JP6785640B2 - 撮像用光学装置 - Google Patents

Description

本発明は、撮像装置などに用いられる撮像用光学装置に関するものである。

撮像装置は、レンズ装置や絞り装置などの光学装置を備えている。下記特許文献１に記載された従来技術は、絞り機構を一体に備えるレンズ装置であり、レンズ枠（鏡筒）と、レンズ枠に組み込まれた絞り機構とを備えている。この従来技術における絞り機構は、複数の絞り羽根と、絞り羽根を駆動するアクチュエータと、絞り羽根及びアクチュエータを収容するケースを備え、ケースは、レンズ枠の直径よりも小さい幅を有し、レンズ枠の直径よりも大きい長さを有する細長形状に形成され、レンズ枠の挿通孔に挿通される絞り羽根収容部分と、レンズ枠の外部に配置されるアクチュエータ収容部分を備えている。そして、ケースの絞り羽根収容部分が挿通されるレンズ鏡筒の挿通孔の一方が、ケースのアクチュエータ収容部分で閉塞され、挿通孔の他方が、ケースの絞り羽根収容部分の先端を覆うカバーで閉塞されている。

特開２００４−３４８０３０号公報

前述した従来技術によると、レンズ枠と絞り機構とを一体化することはできるが、絞り機構のケースとレンズ枠とを強固に固定することができないため、落下衝撃などで絞り羽根のケースとレンズ枠とが外れてしまう不具合や、ケースの羽根収容部分がレンズ枠内で移動して、レンズに接触するといった不具合があった。また、レンズ枠の側部に絞り機構のアクチュエータなどが配置されるため、フォーカス駆動などでレンズ枠を移動させるためのアクチュエータを、レンズ枠周囲に装備し難い問題があった。

本発明は、このような問題に対処するために提案されたものである。すなわち、撮像用の光学装置であって、レンズと絞りなどを強固に一体化できること、フォーカス駆動などに用いるアクチュエータをレンズ枠の周囲に配置し易くすること、などを課題としている。

このような課題を解決するために、本発明による羽根駆動装置は、以下の構成を具備するものである。

開口を有する差し込み部を有し、前記開口を制限する羽根部材を収容する薄厚状の羽根収容部材と、前記羽根部材を摺動させるアクチュエータと、前記差し込み部が突出する凹状のレンズ枠保持部を外縁に備え、前記差し込み部を除く前記羽根収容部材と前記アクチュエータとを収容する収容枠と、前記レンズ枠保持部に保持され、前記開口の中心が光軸と同軸になるように前記差し込み部が挿入される挿入孔を有するレンズ枠と、前記収容枠に結合することで、前記レンズ枠保持部に保持されたレンズ枠を、前記収容枠と協働して挟持する挟持部材とを備えることを特徴とする撮影用光学装置。

本発明の実施形態（第１実施形態）に係る撮像用光学装置を示した説明図（（ａ）は外観平面図であり、（ｂ）はＡ−Ａ断面図）である。 収容枠とレンズ枠と挟持部材を分離した状態の平面図である。 本発明の実施形態（第２実施形態）に係る撮像用光学装置の分解斜視図である。 本発明の実施形態（第２実施形態）に係る撮像用光学装置の内部構造を示す説明図（（ａ）が平面図であり、（ｂ）がＡ−Ａ断面図）である。 撮像装置（カメラユニット）を備えた携帯電子機器を示す説明図である。

以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。以下の説明で異なる図における同一符号は同一機能の部位を示しており、各図における重複説明は適宜省略する。

図１及び図２に示すように、本発明の実施形態に係る撮影用光学装置１は、羽根駆動装置２と、レンズ枠３と、挟持部材４とを備えている。羽根駆動装置２は、羽根部材１０（１１，１２）と、羽根収容部材２０（２１，２２）と、アクチュエータ３０と、収容枠４０とを備えている。

羽根収容部材２０は、開口２０Ａを有する差し込み部２０Ｂを有しており、内部に羽根部材１０を収容する羽根室を形成する薄厚状の板状部材である。羽根部材１０は、羽根収容部材２０内で摺動して、開口２０Ａの開口面積を制限する。図示の羽根部材１０（１１，１２）は、開口２０Ａに重なる開口１１Ａ，１２Ａを備えており、収容部４０内に設けられるガイドピン４６に係合するガイド孔１１Ｂ，１２Ｂを備えている。

アクチュエータ３０は、羽根部材１０を摺動させる駆動源であり、コイル３１とマグネット３２を備えている。コイル３１とマグネット３２の一方が、収容枠４０内を摺動する駆動部材３３に固定されており、他方が、収容枠４０内に固定されている。駆動部材３３は、収容枠４０内に中央が軸支されているレバー部材３４に連結しており、駆動部材３３がアクチュエータ３０によって収容枠４０内を摺動することで、レバー部材３４が回動して、レバー部材３４の左右両端部にそれぞれ連結している羽根部材１０（１１，１２）が互いに逆向きに摺動する。駆動部材３３の位置は、マグネット３２を検知するホール素子４８の出力によって、任意の位置に制御することができる。

収容枠４０は、差し込み部２０Ｂを除く羽根収容部材２０とアクチュエータ３０を収容している。また、収容枠４０は、前述した駆動部材３３とレバー部材３４を収容している。駆動部材３３は、例えば、ベアリングなどの摺動部材４１を介して収容枠４０内に配置されており、収容枠４０内に摺動部材を摺動自在に支持する摺動溝４２が設けられている。駆動部材３３は、自身が保持するマグネット３２が収容枠４０に取り付けられる磁性体４７に吸着することで、摺動部材４１に圧接される。レバー部材３４は、中央部が回転軸４３に軸支されている。そして、収容枠４０は、羽根収容部材２０の差し込み部２０Ｂが突出する凹状のレンズ枠保持部４０Ａを外縁に備えている。

レンズ枠３は、内部にレンズ３Ｌを備えており、側面に挿入孔３Ａを備えている。レンズ枠保持部４０Ａに保持されるレンズ枠３には、羽根収容部材２０の差し込み部２０Ｂが挿入される。挿入孔３Ａ内に挿入された差し込み部２０Ｂにおける開口２０Ａは、レンズ枠３の光軸と略同軸に配置される。また、レンズ枠３は段部３Ｃを備えている。

挟持部材４は、収容枠４０と協働して、レンズ枠３を挟持する。収容枠４０のレンズ枠保持部４０Ａに保持されたレンズ枠３が収容枠４０と挟持部材４との間に挟持される。収容枠４０と挟持部材４は、レンズ枠保持部４０Ａの外側に互いに対面する結合面を備えている。収容枠４０の結合面４０Ｂには、結合凸部４４や位置決め凸部４５が設けられており、挟持部材４の結合面４Ａには、結合凸部４４が嵌合する結合凹部４Ｂ、位置決め凸部４５が嵌合する位置決め凹部４Ｃが設けられている。

また、挟持部材４には、収容枠４０のレンズ枠保持部４０Ａ内に突出する突出部４Ｄを備えている。突出部４Ｄは、レンズ枠保持部４０Ａ内に挿入されることで、レンズ枠保持部４０Ａ内に保持されているレンズ枠３の外周を押圧するように、レンズ枠３の外周形状に応じた凹部４Ｄ１，４Ｄ２が設けられている。図示の例では、レンズ枠３の外周が段部３Ｃを備えるため、その段部に応じるように２段の凹部４Ｄ１，４Ｄ２が設けられている。

更に、挟持部材４は、レンズ枠３の挿入孔３Ａ内に挿入してレンズ枠３から突出する差し込み部２０Ｂの先端を内部に収容する先端収容部４Ｅを備えている。差し込み部２０Ｂの先端は、先端収容部４Ｅ内に収容されることで、保護されると共に、振れが規制される。

このような構成を備えた撮影用光学装置１は、レンズ枠３内に開口２０Ａを有する差し込み部２０Ｂを挿入して、開口２０Ａを制限する羽根部材１０（１１，１２）を駆動する羽根駆動装置２をレンズ枠３と一体に配備することができるので、コンパクトで且つ機能的な光量調整が可能な撮影用光学装置１を実現することができる。

そして、撮影用光学装置１は、レンズ枠３を羽根駆動装置２の収容枠４０と挟持部材４とで挟んで押さえる構造であるため、レンズ枠３を強固に固定することができ、落下衝撃時に羽根駆動装置２がレンズ枠３から外れる不具合を抑止することができる。

また、レンズ枠３に設けた挿入孔３Ａが、収容枠４０と挟持部材４とで囲まれた構造であるため、挿入孔３Ａからレンズ枠３内に進入する迷光や、レンズ枠３内から外部に漏れる漏光を抑止することができ、ゴースト像の発生や意図しない光量低下を防止することができる。

また、撮影用光学装置１は、レンズ枠３に挿入される羽根駆動装置２の差し込み部２０Ｂの先端を、羽根駆動装置２の収容枠４０に結合される挟持部材４の先端収容部４Ｅに収めることができるので、片持ち状態で先端が振れやすい差し込み部２０Ｂの先端を保護することができ、また、差し込み部２０Ｂの先端の振れを抑えて、差し込み部２０Ｂとレンズ３Ｌとの接触を防止することができる。

更には、撮影用光学装置１は、羽根駆動装置２の収容枠４０の結合面４０Ｂと挟持部材４の結合面４Ａとを結合させるに際して、平面状の結合面４０Ｂ，４Ａを互いに接着する等して強固に固定することができ、また、結合面４０Ｂに設けた結合凸部４４と位置決め凸部４５を、結合面４Ａに設けた結合凹部４Ｂと位置決め凹部４Ｃに嵌合させることで、強固且つ高い精度での結合が可能になる。

また、撮影用光学装置１は、羽根駆動装置２の収容枠４０の片側に挟持部材４を結合させているので、挟持部材４に、羽根駆動装置２の収容枠４０内で摺動する駆動部材３３を吸引又は反発させる機構を設けることで、無通電時の駆動部材３３の位置を全開位置又は全閉位置に安定に保持することができる。具体的には、挟持部材４内に、駆動部材３３に設けたマグネット３２と磁気吸着又は磁気反発する磁性部材を設けることで、駆動部材３３の位置を全開位置又は全閉位置に安定して保持することができる。

図３及び図４は、本発明の他の実施形態に係る撮影用光学装置を示している。この撮影用光学装置１は、前述した例と同様に、羽根駆動装置２とレンズ枠３と挟持部材４を備えており、挟持部材４には、レンズ枠３を羽根駆動装置２と共に光軸方向に移動させるアクチュエータ５０の駆動部材５１が装備されている。図示の例では、駆動部材５１は、コイルである。

図３及び図４に示した撮影用光学装置１は、ベース部材５を備えており、このベース部材５に対して、羽根駆動装置２とレンズ枠３と挟持部材４とが移動自在に装着されている。

このため、挟持部材４には、レンズ枠３を光軸方向に沿って移動させるためのガイド部５３が設けられている。図示の例では、ガイド部５３は、レンズ枠３の光軸方向に延設される溝であり、この溝にベアリング５４が摺動自在に支持されて、ベアリング５４介してベース部材５に挟持部材４の移動自在に支持されている。アクチュエータ５０は、一方の駆動部材５１（例えば、コイル）が挟持部材４側に取り付けられ、他方の駆動部材５２（例えば、マグネット）がベース部材５側に取り付けられている。また、挟持部材４とベース部材５には、駆動部材５１，５２に対向して、ヨーク５５，５６が配置されている。

このような撮影用光学装置１は、羽根駆動装置２をレンズ枠３に保持するための挟持部材４に駆動部材５１を設けることで、羽根駆動装置２とレンズ枠３とを一体化した状態で、レンズ枠３を光軸方向に移動させることができ、羽根駆動装置２の動作に連動したオートフォーカス制御を行うことができる。図示の例では、挟持部材４は、ワイヤ５７を介してベース部材５に弾性支持されており、ワイヤ５７を通電経路として、挟持部材４に設けたコイル（駆動部材５１）への通電を行うことができる。このように、挟持部材４にアクチュエータ５０の駆動部材５１を設けた場合には、アクチュエータ５０と羽根駆動装置２の収容枠４０内のアクチュエータ３０とが磁気干渉しないように、磁気干渉抑止用の磁性体を挟持部材４に設けることとが好ましい。

なお、他の実施形態では、光軸と水平方向に移動可能にベース部材５が保持されるようにすることで、手振れ補正制御がさらに行えるようにしてもよい。この場合、たとえば指示部材としてはベアリングなどが用いられ、駆動部材としてはＶＣＭ（ボイスコイルモータ）などが用いられる。
また、その他の実施形態では、オートフォーカス制御および手振れ補正制御のうち、オートフォーカス制御は行わないようにしてもよい。
また、さらにその他の実施形態では、羽根部材１０の開口１１Ａ，１２Ａの一方または両方にフィルタが設けられてもよい。たとえば、ＮＤフィルタを開口１１Ａに設けることで、ＮＤフィルタを利用した露光量の調整が出来るようにしてもよい。

前述した各実施形態に係る撮影用光学装置１は、図示省略した撮像素子（ＣＣＤ）との合わせてユニット化することでカメラユニット（撮像装置）を構成することができる。このようなカメラユニットは、薄厚化・コンパクト化が可能であり、携帯用電子機器内などでの設置スペースを省スペース化することができる。また、レンズ枠３などの調整を行った後に羽根駆動装置２を組み付けて一体化することができるので、簡易且つ精度の高い調整が可能である。

図６は、カメラ１００を備える携帯電子機器（携帯情報端末）２００を示している。スマートホンなどの携帯電子機器２００は、内部に実装するユニットの厚さが厳しく制限されるが、前述したカメラ１００は、レンズ枠３の厚さ内に羽根駆動装置２を収めて組み付けることで薄厚化を可能にするので、高い携帯性或いはデザイン性を追求した携帯電子機器２００にスペース効率よく実装することができる。なお、本実施例の枠体３の内部に配置される部材は、ベース枠１０の片側から順に組みつけられるように配置位置および形状が設計されている。

以上、本発明の実施の形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこれらの実施の形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても本発明に含まれる。また、上述の各実施の形態は、その目的及び構成等に特に矛盾や問題がない限り、互いの技術を流用して組み合わせることが可能である。

１：撮影用光学装置，２：羽根駆動装置，
３：レンズ枠，３Ａ：挿入孔，３Ｌ：レンズ，３Ｃ：段部，
４：挟持部材，４Ａ：結合面，４Ｂ：結合凹部，４Ｃ：位置決め凹部，
４Ｄ：突出部，４Ｄ１，４Ｄ２：凹部，４Ｅ：先端収容部，５：ベース部材，
１０（１１，１２）：羽根部材，１１Ａ，１２Ａ：開口，
１１Ｂ，１２Ｂ：ガイド孔，
２０（２１，２２）：羽根収容部材，
２０Ａ：開口，２０Ｂ：差し込み部，
３０：アクチュエータ，３１：コイル，３２：マグネット，
３３：駆動部材，３４：レバー部材，
４０：収容枠，４０Ａ：レンズ枠保持部，４０Ｂ：結合面，
４１：摺動部材，４２：摺動溝，４３：回転軸，
４４：結合凸部，４５：位置決め凸部，４６：ガイドピン，
４７：磁性体，４８：ホール素子，
５０：アクチュエータ，５１，５２：駆動部材，５３：ガイド部，
５４：ベアリング，５５，５６：ヨーク，５７：ワイヤ，
１００：カメラ，２００：携帯電子機器（携帯情報端末）

Claims (10)

1. 開口を有する差し込み部を有し、前記開口を制限する羽根部材を収容する薄厚状の羽根収容部材と、
   前記羽根部材を摺動させるアクチュエータと、
   前記差し込み部が突出する凹状のレンズ枠保持部を外縁に備え、前記差し込み部を除く前記羽根収容部材と前記アクチュエータとを収容する収容枠と、
   前記レンズ枠保持部に保持され、前記開口の中心が光軸と同軸になるように前記差し込み部が挿入される挿入孔を有するレンズ枠と、
   前記収容枠に結合することで、前記レンズ枠保持部に保持されたレンズ枠を、前記収容枠と協働して挟持する挟持部材とを備えることを特徴とする撮影用光学装置。
2. 前記挟持部材は、前記レンズ枠から突出する前記差し込み部の先端を内部に収容することを特徴とする請求項１記載の撮影用光学装置。
3. 前記収容枠と前記挟持部材は、前記レンズ枠保持部の外側に互いに対面する結合面を備え、前記挟持部材は、前記レンズ枠保持部内に突出する突出部を備えることを特徴とする請求項１又は２記載の撮影用光学装置。
4. 前記挟持部材には、前記レンズ枠を光軸方向に移動させるアクチュエータの駆動部材が装備されていることを特徴とする請求項１記載の撮影用光学装置。
5. 前記駆動部材は、コイルであることを特徴とする請求項４記載の撮影用光学装置。
6. 前記挟持部材は、ワイヤで支持されており、該ワイヤを介して前記コイルへの通電がなされることを特徴とする請求項５記載の撮影用光学装置。
7. 前記挟持部材には、光軸方向に沿って移動するためのガイド部が設けられることを特徴とする請求項４記載の撮影用光学装置。
8. 前記挟持部材には、前記収容枠内のアクチュエータとの磁気干渉を抑止する磁性体が設けられることを特徴とする請求項４記載の撮影用光学装置。
9. 請求項１〜８のいずれか１項に記載された撮影用光学装置を備える撮像装置。
10. 請求項６に記載の撮影用光学装置を備えた携帯電子機器。

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