JP2004317864A

JP2004317864A - レンズ駆動装置

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Publication number: JP2004317864A
Application number: JP2003112954A
Authority: JP
Inventors: Toshio Yamamoto; 登子雄山本; Noboru Otsuki; 登大槻
Original assignee: Sankyo Seiki Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Nidec Instruments Corp
Priority date: 2003-04-17
Filing date: 2003-04-17
Publication date: 2004-11-11

Abstract

【課題】通電を停止した状態でレンズの位置保持を行うことができ、かつ、小型化を図ることも可能なレンズ駆動装置を提案すること。
【解決手段】レンズ駆動装置１において、レンズホルダ３をレンズ２の光軸方向に移動させる駆動機構４は、周方向に着磁されたマグネット６１を備えたロータ６０、およびステータ６２を備えた電磁機構６と、ロータ６０の回転をレンズホルダ３を光軸方向への直動に変換する変換機構７とを有し、レンズホルダ３を囲むように構成されている。変換機構７は、レンズホルダ３の外周面に形成された螺旋溝３４と、ロータ６０の内周面で保持されて螺旋溝３４に入り込んだ係合突起６１２とを備えている。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、薄型カメラなどに用いられるレンズ駆動装置に関するものである。さらに詳しくは、レンズを光軸方向に駆動および位置保持するための技術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
カメラ付き携帯電話機などに搭載される薄型カメラとしては、撮影における焦点調整やズーム調整を行うためにレンズを移動させる距離が通常のカメラに比べて短いので、レンズを直接、磁気駆動するレンズ駆動装置が適している。このような磁気駆動タイプのレンズ駆動装置としては、例えば、レンズを保持する筒状のレンズホルダと、レンズホルダの外周に取り付けたリング状のロータマグネットと、ロータマグネットに対向する駆動コイルとを有し、駆動コイルへの通電を制御することにより、レンズを保持するレンズホルダを光軸方向に直動させるとともに、そこにレンズホルダを磁気保持する構成のものが案出されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平１０−１５０７５９号公報（第３−５頁、図１−３）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のレンズ駆動装置では、駆動コイルに通電して励磁させることによってレンズホルダの位置を保持しているので、通電を停止すると、レンズホルダの位置保持が解除されてしまう。このため、通電を停止したときに、外力、振動によってレンズの位置が移動してしまうという問題点がある。かといって、常時、給電すると消費電力が大きくて、携帯電話機などといった携帯機器に搭載できないという問題点がある。
【０００５】
以上の問題点に鑑みて、本発明の課題は、通電を停止した状態でレンズの位置保持を行うことができ、かつ、小型化を図ることも可能なレンズ駆動装置を提案することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明では、レンズを保持するレンズホルダと、該レンズホルダを前記レンズの光軸に沿って直動させる駆動手段とを有するレンズ駆動装置において、前記駆動手段は、前記レンズホルダを外周側で囲むように配置されて前記光軸周りの回転駆動力を発生させる電磁機構と、該電磁機構が発生させた回転駆動力を前記光軸に沿う直線方向への駆動力に変換して前記レンズホルダを直動させる変換機構とを備えていることを特徴とする。
【０００７】
本発明では、レンズホルダを外周側で囲むように駆動手段を設けたため、レンズホルダの側方に駆動手段を配置した場合と比較して、レンズ駆動装置を小型化できる。また、電磁機構が発生させた回転駆動力を変換機構によって光軸に沿う直線方向への駆動力に変換してレンズホルダを直動させるため、電磁機構に対する給電を停止した状態でレンズホルダに光軸方向の外力が加わっても、このような外力によってレンズホルダが光軸方向に移動することを変換機構が阻止する。従って、電磁機構に給電しなくても、レンズホルダを所定位置に保持することができる。
【０００８】
本発明において、前記レンズは１つあるいは複数のいずれであってもよい。前記レンズが複数の場合には、当該複数のレンズが共通のレンズホルダに保持されている構成、および複数のレンズが各々、別々のレンズホルダに保持されている構成のいずれであってもよい。複数のレンズが各々、別々のレンズホルダに保持されている場合には、前記レンズホルダは、各々が前記レンズを保持して前記光軸方向に複数配置され、当該複数のレンズホルダの各々に対して前記変換機構が構成されていることが好ましい。このように構成すると、複数のレンズの各々に異なる動きを行わせることができる。
【０００９】
本発明において、前記電磁機構は、外周面が周方向に着磁されたリング状のマグネットを備えたロータと、前記リング状のマグネットの外周面に対向する複数の極歯が周方向に配置されたステータとを備えている機構、すなわち、ステッピングモータの構造を採用することが好ましい。このように構成すると、電磁機構に対する給電を停止した状態でレンズホルダに光軸方向の外力が加わっても、このような外力によってレンズホルダが光軸方向に移動することを、ステータとロータとの間に作用するディテントトルクも阻止する。従って、電磁機構に給電しなくても、レンズホルダを所定位置に確実に保持することができる。また、ステータへの給電によってステップ数を制御するだけで、レンズの光軸方向における位置を確実に制御することができる。
【００１０】
本発明において、前記ロータの前記光軸に沿っての移動を規制した状態で当該ロータを前記光軸周りに回転可能に支持する支持手段を有し、前記変換機構は、前記レンズホルダの外周面および前記ロータの内周面のうちの一方側の面に形成された案内溝と、前記レンズホルダの外周面および前記ロータの内周面のうちの他方側の面に保持され、前記案内溝内に入り込んで前記ロータが回転したときに前記案内溝内を相対移動して前記レンズホルダを前記光軸に沿って直動させる係合手段を有していることが好ましい。このように構成すると、レンズを光軸周りに回転させることなく、光軸方向に移動させることができる。また、レンズホルダは、係合手段が案内溝内を相対移動することにより直動するので、光軸に対する案内溝の傾斜角を調整することにより、ロータの回転によるレンズホルダの光軸方向の移動量や位置精度を最適条件に設定することができる。
【００１１】
本発明において、前記レンズホルダは、各々が前記レンズを保持して前記光軸方向に複数配置されている場合には、当該複数のレンズホルダの各々に対して前記変換機構が構成されていることが好ましい。
【００１２】
このように構成した場合、前記複数のレンズホルダの各々に対する前記変換機構では、各々前記案内溝が異なる溝パターンを備えていることが好ましい。このように構成すると、複数のレンズの各々に異なる動きを行わせることができる。
【００１３】
本発明において、前記ロータは、前記レンズホルダと一体に構成され、前記変換機構は、前記ロータの外周面および前記ステータの内周面のうちの一方側の面に形成された案内溝と、前記ロータの外周面および前記ステータの内周面のうちの他方側の面に保持され、前記案内溝内に入り込んで前記ロータが回転したときに前記案内溝内を相対移動して前記レンズホルダを前記光軸に沿って直動させる係合手段を有していることが好ましい。このように構成すると、ロータとレンズホルダとを一体に構成できるので、部品数や組み立て工数を削減できる。
【００１４】
本発明において、前記係合手段は、前記他方側の面に回転可能に保持された球体であることが好ましい。このように構成すると、球体がベアリングボールとして機能するので、レンズホルダを効率よく直動させることができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
図面を参照して、本発明を適用したレンズ駆動装置を説明する。
【００１６】
［実施の形態１］
（全体構成）
図１は、本発明の実施の形態１に係るレンズ駆動装置を示す断面図である。
【００１７】
図１に示すように、レンズ駆動装置１は、カメラ付き携帯電話などに搭載されている薄型カメラにおいてレンズ２を駆動するためのものであり、レンズ２を備えた円筒状のレンズホルダ３と、レンズホルダ３をレンズ２の光軸Ｆに沿って被写体に近づくＡ方向、および被写体から遠ざかるＢ方向の双方向に移動させる駆動機構４と、レンズホルダ３および駆動機構４が収納されたケース５とを備えている。
【００１８】
ケース５は、ケース本体５１と、このケース本体５１に光軸Ｆに沿った方向から嵌るケース蓋５２とを備えている。ケース本体５１は、中央にレンズホルダ３を移動させるための開口５１ａが形成された端面５１ｂと、端面５１ｂの外周縁から延びる筒状胴部５１ｃとを備えている。ケース蓋５２は、中央にレンズホルダ３を移動させるための開口５２ａと、ケース本体５１の筒状胴部５１ｃに嵌る円板部５２ｂとを備えている。円板部５２ｂの外側端面５２ｃには、駆動装置４に給電するための端子５３が取り付けられている。
【００１９】
円板部５２ｂの開口５２ａの縁部分には、駆動機構４側にベアリングボール５４が取り付けられ、その反対側には段部５２ｄが形成されている。
【００２０】
ケース５には、ケース本体５１の端面５１ｂとケース蓋５２の円板部５２ｂの間に駆動機構４が収納され、ケース蓋５２の開口５２ａからケース本体５１の開口５１ａに向けてレンズホルダ３が差し込まれる。
【００２１】
レンズホルダ３は、レンズ２を内周側に保持する円筒部３１と、円筒部３１の端部に形成されたフランジ部３２とを備えている。円筒部３１は、ケース本体５１の開口５１ａの内周面を摺動可能な外形寸法を有している。フランジ部３２は、ケース蓋５２の段部５２ｄに嵌る形状を有しており、フランジ部３２と段部５２ｄとの間にはコイルばね５５が圧縮状態で挟み込まれている。
【００２２】
（駆動機構４の構成）
図２（Ａ）、（Ｂ）は、図１に示すレンズ駆動装置に構成した変換機構の説明図である。
【００２３】
本形態において、駆動機構４は、レンズホルダ３を外周側で囲むように配置されて、光軸Ｆ周りの回転駆動力を発生させる電磁機構６と、この電磁機構６が発生させた回転駆動力を光軸Ｆに沿う直線方向への駆動力に変換してレンズホルダ３を直動させる変換機構７とを有している。
【００２４】
電磁機構６は、ＰＭ型ステッピングモータと同一の構造を有しており、外周面が周方向に着磁されたリング状のマグネット６１からなるロータ６０と、リング状のマグネット６１の外周面に対向するステータ６２とを備えている。
【００２５】
マグネット６１は、レンズホルダ３を外周側で囲むように配置され、周方向に多極着磁されている。
【００２６】
ステータ６２は、光軸方向に沿って配置された第１の駆動コイル６３と、第２の駆動コイル６４とを有している。第１の駆動コイル６３は、光軸方向の両側から第１の外ステータコア６３１および第１の内ステータコア６３２に挟まれている。第１の外ステータコア６３１および第１の内ステータコア６３２には、第１の駆動コイル６３の内周面に沿って交互に並ぶ複数の極歯が形成されている。同様に、第２の駆動コイル６４も光軸方向の両側から第２の内ステータコア６４１および第２の外ステータコア６４２に挟まれている。第２の内ステータコア６４１および第２の外ステータコア６４２にも、第２の駆動コイル６４の内周面に沿って交互に並ぶ複数の極歯が形成されている。
【００２７】
ここで、ロータ６０は、ベアリングボール５４によって光軸Ｆ周りに回転可能に支持されている一方、レンズホルダ３は、コイルばね５５によって矢印Ｂで示す方向に付勢されている。さらに、マグネット６１とレンズホルダ３は、以下に説明する変換機構７を介して機構的に結合している。このため、ロータ６０は、光軸Ｆに沿っての移動が規制された状態で光軸Ｆ周りに回転可能に支持されており、本形態では、ベアリングボール５４、コイルばね５５、および変換機構７によって、ロータ６０に対する支持手段が構成されている。
【００２８】
また、レンズホルダ３は、フランジ部３２、およびケース５においてフランジ部３２が位置する部分が矩形に形成されているなどの回転阻止手段によって光軸Ｆ周りの回転が阻止されている。
【００２９】
図１および図２において、変換機構７は、レンズホルダ３の外周面３３に形成された螺旋溝３４（案内溝）と、ロータ６０（マグネット６１）の内周面６１１で保持された係合突起６１２（係合手段）とを有しており、係合突起６１２は、螺旋溝３４内に入り込んだ状態にある。本形態において、係合突起６１２は、周方向の少なくとも３箇所に配置されている。
【００３０】
ここで、係合突起６１２は、ロータ６０の内周面６１１に保持された状態で螺旋溝３４内に入り込んでおれば、ロータ６０と一体に構成されたものでもよいが、本形態では、係合突起６１２として、ロータ６０の内周面に形成された凹部６１０内で回転可能に支持されている鋼球（球体）が用いられている。
【００３１】
このように構成された変換機構７では、図２（Ａ）に示すように、ロータ６０（マグネット６１）が時計周りＣＷに回転すると、図２（Ｂ）に示すように、ロータ６０の係合突起６１２が螺旋溝３４内を案内される。このとき、レンズホルダ３は、ケース５によって光軸Ｆ周りの回転が阻止されているため、レンズホルダ３を回転させることなく、光軸Ｆに沿ってＡ方向に直動させることができる。また、マグネット６１が反時計周りＣＣＷに回転すれば、レンズホルダ３を回転させることなく、光軸Ｆに沿ってＢ方向に直動させることができる。
【００３２】
従って、レンズ駆動装置１において、レンズ２を駆動する際、第１の駆動コイル６３および第２の駆動コイル６４に通電してロータ６０（マグネット６１）を時計周りＣＷ、あるいは反時計周りＣＣＷに回転させれば、変換機構７により、レンズ２を被写体に近づけるＡ方向、あるいはレンズ２を被写体から遠ざけるＢ方向にレンズホルダ３を移動させることができる。また、レンズ２が所定の位置で停止した以降は、第１の駆動コイル６３および第２の駆動コイル６４に対する通電を停止すればよい。
【００３３】
（本形態の効果）
このように本形態のレンズ駆動装置１においては、レンズホルダ３を外周側で囲むように駆動機構４を配置したため、レンズホルダ３の側方に駆動機構を配置した場合と比較して、レンズ駆動装置１を小型化できる。
【００３４】
また、本形態では、電磁機構６が発生させた回転駆動力を変換機構７によって光軸Ｆに沿う直線方向への駆動力に変換してレンズホルダ３を直動させるため、電磁機構６に対する給電を停止した状態でレンズホルダ３に光軸Ｆ方向の外力や振動が加わっても、このような外力や振動によってレンズホルダ３が光軸Ｆ方向に移動することを変換機構７が阻止する。従って、電磁機構６に給電しなくても、レンズホルダ３を所定位置に保持することができる。
【００３５】
また、電磁機構６は、ステッピングモータの構造を備えているため、電磁機構６に対する給電を停止した状態でレンズホルダ３に光軸Ｆ方向の外力や振動が加わっても、このような外力や振動によってレンズホルダ３が光軸Ｆ方向に移動することを、ステータ６２とロータ６０との間に作用するディテントトルクも阻止する。従って、電磁機構７に給電しなくても、レンズホルダ３を所定位置に確実に保持することができる。また、ステータ６２への給電によってステップ数を制御するだけで、レンズ２の光軸Ｆ方向における位置を確実に制御することができる。
【００３６】
また、本形態では、レンズホルダ３とロータ６０との間に変換機構７を設けたため、レンズホルダ３を回転させる必要がない。そこで、本形態では、レンズホルダ３の回転をケース５で規制している。このため、本形態では、レンズ２を光軸周りに回転させることなく、光軸Ｆ方向に移動させることができる。また、レンズホルダ３は、係合突起６１２が螺旋溝３４内を相対移動することにより直動するので、光軸Ｆに対する螺旋溝３４の傾斜角を調整することにより、ロータ６０の回転によるレンズホルダ３の光軸方向の移動量や位置精度を最適条件に設定することができる。
【００３７】
しかも、係合突起６１２として、ロータ６０の内周面で回転可能に保持された球体を用いたため、球体からなる係合突起６１２は、ベアリングボールとして機能する。それ故、レンズホルダ３を効率よく直動させることができる。
【００３８】
（実施の形態１の変形例）
実施の形態１では、変換機構７として、レンズホルダ３の外周面３３に螺旋溝３４を形成し、ロータ６０の内周面６１１に係合突起６１２（係合手段）を保持させたが、それとは逆に、ロータ６０の内周面に螺旋溝（案内溝）を形成し、レンズホルダ３の外周面に係合突起（係合手段）を保持させてもよい。
【００３９】
［実施の形態２］
図３は、本発明の実施の形態２に係るレンズ駆動装置を示す断面図である。なお、以下に示す実施の形態２は、基本的な構成が実施の形態１と同様であるため、共通する部分については、それらの説明を省略する。
【００４０】
図３に示すように、本形態のレンズ駆動装置１Ａは、レンズ２を備えた円筒状のレンズホルダ３と、レンズホルダ３をレンズ２の光軸Ｆに沿って被写体に近づくＡ方向、および被写体から遠ざかるＢ方向の双方向に移動させる駆動機構４Ａと、レンズホルダ３および駆動機構４Ａが収納されたケース５Ａとを備えている。
【００４１】
ケース５Ａは、ケース本体５１と、このケース本体５１に光軸Ｆに沿った方向から嵌るケース蓋５２Ａとを備えている。
【００４２】
ケース５Ａ内には、ケース本体５１とケース蓋５２Ａとの間に駆動機構４Ａが収納され、その内側にレンズホルダ３が同軸状に配置されている。
【００４３】
本形態において、レンズホルダ３を移動させる駆動機構４Ａは、レンズホルダ３を外周側で囲むように配置されて、光軸Ｆ周りの回転駆動力を発生させる電磁機構６と、この電磁機構６が発生させた回転駆動力を光軸Ｆに沿う直線方向への駆動力に変換してレンズホルダ３を直動させる変換機構７Ａとを有している。
【００４４】
電磁機構６は、ＰＭ型ステッピングモータと同一の構造を有しており、外周面が周方向に着磁されたリング状のマグネット６１からなるロータ６０と、リング状のマグネット６１の外周面に対向するステータ６２とを備えている。
【００４５】
マグネット６１は、レンズホルダ３を外周側で囲むように配置され、周方向に多極着磁されている。
【００４６】
本形態において、ロータ６０は、レンズホルダ３と一体に構成されている。
【００４７】
ステータ６２は、実施の形態１と同様、光軸方向に沿って配置された第１の駆動コイル６３と、第２の駆動コイル６４とを有している。第１の駆動コイル６３は、光軸方向の両側から第１の外ステータコア６３１および第１の内ステータコア６３２に挟まれている。第１の外ステータコア６３１および第１の内ステータコア６３２には、第１の駆動コイル６３の内周面に沿って交互に並ぶ複数の極歯が形成されている。同様に、第２の駆動コイル６４も光軸方向の両側から第２の内ステータコア６４１および第２の外ステータコア６４２に挟まれている。第２の内ステータコア６４１および第２の外ステータコア６４２にも、第２の駆動コイル６４の内周面に沿って交互に並ぶ複数の極歯が形成されている。
【００４８】
ここで、ロータ６０とステータ６２とは、以下に説明する変換機構７Ａを介して機構的に結合し、ロータ６０は、レンズホルダ３とともに、ステータ６２に対して光軸Ｆ周りに回転可能、かつ、光軸Ｆに沿って移動可能な状態にある。
【００４９】
本形態において、変換機構７Ａは、ロータ６０の外周面６１３に形成された螺旋溝６１４（案内溝）と、ステータ６２の内周面で保持された係合突起６２２（係合手段）とを有しており、係合突起６２２は、螺旋溝６１４内に入り込んだ状態にある。なお、係合突起６２２は、ステータ６２の内周面に保持された状態で螺旋溝６１４内に入り込んでおれば、本形態のように、ステータ６２と一体に構成されたものでもよいが、実施の形態１のように、ステータ６２の内周面に形成された凹部内で回転可能に支持された鋼球（球体）を用いてもよい。
【００５０】
このように構成した変換機構７Ａでは、ロータ６０（レンズホルダ３）が時計周りＣＷに回転すると、ステータ６２の係合突起６２２が螺旋溝６１４内を案内され、ロータ６０（レンズホルダ３）は、光軸Ｆに沿ってＡ方向に直動する。また、ロータ６０が反時計周りＣＣＷに回転すれば、ロータ６０（レンズホルダ３）は、光軸Ｆに沿ってＢ方向に直動する。
【００５１】
従って、レンズ駆動装置１Ａにおいて、第１の駆動コイル６３および第２の駆動コイル６４に通電してロータ６０、マグネット６１、およびレンズホルダ３を時計周りＣＷ、あるいは反時計周りＣＣＷに回転させれば、変換機構７Ａにより、レンズ２を被写体に近づけるＡ方向、あるいはレンズ２を被写体から遠ざけるＢ方向にレンズホルダ３を移動させることができる。また、レンズ２が所定の位置で停止した以降は、第１の駆動コイル６３および第２の駆動コイル６４に対する通電を停止すればよい。
【００５２】
このように本形態のレンズ駆動装置１Ａにおいては、実施の形態１と同様、レンズホルダ３を外周側で囲むように駆動機構４Ａを配置したため、レンズホルダ３の側方に駆動機構を配置した場合と比較して、レンズ駆動装置１Ａを小型化できる。また、電磁機構６が発生させた回転駆動力を変換機構７Ａによって光軸Ｆに沿う直線方向への駆動力に変換してレンズホルダ３を直動させる。また、電磁機構６は、ステッピングモータの構造を備えているため、電磁機構６に対する給電を停止した状態も、ステータ６２とロータ６０との間にはディテントトルクが発生している。従って、電磁機構６に対する給電を停止した状態でレンズホルダ３に光軸Ｆ方向の外力や振動が加わっても、このような外力や振動によってレンズホルダ３が光軸Ｆ方向に移動することを、変換機構７Ａおよびディテントトルクが妨げる。それ故、電磁機構７に給電しなくても、レンズホルダ３を所定位置に確実に保持することができる。また、ステータ６２への給電によってステップ数を制御するだけで、レンズ２の光軸Ｆ方向における位置を確実に制御することができるなど、実施の形態１と同様な効果を奏する。
【００５３】
また、本形態では、レンズホルダ３とロータ６０とを一体にしたため、部品点数および組み立て工数を削減できる。
【００５４】
（実施の形態２の変形例）
実施の形態２では、変換機構７Ａとして、ロータ６０の外周面６１３（マグネット６１の外周面）に螺旋溝６１４を形成し、ステータ６２の内周面に係合突起６２２（係合手段）を保持させたが、それとは逆に、ステータ６２の内周面に螺旋溝（案内溝）を形成し、ロータ６０の外周面（マグネット６１の外周面）に係合突起（係合手段）を保持させてもよい。
【００５５】
［実施の形態３］
本発明において、レンズは複数であってもよく、レンズが複数の場合には、複数のレンズが共通のレンズホルダに保持されている構成、および複数のレンズが各々、別々のレンズホルダに保持されている構成のいずれであってもよい。
【００５６】
ここで、複数のレンズが各々、別々のレンズホルダに保持されている場合には、以下に説明するように、レンズホルダは、各々がレンズを保持して光軸方向に複数配置され、当該複数のレンズホルダの各々に対して変換機構が構成されていることが好ましい。このように構成すると、複数のレンズの各々に異なる動きを行わせることができる。
【００５７】
図４（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）はそれぞれ、本発明の実施の形態３に係るレンズ駆動装置においてレンズ位置が広角モード（原点位置）にあるときの様子を模式的に示す断面図、標準モードにあるときの様子を模式的に示す断面図、および望遠モードにあるときの様子を模式的に示す断面図である。図５（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）はそれぞれ、図４に示すレンズ駆動装置において、第１のレンズホルダの外周面に形成した第１の案内溝の説明図、第１の案内溝を周方向で展開したときの説明図、第２のレンズホルダの外周面に形成した第２の案内溝の説明図、および第２の案内溝を周方向で展開したときの説明図である。なお、本形態のレンズ駆動装置は、基本的な構成が実施の形態１と共通するので、共通する部分についての詳細な図示および説明を省略する。
【００５８】
図４（Ａ）に示すように、レンズ駆動装置１Ｂは、カメラ付き携帯電話などに搭載されている薄型カメラにおいて２つのレンズを独立駆動するためのものであり、被写体側に位置する第１のレンズ２Ｃを備えた円筒状の第１のレンズホルダ３Ｃと、第１のレンズホルダ３Ｃに対して被写体とは反対側に第２のレンズ２Ｄを備えた円筒状の第２のレンズホルダ３Ｄと、２つのレンズホルダ３Ｃ、３Ｄをレンズ２Ｃ、２Ｄの光軸Ｆに沿って被写体に近づくＡ方向および被写体から遠ざかるＢ方向の双方向に移動させる駆動機構４Ｅと、レンズホルダ３Ｃ、３Ｄおよび駆動機構４Ｅが収納された筒状のケース５Ｅとを備えている。
【００５９】
本形態において、レンズホルダ３Ｃ、３Ｄは、各々のフランジ部３２Ｃ、３２Ｄ、およびケース５Ｅにおいてフランジ部３２Ｃ、３２Ｄが位置する部分が矩形に形成されているなどの回転阻止手段によって光軸Ｆ周りの回転が阻止されている。
【００６０】
駆動機構４Ｅは、レンズホルダ３Ｃ、３Ｄを外周側で囲むように配置されて、光軸Ｆ周りの回転駆動力を発生させる共通の電磁機構６と、この電磁機構６が発生させた回転駆動力を光軸Ｆに沿う直線方向への駆動力に変換して２つのレンズホルダ３Ｃ、３Ｄを各々、独立して直動させる変換機構７Ｃ、７Ｄとを有している。
【００６１】
電磁機構６は、ＰＭ型ステッピングモータと同一の構造を有しており、外周面が周方向に着磁されたリング状のマグネット６１からなるロータ６０と、リング状のマグネット６１の外周面に対向するステータ６２とを備えている。
【００６２】
マグネット６１は、レンズホルダ３を外周側で囲むように配置され、周方向に多極着磁され、ステータ６２は、実施の形態１と同等、駆動コイル、外ステータコア、内ステータコア、および極歯を備えている。
【００６３】
ここで、ロータ６０は、ケース５Ｅ内の段差からなる支持手段によって、光軸Ｆに沿っての移動が規制された状態で光軸Ｆ周りに回転可能に支持されている。
【００６４】
本形態において、変換機構７Ｃ、７Ｄは基本的な構造は共通しており、第１の変換機構７Ｃは、第１のレンズホルダ３Ｃの外周面に形成された第１の案内溝３４Ｃと、ロータ６０（マグネット６１）の内周面で保持された第１の係合突起６１２Ｃ（係合手段）とを有しており、第１の係合突起６１２Ｃは、第１の案内溝３４Ｃ内に入り込んだ状態にある。第２の変換機構７Ｄは、第２のレンズホルダ３Ｄの外周面に形成された第２の案内溝３４Ｄと、ロータ６０（マグネット６１）の内周面で保持された第２の係合突起６１２Ｄ（係合手段）とを有しており、第２の係合突起６１２Ｄは、第２の案内溝３４Ｄ内に入り込んだ状態にある。
【００６５】
このように構成された変換機構７Ｃ、７Ｄでは、ロータ６０（マグネット６１）が回転すると、ロータ６０の係合突起６１２Ｃ、６１２Ｄが案内溝３４Ｃ、３４Ｄ内をそれぞれ案内される。しかも、レンズホルダ３Ｃ、３Ｄは、ケース５Ｅによって回転が規制されている。このため、レンズホルダ３Ｃ、３Ｄを光軸Ｆに沿って直動させることができる。
【００６６】
また、本形態においては、図５（Ａ）、（Ｂ）に示すように、第１の案内溝３４Ｃは、展開した状態で斜めに延びた溝パターンを備える一方、図５（Ｃ）、（Ｄ）に示すように、第２の案内溝３４Ｄは、展開した状態で中央が山形の円弧状の溝パターンを備える。
【００６７】
ここで、案内溝３４Ｃ、３４Ｄはいずれも、全周３６０°よりも短い範囲にわたって形成されているが、変換機構７Ｃ、７Ｄの動作がわかりやすいように、図４には、案内溝３４Ｃ、３４Ｄが２周以上、形成されている状態で示してある。なお、案内溝３４Ｃ、３４Ｄの形成範囲は、３６０°よりも短い方が好ましいが、３６０°以上であってもよい。
【００６８】
このように構成したレンズ駆動装置１Ｂにおいて、駆動コイルに通電してロータ６０（マグネット６１）を矢印Ｃで示す方向に回転させると、図４（Ａ）に示す広角モードから、図４（Ｂ）に示すように、変換機構７Ｃにより、第１のレンズホルダ３Ｃおよび第１のレンズ２Ｃが被写体に近づくＡ方向に移動する一方、変換機構７Ｄにより、第２のレンズホルダ３Ｄおよび第２のレンズ２Ｄが被写体から遠ざかるＢ方向に移動した標準モードに移行する。さらに、駆動コイルに通電してロータ６０（マグネット６１）を矢印Ｃで示す方向にさらに回転させると、図５（Ｃ）に示すように、変換機構７Ｃにより、第１のレンズホルダ３Ｃおよび第１のレンズ２Ｃが被写体に近づくＡ方向にさらに移動する一方、変換機構７Ｄにより、第２のレンズホルダ３Ｄおよび第２のレンズ２Ｄが被写体に近づくＡ方向に戻った望遠モードに移行する。
【００６９】
なお、駆動コイルに通電してロータ６０（マグネット６１）を逆方向に回転させると、図５（Ｃ）に示す望遠モードから、図５（Ｂ）に示す標準モードを経由して、図５（Ａ）に示す広角モードに戻る。その間、レンズ２Ｃ、２Ｄが所定の位置で到達した時点では、駆動コイルに対する通電を停止すればよい。
【００７０】
このように本形態のレンズ駆動装置１Ｂにおいては、レンズホルダ３Ｃ、３Ｄを外周側で囲むように駆動機構４Ｅを配置したため、レンズホルダ３Ｃ、３Ｄの側方に駆動機構を配置した場合と比較して、レンズ駆動装置１Ｅを小型化できる。また、電磁機構６が発生させた回転駆動力を変換機構７Ｃ、７Ｄによって光軸Ｆに沿う直線方向への駆動力に変換してレンズホルダ３Ｃ、３Ｄを直動させるため、電磁機構６に給電しなくても、レンズホルダ３Ｃ、３Ｄを所定位置に保持することができるなど、実施の形態１と同様な効果を奏する。
【００７１】
また、本形態では、レンズ２Ｃ、２Ｄを保持する２つのレンズホルダ３Ｃ、３Ｄを配置し、かつ、これらの２つのレンズホルダ３Ｃ、３Ｄの各々に変換機構７Ｃ、７Ｄを設け、その案内溝３４Ｃ、３４Ｄの溝パターンを相違させたため、レンズ２Ｃ、２Ｄ、およびレンズホルダ３Ｃ、３Ｄを各々独立して駆動することができる。
【００７２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のレンズ駆動装置では、レンズホルダを外周側で囲むように駆動手段を設けたため、レンズホルダの側方に駆動手段を配置した場合と比較して、レンズ駆動装置を小型化できる。また、電磁機構が発生させた回転駆動力を変換機構によって光軸に沿う直線方向への駆動力に変換してレンズホルダを直動させるため、電磁機構に対する給電を停止した状態でレンズホルダに光軸方向の外力が加わっても、このような外力によってレンズホルダが光軸方向に移動することを変換機構が阻止する。従って、電磁機構に給電しなくても、レンズホルダを所定位置に保持することができる。また、電磁機構としてステッピングモータの構造を採用した場合には、電磁機構に対する給電を停止した状態でレンズホルダに光軸方向の外力が加わっても、このような外力によってレンズホルダが光軸方向に移動することを、ステータとロータとの間に作用するディテントトルクも阻止する。従って、電磁機構に給電しなくても、レンズホルダを所定位置に確実に保持することができる。さらに、ステータへの給電によってステップ数を制御するだけで、レンズの光軸方向における位置を確実に制御することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１に係るレンズ駆動装置を示す断面図である。
【図２】（Ａ）および（Ｂ）は、図１に示すレンズ駆動装置に構成した変換機構の説明図である。
【図３】本発明の実施の形態２に係るレンズ駆動装置を示す断面図である。
【図４】（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）はそれぞれ、本発明の実施の形態３に係るレンズ駆動装置においてレンズ位置が広角モード（原点位置）にあるときの様子を模式的に示す断面図、標準モードにあるときの様子を模式的に示す断面図、および望遠モードにあるときの様子を模式的に示す断面図である。
【図５】（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）はそれぞれ、図４に示すレンズ駆動装置において、第１のレンズホルダの外周面に形成した第１の案内溝の説明図、第１の案内溝を周方向で展開したときの説明図、第２のレンズホルダの外周面に形成した第２の案内溝の説明図、および第２の案内溝を周方向で展開したときの説明図である。
【符号の説明】
１、１Ａ、１Ｂレンズ駆動装置
２、２Ｃ、２Ｄレンズ
３、３Ｃ、３Ｄレンズホルダ
４、４Ａ、４Ｅ駆動機構
５、５Ａ、５Ｅケース
６電磁機構
７、７Ａ、７Ｃ、７Ｄ変換機構
３４、６１４螺旋溝（案内溝）
３４Ｃ、３４Ｄ案内溝
５４ベアリングボール
５５コイルばね
６０ロータ
６１マグネット
６２ステータ
６３第１の駆動コイル
６４第２の駆動コイル
６１２、６１２Ｃ、６１２Ｄ、６２２係合突起（係合手段）
Ｆ光軸方向

Claims

レンズを保持するレンズホルダと、該レンズホルダを前記レンズの光軸に沿って直動させる駆動手段とを有するレンズ駆動装置において、
前記駆動手段は、前記レンズホルダを外周側で囲むように配置されて前記光軸周りの回転駆動力を発生させる電磁機構と、該電磁機構が発生させた回転駆動力を前記光軸に沿う直線方向への駆動力に変換して前記レンズホルダを直動させる変換機構とを備えていることを特徴とするレンズ駆動装置。
請求項１において、前記レンズホルダは、各々が前記レンズを保持して前記光軸方向に複数配置され、
当該複数のレンズホルダの各々に対して前記変換機構が構成されていることを特徴とするレンズ駆動装置。
請求項１において、前記電磁機構は、外周面が周方向に着磁されたリング状のマグネットを備えたロータと、前記リング状のマグネットの外周面に対向する複数の極歯が周方向に配置されたステータとを備えていることを特徴とするレンズ駆動装置。
請求項３において、前記ロータの前記光軸に沿っての移動を規制した状態で当該ロータを前記光軸周りに回転可能に支持する支持手段を有し、
前記変換機構は、前記レンズホルダの外周面および前記ロータの内周面のうちの一方側の面に形成された案内溝と、前記レンズホルダの外周面および前記ロータの内周面のうちの他方側の面に保持され、前記案内溝内に入り込んで前記ロータが回転したときに前記案内溝内を相対移動して前記レンズホルダを前記光軸に沿って直動させる係合手段を有していることを特徴とするレンズ駆動装置。
請求項４において、前記レンズホルダは、各々が前記レンズを保持して前記光軸方向に複数配置され、
当該複数のレンズホルダの各々に対して前記変換機構が構成されていることを特徴とするレンズ駆動装置。
請求項５において、前記複数のレンズホルダの各々に対する前記変換機構では、各々前記案内溝が異なる溝パターンを備えていることを特徴とするレンズ駆動装置。
請求項３において、前記ロータは、前記レンズホルダと一体に構成され、
前記変換機構は、前記ロータの外周面および前記ステータの内周面のうちの一方側の面に形成された案内溝と、前記ロータの外周面および前記ステータの内周面のうちの他方側の面に保持され、前記案内溝内に入り込んで前記ロータが回転したときに前記案内溝内を相対移動して前記レンズホルダを前記光軸に沿って直動させる係合手段を有していることを特徴とするレンズ駆動装置。
請求項４ないし７のいずれかにおいて、前記係合手段は、前記他方側の面に回転可能に保持された球体であることを特徴とするレンズ駆動装置。