JP2008058894A - Linear driving device, lens driving device, and lens unit - Google Patents
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Description
この発明は、移動体を直進移動させる直進駆動装置に関し、特には、レンズを保持するレンズ枠を光軸方向に移動させるための直進駆動装置とレンズユニットに関する。 The present invention relates to a rectilinear drive device that moves a moving body straight, and more particularly to a rectilinear drive device and a lens unit for moving a lens frame that holds a lens in the optical axis direction.
近年、携帯電話や携帯情報端末(PDA)等の電子機器に、レンズユニットを内蔵し、カメラ機能を有するものが多い。電子機器の小型化、高機能化に伴い、レンズユニットの小型化とズーム機能が望まれている。 In recent years, many electronic devices such as a mobile phone and a personal digital assistant (PDA) have a lens unit and have a camera function. As electronic devices become smaller and more functional, smaller lens units and zoom functions are desired.
ズーム機能を有する小型のレンズユニットとしては、例えば図1の斜視図に示すように、摩擦力を介して駆動力を伝える摩擦駆動タイプのアクチュエータ10a,10bで、玉枠50、60をそれぞれ別個独立して駆動するレンズ駆動装置104が提案されている。
As a small lens unit having a zoom function, for example, as shown in the perspective view of FIG. 1,
アクチュエータ10a、10bは、圧電素子2a、2bの伸縮方向両端に、基台1a、1bと駆動軸3a、3bとがそれぞれ固着されたものである。駆動軸3a、3bは、レンズ保持枠としての玉枠50、60の溝52、56に板ばね4b(一方のみ図示)で付勢され、玉枠50、60に摩擦結合するようになっている。そして、圧電素子2a、2bに、例えば鋸歯状パルス波形の駆動電圧を与え、矢印90、92で示すように、駆動軸3a、3bをその軸方向に向きにより異なる速度で振動させ、玉枠50、60を駆動軸3a、3bに沿って移動させる。なお、玉枠50、60は、駆動軸3a、3bを中心とした回転を規制する回転規制手段として、U字溝90a、90bで駆動軸80に係合している。玉枠50、60は、光軸方向に案内され、光学系の結像面には撮像素子70が配置される(特許文献1参照)。
しかし、特許文献1における回転規制手段では、玉枠を駆動したときに撮像装置に衝撃等が加わると、U字溝部と案内軸との間でこじりが生じるという問題が発生することがある。特に撮像装置が小型になると、U字溝部と案内軸との接触幅が小さくなり、U字溝と案内軸とのわずかな隙間でも、玉枠の振動によりこじりが発生し、スムーズなレンズ移動ができないと言う問題がある。 However, with the rotation restricting means in Patent Document 1, if an impact or the like is applied to the image pickup apparatus when the ball frame is driven, there may be a problem that a twist occurs between the U-shaped groove portion and the guide shaft. In particular, when the imaging device is downsized, the contact width between the U-shaped groove portion and the guide shaft is reduced, and even a slight gap between the U-shaped groove and the guide shaft causes twisting due to the vibration of the ball frame, and smooth lens movement is achieved. There is a problem that you can't.
従って、本発明が解決しようとする技術課題は、レンズ等を保持した移動体をスムーズに移動できる小型な直進駆動装置及びこの直進駆動装置を用いた撮像装置を提供することである。 Therefore, a technical problem to be solved by the present invention is to provide a small linear drive device that can smoothly move a moving body holding a lens and the like, and an imaging device using the linear drive device.
本発明は、以下の構成により上記課題を達成することができる。 This invention can achieve the said subject with the following structures.
1.
移動体を直進させるための駆動軸と、
前記移動体を前記駆動軸に沿って移動可能にする位置決め手段と、
前記移動体を前記駆動軸に沿って移動させる駆動源と、
前記駆動軸に直交する平面で前記移動体の回転を規制する回転規制手段とを備えた直進駆動装置において、
前記回転規制手段が、前記移動体に設けられた球状部と、
該球状部に係合し、前記駆動軸と平行な溝を有する案内部とから構成されていることを特徴とする直進駆動装置。
1.
A drive shaft for moving the moving body straight;
Positioning means for allowing the movable body to move along the drive shaft;
A drive source for moving the movable body along the drive shaft;
In a rectilinear drive device comprising a rotation restricting means for restricting the rotation of the movable body on a plane orthogonal to the drive shaft,
The rotation restricting means includes a spherical portion provided on the movable body;
A rectilinear drive device comprising a guide portion that engages with the spherical portion and has a groove parallel to the drive shaft.
2.
レンズを保持するレンズ保持枠を直進させるための駆動軸と、
前記レンズ保持枠を光軸に沿って移動可能にする位置決め手段と、
前記レンズ保持枠を光軸に沿って移動させる駆動源と、
前記駆動軸に直交する平面で前記レンズ保持枠の回転を規制する回転規制手段とを備えたレンズ駆動装置において、
前記回転規制手段が、前記レンズ保持枠に設けられた球状部と、
該球状部に係合し、前記駆動軸と平行な溝を有する案内部とから構成されていることを特徴とするレンズ駆動装置。
2.
A drive shaft for moving the lens holding frame for holding the lens straight;
Positioning means for moving the lens holding frame along the optical axis;
A drive source for moving the lens holding frame along the optical axis;
A lens driving device comprising: a rotation restricting means for restricting the rotation of the lens holding frame on a plane perpendicular to the drive shaft;
The rotation restricting means includes a spherical portion provided on the lens holding frame;
A lens driving device comprising a guide portion engaging with the spherical portion and having a groove parallel to the drive shaft.
3.
前記レンズ保持枠は前記駆動軸と接する接触部を有し、
前記位置決め手段は、
前記接触部と前記駆動軸を挟んで対向する位置に配置した押圧板と、
前記接触部と前記押圧板とを互いに引っ張り合う方向に付勢する付勢手段と、
から構成されていることを特徴とする2に記載のレンズ駆動装置。
3.
The lens holding frame has a contact portion in contact with the drive shaft,
The positioning means includes
A pressing plate disposed at a position facing the contact portion and the drive shaft;
A biasing means for biasing the contact portion and the pressing plate in a direction of pulling each other;
3. The lens driving device according to 2, wherein the lens driving device is configured as follows.
4.
前記駆動源が、圧電素子を有するものであることを特徴とする2又は3に記載のレンズ駆動装置。
4).
4. The lens driving device according to 2 or 3, wherein the driving source has a piezoelectric element.
5.
2乃至4の何れか1項に記載のレンズ駆動装置を用いたことを特徴とするレンズユニット。
5.
A lens unit using the lens driving device according to any one of 2 to 4.
本発明によれば、移動体を直進駆動する装置において、移動軸の一部に設けられた球状部と駆動軸と平行な溝を有する案内部とを用いて、移動体の回転を規制しながら、駆動軸に沿って移動体を直進駆動する構成としたので、外部から衝撃等が加わっても、案内部の溝と移動体の球状部との間で、こじりが発生せず、スムーズに移動体を駆動することができる。特に移動体がレンズ保持枠であるレンズ駆動装置において、外部から衝撃等が加わっても、案内部の溝とレンズ保持枠の球状部との間で、こじりが発生せず、スムーズに移動体を駆動することができるので、高画質な画像を形成できるレンズユニットを提供できる。 According to the present invention, in a device that drives a moving body in a straight line, the rotation of the moving body is regulated using a spherical portion provided in a part of the moving shaft and a guide portion having a groove parallel to the driving shaft. Since the moving body is driven linearly along the drive shaft, even if an impact is applied from the outside, there is no twisting between the guide groove and the spherical portion of the moving body, and it moves smoothly. The body can be driven. In particular, in a lens driving device in which the moving body is a lens holding frame, even if an impact or the like is applied from the outside, no twisting occurs between the groove of the guide portion and the spherical portion of the lens holding frame, and the moving body can be smoothly moved. Since it can be driven, a lens unit capable of forming a high-quality image can be provided.
これより、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。 Embodiments of the present invention will now be described with reference to the drawings.
図2は、本発明の1つの実施形態であるレンズユニット1を示し、図3は、レンズユニット1の図1のA−A断面を示す。レンズユニット1は、ハウジング2の中に、複数のレンズ3を保持するレンズ保持枠としての玉枠4が収容されている。
2 shows a lens unit 1 according to an embodiment of the present invention, and FIG. 3 shows a cross section taken along the line AA of FIG. In the lens unit 1, a
玉枠4には、光路規制装置5が部分的に挿入するようにして固定されている。玉枠4に保持されたレンズ3は、撮像素子6に結像する。また、玉枠4は、ハウジング2に設けられたU字溝を有する案内部7と玉枠4の一部である球状部40とが摺動可能に係合しており、光軸xに垂直な面での回転を規制する回転規制手段を構成している。図4に玉枠4の球状部40の拡大した斜視図を示す。
An optical
また、玉枠4は、光路規制装置5と重なるように延伸する被駆動部8を有している。被駆動部8は、駆動源に圧電素子を用いた圧電アクチュエータ9に摩擦係合し、光軸xと平行に移動させられる。さらに、玉枠4は、位置センサ10によって光軸x方向の位置を検出されるようになっている。
In addition, the
光路規制装置5は、一端が玉枠4の中に挿入され、玉枠4の内部で後述する光路規制部材によって光路を狭めたり遮断したりする。また、光路規制装置5は、前記光路規制部材を駆動するために、玉枠4の外に位置する2つの光路規制駆動部11、12を有する。光路規制駆動部11、12は、レンズ3の径方向に対して直角な方向に互いに間を開けて配置されている。光路規制装置5は、光路規制駆動部11、12の配置に合わせて、光路規制駆動部11、12の間を切り欠いたような形状に形成されている。
One end of the optical
圧電アクチュエータ9は、2つの光路規制駆動部11、12の間の光路規制装置5の切り欠き部分を貫通するように配置されている。圧電アクチュエータ9は、ハウジング2に固定された錘13と、錘13に一端が固定された圧電素子14と、圧電素子14の他端に一端が固定された円柱状の駆動軸15と、玉枠4の被駆動部8と共に駆動軸15を挟み込んで被駆動部8を駆動軸15に摩擦係合させる押圧版16とからなる。押圧版16は、つる巻きばね17によって被駆動部8との間に駆動軸15を挟みつけるように付勢されている。押圧版16と付勢手段であるつる巻きバネ17とで位置決め手段を構成している。
The
圧電アクチュエータ9は、圧電素子14に非対称な変動電圧を印加することにより圧電素子14を光軸x方向に非対称な速度で伸縮させ、この圧電素子14の伸縮によって駆動軸15を光軸x方向に非対称に振動させる。被駆動部材8は、駆動軸15が緩慢に移動するときは、駆動軸15に摩擦係合したまま共に移動するが、駆動軸15が急峻に移動するときは、自身の慣性によってその場に留まろうとして駆動軸15に対して滑り移動する。圧電素子14に印加する電圧の波形を変えることによって、被駆動部8の駆動軸15に対する移動方向および移動量を制御することが可能である。このようにして、圧電アクチュエータ9は、被駆動部8を介して、レンズ3を有する玉枠4を、光路規制装置5と共に光軸x方向に移動させることができる。
The
図5に、レンズユニット1の光路規制装置5の内部構成を簡単に示す。光路規制装置5は、光路を遮断可能な2枚のシャッタ羽根(光路規制部材)18,19と、光路を細く規制することができる絞り羽根(光路規制部材)20とを有する。光路規制装置5の光路規制駆動部11は、シャッタ羽根18,19を駆動する例えばソレノイドからなるシャッタ駆動部であり、光路規制駆動部12は、絞り羽根20を駆動する例えばソレノイドからなる絞り駆動部である。
FIG. 5 simply shows the internal configuration of the optical
続いて、以上のようにレンズユニット1を構成したことによる効果について、従来例と比較して、説明する。 Then, the effect by having comprised the lens unit 1 as mentioned above is demonstrated compared with a prior art example.
図6に従来のレンズユニット100の構成図を示す。従来のレンズユニット100における玉枠4の回転規制手段は、円柱状の案内部700に玉枠4の一部をU字溝を形成したU字溝形成部400とが契合するようになっている。このような構成で外部から衝撃が加わったときのこじりの発生状況を図7(a)、(b)(c)に模式的に示す。図7(b)は、従来例の正常な状態であるが、外部から衝撃が加わると、図7(c)のように案内部700に対してU字溝部が傾き、図中B部でこじりが発生し、斜めの状態で止まってしまうことがある。この状態になると、スムーズな駆動が困難となり、ひどい場合には動かなくなる。
FIG. 6 shows a configuration diagram of a
一方、本発明に係るレンズユニット1における場合を図8(a)、(b)(c)に模式的に示す。図8(c)に示すように、外部の衝撃が加わり、玉枠4が傾いた状態になっても、図7(c)のようなこじりは発生せず、案内部7のU字溝に沿ってスムーズに玉枠4が駆動できることが分かる。
On the other hand, the case of the lens unit 1 according to the present invention is schematically shown in FIGS. 8 (a), (b) and (c). As shown in FIG. 8 (c), even when an external impact is applied and the
以上のように本発明により、小型で、外部から衝撃等が加わっても、スムーズに駆動することができるレンズ駆動装置及びこの駆動装置を用いたレンズユニットを提供することができる。 As described above, according to the present invention, it is possible to provide a lens driving device that is small in size and can be smoothly driven even when an impact is applied from the outside, and a lens unit using the driving device.
なお、このレンズ駆動装置は、レンズユニットに限らす、移動体をスムーズに動かす必要のある直進駆動装置に用いることができることは、言うまでもない。 Needless to say, this lens driving device can be used not only for a lens unit but also for a linear driving device that needs to move a moving body smoothly.
1、100 レンズユニット
2 ハウジング
3 レンズ
4 玉枠
5 光路規制装置
6 撮像素子
7、700 案内部
8 被駆動部
9 圧電アクチュエータ
11 シャッタ駆動部(光路規制駆動部)
12 絞り駆動部(光路規制駆動部)
13 錘
14 圧電素子
15 駆動軸
16 押圧版
17 つる巻きばね
18、19 シャッタ羽根(光路規制部材)
20 絞り羽根(光路規制部材)
40 球状部
400 U字溝形成部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1,100
12 Aperture drive unit (optical path regulation drive unit)
13
20 Aperture blade (optical path regulating member)
40
Claims (5)
前記移動体を前記駆動軸に沿って移動可能にする位置決め手段と、
前記移動体を前記駆動軸に沿って移動させる駆動源と、
前記駆動軸に直交する平面で前記移動体の回転を規制する回転規制手段とを備えた直進駆動装置において、
前記回転規制手段が、前記移動体に設けられた球状部と、
該球状部に係合し、前記駆動軸と平行な溝を有する案内部とから構成されていることを特徴とする直進駆動装置。 A drive shaft for moving the moving body straight;
Positioning means for allowing the movable body to move along the drive shaft;
A drive source for moving the movable body along the drive shaft;
In a rectilinear drive device comprising a rotation restricting means for restricting the rotation of the movable body on a plane orthogonal to the drive shaft,
The rotation restricting means includes a spherical portion provided on the movable body;
A rectilinear drive device comprising a guide portion that engages with the spherical portion and has a groove parallel to the drive shaft.
前記レンズ保持枠を光軸に沿って移動可能にする位置決め手段と、
前記レンズ保持枠を光軸に沿って移動させる駆動源と、
前記駆動軸に直交する平面で前記レンズ保持枠の回転を規制する回転規制手段とを備えたレンズ駆動装置において、
前記回転規制手段が、前記レンズ保持枠に設けられた球状部と、
該球状部に係合し、前記駆動軸と平行な溝を有する案内部とから構成されていることを特徴とするレンズ駆動装置。 A drive shaft for moving the lens holding frame for holding the lens straight;
Positioning means for moving the lens holding frame along the optical axis;
A drive source for moving the lens holding frame along the optical axis;
A lens driving device comprising: a rotation restricting means for restricting the rotation of the lens holding frame on a plane perpendicular to the drive shaft;
The rotation restricting means includes a spherical portion provided on the lens holding frame;
A lens driving device comprising a guide portion engaging with the spherical portion and having a groove parallel to the drive shaft.
前記位置決め手段は、
前記接触部と前記駆動軸を挟んで対向する位置に配置した押圧板と、
前記接触部と前記押圧板とを互いに引っ張り合う方向に付勢する付勢手段と、
から構成されていることを特徴とする請求項2に記載のレンズ駆動装置。 The lens holding frame has a contact portion in contact with the drive shaft,
The positioning means includes
A pressing plate disposed at a position facing the contact portion and the drive shaft;
A biasing means for biasing the contact portion and the pressing plate in a direction of pulling each other;
The lens driving device according to claim 2, comprising:
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006238830A JP2008058894A (en) | 2006-09-04 | 2006-09-04 | Linear driving device, lens driving device, and lens unit |
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