用于彎曲攝像光學系統(tǒng)的電力驅動裝置制造方法
【專利摘要】一種用于彎曲攝像光學系統(tǒng)的電力驅動裝置，所述彎曲攝像光學系統(tǒng)包括在光軸方向上可移動的可移動光學元件和位于所述光軸上的反射光學元件，所述電力驅動裝置包括電動機，所述電動機設置有導向螺桿，所述導向螺桿在平行于所述光軸的方向上從所述電動機延伸并且驅動所述可移動光學元件以在所述光軸的方向上移動。所述導向螺桿包括螺紋部分和小直徑部分，所述螺紋部分與設置在所述可移動光學元件上的螺母構件螺旋接合，所述小直徑部分具有小于所述螺紋部分的直徑的直徑，所述小直徑部分位于所述反射光學元件的側表面的旁邊。
【專利說明】用于彎曲攝像光學系統(tǒng)的電力驅動裝置
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種電力驅動裝置，該電力驅動裝置提供用于彎曲攝像光學系統(tǒng)并且電力驅動彎曲攝像光學系統(tǒng)的至少一個光學元件。
【背景技術】
[0002]為了精簡成像裝置，設置有在攝像光學系統(tǒng)的光路中的彎曲光軸的棱鏡的彎曲攝像光學系統(tǒng)是在本領域眾所周知的。此外，電力驅動位于光路中以便執(zhí)行聚焦操作和/或縮放操作的光學元件(通常為透鏡元件)的攝像裝置也是在本領域眾所周知的。
[0003]在設置有該彎曲攝像光學系統(tǒng)并且電力驅動設置在其光路中的光學元件的成像裝置中，為了實現(xiàn)進一步的小型化，在未經(jīng)審查的日本專利公開第2007-121494號中提出了在棱鏡的反射表面的后面(在棱鏡的反射表面的另一側)提供一種電力驅動電動機(也即，在沿著入射光線/出射光線的方向上觀察反射表面時，與反射表面重疊的位置)。
[0004]在上述未經(jīng)審查的日本專利公開第2007-121494號中，通過在棱鏡的反射表面的后面(在棱鏡的反射表面的另一側)提供電力驅動電動機，可以實現(xiàn)成像裝置的一定程度的小型化。然而，根據(jù)本發(fā)明的發(fā)明人，在上述未經(jīng)審查的日本專利公開中實現(xiàn)的小型化是不足的，尤其是對于在與彎曲攝像光學系統(tǒng)的光軸的方向垂直的方向上的寬度(也即，在與棱鏡的入射光軸和出射光軸位于其上的平面垂直的方向上的寬度)的縮小。

【發(fā)明內容】

[0005]針對上述缺點，設計本發(fā)明并且提供了一種電力驅動裝置，其能夠使得成像裝置在垂直于彎曲攝像光學系統(tǒng)的光軸的方向上的寬度能夠盡可能地小型化。
[0006]根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種用于彎曲攝像光學系統(tǒng)的電力驅動裝置，所述彎曲攝像光學系統(tǒng)包括在光軸方向上可移動的可移動光學兀件和位于所述光軸上的反射光學元件，所述電力驅動裝置包括電動機，所述電動機設置有導向螺桿，所述導向螺桿在平行于所述光軸的方向上從所述電動機延伸并且驅動所述可移動光學元件以在所述光軸的方向上移動。所述導向螺桿包括螺紋部分和小直徑部分，所述螺紋部分與設置在所述可移動光學元件上的螺母構件螺旋接合，所述小直徑部分具有小于所述螺紋部分的直徑的直徑，所述小直徑部分位于所述反射光學元件的側表面的旁邊。
[0007]所述反射光學構件的“側表面”是指除了入射表面、出射表面以及反射表面之外的側表面。
[0008]理想的是，所述電動機的部件位于所述反射光學元件的所述反射表面的后面，從而在所述光軸的方向上觀察，所述電動機與所述反射表面重疊。
[0009]實用的是，所述導向螺桿的所述小直徑部分包括無螺紋部分。
[0010]理想的是，所述導向螺桿構件的所述小直徑部分設置為接近所述電動機。
[0011]理想的是，所述導向螺桿位于接近所述反射光學元件，從而當從所述導向螺桿的軸方向觀察時，所述導向螺桿的所述螺紋部分與所述反射光學元件的側表面重疊，或在所述反射光學元件的側表面的邊上。
[0012]理想的是，具有一對所述導向螺桿的一對所述電動機設置在所述反射光學元件的各自的側表面上，所述電動機分別驅動一對所述可移動光學元件。
[0013]根據(jù)本發(fā)明，在設置有在沿光軸移動的可移動光學元件和設置在光軸上的反射光學元件的彎曲攝像光學系統(tǒng)中，以及在設置有具有平行于光軸并且驅動可移動光學元件的導向螺桿的電動機的電力驅動裝置中，由于導向螺桿設置有與可移動光學元件的螺母構件螺旋接合的陽螺紋部分和具有小于所述陽螺紋部分的直徑的直徑的小直徑部分(所述小直徑部分位于所述反射光學元件的側表面)，因此能夠使導向螺桿位于非常接近反射光學元件處，從而在垂直于光軸方向的方向上進一步實現(xiàn)(橫向)小型化。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]下面將參照所附附圖對本發(fā)明進行詳細說明，其中:
[0015]圖1為顯示成像單元的實施方案的平面圖，其中用于本發(fā)明的彎曲攝像光學系統(tǒng)的電力驅動裝置應用到該成像單元；
[0016]圖2為沿著圖1中所示的線I1-1I所呈現(xiàn)的橫截面圖；
[0017]圖3為沿著圖2中所示的線II1-1II所呈現(xiàn)的橫截面圖；
[0018]圖4顯示了成像單元的第一透鏡組(光學構件組)、可移動第二透鏡組、可移動第三透鏡組、棱鏡、用于第二和第三可移動透鏡組的圖像傳感器和引導軸的立體圖；
[0019]圖5顯示了圖4中所示的構件的立體圖，所述構件進一步與用于可移動第二透鏡組和可移動第三透鏡組的各自的導向螺桿和一對電動機結合；
[0020]圖6顯示了圖5所示的構件的立體圖，并進一步顯示了電動機凸緣；
[0021]圖7顯示了圖5的平面圖；
[0022]圖8顯示了圖5的側面正視圖；
[0023]圖9顯示了棱鏡、一對電動機和各自的導向螺桿之間的關系的放大平面圖；
[0024]圖10是沿著圖9的箭頭X的視圖。
【具體實施方式】
[0025]下面將討論根據(jù)本發(fā)明的成像單元(成像裝置)10的實施方案。在下面的描述中，關于成像單元10的向前和向后的方向，向左和向右的方向以及向上和向下的方向參照附圖中所示的雙頭箭頭的方向來確定。目標側對應于正面(向前方向)。如附圖中由成像單元10的外觀所示，成像單元10具有側向細長的形狀，其在向前/向后方向上較窄并且在向左/向右方向上較長。為由本發(fā)明解決的問題的目標的橫向小型化指的是成像單元10的向上/向下方向上的寬度的減小。此外，在以下對光學位置關系的描述中，光軸方向指的是向前/向后方向，目標側為向前方向并且圖像側為向后方向。
[0026]如圖2中所示，以從目標測沿著光路的順序，成像單元10的成像光學系統(tǒng)設置有負第一透鏡組(前透鏡組)Gl、正第二透鏡組(后透鏡組/可移動光學元件)G2、正第三透鏡組(后透鏡組/可移動光學元件)G3、正固定透鏡組G4以及第二棱鏡(反射光學元件)L12。第一棱鏡(反射光學兀件)Lll設置在第一透鏡組Gl中，并且第二棱鏡L12位于固定透鏡組G4后面(固定透鏡組G4的圖像側)，從而成像單元10的成像光學系統(tǒng)配置作為彎曲攝像光學系統(tǒng)，其在第一棱鏡Lll和第二棱鏡L12中的每一個處基本上以直角反射(彎曲)光線。也即，在成像單元10的彎曲攝像光學系統(tǒng)中，第一光軸Ol穿過入射表面Llla并且延伸到第一棱鏡Lll的反射表面Lllb ;第二光軸02從反射表面Lllb反射，從出射表面Lllc射出，穿過第二透鏡組G2、第三透鏡組G3以及固定透鏡組G4，并且穿過第二棱鏡L12的入射表面L12a并入射到第二棱鏡L12的反射表面L12b上；以及第三光軸03從反射表面L12b反射并且從第二棱鏡L12的出射表面L12c射出，并且入射到圖像傳感器IS上；此外，第一光軸01、第二光軸02和第三光軸03位于共同的平面上。第一透鏡組Gl配置有第一透鏡元件L1、第一棱鏡Lll和第二透鏡兀件L2,第一透鏡兀件LI設置在第一棱鏡Lll的入射表面Llla的前面(在目標測)，第二透鏡元件L2設置在第一棱鏡Lll的出射表面Lllc的后面(在圖像測)。
[0027]每個上述成像光學系統(tǒng)(彎曲攝像光學系統(tǒng))的光學元件在外殼20中得以支撐。外殼20設置有主外殼21和第一透鏡組外殼22。引導第二透鏡組G2和第三透鏡組G3的一對引導桿31和32在主外殼21中得以支撐。第一透鏡組Gl在第一透鏡組外殼22中得以支撐，并且第二棱鏡L12和固定透鏡組G4在主外殼21的棱鏡外殼單元23中得以支撐。電動機凸緣24分別通過固定螺桿25和26固定到第一透鏡組外殼22和棱鏡外殼單元23 (參見圖2)。電動機凸緣24為在向左/向右方向上細長的板形構件并且延伸到第一透鏡組外殼22的后側。此外，雖然在附圖中未示出，但是成像單元10的上側和下側由主外殼21的壁所覆蓋，并且電動機凸緣24的縫隙和孔由獨立構件所覆蓋，比如外部板形構件或光屏蔽帶等。
[0028]第二透鏡組G2和第三透鏡組G3分別由透鏡框架33和34進行支撐。透鏡框架33和34分別設置有引導柱(引導孔)33a和34a，一對上和下引導桿31和32通過引導柱(引導孔)33a和34a可滑動地安裝，從而透鏡框架33和34通過引導柱(引導孔)33a和34a分別沿著一對引導桿31和32可移動地得以引導。
[0029]在光軸方向(第二光軸02)上線性移動第二透鏡組G2和第三透鏡組G3的一對導向螺桿集成電動機41和42在外殼20 (電動機凸緣24)上得以支撐(參見圖6)。導向螺桿集成電動機41和42設置有導向螺桿41b和42b，導向螺桿41b和42b分別直接構成電動機本體41a和42a的旋轉軸(也即，在導向螺桿41b和42b與電動機本體41a和42a之間沒有設置減速機構)。導向螺桿集成電動機41和42的導向螺桿41b和42b分別設置為平行于一對引導桿31和32，并且放置為以預先確定的距離遠離一對引導桿31和32。
[0030]導向螺桿41b和42b分別設置有接近電動機本體41a和42a的小直徑部分(窄直徑部分)41b2和42b2，以及遠離電動機本體41a和42a的螺紋部分41bl和42bl ;螺紋部分41bl和42bl與小直徑部分41b2和42b2彼此同軸。透鏡框架34設置有分叉構件34b，螺紋部分41bl通過分叉構件34b插入。螺紋部分41bl與螺母構件34c螺旋接合，螺母構件34c插入到分叉構件34b中，螺母構件34c和分叉構件34b之間具有最小間隙(參見圖7)。同樣地，透鏡框架33設置有分叉構件33b，螺紋部分42bl通過分叉構件33b插入。螺紋部分42bl與螺母構件33c螺旋接合，螺母構件33c插入到分叉構件33b中，螺母構件33c和分叉構件33b之間具有最小間隙(參見圖5到圖7)。因此，當向前/相反地驅動(旋轉)導向螺桿41b (螺紋部分41bl)時，透鏡框架34 (第三透鏡組G3)在第二光軸02的方向上的向前/相反方向上移動。同樣地，當向前/相反地驅動(旋轉)導向螺桿42b (螺紋部分42bl)時，透鏡框架33 (第二透鏡組G2)在第二光軸02的方向上的向前/相反方向上移動。導向螺桿集成電動機41和42基于焦距信息和攝像距離信息進行驅動(旋轉);此處，省略關于導向螺桿集成電動機41和42的控制的詳細說明。
[0031]導向螺桿41b和42b的小直徑部分41b2和42b2分別形成作為無螺紋部分(簡單柱形圓柱部分)并且在直徑上小于螺紋部分41bl和42bl。因此，在示出的實施方案中，可以將導向螺桿41b和42b放置為更接近第二棱鏡L12的各自的側表面L12d —段距離，該距離由小直徑部分41b2和42b2與螺紋部分41bl和42bl之間的直徑的差分別限定。因此，可以在成像單元10的向上/向下方向上(在第二棱鏡L12側，在垂直于第二光軸02和第三光軸03位于其上的平面的方向上)實現(xiàn)橫向小型化(參見圖1、圖3和圖7)。第二棱鏡L12的側表面L12d指的是不同于入射表面L12a、反射表面L12b和出射表面L12c的側表面(也即，平行于位于第二光軸02和第三光軸03上的平面的一對外部表面)?？梢詮睦缇哂写笾睆讲糠趾托≈睆讲糠值臈U構件形成每個導向螺桿41b和42b，相應的螺紋部分41bl或42bI形成在大直徑部分上，相應的小直徑部分41b2或42b2形成在小直徑部分上；螺紋部分41bl和42bl可以在桿構件的各自的大直徑部分上螺旋轉動。
[0032]圖9和圖10顯示了放大視圖，其顯示導向螺桿41b和42b可以分別位于接近第二棱鏡L12的側表面L12d。具體而言，導向螺桿41b和42b分別位于接近側表面L12d的程度使得，當在導向螺桿41b和42b的軸向方向上觀察時(在圖9中示出的方向“X”上觀察時)，螺紋部分41bl和42bl與第二棱鏡L12的側表面L12d重疊(干涉)(如圖10中所示)，或者在第二棱鏡L12的側表面L12d的邊上。如圖3所示，在非接觸狀態(tài)下，導向螺桿41b和42b的小直徑部分41b2和42b2分別位于在棱鏡外殼單元23中形成的釋放凹槽23a的內部。
[0033]此外，當在沿著第二光軸02的向前方向觀察時，導向螺桿集成電動機41和42的電動機本體41a和42a中的每個的部件位于第二棱鏡L12的反射表面L12b后面(參見圖7)(從而電動機本體41a和42a與反射表面L12b重疊)。另外，當在沿著第三光軸03的向后方向觀察時，電動機本體41a和42a中的每個的部件位于出射表面L12c后面(從而電動機本體41a和42a與出射表面L12c重疊)。由于第二棱鏡L12與電動機本體41a和42a之間的這種位置關系，使得在向左/向右方向上也能夠實現(xiàn)成像單元10的小型化。
[0034]第二棱鏡L12可以應用樹脂材料通過注射成型而形成。在第二棱鏡L12是由樹脂材料形成的模制產(chǎn)品的情況下，當模制各自的側表面L12d和L12d時需要設定斜度。例如，當在第二光軸02的方向上觀察入射表面L12a時(參見圖3)，各自的側表面L12d和L12d設定在斜面上，以使入射表面L12a的下側(邊緣)比接觸出射表面L12c的側(邊緣)的上側(邊緣)(相對于下側)更短(從而入射表面L12a具有倒置的梯形形狀)。在這種情況下，側表面L12d和L12d不平行于第二光軸02或第三光軸03。
[0035]在上述實施方案中，導向螺桿41b和42b分別設置有小直徑部分41b2和42b2，然而，能夠僅在導向螺桿41b和42b的一個上設置小直徑部分，并且能夠設置設置有在與另一個導向螺桿(42b或41b)的位置相比更接近到第二棱鏡L12的側表面的位置處的小直徑部分的導向螺桿(41b或42b)。
[0036]在上述實施方案中，雖然本發(fā)明已應用于設置有兩個可移動透鏡組(例如，第二透鏡組G2和第三透鏡組G3)的彎曲攝像光學系統(tǒng)，但本發(fā)明還可以應用于僅設置有通過電力驅動裝置驅動的一個可移動透鏡組的彎曲攝像光學系統(tǒng)(例如，未設置縮放功能的彎曲攝像光學系統(tǒng)，其中僅通過電力驅動裝置驅動聚焦透鏡組(在光軸方向上移動))。
[0037]在本發(fā)明中，這樣一種構造也是可能的，其中導向螺桿集成電動機41和42設置在第一透鏡組Gl旁邊，并且導向螺桿41b和42b的小直徑部分41b2和42b2位于接近第一棱鏡Lll的各自側表面處。上述實施方案的第一透鏡組Gl的構造僅僅是示例性構造，并且其中不包括第一棱鏡Lll的第一透鏡組Gl的選擇性構造也是可能的。本發(fā)明可以應用到彎曲攝像光學系統(tǒng)，其中第一透鏡組Gl的第一棱鏡Lll具有相反的反射方向，并且本發(fā)明也可以應用到彎曲攝像光學系統(tǒng)，其中在第一透鏡組Gl中未設置有第一棱鏡LU。替代性地，本發(fā)明可以應用到彎曲攝像光學系統(tǒng)，其中未設置第二棱鏡L12 (其中僅設置有第一棱鏡L11)。此外，導向螺桿41b和42b的小直徑部分41b2和42b2可以分別形成作為螺紋部分，代替示出的實施方案的無螺紋部分。
[0038]此外，雖然上述實施方案的成像光學系統(tǒng)(彎曲攝像光學系統(tǒng))使用棱鏡作為彎曲光路的反射光學元件，但是也可以使用至少一個鏡子代替棱鏡作為反射光學元件。此外，通過反射表面(Lllb和L12b)的光軸(光路)的彎曲角度(反射角度)可以為除了 90度的角度。
[0039]此外，在上述實施方案中，在垂直于入射表面L12a的方向(第二光軸02)上觀察時，第二棱鏡L12的入射表面L12a具有水平長度的矩形形狀，然而，本發(fā)明可以應用于成像裝置(彎曲攝像光學系統(tǒng))，其中，在垂直于入射表面的方向(第二光軸02)上觀察時，第二棱鏡L12的入射表面的形狀可以為正方形、梯形或任何其他形狀。
[0040]可以在本文中描述的本發(fā)明的特定實施方案中進行明顯的改變，這些修改處于本發(fā)明的所要求的精神和范圍內。應當指出，包括在本文中的所有主題是說明性的，并不限制本發(fā)明的范圍。
【權利要求】
1.一種用于彎曲攝像光學系統(tǒng)的電力驅動裝置，所述彎曲攝像光學系統(tǒng)包括在光軸方向上能移動的可移動光學元件和位于所述光軸上的反射光學元件，所述電力驅動裝置包括: 電動機，所述電動機設置有導向螺桿，所述導向螺桿在平行于所述光軸的方向上從所述電動機延伸并且驅動所述可移動光學元件以在所述光軸的方向上移動， 其中，所述導向螺桿包括螺紋部分和小直徑部分，所述螺紋部分與設置在所述可移動光學元件上的螺母構件螺旋接合，所述小直徑部分具有小于所述螺紋部分的直徑的直徑，所述小直徑部分位于所述反射光學元件的側表面的旁邊。
2.根據(jù)權利要求1所述的用于彎曲攝像光學系統(tǒng)的電力驅動裝置，其中所述電動機的部件位于所述反射光學元件的反射表面的后面，從而在所述光軸的方向上觀察，所述電動機與所述反射表面重疊。
3.根據(jù)權利要求1所述的用于彎曲攝像光學系統(tǒng)的電力驅動裝置，其中所述導向螺桿的所述小直徑部分包括無螺紋部分。
4.根據(jù)權利要求1所述的用于彎曲攝像光學系統(tǒng)的電力驅動裝置，其中所述導向螺桿構件的所述小直徑部分設置為接近所述電動機。
5.根據(jù)權利要求1所述的用于彎曲攝像光學系統(tǒng)的電力驅動裝置，其中所述導向螺桿位于接近所述反射光學元件，從而當從所述導向螺桿的軸方向觀察時，所述導向螺桿的所述螺紋部分與所述反射光學元件的側表面重疊，或在所述反射光學元件的側表面的邊上。
6.根據(jù)權利要求1所述的用于彎曲攝像光學系統(tǒng)的電力驅動裝置，其中具有一對所述導向螺桿的一對所述電動機設置在所述反射光學元件的各自的側表面上，一對所述導向螺桿分別驅動一對所述可移動光學元件。
【文檔編號】G02B7/04GK103969785SQ201410041235
【公開日】2014年8月6日 申請日期:2014年1月28日 優(yōu)先權日:2013年1月31日
【發(fā)明者】野村博, 鈴鹿真也 申請人:Hoya株式會社