JP2005352394A - Lens apparatus - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a lens apparatus which can be miniaturized by providing a position detecting means by utilizing a member to be driven that is provided spreadingly in a driving direction. <P>SOLUTION: The lens apparatus is provided with actuators 30, 30 for driving lens frames 18, 20. The actuator 30 is composed of piezo-electric elements 32A, 32B and driving members 34A, 34B and friction engagement of the driving members 34A, 34B to a plate 26 to be driven that is provided spreadingly in the driving direction is carried out to move the plate 26 to be driven in an optical axis direction. A photo-interrupter 42 and a photo-reflector 40 which are the position detecting means are attached to the plate 26 to be driven. The plate 26 to be driven is also used as a light shielding body of the photo-interrupter 42 or a reflection plate of the photo-reflector 40. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明はレンズ装置に係り、特にデジタルカメラや携帯電話機等の小型精密機器に搭載されるレンズ装置に関する。   The present invention relates to a lens device, and more particularly to a lens device mounted on a small precision device such as a digital camera or a mobile phone.

デジタルカメラ等のレンズ部の駆動装置として圧電素子を用いたアクチュエータがある。例えば特許文献1のアクチュエータは、圧電素子の端面に駆動棒が固着され、その駆動棒に鏡筒がスライド自在に支持される。鏡筒には板ばねが取り付けられ、この板ばねの弾性力によって駆動棒との間に摩擦力が働くようになっている。そして、圧電素子には、略鋸歯状の波形をした駆動パルスが印加され、圧電素子は伸び方向と縮み方向で異なる速度で変位する。例えば圧電素子が緩やかに変位すると、駆動棒とともに鏡筒が移動する。逆に、圧電素子が速く変位すると、鏡筒がその質量の慣性によって同じ位置に停まる。したがって、圧電素子に略鋸歯状の波形をした駆動パルスを繰り返し印加することによって、鏡筒を細かなピッチで間欠的に移動させることができる。   There is an actuator using a piezoelectric element as a driving device for a lens unit of a digital camera or the like. For example, in the actuator of Patent Document 1, a driving rod is fixed to the end face of a piezoelectric element, and a lens barrel is slidably supported by the driving rod. A leaf spring is attached to the lens barrel, and a frictional force acts between the plate spring and the drive rod by the elastic force of the leaf spring. A drive pulse having a substantially sawtooth waveform is applied to the piezoelectric element, and the piezoelectric element is displaced at different speeds in the extending direction and the contracting direction. For example, when the piezoelectric element is gently displaced, the lens barrel moves together with the drive rod. Conversely, when the piezoelectric element is displaced rapidly, the lens barrel stops at the same position due to the inertia of its mass. Therefore, the lens barrel can be moved intermittently at a fine pitch by repeatedly applying a drive pulse having a substantially sawtooth waveform to the piezoelectric element.

しかし、特許文献1に記載のアクチュエータは、長尺状の駆動棒を介して駆動力を伝達するため、圧電素子の振動が駆動棒に吸収されて減衰してしまい、鏡筒を正確に移動させることができないという問題があった。特に高周波の振動は、駆動棒による減衰率が大きいため、鏡筒の応答性が悪くなる。したがって、特許文献1のアクチュエータは、低周波の駆動パルスでしか制御することができず、単位時間あたりの鏡筒の移動回数が少なくなるという問題があった。このため、特許文献1のアクチュエータにおいて鏡筒の移動速度を増加させるには、印加電圧を大きくして圧電素子の変位量を大きくし、鏡筒の一回の移動量を大きくする必要があった。   However, since the actuator described in Patent Document 1 transmits the driving force through the long drive rod, the vibration of the piezoelectric element is absorbed and attenuated by the drive rod, and the lens barrel is moved accurately. There was a problem that I could not. In particular, high-frequency vibration has a large attenuation factor due to the drive rod, and therefore the response of the lens barrel is deteriorated. Therefore, the actuator of Patent Document 1 can be controlled only with a low-frequency drive pulse, and there is a problem that the number of movements of the lens barrel per unit time is reduced. For this reason, in order to increase the moving speed of the lens barrel in the actuator of Patent Document 1, it is necessary to increase the applied voltage to increase the amount of displacement of the piezoelectric element and to increase the amount of movement of the lens barrel once. .

特許文献2では、5Vの電源電圧を30Vに昇圧することによって、一回の移動量を増加させ、鏡筒の移動速度を増加させている。このため、特許文献2では、昇圧装置が必要になり、装置が大型化するとともに、複雑な制御が必要になるという問題があった。   In Patent Document 2, by increasing the power supply voltage of 5 V to 30 V, the amount of movement at one time is increased, and the moving speed of the lens barrel is increased. For this reason, in patent document 2, there existed a problem that a pressure | voltage rise apparatus was needed, the apparatus enlarged, and complicated control was needed.

特許文献3に記載されるアクチュエータは、圧電素子の変位方向の端面に係合部材が取り付けられており、この係合部材が移動板に摩擦係合され、移動板に鏡筒が取り付けられている。そして、圧電素子に駆動パルスを印加することによって、係合部材を介して振動が伝達され、移動板と鏡筒が移動される。   In the actuator described in Patent Document 3, an engagement member is attached to the end face of the displacement direction of the piezoelectric element, the engagement member is frictionally engaged with the moving plate, and the lens barrel is attached to the moving plate. . Then, by applying a driving pulse to the piezoelectric element, vibration is transmitted through the engaging member, and the moving plate and the lens barrel are moved.

上述した特許文献1〜3に記載のアクチュエータは、圧電素子を駆動源としているため、モータを駆動源としたアクチュエータに比べて小型化することができる。
特許第2633066号 特開2000−50660号公報 特開平10−232337号公報
Since the actuators described in Patent Documents 1 to 3 described above use a piezoelectric element as a drive source, they can be reduced in size compared to an actuator using a motor as a drive source.
Japanese Patent No. 2633066 Japanese Patent Laid-Open No. 2000-50660 Japanese Patent Laid-Open No. 10-232337

ところで、特許文献1〜3に記載のアクチュエータをレンズ装置に適用した場合、鏡筒の位置を検出する位置検出手段が必要になる。位置検出手段としては、例えば透過型のフォトインタラプタや反射型のフォトリフレクタが用いられ、これらの位置検出手段の検出値に基づいてアクチュエータが駆動制御される。   By the way, when the actuators described in Patent Documents 1 to 3 are applied to a lens device, a position detection unit for detecting the position of the lens barrel is required. As the position detecting means, for example, a transmissive photo interrupter or a reflective photo reflector is used, and the actuator is driven and controlled based on the detection values of these position detecting means.

フォトインタラプタやフォトリフレクタはそれ自体、非常に小型であるが、遮光体や反射板が大きいため、レンズ装置が大型化するという問題があった。   Photointerrupters and photoreflectors themselves are very small, but there is a problem that the lens device is enlarged because of the large shades and reflectors.

本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、圧電素子を用いたアクチュエータと位置検出手段を備えたレンズ装置において、小型化することのできるレンズ装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of such circumstances, and an object thereof is to provide a lens apparatus that can be miniaturized in a lens apparatus that includes an actuator using a piezoelectric element and a position detection means.

請求項1に記載の発明は前記目的を達成するために、圧電素子と、該圧電素子に一体的に取り付けられた駆動部材と、該駆動部材に摩擦係合されるとともに駆動方向に沿って延設された被駆動部材と、該被駆動部材に一体的に取り付けられるとともに前記圧電素子の動力により光軸方向に移動されるレンズ枠とを備えたレンズ装置において、前記レンズ枠の位置を検出する位置検出手段が前記被駆動部材を用いて形成されることを特徴とする。   In order to achieve the above object, the invention according to claim 1 is a piezoelectric element, a driving member integrally attached to the piezoelectric element, frictionally engaged with the driving member, and extended along the driving direction. In a lens apparatus comprising: a driven member provided; and a lens frame that is integrally attached to the driven member and is moved in the optical axis direction by the power of the piezoelectric element, the position of the lens frame is detected The position detecting means is formed using the driven member.

請求項1に記載の発明によれば、駆動方向に延設された被駆動部材を利用して位置検出手段を設けたので、位置検出手段の設置スペースが小さくなり、レンズ装置を小型化することができる。また、請求項1に記載の発明によれば、被駆動部材に位置検出手段を設けたので、レンズ枠の変位量を正確に測定できる。   According to the first aspect of the present invention, since the position detecting means is provided by using the driven member extending in the driving direction, the installation space for the position detecting means is reduced, and the lens apparatus is reduced in size. Can do. According to the first aspect of the present invention, since the position detecting means is provided on the driven member, the displacement amount of the lens frame can be accurately measured.

請求項2に記載の発明は請求項1の発明において、前記位置検出手段は、前記被駆動部材を遮光体とする透過型のフォトインタラプタであることを特徴とする。フォトインタラプタは、高出力で高精度の検出が行える反面、設置スペースが大きくなるという問題があるが、請求項2に記載の発明によれば、被駆動部材がフォトインタラプタの遮光体を兼用するので、レンズ装置を小型化することができる。   According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the position detecting means is a transmissive photo interrupter in which the driven member is a light shielding member. Although the photo interrupter can detect with high output and high accuracy, there is a problem that the installation space becomes large. However, according to the invention of claim 2, since the driven member also serves as the light interrupter of the photo interrupter. The lens device can be reduced in size.

請求項3に記載の発明は請求項1の発明において、前記位置検出手段は、前記被駆動部材に反射面が形成された反射型のフォトリフレクタであることを特徴とする。請求項3に記載の発明によれば、被駆動部材にフォトリフレクタの反射面が形成されるので、位置検出手段の設置スペースを小さくすることができ、レンズ装置を小型化することができる。   According to a third aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the position detecting means is a reflective photo reflector in which a reflective surface is formed on the driven member. According to the invention described in claim 3, since the reflecting surface of the photo reflector is formed on the driven member, the installation space for the position detecting means can be reduced, and the lens device can be miniaturized.

本発明に係るレンズ装置によれば、駆動方向に延設された被駆動部材を利用して位置検出手段を設けたので、レンズ装置の変位量を正確に測定できるとともに、レンズ装置を小型化することができる。   According to the lens device of the present invention, since the position detecting means is provided by using the driven member extending in the driving direction, the displacement amount of the lens device can be accurately measured and the lens device can be miniaturized. be able to.

以下、添付図面に従って本発明に係るレンズ装置の好ましい実施形態について説明する。図1は、本発明に係るレンズ装置の主要構成を示す斜視図である。同図に示すレンズ装置はケース本体12と蓋14とから成る箱型のケースを有し、ケース本体12の側面には固定レンズ16が取り付けられている。   Hereinafter, preferred embodiments of a lens device according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a perspective view showing a main configuration of a lens apparatus according to the present invention. The lens device shown in FIG. 1 has a box-shaped case composed of a case body 12 and a lid 14, and a fixed lens 16 is attached to the side surface of the case body 12.

ケース本体12の内部には二つのレンズ枠18、20が設けられ、この二つのレンズ枠18、20に、ズームレンズやフォーカスレンズ等の移動レンズが保持される。また、二つのレンズ枠18、20は、固定レンズ16の光軸と平行に配設された二本のガイド棒22、24によって、光軸方向にスライド自在に支持される。すなわち、レンズ枠18の外周面には、ガイド部23が突出形成されており、このガイド部23の貫通孔にガイド棒24が挿通されてガイドされるとともに、ガイド部23の反対側に突出形成された係合部(不図示)のU状溝にガイド棒22が係合されることによって、レンズ枠18が光軸方向にスライド自在に支持される。同様に、レンズ枠20の外周面には、ガイド部25が突出形成されており、このガイド部25の貫通孔にガイド棒22が挿通されてガイドされるとともに、ガイド部25の反対側に突出形成された係合部27のU状溝にガイド棒24が係合されることによって、レンズ枠20が光軸方向にスライド自在に支持される。   Two lens frames 18 and 20 are provided inside the case body 12, and movable lenses such as a zoom lens and a focus lens are held in the two lens frames 18 and 20. The two lens frames 18 and 20 are supported by two guide rods 22 and 24 arranged in parallel with the optical axis of the fixed lens 16 so as to be slidable in the optical axis direction. That is, a guide portion 23 is formed to project from the outer peripheral surface of the lens frame 18, and the guide rod 24 is inserted and guided through the through hole of the guide portion 23, and is projected to the opposite side of the guide portion 23. When the guide rod 22 is engaged with the U-shaped groove of the engaging portion (not shown), the lens frame 18 is supported slidably in the optical axis direction. Similarly, a guide portion 25 is formed on the outer peripheral surface of the lens frame 20 so as to be guided by being inserted through the through hole of the guide portion 25, and protrudes on the opposite side of the guide portion 25. When the guide rod 24 is engaged with the U-shaped groove of the formed engaging portion 27, the lens frame 20 is supported slidably in the optical axis direction.

レンズ枠18、20にはそれぞれ被駆動板26、26が一体的に形成されている。被駆動板26は、細長い矩形状に形成されており、その長手方向が光軸と平行になるように配置されている。被駆動板26の材質等は特に限定されるものではないが、軽量で、且つ剛性の強い材質、例えばセラミック等が選択される。   Driven plates 26 and 26 are integrally formed on the lens frames 18 and 20, respectively. The driven plate 26 is formed in an elongated rectangular shape, and is arranged so that its longitudinal direction is parallel to the optical axis. The material of the driven plate 26 is not particularly limited, but a light and strong material such as ceramic is selected.

各被駆動板26、26には、アクチュエータ30、30が配設されている。各アクチュエータ30、30は蓋14の開口部に嵌め込まれることによって固定される。   Actuators 30 and 30 are disposed on the driven plates 26 and 26, respectively. Each actuator 30, 30 is fixed by being fitted into the opening of the lid 14.

図2はアクチュエータ30の基本構造を説明する斜視図である。以下は、レンズ枠18を駆動するアクチュエータ30の例で説明するが、レンズ枠20を駆動するアクチュエータ30も同様に構成される。   FIG. 2 is a perspective view for explaining the basic structure of the actuator 30. Hereinafter, an example of the actuator 30 that drives the lens frame 18 will be described, but the actuator 30 that drives the lens frame 20 is configured similarly.

図2に示すようにアクチュエータ30は主として、圧電素子32A、32B、駆動部材34A、34B、及び押えばね36によって構成される。圧電素子32A、32Bは、被駆動板26を挟んで両側に配置される。また、圧電素子32A、32Bは、その変位方向が被駆動板26の長手方向(すなわち駆動方向)になるように配置される。各圧電素子32A、32Bの変位方向の一方の端面には、ケースの蓋14(図1参照)に固定された押え板38A、38Bが配設され、もう一方の端面には駆動部材34A、34Bが一体的に取り付けられる。駆動部材34A、34Bは、略矩形のブロック状に形成されており、上述した被駆動板26と同様に、軽量で剛性の大きい材質、例えばセラミックで構成される。駆動部材34A、34Bには、被駆動板26に対面する側の反対側の側面に窪み35A、35Bが形成され、この窪み35A、35Bに押えばね36が係合される。押えばね36は、二つの駆動部材34A、34Bを挟み込む板ばねであり、この押えばね36の付勢力によって駆動部材34A、34Bが被駆動板26に押し付けられる。これにより、駆動部材34A、34Bが被駆動板26に摩擦係合される。駆動部材34A、34Bと被駆動板26との摩擦力は、後述するように、圧電素子32A、32Bに緩やかな電圧変化の駆動パルスを印加した際にその駆動力よりも摩擦力が大きくなるように、そして、圧電素子32A、32Bに急激な電圧変化の駆動パルスを印加した際にその駆動力よりも摩擦力が小さくなるように設定される。   As shown in FIG. 2, the actuator 30 is mainly composed of piezoelectric elements 32 </ b> A and 32 </ b> B, drive members 34 </ b> A and 34 </ b> B, and a presser spring 36. The piezoelectric elements 32A and 32B are arranged on both sides of the driven plate 26. The piezoelectric elements 32A and 32B are arranged such that the displacement direction thereof is the longitudinal direction of the driven plate 26 (that is, the driving direction). On one end face of each piezoelectric element 32A, 32B in the displacement direction, presser plates 38A, 38B fixed to the case lid 14 (see FIG. 1) are disposed, and on the other end face, driving members 34A, 34B. Are integrally attached. The drive members 34A and 34B are formed in a substantially rectangular block shape, and are made of a light and rigid material such as ceramic, like the driven plate 26 described above. The driving members 34A and 34B are formed with recesses 35A and 35B on the side surface opposite to the side facing the driven plate 26, and the presser spring 36 is engaged with the recesses 35A and 35B. The presser spring 36 is a plate spring that sandwiches the two drive members 34 </ b> A and 34 </ b> B, and the drive members 34 </ b> A and 34 </ b> B are pressed against the driven plate 26 by the biasing force of the presser spring 36. As a result, the drive members 34 </ b> A and 34 </ b> B are frictionally engaged with the driven plate 26. As will be described later, the frictional force between the driving members 34A and 34B and the driven plate 26 is such that the frictional force becomes larger than the driving force when a driving pulse with a gradual voltage change is applied to the piezoelectric elements 32A and 32B. In addition, when a drive pulse having a sudden voltage change is applied to the piezoelectric elements 32A and 32B, the friction force is set to be smaller than the drive force.

なお、図2には、駆動部材34A、34Bを被駆動板26に付勢する付勢手段として押えばね36を用いた例を示したが、他の付勢手段、例えば圧縮ばねやゴム等の弾性体によって駆動部材34A、34Bを個別に付勢するようにしてもよい。   2 shows an example in which the presser spring 36 is used as a biasing means for biasing the driving members 34A and 34B to the driven plate 26, but other biasing means such as a compression spring or rubber is used. The driving members 34A and 34B may be individually urged by an elastic body.

図3(A)、図3(B)は圧電素子32A、32Bに印加する駆動パルスの例を示したものである。図3(A)は、図2のレンズ枠18を左方向に移動させる際の駆動パルスであり、図3(B)は図2のレンズ枠18を右方向に移動させる際の駆動パルスである。   3A and 3B show examples of driving pulses applied to the piezoelectric elements 32A and 32B. 3A is a driving pulse for moving the lens frame 18 of FIG. 2 in the left direction, and FIG. 3B is a driving pulse for moving the lens frame 18 of FIG. 2 in the right direction. .

図3(A)、図3(B)に示すように、圧電素子32A、32Bには、同じ鋸歯状の駆動パルスが同時に印加される。例えば、図3(A)では、時刻β1から時刻β2にかけて緩やかに立ち上がり、時刻β3で急激に立ち下がる駆動パルスが圧電素子32A、32Bに印加される。したがって、時刻β1から時刻β2では、圧電素子32A、32Bが緩やかに伸長し、これに伴って駆動部材34A、34Bが緩やかに移動するので、被駆動板26は駆動部材34A、34Bとともに移動する。これにより、図2の被駆動板26を左方向に移動させることができる。時刻β3では、圧電素子32A、32Bが急激に縮むので、図2の駆動部材34A、34Bは右方向に移動する。その際、駆動部材34A、34Bが急激に移動するので、被駆動板26は慣性によってその位置に停止したまま、駆動部材34A、34Bだけが移動する。したがって、図3(A)に示した鋸歯状の駆動パルスを繰り返し印加することによって、図2の被駆動板26は左方向への移動と停止を繰り返すので、レンズ枠18を左方向に移動させることができる。   As shown in FIGS. 3A and 3B, the same sawtooth drive pulse is simultaneously applied to the piezoelectric elements 32A and 32B. For example, in FIG. 3A, a drive pulse that rises gently from time β1 to time β2 and suddenly falls at time β3 is applied to the piezoelectric elements 32A and 32B. Therefore, from the time β1 to the time β2, the piezoelectric elements 32A and 32B are gently extended, and the driving members 34A and 34B move gently accordingly, so that the driven plate 26 is moved together with the driving members 34A and 34B. Thereby, the driven plate 26 of FIG. 2 can be moved to the left. At time β3, the piezoelectric elements 32A and 32B contract rapidly, so that the drive members 34A and 34B in FIG. 2 move to the right. At this time, since the driving members 34A and 34B move rapidly, only the driving members 34A and 34B move while the driven plate 26 stops at that position due to inertia. Therefore, by repeatedly applying the sawtooth drive pulse shown in FIG. 3 (A), the driven plate 26 of FIG. 2 repeats moving and stopping in the left direction, so that the lens frame 18 is moved in the left direction. be able to.

図3(B)に示す場合、時刻β4から時刻β5にかけて緩やかに立ち下がり、時刻β6で急激に立ち上がる駆動パルスが圧電素子32A、32Bに印加される。したがって、時刻β4から時刻β5では、圧電素子32A、32Bが緩やかに縮み、これに伴って駆動部材34A、34Bが緩やかに移動するので、被駆動板26は駆動部材34A、34Bとともに移動する。これにより、図2の被駆動板26を右方向に移動させることができる。時刻β6では、圧電素子32A、32Bが急激に伸長するので、駆動部材34A、34Bは図2の右方向に移動する。その際、駆動部材34A、34Bが急激に移動するので、被駆動板26は慣性によってその位置に停止したまま、駆動部材34A、34Bだけが移動する。したがって、図3(B)に示した鋸歯状の駆動パルスを繰り返し印加することによって、図2の被駆動板26は右方向への移動、停止を繰り返すので、レンズ枠18を右方向に移動させることができる。   In the case shown in FIG. 3B, a drive pulse that gently falls from time β4 to time β5 and rises sharply at time β6 is applied to the piezoelectric elements 32A and 32B. Therefore, from time β4 to time β5, the piezoelectric elements 32A and 32B are gradually contracted, and the driving members 34A and 34B move gently accordingly, so that the driven plate 26 moves together with the driving members 34A and 34B. Thereby, the driven plate 26 of FIG. 2 can be moved rightward. At time β6, the piezoelectric elements 32A and 32B are rapidly expanded, so that the driving members 34A and 34B move to the right in FIG. At this time, since the driving members 34A and 34B move rapidly, only the driving members 34A and 34B move while the driven plate 26 stops at that position due to inertia. Therefore, by repeatedly applying the sawtooth drive pulse shown in FIG. 3B, the driven plate 26 in FIG. 2 repeats the movement and the stop in the right direction, so that the lens frame 18 is moved in the right direction. be able to.

ところで、本実施の形態のレンズ装置には、図4に示すように、レンズ枠18、20の位置を検出する位置検出手段が設けられている。レンズ枠18の位置を検出する位置検出手段としては、反射型のフォトリフレクタ40が用いられ、レンズ枠20の位置を検出する位置検出手段としては透過型のフォトインタラプタ42が用いられている。また、図5には、図4のレンズ装置の正面図が示されている。   By the way, the lens device of the present embodiment is provided with position detecting means for detecting the positions of the lens frames 18 and 20, as shown in FIG. As the position detection means for detecting the position of the lens frame 18, a reflection type photo reflector 40 is used, and as the position detection means for detecting the position of the lens frame 20, a transmission type photo interrupter 42 is used. FIG. 5 is a front view of the lens device of FIG.

フォトインタラプタ42は、レンズ枠18と一体の被駆動板26に沿ってアクチュエータ30に並んで配置されている。また、フォトインタラプタ42は、門型状に形成され、下部が二つに別れており、その一方に発光部が設けられ、もう一方に受光部が設けられる。そして、この発光部と受光部との間に被駆動板26が挿脱されるようになっている。すなわち、アクチュエータ30を駆動すると、被駆動板26は光軸方向に駆動され、その先端が発光部と受光部との間に挿脱される。したがって、フォトインタラプタ42の発光部から受光部に向けて投光し、その光を受光部で受光して光量を検出することによって、被駆動板26の位置を検出することができる。   The photo interrupter 42 is arranged alongside the actuator 30 along the driven plate 26 integral with the lens frame 18. Further, the photo interrupter 42 is formed in a gate shape, the lower part is divided into two parts, a light emitting part is provided on one side, and a light receiving part is provided on the other side. The driven plate 26 is inserted / removed between the light emitting part and the light receiving part. That is, when the actuator 30 is driven, the driven plate 26 is driven in the direction of the optical axis, and the tip thereof is inserted / removed between the light emitting portion and the light receiving portion. Therefore, the position of the driven plate 26 can be detected by projecting light from the light emitting portion of the photo interrupter 42 toward the light receiving portion, receiving the light at the light receiving portion, and detecting the amount of light.

上記の如く構成された位置検出手段は、被駆動板26がフォトインタラプタ42用の遮光体を兼ねているので、遮光体を新たに設ける必要がない。また、アクチュエータ30によって駆動する被駆動板26の位置をフォトインタラプタ42で直接検出しているので、位置検出を正確に行うことができる。   In the position detecting means configured as described above, since the driven plate 26 also serves as a light shield for the photo interrupter 42, it is not necessary to newly provide a light shield. Further, since the position of the driven plate 26 driven by the actuator 30 is directly detected by the photo interrupter 42, the position can be accurately detected.

一方、フォトリフレクタ40は、レンズ枠20と一体の被駆動板26に沿ってアクチュエータ30に並んで配置されている。フォトリフレクタ40は、投光部と受光部を有し、投光部から発した光の反射光を受光部で受光し、その光量を検出するように構成されている。また、フォトリフレクタ40は、ケースの蓋14(図1参照)に取り付けられた支持部材44に支持され、被駆動板26に対向して配置される。   On the other hand, the photo reflector 40 is arranged alongside the actuator 30 along the driven plate 26 integral with the lens frame 20. The photo reflector 40 includes a light projecting unit and a light receiving unit, and is configured to receive the reflected light of the light emitted from the light projecting unit with the light receiving unit and detect the amount of light. The photo reflector 40 is supported by a support member 44 attached to the case lid 14 (see FIG. 1), and is disposed to face the driven plate 26.

被駆動板26のフォトリフレクタ40側の面には、反射板46が取り付けられている。反射板46には、複数の反射体48が被駆動板26の長手方向に一定間隔で配設されている。したがって、フォトリフレクタ40で反射板46の反射体48を検出することによって、被駆動板26の移動量を検出することができる。   A reflective plate 46 is attached to the surface of the driven plate 26 on the photo reflector 40 side. A plurality of reflectors 48 are arranged on the reflecting plate 46 at regular intervals in the longitudinal direction of the driven plate 26. Therefore, the amount of movement of the driven plate 26 can be detected by detecting the reflector 48 of the reflecting plate 46 with the photo reflector 40.

上記の如く構成された位置検出手段は、被駆動板26に反射板46を設けているので、フォトリフレクタ40用の反射部材を新たに設ける必要がない。また、アクチュエータ30によって駆動する被駆動板26の位置をフォトリフレクタ40で直接検出しているので、位置検出を正確に行うことができる。   In the position detecting means configured as described above, since the reflection plate 46 is provided on the driven plate 26, it is not necessary to newly provide a reflection member for the photo reflector 40. Further, since the position of the driven plate 26 driven by the actuator 30 is directly detected by the photo reflector 40, the position can be accurately detected.

次に上記の如く構成されたレンズ装置の作用について説明する。   Next, the operation of the lens apparatus configured as described above will be described.

図6は、比較例のレンズ装置として、位置検出手段を一般の方法で取り付けたレンズ装置の正面図を示している。同図に示すレンズ装置は、位置検出手段であるフォトリフレクタ40とフォトインタラプタ42が、下方の空いたスペースに配置されている。フォトリフレクタ40はL状の支持部材52を介してケース本体12(図1参照)に固定され、フォトインタラプタ42はケース本体12(図1参照)に直接固定されている。フォトインタラプタ42に挿脱される遮光体50はレンズ枠20に一体的に形成されており、光軸方向に延設されている。一方、フォトリフレクタ40用の反射板46は、レンズ枠18に一体形成された支持部材54に支持されており、この支持部材54と反射板46は光軸方向に延設されている。   FIG. 6 shows a front view of a lens apparatus in which a position detection means is attached by a general method as a lens apparatus of a comparative example. In the lens apparatus shown in the figure, a photo reflector 40 and a photo interrupter 42 as position detecting means are arranged in a free space below. The photo reflector 40 is fixed to the case main body 12 (see FIG. 1) via an L-shaped support member 52, and the photo interrupter 42 is directly fixed to the case main body 12 (see FIG. 1). The light blocking body 50 inserted into and removed from the photo interrupter 42 is formed integrally with the lens frame 20 and extends in the optical axis direction. On the other hand, the reflection plate 46 for the photo reflector 40 is supported by a support member 54 integrally formed with the lens frame 18, and the support member 54 and the reflection plate 46 are extended in the optical axis direction.

したがって、図6のレンズ装置は、遮光体50と反射板46の支持部材54が光軸方向に延設されており、大きなスペースが必要になる。さらに、遮光体50と支持部材54は、レンズ枠18、20に一体的に形成されており、レンズ枠18、20とともに光軸方向に移動するため、そのスペースも確保する必要がある。したがって、図6のレンズ装置は、レンズ枠18、20の下方に大きなスペースを必要とし、レンズ装置が大型化するという問題があった。   Therefore, in the lens device of FIG. 6, the light shielding body 50 and the support member 54 of the reflection plate 46 are extended in the optical axis direction, and a large space is required. Furthermore, since the light shielding body 50 and the support member 54 are formed integrally with the lens frames 18 and 20 and move together with the lens frames 18 and 20 in the optical axis direction, it is necessary to secure a space for them. Therefore, the lens device of FIG. 6 requires a large space below the lens frames 18 and 20, and there is a problem that the lens device becomes large.

これに対し、図4及び図5に示した本実施の形態のレンズ装置は、光軸方向に延設された被駆動板26を利用して位置検出手段を構成している。すなわち、レンズ枠18側の位置検出手段は、被駆動板26がフォトインタラプタ42用の遮光体を兼ねており、レンズ枠20側の位置検出手段は、被駆動板26にフォトリフレクタ40用の反射板46を設けている。したがって、図6に示した遮光体50や反射板46の支持部材54が不要になるので、レンズ装置を小型化することができる。   On the other hand, the lens device of the present embodiment shown in FIGS. 4 and 5 constitutes a position detecting means using a driven plate 26 extending in the optical axis direction. That is, in the position detection means on the lens frame 18 side, the driven plate 26 also serves as a light shield for the photo interrupter 42, and the position detection means on the lens frame 20 side reflects the reflection for the photo reflector 40 on the driven plate 26. A plate 46 is provided. Accordingly, the light shielding body 50 and the support member 54 for the reflection plate 46 shown in FIG.

このように本実施の形態のレンズ装置によれば、被駆動板26を利用して位置検出手段を構成したので、位置検出手段の設置スペースを小さくすることができ、レンズ装置を小型化することができる。さらに、本実施の形態では、フォトインタラプタ42やフォトリフレクタ40を、アクチュエータ30の隣の空いたスペースに配置しているので、レンズ装置をより小型化することができる。   As described above, according to the lens device of the present embodiment, since the position detection unit is configured using the driven plate 26, the installation space for the position detection unit can be reduced, and the lens device can be downsized. Can do. Furthermore, in the present embodiment, the photo interrupter 42 and the photo reflector 40 are arranged in a vacant space adjacent to the actuator 30, so that the lens device can be further downsized.

また、本実施の形態では、アクチュエータ30によって移動させた被駆動板26の位置を、フォトインタラプタ42やフォトリフレクタ40で直接検出しているので、被駆動板26の移動量を正確に測定することができる。したがって、フォトリフレクタ40やフォトインタラプタ42の検出値に基づいてアクチュエータ30を制御することによって、レンズ枠18、20の駆動制御を精度良く行うことができる。   In the present embodiment, the position of the driven plate 26 moved by the actuator 30 is directly detected by the photo interrupter 42 and the photo reflector 40, so that the amount of movement of the driven plate 26 is accurately measured. Can do. Therefore, by controlling the actuator 30 based on the detection values of the photo reflector 40 and the photo interrupter 42, the drive control of the lens frames 18 and 20 can be performed with high accuracy.

なお、上述した実施の形態は、レンズ枠18の位置検出手段としてフォトリフレクタ40を用い、レンズ枠20の位置検出手段としてフォトインタラプタ42を用いたが、これに限定するものではなく、両方ともフォトリフレクタ40を用いたり、フォトインタラプタ42を用いたりしてもよい。   In the above-described embodiment, the photo reflector 40 is used as the position detection unit of the lens frame 18 and the photo interrupter 42 is used as the position detection unit of the lens frame 20. However, the present invention is not limited to this. A reflector 40 or a photo interrupter 42 may be used.

また、上述した実施の形態は、圧電素子32A、32Bに略鋸歯状の駆動パルスを印加するようにしたが、印加する駆動パルスの形状はこれに限定するものではない。例えば図7(A)、図7(B)に示す駆動パルスを印加するようにしてもよい。図7(A)の場合、圧電素子34Aには、時刻α1から時刻α2にかけて緩やかに立ち上がり、時刻α3で急激に立ち下がる略鋸歯状の駆動パルスの電圧を印加しており、圧電素子34Bには、時刻α1から時刻α2にかけて緩やかに立ち上がり、時刻α4で急激に立ち下がる略鋸歯状の駆動パルスの電圧を印加している。したがって、圧電素子34Aが急激に縮むタイミングと圧電素子34Bが急激に縮むタイミングが、時刻α3と時刻α4の間隔だけずれている。同様に、図7(B)の場合、圧電素子34Aには、時刻α5から時刻α6にかけて緩やかに立ち下がり、時刻α7で急激に立ち上がる略鋸歯状の駆動パルスの電圧を印加しており、圧電素子34Bには、時刻α5から時刻α6にかけて緩やかに立ち下がり、時刻α8で急激に立ち上がる略鋸歯状の駆動パルスの電圧を印加している。したがって、圧電素子34Aが急激に伸長するタイミングと圧電素子34Bが急激に伸長するタイミングが、時刻α7と時刻α8の間隔だけずれている。   In the above-described embodiment, a substantially sawtooth drive pulse is applied to the piezoelectric elements 32A and 32B. However, the shape of the drive pulse to be applied is not limited to this. For example, the drive pulses shown in FIGS. 7A and 7B may be applied. In the case of FIG. 7A, a substantially sawtooth drive pulse voltage that rises gently from time α1 to time α2 and falls sharply at time α3 is applied to the piezoelectric element 34A. A voltage of a substantially sawtooth drive pulse that gradually rises from time α1 to time α2 and sharply falls at time α4 is applied. Therefore, the timing at which the piezoelectric element 34A contracts rapidly and the timing at which the piezoelectric element 34B contracts rapidly are shifted by an interval between the time α3 and the time α4. Similarly, in the case of FIG. 7B, a substantially sawtooth drive pulse voltage that gently falls from time α5 to time α6 and rapidly rises at time α7 is applied to the piezoelectric element 34A. A voltage of a substantially sawtooth drive pulse that gently falls from time α5 to time α6 and rapidly rises at time α8 is applied to 34B. Therefore, the timing at which the piezoelectric element 34A rapidly expands and the timing at which the piezoelectric element 34B rapidly expands are shifted by an interval between the time α7 and the time α8.

このように圧電素子34A、34Bが急激に変形するタイミングをずらした場合、駆動部材36Aが急激に移動する際には駆動部材36Bが停止しており、駆動部材36Bが急激に移動する際には駆動部材36Aが停止している。このため、被駆動板26は駆動部材36A、36Bにつられて移動しにくくなり、被駆動板26を確実に停止させておくことができる。よって、上記の駆動パルスの如く電圧を印加することによって、被駆動板26の移動と停止を確実に制御することができ、被駆動板30の駆動制御を正確に行うことができる。   When the timing at which the piezoelectric elements 34A and 34B are suddenly deformed is shifted as described above, the drive member 36B is stopped when the drive member 36A is suddenly moved, and the drive member 36B is suddenly moved. The drive member 36A is stopped. For this reason, the driven plate 26 is hardly moved by being driven by the driving members 36A and 36B, and the driven plate 26 can be surely stopped. Therefore, by applying a voltage like the above drive pulse, the movement and stop of the driven plate 26 can be controlled reliably, and the drive control of the driven plate 30 can be performed accurately.

なお、上述したレンズ装置の用途としては、例えばデジタルカメラや携帯電話等の小型精密機器に適用することができる。特に携帯電話は、3V以下の低い電圧で駆動する必要があるが、本発明のレンズ装置を用いることによって、20kHz程度の高周波であっても駆動することができ、レンズ枠18、20を2mm/s以上の高速度で移動させることができる。よって、10mm程度の移動が必要となるズームレンズであっても、迅速に移動させることができる。   The lens device described above can be applied to small precision devices such as digital cameras and mobile phones. In particular, the cellular phone needs to be driven at a low voltage of 3 V or less. However, by using the lens device of the present invention, it can be driven even at a high frequency of about 20 kHz. It can be moved at a high speed of s or more. Therefore, even a zoom lens that needs to move about 10 mm can be moved quickly.

本発明に係るレンズ装置の構成を示す分解斜視図1 is an exploded perspective view showing a configuration of a lens device according to the present invention. 本実施の形態のアクチュエータの構成を示す斜視図The perspective view which shows the structure of the actuator of this Embodiment 図2の圧電素子に印加される駆動パルスの波形図Waveform diagram of drive pulse applied to piezoelectric element of FIG. 位置検出手段を取り付けたレンズ装置の構成を示す斜視図The perspective view which shows the structure of the lens apparatus which attached the position detection means. 図4のレンズ装置の正面図Front view of the lens device of FIG. 比較例のレンズ装置を示す正面図Front view showing a lens device of a comparative example 図3と異なる形状の駆動パルスの波形図Waveform diagram of drive pulse with different shape from FIG.

符号の説明Explanation of symbols

18、20…レンズ枠、32A、32B…圧電素子、34A、34B…駆動部材、36…押えばね、40…フォトリフレクタ、42…フォトインタラプタ   18, 20 ... Lens frame, 32A, 32B ... Piezoelectric element, 34A, 34B ... Drive member, 36 ... Presser spring, 40 ... Photo reflector, 42 ... Photo interrupter

Claims (3)

圧電素子と、該圧電素子に一体的に取り付けられた駆動部材と、該駆動部材に摩擦係合されるとともに駆動方向に沿って延設された被駆動部材と、該被駆動部材に一体的に取り付けられるとともに前記圧電素子の動力により光軸方向に移動されるレンズ枠とを備えたレンズ装置において、
前記レンズ枠の位置を検出する位置検出手段が前記被駆動部材を用いて形成されることを特徴とするレンズ装置。
A piezoelectric element; a driving member integrally attached to the piezoelectric element; a driven member frictionally engaged with the driving member and extending along a driving direction; and the driving member integrally In a lens device comprising a lens frame attached and moved in the optical axis direction by the power of the piezoelectric element,
A lens device, wherein position detecting means for detecting the position of the lens frame is formed using the driven member.
前記位置検出手段は、前記被駆動部材を遮光体とする透過型のフォトインタラプタであることを特徴とする請求項1に記載のレンズ装置。   The lens apparatus according to claim 1, wherein the position detection unit is a transmissive photointerrupter that uses the driven member as a light blocking body. 前記位置検出手段は、前記被駆動部材に反射面が形成された反射型のフォトリフレクタであることを特徴とする請求項1に記載のレンズ装置。   The lens apparatus according to claim 1, wherein the position detection unit is a reflection type photo reflector in which a reflection surface is formed on the driven member.
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