专利名称：透镜与快门结合组件的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种在相机等光学仪器中使用的具有机械式快门与透镜座的结合结构的透镜与快门结合组件。
背景技术：
一直以来，具有由多个透镜组构成的摄像光学系统的相机等正在广泛地普及。基于入射到摄像光学系统上的光束而形成的被拍摄物体的像在配置在规定位置上的使用了电荷耦合器件(CCD)的CCD图像传感器等摄像元件上进行成像。在这种相机中，为了实现变焦功能及自动聚焦功能等高性能化、以及高分辨率化，并使安装到便携式终端上时变得容易，需要进一步小型化。为此，用于根据被拍摄物体的亮度来调节光量的快门组件等光量调整装置必须进行小型化。快门组件的尺寸一般依赖于露出开口的开口直径、遮蔽露出开口的快门叶片及中性滤光片(neutral density filter)等的配置空间、以及驱动快门叶片及中性滤光片等的驱动装置的配置空间。另外，一般地，在具有变焦功能的相机中，为了减小上述开口直径，变焦透镜组与快门组件形成为一体地进行移动。
在用于实现快门组件的小型化的结构的一例中，在透镜镜筒(透镜座)的周围配置有驱动快门叶片的步进电机(例如，参照日本专利特开昭62-131238号公报(图1、图2))。另外，还公开了用于将透镜高精度地安装到快门组件上的透镜保持框(透镜座)的结构(例如，参照日本专利特开2002-318335号公报(图1、图2))。该透镜保持框包括透镜收容筒和臂部。透镜收容筒以包围透镜外周的形态收容透镜，并设有与透镜的另一侧的面抵接的透镜支撑部。臂部一体地形成在透镜收容筒的外周上，在与设置在快门组件上的连结部进行连结时，臂部沿光轴方向挠曲，从而将透镜收容筒压紧在快门组件上。利用由该臂部的挠曲产生的力，使透镜夹持在透镜支撑部与快门组件的透镜抵接面之间，从而使透镜的位置调整和保持变得容易。
在日本专利特开昭62-131238号公报公开的结构中，在透镜座的外周部配置有快门叶片的驱动装置。透镜座为了收容透镜而具有厚度。因此，必须对应于镜筒座的厚度，将驱动装置配置在透镜外径的更为外周侧，从而使得快门组件无法进行足够的小型化。另外，由于快门叶片的驱动装置配置在离开光轴的位置上，快门叶片的旋转中心离开光轴，故必须加大快门叶片本身，从而使快门组件的小型化变难。
在日本专利特开2002-318335号公报公开的结构中，为了使透镜与快门组件的位置对准，必须进行透镜的位置调整，从而使装配变得烦琐。另外，该公报并未公开用于实现快门组件小型化的结构。
发明内容
鉴于上述问题，本发明的目的在于提供一种可以小型化、可以高精度地配置透镜组、具有透镜座与快门组件的结合结构的透镜与快门结合组件。
本发明的透镜与快门结合组件，其特征在于，包括可沿光轴方向移动的具有透镜座本体、透镜固定框部的透镜座；安装在所述透镜固定框部上的透镜组；固定在所述透镜座上的快门组件；配置在所述快门组件内的光量控制构件；以及驱动所述光量控制构件移动来进行光量控制动作的驱动部，在所述快门组件上，在与所述光量控制构件相对的位置上形成有开口部，所述透镜固定框部插入所述开口部中，所述透镜组具有在安装到所述透镜固定框部上时从所述透镜固定框部向所述快门组件的光量控制构件方向突出的突出部，所述驱动部配置在所述突出部的外周部附近。
基于本发明，透镜与快门结合组件包括透镜座、透镜组、快门组件、光量控制构件、以及驱动部。另外，本发明的透镜组也可包括单个透镜。透镜组安装在可沿光轴方向移动的透镜座的透镜固定框部上。由于透镜组并非安装在快门组件上，而是安装在透镜固定框部上得以保持，故可以高精度地安装透镜组。在快门组件内配置有光量控制构件，其通过驱动部的驱动来移动，以进行光量控制动作。透镜座的透镜固定框部插入在形成在与快门组件的光量控制构件相对的位置上的开口部中。从插入开口部的透镜固定框部起，透镜组的突出部进一步向光量控制构件方向突出。光量控制构件可以在靠近透镜组的突出部的位置上进行光量控制动作。由于驱动部配置在突出部的外周部附近，故与配置在透镜固定框部的外周部附近相比，能够以透镜固定框部的厚度尺寸更靠近光轴，从而可以实现快门组件的小型化。另外，可以将光量控制构件的旋转中心配置在靠近透镜组的光轴的位置上，从而可以实现光量控制构件的小型化，还可以实现配置有光量控制构件的快门组件的小型化。
采用本发明，由于可将光量控制构件的驱动部配置在突出部的附近，故可将驱动部配置在靠近透镜组的光轴的位置、即内周部上，从而可以实现快门组件的小型化。另外，可以将光量控制构件的旋转中心配置在靠近透镜组的光轴的位置上，实现光量控制构件的小型化，伴随光量控制构件的小型化，还可以实现快门组件的小型化。另外，由于透镜组并非由快门组件保持，而是由透镜固定框部保持，故可以高精度地安装透镜组。
另外，本发明的特征在于，所述光量控制构件是可在遮蔽与敞开所述快门组件的露出开口的位置之间移动的快门叶片。
采用本发明，通过将可在遮蔽与敞开露出开口的位置之间移动的快门叶片的驱动部配置在靠近透镜组的光轴的位置上，可以实现利用露出开口开闭透镜组件的光路的快门组件的小型化。
采用本发明，由于可在突出部的附近配置快门叶片的驱动部，故可以实现快门组件的小型化。
另外，本发明的特征在于，所述光量控制构件是可在所述快门组件内的光路内位置与从光路退出的位置之间进行变位的中性滤光片。
采用本发明，通过将可在所述快门组件内的光路内位置与从光路退出的位置之间进行变位的中性滤光片的驱动部配置在靠近透镜组的光轴的位置上，可以实现在透镜组件的光路内大致均等地抑制光线的可见光谱部分的各波长的透过来进行光量控制的快门组件的小型化。
采用本发明，由于可以在突出部的附近配置中性滤光片的驱动部，故可以实现快门组件的小型化。
另外，本发明的特征在于，所述光量控制构件是可在遮蔽与敞开所述快门组件的露出开口的位置之间移动的快门叶片、以及可在所述快门组件内的光路内位置与从光路退出的位置之间进行变位的中性滤光片这两者，且分别设有使所述快门叶片移动的驱动部和使所述中性滤光片移动的驱动部，它们配置在相对于所述透镜组的光轴大致对称的位置上。
采用本发明，快门组件内的光量控制由快门叶片和中性滤光片双方进行，通过将各个驱动部配置在大致对称的位置上，可以有效地利用快门组件的空间，从而实现快门组件的小型化。
采用本发明，通过将驱动部配置在相对于透镜组的光轴大致对称的位置上，可以更加有效地利用快门组件的空间，从而实现快门组件的小型化。
另外，本发明的特征在于，所述透镜组由多个透镜构成，构成从所述透镜固定框部突出的所述突出部的透镜与安装在该透镜固定框部上的透镜贴合。
采用本发明，由于构成突出部的透镜与安装在透镜固定框部上的透镜贴合，故构成突出部的透镜不必安装到透镜固定框部上，通过加长突出部，可以进一步扩大配置光量控制构件的驱动部的空间。
采用本发明，通过对构成突出部的透镜使用贴合透镜，只需将贴合透镜中的一片保持在透镜固定框部上即可，由于可以加长突出部，从而可以进一步扩大配置光量控制构件的驱动部的空间，故可以实现快门组件的进一步小型化。
另外，本发明的特征在于，所述透镜组固定在与所述透镜座本体分开形成的筒状透镜固定框部上，该透镜固定框部固定在所述透镜座本体上。
采用本发明，透镜组固定在与透镜座本体分开形成的透镜固定框部上。由于可以比透镜固定框部与透镜座本体一体化的情况更高精度地将透镜组固定到独立的透镜固定框部上，故可以减少透镜组内的倾斜和错位。
采用本发明，通过在与透镜座本体分开形成的筒状透镜固定框部上固定透镜组，使减少透镜组内的透镜之间的倾斜或轴的错位变得容易，从而可以实现高精度的透镜安装。
另外，本发明的特征在于，在所述透镜固定框部的外周上具有外径大于其余部分的防止脱落部。
采用本发明，由于在透镜固定框部的外周上具有外径大于其余部分的防止脱落部，故只要将防止脱落部夹在透镜座与快门组件之间，即可防止因掉落时的冲击等引起的透镜固定框部的错位等。
采用本发明，由于在与透镜座分开形成的透镜固定框部上形成有防止脱落部，故可将防止脱落部夹在透镜座与快门组件之间，从而可以防止因例如掉落时的冲击等引起的透镜固定框部的错位。
另外，本发明的特征在于，所述透镜固定框部在所述光轴方向的与所述突出部相反的一侧具有限制入射到所述透镜组上的光径的光圈部。
采用本发明，由于在透镜固定框部上，在光轴方向的与突出部相反的一侧具有限制入射到透镜组上的光径的光圈部，故与设有独立的光圈部的情况相比，可以实现零件数的减少。由于在透镜固定框部上可以高精度地配置透镜组，故也可以高精度地控制光圈部的位置。
采用本发明，通过在透镜固定框部上附加光圈功能，可以实现零件数的减少。另外，由于在透镜固定框部上高精度地配置透镜组，故也可以高精度地控制光圈部的位置。
另外，本发明的特征在于，所述快门组件具有以配置所述驱动部的一侧为长边的矩形形状的外形。
采用本发明，由于快门组件具有矩形形状的外形，故可以使作为相机等安装到便携式设备上时变得容易。在矩形形状的外形中，在长边侧配置驱动部，故可以有效地利用快门组件的空间。
采用本发明，通过使快门组件形成为矩形形状，可以减少快门组件的体积，另外，包括透镜与快门结合组件在内的相机本体易于形成为适于安装到便携式终端等上的矩形形状。
另外，本发明的特征在于，在所述透镜座上一体地形成有供引导所述光轴方向的移动的导向轴插入的轴承部。
采用本发明，由于在透镜座上一体地形成有供引导所述光轴方向的移动的导向轴插入的轴承部，故通过控制轴承部与透镜组光轴的位置精度，可在透镜组与透镜座一起移动时减少光轴错位。
采用本发明，在透镜座上一体地形成轴承部，通过控制轴承部与透镜组光轴的位置精度，即使透镜组移动也可减少光轴错位的变动。
本发明的目的、特点、优点将通过下面的详细说明和附图得以明确。
图1是表示本发明的一实施形态的透镜与快门结合组件的概略结构的分解立体图。
图2是表示图1的透镜与快门结合组件的概略结构的平行于光轴的侧剖视图。
图3是包括作为本发明的另一实施形态的透镜与快门结合组件的主要部分的透镜及镜筒在内的平行于光轴的侧剖视图。
图4是表示像图1的实施形态那样使用快门驱动部与滤光片驱动部这两者时快门组件上的驱动部的配置位置的例子的垂直于光轴的主视图。
图5是表示图1的透镜座的移动方法的立体图。
图6是表示在作为本发明的又一实施形态的透镜与快门结合组件中使用的镜筒的不同结构的立体图。
具体实施例方式
下面参考附图，对本发明的较佳实施形态进行详细说明。
图1及图2表示的是本发明的一实施形态的透镜与快门结合组件的概略结构。图1以分解、立体的状态表示透镜座与快门组件的结合结构，图2表示的是透镜座与快门组件结合时的截面结构。
如图1所示，透镜座1包括具有座开口部2的透镜座本体1A、以及作为透镜固定框部的镜筒3。在座开口部2上粘结固定着镜筒3。在镜筒3上通过压入或粘结而固定着透镜组4。透镜组4例如由3片透镜4a、4b、4c构成，其中位于快门组件5侧的2片透镜4b、4c形成为预先相互粘结固定的贴合透镜。在快门组件5上设有供镜筒3插入的开口部6。在透镜座1与快门组件5结合时，用固定螺钉7进行固定。在快门组件5上设有用于用固定螺钉7紧固的下孔8。在透镜座1上还设有朝侧向延伸的止转部1a及FPC(柔性印刷电路板)固定部9等。在镜筒3的透镜座1侧，通过减小开口直径而形成有光圈部3a。
透镜座1可以与快门组件5一体地使透镜组4沿光轴4x方向移动，从而使摄像光学系统以拍摄倍率进行变焦或进行聚焦。透镜座1、镜筒3、以及快门组件5例如由合成树脂材料形成。透镜4a、4b、4c由透明玻璃或合成树脂形成。固定螺钉7由金属或合成树脂形成。
如图2所示，在快门组件5的中央分别设有供镜筒3的一部分插入的开口部6、露出开口10、滤光片开口11。在露出开口10与滤光片开口11之间配置有通过移动来遮蔽露出开口10的多个快门叶片12、以及通过移动来覆盖滤光片开口11以减少光量的中性滤光片13。
透镜座1以镜筒3的一部分插入快门组件5的开口部6中的形态与快门组件5结合。在快门组件5上形成有如图1所示的下孔8，透镜座1由两个固定螺钉7固定在快门组件5上。透镜座1与快门组件5的位置对准利用在快门组件5的下孔8周围形成的凸部、以及可与该凸部嵌合的形成在透镜座1上的凹部来进行。
如虚线所示，在快门组件5内配置有用于移动快门叶片12的快门驱动部14、以及用于移动中性滤光片13的滤光片驱动部15。在透镜组4中，位于露出开口10侧的透镜4c具有外表面的一部分从镜筒3突出的突出部16。在该突出部16处，快门组件5的开口部6变窄。在突出部16的外周部附近配置有快门驱动部14、以及滤光片驱动部15。
快门驱动部14与滤光片驱动部15具有用于驱动快门叶片12及中性滤光片13的螺线管(未图示)，通过对线圈(未图示)通电来使铁芯(未图示)变位。在快门组件5的盖部17的背面上可自由转动地保持有杆件(未图示)。杆件的一端与铁芯的端部抵接，以利用铁芯的驱动来进行转动。另外，在杆件的另一端上设有从设置在盖部17上的狭缝(未图示)突出的凸起(未图示)，该凸起与快门叶片12及中性滤光片13卡合，从而可通过杆件的转动使快门叶片12及中性滤光片13转动。由此，快门叶片12和中性滤光片13与快门杆件连动，从而可以通过打开、关断螺线管来对露出开口10及滤光片开口11进行开闭。在快门组件5上配置有用于输入打开、关断螺线管用的电信号的柔性印刷电路板即FPC(未图示)，在固定透镜座1与快门组件5后，该FPC固定于在透镜座1上形成的FPC固定部9上。上面是快门叶片12及中性滤光片13的驱动方法的一例，也可使用例如步进电机等进行驱动。
通过在突出部16的外周部附近配置用于移动快门叶片12的快门驱动部14、以及用于移动中性滤光片13的滤光片驱动部15，可将快门驱动部14、滤光片驱动部15配置在靠近透镜组4的光轴的位置(内周部)上，故可以实现快门组件5的小型化。另外，还可将快门叶片12及中性滤光片13的转动中心配置在靠近透镜组4的光轴的位置上，从而可以实现快门叶片12及中性滤光片13的小型化，可以减小退避时的空间，从而可以实现快门组件5的小型化。另外，在图1及图2所示的实施形态中表示了使用中性滤光片13的例子，但也可使用开口光圈来代替中性滤光片13，或只使用快门叶片12。
图3表示的是包括作为本发明的另一实施形态的透镜与快门结合组件的主要部分的透镜24及镜筒23在内的截面结构。所使用的透镜座1及快门组件5与图1及图2的实施形态中的相同。透镜24并非必须是图1所示的三片结构，也可以是仅为一片的透镜24，其外周部的一部分由镜筒23固定，并形成有朝光轴24x的一个方向突出的突出部26。在光轴24x的另一个方向上设有光圈部23a。然而，最好是像上述实施形态那样使用贴合透镜4b、4c，利用镜筒3只保持透镜4b，由于可以加大突出部16的突出量，从而可进一步扩大快门驱动部14及滤光片驱动部15的配置空间。
图4表示的是像图1所示的本发明的实施形态那样使用快门驱动部14与滤光片驱动部15这两者时快门组件5上的驱动部的配置位置的例子。通过将两个驱动部在开口部6的外周部配置在相对于透镜组4的光轴大致对称的位置上，可以有效地利用快门组件5的空间，故较好。快门组件5的外形最好形成为以配置快门驱动部14或滤光片驱动部15的一侧为长边的矩形形状。即，快门组件5形成为在安装有透镜组4的状态下以使在该光轴4x的方向上最薄来确定尺寸的长方体状。这样，便可以减小快门组件5的体积。另外，装有透镜与快门结合组件的相机本身也易于形成为适于安装到手机等便携式终端上的矩形形状。另外，作为快门组件5的外形尺寸的一例，图4的长边方向是13mm，短边方向是8mm，厚度方向是3mm左右。
图5表示的是透镜座1的移动方法。平行于透镜组4的光轴地配置有导向轴18和副轴19。导向轴18及副轴19例如为金属棒材。导向轴18穿过透镜座1的轴承部20，副轴19穿过透镜座1的止转部1a。透镜座1由未图示的驱动装置沿光轴方向驱动，由导向轴18进行引导，从而沿光轴方向移动。不是在快门组件5上，而是在作为透镜组4的安装构件的透镜座1上形成轴承部20，从而可以高精度地移动透镜组4。另外，也可以切去快门组件5的一部分，在该部分上配置导向轴18及副轴19。通过这样构成，可以实现包括透镜与快门结合组件在内的相机整体的进一步小型化。
图6表示的是在作为本发明的又一实施形态的透镜与快门结合组件中使用的镜筒的不同结构。镜筒33并非是图1、图2及图3所示的镜筒3、23那样的简单的圆筒形状，在其外周上具有外径局部扩大而形成的扩大部34。该扩大部34构成了防止脱落部。所使用的透镜座1及快门组件5与图1及图2中的相同。只要使扩大部34形成在图2的透镜座1与快门组件5之间产生的间隙位置上，便可以使其夹持在透镜座1与快门组件5之间。通过夹持扩大部34使镜筒33固定，可以防止因掉落冲击等引起的镜筒33的错位。另外，也可以在镜筒33的与透镜组4的突出部16相反的一侧形成光圈部33a。通过用光圈部33a来限制入射到透镜组4上的光线的光径，便无需另外配置光圈，从而可以实现零件数的减少。另外，由于透镜组4在与镜筒33的内径进行位置对准后固定，故可以高精度地对准透镜组4与光圈部33a的位置。另外，即使是图1、图2及图3的镜筒3、23，光圈部3a与透镜组4或光圈部23a与透镜24也可以同样地进行高精度的位置对准。
在上述各形态中表示了利用与透镜座本体1A分开形成的镜筒3、33作为透镜固定框部的结构，但并不局限于此，也可以与透镜座本体一体地形成透镜固定框部，从而直接安装透镜组4。尤其在透镜组4是一片透镜时，最好在透镜座上直接安装透镜。
如上所述，在本发明的透镜与快门结合组件的透镜座与快门组件的结合结构中，可以实现快门组件的小型化，从而可以实现使用该结构的相机等的进一步小型化。另外，可以高精度地移动透镜组，还可以实现相机等的高分辨率化和装配的简单化。
本发明可以在不脱离本发明的精神或主要特征的情况下以其它各种形态进行实施。因此，上述实施形态都只不过是例示，本发明的范围由权利要求书来表示，并不局限于说明书中的文字。另外，权利要求书所涵盖的变形或变更均落在本发明的范围内。
权利要求
1.一种透镜与快门结合组件，其特征在于，包括可沿光轴方向移动的具有透镜座本体(1A)、透镜固定框部(3、23、33)的透镜座(1)；安装在所述透镜固定框部(3、23、33)上的透镜组(4、24)；固定在所述透镜座(1)上的快门组件(5)；配置在所述快门组件(5)内的光量控制构件；以及驱动所述光量控制构件移动来进行光量控制动作的驱动部(14、15)，在所述快门组件(5)上，在与所述光量控制构件相对的位置上形成有开口部(6)，所述透镜座(1)的透镜固定框部(3、23、33)插入所述开口部(6)中，所述透镜组(4)具有在安装到所述透镜固定框部(3、23、33)上时从所述透镜固定框部(3、23、33)向所述快门组件(5)的光量控制构件方向突出的突出部(16、26)，所述驱动部(14、15)配置在所述突出部(16、26)的外周部附近。
2.如权利要求1所述的透镜与快门结合组件，其特征在于，所述光量控制构件是可在遮蔽与敞开所述快门组件(5)的露出开口(10)的位置之间移动的快门叶片(12)。
3.如权利要求1所述的透镜与快门结合组件，其特征在于，所述光量控制构件是可在所述快门组件(5)内的光路内位置与从光路退出的位置之间进行变位的中性滤光片(13)。
4.如权利要求1所述的透镜与快门结合组件，其特征在于，所述光量控制构件是可在遮蔽与敞开所述快门组件(5)的露出开口(10)的位置之间移动的快门叶片(12)、以及可在所述快门组件(5)内的光路内位置与从光路退出的位置之间进行变位的中性滤光片(13)这两者，且分别设有使所述快门叶片(12)移动的驱动部(14)和使所述中性滤光片(13)移动的驱动部(15)，驱动部(14、15)配置在相对于所述透镜组(4)的光轴(4x)大致对称的位置上。
5.如权利要求1所述的透镜与快门结合组件，其特征在于，所述透镜组(4)由多个透镜(4a、4b、4c)构成，构成从所述透镜固定框部(3)突出的所述突出部的透镜(4c)与安装在该透镜固定框部(3)上的透镜(4b)贴合。
6.如权利要求1所述的透镜与快门结合组件，其特征在于，所述透镜组(4、24)固定在与所述透镜座本体(1A)分开形成的筒状透镜固定框部(3、23、33)上，该透镜固定框部(3、23、33)固定在所述透镜座本体(1A)上。
7.如权利要求6所述的透镜与快门结合组件，其特征在于，在所述透镜固定框部(33)的外周上具有外径大于其余部分的防止脱落部(34)。
8.如权利要求1所述的透镜与快门结合组件，其特征在于，所述透镜固定框部(3、23、33)在所述光轴(4x、24x)方向的与所述突出部(16)相反的一侧具有限制入射到所述透镜组(4)上的光径的光圈部(3a、23a、33a)。
9.如权利要求1所述的透镜与快门结合组件，其特征在于，所述快门组件(5)具有以配置所述驱动部(14、15)的一侧为长边的矩形形状的外形。
10.如权利要求1所述的透镜与快门结合组件，其特征在于，在所述透镜座(1)上一体地形成有供引导所述光轴方向的移动的导向轴(18)插入的轴承部(20)。
全文摘要
本发明提供一种可以小型化、可以高精度地配置透镜组、具有透镜座与快门组件的结合结构的透镜与快门结合组件。在从镜筒(3)突出的透镜组(4)的突出部(16)的外周部附近配置有用于移动快门叶片(12)的快门驱动部(14)、以及用于移动中性滤光片(13)的滤光片驱动部(15)。快门驱动部(14)、滤光片驱动部(15)可以配置在靠近透镜组(4)的光轴的位置(内周部)上。快门叶片(12)及中性滤光片(13)的转动中心也可以配置在靠近透镜组(4)的光轴(4x)的位置上，从而可以实现快门叶片(12)及中性滤光片(13)的小型化，减小退避时的空间，故可以实现快门组件(5)的小型化。
文档编号G03B17/02GK1949015SQ20061013623
公开日2007年4月18日 申请日期2006年10月13日 优先权日2005年10月13日
发明者藤田英明 申请人:夏普株式会社