JP4797048B2 - レンズ鏡胴 - Google Patents
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Description
一方、複数のレンズ群からなるレンズ光学系は、一般的に一直線上に配列されたものが殆どであり、それらの光学特性を検査する場合は、一直線をなす光軸方向上に汎用の検査装置を設置して所定の光学検査が行われている。
しかしながら、上記のように、筐体内にプリズムが固定されたレンズ鏡胴において、製造過程で光学特性を検査する場合は、90度屈曲した光路(光軸)上での検査が可能な専用の検査装置が必要であり、設備費用が増加し、検査用の専用スペースを確保する必要があった。
この構成によれば、プリズムが筐体に対して着脱自在となっているため、製造過程等においてレンズ光学系の光学特性を検査する場合は、筐体にレンズ光学系が組み込まれかつプリズムが組み込まれる前の状態で、又、組み付けたプリズムを再び取り外した状態で、汎用の検査装置を用いて光学特性を容易に検査することができる。したがって、専用の検査装置が不要になり、又、生産ライン等において専用の検査装置を設置するスペースが不要になり、設備及び管理費用等の低減等を達成することができる。
また、筐体が、プリズムを嵌め込んで収容するべく略三角形状に延出する一対の延出壁部により画定される収容部と、プリズムに入射する入射光の光軸方向及びレンズ光学系の光軸方向においてプリズムの位置決めを行う位置決め部と、収容部に嵌め込まれたプリズムを押圧して固定するべく着脱自在な押えカバーを含むため、プリズムを組み付ける際には、プリズムを一対の延出壁部に挟み込まれるように嵌め込んで押えカバーを一対の延出壁部に結合することにより、プリズムを筐体に容易に組み付けることができ、その組付けの際に、位置決め部にプリズムを当接させるだけで、筐体の所定位置に高精度に組み付けることができ、それ故に、構造の簡素化、小型化等を達成しつつ、組付け精度の向上、レンズ光学系との光軸合わせの高精度化、組付け作業性の向上等を達成することができる。
さらに、押えカバーを一対の延出壁部に組み付けることで入射窓が画定されるため、予め入射窓が画定された構造に比べて、プリズムの着脱を容易に行うことができる。
この構成によれば、押えカバーが弾性変形を利用したスナップフィット結合により筐体に組み付けられるため、ネジ等を用いて締結する場合に比べて、構造の簡素化、部品点数の削減等を達成しつつ、着脱作業を容易に行うことができる。
図1ないし図16は、本発明に係るレンズ鏡胴の一実施形態を示すものであり、図1はレンズ鏡胴が携帯電話機Pに搭載された状態を示す斜視図、図2はレンズ鏡胴の斜視図、図3はカバーを外した状態でのレンズ鏡胴の斜視図、図4はカバー及び駆動機構を外した状態でのレンズ鏡胴の斜視図、図5はレンズ鏡胴の分解斜視図、図6ないし図8はレンズ鏡胴の筐体を示す斜視図及び端面図、図9及び図10は押えカバーの斜視図及び正面図、図11及び図12は筐体の内部を示す断面図及び平面図、図13はレンズ鏡胴の光軸を含む面での断面図、図14は駆動機構を筐体から外した状態を示す斜視図、図15はプリズム(押えカバー)及びカバーを組み付ける前の状態でのレンズ鏡胴の斜視図、図16は可動レンズ群の動作を説明する断面図である。
尚、ここでは、レンズ鏡胴Mは、図1に示すように、携帯電話機Pのモニタを有する蓋体P1に内蔵されており、被写体光(入射光)の光軸L1が蓋体P1の外面に垂直に進入するとプリズムにより直角に屈曲されてレンズ光学系の光軸L2方向に進み、レンズ鏡胴Mの後方側に連結されたCCD等の撮像素子に入り込むように形成されている。ここでは、光軸L1及び光軸L2により全体の屈曲した光軸Lが形成されている。
ここでは、プリズム80より屈曲された光軸L2上において後方に向けて順次に配列された、前側固定レンズ群60、前側可動レンズ群30、後側可動レンズ群40、後側固定レンズ群70により、レンズ光学系が構成されている。
このように、筐体10が3つのガイドシャフト21,22,23の両端部を嵌合させて固定するため、光軸Lと平行になるように3つのガイドシャフト21,22,23を高精度に組み付けることができ、それ故に、3つのガイドシャフト21,22,23にガイドされる複数の可動レンズ群(前側可動レンズ群30及び後側可動レンズ群40のレンズGの)光軸合わせを高精度に行うことができる。
開口部16は、図4及び図5に示すように、開口部15と略90度異なる方向に面する側壁を取り除いて開口部15と隣接するように略矩形に形成され、筐体10に外側から近付けられて取り付けられる後述する駆動機構90の保持プレート93で覆われるようになっている。このように、開口部15に加えて開口部16を設けることで、前側可動レンズ群30及び後側可動レンズ群40の組み付け及び取り外しを一層容易に行うことができる。
掛止爪17bは、図6ないし図8に示すように、一対の延出壁部17の外側面において傾斜して突出するように形成されている。
位置決め部17cは、図8に示すように、筐体10の前壁11と一対の延出壁部17の領域において、プリズム80を光軸方向L1、光軸方向L2、光軸L1,L2に垂直な方向に位置決めし得るように複数の突条として形成されている。
このように、筐体10に位置決め部17cを設けたことにより、プリズム80を嵌め込んで当接させるだけで、筐体10の所定位置に高精度に組み付けることができ、組付け作業性の向上、組付け精度の向上、レンズ光学系との光軸合わせの高精度化等を達成することができる。
そして、カバー18は、図3に示すように、筐体10の内部に収容する部品(ガイドシャフト21,22,23、前側可動レンズ群30、後側可動レンズ群40、コイルスプリング50等)の組み付けが完了した後に、開口部15を覆うようにネジBを用いて筐体10に結合されるようになっている。
このように、筐体10に対して着脱自在なカバー18を設けたことにより、内部の確認及び必要に応じた分解作業を容易に行うことができる。また、カバー18を平板状に形成したことにより、カバー18に垂直な光軸方向L1(光軸L2に垂直な厚み方向)の薄型化を達成することができる。
掛止片19aは、弾性変形可能でかつ掛止爪17bを嵌合させる開口部を画定するように形成されている。
そして、押えカバー19は、図5及び図13に示すように、プリズム80を2つの延出壁部17の間に挟み込むように挿入した後に、プリズム80を位置決め部17cに向けて押えつつ固定するように、掛止片19aを掛止爪17bに掛止して筐体10にスナップフィット結合されるようになっている。ここで、掛止片19aは、その弾性変形を利用して撓ませつつ掛止爪17bに対してスナップフィット結合されるため、掛止片19aを外側に撓ませれば、押えカバー19を筐体10から容易に取り外すことができる。
そして、ガイドシャフト21は、後述する前側可動レンズ群30の連結部32を摺動自在に連結させて光軸方向L2にガイドするようになっている。
また、ガイドシャフト22は、後述する後側可動レンズ群40の連結部42を摺動自在に連結させて光軸方向L2にガイドするようになっている。
さらに、回転止めガイドシャフト23は、後述する前側可動レンズ群30の連結部33及び後側可動レンズ群40の連結部43を摺動自在に連結させて光軸L回りの回転を一緒に規制しつつ光軸方向L2にガイドするようになっている。
後側固定レンズ群70は、図5及び図11に示すように、レンズG単体からなり、筐体10の後側環状固定部12aに対して、光軸方向L2の後方から挿入して固定されるように形成されている。
第1駆動機構91は、図11に示すように、第1モータ91a、第1モータ91aに直結された第1リードスクリュー91b、第1リードスクリュー91bに螺合されると共に前側可動レンズ群30の係合片35に光軸方向L2の後側から係合する第1ナット91c、第1リードスクリュー91bの先端に嵌合された第1軸受部材91d、第1モータ91a及び第1軸受部材91dを保持する第1保持プレート91e等を備えている。ここで、第1モータ91aとしてはステッピングモータ等が採用される。
第1保持プレート91eは、コ字状に両端が屈曲して形成され、その主面においてネジBを捩じ込むネジ孔91e´を有し、一端側で第1モータ91aを保持し、他端側で第1軸受部材91dを保持するようになっている。
そして、第1駆動機構91は、第1モータ91aの起動により第1リードスクリュー91bが回転すると、第1ナット91cが光軸方向L2に移動し、第1ナット91cに追従する係合片35を介して、前側可動レンズ群30を光軸方向Lの所望の位置に移動させるようになっている。
第2保持プレート92eは、第1保持プレート91eと同一形状をなすようにコ字状に両端が屈曲して形成され、その主面においてネジBを捩じ込むネジ孔92e´を有し、一端側で第2モータ92aを保持し、他端側で第2軸受部材92dを保持するようになっている。
そして、第2駆動機構92は、第2モータ92aの起動により第2リードスクリュー92bが回転すると、第2ナット92cが光軸方向L2に移動し、第2ナット92cに追従する係合片45を介して、後側可動レンズ群40を光軸方向L2の所望の位置に移動させるようになっている。
また、駆動機構90は、図14に示すように、円孔93cを通したネジBをネジ孔17aに捩じ込みかつ円孔14bを通したネジBをネジ孔93eに捩じ込むことにより、その一部(第1保持プレート91e、第2保持プレート92e、及び保持プレート93)により筐体10の開口部16を塞ぐように、着脱自在に取り付けられるようになっている。
このように、駆動機構90を筐体10の外側から近づけて開口部16を覆うように組み付けることで、その組み付けが容易に行うことができ、又、一旦組み付けた後でも内部の点検又は修理等の際に容易に取り外すことができる。
尚、保持プレート93と第1モータ91a及び第2モータ92aの間に、エポキシ樹脂等の接着剤94を充填することにより、隙間を完全に密閉でき、筐体10内部へのゴミ等の侵入を防止することができる。
第2位置センサ102は、投光素子及び受光素子を備えた透過型の光センサであり、図3、図11に示すように、筐体10の側壁13にて開口する凹部12eに取り付けられている。そして、第2位置センサ102は、検出片44が投光素子から受光素子に向う検出光を遮ることで、後側可動レンズ群40の初期位置を検出するようになっている。
フレキシブル配線板110は、図2に示すように、駆動機構90の第1モータ91a及び第2モータ92aの接続端子、第1位置センサ101及び第2位置センサ102の接続端子にそれぞれ接続されるように、筐体10の外側壁に沿って配設されている。
組み付けに先立って、筐体10、カバー18、押えカバー19、3つのガイドシャフト21,22,23、前側可動レンズ群30、後側可動レンズ群40、コイルスプリング50、前側固定レンズ群60、後側固定レンズ群70、プリズム80、モジュール化された駆動機構90、第1位置センサ101及び第2位置センサ102、フレキシブル配線板110等を準備する。
そして、前側可動レンズ群30及び後側可動レンズ群40が開口部15から筐体10内に挿入されて所定位置に保持され、ガイドシャフト21,22及び回転止めガイドシャフト23が、光軸方向L2の後方から筐体10に近づけられて対応する嵌合孔12bにそれぞれ挿入され、ガイドシャフト21が前側可動レンズ群30の連結部32に挿入され、ガイドシャフト22が後側可動レンズ群40の連結部42に挿入され、回転止めガイドシャフト23が後側可動レンズ群40の連結部43に挿入されかつ前側可動レンズ群30の連結部33に挿入され、さらに、筐体10の対応する嵌合孔11bにそれぞれ挿入される。
また、前側可動レンズ群30は、回転止めガイドシャフト23により光軸L2回りの回転が規制されつつガイドシャフト21により光軸方向L2に移動自在にガイドされる状態となり、後側可動レンズ群40は、回転止めガイドシャフト23により光軸L2回りの回転が規制されつつガイドシャフト22により光軸方向L2に移動自在にガイドされる状態となる。このように、光軸方向L2にガイドする専用のガイドシャフト21,22と光軸L2回りの回転を規制する共通のガイドシャフト23を採用することで、構造の簡素化、部品点数の削減が達成され、前側可動レンズ群30及び後側可動レンズ群40は光軸方向Lに高精度にガイドされ得る。
続いて、前側固定レンズ群60が、光軸方向L2の前方から筐体10に近づけられて、前側環状固定部11aに挿入され適宜接着剤等を用いて固定される。
続いて、後側固定レンズ群70が、光軸方向L2の後方から筐体10に近づけられて、後側環状固定部12aに挿入され適宜接着剤等を用いて固定される。
尚、後側固定レンズ群70が先に組み込まれ、続いて、前側固定レンズ群60が組み込まれてもよい。
続いて、第1ナット91cが係合片35に光軸方向L2の後側から当接し、第2ナット92cが係合片45に光軸方向L2の前側から当接するようにして、モジュール化された駆動機構90が、光軸方向L2に垂直な方向から筐体10に近づけられて、開口部16を塞ぐように筐体10に組み付けられる。
ここでは、プリズム80を組み込む前の状態で光学検査を行うことができるため、専用の検査装置が不要になり、又、生産ライン等において専用の検査装置を設置するスペースが不要になり、設備及び管理費用等の低減等を達成することができる。
そして、光学特性の検査で合格すると、プリズム80が筐体10に嵌め込まれ、その外側から押えカバー19が組み付けられる。尚、特性検査で不合格になると、適宜手直し工程に移行される。
続いて、カバー19が開口部15を塞ぐように筐体10に組み付けられる。
先ず、被写体光は、プリズム80に垂直な方向L1から進入し、プリズム80により90度光路が屈曲させられて光軸L2方向に進行し、直線上に並ぶレンズ光学系(前側固定レンズ群60→前側可動レンズ群30→後側可動レンズ群40→後側固定レンズ群70)を順次通過し、さらに後方に配置される撮像素子に入射するようになっている。
そして、休止状態においては、前側レンズ群30は光軸方向L2の最も前方に停止し、後側可動レンズ群40は光軸方向L2の最も後方に停止した状態にある。
そして、第1駆動機構91により、前側可動レンズ群30が光軸方向L2に駆動され、第2駆動機構92により、後側可動レンズ群40が光軸方向L2に駆動され、図16(a)に示す広角端撮影位置から、図16(b)に示す中間撮影位置を経て、図16(c)に示す望遠端撮影位置に至るようになっている。
上記構成をなすレンズ鏡胴Mによれば、構造の簡素化、部品の集約化による小型化、組付け作業性の向上、組付け精度の向上、レンズの光軸合わせの高精度化、設備及び管理費用等の低減等を達成しつつ、汎用の検査装置でレンズ光学系の光学特性を検査でき、携帯電話機P等に搭載されるのに適した小型化で薄型化のレンズ鏡胴が得られる。
上記実施形態においては、複数の可動レンズ群として二つの可動レンズ群30,40と、駆動機構として二つの駆動機構91,92(第1モータ91a,第2モータ92a)、位置センサとして二つの位置センサ101,102を備えた場合を示したが、これに限定されるものではなく、3つ以上の可動レンズ群及び駆動機構並びに位置センサを含む構成において、本発明を適用してもよい。
上記実施形態においては、前側固定レンズ群60及び後側固定レンズ群70を含むレンズ光学系において、本発明を適用した場合を示したが、これに限定されるものではなく、固定レンズ群が無い可動レンズ群だけのレンズ光学系において本発明を適用してもよい。
P1 蓋体
M レンズ鏡胴
L 光軸方向
L1 入射光の光軸
L2 レンズ光学系の光軸
S 入射窓
10 筐体
11 前壁
11a 前側環状固定部
11b 嵌合孔
11c ネジ穴
11d 位置決め突起
11e,11f 凹部
12 後壁
12a 後側環状固定部
12b 嵌合孔
12c ネジ穴
12d 位置決め突起
12e,12f 凹部
12g フランジ部
12h 凹部
12i,13a 掛止爪
13 側壁
14 底壁
14a 位置決め突起
14b 円孔
15,16 開口部
17 一対の延出壁部(収容部)
17a ネジ穴
17b 掛止爪
17c 位置決め部
18 カバー
18a,18b 円孔
18c 掛止片
19 押えカバー
19a 掛止片
19b 当接部
21,22 ガイドシャフト
23 回転止めガイドシャフト
30 前側可動レンズ群
31 レンズ枠
G レンズ
32,33 連結部
34 検出片
35 係合片
36 掛止部
40 後側可動レンズ群
41 レンズ枠
G レンズ
42,43 連結部
44 検出片
45 係合片
46 掛止部
50 コイルスプリング
60 前側固定レンズ群
G レンズ
70 後側固定レンズ群
G レンズ
80 プリズム
90 駆動機構
91 第1駆動機構
91a 第1モータ
91b 第1リードスクリュー
91c 第1ナット
91d 第1軸受部材
91e 第1保持プレート
91e´ ネジ孔
92 第2駆動機構
92a 第2モータ
92b 第2リードスクリュー
92c 第2ナット
92d 第2軸受部材
92e 第2保持プレート
92e´ ネジ孔
93 保持プレート
93a,93b,93c,93d 円孔
93e ネジ孔
94 接着剤
101 第1位置センサ
102 第2位置センサ
110 フレキシブル配線板
Claims (2)
- プリズムと、前記プリズムの後方に配列される可動レンズ群を含むレンズ光学系と、前記レンズ光学系の光軸方向に伸長すると共に前記プリズム及びレンズ光学系を収容する筐体と、前記複数の可動レンズ群をそれぞれ光軸方向に駆動する駆動機構とを備えたレンズ鏡胴であって、
前記筐体は、前記プリズムを嵌め込んで収容するべく略三角形状に延出する一対の延出壁部により画定される収容部と、前記プリズムに入射する入射光の光軸方向及び前記レンズ光学系の光軸方向において前記プリズムの位置決めを行う位置決め部と、前記収容部に嵌め込まれた前記プリズムを押圧して固定するべく着脱自在な押えカバーを含み、
前記押えカバーは、前記一対の延出壁部に組み付けられた状態で、前記一対の延出壁部と協働して前記プリズムに入射する入射光の入射窓を画定するように形成され、
前記プリズムは、前記収容部に嵌め込まれて前記位置決め部により位置決めされると共に前記押えカバーの着脱により前記筐体に対して着脱自在に収容され、
前記筐体は、前記プリズムを収容する前の状態で、前記レンズ光学系の光軸方向に開口するように形成されている、
ことを特徴とするレンズ鏡胴。 - 前記押えカバーは、スナップフィット結合により、前記筐体に組み付けられている、
ことを特徴とする請求項1に記載のレンズ鏡胴。
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