JP4652007B2 - Lens drive device - Google Patents
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Description
本発明は、レンズを光軸方向に移動させるアクチュエータを備えたレンズ駆動装置に関し、特に、携帯電話機、携帯型パーソナルコンピュータ等の携帯情報端末機に搭載されるカメラに適用されるレンズ駆動装置に関する。 The present invention relates to a lens driving device including an actuator that moves a lens in an optical axis direction, and more particularly to a lens driving device applied to a camera mounted on a portable information terminal such as a mobile phone or a portable personal computer.
カメラに近接撮影位置(マクロ撮影位置)と通常の撮影位置との切替を行うマクロ切替機能、ズーム機能あるいは合焦機能をもたせるためには、レンズを光軸方向に移動させるレンズ駆動装置が必要となる。従来のレンズ駆動装置として、レンズを駆動するアクチュエータに形状記憶合金を用いたものが知られている(例えば、特許文献1、特許文献2を参照)。
ところで、レンズ駆動装置を携帯電話機、携帯型パーソナルコンピュータ等の携帯情報端末機に組み込むためには、小型化されると共に、レンズを円滑にかつ速やかに移動できるものにする必要がある。
しかしながら、従来の形状記憶合金を用いたレンズ駆動装置では、形状記憶合金は、鏡筒内に収容されているため、加熱された後に自然冷却されて所定形状に復元するまでに時間を要し、レンズを円滑にかつ速やかに移動させることが困難であった。また、従来の形状記憶合金を用いたレンズ駆動装置では、レンズを光軸方向に円滑に駆動させるべく、ガイドロッド等の案内機構を用いるため、装置の小型化が困難であった。
By the way, in order to incorporate the lens driving device into a portable information terminal such as a cellular phone or a portable personal computer, it is necessary to reduce the size and to move the lens smoothly and quickly.
However, in the conventional lens driving device using the shape memory alloy, the shape memory alloy is accommodated in the lens barrel, so it takes time until it is naturally cooled and restored to a predetermined shape after being heated, It was difficult to move the lens smoothly and quickly. Further, in a conventional lens driving device using a shape memory alloy, since a guide mechanism such as a guide rod is used to smoothly drive the lens in the optical axis direction, it is difficult to reduce the size of the device.
本発明は、上記の事情に鑑みて成されたものであり、その目的とするところは、レンズを円滑にかつ速やかに移動させることができると共に、携帯情報端末機に組み込み可能に小型化されたレンズ駆動装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and the object of the present invention is to enable the lens to be moved smoothly and quickly and to be miniaturized so that it can be incorporated into a portable information terminal. The object is to provide a lens driving device.
本発明に係るレンズ駆動装置は、レンズを保持するレンズ枠と、レンズ枠を光軸方向にのみ移動自在に支持する筒状支持部を有する固定枠と、光軸方向に伸縮し得るコイルバネと、を備え、コイルバネは、筒状支持部の外側に露出して同心状に配置され,かつ,通電/非通電による温度変化により光軸方向に伸縮して駆動力を発生するべく形状記憶合金により形成された形状記憶合金バネを含み、コイルバネは、レンズ枠を光軸方向の前側及び後側から付勢するべく当接して配置された前側コイルバネ及び後側コイルバネを含み、前側コイルバネ及び後側コイルバネの少なくとも一方は、形状記憶合金であり、レンズ枠は、その外周面から径方向に突出する腕部と、腕部に連結されると共に筒状支持部の外側に配置されて前側コイルバネ及び後側コイルバネの一端を受ける環状のバネ受け部と、を有し、筒状支持部は、腕部を挿通させるべく光軸方向に伸長して形成されたガイド孔を有する、ことを特徴としている。
この構成によれば、形状記憶合金バネは、通電により加熱されて伸長又は収縮した状態から通電を停止されると、筒状支持部の外側に露出して配置されているので、効率良く冷却されて速やかに収縮又は伸長する。それ故に、レンズ枠を速やかに光軸方向に移動させることができる。また、レンズは、筒状支持部により形状記憶合金バネとは隔てられているので、形状記憶合金バネの発生する熱がレンズやその光路に影響を及ぼすのを防止できる。さらに、形状記憶合金バネは筒状支持部の外側に同心状に配置されているので、レンズ枠には、光軸周りにおいて略均等に力が作用し、光軸方向の移動に際してレンズ枠の光軸がぶれることがなく、レンズ枠を円滑に移動させることができる。
特に、前側コイルバネ及び後側コイルバネの一方が通電により加熱されて伸長すると、一方のコイルバネは、他方のコイルバネの付勢力に抗しながらレンズ枠を一の撮影位置から他の撮影位置へ移動させる。そして、一方のコイルバネへの通電を停止すると、一方のコイルバネが自然冷却されて収縮する。このとき、レンズ枠は、他方のコイルバネにより常時付勢されているので、再び一の撮影位置に速やかに移動する。
また、装置の小型化及び組付けの容易化を実現しつつ、レンズ枠を光軸方向にのみ移動自在に案内することができる。
A lens driving device according to the present invention includes a lens frame that holds a lens, a fixed frame that has a cylindrical support portion that supports the lens frame so as to be movable only in the optical axis direction, a coil spring that can expand and contract in the optical axis direction, The coil spring is formed of a shape memory alloy so as to be concentrically exposed and arranged outside the cylindrical support portion, and to expand and contract in the optical axis direction due to a temperature change caused by energization / non-energization. are seen including a shape memory alloy spring, the coil spring comprises a front coil spring and a rear coil spring disposed in contact with so as to urge the lens frame from the front and rear sides of the optical axis direction, the front coil spring and rear spring At least one of them is a shape memory alloy, and the lens frame is connected to the arm portion and radially outside the outer peripheral surface of the lens frame, and disposed on the outside of the cylindrical support portion. Has an annular spring receiving portion for receiving one end of the side spring, a cylindrical support portion has a guide hole formed extends in the optical axis direction so as to insert the arm portion, and characterized in that.
According to this configuration, the shape memory alloy spring is exposed to the outside of the cylindrical support portion and is efficiently cooled when the energization is stopped from a state where the shape memory alloy spring is heated and expanded or contracted by the energization. Quickly contracts or stretches. Therefore, the lens frame can be quickly moved in the optical axis direction. Further, since the lens is separated from the shape memory alloy spring by the cylindrical support portion, the heat generated by the shape memory alloy spring can be prevented from affecting the lens and its optical path. Furthermore, since the shape memory alloy springs are arranged concentrically outside the cylindrical support portion, a force acts on the lens frame substantially evenly around the optical axis, and the lens frame light is moved when moving in the optical axis direction. The lens frame can be smoothly moved without the shaft being shaken.
In particular, when one of the front coil spring and the rear coil spring is heated and expanded by energization, the one coil spring moves the lens frame from one shooting position to another shooting position while resisting the biasing force of the other coil spring. When energization of one coil spring is stopped, one coil spring is naturally cooled and contracts. At this time, since the lens frame is always urged by the other coil spring, it quickly moves again to one photographing position.
Further, it is possible to guide the lens frame so as to be movable only in the direction of the optical axis, while realizing miniaturization of the apparatus and easy assembly.
また、本発明に係るレンズ駆動装置は、レンズを保持するレンズ枠と、レンズ枠を光軸方向にのみ移動自在に支持する筒状支持部を有する固定枠と、光軸方向に伸縮し得るコイルバネと、を備え、コイルバネは、筒状支持部の外側に露出して同心状に配置され,かつ,通電/非通電による温度変化により光軸方向に伸縮して駆動力を発生するべく形状記憶合金により形成された形状記憶合金バネを含み、形状記憶合金バネは、その一端が光軸周りに相対的に回動可能に固定枠及びレンズ枠の一方に掛止され、その他端が固定枠及びレンズ枠の他方に掛止され、レンズ枠は、その外周面から径方向に突出する腕部と、腕部に連結されると共に筒状支持部の外側に配置された環状支持部と、環状支持部により光軸周りに回動自在に支持されると共に形状記憶合金バネの一端が掛止されたバネ受けリングと、を有し、筒状支持部は、腕部を挿通させるべく光軸方向に伸長して形成されたガイド孔を有する、ことを特徴としている。
この構成によれば、形状記憶合金バネは、通電により加熱されて伸長又は収縮した状態から通電を停止されると、筒状支持部の外側に露出して配置されているので、効率良く冷却されて速やかに収縮又は伸長する。それ故に、レンズ枠を速やかに光軸方向に移動させることができる。また、レンズは、筒状支持部により形状記憶合金バネとは隔てられているので、形状記憶合金バネの発生する熱がレンズやその光路に影響を及ぼすのを防止できる。さらに、形状記憶合金バネは筒状支持部の外側に同心状に配置されているので、レンズ枠には、光軸周りにおいて略均等に力が作用し、光軸方向の移動に際してレンズ枠の光軸がぶれることがなく、レンズ枠を円滑に移動させることができる。
また、装置構成が簡略化されると共に、形状記憶合金バネの伸縮の際に生じる回動成分がレンズ枠に伝達されるのを防止できるので、レンズ枠の円滑な移動が可能となる。また、レンズ枠を光軸方向にのみ移動自在に案内することができると共に、バネ受けリングにより形状記憶合金バネに生じる回動成分を円滑に吸収できる。
The lens driving device according to the present invention includes a lens frame that holds a lens, a fixed frame that has a cylindrical support portion that supports the lens frame so as to be movable only in the optical axis direction, and a coil spring that can expand and contract in the optical axis direction. And the coil spring is arranged concentrically so as to be exposed to the outside of the cylindrical support portion, and expands and contracts in the optical axis direction due to a temperature change caused by energization / non-energization to generate a driving force. The shape memory alloy spring is formed by: one end of the shape memory alloy spring is hooked on one of the fixed frame and the lens frame so as to be relatively rotatable around the optical axis, and the other end is fixed on the fixed frame and the lens. The lens frame is hooked to the other side of the frame, and the lens frame protrudes in a radial direction from the outer peripheral surface thereof, an annular support portion connected to the arm portion and disposed outside the cylindrical support portion, and an annular support portion Is supported so as to be rotatable around the optical axis. Has a spring receiving ring to which one end of the shape memory alloy spring is hooked, a cylindrical support portion has a guide hole formed extends in the optical axis direction so as to insert the arm portion, characterized in that It is said.
According to this configuration, the shape memory alloy spring is exposed to the outside of the cylindrical support portion and is efficiently cooled when the energization is stopped from a state where the shape memory alloy spring is heated and expanded or contracted by the energization. Quickly contracts or stretches. Therefore, the lens frame can be quickly moved in the optical axis direction. In addition, since the lens is separated from the shape memory alloy spring by the cylindrical support portion, it is possible to prevent the heat generated by the shape memory alloy spring from affecting the lens and its optical path. Further, since the shape memory alloy spring is concentrically disposed outside the cylindrical support portion, a force acts on the lens frame substantially evenly around the optical axis, and the light of the lens frame is moved when moving in the optical axis direction. The lens frame can be smoothly moved without the shaft being shaken.
In addition, the structure of the apparatus is simplified and the rotation component generated when the shape memory alloy spring is expanded and contracted can be prevented from being transmitted to the lens frame, so that the lens frame can be moved smoothly. Further, the lens frame can be guided so as to be movable only in the optical axis direction, and the rotational component generated in the shape memory alloy spring can be smoothly absorbed by the spring receiving ring.
本発明のレンズ駆動装置によれば、形状記憶合金バネを用いてレンズを円滑にかつ速やかに駆動することができると共に携帯情報端末機に組み込み可能に小型化することができ、又、装置の組付け作業が非常に容易になる。 According to the lens driving device of the present invention, the lens can be driven smoothly and quickly using the shape memory alloy spring, and the lens can be miniaturized so that it can be incorporated into a portable information terminal. Installation work becomes very easy.
以下、本発明の最良の実施形態について、添付図面を参照しつつ説明する。
図1ないし図5は、本発明に係るレンズ駆動装置の一実施形態を示すものであり、図1はレンズ枠が通常撮影位置にある装置の側面図、図2はレンズ枠が通常撮影位置にある装置の光軸方向の断面図、図3は装置の分解斜視図、図4はレンズ枠が近接撮影位置にある装置の側面図、及び図5はレンズ枠が近接撮影位置にある装置の光軸方向の断面図である。
DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, exemplary embodiments of the invention will be described with reference to the accompanying drawings.
1 to 5 show an embodiment of a lens driving apparatus according to the present invention. FIG. 1 is a side view of the apparatus in which the lens frame is in a normal photographing position, and FIG. 2 is a lens frame in the normal photographing position. FIG. 3 is an exploded perspective view of the apparatus, FIG. 4 is a side view of the apparatus in which the lens frame is in the close-up position, and FIG. 5 is a light of the apparatus in which the lens frame is in the close-up position. It is sectional drawing of an axial direction.
この装置は、図1ないし図3に示すように、レンズGを保持するレンズ枠10、撮像素子としてのCCD200を保持すると共にレンズ枠10を光軸Lの方向(以下、光軸方向という)に移動自在に支持する固定枠20、固定枠20の後述する筒状支持部22の外側に露出して光軸Lを中心とする同心状に配置されてレンズ枠10を光軸方向に付勢する前側コイルバネ30及び形状記憶合金バネとしての後側コイルバネ40、固定枠20の後述する筒状支持部22に固定されるバネ受け部材50等を備える。
As shown in FIGS. 1 to 3, this apparatus holds a
この装置においては、被写体光が光軸方向からレンズGに進入し、CCD200の撮像面において結像する。また、固定枠20にCCD200を保持させることで、カメラユニットが形成される。
In this apparatus, the subject light enters the lens G from the optical axis direction and forms an image on the imaging surface of the
レンズ枠10は、樹脂により略円筒状に形成され、図1ないし図3に示すように、その内側にレンズGを保持すると共に、固定枠20の後述する内周面22aに摺動可能に嵌合する光軸Lを中心にもつ円筒状の外周面11、外周面11の外側に配置されて前側コイルバネ30及び後側コイルバネ40の一端を受ける環状のバネ受け部12、外周面11から径方向に突出してバネ受け部12と連結される腕部13等を備える。
バネ受け部12は、光軸方向の前方に形成された環状の受け面12aにより前側コイルバネ30の一端を受けると共に、光軸方向の後方に形成された環状の受け面12bに後側コイルバネ40の一端を受ける。
腕部13は、外周面11から径方向に突出すると共に、バネ受け部12の周方向において、等間隔に複数(3つ)形成され、固定枠20の後述するガイド孔23に挿通される。
The
The
The
固定枠20は、樹脂により形成されて装置の外輪郭を画定しており、図1ないし図3に示すように、CCD200を保持する保持部としての基部21、基部21から光軸方向に円筒状に伸長する筒状支持部22等を備える。
基部21は、矩形状の外形を有し、光軸方向の前方に位置して後側コイルバネ40を受ける前面21a、その内側においてCCD200を保持する保持部21b等を備える。
筒状支持部22は、基部21の前面21aから光軸方向に伸長して形成されると共に、レンズ枠10の外周面11が摺動可能に嵌合する光軸Lを中心にもつ円筒状の内周面22a、バネ受け部材50が固定される環状の前端面22b、前端面22bに形成されてバネ受け部材50の後述する嵌合孔50aに嵌め込まれる複数の突起22c、前端面22bから光軸方向の後方に伸長すると共に周方向において等間隔に形成された複数(3つ)のガイド孔23等を備える。
筒状支持部22は、その内周面22aにレンズ枠10の外周面11が摺動可能に嵌合することにより、レンズ枠10を光軸方向に移動自在に支持すると共に、レンズ枠10の腕部13がそのガイド孔23に挿通されることにより、レンズ枠10の光軸Lの回りにおける回動を規制して光軸方向に移動自在に案内する。これにより、レンズ枠10は、筒状支持部22により光軸方向にのみ移動自在に支持される。
The
The
The
The
前側コイルバネ30は、スチール等の金属製の線材をコイル状に成形したものであり、図1ないし図3に示すように、筒状支持部22の外側に露出して光軸Lを中心とする同心状に配置されると共に、その一端がレンズ枠10のバネ受け部12(の環状の受け面12a)に当接しかつその他端がバネ受け部材50に当接することにより、レンズ枠10を光軸方向の前側から後方に向けて付勢している。
The
後側コイルバネ40は、一方向性素子としての形状記憶合金製の線材をコイル状に成形した形状記憶合金バネであり、図1ないし図3に示すように、筒状支持部22の外側に露出して光軸Lを中心とする同心状に配置されると共に、その一端が基部21の前面21aに当接しかつその他端がレンズ枠10のバネ受け部12(の環状の受け面12b)に当接することにより、レンズ枠10を光軸方向の後側から前方に向けて付勢している。
形状記憶合金は、予め与えられた変形歪が、特定の温度領域において、ゼロとなって元の形状に回復する性質をもつ金属であり、例えば、Ni―Ti合金である。
後側コイルバネ40は、その両端が駆動回路250にそれぞれ電気的に接続されていると共に、図示しない電気絶縁材料により表面が被覆されている。後側コイルバネ40は、駆動回路250により通電されると、加熱されて特定の温度領域となり、そのピッチが光軸方向に所定の長さだけ伸長する。また、後側コイルバネ40は、通電を停止されると、自然に冷却されると共にコイルバネ30の付勢力により、光軸方向に所定の長さだけ収縮し、加熱される前の形状に回復する。すなわち、後側コイルバネ40は、通電/非通電による温度変化により光軸方向に伸縮し、レンズ枠10を光軸方向に駆動させる。
The
The shape memory alloy is a metal having a property that the deformation strain given in advance becomes zero in a specific temperature region and recovers to the original shape, and is, for example, a Ni—Ti alloy.
Both ends of the
バネ受け部材50は、樹脂により環状に形成され、図1ないし図3に示すように、筒状支持部22の突起22cが嵌まる複数の嵌合孔50aを備え、嵌合孔50aに突起22cが嵌め込まれた状態で筒状支持部22の前端面22bに接着剤等により固定される。バネ受け部材50は、筒状支持部22の前端面22bに固定されることにより、レンズ枠10がガイド孔23から抜け落ちるのを防ぐと共に前側コイルバネ30の一端を受ける。
The
上記のレンズ駆動装置の組立手順は、先ず、後側コイルバネ40を、前端側から筒状支持部22の外側に嵌め込み、次いで、レンズGを保持したレンズ枠10を、腕部13をガイド孔23に合わせながら前端側から筒状支持部22の内周面22aに嵌め込む。次いで、前側コイルバネ30を、前端側から筒状支持部22の外側に嵌め込んだ後に、筒状支持部22の前端面22bにバネ受け部材50を固定する。これにより、レンズ駆動装置の組み立てが完了する。このように、筒状支持部22の前端側から全て組付けることができるので、組付け作業が非常に容易となる。
The assembly procedure of the lens driving device described above is as follows. First, the
上記のレンズ駆動装置の動作について、図1、図2、図4及び図5を参照して説明すると、図1及び図2に示すように、レンズ駆動装置のレンズ枠10が通常撮影位置にある状態では、レンズ枠10は、光軸方向の後方に繰り込んでいる。この位置からレンズ枠10を近接撮影位置に移動させるには、駆動回路250により後側コイルバネ40に通電する。尚、駆動回路250は、この装置が携帯情報端末機に搭載された場合に、その操作釦等を操作者が操作することにより起動される。
後側コイルバネ40は、通電されると、その電気抵抗により加熱されて光軸方向に伸長し、前側コイルバネ30の付勢力に抗ってレンズ枠10を光軸方向の前方に向けて移動させる。これにより、レンズ枠10は、図4及び図5に示すように、筒状支持部22の前方に繰り出されて近接撮影位置に到達する。
The operation of the lens driving device will be described with reference to FIGS. 1, 2, 4 and 5. As shown in FIGS. 1 and 2, the
When energized, the
レンズ枠10を近接撮影位置から通常撮影位置に移動させるには、駆動回路250による後側コイルバネ40への通電を停止する。通電を停止すると、後側コイルバネ40は、自然冷却により温度が低下すると共にコイルバネ30の付勢力により、光軸方向に収縮する。このとき、後側コイルバネ40は、装置の外部に露出しているので、効率良く冷却されて速やかに収縮すると共に、前側コイルバネ30は、レンズ枠10を通常撮影位置側に向けて常時付勢しているので、レンズ枠10は、速やかに通常撮影位置に移動する。したがって、この装置が、携帯情報端末機等に搭載された場合、その操作者は、操作による結果を速やかに得ることができる。
In order to move the
以上のように、本実施形態によれば、レンズ枠10、筒状支持部22、前側コイルバネ30及び後側コイルバネ40を光軸Lを中心に同心状に配置すると共に、基部21の前面21a、バネ受け部12及びバネ受け部材50により前側コイルバネ30及び後側コイルバネ40の両端を全周に亘り確実に受ける構成としたので、レンズ枠10にはその周方向において略均一な力が作用し、装置の小型化を実現しつつレンズ枠10を光軸方向に円滑に移動させることが可能となる。
また、形状記憶合金バネとしての後側コイルバネ40とレンズ枠10とは、筒状支持部22により隔てられているので、後側コイルバネ40の発生する熱は、レンズGや光路に伝達されにくく、撮像画像に悪影響を及ぼさない。
また、後側コイルバネ40によりレンズ枠10を駆動するので、複雑な駆動機構を必要とせず、装置を大幅に小型化できると共に、駆動機構による騒音の発生を防止できる。
さらに、レンズ枠10が前側コイルバネ30及び後側コイルバネ40により光軸方向の両側から付勢(押圧)されているので、衝撃に強い構造をもつ。
As described above, according to the present embodiment, the
Further, since the
Further, since the
Further, since the
次に、上記レンズ駆動装置を備えたカメラユニットを携帯情報端末に適用した例について図6を参照して説明する。
図6は、本体310に対して表示装置を搭載する蓋部320を開閉できる形式の携帯電話機を示している。
カメラユニット300は、蓋部320の表示装置とは反対側の側面に形成された搭載部321に搭載されている。カメラユニット300は、小型化されているので、蓋部320の搭載部321のような狭小なスペースにも内蔵することができる。
Next, an example in which a camera unit including the lens driving device is applied to a portable information terminal will be described with reference to FIG.
FIG. 6 shows a mobile phone of a type that can open and close a
The
図7ないし図9は、本発明に係るレンズ駆動装置の他の実施形態を示すものであり、図7は装置の側面図、図8は装置の光軸方向の断面図、及び図9は装置の分解斜視図である。尚、図7ないし図9において、上記実施形態と同一構成部分については同一の符号を使用している。
この装置は、図7ないし図9に示すように、レンズGを保持するレンズ枠110、撮像素子としてのCCD200を保持すると共にレンズ枠110を光軸方向に移動自在に支持する固定枠120、固定枠120の後述する筒状支持部122の外側に露出して光軸Lを中心とする同心状に配置された二方向性素子の形状記憶合金バネとしてのコイルバネ130等を備える。
7 to 9 show another embodiment of the lens driving device according to the present invention. FIG. 7 is a side view of the device, FIG. 8 is a sectional view in the optical axis direction of the device, and FIG. FIG. 7 to 9, the same reference numerals are used for the same components as in the above embodiment.
As shown in FIGS. 7 to 9, this apparatus holds a
この装置においては、被写体光が光軸方向からレンズGに進入し、CCD200の撮像面において結像する。また、固定枠120にCCD200を保持させることで、カメラユニットが形成される。
In this apparatus, the subject light enters the lens G from the optical axis direction and forms an image on the imaging surface of the
レンズ枠110は、樹脂により略円筒状に形成され、図7ないし図9に示すように、その内側にレンズGを保持すると共に、固定枠120の後述する内周面122aに摺動可能に嵌合する光軸Lを中心にもつ円筒状の外周面111、外周面111の外側に配置されて
後述するバネ受けリング114を回動自在に支持する環状支持部112、外周面111から径方向に突出して環状支持部112と連結される腕部113、環状支持部112の外周面において回動自在に支持されてコイルバネ130の一端を受けるバネ受けリング114等を備える。
環状支持部112は、その外周面に形成された環状の溝部112aにより、バネ受けリング114を回動自在に支持している。
腕部113は、外周面111から径方向に突出すると共に、環状支持部の周方向において、等間隔に複数(3つ)形成され、固定枠120の後述するガイド孔123に挿通される。
バネ受けリング114は、環状支持部112の溝部112aに嵌め込まれ、レンズ枠110に対して光軸Lの回りにおいて相対的に回動し得ると共に、コイルバネ130の後述する一端部131を掛止するための掛止孔114a、コイルバネ130の一端を受ける光軸方向の後方に形成された環状の受け面114b等を備える。
The
The
The
The
固定枠120は、樹脂により形成されて装置の外輪郭を画定しており、図7ないし図9に示すように、CCD200を保持する保持部としての基部121、基部121から光軸方向に円筒状に伸長する筒状支持部122等を備える。
基部121は、矩形状の外形を有し、光軸方向の前方に位置してコイルバネ130の他端を受ける前面121a、その内側においてCCD200を保持する保持部121b、コイルバネ130の後述する他端部132を掛止するための掛止孔121c等を備える。
筒状支持部122は、基部121の前面121aから光軸方向に伸長して形成されると共に、レンズ枠110の外周面111が摺動可能に嵌合する光軸Lを中心にもつ円筒状の内周面122a、前端面122bから光軸方向の後方に伸長すると共に周方向において等間隔に形成された複数(3つ)のガイド孔123等を備える。
筒状支持部122は、その内周面122aにレンズ枠110の外周面111が摺動可能に嵌合することにより、レンズ枠110を光軸方向に移動自在に支持すると共に、レンズ枠110の腕部113がそのガイド孔123に挿通されることにより、レンズ枠110の光軸L回りの回動を規制して光軸方向に移動自在に案内する。これにより、レンズ枠110は、筒状支持部122により光軸方向にのみ移動自在に支持される。
The fixed
The
The
The
コイルバネ130は、形状記憶合金製の線材をコイル状に成形した形状記憶合金バネであり、図7ないし図9に示すように、筒状支持部122の外側に露出して光軸Lを中心とする同心状に配置されると共に、その一端がレンズ枠110のバネ受けリング114(の環状の受け面114b)に当接しかつその他端が固定枠120の前面121aに当接している。
また、コイルバネ130は、その一端部131が、バネ受けリング114の掛止孔114aに挿通されて先端部が折り曲げられることにより、バネ受けリング114に掛止されていると共に、その他端部132が、固定枠120の掛止孔121cに挿通されて先端部が折り曲げられることにより、固定枠120に掛止されている。
さらに、コイルバネ130は、その両端が駆動回路250にそれぞれ電気的に接続されていると共に、図示しない電気絶縁材料により表面が被覆されている。コイルバネ130は、駆動回路250により通電されると、加熱されて特定の温度領域となり、ピッチが光軸方向に所定の長さだけ伸長する。また、コイルバネ130は、通電を停止されると、自然に冷却されて、光軸方向に所定の長さだけ収縮し、加熱される前の形状に回復する。すなわち、コイルバネ130は、通電/非通電による温度変化により光軸方向に伸縮し、レンズ枠110を光軸方向に駆動させる。
The
Further, one
Further, both ends of the
上記のレンズ駆動装置の動作について説明すると、レンズ駆動装置のレンズ枠110が通常撮影位置にある状態では、レンズ枠110は、図7及び図8に示すように、光軸方向の後方に繰り込んでいる。この位置からレンズ枠110を光軸方向の前方に向けて繰り出して近接撮影位置に移動させるには、駆動回路250によりコイルバネ130に通電する。
コイルバネ130は、通電されると、その電気抵抗により加熱され、光軸方向に伸長してレンズ枠110を図示しない近接撮影位置に移動させる。このとき、コイルバネ130のバネ材料の長さも伸長して光軸Lの周りの回動成分が発生する場合には、バネ受けリング114がレンズ枠110に対して相対的に回動し、コイルバネ130のピッチの伸長成分のみがレンズ枠110に伝達される。それ故に、レンズ枠110は光軸方向に円滑に移動する。
レンズ枠110は、近接撮影位置から通常撮影位置に移動させるには、駆動回路250によるコイルバネ130への通電を停止する。通電を停止すると、コイルバネ130は、自然冷却により温度が低下し、光軸方向に収縮する。このとき、コイルバネ130の両端部131,132は、バネ受けリング114及び固定枠120にそれぞれ掛止されているので、レンズ枠110は、コイルバネ130の収縮により光軸方向の後方に向けて繰り込み、通常撮影位置に到達する。尚、収縮するコイルバネ130に回動成分がある場合には、バネ受けリング114が回動する。
The operation of the lens driving device will be described. When the
When the
In order to move the
以上のように、本実施形態によれば、レンズ枠110、固定枠120及び形状記憶合金バネとしてのコイルバネ130によりレンズ駆動装置を構成することができるので、装置を一層小型化することができる。また、コイルバネ130とレンズ枠110とは、筒状支持部122により隔てられているので、コイルバネ130の発生する熱は、レンズGや光路に伝達されにくく、撮像画像に悪影響を及ぼさない。さらに、バネ受けリング114を設けることにより、コイルバネ130の回動成分を円滑に吸収することができる。
As described above, according to the present embodiment, since the lens driving device can be configured by the
上記実施形態では、後側コイルバネ40及びコイルバネ130は、加熱されると伸長し、冷却されると収縮する構成にしたが、これに限定されるものではなく、加熱されると収縮し、冷却されると伸長する構成とすることも可能である。
In the above embodiment, the
上記実施形態では、後側コイルバネ40を形状記憶合金製としたが、これに限定されるものではなく、後側コイルバネ40ではなくて前側コイルバネ30を形状記憶合金製とすることも可能であり、又、前側コイルバネ30及び後側コイルバネ40の双方を形状記憶合金製とすることも可能である。尚、前側コイルバネ30及び後側コイルバネ40の双方を形状記憶合金製とする場合には、一方が通電加熱されて伸長するときに、他方は通電加熱されて収縮する構成とすればよい。
In the above embodiment, the
上記実施形態では、CCD200を固定枠20,120に保持させる構成としたが、これに限定されるものではなく、CCD200を携帯情報端末機側に設ける構成とすることも可能である。
In the above embodiment, the
上記した実施形態では、レンズ枠10,110を後側コイルバネ40あるいはコイルバネ130の伸縮量により通常撮影位置及び近接撮影位置に位置決めする構成としたが、これに限定されるわけではなく、レンズ枠10,110に当接して通常撮影位置及び近接撮影位置に規定する位置決め部材を固定枠20,120等に設ける、あるいは、一体的に形成する構成とすることも可能である。
In the above-described embodiment, the lens frames 10 and 110 are positioned at the normal shooting position and the close-up shooting position by the amount of expansion and contraction of the
上記実施形態では、レンズ枠110にバネ受けリング114を設けて、コイルバネ130の一端部131を回動可能に掛止する構成としたが、これに限定されるものではなく、
バネ受けリングを固定枠側に設ける構成とすることも可能である。また、バネ受けリング114を使用せずに、環状支持部112にコイルバネ130の一端部131を回動可能に掛止するための長孔等を形成することも可能であり、又、コイルバネ130の一端部131をレンズ枠110に直接掛止すると共に、他端部132を回動可能に掛止するための長孔等を固定枠120に形成することも可能である。
In the above embodiment, the
A structure in which the spring receiving ring is provided on the fixed frame side is also possible. Further, without using the
上記した実施形態では、マクロ切替用のレンズ駆動装置の場合について説明したが、これに限定されるわけではなく、レンズ駆動装置をズーミング用あるいはフォーカシング用とすることも可能である。 In the above-described embodiment, the case of the lens driving device for macro switching has been described. However, the present invention is not limited to this, and the lens driving device can be used for zooming or focusing.
以上述べたように、本発明のレンズ駆動装置は、携帯電話機、携帯型パーソナルコンピュータなどの小型化、軽量化が要求される携帯情報端末機等に搭載されるディジタルカメラユニットのレンズ駆動装置として適用することができるのはもちろんのこと、レンズの駆動を要するものであれば、その他のレンズ光学系においても有用である。 As described above, the lens driving device of the present invention is applied as a lens driving device for a digital camera unit mounted on a portable information terminal or the like that is required to be reduced in size and weight, such as a mobile phone and a portable personal computer. Needless to say, the present invention is useful in other lens optical systems as long as the lens needs to be driven.
10…レンズ枠
11…外周面
12…バネ受け部
12a,12b…受け面
13…腕部
20…固定枠
21…基部
21a…前面
22…筒状支持部
22a…内周面
22b…前端面
22c…突起
23…ガイド孔
30…前側コイルバネ
40…後側コイルバネ(形状記憶合金バネ)
50…バネ受け部材
50a…嵌合孔
110…レンズ枠
111…外周面
112…環状支持部
112a…溝部
113…腕部
114…バネ受けリング
114a…掛止孔
114b…受け面
120…固定枠
121…基部
121a…前面
121b…保持部
121c…掛止孔
122…筒状支持部
123…ガイド孔
130…コイルバネ(形状記憶合金バネ)
200…CCD
250…駆動回路
300…カメラユニット
310…本体
320…蓋部
321…搭載部
G…レンズ
L…光軸
DESCRIPTION OF
50 ...
200 ... CCD
250 ...
Claims (2)
前記コイルバネは、前記筒状支持部の外側に露出して同心状に配置され,かつ,通電/非通電による温度変化により光軸方向に伸縮して駆動力を発生すべく形状記憶合金により形成された形状記憶合金バネを含み、
前記コイルバネは、前記レンズ枠を光軸方向の前側及び後側から付勢するべく当接して配置された前側コイルバネ及び後側コイルバネを含み、
前記前側コイルバネ及び後側コイルバネの少なくとも一方は、前記形状記憶合金であり、
前記レンズ枠は、その外周面から径方向に突出する腕部と、前記腕部に連結されると共に前記筒状支持部の外側に配置されて前記前側コイルバネ及び後側コイルバネの一端を受ける環状のバネ受け部と、を有し、
前記筒状支持部は、前記腕部を挿通させるべく光軸方向に伸長して形成されたガイド孔を有する、
ことを特徴とするレンズ駆動装置。 A lens frame that holds the lens, a fixed frame that has a cylindrical support portion that supports the lens frame so as to be movable only in the optical axis direction, and a coil spring that can expand and contract in the optical axis direction.
The coil spring is concentrically exposed and arranged outside the cylindrical support portion, and is formed of a shape memory alloy so as to expand and contract in the optical axis direction due to a temperature change caused by energization / non-energization to generate a driving force. the shape memory alloy spring seen including,
The coil spring includes a front coil spring and a rear coil spring arranged in contact with each other to urge the lens frame from the front side and the rear side in the optical axis direction,
At least one of the front coil spring and the rear coil spring is the shape memory alloy,
The lens frame includes an arm portion protruding in a radial direction from an outer peripheral surface thereof, and an annular shape connected to the arm portion and disposed outside the cylindrical support portion to receive one end of the front coil spring and the rear coil spring. A spring receiver,
The cylindrical support part has a guide hole formed to extend in the optical axis direction so as to allow the arm part to be inserted therethrough.
A lens driving device.
前記コイルバネは、前記筒状支持部の外側に露出して同心状に配置され,かつ,通電/非通電による温度変化により光軸方向に伸縮して駆動力を発生すべく形状記憶合金により形成された形状記憶合金バネを含み、
前記形状記憶合金バネは、その一端が光軸周りに相対的に回動可能に前記固定枠及びレンズ枠の一方に掛止され、その他端が前記固定枠及びレンズ枠の他方に掛止され、
前記レンズ枠は、その外周面から径方向に突出する腕部と、前記腕部に連結されると共に前記筒状支持部の外側に配置された環状支持部と、前記環状支持部により光軸周りに回動自在に支持されると共に前記形状記憶合金バネの一端が掛止されたバネ受けリングと、を有し、
前記筒状支持部は、前記腕部を挿通させるべく光軸方向に伸長して形成されたガイド孔を有する、
ことを特徴とするレンズ駆動装置。 A lens frame that holds the lens, a fixed frame that has a cylindrical support portion that supports the lens frame so as to be movable only in the optical axis direction, and a coil spring that can expand and contract in the optical axis direction.
The coil spring is concentrically exposed and arranged outside the cylindrical support portion, and is formed of a shape memory alloy so as to expand and contract in the optical axis direction due to a temperature change caused by energization / non-energization to generate a driving force. Including shape memory alloy springs,
One end of the shape memory alloy spring is hooked to one of the fixed frame and the lens frame so as to be relatively rotatable around the optical axis, and the other end is hooked to the other of the fixed frame and the lens frame,
The lens frame includes an arm portion projecting in a radial direction from an outer peripheral surface thereof, an annular support portion connected to the arm portion and disposed outside the cylindrical support portion, and an optical axis around the annular support portion. A spring receiving ring that is rotatably supported by the shape memory alloy spring, and one end of the shape memory alloy spring is hooked.
The cylindrical support part has a guide hole formed to extend in the optical axis direction so as to allow the arm part to be inserted therethrough.
Features and, Relais lens driving device that.
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