JP2006178361A - Optical apparatus and camera module - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、1または複数のレンズ群を光軸方向に進退させる光学装置及びカメラモジュールに関するものである。 The present invention relates to an optical device and a camera module that advance or retract one or more lens groups in the optical axis direction.
レンズを保持するレンズ保持枠の側方に光軸に平行に延びるガイド軸を設け、当該ガイド軸にレンズ保持枠を案内させて、レンズを光軸方向に移動させる技術が知られている。かかる技術において、レンズ保持枠を光軸方向に付勢するばねを設けるものが提案されている(例えば、引用文献1、2)。なお、引用文献1及び2においては、レンズ移動枠は、レンズ保持枠に挿通される送りねじにより光軸方向に駆動される。
ガイド軸とガイドの係合孔部との間には隙間、いわゆる嵌合ガタがある。嵌合ガタは、例えば、ガイド軸やガイドの製造時における加工精度のばらつきによって生じる。そして、嵌合ガタによってレンズの光軸がずれることにより、像ゆれ、視差ずれが生じる。しかし、引用文献1では、当該嵌合ガタに起因する像ゆれ等を防止する技術については開示されていない。引用文献2の技術は、嵌合ガタに起因するレンズ移動中の振動を防止することを目的としているが、光軸のずれ自体、例えば、同軸上に配置された複数のレンズ間の光軸のずれをなくすことはできない。 There is a gap, a so-called fitting play, between the guide shaft and the engagement hole portion of the guide. The fitting backlash is caused, for example, by variations in processing accuracy during manufacture of the guide shaft and guide. Then, when the optical axis of the lens shifts due to the fitting backlash, image shake and parallax shift occur. However, the cited document 1 does not disclose a technique for preventing an image shake caused by the fitting play. Although the technique of the cited document 2 aims at preventing the vibration during the lens movement caused by the fitting play, the optical axis shift itself, for example, the optical axis between a plurality of lenses arranged on the same axis. The gap cannot be eliminated.
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、嵌合ガタに起因するレンズ性能劣化を防止可能な光学装置及びカメラモジュールを提供することにある。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide an optical device and a camera module capable of preventing lens performance deterioration caused by fitting backlash.
本発明の光学装置は、レンズ群と、前記レンズ群の光軸に並列に延びるガイド軸と、前記レンズ群を保持する保持部と、前記ガイド軸に案内される被ガイド部とを有するレンズ移動体と、前記ガイド軸に案内され、前記レンズ移動体に対して前記ガイド軸周りに回転可能且つ前記レンズ移動体と一体的に前記光軸方向に移動可能な補助移動体と、前記補助移動体と前記レンズ移動体との間に配置され、前記補助移動体に対して前記レンズ移動体を前記ガイド軸周りの所定方向に付勢する付勢手段と、を備える。 The optical device of the present invention includes a lens group, a guide shaft extending in parallel with the optical axis of the lens group, a holding unit that holds the lens group, and a guided portion that is guided by the guide shaft. An auxiliary moving body guided by the guide shaft, rotatable about the guide axis with respect to the lens moving body, and movable in the optical axis direction integrally with the lens moving body, and the auxiliary moving body And an urging means for urging the lens moving body in a predetermined direction around the guide shaft with respect to the auxiliary moving body.
好適には、前記被ガイド部は前記ガイド軸が挿通される被挿通部又は前記ガイド軸を挟持する挟持部を有し、前記補助移動体は前記ガイド軸が挿通される被挿通部又は前記ガイド軸を挟持する挟持部を有する。 Preferably, the guided portion has a inserted portion through which the guide shaft is inserted or a holding portion for holding the guide shaft, and the auxiliary moving body is inserted through the guide shaft or the guide. It has a clamping part that clamps the shaft.
好適には、前記ガイド軸に並列に設けられ、前記光軸に平行な軸を中心に回転可能な回転体と、前記回転体の外側面に螺旋状に設けられるカム部とを有するカム装置を更に備え、前記補助移動体は、前記カム部に係止され、前記回転体の回転に伴って前記カム部により前記光軸方向に案内される被係止部を有する。 Preferably, a cam device including a rotating body provided in parallel to the guide shaft and rotatable about an axis parallel to the optical axis, and a cam portion provided in a spiral shape on an outer surface of the rotating body. The auxiliary moving body further includes a locked portion that is locked to the cam portion and is guided in the optical axis direction by the cam portion as the rotating body rotates.
好適には、前記付勢手段は、線材が螺旋状に巻かれたコイル部と、前記線材の両端部からそれぞれ延びる腕部とを有する捻りばねであり、前記捻りばねは、前記コイル部に前記ガイド軸が挿通されて前記ガイド軸に摺動可能に設けられ、一方の前記腕部が前記レンズ移動体に係合し、他方の前記腕部が前記補助移動体に係合して前記補助移動体に対して前記レンズ移動体を前記ガイド軸周りの所定方向に付勢する。 Preferably, the urging means is a torsion spring having a coil portion in which a wire is wound spirally and arm portions extending from both ends of the wire, and the torsion spring is attached to the coil portion. A guide shaft is inserted and slidably provided on the guide shaft. One of the arm portions engages with the lens moving body, and the other arm portion engages with the auxiliary moving body to perform the auxiliary movement. The lens moving body is biased with respect to the body in a predetermined direction around the guide shaft.
好適には、前記補助移動体は、前記ガイド軸方向に所定間隔をおいて設けられた少なくとも2つの軸受部を有し、前記被ガイド部及び前記コイル部は、前記2つの軸受部の間に配置されている。 Preferably, the auxiliary moving body has at least two bearing portions provided at a predetermined interval in the guide axis direction, and the guided portion and the coil portion are interposed between the two bearing portions. Has been placed.
好適には、前記捻りばねは、前記コイル部の一端が前記レンズ移動体に当接し、他端が前記補助移動体に当接し、前記補助移動体に対して前記レンズ移動体を前記ガイド軸方向にも付勢する。 Preferably, in the torsion spring, one end of the coil portion is in contact with the lens moving body, the other end is in contact with the auxiliary moving body, and the lens moving body is moved in the guide axial direction with respect to the auxiliary moving body. Also energize.
本発明のレンズモジュールは、レンズ群と、前記レンズ群の光軸に並列に延びるガイド軸と、前記レンズ群を保持する保持部と、前記ガイド軸に案内される被ガイド部とを有するレンズ移動体と、前記ガイド軸に案内され、前記レンズ移動体に対して前記ガイド軸周りに回転可能且つ前記レンズ移動体と一体的に前記光軸方向に移動可能な補助移動体と、前記補助移動体と前記レンズ移動体との間に配置され、前記補助移動体に対して前記レンズ移動体を前記ガイド軸周りの所定方向に付勢する付勢手段と、を備える。 The lens module according to the present invention includes a lens group, a guide shaft extending in parallel with the optical axis of the lens group, a holding portion that holds the lens group, and a guided portion that is guided by the guide shaft. An auxiliary moving body guided by the guide shaft, rotatable about the guide axis with respect to the lens moving body, and movable in the optical axis direction integrally with the lens moving body, and the auxiliary moving body And an urging means for urging the lens moving body in a predetermined direction around the guide shaft with respect to the auxiliary moving body.
なお、本発明のカメラモジュールは、上述した本発明の光学装置における各種の好ましい態様を含んでいてもよい。 The camera module of the present invention may include various preferable modes in the above-described optical device of the present invention.
本発明によれば、嵌合ガタに起因するレンズ性能劣化を防止できる。 According to the present invention, it is possible to prevent lens performance deterioration caused by fitting backlash.
(第1の実施形態)
以下、本発明の第1の実施形態を添付図面に関連付けて説明する。
(First embodiment)
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
図1は、本発明の光学装置及びカメラモジュールを適用したズームレンズユニットの正面側から見た外観斜視図であり、図2は、本発明に係るズームレンズユニットの背面側から見た一部省略外観斜視図であり、図3は、本発明に係るズームレンズユニットの正面図であり、図4は、本発明に係るズームレンズユニットの上面図である。 FIG. 1 is an external perspective view of a zoom lens unit to which an optical device and a camera module of the present invention are applied as viewed from the front side, and FIG. 2 is a partially omitted view of the zoom lens unit according to the present invention as viewed from the back side. FIG. 3 is an external perspective view, FIG. 3 is a front view of the zoom lens unit according to the present invention, and FIG. 4 is a top view of the zoom lens unit according to the present invention.
本ズームレンズユニット10は、図に示すように、レンズ、ガイド軸、カム装置等の主要構成部を収容する固定枠体11と、第1レンズ群121、第2レンズ群122、および第3レンズ123の3群構成を有し、固定枠体11に第1レンズ群121が固定され、固定枠体11内に第2および第3レンズ群122,123が光軸上を移動可能に配置される撮像光学系12と、撮像光学系12の第2レンズ群122および第3レンズ群123を光軸に平行な方向に案内する第1ガイド軸131および第2ガイド軸132を有するガイド部13と、撮像光学系12に対して固定枠体11内において並列に配置されたカム装置14と、CCDやCMOSセンサからなる撮像素子151が撮像光学系12の一部としての光軸を含むように配置されている。
As shown in the figure, the zoom lens unit 10 includes a fixed frame 11 that houses main components such as a lens, a guide shaft, and a cam device, a
なお、図1および図2において、撮像光学系12の光軸は、図中に設定した直交座標系のZ軸方向となるように構成されており、後で詳述するように、第2レンズ群122および第3レンズ群123がカム装置14の回転に応じて光軸方向に移動(進退)する。
1 and 2, the optical axis of the imaging
固定枠体11は、たとえば図1および図2中において、前面側、背面側、および下面側が開口しており、左右両側部の下面側が基台15に対して取り付けられる。そして、ガイド部13の第1ガイド軸131および第2ガイド軸132の一端部が略180°をもって対向する位置に軸支されている。
固定枠体11の上面部11aの図中左側には、撮像光学系12の第1レンズ群121を固定するために光軸方向に連通する断面が円形をなす開口部111aが形成された第1レンズ群固定枠111が設けられる。
また、第1レンズ群固定枠111に並列に、カム装置14の回転体の回転軸の軸受部、や回転体に図示しないモータの回転駆動力を所定の減速比をもって伝達する歯車の輪列等が配置されるカム駆動部収納部112が一体的に形成されている。
For example, in FIG. 1 and FIG. 2, the front side, the rear side, and the lower side of the fixed frame 11 are open, and the lower sides of the left and right sides are attached to the
On the left side of the upper surface portion 11a of the fixed frame 11, a first opening 111a having a circular cross section communicating with the optical axis direction is formed to fix the
Further, in parallel with the first lens group fixed frame 111, a bearing portion of a rotating shaft of a rotating body of the
図5は、図4のA−A線矢視方向における断面図であり、図6は、図4のB−B線矢視方向における断面図である。
以下に、上記図1〜図4に加え、図5および図6に関連付けて、本実施形態に係る撮像光学系12の具体的な構成例について説明する。
5 is a cross-sectional view in the direction of arrows AA in FIG. 4, and FIG. 6 is a cross-sectional view in the direction of arrows BB in FIG.
Hereinafter, a specific configuration example of the imaging
本実施形態に係る撮像光学系は、図5および6に示すように、物体側OBJSから順に配置された、負の屈折力を有する1枚構成よりなる第1レンズ群121、正および負の屈折力を有する3枚構成よりなり全体として正の屈折力を有する第2レンズ群122、負の屈折力を有する1枚構成の第3レンズ群123、基台側に設けられた撮像部124、および第2レンズ群122の物体側(第1レンズ群121側)に配置された絞り部125により構成されている。
この撮像光学系12において変倍を行う際には、第1レンズ群121、第2レンズ群122、および第3レンズ群123のうち、第2レンズ群122と第3レンズ群123が光軸上をカム装置14の回転に応じて移動する。
As shown in FIGS. 5 and 6, the imaging optical system according to the present embodiment includes a
When zooming is performed in the imaging
このように、本実施形態においては、撮像光学系12が、物体側OBJSから順に配置した第1レンズ群121が1枚構成、第2レンズ群122が3枚構成、第3レンズ群123が1枚構成の計5枚のレンズで構成されている。
As described above, in the present embodiment, the imaging
第1レンズ群121は、たとえば第1面に物体側を凸面とした負の屈折力を持つメニスカスレンズ1211により構成される。
このように、第1レンズ群121を負の屈折力を持つメニスカスレンズ1211により構成することにより、ディストーションを抑えやすくなる。
The
In this way, by configuring the
第2レンズ群122は、唯一の正の屈折力を持つ群となるために、諸収差補正を行うため3枚構成を採用している。さらに、この第2レンズ群122ガラスレンズを使用すると、小さいがために通常のレンズより高価となる。そのため、コスト低減を達成するために、第2レンズ群122を構成する3枚のレンズをプラスチック製レンズにより構成している。
第2レンズ群122を構成する3枚のプラスチック製レンズは、たとえば、第1レンズ群121側(物体側)から、正のメニスカスレンズ1221、負のメニスカスレンズ1222、および正の両凸レンズ1223により構成される。
正のメニスカスレンズ1221は球面収差補正を良好に行っており、3枚の中央に位置するレンズを負のメニスカスレンズ1222とすることで、正レンズで発生する象面湾曲の補正過剰を抑制しつつ、コマ収差発生を抑えることで、性能バランスをとっており、これらにより変倍に伴う収差変動を抑え、高性能な変倍を可能としている。
Since the
The three plastic lenses constituting the
The
第3レンズ群123は、1枚構成であるために、ここで諸収差の補正が必要となり、球面収差、コマ収差、非点収差、歪曲補正を行い、さらに、広角端における射出角の補正のためにも必要である。
第3レンズ群123は、たとえば像面側を凹とした負のレンズ1231により構成される。
本実施形態において、ピント調整(フォーカス調整)は第3レンズ群123で行っており、無限から至近にかけて撮像面側に移動する。
第3レンズ群が正レンズの場合は物体側に移動するために、特に望遠端での第2レンズ群と第3レンズ群間の距離を確保する必要がある。
本実施形態では、像面側に移動するため、望遠端での第2レンズ群122と第3レンズ群123との距離を狭めることができる。
これは、変倍光学系のコンパクト化を可能ならしめる要因の一つであり、また同じ大きさであれば、無理の無いパワー配置が可能となり、高性能化および偏心感度の低下を可能ならしめている。
Since the
The
In the present embodiment, focus adjustment (focus adjustment) is performed by the
When the third lens group is a positive lens, the distance between the second lens group and the third lens group at the telephoto end must be ensured in order to move toward the object side.
In the present embodiment, since it moves to the image plane side, the distance between the
This is one of the factors that make it possible to reduce the size of the variable magnification optical system, and if it is the same size, it is possible to arrange the power without difficulty, enabling higher performance and lowering the eccentricity sensitivity. Yes.
基台15側に設けられる撮像部124は、第3レンズ群123側から、ガラス製の平行平面板(カバーガラス)152と、たとえばCCDあるいはCMOSセンサ等からなる撮像素子151が順に配置されている。
撮像光学系を介した被写体(物体)からの光が、撮像素子151の撮像面151a上に結像される。
In the
Light from the subject (object) via the imaging optical system is imaged on the
以上の第1レンズ群121、第2レンズ群122、および第3レンズ群123を有する撮像光学系は、光学系全体が負、正、負のレンズ構成となっていることから、テレフォト作用を持たせるために全長短縮が可能である。
The imaging optical system having the
以上のような構成を有する本実施形態に係る撮像光学系12は、携帯電話機等に搭載可能なようにコンパクト化を実現している。
The imaging
そして、上述したように撮像光学系12の第1レンズ群121は、第1レンズ固定枠111に固定され、さらに第2レンズ群122は第1レンズ移動枠体16に収容固定され、第3レンズ群123は第2レンズ移動枠体17に収容固定されている。
第1レンズ移動枠体16と第2レンズ移動枠体17が、第1ガイド軸131と第2ガイド軸132を光軸方向に案内されるように構成されている。
As described above, the
The first lens moving
次に、第1レンズ移動枠体16と第2レンズ移動枠体17の構成、並びに第1ガイド軸131と第2ガイド軸132、カム装置14との配置および係合関係について説明する。
Next, the configurations of the first lens moving
図7は、第1レンズ移動枠体16と第2レンズ移動枠体17、並びに第1ガイド軸131と第2ガイド軸132、カム装置14との配置および係合関係を正面側から示す斜視図であり、図8は、第1レンズ移動枠体16と第2レンズ移動枠体17、並びに第1ガイド軸131と第2ガイド軸132、カム装置14との配置および係合関係を背面側から示す斜視図であり、図9は、第1レンズ移動枠体16と第2レンズ移動枠体17、並びに第1ガイド軸131と第2ガイド軸132、カム装置14との配置および係合関係を上面側から示す斜視図である。
FIG. 7 is a perspective view showing the arrangement and engagement relationships of the first lens moving
なお、本実施形態においては、第1ガイド軸131は、カム装置14の近傍で若干正面側に位置するように固定枠体11に軸支され、第2ガイド軸132は、第1および第2レンズ移動枠体16,17を挟んで、略180°をもって対向し、若干背面側に位置するように固定枠体11に軸支されている。
In the present embodiment, the
第1レンズ移動枠体16は、3枚のレンズからなる第2レンズ群122を収容固定する関係からプラスチック等により略一体的に形成された、第1レンズ群121側の第1枠体161と第3レンズ群123側の第2枠体162の2段構成となっている。
第1レンズ移動枠体16は、第1枠体161の背面側の側部から光軸に略直交する方向に延び、カム装置14の第1カム部1421に係止する板状をなす第1の被係止部163が形成されている。
第1レンズ移動枠体16は、第1の被係止部163の前面側に略一体的に、第1ガイド軸131に挿通されて軸受けされ、カム装置14の回転に応じて第1ガイド軸131を案内される第1被ガイド部164(図5参照)が形成されている。
さらに、第1レンズ移動枠体16は、第2枠体162の所定の位置、具体的には第1の被係止部163の形成位置と略180°をもって対向する位置に、第2ガイド軸132に軸の側部から挿入し、はさみ込む形で係合し、カム装置14の回転に応じて第2ガイド軸132を案内される第3被ガイド部165が形成されている。
The first
The first lens moving
The first lens moving
Further, the first
第2レンズ移動枠体17は、1枚のレンズからなる第1レンズ群123を収容固定する関係からプラスチック等により1段構成で形成されている。
第2レンズ移動枠体17は、背面側の側部から光軸に略直交する方向に延び、カム装置14の第2カム部1422に係止する板状をなす第2の被係止部171が形成されている。
第2レンズ移動枠体17は、第2の被係止部171の前面側に一体的に、第1ガイド軸131に挿通されて軸受けされ、カム装置14の回転に応じて第1ガイド軸131を案内される第2被ガイド部172(図5参照)が形成されている。
さらに、第2レンズ移動枠体17は、第1の被係止部171の形成位置と略180°をもって対向する位置に、第2ガイド軸132に軸の側部から挿入し、はさみ込む形で係合し、カム装置14の回転に応じて第2ガイド軸132を案内される第4被ガイド部173が形成されている。
The second
The second
The second
Further, the second lens moving
そして、本実施形態では、第1レンズ移動枠体16と第2レンズ移動枠体17は、正面側の略第1の被係止部163と第2の被係止部171の形成位置と対向する位置において、第1レンズ移動枠体16と第2レンズ移動枠体17を安定に片寄せするように、第1レンズ移動枠体16と第2レンズ移動枠体17間に弾性体としてのコイルバネ18が係架されている。
In the present embodiment, the first
本実施形態では、第1レンズ移動枠体16及び第2レンズ移動枠体17を第1ガイド軸131周りに付勢して嵌合ガタを縮小するために、補助移動体としての第1補助移動体21及び第2補助移動体22が設けられている。
In the present embodiment, the first auxiliary moving body as the auxiliary moving body is used to reduce the fitting play by urging the first lens moving
第1補助移動体21は、光軸方向に所定間隔をおいて形成された第1軸受部211および第2軸受部212を有する。
同様に、第2補助移動体22は、光軸方向に所定間隔をおいて形成された第3軸受部221および第4軸受部222を有する。
そして、第1軸受部211、第2軸受部212、第3軸受部221、および第4軸受部222は、第1ガイド軸131に対して、それぞれ所定間隔をおき、かつ、第1軸受部211、第3軸受部221、第2軸受部212、および第4軸受部222の順に挿入されている。
The first
Similarly, the second
The
図10は、第1ガイド軸131、第1レンズ移動枠体16及び第1補助移動体21の第1軸受部211の分解斜視図である。
第1軸受部211は、略円筒形の側面を切り欠いた形状に形成されており、端面2111、2112にはそれぞれ第1ガイド軸131が挿通される孔部2113、2114が設けられている。また、第1軸受部211の内部には、レンズ移動枠体16の被ガイド部164、及び線材を螺旋状に巻いた捻りばね23が、円筒の側面を切り欠いた開口部2115から収納され、レンズ移動枠体16の孔部1642及び捻りばね23のコイル部231には第1ガイド軸131が挿通される。つまり、第1レンズ移動枠体16及び第1補助移動体21の第1軸受部211は、共に第1ガイド軸131に案内されるとともに、互いに回転可能に第1ガイド軸131に挿通される。ただし、回転移動の範囲は、被ガイド部164と開口部2115とにより規制される。
FIG. 10 is an exploded perspective view of the
The
図11(a)は、図10のF−F線矢視方向における断面図であり、図11(b)は、図11(a)において第1軸受部211及び捻りばね23を省略して示す断面図である。
捻りばね23の線材の端部から直線状に延びる両腕部のうち、一方の腕部233は第1レンズ移動枠体16の被ガイド部164から第1ガイド軸131方向に突出する被係止部1641に係合し、他方の腕部232は補助移動体21の第1軸受部211の開口部2115の一方の縁部(被係止部)2116に係合している。これにより、矢印y1で示すように、被ガイド部164は、捻りばね23により、第1軸受部211に対して第1ガイド軸131周りの方向に付勢される。
FIG. 11A is a cross-sectional view in the direction of the arrow F-F in FIG. 10, and FIG. 11B shows the
Of the arm portions extending linearly from the end of the wire rod of the
第1レンズ移動枠体16は、第1ガイド軸131及び第2ガイド軸132の2軸が挿通されており、巨視的には回転不可能に支持されている。ただし、嵌合ガタにより微視的には回転してしまう。しかし、上述のように捻りばね23により第1ガイド軸131回りの一定方向に付勢されることにより、微視的な回転が抑制され、嵌合ガタに基づくレンズ性能の劣化が抑制される。
The first
また、図11(b)のように考えることもできる。捻りばね23の付勢力により、開口部2115の他方の縁部2117とレンズ移動枠体16とは当接する。つまり、レンズ移動枠体16と第1軸受部211とは第1ガイド軸131回りの回転方向において互いに固定されている。従って、捻りばね23は、第1ガイド軸131を支点として両腕部232、233により第1軸受部211及び被ガイド部164を、矢印y3で示す第1ガイド軸131に直交する方向に付勢している。これにより、第1ガイド軸131は被ガイド部164の孔部1642に対して常に同一方向へ当接して摺動することになり、像ゆれ、光軸ずれが防止される。
なお、矢印y3で示す付勢方向は、被係止部163を回転体141に圧接する方向であり、被係止部163とカム部142との係合もより堅固になされる。
It can also be considered as shown in FIG. Due to the biasing force of the
The urging direction indicated by the arrow y3 is a direction in which the locked
第2レンズ移動枠体17の被ガイド部172、第2補助移動体22の第4軸受部222も第1レンズ移動枠体16の被ガイド部164、第1補助移動体21の第1軸受部211と同様の構成である。
なお、第2レンズ移動枠体17の被係合部の位置や第2補助移動体22の開口部の大きさ、向き等は、第1レンズ移動枠体16の被係合部1641の位置、第1補助移動体21の開口部2115の大きさ、向き等と同等にすることが望ましい。これにより、第2レンズ移動枠体17と、第1レンズ移動枠体16との第1ガイド軸131に直交する方向における付勢方向を同一方向とし、第2レンズ群122と第3レンズ群123との光軸ずれを抑制することができる。
The guided
The position of the engaged portion of the second
図5に示すように、第1レンズ移動枠体16においては被ガイド部164が捻りばねよりも第2レンズ移動枠体17側に、第2レンズ移動枠体17においては被ガイド部172が捻りばねよりも第1レンズ移動枠体17側に配置されている。ただし、逆に、第1レンズ移動枠体16において捻りばねを被ガイド部164よりも第2レンズ移動枠体17側にするなどしてもよい。
As shown in FIG. 5, the guided
次に、本実施形態におけるカム装置14について説明する。
Next, the
図12および図13は、本実施形態に係るカム装置が固定枠体に軸されている状態を示す一部切欠斜視図であり、図14は、本実施形態に係るカム装置の全体の断面構造を一部切欠いて示す斜視図であり、図15は、本実施形態に係るカム装置の軸心部の断面図である。 12 and 13 are partially cutaway perspective views showing a state in which the cam device according to the present embodiment is pivoted on the fixed frame body, and FIG. 14 is an overall sectional structure of the cam device according to the present embodiment. FIG. 15 is a cross-sectional view of the axial center portion of the cam device according to the present embodiment.
カム装置14は、図8等に示すように、第1ガイド軸131および第2ガイド軸132と略平行な回転軸1411を中心に回転可能な回転体141と、回転体141の外側面に沿って、回転体141の回転に応じて回転するように形成され、第1レンズ移動枠体16の第1の被係止部163が係止され、回転に応じてこの第1の被係止部163を案内する第1カム部1421と、回転体141の外側面に沿って回転体141の回転に応じて回転するように形成され、第2レンズ移動枠体17の第2の被係止部171が係止され、回転に応じて第2の被係止部171を案内する第2カム部1422と、を含む帯状体142が形成されている。
帯状体142は、光軸方向において互いに対向する第1面142aと第2面142bとを有し、第1面142aが第1カム部1421として機能し、第2面142bが第2カム部1422として機能する。
As shown in FIG. 8 and the like, the
The belt-
すなわち、帯状体142は、図8に示すように、後端部側から先端部に向かってスロープをなし、螺旋状をなすように形成されており、先端部側が第1面142a、後端部側が第2面142bを構成している。
帯状体142の幅は、第1レンズ移動体16に形成された第1の被係止部163と第2レンズ移動枠体17に形成された第2の被係止部171との光軸方向の間隔と略等しくなるように設定されている。
このような構成を有し、第1レンズ移動枠体16と第2レンズ移動枠体17とがコイルバネ18により片寄せされていることから、第1レンズ移動体16に形成された第1の被係止部163と第2レンズ移動枠体17に形成された第2の被係止部171が帯状体142の第1面142aと第2面142bとを挟み込むようにして、第1面142aと第2面142b、すなわち第1カム部1421および第2カム部1422に対して安定に係止状態を保持できるような構成となっている。
したがって、第1レンズ移動体16に形成された第1の被係止部163と第2レンズ移動枠体17に形成された第2の被係止部171を、帯状体142の第1面142aと第2面142bに対してネジ等により固定する必要もなくなり、組み立て自体も簡単となっている。
That is, as shown in FIG. 8, the band-
The width of the belt-
With such a configuration, the first
Therefore, the first locked
スロープを形成する帯状体142の第1面142aと第2面142bは、第1面142aと第2面142b(第1カム部または第2カム部)が案内する第1の被係止部163および第2の被係止部171が形成された第1レンズ移動枠体16と第2レンズ移動枠体17においてそれぞれ収容する第2レンズ群122および第3レンズ群123の機能に応じたステップをもって形成されている。
The first surface 142a and the second surface 142b of the belt-shaped
さらに、本カム装置14は、図12および図13に示すように、先端部には、図示しないモータの回転力を受けて回転する歯車1412が設けられている。
この歯車1412は、たとえば図12に示すように、図示しないモータの回転駆動力を所定の減速比をもって伝達する歯車の輪列19と噛合されている。
Further, as shown in FIGS. 12 and 13, the
For example, as shown in FIG. 12, the
そして、カム装置14においては、駆動対象である第1レンズ移動枠体16および第2レンズ移動枠体17の位置精度を出すために、図14〜図15に示すように、回転体141の回転軸1411の先端部1411aおよび後端部1411bは、それぞれ先端部軸受部143および後端部軸受部144により軸受けされており、かつ、先端部1411aが、付勢手段としてのコイルバネ145により所定の付勢力をもって先端部軸受部143に向かって付勢されて片寄せされている。
In the
本実施形態においては、回転軸1411の先端部1411aおよび後端部1411bは、先端部軸受部143および後端部軸受部144に対して略点接触となるように形成されている。
具体的には、回転軸1411の中心部において、付勢手段としての片寄せ用コイルバネ145の一端部が回転軸1411の先端部1411a側の内壁に当接し、コイルバネ145と後端部軸受部144との間には、後端部軸受部144とで略点接触する中間体146が配置されている。
中間体146は、少なくとも後端部軸受部144と接触する側が、略球面形状を有し、点接触を実現するように構成される。本実施形態では、中間体146として球体を用いている。
In the present embodiment, the front end portion 1411a and the rear end portion 1411b of the
Specifically, at the central portion of the
The
このように構成を有するカム装置14は、図示しないモータにより回転体141が回転駆動され、第1の被係止部163および第2の被係止部171が帯状体142の第1面142aおよび第2面142bを安定して案内される。
この場合、回転体141は、回転軸1411の先端部1411aが、付勢手段としてのコイルバネ145により所定の付勢力をもって先端部軸受部143に向かって付勢されて片寄せされていることから、駆動対象である第1レンズ移動枠体16および第2レンズ移動枠体17の位置精度を高く保つことが可能で、精度の高いレンズ駆動を実現している。
In the
In this case, the
以上説明したように、本実施形態によれば、撮像光学系が3群構成の変倍レンズとなっており、第1レンズ群121を1枚構成、第2レンズ群122を3枚構成、第3レンズ群123を1枚構成として、さらに、第2レンズ群122を3枚全てプラスチック化していることから、光学系の全長を短くでき、このことにより径最大レンズとなる第1レンズ群121におけるレンズの径も小型化でき、またコスト低減を図ることができる。
収差補正において、各レンズ群のパワー配置を最適化することでコンパクト化を達成しており、さらに第2レンズ群122と第3レンズ群123に非球面を適宜配置することで、さらにコンパクト化を実現できる。これらの条件を最適化することにより、コンパクトな変倍レンズにも関わらず高性能で、さらに歪曲を小さくすることができる利点がある。
また、本実施形態においては、ピント調整は第3レンズ群123で行っており、無限から至近にかけて撮像面側に移動するため、望遠端での第2レンズ群122と第3レンズ群123との距離を狭めることができる。これにより、変倍光学系のコンパクト化が可能となり、また同じ大きさであれば、無理の無いパワー配置が可能となり、高性能化および偏心感度低下を実現できる。
As described above, according to the present embodiment, the imaging optical system is a variable power lens having a three-group configuration. The
In the aberration correction, the lens arrangement is optimized by optimizing the power arrangement of each lens group. Further, the lens arrangement is further reduced by appropriately arranging aspheric surfaces in the
Further, in the present embodiment, the focus adjustment is performed by the
また、プラスチック製の第2レンズ群122の3枚は、正のメニスカスレンズ、負のメニスカスレンズ、正の両凸レンズ構成となっていることから、正のメニスカスレンズで球面収差補正を良好に行え、負のメニスカスレンズにおいて、正レンズで発生する像面湾曲の補正過剰を抑制でき、これと並行してコマ収差発生を押えることができる。これにより、性能バランスをとることが可能となり、変倍に伴う収差変動を抑え、高性能な変倍が可能となる利点がある。
In addition, since the three plastic
また、各レンズ群の焦点距離(fl,f2、f3)と合成パワーの強くなる広角端の焦点距離fwとの関係において、各レンズ群のパワーバランスをとることにより、高性能でコンパクトな変倍レンズを実現することが可能となる。 In addition, in the relationship between the focal lengths (fl, f2, f3) of each lens unit and the focal length fw at the wide-angle end where the combined power is strong, by taking the power balance of each lens unit, high-performance and compact zooming A lens can be realized.
撮像素子151への入射角度規制に対する射出瞳位置の条件を所望の条件に規定することにより、広画角、コンパクトでありながら、射出瞳の規制緩和を行うことが可能となる。
By defining the condition of the exit pupil position with respect to the restriction of the incident angle to the
カム装置14は、図示しないモータにより回転体141が回転駆動され、第1の被係止部163および第2の被係止部171が帯状体142の第1面142aおよび第2面142bを安定して案内され、回転体141は、回転軸1411が先端部1411aが、付勢手段としてのコイルバネ145により所定の付勢力をもって先端部軸受部143に向かって付勢されて片寄せされていることから、駆動対象である第1レンズ移動枠体16および第2レンズ移動枠体17の位置精度を高く保つことが可能で、精度の高いレンズ駆動を実現できる利点がある。
In the
このように、本実施形態によれば、小型化を実現できることはもとより、偏心誤差や傾き誤差が生じ難く、レンズをスムースに移動でき、安定な位置調整を実現できるズームレンズユニットを提供することができる。 As described above, according to the present embodiment, it is possible to provide a zoom lens unit that can realize downsizing, hardly cause an eccentricity error and an inclination error, can move the lens smoothly, and can realize stable position adjustment. it can.
(第2の実施形態)
図17は、本発明の光学装置及びカメラモジュールを適用したファインダ装置を示す斜視図、図18(a)は、図17のH−H線矢視方向における断面図、図18(b)は、図18(a)のG−G線矢視方向における断面図である。
本ファインダ装置30は、第1レンズ群321、第2レンズ群322、および第3レンズ323の3群構成を有し、不図示の固定枠体に第1レンズ群321が固定され、固定枠体に対して第2および第3レンズ群322,323が光軸上を移動可能に配置されるファインダ光学系32と、ファインダ光学系32の第2レンズ群322および第3レンズ群323を光軸に平行な方向に案内する第1ガイド軸331を有するガイド部33と、ファインダ光学系32に対して並列に配置されたカム装置34とを備えている。なお、ガイド部33は、光学系32を挟んで第1ガイド軸331と対向する位置に設けられる不図示の第2ガイド軸も含む。
(Second Embodiment)
17 is a perspective view showing a finder device to which the optical device and the camera module of the present invention are applied, FIG. 18A is a cross-sectional view in the direction of arrows HH in FIG. 17, and FIG. It is sectional drawing in the GG arrow direction of FIG.
The
ファインダ光学系32において変倍を行う際には、第1レンズ群321、第2レンズ群322、および第3レンズ群323のうち、第2レンズ群322と第3レンズ群323が光軸上をカム装置34の回転に応じて移動する。なお、カム装置34の構成は、第1の実施形態のカム装置14と同様である。
When zooming is performed in the finder
ファインダ光学系32の各レンズ群321、322、323は、それぞれ一枚のレンズにより構成されている。第2レンズ群322は第1レンズ移動枠体36に収容固定され、第3レンズ群323は第2レンズ移動枠体37に収容固定されている。移動枠体36、27は、第1ガイド軸331に案内されるガイド部362、372をそれぞれ有している。
Each
また、第1レンズ移動枠体36、第2レンズ移動枠体37に対応して、第1補助移動体38、第2補助移動体39が設けられている。
第1補助移動体38は、略円筒形の側面を切り欠いた軸受部381と、カム装置34の第1カム部3421に係止される被係止部382とを有し、第2補助移動体39は、略円筒形の側面を切り欠いた軸受部391と、カム装置34の第2カム部3422に係止される被係止部(不図示)とを有している。
Further, a first
The first
なお、カム部342に第1補助移動体38及び第2補助移動体39の被係止部をそれぞれ係止させるために、第1補助移動体38及び第2補助移動体39を互いに近接させる方向に片寄せする不図示の引張りばねが設けられる。なお、当該引張りばねは第1レンズ移動枠体36及び第2レンズ移動枠体37を互いに近接させる方向に片寄せする引張りばねに代えることも可能である。
Note that the first
第1レンズ移動枠体36の被ガイド部362、第1補助移動体38の軸受部381、第1ガイド軸331の取り付け構造は、第1の実施形態の第1レンズ移動枠体16の被ガイド部164、第1補助移動体21の第1軸受部211、第1ガイド軸131の取り付け構造と同様である。
すなわち、軸受部381の内部に被ガイド部362及び捻りばね40が収納されるとともに、軸受部381、被ガイド部362、捻りばね40に第1ガイド軸331が挿通され、捻りばね40の一方の腕部は軸受部381の開口部の縁部に係合し、他方の腕部は被ガイド部362の突状の被係合部3621に係合する。
The mounting structure of the guided
That is, the guided
ただし、図18(b)にも示すように、捻りばね40は圧縮ばねでもあり、コイル部の一端が被ガイド部362に当接し、他端が第1補助移動体38の軸受部381の一方の端面3811に当接し、第1補助移動体38に対して被ガイド部362を第1ガイド軸331の軸方向にも付勢している。従って、第1レンズ移動枠体36と第1補助移動体38とは、被ガイド部362を軸受部381の他方の端面3812に当接させた状態で、第1ガイド軸331の軸方向に一体的に移動可能である。
However, as shown in FIG. 18B, the
一方、上述のように、第1補助移動体38は、第1カム部3421に係止される被係止部382を有しており、カム装置34の回転体341の回転に伴って、光軸方向に進退する。
従って、回転体341の回転に伴って第1レンズ移動枠体36も光軸方向に進退する。
On the other hand, as described above, the first
Accordingly, the first lens moving
第2レンズ移動枠体37及び第2補助移動体39も、第1レンズ移動枠体36及び第1補助移動体38と同様の構成である。
第2レンズ移動枠体37の被係合部の位置や第2補助移動体39の開口部の大きさ、向き等は、第1レンズ移動枠体36の被係合部3621の位置、第1補助移動体38の開口部の大きさ、向き等と同等にすることが望ましい。これにより、第1ガイド軸331に直交する方向における付勢方向を、第2レンズ移動枠体37と、第1レンズ移動枠体36とで同一方向とし、第2レンズ群36と第3レンズ群37との光軸ずれを抑制することができる。
図17に示すように、第1レンズ移動枠体36が捻りばね40の圧縮ばねとしての機能により第2レンズ移動枠体37側に付勢されているのに対し、第2レンズ移動枠体37は第1レンズ移動枠体36側に付勢されている。ただし、逆に、第1レンズ移動枠体36を第2レンズ移動枠体37とは反対側に付勢する等してもよい。
The second
The position of the engaged portion of the second
As shown in FIG. 17, the first
第2の実施形態においても第1の実施形態と同様の作用効果が得られる。
すなわち、第1レンズ移動枠体36、第2レンズ移動枠体37は微視的には嵌合ガタにより第1ガイド軸331回りに回転してしまうが、捻りばね40により第1ガイド軸331回りに付勢されることにより微視的な回転が抑制され、嵌合ガタに基づくレンズ性能の劣化が防止される。なお、第2の実施形態では補助移動体の回転が被係止部と回転体341とにより規制されるから、レンズ移動枠体は補助移動体及び捻りばねを介して回転体341によっても回転が規制される。また、捻りばね40の付勢力により被係止部382が回転体341に圧接されてカム部342に対する係止が堅固になされる。
In the second embodiment, the same effect as the first embodiment can be obtained.
That is, the first lens moving
本発明は、以上の実施形態に限定されず、種々の態様で実施してよい。
カム部に係止される係止部は第1の実施形態のようにレンズ移動体に設けられてもよいし、第2の実施形態のように補助移動体に設けられてもよい。
コイル状の捻りばねの付勢力は、巻き戻しによる付勢力だけでなく、巻き締めによる付勢力を利用してもよい。
The present invention is not limited to the above embodiment, and may be implemented in various aspects.
The locking portion locked to the cam portion may be provided on the lens moving body as in the first embodiment, or may be provided on the auxiliary moving body as in the second embodiment.
As the urging force of the coiled torsion spring, not only the urging force by rewinding but also the urging force by tightening may be used.
122…レンズ群、131…ガイド軸、161…保持部、164…被ガイド部、16…レンズ移動体、21…補助移動体、23…付勢手段、10…光学装置。
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記レンズ群の光軸に並列に延びるガイド軸と、
前記レンズ群を保持する保持部と、前記ガイド軸に案内される被ガイド部とを有するレンズ移動体と、
前記ガイド軸に案内され、前記レンズ移動体に対して前記ガイド軸周りに回転可能且つ前記レンズ移動体と一体的に前記光軸方向に移動可能な補助移動体と、
前記補助移動体と前記レンズ移動体との間に配置され、前記補助移動体に対して前記レンズ移動体を前記ガイド軸周りの所定方向に付勢する付勢手段と、
を備える光学装置。 A lens group;
A guide shaft extending in parallel with the optical axis of the lens group;
A lens moving body having a holding portion for holding the lens group and a guided portion guided by the guide shaft;
An auxiliary moving body guided by the guide shaft, rotatable about the guide axis with respect to the lens moving body, and movable in the optical axis direction integrally with the lens moving body;
An urging unit that is disposed between the auxiliary moving body and the lens moving body and urges the lens moving body in a predetermined direction around the guide axis with respect to the auxiliary moving body;
An optical device comprising:
前記補助移動体は前記ガイド軸が挿通される被挿通部又は前記ガイド軸を挟持する挟持部を有する
請求項1に記載の光学装置。 The guided portion has a inserted portion through which the guide shaft is inserted or a holding portion that holds the guide shaft.
The optical device according to claim 1, wherein the auxiliary moving body includes an insertion portion through which the guide shaft is inserted or a holding portion that holds the guide shaft.
前記補助移動体は、前記カム部に係止され、前記回転体の回転に伴って前記カム部により前記光軸方向に案内される被係止部を有する
請求項1又は2に記載の光学装置。 A rotating device provided in parallel with the guide shaft and rotatable about an axis parallel to the optical axis; and a cam device provided in a spiral shape on an outer surface of the rotating body;
The optical device according to claim 1, wherein the auxiliary moving body includes a locked portion that is locked to the cam portion and that is guided in the optical axis direction by the cam portion as the rotating body rotates. .
前記捻りばねは、前記コイル部に前記ガイド軸が挿通されて前記ガイド軸に摺動可能に設けられ、一方の前記腕部が前記レンズ移動体に係合し、他方の前記腕部が前記補助移動体に係合して前記補助移動体に対して前記レンズ移動体を前記ガイド軸周りの所定方向に付勢する
請求項1〜3のいずれか一に記載の光学装置。 The urging means is a torsion spring having a coil portion in which a wire is wound spirally and arm portions extending from both ends of the wire,
The torsion spring is provided so that the guide shaft is inserted into the coil portion so as to be slidable on the guide shaft, one arm portion is engaged with the lens moving body, and the other arm portion is the auxiliary. The optical apparatus according to claim 1, wherein the optical apparatus is engaged with a moving body and biases the lens moving body in a predetermined direction around the guide shaft with respect to the auxiliary moving body.
前記被ガイド部及び前記コイル部は、前記2つの軸受部の間に配置されている
請求項4に記載の光学装置。 The auxiliary moving body has at least two bearing portions provided at a predetermined interval in the guide shaft direction,
The optical device according to claim 4, wherein the guided portion and the coil portion are disposed between the two bearing portions.
請求項5に記載の光学装置。 In the torsion spring, one end of the coil portion abuts on the lens moving body, the other end abuts on the auxiliary moving body, and biases the lens moving body in the guide axis direction with respect to the auxiliary moving body. The optical device according to claim 5.
前記レンズ群の光軸に並列に延びるガイド軸と、
前記レンズ群を保持する保持部と、前記ガイド軸に案内される被ガイド部とを有するレンズ移動体と、
前記ガイド軸に案内され、前記レンズ移動体に対して前記ガイド軸周りに回転可能且つ前記レンズ移動体と一体的に前記光軸方向に移動可能な補助移動体と、
前記補助移動体と前記レンズ移動体との間に配置され、前記補助移動体に対して前記レンズ移動体を前記ガイド軸周りの所定方向に付勢する付勢手段と、
を備えることを特徴とするカメラモジュール。 A lens group;
A guide shaft extending in parallel with the optical axis of the lens group;
A lens moving body having a holding portion for holding the lens group and a guided portion guided by the guide shaft;
An auxiliary moving body guided by the guide shaft, rotatable about the guide axis with respect to the lens moving body, and movable in the optical axis direction integrally with the lens moving body;
An urging unit disposed between the auxiliary moving body and the lens moving body, and urging the lens moving body in a predetermined direction around the guide axis with respect to the auxiliary moving body;
A camera module comprising:
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