２レンズ群１２２は、中間位置Ｍと望遠位置Ｔとの間の変倍において、上側雌ねじ部材１６２の光軸方向Ｌに対する移動に伴って下側に移動し、下端被接触部１２２７が望遠側メカストップ１８２に接触した後は、望遠側メカストップ１８２並びに上側圧縮コイルバネ１６４及び下側圧縮コイルバネ１６５によって、望遠側にて位置決めされるようになっている。

一方、第４レンズ群１２４は、望遠位置Ｔにて、被写体距離が無限遠で合焦する位置（下側の「○」）に当該第４レンズ群１２４が移動するまで、下側雌ねじ部材１６３の移動に伴って上側に移動していく。

また、その後のフォーカシングＦｔにより第４レンズ群１２４を被写体距離が無限遠から至近域側（下側の「○」よりも上側）に変位させるように駆動モータ１５が回転駆動しても、上記と同様に、上側圧縮コイルバネ１６４が伸張されるとともに下側圧縮コイルバネ１６５が圧縮されることによって、上側雌ねじ部材１６２を第２レンズ群鏡枠１２２２に対して変位させるだけで、当該第２レンズ群１２２が光軸方向Ｌに位置決めされた状態で維持されるようになっている。

以上のように、本実施形態の撮像装置１００によれば、広角側メカストップ１８１及び望遠側メカストップ１８２を用いてズーミング用の第２レンズ群１２２の移動を規制することができ、かかる状態にて、第４レンズ群１２４を移動させても、第２レンズ群１２２を移動させることなく、適正に位置決めすることができる。
即ち、第２レンズ群１２２の上端被接触部１２２６を広角側メカストップ１８１に接触させることで、第２レンズ群１２２の広角側への移動を規制することができ、上側雌ねじ部材１６２を、上側及び下側圧縮コイルバネ１６４、１６５による遊び範囲で第２レンズ群鏡枠１２２２に対して光軸方向Ｌに変位させることができることとなり、第２レンズ群１２２の広角側における位置決めを適正に行うことができる。また、第２レンズ群１２２の下端被接触部１２２７を望遠側メカストップ１８２に接触させることで、第２レンズ群１２２の望遠側への移動を規制することができ、上側雌ねじ部材１６２を上側及び下側圧縮コイルバネ１６４、１６５による遊び範囲で光軸方向に移動させることができるので、第２レンズ群１２２の望遠側における位置決めを適正に行うことができる。
これにより、単一のリードスクリュー１６１の回転駆動によってズーミング用の第２レンズ群１２２並びにズーミング用及びフォーカシング用の第４レンズ群１２４を移動させても、第４レンズ群１２４によるフォーカシングに際して、ズーミング用の第２レンズ群１２２の光軸方向Ｌの位置決めを適正に行うことができることとなって、３つの合焦位置を適正に具備することができ、当該撮像光学系１０の光軸方向Ｌの長さを短くすることができる。

さらに、第２レンズ群１２２には、光軸方向Ｌに遊びがあるにもかかわらず、振動、落下などにより衝撃が加わった場合に、遊び範囲内で上側及び下側圧縮コイルバネ１６４、１６５により上側雌ねじ部材１６２が第２レンズ群１２２に対して光軸方向Ｌに変位することとなって、当該第２レンズ群１２２が光軸方向Ｌに適正位置からずれてしまうといったこともなくなる。

なお、本発明は、上記実施形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、種々の改良並びに設計の変更を行っても良い。
例えば、光学系の合焦位置を３ポジションとしたが、これに限られるものではなく、例えば、第２レンズ群１２２の望遠位置Ｔ側での変位を中間位置Ｍと広角位置Ｗとの間の変位を規制する機構と略同等の構造により規制することで、中間位置Ｍと望遠位置Ｔとの間に新たな合焦位置を設けるようにしても良い。

また、上記実施形態では、ズーミング用の第２レンズ群１２２の変位を規制するようにしたが、これに限られるものではなく、例えば、第２レンズ群１２２と第４レンズ群１２４との機能を全く逆にして、第４レンズ群１２４の変位を規制するようにしても良い。
さらに、第２レンズ群１２２及び第４レンズ群１２４を光軸方向Ｌに移動させるようにしたが、可動されるレンズ群１２はこれらに限られるものではなく、他のレンズ群１２であっても良い。例えば、第２レンズ群１２２と第４レンズ群１２４の間に不動のレンズ群（例えば、第３レンズ群１２３）を設けずに、可動レンズ群が並んで設けられるものにあっては、これらのレンズ群を光軸方向Ｌに移動させるようにしても良い。

加えて、中間位置Ｍにて、第２レンズ群１２２は広角側メカストップ１８１に押し付けられて位置決めされるようにしたが、これに限られるものではなく、例えば、望遠側メカストップ１８２に押し付けられて位置決めされるようにしても良い。つまり、第２レンズ群１２２の中間位置Ｍに対応する停止位置と望遠位置Ｔに対応する停止位置を同じ位置とするようにしても良い。

また、上記実施形態では、本発明に係るレンズユニット１として、光をプリズム１２１２により屈折して撮像素子１４に導く構成の光学系を有するものを例示したが、これに限られるものではなく、例えば、複数のレンズ群１２、…と撮像素子１４とが一直線状に並設されたプリズム１２１２を用いない構成の光学系を有するものでも良い。
さらに、各レンズ群の有する屈折力は、上記実施形態に例示したものに限られるものではなく、適宜変更可能となっている。

また、上記実施形態では、弾性部材として、上側及び下側圧縮コイルバネ１６４、１６５を例示したが、これに限られるものではなく、例えば、ゴム等であっても良い。

さらに、上記実施形態では、ズーミングによって第４レンズ群１２４を被写体距離が無限遠で合焦する位置に変位するようにしたが、これに限られるものではなく、例えば、１〜３ｍといった多くの被写体が存在する可能性の高い可焦点位置であっても良い。

本発明を適用した好適な一実施形態として例示する撮像装置の斜視図である。 図１のII−II線における撮像装置に備わるレンズユニットの断面図である。 図２のレンズユニットの概略構成を模式的に示した正面図である。 図２のレンズユニットに備わる第２レンズ群及び第４レンズ群の光軸方向の位置を模式的に示した図である。

符号の説明

１００ 撮像装置
１ レンズユニット
１０ 撮像光学系
１２２ 第２レンズ群（第二の移動レンズ群）
１２２２ 第２レンズ群鏡枠（レンズ群保持部材）
１２２６ 上端被接触部
１２２７ 下端被接触部
１２４ 第４レンズ群（第一の移動レンズ群）
１５ 駆動モータ
１６１ リードスクリュー（駆動源）
１６２ 上側雌ねじ部材（駆動力伝達部材）
１６４ 上側圧縮コイルバネ（弾性部材、位置決め手段）
１６５ 下側圧縮コイルバネ（弾性部材、位置決め手段）
１８１ 広角側メカストップ（位置決め手段）
１８２ 望遠側メカストップ（位置決め手段）
Ｗ 広角位置
Ｍ 中間位置
Ｔ 望遠位置
Ｌ 光軸方向

Claims (7)

1. 被写体光を導くための複数のレンズ群と、前記複数レンズ群のうち、少なくとも２つのレンズ群を光軸方向に移動させるための単一の駆動源とを備え、移動する前記２つのレンズ群のうち、第一の移動レンズ群は前記駆動源の駆動に伴って移動し、第二の移動レンズ群は前記駆動源の駆動に対して所定の遊び量を有して移動するように構成され、
   さらに、前記第二の移動レンズ群の停止位置を、前記光軸方向の前後に設けられた２つのメカストップのうち、何れか一方のメカストップに当該第二の移動レンズ群を押し付けることで規制する位置決め手段を備えることを特徴とするレンズユニット。
2. 前記駆動源の駆動力を前記第二の移動レンズ群に伝達する駆動力伝達部材を備え、
   前記位置決め手段は、前記第二の移動レンズ群と前記駆動力伝達部材に介在され、前記光軸方向に伸縮して前記第二の移動レンズ群に対して前記駆動力伝達部材を前記光軸方向に変位させる弾性部材を備えることを特徴とする請求項１に記載のレンズユニット。
3. 前記第一の移動レンズ群は、ズーミング時及びフォーカシング時に移動し、前記第二の移動レンズ群は、ズーミング時に移動することを特徴とする請求項１又は２に記載のレンズユニット。
4. 前記駆動源は、リードスクリューを備えることを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載のレンズユニット。
5. 前記第一の移動レンズ群は、少なくとも広角位置と、望遠位置と、前記広角位置と前記望遠位置の間の中間位置にて停止され、前記第二の移動レンズ群は、前記中間位置にて、前記光軸方向の前後に設けられた前記広角位置及び望遠位置に対応する前記２つのメカストップのうち、何れか一方のメカストップに押し付けられて停止されてなることを特徴とする請求項１〜４の何れか一項に記載のレンズユニット。
6. 前記２つのメカストップのうち、前記広角位置に対応するメカストップは被写体側に設けられ、前記望遠位置に対応するメカストップは像側に設けられていることを特徴とする請求項５に記載のレンズユニット。
7. 請求項１〜６の何れか一項に記載のレンズユニットを、機器本体内に備えることを特徴とする撮像装置。

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