CN101421657A - 镜头驱动装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供可防止镜头架在镜头的光轴方向上倾斜的镜头驱动装置。将第1齿轮(13)、第2齿轮(14)、突部(20a)以及螺旋弹簧(6)同轴设置于固定轴(5)。通过使步进马达(11)的转子(11a)绕顺时针方向或逆时针方向旋转，来将旋转运动传递给二级齿轮(12)。二级齿轮(12)的旋转运动传递给第1齿轮(13)以及第2齿轮(14)。若第1齿轮(13)与第2齿轮(14)旋转，则第1齿轮(13)的内螺纹部(131a)与第2齿轮(14)的外螺纹部(141a)的螺合程度加深，第2齿轮(14)向上方移动。随着第2齿轮(14)向上方移动，被螺旋弹簧(6)向上施力的镜头架(20)沿镜头(21)光轴方向向上移动。

Description

镜头驱动装置

技术领域

本发明涉及一种具有减速机构的镜头驱动装置。

背景技术

例如在光学设备的镜头驱动装置中，如专利文献1所示，有下述这种驱动装置，该装置具有：转轴，在外周上形成有外螺纹与圆柱部；轴支承部，对该转轴的两端分别进行轴支承；齿轮，固定安装于转轴；马达，连结有与该齿轮啮合的驱动齿轮，并旋转驱动转轴；镜头架，具有筒状部，该筒状部的内周面上形成有与转轴的外螺纹部螺合的内螺纹部、以及与转轴的圆柱部滑动接触的嵌合部；与转轴并列设置的引导轴，其与转轴一起支承镜头架；弹簧，对转轴向轴支承部施力。镜头架经筒状部支承于转轴，另外，在镜头架的移动过程中，筒状部成为镜头架的被驱动部。

在该镜头驱动装置中，旋转驱动马达，通过驱动齿轮及齿轮使转轴旋转，利用转轴的外螺纹部与镜头架的筒状部的内螺纹部之间的螺合经筒状部来沿着引导轴引导镜头架，使之沿镜头光轴方向移动。

专利文献1：日本特开平9-32902号公报(图7)

在上述专利文献1的镜头驱动装置中，由于需要使转轴顺滑地旋转，因此在轴支承转轴的轴支承部的轴支承孔内具有嵌合松动。

另外，在该镜头驱动装置中，为了使镜头架的筒状部在转轴上移动，有必要在转轴的外螺纹部与镜头架的筒状部的内螺纹部之间设定较大的余隙

因此，在该镜头驱动装置中，若使转轴旋转进而使镜头架移动，则镜头架沿镜头光轴方向倾斜，因此就会存在使用镜头驱动装置所拍摄的图像的画质下降的问题。

发明内容

本发明是基于上述实际情况而形成的，其目的在于提供一种可防止镜头架在镜头的光轴方向倾斜的镜头驱动装置。

为了实现上述目的，本发明的镜头驱动装置，是一种使保持镜头的镜头架沿上述镜头光轴方向移动的镜头驱动装置，其特征在于，具有：两个齿轮，同时旋转但旋转速度不同；运动方向转换机构，利用上述两个齿轮的转速差及其旋转运动，使该两个齿轮中的任意一个齿轮沿着上述镜头光轴方向做直线运动；被驱动部，被设置于上述镜头架，与上述做直线运动的一个齿轮相抵接并从动于这一个齿轮在光轴方向上的移动；施力部件，对上述被驱动部件向上述一个齿轮侧施力；以及固定轴，将上述两个齿轮、上述被驱动部以及上述施力部件支承于同一个轴上。

另外，在本发明的镜头驱动装置中，上述运动方向转换机构也可以是包含：具备于上述两个齿轮中的一个齿轮上的外螺纹部、以及具备于其中另一个齿轮上且与上述外螺纹部螺合的内螺纹部的构成。

也可以是，在这种形态中，特别是上述外螺纹部形成于凸起部的外周面，该凸起部形成于上述一个齿轮中央；上述内螺纹部形成于贯通孔的内周面，而该贯通孔形成于上述另一个齿轮中央。

另外，也可以是，在本发明的镜头驱动装置中，上述两个齿轮构成第1齿轮组，是通过由与构成该第1齿轮组的两个齿轮分别啮合的两个齿轮所构成的第二齿轮组，使该第一齿轮组旋转。

也可以是，在这种形态中，特别是在将上述第1齿轮组的两个齿轮中的一个齿轮的齿数设为m，另一个齿轮的齿数设为n的情况下，将上述第2齿轮组的两个齿轮中的与上述第1齿轮组的一个齿轮啮合的齿轮的齿数设为n，与上述第1齿轮组的另一个齿轮啮合的齿轮的齿数设为m。

另外，也可以是，在本发明的镜头驱动装置中，上述镜头架为大致圆筒形状，上述被驱动部具有突部，且该突部向该镜头架的侧壁突出。

也可以是，在这种形态中，特别是在上述镜头架的侧壁上设有旋转止动部，该旋转止动部可防止该镜头架的旋转运动。

依据本发明，可以提供一种可防止镜头架在镜头的光轴方向上倾斜的镜头驱动装置。

附图说明

图1是表示本发明的实施方式所涉及的镜头驱动装置的构成的图，且是镜头架位于下方时的剖视图。

图2是图1所示的镜头驱动装置之中镜头架位于上方时的剖视图。

图3是表示图1所示的镜头驱动装置的整体构成的俯视图。

图4是用于控制图1所示的镜头驱动装置的控制电路的的框图。

符号说明如下：

1...镜头驱动装置；5...轴；6...螺旋弹簧；1...驱动部；

1...电磁促动器(步进马达)；12...二级齿轮；12a...小径齿轮；

12b...大径齿轮；13...第1齿轮；131a...内螺纹部；14...第2齿轮；

141a...外螺纹部；20...镜头架；20a...突部；21...镜头。

具体实施方式

以下参照附图，对本发明的实施方式所涉及的镜头驱动装置进行说明。镜头驱动装置1是使保持于镜头架20上的镜头21沿着镜头21的光轴方向移动的机构。另外，如图1至图3所示，镜头架20呈大致圆筒形状。如图3所示，镜头21组装于该圆筒形状的内部。

如图1所示，镜头驱动装置1在作为上下一对壳体的第1壳体2及第2壳体3内具有：驱动部10，该驱动部10具备作为电磁促动器的步进马达11；镜头架20，由驱动部10所驱动。另外，在第1壳体2与第2壳体3之间具有中板4。

如图1以及图2所示，驱动部10具有减速机构，且具有步进马达11、与步进马达11的小齿轮11e啮合的二级齿轮12、分别与二级齿轮12啮合的第1齿轮13以及第2齿轮14。

步进马达11通过使转子11a旋转运动，借助二级齿轮12等齿轮组来使镜头架20沿光轴的方向移动。步进马达11具有转子11a、转子轴11b、定子11c、线圈11d和小齿轮11e。

转子11a。利用与定子11c之间的磁力所产生的转矩，而以转子轴11b为中心旋转运动。转子11a例如由稀土类、铁类等磁铁材料形成且形成为小径的圆筒状或圆板状。转子11a在旋转方向上交替具有磁性不同的多个磁极。这些磁极被等间隔地设置于转子11a的旋转方向上。

转子轴11b及小齿轮11e是通过插件成型一体形成的，该插件成型是将转子11a设置于模具内，并注射成形转子轴11b与小齿轮11e的成型方式。另外，也可以是，转子轴11b及小齿轮11e作为独立的部件，使小齿轮11e嵌合于转子轴11b并予以固定。另外，还可以将转子11a、转子轴11b以及小齿轮11e用同一材料一体成形。转子轴11b的一端可旋转地支承于第1壳体2的轴承部2a，转子轴11b的另一端可旋转地支承于第2壳体3的轴承部3a。小齿轮11e与转子11a及转子轴11b一起旋转，从而将旋转运动传递给二级齿轮12。

定子11c用于将被励磁的线圈11d的磁通导向转子11a的被磁化的磁极。定子11c是由例如铁、铁镍合金等软磁性材料形成。如图3所示，在定子11c中形成有3个磁齿111c，通过对线圈11d通电来磁化该磁齿111c。磁齿111c以和设置于转子11a的磁极相向的方式进行配置。另外，定子11c定位于第1壳体2的安装部2c等。

通过对线圈11d外加正极性或负极性电压励磁来磁化定子11c。线圈11d是由缠绕于定子11c的一对线圈构成。另外，线圈11d连线于未图示的端子板。

该步进马达11，通过对线圈11d外加正极性电压或负极性电压进而励磁，使得在被磁化的定子11c的极齿与转子11a的各磁极之间产生吸引力和排斥力，使转子11a产生转矩，从而使转子11绕顺时针或逆时针方向旋转。

二级齿轮12与小齿轮11e、第1齿轮13以及第2齿轮14啮合，从而将步进马达11的转子11a的旋转运动传递给第1齿轮13以及第2齿轮14。二级齿轮12是由小径齿轮12a与齿数比小径齿轮12还多的大径齿轮12b构成，该二级的齿轮同轴且一体地形成，且中心形成有贯通孔12c。二级齿轮12的轴4a立设于中板4，轴4a的端部嵌合并固定于第2壳体3的轴孔3b。二级齿轮12，在图1中，以上侧配置小径齿轮12a，下侧配置大径齿轮12b的方式，可旋转地被轴支承于轴4a上。另外，小径齿轮12a与第1齿轮13啮合，大径齿轮12b与小齿轮11e及第2齿轮14啮合。

第1齿轮13及第2齿轮14在运动方向转换部131a、141a将齿轮13、14的旋转运动转换为直线运动，并传递给镜头架20。第1齿轮13是齿数较多的大径齿轮，第2齿轮14是与第1齿轮13相比齿数较少的小径齿轮。在第1齿轮13的中心贯通孔13a的内周面上形成有内螺纹部131a，在形成于第2齿轮14的中央的凸起部14a的外周面上形成有外螺纹部141a。

另外，在第2齿轮14的凸起部14a的中央形成有贯通孔14b。

另外，若适当设定第1齿轮13以及第2齿轮14的与二级齿轮12相啮合的齿数，则第1齿轮13与第2齿轮14的相对移动角度即使相同，也可以提高相对于转子11a旋转数的第1齿轮13以及第2齿轮14的减速比。本实施例中，采用了提高减速比且转矩较高的组合。这样，即使采用转矩小的小型马达，也可以顺滑地移动镜头架20。由于可以采用转矩小的小型马达，故而可以实现照相机的省电化。

将第2齿轮14的贯通孔14b中所插嵌的轴5，以一端与第1壳体2的轴孔2b嵌合，将另一端与第2壳体3的轴孔3c嵌合进行固定。另外，由于轴5为固定轴，因此在轴孔2b及轴孔3c内没有嵌合松动。

第1齿轮13与第2齿轮14在内螺纹部131a与外螺纹部141a螺合的状态下被同轴地安装于轴5。由于轴5并非螺杆螺纹那样是具有螺纹部的轴，因此在第2齿轮14与轴5之间的余隙，只要留下可在轴方向移动程度的间隙即可。若意欲用螺杆螺纹等使第2齿轮14沿轴方向移动，则螺杆螺纹部的余隙比在轴上没有设定螺纹部的情况要大。因此，在轴5上设置第2齿轮14的本实施例的构成可以将由于镜头架20的松动所引起的沿光轴方向的倾斜抑制得很小。由此画质提高。第1齿轮13以及第2齿轮14独立能够旋转，利用第1齿轮13与第2齿轮14的转速差，能够改变内螺纹部131a及外螺纹部141a的螺合程度。也就是第2齿轮14可沿轴方向移动。

镜头架20上保持有镜头21。镜头架20上形成有突部20a，且该突部20a设置成向侧壁突出。在突部20a上且在与镜头21的表面正交的方向上形成有贯通孔201a，而轴5插嵌于该贯通孔201a。突部20a与第2齿轮14抵接，并可沿轴方向移动地同轴安装于轴5上，起到镜头架20被驱动部的作用。另外，在镜头架20的外周上，形成有用于限制镜头架20旋转移动的旋转止动件20b。

由于突部20a与轴5之间没有因螺纹部而形成得螺合关系，因此无需在螺纹部间设定较大的余隙，故而可以将因镜头架20的松动引起的沿光轴方向的倾斜抑制得很小。

螺旋弹簧6是设置于第1壳体2与镜头架20突部20a之间的弹性部件。螺旋弹簧6对突部20a向第2齿轮14侧施力，使得突部20a沿轴方向从动于第2齿轮14。

在轴5上，将第1齿轮13、第2齿轮14、突部20a以及螺旋弹簧6以同轴进行设置。

在镜头驱动装置1中还有具有未图示的构成光学系统的部件，如在基板上且与保持于镜头架20上的镜头21相向的位置所设置得未图示的摄像元件等。

接着，对在该镜头驱动装置1中，使镜头架20沿着镜头21的光轴方向移动的方法进行说明。在图1所示的镜头架20处于第1壳体2一侧、即下侧的状态下，通过使步进马达11的转子11a绕顺时针或逆时针方向旋转，从而借助小齿轮11e将旋转运动传递给二级齿轮12。

二级齿轮12的旋转运动分别从小径齿轮12a以及大径齿轮12b传递到第1齿轮13以及第2齿轮14，第1齿轮13以及第2齿轮14同时旋转。由于第2齿轮14比第1齿轮13的转速快(旋转角度大)，因此，如图2所示，第1齿轮13的内螺纹部131a与第2齿轮14的外螺纹部141a的螺合程度加深，第2齿轮14向上移动。

随着第2齿轮14向上方移动，与第2齿轮14抵接的镜头架20的突部20a由于螺旋弹簧6的作用力而从动于第2齿轮，因此镜头架20沿光轴方向向上移动。

另外，通过使步进马达11的转子11a朝反方向旋转，使得小齿轮11e、二级齿轮12、第1齿轮13以及第2齿轮14反方向旋转，第2齿轮14如图1所示朝下方移动。随着第2齿轮14向下方移动，与第2齿轮14相抵接的镜头架20的突部20a由于第2齿轮14而克服螺旋弹簧6的作用力而被向下方按压，镜头架20沿着镜头21的光轴方向，向下移动。

这里，结合图4对用于控制镜头驱动装置1的控制电路进行说明。如图4所示，控制部50具有CPU(Central Processing Unit)51、存储器52以及驱动器53。CPU51进行对镜头驱动装置1整体的控制以及演算处理。在存储器52中存储有用于控制镜头驱动装置1的程序以及控制信息。驱动器53根据来自于CPU51的控制信号，向线圈11d以脉冲状外加正极性或负极性的驱动电压并进行励磁。操作按钮54连接于CPU51。

若按下操作按钮54，则CPU51会指示驱动器53进行正极性或负极性电压的输出，以驱动步进马达11。驱动器53根据指示，向步进马达11的线圈11d外加正极性或负极性的电压。这样，对步进马达11的线圈11d进行通电控制，使步进马达11的转子11a绕顺时针方向或逆时针方向旋转，从而如上所述地使镜头架20沿着镜头光轴方向移动，由此可以进行对焦。

在这种本实施方式的镜头驱动装置1中，利用具有螺合关系的运动方向转换部131a、141a，将第1齿轮13与第2齿轮14之间的旋转角度差(转速差)转换为轴方向的移动量，从而将旋转运动转换成直线运动，得以使镜头架20沿着镜头21的光轴方向移动，因此可以通过固定轴构成将第1齿轮13、第2齿轮14、镜头架20的突部20a以及螺旋弹簧6支承在同轴上的轴5。

因此，在本实施的方式中，无需如以往那样轴5要具有嵌合松动，可以防止因轴5的嵌合松动而造成的镜头架20在镜头21的光轴方向的倾斜。

另外，在本实施方式中，无需如以往那样在轴5上要形成与被驱动对象等螺合的螺纹部，可以防止因螺纹部间的较大的余隙而造成的镜头架20在镜头21的光轴方向的倾斜。

另外，在本实施方式中，更容易实现小型化及省电化的要求，可以静化驱动音，且由于减少了部件的个数而降低了成本，可以获得较大的减速比，实现高精度的驱动，另外还使设计变得容易。

另外，由于在本实施方式中，特别是在具有大致圆筒形状的镜头架20的侧壁上形成有突部20a，并且，该突部20a起到被驱动部的作用，因此可以更好地对构成镜头驱动装置1的各要素(特别是步进马达11以及镜头架20)进行安排。另外，也有利于实现装置整体的紧凑化。

此外，在这种形态下，特别是由于突部20a与旋转的第2齿轮14相抵接，故而有镜头架20以该突部20a的一部分为中心旋转的危险，但在本实施方式中，如上所述，由于形成有旋转止动件20b(参照图3)，因此可使这种现象防患于未然。另外，由图3可知，该旋转止动件20b对使镜头架20沿着镜头21的光轴方向的直线运动更加稳定也起到了很大的作用。

以上，虽列举本实施方式对本发明进行了说明，但本发明并不限于上述实施方式，还可以有各种变形。

在本实施方式中，对小齿轮11e一体形成于步进马达11的转子轴11b，且使用与该小齿轮11e啮合的二级齿轮12的示例进行了说明，但也可以直接将二级齿轮设置于转子轴11b来代替小齿轮11e。另外，本实施方式中虽然对使用一体形成的二级齿轮12的示例进行说明，但也可以采用两种独立的齿轮代替2级齿轮12。

另外，在本实施方式中，虽然对采用步进马达11作为一个驱动源的示例进行了说明，但只要是能够引发旋转运动的驱动源即可，并不限定为步进马达11。

另外，在本实施方式中，对使用构成二级齿轮12的小径齿轮12a及大径齿轮12b、第1齿轮13、第2齿轮14进行了说明，但也可以在例如将第1齿轮13的齿数设为m，第2齿轮14的齿数设为n的情况下，将与第1齿轮13啮合的齿轮的齿数设为n，与第2齿轮14啮合的齿轮的齿数设为m。由此，设计更加容易，容易控制驱动对象。

另外，在将第1齿轮13的齿数设为b，第2齿轮14的齿数设为c，与第1齿轮13啮合的齿轮的齿数设为d，与第2齿轮14啮合的齿轮的齿数设为e的情况下，只要是c/e与b/d不一致的齿数组合就可以。原因是，该齿数组合可以在第1齿轮13与第2齿轮14之间产生旋速差，从而可以来驱动驱动对象。

本申请以2006年4月12日提交的日本国专利申请2006-110166为基础。本说明书是参照并纳入其整个说明书、权利要求书、附图等而完成的。

产业上的可利用性

本发明的镜头驱动装置可以用于可用便携式相机、手机等镜头对外界进行摄像的各种电子设备之中。

Claims (7)

1.一种镜头驱动装置，其使保持镜头的镜头架沿上述镜头的光轴方向移动，其特征在于，具备：

两个齿轮，同时旋转但旋速不同；

运动方向转换机构，利用上述两个齿轮的转速差及其旋转运动，使该两个齿轮中的任意一个齿轮沿着上述镜头光轴方向做直线运动；

被驱动部，被设置于上述镜头架，与上述做直线运动的一个齿轮相抵接，从动于这一个齿轮在光轴方向上的移动；

施力部件，对上述被驱动部向上述一个齿轮侧施力；以及

固定轴，将上述两个齿轮、上述被驱动部以及上述施力部件支承于同一个轴上。

2.根据权利要求1所述的镜头驱动装置，其特征在于，

上述运动方向转换机构包含：

具备于上述两个齿轮中的一个齿轮上的外螺纹部、以及

具备于其中另一个齿轮上且与上述外螺纹部螺合的内螺纹部。

3.根据权利要求2所述的镜头驱动装置，其特征在于，

上述外螺纹部形成于凸起部的外周面，该凸起部形成于上述一个齿轮中央；

上述内螺纹部形成于贯通孔的内周面，该贯通孔形成于上述另一个齿轮中央。

4.根据权利要求1所述的镜头驱动装置，其特征在于，

上述两个齿轮构成第1齿轮组，

是通过由与构成该第1齿轮组的两个齿轮分别啮合的两个齿轮所构成的第二齿轮组，使该第一齿轮组旋转。

5.根据权利要求4所述的镜头驱动装置，其特征在于，

在将上述第1齿轮组的两个齿轮中的一个齿轮的齿数设为m，另一个齿轮的齿数设为n的情况下，

将上述第2齿轮组的两个齿轮之中与上述第1齿轮组的一个齿轮啮合的齿轮的齿数设为n，与上述第1齿轮组的另一个齿轮啮合的齿轮的齿数设为m。

6.根据权利要求1所述的镜头驱动装置，其特征在于，

上述镜头架为大致圆筒形状，

上述被驱动部具有突部，且该突部被设置成向该镜头架的侧壁突出。

7.根据权利要求6所述的镜头驱动装置，其特征在于，

在上述镜头架的侧壁上具有旋转止动部，来防止该镜头架的旋转运动。

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