JP2024086039A - レンズ装置および撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】小型のレンズ装置を提供する。【解決手段】レンズ装置（１００）は、物体側から像側へ順に配置された、第１レンズ群（Ｌ１）と第２レンズ群（Ｌ２）と後レンズ群（Ｌ３）とからなる複数のレンズ群と、第１レンズ群を保持する第１保持部（１１）と、第２レンズ群を保持し、第２レンズ群とともに光軸方向に移動する第２保持部（１２）と、第２保持部を光軸方向に駆動する駆動部（２０）とを有し、広角端から望遠端へのズーミングに際して、複数のレンズ群の隣り合う各レンズ群の間隔は変化し、光軸方向において、駆動部のうち最も物体側の第１端部（２０１）は、第２保持部のうち最も物体側の第２端部（１２１）の位置（Ｐ１）と同じ位置、または第２端部よりも像側の位置（Ｐ２）に配置されている。【選択図】図１

Description

本発明は、レンズ装置および撮像装置に関する。

特許文献１には、物体側から像側へ順に、第１レンズ群、第２レンズ群、第３レンズ群、第４レンズ群、および第５レンズ群の５つのレンズ群からなる光学系を備えたレンズ装置が開示されている。また特許文献１には、３群モータを用いて第３レンズ群を駆動して電動ズーム（パワーズーム）を行うとともに、フォーカシングモータ（ボイスコイルモータ）を用いて第２レンズ群を駆動してフォーカシングを行うことが開示されている。

特開２０１３－８３７７５号公報

しかしながら、第２レンズ群を駆動して電動ズームを行うレンズ装置に特許文献１の構成を採用すると、第２レンズ群の移動ストロークにより、第２レンズ群を駆動するモータが第１レンズ群または第１レンズ群を保持する保持枠と干渉する可能性がある。一方、このような干渉を回避するようにモータを配置しようとすると、レンズ装置の径方向のサイズが大型化してしまう。

そこで本発明は、小型のレンズ装置を提供することを目的とする。

本発明の一側面としてのレンズ装置は、物体側から像側へ順に配置された、第１レンズ群と第２レンズ群と後レンズ群とからなる複数のレンズ群と、前記第１レンズ群を保持する第１保持部と、前記第２レンズ群を保持し、前記第２レンズ群とともに光軸方向に移動する第２保持部と、前記第２保持部を前記光軸方向に駆動する駆動部とを有し、広角端から望遠端へのズーミングに際して、前記複数のレンズ群の隣り合う各レンズ群の間隔は変化し、前記光軸方向において、前記駆動部のうち最も物体側の第１端部は、前記第２保持部のうち最も物体側の第２端部の位置と同じ位置、または前記第２端部よりも像側の位置に配置されている。

本発明の他の目的及び特徴は、以下の実施形態において説明される。

本発明によれば、小型のレンズ装置を提供することができる。

第１実施形態におけるレンズ装置の断面図である。 第２実施形態におけるレンズ装置の断面図である。 第３実施形態におけるレンズ装置の断面図である。 各実施形態における撮像装置の概略図である。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。

（第１実施形態）
まず、図１を参照して、本発明の第１実施形態におけるレンズ装置１００について説明する。図１は、レンズ装置１００の断面図である。図１において、左側が物体側、右側が像側である。なお図１では、本実施形態の説明に直接関係する構成のみを抽出して示しており、本実施形態の説明に直接関係がない構成については省略している。

レンズ装置１００は、物体側から像側へ順に配置された、第１レンズ群Ｌ１と第２レンズ群Ｌ２と後レンズ群とからなる複数のレンズ群（撮像光学系）を有する。複数のレンズ群により形成された光学像は、像面ＩＰに結像される。なお図１では、後レンズ群として、第２レンズ群Ｌ２の像側において第２レンズ群Ｌ２と隣り合って配置された第３レンズ群Ｌ３のみを示しているが、本実施形態はこれに限定されるものではない。後レンズ群は、少なくとも第３レンズ群Ｌ３を含んでいれば、第３レンズ群Ｌ３の像側に更に少なくとも一つのレンズ群を含んでいてもよい。なお、レンズ群は、複数のレンズから構成される場合に限定されるものではなく、１枚のレンズから構成される場合を含む。

複数のレンズ群は、広角端から望遠端へのズーミングに際して、複数のレンズ群の隣り合う各レンズ群の間隔は変化する。本実施形態では、ズーミングに際して、第２レンズ群Ｌ２は、図１中の矢印で示される移動ストロークＭＳで、光軸ＯＡに沿った方向（光軸方向）に移動する。また本実施形態では、ズーミングに際して、第１レンズ群Ｌ１は移動しない。すなわち、レンズ全長（撮像光学系を構成する複数のレンズ群の最も物体側のレンズ面から最も像側のレンズ面までの光軸上の距離にバックフォーカスを加えた長さ）は変化しない（全長固定）。本実施形態において、レンズ装置１００は、第２レンズ群Ｌ２とともに移動する絞り（開口絞り）ＳＰを有するが、これに限定されるものではない。

第１保持枠（第１保持部）１１は、第１レンズ群Ｌ１を保持する。第２保持枠（第２保持部）１２は、第２レンズ群Ｌ２を保持し、第２レンズ群Ｌ２とともに光軸方向に移動する。径方向において、第１保持枠１１よりも第２保持枠１２の方が小さい。ボイスコイルモータ（駆動部）２０は、第２保持枠１２に接続されており、第２保持枠１２に駆動力を伝達可能に構成されていることで、第２保持枠１２を光軸方向に駆動する。レンズ装置１００は、電動ズームが可能であり、ユーザの操作またはユーザの指示に基づく制御により、ボイスコイルモータ２０は第２保持枠１２を駆動する。

ボイスコイルモータ２０は、コイル２１、マグネット２２、およびヨーク２３を有する。コイル２１は、第２保持枠１２と一体的に設けられている。マグネット２２およびヨーク２３は、鏡筒３１に設けられ、コイル２１を移動させるために磁場を形成する。

レンズ装置１００において、第２レンズ群Ｌ２をボイスコイルモータ２０で駆動するには、コイル２１とマグネット２２とヨーク２３とを第２レンズ群Ｌ２の近傍に配置する必要がある。マグネット２２およびヨーク２３は大きいため、ズーミングに際して、例えば第１レンズ群Ｌ１または第１保持枠１１と干渉（接触または衝突）する可能性がある。干渉を回避するために光軸ＯＡから離れる方向（径方向）にボイスコイルモータ２０を退避させようとすると、レンズ装置１００が大型化する。

そこで本実施形態では、第１保持枠１１とボイスコイルモータ２０との干渉を回避するように、第２保持枠１２とボイスコイルモータ２０との光軸方向の配置関係を設定する。すなわち本実施形態において、ボイスコイルモータ２０の前方端部２０１（ボイスコイルモータ２０の最も物体側の第１端部）は、第２保持枠１２の前方端部１２１（第２保持枠１２の最も物体側の第２端部）の位置Ｐ１よりも像側の位置Ｐ２に配置されている。ただし本実施形態は、これに限定されるものではなく、光軸方向において、ボイスコイルモータ２０の前方端部２０１は、第２保持枠１２の前方端部１２１の位置Ｐ１と同じ位置（Ｐ１＝Ｐ２）としてもよい。換言すると、ボイスコイルモータ２０の前方端部２０１は、第２保持枠１２の前方端部１２１よりも物体側に突出していない。

このような構成により、ズーミングに際して、第２レンズ群Ｌ２が光軸方向に移動する場合でも、ボイスコイルモータ２０が第１レンズ群Ｌ１または第１保持枠１１と干渉することを回避しつつ、レンズ装置１００の小型化を実現することができる。本実施形態によれば、ボイスコイルモータ２０を第２保持枠１２の外側に配置するため、レンズ装置１００の径方向すなわち光軸ＯＡと直交する方向（光軸直交方向）における大きさの小型化に寄与する。

また本実施形態において、ヨーク２３の最も物体側の端部から最も像側の端部までの光軸方向の長さに比べて、ヨーク２３の径方向（光軸方向と垂直な方向）の最も外側の端部から内側の端部までの長さが短い。このような構成により、レンズ装置１００の径方向における大きさを小型化することができる。

（第２実施形態）
次に、図２を参照して、本発明の第２実施形態におけるレンズ装置１００ａについて説明する。図２は、レンズ装置１００ａの断面図である。図２において、左側が物体側、右側が像側である。なお図２では、図１と同様に、本実施形態の説明に直接関係する構成のみを抽出して示しており、本実施形態の説明に直接関係がない構成については省略している。

本実施形態のレンズ装置１００ａは、ボイスコイルモータ２０に代えて、ボイスコイルモータ２０ａを有する点で、第１実施形態のレンズ装置１００と異なる。なお、レンズ装置１００ａの他の構成および動作は、レンズ装置１００と共通するため、それらの説明を省略する。

ボイスコイルモータ２０ａは、コイル２１ａ、マグネット２２ａ、およびヨーク２３ａを有し、第２レンズ群Ｌ２を保持する第２保持枠１２の後方（像側）に配置されている。すなわち、物体側から像側へ光軸方向に見たとき（レンズ装置１００ａの正面視で）、ボイスコイルモータ２０ａのコイル２１ａ、マグネット２２ａ、およびヨーク２３ａのそれぞれの少なくとも一部と第２保持枠１２の少なくとも一部とは、互いに重なっている。また本実施形態において、ボイスコイルモータ２０ａの前方端部２０１ａ（ボイスコイルモータ２０ａの最も物体側の第１端部）は、第２保持枠１２の前方端部１２１（第２保持枠１２の最も物体側の第２端部）の位置よりも像側の位置に配置されている。

このような構成により、ズーミングに際して、第２レンズ群Ｌ２が光軸方向に移動する場合でも、ボイスコイルモータ２０ａが第１レンズ群Ｌ１または第１保持枠１１と干渉することを回避しつつ、レンズ装置１００ａの小型化を実現することができる。本実施形態によれば、ボイスコイルモータ２０ａを第２保持枠１２の像側に配置するため、レンズ装置１００ａの光軸方向における大きさの小型化に寄与する。

また本実施形態において、物体側から像側へ光軸方向に見たとき、ボイスコイルモータ２０ａの少なくとも一部と第１保持枠１１の少なくとも一部とは、互いに重なっている。これにより、レンズ装置１００ａの径方向における大きさを小型化することができる。

（第３実施形態）
次に、図３を参照して、本発明の第３実施形態におけるレンズ装置１００ｂについて説明する。図３は、レンズ装置１００ｂの断面図である。図３において、左側が物体側、右側が像側である。なお図３では、図１と同様に、本実施形態の説明に直接関係する構成のみを抽出して示しており、本実施形態の説明に直接関係がない構成については省略している。

本実施形態のレンズ装置１００ｂは、駆動部として、第１ボイスコイルモータ（第１駆動部材）２０ｂと第２ボイスコイルモータ（第２駆動部材）２０ｃとを有する点で、１つのボイスコイルモータのみを有する第１実施形態のレンズ装置１００と異なる。ただし本実施形態は、２つのボイスコイルモータを有する構成に限定されるものではなく、３つ以上のボイスコイルモータを有する構成にも適用可能である。また本実施形態において、２つのボイスコイルモータは共通のモータであるが、本実施形態は、これに限定されるものではなく、互いに異なる特性や大きさの２つのモータにも適用可能である。なお、レンズ装置１００ｂの他の構成および動作は、レンズ装置１００と共通するため、それらの説明を省略する。

第１ボイスコイルモータ２０ｂは、コイル２１ｂ、マグネット２２ｂ、およびヨーク２３ｂを有し、第２レンズ群Ｌ２を保持する第２保持枠１２の外側に配置されている。同様に、第２ボイスコイルモータ２０ｃは、コイル２１ｃ、マグネット２２ｃ、およびヨーク２３ｃを有し、第２レンズ群Ｌ２を保持する第２保持枠１２の外側に配置されている。

また、第１ボイスコイルモータ２０ｂの前方端部２０１ｂ（第１ボイスコイルモータ２０ｂの最も物体側の第１端部（第３端部））は、第２保持枠１２の前方端部１２１（第２保持枠１２の最も物体側の第２端部）の位置よりも像側の位置に配置されている。同様に、第２ボイスコイルモータ２０ｃの前方端部２０１ｃ（第２ボイスコイルモータ２０ｃの最も物体側の第１端部（第４端部））は、第２保持枠１２の前方端部１２１の位置よりも像側の位置に配置されている。

本実施形態では、光軸方向において、第１ボイスコイルモータ２０ｂのうち最も物体側の第３端部（前方端部２０１ｂ）の位置Ｐ３と第２ボイスコイルモータ２０ｃのうち最も物体側の第４端部（前方端部２０２ｃ）の位置Ｐ４は、互いに異なる。すなわち、位置Ｐ３と位置Ｐ４とが光軸方向において一致しない。

第２レンズ群Ｌ２の重量が大きいなどの場合、１つのボイスコイルモータのみで第２保持枠１２を駆動するのではなく、複数のボイスコイルモータを用いて第２保持枠１２を駆動することが好ましい。複数のボイスコイルモータを配置すると、第２保持枠１２の物体側および像側の他の部品や、第２保持枠１２の外側（径方向）の他の部品などとの干渉の可能性が更に増大する。本実施形態のように複数のボイスコイルモータの光軸方向の位置を互いにずらすことにより、部品配置の自由度を向上させることができる。

また本実施形態によれば、光軸方向において互いに異なる位置に第１ボイスコイルモータ２０ｂおよび第２ボイスコイルモータ２０ｃを配置しているため、ローレンツ力のバランスがずれている。このため、第２保持枠１２が対称形状でないなどにより、第２保持枠１２の重心位置が光軸ＯＡ（中心）でない場合、２つボイスコイルモータの位置をずらすことで、バランスの良い駆動が可能となる。

次に、図４を参照して、各実施形態のレンズ装置１００（１００ａ、１００ｂ）を備えた撮像装置２００について説明する。図４は、撮像装置２００の概略図である。

図４において、５０はカメラ本体、１１は第１～第３実施形態で説明したレンズ装置１００（１００ａ、１００ｂ）である。６０はカメラ本体５０に内蔵され、レンズ装置１００の光学系により形成された光学像を受光して光電変換するＣＭＯＳセンサまたはＣＣＤセンサなどの撮像素子（光電変換素子）である。カメラ本体５０は、クイックターンミラーを有する所謂一眼レフカメラ、またはクイックターンミラーを有さない所謂ミラーレスカメラのいずれでもよい。なお、各実施形態のレンズ装置は、デジタルスチルカメラだけでなく、ビデオカメラなどの他の撮像装置にも適用可能である。

各実施形態によれば、小型のレンズ装置および撮像装置を提供することができる。

各実施形態の開示は、以下の構成を含む。

（構成１）
物体側から像側へ順に配置された、第１レンズ群と第２レンズ群と後レンズ群とからなる複数のレンズ群と、
前記第１レンズ群を保持する第１保持部と、
前記第２レンズ群を保持し、前記第２レンズ群とともに光軸方向に移動する第２保持部と、
前記第２保持部を前記光軸方向に駆動する駆動部と、を有し、
広角端から望遠端へのズーミングに際して、前記複数のレンズ群の隣り合う各レンズ群の間隔は変化し、
前記光軸方向において、前記駆動部のうち最も物体側の第１端部は、前記第２保持部のうち最も物体側の第２端部の位置と同じ位置、または前記第２端部よりも像側の位置に配置されていることを特徴とするレンズ装置。
（構成２）
前記駆動部は、ボイスコイルモータであり、
前記第２保持部に設けられたコイルと、
前記コイルを移動させるために磁場を形成するマグネットおよびヨークとを有することを特徴とする構成１に記載のレンズ装置。
（構成３）
物体側から像側へ前記光軸方向に見たとき、前記駆動部の前記コイル、前記マグネット、および前記ヨークのそれぞれの少なくとも一部と前記第２保持部の少なくとも一部とは、互いに重なっていることを特徴とする構成２に記載のレンズ装置。
（構成４）
物体側から像側へ前記光軸方向に見たとき、前記駆動部の少なくとも一部と前記第１保持部の少なくとも一部とは、互いに重なっていることを特徴とする構成１乃至３のいずれかに記載のレンズ装置。
（構成５）
前記駆動部は、第１駆動部材と第２駆動部材とを有し、
前記光軸方向において、前記第１駆動部材のうち最も物体側の第３端部の位置と前記第２駆動部材のうち最も物体側の第４端部の位置は、互いに異なることを特徴とする構成１または２に記載のレンズ装置。
（構成６）
前記第１レンズ群は、ズーミングに際して移動しないことを特徴とする構成１乃至５のいずれかに記載のレンズ装置。
（構成７）
前記後レンズ群は、少なくとも、前記第２レンズ群の像側に配置された第３レンズ群を含むことを特徴とする構成１乃至６のいずれかに記載のレンズ装置。
（構成８）
前記ヨークの最も物体側の端部から最も像側の端部までの前記光軸方向の長さに比べて、前記ヨークの径方向（前記光軸方向と垂直な方向）の最も外側の端部から内側の端部までの長さが短いことを特徴とする請求項２に記載のレンズ装置。
（構成９）
径方向において、前記第１保持部よりも前記第２保持部の方が小さいことを特徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載のレンズ装置。
（構成１０）
構成１乃至９のいずれかに記載のレンズ装置と、撮像素子とを有することを特徴とする撮像装置。

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。

Ｌ１ 第１レンズ群
Ｌ２ 第２レンズ群
Ｌ３ 第３レンズ群（後レンズ群）
１１ 第１保持枠（第１保持部）
１２ 第２保持枠（第２保持部）
２０ ボイスコイルモータ（駆動部）
１００、１００ａ、１００ｂ レンズ装置

Claims (10)

1. 物体側から像側へ順に配置された、第１レンズ群と第２レンズ群と後レンズ群とからなる複数のレンズ群と、
   前記第１レンズ群を保持する第１保持部と、
   前記第２レンズ群を保持し、前記第２レンズ群とともに光軸方向に移動する第２保持部と、
   前記第２保持部を前記光軸方向に駆動する駆動部とを有し、
   広角端から望遠端へのズーミングに際して、前記複数のレンズ群の隣り合う各レンズ群の間隔は変化し、
   前記光軸方向において、前記駆動部のうち最も物体側の第１端部は、前記第２保持部のうち最も物体側の第２端部の位置と同じ位置、または前記第２端部よりも像側の位置に配置されていることを特徴とするレンズ装置。
2. 前記駆動部は、ボイスコイルモータであり、
   前記第２保持部に設けられたコイルと、
   前記コイルを移動させるために磁場を形成するマグネットおよびヨークとを有することを特徴とする請求項１に記載のレンズ装置。
3. 物体側から像側へ前記光軸方向に見たとき、前記駆動部の前記コイル、前記マグネット、および前記ヨークのそれぞれの少なくとも一部と前記第２保持部の少なくとも一部とは、互いに重なっていることを特徴とする請求項２に記載のレンズ装置。
4. 物体側から像側へ前記光軸方向に見たとき、前記駆動部の少なくとも一部と前記第１保持部の少なくとも一部とは、互いに重なっていることを特徴とする請求項１に記載のレンズ装置。
5. 前記駆動部は、第１駆動部材と第２駆動部材とを有し、
   前記光軸方向において、前記第１駆動部材のうち最も物体側の第３端部の位置と前記第２駆動部材のうち最も物体側の第４端部の位置は、互いに異なることを特徴とする請求項１に記載のレンズ装置。
6. 前記第１レンズ群は、ズーミングに際して移動しないことを特徴とする請求項１に記載のレンズ装置。
7. 前記後レンズ群は、少なくとも、前記第２レンズ群の像側に配置された第３レンズ群を含むことを特徴とする請求項１に記載のレンズ装置。
8. 前記ヨークの最も物体側の端部から最も像側の端部までの前記光軸方向の長さに比べて、前記ヨークの径方向（前記光軸方向と垂直な方向）の最も外側の端部から内側の端部までの長さが短いことを特徴とする請求項２に記載のレンズ装置。
9. 径方向において、前記第１保持部よりも前記第２保持部の方が小さいことを特徴とする請求項１に記載のレンズ装置。
10. 請求項１乃至９のいずれか一項に記載のレンズ装置と、撮像素子とを有することを特徴とする撮像装置。