本發(fā)明涉及能夠?qū)崿F(xiàn)透鏡的光軸方向移位的透鏡組件以及攝像裝置。

背景技術(shù)：

近年來(lái)，搭載有使用了ccd(chargecoupleddevice：電荷耦合器件)型影像傳感器或者cmos(complementarymetaloxidesemiconductor：互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體)型影像傳感器等固體攝像元件的攝像裝置的數(shù)字靜像照相機(jī)(digitalstillcamera)、便攜終端等攝像設(shè)備得到了普及。然而，一般而言，用戶(hù)要求提高這些攝像設(shè)備的攜帶方面的便利性、設(shè)計(jì)性是不言而喻的，還要求進(jìn)一步促進(jìn)高畫(huà)質(zhì)化。作為促進(jìn)高畫(huà)質(zhì)化的例子，為了抑制被攝體的散焦，存在使攝像裝置具備使聚焦透鏡在光軸方向上移位的聚焦功能的情況等。另一方面，為了提高攝像設(shè)備的攜帶方面的便利性、設(shè)計(jì)性，需要攝像裝置小型化。

在此，如專(zhuān)利文獻(xiàn)1所示，已知如下技術(shù)：為了使變焦透鏡在光軸方向上移位，通過(guò)使保持變焦透鏡的透鏡移動(dòng)框體的一部分(稱(chēng)為抵接部)抵接到設(shè)置于旋轉(zhuǎn)體的外周的凸輪部，使所述旋轉(zhuǎn)體旋轉(zhuǎn)，從而經(jīng)由抵接部而與保持框體一體地驅(qū)動(dòng)變焦透鏡。旋轉(zhuǎn)體的旋轉(zhuǎn)角高精度地對(duì)應(yīng)于透鏡移動(dòng)框體的抵接部所抵接的凸輪部的光軸方向位置，所以能夠通過(guò)確定其旋轉(zhuǎn)角而使變焦透鏡高精度地移位。

專(zhuān)利文獻(xiàn)1：日本特開(kāi)2006-98652號(hào)公報(bào)

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

另外，專(zhuān)利文獻(xiàn)1的旋轉(zhuǎn)體經(jīng)由齒輪系來(lái)傳遞馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)力。一般而言，為了平滑地傳遞旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)力，在齒輪系的咬合的齒彼此之間設(shè)置齒隙的情形較多。但是，當(dāng)在咬合的齒彼此之間存在齒隙時(shí)，即使在驅(qū)動(dòng)源側(cè)的齒輪靜止的狀態(tài)下，成為被驅(qū)動(dòng)側(cè)的旋轉(zhuǎn)體的齒輪也被允許在齒隙量下任意旋轉(zhuǎn)，由此產(chǎn)生無(wú)法高精度地進(jìn)行保持框的定位這樣的問(wèn)題。作為更具體的例子，有可能發(fā)生如下的所謂過(guò)沖(overshoot)現(xiàn)象：由于驅(qū)動(dòng)時(shí)的各部分的慣性力等，相對(duì)于驅(qū)動(dòng)源側(cè)的齒輪的旋轉(zhuǎn)量，與其咬合的旋轉(zhuǎn)體的旋轉(zhuǎn)量變得過(guò)剩。

相對(duì)于此，還考慮另行設(shè)置用于朝向該凸輪部在光軸方向的一個(gè)方向上對(duì)透鏡移動(dòng)框體的抵接部施力的彈簧部件等的結(jié)構(gòu)。根據(jù)這樣的結(jié)構(gòu)，由于彈簧部件等的作用力而在凸輪部的抵接點(diǎn)產(chǎn)生與其傾斜度對(duì)應(yīng)的切線(xiàn)方向分力，因此能夠利用它始終對(duì)旋轉(zhuǎn)體賦予旋轉(zhuǎn)方向的一個(gè)方向的扭矩，所以由此抑制咬合的齒彼此分離，從而能夠抑制過(guò)沖現(xiàn)象等。在此，在為了能夠有效地抑制咬合的齒彼此分離而想要提高切線(xiàn)方向分力時(shí)，需要使凸輪部相對(duì)于軸線(xiàn)正交方向的傾斜度變大、或者強(qiáng)化彈簧部件等以能夠賦予更強(qiáng)大的作用力等。

然而，在使凸輪部的傾斜度變大的情況下，旋轉(zhuǎn)體的整個(gè)長(zhǎng)變長(zhǎng)而招致結(jié)構(gòu)的大型化。另一方面，存在如下問(wèn)題：在強(qiáng)化了彈簧部件等的情況下，有可能在凸輪部產(chǎn)生抵接部的壓痕、損傷等而妨礙抵接部相對(duì)于凸輪部平滑地滑動(dòng)，另外對(duì)應(yīng)于被強(qiáng)化的彈簧部件等而需要提高了旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)力的高輸出的驅(qū)動(dòng)源等。因此，期望如下對(duì)策：不依賴(lài)于作用于凸輪部的抵接點(diǎn)的切線(xiàn)方向分力，而能夠有效地抑制咬合的齒彼此分離。

本發(fā)明以解決上述課題為目的，其目的在于提供一種小型且廉價(jià)并且能夠?qū)崿F(xiàn)透鏡的高精度的光軸方向移位的透鏡組件以及使用該透鏡組件的攝像裝置。

本發(fā)明的透鏡組件具有：

基部，設(shè)置有驅(qū)動(dòng)源；

第1齒輪，根據(jù)所述驅(qū)動(dòng)源的驅(qū)動(dòng)力而旋轉(zhuǎn)；

第2齒輪，具備凸輪面，相對(duì)于所述基部以能夠旋轉(zhuǎn)的方式相接，通過(guò)與所述第1齒輪咬合而能夠傳遞所述驅(qū)動(dòng)力；以及

保持框，具備與所述凸輪面抵接的抵接部，保持透鏡，

被傳遞所述驅(qū)動(dòng)力的所述第2齒輪相對(duì)于所述基部而旋轉(zhuǎn)，與此對(duì)應(yīng)地，所述凸輪面與所述抵接部的抵接位置在光軸方向上移位，由此所述保持框在光軸方向上被定位，

設(shè)置有彈性部件，該彈性部件相對(duì)于所述基部對(duì)所述第2齒輪施力。

本發(fā)明的透鏡組件具有：

基部，設(shè)置有驅(qū)動(dòng)源；

第1齒輪，根據(jù)所述驅(qū)動(dòng)源的驅(qū)動(dòng)力而旋轉(zhuǎn)；

第2齒輪，具備凸輪面，相對(duì)于所述基部以能夠旋轉(zhuǎn)的方式相接，通過(guò)與所述第1齒輪咬合而能夠傳遞所述驅(qū)動(dòng)力；以及

保持框，具備與所述凸輪面抵接的抵接部，保持透鏡，

被傳遞所述驅(qū)動(dòng)力的所述第2齒輪相對(duì)于所述基部而旋轉(zhuǎn)，與此對(duì)應(yīng)地，所述凸輪面與所述抵接部的抵接位置在光軸方向上移位，由此所述保持框在光軸方向上被定位，

所述基部與所述第2齒輪的相互抵接的抵接面的至少一方是粗糙面。

根據(jù)本發(fā)明，能夠提供一種小型且廉價(jià)并且能夠?qū)崿F(xiàn)透鏡的高精度的光軸方向移位的透鏡組件以及使用了該透鏡組件的攝像裝置。

附圖說(shuō)明

圖1是包括本實(shí)施方式的透鏡組件的攝像裝置100的分解圖。

圖2是用通過(guò)圖1的ii-ii線(xiàn)的面來(lái)切斷拆下攝像組件的攝像裝置100而在箭頭方向上觀(guān)察的圖。

圖3是本實(shí)施方式的凸輪組件106的立體圖，但簡(jiǎn)略圖示蝸輪。

圖4是本實(shí)施方式的基座部105a和軸部105b的立體圖。

圖5是另一實(shí)施方式的凸輪組件106’的立體圖，但簡(jiǎn)略圖示蝸輪。

圖6是另一實(shí)施方式的基座部105a’和軸部105b的立體圖。

圖7是變形例的凸輪組件106’的立體圖。

圖8是將包括又一實(shí)施方式的透鏡組件的攝像裝置的上蓋和攝像組件拆下而示出的立體圖。

圖9是用通過(guò)圖8的ix-ix線(xiàn)的面來(lái)切斷拆下攝像組件的攝像裝置而在箭頭方向上觀(guān)察的圖。

(附圖標(biāo)記說(shuō)明)

100：攝像裝置；101：框體；101a：底壁；101b-101e：側(cè)壁；102、103：導(dǎo)軸；104：懸掛部；105a、105a’：基座部；105b：軸部；105c：上表面；105c’：環(huán)狀面；106、106’：凸輪組件；106a：蝸輪(wormwheel)；106b：凸輪片；106c：凸輪面；106d：卡合部；106e：貫通孔；106f：平面部；107：馬達(dá)；107a：蝸桿副(wormgear)；108：懸掛部；109：壓縮彈簧；110：攝像組件；111：基板；112：光電變換部；120：保持框；121、122：突出部；121a：圓形開(kāi)口；122a：開(kāi)口；123：臂部；124：鉤部；125：盤(pán)簧；126：鉤部；127：盤(pán)簧；128：盤(pán)簧；130：上蓋；130a：開(kāi)口部；131：承接部。

具體實(shí)施方式

以下，參照附圖，說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式。圖1是包括本實(shí)施方式的透鏡組件的攝像裝置100的分解圖，切除框體的一部分(用陰影線(xiàn)示出的部位)而示出。圖2是用通過(guò)圖1的ii-ii線(xiàn)的面來(lái)切斷拆下攝像組件的攝像裝置100而在箭頭方向上觀(guān)察的圖，但拆下了攝像組件。圖3是本實(shí)施方式的凸輪組件106的立體圖，但簡(jiǎn)略圖示了蝸輪(wormwheel)。圖4是本實(shí)施方式的基座部105a和軸部105b的立體圖。攝像裝置100搭載于便攜電話(huà)、智能手機(jī)等便攜設(shè)備，作為照相機(jī)發(fā)揮功能。在此，將透鏡的光軸方向設(shè)為z方向，將與z方向正交的方向設(shè)為x方向以及y方向。

在圖1中，在無(wú)上壁的箱狀的框體101的下側(cè)，安裝有攝像組件110。攝像組件110包括矩形形狀的基板111和形成于基板111的上表面的由ccd傳感器或者cmos傳感器構(gòu)成的光電變換部112。攝像組件110連接于未圖示的控制電路，具有將光學(xué)圖像變換為電信號(hào)而向外部輸出的功能。

框體101具有：安裝有攝像組件110的底壁101a、以及從底壁101a的周邊朝向上方而延伸的側(cè)壁101b～101e(其中側(cè)壁101e以被切口的狀態(tài)而圖示)。在底壁101a，與光電變換部112相對(duì)置地形成有開(kāi)口部(未圖示)，夾著該開(kāi)口部而植入設(shè)置有2根導(dǎo)軸102、103來(lái)作為引導(dǎo)部件。圓筒狀的導(dǎo)軸102、103平行于后述的透鏡ls的光軸方向(z方向)而延伸。導(dǎo)軸102、103的上端如圖2所示與上蓋130的下表面抵接地被保持。

在底壁101a處的導(dǎo)軸102的附近，形成有l(wèi)字狀的懸掛部104。另外，在導(dǎo)軸103的附近處的側(cè)壁101d的內(nèi)側(cè)面，如圖2所示形成有l(wèi)字狀的懸掛部108。

而且，在底壁101a處的導(dǎo)軸102的附近，形成如圖4所示的圓筒狀的基座部105a，并且從基座部105a的平滑的上表面105c的中央，軸部105b與光軸oa平行地延伸。軸部105b的上端如圖2所示與形成于上蓋130的下表面的承接部131抵接地被保持。

作為第2齒輪的凸輪組件106如圖3所示，在蝸輪106a的上表面粘合或者一體成型了凸輪片106b。在凸輪片106b的上表面，形成有高度隨著朝向周向而變化的螺旋狀的凸輪面106c。凸輪面106c的中央成為隆起為圓筒狀的卡合部106d。

在凸輪組件106的中央形成有貫通孔106e，軸部105b旋轉(zhuǎn)自如地嵌合于貫通孔106e。在上述狀態(tài)下，凸輪組件106的平滑的下表面105g與基座部105a的上表面105c作為抵接面而相互抵接。而且，在圖2中，在承接部131的下表面與卡合部106d之間且軸部105b的周?chē)?，配置有壓縮彈簧109，相對(duì)于承接部131，在圖2中朝箭頭方向(z方向下方)對(duì)凸輪組件106施力。此外，作為彈性部件，也可以代替壓縮彈簧109而設(shè)置橡膠、樹(shù)脂等。關(guān)于卡合部106d，上端既可以是平面，也可以是能夠嵌合壓縮彈簧109的錐形面。

而且，在底壁101a，安裝有作為驅(qū)動(dòng)源的馬達(dá)107。在馬達(dá)107的旋轉(zhuǎn)軸，安裝有作為第1齒輪的蝸桿副107a，該蝸桿副107a與凸輪組件106的蝸輪106a咬合。蝸桿副107a的軸線(xiàn)在x方向上延伸。

在圖1中，保持作為聚焦透鏡的透鏡ls(也可以是多個(gè))的保持框120具有整體上是圓筒狀且在光軸正交方向上突出的2個(gè)突出部121、122。突出部121具有與導(dǎo)軸102卡合的圓形開(kāi)口121a，突出部122具有與導(dǎo)軸103卡合的開(kāi)口122a。在此，通過(guò)將開(kāi)口122a設(shè)為在光軸正交方向上長(zhǎng)的長(zhǎng)孔，能夠減少裝配允許難度。在上述情況下，優(yōu)選通過(guò)導(dǎo)軸102與圓形開(kāi)口121a的嵌合來(lái)執(zhí)行裝配基準(zhǔn)。

另外，作為抵接部的板狀的臂部123從突出部121向凸輪組件106側(cè)延伸，其前端如圖2所示與凸輪面106c抵接。而且，在突出部121處突出地設(shè)置有鉤部124。在鉤部124、以及框體101的懸掛部104處分別安裝有作為第1施力部件的盤(pán)簧125的端部，如圖2所示，朝向框體101的底壁101a側(cè)在z方向上對(duì)保持框120施力。另外，經(jīng)由臂部123，凸輪組件106也被底壁101a側(cè)施力，由此凸輪組件106的光軸方向位置也被固定。此外，關(guān)于使臂部123與凸輪面106c壓接的盤(pán)簧125的作用力，設(shè)為不會(huì)對(duì)凸輪面106c造成滑動(dòng)痕跡等的程度的比較低的值。

另一方面，在突出部122處突出地設(shè)置有鉤部126。在鉤部126、以及框體101的懸掛部108處分別安裝有作為第2施力部件的盤(pán)簧127的端部，朝向框體101的側(cè)壁101e側(cè)在y方向上對(duì)保持框120施力。盤(pán)簧127相對(duì)于導(dǎo)軸102、103在y方向上對(duì)保持框120施力，從而具有針對(duì)框體101高精度地定位光軸oa的功能。

在框體101的側(cè)壁101b～101e的上端，安裝有矩形板狀的上蓋130。在上蓋130處形成有開(kāi)口部130a。由包括基座部105a的框體101和上蓋130構(gòu)成基部。在將透鏡ls以及保持框120裝配于框體101與上蓋130之間的狀態(tài)下，上蓋130的開(kāi)口部130a使其物體側(cè)露出。另外，在上述狀態(tài)下，被導(dǎo)軸102、103所引導(dǎo)，保持框120能夠在光軸方向上移位。由盤(pán)簧125、框體101、上蓋130、透鏡ls、保持框120、凸輪組件106以及馬達(dá)107的蝸桿副107a構(gòu)成透鏡組件。

接下來(lái)，說(shuō)明本實(shí)施方式的攝像裝置的動(dòng)作。在攝影時(shí)，如果使搭載于未圖示的攝像設(shè)備的攝像裝置100的透鏡ls朝向被攝體，則經(jīng)由透鏡ls而入射的被攝體光成像于攝像組件110的光電變換部112。光電變換部112將被攝體的像變化為電信號(hào)，輸出到未圖示的液晶顯示器。由此，在顯示器中顯示被攝體的圖像。當(dāng)用戶(hù)在適合的定時(shí)(timing)進(jìn)行釋放操作時(shí)，被攝體被攝像，其圖像數(shù)據(jù)從光電變換部112被輸出，在進(jìn)行了預(yù)定的圖像處理之后被記錄于未圖示的存儲(chǔ)器。

本實(shí)施方式的攝像裝置100能夠根據(jù)被攝體距離使透鏡組件在光軸方向上移位而進(jìn)行聚焦動(dòng)作。在由未圖示的測(cè)距裝置測(cè)量了直至被攝體為止的距離(被攝體距離)之后，如果馬達(dá)107進(jìn)行正轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)而使蝸桿副107a旋轉(zhuǎn)時(shí)，蝸輪106a繞正向旋轉(zhuǎn)，凸輪組件106繞相同方向旋轉(zhuǎn)。在此，由于盤(pán)簧125的作用力，臂部123的前端壓接到凸輪片106b的凸輪面106c，所以凸輪面106c的z方向高度位置根據(jù)凸輪組件106的旋轉(zhuǎn)而變化，與此對(duì)應(yīng)地，保持框120與臂部123一起被導(dǎo)軸102、103所引導(dǎo)并且在光軸方向上移位，能夠使透鏡ls向適合于被攝體距離的光軸方向位置移位。

在本實(shí)施方式中，如上所述盤(pán)簧125的作用力比較小且凸輪面106c的斜度也小，所以在從臂部123的前端對(duì)凸輪面106c賦予按壓力時(shí)，在凸輪面106c處所產(chǎn)生的切線(xiàn)方向分力變小。因此，僅基于此，由于在蝸桿副107a與蝸輪106a的齒彼此之間存在的齒隙的存在，難以抑制由驅(qū)動(dòng)時(shí)的各部分的慣性力等所引起的過(guò)沖等。

因此，在本實(shí)施方式中，使用壓縮彈簧109，相對(duì)于承接部131在圖2中朝箭頭方向(z方向下方)對(duì)凸輪組件106施力，所以作用于凸輪組件106的下表面106g與基座部105a的上表面105c之間的摩擦力變高。由此，即使例如在蝸桿副107a與蝸輪106a的齒彼此之間存在齒隙，也由于凸輪組件106針對(duì)基座部105a的保持力變高，從而能夠有效地抑制過(guò)沖等。

圖5是另一實(shí)施方式的凸輪組件106’的立體圖，但簡(jiǎn)略圖示蝸輪。圖6是另一實(shí)施方式的基座部105a’和軸部105b的立體圖。圖5所示的凸輪組件106’在下表面106g(與基座部105a’相對(duì)置的面)形成有環(huán)狀地突出的平面部106f，并且將其表面設(shè)為粗糙面。另一方面，基座部105a’的軸部105b的周?chē)沫h(huán)狀面105c’為粗糙面。除此以外的結(jié)構(gòu)與上述實(shí)施方式相同。

平面部106f的表面以及環(huán)狀面105c’例如在注塑成型用的模具的轉(zhuǎn)印面設(shè)置皺紋等，能夠與成型同時(shí)地形成。平面部106f的表面以及環(huán)狀面105c’的表面粗糙度按算術(shù)平均粗糙度ra而優(yōu)選為12.5μm以上且200μm以下。另外，平面部106f的表面以及環(huán)狀面105c’的摩擦系數(shù)優(yōu)選為0.5以上。此外，只要將平面部106f的表面以及環(huán)狀面105c’的至少一方設(shè)為粗糙面即可。

根據(jù)本實(shí)施方式，將相互抵接的平面部106f的表面和環(huán)狀面105c’設(shè)為預(yù)定的粗糙面，所以即使在不使用壓縮彈簧109的情況下，并且即使在蝸桿副107a與蝸輪106a的齒彼此之間存在齒隙，也能夠提高凸輪組件106針對(duì)基座部105a的摩擦力，有效地抑制過(guò)沖等。此外，通過(guò)組合壓縮彈簧109來(lái)使用，能夠進(jìn)一步提高凸輪組件106針對(duì)基座部105a的保持力。

圖7是變形例的凸輪組件106’的立體圖。在本變形例中，相對(duì)于圖5的實(shí)施方式，將平面部106f設(shè)為在周向上等間隔地分離的3個(gè)扇形狀。由此，能夠使平面部106f的面積變小，所以能夠抑制成本且提高模具加工精度等，并且能夠更穩(wěn)定地保持與環(huán)狀面105c’抵接時(shí)的摩擦系數(shù)。

圖8是將包括又一實(shí)施方式的透鏡組件的攝像裝置的上蓋和攝像組件拆下而示出的立體圖，切除框體的一部分(用陰影線(xiàn)示出的部位)而示出。圖9是用通過(guò)圖8的ix-ix線(xiàn)的面來(lái)切斷拆下攝像組件的攝像裝置而在箭頭方向上觀(guān)察的圖，不過(guò)以安裝了上蓋的狀態(tài)來(lái)示出。

在本實(shí)施方式中，在保持框120的突出部121處設(shè)置的鉤部124與在框體101的底壁101a處設(shè)置的懸掛部104相對(duì)于z方向而偏移，因此，兩端分別安裝于鉤部124和懸掛部104的盤(pán)簧128(施力部件)如圖9所示，其軸線(xiàn)ax相對(duì)于z方向以及y方向而傾斜。與此相伴地，未設(shè)置圖1、2的實(shí)施方式中的盤(pán)簧125、127。除此以外的結(jié)構(gòu)與上述實(shí)施方式相同。

根據(jù)本實(shí)施方式，由于相對(duì)于z方向而傾斜地安裝的盤(pán)簧128的作用力的z方向分量fz，能夠與盤(pán)簧125同樣地使臂部123的前端壓接到凸輪面106c。另外，由于盤(pán)簧128的作用力的y方向分量fy，相對(duì)于導(dǎo)軸102、103在y方向上對(duì)保持框120施力，從而能夠針對(duì)框體101高精度地定位光軸oa。并且，代替盤(pán)簧125、127而設(shè)置了盤(pán)簧128，所以部件件數(shù)變少，對(duì)成本降低做出貢獻(xiàn)。

在以上的實(shí)施方式中，經(jīng)由相互咬合的蝸桿副和蝸輪將馬達(dá)的驅(qū)動(dòng)力傳遞到凸輪組件，但不限于此，也可以經(jīng)由例如正齒輪等來(lái)傳遞驅(qū)動(dòng)力。