JP2006017821A - Lens drive mechanism - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、レンズを光軸方向に自動的に移動させる駆動源を備えたレンズ駆動装置に関し、特に、携帯電話機や携帯型パーソナルコンピュータ等の携帯情報端末機に搭載されるカメラに適用されるレンズ駆動装置に関する。 The present invention relates to a lens driving device including a driving source that automatically moves a lens in an optical axis direction, and in particular, a lens applied to a camera mounted on a portable information terminal such as a mobile phone or a portable personal computer. The present invention relates to a driving device.
携帯電話機や携帯型パーソナルコンピュータ等の携帯情報端末機に搭載されるカメラは、携帯情報端末機の搭載スペースが狭小であることから、可能な限り小型化する必要がある。このため、携帯情報端末機に搭載されるカメラは、変倍機能や焦点距離調整機能を備えていたとしても、手動操作によるものである(例えば、特許文献1,2参照)。 A camera mounted on a portable information terminal such as a mobile phone or a portable personal computer needs to be as small as possible because the mounting space for the portable information terminal is small. For this reason, the camera mounted on the portable information terminal is based on a manual operation even if it has a scaling function and a focal length adjustment function (see, for example, Patent Documents 1 and 2).
ところで、手動操作により変倍を行うカメラを携帯情報端末機に搭載した場合には、小型のカメラに設けられた操作部を操作しながら撮像する必要があるため操作性が悪い。
一方、携帯情報端末機に搭載されるカメラに自動変倍機能を持たせるためには、複数のレンズ群を光軸方向に相対的に移動させる必要があり、その駆動機構としてモータや減速機が必要となる。特に、自動変倍動作に加えて、各変倍位置において合焦動作(フォーカシング)を自動的に行わせるためには、複数のレンズ群を光軸方向においてそれぞれ独立して移動させる必要があるため、複数のモータや減速機が必要となる。
したがって、モータや減速機が占めるスペースが大きいと、携帯情報端末機の狭小な搭載スペースにこれらを組み込むことが困難になる。また、モータや減速機を携帯情報端末機に組み付けるための組立工数も増大する。
By the way, when a camera that performs zooming by manual operation is mounted on a portable information terminal, the operability is poor because it is necessary to take an image while operating an operation unit provided in a small camera.
On the other hand, in order to provide an automatic magnification function to a camera mounted on a portable information terminal, it is necessary to relatively move a plurality of lens groups in the optical axis direction, and a motor or a speed reducer is used as a drive mechanism. Necessary. In particular, in order to automatically perform the focusing operation (focusing) at each magnification position in addition to the automatic magnification operation, it is necessary to move a plurality of lens groups independently in the optical axis direction. Multiple motors and speed reducers are required.
Therefore, if the space occupied by the motor and the speed reducer is large, it becomes difficult to incorporate them in the narrow mounting space of the portable information terminal. In addition, the number of assembling steps for assembling the motor and the speed reducer to the portable information terminal increases.
本発明は、上記従来技術の事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは自動変倍機能及び自動合焦機能を実現しつつ、携帯情報端末機等の狭小なスペースに搭載することができるカメラ用のレンズ駆動装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above-described prior art, and the object of the present invention is to be mounted in a small space such as a portable information terminal while realizing an automatic zooming function and an automatic focusing function. An object of the present invention is to provide a lens driving device for a camera.
本発明のレンズ駆動装置は、レンズを保持し光軸方向に配列された複数のレンズ枠と、回転自在に支持されると共に複数のレンズ枠をそれぞれ光軸方向に移動させるカム作用を及ぼす複数のカム体と、複数のレンズ枠及び複数のカム体を囲繞する筒状に形成されたカバー部材と、モータ,及びモータの回転を減速してカム体に形成された歯車部に出力する歯車列を含む減速機,をそれぞれ有し複数のカム体を駆動する複数の駆動機構とを備え、前記カバー部材は、前記複数の駆動機構を直接取り付ける取り付け部を有する、ことを特徴としている。
この構成によれば、複数のカム体をこれらに対応する駆動機構によって独立に回転させることにより、複数のレンズ枠を光軸方向に独立に移動させることができ、自動変倍動作と自動合焦動作の双方を実現できる。
また、複数の駆動機構のすべてをカバー部材に形成された複数の取り付け部に取り付けることにより小型化が可能となり、たとえば、携帯情報端末機等にレンズ駆動装置を容易に組み込むことができる。
さらに、モータの回転を減速機で減速してカム体に与えることができ、モータの回転位置を精密に制御しなくても、カム体の回転位置を細かく調整することができると共に、カム体に歯車部を形成することで装置を容易に組み立てることができる。
The lens driving device of the present invention includes a plurality of lens frames that hold a lens and are arranged in the optical axis direction, and a plurality of cam frames that are rotatably supported and that move the plurality of lens frames in the optical axis direction. A cam body, a plurality of lens frames and a cover member formed in a cylindrical shape surrounding the plurality of cam bodies, a motor, and a gear train that decelerates the rotation of the motor and outputs it to a gear portion formed on the cam body. And a plurality of drive mechanisms that respectively drive the plurality of cam bodies, and the cover member has an attachment portion that directly attaches the plurality of drive mechanisms.
According to this configuration, the plurality of cam frames can be independently rotated in the direction of the optical axis by independently rotating the plurality of cam bodies by the driving mechanisms corresponding thereto, and automatic zooming operation and automatic focusing can be performed. Both operations can be realized.
Further, it is possible to reduce the size by attaching all of the plurality of driving mechanisms to the plurality of attachment portions formed on the cover member, and for example, the lens driving device can be easily incorporated into a portable information terminal or the like.
Furthermore, the rotation of the motor can be decelerated by a reduction gear and given to the cam body, and the rotational position of the cam body can be finely adjusted without precisely controlling the rotational position of the motor. By forming the gear portion, the device can be easily assembled.
上記構成において、モータは、各々の回転軸が光軸方向に沿いかつ周方向において少なくとも一部が対向するように配置されている、構成を採用できる。
この構成によれば、この構成によれば、複数のモータが周方向において少なくとも一部が対向しているため、光軸方向において駆動機構を集約化できる。
In the above-described configuration, the motor may be configured such that each rotation axis is disposed along the optical axis direction and at least partially opposed in the circumferential direction.
According to this configuration, according to this configuration, since the plurality of motors are at least partially opposed in the circumferential direction, the driving mechanism can be integrated in the optical axis direction.
上記構成において、取り付け部は、カバー部材の外壁から突出すると共に光軸方向において対向して形成された複数の突出壁部と、突出壁部に対応してカバー部材の外壁から突出して形成された複数の保持部と、を有し、突出壁部には、モータの一端部が固定され、保持部には、モータの他端部が保持されている、構成を採用できる。
この構成によれば、対向する突出壁部の間にまとめて複数のモータを配置できるので、駆動機構を集約化できると共に、モータの両端部を保持するので、衝撃等によってモータが脱落するのを確実に防ぐことができる。
In the above configuration, the attachment portion is formed to protrude from the outer wall of the cover member corresponding to the plurality of protruding wall portions that protrude from the outer wall of the cover member and face each other in the optical axis direction. It is possible to adopt a configuration in which a plurality of holding portions are provided, one end portion of the motor is fixed to the protruding wall portion, and the other end portion of the motor is held in the holding portion.
According to this configuration, a plurality of motors can be arranged together between the opposing protruding wall portions, so that the drive mechanism can be integrated and both end portions of the motor can be held, so that the motor can be prevented from dropping due to impact or the like. It can be surely prevented.
上記構成において、減速機は、モータが固定された突出壁部の壁面とは反対側の壁面に設けられている、構成を採用できる。
この構成によれば、減速機とモータとを突出壁部を介して分離することができるので組立が容易になると共に、突出壁部の両壁面付近のスペースを有効に活用できる。
The said structure WHEREIN: The structure which is provided in the wall surface on the opposite side to the wall surface of the protrusion wall part to which the motor was fixed is employable.
According to this configuration, the speed reducer and the motor can be separated via the protruding wall portion, so that assembly is facilitated, and spaces near both wall surfaces of the protruding wall portion can be effectively utilized.
上記構成において、歯車列を形成する複数の歯車は、突出壁部に片持ち梁状に固定された複数の支持軸に回転自在に支持されている、構成を採用できる。
この構成によれば、歯車のカバー部材への組み付け作業が容易になる。
The said structure WHEREIN: The some gearwheel which forms a gear train can employ | adopt the structure supported rotatably by the some support shaft fixed to the protrusion wall part in the shape of a cantilever.
According to this structure, the assembly | attachment operation | work to the cover member of a gearwheel becomes easy.
上記構成において、カバー部材は、その内側において、前記複数のカム体との係合を維持するように複数のレンズ枠を光軸方向において離隔させる向きにそれぞれ付勢する複数の圧縮バネの一端部を共通に受け止めるバネ受け部を有する、構成を採用できる。
この構成によれば、複数のレンズ枠のそれぞれに圧縮バネを設けることが可能となり、対応するカム体との係合を確実に維持できる。また、バネ受け部をカバー部材に形成することで、部品点数及び組立工数を削減でき、装置の小型化も可能となる。
In the above-described configuration, the cover member has one end portion of a plurality of compression springs that urge each of the cover members in the direction of separating the lens frames in the optical axis direction so as to maintain engagement with the plurality of cam bodies. It is possible to adopt a configuration having a spring receiving portion for commonly receiving the.
According to this configuration, a compression spring can be provided in each of the plurality of lens frames, and the engagement with the corresponding cam body can be reliably maintained. In addition, by forming the spring receiving portion on the cover member, the number of parts and the number of assembly steps can be reduced, and the apparatus can be downsized.
上記構成において、複数のカム体の少なくともいずれかの回転位置を検出する回転位置検出器がカバー部材に固定され、カム体は、歯車部に隣接して径方向外側に突出して形成されて回転位置検出器により検出される被検出部を有する、構成を採用できる。
この構成によれば、レンズ(レンズ枠)の光軸方向の位置をカム体の回転位置から検出でき、また、カム体に被検出部を形成すると共に回転位置検出器をカバー部材に設けることで装置の小型化が可能となる。
In the above-described configuration, the rotational position detector that detects the rotational position of at least one of the plurality of cam bodies is fixed to the cover member, and the cam body is formed to protrude radially outward adjacent to the gear portion. A configuration having a detected portion detected by a detector can be employed.
According to this configuration, the position of the lens (lens frame) in the optical axis direction can be detected from the rotational position of the cam body, the detected portion is formed on the cam body, and the rotational position detector is provided on the cover member. The size of the apparatus can be reduced.
本発明のレンズ駆動装置によれば、自動変倍機能及び自動合焦機能を実現しつつ、駆動機構の占有する空間を最小化でき、携帯情報端末機等の狭小な搭載スペースへの組み込みが容易となる。 According to the lens driving device of the present invention, the space occupied by the drive mechanism can be minimized while realizing the automatic zooming function and the automatic focusing function, and can be easily incorporated into a narrow mounting space such as a portable information terminal. It becomes.
以下、本発明の最良の実施形態について、添付図面を参照しつつ説明する。
図1ないし図9は、本発明に係るレンズ駆動装置の一実施形態を示すものであり、図1は装置の概観斜視図、図2は装置の内部構造を示す断面図、図3は装置の鏡胴部分の分解斜視図、図4は装置を上方から見た平面図、図5ないし図7は装置の内部構造を示す断面図、図8は減速機を構成する歯車の関係を示す断面図、及び図9は装置の内部構造を示す断面図である。
DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, exemplary embodiments of the invention will be described with reference to the accompanying drawings.
1 to 9 show an embodiment of a lens driving device according to the present invention. FIG. 1 is a schematic perspective view of the device, FIG. 2 is a cross-sectional view showing the internal structure of the device, and FIG. 4 is an exploded perspective view of the lens barrel portion, FIG. 4 is a plan view of the apparatus viewed from above, FIGS. 5 to 7 are cross-sectional views showing the internal structure of the apparatus, and FIG. 8 is a cross-sectional view showing the relationship of the gears constituting the speed reducer 9 and 9 are cross-sectional views showing the internal structure of the apparatus.
このレンズ駆動装置は、図1〜図9に示すように、レンズG3を保持する固定筒10、固定筒10の外側において光軸方向Lの回りに回転自在に支持された第1及び第2のカム体20,30、レンズG1を保持する第1のレンズ枠40、レンズG2を保持する第2のレンズ枠50、第1のレンズ枠40と第2のレンズ枠50との間に配置された圧縮バネ60,61、CCD(charge coupled device)150を保持する保持枠70、カバー部材80、駆動機構を構成するモータ90及び歯車100a〜100gからなる減速機100、補助カバー部材110、第2のカム体30の回転位置を検出する回転位置検出器120等を備えている。
なお、保持枠70に撮像素子としてのCCD150を保持させることで、カメラユニットが形成される。
As shown in FIGS. 1 to 9, the lens driving device includes a fixed
In addition, a camera unit is formed by holding the
この装置において、レンズG3は第1レンズ群、レンズG1は第2レンズ群、レンズG2は第3レンズ群をそれぞれ形成し、被写体光が光軸方向LからレンズG3に進入し、レンズG1及びG2を経て、CCD150に到達する。
そして、第2レンズ群(レンズG1)及び第3レンズ群(レンズG2)が、光軸方向Lにおいて相対的に移動させられることにより、CCD150の結像面に対して被写体の変倍動作及び合焦動作が行われる。
In this apparatus, the lens G3 forms a first lens group, the lens G1 forms a second lens group, and the lens G2 forms a third lens group. Subject light enters the lens G3 from the optical axis direction L, and the lenses G1 and G2 After that, the
Then, the second lens group (lens G1) and the third lens group (lens G2) are moved relative to each other in the optical axis direction L, so that the zooming operation and focusing of the subject with respect to the imaging surface of the
固定筒10は、図1〜図6に示すように、樹脂材料により円筒状に形成されている。この固定筒10は、レンズ保持部10a、段差部10d、内周面10f、3本のガイド孔10g、外周面10h,10h’等を有する。
As shown in FIGS. 1 to 6, the fixed
レンズ保持部10aは、光軸方向Lの先端部において円筒状に形成されて内周にレンズG3を保持する。
外周面10hは、レンズ保持部10aの後方において円筒状に形成され、レンズ保持部10aの外径よりも小さい外径を有する。この外周面10hは、第1のカム体20を光軸回りに回転自在に支持する。
外周面10h’は、外周面10hの後方において外周面10hよりも小さい外径を有するように形成されている。この外周面10h’は、第2のカム体30を光軸回りに回転自在に支持する。
段差部10dは、外周面10hと外周面10h’との間に形成され、カバー部材80の後述する環状の突出部81dと当接して光軸方向Lにおけるカバー部材80と固定筒10との相対位置を規定する。
The
The outer
The outer
The
内周面10fは、第1及び第2のレンズ枠40,50を光軸方向Lに移動自在に支持する。
3本のガイド孔10gは、それぞれレンズ保持部10aの後方において光軸方向Lに伸長しかつ光軸回りの等間隔位置に3本形成されている。このガイド孔10gは、第1及び第2のレンズ保持枠40,50の後述する3つの突出片41,51を受け入れて、第1及び第2のレンズ保持枠40,50の光軸回りにおける回転を規制すると共に光軸方向Lに案内する。
The inner
Three
第1のカム体20は、カム作用により、第1のレンズ枠40を光軸方向Lに移動させる。この第1のカム体20は、樹脂材料により円筒状に形成され、図2及び図3に示すように、固定筒10の外周面10hに回転自在に支持される内周面20f、光軸方向Lの後端面に形成された第1のレンズ枠40にカム作用を及ぼすカム面21、光軸方向Lの前端部における外周に円弧状に形成された歯車部25等を有する。
カム面21は、後述する第1のレンズ枠40の3つの突出片41にそれぞれ対応して形成されている。
歯車部25は、減速機100の出力用の歯車100gと噛み合う。これにより、モータ90の回転力が減速機100を介して第1のカム体20へ伝達される。
The
The
The
第2のカム体30は、カム作用により、第2のレンズ枠50を光軸方向Lに移動させる。この第2のカム体30は、樹脂材料により円筒状に形成され、図2,図3及び図5に示すように、固定筒10の外周面10h’に回転自在に支持される内周面30f、光軸方向Lの前端面に形成された第2のレンズ枠50にカム作用を及ぼすカム面31、光軸方向Lにおける後端部の外周に円弧状に形成された歯車部35、歯車部35に隣接して形成された被検出部36等を有する。
カム面31は、後述する第2のレンズ枠50の3つの突出片51にそれぞれ対応して形成されている。
歯車部35は、減速機100の出力用の歯車100gと噛み合う。これにより、減速機100を通じて第2のカム体30へ回転力が伝達される。
被検出部36は、回転位置検出器120によって検出されるものであり、歯車部35の一端部に隣接して径方向外側へ突出するように第2のカム体30に一体的に形成されている。
The
The
The
The detected
回転位置検出器120は、図2及び図5に示すように、カバー部材80の外周に固定され、被検出部36が通過可能な間隙部121、発光素子122、発光素子122から照射された光を受光可能な受光素子123等を有する。回転位置検出器120は、発光素子122から受光素子123へ向かう光を被検出部36が遮断することにより被検検出部36の回転位置を検出する。この被検出部36の回転位置の検出により、第2のカム体30の回転位置を検出することができる。
As shown in FIGS. 2 and 5, the
第1のレンズ枠40は、樹脂材料で形成され、図2及び図3に示すように、レンズG1を保持している。また、第1のレンズ枠40は、光軸方向Lに移動自在に固定筒10の内周面10fに支持される円筒状の外周面40hと、この外周面40hから突出するように形成された3つの突出片41とを有している。
3つの突出片41は、固定筒10のガイド孔10gにそれぞれ挿通されると共に、第1のカム体20のカム面21にそれぞれ接触している。これにより、第1のレンズ枠40は、ガイド孔10gにより回転が規制されつつ、カム面21のプロフィルに追随して光軸方向Lにのみ移動するようになっている。
The
The three protruding
第2のレンズ枠50は、樹脂材料で形成され、図2及び図3に示すように、レンズG2を保持し、光軸方向Lに移動自在に固定筒10の内周面10fに支持される円筒状の外周面50hと、この外周面50hから突出するように形成された3つの突出片51とを有している。
3つの突出片51は、固定筒10のガイド孔10gにそれぞれ挿通されると共に、第2のカム体30のカム面31にそれぞれ接触している。これにより、第2のレンズ枠50は、ガイド孔10gにより回転が規制されつつ、カム面31のプロフィルに追随して光軸方向Lにのみ移動するようになっている。
The
The three protruding
圧縮バネ60は、図2、図3及び図7に示すように、コイル状のバネからなり、第1のレンズ枠40とカバー部材80の後述するバネ受け部85との間に挟まれ、第1のレンズ枠40の突出片41をカム面21にそれぞれ押し付ける付勢力を及ぼす。この圧縮バネ60は、突出片41とカム面21とを常に係合させて安定したカム作用を得るためのものである。
As shown in FIGS. 2, 3, and 7, the
圧縮バネ61は、図2、図3及び図6に示すように、コイル状のバネからなり、第2のレンズ枠50とカバー部材80の後述するバネ受け部85との間に挟まれ、第2のレンズ枠50の突出片51をカム面31にそれぞれ押し付ける付勢力を及ぼす。すなわち、圧縮バネ61は、光軸方向Lにおいて圧縮バネ60と相反する向きに第2のレンズ枠50を付勢する。圧縮バネ61は、突出片51とカム面31とを常に係合させて安定したカム作用を得るためのものである。
As shown in FIGS. 2, 3 and 6, the
保持枠70は、樹脂材料によって略円盤状に形成され、図2及び図3に示すように、中心部に形成された被写体光を通過させる開口71と、中心部に形成されたCCD150が装着されるCCD装着部72とを有する。
また、保持枠70は、固定筒10の環状の後端面10e及びカバー部材80の後端部に接着剤等により接合されている。保持枠70は、固定筒10に接合された状態において、図2に示すように、第2のカム体30における環状の端面30eに対向して第2のカム体30の光軸方向Lにおける移動を規制し、第2のカム体30が固定筒10から抜け落ちないようにする。
The holding
The holding
カバー部材80は、図1、図2、図4〜図7に示すように、樹脂材料で形成され、第1及び第2のカム体20,30、第1及び第2のレンズ枠40,50等を囲繞する筒状部81、筒状部81の外側に突出して形成された取り付け部としての2つの突出壁部82、突出壁部82間に形成された保持部83、筒状部81の内側に形成されたバネ受け部85等を有する。
The
筒状部81は、円筒状の内周面81fとこの内周面81fより内径が小さい円筒状の内周面81f’を有しており、内周面81f,81f’に第1及び第2のカム体20,30がそれぞれ嵌合している。内周面81fと内周面81f’との間には、環状の突出部81dが固定筒10の段差部10dと当接可能に形成されている。突出部81dと段差部10dとが当接することにより、固定筒10のカバー部材80に対する光軸方向Lの移動が規制される。また、筒状部81は、後端部において矩形状の外輪郭をもつように形成されている。
The
バネ受け部85は、図2、図6及び図7に示すように、環状に形成されており、筒状部81の内周面(環状の突出部81d)と3箇所に形成された連結部86によって連結されている。連結部86は、それぞれ固定筒10のガイド孔10gに挿通される。バネ受け部85は、図6及び図7に示すように、光軸方向の両側面の外周縁部において段差により形成された環状の受け面85a,85bをそれぞれ有している。受け面85aは圧縮ばね60の一端部を受け止めており、受け面85bは圧縮ばね61の一端部を受け止めている。
このように、カバー部材80にバネ受け部85を一体的に形成して圧縮バネ60,61を共通に受け止めることにより、独立に移動しかつ移動量の異なる第1及び第2のレンズ枠40,50をそれぞれ適切な力で付勢できると共に、部品点数、組立工数の削減及び装置の小型化が可能となる。
As shown in FIGS. 2, 6, and 7, the
Thus, by forming the
2つの突出壁部82は、光軸方向Lにおいて対向すると共に、光軸方向Lに略垂直に形成され、突出壁部82の互いに対向する壁面82aにはステッピングモータ90が固定され、壁面82aとは反対側の壁面82bには歯車列としての複数の歯車100a〜100gからなる減速機100が固定される。
突出壁部82には、減速機100を覆うように補助カバー部材110を壁面82b側から取り付け可能となっている。
補助カバー部材110は、ねじ部材115により突出壁部82に固定され、図8に示すように、複数の支持柱111〜113が突出壁部82に向けて突出して形成されている。支持柱111〜113は、それぞれ先端部に支持穴111a〜113aが形成されている。この支持穴111a〜113aは、後述する歯車100b〜100gの支持軸101〜103の自由端部がそれぞれ挿入されて支持軸101〜103を支持する。
The two protruding
An
The
対向する突出壁部82の間の平坦面87には、2つの保持部83が突出して形成されている。この保持部83は、ステッピングモータ90の後述する嵌合凸部が嵌合する嵌合凹部83aを有する。この嵌合凹部83aに嵌合凸部をスナップフィット結合により嵌め込むことで確実に保持できる。
Two holding
ステッピングモータ90は、回転軸91、回転軸91を回転自在に支持すると共にコイル及び永久磁石等を収容するケース92、ケース92の一端部に形成されたフランジ部93、ケース92の他端に形成された嵌合凸部94、ケース92の外壁から突出する複数の給電端子95等を備えている。
ステッピングモータ90は、一端部としてのフランジ部93が突出壁部82の壁面82aにボルト96で固定されていると共に、他端部としての嵌合凸部94が保持部83の嵌合凹部83aに嵌合して保持されている。
The stepping
The stepping
ステッピングモータ90は、図2〜図4、図6、図7に示すように、回転軸91が光軸方向Lに配置されるようにフランジ部93がそれぞれ突出壁部82の壁面82aにボルト96で固定されている。また、ステッピングモータ90は、周方向において一部が対向するように並列して壁面82aに固定されている。さらに、ステッピングモータ90は、その給電端子95が周方向に沿うようにかつ相反する向き(外向き)になるように配置されている。
このように、ステッピングモータ90を対向する壁面82a間に配置すると共に周方向において少なくとも一部が対向するように配置することにより、複数のステッピングモータ90を一箇所に集約化できて駆動機構の小型化が可能となる。また、給電端子95をそれぞれ外向きに配置することにより、給電端子95がカバー部材80の径方向外側へ突出せず、装置の外径が大きくなるのを防止できる。
As shown in FIGS. 2 to 4, 6, and 7, the stepping
In this way, by disposing the stepping
減速機100は、突出壁部82の壁面82bにそれぞれ設けられ、図2、図5及び図8に示すように、樹脂材料で形成された歯車列としての複数の歯車100a〜100gにより構成され、ステッピングモータ90の回転を減速して第1及び第2のカム体20,30に伝達する。
歯車100aは、突出壁部82に形成された貫通孔82cを通じて壁面82b側へ突出したステッピングモータ90の回転軸91に固定されている。
歯車100bと歯車100c、歯車100dと歯車100e、及び歯車100fと歯車100gは、それぞれ一体的に形成され、これらは3本の支持軸101,102,103に回転自在に支持されている。
支持軸101,102,103は、突出壁部82に形成された貫通孔82dに圧入されて片持ち梁状に固定され、出力用の歯車100gが第2のカム体30の歯車部35に係合可能な位置に配置されている。3本の支持軸101,102,103を突出壁部82へ圧入して片持ち梁状に固定することにより、歯車100b〜100gをカバー部材80へ容易に組み付けることができる。
3本の支持軸101,102,103は、その自由端部101a,101b,101cが補助カバー部材110の支持穴111a,112a,113aにそれぞれ挿入されて支持されている。これにより、支持軸101,102,103が突出壁部82から脱落するのを防ぐことができる。
歯車100aと歯車100b、歯車100cと歯車100d、及び歯車100eと歯車100fがそれぞれ噛合し、出力用の歯車100gが第1及び第2のカム体20,30の歯車部25,35に噛合する。これにより、ステッピングモータ90の回転が複数の歯車100a〜100gを通じて第1及び第2のカム体20,30に伝達される。
The
The
The
The
The three
The
次に、上記のレンズ駆動装置の動作について図2及び図9を参照して説明する。
図2に示すレンズ駆動装置の第1及び第2のレンズ枠40,50は広角撮影位置にあり、この位置から第1及び第2のレンズ枠40,50を望遠端撮影位置に移動させるには、2つのステッピングモータ90の給電端子95にそれぞれパルス状の駆動電流を供給して所定の向きに回転させる。ステッピングモータ90の回転は、減速機100によって減速されて出力用の歯車100gから第1及び第2のカム体20,30の歯車25,35へ回転が伝達され、第1及び第2のカム体20,30が光軸回りに回転する。
Next, the operation of the lens driving device will be described with reference to FIGS.
The first and second lens frames 40 and 50 of the lens driving device shown in FIG. 2 are in the wide-angle shooting position, and the first and second lens frames 40 and 50 are moved from this position to the telephoto end shooting position. A pulsed drive current is supplied to the
このとき、第1及び第2のレンズ枠40,50は、カム面21,31のカム作用により、相対的な距離を変化させつつ光軸方向Lに移動し、図9に示すような望遠撮影位置に至る。
なお、第1及び第2のレンズ枠40,50を所望の撮影位置に移動させるためには、第1及び第2のレンズ枠40,50の現在位置から所望の撮影位置までの移動に必要なステッピングモータ90の回転量を算出し、この回転量に応じたパルス数の指令をステッピングモータ90に与えればよい。
At this time, the first and second lens frames 40 and 50 move in the optical axis direction L while changing their relative distances by the cam action of the cam surfaces 21 and 31, and telephoto shooting as shown in FIG. To the position.
In order to move the first and second lens frames 40 and 50 to desired imaging positions, it is necessary to move the first and second lens frames 40 and 50 from the current positions to the desired imaging positions. The rotation amount of the stepping
各撮影位置におけるフォーカシングは、第2のカム体30を回転させて第2のレンズ枠50の光軸方向Lの位置を調整する。このとき、第2のカム体30の被検出部36の回転位置を回転検出器120により検出してフォーカシングする。これにより、フォーカシングのために必要な第2のカム体30の正確な位置決めが可能となる。
In focusing at each photographing position, the
本実施形態によれば、第1及び第2のカム体20,30を回転させる駆動機構としてのステッピングモータ90及び減速機100をカバー部材80に複数の突出壁部82を形成してこれに固定することにより、複数の駆動機構のすべてをカバー部材80に固定することができるのでレンズ駆動装置の小型化が可能となる。また、携帯情報端末機等にレンズ駆動装置を組み込む際に、複数の駆動機構が第1及び第2のカム体20,30にそれぞれ係合した状態で組み込むことができ、携帯情報端末機等へレンズ駆動装置を容易に組み込むことができる。
According to the present embodiment, the stepping
また、本実施形態によれば、ステッピングモータ90及び減速機100により駆動機構を構成することにより、ステッピングモータ90の回転を減速機100で減速して第1及び第2のカム体20,30に与えることができるので、ステッピングモータ90の回転位置を精密に制御しなくても、第1及び第2のカム体20,30の回転位置を細かく調整することができる。
Further, according to the present embodiment, the drive mechanism is configured by the stepping
また、本実施形態によれば、第1及び第2のレンズ枠40,50をそれぞれ別々の圧縮バネ60,61を用いて付勢するので、独立に移動する第1及び第2のレンズ枠40,50にそれぞれ適切な力を与えることができる。
また、本実施形態によれば、回転位置検出器120をカバー部材80の減速機100の設置領域近傍に設置すると共に補助カバー部材110により回転位置検出器120も覆うので、回転位置検出器120の信頼性を高めることができる。
In addition, according to the present embodiment, the first and second lens frames 40 and 50 are urged by using the separate compression springs 60 and 61, respectively, so that the first and second lens frames 40 that move independently are used. , 50 can be given appropriate force.
In addition, according to the present embodiment, the
次に、上記レンズ駆動装置を備えたカメラユニット200を携帯情報端末に適用した例について図10を参照して説明する。
図10は、本体210に対して表示装置を搭載する蓋部220の姿勢を変更できる形式の携帯電話機を示している。
カメラユニット200の鏡胴部分は、蓋部220と本体210とを連結する連結部212,222内に固定されている。
Next, an example in which the
FIG. 10 shows a mobile phone of a type that can change the posture of the
The lens barrel portion of the
カメラユニット200は、ステッピングモータ90及び減速機100からなる駆動機構がカバー部材80にまとめて固定されているので、連結部212,222のような狭小なスペースに鏡胴部分を内蔵しつつ、ステッピングモータ90、減速機100等を本体210側に内蔵することができる。
この携帯電話機では、本体210の操作ボタン215を操作しながら、カメラユニット200の変倍動作を行う。各変倍位置においては、自動的にフォーカシングが行われる。
In the
In this mobile phone, the
上述した実施形態では、ステッピングモータと減速機によって駆動機構を構成した場合について説明したが、これに限定されるわけではなく、たとえば、直流モータ等の他のモータを用いることもできる。また、減速機を使用せず、モータのみで駆動機構を構成することも可能である。 In the embodiment described above, the case where the drive mechanism is configured by the stepping motor and the speed reducer has been described. However, the present invention is not limited to this, and for example, other motors such as a DC motor can be used. It is also possible to configure the drive mechanism with only a motor without using a reduction gear.
また、上述した実施形態では、レンズ枠40,50を備える場合について説明したが、これに限定されるものではなく、一つのレンズ枠、あるいは、三つ以上のレンズ枠を備える構成において、本発明を適用することも可能である。
また、上述した実施形態では、ステッピングモータ90を周方向において一部が対向するようにカバー部材80に並列配置した場合について説明したが、ステッピングモータ90の全長が短い場合には、ステッピングモータ90を光軸方向Lに直列に配置することもできる。
Further, in the above-described embodiment, the case where the lens frames 40 and 50 are provided has been described. However, the present invention is not limited to this, and the present invention is configured in a configuration including one lens frame or three or more lens frames. It is also possible to apply.
In the above-described embodiment, the case where the stepping
また、上述した実施形態では、フォーカシングに使用される第2のカム体30に対して回転位置検出器120を設けた場合について説明したが、これに限定されるわけではなく、必要に応じて第1のカム体20に対しても回転位置検出器120を設置できる。
また、上述した実施形態では、複数の歯車100b〜100gを片持ち梁状に固定された支持軸101〜103により支持する場合について説明したが、支持軸101〜103の両端部を支持固定する構造あるいは両端部を回転自在に支持する構造を採用できる。
また、上述した実施形態では、駆動機構を取り付ける取り付け部として突出壁部82をカバー部材80に形成した場合について説明したが、これに限定されるわけではなく、突出壁部82以外の形状とすることも可能である。
In the above-described embodiment, the case where the
In the above-described embodiment, the case where the plurality of
In the above-described embodiment, the case where the protruding
また、上述した実施形態では、カメラユニットの撮像素子としてCCDを用いた場合について説明したが、これに限定されるわけではなく、CMOS(complementary MOS)等の他の撮像素子を用いることも可能である。 In the above-described embodiment, the case where the CCD is used as the image pickup element of the camera unit has been described. However, the present invention is not limited to this, and other image pickup elements such as CMOS (complementary MOS) can be used. is there.
以上述べたように、本発明のレンズ駆動装置は、携帯電話機、携帯型パーソナルコンピュータ等の小型化、軽量化が要求される携帯情報端末機に搭載されるディジタルカメラユニットのレンズ駆動装置として適用することができるのはもちろんのこと、レンズの駆動を要するものであれば、その他のレンズ光学系においても有用である。 As described above, the lens driving device of the present invention is applied as a lens driving device for a digital camera unit mounted on a portable information terminal that is required to be reduced in size and weight, such as a cellular phone and a portable personal computer. Of course, it is also useful in other lens optical systems as long as it requires driving of the lens.
L…光軸方向
G1〜G3…レンズ
10…固定筒
10g…ガイド孔
20…第1のカム体
21…カム面(カム)
25…歯車部
30…第2のカム体
31…カム面(カム)
35…歯車部
36…被検出部
40…第1のレンズ枠
41…突出片
50…第2のレンズ枠
51…突出片
60,61…圧縮バネ
70…保持枠
71…開口
72…CCD装着部
80…カバー部材
81…筒状部
82…突出壁部
82a,82b…壁面
83…保持部
83a…嵌合凹部
85…バネ受け部
85a,85b…受け面
86…連結部
90…ステッピングモータ(モータ、駆動機構)
91…回転軸
92…ケース
93…フランジ部
94…嵌合凸部
95…給電端子
96…ボルト
100…減速機(駆動機構)
100a〜100g…歯車(歯車列、減速機)
101,102,103…支持軸
110…補助カバー部材
111,112,113…支持柱
115…ねじ部材
120…回転位置検出器
150…CCD
200…カメラユニット
L ... Optical axis direction G1-G3 ...
25 ...
35 ...
91 ... Rotating
100a to 100g ... gears (gear train, reducer)
101, 102, 103 ...
200 ... Camera unit
Claims (7)
前記カバー部材は、前記複数の駆動機構を直接取り付ける取り付け部を有する、
ことを特徴とするレンズ駆動装置。 A plurality of lens frames which hold the lens and are arranged in the optical axis direction; a plurality of cam bodies which are supported rotatably and have a cam action for moving the lens frames in the optical axis direction; and A reduction gear including a cover member formed in a cylindrical shape surrounding the lens frame and the plurality of cam bodies, a motor, and a gear train that decelerates the rotation of the motor and outputs it to a gear portion formed in the cam body; Each having a plurality of drive mechanisms for driving the plurality of cam bodies,
The cover member has an attachment portion for directly attaching the plurality of drive mechanisms.
A lens driving device.
ことを特徴とする請求項1に記載のレンズ駆動装置。 The motor is disposed such that each rotation axis is along the optical axis direction and at least a part thereof is opposed in the circumferential direction.
The lens driving device according to claim 1.
前記突出壁部には、前記モータの一端部が固定され、
前記保持部には、前記モータの他端部が保持されている、
ことを特徴とする請求項1又は2に記載のレンズ駆動装置。 The attachment portion protrudes from the outer wall of the cover member corresponding to the protruding wall portion and a plurality of protruding wall portions that protrude from the outer wall of the cover member and face each other in the optical axis direction. A plurality of holding portions,
One end of the motor is fixed to the protruding wall,
The holding portion holds the other end of the motor.
The lens driving device according to claim 1 or 2, wherein
ことを特徴とする請求項3に記載のレンズ駆動装置。 The speed reducer is provided on a wall surface opposite to the wall surface of the protruding wall portion to which the motor is fixed.
The lens driving device according to claim 3.
ことを特徴とする請求項3又は4に記載のレンズ駆動装置。 The plurality of gears forming the gear train are rotatably supported by a plurality of support shafts fixed in a cantilever shape to the protruding wall portion.
The lens driving device according to claim 3 or 4, wherein
ことを特徴とする請求項1ないし5のいずれかに記載のレンズ駆動装置。 The cover member has a common end portion of a plurality of compression springs that urge each of the plurality of lens frames in a direction to separate them in the optical axis direction so as to maintain engagement with the plurality of cam bodies. Having a spring receiving part
The lens driving device according to claim 1, wherein the lens driving device is a lens driving device.
前記カム体は、前記歯車部に隣接して径方向外側に突出して形成されて前記回転位置検出器により検出される被検出部を有する、
ことを特徴とする請求項1ないし6のいずれかに記載のレンズ駆動装置。
A rotational position detector for detecting a rotational position of at least one of the plurality of cam bodies is fixed to the cover member;
The cam body includes a detected portion that is formed to protrude radially outward adjacent to the gear portion and is detected by the rotational position detector.
The lens driving device according to claim 1, wherein the lens driving device is a lens driving device.
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