JP5819128B2 - 撮像ユニット - Google Patents
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Description
この撮像ユニットでは、モータの駆動力によってリードスクリューが回転すると第1のナット部材がリードスクリューの軸線方向にスライドするので、第2のコイルバネを介して第1のナット部材と一体化しているレンズ枠がガイドロッドに沿って進退する。そして第2のコイルバネによってナット支持凹部(レンズ枠)と第1のナット部材の間のガタ取りがされているので、モータによってレンズを正確に位置制御できる。
上記撮像光学系は、上記光軸に直交した状態で上記撮像ユニットに入射する入射撮影光を該光軸方向に屈曲させる第1の反射面、及び、該光軸に沿って進む撮影光を上記入射撮影光と平行な方向に屈曲させて上記撮像素子に導く第2の反射面を備え、上記コイル部の中心軸が上記入射撮影光と平行であってもよい。
しかもトーションスプリングの一端でナットをレンズ枠に形成したナット受面に押圧しているので、レンズ枠にガイドロッドの長手方向寸法が大きい(ナットを配置するための)凹部を形成する必要がない。そのためレンズ枠及び撮像ユニットをガイドロッドの長手方向に小型化できる。
図1、図2に示すように撮像ユニット1は大きな構成要素として第1レンズ群ブロック3、本体モジュール15、基板モジュール65、及び、カバー部材76を具備している。
図3に示すように前方から第1レンズ群ブロック3を見たとき、第1プリズムLP1の入射面LP1−aの四隅がレンズL1の外周側に位置する。しかし図2に示すように、ホルダ4の前面(マスク固定面)にはレンズL1を避けるためのレンズ逃げ孔11が形成された前側遮光マスク10が固定状態で貼り付けてあり、前側遮光マスク10の四隅によって入射面LP1−aの四隅が覆われるので、入射面LP1−aの四隅は前方に露出しない。
さらにホルダ4の右端面にはレンズL3の右側面を覆う右側遮光マスク13が固定状態で貼設してある(図2参照)。但し右側遮光マスク13には開口14が形成してあるので、レンズ部L3aの外周縁部より内周側部分は右側に露出している。
以上説明したレンズL1、第1プリズムLP1、レンズL2、レンズL3が第1レンズ群LG1の構成要素である。またホルダ4、前側遮光マスク10、第1レンズ群LG1、及び、右側遮光マスク13が第1レンズ群ブロック3の構成要素である。
第1ロッド36には、合成樹脂製の2群レンズ枠39(レンズ枠)の上部に形成した左右方向に延びる略円柱形状のロッド挿通部39a(図5、図6、図7参照)を左右方向に貫通する挿通孔40(ロッド挿通孔)がスライド自在に嵌合しており、第2ロッド37には2群レンズ枠39の下端部に形成した回転止め溝41が係合している。このように回転止め溝41が第2ロッド37に係合することにより2群レンズ枠39の第1ロッド36回りの回転を規制しているので、2群レンズ枠39は第1ロッド36及び第2ロッド37に沿って左右方向にスライド可能である。2群レンズ枠39を左右方向に貫通するレンズ保持孔には、2枚のレンズL4、L5からなり、かつ出射面LP1−b及び入射面LP2−aと左右方向に対向する第2レンズ群LG2が嵌合固定してある。また、ロッド挿通部39aの前面には前方に向かって延びる略円柱形状のコイル取付部39b(図6参照)が突設してあり、コイル取付部39bの前端部には一対の抜止部39cが上方と下方に向けてそれぞれ突設してある。またコイル取付部39bには、コイル取付部39bを左右方向に貫通する連通孔39dが形成してある。連通孔39dの前端は開放しており、連通孔39dの後端はロッド挿通部39aの内部において挿通孔40と連通している。さらに2群レンズ枠39の上端部には、上面、前面、及び後面が開放したナット支持凹部39e(図7参照)が形成してある。図示するようにナット支持凹部39eは、その左右方向位置はコイル取付部39bと同一であり、その上下方向位置はコイル取付部39bと異なる。ナット支持凹部39eの右側に位置する壁39e1には断面円形の回転駆動軸挿通孔39fが貫通孔として形成してあり、ナット支持凹部39eの左側に位置する壁39e2には回転駆動軸挿通孔39fと同心をなす断面円弧形状の回転駆動軸逃げ凹部39gが形成してある。さらに2群レンズ枠39の左側面には、ロッド挿通部39aの直下に位置しかつ左右方向に対して直交する平面である被押圧面39h(第2の被押圧面)が形成してある。
ナット支持凹部39eには、軸線が左右方向に延びる雌ねじ孔を備えるドリブンナット44が、該軸線回りの回転を規制された状態で遊嵌してある。ドリブンナット44の板厚(左右寸法)はナット支持凹部39eの左右寸法より小さい。さらにコイル取付部39bには、円形のコイル部S1aと、コイル部S1aの両端からそれぞれ延びる端部S1b及び端部S1cと、を有するトーションスプリングS1のコイル部S1aが固定状態で嵌合してある(コイル部S1aの中心軸は前後方向に延びる)。図5に示すようにコイル部S1aをコイル取付部39bに嵌合すると、前方から見たときに上下の抜止部39cがコイル部S1aとそれぞれ重なるので、コイル部S1aがコイル取付部39bから不意に脱落することはない。端部S1bは弾性変形した状態で左側からドリブンナット44の左側の側面44a(第1の被押圧面)に当接しており(側面44aは左右方向に対して直交する平面)、ドリブンナット44を右側に向けて付勢している。そのためドリブンナット44の右側面はナット支持凹部39eの右側に位置する壁39e1の左側面(ナット受面)に接触している。さらに端部S1cが弾性変形した状態で左側から被押圧面39hに当接している。
収納凹部18の上部にはステッピングモータからなる第1モータM1が固定してある。第1モータM1は左方に向かって直線的に延びる回転駆動軸M1a(リードスクリュー)を備えており、回転駆動軸M1aは回転駆動軸挿通孔39f、ドリブンナット44の上記雌ねじ溝、及び、回転駆動軸逃げ凹部39gを貫通しており、回転駆動軸M1aの先端部近傍に形成した雄ねじ溝がドリブンナット44の上記雌ねじ溝に螺合している。そして端部S1bの付勢力によって、ドリブンナット44とナット支持凹部39e(壁39e1の左側面であるナット受面)との間のバックラッシュは除去されている。従って、第1モータM1を動作させることにより回転駆動軸M1aをその軸線回りに正逆回転させると、2群レンズ枠39(レンズL4、L5)が第1ロッド36と第2ロッド37に沿って図4に示すテレ端位置と図3に示すワイド端位置との間を左右方向に直線移動する。
ナット支持凹部47eには、ドリブンナット44が自身の軸線(左右方向)回りの回転を規制された状態で遊嵌してある。ドリブンナット44の板厚(左右寸法)はナット支持凹部47eの左右寸法より小さい。さらにコイル取付部47bには、円形のコイル部S2aと、コイル部S2aの両端からそれぞれ延びる端部S2b及び端部S2cと、を有するトーションスプリングS2のコイル部S2aが固定状態で嵌合してある(コイル部S2aの中心軸は前後方向に延びる)。図8及び図9に示すようにコイル部S2aをコイル取付部47bに嵌合すると、前方から見たときに上下の抜止部47cがコイル部S2aとそれぞれ重なるので、コイル部S2aがコイル取付部47bから不意に脱落することはない。端部S2bは弾性変形した状態で右側からドリブンナット44の右側の側面44a(第1の被押圧面)に当接しており(側面44aは左右方向に対して直交する平面)、ドリブンナット44を左側に向けて付勢している。そのためドリブンナット44の左側面はナット支持凹部47eの左側に位置する壁47e2の右側面(ナット受面)に接触している。さらに端部S2cが弾性変形した状態で右側から被押圧面47hに当接している。
以上説明したハウジング16、第1ロッド36、第2ロッド37、第2レンズ群LG2、第3レンズ群LG3、及び、第2プリズムLP2、第1モータM1、第2モータM2、トーションスプリングS1、及び、トーションスプリングS2が本体モジュール15の構成要素である。
第1レンズ群ブロック3と本体モジュール15を一体化すると、ホルダ4の右端部(右側レンズ保持孔9を形成している壁)が隔壁19の連通孔20に嵌合し、レンズL2、レンズL3の光軸Aが第2レンズ群LG2及び第3レンズ群LG3の光軸と一致する。
以上説明した第1レンズ群LG1、第2レンズ群LG2、第3レンズ群LG3、及び、第2プリズムLP2が撮像光学系(屈曲光学系)の構成要素であり、第2レンズ群LG2(レンズL4、L5)と第3レンズ群LG3(レンズL6)が第1ロッド36及び第2ロッド37に沿って進退することにより該撮像光学系はズーミング動作を行い、第3レンズ群LG3が進退することによりフォーカシング動作を行う。
回路基板66の後面の右端部には撮像素子69が固定してあり、撮像素子69に設けた複数の端子(図示略)が上記プリント回路に半田付けにより固定状態で接続している。撮像素子69の後面には前後方向に対して直交する撮像面(図示略)が形成してある。さらに撮像素子69はその入射側の面(図中後面)に、平板からなり該撮像面全体を覆うカバーガラス70を固定状態で備えている。
さらに撮像素子69の後面(後端部)には、前面及び左側面が開放したゴム等の弾性材料からなるパッキン72が被せてある。さらにパッキン72の後面には上記撮像面全体を後方に露出させるための露出用孔(貫通孔)73と、スペーサ23a、23b、23cをそれぞれ貫通させるための3つの貫通孔が穿設してある。
以上説明した回路基板66、撮像素子69、及び、パッキン72が基板モジュール65の構成要素である。
押圧片84、押圧片85、及び、押圧片86は前方から後方に向かって突出する押圧突起84a、押圧突起85a、及び、押圧突起86aをそれぞれ具備しており(押圧片84、押圧片85、及び、押圧片86の押圧突起84a、押圧突起85a、及び、押圧突起86aに対応する部分の前面は凹んでいる)、自由状態にあるとき押圧片84、押圧片85、及び、押圧片86は基部77の他の部分と同一平面上に位置している。
長寸係合片79と側部係合片81には共に方形をなす係合孔80と係合孔82がそれぞれ穿設してある。
次いでハウジング16の前面にカバー部材76の基部77を前方から被せて、上下の短寸係合片78を上下の第1係合凹部30にそれぞれ係合させ、上下の長寸係合片79の係合孔80を上下の係合突起32にそれぞれ係合させ、かつ、上下の側部係合片81の係合孔82を上下の係合突起34にそれぞれ係合させて、カバー部材76をハウジング16に固定する。
このようにして撮像ユニット1を組み立てると、カバー部材76の押圧片84、押圧片85、及び、押圧片86の押圧突起84a、押圧突起85a、及び、押圧突起86aが回路基板66の前面の右側部に接触し、僅かに前方に弾性変形した押圧片84、押圧片85、及び、押圧片86から(押圧突起84a、押圧突起85a、及び、押圧突起86aを通じて)回路基板66の前面に後向きの押圧力(付勢力)が掛かるので、回路基板66及び撮像素子69が後方に押圧される。するとハウジング16の3つのスペーサ23a、23b、23cの位置決め平面24とカバー部材76の押圧突起84a、押圧突起85a、及び、押圧突起86aによって回路基板66と撮像素子69の一体物が前後から挟持されるので、スペーサ23a、23b、23cと押圧突起84a、85a、86aとによって回路基板66及び撮像素子69がハウジング16及び第2プリズムLP2に対して前後方向に正確に位置決めされる。
さらに第1モータM1と第2モータM2を利用して第2レンズ群LG2(レンズL4、L5)と第3レンズ群LG3(レンズL6)を第1ロッド36及び第2ロッド37に沿って進退させることにより上記撮像光学系をズーミング動作及びフォーカシング動作させれば、被写体像を変倍及び合焦させた状態で撮像可能となる。
しかも端部S1b、S2bでドリブンナット44を押圧しているので、ナット支持凹部39e、47eを左右方向に大型化させる必要がない。さらに2群レンズ枠39、3群レンズ枠47に形成したナット支持凹部39e、47eとコイル取付部39b、47bの左右方向位置が同一なので、トーションスプリングS1、S2の左右寸法を短くできる。そのため2群レンズ枠39、3群レンズ枠47、及び、撮像ユニット1を左右方向に小型化できる。
さらに合成樹脂製の2群レンズ枠39と3群レンズ枠47を金型を利用して成形する際に当該金型の挿通孔40、48を成形する部分を挿通孔40、48から引き抜くときに、当該金型のコイル取付部39b、47bを成形する部分(挿通孔40、48を成形する部分と連続している)を連通孔39d、47dを利用してコイル取付部39b、47bから引き抜くことができるので、2群レンズ枠39と3群レンズ枠47の生産性は良好である。
例えばコイル取付部39b、47bから一方の抜止部39c、47cを省略してもよい。
また壁39e2と壁47e1の少なくとも一方を省略してもよい。さらに2群レンズ枠39と3群レンズ枠47に、ナット支持凹部の一部ではない壁39e1と壁47e2を形成してもよい(2群レンズ枠39と3群レンズ枠47からナット支持凹部39e、47eを省略してもよい)。
また第1ロッド36、第2ロッド37と回転駆動軸M1a、M2aは厳密に平行である必要はなく、僅かに傾斜(例えば1〜2°の範囲で)していてもよい。同様に、連通孔39d、47dは挿通孔40、48の軸線と厳密に平行である必要はなく、僅かに傾斜(例えば1〜2°の範囲で)していてもよい。
また、コイル取付部39b、47bはレンズL4、L5、L6の光軸と厳密に直交する必要はなく(例えば傾斜角が88°〜92°程度の範囲であればよく)、同様に、コイル取付部39b、47bは挿通孔40、48の軸線と厳密に直交する必要はない(例えば傾斜角が88°〜92°程度の範囲であればよい)。
さらに端部S1b、S1c、S2b、S2cは側面44aと被押圧面39h、47hを厳密に左右方向に押圧する必要はなく、左右方向に対して僅かに傾斜した角度(例えば1〜2°の範囲で)で側面44aと被押圧面39h、47hを押圧してもよい。
また、第1プリズムLP1と第2プリズムLP2をミラーに代えてもよい。
さらに、撮像光学系(屈曲光学系)に含まれるプリズムを第1プリズムLP1のみとしてもよい。
3 第1レンズ群ブロック
4 ホルダ
5 耳片
6 貫通孔
7 プリズム収納空間
8 前側レンズ保持孔
9 右側レンズ保持孔
10 前面遮光マスク
11 レンズ逃げ孔
13 右側遮光マスク
14 開口
15 本体モジュール
16 ハウジング
17 取付用凹部
18 収納凹部
19 隔壁
20 連通孔
22 位置決め部
23a 23b 23c スペーサ
24 位置決め平面
25 プリズム用凹部
27 基板支持面
28 係止突起
30 第1係合凹部
31 第2係合凹部
32 34 係合突起
36 第1ロッド(ガイドロッド)
37 第2ロッド(ガイドロッド)
39 2群レンズ枠(レンズ枠)
39a ロッド挿通部
39b コイル取付部
39c 抜止部
39d 連通孔
39e ナット支持凹部
39e1 壁(ナット受面)
39e2 壁
39f 回転駆動軸挿通孔
39g 回転駆動軸逃げ凹部
39h 被押圧面(第2の被押圧面)
40 挿通孔(ロッド挿通孔)
41 回転止め溝
42 ナット保持孔
44 ドリブンナット
44a 側面(第1の被押圧面)
47 3群レンズ枠(レンズ枠)
47a ロッド挿通部
47b コイル取付部
47c 抜止部
47d 連通孔
47e ナット支持凹部
47e1 壁
47e2 壁(ナット受面)
47f 回転駆動軸逃げ凹部
47g 回転駆動軸逃げ凹部
47h 被押圧面(第2の被押圧面)
48 挿通孔(ロッド挿通孔)
49 回転止め溝
50 ナット保持孔
65 基板モジュール
66 回路基板
67 円形孔
69 撮像素子
70 カバーガラス
72 パッキン
73 露出用孔(貫通孔)
76 カバー部材
77 基部
78 短寸係合片
79 長寸係合片(弾性係合片)
80 係合孔
81 側部係合片(弾性係合片)
82 係合孔
84 85 86 押圧片
84a 85a 86a 押圧突起
A 光軸
B 固定ネジ
L1 レンズ
L2 レンズ
L3 レンズ
L4 レンズ
L5 レンズ
L6 レンズ(移動レンズ)
LG1 第1レンズ群
LG2 第2レンズ群
LG3 第3レンズ群
LP1 第1プリズム
LP1−a 入射面
LP1−b 出射面
LP2 第2プリズム
LP2−a 入射面
LP2−b 出射面
M1 第1モータ
M1a 回転駆動軸(リードスクリュー)
M2 第2モータ
M2a 回転駆動軸(リードスクリュー)
S スペーサ
S1 トーションスプリング
S1a コイル部
S1b S1c 端部
S2 トーションスプリング
S2a コイル部
S2b S2c 端部
Claims (7)
- 直線的に延びるガイドロッドと、
該ガイドロッドと平行なリードスクリューと、
該リードスクリューを軸線回りに回転させるモータと、
上記リードスクリューに螺合した、上記軸線に直交する第1の被押圧面を有するドリブンナットと、
上記ガイドロッドにスライド可能に支持した、上記ドリブンナットの上記第1の被押圧面と反対側の面が当接するナット受面、及び、上記軸線に直交する第2の被押圧面を有し、かつ該ドリブンナットを回転不能に支持すると共に移動レンズを支持するレンズ枠と、
該レンズ枠に形成したコイル取付部と、
該レンズ枠に形成した、上記軸線と平行な方向に離間する一対の壁を有して該壁の一方が上記ナット受面を構成し、内部に上記ドリブンナットを配置したナット支持凹部と、
自身のコイル部を上記コイル取付部に嵌合させ、かつ一端で上記第1の被押圧面を上記軸線と平行な方向に押圧することにより上記ドリブンナットを上記ナット受面に当接させ、他端で上記第2の押圧面を上記軸線と平行な方向に押圧するトーションスプリングと、
上記移動レンズを含む撮像光学系と、
該撮像光学系から射出された撮影光を受光する撮像素子と、
を備え、
上記ナット支持凹部と上記軸線と平行な方向の位置を同じとして、かつ上記ナット支持凹部に対して上記軸線に直交する方向で位置を異ならせて上記コイル取付部を形成したことを特徴とする撮像ユニット。 - 請求項1記載の撮像ユニットにおいて、上記リードスクリューの軸線と上記コイル部の中心軸が略直交している撮像ユニット。
- 請求項1または2記載の撮像ユニットにおいて、
上記撮像光学系が、上記移動レンズの光軸に沿って延びる撮影光の光路を屈曲させるものであり、
上記撮像素子が、上記撮像光学系によって屈曲された上記光路の撮影光を受光する撮像ユニット。 - 請求項3記載の撮像ユニットにおいて、
上記撮像光学系は、上記光軸に直交した状態で上記撮像ユニットに入射する入射撮影光を該光軸方向に屈曲させる第1の反射面、及び、該光軸に沿って進む撮影光を上記入射撮影光と平行な方向に屈曲させて上記撮像素子に導く第2の反射面を備え、
上記コイル部の中心軸が上記入射撮影光と平行である撮像ユニット。 - 請求項1から4のいずれか1項記載の撮像ユニットにおいて、
上記レンズ枠に、上記光軸と直交する方向に延びる上記コイル取付部を突設し、
該コイル取付部の先端部に、該コイル取付部の延長方向に見たときに上記コイル部の一部と重なる抜止部を突設した撮像ユニット。 - 請求項5記載の撮像ユニットにおいて、
上記レンズ枠に設けたロッド挿通部に、該ロッド挿通部を貫通しかつ上記ガイドロッドがスライド自在に挿通するロッド挿通孔を形成し、
該ロッド挿通部の側面に、上記ロッド挿通孔の軸線に対して直交する方向に延びる上記コイル取付部を突設した撮像ユニット。 - 請求項6記載の撮像ユニットにおいて、
上記コイル取付部に、該コイル取付部を上記ロッド挿通孔の軸線と平行な方向に貫通しかつ上記ロッド挿通孔と連通する連通孔を形成した撮像ユニット。
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