JP2012053202A

JP2012053202A - レンズ駆動装置

Info

Publication number: JP2012053202A
Application number: JP2010194654A
Authority: JP
Inventors: Tomihiro Wakayama; 富裕若山; Takatoshi Kanemura; 高敏兼村
Original assignee: Nidec Copal Corp
Current assignee: Nidec Precision Corp
Priority date: 2010-08-31
Filing date: 2010-08-31
Publication date: 2012-03-15
Also published as: US8503118B2; US20120050893A1; CN102385132A; TW201213922A

Abstract

【課題】本発明は、構造の簡素化及び小型化を可能にしたレンズ駆動装置を提供する。
【解決手段】レンズ駆動装置１では、リードスクリュー４の最終端で径方向の逃げを可能にするために、ギア部としてラックギア部８ａを採用している。更に、高精度で成形されているガイドシャフト６の有効利用を図るために、レンズＭを保持するレンズホルダ１０に設けられたバネ支持枠１１と、リードスクリュー４に噛合するラックギア部８ａを有する可動部材８と、をガイドシャフト６が貫通することで、可動部材８及びレンズホルダ１０を直線的に案内させ、ガイドシャフト６を可動部材８の回動中心としても利用することができる。また、ガイドシャフト６の周囲で巻回させるように圧縮コイルバネ２０を配置させ、この圧縮コイルバネ２０を利用してラックギア部８ａをリードスクリュー４に押圧させている。
【選択図】図１０

Description

本発明は、光学部(例えば、携帯端末機のカメラ部や光ディスク装置の光ピックアップ機構)に実装されて、レンズの焦点合わせやレンズの球面収差補正に利用されるレンズ駆動装置に関するものである。

従来、このような分野の技術として、特開２００５−３１５９３５号公報がある。この公報に記載されたレンズ駆動装置は、レンズが固定されたレンズ保持枠を有し、このレンズ保持枠には、第1のシャフト支持部と第２のシャフト支持部とが設けられ、第1のシャフト支持部には第1のシャフトが貫通され、この第1のシャフトによってレンズ保持枠の回り止めが達成されている。また、第２のシャフト支持部には第２のシャフトが貫通され、第２のシャフトによって、レンズ保持枠を精度良く直線的にガイドすることができる。この第２のシャフト支持部には、軸部を中心に回動する第１のラックが装着され、第１のラックの端部にはラックギア部が形成され、このラックギア部が、リードスクリューに噛合している。さらに、このラックギア部は、軸部の周囲に巻回されたねじりコイルバネによってリードスクリューに付勢されている。更に、第１のラックと第２のラックとの間における軸部の周囲には圧縮コイルばねが巻回され、この圧縮コイルばねによって、ラックギア部は、リードスクリューに沿って第２のラックと相反する方向に付勢され、ラックギア部のバックラッシュを無くしている。

特開２００５−３１５９３５号公報

しかしながら、前述した従来のレンズ駆動装置は、レンズ保持枠を精度良くガイドするために利用される第２のシャフトに対して平行に延在する軸部によって、レンズ保持枠とラックとを回動自在に連結する構造になっているので、構造が複雑化すると同時に装置が大型化するといった問題点がある。

本発明は、構造の簡素化及び小型化を可能にしたレンズ駆動装置を提供することを目的とする。

本発明は、光学部に実装されるレンズ駆動装置において、
モータによって回転されるリードスクリューと、
リードスクリューに噛合するラックギア部又はハーフナット部からなるギア部を有する可動部材と、
リードスクリューの回転により、リードスクリューの回転軸線に沿って往復動するレンズホルダと、
回転軸線に対して平行に延在すると共に、レンズホルダに設けられたバネ支持枠及び可動部材を貫通し且つ案内するガイドシャフトと、
ガイドシャフトの周囲で巻回されると共に、バネ支持枠内に配置され、一端がレンズホルダに係止され、他端が可動部材に係止され、他端による付勢力によってギア部をリードスクリューに押圧するコイルバネと、を備えたことを特徴とする。

このレンズ駆動装置においては、リードスクリューに噛合させるためのギア部として、ラックギア部又はハーフナット部を採用している。例えば、このギア部に通常の雌ねじナットを利用すると、モータが何らかの原因で制御不能になってリードスクリューが回転し続けると、雌ねじナットはリードスクリューの最終端で噛み込み現象を起こしてしまって、雌ねじナットやリードスクリューが完全に壊れてしまうといった不具合がある。また、騒音の低減を達成するためには、リードスクリューや雌ねじナットにねじ精度が要求される。このような不具合を解消させるために、本発明では、ギア部として、ラックギア部又はハーフナット部が採用されている。更に、本発明では、高精度で成形されているガイドシャフトの有効利用を図るために、レンズを保持するレンズホルダに設けられたバネ支持枠と、リードスクリューに噛合するラックギア部又はハーフナット部からなるギア部を有する可動部材とをガイドシャフトが貫通することで、可動部材及びレンズホルダを直線的に案内させ、ガイドシャフトを可動部材の回動中心としても利用することができる。また、ガイドシャフトの周囲で巻回させるようにコイルバネを配置させ、このコイルバネを利用してギア部をリードスクリューに押圧させている。このような構成によると、ギア部として、ラックギア部又はハーフナット部を採用した場合に、リードスクリューとガイドシャフトとを近づけることができてレンズ駆動装置の小型化が達成される。

また、ガイドシャフトは、バネ支持枠の第１の部分と、第１の部分に対向する第２の部分と、可動部材とを貫通し、
可動部材は、第１の部分と第２の部分との間に配置されて、第１の部分に当接され、コイルバネは、圧縮コイルバネであり、圧縮コイルバネは、バネ支持枠内で可動部材と第２の部分との間に配置され、圧縮コイルバネの一端は、バネ支持枠に係止され、圧縮コイルバネの他端は可動部材に係止されていると好適である。
このような構成を採用すると、可動部材をレンズホルダのバネ支持枠に常に当接させているので、レンズホルダをスムーズに可動させることができる。しかも、バネの本数を減らしてレンズ駆動装置を簡素化させることができるといった優れた効果を奏する。

また、ガイドシャフトに対して平行に延在する回り止めシャフトを備え、レンズホルダには、リードスクリューの回転軸線に対して直交して延在する回り止め片が設けられ、回り止め片は、バネ支持枠に係止された圧縮コイルバネの一端による付勢力によって回り止めシャフトに押圧されていると好適である。
このような構成を採用すると、リードスクリューに対するギア部の押圧と、バネ支持枠に対する可動部材の押圧とに寄与している圧縮コイルバネによって、レンズホルダの回り止めを可能にする。そして、回り止めシャフトに対して回り止め片を単に当て付けるだけで良いので組立て易い。

本発明によれば、構造の簡素化及び小型化を可能にしている。

本発明に係るレンズ駆動装置の一実施形態を示す斜視図である。レンズ駆動装置の分解斜視図である。レンズ駆動装置の平面図である。可動部材の斜視図である。可動部材の底面図である。可動部材の側面図である。可動部材の縦断面図である。レンズホルダの斜視図である。レンズホルダの斜視図である。レンズ駆動装置の要部を示す斜視図である。図１０の断面図である。図１０の断面図である。他の実施例に係る可動部材を示す斜視図である。図１３の可動部材の側面図である。

以下、図面を参照しつつ本発明に係るレンズ駆動装置の好適な実施形態について詳細に説明する。

光ディスク装置内部の光ピックアップ機構(光学部)においては、光ディスクの情報層上に光ビームを正確に集光させる必要がある。このため、高精度な光ピックアップ機構にあっては、光ディスクのカバー層の厚さの誤差によって生じる球面収差を補正できるように、レンズを光軸方向に微動させることが必要である。

図１〜図３に示すように、光ピックアップ機構(光学部)に実装されているレンズ駆動装置１は、レンズの球面収差補正に利用され、コ字形状のベース部材２を有し、ユニット化を図るために、このベース部材２には、後述する様々な部品が組み付けられている。

ステッピングモータ３に設けられた取付ブラケット３ａから下方に突出するくの字状の舌片３ｂは、ベース部材２の底板２ｅに形成された切り込み部２ｆ内に挿入され、ベース部材２の後枠部２ａに取付ブラケット３ａを圧着させた後、取付ブラケット３ａはネジＳによって後枠部２ａに固定されている。このような構成にすることで、モータ３の光軸方向の浮きを防止し、モータ３の組み付け容易性を可能にしている。また、取付ブラケット３ａを廃止し、ステッピングモータ３とベース部材２を直接固定してもよい。

モータ３の回転軸３ｃにはリードスクリュー４が圧入により固定され或いは一体で形成されている。このリードスクリュー４は、ベース部材２の後枠部２ａに形成された開口部２ｃから挿入され、リードスクリュー４から突出する回転軸３ｃの先端は、ベース部材２の前枠部２ｂに固定された軸受５によって回転自在に支持されている。

ベース部材２の後枠部２ｄと前枠部２ｂとを掛け渡すように、ベース部材２には、リードスクリュー４の回転軸線Ｌに対して平行に延在するガイドシャフト６の両端が固定されている。また、ベース部材２の後枠部２ａと前枠部２ｂとを掛け渡すように、ベース部材２には、ガイドシャフト６に対して平行に延在する回り止めシャフト７の両端が固定されている。

図２、図４〜図７に示すように、リードスクリュー４には、ギア部の一例をなすラックギア部８ａが噛合され、このラックギア部８ａを有する可動部材８の基端部８ｂにはガイドシャフト６が貫通する。このガイドシャフト６を中心に可動部材８は回動し、ガイドシャフト６に沿って基端部８ｂは直線的に案内される。この基端部８ｂには、回転軸線Ｌ方向に延在するロッド部９が一体成形され、ロッド部９には断面矩形のスリット９ａが設けられ、このスリット９ａ内をガイドシャフト６が挿通されている。

更に、基端部８ｂに形成された軸孔８ｃとロッド部９に形成された軸孔９ｂとに挿通されたガイドシャフト６によって、可動部材８はガイドシャフト６を中心に回動される。また、断面矩形のスリット９ａの壁面がガイドシャフト６の周面に当接することで、ガイドシャフト６に沿って可動部材８をスムーズに案内させることができる。そして、ロッド部９を設けることで、回転軸線Ｌに対するラックギア部８ａの傾きが防止され、リードスクリュー４に対してラックギア部８ａを常に安定して噛合させることができる。

図２、図８及び図９に示すように、レンズＭが固定されるレンズホルダ１０は、コ字状のバネ支持枠１１を有し、このバネ支持枠１１には、側方（回転軸線Ｌに対して直交する方向）でレンズ支持アーム部１２が突出し、このレンズ支持アーム部１２の遊端にはレンズ枠１２ａが設けられている。さらに、バネ支持枠１１には、レンズ支持アーム部１２と反対側の側方（回転軸線Ｌに対して直交する方向）で回り止め片１５が突出する。

バネ支持枠１１は、回転軸線Ｌ方向に延在する連結部１１ａと、連結部１１ａの一端から回転軸線Ｌに対して直交する方向に突出する第１の部分１１ｂと、連結部１１ａの他端で、第１の部分１１ｂと平行に突出する第２の部分１１ｃと、からなる。第１の部分１１ｂには、ガイドシャフト６を挿入させるガイド孔１３ａが形成され、第２の部分１１ｃにも、ガイドシャフト６を挿入させるガイド孔１３ｂが形成され、これらガイド孔１３ａ，１３ｂによって、ガイドシャフト６に沿ってレンズホルダ１０をスムーズに案内している。なお、第１の部分１１ｂには、前枠部２ｂに当接するストッパ部１４ａが突出され、第２の部分１１ｃには、後枠部２ｄに当接するストッパ部１４ｂが突出されている。

図１０及び図１１に示すように、バネ支持枠１１の第１の部分１１ｂと第２の部分１１ｃとの間には、可動部材８の基端部８ｂが配置されている。この基端部８ｂには、軸孔８ｃの周囲でリング状をなす断面半円形状の摩擦低減部８ｄ（図４参照）が形成され、この摩擦低減部８ｄが第１の部分１１ｂに当接されている。この摩擦低減部８ｄは、モータ３が制御不能になった際に、リードスクリュー４の最終端における可動部材８のラックギア部８ａの円滑な逃げを可能にしている。

この当接状態を維持するために、第２の部分１１ｃと可動部材８の基端部８ｂとの間に圧縮コイルバネ２０が配置されている。この圧縮コイルバネ２０は、ガイドシャフト６が貫通するロッド部９の周囲に巻回され、この圧縮コイルバネ２０の一端２０ａは、バネ支持枠１１の連結部１１ａに引っ掛けるように係止して固定され、圧縮コイルバネ２０の他端２０ｂは、コ字状に形成され、可動部材８の基端部８ｂのラックギア部８ａ側に形成された溝部２１に引っ掛けるように係止して固定されている。

図１２に示すように、圧縮コイルバネ２０の一端２０ａの付勢力によって、バネ支持枠１１の連結部１１ａは矢印Ａ方向に押され、これによって、ガイドシャフト６を中心として回動する回り止め片１５が回り止めシャフト７に押し当てられて（矢印Ａ’）、レンズホルダ１０自体の回り止めが達成される。また、圧縮コイルバネ２０の他端２０ｂの付勢力によって、可動部材８は矢印Ｂ方向に押され、これによって、ガイドシャフト６を中心として回動する可動部材８のラックギア部８ａがリードスクリュー４に押し当てられて（矢印Ｂ’）、ラックギア部８ａの確実な噛合が達成される。

このように、圧縮コイルバネ２０は、リードスクリュー４に対するラックギア部８ａの押圧に利用されて、モータ３の駆動によってレンズホルダ１０と一緒に進退する可動部材８のラックギア部８ａとリードスクリュー４との間のバックラッシュの発生防止も達成されている。

従来にあっては、このギア部に通常の雌ねじナットが利用されており、モータが何らかの原因で制御不能になってリードスクリューが回転し続けると、雌ねじナットはリードスクリューの最終端で噛み込み現象を起こしてしまって、雌ねじナットやリードスクリューが完全に壊れてしまうといった不具合がある。また、騒音の低減を達成するためには、リードスクリューや雌ねじナットにねじ精度が要求される。

このような不具合を解消させるために、レンズ駆動装置１では、ギア部としてラックギア部８ａを採用し、リードスクリュー４の最終端で径方向の逃げを可能にしている。更に、高精度で成形されているガイドシャフト６の有効利用を図るために、レンズＭを保持するレンズホルダ１０に設けられたバネ支持枠１１と、リードスクリュー４に噛合するラックギア部８ａを有する可動部材８と、をガイドシャフト６が貫通する。これにより、可動部材８及びレンズホルダ１０を直線的に案内させ、ガイドシャフト６を可動部材８の回動中心としても利用することができる。

また、ガイドシャフト６の周囲で巻回させるように圧縮コイルバネ２０を配置させ、この圧縮コイルバネ２０を利用してラックギア部８ａをリードスクリュー４に押圧させている。このような構成によると、ラックギア部８ａを採用した場合に、リードスクリュー４とガイドシャフト６とを近づけることができてレンズ駆動装置１の小型化が達成され、しかも、バネの本数を減らしてレンズ駆動装置１を簡素化させることができるといった優れた効果を奏する。リードスクリュー４に対するラックギア部８ａの押圧と、バネ支持枠１１に対する可動部材８の押圧と、に寄与している圧縮コイルバネ２０によって、レンズホルダ１０の回り止めを可能にする。そして、回り止めシャフト７に対して回り止め片１５を単に当て付けるだけで良いので組立て易くなる。

本発明は、前述した実施形態に限定されないことは言うまでもない。例えば、図１３及び図１４に示すように、他の可動部材３０は、ギア部としてハーフナット部３０ａが採用され、基端部３０ｂにはロッド部３１が一体成形されている。このハーフナット部３０ａとは、一周の半分すなわち半周以下のネジ山をもったものをいう。

また、ラックギア部８ａ及びハーフナット部３０ａは、確実な噛合を達成させるために、回転軸線Ｌ方向に３ピッチ以上が好ましい。

可動部材８，３０の基端部８ｂ，３０ｂに形成されている摩擦低減部８ｄは、リング状に限らず、半球体が等間隔に点在する形状であってもよい。

１…レンズ駆動装置、３…モータ、４…リードスクリュー、６…ガイドシャフト、７…回り止めシャフト、８，３０…可動部材、８ａ…ラックギア部（ギア部）、１０…レンズホルダ、１１…バネ支持枠、１１ｂ…第１の部分、１１ｃ…第２の部分、１５…回り止め片、２０…圧縮コイルバネ、３０ａ…ハーフナット部（ギア部）、Ｌ…回転軸線。

Claims

光学部に実装されるレンズ駆動装置において、
モータによって回転されるリードスクリューと、
前記リードスクリューに噛合するラックギア部又はハーフナット部からなるギア部を有する可動部材と、
前記リードスクリューの回転により、前記リードスクリューの回転軸線に沿って往復動するレンズホルダと、
前記回転軸線に対して平行に延在すると共に、前記レンズホルダに設けられたバネ支持枠及び前記可動部材を貫通し且つ案内するガイドシャフトと、
前記ガイドシャフトの周囲で巻回されると共に、前記バネ支持枠内に配置され、一端が前記レンズホルダに係止され、他端が前記可動部材に係止され、前記他端による付勢力によって前記ギア部を前記リードスクリューに押圧するコイルバネと、を備えたことを特徴とするレンズ駆動装置。
前記ガイドシャフトは、前記バネ支持枠の第１の部分と、前記第１の部分に対向する第２の部分と、前記可動部材とを貫通し、
前記可動部材は、前記第１の部分と前記第２の部分との間に配置されて、前記第１の部分に当接され、
前記コイルバネは、圧縮コイルバネであり、
前記圧縮コイルバネは、前記バネ支持枠内で前記可動部材と前記第２の部分との間に配置され、前記圧縮コイルバネの前記一端は、前記バネ支持枠に係止され、前記圧縮コイルバネの前記他端は前記可動部材に係止されていることを特徴とする請求項１記載のレンズ駆動装置。
前記ガイドシャフトに対して平行に延在する回り止めシャフトを備え、前記レンズホルダには、前記リードスクリューの回転軸線に対して直交して延在する回り止め片が設けられ、前記回り止め片は、前記バネ支持枠に係止された前記圧縮コイルバネの前記一端による付勢力によって前記回り止めシャフトに押圧されていることを特徴とする請求項２記載のレンズ駆動装置。