CN1877380A - 透镜驱动装置 - Google Patents

Abstract

提供一种即使在以拧合状态使透镜支架移动的情况下、也能够以简单的结构来维持高的光轴精度的透镜驱动装置，在本发明中，由于在转子(18)和透镜支架(2)之间设置有引导部件(32、35)，通过该引导部件(32、35)的第一引导面(32a、35a)引导透镜支架(2)的沿着光轴方向的移动，同时通过引导部件(32、35)的第二引导面(32b、35b)引导转子(18)的旋转，因此即使在以拧合状态使透镜支架(2)移动的情况下，也能够维持高的光轴精度，能够确保透镜支架(2)的平滑的移动。

Description

透镜驱动装置

技术领域

本发明涉及用于使透镜沿着光轴方向移动的透镜驱动装置。

背景技术

目前公知有各种形式的用于使透镜沿着光轴方向移动的透镜驱动装置。例如，在专利文献1中，公开有利用了中空状的步进电机的透镜驱动装置。在该透镜驱动装置中，保持透镜的透镜支架(lens holder)被拧合于步进电机的定子侧的螺纹部，随着步进电机的转子的旋转，所述透镜支架沿着光轴方向以拧合状态移动。

专利文献1：日本特开2002-51526号公报

但是，在使透镜支架以拧合状态移动的情况下，存在难以利用螺纹部的间隙来确保平滑的移动、且不能维持高的光轴精度的问题。

发明内容

本发明就是鉴于上述情况而做出的发明，其目的在于提供一种即使透镜支架以拧合状态移动的情况下也能由简单的结构来维持高的光轴精度的透镜驱动装置。

本发明的透镜驱动装置，包括：保持透镜的透镜支架、和具有配置在所述透镜支架的外侧的定子及转子的中空状的电机，通过使所述转子与所述透镜支架卡合并使所述转子旋转，从而所述透镜支架沿着光轴方向移动，其特征在于，在所述转子和所述透镜支架之间设置有引导部件，所述引导部件具有：第一引导面，其与所述透镜支架相对，并引导所述透镜支架的沿着光轴方向的移动；第二引导面，其与所述转子相对，并引导所述转子的旋转。

根据该结构，即使在以拧合状态使透镜支架移动的情况下，也能够维持高的光轴精度，能够确保透镜支架的平滑的移动。另外，由于引导部件在其两面同时引导转子及透镜支架这两者，即，由一个引导部件进行两个部件的引导，因此能够削减部件数量并实现结构的简单化。

在本发明的透镜驱动装置中，优选：所述引导部件沿着光轴方向在上下设置一对，配置在上侧的上侧引导部件引导所述透镜支架及所述转子的上部，配置在下侧的下侧引导部件引导所述透镜支架及所述转子的下部。

在本发明的透镜驱动装置中，优选：所述下侧引导部件的上端面，与所述转子接触并限制所述转子的向下侧方向的变位。

在本发明的透镜驱动装置中，优选：设置有收容所述透镜支架及所述电机的壳体，所述引导部件与所述壳体一体形成。

根据本发明，由于在转子和透镜支架之间设置有引导部件，通过该引导部件的第一引导面引导透镜支架的沿着光轴方向的移动，同时通过引导部件的第二引导面引导转子的旋转，因此即使在以拧合状态使透镜支架移动的情况下，也能够维持高的光轴精度，能够确保透镜支架的平滑的移动。另外，由于引导部件在其两面同时引导转子及透镜支架这两者，即，由一个引导部件进行两个部件的引导，因此能够削减部件数量并实现结构的简单化。

附图说明

图1是本发明的一个实施方式的透镜驱动装置的立体图；

图2是图1的透镜驱动装置的纵剖面图；

图3是图1的透镜驱动装置的分解立体图；

图4是表示配置了电磁铁线圈及爪(claw)部件的上侧壳体的内部的部分立体图；

图5是表示从图2的状态除去了透镜支架及转子的状态的纵剖面图；

图6是设置于图1的透镜驱动装置的板簧的俯视图；

图7(a)是表示透镜支架被几乎完全收纳于壳体内的状态下的图6的板簧的形式的立体图，(b)是表示透镜支架相对于壳体沿着光轴方向移动的状态下的图6的板簧的形式的立体图；

图8是设置于图1的透镜驱动装置的连接器(connector)的立体图；

图9是连接器附近的透镜驱动装置的切断状态的立体图；

图10是设置于图1的透镜驱动装置的转子的立体图；

图11(a)是表示向电磁铁线圈供给电流而处于励磁状态下的磁通的方向的部分立体图，(b)是与(a)相同的励磁状态的俯视图；

图12是被配置于旋转开始位置的转子及连接器的立体图；

图13是从图12的状态仅旋转了规定的角度的状态下的转子及连接器的立体图；

图14是被配置于旋转终端位置的转子及连接器的立体图。

图中：

1-透镜驱动装置；2-透镜支架；6-壳体；10-透镜；17-定子；18-转子；32-内侧壁部(引导部件：上侧引导部件)32a、35a-第一引导面；32b、35b-第二引导面；35-内侧壁部(引导部件：下侧引导部件)；35c-上端面；O-光轴

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的实施方式进行详细的说明。

图1～图3是表示本发明的一个实施方式的透镜驱动装置1的整体结构的图。此外，图1是透镜驱动装置1的立体图，图2是透镜驱动装置1的纵剖面图，图3是透镜驱动装置1的分解立体图。

如上述图中所示那样，透镜驱动装置1包括：透镜支架2；沿着光轴O方向可移动地保持透镜支架2的中空的电机4；保持并收容透镜支架2和电机4的、由磁性金属构成的壳体6。此外，在本实施方式中，电机4如后所述，构成为所谓的PM型两相凸极式的步进电机。

透镜支架2具有：透镜镜筒(lens barrel)3，其保持使所需要的透镜10沿着光轴方向排列而形成的镜筒10A；圆筒状的载体(carrier)5，其收容透镜镜筒3，并与透镜镜筒3一体地在光轴方向上移动。此时，载体5通过拧合被一体地固定于透镜镜筒3。具体而言，通过将形成于载体5的内周面的阴螺纹5a和形成于透镜镜筒3的外周面的阳螺纹3a拧合，而形成一个透镜支架2。

电机4具有：可以以光轴O为中心旋转的圆筒状的转子(旋转子)18、和被同心地配置于该转子4的外周的定子(固定子)17。

转子18具有：圆筒状的永磁铁9、和被同心地配置于永磁铁9的内侧的圆筒状的凸轮部件7。凸轮部件7被粘接固定于永磁铁9的内周面，同时形成于其内周面的阴螺纹7a与形成于载体5的外周面的阳螺纹5b拧合。另外，在永磁铁9的外周，以等间距交替地磁化有只是规定数目的成对的N极和S极。

另一方面，定子17具有：被同心地配置于永磁铁9的周围，同时隔着垫圈19而被相互上下层叠的第一定子部(单相侧固定子)17a及第二定子部(两相侧固定子)17b。

第一定子部17a具有：环状的上侧爪(claw)部件11、环状的下侧爪部件12、和在通过使这些爪部件11、12上下相对而形成的绕线管的周围卷绕的环状的电磁铁线圈20。

上侧及下侧爪部件11、12，由圆环状的磁性金属构成，并具有沿着其内周以等间距配置的多个(在本实施方式中为十个)爪(齿部)11a、12a。另外，这些爪11a、11b相对于爪部件11、12的圆环状的主面大致垂直地延伸，是例如通过从所述主面弯曲90°而形成的，同时隔着规定的空隙与交替地磁化有N极和S极的永磁铁9的外周面相对。另外，上侧爪部件11的爪11a(由十个爪11a构成的爪组)，被配置成如在图4中明确所示那样，相对于下侧爪部件12的爪12a(由十个爪12a构成的爪组)，以与这些爪12a交替地啮合的方式，在周方向上错开1/2间距。

另外，在通过上侧以及下侧爪部件11、12形成的绕线管的周围卷绕的电磁铁线圈20，是将导电线扎成圆环状而形成的，并被配置于相互啮合的爪部件11、12的爪组11a、12a的外周。

另一方面，与第一定子部17a相同地，第二定子部17b也具有：环状的上侧爪部件13、环状的下侧爪部件14、和在由这些爪部件13、14形成的绕线管的周围卷绕的环状的电磁铁线圈22。

上侧及下侧爪部件13、14，由圆环状的磁性体构成，并具有沿着其内周以等间距配置的多个(在本实施方式中为十个)爪(齿部)13a、14a。另外，这些爪13a、14b相对于爪部件13、14的圆环状的主面大致垂直地延伸，是例如通过从所述主面弯曲起90°而形成的，同时隔着规定的空隙与交替地磁化有N极和S极的永磁铁9的外周面相对。另外，上侧爪部件13的爪13a(由十个爪13a构成的爪组)，被配置成如图5所示，相对于下侧爪部件14的爪14a(由十个爪14a构成的爪组)，以与这些爪14a交替地啮合的方式，在周方向上错开1/2间距，在这些爪组13a、14a的外周配置有电磁铁线圈22。此外，如图5中明确地所述那样，两相侧即该第二定子部17b的爪组13a、14a被配置成，相对于单相侧即第一定子部17a的爪组11a、12a在周方向上错开1/4间距。

另外，保持并收容上述结构的透镜支架2及电机4的壳体6，具有上侧壳体6a和下侧壳体6b。这些上侧及下侧壳体6a，其剖面形成为近似“コ”字状，通过使其开口彼此之间相对并相互上下重合，而与透镜支架2一起形成用于在密封状态下收容定子17及转子18的收容空间(收纳部)S。

具体而言，如图2所示，上侧壳体6a具有：外侧壁部30，其以遍及全周的方式包围第一定子部17a的外侧；上壁部31，其从上侧覆盖第一定子部17a以及转子2；内侧壁部32，其以遍及全周的方式包围转子2的内侧上部、并且被插入介于载体5与凸轮部件7之间，通过这些壁部30、31、32，形成有用于直接支承并收容第一定子部17a以及转子18的一部分(上侧半部分)的第一收容部S1。在这种情况下，与载体5相对的内侧壁部32的一方侧的面32a，作为在上侧引导沿着透镜支架2(载体5)的光轴O的移动(后述)的第一引导面来起作用，同时与凸轮部件7相对的内侧壁部32的另一方侧的面32b，作为在上侧引导转子18(凸轮部件7)的旋转(后述)的第二引导面来起作用。即，内侧壁部32，作为与壳体6a形成一体而引导透镜支架2的上侧外周面和转子18的上侧内周面的引导部件来起作用。另外，外侧壁部30及上壁部31，作为直接支承爪部件11、12的支承面来起作用。

另一方面，下侧壳体6b具有：外侧壁部33，其以遍及全周的方式包围第二定子部17b的外侧；底壁部34，其从下侧覆盖第二定子部17b以及转子2；内侧壁部35，其以遍及全周的方式包围转子2的内侧下部、并且被插入介于载体5与凸轮部件7之间，通过这些壁部33、34、35，形成有用于直接支承并收容第二定子部17b以及转子18的一部分(下侧半部分)的第二收容部S2。在这种情况下，与载体5相对的内侧壁部35的一方侧的面35a，作为在下侧引导沿着透镜支架2(载体5)的光轴O的移动的第一引导面来起作用，同时与凸轮部件7相对的内侧壁部35的另一方侧的面35b，作为在下侧引导转子18(凸轮部件7)的旋转(后述)的第二引导面来起作用。即，内侧壁部35，作为与壳体6b形成一体而引导透镜支架2的下侧外周面和转子18的下侧内周面的引导部件来起作用。另外，外侧壁部33及底壁部34，作为直接支承爪部件13、14的支承面来起作用。

此外，内侧壁部35的上端面35c，通过与经由透镜支架2承受后述的板簧30的向下侧方向的弹力的转子18的凸轮部件7的下端面接触，规制转子18向下侧方向的变位。

另外，上侧壳体6a的开口端部即外侧壁部30的下端部位，形成有向直径方向外侧突出的突出部39，通过该突出部39在嵌合状态下承受下侧壳体6b的开口端部即外侧壁部33的上端部位。即，突出部39，形成有在内侧使下侧壳体6b的开口端部重合而连结的重合部。此外，通过该突出部39卡止于未图示的安装部件(例如也可以是安装有透镜驱动装置1的部件的一部分)，保持上侧壳体6a和下侧壳体6b的嵌合状态，上侧壳体6a与下侧壳体6b被相互一体地固定。

另外，如图1～图3及图5等所示，分别在上侧壳体6a及下侧壳体6b的外侧壁部30、33形成有导出口部36、37，所述导出口部36、37与后述的连接器(connector)60相对，用于导出电磁铁线圈20、22的导电线的端部。这些导出口部36、37，与在爪部件12、13的外周缘突出形成的突出部12b、13b相卡合，并且还发挥着作为用于对爪部件12、13以及组合在爪部件12、13上爪部件11、14进行相对于壳体6的定位的定位部的作用。

如图1以及图2明确地所示，在上侧壳体6a的上壁部31上，配置有沿着光轴O方向对透镜支架2施加弹力的板簧(板弹簧)30。具体而言，板簧30，如图6所示，具有：被安装固定于上侧壳体6a的上壁部31的外侧环部30a、被安装固定于透镜支架2的载体5的内侧环部30b、和连接外侧环部30a和内侧环部30b的多个弹性臂部30c。在本实施方式中，弹性臂部30c，在外侧环部30a和内侧环部30b之间设置三个，每一个都沿着周方向延伸，同时相互具有等角度间距地被配置于周方向。并且，这些弹性臂部30c，在透镜支架2几乎被完全收纳在壳体6内的图1的状态下，不受到外力并如图7的(a)明确地所示那样与外侧环部30a及内侧环部30b位于同一平面，但如果透镜支架2相对于壳体6a沿着光轴方向移动(图2的状态)，伴随于此，被固定于壳体6a及透镜支架2的外侧环部30a和内侧环部30b在光轴方向上相互离开，则如图7的(b)所示，弹性臂部30c受到来自内侧环部30b的拉引力而从外侧环部30a的表面向上方立起，并利用由此产生的弹性恢复力，对透镜支架2作用有将其向下侧壳体6b施加的弹力，其结果是，防止伴随着凸轮部件7的阴螺纹7a与载体5的阳螺纹5b之间的背隙(backlash)的晃动。

另外，在板簧30的内侧环部30b的内周缘设置有向直径方向内侧突出的四个突起59。这些突起59在周方向上以相等的角度间距分开，通过与对应于载体5的上端缘而形成的四个凹槽5c卡合，来限制伴随着转子18的旋转的透镜支架2的旋转。

如图8及图9所示，位于相对于上侧壳体6a及下侧壳体6b的导出口部36、37的位置的所述连接器60具有端子台50。端子台50具有水平台部50a和垂直台部50b，水平台部50a被配置成在下侧壳体6b的下侧与底壁部34大致平行地延伸，同时垂直台部50b被配置成与导出口部36、37相对。

在垂直台部50b固定有四个线圈用端子52。此时，各个线圈用端子52的一端侧52a，相对于垂直台部50b垂直地延伸(因此向水平方向延伸)并向侧方突出，相对应的电磁铁线圈20、22的导电线的端部被卷绕并被软钎焊在一起(被电连接在一起)。另外，各个线圈用端子52的另一端侧52b，与垂直台部50b平行地延伸(因此向铅直方向延伸)并向水平台部50a的下侧突出，并与用于向线圈20、22供给电流的部件(未图示)电连接。

另一方面，在水平台部50a立起设置有三个传感器用端子54。此时，各个传感器用端子54的一端侧54a，从水平台部50a的上表面向上方突出，并与从配置在水平台部50a上的光传感器芯片44延伸的挠性印刷配线板(FPC)65电连接。另外，各个传感器用端子54的另一端侧54b，与接收来自光传感器芯片44的检测信号的未图示的检测侧部件电连接。此外，也可以将水平台部50a形成为挠性印刷电路基板(PCB)，代替挠性印刷配线板65，利用印刷电路基板上的印刷配线将光传感器芯片44与各个传感器用端子54的一端侧54a电连接。

如图2或图9所示，在水平台部50a上设置的光传感器芯片44，被配置于在下侧壳体6b的底壁部34形成的开口部38，其发光部44a及受光部44b与永磁铁9的下侧周端面72相对。

另外，在本实施方式中，为了将透镜支架2的沿着光轴O方向的移动量限制在规定的范围，将永磁铁9的旋转限制为没有旋转到一圈。具体而言，如图10明确地所示，在永磁铁9的下侧周端面72以规定的周方向间距设置有一对凹部9b、9c，通过使在这些凹部9b、9c之间设置的凸部9a与突出设置在水平台部50a上的限位部62、64接触，将永磁铁9的旋转限制为没有旋转到一圈的规定的范围。

另外，在本实施方式中，永磁铁9的下侧周端面72中的凹部9b、9c的底面，形成为可对受光部44b反射来自光传感器芯片44的发光部44a的光的反射面69、70。因此，光传感器芯片44，能够只是在伴随着永磁铁9(转子18)的旋转而与凹部9b、9c相对时，检测永磁铁9并生成检测信号。从而，通过将凹部9b、9c限定在规定的位置，随此调整与限位部62、64接触的凸部9a的周方向长度，能够将转子18的旋转范围设定在所希望的范围，同时可从凹部9b、9c利用光传感器芯片44检测转子18的旋转位置(旋转量)，从而来进行转子18的旋转控制。

接着，简单地说明上述结构的透镜驱动装置1的动作。

首先，若从图1的状态通过连接器60的线圈用端子52，对电磁铁线圈20、22的导电线以规定的方式(在步进电机中为公知的方式)交替供给电流I并励磁，则爪部件11、12、13、14的爪11a、12a、13a、14a被交替磁化，如图11所示，在被密闭的壳体6内，在不会产生漏磁通的情况下形成两个磁回路A、B(在爪11a、12a或13a、14a中出现异极磁场)。因此具有永磁铁9的转子18从图12的状态向规定的方向(在该例子中，如图12中箭头所示的顺时针旋转)旋转。此时，在壳体6a、6b的外侧壁部30、33和爪部件11、12、13、14的爪11a、12a、13a、14a之间形成第一磁回路A，同时在壳体6a、6b的外侧壁部30、33和内侧壁部32、35之间形成第二磁回路B(在图11中，箭头表示在这样的励磁下的磁力线的方向)。

由此，若转子18旋转，则经由螺纹5b、7a与转子18拧合的透镜支架2，从图1的状态沿着光轴向图2及图9的状态移动。此时，转子18的旋转及透镜支架2的移动，被上侧壳体6a的内侧壁部32的两侧的引导面32a、32b及下侧壳体6b的内侧壁部35的两侧的引导面35a、35b所引导。从而，透镜支架2不会晃动而平滑地移动。

另外，这样随着透镜支架2向光轴O方向移动，沿着光轴O方向对透镜支架2施加弹力的板簧30，如上述那样其弹性臂部30c从外侧环部30a的表面向上方立起，利用由此产生的弹性恢复力，对透镜支架2作用有将其向下侧壳体6b施加的弹力。因此，防止伴随着凸轮部件7的阴螺纹7a与载体5的阳螺纹5b之间的背隙的晃动。

另外，从图12的状态(转子18的旋转开始位置)继续旋转的转子18，通过其凸部9a与设置在连接器60的端子台50上的第二限位部64接触，而停止旋转。即，转子18，若从其凸部9a与设置在端子台50上的第一限位部62接触的图12的状态，经过图13的状态到达图14的状态，则其凸部9a与第二限位部64接触，从而不能继续旋转。另外，该状态(转子18的旋转终端位置)是通过构成转子18的永磁铁9的第二反射面70与光传感器芯片44相对来检测的，由此，停止对电磁铁线圈20、22的导电线供给电流I。

此外，在使电流I的供给方向相反、使转子18向反方向旋转(因此，透镜支架2先向反方向(被引入到壳体6内的方向)移动)的情况下，其原理也是相同的。即，从图14的状态(转子18的旋转开始位置)继续旋转的转子18，通过其凸部9a与在连接器60的端子台50上设置的第一限位部62接触(图12的状态)，而停止旋转。另外，该状态(转子18的旋转终端位置)是通过构成转子18的永磁铁9的第一反射面69与光传感器芯片44相对来检测的，由此，停止对电磁铁线圈20、22的导电线供给电流I。

如以上说明那样，根据本实施方式，由于在转子18和透镜支架2之间(更正确的是在载体5和凸轮部件7之间)设置引导部件32、35，利用这些引导部件32、35的第一引导面32a、35a来引导透镜支架2的沿着光轴方向的移动，由于利用引导部件32、35的第二引导面32b、35b来引导转子18的旋转，因此能够维持高的光轴精度，能够确保在拧合状态下移动的透镜支架2的平滑的移动。另外，引导部件32、35，由于在其两面同时引导转子18及透镜支架2的两者，即，由于可由一个引导部件进行两个部件的引导，因此能够减少部件数量并实现结构的简单化。

另外，在本实施方式中，沿着光轴方向上下设置一对引导部件32、35，配置在上侧的上侧引导部件32引导透镜支架2及转子18的上部，配置在下侧的下侧引导部件35引导透镜支架2及转子18的下部。因此，能够遍及透镜支架2的移动路径的整个长度来可靠地防止随着拧合的透镜支架2的晃动，可以实现光轴精度的进一步的提高。

另外，在本实施方式中，下侧引导部件35的上端面35c，与转子18(凸轮部件7)接触并限制转子18向下侧方向的变位。即，下侧引导部件35，兼有引导转子18以及透镜支架2的引导功能、和对由板簧30施加弹力的转子18进行定位并限制其变位的定位功能。因此，能够削减部件数量并实现透镜驱动装置的结构的简单化。

另外，在本实施方式中，引导部件32、35与壳体6一体形成。即，用于收容保持转子18及透镜支架2的壳体6兼有引导转子18及透镜支架2的引导功能。因此，能够削减部件数量并实现透镜驱动装置的结构的简单化。

本发明并不局限于上述实施方式，可以实施各种变更。例如，例示出了本实施方式中的各部件的形状或数量等，但并不限定于此，在不脱离本发明的目的的范围内可以实施适当变更。

Claims (4)

1、一种透镜驱动装置，包括：保持透镜的透镜支架、和具有配置在所述透镜支架的外侧的定子及转子的中空状的电机，通过使所述转子与所述透镜支架卡合并使所述转子旋转，从而所述透镜支架沿着光轴方向移动，其特征在于，

在所述转子和所述透镜支架之间设置有引导部件，

所述引导部件具有：第一引导面，其与所述透镜支架相对，并引导所述透镜支架的沿着光轴方向的移动；第二引导面，其与所述转子相对，并引导所述转子的旋转。

2、根据权利要求1所述的透镜驱动装置，其特征在于，

所述引导部件沿着光轴方向在上下设置一对，

配置在上侧的上侧引导部件引导所述透镜支架及所述转子的上部，

配置在下侧的下侧引导部件引导所述透镜支架及所述转子的下部。

3、根据权利要求2所述的透镜驱动装置，其特征在于，

所述下侧引导部件的上端面，与所述转子接触并限制所述转子的向下侧方向的变位。

4、根据权利要求1所述的透镜驱动装置，其特征在于，

还具有收容所述透镜支架及所述电机的壳体，所述引导部件与所述壳体一体形成。

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