JP4585259B2 - Camera barrel with focus adjustment function - Google Patents

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本発明は、焦点調整機能付きカメラの鏡筒に関するものである。   The present invention relates to a lens barrel of a camera with a focus adjustment function.

近年、携帯電話や小型電子スチルカメラの撮像手段としてのカメラモジュールは、小型化や低価格化が進んでいる。しかし、CCDやCMOSイメージセンサなどの撮像センサーの画素数は増加する一方であり、市場の撮影画質に対する要求も高くなってきている。最近では、撮像センサーの高画素化に伴い、より鮮明で高品質な画像を実現するために自動焦点調整機能を付加したカメラモジュールが数多く発表されている。   In recent years, camera modules as imaging means for mobile phones and small electronic still cameras have been reduced in size and price. However, the number of pixels of an image sensor such as a CCD or a CMOS image sensor is increasing, and the demand for image quality in the market is increasing. Recently, along with the increase in the number of pixels of an image sensor, a number of camera modules to which an automatic focus adjustment function has been added in order to realize a clearer and higher quality image have been announced.

自動焦点調整機能に関しては、電子スチルカメラなどの比較的大きいものにおいては古くから優れた機構や構成が実現されている。レンズ鏡筒にヘリコイドネジを成形しモーターで駆動し光軸方向に移動することが一般的である。携帯電話や小型電子スチルカメラに搭載されるカメラモジュールに関しても同じ機構を採用できるが、サイズが小さくなるため、加工や組立が急激に難しくなる。そのため、レンズ群を正確に精度良く光軸方向に動かし、ガタや傾きがないように、いろいろ工夫を凝らした機構が発明されている。   With regard to the automatic focus adjustment function, excellent mechanisms and configurations have been realized for a long time in relatively large devices such as an electronic still camera. In general, a helicoid screw is formed on a lens barrel and driven by a motor to move in the optical axis direction. The same mechanism can be adopted for a camera module mounted on a mobile phone or a small electronic still camera. However, since the size is reduced, processing and assembly become rapidly difficult. Therefore, various ingenious mechanisms have been invented so that the lens group can be moved accurately and accurately in the optical axis direction so that there is no backlash or tilt.

前述したように、レンズ群を正確に精度良く光軸方向に動かし、ガタや傾きがないようにすることが重要である。従来の構造を踏襲し、各部品の精度を高めれば良いのであるが、カメラモジュールサイズが小さくなるのと比例して成形精度が向上するわけではないため、組み合わせた結果に満足な精度がでないことがある。通常の射出成形の寸法精度は、数mmの大きさの小型部品成形では、せいぜい10〜20ミクロンメートル程度であり、幾何公差精度、例えば平面度に関しても同レベルである。   As described above, it is important to move the lens group accurately and accurately in the optical axis direction so that there is no backlash or tilt. The conventional structure should be followed and the accuracy of each part should be increased, but the molding accuracy will not improve in proportion to the reduction in camera module size, so the combined result will not be satisfactory. There is. The normal dimensional accuracy of injection molding is at most about 10 to 20 micrometers for molding a small part having a size of several millimeters, and the geometric tolerance accuracy, for example, flatness is the same level.

ところが、レンズ設計の結果からは、各レンズの光学軸の同心度は数ミクロンメートル以下であり、かつ、それぞれのレンズの光学軸が、結像光学レンズユニットの光学軸と数分以内の傾きでなければならないことがわかっている。最近の結像光学レンズユニットのレンズ径は小さくなってきているが、例えば、直径3mmのレンズの傾きを7分以内にしたい場合は、レンズ直径の両端で6.4ミクロンメートル以内の高さの差しか許されない。これは、自動焦点機構が動作するすべての位置で必要な数値である。   However, according to the results of the lens design, the concentricity of the optical axis of each lens is several micrometers or less, and the optical axis of each lens is inclined with respect to the optical axis of the imaging optical lens unit within a few minutes. I know I have to. The lens diameter of recent imaging optical lens units is getting smaller. For example, if you want to tilt the lens with a diameter of 3 mm within 7 minutes, both ends of the lens diameter have a height within 6.4 microns. I'm not allowed. This is a required value at every position where the autofocus mechanism operates.

光学レンズを光軸方向に移動させ焦点を調整する機構においては、光学レンズが光軸に沿って正確に動くよう、直動案内機構が備わっているものが多い。移動させる手段は、この直動案内機構とは分離している場合がほとんどである。直動案内機構の代表的な形は、案内軸にレンズを保持するホルダーの案内穴を嵌合し、滑らせるものである。丸棒を金属、ホルダーを樹脂とする場合が多い。軸との隙間は数ミクロンメートル以下に管理される必要がある。   Many mechanisms for adjusting the focal point by moving the optical lens in the direction of the optical axis include a linear guide mechanism so that the optical lens moves accurately along the optical axis. In most cases, the moving means is separated from the linear motion guide mechanism. A typical form of the linear guide mechanism is one in which a guide hole of a holder that holds a lens is fitted to a guide shaft and is slid. In many cases, the round bar is made of metal and the holder is made of resin. The clearance with the shaft needs to be controlled to several microns or less.

嵌め合い隙間を適正に管理することによって、レンズ駆動時の光軸ズレや傾きを小さくすることができるが、携帯電話に代表される小型のカメラモジュールに使用されるレンズホルダーのサイズからみて現状の精度では不足であることが多い。レンズの傾きは、案内軸と穴の隙間が同じ場合は光軸と案内軸との距離に反比例して大きくなるからである。案内軸とホルダーの案内穴の隙間が前記距離に比例して小さくならないとレンズの傾きは同じにならない。   By properly managing the fitting gap, it is possible to reduce the optical axis misalignment and tilt when driving the lens, but the current state of the lens holder used in small camera modules such as mobile phones The accuracy is often insufficient. This is because the inclination of the lens increases in inverse proportion to the distance between the optical axis and the guide shaft when the gap between the guide shaft and the hole is the same. If the gap between the guide shaft and the guide hole of the holder is not reduced in proportion to the distance, the tilt of the lens will not be the same.

図5を使って説明する。図5は、光学部品であるレンズ大13を保持するレンズホルダー大12を案内する案内軸大11と嵌め合い隙間大14と、隙間が存在することによって生ずるレンズ部品の大傾きθ15との関係を表した略図である。図5の構成が、1/2のサイズになった場合を、図6に示す。光学部品であるレンズ小18を保持するレンズホルダー小17を案内する案内軸小16と嵌め合い隙間小19と、隙間が存在することによって生ずるレンズ部品の小傾きθ20との関係を表した略図である。   This will be described with reference to FIG. FIG. 5 shows the relationship between the large guide shaft 11 that guides the lens holder large 12 that holds the lens large 13 that is an optical component, the large fitting gap 14, and the large inclination θ 15 of the lens part that is caused by the existence of the gap. FIG. FIG. 6 shows a case where the configuration of FIG. 6 is a schematic diagram showing the relationship between a small guide shaft 16 that guides a lens holder small 17 that holds a lens small 18 that is an optical component, a small fitting clearance 19, and a small inclination θ 20 of the lens component that is caused by the presence of the clearance. is there.

隙間大14と隙間小19が同じで部品サイズだけ1/2になった場合、案内軸とレンズホルダーは隙間の幅と案内長さで決まる角度だけガタが発生する。隙間大14と隙間小19が同じこのケースでは、レンズホルダー17の小傾きθ20は、大傾きθ15のおよそ二倍になることがわかる。   When the large gap 14 and the small gap 19 are the same and the component size is halved, the guide shaft and the lens holder are loose at an angle determined by the gap width and the guide length. In this case where the large gap 14 and the small gap 19 are the same, it can be seen that the small inclination θ20 of the lens holder 17 is approximately twice the large inclination θ15.

このような課題を解決する手段として、レンズをパンタグラフ手段に連結し、光軸方向に動かす構造が開発されている。(例えば特許文献1、特許文献2、特許文献3)これらの構造はいずれもカム環と呼ばれる機構部やヘリコイド部分をなくし、鏡筒の簡素化と小型化を図るものであり、パンタグラフを折り畳んだ時の小型化を実現している   As means for solving such a problem, a structure in which a lens is connected to a pantograph means and moved in the direction of the optical axis has been developed. (For example, Patent Document 1, Patent Document 2, and Patent Document 3) These structures all eliminate a mechanism part and a helicoid part called a cam ring, simplify the lens barrel and reduce the size, and fold the pantograph. Realized miniaturization

実開平2−111972号公報Japanese Utility Model Publication No. 2-111972 実開平4−126235号公報Japanese Utility Model Publication No. 4-126235 特開平9−222550号公報JP-A-9-222550

先に述べた、レンズをパンタグラフ手段に連結し光軸方向に動かす発明は、鏡筒の簡素化と小型化を図る目的で開発されたものであり、パンタグラフ状の運動案内の手段を使うことで他の手段で得られる動作量に比べて、大幅な小型化が可能である。しかし、いずれもリンクをピンでジョイントしてパンタグラフ機構を実現している。   The invention described above, in which the lens is connected to the pantograph means and moved in the direction of the optical axis, was developed for the purpose of simplifying and downsizing the lens barrel. By using the pantograph-like motion guide means, Compared with the operation amount obtained by other means, the size can be significantly reduced. However, in both cases, the pantograph mechanism is realized by connecting the links with pins.

リンクとピンジョイントが滑らかに動作するためには、リンク穴とピンには必ず隙間か、隙間に相当する弾性変形部材が必要である。パンタグラフは構造的に折り畳んだ状態から伸び始めは、入力に対する出力の割合が極めて大きく、僅かなガタや誤差が先端部分では大きな誤差や予定外の変位となるという問題がある。リンクやピンの精度を高めれば十分に小型で精度の良いパンタグタフ機構を実現できると思うが、高精度の部品を多く使用することになり、部品の製造コストや組み立てコストが高くなるという問題が生ずる。   In order for the link and the pin joint to operate smoothly, the link hole and the pin must always have a gap or an elastic deformation member corresponding to the gap. When the pantograph starts to expand from a structurally folded state, the ratio of output to input is extremely large, and there is a problem that a slight backlash or error becomes a large error or unscheduled displacement at the tip portion. I think that it is possible to realize a sufficiently small and accurate pan tag tough mechanism if the accuracy of the link and pin is increased, but there will be a problem that the production cost and assembly cost of the component will increase because many high-precision components will be used. .

1枚以上の光学レンズと、該光学レンズのそれぞれを相対的に位置決めし固定するための一体的に成形されたホルダーと、前記光学レンズが結像させる撮像センサーからなり、前記ホルダーを前記撮像センサーに対して前記光学レンズの光軸方向に移動させることによって焦点位置を調整をする焦点位置調整機構を持つ焦点調整機能付きカメラの鏡筒において、前記ホルダーに前記レンズを位置決めし固定する光学レンズ固定部と、前記撮像センサーを位置決めし固定する撮像センサー固定部が、前記光学レンズ側から順に、曲げに柔軟な薄肉のレンズ側ヒンジ、剛性の高いレンズ側梁、ついで曲げに柔軟な薄肉のレンズ側中間ヒンジ、駆動フック、撮像センサー側中間ヒンジ、ついで剛性の高い撮像センサー側梁と曲げに柔軟な薄肉の撮像センサー側ヒンジからなる中間駆動梁右と、該中間駆動梁右と鏡像関係にある中間駆動梁左と、前記中間駆動梁右と中間駆動梁右を対にしたパンタグラフ状梁によって前記撮像センサー固定部に接続されており、かつ前記パンタグラフ状梁が少なくとも3つ以上である焦点調整機能付きカメラの鏡筒とする。   One or more optical lenses, an integrally molded holder for relatively positioning and fixing each of the optical lenses, and an imaging sensor for imaging the optical lens, the holder being the imaging sensor In a lens barrel of a camera with a focus adjustment function having a focus position adjustment mechanism that adjusts the focus position by moving in the optical axis direction of the optical lens with respect to the optical lens fixing for positioning and fixing the lens to the holder And an imaging sensor fixing part for positioning and fixing the imaging sensor in order from the optical lens side, a thin lens side hinge flexible for bending, a highly rigid lens side beam, and then a thin lens side flexible for bending Intermediate hinge, drive hook, imaging sensor side intermediate hinge, then high rigidity imaging sensor side beam and thin flexible imaging for bending The imaging sensor fixing unit is configured by an intermediate driving beam right composed of a hinge on the sensor side, an intermediate driving beam left in a mirror image relationship with the intermediate driving beam right, and a pantograph beam in which the intermediate driving beam right and the intermediate driving beam right are paired And a lens barrel of a camera with a focus adjustment function in which there are at least three pantograph beams.

また、前述の焦点調整機能付きカメラの鏡筒において、前記ホルダーが樹脂で成形され、少なくとも1種類以上の添加物を含有し、第1の添加物として、直径80ナノメートル以上300ナノメートル以下、長さ1ミクロンメートル以上200ミクロンメートル以下の多層チューブ形状のカーボンナノファイバー、いわゆるVGCF(Vapor Grown Carbon Nano-fiber)という繊維様の炭素原子構造物を混ぜることを特徴とする焦点調整機能付きカメラの鏡筒とする。 Further, in the lens barrel of the focus adjustment function camera described above, the holder is formed of resin, containing at least one or more additives, as a first additive, diameter 80 nm or more 300 nm or less, A camera with a focus adjustment function, characterized by mixing carbon nanofibers in the form of multi-layer tubes with a length of 1 micron or more and 200 microns or less, so-called VGCF (Vapor Grown Carbon Nano-fiber). A lens barrel is used.

ホルダーの光学レンズ固定部と、撮像センサー固定部が、曲げに柔軟な薄肉のレンズ側ヒンジ、剛性の高いレンズ側梁、ついで曲げに柔軟な薄肉のレンズ側中間ヒンジ、駆動フック、撮像センサー側中間ヒンジ、ついで剛性の高い撮像センサー側梁と曲げに柔軟な薄肉の撮像センサー側ヒンジからなる中間駆動梁右と、鏡像関係にある中間駆動梁左とで対をなすパンタグラフ状梁によって接続した。このパンタグラフ状梁の中間にある駆動フックを光軸と直角に動かすと、パンタグラフ状梁は前述の柔軟なヒンジ部分で弾性変形する。   Optical lens fixing part of the holder and imaging sensor fixing part are thin lens side hinges that are flexible to bend, rigid lens side beams, then thin lens side intermediate hinges that are flexible to bend, drive hooks, image sensor side intermediate It was connected by a pantograph-like beam that was paired with a hinge, then a rigid imaging sensor side beam and an intermediate driving beam right consisting of a thin imaging sensor side hinge flexible to bending, and an intermediate driving beam left in a mirror image relationship. When the drive hook in the middle of the pantograph beam is moved at right angles to the optical axis, the pantograph beam is elastically deformed by the aforementioned flexible hinge portion.

従来の構造では、案内軸と案内穴の間には必ず隙間が必要であったが、本発明では、弾性的な変形を光軸方向の動きに変換しているため、隙間は必要なくなり、隙間に起因する光軸ズレや傾きなどの不具合は発生しない。また、従来の構造では複数の部品で構成されていた機能が、1部品で実現できるため、小型化が可能となる。   In the conventional structure, a gap is always required between the guide shaft and the guide hole. However, in the present invention, since the elastic deformation is converted into the movement in the optical axis direction, the gap is not necessary. There will be no inconveniences such as optical axis misalignment and tilting due to. In addition, since the function constituted by a plurality of parts in the conventional structure can be realized by one part, the size can be reduced.

また、本発明で実現されるパンタグラフ状梁は、一体的に成形されるため、先に述べた先願のパンタグラフ手段の複数部品で構成されることによるリンクとピンとの関係による精度の問題や、複数の部品を製造し組み立てするためのコスト増の問題を解決することができる。   In addition, since the pantograph beam realized in the present invention is formed integrally, there is a problem of accuracy due to the relationship between the link and the pin formed by a plurality of parts of the previously described pantograph means, The problem of increased costs for manufacturing and assembling a plurality of parts can be solved.

また、前記ホルダーを樹脂で成形し、直径80ナノメートル以上300ナノメートル以下、長さ1ミクロンメートル以上200ミクロンメートル以下の多層チューブ形状の、いわゆるVGCFという繊維様の炭素原子構造物を混ぜることにより、より小型で精密なパンタグラフ状梁を形成することができる。カーボンナノファイバーは、ガラスフィラーに比較して非常に細く、また柔軟であり樹脂の流動を妨げないため、金型の微細構造部分にも充填が可能となるためである。(遠藤守信著 「野原の奥、科学の先。」文屋 2004年)   Also, by molding the holder with resin and mixing a so-called VGCF fiber-like carbon atom structure in the form of a multilayer tube having a diameter of 80 to 300 nanometers and a length of 1 to 200 micrometers. Smaller and more precise pantograph beam can be formed. This is because the carbon nanofibers are very thin and flexible compared to the glass filler and do not hinder the flow of the resin, so that the fine structure portion of the mold can be filled. (Written by Morinobu Endo, “The depths of the field, the tip of science.” Bunya 2004)

1枚以上の光学レンズと、該光学レンズのそれぞれを相対的に位置決めし固定するための一体的に成形されたホルダーと、前記光学レンズが結像させる撮像センサーからなり、前記ホルダーを前記撮像センサーに対して前記光学レンズの光軸方向に移動させることによって焦点位置調整をする焦点位置調整機構を持つ焦点調整機能付きカメラの鏡筒において、前記ホルダーに前記レンズを位置決めし固定する光学レンズ固定部と、前記撮像センサーを位置決めし固定する撮像センサー固定部が、前記光学レンズ側から順に、曲げに柔軟な薄肉のレンズ側ヒンジ、剛性の高いレンズ側梁、ついで曲げに柔軟な薄肉のレンズ側中間ヒンジ、駆動フック、撮像センサー側中間ヒンジ、ついで剛性の高い撮像センサー側梁と曲げに柔軟な薄肉の撮像センサー側ヒンジからなる中間駆動梁右と、該中間駆動梁右と鏡像関係にある中間駆動梁左と、前記中間駆動梁右と中間駆動梁右を対にしたパンタグラフ状梁によって前記撮像センサー固定部に接続されており、かつ前記パンタグラフ状梁が少なくとも3つ以上であリ、前記ホルダーが樹脂で成形され、該樹脂は、少なくとも1種類以上の添加物を含有し、第1の添加物が、直径80ナノメートル以上300ナノメートル以下、長さ1ミクロンメートル以上200ミクロンメートル以下の多層チューブ形状である焦点調整機能付きカメラの鏡筒とする。   One or more optical lenses, an integrally molded holder for relatively positioning and fixing each of the optical lenses, and an imaging sensor for imaging the optical lens, the holder being the imaging sensor In a lens barrel of a camera with a focus adjustment function having a focus position adjustment mechanism for adjusting a focus position by moving in the optical axis direction of the optical lens, an optical lens fixing portion for positioning and fixing the lens to the holder And an imaging sensor fixing portion for positioning and fixing the imaging sensor in order from the optical lens side, a thin lens side hinge that is flexible for bending, a highly rigid lens side beam, and then a thin lens side middle that is flexible for bending. Hinge, drive hook, intermediate hinge on the image sensor side, then a rigid image sensor side beam and a thin and flexible image sensor The imaging sensor fixing unit is configured by an intermediate drive beam right comprising a circadian hinge, an intermediate drive beam left mirror-imaged with the intermediate drive beam right, and a pantograph-like beam paired with the intermediate drive beam right and the intermediate drive beam right And the pantograph beam is at least three or more, the holder is formed of a resin, the resin contains at least one additive, the first additive, The lens barrel of the camera with a focus adjustment function is a multilayer tube shape having a diameter of 80 to 300 nanometers and a length of 1 to 200 micrometers.

以下、本発明を図に基づいて詳細に説明する。図1は、本発明の最良の形態を示す焦点調整機能付きカメラの鏡筒を示す模式図であり、パンタグラフ状梁は一つだけ図示し、後は省略してある。図2は、本発明のパンタグラフ状梁を一つ取りだし原理的な要素のみ表した動作図である。図3は、図2のパンタグラフ状梁の原理図を3対並べた展開図であり、図4は、中間駆動梁左の詳細図である。   Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic diagram showing a lens barrel of a camera with a focus adjustment function showing the best mode of the present invention, in which only one pantograph beam is shown and the rest is omitted. FIG. 2 is an operation diagram in which only one pantograph-like beam of the present invention is taken out and only the fundamental elements are represented. FIG. 3 is a developed view in which three pairs of principle diagrams of the pantograph beam shown in FIG. 2 are arranged, and FIG. 4 is a detailed view on the left of the intermediate drive beam.

図1において、1は光学レンズ、2は光学レンズ固定部、3は撮像センサー、4は撮像センサー固定部、5が中間駆動梁右、6が中間駆動梁左、それらを対に考えたものがパンタグラフ状梁7である。   In FIG. 1, 1 is an optical lens, 2 is an optical lens fixing unit, 3 is an imaging sensor, 4 is an imaging sensor fixing unit, 5 is an intermediate driving beam right, 6 is an intermediate driving beam left, and these are considered as a pair. This is a pantograph beam 7.

図2において、ヒンジ部分は回転支点として黒丸にて図示(レンズ側ヒンジ8−1、中間ヒンジ8−2、撮像側ヒンジ8−3)してあり、剛性の高いレンズ側梁と撮像センサー側梁は、それぞれリンクL9−1とリンクS9−2として線で図示してある。駆動フック(図4で説明する)は中間ヒンジ8−2にまとめてある。   In FIG. 2, the hinge portion is illustrated as a black fulcrum as a rotation fulcrum (lens side hinge 8-1, intermediate hinge 8-2, imaging side hinge 8-3), and the rigid lens side beam and imaging sensor side beam. Are indicated by lines as link L9-1 and link S9-2, respectively. Drive hooks (described in FIG. 4) are grouped together in an intermediate hinge 8-2.

図2の点線で表した部分は、パンタグラフ状梁の初期状態を示す。この初期状態から駆動フックを移動量Iだけ左右に広げると、パンタグラフ状梁の菱形が図の横方向に広がる形となり、撮像センサー固定部4側とレンズ固定部2側の距離は、移動量Oだけ縮まることになる。   A portion indicated by a dotted line in FIG. 2 shows an initial state of the pantograph beam. When the drive hook is expanded to the left and right by the movement amount I from this initial state, the rhombus of the pantograph-like beam spreads in the horizontal direction in the figure, and the distance between the image sensor fixing unit 4 side and the lens fixing unit 2 side is the movement amount O. Will only shrink.

図3は、図2のパンタグラフ状梁の原理図を3対並べたものであり、本発明の鏡筒を平面に展開し、模式的に表現したものである。3対のパンタグラフ状梁7が同じ形で撮像センサー固定部4と光学レンズ固定部2を繋ぎ、駆動フックを同じタイミングで移動させることにより、パンタグラフ状梁7の菱形は同じタイミングで同じ形に変化し、3点ずつで支えられた撮像センサー固定部4と光学レンズ固定部2は平行を維持しつつ光軸に沿って移動することができる。   FIG. 3 shows three pairs of the principle diagrams of the pantograph beam shown in FIG. 2, and is a schematic representation of the lens barrel of the present invention developed on a plane. Three pairs of pantograph-like beams 7 have the same shape, connect the imaging sensor fixing part 4 and the optical lens fixing part 2, and the drive hooks are moved at the same timing, so that the rhombus of the pantograph-like beam 7 changes to the same shape at the same timing. The image sensor fixing unit 4 and the optical lens fixing unit 2 supported by three points can move along the optical axis while maintaining parallelism.

図4は、中間駆動梁左の詳細を示した図であり、8−1はレンズ側ヒンジ、9−1はレンズ側梁、8−2−1はレンズ側中間ヒンジ、10は駆動フック、8−2−2は撮像センサー側中間ヒンジ、9−2は撮像センサー側梁、8−3は撮像センサー側ヒンジであり、これら一連の物を総称して中間駆動梁左6と呼ぶ。同様に、中間駆動梁左6と鏡像関係にある一連の物を総称して中間駆動梁右5と呼ぶ。中間駆動梁右5と中間駆動梁左6を対にしてパンタグラフ状梁7と呼ぶ。   FIG. 4 is a diagram showing details of the left intermediate drive beam, 8-1 is a lens side hinge, 9-1 is a lens side beam, 8-2-1 is a lens side intermediate hinge, 10 is a drive hook, 2-2 is an image sensor side intermediate hinge, 9-2 is an image sensor side beam, and 8-3 is an image sensor side hinge. These series of objects are collectively referred to as an intermediate drive beam left 6. Similarly, a series of objects having a mirror image relationship with the intermediate drive beam left 6 is collectively referred to as an intermediate drive beam right 5. The intermediate drive beam right 5 and the intermediate drive beam left 6 are referred to as a pantograph beam 7 as a pair.

図4のそれぞれのヒンジ部分は、ある角度の範囲であれば破断せずに繰り返し屈曲できるように薄肉に作られている。それぞれの梁は太く剛性が高いため、ほとんど曲がらない。ここで、一対の駆動フック10を左右に少し広げると、それぞれのヒンジが曲がるように変形し、それぞれの梁とそれぞれの固定部とのなす角が変化する。図4の中間駆動梁右5と中間駆動梁左6は、光学レンズ固定部2と撮像センサー固定部4のほとんど同じところに、レンズ側ヒンジ8−1と撮像センサー側ヒンジ8−3で繋がっているため、図2で示したリンク機構とほとんど同じ動きをする。   Each hinge portion in FIG. 4 is made thin so that it can be repeatedly bent without breaking within a certain angle range. Since each beam is thick and rigid, it hardly bends. Here, when the pair of drive hooks 10 are slightly expanded to the left and right, the hinges are deformed to bend, and the angles formed by the beams and the fixing portions are changed. The intermediate drive beam right 5 and the intermediate drive beam left 6 in FIG. 4 are connected to the optical lens fixing unit 2 and the image sensor fixing unit 4 almost at the same place by a lens side hinge 8-1 and an image sensor side hinge 8-3. Therefore, it moves almost the same as the link mechanism shown in FIG.

図3で示すような3対のパンタグラフ状梁の駆動フック10を、中間駆動梁右5と中間駆動梁左6をそれぞれ一体的に剛性のあるリングなどで連結し、逆方向に駆動すれば、3対のパンタグラフ状梁が一斉に同じタイミングで同じ動作をすることになり、光学レンズ固定部2と撮像センサー固定部4は平行を維持しつつ光軸に沿って移動することができる。   If the drive hooks 10 of the three pairs of pantograph beams as shown in FIG. 3 are connected to the intermediate drive beam right 5 and the intermediate drive beam left 6 with a rigid ring or the like, respectively, and driven in the opposite direction, The three pairs of pantograph beams simultaneously perform the same operation at the same timing, and the optical lens fixing unit 2 and the image sensor fixing unit 4 can move along the optical axis while maintaining parallelism.

本発明の最良の形態においては、鏡筒を樹脂にて一体的に成形することが可能であり、小型化に有利であると同時に、コスト面でも有利である。最近、樹脂にカーボンナノファイバーを混ぜることにより、成形品の品質を向上させることを可能とした研究や発明が多くなされている。カーボンナノファイバーは、サブミクロンメートルの直径を持ち長さが数十マイクロメートルである高アスペクト比の炭素繊維である。カーボンナノファイバーは単に細く長いだけでなく、高い強度を持ち、さらに屈曲にたいしては極めて高い切断耐性を持ち、鋭角に折り曲げても破断・切断しないことが確認されている。   In the best mode of the present invention, the lens barrel can be integrally formed of resin, which is advantageous for downsizing and at the same time cost. Recently, many studies and inventions have been made that can improve the quality of molded products by mixing carbon nanofibers with resin. Carbon nanofibers are high aspect ratio carbon fibers having a diameter of submicrometers and a length of several tens of micrometers. It has been confirmed that carbon nanofibers are not only thin and long, but also have high strength, have extremely high cutting resistance against bending, and do not break or cut even when bent at an acute angle.

また、金属並に高い熱伝導性を持っていることわかっている。また、熱的にも安定であり、樹脂の成形で使用する温度範囲では全く変性しない。さらに、ほぼ純粋な炭素原子のみで構成されているため、樹脂を汚染したり、化学変化を招いたりすることもない。また、黒鉛と類似な構造であるため潤滑性も高い。これらの性質を生かして樹脂成形材料への添加物としての用途が期待されているものである。   In addition, it is known that it has a thermal conductivity as high as that of metal. It is also thermally stable and does not denature at all in the temperature range used for resin molding. Furthermore, since it is composed of almost pure carbon atoms, it does not contaminate the resin or cause chemical changes. Moreover, since it has a structure similar to graphite, it has high lubricity. Utilizing these properties, it is expected to be used as an additive to resin molding materials.

さらに、樹脂にカーボンナノファイバーを混ぜた場合、カーボンナノファイバーは、ガラスフィラーに比較して繊維径が非常に細く、また柔軟であるため添加された樹脂の流動性を損ねない。そのためそれを鏡筒の成形材料とすれば、金型の微細構造部分にも充填が可能となり、前記のそれぞれのヒンジ部分をより薄く正確に成形することができる。また、カーボンナノファイバーを混ぜた材料で成形した場合、成形品の形状精度が向上するという効果もある。   Furthermore, when carbon nanofibers are mixed with the resin, the carbon nanofibers have a very small fiber diameter and are flexible as compared with the glass filler, and thus do not impair the fluidity of the added resin. Therefore, if it is used as a molding material for the lens barrel, the fine structure portion of the mold can be filled, and each of the hinge portions can be molded more thinly and accurately. Moreover, when it shape | molds with the material which mixed the carbon nanofiber, there also exists an effect that the shape precision of a molded article improves.

樹脂にカーボンナノファイバーを混ぜた材料で成形されたものの機械的な性質については、日本機械学会への投稿論文「カーボンナノファイバ強化プラスチックの機械的特性の評価」(日本機会学会(No03−11)材料力学部門講演会議演論文集)による信州大の荒井・杉本らの報告があり、各種樹脂とカーボンナノファイバとの混合率と機械的な性質の関係について述べられている。例えば、PP(ポリプロピレン)にVGCFを混ぜた場合、その重量%に応じて前記報告の図2に示すようにヤング率の向上が観察される。10重量%を混ぜた場合に約30%程ヤング率は向上し、40%混ぜると純粋なPPより倍ほど剛性が上がる。程度の差はあるものの、ほとんどの樹脂において剛性が向上することが他の多くの研究から知られている。   Regarding the mechanical properties of the resin molded with carbon nanofibers, a paper submitted to the Japan Society of Mechanical Engineers "Evaluation of mechanical properties of carbon nanofiber reinforced plastics" (Japan Opportunity Society (No03-11)) Shinshu University's report by Arai and Sugimoto et al. On the presentation of the lectures on materials mechanics section describes the relationship between the mixing ratio of various resins and carbon nanofibers and the mechanical properties. For example, when VGCF is mixed with PP (polypropylene), an improvement in Young's modulus is observed according to the weight% as shown in FIG. When 10% by weight is mixed, the Young's modulus is improved by about 30%, and when 40% is mixed, the rigidity is increased by about twice that of pure PP. It is known from many other studies that stiffness is improved in most resins, albeit to varying degrees.

上述したように、カーボンナノファイバーを混ぜた樹脂材料は、前述した高い成型精度と機械剛性の向上という優れた性質を持ち、本発明の鏡筒を構成するのに最適である。   As described above, the resin material mixed with carbon nanofibers has the excellent properties of high molding accuracy and improved mechanical rigidity as described above, and is optimal for constituting the lens barrel of the present invention.

本発明の最良の形態を示す焦点調整機能付きカメラの鏡筒を示す模式図Schematic diagram showing a lens barrel of a camera with a focus adjustment function showing the best mode of the present invention 本発明のパンタグラフ状梁を一つ取りだし原理的な要素のみ表した動作図Operation diagram showing only the basic elements of one pantograph beam of the present invention 図2のパンタグラフ状梁の原理図を3対並べた展開図A developed view of three pairs of principle diagrams of the pantograph beam in FIG. 中間駆動梁左の詳細図Detailed view of the left intermediate drive beam 嵌め合い隙間の略図大Schematic representation of the fit gap 嵌め合い隙間の略図小Schematic illustration of fitting gap

符号の説明Explanation of symbols

1 光学レンズ
2 光学レンズ固定部
3 撮像センサー
4 撮像センサー固定部
5 中間駆動梁右
6 中間駆動梁左
7 パンタグラフ状梁
8−1 レンズ側ヒンジ
8−2 中間ヒンジ
8−2−1 レンズ側中間ヒンジ
8−2−2 撮像センサー側中間ヒンジ
8−3 撮像側ヒンジ
9−1 リンクL
9−2 リンクS
10 駆動フック
11 案内軸大
12 レンズホルダー大
13 レンズ大
14 隙間大
15 大傾きθ
16 案内軸小
17 レンズホルダー小
18 レンズ小
19 隙間小
20 小傾きθ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Optical lens 2 Optical lens fixing | fixed part 3 Imaging sensor 4 Imaging sensor fixing | fixed part 5 Middle drive beam right 6 Middle drive beam left 7 Pantograph beam 8-1 Lens side hinge 8-2 Intermediate hinge 8-2-1 Lens side intermediate hinge 8-2-2 Imaging sensor side intermediate hinge 8-3 Imaging side hinge 9-1 Link L
9-2 Link S
10 Driving hook 11 Large guide shaft 12 Large lens holder 13 Large lens 14 Large gap 15 Large tilt θ
16 Small guide shaft 17 Small lens holder 18 Small lens 19 Small gap 20 Small tilt θ

Claims (2)

1枚以上の光学レンズと、該光学レンズのそれぞれを相対的に位置決めし固定するための一体的に成形されたホルダーと、前記光学レンズが結像させる撮像センサーからなり、前記ホルダーを前記撮像センサーに対して前記光学レンズの光軸方向に移動させることによって焦点位置調整をする焦点位置調整機構を持つ焦点調整機能付きカメラの鏡筒において、前記ホルダーに前記レンズを位置決めし固定する光学レンズ固定部と、前記撮像センサーを位置決めし固定する撮像センサー固定部が、前記光学レンズ側から順に、曲げに柔軟な薄肉のレンズ側ヒンジ、剛性の高いレンズ側梁、ついで曲げに柔軟な薄肉のレンズ側中間ヒンジ、駆動フック、撮像センサー側中間ヒンジ、ついで剛性の高い撮像センサー側梁と曲げに柔軟な薄肉の撮像センサー側ヒンジからなる中間駆動梁右と、該中間駆動梁右と鏡像関係にある中間駆動梁左と、前記中間駆動梁右と中間駆動梁右を対にしたパンタグラフ状梁によって前記撮像センサー固定部に接続されており、かつ前記パンタグラフ状梁が少なくとも3つ以上であることを特徴とする焦点調整機能付きカメラの鏡筒。   One or more optical lenses, an integrally molded holder for relatively positioning and fixing each of the optical lenses, and an imaging sensor for imaging the optical lens, the holder being the imaging sensor In a lens barrel of a camera with a focus adjustment function having a focus position adjustment mechanism for adjusting a focus position by moving in the optical axis direction of the optical lens, an optical lens fixing portion for positioning and fixing the lens to the holder And an imaging sensor fixing portion for positioning and fixing the imaging sensor in order from the optical lens side, a thin lens side hinge that is flexible for bending, a highly rigid lens side beam, and then a thin lens side middle that is flexible for bending. Hinge, drive hook, intermediate hinge on the image sensor side, then a rigid image sensor side beam and a thin and flexible image sensor The imaging sensor fixing unit is configured by an intermediate drive beam right comprising a circadian hinge, an intermediate drive beam left mirror-imaged with the intermediate drive beam right, and a pantograph-like beam paired with the intermediate drive beam right and the intermediate drive beam right And at least three of the pantograph-like beams. 請求項1記載の焦点調整機能付きカメラの鏡筒において、前記ホルダーが樹脂で成形され、少なくとも1種類以上の添加物を含有し、第1の添加物が、直径80ナノメートル以上300ナノメートル以下、長さ1ミクロンメートル以上200ミクロンメートル以下の多層チューブ形状のカーボンナノファイバーであることを特徴とする焦点調整機能付きカメラの鏡筒。 2. The lens barrel of the camera with a focus adjustment function according to claim 1, wherein the holder is molded of a resin and contains at least one additive, and the first additive has a diameter of 80 nanometers or more and 300 nanometers or less. A lens barrel for a camera with a focus adjustment function, characterized in that it is a carbon nanofiber in the form of a multilayer tube having a length of 1 micrometer or more and 200 micrometers or less.
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