JP2008250190A - Lens drive device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、デジタルカメラなどに用いられるレンズ駆動装置に関するものである。 The present invention relates to a lens driving device used for a digital camera or the like.
デジタルカメラなどの携帯機器に搭載される撮像装置では、レンズを備えた移動レンズ体と、この移動レンズ体をレンズの光軸に沿って直線的に磁気駆動するためのレンズ駆動機構とを備えたレンズ駆動装置が用いられている。 An imaging apparatus mounted on a portable device such as a digital camera includes a moving lens body including a lens and a lens driving mechanism for linearly magnetically driving the moving lens body along the optical axis of the lens. A lens driving device is used.
このようなレンズ駆動装置としては、レンズ移動体と、レンズ移動体をレンズ光軸方向に移動可能に搭載された固定体とを備え、レンズ移動体に駆動マグネットが設けられ、固定体に駆動コイルと2個の磁性片(ヨーク)が設けられているものが提案されている(特許文献1参照)。
このようなレンズ駆動装置に対して機械式のシャッタ機構などを設ければ、デジタルカメラで撮像しようとした際の手ぶれを防止することができる。また、絞り機構などを設ければ、太陽光が強い場合でも品位の高い画像を撮影することができるなど、機能を高めることができる。 If such a lens driving device is provided with a mechanical shutter mechanism or the like, camera shake when attempting to capture an image with a digital camera can be prevented. In addition, if an aperture mechanism or the like is provided, the function can be enhanced such that a high-quality image can be taken even when sunlight is strong.
しかしながら、デジタルカメラなどにレンズ駆動装置とは別体のシャッタ機構や絞り機構を設けると、これらの装置をデジタルカメラ内に設けるための多大なスペースを必要とするため、デジタルカメラや携帯電話機が大型化してしまうという問題点がある。 However, if a digital camera or the like is provided with a shutter mechanism or a diaphragm mechanism that is separate from the lens driving device, a large space is required to install these devices in the digital camera. There is a problem of becoming.
以上の問題点に鑑みて、本発明の課題は、シャッタ機構や絞り機構などといった付属ユニットを付加しても光軸方向の寸法を必要最小限の寸法にとどめることのできるレンズ駆動装置を提供することにある。 In view of the above-described problems, an object of the present invention is to provide a lens driving device that can keep the dimension in the optical axis direction to a minimum necessary dimension even when an accessory unit such as a shutter mechanism or a diaphragm mechanism is added. There is.
上記課題を解決するため、本発明では、光軸方向に移動可能な移動レンズ体と、該移動レンズ体を光軸方向に駆動するレンズ駆動機構と、前記移動レンズ体および前記レンズ駆動機構が搭載された固定体とを有するレンズ駆動装置において、前記固定体には、前記レンズの光路上に出現した状態および当該光路から退避した状態に切り換えられる光学部材と、該光学部材を駆動する光学部材駆動機構とを備えた付属ユニットとが搭載され、前記光学部材駆動機構は、周方向にS極とN極とが交互に形成されたロータマグネットを備えたロータと、前記ロータマグネットの両端面を通り、当該ロータマグネットの外周側面に沿って軸線方向に延びるように巻回された駆動コイルとを備え、前記ロータの回転が前記光学部材に伝達されることを特徴とする。 In order to solve the above problems, the present invention includes a moving lens body that is movable in the optical axis direction, a lens driving mechanism that drives the moving lens body in the optical axis direction, the moving lens body, and the lens driving mechanism. In the lens driving device having the fixed member, the fixed member includes an optical member that is switched between a state of appearing on the optical path of the lens and a state of retracting from the optical path, and an optical member drive that drives the optical member. The optical member driving mechanism is provided with a rotor having a rotor magnet in which S poles and N poles are alternately formed in the circumferential direction, and both end faces of the rotor magnet. A drive coil wound so as to extend in the axial direction along the outer peripheral side surface of the rotor magnet, and the rotation of the rotor is transmitted to the optical member. To.
本発明において、「固定体に移動レンズ体が搭載されている」とは、移動レンズ体が光軸方向に移動可能に固定体に直接、搭載されている意味の他、移動レンズ体がレンズ駆動機構を介して固定体に搭載されている場合も含む意味である。 In the present invention, “the moving lens body is mounted on the fixed body” means that the moving lens body is mounted directly on the fixed body so as to be movable in the optical axis direction, and the moving lens body is driven by the lens. This also includes the case where it is mounted on a fixed body via a mechanism.
また、本発明において、「固定体にレンズ駆動機構や付属ユニットが搭載されている」とは、レンズ駆動機構や付属ユニットを構成する部材が固定体に直接、搭載されている場合の他、レンズ駆動機構や付属ユニットを構成する部材の一部が移動レンズ体あるいはレンズ駆動機構を介して固定体に搭載されている場合も含む意味である。 In the present invention, “the lens driving mechanism and the accessory unit are mounted on the fixed body” means that the lens driving mechanism and the member constituting the accessory unit are directly mounted on the fixed body, as well as the lens. This includes the case where a part of the members constituting the drive mechanism and the accessory unit is mounted on the fixed body via the moving lens body or the lens drive mechanism.
本発明では、シャッタ機構や絞り機構などといった付属ユニットが、移動レンズ体やレンズ駆動機構と同様、固定体に搭載されている。このため、付属ユニットをレンズ駆動装置と別体でデジタルカメラや携帯電話機に搭載する必要がないので、これらの機器の小型化を図ることができる。 In the present invention, accessory units such as a shutter mechanism and a diaphragm mechanism are mounted on the fixed body, like the moving lens body and the lens driving mechanism. For this reason, it is not necessary to mount the accessory unit on the digital camera or the mobile phone separately from the lens driving device, so that the size of these devices can be reduced.
本発明において、前記光学部材は、光軸と平行な軸線周りに回転可能な状態で前記固定体に直接、あるいは他の部材を介して支持されていることが好ましい。 In the present invention, it is preferable that the optical member is supported on the fixed body directly or via another member so as to be rotatable around an axis parallel to the optical axis.
本発明においては、例えば、前記光学部材として、シャッタ板、絞り板、色変換板、減光フィルタ板、赤外線フィルタ板、および紫外線フィルタ板から選ばれた少なくとも1つの光学部材を備えている構成を採用することができる。 In the present invention, for example, the optical member includes at least one optical member selected from a shutter plate, a diaphragm plate, a color conversion plate, a neutral density filter plate, an infrared filter plate, and an ultraviolet filter plate. Can be adopted.
本発明において、前記光学部材としてシャッタ板、絞り板、色変換板、減光フィルタ板、赤外線フィルタ板、および紫外線フィルタ板から選ばれた2つの光学部材を備えているとともに、前記光学部材駆動機構として、前記2つの光学部材のうちの一方の光学部材を駆動する第1の光学部材駆動機構と、他方の光学部材を駆動する第2の光学部品駆動機構とを備えている構成を採用してもよい。 In the present invention, the optical member includes two optical members selected from a shutter plate, a diaphragm plate, a color conversion plate, a neutral density filter plate, an infrared filter plate, and an ultraviolet filter plate, and the optical member driving mechanism. And adopting a configuration including a first optical member driving mechanism for driving one of the two optical members and a second optical component driving mechanism for driving the other optical member. Also good.
本発明において、前記ロータと前記光学部材とは、前記ロータの回転を前記光学部材に伝達する回転伝達機構を介して機構的に接続され、前記光学部材は、前記回転伝達機構を介して回転駆動される構成を採用することができる。 In the present invention, the rotor and the optical member are mechanically connected via a rotation transmission mechanism that transmits the rotation of the rotor to the optical member, and the optical member is rotationally driven via the rotation transmission mechanism. Can be adopted.
本発明において、前記光学部材は、前記ロータに直結されて回転駆動される構成を採用してもよい。 In the present invention, the optical member may be directly connected to the rotor and rotationally driven.
本発明において、前記付属ユニットは、前記移動レンズ体に対して被写体側に配置され、当該付属ユニットには、前記移動レンズ体が被写体側の至近距離位置側に移動した際、当該移動レンズ体の被写体側端部が入り込む空間を備えていることが好ましい。このように構成すると、移動レンズ体が至近距離位置に移動した際、移動レンズ体の先端部分は付属ユニットの空間内に入り込むため、移動レンズ体に対して被写体側に付属ユニットを配置した場合でも、レンズ駆動装置の光軸方向における寸法が短くて済む。 In the present invention, the accessory unit is disposed on the subject side with respect to the moving lens body, and when the moving lens body is moved to the closest distance position side on the subject side, the accessory unit includes the moving lens body. It is preferable to provide a space into which the subject side end enters. With this configuration, when the moving lens body is moved to a close range position, the distal end portion of the moving lens body enters the space of the attached unit, so even when the attached unit is arranged on the subject side with respect to the moving lens body. The dimension of the lens driving device in the optical axis direction can be short.
本発明において、前記レンズ駆動機構は、前記移動レンズ体の周りを囲むように配置された第1の磁気的手段と、前記移動レンズ体の側で前記第1の磁気的手段と磁気駆動機構を構成して前記光軸周りに回転する第2の磁気的手段と、該第2の磁気的手段の回転を前記移動レンズ体が前記光軸方向に沿って直動する力に変換する変換機構とを備えている構成を採用することができる。このように構成すると、接写撮影時のレンズ位置と通常撮影時のレンズ位置との間の所望の位置にレンズを位置決めすることができる。 In the present invention, the lens driving mechanism includes a first magnetic means disposed so as to surround the moving lens body, and the first magnetic means and the magnetic driving mechanism on the moving lens body side. A second magnetic means configured to rotate around the optical axis, and a conversion mechanism for converting the rotation of the second magnetic means into a force in which the movable lens body moves linearly along the optical axis direction; It is possible to adopt a configuration comprising If comprised in this way, a lens can be positioned in the desired position between the lens position at the time of close-up photography, and the lens position at the time of normal photography.
本発明において、前記レンズ駆動機構は、前記駆動コイルと、該駆動コイルに対して前記レンズの光軸方向と直交する方向の鎖交磁界を発生させる駆動マグネットとを備え、前記駆動マグネットおよび前記駆動コイルのうちのいずれか一方は前記移動レンズ体に固定されている一方、他方は前記固定体に固定されていることが好ましい。このように構成すると、接写撮影時のレンズ位置と通常撮影時のレンズ位置との間の所望の位置にレンズを位置決めすることができる。 In the present invention, the lens driving mechanism includes the driving coil and a driving magnet that generates a linkage magnetic field in a direction perpendicular to the optical axis direction of the lens with respect to the driving coil. It is preferable that either one of the coils is fixed to the moving lens body, and the other is fixed to the fixed body. If comprised in this way, a lens can be positioned in the desired position between the lens position at the time of close-up photography, and the lens position at the time of normal photography.
本発明では、シャッタ機構や絞り機構などといった付属ユニットが、移動レンズ体やレンズ駆動機構と同様、固定体に搭載されている。このため、付属ユニットをレンズ駆動装置と別体でデジタルカメラや携帯電話機に搭載する必要がないので、これらの機器の小型化を図ることができる。 In the present invention, accessory units such as a shutter mechanism and a diaphragm mechanism are mounted on the fixed body, like the moving lens body and the lens driving mechanism. For this reason, it is not necessary to mount the accessory unit on the digital camera or the mobile phone separately from the lens driving device, so that the size of these devices can be reduced.
以下に、図面を参照して、本発明を適用したレンズ駆動装置を説明する。 A lens driving device to which the present invention is applied will be described below with reference to the drawings.
[実施の形態1]
(全体構成)
図1は、本発明の実施の形態1に係るレンズ駆動装置の横断面図である。なお、本図面
において、要部を実線で示し、その他の構成部材を破線で示す。図2は本発明の実施の形態1に係るレンズ駆動装置を図1のX−X′線に沿って切断したときの断面図である。図3は、本発明の実施の形態1に係るレンズ駆動装置の分解斜視図である。
[Embodiment 1]
(overall structure)
FIG. 1 is a cross-sectional view of a lens driving device according to
図1、図2および図3に示すように、本形態のレンズ駆動装置1は、カメラ付き携帯電話などに搭載されており、3枚のレンズ2、3、4を光軸Lに沿って被写体に近づくA方向、および被写体とは反対側(像側)に近づくB方向の双方向に移動させるようになっている。具体的には、レンズ駆動装置1は、概ね、3枚のレンズ2、3、4をレンズ鏡筒11上に一体に保持した移動レンズ体10と、この移動レンズ体10を光軸Lに沿って移動させるレンズ駆動機構5と、レンズ駆動機構5および移動レンズ体10が搭載された固定体20とを有している。
As shown in FIGS. 1, 2, and 3, the
本形態において、固定体20は、ベース21およびカバー22によって構成されている。ベース21には、レンズ駆動機構5を構成するステータ50の他、CCD(撮像素子)などが搭載されている。また、被写体側には、ベース21に対してステータ50を挟むようにカバー22が配置され、このカバー22は、ネジ(図示せず)などによってベース21に固定され、かつ接着固定されている。
In this embodiment, the
レンズ駆動装置1には、詳しくは後述するように、光軸Lに中心点をもつ開口部Oを開閉する方向に回転可能な板状のシャッタ羽根100を備えた付属ユニット2000が設けられている。
As will be described in detail later, the
(レンズ駆動機構の構成)
レンズ駆動機構5は、ステータ50と回転体8とを利用して構成されている。ステータ50は、2つの環状の駆動コイル55を光軸L方向に積層しており、2つの駆動コイル55は各々、2枚の環状のヨーク51の間に挟まれた状態にある。この状態で、ステータ50は、スペーサ56を挟む下段側および上段側のいずれにおいても、2枚のヨーク51の極歯が周方向に交互に配置されている。なお、2つの駆動コイル55から計4本のコイル端末線が引き出され、これらのコイル端末線は各々、端子台(図示せず)上の端子に接続されている。なお、端子は6本あり、そのうちの1本をスペーサ56に接続し、アースとしている。
(Configuration of lens drive mechanism)
The
円筒状のステータ50の内側には、移動レンズ体10との間に円筒状の回転体8が同軸状に配置され、この回転体8は、円筒状の駆動マグネット60と、この駆動マグネット60が外周面に接着固定された円筒状の樹脂製のスリーブ70とを有している。駆動マグネット60の外周面には、S極とN極が周方向に交互に配列され、駆動マグネット60とステータ50とによって、ステッピングモータ構造の磁気駆動機構6が構成されている。
Inside the
スリーブ70は、軸線周り(光軸L)に回転可能な状態にあり、2つの駆動コイル55に適正なタイミングで給電すると、駆動マグネット60が受ける回転駆動力によって、回転体8は光軸L周りに回転する。
The
レンズ駆動装置1において、移動レンズ体10は、3枚のレンズ2、3、4と、これらのレンズ2、3、4を保持するレンズ鏡筒11とを備えており、この移動レンズ体10は、円筒状のスリーブ7の内側に同軸状に配置されている。スリーブ70の内周面には雌ネジ72が形成されている一方、移動レンズ体10においてレンズ鏡筒11の外周面には雄ネジ14が形成されており、雄ネジ14と雌ネジ72とは螺合している。
In the
図3に示すように、レンズ鏡筒11には外側に向けて突出する複数本の突起11aを光軸L方向に延びるように構成する一方、固定体20の側、例えば、カバー22には突起11aが嵌る凹部22aが形成されている。これらの突起11aおよび凹部22aによって、移動レンズ体10に雄ネジ14および雌ネジ72を介して回転体8の回転力が伝達されたときに移動レンズ体10の供回りを阻止する供回り阻止機構が構成されている。従って、回転体8が回転すると、移動レンズ体10は、供回りすることなく光軸Lに沿って直動することになる。このようにして、駆動マグネット60の回転によって移動レンズ体10を光軸Lに沿って移動させるための変換機構が構成されている。なお、レンズ鏡筒11とカバー22との間にバネ18が配置されており、このバネ18により、雄ネジ14および雌ネジ72との間のバックラッシュを防止するようになっている。供回り阻止機構を構成するにあたっては、移動レンズ体10に溝を形成し、固定部材20の方に突起を形成してもよい。
As shown in FIG. 3, the
(シャッタ羽根駆動装置の構成)
図1、図2および図3において、付属ユニット2000は、シャッタ体1600と、光学部材駆動機構150と、上面カバーとしての上地板1700とを備えている。移動シャッタ体1600は、開口部Oを開閉するシャッタ羽根100と、シャッタ羽根100が固定ピン1400によって回転自在に取り付けられている下地板1500とを備えている。ここで、上地板1700および下地板1500には、開口部Oと重なる位置に開口部1750、1550が形成されている。
(Configuration of shutter blade driving device)
1, 2, and 3, the
本形態において、下地板1500は、移動レンズ体10より被写体側において、固定体20のうち、カバー22に固定されている。下地板1500には、突起状のストッパ1900、1901が形成されており、これらストッパ1900、1901はシャッタ羽根100の回転範囲を規制するようになっている。
In this embodiment, the
ここで、シャッタ羽根100には、回転の支点となる支点孔101が形成され、この支点孔101には固定ピン1400が遊嵌され、固定ピン1400は下地板1500に形成された固定孔1501に固着されている。このような構成により、シャッタ羽根100は、その支点孔101を中心に回転自在で、かつ、径方向における位置規制がなされている。このようなストッパ1900、1901は、エンボス加工、もしくは切り起こし加工によって形成することができる。
Here, a
図2に示すように、下地板1500およびカバー22には、切り欠き部1502、225が形成されており、光学部材駆動機構150の一部が配置されるようになっている。シャッタ羽根100の後端には、光学部材駆動機構150に形成された連結部としての連結孔102が形成されている。この連結孔102は、長孔に形成され、光学部材駆動機構150を構成するレバー部1000に形成されたピン部1300に遊嵌されている。連結孔102は、切り欠き部1502より光学部材駆動機構150の方向へ突出しており、ピン部1300と係合可能となっている。
As shown in FIG. 2, the
なお、ピン部1300をレバー部1000に形成したが、シャッタ羽根100にピン部を形成し、レバー部1000側に連結孔や切り欠き部を設ける構成を採用してもよい。また、連結孔102の代わりに、一端を開放した切り欠き長孔とする構成にしてもよい。
In addition, although the
光学部材駆動機構150は、ステータ500とロータ80とを備えており、ロータ80は、軸160と、軸160に取り付けられた円筒状のロータマグネット170と、軸160から延びたレバー部1000と、このレバー部1000の先端側に形成された突出部としてのピン部1300とを備えている。軸160は、両端部が各々、ロータマグネット170の両端面から突出しており、これらの突出部分は各々、図2において上側、下側に配置された上軸受1100および下軸受1150によって回転自在に支持されている。
The optical
ステータ500は、ヨーク1200と、ヨーク1200の内側に配置された環状の駆動コイル550を備えており、駆動コイル550は、上軸受1100および下軸受1150から軸線方向の外側を通り、軸160と平行な方向に巻回されている。このため、駆動コイル550は、ロータマグネット170の両端面を通り、ロータマグネット170の外周側面に沿って軸線方向に延びるように巻回された状態にある。
The
ロータマグネット170は、図1に示すように、円周方向に二極着磁されており、分極面、すなわち、S極とN極の中性面は軸160の軸芯とレバー部1000の長さ方向に沿っている。このようなロータマグネット170とステータ500とでモータが構成されており、レバー部1000は軸160の中心軸線L′周りに回転する。従って、駆動コイル550に給電すると、フレミングの法則に従い、固定された駆動コイル550に対してロータマグネット170が回転し、ロータ80が回転する。
As shown in FIG. 1, the
ここで、ヨーク1200は一部が切り欠かれており、レバー部1000は、この切り欠きの両端部の間から突出している。このため、ロータ80の回転によって、レバー部1000が揺動すると、レバー部1000の回転力(ロータマグネット170の回転力)がシャッタ羽根100に伝達され、シャッタ羽根100が開口部Oを開閉する方向に回転する。なお、ヨーク1200の両端部は、シャッタ羽根100の回転角度を規制する第2のストッパ1201、1202として用いられており、かかるストッパ1201、1202は、切り起こし加工によって形成してもよい。
Here, a part of the
本形態において、図1に示すように、ヨーク1200は、ほぼ正方形の平面形状を有しており、各辺のほぼ中央には、内側に向かって突出する突部1203、1204が形成されている。このため、突部1203が形成されている領域では、ヨーク1200とロータマグネット170との距離が狭まるため、ロータマグネット170と突部1203とは磁気吸引力で両者が引き合うようになっている。
In this embodiment, as shown in FIG. 1, the
なお、本実施の形態では、突部1203の位置は、シャッタ羽根100がストッパ1900に位置規制されている位置よりも、径方向外側となっている。すなわち、シャッタ羽根100がストッパ1900に当接した位置よりもさらに、シャッタ羽根100がストッパ1900を押すような力が働くように形成されている。このため、磁気吸引力に加えて、シャッタ羽根100がストッパ1900を押す力が働くので、より安定して支持されるようになっている。
In the present embodiment, the position of the
同様に、突部1204も、ヨーク1200の内周側に突出しており、ヨーク1200内に配置されているロータマグネット170との距離が狭まるため、ロータマグネット170と突部1204とは磁気吸引力によって両者が引き合うようになっている。さらに、突部1204の位置は、シャッタ羽根100がストッパ1901に位置規制されている位置よりも、径方向外側となっている。すなわち、シャッタ羽根100がストッパ1901に当接した位置よりもさらに、シャッタ羽根100がストッパ1901を押すような力が働くように形成されている。このため、磁気吸引力に加えて、シャッタ羽根100がストッパ1901を押す力が働くので、より安定して支持されるようになっている。
Similarly, the
(レンズ駆動動作)
このように構成したレンズ駆動装置1において、2つの駆動コイル55に通電すると、回転体8が時計周り(CW)あるいは反時計周り(CCW)に回転する。このため、スリーブ70の雌ネジ72、移動レンズ体10の雄ネジ14、および供回り阻止機構により、移動レンズ体10を被写体に近づけるA方向、あるいは移動レンズ体10を被写体から遠ざかるB方向に移動する。それ故、例えば、図2に示すように、移動レンズ体10が被写体の方に移動すると、レンズ鏡筒11の上面11bは、一点鎖線L11bで示す位置に移動する。ここで、下地板1500には開口部1550(凹部)が形成されており、レンズ鏡筒11の上面11b(移動レンズ体10の先端部)は、下地板1500の開口部1550に入り込むので、干渉することがない。
(Lens drive operation)
In the
(シャッタ羽根駆動動作)
次に、シャッタ羽根100の回転時の動作を、図1、図4(A)、(B)を参照して説明する。図4(A)、(B)には、図1に示すように、シャッタ羽根100が開口部Oを閉じている状態から、順次、開放していく様子を示してある。図1に示す状態で、シャッタ羽根100は、その基部が第1のストッパ1901に当接し、位置決めされた状態にある。また、光学部材駆動機構150を構成するロータマグネット170とヨーク1200との吸着力により、シャッタ羽根100の回転力を伝達するレバー部1000は、このヨーク1200に形成された突部1203に磁気的作用によって吸引される。このため、シャッタ羽根100は第1のストッパ1901に押し付けられて停止するので、停止位置が安定する。すなわち、図1に示す状態では、光学部材駆動機構150を構成する駆動コイル550に電流を流す必要がないので、省電力化が図られる。
(Shutter blade drive operation)
Next, the operation at the time of rotation of the
この状態で、光学部材駆動機構150の駆動コイル550に電流を流すと、シャッタ羽根100が回転し、その回転方向は、駆動コイル550に流す電流の方向により制御される。すなわち、駆動コイル550に電流を流すと、フレミングの左手の法則により、ロータマグネット170が図示反時計(CCW)方向に回転にする。これにより、ロータマグネット170の回転に伴って、ピン部1300も反時計(CCW)方向に回転し、かかるピン部1300の移動により、シャッタ羽根100は支点(固定ピン1400)を中心に時計(CW)方向に回転する。その結果、図4(A)に示すように、開口部Oからシャッタ羽根100が略半分移動し、開口部Oが略半分開放された状態となり、さらに、図4(B)に示すように、開口部Oからシャッタ羽根100が完全に移動した状態となる。この状態で、シャッタ羽根100は、基部が第1のストッパ1900に当接し、位置決めされた状態となる。この状態で、光学部材駆動機構150を構成するロータマグネット170とヨーク1200との吸着力により、シャッタ羽根100の回転力を伝達するレバー部1000は、このヨーク1200に形成された突部1204に磁気的作用によって吸引される。このため、シャッタ羽根100は第一のストッパ1900に押し付けられて停止するので、安定する。それ故、図4(B)に示す状態では、光学部材駆動機構150を構成する駆動コイル550に電流を流す必要がないので、省電力化が図られる。
In this state, when a current is passed through the
(本形態の主な効果)
以上説明したように、本形態のレンズ駆動装置では、付属ユニット2000が、移動レンズ体10やレンズ駆動機構5と同様、固定体20に搭載されている。このため、付属ユニット2000をレンズ駆動装置1と別体でデジタルカメラや携帯電話機に搭載する必要がないので、これらの機器の小型化を図ることができる。
(Main effects of this form)
As described above, in the lens driving device of the present embodiment, the
また、下地板1500には開口部1550(凹部)が形成されており、レンズ鏡筒11の上面11b(移動レンズ体10の先端部)は、下地板1500の開口部1550に入り込むので、被写体側に付属ユニット2000を配置しても、干渉することがない。
In addition, an opening 1550 (concave portion) is formed in the
また、本形態では、シャッタ羽根100が、ストッパ1900、1901に当接した場合、光学部材駆動機構150を構成するロータマグネット170と磁性材からなるヨーク1200に形成された突部1203、1204との磁気的な吸引力により、シャッタ羽根100を停止位置に保持することができる。このため、光学部材駆動機構150を構成する駆動コイル550への通電を絶った場合でも、シャッタ羽根100の位置はその磁気的作用によって保持することができ、省電力化が可能となる。
In this embodiment, when the
また、レンズ駆動装置1において、シャッタ羽根100の位置規制は、ヨーク1200に形成された第2のストッパ1201、1202によっても行うことができる。ここで、第2のストッパ1201、1202は、光学部材駆動機構150を構成するヨーク1200に形成されている。すなわち、磁性体からなるヨーク1200に切り欠き部を形成し、シャッタ羽根100の回転範囲をその切り欠き部の両端部をストッパ1201、1202として機能させ、シャッタ羽根100の回転範囲を規制する。このため、構成が簡素化できるため、小型化が可能になるとともに、生産コストが削減できる。
In the
また、第2のストッパ1201、1202においても、第1のストッパ1900、1901と同様に、駆動コイル550への通電を絶った場合でも、シャッタ羽根100の位置は、光学部材駆動機構150を構成するロータマグネット170と突部1203、1204とのその磁気的吸引力によって停止位置を保持することができ、省電力化が可能となる。
Further, in the
[実施の形態2]
図5は、本発明の実施の形態2に係るレンズ駆動装置の縦断面図である。図6は、本発明の実施の形態2に係るレンズ駆動装置の分解斜視図である。図7は、本発明の実施の形態2に係るレンズ駆動装置に用いた板バネの平面図である。
[Embodiment 2]
FIG. 5 is a longitudinal sectional view of a lens driving device according to
上記の実施の形態1では、レンズ駆動機構5にステッピングモータ構造を採用したが、図5に示すように、駆動マグネットおよび駆動コイルのうちの一方を移動レンズ体に固定し、他方を固定体に固定した構造を採用してもよい。例えば、図5および図6に示すレンズ駆動装置1において、固定体20は、ベース21と、カバー22と、ベース21とカバー22との間に保持された円筒状のヨーク16とを備えている。なお、本形態でも、シャッタ羽根100を備えた付属ユニット2000が構成されているが、かかる付属ユニット2000の構成は、実施の形態1と同様であるため、説明を省略する。
In the first embodiment, the
本形態において、レンズ駆動機構5では、ヨーク16の内周面にリング状の駆動マグネット17が固着され、駆動マグネット17は、ヨーク16の内周面から内側に突出している。また、移動レンズ体10は、3枚のレンズ2、3、4と、これらのレンズ2、3、4を保持するレンズ鏡筒11と、レンズ鏡筒11が内側に固定されたスリーブ15とを備えており、スリーブ15の外周において、被写体側(前側)にはリング状の第1の駆動コイル141が固着され、撮像素子側(後側)にはリング状の第2の駆動コイル142が固着されている。ここで、第1の駆動コイル141は、スリーブ15の外周側において駆動マグネット17よりも前側に位置し、第2の駆動コイル142は、スリーブ15の外周側において駆動マグネット17よりも後側に位置している。このため、光軸Lの方向において第1の駆動コイル141と第2の駆動コイル142との間に駆動マグネット17が介在している。従って、第1の駆動コイル141の後端面と駆動マグネット17の前端面とが対向し、第2の駆動コイル142の前端面と駆動マグネット17の後端面とが対向している。なお、スリーブ15に固着された第1の駆動コイル141および第2の駆動コイル142は、移動レンズ体20とともに、ヨーク16に対して光軸Lの方向に相対移動が可能となっている。
In this embodiment, in the
このように構成したレンズ駆動装置1において、駆動マグネット17は、光軸Lの方向と直交する方向に着磁されており、駆動マグネット17のN極から出た磁束は、例えば、スリーブ15、第1の駆動コイル141、ヨーク16を通過して、再び駆動マグネット17に戻ってくる。また、駆動マグネット17のN極から出た磁束は、例えば、スリーブ15、第2の駆動コイル142、ヨーク16を通過して、再び駆動マグネット17に戻ってくる。従って、第1の駆動コイル141、第2の駆動コイル142、ヨーク16、スリーブ15といった部材によって磁気回路(磁路)が形成されることになる。このため、スリーブ15の材料としては、磁性材料を用いることが好ましい。なお、スリーブ15については、磁気回路(磁路)を構成する材料から除くことも可能である。
In the
第1の駆動コイル141と第2の駆動コイル142の対向面間距離は、駆動マグネット17の光軸Lの方向の厚さよりも大きく、駆動マグネット17と第1の駆動コイル141との間、および駆動マグネット17と第2の駆動コイル142との間には光軸Lの方向で間隙があり、この間隙の範囲内で、移動レンズ体10が光軸Lの方向に移動することができる。
The distance between the opposing surfaces of the
また、ヨーク16は、光軸Lの方向の長さが、第1の駆動コイル141と第2の駆動コイル142の対向面間距離よりも長くなるように形成されている。このため、駆動マグネット17と第1の駆動コイル141との間に構成される磁路、および駆動マグネット17と第2の駆動コイル142との間に構成される磁路からの漏れ磁束を少なくすることができ、スリーブ15の移動量と、第1の駆動コイル141および第2の駆動コイル142に流す電流との間のリニアリティを向上させることができる。
The
また、本形態のレンズ駆動装置1において、レンズ駆動機構5には、図5、図6および図7に示すように、スリーブ15の移動を規制する第1の板バネ131および第2の板バネ132(規制手段)が設けられており、これらの第1、第2の板バネ131、132は、カバー22とヨーク16との間、およびベース19とヨーク16との間に保持されている。これらの第1、第2の板バネ131、132のうち、第2の板バネ132は、図7に示すように、ベース21に形成された回転防止溝21aと係合している。これにより、第2の板バネ132の回転が阻止されている。
In the
第2の板バネ132は、電流を流す金属製のバネであって、最も内側の円周部分132aにスリーブ15の後端が載置されるようになっている。また、円周部分132aには、第2の駆動コイル142を通電するための端子132bが3箇所形成されており、端子132bを通じて第2の駆動コイル142に電流を供給することができる。
The
なお、詳細な説明は省略するが、第1の板バネ131についても第2の板バネ132と同様に、第1の駆動コイル141を通電するための端子が形成されており、その端子を通じて第1の駆動コイル141に電流を流すことができる。これにより、第1の板バネ131および第2の板バネ132を、第1の駆動コイル141および第2の駆動コイル142の通電用配線として機能させることができ、ひいてはレンズ駆動装置1の電気回路構成(回路配線)を容易にし、レンズ駆動装置1全体の小型化を図ることができる。
Although a detailed description is omitted, the
再び図5において、本形態では、スリーブ15の外周面には、第1の駆動コイル141および第2の駆動コイル142の通電用配線140を設けている。これにより、第1の駆動コイル141に流れる電流と第2の駆動コイル142に流れる電流とを等しくすることができ、電流制御が容易となる。
Referring again to FIG. 5, in this embodiment, a current-carrying
このような構成のレンズ駆動装置1において、第1、第2の駆動コイル141、142に同方向の電流を流すと、第1、第2の駆動コイル141、142は、それぞれ上向き(前側)の電磁力を受けることになる。これにより、第1、第2の駆動コイル141、142が固着されたスリーブ15は、被写体側(前側)に移動し始めることになる。なお、本実施形態では、上述したように、スリーブ15に通電用配線140を設けており、第1、第2の駆動コイル141、142に流れる電流とを等しくしているので、第1、第2の駆動コイル141、142には、ほぼ等しい電磁力が働くことになる。また、レンズ駆動装置1の大きさは大変小さいため(例えば、外径略10mm×高さ略5mm)、第1の駆動コイル141を通過する磁束と第2の駆動コイル142を通過する磁束とは、ほぼ等しいものと考える。
In the
このとき、第1の板バネ131とスリーブ15の前端との間、および第2の板バネ132とスリーブ15の後端との間には、それぞれスリーブ15の移動を規制する弾性力が発生する。このため、スリーブ15を前側に移動させようとする電磁力と、スリーブ15の移動を規制する弾性力とが釣り合ったとき、スリーブ15は停止する。このようにして、第1の駆動コイル141および第2の駆動コイル142に流す電流量と、第1の板バネ131および第2の板バネ132によってスリーブ15に働く弾性力とを調整することで、スリーブ15(移動レンズ体10)を所望の位置に停止させることができる。
At this time, elastic forces that restrict the movement of the
また、本実施形態では、弾性力(応力)と変位量(歪み量)との間に線形関係が成立する第1、第2の板バネ131、板バネ132を用いていることから、スリーブ15の移動量と第1、第2の駆動コイル141、142に流す電流との間のリニアリティを向上させることができる。また、第1、第2の板バネ131、132という2個の弾性部材を用いていることから、スリーブ15が停止したときに光軸Lの方向に大きな釣り合いの力が加わることになり、光軸Lの方向に遠心力等の他の力が働いたとしても、より安定にスリーブ15を停止させることができる。さらに、レンズ駆動装置1では、スリーブ15を停止させるのに、衝突材(緩衝材)等に衝突させて停止させるのではなく、電磁力と弾性力との釣り合いを利用して停止させることとしているので、衝突音の発生を防ぐことも可能である。
In the present embodiment, since the first and
なお、本形態では、板バネを用いたが、コイルバネを用いてもよい。また、上記形態では、駆動コイルを2つ用いたが、駆動コイルを1つ用いてもよい。逆に、1つの駆動コイルに2つの駆動マグネットを用いてもよい。 In this embodiment, a leaf spring is used, but a coil spring may be used. Moreover, in the said form, although two drive coils were used, you may use one drive coil. Conversely, two drive magnets may be used for one drive coil.
さらに、上記形態では、駆動用マグネットと駆動コイルとを光軸L方向で対向させたが、駆動用コイルをスリーブ15の外周側に固定し、駆動用マグネットを駆動用コイルに対して外周側で対向するようにヨーク16に固定してもよい。また、上記形態では、駆動コイルおよび駆動用マグネットを環状に構成したが、駆動用コイルをスリーブ15の周りに巻回する一方、駆動用コイルの外周側に対して、複数の駆動用マグネットを周方向で離間する位置に配置してもよい。さらに、駆動用コイルに対して光軸と直交する方向に鎖交磁界を発生可能であれば、駆動用マグネットについては、軸線方向で着磁した構成、および半径方向で内外着磁した構成のいずれを採用してもよい。さらに、スリーブ15には、駆動用マグネットおよび駆動コイルのうち、駆動マグネットの方を固定してもよい。
Furthermore, in the above embodiment, the driving magnet and the driving coil are opposed to each other in the direction of the optical axis L. However, the driving coil is fixed to the outer peripheral side of the
[実施の形態3]
図8は、本発明の実施の形態3に係るレンズ駆動装置の縦断面図である。上記形態では、下地板1500が固定体20に固定された構成を採用したが、図8に示すように、下地板1500を移動レンズ体10の上面に固定し、かつ、下地板1500上にシャッタ羽根100が保持されている構成を採用してもよい。このように構成すると、移動レンズ体10が被写体側に移動すると、下地板1500およびシャッタ羽根100も、一点鎖線L1500、L100で示すように、被写体側に移動する。ここで、ピン部1300は、光軸L方向に長く設けられており、そのため、シャッタ羽根100が光軸L方向に沿って移動しても駆動力がシャッタ羽根100に伝達可能である。すなわち、ピン部1300の光軸L方向における長さは、シャッタ羽根100の光軸L方向の移動距離よりも長くなるよう形成されており、被写体に近づくA方向に最も移動した場合でも抜けないように構成されている。その他の構成は、実施の形態1、2と同等であるため、説明を省略する。
[Embodiment 3]
FIG. 8 is a longitudinal sectional view of a lens driving device according to
本実施のレンズ駆動装置1には、移動レンズ体10には光学部材としてのシャッタ羽根100が取り付けられているが、ピン部1300は、光軸L方向に長いため、シャッタ羽根100が光軸L方向に沿って移動しても駆動力がシャッタ羽根100に伝達可能である。従って、シャッタ羽根100については、移動レンズ体10に備えられているレンズ2、3、4からの一定の画角に対応する大きさでよい。しかも、レンズ2、3、4とシャッタ羽根100との距離とは一定であるので、シャッタ羽根100については、光を遮蔽するに必要最小限の大きさでよい。このため、画角の変化にあわせてシャッタ羽根100の遮蔽面積を大きくすることもないので、シャッタ羽根100で発生するイナーシャ(慣性)を小さくできる。それ故、シャッタ羽根100の動作速度を向上することができるとともに、シャッタ羽根100の動作速度を高めた場合でも、省電力化することができる。
In the
また、レンズ駆動装置1において、実施の形態1を参照して説明した第1のストッパ1900、1901が、シャッタ羽根100と一体に移動する下地板1500に形成されているため、下地板1500(移動レンズ体10)が光軸L方向に移動する場合でも、第1のストッパ1900、1901がシャッタ羽根100の回転範囲を確実に規制することができる。さらに、下地板1500(移動レンズ体10)に、シャッタ羽根100とともに、第一のストッパ1900、1901を設けたので、構成が簡素化できるため、小型化が可能になるとともに、生産コストが削減できる。
In the
[実施の形態4]
上記実施の形態1〜3では、光学部材をシャッタ羽根100としたが、減光フィルタ(NDフィルタ(図示せず))とすることもできる。なお、NDフィルタは、周知のものであり、色にほとんど影響せず光量だけを落とすことができるフィルタである。
[Embodiment 4]
In the first to third embodiments, the optical member is the
[実施の形態5]
図9(A)、(B)は、本発明の実施の形態4に係るレンズ駆動装置に構成した付属ユニットの平面図および縦断面図である。図9(A)、(B)に示すように、レンズ駆動装置1に対して、光学部材を複数配置してもよい。例えば、シャッタ羽根100およびNDフィルタ900を各々、支点孔101および固定ピン1400を中心に回転可能に設ける。また、シャッタ羽根駆動装置のレバー部1000に形成したピン部1300をシャッタ羽根100の連結孔102に嵌め、NDフィルタ駆動装置のレバー部1000に形成したピン部1300をNDフィルタ900の連結孔102に嵌めればよい。また、例えば、図9(B)に示すように、3枚の地板、すなわち、上地板910、中地板920および下地板930が積層するように配置し、下地板930と中地板920の間にはシャッタ羽根100を配置し、中地板920と上地板930の間にはNDフィルタ900を配置する。この場合にも、図9(A)に示すように、下地板930には第1のストッパ950、951を形成し、シャッタ羽根100の回転範囲を規制することが好ましく、中地板920には第1のストッパ941、942を形成し、NDフィルタ900の回転範囲を規制することが好ましい。
[Embodiment 5]
FIGS. 9A and 9B are a plan view and a longitudinal sectional view of an accessory unit configured in the lens driving device according to
このように構成した場合、絞り羽根に代えて、レンズ設計に影響を受けないように、NDフィルタ900を中地板920と上地板910との間に取り付けて光量を調節することができる。さらに、NDフィルタ900とレンズ2、3、4との距離は変化しないので、NDフィルタ表面に焦点を結ぶようなこともなく、そのため、NDフィルタ900表面に付着したゴミや、傷が写しだされてしまい、画像が劣化することもない。また、レンズ駆動装置の用途に合わせ、シャッタ羽根100のみ、あるいはNDフィルタ900のみを設けることができるため、軽量化が可能となる。一方で屋内外での高輝度撮影用に、シャッタ羽根100とともに、NDフィルタ900を設けて所望の高画質の映像を得ることも可能である。
When configured in this manner, the light quantity can be adjusted by attaching the
[その他の実施の形態]
上記形態では、ロータの回転をレバー機構を介してシャッタ羽根などの光学部材に伝達したが、例えば、一対のロータに糸を螺旋状に巻きつける一方、この糸を光学部材の回転中心軸にも螺旋状に巻きつけ、ロータの回転により糸を引っ張ることにより、光学部材を回転させてもよい。また、ロータの回転をカム機構を介してシャッタ羽根などの光学部材に伝達してもよい。
[Other embodiments]
In the above embodiment, the rotation of the rotor is transmitted to an optical member such as a shutter blade via a lever mechanism. For example, while a thread is spirally wound around a pair of rotors, this thread is also applied to the rotation center axis of the optical member. The optical member may be rotated by winding it spirally and pulling the yarn by rotating the rotor. Further, the rotation of the rotor may be transmitted to an optical member such as a shutter blade via a cam mechanism.
さらには、ロータにシャッタ羽根などの光学部材を直結して、光学部材を回転させてもよい。 Furthermore, an optical member such as a shutter blade may be directly connected to the rotor, and the optical member may be rotated.
また、光学部材を複数設ける場合、その組み合わせは、シャッタ羽根とNDフィルタとの組み合わせ以外でもよい。例えば、シャッタ羽根100を2枚設け、同時に開口部に対して開閉動作させることも可能である。この場合、1枚あたりのシャッタ羽根の移動距離が短くなりイナーシャも小さいため、より高速での開口部の開閉動作が可能になる。また、さらに2枚のシャッタ羽根に、NDフィルタを組み合わせてもよい。さらに、光学部材として、NDフィルタ900の代わりに絞り羽根であってもよく、シャッタ羽根、NDフィルタとの組み合わせてもよい。絞り羽根を取り付けると、露出開口部の口径を変化させて光量を調節することができる。絞り羽根の光軸上の配置位置がレンズ設計で決められるため自由度が少ないが、本実施の形態であれば、開口部と絞り羽根との間隔は変更することなく、所定の間隔で配置でき、小型化できる。
Further, when a plurality of optical members are provided, the combination may be other than the combination of the shutter blade and the ND filter. For example, it is possible to provide two
さらに、光学部材は、シャッタ板、減光フィルタ板(NDフィルタ板)以外に、絞り板、適当な色変換をする色変換板、赤外線をカットする赤外線フィルタ板、および紫外線をカットする紫外線フィルタ板等を用いてもよい。 In addition to the shutter plate and the neutral density filter plate (ND filter plate), the optical member includes a diaphragm plate, a color conversion plate for appropriate color conversion, an infrared filter plate for cutting infrared rays, and an ultraviolet filter plate for cutting ultraviolet rays. Etc. may be used.
1 レンズ駆動装置
2、3、4 レンズ
5 レンズ駆動機構
10 移動レンズ体
11 レンズ鏡筒
20 固定体
21 ベース
22 カバー
80 ロータ
100 シャッタ羽根(板状の光学部材)
150 光学部材駆動機構
170 ロータマグネット
500 ステータ
1000 レバー部
2000 付属ユニット
DESCRIPTION OF
150 Optical
Claims (9)
前記固定体には、前記レンズの光路上に出現した状態および当該光路から退避した状態に切り換えられる板状の光学部材と、該光学部材を駆動する光学部材駆動機構とを備えた付属ユニットが搭載され、
前記光学部材駆動機構は、周方向にS極とN極とが交互に形成されたロータマグネットを備えたロータと、前記ロータマグネットの両端面を通り、当該ロータマグネットの外周側面に沿って軸線方向に延びるように巻回された駆動コイルとを備え、前記ロータの回転が前記光学部材に伝達されることを特徴とするレンズ駆動装置。 In a lens driving device having a moving lens body movable in the optical axis direction, a lens driving mechanism for driving the moving lens body in the optical axis direction, and a fixed body on which the moving lens body and the lens driving mechanism are mounted. ,
The fixed body is equipped with an accessory unit including a plate-like optical member that can be switched between a state that appears on the optical path of the lens and a state that it is retracted from the optical path, and an optical member drive mechanism that drives the optical member. And
The optical member driving mechanism includes a rotor including a rotor magnet in which S poles and N poles are alternately formed in a circumferential direction, and passes through both end faces of the rotor magnet, along an outer circumferential side surface of the rotor magnet, in an axial direction. And a driving coil wound so as to extend to the lens, and the rotation of the rotor is transmitted to the optical member.
前記光学部材として、シャッタ板、絞り板、色変換板、減光フィルタ板、赤外線フィルタ板、および紫外線フィルタ板から選ばれた少なくとも1つの光学部材を備えていることを特徴とするレンズ駆動装置。 In claim 1 or 2,
A lens driving device comprising at least one optical member selected from a shutter plate, a diaphragm plate, a color conversion plate, a neutral density filter plate, an infrared filter plate, and an ultraviolet filter plate as the optical member.
前記光学部材としてシャッタ板、絞り板、色変換板、減光フィルタ板、赤外線フィルタ板、および紫外線フィルタ板から選ばれた2つの光学部材を備えているとともに、
前記光学部材駆動機構として、前記2つの光学部材のうちの一方の光学部材を駆動する第1の光学部材駆動機構と、他方の光学部材を駆動する第2の光学部品駆動機構とを備えていることを特徴とするレンズ駆動装置。 In claim 1 or 2,
The optical member includes two optical members selected from a shutter plate, a diaphragm plate, a color conversion plate, a neutral density filter plate, an infrared filter plate, and an ultraviolet filter plate,
The optical member drive mechanism includes a first optical member drive mechanism that drives one of the two optical members, and a second optical component drive mechanism that drives the other optical member. A lens driving device.
前記ロータと前記光学部材とは、前記ロータの回転を前記光学部材に伝達する回転伝達機構を介して機構的に接続され、
前記光学部材は、前記回転伝達機構を介して回転駆動されることを特徴とするレンズ駆動装置。 In any of claims 1 to 4,
The rotor and the optical member are mechanically connected via a rotation transmission mechanism that transmits the rotation of the rotor to the optical member;
The lens driving device, wherein the optical member is rotationally driven via the rotation transmission mechanism.
前記光学部材は、前記ロータに直結されて回転駆動されることを特徴とするレンズ駆動装置。 In any of claims 1 to 4,
The lens driving device according to claim 1, wherein the optical member is directly connected to the rotor and rotationally driven.
前記付属ユニットは、前記移動レンズ体に対して被写体側に配置され、
当該付属ユニットには、前記移動レンズ体が被写体側の至近距離位置側に移動した際、当該移動レンズ体の被写体側端部が入り込む空間を備えていることを特徴とするレンズ駆動装置。 In any one of Claims 1 thru | or 6.
The accessory unit is disposed on the subject side with respect to the moving lens body,
The lens driving device according to claim 1, wherein the accessory unit includes a space into which an object side end of the moving lens body enters when the moving lens body moves to a close distance position side on the object side.
前記レンズ駆動機構は、前記移動レンズ体の周りを囲むように配置された第1の磁気的手段と、前記移動レンズ体の側で前記第1の磁気的手段と磁気駆動機構を構成して前記光軸周りに回転する第2の磁気的手段と、該第2の磁気的手段の回転を前記移動レンズ体が前記光軸方向に沿って直動する力に変換する変換機構とを備えていることを特徴とするレンズ駆動装置。 In any one of Claims 1 thru | or 7,
The lens driving mechanism includes a first magnetic means disposed so as to surround the moving lens body, and the first magnetic means and the magnetic driving mechanism on the moving lens body side. A second magnetic means for rotating around the optical axis; and a conversion mechanism for converting the rotation of the second magnetic means into a force for the moving lens body to move linearly along the optical axis direction. A lens driving device.
前記レンズ駆動機構は、前記駆動コイルと、該駆動コイルに対して前記レンズの光軸方向と直交する方向の鎖交磁界を発生させる駆動マグネットとを備え、
前記駆動マグネットおよび前記駆動コイルのうちのいずれか一方は前記移動レンズ体に固定されている一方、他方は前記固定体に固定されていることを特徴とするレンズ駆動装置。 In any one of Claims 1 thru | or 7,
The lens drive mechanism includes the drive coil and a drive magnet that generates an interlinkage magnetic field in a direction perpendicular to the optical axis direction of the lens with respect to the drive coil.
One of the drive magnet and the drive coil is fixed to the moving lens body, and the other is fixed to the fixed body.
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