JP2006058657A - Optical device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、カメラ等に適用される光学装置に関し、特に、レンズを光軸方向に進出させる機構に関する。 The present invention relates to an optical device applied to a camera or the like, and more particularly to a mechanism for causing a lens to advance in the optical axis direction.
デジタルカメラ等の映像撮影装置は、一般的に焦点調節用レンズ、変倍用レンズを有し、これらのレンズを光軸方向に沿って進退移動させることによって焦点調節、変倍を行う光学装置を備えている。ここで、これらの焦点調節用レンズ、変倍用レンズを駆動するアクチュエータとしては、電磁ステッピングモータ、ボイスコイルモータ、圧電モータ等が用いられ、これらのアクチュエータで発生させた力を利用してレンズの進退移動を行っている。すなわち、このようなアクチュエータの力を歯車やカム等の動力伝達機構を介して焦点調節用レンズ、変倍用レンズを光軸方向に移動させる。しかし、これらのアクチュエータでは前記のような動力伝達機構の存在が装置全体の小型化の妨げとなっていた。また、アクチュエータ自体もコイルを備えていなければならない等、装置の小型化を図る上で、解決し難い問題を有していた。 A video camera such as a digital camera generally has a focus adjustment lens and a zoom lens, and an optical device that performs focus adjustment and zoom by moving these lenses forward and backward along the optical axis direction. I have. Here, electromagnetic stepping motors, voice coil motors, piezoelectric motors, and the like are used as actuators for driving these focus adjustment lenses and zooming lenses, and by using the force generated by these actuators, I am moving forward and backward. That is, the force of such an actuator is used to move the focus adjustment lens and the zoom lens in the optical axis direction through a power transmission mechanism such as a gear or a cam. However, in these actuators, the existence of the power transmission mechanism as described above has hindered downsizing of the entire apparatus. Further, there is a problem that is difficult to solve in order to reduce the size of the apparatus, for example, the actuator itself must be provided with a coil.
以上のような問題を解決するものとして、特許文献1が提案されている。特許文献1には、前記のような電磁ステッピングモータ等の従来のアクチュエータに代えて電歪効果を利用した電歪アクチュエータを採用し、装置の簡略化、小型化等を図った光学装置が開示されている。
しかしながら、特許文献1記載の光学装置では、光軸方向と平行に設置した主ガイド軸及び副ガイド軸に摺動自在にレンズを支持させ、この主ガイド軸に沿うように電歪アクチュエータを取り付けている。ここで、主ガイド軸及び副ガイド軸に支持させたレンズは、焦点調節用レンズと変倍用レンズとがあるため、これらのレンズ毎に焦点調節用アクチュエータ、変倍用アクチュエータが主ガイド軸に取り付けられている。従って、光軸方向に少なくとも焦点調節用レンズ、焦点調節用アクチュエータ、変倍用レンズ、変倍用アクチュエータが直列して配置されている。このため、特許文献1記載の光学装置では、ある程度の光軸方向寸法を必要とし、装置の小型化という点で未だ改良の余地があった。
However, in the optical device described in
そこで本発明は、従来の電磁ステッピングモータのようなアクチュエータを用いず、動力伝達機構も不要であり、光軸方向の寸法の短尺化にも対応可能な光学装置を提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide an optical device that does not use an actuator such as a conventional electromagnetic stepping motor, does not require a power transmission mechanism, and can cope with shortening of the dimension in the optical axis direction.
かかる目的を達成する本発明の光学装置は、焦点調節用レンズと、変倍用レンズと、光軸方向に伸長する第一電歪アクチュエータと、光軸を中心に周方向に伸長する第二電歪アクチュエータとを有し、前記焦点調節用レンズ又は前記変倍用レンズのいずれか一方のレンズは、前記第一電歪アクチュエータの伸長動作に伴って光軸方向に移動され、他方のレンズは、前記第二電歪アクチュエータの伸長動作に伴って光軸方向に移動されることを特徴とする(請求項1)。ここで、前記第一電歪アクチュエータ及び前記第二電歪アクチュエータは、それぞれ帯状の電歪アクチュエータを円弧状に形成し、一方の円弧が他方の円弧の内側に位置するように前記第一電歪アクチュエータ及び前記第二電歪アクチュエータを内外に並列させて配置した構成とすることが望ましい(請求項2)。 An optical device of the present invention that achieves such an object includes a focus adjustment lens, a variable power lens, a first electrostrictive actuator that extends in the optical axis direction, and a second electric force that extends in the circumferential direction around the optical axis. A distortion actuator, and either one of the focusing lens or the zoom lens is moved in the optical axis direction along with the extension operation of the first electrostriction actuator, and the other lens is The second electrostrictive actuator is moved in the optical axis direction in accordance with the extension operation (claim 1). Here, each of the first electrostrictive actuator and the second electrostrictive actuator includes a band-shaped electrostrictive actuator formed in an arc shape, and the first electrostrictive actuator is positioned so that one arc is located inside the other arc. It is desirable that the actuator and the second electrostrictive actuator are arranged in parallel inside and outside (Claim 2).
すなわち、本発明の光学装置では、焦点調節用レンズ又は変倍用レンズの一方のレンズは、光軸方向に伸長する第一電歪アクチュエータによって光軸方向の移動を実現し、他方のレンズは、光軸を中心に周方向に伸長する第二電歪アクチュエータによって光軸方向の移動を実現する。このような光学装置における装置の薄型化という観点から、二つの電歪アクチュエータが光軸方向に並列する状態は好ましくなく、二つの電歪アクチュエータが光軸方向と直交する方向に並列していることが好ましい。そこで、例えば、前記のように帯状である第一及び第二電歪アクチュエータを、それぞれ円弧状に成形し、一方の円弧が他方の円弧の内側に位置するように内外に並列させて配置すれば光軸方向の装置の寸法が嵩張ることがなく、装置の薄型化を実現することができる。 That is, in the optical device of the present invention, one of the focusing lens and the variable power lens is moved in the optical axis direction by the first electrostrictive actuator extending in the optical axis direction, and the other lens is Movement in the optical axis direction is realized by a second electrostrictive actuator extending in the circumferential direction around the optical axis. From the viewpoint of thinning the device in such an optical device, it is not preferable that the two electrostrictive actuators are arranged in parallel in the optical axis direction, and the two electrostrictive actuators are arranged in a direction orthogonal to the optical axis direction. Is preferred. Therefore, for example, if the first and second electrostrictive actuators that are belt-shaped as described above are each formed into an arc shape and arranged in parallel inside and outside so that one arc is located inside the other arc, The size of the device in the optical axis direction does not become bulky, and the device can be thinned.
ここで、本発明が採用する電歪アクチュエータは、シリコン等の柔軟性の高い絶縁膜を電極で挟んだ板状の構成を有する。このような電歪アクチュエータは、電極に電圧を印加すると電極同士が引き寄せあい、絶縁膜が押し潰されるような力を受ける。これにより、何らの拘束もない状態で電極に電圧を印加すれば、絶縁膜は、縦方向及び横方向に伸長する。そこで、第一電歪アクチュエータは光軸方向は規制せず、光軸を中心とする周方向の伸長を規制して光軸方向にのみ伸長するようにし、一方の第二電歪アクチュエータは光軸方向の伸長を規制して、光軸を中心とする周方向の伸長を規制せず光軸を中心とする周方向にのみ伸長するようにする。 Here, the electrostrictive actuator employed by the present invention has a plate-like configuration in which a highly flexible insulating film such as silicon is sandwiched between electrodes. In such an electrostrictive actuator, when a voltage is applied to the electrodes, the electrodes are attracted to each other and receive a force that crushes the insulating film. Thus, if a voltage is applied to the electrode without any constraint, the insulating film extends in the vertical direction and the horizontal direction. Therefore, the first electrostrictive actuator does not regulate the optical axis direction, but regulates the extension in the circumferential direction around the optical axis so as to extend only in the optical axis direction. The extension in the direction is restricted, and the extension in the circumferential direction around the optical axis is not restricted, and the extension is made only in the circumferential direction around the optical axis.
また、焦点調節用レンズ又は変倍用レンズを保持し、レンズの半径方向に突出した突起を有するレンズ保持部材と、軸方向が光軸方向と一致する筒体の周壁に前記突起が貫通する光軸方向の縦溝が形成されたガイド部材と、ガイド部材に回転可能に保持され、軸方向が光軸方向と一致する筒体の周壁に前記突起が係合する溝が形成され、前記第二電歪アクチュエータの伸長動作に伴って回転するカム部材とを有する構成とすることができる(請求項3)。 Further, a lens holding member that holds a focus adjustment lens or a zoom lens and has a protrusion protruding in the radial direction of the lens, and light that passes through the peripheral wall of the cylindrical body whose axial direction coincides with the optical axis direction. A guide member formed with a longitudinal groove in the axial direction, and a groove that is rotatably held by the guide member and that engages with the protrusion on the peripheral wall of the cylindrical body whose axial direction coincides with the optical axis direction; And a cam member that rotates in accordance with the extension operation of the electrostrictive actuator.
光軸を中心に周方向に伸長する第二電歪アクチュエータの伸長動作に伴って前記焦点調節用レンズ又は前記変倍用レンズを光軸方向に移動させるが、このような駆動手段としては、回転するカム部材を用いることが考えられる。このようなカム部材を回転させるために第二電歪アクチュエータをレンズ鏡筒に沿って円弧状とすれば、直線的な状態で使用するよりスペース的に無駄が少ない。 As the second electrostrictive actuator extending in the circumferential direction around the optical axis, the focus adjustment lens or the zoom lens is moved in the optical axis direction. It is conceivable to use a cam member. If the second electrostrictive actuator is formed in an arc shape along the lens barrel in order to rotate such a cam member, it is less wasteful in space than when used in a linear state.
以上のような構成の光学装置において、前記第一電歪アクチュエータと前記第二電歪アクチュエータとは一体的に形成した一体型電歪アクチュエータであり、前記第一電歪アクチュエータと前記第二電歪アクチュエータとの境界部分で固定されることにより前記第一電歪アクチュエータ又は前記第二電歪アクチュエータの伸縮の相互の影響を打ち消す固定部を有する構成とすることができる(請求項4)。 In the optical device configured as described above, the first electrostrictive actuator and the second electrostrictive actuator are integrally formed electrostrictive actuators, and the first electrostrictive actuator and the second electrostrictive actuator are integrated. It can be set as the structure which has a fixing | fixed part which negates the mutual influence of the expansion-contraction of said 1st electrostrictive actuator or said 2nd electrostrictive actuator by being fixed in the boundary part with an actuator.
このような一体型電歪アクチュエータとする構成とすれば、一つの電歪アクチュエータによって焦点調節用レンズの光軸方向への移動動作と、変倍用レンズの光軸方向への移動動作とを同時に実現できる。但し、このような一体型電歪アクチュエータでは、第一電歪アクチュエータと第二電歪アクチュエータとの間で相互に伸長の影響を及ぼし合うことが考えられる。焦点調節用レンズ、変倍用レンズの移動を緻密に制御するためには、このような相互の影響はできるだけ回避することが望ましい。そこで、前記第一電歪アクチュエータと前記第二電歪アクチュエータとの境界部分に光軸方向と直交する方向の伸長の影響を相互に打ち消す固定部を有する構成とすれば前記のような相互の影響を軽減、解消することができる。 With such an integrated electrostrictive actuator, the movement operation of the focusing lens in the optical axis direction and the movement operation of the zoom lens in the optical axis direction are simultaneously performed by one electrostrictive actuator. realizable. However, in such an integrated electrostrictive actuator, it is conceivable that the first electrostrictive actuator and the second electrostrictive actuator mutually affect the expansion. In order to precisely control the movement of the focus adjustment lens and the zoom lens, it is desirable to avoid such mutual influence as much as possible. In view of this, the above-described mutual influence can be obtained by providing a fixed portion that cancels out the influence of extension in the direction perpendicular to the optical axis direction at the boundary between the first electrostrictive actuator and the second electrostrictive actuator. Can be reduced or eliminated.
このような固定部は、前記第一電歪アクチュエータと前記第二電歪アクチュエータとの境界部分における光軸方向の幅を幅狭に形成したくびれ部とすることができる(請求項5)。 Such a fixing portion can be a constricted portion in which the width in the optical axis direction at the boundary portion between the first electrostrictive actuator and the second electrostrictive actuator is formed narrow (Claim 5).
固定部をこのような形状のくびれ部とすれば固定がしやすく、前記第一電歪アクチュエータと前記第二電歪アクチュエータとの間における、伸長の相互の影響を打ち消すことができる。 If the fixed portion is a constricted portion having such a shape, it is easy to fix, and the mutual influence of expansion between the first electrostrictive actuator and the second electrostrictive actuator can be canceled.
本発明によれば、光軸方向に伸長する第一電歪アクチュエータにより焦点調節用レンズ又は変倍用レンズのいずれか一方のレンズを光軸方向に移動させるとともに、駆動手段を介して光軸を中心に周方向に伸長する第二電歪アクチュエータにより、他方のレンズを光軸方向に進出させるようにしたので、光学装置を小型化することができた。特に、前記第一電歪アクチュエータ及び前記第二電歪アクチュエータをそれぞれ帯状の電歪アクチュエータを円弧状に成形し、一方の円弧が他方の円弧の内側に位置するように前記第一電歪アクチュエータ及び前記第二電歪アクチュエータを内外に並列させて配置したことにより光学装置の薄型化を達成することができる。 According to the present invention, the first electrostrictive actuator extending in the optical axis direction moves either the focus adjustment lens or the variable power lens in the optical axis direction, and the optical axis is changed via the driving means. Since the other lens is advanced in the optical axis direction by the second electrostrictive actuator extending in the circumferential direction at the center, the optical device can be miniaturized. In particular, the first electrostrictive actuator and the second electrostrictive actuator are each formed by forming a band-shaped electrostrictive actuator into an arc shape, and the first electrostrictive actuator and the first electrostrictive actuator are positioned so that one arc is located inside the other arc. Thinning of the optical device can be achieved by arranging the second electrostrictive actuator in parallel inside and outside.
以下、本発明を実施するための最良の形態を図面と共に詳細に説明する。 The best mode for carrying out the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.
本実施例の光学装置30の構成につき、図面を参照しつつ説明する。図1は光学装置30の分解斜視図であり、図2は、光学装置30の各構成部品の形状が明確となるように各構成部品の一部分を切り取った状態とした分解斜視図である。図3(a)及び(b)は、それぞれ組み立てた状態の光学装置30の断面図であり、(a)は、(b)におけるB−B断面図、(b)は、(a)におけるA−A断面図である。
The configuration of the
まず、基板1上に設置した撮像素子31を取り囲むようにケース2を取り付けてある。このケース2には図に示すように、変倍用第一レンズ3を保持した第一レンズ保持部材5、変倍用第二レンズ4を保持した第二レンズ保持部材6、カム部材7、電歪アクチュエータ8、押え板9、焦点調節用レンズ11を保持した第三レンズ保持部材10、ばね材13が収められ、これらの要素が脱落しないように蓋部材12が取り付けられる。さらに、基板1上に電歪アクチュエータの制御を行うICを内蔵したドライバ14が設置されて光学装置30が構成されている。以下、各構成要素につき詳細に説明する。
First, the
変倍用のレンズは、変倍用第一レンズ3、変倍用第二レンズ4の2枚のレンズが取り付けられている。これらの変倍用のレンズは、それぞれ第一レンズ保持部材5、第二レンズ保持部材6に保持されている。第一レンズ保持部材5は、半径方向に突出し、中心に対して対称な位置に一対の突起5aを有しており、第二レンズ保持部材6も、中心に対して対称な位置に一対の突起6aを有している。一方、ケース2内に回動自在に設置されるカム部材7には、その周壁に螺旋溝7b及び7cを有している。螺旋溝7b、7cはそれぞれ中心に対して対称な位置に溝が対をなしている。これらの螺旋溝7b、7cには突起5a、5bが掛合する。ここで、螺旋溝7bと螺旋溝7cの傾斜角は異なっている。
The zoom lens is provided with two lenses, a zoom
ケース2内にはガイド部材2aが設けられている。このガイド部材2aはケース2内に位置する筒体であり、その周壁に突起5a、6aが係合する光軸方向の縦溝2a1、2a2が設けられている。カム部材7は、このようなガイド部材2aの外周に沿って回動自在に装着する。このとき、突起5aを螺旋溝7bに掛合させるとともに縦溝2a1に係合させてカム部材7を回動させれば、第一レンズ保持部材5は縦溝2a1に沿って進退移動をする。同様に突起6aを螺旋溝7cに係合させるとともに縦溝2a2に係合させてカム部材7を回動させれば第二レンズ保持部材は縦溝2a2に沿って進退移動をする。このとき、前記のように螺旋溝7bと螺旋溝7cの傾斜角は異なっているので、第一レンズ保持部材5に保持された変倍用第一レンズ3、第二レンズ保持部材6に保持された変倍用第二レンズ4は、進退移動するだけでなく、両者の間隔も変化する。ここで、カム部材7は、外周壁に突片7aが形成されており、この突片7aを後述する電歪アクチュエータ8が押すことによりカム部材が回動する。以上の構成が、本発明における変倍用レンズ3、4を光軸方向に進退移動させる駆動手段に相当する。
A guide member 2 a is provided in the
次に、光学装置30に取り付けられる電歪アクチュエータ8について説明する。電歪アクチュエータ8は、図4(a)の拡大斜視図、図4(b)の拡大展開図に示すように第一電歪アクチュエータ8bと第二電歪アクチュエータ8cとを一体成形した一体型電歪アクチュエータである。ここで、電歪アクチュエータ8は、柔軟性の高い絶縁膜であるシリコン膜8dの両面にカーボンパウダーを塗布して形成した電極層8eを有する構成となっている。
Next, the
ここで電極層8eの構成について、図4(c)または図4(d)を用いて詳細に説明する。図4(c)は図4(b)のC−C線断面図である。図4(c)に示すように、シリコン膜8dの第一電歪アクチュエータ8bの領域の表面と裏面とに電極8e1と電極8e2とが設けられている。また、第二電歪アクチュエータ8cの領域の表面と裏面とに電極8e3と電極8e4とが設けられている。このように、第一電歪アクチュエータ8bと第二電歪アクチュエータ8cとで別々に電極が設けられているので、各々が独立して駆動できるようになっている。また、電極8eは、図4(d)に示すように、第一電歪アクチュエータ8bと第二電歪アクチュエータ8cのグランド電極を共有するようにしてもよい。つまり、グランド電極8e5をシリコン膜8dの一方の面の全面に設け、他方の面の第一電歪アクチュエータ8bの領域に電極8e2を、第二電歪アクチュエータ8cの領域に電極8e4を設けてもよい。また、展開した状態で図4(b)に示すような帯状のものを、図4(a)に示すように、円弧状の第二電歪アクチュエータ8cが円弧状の第一電歪アクチュエータ8bの内側に位置するようにロール状に成形している。第一電歪アクチュエータ8bの幅と第二電歪アクチュエータ8cの幅とを比較すると、第二電歪アクチュエータ8cの方が幅狭となっている。このような第一電歪アクチュエータ8bと第二電歪アクチュエータ8cとの境界部分には光軸方向の幅を狭くした、固定部であるくびれ部8aが形成されている。くびれ部8aはケース2と押え板9とで伸縮できないように固定されているので、第一及び第二電歪アクチュエータ8b、8cの伸縮がくびれ部8aを伝わることはない。このため、第一及び第二電歪アクチュエータ8b、8cは各々独立して駆動できる。このような電歪アクチュエータ8の電極層8eには図示しないリード線が接続される。
Here, the configuration of the electrode layer 8e will be described in detail with reference to FIG. 4C or FIG. FIG.4 (c) is CC sectional view taken on the line of FIG.4 (b). As shown in FIG. 4C, electrodes 8e1 and 8e2 are provided on the front and back surfaces of the region of the first electrostrictive actuator 8b of the silicon film 8d. In addition, an electrode 8e3 and an electrode 8e4 are provided on the front and back surfaces of the region of the second electrostrictive actuator 8c. As described above, since the first electrostrictive actuator 8b and the second electrostrictive actuator 8c are provided with separate electrodes, each can be driven independently. Further, as shown in FIG. 4D, the electrode 8e may share the ground electrode of the first electrostrictive actuator 8b and the second electrostrictive actuator 8c. That is, even if the ground electrode 8e5 is provided on the entire surface of one surface of the silicon film 8d, the electrode 8e2 is provided in the region of the first electrostrictive actuator 8b on the other surface, and the electrode 8e4 is provided in the region of the second electrostrictive actuator 8c. Good. Further, in the unfolded state, a belt-like object as shown in FIG. 4B is used, and as shown in FIG. 4A, the arc-shaped second electrostrictive actuator 8c is replaced with the arc-shaped first electrostrictive actuator 8b. It is formed into a roll shape so as to be located inside. Comparing the width of the first electrostrictive actuator 8b and the width of the second electrostrictive actuator 8c, the second electrostrictive actuator 8c is narrower. A constricted portion 8a which is a fixed portion having a narrow width in the optical axis direction is formed at a boundary portion between the first electrostrictive actuator 8b and the second electrostrictive actuator 8c. Since the constricted portion 8a is fixed by the
このような電歪アクチュエータ8は図5に示すようにケース2内に取り付けるが、このケース2の形状について説明する。ケース2は前記のように、内部にガイド部材2aを有する。また、最外周に外周壁2bを有し、さらにガイド部材2aと外周壁2bとの間に中間壁2cを有している。この中間壁2cには、溝2c1が設けられている。
Such an
電歪アクチュエータ8は、このような形状のケース2の溝2c1にくびれ部8aを一致させてケース2内に取り付ける。すなわち、図3(b)に示したように、ケース2の外周壁2bと中間壁2cとの間に形成された空間に第一電歪アクチュエータ8bを収容し、ガイド部材2aの外周に沿って装着したカム部材7と中間壁2cとの間に形成された空間に第二電歪アクチュエータ8cを収納する。このとき、第二電歪アクチュエータ8cの先端部はカム部材7の突片7aに当接させ接着固定される。また、第一電歪アクチュエータ8bもケース2内で光軸を中心に周方向の伸長が規制されるように取り付ける。
The
このようにケース2に取り付けた電歪アクチュエータ8の第二電歪アクチュエータ8cの上側には押え板9を装着する。押え板9は、図6に示すように第二電歪アクチュエータ8cに当接する側に突起9aを有していいる。押え板9は、この突起9aの位置を電歪アクチュエータ8のくびれ部8aの位置に合わせて装着する。このように押え板9を装着することにより第二電歪アクチュエータ8cの光軸方向の伸長を規制している。
The
このように装着した押え板9の上方には、焦点調節用レンズ11を保持した第三レンズ保持部材10を載置するが、この第三レンズ保持部材10は第一電歪アクチュエータ8bの縁部で支持する。これにより第一電歪アクチュエータ8bの光軸方向の伸長により焦点調節用レンズ11が光軸方向に移動できる。
The third
第三レンズ保持部材10を装着した後は、ばね材13を介装して蓋材12を取り付ける。このばね材13は、光軸方向の基板1側へ各レンズを付勢するものである。すなわち、各電歪アクチュエータは、電圧の印加を停止し、又は軽減すると、自然とシリコン膜8dの歪が解消され、各レンズは初期位置に復帰しようとするが、ばね材13を介装することにより各レンズの迅速な復帰を可能としている。
After the third
光学装置30は、以上のように構成される。次にこのように構成された光学装置30の動作について説明する。
The
光学装置30は、電歪アクチュエータ8のドライバ14を介して電歪アクチュエータの電極層8eに通電し電圧を印加すると、電極層8eが引き寄せられ、シリコン膜8dが押し潰されるような力を受ける。このため、シリコン膜8dは、光軸方向及び光軸方向と直行する方向に広がろうとする。
When the
ここで、まず、第一電歪アクチュエータ8bの動作について説明する。第一電歪アクチュエータ8bは、前記のように光軸を中心に周方向の伸縮が規制されているので、シリコン膜8dが押し潰された分は、そのほとんどが光軸方向の伸長に費やされる。このように第一電歪アクチュエータ8bが光軸方向に伸長することにより焦点調節用レンズ11を保持した第三レンズ保持部材10は初期位置から光軸方向の撮像素子31から遠ざかる方向に移動する。
Here, first, the operation of the first electrostrictive actuator 8b will be described. Since the first electrostrictive actuator 8b is restricted from extending or contracting in the circumferential direction around the optical axis as described above, most of the portion of the first electrostrictive actuator 8b that is crushed is expended in the optical axis direction. . Thus, when the first electrostrictive actuator 8b extends in the optical axis direction, the third
一方の第二電歪アクチュエータ8cは、押え板9により光軸方向の伸長を規制されているので、シリコン膜8dが押し潰された分は、そのほとんどが光軸を中心に周方向の伸縮に費やされる。第二電歪アクチュータ8cは光軸を中心に周方向に伸長することによりカム部材7の突片7aを押し、カム部材7を初期位置から回転させる。カム部材7が回転すことにより、変倍用第一レンズ3を保持する第一レンズ保持部材5、変倍用第二レンズ4を保持する第二レンズ保持部材6は光軸方向の撮像素子31から遠ざかる方向に移動する。
On the other hand, the second electrostrictive actuator 8c is restricted from extending in the optical axis direction by the
ここで、第一電歪アクチュエータ8b、第二電歪アクチュエータ8c一体成形した一体型電歪アクチュエータであるが、くびれ部8aを介して一体としているため、第一電歪アクチュエータ8bと第二電歪アクチュエータ8cの光軸を中心に周方向の伸縮に関し、相互に影響を及ぼすことはない。すなわち、固定部であるくびれ部8aがケース2と押え板9とで固定されているため、くびれ部8aの左右の伸縮はくびれ部8aを伝わっていくことはない。
Here, the first electrostrictive actuator 8b and the second electrostrictive actuator 8c are integrally formed as an integrated electrostrictive actuator, but the first electrostrictive actuator 8b and the second electrostrictive actuator 8b are integrated with each other through the constricted portion 8a. The expansion and contraction in the circumferential direction around the optical axis of the actuator 8c does not affect each other. That is, since the constricted portion 8a, which is a fixed portion, is fixed by the
以上のように動作する光学装置30は、電極層8eに印加する電圧を調節することによって電歪アクチュエータ8の伸長量を制御し、各レンズを所望の距離移動させて所望の倍率を得、焦点を合わせることができる。なお、電極層8eへの電圧の印加を停止し、又は低下させたときには、ばね材13の作用によりレンズ11を迅速に所定の位置に戻すことができる。また、レンズ3、4は第二電歪アクチュエータ8cの電圧印加を停止または低下させたときの縮む力で所定の位置に戻すことができる。
The
次に、本発明の実施例2について説明する。図7は、実施例1の光学装置30に用いた電歪アクチュエータ8に代えて用いることのできる第一電歪アクチュエータ15と、第二電歪アクチュエータ16の斜視図である。すなわち、実施例1の電歪アクチュエータ8は、第一電歪アクチュエータ8bと第二電歪アクチュエータ8cを一体的に形成した一体型であったのに対し、実施例2では、第一電歪アクチュエータ15と、第二電歪アクチュエータ16とを別体としている。
Next, a second embodiment of the present invention will be described. FIG. 7 is a perspective view of the first electrostrictive actuator 15 and the second
このように、第一電歪アクチュエータ15と、第二電歪アクチュエータ16とを別体としたときには、それぞれの電歪アクチュエータに配線を施し、個々に電圧を印加する制御を行う。従って、焦点調節用レンズ11、変倍用レンズ3、4を独立して制御することが可能である。
As described above, when the first electrostrictive actuator 15 and the second
なお、他の構成要素については、実施例1と同様の構成とすることができるので、その詳細な説明は省略する。 Other components can be configured in the same manner as in the first embodiment, and thus detailed description thereof is omitted.
上記実施例は本発明を実施するための例にすぎず、本発明はこれらに限定されるものではなく、これらの実施例を種々変形することは本発明の範囲内であり、更に本発明の範囲内において、他の様々な実施例が可能であることは上記記載から自明である。例えば、焦点調節用レンズ11の初期位置等への戻しは、ばね材13で行っていたが、電圧の印加を停止したときの第一電歪アクチュエータ8bの縮む力でレンズの位置を戻してもよい。このときは、第三レンズ保持部材10と第一電歪アクチュエータ8bとの当接面は接着剤等で固着させている。また、変倍用レンズ3、4の移動は、カム部材7の突片7aと第二電歪アクチュエータ8c(または16)とが接着固定されて行われていたが、これに限らず、図8に示すように、第二電歪アクチュエータ8c(または16)の突片7aと当接する側の端部に長穴8fを設け、その長穴8fに突片7aを係合させるようにしてもよい。また、電歪アクチュエータは加工工程で調整するとほぼ特定の方向のみに伸長させることも可能なため、第一電歪アクチュエータ8bの領域と第二電歪アクチュエータ8cの領域とで加工を調整して特定方向のみ伸長させるようにしてもよい。また、望まない方向への伸長を規制せず、望まない方向の伸びる空間を予め設けておくようにしてもよい。
The above-described embodiments are merely examples for carrying out the present invention, and the present invention is not limited to them. Various modifications of these embodiments are within the scope of the present invention. It is apparent from the above description that various other embodiments are possible within the scope. For example, the focus adjustment lens 11 is returned to the initial position or the like by the spring material 13, but even if the lens position is returned by the contraction force of the first electrostrictive actuator 8 b when the voltage application is stopped. Good. At this time, the contact surface between the third
1 基板
2 ケース
2a ガイド部材
3 変倍用第一レンズ
4 変倍用第二レンズ
5 第一レンズ保持部材
6 第二レンズ保持部材
7 カム部材
7b、7c 螺旋溝
8 電歪アクチュエータ
8a 固定部(くびれ部)
8b 第一電歪アクチュエータ
8c 第二電歪アクチュエータ
8d シリコン膜
8e 電極層
9 押え板
10 第三レンズ保持部材
11 焦点調節用レンズ
12 蓋材
13 ばね材
14 ドライバ
30 光学装置
31 撮像素子
DESCRIPTION OF
8b First electrostrictive actuator 8c Second electrostrictive actuator 8d Silicon film 8e
Claims (5)
光軸方向に伸長する第一電歪アクチュエータと、
光軸を中心に周方向に伸長する第二電歪アクチュエータと
を有し、
前記焦点調節用レンズ又は前記変倍用レンズのいずれか一方のレンズは、前記第一電歪アクチュエータの伸長動作に伴って光軸方向に移動され、他方のレンズは、前記第二電歪アクチュエータの伸長動作に伴って光軸方向に移動される
ことを特徴とする光学装置。 A focus adjustment lens, a zoom lens,
A first electrostrictive actuator extending in the optical axis direction;
A second electrostrictive actuator extending in the circumferential direction around the optical axis,
One of the focusing lens and the zoom lens is moved in the optical axis direction along with the extension operation of the first electrostrictive actuator, and the other lens is the second electrostrictive actuator. An optical apparatus that is moved in the direction of the optical axis in accordance with the extension operation.
軸方向が光軸方向と一致する筒体の周壁に前記突起が貫通する光軸方向の縦溝が形成されたガイド部材と、
前記ガイド部材に回転可能に保持され、軸方向が光軸方向と一致する筒体の周壁に前記突起が係合する溝が形成され、前記第二電歪アクチュエータの伸長動作に伴って回転するカム部材と
を有することを特徴とする請求項1又は2記載の光学装置。 A lens holding member that holds the focus adjustment lens or the zoom lens and has a protrusion protruding in the radial direction of the lens;
A guide member in which a longitudinal groove in the optical axis direction through which the protrusion penetrates is formed in a peripheral wall of a cylindrical body whose axial direction coincides with the optical axis direction;
A cam that is rotatably held by the guide member, a groove that engages with the protrusion is formed on the peripheral wall of the cylindrical body whose axial direction coincides with the optical axis direction, and rotates with the extension operation of the second electrostrictive actuator The optical device according to claim 1, further comprising: a member.
5. The optical device according to claim 4, wherein the fixed portion is a constricted portion in which a width in the optical axis direction is narrowed at a boundary portion between the first electrostrictive actuator and the second electrostrictive actuator. .
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-
2004
- 2004-08-20 JP JP2004241084A patent/JP2006058657A/en not_active Withdrawn
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JP4645919B2 (en) * | 2008-09-10 | 2011-03-09 | ソニー株式会社 | LENS DRIVE DEVICE AND IMAGING DEVICE |
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