JP2009258299A - 傾斜型変位拡大機構を用いたレンズアクチュエータ - Google Patents

Abstract

【課題】
他の部品に関して搭載する空間を制限することなく、厚み方向の寸法を薄く設定することが可能なレンズアクチュエータを提供する。
【解決手段】
伸縮部材の変位を梃子型の変位拡大機構を用いて拡大した後、伸縮方向の変位を変位拡大機構端部に設けた撓み部によって伸縮方向と直交する方向の変位に変換し、さらに切り欠き部を有するレンズホルダによって撓み部の変位を光軸方向の変位に変換することで、光軸方向のレンズ駆動を可能にする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、携帯デバイスに搭載されるカメラのレンズアクチュエータに関する。

現在、携帯電話を始めとする移動体通信機器には撮影機能を搭載したものがあり、焦点調節機能だけではなく、光学ズーム機能を搭載したものも一部で用いられている。

上述したカメラのレンズアクチュエータには、ズーム機能を用いた際にズーム用のレンズと連動して焦点の調節を随時行うズーム用の焦点調節機構が搭載されており、ズームレンズの位置に応じて焦点レンズの位置を設定するような構造を有している。

上述したレンズアクチュエータのうち、焦点用のレンズとズーム用のレンズとをそれぞれ独立して駆動させるものがあり、代表的なものとして特開平１１−２３１１９７（以下特許文献１として記載）が出願され、後に公開されている。

前記特許文献１では、レンズの原点位置に関してレンズ側に設けた係止部と、レンズ駆動時にガイドとなる基台側に設けたストッパとの寸法公差に依存する構造を用いており、組み立て時に光軸方向のずれが生じにくいという利点を有している。

上記利点に加えて、前記特許文献１に記載のレンズアクチュエータは、原点位置に関して係止部とストッパとの当接位置によって検出する為、調整作業を行うことなく、レンズの原点位置を予め設定された寸法公差域に納めることをも可能な構造となっている。

また、上記特許文献１とは別に、回転鏡筒に設けたガイド溝によってズーム駆動時に二つのレンズを連動させるレンズアクチュエータが特許第３８３４０３２（以下特許文献２として記載）として出願され、後に登録されており、単一の駆動機構でズームレンズの位置に合わせた焦点レンズの移動を可能としている。

特開平１１−２３１１９７ 特許第３８３４０３２

しかしながら、上記特許文献１に記載のレンズアクチュエータはズームレンズのガイドとなる基台の長さがズームレンズの移動距離に依存する為、光軸方向の寸法を小さく設定することが難しいという問題点がある。

同様に、上記特許文献２に記載のレンズ鏡筒を用いてズームレンズと焦点レンズを連動させるレンズアクチュエータではその構造上、鏡筒の長さがズームレンズの移動距離に依存する為にレンズアクチュエータ全体の小型化が難しいという問題点がある。

本発明では上記問題点に鑑み、携帯電話機に代表される各種携帯デバイスの筐体内に搭載する際に、他の部品に関して搭載する空間を制限することなく、厚み方向の寸法を薄く設定することが可能なレンズアクチュエータを提供することを目的としている。

上記問題点を解決するため、請求項１に記載の発明では光軸に対して直交する方向に変形する撓み部の撓み量を、伸縮部材端部を力点、支持部端部を支点、撓み部端部を作用点とした変位拡大機構によって変化させ、更に斜め方向の切り欠きを設けたレンズホルダによって撓み方向の変位を光軸方向の変位へと変換した構造を用いている。

上記構造を用いたことで、本発明のレンズアクチュエータは伸縮部材の変位を、梃子として機能するアームと切り欠き部とによって二重に拡大することを可能としている。この為、搭載する伸縮部材に関して少ない変位量で十分なレンズ移動距離を得ることができるとともに、レンズアクチュエータ全体の光軸方向の寸法を小さくすることが可能となる。

また、請求項２に記載の発明では前記撓み部と切り欠き部との接点に傾斜を設けた凸部を設けている。この為、請求項１で記載した変位拡大機構による変位に加えて、凸部によって撓み部の接触部に集中する応力を分散させることができる。

また、切り欠き部の角度を非連続とすることで光軸方向に対するレンズの移動距離を変化させることが可能となる為、光軸方向に対するレンズの軌道を使用する光学系に合わせて調整することができる構造となっている。

また、請求項３に記載の発明ではレンズホルダに光軸方向へのガイドを一体成型した構造を特徴としており、別途レンズホルダ用のガイドを別部品として設けることなく、水平方向の撓み量を光軸方向の変位に変えることが可能となる。

上記述べた利点に加えて、請求項４に記載の発明を用いることで上述のレンズアクチュエータに関して、入力電圧による変位量の制御が出来る為、光軸方向の移動量を容易に制御することができる。

以下に、図１〜図４を用いて本発明に於ける最良の実施例を説明する。

図１に本発明に於けるレンズアクチュエータの斜視図を、図２に本実施例に於いて用いるレンズアクチュエータの分解斜視図を、そして図３及び図４に本発明に於いて用いる変位拡大機構の斜視図と平面図をそれぞれ示す。

図１〜図４から解るように、本実施例ではアームｆ−支持部ｅ端部間を支点ｌ、アームｆ−圧電素子４端部間を力点ｍ、アームｆ−撓み部ａ端部間を作用点ｎとして構成した梃子型の変位拡大機構２によって圧電素子４の微小変位を撓み部ａの変位に変換し、更にその撓み量を切り欠き部ｂによって光軸方向Ｙの変位に変換した構造を用いている。この為、入力電圧によって駆動源の変位量が制御可能となり、光軸方向の移動量を容易に設定することが可能となった。

また、切り欠き部ｂによって変位方向を９０度曲げて光軸方向Ｙの変位に変える構造を用いた為、レンズを配置する光軸の周囲に変位拡大機構２を環状配置した構成とすることができ、変位方向と光軸方向とが平行配置された従来のレンズアクチュエータと比較して薄型の構成とすることができた。加えて、切り欠き部ｂの形状によってレンズの移動距離を調整する事ができる為、レンズ駆動時の微調整を容易に行うことができる構造となっている。

また、レンズホルダに設けた切り欠き部ｂと嵌合する撓み部ａに、傾斜を設けた凸部ｃを設けたことで、駆動源となる圧電素子の変位量を変位拡大機構２と切り欠き部ｂとの二段階で拡大することが可能となった。加えて、撓み部ａを挟むようにして切り欠き部ｂを構成している為、非通電時に於いてもレンズホルダ１が固定される構造とすることができた。

また、図２及び図３から解るように、本実施例のレンズアクチュエータは、レンズホルダ１と基部３とに、互いに嵌合するガイドｄ、ｄ’を設けた構造となっており、レンズホルダ１の移動方向を光軸方向Ｙに制限している。この為、圧電素子への入力時に、ブレの少ない、安定したレンズ駆動を行うことができた。

加えて、ガイドｄ、ｄ’の形状を楔形の嵌合構造としたことで、組立時に於けるレンズホルダ１と基部３との嵌合を容易にすると共に、ガイド形状を平坦に構成することが出来る為、レンズの焦点区間を遮ることなくレンズホルダを駆動させることができた。

また、レンズホルダ１とガイドｄ、及び基部３側とガイドｄ’をそれぞれ一体成型で構成している為、ガイド部分の強度を確保することができると共に、部品点数を増やすことなくレンズホルダの移動を光軸方向Ｙに制限することが可能となった。

以上述べた効果に加えて、本実施例に記載のレンズアクチュエータは変位拡大機構２を一体成型で構成した構造を用いている。この為、各部を別体にして変位拡大機構を組み合わせた場合と比較して全体的な変形に対する耐久性を向上させる事ができた。

以上述べたように、本実施例に記載のレンズアクチュエータを用いることで、他の部品に関して搭載する空間を制限することなく、厚み方向の寸法を薄く設定することが可能なレンズアクチュエータを提供することできた。

本発明の実施例に於ける斜視図 本発明の実施例に於ける分解斜視図 本発明の実施例に於けるレンズホルダを外した状態での斜視図 本発明の実施例に於けるレンズホルダを外した状態での平面図

符号の説明

１ レンズホルダ
２ 変位拡大機構
３ 基部
４ 圧電素子
ａ 撓み部
ｂ 切り欠き部
ｃ 凸部
ｄ レンズホルダ側ガイド
ｄ’基部側ガイド
ｅ 支持部
ｆ アーム
ｌ 支点
ｍ 力点
ｎ 作用点
Y 光軸方向

Claims (4)

1. 伸縮部材の伸縮方向と直交する方向に光軸を設定した変位拡大型のレンズアクチュエータであって、
   柱形状の支持部を挟んで、
   前記支持部の軸方向に伸縮する伸縮部材と、
   弾性材からなる撓み部とを、軸方向に対して略平行となるように配置し、
   前記支持部、伸縮部材、撓み部それぞれの各端面を側面で挟み込むように２本のアームを配置し、
   前記アームの側面に前記伸縮部材、支持部、撓み部の各端部を接続することで、
   前記アーム側面に設けた伸縮部材端部を力点、支持部端部を支点、撓み部端部を作用点として、前記撓み部の撓み量を変化させる変位拡大部を有しており、
   前記光軸に対して傾斜している切り欠き部を有する、ガイドによって移動方向を光軸方向に制限したレンズホルダを介して、前記撓み部の撓み量を前記伸縮部材の伸縮方向と直交する光軸方向への移動量に変換するレンズアクチュエータ。
2. 前記撓み部と前記切り欠き部との接点に凸部を設けた請求項１記載のレンズアクチュエータ。
   
3. 前記ガイドを、レンズホルダに対して一体に成型した請求項１又は２に記載のレンズアクチュエータ。
4. 前記伸縮部材に圧電素子を用いた請求項１〜３の何れかに記載のレンズアクチュエータ。
   

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