JP2009069361A

JP2009069361A - 係合部材、レンズ駆動機構および撮像装置並びに係合部材の製造方法

Info

Publication number: JP2009069361A
Application number: JP2007236418A
Authority: JP
Inventors: Yoshiji Mitani; 芳史三谷
Original assignee: Konica Minolta Opto Inc
Current assignee: Konica Minolta Opto Inc
Priority date: 2007-09-12
Filing date: 2007-09-12
Publication date: 2009-04-02
Anticipated expiration: 2027-09-12
Also published as: JP4972788B2; US20090067070A1; US8089711B2

Abstract

【課題】軸部材と当接する当接面の精度が高い係合部材を提供する。
【解決手段】軸部材５を受け入れる凹部６を形成する２つの当接面９を有する金属製の当接部材８と、軸部材５を凹部６に圧接する押さえ部材７とを保持し、軸部材５に摩擦係合して、軸部材５の軸方向の変位に応じて軸部材５上ですべり変位可能な係合部材１に、当接部材８の当接面９裏側の、少なくとも軸部材５の軸方向のいずれかの端部を露出させる保持溝１２を形成し、製造工程において当接部材８を保持可能とすることで、当接面９を正確に位置決めする。
【選択図】図２

Description

本発明は、係合部材、レンズ駆動機構および撮像装置並びに係合部材の製造方法に関する。

特許文献１に記載されているような、圧電素子の伸縮により軸部材を軸方向に往復移動させ、軸部材に摩擦力で係合する係合部材をすべり移動させる駆動装置において、駆動性能を安定させるためには、軸部材と係合部材との間の係合状態を一定に保つ必要がある。特に、駆動装置を小型化する場合、軸部材と係合部材との係合長が短くなるため係合面の摩耗などの影響で駆動性能が低下しやすい。

そこで、レンズ玉枠（保持枠）を金属で形成することも考えられるが、レンズ玉枠の質量が増加することで、駆動力や耐衝撃性の低下を招くという欠点がある。

特許文献１には、レンズを駆動する摩擦係合方式の駆動装置において、摩擦係合力を安定させるために、係合部材の軸部材と当接する当接面を金属製の部材によって構成する発明が記載されている。

特許文献１のよう金属板を折り曲げてなる部材で当接面を構成すると、金属板の折り曲げ角度に誤差が大きく、金属板を接着剤で貼着する場合には係合部材から金属板が浮き上がったり、係合部材の成型時にインサートする場合には金属板が金型から浮き上がったりして、当接面の精度を確保することが難しい。

特に、小型のレンズ駆動機構を構成する場合、金属板の固定時の位置ずれや、金属板の折り曲げ誤差がレンズの光軸を大きく偏芯させ、その光学性能を低下させる原因となる。

また、Ｖ字溝で軸を保持する軸受の軸受面をインサート成型する場合も、同様に、軸受面の傾きや偏芯が問題となり得る。
特開２００７−４９８７８号公報

前記問題点に鑑みて、本発明は、軸部材と当接する当接面の精度が高い係合部材、並びに、精度の高いレンズ駆動機構および撮像装置、加えて、精度の高い係合部材の製造方法を提供することを課題とする。

前記課題を解決するために、本発明による係合部材は、軸部材を受け入れる凹部を形成する２つの当接面を有する金属製の当接部材を備え、前記当接部材の前記当接面の裏側の、少なくとも前記軸部材の軸方向のいずれかの端部を露出させる保持溝が形成されているものとする

この構成によれば、この構成によれば、当接部材を係合部材に貼着する際、或いは、当接部材を金型にインサートして係合部材を成型する際に、保持溝に保持爪などを挿入して当接部材を治具や金型に押圧し、当接部材の位置や傾きを正確に規制できるので、当接面の寸法精度が高く、軸部材に対して精度よく係合できる。

また、本発明の係合部材は、軸部材に摩擦係合するために前記軸部材を前記凹部に圧接する押さえ部材を備え、前記軸部材の軸方向の変位に応じて前記軸部材上ですべり変位可能であってもよい。

この構成によれば、当接面の寸法精度が高く、軸部材との高精度の係合ができるので、摩擦力が安定し、軸部材上を安定して移動できる。

また、本発明の係合部材において、前記保持溝は、前記当接部材の前記当接面の裏側の、前記軸部材の軸方向の両端部を露出させてもよい。

この構成によれば、当接部材の軸部材に当接する部分を直接矯正することで、高い精度が実現できる。

また、本発明の係合部材において、前記保持溝は、前記当接面の前記軸部材が当接する部分の裏側を露出させてもよい。

この構成によれば、当接部材の軸部材が当接する部分を正確に位置決めできるので、軸部材に対する係合精度が高くなる。

また、本発明の係合部材において、前記当接部材は、板材を折り曲げてなってもよい。

この構成によれば、当接部材を安価に形成できる。

また、本発明の係合部材において、前記当接部材は、前記凹部が形成された塊状の部材であってもよい。

この構成によれば、当接部材の剛性と精度とをより高くすることができる。

また、本発明の係合部材において、レンズを保持する玉枠と一体に形成してもよい。

この構成によれば、レンズを軸部材に対して正確に位置決めできる。

また、本発明によるレンズ駆動機構は、前記係合部材と、前記軸部材と、前記軸部材を前記凹部に圧接する押さえ部材と、伸縮することで前記軸部材を軸方向に往復移動させる電気機械変換素子とを有するものとする。

この構成によれば、レンズを精度よく駆動できる。

また、本発明のレンズ駆動機構において、前記軸部材の軸方向は、前記レンズの光軸とほぼ平行であってもよい。

この構成によれば、精度の高いズーム機構やフォーカシング機構が構成できる。

また、本発明のレンズ駆動機構において、前記軸部材の軸方向は、前記レンズの光軸とほぼ直角であってもよい。

この構成によれば、精度の高い手振れ補正機構が構成できる。

また、本発明による撮像装置は、前記レンズ駆動機構を備えるものとする。

この構成によれば、撮像装置の小型化と高性能化とが両立できる。

また、本発明によれば、軸部材に摩擦係合し、前記軸部材の軸方向の変位に応じて前記軸部材上ですべり変位可能な係合部材の製造方法は前記軸部材を受け入れる凹部を形成する２つの当接面を有する金属製の当接部材を、前記当接部材の前記当接面の裏側の少なくとも前記軸部材の軸方向のいずれかの端部に保持爪をかけることで、前記凹部に嵌合する治具に対して押圧して保持し、前記保持爪を受け入れる保持溝を形成した係合部を、前記保持爪で前記治具に押圧されている前記当接部材に対して位置決めして接着する方法とする。

この方法によれば、保持具により当接部材を治具に押圧して、当接面を正確に位置決めした状態で、係合部を接着するので、係合部と当接面とが正確に設計どおりの位置関係になる。これにより、係合部材と軸部材とを精度よく係合させられる。

本発明によれば、係合部材に、当接部材の当接面の裏側の軸方向の端部を露出させる保持溝を形成したことで、当接部材を係合部材に貼着する際、或いは、当接部材を金型にインサートして係合部材を成型する際に、保持溝に保持爪などを挿入して当接部材を治具や金型に押圧し、当接部材の位置ずれや傾きを矯正できるので、当接面の寸法精度が高い。これにより、係合部材を軸部材に対して精度よく係合できる。

これより、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。
図１に、本発明の第１実施形態の玉枠１を示す。玉枠１は、レンズ２を保持するレンズ保持部３と係合部４とを一体に樹脂成型してなり、レンズ２の光軸に平行な軸部材５に係合する係合部材である。

玉枠１は、軸部材５を受け入れるＶ溝状の凹部６が係合部４に形成され、軸部材５を凹部６内に押圧する押さえ部材７を有する。

玉枠１は、さらに図２に詳しく示すように、凹部６に金属板を折り曲げてなる当接板８がインサート成型されている。当接板８は、軸部材５が圧接される２つの当接面９を形成するように凹部６の表面に露出しているが、２つの当接面９を接続する折り曲げ部分１０と２つの当接面９の外側をそれぞれ折り曲げてなる埋没部１１とが係合部４の樹脂の中に埋設されている。また、係合部４には、当接部材８の軸部材６に当接する部分の軸方向両端の裏側を露出させるように、保持溝１２が形成されている。

また、玉枠１は、図１に示すように、軸部材５と平行に配設された案内軸１３に係合する摺動溝１４が形成されている。

さらに、図３に示すように、軸部材５は、一端が圧電素子（電気機械変換素子）１５の伸縮方向の一端に固定され、圧電素子１５は、他端が不動の固定部１６に固定されている。これにより、軸部材５は、圧電素子１５の伸縮に応じて軸方向に往復移動する。

玉枠１は、圧電素子１５が緩慢に伸長するときは、軸部材５に係合したまま軸部材５とともに移動し、圧電素子１５が急峻に伸長または収縮するときは、自身の慣性力によりその場に留まり、軸部材５に対してすべり移動する。つまり、玉枠１、軸部材５および圧電素子１５は、レンズ２を光軸方向に駆動するレンズ駆動機構を構成している。

続いて、当接部材８をインサートして玉枠１を樹脂成型する方法について説明する。玉枠１は、図４に示すような金型１７のキャビティ１８にゲート１９から樹脂を注入することで成型される。金型１７は、固定金型２０と、固定金型２０に接離可能に保持された可動金型２１と、可動金型２１に、可動金型２１の移動方向に直交して挿入されるスライドコア２２とに分割される。固定金型２０および可動金型２１には、それぞれ保持溝１２に対応し、キャビティ１８の内部に突出する保持突起２３，２４が形成されている。

玉枠１の成型に際して、先ず、金型が開いている状態で、スライドコア２２に当接部材８を保持させる。当接部材８は、例えばバキューム等の手段で吸着されてもよいし、何らかの保持枠によって保持してもよい。続いてスライドコア２２、可動金型２１を閉じて、キャビティ１８を閉塞するとともに、固定金型２０の保持突起２４とスライドコア２２との間に当接部材８を挟み込む。

このとき、当接部材８は、保持突起２３，２４によってスライドコア２２に押圧され、当接面９がスライドコア２２に密着するようにその形状が矯正されている。当接板８は、金属板を折り曲げて形成されているため、折り曲げ角度や当接面の平面性等にバラツキがあるが、スライドコア２２と保持突起２３，２４とに挟み込まれることで、スライドコア２２の金型形状が転写され、設計どおりの形状が与えられる。この状態で、ゲート１９からキャビティ１８内に樹脂を注入することで、レンズ２と当接面９とが厳密に設計どおりの位置関係になるように玉枠１を成型できる。

保持突起２３，２４は、当接部材８の軸部材５が当接面９に当接する部分の裏側に配置することが好ましい。これにより、インサート成型時、当接部材８は、軸部材５の軸方向両端部が金型で挟み込まれているため、少なくとも両端部ではスライドコア２２に密着して設計どおりの形状を再現する。当接部材８の軸方向の中央部は、スライドコア２２から浮き上がって凹むことはあっても、スライドコ２２より突出することはない。このため、当接部材８は、中央部が凹んでも正確な位置に配置された両端部が軸部材５と当接し、当接部材８と軸部材５とを傾斜させたり偏芯させたりしない。

さらに、図５に、本発明の第２実施形態の玉枠１を示す。以降の説明において、第１実施形態と同じ構成要素には同じ符号を付して説明を省略する。

本実施形態では、２つの当接面９で軸部材５と当接するＶ溝状の凹部６を形成する塊状（ブロック状）の当接部材２５が、係合部４に接着剤で貼着されている。

図６に詳細に示すように、係合部４には、当接部材２５の当接面９の裏側である底面の軸部材５の軸方向両端を露出させる保持溝１２が形成されている。

図７に、玉枠１の係合部４に当接部材２５を貼着する工程を示す。図示するように、本実施形態の組み立てにおいては、当接部材２５の凹部６に嵌合し、２つの当接面９と密接可能な凸形状を有する治具２６に、当接部材２５を載置する。そして、当接部材２５の軸方向の両側に保持具２７を配置し、保持具２７の保持爪２８を当接部材２５の裏面にかけて、当接部材２５を治具２６に押圧する。

この状態で、当接部材２５の裏面中央部に接着剤を塗布し、玉枠１を保持して、当接部材２５に係合部４を接着する。保持具２７の保持爪２８は、係合部４に形成した保持溝１２に受け入れられるので、当接部材２５を治具２６上に正確に位置決めしたまま、係合部４を貼着できる。治具２６とレンズ保持部３との位置関係を厳密に管理することで、２つの当接面９に当接する軸部材５とレンズ２とが平行且つ所定の間隔になるように貼着できる。なお、接着強度を向上させるために、当接部材２５の接着後に、保持溝１２に接着剤を流し込んでもよい。

また、図８に示す本発明の第３実施形態の玉枠１のように、係合部４の凹部６に受け入れられる軸部材５の軸方向をレンズ２の光軸と直交するようにすれば、レンズ２を移動して結像位置を調節する手振れ補正機構などを実現することもできる。

また、図９に示す本発明の第４実施形態のように、ねじ穴２９を有するナット３０を備え、ねじ穴２９に螺合する送りねじ（不図示）によってねじ送りされる玉枠１において、案内軸３１に摺動可能に係合する凹部６を形成する当接部材８を設けることで、玉枠１をレンズ２の光軸方向に正確に案内することができる。

本実施形態の案内軸３１の支持構造は、穴で支持する構造と比較して、穴の周囲の（特に、図９では、案内軸３１の上側に）樹脂部が必要ないため、玉枠１の大きさを（図９では上下方向に）小型にできる。また、案内軸３１と摺接する部分が金属であるため、耐久性が向上する。

また、図１０に示すカメラユニット３２のように、第１または第２実施形態の玉枠１を、対物レンズ３３と撮像素子３４との間の光路に配置することで、正確でスムーズなズーミングやフォーカシングができる小型の撮像装置が提供できる。

本発明の第１実施形態の玉枠の正面図。図１の玉枠の係合部の拡大斜視図。図１の玉枠を含むレンズ駆動機構の側面図。図１の玉枠を成型する金型構成を示す概略断面図。本発明の第２実施形態の玉枠の正面図。図５の玉枠の係合部の拡大斜視図。図５の玉枠の組み立ての様子を示す分解斜視図。本発明の第３実施形態の手振れ補正機構の斜視図。本発明の第４実施形態の玉枠の正面図。本発明の玉枠を備えるカメラユニットの概略図。

符号の説明

１玉枠（係合部材）
２レンズ
３レンズ保持部
４係合部
５軸部材
６凹部
７押さえ部材
８当接部材
９当接面
１２保持溝
１５圧電素子（電気機械変換素子）
２５当接部材
２６治具
２７保持具
２８保持爪
３２カメラユニット（撮像装置）

Claims

軸部材を受け入れる凹部を形成する２つの当接面を有する金属製の当接部材を備え、
前記当接部材の前記当接面の裏側の、少なくとも前記軸部材の軸方向のいずれかの端部を露出させる保持溝が形成されていることを特徴とする係合部材。
軸部材に摩擦係合するために前記軸部材を前記凹部に圧接する押さえ部材を備え、前記軸部材の軸方向の変位に応じて前記軸部材上ですべり変位可能であることを特徴とする請求項１に記載の係合部材。
前記保持溝は、前記当接部材の前記当接面の裏側の、前記軸部材の軸方向の両端部を露出させることを特徴とする請求項２に記載の係合部材。
前記保持溝は、前記当接面の前記軸部材が当接する部分の裏側を露出させることを特徴とする請求項１から３に記載の係合部材。
前記当接部材は、板材を折り曲げてなることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の係合部材。
前記当接部材は、前記凹部が形成された塊状の部材であることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の係合部材。
レンズを保持する玉枠と一体に形成したことを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の係合部材。
請求項７に記載の係合部材と、前記軸部材と、前記軸部材を前記凹部に圧接する押さえ部材と、伸縮することで前記軸部材を軸方向に往復移動させる電気機械変換素子とを有することを特徴とするレンズ駆動機構。
前記軸部材の軸方向は、前記レンズの光軸とほぼ平行であることを特徴とする請求項８に記載のレンズ駆動機構。
前記軸部材の軸方向は、前記レンズの光軸とほぼ直角であることを特徴とする請求項８に記載のレンズ駆動機構。
請求項８から１０のいずれかに記載のレンズ駆動機構を備えることを特徴とする撮像装置。
軸部材に摩擦係合し、前記軸部材の軸方向の変位に応じて前記軸部材上ですべり変位可能な係合部材の製造方法であって、
前記軸部材を受け入れる凹部を形成する２つの当接面を有する金属製の当接部材を、前記当接部材の前記当接面の裏側の少なくとも前記軸部材の軸方向のいずれかの端部に保持爪をかけることで、前記凹部に嵌合する治具に対して押圧して保持し、
前記保持爪を受け入れる保持溝を形成した係合部を、前記保持爪で前記治具に押圧されている前記当接部材に対して位置決めして接着することを特徴とする係合部材の製造方法。