JP2005099148A - 焦点調節装置 - Google Patents

Abstract

【課題】それぞれの焦点微調節領域相互間においてはレンズをすばやく移動させることができると共に、それぞれの焦点微調節領域におけるレンズの微小移動を実現できる。
【解決手段】２焦点を有するレンズ５と、このレンズ５を光軸方向に移動させるレンズ移動機構と、このレンズ移動機構を駆動する中空モータとを備えると共に、レンズ移動機構が、レンズ５をそれぞれの焦点微調節領域間の第１所定距離だけ光軸方向に移動させる第１移動機構と、レンズ５をそれぞれの焦点微調節領域において第２所定距離だけ光軸方向に微小移動させる第２移動機構とを含む。
【選択図】図１

Description

本発明は、モータを駆動させて小型カメラ等のレンズを移動させ、焦点を調節する焦点調節装置に関する。

この種の従来技術として、特許文献１に記載されるものがある。この特許文献１に記載される技術は、中空モータの回転体を形成するマグネットにピンを形成し、レンズを保持するレンズホルダに上述のピンを係合させてある。また、レンズホルダと本体とをねじ状のガイド溝で連結した構成にしてある。

この従来技術は、中空モータの駆動によって回転体すなわちマグネットを回転させると、このマグネットのピンを介してレンズホルダが回転する。すなわち、このレンズホルダの回転により上述のねじ状のガイド溝を介して、レンズホルダに保持されたレンズが本体から突出するように前進し、あるいは本体に収納されるように後退する。これにより、レンズが光軸方向に移動し、焦点が調節される。
特開２０００−５１５２４公報（段落番号００５８，００５９、及び図７）

上述した従来技術は、１つの焦点微調節領域に対してレンズを光軸方向に移動させて焦点の調節を行なうものであるが、カメラには２つの焦点位置を有するものがある。このような２つの焦点位置、すなわち焦点微調節領域を有するものに上述した従来技術を適用しようとした場合、レンズを保持するレンズホルダはねじ状のガイド溝に沿って回転しながら移動するので、例えば１つの焦点微調節領域から他の焦点微調節領域まで移動させるのに時間がかかる問題がある。

なお、この従来技術においてガイド溝のピッチを大きく設定すれば、レンズホルダの回転数に対するレンズホルダの移動量、すなわちレンズの移動量を大きく確保することができる。したがって、１つの焦点微調節領域から他の焦点微調節領域までレンズをすばやく移動させることが可能となる。しかしながら、このようにガイド溝のピッチを大きく設定した場合には、それぞれの焦点微調節領域におけるレンズの微小移動、すなわち微調節が困難となってしまう。したがって、このような構成は実用的なものとは言えない。

本発明は、上述した従来技術における実状からなされたもので、その目的は、それぞれの焦点微調節領域相互間においてはレンズをすばやく移動させることができると共に、それぞれの焦点微調節領域におけるレンズの微小移動を実現できる焦点調節装置を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明は、２焦点を有するレンズと、このレンズを光軸方向に移動させるレンズ移動機構と、このレンズ移動機構を駆動するモータとを備えると共に、上記レンズ移動機構が、上記レンズをそれぞれの焦点微調節領域間の第１所定距離だけ光軸方向に移動させる第１移動機構と、上記レンズをそれぞれの焦点微調節領域において第２所定距離だけ光軸方向に微小移動させる第２移動機構とを含むことを特徴としている。

このように構成した本発明は、例えばレンズが１つの焦点微調節領域に保持されている状態においてモータを駆動すると、レンズ移動機構が駆動され、このレンズ移動機構の第１移動機構によってレンズが光軸方向に他の焦点微調節領域まで第１所定距離だけ移動する。この場合、第１移動機構をレンズを速く移動させることを考慮して設定することにより、レンズを第１所定距離だけすばやく光軸方向に移動させることが可能である。

レンズが他の焦点微調節領域に至ったときには、レンズ移動機構の第２移動機構によってレンズが光軸方向に第２所定距離だけ微小移動する。この場合、レンズを微小移動させることを考慮して第２移動機構を設定することにより、レンズが第２所定距離だけ微小移動し、焦点が合うように微調節することができる。

このように本発明は、それぞれ焦点微調節領域相互間においては、第１移動機構によってレンズをすばやく移動させることができると共に、それぞれの焦点微調節領域においてのレンズの微小移動を第２移動機構によって実現できる
また本発明は、上記発明において、上記第１移動機構が、上記レンズを上記第１所定距離だけ光軸方向に移動させるように案内する第１ガイド部を含み、上記第２移動機構が、上記レンズを上記第２所定距離だけ光軸方向に微小移動させるように案内する第２ガイド部を含むことを特徴としている。

このように構成した本発明は、例えばレンズが１つの焦点微調節領域に保持されている状態においてモータを駆動すると、第１移動機構の第１ガイド部に案内されてレンズが光軸方向に他の焦点微調節領域までの第１所定距離だけ移動する。また、他の焦点微調節領域に至ったときには、第２移動機構の第２ガイド部に案内されてレンズが他の焦点微調節領域において第２所定距離だけ微小移動する。

このように本発明は、それぞれの焦点微調節領域相互間は、第１ガイド部を介してすばやくレンズを移動させることができると共に、それぞれの焦点微調節領域におけるレンズの微小移動を第２ガイド部を介して実現できる。

また本発明は、上記発明において、上記レンズを保持するレンズホルダと、このレンズホルダの外側に嵌合され、このレンズホルダの移動と連動するガイド筒と、このガイド筒の外側に配置され、上記モータの駆動により回転する回転体とを備え、上記第１ガイド部を上記回転体の内周面に形成し、上記２ガイド部を上記レンズホルダの外周面に形成すると共に、上記ガイド筒の外周面に、上記第１ガイド部と係合するガイド突起を備え、上記回転体の回転に伴って上記ガイド突起が上記第１ガイド部に案内されることにより、上記ガイド筒と共に上記レンズホルダが光軸方向に上記第１所定距離だけ移動し、その後の上記回転体の回転に伴って、上記第２ガイド部の案内により上記ガイド筒と共に上記レンズホルダが光軸方向に、上記第２所定距離だけ微小移動することを特徴としている。

このように構成した本発明は、レンズホルダの第２ガイド部の形状寸法を変えることにより、レンズの微調節に関係する第２所定距離を変えることができる。したがって、予め第２ガイド部の形状寸法の異なるレンズホルダを複数用意しておけば、レンズホルダを交換するだけでレンズの微調節量を変更させることができる。すなわち、レンズの微調節量の変更を簡単な構成で実現できる。

また本発明は、上記発明において、上記ガイド筒に上記第２ガイド部と係合する係合部を形成すると共に、上記第２ガイド部と上記係合部とが係合する方向へ、上記レンズホルダを付勢するばねを設けたことを特徴としている。

このように構成した本発明は、ばねの付勢力を介してレンズホルダを光軸方向に円滑に移動させることができる。

また本発明は、上記発明において、上記ばねの全体形状を、円錐の上側部分を切断除去した形状に設定したことを特徴としている。

このように構成した本発明は、巻数に対する大きなばね力を確保できる。すなわち、レンズホルダに対する大きな付勢力を確保できる。したがって、レンズホルダの光軸方向への円滑な移動の実現に貢献する。

また本発明は、上記発明において、上記レンズホルダに上記ばねが係着される切り欠き部を形成したことを特徴としている。

このように構成した本発明は、切り欠き部にばねの一部が収容されることから、ばねとレンズホルダを含めた長さ寸法を比較的短くすることができる。

また本発明は、上記発明において、上記レンズホルダを、光軸方向への移動を許容させると共に、その回転を阻止させる規制手段を備えたことを特徴としている。

このように構成した本発明は、規制手段によって、モータの駆動による回転体の回転時にレンズホルダが回転することがなく、したがってレンズホルダの光軸方向への円滑な移動に貢献する。

また本発明は、上記発明において、上記第２所定距離を上記第１所定距離に比べて短く設定したことを特徴としている。

このように構成した本発明は、第１所定距離が比較的長く設定される場合において、レンズを所定の待機位置から焦点位置まで、すばやく移動させることができる。

また本発明は、上記発明において、上記モータは、クローポール式の中空モータであることを特徴としている。

このように構成した本発明は、中空モータの内部に第１ガイド部、第２ガイド部を含むレンズ移動機構を収納することが可能となる。

本発明は、第１移動機構によってレンズをそれぞれの焦点微調節領域相互間においてすばやく移動させることができると共に、第２移動機構によってそれぞれの焦点微調節領域においてレンズの焦点を合わせる微小移動を実現でき、すなわち、レンズの微小移動を実現しながらも焦点調節に要する全体の時間を短時間とすることができ、実用性に富む。したがって、小型カメラを内蔵する携帯電話等に適用するのに好適である。

以下，本発明に係る焦点調節装置を実施するための最良の形態を図に基づいて説明する。

［本実施形態の主要構成］
図１は本実施形態を示す分解斜視図、図２は本実施形態の外観を示す斜視図、図３は本実施形態の縦断面図である。

これらの図１〜３に示すように、本実施形態は、複数枚のレンズ片を集合させて成るレンズ５と、これらのレンズ５を光軸方向に移動させるレンズ移動機構と、このレンズ移動機構を駆動する中空モータとを主要構成としている。

［中空モータの構成］
本実施形態の中空モータは、例えばクローポール式のＰＭ（Permanent Magnet）モータから成り、筒状部２を有するベース１と、筒状部２に挿入されて回転体つまりロータを形成する磁石、すなわちマグネット９、及び筒部材を形成するアウターカム８とを備えている。また、磁極歯１０ａ，１１ａを有し、図示しないコイルが巻回されてステータを形成するボビン１０，１１と、これらのボビン１０，１１を固定し、回転体であるマグネット９及びアウターカム８の軸心方向の動きを規制しながら、その回転動作を許容させる絶縁体から成る軸受、すなわちアッパーガイド１２を備えている。さらに、上述した筒状部２、アウターカム８、マグネット９、ボビン１０，１１、及びアッパーガイド１２を覆うカバー１３を備え、このカバー１３はベース１に固定させてある。上述した各構成のうちのアウターカム８は磁性材から成り、バックヨークを形成している。また、カバー１３も磁性材から成り、アウターヨークを形成している。また、マグネット９は円環状に形成され周方向にＳ極とＮ極が交互に着磁されている。

図４，５は、それぞれ本実施形態においてカバー及びアッパーガイドを除いた状態を示す平面図、斜視図、図６は、本実施形態に備えられるアウターカム、マグネット、及びボビンの組み付け関係を示す要部斜視図である。図７は本実施形態に備えられる中空モータの要部構成を示す分解斜視図である。

図３〜６等に示すように、回転体を形成するアウターカム８及びマグネット９は、アウターカム８にマグネット９を外嵌させた装着関係になっている。このように構成した回転体が収納されるようにボビン１０，１１が位置し、ボビン１０，１１を固定するようにアッパーガイド１２及びカバー１３を配置してある。

［レンズ移動機構］
図８〜１０は、それぞれ本実施形態に備えられるアウターカム、インナーカム、レンズホルダを示す斜視図、図１１は本実施形態に備えられるばねとレンズホルダとの係着関係を示す斜視図である。図１２，１３はそれぞれ本実施形態に備えられる筒状部を有するベース、ばね、及びレンズホルダの組み付け関係を示す斜視図、平面図である。図１４は本実施形態に備えられるばね、レンズホルダ、及びインナーカムの係着関係を示す斜視図、図１５は本実施形態に備えられる筒状部を有するベース、ばね、レンズホルダ、及びインナーカムの組み付け関係を示す要部斜視図である。

本実施形態の複数枚のレンズ片から成るレンズ５は、第１焦点位置と第２焦点位置の２つの焦点位置を備えている。このレンズ５を光軸方向に移動させるレンズ移動機構は、ベース１の筒状部２と、レンズ５を保持するレンズホルダ４と、このレンズホルダ４を付勢するばね３と、ガイド筒を形成するインナーカム６と、筒部材を形成するアウターカム８とによって構成されている。

このレンズ移動機構は、第１焦点微調節領域、第２焦点微調節領域相互間の距離である第１所定距離だけレンズ５を光軸方向に移動させる第１移動機構と、第１，第２焦点微調節領域において第２所定距離だけレンズ５を光軸方向に微小移動させる第２移動機構とを含んでいる。第２所定距離は第１所定距離よりも短く設定してある。例えば、第２所定距離の上限値を５００μｍ、第１所定距離を２ｍｍに設定してある。

中空モータの回転体の内周面を形成するアウターカム８には、図８に示すように、第１ガイド溝８ａ１，８ａ２を形成してある。これらの第１ガイド溝８ａ１，８ａ２は軸対称に、同一形状に形成されている。例えば第１ガイド溝８ａ１は、立ち下り部８ａ１１と、立ち上がり部８ａ１３と、これらの立ち下がり部８ａ１１と立ち上がり部８ａ１３とを連通させる傾斜部８ａ１２とを備えている。同様に、第１ガイド溝８ａ２も、立ち下がり部８ａ２１、立ち上がり部８ａ２３、傾斜部８ａ２２を備えている。上述した第１ガイド溝８ａ１，８ａ２の構成のうちの傾斜部８ａ１２，８ａ２２は、上述した第１移動機構に含まれ、レンズ５を第１，第２焦点微調節領域間の第１所定距離だけ光軸方向に移動させるように案内する第１ガイド部を構成している。上述した第１ガイド溝８ａ１，８ａ２の傾斜部８ａ１２，８ａ２２の高低差は、例えば第１所定距離に相応する２ｍｍに設定してある。

アウターカム８の内部にインナーカム６が配置される。また、レンズ５を保持するレンズホルダ４がばね３によって付勢されて常時インナーカム６に当接するようになっている。ばね３は、その全体形状が、円錐の上側部分を切断除去した形状に設定してあり、ベース１の筒状部２内に収納される。

ベース１の筒状部２には、図１２等に示すように、軸対称に、第２ガイド溝２ａ１，２ａ２を形成してある。第２ガイド溝２ａ１は、レンズ５の光軸方向と一致する軸心方向に対して直交する周方向に延設される第１横溝部２ａ１１と、この第１横溝部２ａ１１と平行に形成される第２横溝部２ａ１３と、これらの第１横溝部２ａ１１と第２横溝部２ａ１３とを連通させる縦溝部２ａ１２とを備えている。第２ガイド溝部２ａ２も同様の構成になっている。上述した縦溝部２ａ１２等は、例えば上述した第１所定距離に相応する２ｍｍの長さに設定してある。

上述したレンズホルダ４には、その外周面に、図１０等に示すように、軸対称に第１カム体４ａ１、第２カム体４ａ２を形成してある。これらのカム体４ａ１，４ａ２は、上述した第２移動機構に含まれ、レンズ５を第２所定距離だけ光軸方向に微小移動させるように案内する第２ガイド部を形成している。図１０に示す第１カム体４ａ１，４ａ２の図示上面は、高低差を有する斜面に形成してあり、その高低差を例えば上述の第２所定距離の上限値に相応する５００μｍに設定してある。

また、レンズホルダ４の第１カム体４ａ１、第２カム体４ａ２の一端のそれぞれには、第１突起４ａ１１、第２突起４ａ２１を形成してある。これらの第１突起４ａ１１、第２突起４ａ２１のそれぞれは、図３，４等に示すように、ベース１の筒状部２に一対形成され、光軸方向に沿って延設される第１ガイド穴２ｂ１、第２ガイド穴２ｂ２のそれぞれに、光軸方向のみの移動が可能に収納される。これらのカム体４ａ１，４ａ２の突起４ａ１１，４ａ２１と、筒状体２のガイド穴２ｂ１，２ｂ２のそれぞれによって、レンズホルダ４を、光軸方向への移動を許容させると共に、その回転を阻止させる規制手段が構成されている。

図３，１０，１１に示すように、レンズホルダ４のカム体４ａ１，４ａ２の図示下部のそれぞれには、ばね３が係着される切り欠き部４ｂを形成してある。ばね３の先端部は、この切り欠き部４ｂ内に収容されるようになっている。

レンズホルダ４の外側に嵌合され、このレンズホルダ４と連動するインナーカム６には、図９の図示下方部分に、軸対称に、レンズホルダ４のカム体４ａ１，４ａ２が常時当接する第１係合部６ａ１、第２係合部６ａ２をそれぞれ形成させてある。これらの係合部６ａ１，６ａ２は同一形状に形成してあり、カム体４ａ１，４ａ２の当接面を例えば転写させた面に形成してある。これらの第１係合部６ａ１、第２係合部６ａ２の面の長さは例えばカム体４ａ１，４ａ２の２倍に、また高低差は例えば５００μｍの２倍の１ｍｍに設定してある。

また、このインナーカム６には、ピンから成る第１ガイド突起７ａ１が挿入される第１穴６ｂ１と、ピンから成る第２ガイド突起７ａ２が挿入される第２穴６ｂ２とを形成してある。これらの第１穴６ｂ１と第２穴６ｂ２とは、軸対称に配置してある。

インナーカム６の第１穴６ｂ１に挿入され、インナーカム６の外周面から突出する第１ガイド突起７ａ１は、図１５に示すように、ベース１の筒状部２の第２ガイド溝２ａ１に係合すると共に、筒状部２の外側に配置されるアウターカム８の第１ガイド溝８ａ１に係合する形状寸法に設定してある。同様に、インナーカム６の第２穴６ｂ２に挿入され、インナーカム６の外周面から突出する第２ガイド突起７ａ２は、ベース１の筒状部２の第２ガイド溝２ａ２に係合すると共に、アウターカム８の第１ガイド溝８ａ２に係合する形状寸法に設定してある。

上述した各構成のうちの、ベース１の筒状部２の第２ガイド溝２ａ１，２ａ２を形成する縦溝部２ａ１２等と、第１ガイド突起７ａ１、第２ガイド突起７ａ２と、筒部材であるアウターカム８の第１ガイド溝８ａ１，８ａ２の第１ガイド部を形成する傾斜部８ａ１２，８ａ２２とによって、レンズ移動機構に含まれる上述した第１移動機構，すなわち、第１，第２焦点微調節領域間の距離である第１所定距離、例えば２ｍｍだけ、レンズ５を光軸方向に移動させる第１移動機構が構成されている。

また、上述した各構成のうちの、ベース１の筒状部２の第２ガイド溝２ａ１，２ａ２の第１横溝部２ａ１１、第２横溝部２ａ１３等と、レンズホルダ４の第１カム体４ａ１、第２カム体４ａ２と、ガイド筒であるインナーカム６の第１係合部６ａ１、第２係合部６ａ２と、第１ガイド突起７ａ１、第２ガイド突起７ａ２と、アウターカム８の第１ガイド溝８ａ１の立ち下がり部８ａ１１、立ち上がり部８ａ１３、第１ガイド溝８ａ２の立ち下がり部８ａ２１、立ち上がり部８ａ２３とによって、レンズ移動機構に含まれる上述した第２移動機構、すなわち、第１，第２焦点微調節領域において第２所定距離、例えば５００μｍを上限とする距離だけ、レンズ５を光軸方向に微小移動させる第２移動機構が構成されている。

［本実施形態の動作］
本実施形態は、レンズホルダ４の移動時の安定性、すなわちレンズ５の移動時の安定性を確保するために、上述したようにレンズ移動機構の第１移動機構を軸対称となる２組の部品要素によって構成してあり、また第２移動機構も軸対称となる２組の部品要素によって構成してある。

すなわち、第１移動機構のうちの第１組は、ベース１の筒状部２の第２ガイド溝２ａ１を形成する縦溝部２ａ１２と、第１ガイド突起７ａ１と、アウターカム８の第１ガイド溝８ａ１の傾斜部８ａ１２とによって構成されている。また第２組は、ベース１の筒状部２の第２ガイド溝２ａ２を形成する図示しない縦溝部と、第２ガイド突起７ａ２と、アウターカム８の第１ガイド溝８ａ２の傾斜部８ａ２２とによって構成されている。各組の動作は同等であるので以下にあっては、第１組の動作についてだけ説明する。

同様に第２移動機構のうちの第１組は、ベース１の筒状部２の第２ガイド溝２ａ１の第１横溝部２ａ１１、第２横溝部２ａ１３と、レンズホルダ４の第１カム体４ａ１と、インナーカム６の第１係合部６ａ１と、第１ガイド突起７ａ１と、アウターカム８の第１ガイド溝８ａ１の立ち下がり部８ａ１１、立ち上がり部８ａ１３とによって構成されている。また第２組は、ベース１の筒状部２の第２ガイド溝２ａ２を形成する図示しない第１横溝部、第２横溝部と、レンズホルダ４の第２カム体４ａ２と、インナーカム６の第２係合部６ａ２と、第２ガイド突起７ａ２と、アウターカム８の第１ガイド溝８ａ２の立ち下がり部８ａ２１、立ち上がり部８ａ２３とによって構成されている。これらの組の動作も同等であるので、以下にあっては第１組の動作についてだけ説明する。

図１６〜２０は、本実施形態の動作説明図である。図１６はレンズホルダが所定の第１待機位置に保持されているときの状態を示す要部展開図である。この第１待機位置は収納位置であり、レンズホルダ４、すなわちレンズ５がベース１に最も近づくように収納されており、インナーカム６に固定させた第１ガイド突起７ａ１は、ベース１の筒状部２の第２ガイド溝２ａ１の第１横溝部２ａ１１の端部に位置すると共に、アウターカム８の第１ガイド溝８ａ１の立ち下がり部８ａ１１に位置している。また、ここでは図示しないばね３の力によりレンズホルダ４の第１カム体４ａ１の上端部４ａ１２がインナーカム６の第１係合部６ａ１の下端部６ａ１１に当接した状態にある。

図１７はレンズホルダを第１待機位置から第１焦点微調節領域に移動させて微調節するときの状態を示す要部展開図である。上述した図１６に示す状態から、中空モータを駆動して回転体、すなわちアウターカム８を図１６の矢印２０方向に回転させると、アウターカム８の第１ガイド溝８ａ１の立ち下がり部８ａ１１の縁部によって第１ガイド突起７ａ１が押されることにより、インナーカム６がアウターカム８と一体に矢印２０方向に回転する。この間、第１ガイド突起７ａ１はベース１の筒状部２の第２ガイド溝２ａ１の第１横溝部２ａ１１内を移動するので、インナーカム６は光軸方向に移動することはない。また、インナーカム６の回転により、レンズホルダ４の第１カム体４ａ１の上端部４ａ１２が、インナーカム６の第１係合部６ａ１の下端部６ａ１１から中央部６ａ１２に向って相対的に移動する。この間、ばね３の力により、また、第１突起４ａ１１、第２突起４ａ２１が筒状部２の第１ガイド穴２ｂ１、第２ガイド穴２ｂ２によって回転方向の動きを規制されることにより、レンズホルダ４は図１６の矢印３０で示すように光軸方向に例えば５００μｍ前進し、図１７に示す状態となる。このような動作の間に第１焦点微調節領域におけるレンズ５の微調節が行なわれる。図１６に示すベース１の図示上面とレンズホルダ４の図示上面との距離をＬ１、図１７に示すベース１の図示上面とレンズホルダ４の図示上面との距離をＬ２とすると、
Ｌ１−Ｌ２＝５００（μｍ）
となる。

図１７に示す状態となると、インナーカム６に固定される第１ガイド突起７ａ１は、ベース１の筒状部２の第２ガイド溝２ａ１の縦溝部２ａ１２の最下部に至る。また、この第１ガイド突起７ａ１は、アウターカム８の第１ガイド溝８ａ１の傾斜部８ａ１２の最下方位置に至る。このとき例えば上述したように、レンズホルダ４の第１カム体４ａ１の上端部４ａ１２は、インナーカム６の第１係合部６ａ１の中央部６ａ１２に当接した状態となる。

図１８はレンズホルダを第１焦点微調節領域から第２焦点微調節領域方向へ前進させる途中の状態を示す図である。図１７に示す状態から引き続きアウターカム８が同図１７の矢印２１で示すように回転すると、インナーカム６に固定した第１ガイド突起７ａ１が、筒状部２の第２ガイド溝２ａ１の縦溝部２ａ１２内を上昇すると共に、アウターカム８の第１ガイド溝８ａ１の傾斜部８ａ１２内を上昇する。この第１ガイド突起７ａ１の上昇に連動してばね３の力によりレンズホルダ４は、第１焦点微調節領域から第２焦点微調節領域に向って図１７の矢印３１で示すように前進し、図１８に示す状態となる。この間、レンズホルダ４の第１カム体４ａ１とインナーカム６の第１係合部６ａ１との間に相対的な変位を生じないように、レンズホルダ４とインナーカム６とが保持される。

図１９はレンズホルダを第２焦点微調節領域まで前進させた状態を示す要部展開図である。上述の図１８に示す状態からアウターカム８が引き続いて同図１８の矢印２２に示すように回転すると、インナーカム６に固定された第１ガイド突起７ａ１はベース１の筒状部２の第２ガイド溝２ａ１の縦溝部２ａ１２の最上部に至る。また、この第１ガイド突起７ａ１は、アウターカム８の第１ガイド溝８ａ１の傾斜部８ａ１２の最上方位置を経て立ち上がり部８ａ１３に至る。すなわち、第１ガイド突起７ａ１を介してインナーカム６が図１８の矢印３２に示すように前進し、これに伴ってばね３の力によりレンズホルダ４は、前述の第１焦点微調節領域から２ｍｍ前進し、図１９に示すように第２焦点微調節領域に至る。この図１９に示すベース１の図示上面とレンズホルダ４の図示上面との距離をＬ３とすると、図１７に示した距離Ｌ２との関係から、
Ｌ２＋Ｌ３＝２（ｍｍ）
となる。

図２０はレンズホルダを第２焦点微調節領域において微調節するときの状態を示す図である。図１９に示す状態から、この図１９の矢印２３で示すように引き続いてアウターカム８が回転すると、このアウターカム８の第１ガイド溝８ａ１の立ち上がり部８ａ１３の縁部によって第１ガイド突起７ａ１が押されることにより、インナーカム６がアウターカム８と一体に図１９の矢印２３方向に回転する。この間、第１ガイド突起７ａ１はベース１の筒状部２の第２ガイド溝２ａ１の第２横溝部２ａ１３内を移動するので、インナーカム６は光軸方向に移動することはない。また、インナーカム６の回転により、レンズホルダ４の第１カム体４ａ１の上端部４ａ１２が、インナーカム６の第１係合部６ａ１の中央部６ａ１２から上端部６ａ１３に向って相対的に移動する。この動作により、ばね３の力によってレンズホルダ４は図１９の矢印３３で示すように光軸方向に、例えば５００μｍ前進し、図２０に示す状態に至る。このような動作の間に、第２焦点微調節領域におけるレンズ５の焦点調節が行なわれる。図２０に示すレンズホルダ４の図示上面とベース１の図示上面との距離をＬ４とすると、前述した図１９に示す距離Ｌ３との関係から、
Ｌ４−Ｌ３＝５００（μｍ）
となる。なお、例えば図２０に示した第２焦点微調節領域が、レンズホルダ４の第２待機位置となる。

以上のように、第１焦点微調節領域にあっては、第２所定距離すなわち５００μｍを上限値とする距離範囲でレンズホルダ４が微小移動して第１焦点の微調節が行なわれ、第１焦点微調節領域から第２焦点微調節領域までは第１所定距離、すなわち２ｍｍだけレンズホルダ４を前進させ、第２焦点微調節領域にあっては、第２所定距離すなわち５００μｍを上限値とする距離範囲でレンズホルダ４が微小移動して第２焦点の微調節が行なわれる。第１所定距離２ｍｍのレンズホルダ４の移動は、ベース１の筒状部２の縦溝部２ａ１２内と、アウターカム８の傾斜部８ａ１２内、すなわちカム溝内をピンより成る第１ガイド突起７ａ１が移動するので、その移動を瞬時に行なわせることができる。

レンズ５を第１焦点位置に合わせるために、第２待機位置、すなわち第２焦点微調節領域から第１焦点微調節領域にレンズホルダ４を移動させる動作は、前述と逆の動作であり、図２０に示す状態からアウターカム８を同図２０の矢印２４方向に回転させるように中空モータを駆動することによって行なわれる。

［本実施形態の作用効果］
このように構成した本実施形態によれば、第１焦点微調節領域、第２焦点微調節領域相互間においては、レンズ移動機構の第１移動機構に含まれる第１ガイド部、すなわちアウターカム８の第１ガイド溝８ａ１，８ａ２の傾斜部８ａ１２，８ａ２２によってレンズ５をすばやく２ｍｍ移動させることができる。また、第１焦点微調節領域、第２焦点微調節領域それぞれにおいてのレンズ５の５００μｍを上限値とする微小移動を、レンズ移動機構の第２移動機構に含まれる第２ガイド部、すなわちレンズホルダ４の第１カム体４ａ１、第２カム体４ａ２によって実現できる。すなわち、レンズ５の微小移動を実現しながらも焦点調節に要する全体の時間を短時間とすることができ、実用性に富む。したがって、小型カメラを内蔵する携帯電話等に適用するのに好適である。

また本実施形態は、レンズ５を保持するレンズホルダ４と、中空モータの回転体に含まれる筒部材であるアウターカム８との間に、アウターカム８に形成した第１ガイド溝８ａ１，８ａ２に係合する第１ガイド突起７ａ１、第２ガイド突起７ａ２を備えたガイド筒であるインナーカム６を設ける簡単な構成で、レンズホルダ４に保持されるレンズ５を光軸方向にすばやく移動させることができる。すなわち、中空モータの回転体を形成するアウターカム８を、第１ガイド溝８ａ１，８ａ２を形成する部材として活用したことから、ガイド溝を形成するための部材として他に特別な部材を要せず、構成が簡単で製作費を安くすることができる。

また本実施形態は、中空モータを構成するカバー１３及びアウターカム８がそれぞれ磁性材から成り、ヨークを兼ねるので、この点でも部品点数を少なくすることができ、製作費を安くすることに貢献する。

また本実施形態は、レンズホルダ４の第２ガイド部すなわち第１カム体４ａ１、第２カム体４ａ２の形状寸法を変えることにより、レンズ５の微調節に関係する第２所定距離を変えることができる。したがって、予め第２ガイド部、すなわち第１カム体４ａ１、第２カム体４ａ２の形状寸法の異なるレンズホルダ４を複数用意しておけば、レンズホルダ４を交換するだけでレンズ５の微調節量を変更させることができる。すなわち、レンズ５の微調節量の変更を簡単な構成で実現できる。

また本実施形態は、レンズホルダ４の第２ガイド部である第１カム体４ａ１、第２カム体４ａ２と、ガイド筒であるインナーカム６の第１係合部６ａ１、第２係合部６ａ２とが係合する方向へ、レンズホルダ４を付勢するばね３を設けたことにより、ばね３の付勢力を介してレンズホルダ４を光軸方向に円滑に移動させることができ、これにより優れた性能を確保できる。

また本実施形態は、ばね３の全体形状を、円錐の上側部分を切断除去した形状に設定してあることから、巻数に対する大きなばね力を確保できる。すなわち、レンズホルダ４に対する大きな付勢力を確保できる。したがって、レンズホルダ４の光軸方向への円滑な移動の実現に貢献し、これによっても優れた性能を確保できる。

また本実施形態は、レンズホルダ４にばね３が係着される切り欠き部４ｂを形成してある。この切り欠き部４ｂにばね３の一部が収容されることから、ばね３とレンズホルダ４を含めた長さ寸法を短く設定でき、全体形状の小型化を実現できる。

また本実施形態は、レンズホルダ４を、光軸方向への移動を許容させると共に、その回転を阻止させる規制手段、すなわちレンズホルダ４の第１突起４ａ１１、第２突起４ａ２１と、ベース１の筒状部２の第１ガイド穴２ｂ１、第２ガイド穴２ｂ２の組み合わせを備えている。したがって、中空モータの駆動によるアウターカム８を含む回転体の回転時に、レンズホルダ４が回転することなく光軸方向に円滑に移動し、これによっても優れた性能を確保できる。

また本実施形態は、クローポール式の中空モータを備え、この中空モータの内部に第１ガイド部すなわち傾斜部８ａ１２，８ａ２２を有するアウターカム８と、第２ガイド部すなわち第１カム対４ａ１、第２カム体４ａ２を有するレンズホルダ４とを含むレンズ移動機構を収納でき、全体形状のコンパクト化を実現できる。

本発明の焦点調節装置の一実施形態を示す分解斜視図である。 本実施形態の外観を示す斜視図である。 本実施形態の縦断面図である。 本実施形態においてカバー及びアッパーガイドを除いた状態を示す平面図である。 本実施形態においてカバー及びアッパーガイドを除いた状態を示す斜視図である。 本実施形態に備えられるアウターカム、マグネット、及びボビンの組み付け関係を示す要部斜視図である。 本実施形態に備えられる中空モータの要部構成を示す分解斜視図である。 本実施形態に備えられるアウターカムを示す斜視図である。 本実施形態に備えられるインナーカムを示す斜視図である。 本実施形態に備えられるレンズホルダを示す斜視図である。 本実施形態に備えられるばねとレンズホルダとの係着関係を示す斜視図である。 本実施形態に備えられる筒状部を有するベース、ばね、及びレンズホルダの組み付け関係を示す斜視図である。 本実施形態に備えられる筒状部を有するベース、ばね、及びレンズホルダの組み付け関係を示す平面図である。 本実施形態に備えられるばね、レンズホルダ、及びインナーカムの係着関係を示す斜視図である。 本実施形態に備えられる筒状部を有するベース、ばね、レンズホルダ、及びインナーカムの組み付け関係を示す要部斜視図である。 本実施形態の動作説明図であって、レンズホルダが所定の第１待機位置に保持されているときの状態を示す要部展開図である。 本実施形態の動作説明図であって、レンズホルダを第１焦点微調節領域において微調節するときの状態を示す要部展開図である。 本実施形態の動作説明図であって、レンズホルダを第１焦点微調節領域から第２焦点微調節領域方向へ前進させる途中の状態を示す要部展開図である。 本実施形態の動作説明図であって、レンズホルダを第２焦点微調節領域まで前進させた状態を示す要部展開図である。 本実施形態の動作説明図であって、レンズホルダを第２焦点微調節領域において微調節するときの状態を示す図である。

符号の説明

１ ベース
２ 筒状部（レンズ移動機構）
２ａ１ 第２ガイド溝
２ａ１１ 第１横溝部（第２移動機構）
２ａ１２ 縦溝部（第１移動機構）
２ａ１３ 第２横溝部（第２移動機構）
２ａ２ 第２ガイド溝
２ｂ１ 第１ガイド穴（規制手段）
２ｂ２ 第２ガイド穴（規制手段）
３ ばね（レンズ移動機構）
４ レンズホルダ（レンズ移動機構）
４ａ１ 第１カム体（第２ガイド部）〔第２移動機構〕
４ａ１１ 第１突起（規制手段）
４ａ１２ 上端部
４ａ２ 第２カム体（第２ガイド部）〔第２移動機構〕
４ａ２１ 第２突起（規制手段）
４ｂ 切り欠き部
５ レンズ
６ インナーカム（ガイド筒）（レンズ移動機構）
６ａ１ 第１係合部（第２移動機構)
６ａ１１ 下端部
６ａ１２ 中央部
６ａ１３ 上端部
６ａ２ 第２係合部（第２移動機構）
６ｂ１ 第１穴
６ｂ２ 第２穴
７ａ１ 第１ガイド突起（第１移動機構）（第２移動機構）
７ａ２ 第２ガイド突起（第１移動機構）（第２移動機構）
８ アウターカム（筒部材）（回転体）〔レンズ移動機構〕
８ａ１ 第１ガイド溝
８ａ１１ 立ち下がり部（第２移動機構）
８ａ１２ 傾斜部（第１ガイド部）（第１移動機構）
８ａ１３ 立ち上がり部（第２移動機構）
８ａ２ 第１ガイド溝
８ａ２１ 立ち下がり部（第２移動機構）
８ａ２２ 傾斜部（第１ガイド部）（第１移動機構）
８ａ２３ 立ち上がり部（第２移動機構）
９ マグネット（回転体）
１０ 第１ボビン
１０ａ 磁極歯
１１ 第２ボビン
１１ａ 磁極歯
１２ アッパーガイド
１３ カバー
Ｌ１ 距離
Ｌ２ 距離
Ｌ３ 距離
Ｌ４ 距離

Claims (9)

1. ２焦点を有するレンズと、このレンズを光軸方向に移動させるレンズ移動機構と、このレンズ移動機構を駆動するモータとを備えると共に、
   上記レンズ移動機構が、上記レンズをそれぞれの焦点微調節領域間の第１所定距離だけ光軸方向に移動させる第１移動機構と、上記レンズをそれぞれの焦点微調節領域において第２所定距離だけ光軸方向に微小移動させる第２移動機構とを含むことを特徴とする焦点調節装置。
2. 上記請求項１記載の発明において、
   上記第１移動機構が、上記レンズを上記第１所定距離だけ光軸方向に移動させるように案内する第１ガイド部を含み、
   上記第２移動機構が、上記レンズを上記第２所定距離だけ光軸方向に微小移動させるように案内する第２ガイド部を含むことを特徴とする焦点調節装置。
3. 上記請求項２記載の発明において、
   上記レンズを保持するレンズホルダと、このレンズホルダの外側に嵌合され、このレンズホルダの移動と連動するガイド筒と、このガイド筒の外側に配置され、上記モータの駆動により回転する回転体とを備え、
   上記第１ガイド部を上記回転体の内周面に形成し、上記２ガイド部を上記レンズホルダの外周面に形成すると共に、
   上記ガイド筒の外周面に、上記第１ガイド部と係合するガイド突起を備え、
   上記回転体の回転に伴って上記ガイド突起が上記第１ガイド部に案内されることにより、上記ガイド筒と共に上記レンズホルダが光軸方向に上記第１所定距離だけ移動し、
   その後の上記回転体の回転に伴って、上記第２ガイド部の案内により上記ガイド筒と共に上記レンズホルダが光軸方向に、上記第２所定距離だけ微小移動することを特徴とする焦点調節装置。
4. 上記請求項３記載の発明において、
   上記ガイド筒に上記第２ガイド部と係合する係合部を形成すると共に、上記レンズホルダを、上記第２ガイド部が上記係合部に係合する方向へ付勢するばねを設けたことを特徴とする焦点調節装置。
5. 上記請求項４記載の発明において、
   上記ばねの全体形状を、円錐の上側部分を切断除去した形状に設定したことを特徴とする焦点調節装置。
6. 上記請求項５記載の発明において、
   上記レンズホルダに上記ばねが係着される切り欠き部を形成したことを特徴とする焦点調節装置。
7. 上記請求項３記載の発明において、
   上記レンズホルダを、光軸方向への移動を許容させると共に、その回転を阻止させる規制手段を備えたことを特徴とする焦点調節装置。
8. 上記請求項１〜３のいずれかに記載の発明において、
   上記第２所定距離を上記第１所定距離に比べて短く設定したことを特徴とする焦点調節装置。
9. 上記請求項１記載の発明において、
   上記モータは、クローポール式の中空モータであることを特徴とする焦点調節装置。
   

Images