JP4373704B2 - レンズ駆動装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、レンズ駆動装置に係り、特に、レンズをレンズの光軸方向に移動可能なレンズ駆動装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
光を結像させるためのレンズをレンズの光軸方向に移動させる際には、一般に、光軸が傾かないように移動させることが好ましい。そのため、例えば特許文献1では、図11に示すように、レンズ200の外側に平行リンクとして機能する腕201を設け、この腕201によりレンズ200の光軸が傾かないようにされている。
【0003】
しかしながら、腕201は剛体であり、平行リンクとして機能させるためにはヒンジ部202を設ける必要があるため、構造が複雑となってしまう。
【0004】
【特許文献1】
特開平6−230261号公報
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記事実を考慮して成されたものであり、レンズをレンズの光軸方向に移動させる際の光軸のズレ及び傾きを、簡易な構成により抑制可能なレンズ駆動装置を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明のレンズ駆動装置は、光を所定位置に結像可能な1又は複数のレンズを備えたレンズユニットと、前記レンズユニットの外側に配置された外側部材と、前記レンズに入射される光を透過可能な光透過口が形成され、この光透過口よりも外側の外側部が前記外側部材に固定された弾性板と、前記レンズユニットに対して前記光軸方向の力を作用させるアクチュエータと、を備え、前記弾性板には、この弾性板の一部で構成され、前記外側部から連接されて外側部との連接部分以外の部分が前記レンズの光軸方向に移動可能とされ、前記レンズユニットを保持する複数の保持部材が備えられ、前記保持部材は、前記光軸方向からみて、前記レンズユニットを保持している保持部分と前記連接部分とを通る直線が前記レンズの光軸からズレるように、かつ、各々が前記レンズの光軸を中心として360°を総保持部材数で除した角度をなす位置で前記レンズの光軸周りに回転された向きに配置され、前記弾性板は、前記保持部材よりも径方向内側の内側部が、前記レンズユニットに固定された固定リングに挟み込まれて、前記固定リングに固定され、前記保持部材及び前記内側部は、切り込みにより互いに分割されて形成されていること、を特徴とするものである。
【0007】
本発明のレンズ駆動装置では、弾性板に、レンズに入射される光を透過可能な光透過口が形成されており、弾性板の光透過口よりも外側の外側部が外側部材に固定されている。ここで、外側部材とは、筐体や筐体に固定された部材であり、レンズが相対移動される部材である。
【0008】
弾性板には外側部から連接され、弾性板の一部で構成された複数の保持部材が備えられている。この保持部材は、保持部分でレンズユニットを保持し、撓みにより外側部との連接部分以外の部分がレンズの光軸方向に移動可能とされている。ところで、アクチュエータからレンズユニットに対して光軸方向の力が作用されると、レンズユニットは光軸方向の成分をもって移動するが、保持部材は外側部との連接部分を支点として移動するため、レンズの光軸方向からみた保持部分が移動する。この移動方向が、レンズの光軸を中心とした回転方向と一致していれば、レンズの光軸のズレは回避できる。
【0009】
そこで、本発明のレンズ駆動装置では、保持部材を、光軸方向からみて、前記連接部分と保持部分とを通る直線が前記レンズの光軸からズレるように、かつ、各々がレンズの光軸を中心として360°を総保持部材数で除した角度をなす位置でレンズの光軸周りに回転された向きに配置する。この構成によれば、光軸方向を法線とする平面上において、レンズへ作用される力はレンズの光軸を中心としてレンズユニットを回転させるものとなる。したがって、レンズユニットは、光軸方向へ移動すると共に光軸を中心として回転し、レンズユニットを光軸方向に移動させる際の光軸のズレ、及び光軸の傾きを抑制することができる。
【0010】
また、本発明のレンズ駆動装置では、1枚の弾性板を外側部材に固定すると共にこの弾性板により保持部材が構成されているので、簡易な構成とすることができる。
【0011】
また、本発明のレンズ駆動装置は、請求項2に記載のように、前記弾性板は、前記光軸方向に離間して互いに平行に複数配置されていることを特徴とすることもできる。
【0012】
この構成によれば、複数の弾性板が光軸方向に離間して互いに平行に配置されているので、保持部材が平行リンクとして機能する。したがって、より確実にレンズユニットの移動の際の光軸の傾きを抑制することができる。
【0013】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明に係るレンズ駆動装置の実施形態について説明する。本発明のレンズ駆動装置は、例えば、カメラの焦点調節、ズームのためにレンズを移動させる場合に適用可能である。
【0014】
本実施形態におけるレンズ駆動装置10は、図1に示すように、レンズユニット12、リンク板14、固定リング16、18、固定枠20、及びアクチュエータ30を備える。
【0015】
固定枠20は、四角枠状とされ、その内部にレンズユニット12が配置されている。レンズユニット12は、1又は複数のレンズ12B、及び、レンズ12Bをカバーする円筒形状のレンズ鏡胴12Aから構成されている。
【0016】
レンズユニット12を挟んで両側には、2つの固定リング16が配置されている。固定リング16は板状とされ、かつ、剛体で構成されている。図2(B)にも示すように、固定リング16は略正方形状であり、4つの角部には板面が延長されて角部16Aが形成されている。角部16Aには、板面の法線方向に後述する挿入孔14A、18Aに挿入可能な挿入凸部16Bが形成されている。また、固定リング16の中央部には、レンズ12Bに入射される光を透過可能な光透過口17が形成されている。レンズユニット12と固定リング16とは、レンズ12Bの光軸Lと固定リング16の中心部の法線が一致するように固定されている。
【0017】
図1に示すように、固定リング16の板面の外側には、中心部の法線が光軸Lと一致されるようにリンク板14が互いに平行になるように配置されている。図2、3にも示すように、リンク板14は、1枚の弾性をもった正方形の板により構成されている。リンク板14の中央部には、レンズ12Bに入射される光を透過可能な光透過口15が形成されている。リンク板14には、L字形の4つの切り込み22が光透過口15を囲むように形成されている。切り込み22により、リンク板14には、最も外周側に位置する外側部24、外側部24から連接された保持部材26(以下連接部分を「連接部26A」という)、最も光透過口15側に位置する内側部28が形成されている。各々の保持部材26は、隣り合う保持部材26とレンズの光軸Lを中心として90°を成す位置で光軸L周りに回転された向きに配置されている。保持部材26と内側部28とは保持部分26Bを介して連接されている。また、図3(A)に示すように、その弾性力により、連接部26A以外の部分がレンズの光軸L方向に移動可能とされている。なお、切り込み22は、切り込み22の両側の部分が互いに触れ合うことのないように、所定の幅をもって形成されることが好ましい。
【0018】
固定リング16は、図2(B)に示すように、リンク板14の内側部28に沿った形状とされており、この内側部28と固定リング16とが重ね合わされている。リンク板14には、保持部分26Bに挿入孔14Aが形成され、挿入孔14Aに挿入凸部16Bが挿通されている。保持部分26Bはこの保持部分26Bでレンズユニット12を保持可能とされている。保持部分26Bと連接部26Aとを通る直線は、光軸Lを通らないように、すなわち光軸Lからズレるように配置されている。
【0019】
図4に示すように、リンク板14の外側部24は、固定枠20の内側壁に取り付けられている。2枚のリンク板14に形成された保持部材26は、レンズユニット12が光軸L方向に移動する際に、平行リンクとして機能する。
【0020】
リンク板14の両外側には、中心部の法線が光軸Lと一致されるように各々固定リング18が配置されている。固定リング18は、固定リング16とほぼ同一の形状とされ、リンク板14に対する位置も同様とされている。これにより、固定リング16と固定リング18により、リンク板14の内側部28が挟み込まれ、内側部28の撓みがなくなる。固定リング18には、挿入凸部16Bに代えて挿入凸部16Bを挿入可能な挿入孔18Aが形成されており、挿入孔18Aに挿入凸部16Bが挿通されている。挿入孔14A、及び挿入孔18Aに挿通された挿入凸部16Bは、外側からかしめ止められ、これにより、レンズユニット12、固定リング16、リンク板14、及び固定リング18が、互いに組み付けられる。
【0021】
アクチュエータ30は、図4に示すように、螺旋状圧電素子で構成されており、一端部が固定枠20の内側壁に形成された凸部20Aに固定され、他端部が固定リング16に取り付けられている。アクチュエータ30は、図示しない回路から電圧が印加されることにより、他端部が光軸Lに沿ったX方向、またはY方向へ変位可能とされている。
【0022】
次に、本実施形態の作用について説明する。
【0023】
図示しない回路からアクチュエータ30に電圧が印加されると、アクチュエータ30がX方向(またはY方向)へ変位しようとする力により、レンズユニット12に対してX方向(またはY方向)の力が作用される。これにより、4つの保持部材26は、図5に示すように、撓みによりX方向(図5(B))(またはY方向(図5(A)))に移動する。このとき、光軸L方向からみると、連接部26Aと保持部分26Bとを通る直線が光軸Lからズレるように配置されており、複数の保持部材26は各々が光軸Lを中心として360°を総保持部材数(ここでは4)で除した角度(ここでは90°)をなす位置で光軸L周りに回転された向きに配置されている。そのため、レンズユニット12に光軸Lを中心とした回転モーメントが作用し、保持部材26の連接部26A以外の部分、及び、リンク板14の内側部28は、図5の二点鎖線で示すように、光軸Lを中心として回転移動する。これにより、レンズユニット12も回転移動しながら光軸L方向へ移動される。したがって、光軸Lを傾けることなく、また、光軸Lがズレることなく、光軸L方向にレンズユニット12を移動させることができる。
【0024】
また、本実施形態では、一枚のリンク板14は一枚の弾性板で構成されているので、簡易な構成とすることができる。
【0025】
なお、本実施形態では、リンク板14の両側に固定リング16、18を配置した例について説明したが、固定リング16、18は必ずしも必要ではない。特に固定リング16、18を配置することにより、リンク板14の内側部28の撓みがなくなり、安定してレンズユニット12を保持することができる。
【0026】
また、本実施形態では、レンズユニット12の両側にリンク板14を配置した例について説明したが、リンク板14はレンズユニット12の片側のみに配置してもよい。特に、両側に互いに平行に配置することにより、リンク板14に形成される保持部材26を平行リンクとして機能させることができ、より確実にレンズユニット12の光軸L方向の移動の際の光軸Lの傾きを抑制することができる。
【0027】
また、本実施形態では、アクチュエータ30に螺旋型圧電素子を用いた例について説明したが、アクチュエータ30としては、図7に示すように、コイルとマグネットを用いた構成のものを用いることもできる。この場合には、固定枠20の内側壁に円筒形のコイル32を配置すると共に、レンズ鏡胴12Aの外壁に円筒形のマグネット34を取り付ける。コイル32に電流が流れると、マグネット34に力が作用され、レンズユニット12がX方向(図7(B))、またはY方向(図7(A))に移動されるのである。
【0028】
また、本実施形態では、保持部材26を4個設けた例について説明したが、保持部材26は、2個、3個でもよく、5個以上設けることもできる。例えば、保持部材を2個設ける場合には、図8に示すように、各々の保持部材26が、光透過口15を挟んで反対側に位置するように配置すればよい。
【0029】
なお、上記実施形態のレンズ駆動装置10は、図9に示すような、デジタルカメラ70のレンズの焦点調整、ズーミングに使用可能である。デジタルカメラ70は、筐体71、前面に繰り出し可能なレンズ鏡胴72を備え、上面にシャッタボタン74を備える。レンズ駆動装置10は、レンズ鏡胴72、または、レンズ鏡胴72の内部に組み込まれた焦点調整用レンズユニット(図示省略)を駆動させることが可能である。図10に、デジタルカメラ70の概略ブロック図を示す。デジタルカメラ70は、操作部82、LCD84、CPU86、ドライバ回路88、メディアI/F90(外部メディア96にアクセス可能とされている)、内蔵メモリ92、シャッタボタン74、通信I/F94を備える。レンズ駆動装置10は、ドライバ回路88と接続され、ドライバ回路88からの信号に基づいて駆動される。
【0030】
また、上記実施形態のレンズ駆動装置10は、カメラ付き携帯電話にも適用可能である。この場合には、カメラ付き携帯電話の内部に、アンプやADコンバータを含めてもよい。
【0031】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のレンズ駆動装置によれば、レンズユニットが、光軸方向へ移動する際に光軸を中心として回転するので、レンズユニットを光軸方向に移動させる際の光軸のズレ、及び光軸の傾きを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本実施形態のレンズ駆動装置の分解斜視図である。
【図2】(A)は、本実施形態のリンク板を光軸方向からみた図であり、(B)は、固定リングが装着された状態のリンク板を光軸方向からみた図である。
【図3】(A)は、本実施形態のリンク板の内側部が光軸方向に移動した後の状態を示す図であり、(B)は、リンク板の内側部が光軸方向に移動する前の状態を示す図である。
【図4】本実施形態のレンズ駆動装置を光軸と直交する方向からみた図である。
【図5】(A)は、レンズユニットがY方向へ移動した状態を示す図であり、(B)は、レンズユニットがX方向へ移動した状態を示す図である。
【図6】本実施形態の保持部材、及びリンク板の内側部が光軸を中心に回転している状態を示す図である。
【図7】本実施形態のアクチュエータの変形例を示し、(A)は、レンズユニットがY方向へ移動した状態を示す図であり、(B)は、レンズユニットがX方向へ移動した状態を示す図である。
【図8】本実施形態の保持部材の変形例を示す図である。
【図9】本実施形態のレンズ駆動装置を適用可能なカメラの斜視図である。
【図10】本実施形態のレンズ駆動装置を適用可能なカメラのブロック図である。
【図11】従来のレンズ移動装置を示す図である。
【符号の説明】
10 レンズ駆動装置
12B レンズ
12 レンズユニット
14 リンク板
15 光透過口
20 固定枠(外側部材)
26 保持部材
26A 連接部
26B 保持部分
30 アクチュエータ
32 コイル(アクチュエータ)
34 マグネット(アクチュエータ)
L 光軸
Claims (2)
- 光を所定位置に結像可能な1又は複数のレンズを備えたレンズユニットと、
前記レンズユニットの外側に配置された外側部材と、
前記レンズに入射される光を透過可能な光透過口が形成され、この光透過口よりも外側の外側部が前記外側部材に固定された弾性板と、
前記レンズユニットに対して前記光軸方向の力を作用させるアクチュエータと、
を備え、
前記弾性板には、この弾性板の一部で構成され、前記外側部から連接されて外側部との連接部分以外の部分が前記レンズの光軸方向に移動可能とされ、前記レンズユニットを保持する複数の保持部材が備えられ、
前記保持部材は、前記光軸方向からみて、前記レンズユニットを保持している保持部分と前記連接部分とを通る直線が前記レンズの光軸からズレるように、かつ、各々が前記レンズの光軸を中心として360°を総保持部材数で除した角度をなす位置で前記レンズの光軸周りに回転された向きに配置され、
前記弾性板は、前記保持部材よりも径方向内側の内側部が、前記レンズユニットに固定された固定リングに挟み込まれて、前記固定リングに固定され、
前記保持部材及び前記内側部は、切り込みにより互いに分割されて形成されていること、を特徴とするレンズ駆動装置。 - 前記弾性板は、前記光軸方向に離間して互いに平行に複数配置されていることを特徴とする請求項1に記載のレンズ駆動装置。
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