CN101449192B - 透镜驱动装置和摄像装置 - Google Patents
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Abstract
一种透镜驱动装置和和摄像装置,透镜保持框(1)的抵接部(9)和螺母(10)的抵接部(8)形成为在上述透镜保持框(1)与上述螺母(10)通过螺旋弹簧(12)的作用而彼此抵接时对上述透镜保持框(1)朝上述光轴方向以及与该光轴方向正交的正交方向施力。
Description
技术领域
本发明涉及一种对光学设备等所使用的透镜进行驱动的透镜驱动装置以及具有该透镜驱动装置的相机等摄像装置。
背景技术
以往,相机等摄像装置具有由多个透镜组构成的摄影光学系统以及配置在规定位置上的电荷耦合器件(CCD)等摄像元件,并使基于射入上述摄影光学系统的光束而形成的被拍物的像在上述摄像元件上成像。
在这种摄像装置中,为了实现自动对焦功能和变焦功能,使用使透镜沿光轴方向移动的透镜驱动装置。作为该透镜驱动装置,一般将步进电机等作为驱动源来使导螺杆旋转,并通过具有与该导螺杆啮合的阴螺纹部的螺母来使上述透镜保持框沿光轴方向移动。
在这种透镜驱动装置中,在上述透镜保持框与上述螺母之间,为了使各自的零件顺利地动作,使两者嵌合,或利用弹性部件的反力(预压)使两者接触(对两者施力),从而吸收上述透镜保持框在光轴方向(推力方向)上产生的晃动。
另外,在与上述光轴方向正交的正交方向(径向)上,引导轴和透镜保持框的轴承、以及上述导螺杆和上述螺母会因零件的间隙而产生晃动。因此,在径向上也利用其它弹性部件进行施力(日本专利特开2000-206391号公报)。
另一方面,也已知有在透镜保持框上固定着根据被拍物的亮度来调节光量的机械快门并使上述机械快门与上述透镜保持框一体移动的摄像装置(日本专利特开平5-134159号公报)。
在这种摄像装置中,用于对上述机械快门的开闭进行控制的柔性印刷基板(FPC)与上述透镜保持框的移动一起而产生形状变化,对上述透镜保持框作用其反力。
发明的公开
发明所要解决的技术问题
然而,在上述日本专利特开2000-206391号公报所公开的透镜驱动装置中,为了防止上述推力方向和上述径向这两个方向的晃动而使用了两个施力弹簧,构造复杂,很难小型化,而且,零件数也多,因此成本高。
另外,在上述日本专利特开平5-134159号公报所公开的摄像装置中,随着上述透镜保持框的移动,柔性印刷基板的形状发生变化,柔性印刷基板赋予上述透镜保持框的反力产生变动。在产生了这种反力变动时,上述透镜保持框会被柔性印刷基板推压(或拉拔),上述透镜保持框会产生与上述透镜保持框的轴承和上述引导轴的晃动相应的晃动,进而导致上述透镜产生径向的侧倾。
发明内容
因此,本发明的目的在于提供一种能使上述透镜高精度地移动并能实现小型化和低成本化的透镜驱动装置以及摄像装置。
解决技术问题所采用的技术方案
为了解决上述技术问题,本发明的透镜驱动装置,其特征在于,包括:保持透镜的透镜保持框;沿光轴方向引导上述透镜保持框的引导轴;由于驱动源的作用而进行旋转的导螺杆;与上述导螺杆啮合、将上述驱动源的驱动力传递给上述透镜保持框、从而使上述透镜保持框沿上述光轴方向移动的螺母;以及对上述透镜保持框朝上述螺母侧施力、来使上述透镜保持框与上述螺母抵接的施力部件,上述透镜保持框和上述螺母彼此的抵接部形成为在上述透镜保持框与上述螺母由于上述施力部件的作用而彼此抵接时对上述透镜保持框朝上述光轴方向以及与上述光轴方向正交的正交方向施力。
采用本发明的透镜驱动装置,由于上述透镜保持框和上述螺母彼此的抵接部形成为在上述透镜保持框与上述螺母通过上述施力部件的作用而彼此抵接时对上述透镜保持框朝上述光轴方向以及与上述光轴方向正交的正交方向施力,因此,可利用一个上述施力部件对上述透镜保持框朝上述光轴方向(推力方向)以及上述正交方向(径向)两个方向施加预压,从而可防止上述透镜保持框因上述透镜保持框的驱动而产生晃动和透镜侧倾。另外,可将上述透镜驱动装置做成简单的结构,实现零件数的减少、小型化和低成本化。此外,由于可减少上述透镜保持框的晃动,因此可减小驱动声音。
另外,在一实施形态的透镜驱动装置中,上述透镜保持框的抵接部和上述螺母的抵接部中的至少一个具有相对于与上述光轴方向正交的正交平面而倾斜的倾斜面。
采用上述实施形态的透镜驱动装置,由于上述透镜保持框的抵接部和上述螺母的抵接部中的至少一个具有相对于上述正交平面而倾斜的上述倾斜面,因此,上述倾斜面形成为朝向上述光轴方向和上述正交方向,可利用上述倾斜面对上述透镜保持框朝上述光轴方向和上述正交方向这两个方向施加预压。这样,能以更为简单的结构来抑制上述透镜保持框的晃动和透镜侧倾。
另外,在一实施形态的透镜驱动装置中,上述螺母的抵接部形成在以上述螺母的轴为中心的中心角度为180°以内的范围内。
采用上述实施形态的透镜驱动装置,由于上述螺母的抵接部形成在以上述螺母的轴为中心的中心角度为180°以内的范围内,因此,可利用上述螺母的抵接部对上述透镜保持框朝上述光轴方向和上述正交方向这两个方向施加预压。这样,能以更为简单的结构来抑制上述透镜保持框的晃动和透镜侧倾。
另外,在一实施形态的透镜驱动装置中,上述施力部件是螺旋弹簧,该螺旋弹簧的内径部被上述引导轴插通。
采用上述实施形态的透镜驱动装置,由于上述施力部件是内径部被上述引导轴插通的螺旋弹簧,因此,上述螺旋弹簧的内径部被上述引导轴插通,可将上述螺旋弹簧配置在较小的空间内,可防止因掉落等的冲击而导致上述螺旋弹簧脱落。而且,由于上述螺旋弹簧在上述引导轴的附近对上述透镜保持框施加预压,因此可减小力矩,能以较小的转矩来驱动上述透镜保持框。
另外,在一实施形态的透镜驱动装置中,上述透镜保持框和上述螺母用树脂形成。
采用上述实施形态的透镜驱动装置,由于上述透镜保持框和上述螺母用树脂形成,因此,可通过注射模塑成形等廉价地制造上述透镜保持框和上述螺母,并可防止上述透镜保持框和上述螺母因上述透镜保持框和上述螺母彼此抵接而变形或切损,可提高上述透镜保持框和上述螺母的耐久性。
另外,本发明的摄像装置,其特征在于,包括上述透镜驱动装置,通过利用上述透镜驱动装置使上述透镜沿上述光轴方向移动来进行对焦或变焦。
采用本发明的摄像装置,由于包括上述透镜驱动装置,通过利用上述透镜驱动装置使上述透镜沿上述光轴方向移动来进行对焦或变焦,因此,可抑制伴随上述透镜的移动而产生的透镜侧倾,可获得具有高精度的变焦功能和自动对焦功能且廉价、小型的摄像装置。
另外,在一实施形态的摄像装置中,具有:固定在上述透镜保持框上、与上述透镜保持框一体移动的机械快门;以及对上述机械快门进行供电、并随着上述透镜保持框的移动而变形的柔性印刷基板。
采用上述实施形态的摄像装置,由于具有与上述透镜保持框一体移动的上述机械快门以及随着上述透镜保持框的移动而变形的上述柔性印刷基板,因此,即便使上述透镜保持框与上述机械快门一体移动,也可抑制因上述柔性印刷基板的反力而引起的上述透镜保持框的晃动和侧倾,可实现具有高精度的移动机构的摄像装置。
另外,在一实施形态的摄像装置中,上述透镜保持框和上述螺母彼此的抵接部形成为朝着与因上述柔性印刷基板的变形而作用于上述透镜保持框的反力相反的方向施加预压。
采用上述实施形态的摄像装置,由于上述透镜保持框和上述螺母彼此的抵接部形成为朝着与因上述柔性印刷基板的变形而作用于上述透镜保持框的反力相反的方向施加预压,因此,能可靠地抑制因上述柔性印刷基板的反力而引起的上述透镜保持框的晃动和侧倾。
另外,在一实施形态的摄像装置中,上述施力部件被配置成使对上述透镜保持框朝上述螺母的施力随着上述柔性印刷基板的上述反力的增大而增大。
采用上述实施形态的摄像装置,由于上述施力部件被配置成使对上述透镜保持框朝上述螺母的施力随着上述柔性印刷基板的上述反力的增大而增大,因此,能可靠地抑制因上述柔性印刷基板的反力而引起的上述透镜保持框的晃动和侧倾。
发明效果
采用本发明的透镜驱动装置,由于上述透镜保持框和上述螺母彼此的抵接部形成为在上述透镜保持框与上述螺母通过上述施力部件的作用而彼此抵接时对上述透镜保持框朝上述光轴方向以及上述正交方向施力,因此,可使上述透镜高精度地移动并实现小型化和低成本化。
另外,采用本发明的摄像装置,由于包括上述透镜驱动装置,通过利用上述透镜驱动装置使上述透镜沿上述光轴方向移动来进行对焦或变焦,因此,可使上述透镜高精度地移动并实现小型化和低成本化。
附图说明
图1是表示本发明的透镜驱动装置的一实施形态的立体图。
图2是表示螺母的立体图。
图3是表示驱动机构的立体图。
图4是表示透镜保持框的立体图。
图5是表示另一透镜保持框的立体图。
图6是表示本发明的摄像装置的光学单元并表示第三透镜保持框的广角位置的立体图。
图7是表示本发明的摄像装置的光学单元并表示第三透镜保持框的长焦位置的立体图。
图8是表示本发明的透镜驱动装置的透镜侧倾的实测结果的曲线图。
图9是表示比较例的透镜驱动装置的透镜侧倾的实测结果的曲线图。
图10是表示作为比较例的透镜驱动装置的透镜保持框的立体图。
具体实施方式
下面基于图示的实施形态对本发明作更详细的说明。
图1是表示本发明的透镜驱动装置的一实施形态的立体图。该透镜驱动装置用于摄像装置。该摄像装置具有作为摄影光学系统的第一透镜~第四透镜,上述第一透镜~第四透镜以彼此的光轴对齐的形态排列。
上述第二透镜和上述第三透镜配置在外壳的内部,通过使上述第二透镜和上述第三透镜沿光轴方向移动,上述摄像光学系统进行变焦(zooming)或对焦(focusing)。
图1中表示了上述第三透镜22和保持该第三透镜22的透镜保持框1。上述第三透镜22通过镜筒7固定在上述透镜保持框1上。
在上述透镜保持框1上,根据被拍物的亮度来调节光量的机械快门6在快门固定部26处用螺钉固定,与上述透镜保持框1一起沿光轴方向移动。
在上述透镜保持框1上形成有供沿光轴方向引导上述透镜保持框1的引导轴2插入的轴承部4以及供防止上述透镜保持框1旋转的副轴3插入的副轴承部5。上述轴承部4具有供上述引导轴2插入的圆形孔部,上述副轴承部5具有供上述副轴承部5插入的U字状孔部。
在上述透镜保持框1的一部分上形成有抵接部9,该抵接部与用于沿光轴方向驱动上述透镜保持框1的移动部件即螺母10抵接。
如图1和图2所示,在上述螺母10上形成有与导螺杆11的阳螺纹部螺合的阴螺纹部25、止转部24以及与上述透镜保持框1抵接的抵接部8。
上述止转部24与未图示的外壳部抵靠,防止上述螺母10旋转,在利用未图示的电动机使上述导螺杆齿轮14旋转时,上述螺母10沿上述导螺杆11移动。
在上述引导轴2上配置有作为施力部件的螺旋弹簧12,利用上述螺旋弹簧12对上述透镜保持框1朝上述螺母10侧施力,使上述透镜保持框1的抵接部9与上述螺母10的抵接部8在施力状态下抵接。其结果是,在上述引导轴2的轴向(推力方向)晃动被抑制的状态下,通过上述螺母10的移动来使透镜保持框1沿光轴方向移动。
图3是表示驱动上述透镜保持框1的驱动机构的立体图。该驱动机构构成为对两个上述透镜保持框1进行驱动。该驱动机构具有:作为驱动源的步进电机等电动机17、安装在该电动机17上的电动机小齿轮16、减速齿轮15、以及安装在上述导螺杆11上的导螺杆齿轮14。
上述电动机17的旋转通过上述电动机小齿轮16、减速齿轮15和上述导螺杆齿轮14传递给上述导螺杆11,使上述导螺杆11旋转,如上所述地驱动所述螺母10。各部件在考虑上述透镜保持框1的移动量和所需转矩、空间的限制的基础上,对形状、配置等进行最优化。
下面对上述透镜保持框1的与上述螺母10抵接的抵接部9进行说明。如图1和图4所示,若将上述螺母10的中心作为原点,将上述导螺杆11的轴向(光轴方向)设为Z方向,将与该Z方向正交的正交平面设为X、Y方向,则上述抵接部9形成为在Y方向上长、在X方向上短的纵长形状,在XY方向上呈非对称形状。所谓X方向是指被摄像的图像的水平(或垂直)方向,所谓Y方向是指与X方向正交的方向。
另外,上述抵接部9仅形成在X方向的负侧。这样一来,在对上述透镜保持框1朝上述螺母10施力的状态下,上述螺旋弹簧12除了朝推力方向(Z方向)施加预压之外,还可朝径向(X方向)施加预压,可利用一个上述螺旋弹簧12来抑制推力方向和径向双方的晃动。
图5表示了另一透镜保持框101,该透镜保持框101的抵接部109延长形成至X方向的正侧。该抵接部109具有相对于与上述光轴方向(Z方向)正交的正交平面(XY平面)倾斜的倾斜面。在该状态下,通过利用上述螺旋弹簧12(参照图1)对上述透镜保持框1朝上述螺母10(参照图1)施力,上述透镜保持框101的抵接部109的倾斜面与上述螺母10的抵接部8抵接,与图4时一样,在径向上也可施加预压。另外,上述透镜保持框101的轴承部104与图4的上述轴承部4结构相同,上述透镜保持框101的副轴承部105与图4的上述副轴承部5结构相同。
另外,若上述透镜保持框1的抵接部9和上述螺母10的抵接部8形成为在上述透镜保持框1的抵接部9与上述螺母10的抵接部8抵接时在上述透镜保持框1被如图1所示的沿推力方向进行作用的上述螺旋弹簧12施力的状态下还在径向上对上述透镜保持框1作用预压,则也可采用图4和图5所示的以外的形状。
在此,如图4所示,在上述透镜保持框1的抵接部9呈与XY平面平行的凸状时,在被上述螺旋弹簧12施力的状态下,上述抵接部9实质上成为线状。上述抵接部9的形状只要做成使该线相对于坐标原点处在XY平面的四个象限中的两个象限以内即可。换言之,上述螺母10的抵接部8处于以上述螺母10的轴为中心的中心角度180°以内的范围内,上述透镜保持框1的抵接部9在上述螺母10外周的360°内的180°以内的线上与上述螺母10的抵接部9抵接。
另一方面,如图5所示,在使上述透镜保持框1的抵接部9相对于XY平面倾斜时,在被上述螺旋弹簧12施力的状态下,上述透镜保持框1的抵接部9与上述螺母10的抵接部8以面抵接。作为上述透镜保持框1的抵接部9的倾斜面的倾角,理想的是设定成由上述引导轴2与上述轴承部4的间隙以及上述轴承部4的跨距确定的上述引导轴2与上述轴承部4之间的最大侧倾量以上。例如,在上述间隙最大为20μm、上述轴承部4的跨距为5mm时,上述抵接部9的倾斜面的倾角理想的是设定成13.7分以上。
图4和图5中表示了可抑制推力方向和XZ平面方向的晃动(上述透镜保持框1在θx方向上的侧倾)的结构,但也可将上述抵接部9做成例如横长形状来抑制YZ平面方向的晃动(上述透镜保持框1在θy方向上的侧倾),另外,通过在XY平面上斜向配置,还可抑制两个方向(θx方向和θy方向)的晃动。上述抵接部9的形状理想的是根据后述的柔性印刷基板的反力等作用在上述透镜保持框1上的力的方向进行最优化。为了在X方向、Y方向两个方向上施加预压,更理想的是设定成将上述抵接部9配置在XY平面的四个象限中的一个象限内。或者换一种表达,即更理想的是将上述螺母10的上述抵接部8配置在以上述螺母10的轴为中心的中心角度90°以内的范围内。
图4和图5中表示了基于上述透镜保持框1的抵接部9的形状来赋予径向预压的结构,根据同样的原理,也可基于上述螺母10的抵接部8的形状获得同样的效果。即,只要上述透镜保持框1的抵接部9和上述螺母10的抵接部8中的至少一个具有相对于与上述光轴方向正交的正交平面倾斜的倾斜面即可。
另外,在上述实施形态中,表示的是整个圆周与上述导螺杆11螺合的上述螺母10在上述导螺杆11的附近与上述透镜保持框1抵接的配置,但上述螺母10与上述导螺杆11的大致半个圆周啮合并在上述引导轴2的附近与上述透镜保持框1抵接的配置也可根据同样的原理获得效果。这种情况下,只要利用以上述引导轴2的轴心为原点的坐标系与上述一样地形成上述抵接部9即可。
上述透镜保持框1和上述螺母10理想的是均用树脂形成。例如,作为上述螺母10,使用POM等的树脂,作为上述透镜保持框1,使用聚碳酸酯等的树脂。通过像这样用树脂来形成上述透镜保持框1和上述螺母10,可防止上述透镜保持框1和上述螺母10因抵接而破损或切损,可提高耐久性,并可通过注射模塑成形等方便、廉价地进行制造。
下面,图6和图7表示的是使用本发明的透镜驱动装置的摄像装置的一实施形态。图6是位于广角位置的摄像装置的光学单元27,图7是表示位于长焦位置的摄像装置的光学单元27。通过使上述光学单元27与图3所示的驱动装置以及CCD和CMOS等摄像元件结合来形成摄像装置。在图6和图7中,将参照图1~图4说明的部件用同一符号表示,并省略其说明。
本摄像装置包括第一透镜20、第二透镜21、第三透镜22和第四透镜23这四个透镜组。上述第一透镜20~上述第四透镜23从被拍物侧朝摄像元件侧依次配置,彼此的光轴对齐。
上述第一透镜20和上述第四透镜23固定在光学基座18上。上述第二透镜21和上述第三透镜22分别固定在第二透镜保持框1a和第三透镜保持框1b上。
上述第二透镜保持框1a和上述第三透镜保持框1b通过上述透镜驱动装置的作用而可沿光轴方向移动,进行变焦和对焦。上述第二透镜保持框1a和第三透镜保持框1b与图1所示的上述透镜保持框1结构相同。
与图1所示的上述透镜保持框1一样,在第三透镜保持框1b上固定有机械快门6,上述机械快门6与上述第三透镜保持框1b一体地沿光轴方向移动。
在上述第二透镜保持框1a和上述第三透镜保持框1b各自的上述轴承部4和上述副轴承部5中分别插入有上述引导轴2和上述副轴3。上述引导轴2和上述副轴3的两端固定在上述光学基座18上。
在上述第二透镜保持框1a和上述第三透镜保持框1b各自的上述轴承部4与上述光学基座18的壁面之间配置有上述螺旋弹簧12,该螺旋弹簧12的内径部被上述引导轴2插通。
上述螺旋弹簧12为压缩螺旋弹簧,通过收缩,对上述透镜保持框1朝图1所示的上述螺母10施力,并如上所述地吸收上述透镜保持框1的推力方向和径向的晃动。
作为上述螺旋弹簧12,使用压缩螺旋弹簧,通过将上述引导轴2插通,能以较小的空间构成预压机构,可防止因掉落等的冲击而导致上述螺旋弹簧12脱落,而且,由于可在上述引导轴2的附近施加预压,因此可减小力矩,能以较小的转矩来驱动上述透镜保持框1。
在上述机械快门6上配置有柔性印刷基板(FPC)19,该柔性印刷基板19用于对使上述机械快门6的快门叶片和中灰滤光片(ND filter)(光圈)开闭的驱动部进行供电。
随着上述第三透镜保持框1b的移动,如图6和图7所示,上述柔性印刷基板19的形状产生变化。即,上述柔性印刷基板19的U字部的位置产生变化。
在这种摄像装置中,由于上述柔性印刷基板19,在上述机械快门6和上述第三透镜保持框1b上会产生反力,该反力根据上述第三透镜保持框1b的位置(透镜位置)而变动。因此,根据透镜位置,上述第三透镜保持框1b(上述第三透镜22)会产生径向上的侧倾变动,光学特性变差。不过,由于本发明的摄像装置使用了上述透镜驱动装置,因此能以简单的结构来抑制这种径向的侧倾。
另外,理想的是设定成使上述螺旋弹簧12的预压在上述柔性印刷基板19的反力变大的透镜位置上变大。例如,如图6和图7所示,在上述第三透镜保持框1b从广角位置(图6)朝长焦位置(图7)移动时,在长焦位置上,上述柔性印刷基板19作用于上述第三透镜保持框1b的反力成为最大。因此,理想的是将上述螺旋弹簧12配置成:使上述螺旋弹簧12在长焦位置上收缩,以使预压变大。即,将上述螺旋弹簧12配置成:随着上述柔性印刷基板19的上述反力增大,使对上述第三透镜保持框1b朝上述螺母10的施力增大。其结果是,通过采用这种配置,可将作用于上述螺母10的预压设定成较低,具有还可减小驱动转矩的副效果。
另外,在图6所示的摄像装置中,上述柔性印刷基板19固定在与上述引导轴12在X方向上分离的位置上,来自上述柔性印刷基板19的反力成为X方向的侧倾(θx)。因此,理想的是将上述抵接部9的形状做成能产生可抑制X方向的侧倾的径向预压。例如,通过将上述抵接部9做成图4和图5所示的形状,可抑制θx方向的侧倾,因此,能可靠地抑制因上述柔性印刷基板19的反力而引起的侧倾。在上述柔性印刷基板19的固定位置与本实施形态不同时,只要对应该位置对上述抵接部9的形状进行最优化即可。
下面表示实证了本实施形态所示的透镜驱动装置的效果的实验效果。图8表示了在将图1和图4所示的透镜驱动装置装入图6所示的摄像装置中并使上述第三透镜22从广角位置移动至长焦位置时上述第三透镜22的侧倾量的测量结果。即,将图4的上述透镜保持框1作为安装有上述第三透镜22的上述第三透镜保持框1b使用。另一方面,作为比较例,图9表示了使用图10的透镜驱动装置时的结果。
图8和图9中,横轴表示的是第三透镜的位置(从广角位置至长焦位置),纵轴表示的是以广角位置为基准的第三透镜的侧倾量的测量结果。作为侧倾方向,测量了图4所示的θx方向和θy方向这两个方向。箭头表示的是第三透镜的移动方向。
在作为比较例的透镜驱动装置中,如图10所示,该透镜保持框201的抵接部209形成为与图1所示的上述螺母10的抵接部8在与上述光轴方向正交的正交平面上抵接,没有因图1所示的上述螺旋弹簧12的施力而产生径向预压。即,如图10中的剖面线所示,上述透镜保持框201的抵接部209形成为L字状。另外,上述透镜保持框201的轴承部204与图4的上述轴承部4结构相同,上述透镜保持框201的副轴承部205与图4的上述副轴承部5结构相同。
因此,当在图10的上述透镜保持框201上安装上述第三透镜22来作为图6的上述第三透镜保持框1b使用时,如图9所示,随着上述第三透镜22从广角位置朝长焦位置移动,侧倾增加,产生最大为20分的侧倾。另外,与θy方向相比,θx方向的值较大,这是因在图6所示的上述柔性印刷基板19的配置下上述柔性印刷基板19的反力作用在θx方向上的缘故。
另一方面,在使用图4所示的本发明的透镜驱动装置时,如图8所示,可大幅度减小θx方向的侧倾(最大为3分)。这是因如上所述地将上述透镜保持框1的抵接部9的形状设定成可利用上述螺旋弹簧12在径向(图8中特别是θx方向)上产生预压的缘故。即,上述透镜驱动装置1和上述螺母10彼此的抵接部8、9形成为朝着与因上述柔性印刷基板19的变形而作用于上述透镜保持框1的反力相反的方向施加预压。
另外,如图8所示,在长焦位置上,侧倾成为最大(即柔性印刷基板的反力最大),但如上所述,由于将上述螺旋弹簧12配置成使上述螺旋弹簧12的预压在长焦位置上成为最大,因此能可靠地防止侧倾。
这样一来,与单纯提高上述螺旋弹簧12的弹簧常数来克服上述柔性印刷基板19的反力相比,具有可减小上述透镜保持框1的驱动所需的转矩的效果。例如,在克服上述柔性印刷基板19的最大反力的上述螺旋弹簧19的预压力为10gf、保持上述第三透镜保持框1b的姿势所需的预压力为5gf时,通过将弹簧常数设定成使上述螺旋弹簧12在上述第三透镜22位于广角位置时的预压力为5gf,在上述第三透镜22位于长焦位置时的预压力为10gf,可防止侧倾,并可使预压力成为最小。
采用上述结构的透镜驱动装置,由于上述透镜保持框1和上述螺母10彼此的抵接部8、9形成为当上述透镜保持框1与上述螺母10通过上述施力部件(上述螺旋弹簧12)的作用而彼此抵接时在上述透镜保持框1上作用上述光轴方向和上述正交方向的施力,因此,可利用一个上述施力部件对上述透镜保持框1朝上述光轴方向(推力方向)以及上述正交方向(径向)两个方向施加预压,从而可防止上述透镜保持框1因上述透镜保持框1的驱动而产生晃动和透镜侧倾。另外,可将上述透镜驱动装置做成简单的结构,实现零件数的减少、小型化和低成本化。由于可减少上述透镜保持框1的晃动,因此可减小驱动声音。
另外,由于上述透镜保持框1的抵接部9和上述螺母10的抵接部8中的至少一个具有相对于上述正交平面倾斜的上述倾斜面,因此,上述倾斜面形成为朝向上述光轴方向和上述正交方向,可利用上述倾斜面对上述透镜保持框1朝上述光轴方向和上述正交方向这两个方向施加预压。这样,能以更为简单的结构来抑制上述透镜保持框1的晃动和透镜侧倾。
另外,由于上述螺母10的抵接部8处于以上述螺母10的轴为中心的中心角度180°以内的范围内,因此,可利用上述螺母10的抵接部8对上述透镜保持框1朝上述光轴方向和上述正交方向这两个方向施加预压。这样,能以更为简单的结构来抑制上述透镜保持框1的晃动和透镜侧倾。
另外,由于上述施力部件是内径部被上述引导轴2插通的螺旋弹簧12,因此,上述螺旋弹簧12的内径部被上述引导轴2插通,可将上述螺旋弹簧12配置在较小的空间内,可防止因掉落等的冲击而导致上述螺旋弹簧12脱落。而且,由于上述螺旋弹簧12在上述引导轴2的附近对上述透镜保持框1施加预压,因此可减小力矩,能以较小的转矩来驱动上述透镜保持框1。
另外,由于上述透镜保持框1和上述螺母10用树脂形成,因此,可通过注射模塑成形等廉价地制造上述透镜保持框1和上述螺母10,并可防止上述透镜保持框1和上述螺母10因上述透镜保持框1和上述螺母10彼此抵接而变形或切损,可提高上述透镜保持框1和上述螺母10的耐久性。
采用上述结构的摄像装置,由于包括上述透镜驱动装置,通过利用上述透镜驱动装置使上述第三透镜22沿上述光轴方向移动来进行对焦或变焦,因此,可抑制伴随上述第三透镜22的移动而产生的透镜侧倾,可获得具有高精度的变焦功能和自动对焦功能且廉价、小型的摄像装置。
另外,由于具有与上述透镜保持框1一体移动的上述机械快门6以及随着上述透镜保持框1的移动而变形的上述柔性印刷基板19,因此,即便使上述透镜保持框1与上述机械快门6一体移动,也可抑制因上述柔性印刷基板19的反力而引起的上述透镜保持框1的晃动和侧倾,可实现具有高精度的移动机构的摄像装置。
另外,由于上述透镜保持框1和上述螺母10彼此的抵接部8、9形成为朝着与因上述柔性印刷基板19的变形而作用于上述透镜保持框1的反力相反的方向施加预压,因此,能可靠地抑制因上述柔性印刷基板19的反力而引起的上述透镜保持框1的晃动和侧倾。
另外,由于上述螺旋弹簧12被配置成使对上述透镜保持框1朝上述螺母10的施力随着上述柔性印刷基板19的上述反力的增大而增大,因此,能可靠地抑制因上述柔性印刷基板19的反力而引起的上述透镜保持框1的晃动和侧倾。
另外,本发明并不限于上述实施形态。例如,也可将上述透镜驱动装置应用于具有不同的光学系统的摄像装置。作为上述施力部件,也可以是板簧和夹簧等。作为上述螺旋弹簧12,除了压缩螺旋弹簧之外,也可以是拉伸螺旋弹簧,这种情况下,参照图1,该拉伸螺旋弹簧在上述透镜保持框1上位于与上述压缩螺旋弹簧相反的一侧。
Claims (5)
1.一种摄像装置,其特征在于,包括:
保持透镜的透镜保持框;
沿光轴方向引导所述透镜保持框的引导轴;
由于驱动源的作用而进行旋转的导螺杆;
与所述导螺杆啮合、将所述驱动源的驱动力传递给所述透镜保持框、从而使所述透镜保持框沿所述光轴方向移动的螺母;
对所述透镜保持框朝所述螺母侧施力、以使所述透镜保持框与所述螺母抵接的施力部件;
随着所述透镜保持框的移动而变形、对所述透镜保持框作用反力的柔性印刷基板;以及,
机械快门,固定在所述透镜保持框上且与所述透镜保持框一体移动,
所述柔性印刷基板对所述机械快门进行供电,
使所述透镜沿所述光轴方向移动,从而进行对焦或变焦,
所述透镜保持框和所述螺母彼此的抵接部形成为:在所述透镜保持框与所述螺母由于所述施力部件的作用而彼此抵接时,对所述透镜保持框朝所述光轴方向以及与所述光轴方向正交的正交方向施力,
所述透镜保持框和所述螺母彼此的抵接部形成为朝着与因所述柔性印刷基板的变形而作用于所述透镜保持框的反力相反的方向施加预压,
所述施力部件和所述柔性印刷基板的U字部相对于所述光轴位于两侧,
所述施力部件被配置成使对所述透镜保持框朝所述螺母的施力随着所述柔性印刷基板的所述反力的增大而增大。
2.如权利要求1所述的摄像装置,其特征在于,所述透镜保持框的抵接部和所述螺母的抵接部中的至少一个具有相对于与所述光轴方向正交的正交平面而倾斜的倾斜面。
3.如权利要求1所述的摄像装置,其特征在于,所述螺母的抵接部形成在以所述螺母的轴为中心的中心角度为180°以内的范围内。
4.如权利要求1所述的摄像装置,其特征在于,
所述施力部件是螺旋弹簧,
所述螺旋弹簧的内径部被所述引导轴插通。
5.如权利要求1所述的摄像装置,其特征在于,所述透镜保持框和所述螺母用树脂形成。
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