JP2006235583A - レンズユニットおよび撮像ユニット - Google Patents

Abstract

【課題】 多品種対応が容易にできるレンズユニットおよび撮像ユニットを提供すること。
【解決手段】 レンズユニットまたはそれに撮像素子を付加した撮像ユニットは，撮像素子側のベース部材１と被写体側のカバー部材２とで構成されている。カバー部材２には，スライダ３が，軸方向に移動可能に取り付けられている。スライダ３は，レンズまたはレンズホルダ７０を保持するものである。カバー部材２には，スライダ３を駆動する圧電素子アクチュエータも取り付けられている。このため，多種類の撮像素子への対応が必要なのはベース部材１の後面側だけであり，その前面側は，カバー部材２の取付のための簡単な形状のみ有すればよい。このため，多種類の撮像素子への対応が容易にできる。また，多種類のレンズへの対応は，レンズホルダ７０の内面形状でなされるので，レンズユニットとしては変更の必要はない。
【選択図】図１

Description

本発明は，カメラ等の撮像装置の光学系に使用されるレンズユニットおよびそれに撮像素子を加えた撮像ユニットに関する。さらに詳細には，撮像素子の種類に対する汎用性を高めたレンズユニットおよび撮像ユニットに関するものである。

近年では，携帯通信端末等の小型電子機器にもカメラが搭載されるに至っている。この種の小型機器搭載カメラ用のレンズユニットまたは撮像ユニットとして，特許文献１に記載されたものが挙げられる。この種のレンズユニットは一般的に，撮像素子側のベース部材と，被写体側のカバー部材により構成されている。そして，レンズまわりやその駆動機構をベース部材に搭載し，前面をカバー部材で覆うようになっている。
特開２００２−１０７６１２号公報

しかしながら，前記した従来のレンズユニットおよび撮像ユニットには，次のような問題点があった。すなわち，小型機器搭載用といってもその仕様により，使用される撮像素子の種類は種々ある。レンズの種類も多々ある。このため従来のレンズユニットおよび撮像ユニットのベース部材では，他品種にわたる撮像素子やレンズのために，取り付け箇所の形状を合わせる必要があった。よって，ベース部材の必要な種類数は，撮像素子とレンズとの組み合わせの数となり，非常に多く必要であった。これが，設計の煩雑さを招いていた。

本発明は，前記した従来のレンズユニットおよび撮像ユニットが有する問題点を解決するためになされたものである。すなわちその課題とするところは，多品種対応が容易にできるレンズユニットおよび撮像ユニットを提供することにある。

この課題の解決を目的としてなされた本発明のレンズユニットは，撮像素子に取り付けられるベース部材と，ベース部材に取り付けられたカバー部材とを有し，ベース部材とカバー部材との間にレンズを軸方向に移動可能に保持するものであって，レンズまたはレンズホルダを保持するとともに，カバー部材に軸方向に移動可能に取り付けられたスライダを有している。また，本発明の撮像ユニットは，本発明のレンズユニットのベース部材に撮像素子を取り付けたものである。さらに，本発明のレンズユニットまたは撮像ユニットでは，スライダを軸方向に移動させる駆動部材もカバー部材に設けることが望ましい。

本発明のレンズユニットまたは撮像ユニットでは，スライダの保持はベース部材でなくカバー部材で行われる。このため，ベース部材の前面は，レンズやその移動機構を保持しないので，カバー部材との取付のための単純な形状でよい。撮像素子の種類に合わせた形状が必要なのはベース部材の後面だけである。そして，カバー部材やスライダは，撮像素子の種類を問わず共通のものでよい。このため，撮像素子の種類ごとの設計が容易にできる。また製造上も，ベース部材の後面側の金型のみ，撮像素子の種類に合わせて使い分ければよい。

また，本発明のレンズユニットまたは撮像ユニットでは，シャッタ等を搭載する付属機能ユニットを備えることができる。その場合の付属機能ユニットは，ベース部材に取り付けられるものであることが好ましい。そして，ベース部材と付属機能ユニットとの間にカバー部材が位置することが好ましい。このようにすることで，付属機能ユニットの有無に対しベース部材のみで対応できる。

本発明によれば，多品種対応が容易にできるレンズユニットおよび撮像ユニットが提供されている。

「第１の形態」
以下，本発明を具体化した第１の形態について，添付図面を参照しつつ詳細に説明する。本形態は，携帯電話の搭載カメラ用のレンズユニットに本発明を適用したものである。本形態のレンズユニットの構成を，図１の分解斜視図により説明する。本形態のレンズユニットは，ベース部材１とカバー部材２とを有している。

ベース部材１は，後面側が撮像素子６０（図２参照）に取り付けられ，前面側にカバー部材２を取り付ける部材である。ベース部材１は，全体として略正方形状のベース部１０と，その図中下辺の前面側の側部１１とを有している。ベース部材１の前面側には，カバー部材２の取付のための種々の形状（ビス穴１２，１３等）が形成されている。後面側には，撮像素子６０の取付のための形状が形成されている。また，ベース部１０には，透光穴１４が形成されている。

カバー部材２は，ベース部材１の前面側に取り付けられる部材である。カバー部材２は，全体として略正方形状のフェース部２０と，その図中下辺以外の３辺の後面側の側部２１とを有している。ベース部材１にカバー部材２を取り付けることにより，全体として箱状をなすようになっている。カバー部材２には，ベース部材１への取付けの種々の形状（側部２１のビス穴２２，フェース部２０のビス穴２３等）が形成されている。また，フェース部２０にはレンズ穴２４が形成されている。側部２１にはさらに，次に述べるスライダ３の取付のための突起２５や，スライダ３の軸方向の移動をガイドするガイド軸２７，フレキシブル基板６の取付のための溝２６が形成されている。突起２５，ガイド軸２７は，カバー部材２にスライダ３等を取り付けるために形成された部分である。溝２６は，側部２１の上面側から，図中では見えないが側部２１の奥面側に及んで形成されている。

本形態のレンズユニットはさらに，スライダ３と圧電素子アクチュエータ４とホール素子５と押さえ板４２とを有している。これらは，ベース部材１とカバー部材２との間に位置する。スライダ３は，レンズホルダ７０を保持して軸方向に移動する部材である。圧電素子アクチュエータ４は，スライダ３を軸方向に駆動するものである。ホール素子５は，スライダ３の軸方向位置を検出するものである。圧電素子アクチュエータ４およびホール素子５は，フレキシブル基板６により，外部との信号のやりとりができるようになっている。押さえ板４２は，カバー部材２の突起２５とともに，圧電素子アクチュエータ４をカバー部材２に固定するための部材である。このため押さえ板４２には，突起２５に係合する穴４３が形成されている。

スライダ３には，レンズホルダ７０を保持するレンズ穴３０が形成されている。スライダ３にはまた，圧電素子アクチュエータ４の駆動部４１を挟み付ける挟持爪３１と凹部３２とが設けられている。挟持爪３１は，板バネ３３の付勢により，凹部３２とともに駆動部４１を挟持するものである。スライダ３にはまた，カバー部材２のガイド軸２７に嵌合する被ガイド部３５が形成されている。スライダ３はさらに，ホール素子５に位置検知をさせるための磁石３４を内蔵している。

本形態のレンズユニットの組立手順は，以下の通りである。まず，スライダ３における挟持爪３１と凹部３２との間の隙間に，圧電素子アクチュエータ４の駆動部４１を押し込む。これにより，スライダ３が圧電素子アクチュエータ４により駆動される状態となる。そして，スライダ３をカバー部材２の中に挿入する。このとき，スライダ３の被ガイド部３５にカバー部材２のガイド軸２７が嵌合されるようにする。また，フレキシブル基板６およびホール素子５を，カバー部材２の側部２１の外側に配置する。より詳細には，溝２６に嵌め込む。これにより，ホール素子５が磁石３４に対面する状態となる。そして，圧電素子アクチュエータ４を押さえ板４２で覆い，カバー部材２の突起２５に穴４３を係合させる。

この状態で，図１中に「７」で示す範囲内のものが一体化したことになる。以下では，この範囲内のものを一体化した部分を汎用ＡＦユニット７と呼ぶ。そして，この状態のものの後面にベース部材１を取り付ける。さらに，ビス穴１２およびビス穴２２にビス５２をネジ止めし，ビス穴１３およびビス穴２３にビス５３をネジ止めする。以上により，本形態のレンズユニットが組み立てられる。

本形態のレンズユニットでは，フレキシブル基板６を通じて圧電素子アクチュエータ４に適切な駆動信号を供給することにより，スライダ３を移動させることができる。このときスライダ３は，カバー部材２のガイド軸２７によって回転が阻止され，カバー部材２に対して軸方向に移動することになる。また，スライダ３とともに磁石３４も移動する。このため，スライダ３の軸方向位置がホール素子５により検出される。これにより，スライダ３の軸方向位置をコントロールできる。

このレンズユニットの後面（ベース部材１側）に撮像素子６０を取り付けて撮像ユニットとした状態の斜視図を図２に示す。また，このレンズユニットの断面を図３に示す。このレンズユニットまたは撮像ユニットには，前面（カバー部材２側）のレンズ穴２４を通して，レンズホルダ７０をスライダ３のレンズ穴３０に取り付けることができる。レンズホルダ７０を先にスライダ３に取り付けておくことも可能である。レンズホルダ７０にはむろんレンズが取り付けられている。レンズホルダ７０を取り付けた状態で，前面（カバー部材２側）が被写体側となる。

本形態のレンズユニットには，次のような利点がある。すなわち，多種類の撮像素子への対応が容易なのである。また，一般に，撮像素子の撮像面のサイズに応じて，レンズもそれに合わせた径のものを使用する。このためレンズにも多種類ある。本形態のレンズユニットでは多種類のレンズへの対応も容易である。その理由を説明する。

まず，多種類の撮像素子への対応がしやすい理由を述べる。その理由は，スライダ３およびその駆動機構の保持を，ベース部材１でなくカバー部材２で行っていることにある。すなわちベース部材１は，スライダ３およびその駆動機構を保持するための形状を有しないのである。このためベース部材１の前面側は，カバー部材２と組み合わせるための簡単な形状のみを有すればよい。したがって，撮像素子の種類に合わせた個別の設計が必要なのは，ベース部材１のそれも後面側だけである。そして，ベース部材１の前面側が簡単な形状であるため，後面側の形状を設計するに際しての制約事項がごく少ないのである。このため，撮像素子の種類ごとの開発に要する工数が少なくて済む。新規な種類の撮像素子用のレンズユニットを受注した場合でも迅速に対応できる。製造上も，ベース部材１の後面側のみ，撮像素子の種類ごとに金型を使い分けるだけでよい。それ以外のすべての金型は，撮像素子の種類を問わず共通のものを使えばよい。

次に，多種類のレンズへの対応がしやすい理由は，スライダ３のレンズ穴３０にレンズホルダ７０を取り付ける構成にしていることにある。すなわち，レンズまたはレンズホルダを直接に圧電素子アクチュエータ４で駆動する構成ではないのである。このため，レンズホルダの外径さえレンズ穴３０の径に合わせておけば，レンズの種類への対応は，レンズホルダの内側形状だけでできるのである。よって，レンズの径については，上限はあるものの，それ以下であれば，レンズユニットとしては何ら変更なく対応できる。なお，レンズ自体の外周形状がスライダ３のレンズ穴３０の内面形状と一致していれば，レンズ穴３０にレンズ自体を直接に取り付けることもできる。

以上詳細に説明したように，本形態のレンズユニットおよび撮像ユニットでは，レンズホルダを保持するスライダ３を設けている。そして，スライダ３およびその駆動機構を，カバー部材２に取り付けることとしている。これにより，多種類の撮像素子やレンズへの対応が容易なレンズユニットおよび撮像ユニットが実現されている。

「第２の形態」
以下，本発明を具体化した第２の形態について，添付図面を参照しつつ詳細に説明する。本形態は，携帯電話の搭載カメラ用のレンズユニットに本発明を適用したものである。本形態のレンズユニットの構成を，図４の分解斜視図により説明する。本形態のレンズユニットは，ベース部材１０１と汎用ＡＦユニット１０７とを有している。なお，第１の形態と実質的に共通の構成については，１００を足した番号を付して説明を省略する。また，この図では，カバー部材１０２にスライダ１０３等を取り付けて，汎用ＡＦユニット１０７とした状態を示している。

本形態のレンズユニットでは，ベース部材１０１に取り付けられるシャッターユニット８を備えている。シャッターユニット８をベース部材１０１に取り付けた状態では，汎用ＡＦユニット１０７は，ベース部材１０１とシャッターユニット８との間に位置することになる。汎用ＡＦユニット１０７は，そのレンズ穴１２４内にレンズホルダ１７０が取り付けられ，ベース部材１０１と固定される。ただし，ベース部材１０１とカバー部材１０２との固定に際して，第１の形態ではビス穴とビスによる固定がなされていたが，本形態では，ベース部材１０１のベース部１１０に設けられた凸部５４がカバー部材１０２の側部１２１に設けられた孔５５に引っ掛かることによっている。なお，図４中奥側の面にも同様の凸部と孔が設けられ，同様に固定されている。

本形態では，図４に示すように，ベース部材１０１のベース部１１０の上辺の側面には，位置決めボス８１，８１が形成されている。また，ベース部材１０１の側部１１１には，孔８２が形成されている。孔８２は，図４には１箇所しか現れていないが，奥側の同様の位置にももう１箇所形成されている。また，シャッターユニット８は，汎用ＡＦユニット１０７の前面に位置するフェース部８３と，汎用ＡＦユニット１０７の上面に被さるアーム部８４とを有している。シャッター構成は，フェース部８３に内蔵される。さらに，アーム部８４には位置決め孔８５，８５が形成されている。また，フェース部８３の下端にはビス孔８６，８６が形成されている。

本形態のレンズユニットの組立手順では，まず第１の形態と同様に，汎用ＡＦユニット１０７が組み立てられ，ベース部材１０１およびレンズホルダ１７０が取り付けられる。その後，シャッターユニット８が，汎用ＡＦユニット１０７が取り付けられたベース部材１０１に対して，図４中左側から取り付けられる。このとき，シャッターユニット８の位置決め孔８５，８５には，ベース部材１０１の位置決めボス８１，８１がはめ込まれる。そして，ベース部材１０１の下方から，ベース部材１０１の孔８２を介してビスをビス孔８６にネジ止めする。これにより，シャッターユニット８とベース部材１０１とが固定される。この状態では，シャッターユニット８のフェース部８３が汎用ＡＦユニット１０７の前面を覆っている。また，ベース部材１０１の後面側には撮像素子１６０が取り付けられる。

このようにすれば，第１の形態と同様に多種類の撮像素子や多種類のレンズへの対応が容易であるとともに，シャッターユニット８等の付属部品の有無に対しても対応が容易である。シャッターユニット８付きのレンズユニットを受注した場合には，ベース部材１０１の前面側の形状を多少変更して，シャッターユニット８を組み付けるだけでよい。すなわち，汎用ＡＦユニット１０７やレンズホルダ１７０には何ら変更なく対応できる。従って，多種類の撮像素子やレンズ，付属部品の有無の組み合わせに容易に対応できる。

以上詳細に説明したように，本形態のレンズユニットおよび撮像ユニットによっても，多種類の撮像素子やレンズへの対応が容易なレンズユニットおよび撮像ユニットが実現されている。さらに，多種類の付属部品の有無にも対応が容易である。

なお，本実施の形態は単なる例示にすぎず，本発明を何ら限定するものではない。したがって本発明は当然に，その要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良，変形が可能である。例えば，スライダ３の駆動源は，圧電素子アクチュエータに限らない。例えばステッピングモータも使用可能である。さらに，スライダ３を手動で軸方向に移動させるレバー等の部材であってもよい。また，各部の具体的な形状は図示の通りでなくてもよい。また例えば，汎用ＡＦユニットを挟んでベース部材と取り付けられる付属部品は，シャッターユニット８に限らない。例えば絞り，フード，コンバータ，フィルタ及びこれらの組み合わせにも対応可能である。

第１の形態に係るレンズユニットの構成部品を示す分解斜視図である。 第１の形態に係る撮像ユニットを示す斜視図である。 第１の形態に係るレンズユニットの構成を示す断面図である。 第２の形態に係るレンズユニットの構成部品を示す分解斜視図である。

符号の説明

１ ベース部材
２ カバー部材
３ スライダ
４ 圧電素子アクチュエータ（駆動部材）
８ シャッターユニット（付属機能ユニット）
６０ 撮像素子

Claims (6)

1. 撮像素子に取り付けられるベース部材と，前記ベース部材に取り付けられたカバー部材とを有し，前記ベース部材と前記カバー部材との間にレンズを軸方向に移動可能に保持するレンズユニットにおいて，
   レンズまたはレンズホルダを保持するとともに，前記カバー部材に軸方向に移動可能に取り付けられたスライダを有することを特徴とするレンズユニット。
2. 請求項１に記載のレンズユニットにおいて，前記カバー部材には，
   前記スライダを軸方向に移動させる駆動部材が設けられていることを特徴とするレンズユニット。
3. 請求項１に記載のレンズユニットにおいて，
   前記ベース部材に取り付けられる付属機能ユニットを有し，
   前記ベース部材に前記付属機能ユニットを取り付けた状態では，前記ベース部材と前記付属機能ユニットとの間に前記カバー部材が位置することを特徴とするレンズユニット。
4. 撮像素子と，前記撮像素子に取り付けられたベース部材と，前記ベース部材に取り付けられたカバー部材とを有し，前記ベース部材と前記カバー部材との間にレンズを軸方向に移動可能に保持する撮像ユニットにおいて，
   レンズまたはレンズホルダを保持するとともに，前記カバー部材に軸方向に移動可能に取り付けられたスライダを有することを特徴とする撮像ユニット。
5. 請求項４に記載の撮像ユニットにおいて，前記カバー部材には，
   前記スライダを軸方向に移動させる駆動部材が設けられていることを特徴とする撮像ユニット。
6. 請求項４に記載の撮像ユニットにおいて，
   前記ベース部材に取り付けられる付属機能ユニットを有し，
   前記ベース部材に前記付属機能ユニットを取り付けた状態では，前記ベース部材と前記付属機能ユニットとの間に前記カバー部材が位置することを特徴とする撮像ユニット。

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