JP2020122915A - 光学装置、カメラ及び携帯電子機器 - Google Patents

光学装置、カメラ及び携帯電子機器 Download PDF

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Abstract

【課題】レンズ上のスペースに取り付けられる羽根を備えた羽根駆動装置において、レンズ駆動装置と給電部を共用することで、搭載される装置全体のコンパクト化と組立簡易化を可能にする。【解決手段】羽根駆動装置１００は単数又は複数の羽根２１と、羽根を支持するベース部材１０と、ベース部材１０に回動自在に軸支され、羽根２１との連結部を備えるレバー部材３０と、ベース部材に回動自在に軸支され、レバー部材との連結部を備える回動部材４０と、回動部材に固定される異極の磁極面を有する駆動用磁石５０と、磁極面上に巻回されたコイル６０とを備え、ベース部には吸引用磁石又は磁性体８０が固定され、レンズ駆動装置２００上に配置されたスプリングリーフ５０を介して接続線固定用台座１１１に設けられた外部との接続端子１１５から給電するよう、巻回されたコイル６０から外部への給電用の端子７０を備える。【選択図】図１

Description

本発明は、撮像装置などに用いられる羽根駆動装置とレンズ駆動装置とを備えた光学装置に関する発明である。
撮影技術の急速な発展に伴い、羽根駆動装置やレンズ駆動装置は、数多くの撮影装置で広く応用されている。レンズ駆動装置を各種の携帯式電子機器、例えば携帯電話、タブレットコンピュータ等に応用したものは、特に消費者に受け入れられている。
羽根駆動装置は単数または複数の羽根を駆動して、開口の状態を変化させるものであり、シャッター、絞り、絞り兼用シャッター、フィルタなどとして、カメラなどの各種光学ユニットに用いられている。レンズ駆動装置はレンズキャリアを駆動して、レンズの光軸方向に沿って移動させることによって焦点を合わせることが出来、レンズの光軸方向に垂直に移動させることによって手振れによる像振れを補正することが出来る。しかしながら、レンズ駆動装置によってレンズキャリアは焦点を合わせる光軸方向の移動や、像振れを補正する光軸方向に垂直な移動があり、絞りやシャッターはレンズの所定の位置で光線を適切に遮ることを求められるためレンズと共に移動させる必要があり、従来の固定式の絞りやシャッターはレンズ駆動装置の移動による適切な光量調整が出来ない、もしくは移動式の絞りやシャッターであっても、給電のための配線機構はレンズ駆動装置の作動の妨げになる可能性があった。また羽根駆動装置の駆動部はレンズ駆動装置の重心を変化させるため、適切なレンズ駆動が出来ない可能性があった。
したがって、以上の課題を解決できる新しい羽根駆動装置及びレンズ駆動装置を備えた光学装置を提供することが必要となる。
特開２００９−２２９７７０号公報
本発明は、ユーザが撮影するとき、光量を適切に調整する羽根駆動装置を用いた、電子機器の振れによるレンズ駆動装置の振れや、焦点を調整する際に、羽根駆動装置の給電のための配線によってレンズ駆動装置の作動の妨げになること、レンズ駆動の際の羽根駆動装置の駆動部による重心変化があるという課題を解決するために、新しい羽根駆動装置及びレンズ駆動装置を備えた光学装置を提供する。
本発明の目的は以下のように実現された。なお、以下の説明において、発明の理解を容易にするために図面中の符号等を括弧書きで付記するが、本発明の各構成要素はこれらの付記したものに限定されるものではなく、当業者が技術的に理解しうる範囲にまで広く解釈されるべきものである。
本発明の光学装置は、
単数又は複数の羽根と、
前記羽根を支持するベース部材と、
前記ベース部材に回動自在に軸支され、前記羽根との連結部を備えるレバー部材と、
前記ベース部材に回動自在に軸支され、前記レバー部材との連結部を備える回動部材と、
前記回動部材に固定される異極の磁極面を有する駆動用磁石と、
前記磁極面上に巻回されたコイルとを備え、
前記ベース部には吸引用磁石又は磁性体が固定され、
前記コイルが外部への給電用の端子を備える羽根駆動装置と、
レンズを収容できるレンズバレルを含むレンズモジュールと、
その内部に前記レンズモジュールが設置される支持フレームと、
前記レンズモジュールと前記支持フレームとを接続するスプリングリーフとを備える
光軸方向に移動可能な駆動部材を有するレンズ駆動装置があり、
前記羽根駆動装置がレンズ駆動装置のレンズモジュール上に配置され、
前記羽根駆動装置からの給電用の端子が、レンズ駆動装置のスプリングリーフを介して電力を供給することを特徴とする。
前記羽根駆動装置の駆動部が、レンズ駆動装置の重心を補正する位置に配置されていることが好ましい。
前記羽根駆動装置の給電用の端子が、バネ部材であることが好ましい。
前記羽根との連結部を備えるレバー部材と、前記レバー部材との連結部を備える回動部材とが同一平面内におり、前記レバー部材の回動の軸と干渉しないよう前記レバー部材が高さ方向にずれた摺動部を持つことが好ましい。
前記羽根との連結部を備えるレバー部材と、前記レバー部材との連結部を備える回動部材は、羽根駆動装置の羽根部材とベース部材を隔離するための板部材により高さ方向を規制することが好ましい。
また、本発明は、上記光学装置を備えるカメラなどの撮像装置を含む。
また、本発明は、上記光学装置を備えるスマートフォンなどの携帯電子機器を含む。
本発明の利点として、本発明の羽根駆動装置及びレンズ駆動装置を備えた光学装置は、レンズモジュールの移動に対して、羽根駆動装置の給電のための配線が作動の妨げとならないこと、羽根駆動装置の駆動部がレンズモジュールの移動の際の重心を補正する位置に置くことで、より効率の良い振れ防止や焦点を調整しながら適切な光量調整をする目的が達成でき、撮像画像の品位が良くなる。
本発明の羽根駆動装置及びレンズ駆動装置の分解斜視図である。 本発明の羽根駆動装置の断面図である。 本発明の羽根駆動装置及びレンズ駆動装置を備えた光学装置の断面図である。 本発明の羽根駆動装置の正面図である。 本発明の羽根駆動装置の口径を有し、羽根室を構成し羽根をカバーする板部材を除いた正面図である。 本発明の羽根駆動装置の口径を有し、羽根室を構成し羽根をカバーする板部材を除いた正面図であり、羽根部材を閉じた図である。 本発明の羽根駆動装置の右側面図である。 本発明の羽根駆動装置の背面図である。 本発明の羽根駆動装置及びレンズ駆動装置を備えた光学装置の斜視図である。 本発明の羽根駆動装置及びレンズ駆動装置を備えた光学装置を備えた携帯電子機器（携帯情報端末）である。
以下、図面を参照しながら、本発明について詳しく説明する。
図１〜図９は、本発明の羽根駆動装置１００及びレンズ駆動装置２００、並びにこれらを備えた光学装置を示す図面である。
羽根駆動装置１００は、羽根を支持するベース部材１０と、羽根２１と、口径を有し、羽根室を構成する板部材２２と、口径を有し、羽根室を構成し羽根をカバーする板部材２３と、羽根との連結部を備えるレバー部材３０と、レバー部材との連結部を備える回動部材４０と、磁極面を有する駆動用磁石５０と、巻回されたコイル６０と、給電用の端子７０と、吸引用磁石又は磁性体８０とを備える。
羽根を構成する羽根室２０には前記羽根２１と、口径を有し、羽根室を構成する板部材２２と、口径を有し、羽根室を構成し羽根をカバーする板部材２３とを備える。
羽根駆動装置の駆動部は、前記羽根との連結部を備えるレバー部材３０と、磁極面を有する駆動用磁石５０が取り付けられたレバー部材との連結部を備える回動部材４０と、巻回されたコイル６０と、給電用の端子７０と、吸引用磁石又は磁性体８０とを備える。
羽根駆動装置の巻回されたコイル６０と磁極面を有する駆動用磁石５０の電磁作用により、レバー部材との連結部を備える回動部材を支持する軸１１を支点にレバー部材との連結部を備える回動部材４０が回動し、レバー部材との連結部４０で連結された羽根との連結部を備えるレバー部材３０は羽根との連結部を備えるレバー部材を支持する軸１２を支点に回動し、連結された羽根２１を開閉させることが出来る。
レンズ駆動装置２００は、ケース１１０と、レンズモジュール１３０と、支持フレーム１２０と、スプリングリーフ１５０と、支持部品１４０と、磁石鋼１６０と、第１の駆動コイル１７０と、第２の駆動コイル１７１とを備える。
ケース１１０には、収容空間１１４を有し、ケース１１０は、固定用台座１１３と、固定用台座１１３に合わせて収容空間１１４を形成するためのカバー１１２と、接続線１８０を固定する接続線固定用台座１１１を備える。
固定用台座１１３は、円筒形の保持部材１４２と、固定用台座１１３に固定されている第２の駆動コイル１７１とを備える。
支持フレーム１２０は、ケース１１０の収容空間１１４の内部に収容され、レンズモジュール１３０は、支持フレーム１２０の内に収容され、レンズモジュール１３０は、レンズ（図示しない）を含む。
支持部品１４０は、支持フレーム１２０がレンズの光軸に直交する方向に沿って固定用台座１１３に対して自由に移動できるように、支持フレーム１２０と固定用台座１１３とを支持する。
支持部品１４０は、ボールであってもよい。ボール１４０は、少なくとも三つ設置されることに対して、支持フレーム１２０の上部にボール１４０を置くためのボール受け面１４１が設けられており、ボール１４０の転がりによって、支持フレーム１２０はレンズの光軸に直交する方向に沿って固定用台座１１３に対して自由に移動できる。
スプリングリーフ１５０は、レンズモジュール１３０と支持フレーム１２０とを接続する。
スプリングリーフ１５０は、上部スプリングリーフ１５１と下部スプリングリーフ１５２とを備え、上部スプリングリーフ１５１と下部スプリングリーフ１５２のそれぞれはレンズの光軸方向に沿ってレンズモジュール１３０の上面部及び下面部で設置されている。
磁石鋼１６０は、支持フレーム１２０に取り付けられて固定されている。
レンズ駆動装置２００は、磁気ヨーク１９０が設けられており、磁気ヨーク１９０は、固定用台座１１３に取り付けられて固定されていると共に磁石鋼１６０光軸方向に引き寄せると共に光軸方向垂直方向へレンズモジュールが移動した際に光軸中心に引き寄せることを兼ね備えている。
第１の駆動コイル１７０は、レンズモジュール１３０上に取り付けられて固定されていると共に磁石鋼１６０に対向して設置されている。
レンズモジュール１３０には、レンズモジュール中心から離れる方向へ延伸した突起１３１が設けられている。第１の駆動コイル１７０は、突起１３１上に保持されている。
第１の駆動コイル１７０は、磁石鋼１６０と対向して設置されている。第１の駆動コイル１７０と、磁石鋼１６０の間の電磁作用によって、レンズモジュールはレンズの光軸の方向に沿って移動することが可能であるため、焦点を合わせることが出来る。
第２の駆動コイル１７１は、固定用台座１１３に設置されており、且つ磁石鋼１６０の上方にそれぞれ対応して設置されている。
第２の駆動コイル１７１は、固定用台座１１３上に取り付けられて固定されているコイル巻き線であっても良く、直接に固定用台座１１３上に形成されている導電性パターンであっても良い。第２の駆動コイル１７１と磁石鋼１６０の間の電磁作用によって、支持フレーム１２０は、レンズの光軸に直交する方向に沿って固定用台座１１３に対して移動することができるため、レンズの光軸の移動に関する調整が可能である。
本実施形態において、第１の駆動コイル１７０を四つ設置しても良い。当然、第１の駆動コイル１７０を四つにするのは、いわば一種の好ましい実施形態に過ぎなく、本領域の技術者が本発明を充分に理解できるように例示されたものであって、四つという数で特許請求の範囲に記載された本願発明を限定するものではない。
第１の駆動コイル１７０と対応して、上部スプリングリーフ１５１は、四つの第１の駆動コイル１７０と、共にレンズの光軸に平行している中心線に関して中心対称、すなわち中心線に対して対称的となる位置に配置されている。
レンズ駆動装置２００には、さらに接続線１８０が設置されている。
接続線１８０は、スプリングリーフ１５０と接続され、各第１の駆動コイル１７０の一端の線端は対応する上部スプリングリーフ１５１に接続され、他端の線端は下部スプリングリーフ１５２に接続されている。または第１の駆動用回路を持つ磁気検出素子１８１と各第１の駆動コイルの線端が接続され、第１の駆動用回路を持つ磁気検出素子１８１とスプリングリーフ１５０が接続され、接続線１８０と接続されていても良い。
この第１の駆動用回路を持つ磁気検出素子１８１は一例であり、磁気検出素子であっても良い。第１の駆動用回路を持つ磁気検出素子１８１は、磁気検出素子に対応する磁石鋼１６０の磁気を検出し、光軸方向に沿って移動するレンズモジュール１３０の位置を検出し、より効率よくレンズの光軸の移動に関する調整をすることが出来る。
前記第１の駆動用回路を持つ磁気検出素子１８１と、対応する磁石鋼１６０との重量によるレンズ駆動装置の重心変化に対応するよう、羽根駆動装置の駆動部である羽根との連結部を備えるレバー部材３０と、レバー部材との連結部を備える回動部材４０と、磁極面を有する駆動用磁石５０と、巻回されたコイル６０と、給電用の端子７０と、吸引用磁石又は磁性体８０を平面方向の象限をずらして配置することでレンズ駆動時の重心を補正することが出来る。
同様に、第１の駆動コイル１７０と対応して、磁石鋼１６０は、四つが設置され、第２の駆動コイル１７１は、四つが設置されて、且つ、共にレンズの光軸に平行している中心線に関して中心対称、すなわち中心線に対して対称的となる位置に配置されている。
第２の駆動コイル１７１、第２の駆動コイル補助１７３は電気的に接続線固定用台座に設けられた外部との接続端子１１５に接続されるが、第２の駆動用回路を持つ磁気検出素子１８２に接続されても良く、第２の駆動用回路を持つ磁気検出素子１８２は一例であり、磁気検出素子であっても良い。第２の駆動用回路を持つ磁気検出素子１８２は磁石鋼１６０と対向する位置にあり、支持フレーム１２０と共に動く磁石鋼１６０の位置を検出することが出来る。
レンズの光軸は、振れによって移動した場合、あるいは、移動の傾向がある場合、レンズモジュールの重心位置１３２の水平近傍に設置されている四つの第２の駆動コイル１７１または、第２の駆動コイル１７１と第２の駆動コイル補助１７２に電流を流入させることができ、第２の駆動コイル１７１と第２の駆動コイル補助が固定されているため、作用力及び反作用力の原理に基づき、支持フレーム１２０は移動物の重心に対して効率よく均衡を保ちながらレンズの光軸に直交する方向に沿って固定用台座１１３に対して移動することが実現でき、または、レンズの光軸の移動傾向を抑制できる。従って、レンズの光軸の移動に対して調整することができる。
上述したレンズ駆動装置２００は、たとえば図１０に示すいわゆるスマートフォン、いわゆるフィーチャーフォン、またはタブレット機器などの携帯情報機器３００用の撮像装置４００に用いられてもよい。
本発明の羽根駆動装置１００及びレンズ駆動装置２００を備えた光学装置によって、レンズの光軸方向及び光軸方向に垂直な方向の移動に対し、羽根駆動装置の給電のための配線が給電用の端子７０からスプリングリーフ１５０を通じ、接続線１８０を通り接続線固定用台座に設けられた外部との接続端子１１５に繋がり、羽根２１を作動することが出来るため、別途給電用の配線が不必要となり、給電用の端子７０にバネ性を持たせることで組み付けの簡易化を同時に図ることができ、レンズの作動を妨げずに、焦点を合わせる光軸方向の移動や像振れを補正する光軸方向に垂直な移動する目的が達成され、羽根２１による適切な光量調整及び撮像画像の品位を向上させることができる。
以上は、ただ本発明の好ましい実施形態に過ぎなく、本発明の保護範囲は、上記実施形態に限定されたものではなく、本領域の技術者が本発明に開示された内容に基づき作られた同等の修正または変形は、すべて本願の特許請求の範囲に記載された本発明に含まれている。
１０ … 羽根を支持するベース部材
１１ … レバー部材との連結部を備える回動部材を支持する軸
１２ … 羽根との連結部を備えるレバー部材を支持する軸
２０ … 羽根を構成する羽根室
２１ … 羽根
２２ … 口径を有し、羽根室を構成する板部材
２３ … 口径を有し、羽根室を構成し羽根をカバーする板部材
３０ … 羽根との連結部を備えるレバー部材
４０ … レバー部材との連結部を備える回動部材
４１ … レバー部材との連結部
５０ … 磁極面を有する駆動用磁石
６０ … 巻回されたコイル
７０ … 給電用の端子
８０ … 吸引用磁石又は磁性体
１００ … 羽根駆動装置
１１０ … ケース
１１１ … 接続線固定用台座
１１２ … カバー
１１３ … 固定用台座
１１４ … 収容空間
１１５ … 接続線固定用台座に設けられた外部との接続端子
１２０ … 支持フレーム
１３０ … レンズモジュール
１３１ … 突起
１３２ … レンズモジュールの重心位置
１４０ … 支持部品
１４１ … ボール受け面
１４２ … 円筒形の保持部材
１５０ … スプリングリーフ
１５１ … 上部スプリングリーフ
１５２ … 下部スプリングリーフ
１６０ … 磁石鋼
１６１ … 磁気検出素子に対応する磁石鋼
１７０ … 第１の駆動コイル
１７１ … 第２の駆動コイル
１７２ … 第２の駆動コイル補助
１８０ … 接続線
１８１ … 第１の駆動用回路を持つ磁気検出素子
１８２ … 第２の駆動用回路を持つ磁気検出素子
１９０ … 磁気ヨーク
２００ … レンズ駆動装置
３００ … 携帯情報機器
４００ … 撮像装置

Claims (7)

  1. 単数又は複数の羽根と、
    前記羽根を支持するベース部材と、
    前記ベース部材に回動自在に軸支され、前記羽根との連結部を備えるレバー部材と、
    前記ベース部材に回動自在に軸支され、前記レバー部材との連結部を備える回動部材と、
    前記回動部材に固定される異極の磁極面を有する駆動用磁石と、
    前記磁極面上に巻回されたコイルとを備え、
    前記ベース部材には吸引用磁石又は磁性体が固定され、
    前記コイルが外部への給電用の端子を備える羽根駆動装置と、
    レンズを収容できるレンズバレルを含むレンズモジュールと、
    その内部に前記レンズモジュールが設置される支持フレームと、
    前記レンズモジュールと前記支持フレームとを接続するスプリングリーフとを備える
    光軸方向に移動可能な駆動部材を有するレンズ駆動装置があり、
    前記羽根駆動装置がレンズ駆動装置のレンズモジュール上に配置され、
    前記羽根駆動装置からの給電用の端子が、レンズ駆動装置のスプリングリーフを介して電力を供給することを特徴とする光学装置。
  2. 前記羽根駆動装置の駆動部が、レンズ駆動装置の重心を補正する位置に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の光学装置。
  3. 前記羽根駆動装置の給電用の端子が、バネ部材であることを特徴とする請求項１または２に記載の光学装置。
  4. 前記羽根との連結部を備えるレバー部材と、前記レバー部材との連結部を備える回動部材とが同一平面内におり、前記レバー部材の回動の軸と干渉しないよう前記レバー部材が高さ方向にずれた摺動部を持つことを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の光学装置。
  5. 前記羽根との連結部を備えるレバー部材と、前記レバー部材との連結部を備える回動部材は、羽根駆動装置の羽根部材とベース部材を隔離するための板部材により高さ方向を規制することを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の光学装置。
  6. 請求項１〜５のいずれか１項に記載の光学装置を備えることを特徴とするカメラ。
  7. 請求項６に記載のカメラを備えることを特徴とする携帯電子機器。
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