JP2021021846A - レンズユニット、及びそれを備えたカメラモジュール - Google Patents

Abstract

【課題】絞り部がレンズ枠に取り付けられていても、ピント調節のためのレンズ枠の移動が阻害されにくいレンズユニットを提供する。【解決手段】本発明は、合焦機能及び絞り機能を備えたレンズユニットであって、本体部(4)と、撮像用レンズと、本体部に対して、撮像用レンズの光軸方向に移動可能に支持され、撮像用レンズを保持するレンズ枠(6)と、撮像用レンズを光軸方向に駆動するレンズ駆動機構と、レンズユニットを透過する光量を調整する絞り羽根を備えた絞り部(8)と、を有し、絞り部は、レンズ枠に取り付けられ、絞り羽根の開度を変化させるための絞り調整機構と、この絞り調整機構に設けられた絞り駆動用磁石(28)と、この絞り駆動用磁石と対向するように本体部に設けられ、絞り駆動用磁石との間に作用する磁力により絞り駆動用磁石を移動させて、絞り羽根の開度を変化させる絞り駆動用コイル(30)と、を備えたことを特徴としている。【選択図】図５

Description

本発明はレンズユニットに関し、特に、合焦機能及び絞り機能を備えたレンズユニット、及びそれを備えたカメラモジュールに関する。

現在、スマートフォン、タブレット端末、ドライブレコーダ等、様々な電子機器にカメラモジュールが搭載され、動画又は静止画を撮影できるようになっている。これらのカメラモジュールに内蔵されているレンズユニットの多くは、現在のところ光学的な可変絞り機能を備えていないが、より高画質で動画又は静止画を撮影するために、レンズユニットに絞り機能を設けることが望まれている。

特開２０１９−４５８６３号公報（特許文献１）には、レンズ羽根駆動装置が記載されている。このレンズ羽根駆動装置は、レンズを保持したレンズ枠を備えており、このレンズ枠を光軸方向に移動させることによりピント調節を可能としている。さらに、レンズ枠には、レンズを透過する光を制限する羽根及びその駆動装置が取り付けられており、絞り機能が実現されている。従って、これらのレンズを透過する光を制限する羽根及び駆動装置も、ピント調節に伴いレンズ枠と一体となって光軸方向に移動される。また、レンズを透過する光を制限する羽根を駆動するための電力は、フレキシブル基板を介して駆動装置に供給されるため、レンズ枠の移動が許容される。

特開２０１９−４５８６３号公報

しかしながら、特許文献１記載のレンズ羽根駆動装置においては、ピント調節によるレンズ枠の移動に伴って、駆動装置に電力を供給するためのフレキシブル基板が弾性変形される。このため、ピント調節のためのレンズ枠の移動に対してフレキシブル基板が摺動抵抗となり、円滑なピント調節が妨げられたり、ピント調節のために余分な駆動力が必要になったりするという問題がある。

従って、本発明は、絞り部がレンズ枠に取り付けられていても、ピント調節のためのレンズ枠の移動が阻害されにくいレンズユニットを提供することを目的としている。

上述した課題を解決するために、本発明は、合焦機能及び絞り機能を備えたレンズユニットであって、本体部と、撮像用レンズと、本体部に対して、撮像用レンズの光軸方向に移動可能に支持され、撮像用レンズを保持するレンズ枠と、本体部に対し、撮像用レンズを光軸方向に駆動するレンズ駆動機構と、レンズユニットを透過する光量を調整する絞り羽根を備えた絞り部と、を有し、絞り部は、レンズ枠に取り付けられ、絞り羽根の開度を変化させるための絞り調整機構と、この絞り調整機構に設けられた絞り駆動用磁石と、この絞り駆動用磁石と対向するように本体部に設けられ、絞り駆動用磁石との間に作用する磁力により絞り駆動用磁石を移動させて、絞り羽根の開度を変化させる絞り駆動用コイルと、を備えたことを特徴としている。

このように構成された本発明においては、撮像用レンズを保持したレンズ枠が、本体部に対して光軸方向に移動可能に支持されている。また、レンズ枠には、絞り羽根を備えた絞り部、及び絞り羽根の開度を変化させるための絞り調整機構が取り付けられている。絞り調整機構には絞り駆動用磁石が設けられ、この絞り駆動用磁石と対向するように、本体部には絞り駆動用コイルが取り付けられている。絞り駆動用コイルは、絞り駆動用磁石との間に作用する磁力により、これを移動させ、絞り羽根の開度を変化させる。

このように構成された本発明によれば、絞り調整機構に設けられた絞り駆動用磁石と、本体部に取り付けられた絞り駆動用コイルの間に作用する磁力により、絞り羽根の開度が変化されるので、絞り調整機構に電力を供給するためのフレキシブル基板等の導電体が不要となる。この結果、ピント調節のためのレンズ枠の光軸方向の移動が、絞り調整機構を作動させるための構成により阻害されることがなく、円滑なピント調節が可能となる。

本発明のレンズユニットによれば、絞り部がレンズ枠に取り付けられていても、ピント調節のためのレンズ枠の移動が阻害されるのを防止することができる。

本発明の第１実施形態によるカメラモジュールの斜視図である。 本発明の第１実施形態によるカメラモジュールの分解斜視図である。 本発明の第１実施形態によるカメラモジュールにおいて、図１のIII−III線に沿う断面図である。 本発明の第１実施形態によるカメラモジュールにおいて、図１のIV−IV線に沿う断面図である。 本発明の第１実施形態によるカメラモジュールにおいて、絞り部の絞り羽根が最も開いた状態を示す絞り部の斜視図である。 本発明の第１実施形態によるカメラモジュールにおいて、絞り羽根が最も絞られた状態を示す絞り部の斜視図である。 本発明の第１実施形態によるカメラモジュールにおける絞り部の絞り調整機構を取り出して示す斜視図である。 本発明の第１実施形態によるカメラモジュールにおけるレンズ駆動用コイル及び絞り駆動用コイルを実装したフレキシブル基板の斜視図である。 本発明の第２実施形態によるレンズユニットに備えられている絞り部の、絞りが全開にされた状態を示す斜視図である。 本発明の第２実施形態によるレンズユニットに備えられている絞り部の、絞りが最も絞られた状態を示す斜視図である。

次に、添付図面を参照して、本発明の実施形態によるレンズユニット、及びそれを備えたカメラモジュールを説明する。図１は、本発明の第１実施形態によるカメラモジュールの斜視図である。図２は、本発明の第１実施形態によるカメラモジュールの分解斜視図である。図３は、図１のIII−III線に沿う断面図である。図４は、図１のIV−IV線に沿う断面図である。

図１に示すように、本発明の第１実施形態によるカメラモジュール１は、概ね直方体のケース２を備えており、その一つの面に設けられた開口２ａから光を入射させ、撮影を行うように構成されている。即ち、カメラモジュール１のケースの内部にはレンズユニット及び撮像素子が内蔵されており、入射した光をレンズユニットで撮像素子に合焦させ、動画又は静止画を撮影するように構成されている。本実施形態のカメラモジュール１は、スマートフォン、タブレット端末、アクションカメラ、ウェアラブル端末、車載カメラ、ドライブレコーダ、ドローン等の様々な電子機器に組み込んで使用することができる。

図２に示すように、本実施形態のカメラモジュール１のケース２に収容されたレンズユニットは、本体部であるベース枠４と、このベース枠４の内部に収容され、撮像用レンズを保持したレンズ枠６と、このレンズ枠６の物体側に取り付けられた絞り部８と、レンズ枠６の像側に配置されたセンサ枠１０と、を有する。レンズユニットを構成するレンズ枠６及び絞り部８は一体化され、一体化されたレンズ枠６及び絞り部８が撮像用レンズの光軸Ａ方向にベース枠４の中で移動可能に支持されている。一方、センサ枠１０には撮像素子１２が取り付けられており、一体化されたレンズ枠６及び絞り部８が光軸Ａ方向に移動されることにより、入射光を撮像素子１２に合焦させることができる。

ベース枠４は、概ね正方形断面の枠体であり、内側にレンズ枠６を移動可能に収容している。

一方、センサ枠１０は、ベース枠４の背面側（像側）の端面に取り付けられた概ね正方形板状の部材である。センサ枠１０の中央には、撮像素子１２を保持するための開口部１０ｃが設けられており、レンズユニットを透過した光を撮像素子１２で受光するようになっている。また、上記のように、センサ枠１０の対向する一対の隅部には、センサ枠１０に対して垂直に、光軸Ａ方向に延びるようにガイド軸１０ａ、１０ｂが設けられている。レンズ枠６は、各ガイド軸１０ａ、１０ｂに沿って摺動し、光軸Ａに沿って移動される。

レンズ枠６は、正面視で概ね正方形の枠体であり、その中央に撮像用レンズを保持している。また、レンズ枠６の対向する一対の隅部には、光軸Ａ方向に延びるフォーカス用のガイド穴６ａ、６ｂが夫々形成されている。これらのガイド穴６ａ、６ｂは、センサ枠１０に設けられ、光軸Ａ方向に延びるフォーカス用のガイド軸１０ａ、１０ｂを受け入れており、これにより、レンズ枠６は光軸Ａ方向に摺動可能に支持される。

また、レンズ枠６の上側側面には、レンズ駆動用磁石１４が設けられている。このレンズ駆動用磁石１４は長方形板状に形成され、その長手方向の中心軸線に沿って分極されており、レンズ駆動用磁石１４は、その物体側と像側で異なる極性を有するように取り付けられている。一方、ベース枠４の、レンズ駆動用磁石１４に対向する側面には、レンズ駆動用コイル１６（図２）が埋め込まれている。このレンズ駆動用コイル１６は概ね長方形板状に巻かれており、レンズ駆動用コイル１６の各長辺が、レンズ駆動用磁石１４の各長辺と対向するように配置される。さらに、レンズ駆動用コイル１６の内側には、磁気検出素子であるホール素子１６ａが配置されている（図４）。このホール素子１６ａは、レンズ駆動用磁石１４の磁気を検出することにより、レンズ駆動用磁石１４の位置を検出し、ベース枠４に対するレンズ枠６の位置を特定することができる。

この構成により、レンズ駆動用コイル１６に電流を流すと、レンズ駆動用コイル１６とレンズ駆動用磁石１４の間に磁力が発生し、レンズ枠６がガイド軸１０ａ、１０ｂに沿って光軸Ａ方向に駆動される。即ち、ベース枠４に対し、レンズ枠６に保持された撮像用レンズが光軸Ａ方向に駆動される。また、レンズ枠６のベース枠４に対する位置は、ホール素子１６ａの検出信号に基づいて測定され、測定された位置に基づいてレンズ駆動用コイル１６に流す電流が制御される。従って、レンズ枠６に設けられたレンズ駆動用磁石１４と、ベース枠４に設けられたレンズ駆動用コイル１６は、リニアモータとして作用し、レンズ駆動機構として機能する。このレンズ駆動機構により、レンズユニットの合焦機能が実現される。

次に、図３及び図４に示すように、レンズ枠６の中央には、撮像用レンズを保持するための段付き円筒部６ｃが設けられており、この中に撮像用レンズが嵌め込まれている。本実施形態においては、撮像用レンズは、光軸Ａ方向に重ねて配置された６枚のレンズ１８ａ乃至１８ｆから構成され、これらのレンズにより、入射光が撮像素子１２上に合焦される。また、６枚のレンズのうち、物体側に配置された４枚のレンズ１８ａ乃至１８ｄは比較的直径が小さいのに対して、像側に配置された２枚のレンズ１８ｅ及び１８ｆは直径が大きい。このため、物体側のレンズ１８ａ乃至１８ｄの周囲、且つ像側のレンズ１８ｅ及び１８ｆの前方側（物体側）には空間ができる。この空間を利用して、絞り部８が配置されており、ベース枠４の中にレンズ枠６及び絞り部８をコンパクトに収納することができる。

また、図２に示すように、絞り部８は、レンズ枠６の物体側に取り付けられており、レンズ枠６に保持された撮像用レンズに入射する光量を調整するように構成されている。レンズ枠６に取り付けられた絞り部８は、レンズ枠６と一体となってベース枠４の中で光軸Ａ方向に移動される。さらに、絞り部８の物体側には、絞り部のカバー８ａが取り付けられている。なお、本実施形態においては、絞り部８は、レンズ枠６に直接取り付けられているが、絞り部８は何らかの部材を介して間接的にレンズ枠６に取り付けられていても良い。本明細書において、「レンズ枠に取り付けられ」とは、レンズ枠６に直接取り付けられた態様、及びレンズ枠６に間接的に取り付けられた態様を含むものとする。また、絞り部８の詳細な構成については後述する。

次に、図５乃至図７を新たに参照して、絞り部８の構成を説明する。
図５は絞り部の絞り羽根が最も開いた状態を示す絞り部の斜視図であり、図６は絞り羽根が最も絞られた状態を示す絞り部の斜視図である。図７は、絞り部８の絞り調整機構を取り出して示す斜視図である。

図３乃至図５に示すように、絞り部８は、地板２０と、この地板２０に回動可能に取り付けられた動輪２２と、この動輪２２によって駆動される５枚の絞り羽根２４と、動輪２２を駆動するための絞り用のガイド軸２６、マグネット枠３２に取り付けられた絞り駆動用磁石２８、及び絞り駆動用コイル３０を有する。この絞り部８により、レンズユニットの絞り機能が実現される。

地板２０は、概ね正方形板状の部材であり、中央に円形の開口が設けられ、この円形開口を通してレンズ枠６の撮像用レンズに光が入射するようになっている。また、円形開口の縁には段部２０ａ（図３）が形成されており、この段部２０ａに動輪２２が回動可能に嵌め込まれている。また、図５に示すように、地板２０の背面側（像側）端部には、ガイド軸２６を支持するための支持部２０ｂが形成されている。支持部２０ｂは、地板２０の上側及び下側の辺の一端部に夫々形成され、ガイド軸２６の両端を支持している。これにより、ガイド軸２６は地板２０の背面側の、垂直方向の一方の辺の近傍に、辺と平行に固定される。さらに、地板２０の前面側（物体側）の、円形開口の周囲には、５つの支持ピン２０ｃが円周上に等間隔に設けられており、これらの支持ピン２０ｃにより、絞り羽根２４が回動可能に支持される。

動輪２２は円環状の部材であり、地板２０の段部２０ａに回動可能に嵌め込まれている。また、動輪２２の内径は、地板２０の円形開口の直径とほぼ同一に形成されている。図７に示すように、動輪２２の前面側（物体側）には、前面側に突出するように、５つの駆動ピン２２ａが円周上に等間隔に形成されており、これらの駆動ピン２２ａにより、各絞り羽根２４が駆動される。

図５及び図６に示すように、絞り羽根２４は、概ね三角形状の薄板からなる部材であり、地板２０の前面側（物体側）に５枚配置されている。各絞り羽根２４の１つの隅には、地板２０の支持ピン２０ｃを受け入れるための穴が形成されており、各絞り羽根２４は、支持ピン２０ｃを中心として回動可能に、地板２０に取り付けられる。また、各絞り羽根２４には、支持ピン２０ｃを受け入れる穴の近傍から絞り羽根２４の底辺に沿って円弧状に延びるカム溝２４ａが設けられている。動輪２２に設けられた各駆動ピン２２ａは、各絞り羽根２４のカム溝２４ａに受け入れられている。さらに、地板２０の前面側に取り付けられた各絞り羽根２４を覆うように、地板２０の前面にはカバー８ａ（図２）が取り付けられ、絞り羽根２４を押さえている。

一方、ガイド軸２６は、円形断面のシャフトであり、地板２０の一方の縦辺に沿って、地板２０の背面側（像側）に取り付けられている。このガイド軸２６は、地板２０と平行に、従って、光軸Ａと直交する方向に向けられている。

また、図７に示すように、絞り駆動用磁石２８は、細長い直方体状の磁石であり、長手方向に分極するように着磁されている。さらに、絞り駆動用磁石２８は、マグネット枠３２に取り付けられており、このマグネット枠３２は、ガイド軸２６によって摺動可能に支持されている。即ち、マグネット枠３２には、ガイド軸２６を受け入れるための円形断面の穴が形成されており、マグネット枠３２は、ガイド軸２６に沿って摺動される。これにより、絞り駆動用磁石２８は、地板２０と平行な平面内、即ち、光軸Ａと直交する平面上で直線移動される。

また、マグネット枠３２には、動輪２２に向けて突出する動輪駆動ピン３２ａが設けられており、この動輪駆動ピン３２ａの先端は、動輪２２の背面側（像側）に形成された溝２２ｂの中に受け入れられている。このため、絞り駆動用磁石２８及びマグネット枠３２がガイド軸２６に沿って摺動されると、マグネット枠３２の動輪駆動ピン３２ａが動輪２２の溝２２ｂの内壁面を押圧し、動輪２２が光軸Ａを中心として回動される。このように、マグネット枠３２がガイド軸２６に沿って摺動されることにより、動輪２２が回動され、絞り羽根２４の開度が調整される。従って、本実施形態においては、ガイド軸２６、マグネット枠３２、及び動輪２２が、絞り調整機構として機能している。

一方、図７に想像線で示すように、絞り駆動用磁石２８に対向する位置には、絞り駆動用コイル３０が配置されている。即ち、絞り駆動用コイル３０は、ベース枠４の一側面に埋め込まれており（図２）、ベース枠４の中に収容された絞り部８の絞り駆動用磁石２８に対向するように位置している。この絞り駆動用コイル３０は概ね長方形板状に巻かれており、光軸Ａに沿う方向に向けられた絞り駆動用コイル３０の各長辺が、絞り駆動用磁石２８と対向するように配置される。さらに、絞り駆動用コイル３０の内側には、磁気検出素子であるホール素子３０ａ（図３）が配置されている。このホール素子３０ａは、絞り駆動用磁石２８の磁気を検出することにより、絞り駆動用磁石２８の位置を検出し、絞りの開度を特定することができる。

絞り駆動用コイル３０に電流が流れると、絞り駆動用磁石２８と絞り駆動用コイル３０の間に、ガイド軸２６に沿う方向の磁力が発生し、絞り駆動用磁石２８が駆動される。従って、絞り部８に設けられた絞り駆動用磁石２８と、ベース枠４に設けられた絞り駆動用コイル３０は、リニアモータとして作用する。絞り駆動用磁石２８に作用する駆動力によってマグネット枠３２がガイド軸２６に沿って摺動されると、動輪２２が回動される。

動輪２２が地板２０に対して回動されると、地板２０の各支持ピン２０ｃと動輪２２の各駆動ピン２２ａの間の相対位置が変化し、各駆動ピン２２ａがカム溝２４ａの中で移動する。これに伴い、各絞り羽根２４が、地板２０の各支持ピン２０ｃを中心に回動されて、絞り部８の開度が調整される。図５は、動輪２２が回動されることにより、動輪２２の各駆動ピン２２ａが地板２０の各支持ピン２０ｃに最も近づいた状態を示している。この状態では、各絞り羽根２４は、その先端が光軸Ａから最も離れた位置に回動され、絞り部８は最も開度が大きくなる。一方、図６は、動輪２２が回動されることにより、動輪２２の各駆動ピン２２ａが地板２０の各支持ピン２０ｃから最も離れた状態を示している。この状態では、各絞り羽根２４は、その先端が光軸Ａに最も近づいた位置に回動され、絞り部８は最も絞られている。

なお、上述したように、レンズ枠６、及びこれに取り付けられた絞り部８は、ピント調整を行うために光軸Ａ方向に移動される。このため、絞り部８に設けられた絞り駆動用磁石２８も、ベース枠４に取り付けられた絞り駆動用コイル３０に対して光軸Ａ方向に移動される。しかしながら、光軸Ａ方向に向けられた絞り駆動用コイル３０の長辺は、絞り駆動用磁石２８の短辺（絞り駆動用磁石２８の幅）よりも十分に長く形成されると共に、レンズ枠６の光軸方向の移動量は、比較的短くされている。このため、レンズ枠６及び絞り部８が光軸Ａ方向に移動されていても、絞り駆動用コイル３０の長辺は依然として絞り駆動用磁石２８と対向した状態にあり、駆動力を発生させることができる。

次に、図８を新たに参照して、レンズ駆動用コイル１６及び絞り駆動用コイル３０の実装状態を説明する。
図８は、レンズ駆動用コイル及び絞り駆動用コイルを実装したフレキシブル基板の斜視図である。

図２に示すように、レンズ駆動用コイル１６及び絞り駆動用コイル３０は、ベース枠４の隣り合う２つの側面に夫々埋め込まれている。これらレンズ駆動用コイル１６及び絞り駆動用コイル３０は、図８に示すように、同一のフレキシブル基板３４に実装されており、フレキシブル基板３４を介して電流が供給される。回路基板であるフレキシブル基板３４は、ベース枠４の２つの側面に沿うように直角に折り曲げられており、ベース枠４の所定の位置に取り付けられる、これにより、レンズ駆動用コイル１６及び絞り駆動用コイル３０は、レンズ駆動用磁石１４及び絞り駆動用磁石２８と夫々対向する位置に位置決めされる。

また、レンズ駆動用コイル１６の内側に配置されたホール素子１６ａ、及び絞り駆動用コイル３０の内側に配置されたホール素子３０ａも、夫々フレキシブル基板３４上に実装されている。これらのホール素子による検出信号は、フレキシブル基板３４を介して取得される。さらに、本実施形態においては、フレキシブル基板３４の背面側（各駆動用コイルが取り付けられていない側）に、制御回路（図示せず）が実装されている。制御回路は、ホール素子１６ａの検出信号に基づいて、レンズ駆動用コイル１６に供給すべき電流を決定し、電流を出力することにより、撮像素子１２上に像が形成されるように、光軸Ａ方向にレンズ枠６を移動させる。また、制御回路は、ホール素子３０ａの検出信号に基づいて、絞り駆動用コイル３０に供給すべき電流を決定し、電流を出力することにより、所望の絞り値が得られるように動輪２２を回動させる。

本発明の第１実施形態によるレンズユニットによれば、絞り調整機構を構成するマグネット枠３２に設けられた絞り駆動用磁石２８と、ベース枠４に取り付けられた絞り駆動用コイル３０の間に作用する磁力により、絞り羽根２４の開度が変化される（図７）。このため、絞り調整機構に電力を供給するためのフレキシブル基板等の導電体が不要となる。この結果、ピント調節のためのレンズ枠６の光軸Ａ方向の移動が、絞り調整機構を作動させるための構成により阻害されることがなく、円滑なピント調節が可能となる。

また、本実施形態のレンズユニットによれば、絞り調整機構を構成するマグネット枠３２が、絞り駆動用磁石２８と絞り駆動用コイル３０の間の磁力により、絞り駆動用磁石２８を直線移動させるように構成されている。このため、簡単な構成で絞り調整機構を実現することができる。

さらに、本実施形態のレンズユニットによれば、絞り調整機構を構成するマグネット枠３２が、光軸Ａに直交する平面上で直線移動されるように絞り駆動用磁石２８を支持しているので、絞り調整機構を光軸Ａ方向に小型化することができる。

また、本実施形態のレンズユニットによれば、物体側のレンズ１８ａ〜１８ｄは、像側のレンズ１８ｅ、１８ｆよりも直径が小さく形成され、絞り調整機構を構成する動輪２２は、物体側のレンズ１８ａ〜１８ｄの周囲、且つ像側のレンズ１８ｅ、１８ｆの前方に配置されている（図３、図４）。このため、物体側のレンズ１８ａ〜１８ｄの周囲のデッドスペースに絞り調整機構を配置することができ、一体化されたレンズ枠６及び絞り部８を小型化することができる。

さらに、本実施形態のレンズユニットによれば、絞り駆動用コイル３０及びレンズ駆動用コイル１６が、同一のフレキシブル基板３４上に取り付けられている（図８）ので、これらのコイルへの給電系統を簡略化することができる。

次に、図９及び図１０を参照して、本発明の第２実施形態によるレンズユニット、及びそれを備えたカメラモジュールを説明する。
本実施形態によるレンズユニットは、レンズ枠と一体化された絞り部の構成が上述した第１実施形態とは異なる。従って、ここでは、本発明の第２実施形態の、第１実施形態とは異なる部分のみを説明し、同様の構成、作用、効果については説明を省略する。

図９は、本発明の第２実施形態によるレンズユニットに備えられている絞り部の斜視図であり、絞りが全開にされた状態を示している。図１０は、本発明の第２実施形態によるレンズユニットに備えられている絞り部の斜視図であり、最も絞られた状態を示している。

図９及び図１０に示すように、本実施形態における絞り部１０８は、地板１２０と、この地板１２０に回動可能に取り付けられたリンク部材１２２と、このリンク部材１２２によって駆動される２枚の絞り羽根１２４と、リンク部材１２２を駆動するための絞り用のガイド軸１２６、マグネット枠１３２に取り付けられた絞り駆動用磁石１２８、及び絞り駆動用コイル１３０を有する。

地板１２０は、概ね正方形板状の部材であり、中央に円形の開口が設けられ、この円形開口を通してレンズ枠６の撮像用レンズに光が入射するようになっている。地板１２０の前面側（物体側）には、リンク支持ピン１２０ａが設けられており、このリンク支持ピン１２０ａにより、リンク部材１２２が回動可能に支持される。また、地板１２０の背面側（像側）端部には、ガイド軸１２６を支持するための支持部１２０ｂが形成されている。支持部１２０ｂは、ガイド軸１２６の両端を支持し、ガイド軸１２６は地板１２０の背面側に固定される。さらに、地板１２０の前面側（物体側）には、円形開口の上側及び下側に夫々２つの支持ピン１２０ｃが設けられており、これらの支持ピン１２０ｃにより、２枚の絞り羽根１２４が、地板１２０上で夫々直線移動可能に支持されている。

リンク部材１２２は、細長いアーム部と、このアーム部の中央から直角に延びる短い脚部から構成された概ねＴ字形の部材である。地板１２０に設けられたリンク支持ピン１２０ａは、リンク部材１２２のアーム部と脚部の交点の部分を回動可能に支持しており、リンク部材１２２は地板１２０上で回動可能に支持されている。アーム部の両端部には係合ピン１２２ａが夫々設けられており、各係合ピン１２２ａは、２枚の絞り羽根１２４と夫々係合されている。リンク部材１２２の脚部の先端にはＵ字溝１２２ｂが設けられており、このＵ字溝１２２ｂは、絞り駆動用磁石１２８を保持したマグネット枠１３２から延びる駆動ピン１３２ａを受け入れている。なお、リンク部材１２２のアーム部は、脚部よりも長く構成されているので、Ｕ字溝１２２ｂ（駆動ピン１３２ａ）の小さな動きにより、係合ピン１２２ａ（絞り羽根１２４）を大きく移動させることができる。

絞り羽根１２４は、略半円形の切欠１２４ａを有する薄板からなる部材であり、地板１２０の前面側（物体側）に２枚配置されている。これらの絞り羽根１２４は互いの重なり量を変化させることにより、各絞り羽根１２４の切欠１２４ａによって囲まれた開口から透過する光量を調節するように構成されている。また、一方の絞り羽根１２４の上縁近傍、及び他方の絞り羽根１２４の下縁近傍には、水平方向に延びる直線状の長穴１２４ｂが２つずつ設けられている。これらの長穴１２４ｂは地板１２０の支持ピン１２０ｃを夫々受け入れており、これにより、各絞り羽根１２４は地板１２０で水平方向に直線移動可能に支持される。また、各絞り羽根１２４には、リンク部材１２２側の端部近傍に、リンク部材１２２の各係合ピン１２２ａを受け入れるための係合穴１２４ｃが夫々設けられている。これにより、各絞り羽根１２４は、リンク部材１２２の動きに連動して水平方向に直線移動される。

一方、ガイド軸１２６は、円形断面のシャフトであり、地板１２０の、リンク部材１２２が設けられている側の縦辺に沿って、地板１２０の背面側（像側）に取り付けられている。このガイド軸１２６は、地板１２０と平行に、従って、光軸Ａと直交する方向に向けられている。

また、絞り駆動用磁石１２８は、細長い直方体状の磁石であり、長手方向に分極するように着磁されている。さらに、絞り駆動用磁石１２８は、マグネット枠１３２に取り付けられており、このマグネット枠１３２は、ガイド軸１２６によって摺動可能に支持されている。即ち、マグネット枠１３２には、ガイド軸１２６を受け入れるための円形断面の穴が形成されており、マグネット枠１３２は、ガイド軸１２６に沿って摺動される。これにより、絞り駆動用磁石１２８は、地板１２０と平行な平面内、即ち、光軸Ａと直交する平面上で直線移動される。

また、上述したように、マグネット枠１３２には、リンク部材１２２に向けて突出する駆動ピン１３２ａが設けられており、この駆動ピン１３２ａの先端は、リンク部材１２２の脚部の先端に形成されたＵ字溝１２２ｂの中に受け入れられている。このため、絞り駆動用磁石１２８及びマグネット枠１３２がガイド軸１２６に沿って摺動されると、マグネット枠１３２の駆動ピン１３２ａがリンク部材１２２のＵ字溝１２２ｂの内壁面を押圧し、リンク部材１２２がリンク支持ピン１２０ａを中心として回動される。このように、マグネット枠１３２がガイド軸１２６に沿って摺動されることにより、リンク部材１２２が回動され、絞り羽根１２４の開度が調整される。従って、本実施形態においては、ガイド軸１２６、マグネット枠１３２、及びリンク部材１２２が、絞り調整機構として機能している。

一方、図９及び図１０に想像線で示すように、絞り駆動用磁石１２８に対向する位置には、絞り駆動用コイル１３０が配置されている。即ち、絞り駆動用コイル１３０は、ベース枠４の一側面に埋め込まれており、ベース枠４の中に収容された絞り部１０８の絞り駆動用磁石１２８に対向するように位置している。この絞り駆動用コイル１３０は概ね長方形板状に巻かれており、光軸Ａに沿う方向に向けられた絞り駆動用コイル１３０の各長辺が、絞り駆動用磁石１２８と対向するように配置される。さらに、絞り駆動用コイル１３０の内側には、磁気検出素子であるホール素子（図示せず）が配置され、絞り駆動用磁石１２８の磁気を検出することにより、絞り駆動用磁石１２８の位置を検出する。

絞り駆動用コイル１３０に電流が流れると、絞り駆動用磁石１２８と絞り駆動用コイル１３０の間に、ガイド軸１２６に沿う方向の磁力が発生し、絞り駆動用磁石１２８が駆動される。従って、絞り部１０８に設けられた絞り駆動用磁石１２８と、ベース枠４に設けられた絞り駆動用コイル１３０は、リニアモータとして作用する。絞り駆動用磁石１２８に作用する駆動力によってマグネット枠１３２がガイド軸１２６に沿って摺動されると、リンク部材１２２が回動される。

リンク部材１２２が地板１２０のリンク支持ピン１２０ａを中心に回動されると、リンク部材１２２の一方の係合ピン１２２ａは光軸Ａに近づく方向に移動され、他方の係合ピン１２２ａは光軸Ａから遠ざかる方向に移動される。これに伴い、各係合ピン１２２ａに夫々係合された絞り羽根１２４が、地板１２０に対して水平方向に直線移動される。

図９は、リンク部材１２２が時計回りに回動されることにより、リンク部材１２２の上側の係合ピン１２２ａが光軸Ａから最も遠ざかり、下側の係合ピン１２２ａが光軸Ａに最も近づいた状態を示している。この状態では、各絞り羽根１２４の切欠１２４ａによって囲まれた開口は最も大きくなり、絞り部１０８は最も開度が大きくなる。一方、図１０は、リンク部材１２２が反時計回りに回動されることにより、リンク部材１２２の上側の係合ピン１２２ａが光軸Ａに最も近づき、下側の係合ピン１２２ａが光軸Ａから最も離れた状態を示している。この状態では、各絞り羽根１２４の切欠１２４ａによって囲まれた開口は最も小さくなり、絞り部１０８は最も絞られた状態となる。

本発明の第２実施形態のレンズユニットによれば、絞り調整機構に備えられたリンク部材１２２が絞り駆動用磁石１２８の直線移動により回動され、リンク部材１２２の回動により絞り羽根１２４が直線移動され、絞り羽根１２４の開度が変化される。このため、リンク部材１２２の構成により、絞り駆動用磁石１２８の短距離の直線移動に基づいて、絞り羽根１２４を大きく直線移動させることが可能であり、絞り駆動用磁石１２８の可動範囲を小さく設定することができ、絞り部１０８を小型化することができる。

以上、本発明の好ましい実施形態を説明したが、上述した実施形態に種々の変更を加えることができる。特に、上述した実施形態においては、絞り部の絞り羽根は、撮像用レンズよりも物体側に配置されていたが、撮像用レンズを構成するレンズの間や、撮像用レンズよりも像側に絞り羽根を配置することもできる。また、上述した実施形態においては、絞り駆動用磁石は、光軸に直交する平面上で移動可能に支持されていたが、変形例として、光軸に沿った方向等、絞り駆動用磁石を他の方向に移動可能に支持することもできる。この場合には、絞り駆動用磁石の移動を、光軸に直交する方向に変換する変換機構を備えているのが良い。

１ カメラモジュール
２ ケース
２ａ 開口
４ ベース枠（本体部）
６ レンズ枠
６ａ、６ｂガイド穴
６ｃ 段付き円筒部
８ 絞り部
８ａ カバー
１０ センサ枠
１０ａ、１０ｂガイド軸
１０ｃ 開口部
１２ 撮像素子
１４ レンズ駆動用磁石
１６ レンズ駆動用コイル
１６ａ ホール素子
１８ａ〜１８ｆ レンズ
２０ 地板
２０ａ 段部
２０ｂ 支持部
２０ｃ 支持ピン
２２ 動輪
２２ａ 駆動ピン
２２ｂ 溝
２４ 絞り羽根
２４ａ カム溝
２６ ガイド軸
２８ 絞り駆動用磁石
３０ 絞り駆動用コイル
３０ａ ホール素子
３２ マグネット枠
３２ａ 動輪駆動ピン
３４ フレキシブル基板（回路基板）
１０８ 絞り部
１２０ 地板
１２０ａ リンク支持ピン
１２０ｂ 支持部
１２０ｃ 支持ピン
１２２ リンク部材
１２２ａ 係合ピン
１２２ｂ Ｕ字溝
１２４ 絞り羽根
１２４ａ 切欠
１２４ｂ 長穴
１２４ｃ 係合穴
１２６ ガイド軸
１２８ 絞り駆動用磁石
１３０ 絞り駆動用コイル
１３２ マグネット枠
１３２ａ 駆動ピン

Claims (7)

1. 合焦機能及び絞り機能を備えたレンズユニットであって、
   本体部と、
   撮像用レンズと、
   上記本体部に対して、上記撮像用レンズの光軸方向に移動可能に支持され、上記撮像用レンズを保持するレンズ枠と、
   上記本体部に対し、上記撮像用レンズを上記光軸方向に駆動するレンズ駆動機構と、
   上記レンズユニットを透過する光量を調整する絞り羽根を備えた絞り部と、を有し、
   上記絞り部は、
   上記レンズ枠に取り付けられ、上記絞り羽根の開度を変化させるための絞り調整機構と、
   この絞り調整機構に設けられた絞り駆動用磁石と、
   この絞り駆動用磁石と対向するように上記本体部に設けられ、上記絞り駆動用磁石との間に作用する磁力により上記絞り駆動用磁石を移動させて、上記絞り羽根の開度を変化させる絞り駆動用コイルと、
   を備えることを特徴とするレンズユニット。
2. 上記絞り調整機構は、上記絞り駆動用コイルとの間に作用する磁力により上記絞り駆動用磁石が直線移動されるように、上記絞り駆動用磁石を支持する請求項１記載のレンズユニット。
3. 上記絞り調整機構は、上記絞り駆動用磁石が上記光軸に直交する平面上で直線移動されるように、上記絞り駆動用磁石を支持する請求項２記載のレンズユニット。
4. 上記絞り調整機構は回動可能に支持されたリンク部材を備え、このリンク部材は上記絞り駆動用磁石の直線移動により回動され、上記リンク部材の回動により上記絞り羽根が直線移動され、上記絞り羽根の開度が変化する請求項２又は３に記載のレンズユニット。
5. 上記撮像用レンズは複数のレンズから構成されると共に、これらのレンズのうちの物体側のレンズは、像側のレンズよりも直径が小さく形成され、上記絞り調整機構の少なくとも一部は、上記物体側のレンズの周囲、且つ上記像側のレンズの前方に配置されている請求項１乃至４の何れか１項に記載のレンズユニット。
6. 上記レンズ駆動機構は、上記レンズ枠に取り付けられたレンズ駆動用磁石と、上記本体部に取り付けられたレンズ駆動用コイルと、を備え、上記絞り駆動用コイル及び上記レンズ駆動用コイルは、同一の回路基板上に取り付けられている請求項１乃至５の何れか１項に記載のレンズユニット。
7. 合焦機能及び絞り機能を備えたカメラモジュールであって、
   請求項１乃至６の何れか１項に記載のレンズユニットと、
   このレンズユニットを透過した光が結像される撮像素子と、
   を有することを特徴とするカメラモジュール。

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