JP2006337650A

JP2006337650A - 光学装置

Info

Publication number: JP2006337650A
Application number: JP2005161318A
Authority: JP
Inventors: Koji Watanabe; 孝司渡邉
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2005-06-01
Filing date: 2005-06-01
Publication date: 2006-12-14

Abstract

【課題】レンズ鏡筒ユニットの小型化・強度確保・分解・再組立性の良い光学装置を提供する。
【解決手段】鏡枠と固定鏡筒の間に移動鏡筒が構成され、移動鏡筒に挿入されたバー３本によって鏡枠と固定鏡筒の位相決めがなされ、移動鏡筒を所定位置に駆動させる駆動装置の本体部に鏡枠と固定筒を取り付け、レンズ鏡筒ユニットの全長を鏡枠・固定鏡筒・駆動装置にて構成している。
【選択図】図１

Description

本発明は、デジタルカメラ、ビデオカメラ、携帯電話等に搭載されているカメラユニットなど、画像入力装置を有した撮影用光学装置に用いられる構成に関するものである。

従来、光学装置に構成された移動鏡筒を移動させる手段に関して、特許文献１のように駆動装置の駆動出力モータと平行に構成したもの、特許文献２のようにモータのモーターケース前後端を狭圧する手段を介して固設する方法を有したもの、特許文献３のようにアクチュエータを光軸方向から止める構成としたもの、特許文献４のようにモータの保持部材を１箇所のビス締めとビス締め以外の方法（挟みこみなど）で固定する方法が知られている。
特開平１１−１９０８１５号公報特開平０５−２８８９７５号公報特開平０６−３３７３４０号公報特開２０００−００４８９８号公報

上記従来例の特許文献１では、モータ自体を光学装置に取り付ける構成が明記されておらず、一方、特許文献２の構成はモーターケースを狭圧する手段を有し、狭圧した手段を介してズームレンズ鏡筒に固設した構成を開示しているが、モータの光軸方向の長さによって鏡筒の全長を構成する手段をとっていない。また、特許文献３は、モータをビスと他の手段にて光学装置に取り付ける構成であるが、特許文献２と同様にモータにて鏡筒の全長を構成していない。特許文献４では、モータは光軸と平行なビスにて取り付けられているが、上記同様に鏡筒の全長をモータによって構成している構造ではない。

本発明は、上記課題に鑑み、小型化された光学装置において位置決め手段をバーにて構成し、駆動手段によって鏡筒全長を構成することで、スペースの有効活用・強度確保・組立性・分解容易性・再組立性を両立した光学装置を提供することを目的とするものである。

本発明の光学装置は、少なくとも２つの移動レンズ群と、該移動レンズ群を保持する移動枠と、該移動レンズ群を駆動する駆動手段とを備えた光学装置において、
前記移動枠はそれぞれ貫通穴部と、該貫通穴部の光軸に対向する位置に溝部を有し、
前記貫通穴部を貫通する第１のガイドバーと、前記溝部を貫通する第２のガイドバーはそれぞれ鏡枠及び鏡筒の挿入穴部に固定されることを特徴とする。

本発明の更なる目的又はその他の特徴は、以下、添付の図面を参照して説明される好ましい実施例等によって明らかにされるであろう。

本発明によれば、カメラや携帯電話などに搭載される光学装置で、省スペース内に構成され、落下・振動など衝撃に強く、容易な組立性と分解容易性を両立したことを可能とした光学装置を実現することができる。

本発明の光学装置は、第１の移動レンズ群、第２の移動レンズ群、撮像素子を保持する鏡筒に固定された固定レンズ群によって構成される光学系で、第１のレンズ群を保持する鏡筒１に光軸方向へ移動させるためのスリーブ、第２のレンズ群を保持する鏡筒２に光軸方向へ移動させるためのスリーブを構成し、各レンズ群のスリーブは、固定レンズ群を保持する固定鏡筒に挿入されたバーに嵌合し、第１のレンズ群を保持する鏡筒１の光軸方向へ移動させるためのスリーブの光軸の対向方向に、バーを中心に回転するのを防止するバーに嵌合するＵ溝部を有し、第２のレンズ群を保持する鏡筒２の光軸方向へ移動させるためのスリーブの光軸の対向方向に、バーを中心に回転するのを防止するバーに嵌合するＵ溝部を有している。バーは、第１のレンズ群の光軸方向移動規制と回転規制、第２のレンズ群の光軸方向移動規制と第１のレンズ群の回転規制と共有した回転規制用バーの３本構成で有り、バーの一端は固定鏡筒の穴に嵌合し、他端は鏡枠に設けられた穴に嵌合し、鏡枠と固定鏡筒の位相合わせも担っている。第１のレンズ群および第２のレンズ群の各々に駆動手段を構成し、第１のレンズ群の移動の原点位置を検知する検知手段と、第２のレンズ群の移動の原点を検知する検知手段とが共通に設けられ、駆動手段は、アクチュエータとリードネジが構成された出力軸が平行に構成され、アクチュエータの出力軸とリードネジが構成された出力軸の間に伝達機構が構成されている。駆動手段のリードネジ部には、第１のレンズ群および第２のレンズ群に設けられたスリーブに隣接したバーと平行に構成された嵌合穴に挿入されたラックギアを有した駆動伝達手段のラックギア部が当接され、アクチュエータが回転することでリードネジ部が回転し、回転力をラックギアを通じて伝達手段が第１のレンズ群、第２のレンズ群を光軸方向に移動させる。駆動手段は、Ｕ字型に曲げられた金属板にアクチュエータが固定されている。金属板のＵ字部両端には、固定鏡筒と鏡枠を取り付けるネジ穴が設けられており、金属板のＵ字部を用いて光学装置全体の全長を構成している。本実施の形態によれば、固定鏡筒と鏡枠の間でバーを用いて位置決めを行い、駆動装置の金属板のＵ字部を用いてレンズ全長を構成する構造をとることで超小型化されたズームレンズ鏡筒を構成することができる。

以下に、本発明の実施の形態を添付の図面に基づいて詳細に説明する。

本発明の実施例では、上記した本発明を適用して超小型ズームレンズ鏡筒を構成した。

図１は本実施例の光軸中心を通過する断面での側面からみたレンズ鏡筒の断面図である。

また、図２は本実施例の光軸に鉛直な面で切断した断面図であり、図３は本実施例の光軸中心を通過する断面での上面からみたレンズ鏡筒の断面図であり、図４は本実施例の全体斜視図である。

図１から図３において、Ｌ１は第１群レンズ、Ｌ２は第２群レンズ、Ｌ３は第３群レンズであり、鏡筒ユニット１００のレンズを構成しており，第１群レンズＬ１と第２群レンズＬ２を移動させることで焦点距離を変化させる。

第１群レンズは鏡筒１に、第２群レンズは鏡筒２に、第３群レンズは固定筒３に接着固定されている。第３レンズ群Ｌ３の光軸を基準に穴部３ａ、３ｂ、３ｃが決定されており、３本構成されているバー４ａ、バー４ｂ、バー４ｃが挿入されている。

鏡枠５には穴部５ａ、５ｂ、５ｃがあり、３本構成されているバー４ａ、バー４ｂ、バー４ｃの固定筒３に挿入された反対側の端部が挿入されている。これにより固定筒３と鏡枠５の位相が固定され、鏡枠５の穴５ｄの軸と固定筒３の第３レンズ群Ｌ３の光軸とが一致される。

鏡筒１に構成されたスリーブ部１ａに嵌合穴が構成され、バー４ａが挿入されている、これにより、鏡筒１と第１レンズ群Ｌ１が光軸と平行に移動が可能となる。鏡筒１にはスリーブ部１ａの光軸と対象方向にＵ溝部１ｂが構成され、Ｕ溝部１ｂは、バー４ｃと嵌合している。これにより鏡筒１はバー４ａを中心として回転することが無くなり、第１レンズ群Ｌ１の光軸を、固定鏡筒３の第３レンズ群Ｌ３との光軸を一致させる。鏡筒１は光軸方向に移動し、鏡枠５の穴部５ｄの中を移動する。

鏡筒２に構成されたスリーブ部２ａに嵌合穴が構成され、バー４ｂが挿入されている、これにより、鏡筒２と第２レンズ群Ｌ２が光軸と平行に移動が可能となる。鏡筒２にはスリーブ部２ａの光軸と対象方向にＵ溝部２ｂが構成され、Ｕ溝部２ｂは、バー４ｃと嵌合している。これにより鏡筒２はバー４ｂを中心として回転することが無くなり、第２レンズ群Ｌ２の光軸を、固定鏡筒３の第３レンズ群Ｌ３との光軸と第１レンズ群Ｌ１との光軸にあわすことになる。

次に、鏡筒１と鏡筒２を光軸に沿って移動させる駆動装置について説明する。

鏡筒１と鏡筒２は、それぞれアクチュエータユニット６とアクチュエータユニット７が構成されており、アクチュエータが駆動することで鏡筒１、鏡筒２をバー４に沿って移動させる。

アクチュエータユニット６、アクチュエータユニット７は同形状のユニットで、回転対象に向き合うように構成されている。

アクチュエータユニット６・７は、Ｕ字型をした金属板材に、ステッピングモータ部６ａ・７ａ、ステッピングモータ６ａ・７ａの出力軸に挿入された平歯車６ｂ・７ｂ（不図示）、送りネジが構成された出力軸６ｃ・７ｃ、送りネジが構成された出力軸６ｃ・７ｃに挿入され、ステッピングモータ６ａ・７ａの出力軸に挿入された平歯車６ｂ・７ｂと噛み合う平歯車６ｅ・７ｅ、送りネジが構成された出力軸６ｃ・７ｃを一方向に押し付け、ガタ付を押える押え板バネ６ｆ・７ｆ、ステッピングモータの端子に取り付けられた駆動電力を供給するフレキシブルプリント基板（ＦＰＣ）６ｇ・７ｇ（不図示）によって構成されている。

平歯車６ｂ・７ｂと平歯車６ｅ・７ｅの歯数は異なっていて、平歯車６ｂ・７ｂの歯数のほうが平歯車６ｅ・７ｅよりも少なく、ステッピングモータ６ａ・７ａの回転数を減らし、出力トルクを増加させて出力軸６ｃ・７ｃに伝えている。

Ｕ字型をした金属板材でできたベース６ｈ・７ｈの両端面部６ｉ・６ｊ・７ｉ・７ｊにはタップ穴が作られており、固定筒３の取り付け穴３ｅ（不図示）に貫通したネジ１９が捩じ込まれ固定筒３と結合し、鏡枠５の取り付け穴５ｅに貫通したネジ２０が捩じ込まれ鏡枠５と結合した構成となっている。

アクチュエータのベース６ｈ・７ｈのＵ字部の両端面部６ｉ・６ｊ・７ｉ・７ｊに、固定鏡筒３と鏡枠５を取り付けることで、Ｕ字の幅方向でレンズ鏡筒ユニット１００としての全長を構成することになる。

アクチュエータユニット６・７を駆動することで鏡筒１・鏡筒２を移動させるが、アクチュエータ６・７の出力はスクリューの回転力であり、回転力を鏡筒１・鏡筒２の光軸方向の移動力に変換する必要がある。

アーム８・９は、軸部８ａ・９ａ（不図示）とラック歯部８ｂ・９ｂとバネ受け斜面部８ｃ・９ｃによって構成されている。

鏡筒１のスリーブ部１ａ近傍には、スリーブの軸と平行に構成されるように、アーム８・９の軸部８ａ・９ａが挿入される穴部があり、アーム８・９がスリーブ軸と平行な軸で回転可能に構成されている。アームのラック歯部８ｂ・９ｂはアクチュエータ６・７の出力軸６ｃ・７ｃに当接しており、押えバネ１０・１１が鏡筒１・２のスリーブ部１ａ・２ａの近傍にスナップフィットで固定され、バネ部１０ａ・１１ａがアーム８・９のバネ受け斜面部８ｃ・９ｃに押圧している。バネ部１０ａ・１１ａの押圧力はバネ受け斜面部８ｃ・９ｃに当接しているためアーム８・９のラック歯部８ｂ・９ｂを出力軸６ｃ・７ｃに直交する方向と出力軸６ｃ・７ｃの軸方向に押し付ける力が発生して、ガタを取り除いている。

出力軸６ｃ・７ｃが回転するとネジが回ることで当接しているラック歯８ｂ・９ｂを送り出していく、ラック歯８ｂ・９ｂが押し出されることでアーム８・９と共に鏡筒１・２がバー４上を移動しレンズ間隔を変化させる。

鏡筒１・鏡筒２には、基準腕部１ｃ（不図示）・２ｃが構成されており、固定鏡筒３に固定された位置検出するためのセンサー、フォトインタラプタ１２がある。鏡筒１・鏡筒２の基準腕部１ｃ・２ｃは、フォトインタラプタ１２の溝に入り込むように構成され、基準腕部１ｃ・２ｃがフォトインタラプタ１２のセンサー部を遮光するかしないかでフォトインタラプタ１２の信号をＯＮ・ＯＦＦさせる。フォトインタラプタ１２のＯＮ・ＯＦＦの切り替え位置を検出しその点を基準位置にし、アクチュエータユニット６・７のステッピングモータ６ａ・７ａをパルス駆動させることで、鏡筒１、鏡筒２の位置を知らしめ、駆動させることが可能となる。

フォトインタラプタ１２は、鏡筒ユニット１００に１つ構成されており、鏡筒１と鏡筒２の基準位置検出の両方を担っている。初期位置検出時には、まず鏡筒１の基準腕部１ｃがフォトインタラプタ１２の溝部に入り込み基準位置を検出する。次に鏡筒１が所定位置まで退避し、鏡筒２の基準腕部２ｃがフォトインタラプタ１２の溝部に入り込み鏡筒２の基準位置を検出する。検出後、鏡筒１と鏡筒２を所定の位置まで駆動し、初期動作が完了する。

固定鏡筒３の端面には、ＣＣＤホルダー１３が取り付く基準面・基準ピンが構成され、ＣＣＤホルダー１３に鏡筒ユニット１００が固定される。ＣＣＤホルダー１３には、ローパスフィルタ１４、赤外線カットフィルタ１５、ＣＣＤ１６、ＣＣＤ１６には電気接続用にＦＰＣ１８が挿入され、後部より押え板１７にて押さえ込まれ固定されている。

上記説明では固定鏡筒３とＣＣＤホルダー１３を別体にて説明したが、一体化した形状にて構成しても問題はない。

以上、本発明の好ましい実施例について説明したが、本発明はこれらの実施例に限定されないことはいうまでもなく、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。

本実施例の光軸中心を通過する断面での側面からみたレンズ鏡筒の断面図。本実施例の光軸に鉛直な面で切断した断面図。本実施例の光軸中心を通過する断面での上面からみたレンズ鏡筒の断面図。本実施例の全体斜視図。

符号の説明

Ｌ１第１レンズ群
Ｌ２第２レンズ群
Ｌ３第３レンズ群
１鏡筒
２鏡筒
３固定筒
４バー
５鏡枠
６アクチュエータ
７アクチュエータ
８アーム
９アーム
１０押えバネ
１１押えバネ
１２フォトインタラプタ
１３ＣＣＤホルダー
１４ローパスフィルタ
１５赤外線カットフィルタ
１６ＣＣＤ
１７押え板
１８ＦＰＣ
１００鏡筒ユニット

Claims

少なくとも２つの移動レンズ群と、該移動レンズ群を保持する移動枠と、該移動レンズ群を駆動する駆動手段とを備えた光学装置において、
前記移動枠はそれぞれ貫通穴部と、該貫通穴部の光軸に対向する位置に溝部を有し、
前記貫通穴部を貫通する第１の案内棒と、前記溝部を貫通する第２の案内棒はそれぞれ鏡枠及び鏡筒の挿入穴部に固定されることを特徴とする光学装置。
少なくとも２つの前記移動枠の位置を検出する位置検出手段を有することを特徴とする請求項１に記載の光学装置。
前記鏡筒の端部には、画像入力装置挿入部、赤外線カットフィルタ、ローパスフィルタもしくはハイカットフィルタの少なくとも一つを構成する部位を有することを特徴とした請求項１または２に記載の光学装置。
前記駆動手段は、アクチュエータと、該アクチュエータに平行な出力軸を有し、該出力軸にはネジ部が構成され、前記移動枠の一部に光軸を法線とする面にて回転可能なラックギアを形成した腕部が構成され、前記ネジ部に前記ラックギアが当接するように、前記移動枠との間に付勢手段を有することを特徴とする請求項１に記載の光学装置。