JP2006064930A - レンズ鏡筒装置 - Google Patents

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Abstract


【課題】 レンズ鏡筒に加えられる軸方向の衝撃力および軸方向に垂直な方向の衝撃力の両方に対して耐衝撃性を向上でき、レンズ鏡筒の破損を防止することが可能なレンズ鏡筒装置を提供する。
【解決手段】 このレンズ鏡筒装置は、撮像レンズ群１１を保持する可動レンズ鏡筒１０と、可動レンズ鏡筒１０が軸方向に移動可能に挿入される固定レンズ鏡筒２０とを有する。可動レンズ鏡筒１０はテーパ状外周面３１を含む後端部１０Ｂを有し、固定レンズ鏡筒２０は可動レンズ鏡筒１０のテーパ状外周面３１に係合するテーパ状内周面２２を含む前端部２０Ａを有する。コイルばね３０は可動レンズ鏡筒１０を固定レンズ鏡筒２０から軸方向前方に付勢する。コイルばね３０と、テーパ状内周面２２とテーパ状外周面３１によるテーパ受け構造とによって、斜め方向の衝撃力を十分に吸収できる。
【選択図】 図１

Description

この発明は、レンズ鏡筒装置に関し、一例として、デジタルカメラやカメラ付携帯電話に組み込まれ、落下時の衝撃力吸収機能と撮像時の振動抑制機能を有するレンズ鏡筒装置に関する。
近年、コンパクトデジタルスチルカメラ等の小型カメラのレンズ鏡筒には、撮像時に筺体本体からレンズ鏡筒が繰り出される沈胴式レンズ鏡筒が多く用いられている。
このような筺体本体から突出したレンズ鏡筒に、落下等による強い衝撃力が加わるとレンズ鏡筒が破損する等の問題があった。
そこで、この問題を解決する従来技術が、例えば、特許文献１(特開平２００１−１１６９７４号公報)に開示されている。
この従来技術のレンズ鏡筒は、図４(Ａ)に示すように、可動レンズ鏡筒１０１を覆う鏡筒保護部材１０３と、この鏡筒保護部材１０３と接触する面を有する緩衝部材１０４とを備えている。この緩衝部材１０４は、可動レンズ鏡筒１０１に対して光軸方向に移動可能になっている。また、上記鏡筒保護部材１０３,可動レンズ鏡筒１０１は、ガイド部１０１ａ,１０３ａを有している。このガイド部１０１ａ,１０３ａは、緩衝部材１０４を外径方向に移動させるためのものである。上記鏡筒保護部材１０３と可動レンズ鏡筒１０１との間には緩衝部材１０５が配置されている。
図４(Ｂ)に矢印で示すように、鏡筒保護部材１０３に光軸方向に外力が加わると、緩衝部材１０５は鏡筒保護部材１０３に押圧される。また、緩衝部材１０４は、ガイド部１０１ａ,１０３ａにより軸方向両側から挟まれて外径方向に移動して固定鏡筒１０２の内周面に当接される。これにより、鏡筒保護部材１０３から可動レンズ鏡筒１０１に加わる衝撃力が緩和される。
また、特許文献２(特開２０００−２６６９７８号公報)に開示されている一例では、弾性部を有する保持部材をレンズ鏡筒の円周方向に複数備え、この保持部材の弾性部が係合する保持枠を有する。上記弾性部材が上記保持枠と係合して上記レンズ鏡筒を上記保持枠に保持する構造としている。この構造により、上記レンズ鏡筒への衝撃と振動を緩和している。
しかしながら、落下衝撃時のレンズ鏡筒の姿勢という観点から見た場合、レンズ鏡筒には、加わる衝撃力は光軸方向に平行な成分の衝撃力と光軸方向に垂直な成分の衝撃力の合力となる。
これに対し、前述の特許文献１(特開平２００１−１１６９７４号公報)に開示されたレンズ鏡筒では、光軸方向の前面からの衝撃力に対しては、耐衝撃性は発揮されるが、光軸方向に垂直な成分の衝撃力に対する耐衝撃性が弱いという問題がある。
また、特許文献２(特開平２０００−２６６９７８号公報)で開示されたレンズ鏡筒の保持構造では、光軸方向に垂直な成分の衝撃力に対する耐衝撃性は発揮されるが、光軸方向に平行な成分の衝撃力に対する耐衝撃性が弱いという問題がある。
このため、上述の従来技術では、落下衝撃時のレンズ鏡筒の姿勢によっては、十分な耐衝撃性が得られずに、レンズ鏡筒が破損する場合があるという問題がある。
特開平２００１−１１６９７４号公報 特開平２０００−２６６９７８号公報
そこで、この発明の課題は、上記問題に鑑み、レンズ鏡筒に加えられる軸方向の衝撃力および軸方向に垂直な方向の衝撃力の両方に対して耐衝撃性を向上でき、レンズ鏡筒の破損を防止することが可能なレンズ鏡筒装置を提供することにある。
上記課題を解決するため、この発明のレンズ鏡筒装置は、レンズを保持する第１の鏡筒と、
上記第１の鏡筒が軸方向に移動可能に挿入される第２の鏡筒と、
上記第１の鏡筒を上記第２の鏡筒から被写体に向けて軸方向前方に付勢する付勢部とを備え、
上記第１の鏡筒は、テーパ状外周面を有し、
上記第２の鏡筒は、上記第１の鏡筒の上記テーパ状外周面に係合するテーパ状内周面を有することを特徴としている。
この発明のレンズ鏡筒装置では、上記第１の鏡筒は上記付勢部によって軸方向前方に付勢されて、上記第１の鏡筒のテーパ状外周面が上記第２の鏡筒のテーパ状内周面に当接する。このときに、上記第１の鏡筒に衝撃力が加わると、軸方向に垂直な成分の衝撃力は、第１の鏡筒のテーパ状外周面が上記付勢部(例えばコイルばね)の付勢力に逆らって上記第２の鏡筒の前端部のテーパ状内周面に当接しながら斜めにスライドすることで緩和される。一方、軸方向成分の衝撃力は、上記第１の鏡筒が上記付勢部の付勢力に逆らって軸方向後方に移動することで緩和される。
そして、上記衝撃力が解除された後は、上記第１の鏡筒は上記付勢部の付勢力でもって軸方向前方に移動し、上記テーパ状外周面が第２の鏡筒のテーパ状内周面に当接する。これにより、第１の鏡筒は、撮影可能な元の位置に復帰する。
したがって、この発明によれば、レンズ鏡筒装置に加えられる軸方向の衝撃力および軸方向に垂直な方向の衝撃力の両方に対して耐衝撃性を向上でき、レンズ鏡筒装置の破損を防止することが可能なレンズ鏡筒装置を実現できる。
また、一実施形態のレンズ鏡筒装置は、上記第１の鏡筒の後端部に上記テーパ状外周面が形成され、上記第２の鏡筒の前端部に上記テーパ状内周面が形成されている。
この実施形態では、第２の鏡筒に対して第１の鏡筒が軸方向に移動するストロークの最大化を図れ、衝撃吸収時の第１の鏡筒の軸方向に変位可能な寸法を最大化できる。したがって、大きな衝撃力にも対応可能となる。
また、一実施形態のレンズ鏡筒装置は、上記第２の鏡筒の上記前端部に固定されていると共に上記第１の鏡筒と上記第２の鏡筒の間に配置される弾性部材を有する。
この実施形態では、上記衝撃力のうちの軸方向に垂直な成分の衝撃力が上記第１の鏡筒に加わって、第１の鏡筒が軸方向に垂直な方向に移動するときに、上記弾性部材が第１の鏡筒に押されて弾性圧縮される。これにより、軸方向に垂直な成分の衝撃力に対する耐衝撃性をより向上できる。
また、一実施形態のレンズ鏡筒装置は、上記第１、第２の鏡筒に対して軸方向と交差する方向にスライド自在になっており、上記第２の鏡筒内で上記第１の鏡筒が軸方向後方に嵌入した状態で上記第１の鏡筒の軸方向前方を覆う格納位置と、上記第１の鏡筒の軸方向前方を覆わずに、上記第１のレンズ鏡筒を上記付勢部の付勢力によって上記第２の鏡筒から軸方向前方に突き出させる撮影位置とを取ることが可能なレンズカバーを備えた。
この実施形態では、第１の鏡筒を第２の鏡筒内に収容して上記レンズカバーを格納位置とすることで、非撮影時に、レンズを保持する第１の鏡筒の前面をレンズカバーで保護できるので、耐衝撃性をさらに向上できる。
また、一実施形態のレンズ鏡筒装置では、上記第１の鏡筒が有する上記後端部は、上記テーパ状外周面の内側に埋め込まれたヨーク部を有し、上記第２の鏡筒が有する上記前端部は、上記テーパ状内周面の内側に埋め込まれた電磁コイル部を有する。
この実施形態のレンズ鏡筒装置によれば、上記第１の鏡筒が上記付勢部の付勢力でもって軸方向前方に移動し、第１の鏡筒の後端部のテーパ状外周面が第２の鏡筒の前端部のテーパ状内周面に当接する撮影位置において、撮影時には、上記電磁コイル部に通電することで、第１の鏡筒の後端部に埋め込まれたヨーク部と上記電磁コイルとの間に吸引力を働かせる。これにより、撮像時に振動による光軸ずれを防止できる。一方、非撮影時には、上記電磁コイル部を非通電とすることで、耐衝撃性を最大限に発揮させることができる。
この発明のレンズ鏡筒装置によれば、第１の鏡筒は付勢部によって軸方向前方に付勢されて、第１の鏡筒のテーパ状外周面が第２の鏡筒のテーパ状内周面に当接する。このときに、第１の鏡筒に衝撃力が加わると、軸方向に垂直な成分の衝撃力は、第１の鏡筒のテーパ状外周面が上記付勢部(例えばコイルばね)の付勢力に逆らって第２の鏡筒のテーパ状内周面に当接しながら斜めにスライドすることで緩和される。一方、軸方向成分の衝撃力は、第１の鏡筒が上記付勢部の付勢力に逆らって軸方向後方に移動することで緩和される。
したがって、この発明のレンズ鏡筒装置によれば、レンズ鏡筒装置に加えられる軸方向の衝撃力および軸方向に垂直な方向の衝撃力の両方に対して耐衝撃性を向上でき、レンズ鏡筒装置の破損を防止できる。
以下、この発明を図示の実施の形態により詳細に説明する。
(第１の実施の形態)
図１(Ａ),(Ｂ)に、この発明の第１実施形態のレンズ鏡筒装置１を有するカメラモジュールの要部を光軸を含む面で切断した断面を示す。図１(Ａ)は衝撃非印加時のレンズ鏡筒装置１の断面図であり、図１(Ｂ)は衝撃印加時のレンズ鏡筒装置１の断面図である。
図１(Ａ)に示すように、この第１実施形態のレンズ鏡筒装置１は、撮像レンズ群１１を保持する第１の鏡筒としての可動レンズ鏡筒１０と、第２の鏡筒としての固定レンズ鏡筒２０と、可動レンズ鏡筒１０を被写体に向かう方向である軸方向前方に付勢するコイルばね３０とを備える。
また、上記レンズ鏡筒装置１は、弾性部材５０を有し、この弾性部材５０は固定レンズ鏡筒２０の前端部２０Ａの内周面２１に固定されている。この弾性部材５０は、可動レンズ鏡筒１０の外周面と固定レンズ鏡筒２０の内周面との間に配置され、可動レンズ鏡筒１０の外周面に対向している。この弾性部材５０は、リング状の１つの部材でもよく、周方向に複数個配置された部材であってもよい。また、弾性部材５０は、一例として弾性を有する発泡ゴムや発泡ウレタン等の材質からなる。この弾性部材５０は、固定レンズ鏡筒２０と接する面が固定レンズ鏡筒２０に固着保持されおり、可動レンズ鏡筒１０と接する面には摺動性の良好な表面処理がなされている。
上記コイルばね３０は、上記固定レンズ鏡筒２０の底部２０Ｂと上記可動レズ鏡筒１０の後端部１０Ｂとの間に配置されている。このコイルばね３０は、一端が固定レンズ鏡筒２０の底部２０Ｂの内面に接して固定され、他端が上記後端部１０Ｂの底面に接して固定されている。図１(Ａ)に示すように、可動レンズ鏡筒１０の後端部１０Ｂはテーパ状外周面３１を有し、このテーパ状外周面３１は、固定レンズ鏡筒２０の前端部２０Ａが有するテーパ状内周面２２に係合している。
上記固定レンズ鏡筒２０の底部２０Ｂは回路基板４０上に搭載され、この回路基板４０はＣＣＤ等の固体撮像素子４１を搭載している。この固体撮像素子４１は、上記底部２０Ｂの開口に配置されている。上記レンズ鏡筒装置１と上記回路基板４０が上記カメラモジュールの要部を構成している。
次に、図１(Ｂ)に、上記構成のレンズ鏡筒装置１の可動レンズ鏡筒１０に軸方向の斜め前方から衝撃力が加わった場合の断面の様子を示す。上記衝撃力のうち、軸方向に平行な成分は、コイルばね３０が軸方向に弾性変形することにより吸収される。
一方、上記衝撃力のうち、軸方向に垂直な成分は、可動レンズ鏡筒１０の後端部１０Ｂのテーパ状外周面３１が固定レンズ鏡筒２０の前端部２０Ａのテーパ状内周面２２に沿って斜めにスライドすることと、弾性部材５０の弾性変形でもって上記衝撃力の垂直成分が吸収される。
以上の動作により、可動レンズ鏡筒１０に加えられた上記衝撃力の軸方向に平行な成分および軸方向に垂直な成分が十分に吸収されて、可動レンズ鏡筒１０が保護される。また、上記衝撃力が解除された後には、可動レンズ鏡筒１０の後端部１０Ｂのテーパ状外周面３１は、固定レンズ鏡筒２０の前端部２０Ａのテーパ状内周面２２にガイドされながら、コイルばね３０の付勢力によって、初期の状態である図１(Ａ)に示す元の位置に復帰できる。
(第２の実施の形態)
次に、図２(Ａ),(Ｂ)に、この発明のレンズ鏡筒装置の第２実施形態を有するカメラモジュールを光軸を含む面で切断した断面を示す。このカメラモジュールは光学ズーム機能を有し、筐体７０に内蔵される。この筐体７０は例えばカメラ付携帯電話やデジタルスチルカメラ等の携帯情報機器の筐体である。
図２(Ａ)に示すように、この第２実施形態のレンズ鏡筒装置は、前述の第１実施形態のレンズ鏡筒装置に加えて、ズームレンズ部７７とレンズカバー７１を備えた点が前述の第１実施形態と異なる。したがって、この第２実施形態では、前述の第１実施形態と異なる点を主に説明する。
この第２実施形態のレンズ鏡筒装置２は、固定レンズ鏡筒２０の前端部２０Ａが筐体７０の内周面に取付けられている。また、可動レンズ鏡筒１０は、筐体７０の開口７０Ａの内側で軸方向にスライドするように配置される。
上記ズームレンズ部７７は、固体撮像素子４１の軸方向前方で固体撮像素子４１に対向する倍率可変用レンズ群６２とフォーカス用レンズ群６４を有している。このレンズ群６２と６４はそれぞれレンズ枠６３と６５で保持されていて、レンズ枠６３,６５は軸方向に延びるリニアガイド軸６０に沿って軸方向にスライド可能になっている。このリニアガイド軸６０は、支持部材６１の内側に配置され、支持部材６１によって支持されている。また、上記レンズ群６２および６４は、図示しない駆動源によって、リニアガイド軸６０に沿って光軸方向に移動可能になっている。
この実施形態のレンズ鏡筒装置は、図２(Ａ)に示す格納状態では、可動レンズ鏡筒１０は軸方向後方に嵌入した状態であり、固定レンズ鏡筒２０に収容されており、可動レンズ鏡筒１０の後端部１０Ｂは固定レンズ鏡筒２０との間でコイルばね３０を弾性変形させている。また、上記格納状態では、上記レンズカバー７１は筐体７０の開口７０Ａを覆っており、可動レンズ鏡筒１０の前端部１０Ａはコイルばね３０の付勢力でもってレンズカバー７１の裏面を押圧している。
次に、上記レンズカバー７１を、図２(Ａ)に示す矢印の方向(軸方向と直交する方向)にスライドさせて撮影位置まで移動させると、図２(Ｂ)に示す撮影状態のように、レンズカバー７１は筐体７０の開口７０Ａを完全に開いて、可動レンズ鏡筒１０の前端部１０Ａはコイルばね３０によって開口７０Ａを通って軸方向前方に突き出す。この撮影状態では、可動レンズ鏡筒１０の後端部１０Ｂのテーパ状外周面３１は固定レンズ鏡筒２０の前端部２０Ａのテーパ状内周面２２に係合する。
この実施形態のレンズ鏡筒装置によれば、上記コイルばね３０の付勢力を利用して、可動レンズ鏡筒２０を軸方向前方に移動させるので、可動レンズ鏡筒１０を撮像待機状態へ繰り出す際の省電力化を図れる。また、図２(Ａ)に示す格納状態において、レンズカバー７１が可動レンズ鏡筒１０の前端部１０Ａを覆うので、格納状態での耐衝撃性を向上できる。
なお、この第２実施形態においても、前述の第１実施形態と同様に、図２(Ｂ)に示す撮影状態において、コイルばね３０と、テーパ状内周面２２とテーパ状外周面３１によるテーパ受け構造と、弾性部材５０とによって、斜め方向の衝撃力を十分に吸収できるのは勿論である。
(第３の実施の形態)
次に、図３に、この発明の第３実施形態のレンズ鏡筒装置３を有するカメラモジュールの要部を光軸を含む面で切断した断面を示す。この第３実施形態は、前述の第１実施形態の変形例であり、第１実施形態と異なる点を主に説明する。
この第３実施形態では、固定レンズ鏡筒２０の前端部２０Ａに埋め込まれた電磁コイル部８０と、可動レンズ鏡筒１０の後端部１０Ｂに埋め込まれたヨーク部材８１を有する。この電磁コイル部８０は、コの字状の磁性材料に巻き線コイルが巻かれたものである。
図３に示すように、前端部２０Ａのテーパ状内周面２２と後端部１０Ｂのテーパ状外周面３１とが係合した状態において、上記電磁コイル部８０とヨーク部材８１は、テーパ状内周面２２とテーパ状外周面３１を挟んで所定のギャップを隔てて対向する。
上記電磁コイル部８０は、図示しない通電制御回路により巻き線コイルに通電させる電流量をコントロールすることで、ヨーク部材８１との間の磁気吸引力が制御される。これにより、可動レンズ鏡筒１０のテーパ状外周面３１と固定鏡筒２０のテーパ状内周面２２とが引き合う力を制御できる。
したがって、例えば、上記カメラモジュールを内蔵するカメラにおいて、シャッターを切る撮像時には、上記電磁コイル部８０の巻き線コイルに通電してコイルばね３０の付勢力に加えて磁気吸引力を作用させることで、可動レンズ鏡筒１０と固定レンズ鏡筒２０との結合力を強固にでき、外部から加わる振動によって可動レンズ鏡筒１０の光軸ブレが発生するのを抑制できる。
一方、非撮像待機時には、上記巻き線コイルを非通電状態にすることで、コイルばね３０の付勢力だけで可動レンズ鏡筒１０と固定レンズ鏡筒２０との結合力を発生させて耐落下衝撃性を確保できる。
このように、電磁コイル部８０を備えたことで、可動レンズ鏡筒１０と固定レンズ鏡筒２０との結合力を制御可能となるので、耐落下衝撃性を優先させたコイルばねのばね定数の選択肢を広げることも可能となる。
なお、この第３実施形態のレンズ鏡筒装置においても、前述の第１実施形態と同様に、コイルばね３０と、テーパ状内周面２２とテーパ状外周面３１によるテーパ受け構造と、弾性部材５０とによって、光軸方向の衝撃力および光軸方向に垂直な方向の衝撃力の両方に対して耐衝撃性を向上できる。したがって、斜め方向の衝撃力を十分に吸収でき、レンズ鏡筒の破損を防止できる。
図１(Ａ)はこの発明のレンズ鏡筒装置の第１実施形態を有する衝撃非印加時のカメラモジュールの要部を示す断面図であり、図１(Ｂ)は衝撃印加時のカメラモジュールの要部を示す断面図である。 図２(Ａ)はこの発明のレンズ鏡筒装置の第２実施形態を有するカメラモジュールの要部(格納状態)を示す断面図であり、図２(Ｂ)は上記カメラモジュールの要部(撮影状態)を示す断面図である。 この発明のレンズ鏡筒装置の第３実施形態を有するカメラモジュールの要部を示す断面図である。 図４(Ａ)は従来のレンズ鏡筒装置の要部断面を示す図であり、図４(Ｂ)は上記従来のレンズ鏡筒装置に外力が加わったときの様子を示す図である。
符号の説明
１〜３ レンズ鏡筒装置
１０ 可動レンズ鏡筒
１０Ａ 前端部
１０Ｂ 後端部
１１ 撮像レンズ群
２０ 固定レンズ鏡筒
２０Ａ 前端部
２０Ｂ 底部
２２ テーパ状内周面
３０ コイルばね
３１ テーパ状外周面
４０ 回路基板
４１ 固体撮像素子
５０ 弾性部材
６０ リニアガイド軸
６２ 倍率可変用レンズ群
６４ フォーカス用レンズ群
６３、６５ レンズ枠
７０ 筐体
７１ レンズカバー
８０ 電磁コイル部
８１ ヨーク部材

Claims (5)

  1. レンズを保持する第１の鏡筒と、
    上記第１の鏡筒が軸方向に移動可能に挿入される第２の鏡筒と、
    上記第１の鏡筒を上記第２の鏡筒から被写体に向けて軸方向前方に付勢する付勢部とを備え、
    上記第１の鏡筒は、テーパ状外周面を有し、
    上記第２の鏡筒は、上記第１の鏡筒の上記テーパ状外周面に係合するテーパ状内周面を有することを特徴とするレンズ鏡筒装置。
  2. 請求項１に記載のレンズ鏡筒装置において、
    上記第１の鏡筒の後端部に上記テーパ状外周面が形成され、上記第２の鏡筒の前端部に上記テーパ状内周面が形成されていることを特徴とするレンズ鏡筒装置。
  3. 請求項２に記載のレンズ鏡筒装置において、
    上記第２の鏡筒の上記前端部に固定されていると共に上記第１の鏡筒と上記第２の鏡筒の間に配置される弾性部材を有することを特徴とするレンズ鏡筒装置。
  4. 請求項１に記載のレンズ鏡筒装置において、
    上記第１、第２の鏡筒に対して軸方向と交差する方向にスライド自在になっており、上記第２の鏡筒内で上記第１の鏡筒が軸方向後方に嵌入した状態で上記第１の鏡筒の軸方向前方を覆う格納位置と、上記第１の鏡筒の軸方向前方を覆わずに、上記第１のレンズ鏡筒を上記付勢部の付勢力によって上記第２の鏡筒から軸方向前方に突き出させる撮影位置とを取ることが可能なレンズカバーを備えたことを特徴とするレンズ鏡筒装置。
  5. 請求項２に記載のレンズ鏡筒装置において、
    上記第１の鏡筒が有する上記後端部は、上記テーパ状外周面の内側に埋め込まれたヨーク部を有し、
    上記第２の鏡筒が有する上記前端部は、上記テーパ状内周面の内側に埋め込まれた電磁コイル部を有することを特徴とするレンズ鏡筒装置。
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