JP2005292512A - Lens driving apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、光学ズーム,フォーカスの動作を行うためにレンズを動かすレンズ駆動装置に関するもので、より具体的には、超小型カメラに適用するためのレンズ構成を簡素化したものにおける駆動動作の改良に関する。 The present invention relates to a lens driving device that moves a lens to perform optical zoom and focusing operations. More specifically, the present invention relates to an improvement in driving operation in a simplified lens configuration for application to a micro camera. About.
近年、超小型カメラを組み込んだ携帯電話機が普及している。この組み込み用途の超小型カメラは、寸法形状の制限が厳しいこともあって廉価版モデル等には固定焦点のものが用いられることが多い。しかし、携帯電話機など携帯端末の開発要求として高機能化の要求があり、そうしたひとつにデジタルスチルカメラなどで一般的に採用されている光学ズームの機能がある。 In recent years, mobile phones incorporating ultra-small cameras have become widespread. This ultra-compact camera for built-in use is often of a fixed-focus type for a low-priced model or the like due to severe restrictions on dimensions and shape. However, there is a demand for higher functionality as a development demand for portable terminals such as mobile phones, and one of them is an optical zoom function that is generally employed in digital still cameras and the like.
光学ズームの動作は、前後2つのレンズ群をそれぞれ光軸方向に適宜に移動させることにより、所望のズームを得るとともに、そのズームに応じてピント合わせ(フォーカス)を行うことになる。 In the operation of the optical zoom, a desired zoom is obtained by appropriately moving the two front and rear lens groups in the optical axis direction, and focusing is performed according to the zoom.
具体的な機構としては、例えば特許文献1に見られるように、前後2つのレンズをそれぞれ独立したアクチュエータ(ステッピングモータ)で動かすようにしたものがある。また、別の方法では特許文献2に見られるように、1つのアクチュータやモータに対してカムを用いることにより、前後のレンズ(レンズ群)の位置関係を制御し、ズームとフォーカスの2つの動きを実現するようにしている。
しかしながら、そうした従来のレンズ駆動装置では以下に示すような問題がある。まず、特許文献1に開示された発明は、各レンズ毎に駆動系を設ける構成になるため構造が複雑化し、フィードバック回路など、センサを用いた高度なデータ処理,制御が必要になる。このため、開発,設計の工数が増し、部品点数も増すためコストが上がり、電力消費の増大や大型化する問題がある。 However, such a conventional lens driving device has the following problems. First, since the invention disclosed in Patent Document 1 has a configuration in which a drive system is provided for each lens, the structure is complicated, and advanced data processing and control using a sensor such as a feedback circuit is required. For this reason, the number of man-hours for development and design increases, and the number of parts also increases, resulting in an increase in cost, and there is a problem that power consumption is increased and the size is increased.
また、特許文献2に開示された発明は、カムを用いる構成であり、光学ズームに係るレンズの動きは複雑となるとともに、一方向の動きだけでなく往復を含む非線形の曲線を描くことから、その非線形の動きをさせるために複数の異なる曲線を持つカムやガイドが必要となる。そのため、カム機構の動きも構造も複雑になる。また、レンズの挙動パターンはレンズ系の仕様に応じて設計するため、レンズ系の仕様を変更する度にカムを開発しなければならないという問題がある。
In addition, the invention disclosed in
特に、携帯電話機などに組み込み用途の超小型カメラでは、レンズは光学的に有効な直径が7mm以下、好ましくは5mm以下が要求仕様になり、上記した特許文献1,2のものでは超小型化は望めなく、構造が簡素であるがレンズの挙動は確実に位置決めでき、そして安価であることが求められる。 In particular, in an ultra-small camera that is embedded in a cellular phone or the like, the lens has an optically effective diameter of 7 mm or less, preferably 5 mm or less. Undesirable, the structure is simple, but the behavior of the lens is required to be reliably positioned and inexpensive.
この発明は上記した課題を解決するもので、その目的は、簡素化した構成になり装置を小型化することができ、ズーム倍率を複数に切り替えできて光学ズームの動作が容易であり、超小型カメラに適用が好ましいレンズ駆動装置を提供することにある。 SUMMARY OF THE INVENTION The present invention solves the above-mentioned problems, and its object is to simplify the structure, reduce the size of the apparatus, switch the zoom magnification to a plurality, and easily operate the optical zoom. An object of the present invention is to provide a lens driving device that is preferably applied to a camera.
上記した目的を達成するために、本発明に係るレンズ駆動装置は、光学的に有効なレンズ直径が7mm以下の複数のレンズ群を用いる超小型カメラ用の光学ズーム機能を有するレンズユニットにおけるレンズを移動させるためのレンズ駆動装置であって、2つの移動可能なレンズ群を有し、前記レンズ群は筒状のレンズ枠体に装着し、第1レンズ枠体,第2レンズ枠体の2つを光軸に配置して前記第2レンズ枠体の側を撮像素子に対面させ、前記第1,第2レンズ枠体にはそれぞれに駆動手段を連係し、一方の駆動手段は粗調整の位置決めとなる駆動を行い、他方の駆動手段は微細調整の位置決めとなる駆動を行う構成にした。 In order to achieve the above object, a lens driving device according to the present invention includes a lens in a lens unit having an optical zoom function for a microminiature camera using a plurality of lens groups having an optically effective lens diameter of 7 mm or less. A lens driving device for moving, having two movable lens groups, the lens group being mounted on a cylindrical lens frame, and a first lens frame and a second lens frame Is arranged on the optical axis, the second lens frame side faces the image sensor, and driving means are linked to the first and second lens frames, respectively, and one driving means is positioned for coarse adjustment. The other driving means is configured to perform driving for fine adjustment positioning.
また、前記駆動手段は、粗調整の位置決めのためリニアアクチュエータを駆動源とし、複数の定位置へ移動させて停止を保持する構成にするとよい。また、前記第1,第2レンズ枠体に連係する2つの駆動手段において、第1駆動手段は、粗調整の位置決めのためリニアアクチュエータを駆動源とし、少なくとも2〜9個の定位置へ移動させて停止を保持する構成として前記第1レンズ枠体と連係させ、第2駆動手段は、微細調整の位置決めのためステッピングモータを駆動源とし、当該ステッピングモータの回転動作を直線動作に変換する構成として前記第2レンズ枠体と連係させるようにしてもよい。 The drive means may be configured to use a linear actuator as a drive source for coarse adjustment positioning, and move to a plurality of fixed positions to hold the stop. Further, in the two drive means linked to the first and second lens frame bodies, the first drive means uses a linear actuator as a drive source for coarse adjustment positioning, and moves to at least 2 to 9 fixed positions. The second drive means uses a stepping motor as a drive source for fine adjustment positioning, and converts the rotation operation of the stepping motor into a linear operation. The second lens frame may be linked to the second lens frame.
係る構成にすると、本発明では、第1,第2レンズ枠体のそれぞれに駆動手段を連係する構成を採るが、2つの駆動手段では一方は粗調整の位置決めとなる駆動を行う構成にするので、そちらについては構造を簡素化することができ、全体的に見て構成をシンプルにできる。このとき、レンズ枠体の一方は粗調整の位置決めとなるので、ズーム倍率が段階的に切り替わる動作になり、しかし各ズーム倍率の近辺においては、レンズ枠体の他方は微細調整の位置決めになるので、フォーカスを適正に得ることができる。 With such a configuration, the present invention adopts a configuration in which driving means is linked to each of the first and second lens frame bodies, but one of the two driving means is configured to perform driving for coarse adjustment positioning. The structure can be simplified and the structure can be simplified as a whole. At this time, since one of the lens frames is positioned for coarse adjustment, the zoom magnification is changed in steps. However, in the vicinity of each zoom magnification, the other of the lens frames is positioned for fine adjustment. , Focus can be obtained properly.
また、粗調整の位置決めとなる駆動を行う駆動手段は、リニアアクチュエータを駆動源とするので、モータ駆動と違って回転動作,直線動作の変換機構が必要なく、直接的に駆動が行えて構成がシンプルになる。 In addition, since the drive means for driving for coarse adjustment positioning uses a linear actuator as a drive source, unlike a motor drive, there is no need for a rotation / linear motion conversion mechanism, and the drive can be driven directly. Be simple.
また、第1レンズ枠体と連係した第1駆動手段がリニアアクチュエータにより粗調整の位置決めを行い、第2レンズ枠体と連係した第2駆動手段がステッピングモータにより微細調整の位置決めを行う構成では、第1駆動手段による粗調整の位置決めを少なくとも2〜9個の定位置とするので、前後2つのレンズによる光学系であるためズーム倍率が最大で4〜18段階に切り替え可能となり、そして、第2駆動手段において微細調整の位置決めを行うのでフォーカスの動作を適正に行える。 In the configuration in which the first driving means linked to the first lens frame performs coarse adjustment positioning by the linear actuator, and the second driving means linked to the second lens frame performs fine adjustment positioning by the stepping motor. Since the coarse adjustment positioning by the first driving means is at least 2 to 9 fixed positions, the zoom magnification can be switched to a maximum of 4 to 18 steps because it is an optical system with two front and rear lenses, and the second Since fine adjustment positioning is performed in the driving means, the focusing operation can be performed appropriately.
本発明に係るレンズ駆動装置では、2つの駆動手段のうちの一方は粗調整の位置決めとなる駆動を行う構成にするので、そちらについては構造を簡素化することができ、全体的に見て構成をシンプルにできる。その結果、当該装置を小型化し得てコスト面にも有利性がでる。 In the lens driving device according to the present invention, since one of the two driving means is configured to perform driving for coarse adjustment positioning, the structure thereof can be simplified, and the overall configuration is configured. Can be simplified. As a result, the apparatus can be miniaturized, which is advantageous in terms of cost.
そして、レンズ枠体の一方は粗調整の位置決めとなるので、ズーム倍率が段階的に切り替わる動作になり、しかし各ズーム倍率の近辺においては、レンズ枠体の他方は微細調整の位置決めになるので、フォーカスを適正に得ることができる。したがって、光学ズームの動作が容易であり、光学ズームの機能を簡素な構成により実現でき、撮影機能の多機能化が行えて超小型カメラに好ましく適用することができる。 Then, since one of the lens frames is positioned for coarse adjustment, the zoom magnification is changed in stages, but in the vicinity of each zoom magnification, the other of the lens frames is positioned for fine adjustment. Focus can be obtained properly. Therefore, the operation of the optical zoom is easy, the function of the optical zoom can be realized with a simple configuration, the imaging function can be multi-functionalized, and can be preferably applied to a micro camera.
図1(a)は、本発明におけるズーム動作の概念を説明する側面図であり、図1(b)は2つのレンズ群の位置関係を示す特性図である。本発明に係るレンズ駆動装置は、前群レンズ1と後群レンズ2を光軸Lの前後に配列し、前群レンズ1には粗調整の位置決めとなる駆動を行う駆動手段を連係して複数の定位置へ移動,停止するような動作を行わせ、後群レンズ2には微細調整の位置決めとなる駆動を行う駆動手段を連係して連続的な移動の動作を行わせる構成にする。
FIG. 1A is a side view for explaining the concept of zoom operation in the present invention, and FIG. 1B is a characteristic diagram showing the positional relationship between two lens groups. In the lens driving device according to the present invention, a front group lens 1 and a
前後の群レンズ1,2は同様に、筒状の枠体にレンズ群を嵌め込んで支持する構成であり、各レンズ群は直径が5mm程度のものになる。超小型カメラのレンズユニットとして機能させるには、後群レンズ2の背側にCCD等の撮像素子3を配置する。したがって、撮像素子3では光軸Lに整列した3つの光学要素の位置関係に応じて結像の倍率が変化し、このズーム倍率は一般的に図1(b)に示すような特性になる。つまり、前後2つ組みのレンズ構成においてズーム動作は、前群レンズ1を撮像素子3側へ一旦動かした後に被写体側へ戻していくような往復に移動させる特性fに動かし、このとき後群レンズ2は被写体側へ直線状に移動させる特性bに動かすこととし、これにより、ズーム倍率を広角(WIDE)から望遠(TELE)まで適宜に得るようにしている。
Similarly, the front and
ここで、前群レンズ1の駆動手段は3つの定位置へ移動,停止するような動作を行う構成を採り、粗調整の位置決めとなる駆動を行う。したがって、前群レンズ1について特性fに動かすことで、光軸Lに関して往復に移動することから、1つの定位置に対して後群レンズ2の直線状の移動ではズーム倍率が2値になり、3つの定位置では後群レンズ2の移動に伴うズーム倍率が6値になる。
Here, the driving means of the front lens group 1 adopts a configuration in which it moves to and stops at three fixed positions, and performs driving for coarse adjustment positioning. Therefore, by moving the front group lens 1 to the characteristic f, the lens group moves reciprocally with respect to the optical axis L. Therefore, when the
すなわち、図1(b)に示すように、1倍からA倍,B倍,C倍,D倍,E倍までの6段階のズーム倍率をとるレンズ駆動装置を実現できる。この場合、前群レンズ1の駆動手段は、複数(3つ)の定位置へ移動,停止できて粗調整の位置決めが行えればよいので、簡素化した構造により実現でき、構造が簡素化するために小型化が図れる。 That is, as shown in FIG. 1B, it is possible to realize a lens driving device having zoom magnifications in six steps from 1 to A, B, C, D, and E times. In this case, the driving means for the front lens group 1 is only required to be able to move and stop to a plurality of (three) fixed positions and perform coarse adjustment positioning, so that it can be realized with a simplified structure and the structure is simplified. Therefore, the size can be reduced.
上記した動作原理を実現するためのより具体的な構成を説明する。図2は本発明の第1の実施の形態を示し、前群レンズの駆動手段にリニアアクチュエータを用い、後群レンズの駆動手段にはステッピングモータを用いている。 A more specific configuration for realizing the above operation principle will be described. FIG. 2 shows a first embodiment of the present invention, in which a linear actuator is used as the driving means for the front group lens, and a stepping motor is used as the driving means for the rear group lens.
このレンズ駆動装置にあっては、平面矩形状のベース10は、その前面に、1つの角部を含む約1/4の領域を一段高くした高段部11と、残りの領域の低段部12を形成している。そして、高段部11の四隅の内の3ヶ所には小径の孔部13を設けるとともに、中央に大径の貫通孔14を形成している。この貫通孔14の中心が光軸Lとなっており、図示は省略するがこの貫通孔14の背側の所定位置にCCD等の撮像素子を配置する。
In this lens driving device, the planar
低段部12の上面には小型のステッピングモータ20を設置する。このステッピングモータ20は、低段部12の平面形状に沿うように略弧状の湾曲したケース本体21を有し、その中央部に外部に突出する出力軸22を設けている。ケース本体21の内部には図示は省略するが中央にロータを配置し、出力軸22はロータの中心に挿入して一体化している。そして、ケース本体21内の左右に広がった両側部にステータを配置する。出力軸22の先端部分にはねじ山を切りリードスクリュウにしている。
A
高段部11に設けた孔部13には、それぞれガイドピン15の一端を挿入して固着している。そして、このガイドピン15に対して、後群レンズ枠体30を移動可能に挿入している。この後群レンズ枠体30は、平面形状がベース10と略同一とし、ベース10の孔部13に対向する位置に、貫通するガイド孔31を有するとともに、ベース10の貫通孔14に対向する位置に貫通孔32を設けている。そして、このガイド孔31内にガイドピン15を挿入させて配置し、このため3つのガイドピン15によって支持した後群レンズ枠体30は安定した姿勢でガイドピン15に沿って前後に移動可能となる。さらに、貫通孔32内には、図示は省略するが後レンズ群(1枚の場合もある)を装着する。したがって、後群レンズ枠体30の前後への移動に伴い、後レンズ群も前後に移動する。また、この後群レンズ枠体30をガイドピン15に装着した状態では、ベース10との間でステッピングモータ20を挟み込む状態となる。
One end of each
ステッピングモータ20の出力軸22に対向する後群レンズ枠体30の部分には、貫通孔34を形成するとともに、後群レンズ枠体30の前面側における貫通孔34の周囲には、矩形状の凹部35を形成している。そして、この凹部35内にリードナット36を挿入して固着している。このリードナット36は、ステッピングモータ20の出力軸22に設けたリードスクリュウと噛み合い、出力軸22の正逆回転に伴いリードナット36つまり後群レンズ枠体30が前後に移動する。
A through
各ガイドピン15の先端には、前群レンズを支持する前レンズ部40を装着している。この前レンズ部40は、後述するように内部に駆動手段を構成してあり、中央部位つまりベース10および後群レンズ枠体30に設けた貫通孔14,32に対向する位置に貫通孔41を有し、この貫通孔41内に配置した前レンズ群を光軸L方向に動かす。つまり、前群レンズにあっては、図3に示すように、筒状の前群レンズ枠体45に前レンズ群46を装着し、駆動手段をなす構成が前群レンズ枠体45の外側に位置し、これらが前レンズ部40に組み付く構成であり、当該前群レンズ枠体45は光軸L方向に移動可能に支持するとともに、直線動作する駆動手段により動かすようになっている。
A
駆動手段は、永久磁石5,コイル(61,62),ヨーク7を組み合わせたリニアアクチュエータを駆動源とする構成であり、光軸L方向に3つの定位置へ移動させて停止を保持するようになっている。
The drive means has a configuration in which a linear actuator combining a
永久磁石5は環状に形成して前群レンズ枠体45の外周に固着させるが、永久磁石5の表裏に環状のヨーク75,75を重ね合わせてその全体を可動部にしている。永久磁石5の着磁は表裏のヨーク75,75に対面する向き、つまり光軸Lに沿う向きに磁極を形成している。永久磁石5の表裏にヨーク75,75を設けることで、磁気効率が上がるようにしている。したがって可動部をなす永久磁石5を小サイズ化でき、装置全体の小型化に寄与できる。
The
永久磁石5の外側には筒状のコイルを同芯に配置して向き合わせる。ここではコイルは第1コイル61,第2コイル62の2つを並べて配置し、ヨーク7は複数の部材からなりそれらが各コイル61,62に対して外側を囲む状態に位置し、前レンズ部40の内側に組み付くようにする。
A cylindrical coil is arranged concentrically on the outside of the
前レンズ部40は所定の位置に貫通孔41を有し、その貫通孔41の周縁は、各コイル61,62の両端に位置する外側ヨーク71,71側、つまり内側に張り出していて、当該部分は可動部と接触する当て止め部42になっている。
The
2つのコイル61,62に挟まれる中央ヨークには、永久磁石5に対面する中央極歯76を形成し、当該中央極歯76の対面部位の長さ、つまり光軸Lに沿う長さ(固定側極歯)は、永久磁石5の長さおよび当該永久磁石5の表裏のヨーク75,75を含む全長さ(可動部側極歯)に関して所定に設定するとともに、中央極歯76の光軸L方向での端部から外側ヨーク71までの極歯の間隔も同様に所定に設定する。
A
したがって、前群レンズ枠体45を動かす駆動系としては、ヨーク7を備えたコイル61,62に対して永久磁石5が所定のギャップに対向し、各コイル61,62に電流を流した際に発生する力により直線動作を行うことになり、永久磁石5の側つまり可動部側を移動でき、図3(a),(b),(c)に示すように、3つの定位置へ動かして停止を保持することができる。つまり、各コイル61,62の通電を適宜に制御することにより、可動部(永久磁石5)が中央極歯76に向き合う中央位置(a)、可動部(一方のヨーク75)が一方の当て止め部42に接して止まる一方端の位置(b)、そして可動部(他方のヨーク75)が他方の当て止め部42に接して止まる他方端の位置(c)の3つの定位置へ移動でき、これらの各位置では永久磁石5の磁束が固定側ヨーク7に対して結合することから、その停止を保持することができる。なお、図では固定側ヨーク7の中央がT型となっているが、I型,L型などその形状は任意である。
Therefore, as a drive system for moving the front
また、各ガイドピン15には、可動範囲を微調整するためのスペーサ43を挿入して配置している。このスペーサ43は厚さを調整することにより、前レンズ部40と後群レンズ枠体30がスペーサ43を介して接触した状態において、後レンズ群が図1に示す定位置Fよりも所定量だけ前レンズ群46の側に接近した位置をとる設定になっている。もちろんこのとき、前レンズ群46の位置は図1に示す3つの定位置を取り得るようにガイドピン15の長さを調整している。そして、ステッピングモータ20の出力軸22を逆回転させて後群レンズ枠体30を最も後退させた状態では、後レンズ群が図1に示す定位置Rよりも所定量だけ撮像素子3側に接近した位置をとる設定になっている。
Each
ステッピングモータ20の駆動は、ステップ数に応じて後群レンズ枠体30の移動位置を精度よく位置決めできる。そして、出力軸22を逆回転することにより後群レンズ枠体30を後退させ、図4(a)に示すようにベース10の前面に接近する定位置Rに停止し、前レンズ部40において前群レンズ枠体45が図3(b)に示すように被写体側に接近する定位置にあるとき、ここを基本姿勢としてズーム倍率は1倍に設定する。この状態から出力軸22を正回転することにより後群レンズ枠体30を前進させ、図4(b)に示すようにスペーサ43に接近する定位置Fに停止し、前レンズ部40において前群レンズ枠体45が図3(b)に示すように被写体側に接近する定位置にあるとき、ここではズーム倍率はE倍に設定する。
The driving of the stepping
このように本発明では、前群レンズ枠体45,後群レンズ枠体30のそれぞれに駆動手段を連係する構成を採るが、2つの駆動手段では一方は粗調整の位置決めとなる駆動を行う構成にするので、そちらについては構造を簡素化することができ、全体的に見て構成をシンプルにできるメリットがある。このとき、前群レンズ枠体45は粗調整の位置決め、つまり3つの定位置に移動する動作となるので、ズーム倍率が段階的に切り替わる動作になる。しかし各ズーム倍率の近辺においては、後群レンズ枠体30は微細調整の位置決め、つまり連続的に移動する動作になるので、フォーカスを適正に得ることができる。
As described above, in the present invention, the driving unit is linked to each of the front
すなわち、粗調整の位置決めとなる駆動を行う駆動手段は、リニアアクチュエータを駆動源とするので、モータ駆動と違って回転動作,直線動作の変換機構が必要なく、直接的に駆動が行えて構成がシンプルになる。その結果、当該装置を小型化し得てコスト面にも有利性がでる。 In other words, the drive means for driving for coarse adjustment positioning uses a linear actuator as a drive source, and therefore, unlike a motor drive, there is no need for a conversion mechanism for rotation or linear motion, and the drive can be directly driven. Be simple. As a result, the apparatus can be miniaturized, which is advantageous in terms of cost.
この場合、前群レンズ枠体45と連係した第1の駆動手段による粗調整の位置決めを3つの定位置とするので、前後2つのレンズによる光学系であるためズーム倍率が6段階に切り替え可能となり、そして、後群レンズ枠体30と連係した第2の駆動手段において微細調整の位置決めを行うのでフォーカスの動作を適正に行えて光学ズームの動作が容易である。したがって、光学ズームの機能を簡素な構成により実現でき、撮影機能の多機能化が行えて超小型カメラに好ましく適用することができる。
In this case, since the coarse adjustment positioning by the first driving means linked to the front
また、前群レンズ枠体45を駆動するための駆動源のリニアアクチュエータは、ヨーク7を備えたコイル61,62および永久磁石5からなり、いわゆる電磁式のものとするので、構成がシンプルであり、コストの低減に有利性がある。
The linear actuator as a drive source for driving the front
なお、上記した構成のレンズ駆動装置にあっては、寸法形状の一例では、ベース10は11mm角とし、前群レンズ枠体45および貫通孔32の内径つまり前レンズ群46,後レンズ群の直径は5mmとし、装置全体の高さ(ベース10の底面から前レンズ部40の前面までの距離)は、約11mmとしている。これにより、携帯電話機に充分実装可能となる。
In the lens driving device configured as described above, in an example of the size and shape, the
また、携帯電話機の寸法形状を考慮すると、カメラモジュールの面積は固定焦点でも13mm角以内の外形サイズになっている。この外形サイズに収めるのであればさらに一回り大きく構成することが可能であり、レンズ径が7mm程度のものまでは外形サイズ(ベース10の平面形状)を13mm角以下に抑えることができる。もちろん、より小さなレンズを用いて全体的にさらなる小型化を図ることを妨げない。 In consideration of the size and shape of the mobile phone, the area of the camera module is an outer size of 13 mm square or less even at a fixed focus. If it fits in this outer size, it can be made a little larger, and the outer size (planar shape of the base 10) can be suppressed to 13 mm square or less up to a lens diameter of about 7 mm. Of course, it does not prevent further downsizing by using a smaller lens.
上記した実施の形態では、前群レンズ枠体45と連係した第1の駆動手段による粗調整の位置決めを3つの定位置としたが、本発明はこれに限ることはなく、例えば図5に示すように構成することにより4つの定位置とすることができる。すわなち、この例では、ヨーク7を備えたコイル(61a,62a)および永久磁石5からなるリニアアクチュエータは、光軸Lを中心にして同芯で当該光軸L方向に多数段を連結させて設ける構成を採る。前述した実施の形態と同様な構成要素には同一符号を付してその説明を省略する。
In the embodiment described above, the coarse adjustment positioning by the first driving means linked to the front
各リニアアクチュエータは、コイル61aまたはコイル61bを囲むヨーク7がハウジング40aまたはハウジング40bに組み付き、そのハウジング40a,40bには外側ヨーク7を覆う部分が張り出している。そして、当該張り出した部分が可動部と接触する当て止め部42になり、対向する2つの当て止め部42,42に対して永久磁石5側つまり可動部が当たり止まる構成になっている。すなわち、各リニアアクチュエータは2つの定位置について移動を行う構成であり、内側リニアアクチュエータのハウジング40aに、外側リニアアクチュエータの可動部(永久磁石5等)を組み付けている。
In each linear actuator, a
したがって、内側リニアアクチュエータを駆動することで、前群レンズ枠体45に固定された永久磁石5がハウジング40a内を往復移動し図5(a),(b)に示すようにA位置とB位置の2つの定位置について移動できる。また、外側リニアアクチュエータを駆動することで、ハウジング40aに取り付けられた永久磁石5がハウジング40b内を往復移動することにより図5(c),(d)に示すようにC位置とD位置の2つの定位置について移動でき、その結果、4つの定位置について移動を行うことができ、各位置での停止を保持することができる。
Therefore, by driving the inner linear actuator, the
そして、この図5に示す2つのアクチュエータを前群レンズを支持する前レンズ部40に実装する。これにより、前群レンズの1つの定位置に対して後群レンズの直線状の移動を適宜に制御することによりズーム倍率が2値になるので、4つの定位置では後群レンズの移動に伴うズーム倍率が8値になる。
Then, the two actuators shown in FIG. 5 are mounted on the
なお、各リニアアクチュエータは、前述した実施の形態のものに変更する構成を採ることもよい。つまり、3つの定位置での移動が行えるリニアアクチュエータに置き換えてもよく、その場合、移動し得る定位置は最大で9つとなり、ズーム倍率は18値となりより精密なレンズ移動が行える。 Each linear actuator may be configured to be changed to that of the above-described embodiment. That is, the actuator may be replaced with a linear actuator that can move at three fixed positions. In this case, the maximum number of fixed positions that can be moved is nine, the zoom magnification is 18 values, and a more precise lens movement can be performed.
また、図5に示す2つのリニアアクチュエータのうちの一方を3つの定位置を取るものに替えることにより定位置を6つとしズーム倍率を12値にすることができる。さらに、図5に示すリニアアクチュエータを1つ設けることにより、粗調整は2つの定位置を取り、ズーム倍率を4値とした簡易のものを構成することもできる。
なおまた、上記した実施の形態では、前側を粗調整するようにしたが、後側を粗調整するようにしてももちろんよい。
Further, by changing one of the two linear actuators shown in FIG. 5 to one that takes three fixed positions, the number of fixed positions can be set to six and the zoom magnification can be set to 12 values. Further, by providing one linear actuator shown in FIG. 5, it is possible to configure a simple coarse adjustment with two fixed positions and a zoom magnification of 4 values.
In the above-described embodiment, the front side is coarsely adjusted. However, the rear side may be coarsely adjusted.
さらに,上記した実施の形態では,2つのレンズ群から構成されたものを示したが、本発明はこれに限ることはなく、3つ或いはそれ以上のレンズ群から構成することができる。図6は、3つのレンズ群とした場合の一例であり、第1レンズ群Aを固定し、第2,第3レンズ群B,Cを移動させるようにしている。そして、第2,第3レンズ群B,Cの一方を粗調整の位置決めとなる駆動を行い、他方を微細調整の位置決めとなる駆動を行うようにする。また、図6において、第2レンズ群B或いは第3レンズ群Cを固定するなど各種の変更実施が可能である。 Furthermore, in the above-described embodiment, the lens is composed of two lens groups. However, the present invention is not limited to this, and can be composed of three or more lens groups. FIG. 6 shows an example in which three lens groups are used. The first lens group A is fixed, and the second and third lens groups B and C are moved. Then, one of the second and third lens groups B and C is driven for coarse adjustment positioning, and the other is driven for fine adjustment positioning. In FIG. 6, various modifications such as fixing the second lens group B or the third lens group C are possible.
1 前群レンズ(第1レンズ枠体)
2 後群レンズ(第2レンズ枠体)
3 撮像素子
5 永久磁石
7 ヨーク
10 ベース
14,32,34,41 貫通孔
20 ステッピングモータ
22 出力軸
30 後群レンズ枠体(第2レンズ枠体)
31 ガイド孔
36 リードナット
40 前レンズ部
45 前群レンズ枠体(第1レンズ枠体)
46 前レンズ群
61 第1コイル
62 第2コイル
L 光軸
1 Front lens group (first lens frame)
2 Rear lens group (second lens frame)
3
31
46
Claims (3)
2つの移動可能なレンズ群を有し、
前記レンズ群は筒状のレンズ枠体に装着し、第1レンズ枠体,第2レンズ枠体の2つを光軸に配置して前記第2レンズ枠体の側を撮像素子に対面させ、
前記第1,第2レンズ枠体にはそれぞれに駆動手段を連係し、一方の駆動手段は粗調整の位置決めとなる駆動を行い、他方の駆動手段は微細調整の位置決めとなる駆動を行う構成にすることを特徴とするレンズ駆動装置。 A lens driving device for moving a lens in a lens unit having an optical zoom function for a micro camera using a plurality of lens groups having an optically effective lens diameter of 7 mm or less,
Having two movable lens groups,
The lens group is attached to a cylindrical lens frame, and the first lens frame and the second lens frame are arranged on the optical axis so that the second lens frame side faces the image sensor,
The first and second lens frames are linked to driving means, one driving means performs driving for coarse adjustment positioning, and the other driving means performs driving for fine adjustment positioning. A lens driving device.
第1駆動手段は、粗調整の位置決めのためリニアアクチュエータを駆動源とし、少なくとも2〜9個の定位置へ移動させて停止を保持する構成として前記第1レンズ枠体と連係させ、
第2駆動手段は、微細調整の位置決めのためステッピングモータを駆動源とし、当該ステッピングモータの回転動作を直線動作に変換する構成として前記第2レンズ枠体と連係させることを特徴とする請求項1に記載のレンズ駆動装置。 In two driving means linked to the first and second lens frame bodies,
The first drive means uses a linear actuator as a drive source for coarse adjustment positioning, moves to at least two to nine fixed positions, and holds the stop so as to be linked to the first lens frame,
2. The second driving means is characterized in that a stepping motor is used as a drive source for fine adjustment positioning, and the rotation operation of the stepping motor is linked to the second lens frame so as to convert it into a linear motion. The lens drive device described in 1.
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
JP2004108390A JP2005292512A (en) | 2004-03-31 | 2004-03-31 | Lens driving apparatus |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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KR100931451B1 (en) * | 2006-10-31 | 2009-12-11 | 파나소닉 주식회사 | Lens Actuators and Electronic Devices |
-
2004
- 2004-03-31 JP JP2004108390A patent/JP2005292512A/en not_active Withdrawn
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