JP2006072165A - Lens driving apparatus - Google Patents
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Description
本発明は、レンズを光軸方向に移動させるレンズ駆動装置に関し、特に、携帯電話機、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 that moves a lens in an optical axis direction, and more particularly to a lens driving device that is applied to a camera mounted on a portable information terminal such as a mobile phone or a portable personal computer.
携帯電話機、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、携帯情報端末機で許容される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。また、携帯情報端末機に搭載されるカメラに近接撮影位置(マクロ撮影位置)と他の撮影位置との切替を行うマクロ切替機能、ズーム機能あるいは合焦機能をもたせるためには、レンズを光軸方向に移動させるレンズ駆動装置が必要となる。レンズ駆動装置としては、カム機構を用いたものが知られている。(例えば、特許文献1参照)。
また、携帯情報端末機に搭載されたレンズ駆動装置では、装置の外部に露出したレンズ枠が略光軸方向に沿った方向の衝撃を受けてカムやレンズ枠が損傷等する可能性がある。このため、レンズ駆動装置に衝撃吸収機構を設ける必要がある。
In the lens driving device mounted on the portable information terminal, the lens frame exposed to the outside of the device may receive an impact in a direction substantially along the optical axis direction, and the cam or the lens frame may be damaged. For this reason, it is necessary to provide an impact absorbing mechanism in the lens driving device.
しかしながら、衝撃吸収機構をスプリング等を用いて構成すると、構造が複雑になると共に携帯情報端末機に搭載できるほどレンズ駆動装置を小型化するのが困難になる。 However, if the shock absorbing mechanism is configured using a spring or the like, the structure becomes complicated and it becomes difficult to reduce the size of the lens driving device so that it can be mounted on a portable information terminal.
本発明は、上記の事情に鑑みて成されたものであり、その目的とするところは、小型化を図りつつ衝撃に強い構造をもつ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 circumstances, and an object of the present invention is to provide a lens driving device having a structure that is resistant to impact while achieving downsizing.
本発明のレンズ駆動装置は、光軸方向に伸長する筒状部を有する固定枠と、筒状部の内側において光軸方向に移動自在に支持されると共にレンズを保持するレンズ枠と、筒状部の外側に回動自在に支持されると共にレンズ枠に形成されたカムフォロア部と係合して光軸方向にカム作用を及ぼすカム部を有するカムリングと、を備え、カム部は、光軸方向に弾性変形可能に形成されている、ことを特徴としている。
この構成によれば、カムリングを回動させると、カム部とカムフォロア部との係合により、レンズ枠は光軸方向に移動し、撮影位置の変更が可能となると共に、装置の落下等によりレンズ枠に衝撃力が作用した場合には、カム部が弾性変形してその衝撃力が吸収あるいは緩和される。このように、レンズ枠を光軸方向に移動させるカム機能と共に衝撃吸収機能あるいは衝撃緩和機能をカム部に併せもたせることにより、装置の小型化を実現しつつ衝撃に強い構造にすることができる。
A lens driving device according to the present invention includes a fixed frame having a cylindrical portion that extends in the optical axis direction, a lens frame that is movably supported in the optical axis direction inside the cylindrical portion and holds a lens, and a cylindrical shape A cam ring having a cam portion that is rotatably supported outside the portion and engages with a cam follower portion formed on the lens frame and exerts a cam action in the optical axis direction. It is characterized by being formed to be elastically deformable.
According to this configuration, when the cam ring is rotated, the lens frame moves in the optical axis direction due to the engagement between the cam portion and the cam follower portion, and the photographing position can be changed. When an impact force acts on the frame, the cam portion is elastically deformed and the impact force is absorbed or alleviated. In this way, by providing the cam portion with the cam function for moving the lens frame in the optical axis direction together with the impact absorbing function or the impact mitigating function, it is possible to achieve a structure that is resistant to impact while realizing downsizing of the apparatus.
上記構成において、カムフォロア部は、光軸方向においてカム部との係合を維持するべく、カム部に対して摺動自在に連結されている、構成を採用できる。
この構成によれば、カムフォロア部がカム部に対して係合を維持するべく摺動自在に連結されているため、カムフォロア部とカム部との係合を維持させるためにスプリング等により付勢する必要がなく、装置構成を簡素化できる。
In the above configuration, the cam follower portion may be slidably connected to the cam portion so as to maintain the engagement with the cam portion in the optical axis direction.
According to this configuration, since the cam follower portion is slidably connected to the cam portion so as to maintain the engagement, the cam follower portion is urged by the spring or the like to maintain the engagement between the cam follower portion and the cam portion. There is no need, and the device configuration can be simplified.
上記構成において、カム部は、カムリングに一体的に形成されている、構成を採用できる。
この構成によれば、装置の部品点数を削減できて装置の構造を簡素化できる。
The said structure WHEREIN: The cam part can employ | adopt the structure currently formed integrally with the cam ring.
According to this configuration, the number of parts of the device can be reduced and the structure of the device can be simplified.
上記構成において、カム部は、板ばね状に形成されている、構成を採用できる。
この構成によれば、比較的簡易な構造でカム部を弾性変形可能に形成することができる。
In the above configuration, the cam portion may be formed in a leaf spring shape.
According to this configuration, the cam portion can be formed to be elastically deformable with a relatively simple structure.
上記構成において、カム部は、片持ち梁状に形成されている、構成を採用できる。
この構成によれば、例えば、樹脂を用いた射出成形や金属板を用いたプレス成形等により、カムリングに対するカム部の一体的な形成が容易に可能となると共に、比較的大きな弾性変形量が得られる。また、カムフォロア部をカム部に摺動自在に連結する場合に、カム部の自由端部を用いて容易に組付けることができる。
In the above configuration, the cam portion may be formed in a cantilever shape.
According to this configuration, the cam portion can be easily formed integrally with the cam ring by, for example, injection molding using a resin or press molding using a metal plate, and a relatively large elastic deformation amount can be obtained. It is done. Further, when the cam follower portion is slidably connected to the cam portion, the cam follower portion can be easily assembled using the free end portion of the cam portion.
上記構成において、カムフォロア部は、光軸方向においてカム部を摺動自在に挟持するように形成されている、構成を採用できる。
この構成によれば、カム部とカムフォロア部との接触状態を常に維持できる。
The said structure WHEREIN: The structure which is formed so that a cam part may be slidably clamped in an optical axis direction can be employ | adopted for a cam follower part.
According to this configuration, the contact state between the cam portion and the cam follower portion can always be maintained.
上記構成において、カムフォロア部は、カム部のカム面にそれぞれ当接可能にかつ光軸方向において対向するように形成された2つの突出片からなり、突出片の対向面は、凸状に湾曲している、構成を採用できる。
この構成によれば、カム部を挟持できると共に、円滑なカム作用が得られる。また、カム部が弾性変形してその傾斜角度が変化する場合でも、カム部とカムフォロア部との相対移動が円滑に行われる。
In the above configuration, the cam follower portion includes two projecting pieces formed so as to be able to contact the cam surface of the cam portion and to face each other in the optical axis direction, and the facing surface of the projecting piece is curved in a convex shape. The configuration can be adopted.
According to this configuration, the cam portion can be clamped and a smooth cam action can be obtained. Further, even when the cam portion is elastically deformed and the inclination angle thereof changes, the relative movement between the cam portion and the cam follower portion is performed smoothly.
上記構成において、カム部は、カムリングの周方向において等間隔位置に複数形成されている、構成を採用できる。
この構成によれば、レンズ枠に対してカムリングが周方向において均等にカム作用を及ぼすため、レンズ枠が光軸方向にスムーズに駆動される。
In the above configuration, a configuration in which a plurality of cam portions are formed at equal intervals in the circumferential direction of the cam ring can be employed.
According to this configuration, the cam ring uniformly cams in the circumferential direction with respect to the lens frame, so that the lens frame is smoothly driven in the optical axis direction.
上記構成において、筒状部は、カムフォロア部が挿通されてレンズ枠を光軸方向に移動自在に案内する案内孔を有する、
この構成によれば、レンズ枠は回転が規制された状態で光軸方向に移動されるため、マクロ切替時、ズーミング時あるいはフォーカシング時にレンズの回転により撮影画像が変化するのを防ぐことができる。
In the above configuration, the cylindrical portion has a guide hole through which the cam follower portion is inserted to guide the lens frame so as to be movable in the optical axis direction.
According to this configuration, since the lens frame is moved in the optical axis direction in a state where the rotation is restricted, it is possible to prevent the photographed image from being changed due to the rotation of the lens at the time of macro switching, zooming, or focusing.
本発明のレンズ駆動装置によれば、小型化を達成しつつ衝撃に強い構造とすることができる。 According to the lens driving device of the present invention, it is possible to achieve a structure that is resistant to impact while achieving downsizing.
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6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は装置の外観を示す斜視図、図2は通常撮影位置にある装置の光軸方向の断面を含む斜視図、図3は装置の光軸方向の断面図、図4は装置の分解斜視図、図5はカムリングの斜視図、及び図6は近接撮影位置にある装置の光軸方向の断面を含む斜視図である。
DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, exemplary embodiments of the invention will be described with reference to the accompanying drawings.
1 to 6 show an embodiment of a lens driving device according to the present invention. FIG. 1 is a perspective view showing the appearance of the device, and FIG. 2 is a cross section in the optical axis direction of the device at a normal photographing position. 3 is a sectional view in the optical axis direction of the apparatus, FIG. 4 is an exploded perspective view of the apparatus, FIG. 5 is a perspective view of the cam ring, and FIG. 6 is a sectional view in the optical axis direction of the apparatus at the close-up position. FIG.
この装置は、図1ないし図4に示すように、固体撮像素子としてのCCD100及びIRフィルタ101を保持する固定枠10、レンズG1〜G3を保持するレンズ枠20、固定枠10に回動自在に支持されると共にレンズ枠20と係合して光軸方向にカム作用を及ぼすカムリング30を備えている。
この装置においては、被写体光が光軸方向Lの前方からレンズG1〜G3に進入し、IRフィルタ101を通過してCCD100の結像面において結像する。また、固定枠10にCCD100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 4, this apparatus is rotatable to a
In this apparatus, subject light enters the lenses G <b> 1 to G <b> 3 from the front in the optical axis direction L, passes through the
固定枠10は、樹脂により形成され、図1ないし図4に示すように、中心部にCCD100及びIRフィルタ101を保持する円盤状の外形をなす基部11、及び基部11の前面から光軸方向Lに円筒状に伸長する筒状部12を備える。
筒状部12は、カムリング30の後述する内周面31aが摺動可能に外嵌される円筒面からなる外周面12a、被写体光が通過する光路を画定すると共にレンズ枠20の後述する外周面20aが摺動可能に嵌合される円筒面からなる内周面12b、及び、周方向において等間隔に配列されると共に光軸方向Lに伸長するように形成された3つの案内孔13を備える。
筒状部12は、外周面12aにカムリング30が外嵌されることによりカムリング30を回動自在に支持すると共に、内周面12bにレンズ枠20の後述する外周面20aが嵌合されることによりレンズ枠20を光軸方向Lに移動自在に支持する。また、筒状部12は、案内孔13にレンズ枠20の後述するカムフォロア部21が挿通されることにより、レンズ枠20の光軸回りの回転を規制しつつ光軸方向Lに移動自在に案内する。これにより、レンズG1〜G3は回転しないので、レンズ枠20を光軸方向Lに移動されても、レンズG1〜G3の製作過程で生じる僅かな非対称性に起因した撮影画像の微妙な変化が発生するのを防止できる。
The
The
The
レンズ枠20は、樹脂により略円筒状に形成され、図1ないし図4に示すように、その内側にレンズG1〜G3を保持すると共に、筒状部12の内周面12bに摺動可能に嵌合する円筒面からなる外周面20a、及び外周面20aの周方向において等間隔位置に突出して形成されてカムリング30の後述するカム部32と係合する複数(3つ)のカムフォロア部21を備える。
カムフォロア部21は、光軸方向Lにおいて所定の間隙をおいて対向する2つの突出片21A,21Bからなる。突出片21A,21Bは、カムリング30の後述するカム部32のカム面32aと当接可能に形成されており、その対向面21aが凸状に湾曲している。対向面21aを凸状に湾曲するように形成することにより、対向面21aを後述するカム部32のカム面32aと安定的に当接させることができて、円滑なカム作用が得られる。
また、カムフォロア部21は、光軸方向Lにおいて後述するカム部32との係合を維持するべく、2つの突出片21A,21Bにより後述するカム部32を光軸方向Lの両側から挟持する。これにより、カムフォロア部21は、後述するカム部32に対して摺動自在に連結された状態となる。
The
The
In addition, the
カムリング30は、環状の金属板をプレス加工することにより形成され、図1ないし図5に示すように、略環状に形成された基部31、基部31に一体的に形成されると共にカムフォロア部21と係合して光軸方向Lにカム作用を及ぼすカム部32、及び基部31に一体的に形成されると共に基部31の外側に向けて突出して形成されたカムリング30を回動させるための操作部33を備える。
基部31は、筒状部12の外周面12aに摺動可能に外嵌される内周面31aと共に光軸方向Lにおいてカム部32の後方に位置する円弧状の切欠部31bを画定するように形成されている。カムリング30は、その内周面31aが筒状部12の外周面12aに嵌合されることにより、筒状部12に回動自在に支持される。また、基部31の光軸方向Lの後面31cは、固定枠10の基部11の前面11aに摺動可能に支持される。
The
The
カム部32は、基部31から光軸方向Lの前方に所定の傾斜角度で片持ち梁状に突出する板ばね状に形成されていると共に、カムリング30(の基部31)の周方向において等間隔位置に複数(3つ)形成されている。また、カム部32は、筒状部12の外周面12aと略合致する曲率をもつ円弧状に形成されている。
カム部32を板ばね状及び片持ち梁状に形成することにより、通常の操作時にレンズ枠20を光軸方向Lに移動させる力よりも大きな(略光軸方向Lの)衝撃力がレンズ枠20に作用した場合に、この衝撃力に対して弾性変形(撓み変形)可能となっている。また、カム部32を板ばね状及び片持ち梁状に形成することにより、比較的簡易な構造で弾性変形を得ることができると共に、操作部を設けた環状の板部材からプレス加工等によりカム部を容易に形成することができる。
また、カム部32は、その光軸方向Lの両面において、2つの突出片21A,21Bにそれぞれ当接可能なカム面32a,32aを有し、突出片21A,21Bにより摺動自在に挟持されている。このため、突出片21A,21Bの対向面21a,21aが対応するカム面32aにそれぞれ当接して、カム部32とカムフォロア部21との係合が常時維持されるようになっている。
The
By forming the
Further, the
上記のレンズ駆動装置の組付けは、先ず、カムリング30の内周面31aを固定枠10の筒状部12の外周面12aに嵌め込む。次いで、レンズ枠20のカムフォロア部21を筒状部12の案内孔13に挿通しながらレンズ枠20の外周面20aを筒状部12の内周面12bに嵌めこむ。次いで、カムリング30を一方向に回転させながらそのカム部32をその先端側から突出片21A,21Bの間に形成される間隙に差し込み、カムフォロア部21をカム部32に対して摺動自在に連結し、レンズ枠20が筒状部12から脱落しない状態にする。これにより、装置の組付けが完了する。
In assembling the lens driving device, first, the inner
次に、上記のレンズ駆動装置の動作について図2及び図6を参照して説明する。
図2に示すように、レンズ駆動装置のレンズ枠20が通常撮影位置にある状態では,レンズ枠20は光軸方向Lの後方に繰り込んで、そのカムフォロア部21はカム部32の付け根領域に接触している。この位置からレンズ枠20を近接撮影位置に移動させるには、カムリング30の操作部33を操作してR2方向に回転させる。カムリング30をR2方向に回転させると、レンズ枠20は、カム部32のカム作用により、カム部32のカム面32aのカムプロフィル(カム部32の傾斜角度)に従って光軸方向Lの前方に移動し、図6に示すような近接撮影位置に至る。尚、レンズ枠20を近接撮影位置から通常撮影位置へ移動させるには、カムリング30をR1方向に回転させればよい。
Next, the operation of the lens driving device will be described with reference to FIGS.
As shown in FIG. 2, in a state where the
レンズ駆動装置、あるいはレンズ駆動装置を搭載した携帯情報端末が落下する等して、レンズ枠20に衝撃が加わると、レンズ枠20に加わった衝撃力がカムフォロア部21を通じてカム部32に伝わる。カム部32は、衝撃力を受けて弾性変形(撓み)しながら衝撃力を吸収あるいは緩和したのち、その復元力により所定形状に弾性復帰する。
When an impact is applied to the
以上のように、本実施形態によれば、カムリング30のカム部32にカム機能と共に衝撃力を吸収あるいは緩和する機能を併せもたせたことにより、レンズ枠20に加わる衝撃力を吸収あるいは緩和する機構を別個に設ける必要がなく、装置を小型化することができると共に、衝撃に強い構造にすることができる。
As described above, according to the present embodiment, the
また、本実施形態によれば、カムフォロア部21によりカム部32を光軸方向Lにおいて挟持し、カムフォロア部21をカム部32に対して摺動自在に連結させたことにより、前進方向及び後退方向のいずれの方向においても円滑なカム作用が得られると共に、カムフォロア部21とカム部32との係合を維持させるためのスプリング等が不要となり、装置を一層小型化することができる。
Further, according to the present embodiment, the
上記実施形態では、カム部32をカムリング30に一体的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、カム部32をカムリング30とは別体に形成し、ねじ等の締結手段により結合することも可能である。
In the above embodiment, the case where the
上記実施形態では、光軸方向Lにおいてカムフォロア部21をカム部32に摺動自在に連結する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、連結せずにスプリング等によりレンズ枠20をカムリング30側に付勢し、その付勢力で押されるカムフォロア部21の一方の突出部を、それと対向する一方のカム面に当接させるようにしてカムフォロア部21とカム部32との係合を維持させる構成とすることも可能である。
In the above embodiment, the case where the
上記実施形態では、カム部32を片持ち梁状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、上記したように、レンズ枠20をカムリング30側に付勢する構成を採用した場合、開放端のない両端固定梁の構造とすることも可能である。また、筒状部12の外周面12aに支持突起等を設けて、片持ち梁状のカム部32を支持してカム部32の過剰な変形を防止可能な構造とすることも可能である。
In the above embodiment, the case where the
上記実施形態では、カム部32を板ばね状に形成して弾性変形可能と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、カム作用が得られる形状であれば、板ばね以外の形状、例えば、丸棒形状にすることも可能である。
In the above-described embodiment, the case where the
上記実施形態では、カムリング30を環状の金属板をプレス加工することにより形成され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、カムリング30を樹脂を用いて射出成形により形成することも可能である。
Although the case where the
上記した実施形態では、マクロ切替用のレンズ駆動装置の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、レンズ駆動装置をズーミング用あるいはフォーカシング用とすることも可能である。 In the above-described embodiment, the case of the lens driving device for macro switching has been described. However, the present invention is not limited to this, and the lens driving device can be used for zooming or focusing.
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などの小型化、軽量化が要求される携帯情報端末機等に搭載されるデ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 or the like that is required to be reduced in size and weight, such as a mobile phone and a portable personal computer. Needless to say, the present invention is useful in other lens optical systems as long as the lens needs to be driven.
10…固定枠
11…基部
11a…前面
12…筒状部
12a…外周面
12b…内周面
13…案内孔
20…レンズ枠
20a…外周面
21…カムフォロア部
21A,21B…突出片(カムフォロア部)
21a…対向面
30…カムリング
31…基部
31a…内周面
31b…切欠部
31c…後面
32…カム部
32a…カム面
33…操作部
100…CCD
101…IRフィルタ
G1,G2,G3…レンズ
L…光軸方向
DESCRIPTION OF
21a ... Opposing
101 ... IR filters G1, G2, G3 ... Lens L ... Optical axis direction
Claims (9)
前記カム部は、光軸方向に弾性変形可能に形成されている、
ことを特徴とするレンズ駆動装置。 A fixed frame having a cylindrical portion that extends in the optical axis direction, a lens frame that is supported movably in the optical axis direction inside the cylindrical portion and that holds the lens, and rotates outside the cylindrical portion A cam ring having a cam portion that is freely supported and engages with a cam follower portion formed on the lens frame and exerts a cam action in the optical axis direction,
The cam portion is formed to be elastically deformable in the optical axis direction.
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 cam follower portion is slidably connected to the cam portion so as to maintain engagement with the cam portion in the optical axis direction.
The lens driving device according to claim 1.
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 cam portion is formed integrally with the cam ring,
The lens driving device according to claim 1 or 2, wherein
ことを特徴とする請求項1ないし3のいずれかに記載のレンズ駆動装置。 The cam portion is formed in a leaf spring shape,
The lens driving device according to claim 1, wherein the lens driving device is a lens driving device.
ことを特徴とする請求項4に記載のレンズ駆動装置。 The cam portion is formed in a cantilever shape,
The lens driving device according to claim 4.
ことを特徴とする請求項4又は5に記載のレンズ駆動装置。 The cam follower portion is formed so as to slidably hold the cam portion in the optical axis direction.
The lens driving device according to claim 4 or 5, wherein
前記突出片の対向面は、凸状に湾曲している、
ことを特徴とする請求項6に記載のレンズ駆動装置。 The cam follower part is composed of two projecting pieces formed so as to be able to contact the cam surface of the cam part and to face each other in the optical axis direction,
The opposing surface of the protruding piece is curved in a convex shape,
The lens driving device according to claim 6.
ことを特徴とする請求項1ないし7のいずれかに記載のレンズ駆動装置。 A plurality of the cam portions are formed at equally spaced positions in the circumferential direction of the cam ring.
The lens driving device according to claim 1, wherein:
ことを特徴とする請求項1ないし8のいずれかに記載のレンズ駆動装置。
The cylindrical portion has a guide hole through which the cam follower portion is inserted to guide the lens frame so as to be movable in the optical axis direction.
The lens driving device according to claim 1, wherein the lens driving device is a lens driving device.
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