JP2017156607A - Lens unit and imaging device - Google Patents

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新谷 昌之
Masayuki Shintani
昌之 新谷
章 船橋
Akira Funabashi
章 船橋
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    • G02B7/04Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for lenses with mechanism for focusing or varying magnification

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a compact and inexpensive lens unit in which the optical axis direction of a lens can be displaced precisely, and an imaging device including such a lens unit.SOLUTION: A cam unit 106 is energized to a reception unit 131 using a compression spring 109 in an arrow direction (Z direction) in Fig. 2; therefore, the friction force that operates between a lower surface of the cam unit 106 and an upper surface of a base unit 105a is increased. Thus, even if rattling occurs between gears of, for example, a worm gear 107a and a worm wheel 106a, the holding force of the cam unit 106 to the base unit 105a is increased, so that the overshooting or the like can be effectively suppressed.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、レンズの光軸方向変位を可能とするレンズユニット及び撮像装置に関する。   The present invention relates to a lens unit and an imaging device that enable displacement of a lens in the optical axis direction.

近年、CCD(Charge Coupled Device)型イメージセンサあるいはCMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)型イメージセンサ等の固体撮像素子を用いた撮像装置が搭載されたデジタルスチルカメラや携帯端末などの撮像機器が普及している。しかるに、一般的にユーザーのニーズは、これら撮像機器の携帯上の利便性やデザイン性の向上は勿論、更なる高画質化の促進にあるとされる。高画質化を促進させる例としては、被写体のピンぼけを抑えるべく、フォーカシングレンズを光軸方向に変位させるフォーカシング機能を撮像装置に持たせることなどがある。一方で、撮像機器の携帯上の利便性やデザイン性の向上の為には、撮像装置の小型化が必要となる。   In recent years, imaging devices such as digital still cameras and portable terminals equipped with an imaging device using a solid-state imaging device such as a CCD (Charge Coupled Device) type image sensor or a CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor) type image sensor have become widespread. Yes. However, it is generally said that the user's needs are to promote further improvement in image quality as well as to improve the portability and design of these imaging devices. As an example of promoting high image quality, there is a case where an imaging device is provided with a focusing function for displacing a focusing lens in the optical axis direction in order to suppress blurring of a subject. On the other hand, in order to improve the portability and design of the imaging device, it is necessary to reduce the size of the imaging device.

ここで、特許文献1に示すように、ズームレンズを光軸方向に変位させるため、回転体の外周に設けられたカム部に、ズームレンズを保持するレンズ移動枠体の一部(当接部という)を当接させ、前記回転体を回転させることで、当接部を介してレンズ保持枠体と一体でズームレンズを駆動する技術が知られている。回転体の回転角は、レンズ移動枠体の当接部が当接するカム部の光軸方向位置に精度良く対応するので、その回転角を定めることでズームレンズを精度良く変位させることができる。   Here, as shown in Patent Document 1, in order to displace the zoom lens in the optical axis direction, a part of the lens moving frame body that holds the zoom lens (the contact portion) is disposed on the cam portion provided on the outer periphery of the rotating body. In which the zoom lens is driven integrally with the lens holding frame body via the contact portion. Since the rotation angle of the rotating body accurately corresponds to the position in the optical axis direction of the cam portion with which the contact portion of the lens moving frame contacts, the zoom lens can be accurately displaced by determining the rotation angle.

特開2006−98652号公報JP 2006-98652 A

ところで、特許文献1の回転体は、ギヤ列を介してモータの回転駆動力を伝達されるようになっている。一般的には、回転駆動力の円滑な伝達の為に、ギヤ列の噛み合う歯同士の間にガタ(バックラッシュ)を設けていることが多い。ところが、噛み合う歯同士の間にガタが存在すると、駆動源側のギヤが静止した状態でも、被駆動側になる回転体のギヤはガタ分だけ任意の回転が許容されてしまうこととなり、これによりレンズ保持枠の位置決めを精度良く行えないという問題が生じる。より具体的な例としては、駆動時における各部の慣性力などに起因して、駆動源側のギヤの回転量に対して、これに噛み合う回転体のギヤの減速比に応じた回転量がガタ分以内で過剰となる、いわゆるオーバーシュート現象が生じる恐れがある。   By the way, the rotation body of patent document 1 is transmitted the rotational driving force of a motor via a gear train. In general, in order to smoothly transmit the rotational driving force, backlash is often provided between the meshing teeth of the gear train. However, if there is play between the meshing teeth, even if the gear on the drive source side is stationary, the gear of the rotating body on the driven side will be allowed to rotate arbitrarily by the backlash. There arises a problem that the lens holding frame cannot be accurately positioned. As a more specific example, due to the inertial force of each part during driving, the amount of rotation corresponding to the gear reduction ratio of the rotating body meshing with the amount of rotation of the gear on the drive source side is not stable. There is a risk that a so-called overshoot phenomenon that becomes excessive within a minute may occur.

これに対し、レンズ移動枠体の当接部を当該カム部に向かって光軸方向一方向に付勢するためのバネ部材等を、別途設ける構成も考えられる。このような構成によれば、バネ部材等の付勢力によりカム部の当接点に、その傾きに応じた接線方向成分力が生じるため、これを利用して回転方向一方向のトルクを回転体に常時付与することができるから、それにより噛み合う歯同士の離間を抑えることでオーバーシュート現象などを抑制することができる。ここで、噛み合う歯同士の離間を有効に抑制できるよう接線方向成分力を高めようとすると、軸線直交方向に対するカム部の傾きを大きくすること、又はバネ部材等を強化して,より強大な付勢力を付与できるようにすること等が必要になる。   On the other hand, a configuration in which a spring member or the like for urging the contact portion of the lens moving frame body in one direction in the optical axis direction toward the cam portion is also conceivable. According to such a configuration, the tangential component force corresponding to the inclination is generated at the contact point of the cam portion by the biasing force of the spring member or the like, and this is used to apply torque in one direction of rotation to the rotating body. Since it can always be applied, the overshoot phenomenon or the like can be suppressed by suppressing the separation between the meshing teeth. Here, if the tangential component force is increased so that the separation between the meshing teeth can be effectively suppressed, the cam member is inclined with respect to the direction perpendicular to the axis, or the spring member is strengthened to increase the force. It is necessary to be able to give power.

しかるに、カム部の傾きを大きくした場合には、回転体の全長が長くなり構成の大型化を招くこととなる。一方、バネ部材等を強化した場合には、カム部に当接部の圧痕や傷等が生じて、カム部に対する当接部の円滑な摺動が妨げられる恐れがあり、また強化されたバネ部材等に対応して回転駆動力を高めた高出力の駆動源が必要になるなどの問題がある。よって、カム部の当接点に作用する接線方向成分力に頼ることなく、噛み合う歯同士の離間を有効に抑制できる方策が望まれている。   However, when the inclination of the cam portion is increased, the entire length of the rotating body is increased, leading to an increase in size of the configuration. On the other hand, when the spring member or the like is reinforced, there is a risk that an indentation or a flaw of the abutting portion may occur in the cam portion, preventing smooth sliding of the abutting portion with respect to the cam portion. There is a problem that a high-output drive source with an increased rotational driving force corresponding to the member or the like is required. Therefore, there is a demand for a method that can effectively suppress the separation between the meshing teeth without depending on the tangential component force acting on the contact point of the cam portion.

本発明は、上述の課題を解決することを目的としたものであり、小型且つ安価でありながらレンズの高精度な光軸方向変位を実現できるレンズユニット及びそれを用いた撮像装置を提供することを目的とする。   The present invention aims to solve the above-described problems, and provides a lens unit that can realize a highly accurate displacement in the optical axis direction of a lens while being small and inexpensive, and an imaging apparatus using the lens unit. With the goal.

本発明のレンズユニットは、
駆動源を設置した基部と、
前記駆動源の駆動力に応じて回転する第1のギヤと、
カム面を備え、前記基部に対して回転可能に接しており、前記第1のギヤに噛み合うことにより前記駆動力を伝達可能となっている第2のギヤと、
前記カム面に当接する当接部を備え、レンズを保持するレンズ保持枠と、を有し、
前記駆動力を伝達された前記第2のギヤが前記基部に対して回転することに応じて、前記カム面と前記当接部との光軸方向位置が変位し、それにより前記レンズ保持枠が光軸方向に位置決めされるようになっており、
前記基部に対して前記第2のギヤを付勢する弾性部材を設けたものである。
The lens unit of the present invention is
A base with a drive source installed;
A first gear that rotates according to the driving force of the driving source;
A second gear provided with a cam surface, rotatably contacted with the base, and capable of transmitting the driving force by meshing with the first gear;
A contact portion that contacts the cam surface, and a lens holding frame that holds the lens,
As the second gear to which the driving force is transmitted rotates with respect to the base, the optical axis position between the cam surface and the contact portion is displaced, whereby the lens holding frame is moved. It is designed to be positioned in the optical axis direction,
An elastic member for biasing the second gear with respect to the base is provided.

本発明のレンズユニットは、
駆動源を設置した基部と、
前記駆動源の駆動力に応じて回転する第1のギヤと、
カム面を備え、前記基部に対して回転可能に接しており、前記第1のギヤに噛み合うことにより前記駆動力を伝達可能となっている第2のギヤと、
前記カム面に当接する当接部を備え、レンズを保持するレンズ保持枠と、を有し、
前記駆動力を伝達された前記第2のギヤが前記基部に対して回転することに応じて、前記カム面と前記当接部との光軸方向位置が変位し、それにより前記レンズ保持枠が光軸方向に位置決めされるようになっており、
前記基部と前記第2のギヤの互いに当接し合う当接面の少なくとも一方は粗面である。
The lens unit of the present invention is
A base with a drive source installed;
A first gear that rotates according to the driving force of the driving source;
A second gear provided with a cam surface, rotatably contacted with the base, and capable of transmitting the driving force by meshing with the first gear;
A contact portion that contacts the cam surface, and a lens holding frame that holds the lens,
As the second gear to which the driving force is transmitted rotates with respect to the base, the optical axis position between the cam surface and the contact portion is displaced, whereby the lens holding frame is moved. It is designed to be positioned in the optical axis direction,
At least one of the contact surfaces of the base portion and the second gear that contact each other is a rough surface.

本発明によれば、小型且つ安価でありながらレンズの高精度な光軸方向変位を実現できるレンズユニット及びそれを用いた撮像装置を提供することができる。   According to the present invention, it is possible to provide a lens unit that can realize a highly accurate displacement of the lens in the optical axis direction while being small and inexpensive, and an imaging apparatus using the lens unit.

本実施の形態にかかるレンズユニットを含む撮像装置100の分解図である。It is an exploded view of the imaging device 100 including the lens unit concerning this Embodiment. 撮像ユニットを外した撮像装置100を図2のII-II線を通る面で切断して矢印方向に見た図である。It is the figure which cut | disconnected the imaging device 100 which removed the imaging unit in the surface which passes along the II-II line | wire of FIG. 本実施の形態にかかるカムユニット106の斜視図であるが、ウォームホイールは簡略図示している。Although it is a perspective view of the cam unit 106 concerning this Embodiment, the worm wheel is simplified. 本実施の形態にかかるベース部105aと軸部105bの斜視図である。It is a perspective view of the base part 105a concerning this Embodiment, and the axial part 105b. 別な実施の形態にかかるカムユニット106’の斜視図であるが、ウォームホイールは簡略図示している。It is a perspective view of the cam unit 106 'according to another embodiment, but the worm wheel is simplified. 別な実施の形態にかかるベース部105a’と軸部105bの斜視図である。It is a perspective view of base part 105a 'concerning another embodiment, and axial part 105b. 変形例にかかるカムユニット106’の斜視図である。It is a perspective view of cam unit 106 'concerning a modification. 更に別な実施の形態にかかるレンズユニットを含む撮像装置の上蓋と撮像ユニットを取り外して示す斜視図である。It is a perspective view which removes and shows the upper cover and imaging unit of an imaging device containing the lens unit concerning another embodiment. 撮像ユニットを外した撮像装置を図8のIX-IX線を通る面で切断して矢印方向に見た図である。It is the figure which cut | disconnected the imaging device which removed the imaging unit in the surface which passes along the IX-IX line | wire of FIG. 8, and looked at the arrow direction.

以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。図1は、本実施の形態にかかるレンズユニットを含む撮像装置100の分解図であるが、筐体の一部(ハッチングで示す部位)を切り欠いて示している。図2は、撮像ユニットを外した撮像装置100を図2のII-II線を通る面で切断して矢印方向に見た図であるが、撮像ユニットは取り外している。図3は、本実施の形態にかかるカムユニット106の斜視図であるが、ウォームホイールは簡略図示している。図4は、本実施の形態にかかるベース部105aと軸部105bの斜視図である。撮像装置100は、携帯電話やスマートフォン等の携帯機器に搭載され、カメラとして機能する。ここで、レンズの光軸方向をZ方向とし、Z方向に直交する方向をX方向及びY方向とする。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is an exploded view of an imaging apparatus 100 including a lens unit according to the present embodiment, in which a part of the casing (part indicated by hatching) is cut away. FIG. 2 is a view of the imaging apparatus 100 with the imaging unit removed, cut along a plane passing through line II-II in FIG. 2 and viewed in the direction of the arrow, but the imaging unit is removed. FIG. 3 is a perspective view of the cam unit 106 according to the present embodiment, but the worm wheel is simplified. FIG. 4 is a perspective view of the base portion 105a and the shaft portion 105b according to the present embodiment. The imaging device 100 is mounted on a mobile device such as a mobile phone or a smartphone, and functions as a camera. Here, the optical axis direction of the lens is the Z direction, and the directions orthogonal to the Z direction are the X direction and the Y direction.

図1において、上壁のないボックス状の筐体101の下側に、撮像ユニット110が取り付けられている。撮像ユニット110は、矩形形状の基板111と、基板111の上面に形成されたCCDセンサまたはCMOSセンサからなる光電変換部112とを含む。撮像ユニット110は図示しない制御回路に接続されており、光学像を電気信号に変換して外部に出力する機能を有する。   In FIG. 1, an imaging unit 110 is attached to the lower side of a box-shaped casing 101 without an upper wall. The imaging unit 110 includes a rectangular substrate 111 and a photoelectric conversion unit 112 made of a CCD sensor or a CMOS sensor formed on the upper surface of the substrate 111. The imaging unit 110 is connected to a control circuit (not shown), and has a function of converting an optical image into an electrical signal and outputting it to the outside.

筐体101は、撮像ユニット110が取り付けられる底壁101aと、底壁101aの周縁から上方に向かって延在する側壁101b〜101e(但し側壁101eは切り欠かれた状態で図示)とを有する。底壁101aには、光電変換部112に対向して開口部(不図示)が形成され、この開口部を挟んでガイド部材として2本のガイド軸102,103が植設されている。円筒状のガイド軸102,103は、後述するレンズLSの光軸方向(Z方向)に平行に延在している。ガイド軸102,103の上端は、図2に示すように上蓋130の下面に当接して保持されている。   The housing 101 has a bottom wall 101a to which the imaging unit 110 is attached, and side walls 101b to 101e extending upward from the periphery of the bottom wall 101a (however, the side wall 101e is shown in a cutout state). An opening (not shown) is formed on the bottom wall 101a so as to face the photoelectric conversion portion 112, and two guide shafts 102 and 103 are implanted as guide members with the opening interposed therebetween. Cylindrical guide shafts 102 and 103 extend in parallel to an optical axis direction (Z direction) of a lens LS to be described later. The upper ends of the guide shafts 102 and 103 are held in contact with the lower surface of the upper lid 130 as shown in FIG.

底壁101aにおけるガイド軸102の近傍に、L字状の掛け部104が形成されている。又、ガイド軸103の近傍における側壁101dの内側面に、図2に示すようにL字状の掛け部108が形成されている。   An L-shaped hook 104 is formed near the guide shaft 102 in the bottom wall 101a. Further, an L-shaped hanging portion 108 is formed on the inner surface of the side wall 101d in the vicinity of the guide shaft 103 as shown in FIG.

更に、底壁101aにおけるガイド軸102の近傍に、図4に示すような円筒状のベース部105aが形成され、且つベース部105aの平滑な上面105cの中央からは、軸部105bが光軸OAに平行に延在している。軸部105bの上端は、図2に示すように上蓋130の下面に形成された受け部131に当接して保持されている。   Further, a cylindrical base portion 105a as shown in FIG. 4 is formed in the vicinity of the guide shaft 102 in the bottom wall 101a. From the center of the smooth upper surface 105c of the base portion 105a, the shaft portion 105b is connected to the optical axis OA. It extends parallel to. As shown in FIG. 2, the upper end of the shaft portion 105 b is held in contact with a receiving portion 131 formed on the lower surface of the upper lid 130.

第2のギヤとしてのカムユニット106は、図3に示すように、ウォームホイール106aの上面にカム片106bを接着又は一体成形している。カム片106bの上面は、周方向に向かうにつれて高さが変化する螺旋状のカム面106cが形成されている。カム面106cの中央は円筒状に盛り上がった係合部106dとなっている。   As shown in FIG. 3, the cam unit 106 as the second gear has a cam piece 106b bonded or integrally formed on the upper surface of the worm wheel 106a. The upper surface of the cam piece 106b is formed with a spiral cam surface 106c whose height changes in the circumferential direction. The center of the cam surface 106c is an engaging portion 106d that rises in a cylindrical shape.

カムユニット106の中央には貫通孔106eが形成されており、これに軸部105bが回転自在に嵌合している。かかる状態で、カムユニット106の平滑な下面105gと、ベース部105aの上面105cとは、当接面として互いに当接し合っている。更に図2において、受け部131の下面と係合部106dとの間であって、軸部105bの周囲には、圧縮バネ109が配置されており、受け部131に対してカムユニット106を、図2で矢印方向(Z方向下方)に付勢している。尚、弾性部材として、圧縮バネ109の代わりにゴムや樹脂などを設けても良い。係合部106dは、上端が平面でも良いし、圧縮バネ109を嵌合可能とするテーパ面でも良い。   A through hole 106e is formed at the center of the cam unit 106, and a shaft portion 105b is rotatably fitted to the through hole 106e. In this state, the smooth lower surface 105g of the cam unit 106 and the upper surface 105c of the base portion 105a are in contact with each other as contact surfaces. Further, in FIG. 2, a compression spring 109 is disposed between the lower surface of the receiving portion 131 and the engaging portion 106 d and around the shaft portion 105 b, and the cam unit 106 is connected to the receiving portion 131. In FIG. 2, it is biased in the arrow direction (downward in the Z direction). As an elastic member, rubber or resin may be provided instead of the compression spring 109. The engaging portion 106d may have a flat upper end or a tapered surface on which the compression spring 109 can be fitted.

更に底壁101aに、駆動源としてのモータ107が取り付けられている。モータ107の回転軸には、第1のギヤとしてのウォームギヤ107aが取り付けられており、このウォームギヤ107aは、カムユニット106のウォームホイール106aに噛合している。ウォームギヤ107aの軸線は、X方向に延在している。   Further, a motor 107 as a drive source is attached to the bottom wall 101a. A worm gear 107 a as a first gear is attached to the rotating shaft of the motor 107, and the worm gear 107 a meshes with the worm wheel 106 a of the cam unit 106. The axis of the worm gear 107a extends in the X direction.

図1において、フォーカシングレンズであるレンズLS(複数枚でも良い)を保持した保持枠(レンズ保持枠)120は、全体的に円筒状であって、光軸直交方向に突出した2つの突出部121,122を有する。突出部121は、ガイド軸102に係合する円形開口121aを有し、突出部122は、ガイド軸103に係合する開口122aを有する。ここで、開口122aを、光軸直交方向に長い長孔とすることで、組み付け許容難易度を低減できる。かかる場合、組み付け基準をガイド軸102と円形開口121aとの嵌合により行うことが好ましい。   In FIG. 1, a holding frame (lens holding frame) 120 that holds a lens LS (a plurality of lenses) that is a focusing lens is generally cylindrical and has two protruding portions 121 that protrude in a direction perpendicular to the optical axis. , 122. The protrusion 121 has a circular opening 121 a that engages with the guide shaft 102, and the protrusion 122 has an opening 122 a that engages with the guide shaft 103. Here, by making the opening 122a a long hole extending in the direction perpendicular to the optical axis, the degree of difficulty in assembly can be reduced. In such a case, it is preferable to perform the assembly reference by fitting the guide shaft 102 and the circular opening 121a.

又、突出部121から、当接部である板状のアーム部123がカムユニット106側に延在しており、その先端は、図2に示すようにカム面106cに当接している。更に、突出部121に、鈎部124が突出するようにして設けられている。鈎部124と,筐体101の掛け部104には、第1付勢部材としてのコイルバネ125の端部がそれぞれ取り付けられており、図2に示すように、筐体101の底壁101a側に向かってZ方向に保持枠120を付勢している。又、アーム部123を介してカムユニット106も底壁101a側に付勢されており、これによりカムユニット106の光軸方向位置も固定されることとなる。尚、アーム部123とカム面106cとを圧接させるコイルバネ125の付勢力については、カム面106cに摺動痕などがつかない程度の比較的低い値とされている。   Further, a plate-like arm portion 123, which is a contact portion, extends from the protruding portion 121 toward the cam unit 106, and the tip thereof is in contact with the cam surface 106c as shown in FIG. Furthermore, the protrusion part 121 is provided so that the collar part 124 may protrude. Ends of coil springs 125 as first urging members are respectively attached to the flange portion 124 and the hooking portion 104 of the housing 101, and as shown in FIG. The holding frame 120 is urged in the Z direction. Further, the cam unit 106 is also biased toward the bottom wall 101a via the arm portion 123, whereby the position of the cam unit 106 in the optical axis direction is also fixed. Note that the biasing force of the coil spring 125 that presses the arm portion 123 and the cam surface 106c is set to a relatively low value such that the cam surface 106c does not have a sliding mark or the like.

一方、突出部122に、鈎部126が突出するようにして設けられている。鈎部126と,筐体101の掛け部108には、第2付勢部材としてのコイルバネ127の端部がそれぞれ取り付けられており、筐体101の側壁101e側に向かってY方向に保持枠120を付勢している。コイルバネ127は、ガイド軸102、103に対して保持枠120をY方向に付勢することでガタ取りを行い、筐体101に対して光軸OAを精度良く位置決めする機能を有する。   On the other hand, the flange portion 126 is provided on the protruding portion 122 so as to protrude. Ends of coil springs 127 as second urging members are respectively attached to the collar portion 126 and the hooking portion 108 of the housing 101, and the holding frame 120 in the Y direction toward the side wall 101e side of the housing 101. Is energized. The coil spring 127 has a function of removing the backlash by urging the holding frame 120 in the Y direction with respect to the guide shafts 102 and 103 and positioning the optical axis OA with respect to the housing 101 with high accuracy.

筐体101の側壁101b〜101eの上端には、矩形板状の上蓋130が取り付けられている。上蓋130には開口部130aが形成されている。ベース部105aを含む筐体101と上蓋130とで、基部を構成する。レンズLS及び保持枠120を筐体101と上蓋130の間に組み付けた状態で、上蓋130の開口部130aがその物体側を露出するようになっている。又、かかる状態で、ガイド軸102,103に案内されて保持枠120は光軸方向に変位可能となっている。コイルバネ125と、筐体101と、上蓋130と、レンズLSと、保持枠120と、カムユニット106と、モータ107のウォームギヤ107aとで、レンズユニットを構成する。   A rectangular plate-shaped upper lid 130 is attached to the upper ends of the side walls 101 b to 101 e of the housing 101. An opening 130 a is formed in the upper lid 130. The casing 101 including the base portion 105a and the upper lid 130 constitute a base portion. With the lens LS and the holding frame 120 assembled between the housing 101 and the upper lid 130, the opening 130a of the upper lid 130 exposes the object side. In this state, the holding frame 120 can be displaced in the optical axis direction while being guided by the guide shafts 102 and 103. The coil spring 125, the casing 101, the upper lid 130, the lens LS, the holding frame 120, the cam unit 106, and the worm gear 107a of the motor 107 constitute a lens unit.

次に、本実施の形態にかかる撮像装置の動作を説明する。撮影時においては、不図示の撮像機器に搭載された撮像装置100のレンズLSを被写体に向けると、レンズLSを介して入射した被写体光は、撮像ユニット110の光電変換部112に結像する。光電変換部112は、被写体の像を電気信号に変化し、図示しない液晶ディスプレイに出力する。これにより、ディスプレイに被写体の画像が表示される。適切なタイミングでユーザーがレリーズ操作を行うと、被写体が撮像され、その画像データが光電変換部112から出力され、所定の画像処理が行われた後に不図示のメモリに記録される。   Next, the operation of the imaging apparatus according to this embodiment will be described. At the time of shooting, when the lens LS of the imaging apparatus 100 mounted on an imaging device (not shown) is directed toward the subject, the subject light incident through the lens LS forms an image on the photoelectric conversion unit 112 of the imaging unit 110. The photoelectric conversion unit 112 changes the image of the subject into an electrical signal and outputs it to a liquid crystal display (not shown). Thereby, the image of the subject is displayed on the display. When the user performs a release operation at an appropriate timing, the subject is imaged, the image data is output from the photoelectric conversion unit 112, and after predetermined image processing, is recorded in a memory (not shown).

本実施の形態の撮像装置100は、被写体距離に応じてレンズユニットを光軸方向に変位させて、フォーカシング動作を行なうことができる。不図示の測距装置により被写体までの距離(被写体距離)の測定を行った後、モータ107が正転駆動してウォームギヤ107aを回転させると、ウォームホイール106aが正方向に回転し、カムユニット106が同方向に回転する。ここで、カム片106bのカム面106cには、コイルバネ125の付勢力により、アーム部123の先端が圧接しているので、カムユニット106の回転に応じてカム面106cのZ方向高さ位置が変化することに応じ、アーム部123と共に保持枠120がガイド軸102,103により案内されつつ光軸方向に変位して、レンズLSを被写体距離に好適な光軸方向位置へと変位させることができる。   The imaging apparatus 100 according to the present embodiment can perform a focusing operation by displacing the lens unit in the optical axis direction according to the subject distance. After measuring the distance to the subject (subject distance) with a distance measuring device (not shown), when the motor 107 is driven to rotate forward to rotate the worm gear 107a, the worm wheel 106a rotates in the forward direction, and the cam unit 106 Rotate in the same direction. Here, since the distal end of the arm portion 123 is pressed against the cam surface 106c of the cam piece 106b by the urging force of the coil spring 125, the height position of the cam surface 106c in the Z direction depends on the rotation of the cam unit 106. In response to the change, the holding frame 120 together with the arm portion 123 is displaced in the optical axis direction while being guided by the guide shafts 102 and 103, and the lens LS can be displaced to a position in the optical axis direction suitable for the subject distance. .

本実施の形態においては、上述したようにコイルバネ125の付勢力が比較的小さく、且つカム面106cの斜度も小さいため、アーム部123の先端からカム面106cに押圧力を付与したときに、カム面106cに生じる接線方向成分力が小さくなる。従って、これのみではウォームギヤ107aとウォームホイール106aとの歯同士の間に存在するガタの存在により、駆動時における各部の慣性力などに起因したオーバーシュートなどを抑制することが困難となる。   In the present embodiment, as described above, since the biasing force of the coil spring 125 is relatively small and the inclination of the cam surface 106c is also small, when a pressing force is applied to the cam surface 106c from the tip of the arm portion 123, The tangential component force generated on the cam surface 106c is reduced. Therefore, it is difficult to suppress overshoot caused by the inertial force of each part during driving due to the presence of play between the teeth of the worm gear 107a and the worm wheel 106a.

そこで本実施の形態では、圧縮バネ109を用いて、受け部131に対してカムユニット106を図2で矢印方向(Z方向下方)に付勢しているので、カムユニット106の下面106gと、ベース部105aの上面105cとの間に作用する摩擦力が高まることとなる。これにより、例えウォームギヤ107aとウォームホイール106aとの歯同士の間にガタが存在していたとしても、カムユニット106のベース部105aに対する保持力が高まることで、オーバーシュート等を有効に抑制できる。   In this embodiment, therefore, the compression spring 109 is used to bias the cam unit 106 in the arrow direction (downward in the Z direction) in FIG. The frictional force acting between the upper surface 105c of the base portion 105a is increased. Thereby, even if there is play between the teeth of the worm gear 107a and the worm wheel 106a, the holding force of the cam unit 106 with respect to the base portion 105a is increased, so that overshoot or the like can be effectively suppressed.

図5は、別な実施の形態にかかるカムユニット106’の斜視図であるが、ウォームホイールは簡略図示している。図6は、別な実施の形態にかかるベース部105a’と軸部105bの斜視図である。図5に示すカムユニット106’は、下面106g(ベース部105a’に対向する面)に、環状に突出した平面部106fを形成しており、且つその表面を粗面としている。一方、ベース部105a’における軸部105bの周囲の環状面105c’は、粗面となっている。それ以外の構成は、上述した実施の形態と同様である。   FIG. 5 is a perspective view of a cam unit 106 'according to another embodiment, but the worm wheel is simplified. FIG. 6 is a perspective view of a base portion 105a 'and a shaft portion 105b according to another embodiment. The cam unit 106 'shown in FIG. 5 has a flat surface portion 106f protruding in an annular shape on the lower surface 106g (surface facing the base portion 105a'), and the surface thereof is rough. On the other hand, the annular surface 105c 'around the shaft portion 105b in the base portion 105a' is a rough surface. Other configurations are the same as those of the above-described embodiment.

平面部106fの表面及び環状面105c’は、例えば射出成形用の金型の転写面にシボを設けるなどして、成形と同時に形成できる。平面部106fの表面及び環状面105c’の表面粗さは算術平均粗さRaで12.5μm以上、200μm以下であると好ましい。又、平面部106fの表面及び環状面105c’の摩擦係数は、0.5以上であると好ましい。尚、平面部106fの表面及び環状面105c’の少なくとも一方を粗面とすれば足りる。   The surface of the flat portion 106f and the annular surface 105c 'can be formed simultaneously with molding, for example, by providing a texture on the transfer surface of an injection mold. The surface roughness of the flat portion 106f and the annular surface 105c 'is preferably 12.5 μm or more and 200 μm or less in terms of arithmetic average roughness Ra. The friction coefficient between the surface of the flat portion 106f and the annular surface 105c 'is preferably 0.5 or more. It is sufficient that at least one of the surface of the flat portion 106f and the annular surface 105c 'is a rough surface.

本実施の形態によれば、互いに当接し合う平面部106fの表面と環状面105c’とを所定の粗面としているので、例え圧縮バネ109を用いない場合でも、且つウォームギヤ107aとウォームホイール106aとの歯同士の間にガタが存在していたとしても、カムユニット106のベース部105aに対する摩擦力を高めて、オーバーシュート等を有効に抑制できる。尚、圧縮バネ109を組み合わせて用いることで、更にカムユニット106のベース部105aに対する保持力を高めることが可能になる。   According to the present embodiment, the surface of the flat portion 106f and the annular surface 105c ′ that are in contact with each other have a predetermined rough surface, so even if the compression spring 109 is not used, the worm gear 107a and the worm wheel 106a Even if there is play between the teeth, the frictional force against the base portion 105a of the cam unit 106 can be increased, and overshoot and the like can be effectively suppressed. Note that, by using the compression spring 109 in combination, it is possible to further increase the holding force of the cam unit 106 with respect to the base portion 105a.

図7は、変形例にかかるカムユニット106’の斜視図である。本変形例では、図5の実施の形態に対して、平面部106fを周方向に等間隔に離間させた3つの扇形状としている。これにより平面部106fの面積を小さくできるから、コストを抑えつつ金型加工精度等を高めることができると共に、環状面105c’との当接時の摩擦係数をより安定して保持することが可能になる。   FIG. 7 is a perspective view of a cam unit 106 ′ according to a modification. In the present modification, three fan shapes are formed in which the flat portion 106f is spaced apart at equal intervals in the circumferential direction with respect to the embodiment of FIG. As a result, the area of the flat surface portion 106f can be reduced, so that the die machining accuracy and the like can be increased while reducing the cost, and the friction coefficient at the time of contact with the annular surface 105c ′ can be more stably maintained. become.

図8は、更に別な実施の形態にかかるレンズユニットを含む撮像装置の上蓋と撮像ユニットを取り外して示す斜視図であるが、筐体の一部(ハッチングで示す部位)を切り欠いて示している。図9は、撮像ユニットを外した撮像装置を図8のIX-IX線を通る面で切断して矢印方向に見た図であるが、上蓋を取り付けた状態で示している。   FIG. 8 is a perspective view showing the imaging apparatus including the lens unit according to another embodiment with the upper lid and the imaging unit removed, with a part of the casing (part indicated by hatching) cut away. Yes. FIG. 9 is a view of the image pickup apparatus with the image pickup unit removed, cut along a plane passing through the line IX-IX in FIG. 8 and viewed in the direction of the arrow, with the upper lid attached.

本実施の形態においては、保持枠120の突出部121に設けられた鈎部124と、筐体101の底壁101aに設けられた掛け部104とは、Z方向に対してずれており、従って、鈎部124と掛け部104に両端がそれぞれ取り付けられたコイルバネ128(付勢部材)は、図9に示すようにその軸線AXがZ方向及びY方向に対して傾いている。これに伴い、図1,2の実施の形態におけるコイルバネ125,127は設けられていない。それ以外の構成は、上述した実施の形態と同様である。   In the present embodiment, the flange portion 124 provided on the protruding portion 121 of the holding frame 120 and the hanging portion 104 provided on the bottom wall 101a of the housing 101 are displaced with respect to the Z direction, and accordingly As shown in FIG. 9, the axis AX of the coil spring 128 (biasing member) having both ends attached to the flange portion 124 and the hanging portion 104 is inclined with respect to the Z direction and the Y direction. Accordingly, the coil springs 125 and 127 in the embodiment of FIGS. 1 and 2 are not provided. Other configurations are the same as those of the above-described embodiment.

本実施の形態によれば、Z方向に対して傾いて取り付けられたコイルバネ128の付勢力のZ方向成分Fzにより、コイルバネ125と同様にカム面106cにアーム部123の先端を圧接させることが出来る。又、コイルバネ128の付勢力のY方向成分Fyにより、ガイド軸102、103に対して保持枠120をY方向に付勢することで、筐体101に対して光軸OAを精度良く位置決めすることができる。加えて、コイルバネ125,127の代わりにコイルバネ128を設けているので、部品点数が少なくなり、コスト低減に貢献する。   According to the present embodiment, the tip of the arm portion 123 can be brought into pressure contact with the cam surface 106c in the same manner as the coil spring 125 by the Z-direction component Fz of the biasing force of the coil spring 128 attached to be inclined with respect to the Z direction. . Further, the optical axis OA is accurately positioned with respect to the housing 101 by urging the holding frame 120 in the Y direction with respect to the guide shafts 102 and 103 by the Y direction component Fy of the urging force of the coil spring 128. Can do. In addition, since the coil spring 128 is provided instead of the coil springs 125 and 127, the number of parts is reduced, which contributes to cost reduction.

以上の実施の形態では、互いに噛合しているウォームギヤとウォームホイールとを介してモータの駆動力をカムユニットに伝達しているが、これに限らず例えば平歯車などを介して駆動力を伝達しても良い。   In the above embodiment, the driving force of the motor is transmitted to the cam unit via the worm gear and the worm wheel meshed with each other. However, the driving force is not limited to this and is transmitted, for example, via a spur gear. May be.

100 撮像装置
101 筐体
101a 底壁
101b-101e 側壁
102,103 ガイド軸
104 掛け部
105a、105a’ ベース部
105b 軸部
105c 上面
105c’ 環状面
106、106’ カムユニット
106a ウォームホイール
106b カム片
106c カム面
106d 係合部
106e 貫通孔
106f 平面部
107 モータ
107a ウォームギヤ
108 掛け部
109 圧縮バネ
110 撮像ユニット
111 基板
112 光電変換部
120 保持枠
121,122 突出部
121a 円形開口
122a 開口
123 アーム部
124 鈎部
125 コイルバネ
126 鈎部
127 コイルバネ
128 コイルバネ
130 上蓋
130a 開口部
131 受け部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 Image pick-up device 101 Case 101a Bottom wall 101b-101e Side wall 102, 103 Guide shaft 104 Hanging part 105a, 105a 'Base part 105b Shaft part 105c Upper surface 105c' Annular surface 106, 106 'Cam unit 106a Warm wheel 106b Cam piece 106c Cam Surface 106d Engaging portion 106e Through-hole 106f Flat portion 107 Motor 107a Worm gear 108 Hanging portion 109 Compression spring 110 Imaging unit 111 Substrate 112 Photoelectric conversion portion 120 Holding frame 121, 122 Protruding portion 121a Circular opening 122a Opening 123 Arm portion 124 Hook portion 125 Coil spring 126 鈎 portion 127 Coil spring 128 Coil spring 130 Upper lid 130a Opening portion 131 Receiving portion

Claims (8)

駆動源を設置した基部と、
前記駆動源の駆動力に応じて回転する第1のギヤと、
カム面を備え、前記基部に対して回転可能に接しており、前記第1のギヤに噛み合うことにより前記駆動力を伝達可能となっている第2のギヤと、
前記カム面に当接する当接部を備え、レンズを保持するレンズ保持枠と、を有し、
前記駆動力を伝達された前記第2のギヤが前記基部に対して回転することに応じて、前記カム面と前記当接部との光軸方向位置が変位し、それにより前記レンズ保持枠が光軸方向に位置決めされるようになっており、
前記基部に対して前記第2のギヤを付勢する弾性部材を設けたレンズユニット。
A base with a drive source installed;
A first gear that rotates according to the driving force of the driving source;
A second gear provided with a cam surface, rotatably contacted with the base, and capable of transmitting the driving force by meshing with the first gear;
A contact portion that contacts the cam surface, and a lens holding frame that holds the lens,
As the second gear to which the driving force is transmitted rotates with respect to the base, the optical axis position between the cam surface and the contact portion is displaced, whereby the lens holding frame is moved. It is designed to be positioned in the optical axis direction,
The lens unit which provided the elastic member which urges | biases the said 2nd gear with respect to the said base.
前記第2のギヤは、前記弾性部材に係合する係合部を設けている請求項1に記載のレンズユニット。   The lens unit according to claim 1, wherein the second gear is provided with an engaging portion that engages with the elastic member. 駆動源を設置した基部と、
前記駆動源の駆動力に応じて回転する第1のギヤと、
カム面を備え、前記基部に対して回転可能に接しており、前記第1のギヤに噛み合うことにより前記駆動力を伝達可能となっている第2のギヤと、
前記カム面に当接する当接部を備え、レンズを保持するレンズ保持枠と、を有し、
前記駆動力を伝達された前記第2のギヤが前記基部に対して回転することに応じて、前記カム面と前記当接部との光軸方向位置が変位し、それにより前記レンズ保持枠が光軸方向に位置決めされるようになっており、
前記基部と前記第2のギヤの互いに当接し合う当接面の少なくとも一方は粗面であるレンズユニット。
A base with a drive source installed;
A first gear that rotates according to the driving force of the driving source;
A second gear provided with a cam surface, rotatably contacted with the base, and capable of transmitting the driving force by meshing with the first gear;
A contact portion that contacts the cam surface, and a lens holding frame that holds the lens,
As the second gear to which the driving force is transmitted rotates with respect to the base, the optical axis position between the cam surface and the contact portion is displaced, whereby the lens holding frame is moved. It is designed to be positioned in the optical axis direction,
A lens unit in which at least one of the contact surfaces of the base portion and the second gear that contact each other is a rough surface.
前記粗面の表面粗さは算術平均粗さRaで12.5μm以上である請求項3に記載のレンズユニット。   The lens unit according to claim 3, wherein the surface roughness of the rough surface is 12.5 μm or more in terms of arithmetic average roughness Ra. 前記粗面の摩擦係数は0.5以上である請求項3又は4に記載のレンズユニット。   The lens unit according to claim 3 or 4, wherein a friction coefficient of the rough surface is 0.5 or more. 前記基部に備えられ、前記レンズ保持枠を光軸方向に案内するガイド部材と、前記基部に対して前記レンズ保持枠を光軸方向に付勢する第1付勢部材と、前記基部に対して前記レンズ保持枠を光軸直交方向に付勢する第2付勢部材とを有する請求項1〜5のいずれかに記載のレンズユニット。   A guide member that is provided in the base and guides the lens holding frame in the optical axis direction, a first biasing member that biases the lens holding frame in the optical axis direction with respect to the base, and the base The lens unit according to claim 1, further comprising a second urging member that urges the lens holding frame in a direction orthogonal to the optical axis. 前記基部に備えられ、前記レンズ保持枠を光軸方向に案内するガイド部材と、前記基部に対して前記レンズの光軸から傾いた方向に付勢力を付与する付勢部材とを有する請求項1〜5のいずれかに記載のレンズユニット。   2. A guide member that is provided in the base portion and guides the lens holding frame in the optical axis direction, and a biasing member that applies a biasing force to the base portion in a direction inclined from the optical axis of the lens. The lens unit in any one of -5. 被写体像を光電変換する光電変換部と、請求項1〜7のいずれかに記載のレンズユニットとを有することを特徴とする撮像装置。   An imaging apparatus comprising: a photoelectric conversion unit that photoelectrically converts a subject image; and the lens unit according to claim 1.
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