JP4664248B2 - レンズ駆動装置 - Google Patents

Description

本発明は、レンズ駆動装置に関し、特に、デジタルカメラにおけるオートフォーカス機能や手ぶれ補正機能に好適なレンズ駆動装置に関する。

近年、デジタルカメラやカメラ付き携帯電話は小型化が進んでおり、これに伴って、カメラモジュールに用いられるレンズ駆動装置も小型化が要請されている。このようなレンズ駆動装置の小型化の要請に対応するものとして、例えば、レンズ群の光軸と直交する方向にアクチュエータの回転軸を配設し、装置における光軸方向の薄型化を可能とするレンズ駆動装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
特開平１１−６４７０５号公報

しかしながら、上述した従来のレンズ駆動装置においては、円筒状に形成されたレンズホルダの側方側にアクチュエータを配設させる構成を採ることから、光軸方向の薄型化を実現できるものの、アクチュエータの幅の分だけ装置が幅方向に大型化するという問題がある。

本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであり、装置本体を小型化することができるレンズ駆動装置を提供することを目的とする。

本発明のレンズ駆動装置は、レンズを保持するレンズホルダと、前記レンズホルダを光軸方向に沿って移動させる移動機構とを具備するレンズ駆動装置であって、前記移動機構は、回転しながら軸方向に移動する回転軸を備えた圧電アクチュエータを備え、前記レンズホルダの外側面の一部に前記回転軸が光軸方向と直交するように前記圧電アクチュエータを収容する収容部を形成したことを特徴とする。

上記レンズ駆動装置によれば、レンズホルダの外側面の一部に前記回転軸が光軸方向と直交するように前記圧電アクチュエータを収容する収容部を形成したことから、移動機構の幅に応じて装置本体の幅が大きくなることが防止されるので、装置本体を小型化することが可能となる。また、小型化が実現可能な圧電アクチュエータを収容部に収容することにより、収容部の大きさや配置などを柔軟に設定することが可能となる。さらに、圧電アクチュエータの回転軸が光軸方向と直交するように収容されることから、回転軸の移動方向を装置の幅方向に設定することができるので、装置を薄型化することが可能となる。そして、移動機構の一部が、レンズホルダの外側面の一部に形成された収容部に収容されることから、装置本体の中心位置と、装置に保持されるレンズの中心位置とがずれる事態を防止することが可能となる。

なお、上記レンズ駆動装置において、前記レンズホルダは、形状の異なる複数のレンズを光軸方向に沿って収納するケースを備え、前記ケースは、当該ケース内に収納された前記複数のレンズの外形に応じた形状を有することが好ましい。この場合には、ケースが、内部に収納された複数のレンズの外形に応じた形状に設けられることから、レンズホルダの大きさが無用に大きくなるのを防止することができるので、当該レンズホルダを組み込んだ撮像装置等において、他の部材や機構（例えば、アクチュエータ）などを配置するための空間を確保することが可能となる。この結果、組み込んだ撮像装置全体の小型化に貢献することが可能となる。

特に、上記レンズ駆動装置において、前記複数のレンズは、第１、第２及び第３のレンズで構成され、前記第１及び第２のレンズは、前記第３のレンズよりも径小に形成されると共に、前記第３のレンズよりも入光口側に配置され、前記収容部は、前記ケースの外側であって前記第３のレンズの入光口側の位置に形成されることが好ましい。この場合には、第１及び第２のレンズと、第３のレンズとの大きさの相違を利用して、撮像装置等の他の部材や機構などを配置するための空間を確保することが可能となる。

また、上記レンズ駆動装置において、前記第１、第２及び第３のレンズを介して被写体は撮像素子の受光面に結像され、前記受光面は矩形状に形成されその受光面のいずれか一辺に対応する側縁部が凹状に形成され、前記収容部は、当該凹状に形成された側縁部に対応する位置に形成されるようにしても良い。この場合には、第３のレンズにおいて、撮像素子における矩形状の受光面に被写体を結像する際に不要となる側縁部分を凹状に形成し、当該側縁部分に対応する位置に空間が形成されるので、被写体の結像に影響を与えることなく、撮像装置等の他の部材や機構などを配置するための空間を拡大することが可能となる。

特に、上記レンズ駆動装置において、前記撮像素子のいずれか一辺と、前記凹状に形成された側縁部と前記第３のレンズの表面との段差面とを平行に配置することが好ましい。この場合には、凹状に形成された側縁部と第３のレンズの表面との段差面が、撮像素子のいずれか一辺と平行に配置されることから、撮像装置等の他の部材や機構などを配置するための空間をより有効に活用することが可能となる。

また、上記レンズ駆動装置において、前記レンズホルダには、樹脂成形された複数のレンズが光軸方向に沿って収納され、各レンズは、他のレンズを位置決めするための位置決め部が外周縁部に形成されたレンズ部を有するようにしても良い。この場合には、各レンズが有するレンズ部の外周縁部に形成された位置決め部により他のレンズが位置決めされる。一般に、フランジ部に比べて加工精度が高いレンズ部に位置決め部を形成し、この位置決め部を介して各レンズが位置決めされるので、レンズホルダに保持されるレンズにおける光軸精度を高めることが可能となる。

例えば、上記レンズ駆動装置において、前記複数のレンズは、第１、第２及び第３のレンズで構成され、前記第２のレンズは、前記第３のレンズに位置決めされ、前記第１のレンズは、前記第２のレンズに位置決めされた状態で前記レンズホルダに収納される。このように第２、第３のレンズとの関係で、それぞれ第１、第２のレンズが位置決めされることから、常に第１、第２及び第３のレンズの位置関係が維持されるので、第１、第２及び第３のレンズにおける光軸精度を高めることが可能となる。

本発明によれば、レンズホルダの外側面の一部に移動機構の一部を収容する収容部を形成したことから、移動機構の幅に応じて装置本体の幅が大きくなることが防止されるので、装置本体を小型化することが可能となる。

以下、本発明の一実施の形態について添付図面を参照して詳細に説明する。
図１は、本発明の一実施の形態に係るレンズ駆動装置の分解斜視図である。図２は、図１に示すレンズ駆動装置を組み立てた場合の外観斜視図である。

図１に示すように、本実施の形態に係るレンズ駆動装置１は、イメージセンサ２が実装される基板３と、ＩＲカットフィルタ４が装着されるベース５と、レンズホルダ６及び圧電アクチュエータとしてのモータ７等が取り付けられるケース８と、ケース８を収容するシールドケース９とを含んで構成される。

基板３は、図１に示す上方側から見て正方形状に設けられている。イメージセンサ２は、図１に示す上方側から見て長方形状に設けられ、その長辺及び短辺が基板３の辺と平行になるように基板３に対して実装されている。図１においては、イメージセンサ２の長辺２ａ、短辺２ｂが、基板３の辺３ａ、３ｂと平行になるようにイメージセンサ２が基板３に対して実装された場合について示している。

ベース５は、絶縁性の樹脂材料で形成され、基板３に対応する正方形状に設けられている。ベース５の中央近傍には、イメージセンサ２に対応する位置に長方形状の開口部５ａが形成され、この開口部５ａの周囲に円形状に設けられた凹部５ｂが形成されている。ＩＲカットフィルタ４は、凹部５ｂ内において、開口部５ａに対応する位置に装着される。また、ベース５の四隅には、後述するシールドケース９の取付脚部９ｂを収容する凹部５ｃが形成されている。

ケース８は、絶縁性の樹脂材料で形成され、その中央に円形状の開口部８ａが形成されている。開口部８ａの周囲には、後述するカムギア１３が載置される円環形状を有するカム受け部８ｂが立設されている。ケース８の側面８ｃには、後述するカムギア１３が有するマグネットの位置検出用のホール素子１０が固定される切り欠き部８ｄが形成されると共に、後述するリンク部材１２の穴部１２ｄを貫通する軸８ｅが立設されている。側面８ｃに隣接する側面８ｆ及び８ｇには、後述するシールドケース９の穴部９ｃと係合する一対の突起８ｈが形成されている。側面８ｆよりも装置の内側の位置には、後述するラック板１１のラック部１１ａを収容する溝部８ｉが形成されている。ケース８の側面８ｊの一方の端部には、後述するラック板１１を側面８ｃの方向に付勢する付勢ばねの一端を規制する壁部８ｋが形成されている。

このような構成を有するケース８に、レンズホルダ６、モータ７、ホール素子１０、ラック板１１及びリンク部材１２が取り付けられる。この場合において、レンズホルダ６は、カムギア１３を介してケース８に取り付けられ、モータ７は、モータホルダ１４を介してケース８に取り付けられる。

レンズホルダ６は、絶縁性の樹脂材料で形成され、内部に形成される空間に、後述する複数のレンズ１９〜２１を保持する。レンズホルダ６は、ケースとして機能する小径部６ａと大径部６ｂとを有し、当該ケースは、保持される複数のレンズの外部形状に応じた形状を有している。大径部６ｂには、ケース８の側面８ｇに沿ってモータ７の一部を収容する収容部６ｃが形成されている。なお、レンズホルダ６の詳細な構成、並びに、レンズホルダ６内に保持されるレンズの構成については後述する。

小径部６ａには、その上面に入光口として機能する開口部６ｄが形成されている。また、レンズ駆動装置１の側方側に突出する一対の突出片６ｅが形成されている。突出片６ｅは、後述する回転規制部材１７に形成される溝部１７ｃ内に収容され、レンズホルダ６の図１に示す上下運動を補助する。大径部６ｂには、レンズ駆動装置１の側方側に突出する複数の突出片６ｆが形成されている。突出片６ｆは、カムギア１３の上面を摺動する斜面部６ｇを下面に有している。また、大径部６ｂの上面には、後述する付勢ばね１７の下端部を係止する係止片６ｈが形成されている。

カムギア１３は、絶縁性の樹脂材料で形成され、円環形状を有している。カムギア１３は、カム受け部８ｂと略同一の径を有し、カム受け部８ｂに載置されるカム部１３ａと、カム部１３ａの外周側に配設され、ケース８に取り付けられたホール素子１０と対向するマグネット部１３ｂとを有する。カム部１３ａの上面には、周方向に沿って複数の底面部１３ｃ、傾斜面１３ｄ及び頂面部１３ｅが形成されている。マグネット部１３ｂの一定位置には、ラック板１１のラック部１１ａと噛合するラック部１３ｆが取り付けられている。

ホール素子１０は、側面８ｃの切り欠き部８ｄにおける一定位置に固定される。ホール素子１０は、カムギア１３のマグネット部１３ｂの位置を検出する。その検出結果は、本レンズ駆動装置１が搭載されるデジタルカメラや携帯電話等の主制御部に出力される。

ラック板１１は、絶縁性の樹脂材料で形成され、溝部８ｉに収容されるラック部１１ａと、このラック部１１ａと直交する方向に延在する平面部１１ｂとを有する。ラック部１１ａと平面部１１ｂとで断面Ｔ字形状が形成され、溝部８ｉにはラック部１１ａのみが収容される。平面部１１ｂにおける一方の端部（側面８ｃ側の端部）は、レンズ駆動装置１の内側に向かって屈曲し、その屈曲した部分の上面にリンク部材１２の穴部１２ｅと係合する軸１１ｃが立設されている。また、平面部１１ｂにおける他方の端部（側面８ｊ側の端部）の上面には、ラック板１１を側面８ｃ側に付勢する付勢ばね１５の一端を係止する係止片１１ｄが設けられている。

リンク部材１２は、絶縁性の樹脂材料で形成され、両端部をレンズ駆動装置１の内側に屈曲させた略弓形状を有する。リンク部材１２は、後述するモータ７の回転軸７ｂの先端部が当接する当接部１２ａと、ラック板１１と係合する係合部１２ｂと、当接部１２ａと係合部１２ｂとを連結する連結部１２ｃとを有し、回転軸７ｂの駆動力をラック板１１に伝達する。当接部１２ａと連結部１２ｃとの間には、軸８ｅを収容する穴部１２ｄが形成され、係合部１２ｂには、軸１１ｃを収容する長穴部１２ｅが形成されている。

モータ７は、直方体形状を有するハウジング７ａと、このハウジング７ａ内に収容され、その一端から軸方向に移動する回転軸７ｂとを備えている。後述するように、ハウジング７ａの外面に取り付けられた複数の圧電素子に対する電圧印加タイミングを制御してハウジング７ａを変位させることにより、回転軸７ｂが軸方向に平行移動するように構成されている。なお、回転軸７ｂの先端部近傍には、ストッパ７ｃを有するリング７ｄが固定されている。ストッパ７ｄは、回転軸７ｂの平行移動に応じて、後述するストッパプレート１６の規制片１６ａ、１６ｂと接触する。なお、このモータ７の構成については後述する。

モータホルダ１４は、絶縁性の樹脂材料で形成され、ケース８の側面８ｇの上面に固定される。モータホルダ１４には、側面８ｇに固定される土台部１４ａと、モータ７の端部（ケース８の側面８ｉ側の端部）近傍を保持するモータ保持部１４ｂとを有している。土台部１４ａにおける装置の内側部分は、カム受け部８ｂの形状に沿って円弧形状に設けられている。

土台部１４ａの端部（ケース８の側面８ｃ側の端部）には、ストッパプレート１６が固定されている。ストッパプレート１６には、回転軸７ｂが一定位置まで移動した場合に回転軸７ｂに固定されたストッパ７ｃと接触し、モータ７の駆動を規制する一対の規制片１６ａ、１６ｂが形成されている。なお、このストッパプレート１６の詳細な構成については後述する。

回転規制部材１７は、絶縁性の樹脂材料で形成され、レンズホルダ６の大径部６ｂの上面に対応する形状に設けられている。具体的には、モータ７が配置される空間に対応して円形状の一部が欠けた形状を有している。回転規制部材１７には、後述する付勢ばね１８の上端を保持する穴部１７ａが形成されている。この穴部１７ａに、レンズホルダ６を下方側に付勢する付勢ばね１８の一端が保持される。回転規制部材１７の中央には、小径部６ａに対応する開口部１７ｂが形成されている。開口部１７ｂの一定位置には、小径部６ａに形成された突出片６ｄを収容する一対の溝部１７ｃが形成されている。

シールドケース９は、ステンレス等の金属材料で形成され、下方が開口した箱状部材で構成されている。上面には、中央部に円形状の開口部９ａが形成されている。シールドケース９の四隅は、僅かに装置の内側に窪んだ形状を有し、その下端部に取付脚部９ｂが形成されている。取付脚部９ｂは、シールドケース９の下端部よりも僅かに下方側に突出し、ベース５の凹部５ｃに収容される。シールドケースにおける側面８ｆ、８ｇに対応する側面には、一対の突起８ｈと係合する穴部９ｃが形成されている。

このような構成を有するレンズ駆動装置１を組み立てる際には、まず、イメージセンサ２が実装された基板３の上方に、ＩＲカットフィルタ４を装着したベース５を固定する。そして、カムギア１３を介してレンズホルダ６を取り付けると共に、ホール素子１０、ラック板１１及びリンク部材１２を取り付け、更にモータホルダ１４を介してモータ７を取り付けたケース８を、ベース５の上方に載置する。そして、付勢ばね１８が装着された回転規制部材１７をレンズホルダ６上に取り付けた状態で、上方からシールドケース９を被せ、これをベース５に固着することにより、本レンズ駆動装置１が組み立てられる。

より具体的には、シールドケース９をケース８に被せる過程で、ケース８の側面に形成された突起８ｈが、シールドケース９の穴部９ｃと係合することにより、シールドケース９がケース８に係止される。そして、接着剤等により固着することにより、本レンズ駆動装置１が組み立てられる。このように組み立てられたレンズ駆動装置１は、図２に示すように、シールドケース９の開口部９ａに、レンズホルダ６の小径部６ａに形成された開口部６ｄが臨んだ状態で保持され、後述するように、モータ７の駆動に応じてレンズホルダ６が上下移動するように構成されている。

以下、このように組み立てられたレンズ駆動装置１の内部構成について図３〜図６を用いて説明する。図３は、レンズ駆動装置１の内部構成について示す斜視図であり、図４は、レンズ駆動装置１の内部構成について示す上面図である。図５は、図４に示す実線Ａ−Ａにおける断面図であり、図６は、図４に示す実線Ｂ−Ｂにおける断面図である。なお、図５及び図６において、レンズホルダ６に保持されるレンズは、省略している。

このようにレンズ駆動装置１が組み立てられた場合、ケース８の側面８ｆにおいては、図３に示すように、ラック部１３ｆと噛合するようにラック部１１ａを溝部８ｉに収容した状態でラック板１１が取り付けられている。この場合において、ラック板１１の係止片１１ｄと壁部８ｋとの間には付勢ばね１５が配設されており、ラック板１１を図３に示す矢印Ａ方向に付勢している。

また、ケース８の側面８ｃにおいては、図３に示すように、切り欠き部８ｄにホール素子１０が固定されている。また、図３及び図４に示すように、側面８ｃの上面に、軸８ｅを穴部１２ｄに収容すると共に、軸１１ｃ（図４参照）を穴部１２ｅに収容するようにリンク部材１２が取り付けられている。

さらに、ケース８の側面８ｇにおいては、図３及び図４に示すように、その上面に、モータホルダ１４（図４参照）が取り付けられている。そして、このモータホルダ１４のモータ保持部１４ｂに、モータ７が保持されている。この場合において、モータ７の回転軸７ｂの先端は、リンク部材１２の当接部１２ａと当接した状態となっており、その先端部近傍に固定されたリング７ｄのストッパ７ｃ（図４参照）は、ストッパプレート１６に形成された規制片１６ｂの下方側に配置された状態となっている（初期状態）。

また、組み立てられたレンズ駆動装置１において、レンズホルダ６の下端部は、図５及び図６に示すように、ケース８の開口部８ａ内に収容され、カム受け部８ｂに載置されたカムギア１３を介してケース８に取り付けられている。この場合において、基板３上に実装されたイメージセンサ２の中心位置は、レンズホルダ６が有する小径部６ａ及び大径部６ｂの中心位置と一致するように配置されている。

また、図５に示すように、レンズホルダ６が有する大径部６ｂには、モータ７の一部を収容する収容部６ｃが形成されている。モータ７は、この収容部６ｃに収容された状態でモータホルダ１４に保持されている。このようにレンズホルダ６の領域外でなく、レンズホルダ６の領域内に形成された収容部６ｃにモータ７の一部を収容することで、レンズホルダ６の中心位置をずらすことなく、モータ７を保持することが可能となっている。なお、本実施の形態においては、収容部６ｃの内側面を、イメージセンサ２の一辺（図１に示す辺２ｂ）と平行に設けている。これにより、収容部６ｃを形成した場合においても、イメージセンサ２で取得される画像データの範囲が制限されることはない。

ここで、上述したモータ７の構成について図７を用いて説明する。図７は、本実施の形態に係るモータ７の構成について説明するための分解図である。なお、図７において、図１で説明した構成については、同一の符号を付し、その説明を省略する。

本実施の形態に係るモータ７は、例えば、周知の圧電アクチュエータで構成されるが、これに限定されるものではない。図７に示すモータ７において、ハウジング７ａは、黄銅などで形成され、例えば、角部を切除した直方体の形状に設けられている。回転軸７ｂは、例えば、ステンレス等の金属材料で形成され、その外周面には一定ピッチのネジ山が形成されている。ハウジング７ａの内部には、回転軸７ｂが貫通する貫通孔が形成されており、その一方の開口部には、回転軸７ｂのネジ山と噛合するネジ山が内周面に形成されたナット７ｅが取り付けられ、他方の開口部には、回転軸７ｂを回転可能に保持するベアリング７ｆが取り付けられている。ナット７ｅから突出した回転軸７ｂの先端部近傍には、ストッパ７ｃを有するリング７ｄが固着される。ハウジング７ａにおける上面及び下面には、圧電素子７ｇ、７ｈが取り付けられる一方、ハウジング７ａにおける側面には、圧電素子７ｉ、７ｊが取り付けられている。例えば、圧電素子７ｇ〜７ｊは、接着剤などでハウジング７ａの外面に貼り付けられる。

このような構成を有するモータ７において、例えば、圧電素子７ｇ及び７ｈには第１電源が接続され、圧電素子７ｉ及び７ｊには第２電源が接続されており、ハウジング７ａは接地されている。圧電素子７ｇ及び７ｈに対して電圧を印加すると、逆圧電効果によって一方の圧電素子７ｇ（又は圧電素子７ｈ）が伸長し、他方の圧電素子７ｈ（又は圧電素子７ｇ）が収縮する。同様に、圧電素子７ｉ及び７ｊに対して電圧を印加すると、逆圧電効果によって一方の圧電素子７ｉ（又は圧電素子７ｊ）が伸長し、他方の圧電素子７ｊ（又は圧電素子７ｉ）が収縮する。モータ７においては、このような圧電素子７ｇ及び７ｈ、並びに、圧電素子７ｉ及び７ｊに印加される電圧のタイミングを順次切り替えることでハウジング７ａを変位させる。そして、ハウジング７ａに取り付けられたナット７ｅに円弧運動を行わせることにより、これに噛合する回転軸７ｂを軸方向に平行移動させる。

本レンズ駆動装置１においては、このようなモータ７による回転軸７ｂの水平運動をリンク部材１２、ラック板１１及びカムギア１３を介してレンズホルダ６に伝達し、その伝達経路で垂直運動に変化し、レンズホルダ６が上下運動させる。すなわち、回転軸７ｂが平行移動して当接部１２ａを押し出すと、これに応じて係合部１２ｂが付勢ばね１５の付勢方向に抗してラック板１１を移動させる。ラック板１１が移動すると、これに応じてカムギア１３が回転する。カムギア１３が回転すると、カム部１３ａの形状に沿って突出片６ｆが押し上げられる。これにより、レンズホルダ６が上方に移動することとなる。一方、回転軸７ｂが平行移動して当接部１２ａが元の位置に戻ると、同様の要領でカムギア１３が回転し、カム部１３ａの形状に沿って突出片６ｆが押し下げられ、レンズホルダ６が下方に移動することとなる。

次に、ストッパプレート１６の構成について説明すると共に、ストッパ７ｃとストッパプレート１６との関係について説明する。図８は、ストッパプレート１６の構成について説明するための斜視図であり、図９及び図１０は、ストッパ７ｃとストッパプレート１６との関係について説明するための斜視図である。なお、図８においては、ストッパ７ｃが規制片１６ａと規制片１６ｂとの間に配置される場合について示している。

ストッパプレート１６は、図８に示すように、モータホルダ１４の土台部１４ａの一方の端部に取り付けられる。規制片１６ａ、１６ｂは、回転軸７ｂの軸方向に沿って一定間隔を空けて配設されている。具体的には、ストッパプレート１６の上方側の一部をモータ７側に折り曲げることで形成されている。なお、規制片１６ａと規制片１６ｂとの間には、切り欠き部１６ｃが形成されている。モータホルダ１４に固定された状態において、ストッパ７ｃの先端は、規制片１６ａ、１６ｂに対応する位置、或いは、規制片１６ａと規制片１６ｂとの間の切り欠き部１６ｃに対応する位置に配置される。

モータ７がモータホルダ１４に固定された初期状態において、ストッパ７ｃは、図９に示すように、規制片１６ｂの下方領域に配置された状態となっている。すなわち、回転軸７ｂがこれ以上、ハウジング７ａの内部側に入り込まない状態となっている。この状態から所定のタイミングでモータ７の圧電素子７ｇ〜７ｊに電圧が印加されると、回転軸７ｂは、図９に示す矢印方向に回転しながら、同図に示す手前方向に平行移動する。ストッパ７ｃが切り欠き部１６ｃを通過する位置に配置される場合には、回転軸７ｂは、規制片１６ａ、１６ｂの規制を受けることなく平行移動する。そして、一定位置まで平行移動すると、図１０に示すように、ストッパ７ｃが規制片１６ａの上面に当接し、回転軸７ｂの回転が規制される。この結果、回転軸７ｂの図１０に示す手前方向への平行移動が規制されることとなる。

このように本実施の形態に係るレンズ駆動装置１においては、回転軸７ｂが一定位置まで平行移動すると、規制片１６ａにより回転軸７ｂの回転が規制されることから、回転軸７ｂの移動方向と直交する当接部材によって回転軸７ｂに発生した推進力を受け止める場合と比べて小さい力で回転軸７ｂの回転を規制できる。これにより、周辺部材を破損又は磨耗させることなく、回転軸７ｂの平行移動を効率的に規制することが可能となる。

次に、レンズホルダ６の構成、並びに、レンズホルダ６に保持されるレンズの構成について図１１〜図１４を用いて説明する。図１１は、本実施の形態に係るレンズホルダ６及びこれが保持するレンズの構成について説明するための模式図である。図１１（ａ）は、レンズを保持した状態のレンズホルダ６の断面図について示し、図１１（ｂ）は、レンズホルダ６に保持されるレンズの上面図である。なお、図１１（ｂ）においては、説明の便宜上、レンズホルダ６を省略している。図１２、図１３及び図１４は、それぞれ、本実施の形態に係るレンズホルダ６が保持する第１レンズ、第２レンズ及び第３レンズの構成について説明するための模式図である。

図１１（ａ）に示すように、レンズホルダ６は、その内側において、樹脂材料で形成された、形状の異なる３枚の第１レンズ１９、第２レンズ２０及び第３レンズ２１を光軸方向に沿って収納する。ここで、第１レンズ１９は、第２レンズ２０よりも小径に形成され、第２レンズ２０上の所定位置に配置される。第２レンズ２０は、第３レンズ２１よりも小径に形成され、第３レンズ２１上の所定位置に配置される。レンズホルダ６は、このように重ねて配置された第１レンズ１９、第２レンズ２０及び第３レンズ２１の外部形状に沿った形状に設けられている。

第１レンズ１９は、図１２に示すように、凸レンズを含むレンズ部１９ａを有している。レンズ部１９ａは、図１２（ａ）に示すように、上面から見て略円形状を有している。また、図１２（ｂ）に示すように、その中央部には、上方に膨出する膨出部１９ｂが形成されると共に、その外周縁部には、下方に突出する円環形状の位置決め部１９ｃが形成されている。なお、位置決め部１９ｃは、レンズ部１９ａの一部として形成され、レンズ部１９ａと同一の精度で形成される。

第２レンズ２０は、図１３に示すように、凹レンズを含むレンズ部２０ａを有している。レンズ部２０ａは、図１３（ａ）に示すように、上面から見て左方側の一部が欠けた状態の円形状を有する。また、図１３（ｂ）に示すように、その中央部には、僅かに上方に突出する円形状の突出部２０ｂが形成されると共に、その外周縁部には、下方に突出する円弧形状の位置決め部２０ｃが形成されている。突出部２０ｂの中央部は、僅かに下方側に窪んでいる。また、突出部２０ｂの上面の周縁部は、位置決め部１９ｃと係合する位置決め部２０ｄとして機能する。なお、位置決め部２０ｃ及び位置決め部２０ｄは、位置決め部１９ｃと同様に、レンズ部２０ａの一部として形成されている。

第３レンズ２１は、図１４に示すように、非球面レンズを含むレンズ部２１ａを有している。レンズ部２１ａは、図１４（ａ）に示すように、上面から見て略円形状を有する。また、図１４（ｂ）に示すように、その外周縁部には、上方に突出する円弧形状の位置決め部２１ｂが形成されている。なお、位置決め部２１ｂは、位置決め部１９ｃや位置決め部２０ｃと同様に、レンズ部２１ａの一部として形成されている。

また、レンズ部２１ａには、図１４（ｂ）に示すように、その左方側の一定領域に平面部２１ｃが形成されている。平面部２１ｃは、上述したイメージセンサ２（の受光面）のいずれか一辺（図１においては、短辺２ｂ）に対応する側縁部を凹状に形成することにより設けられている。特に、平面部２１ｃと第３レンズ２１の表面との段差面は、イメージセンサ２のいずれか一辺と平行に配置されている。なお、収容部６ｃは、後述するように、この平面部２１ｃに対応する位置に形成されている。

これらの第１レンズ１９、第２レンズ２０及び第３レンズ２１をレンズホルダ６に収納する場合には、図１１（ａ）に示すように、第１レンズ１９の位置決め部１９ｃを、第２レンズ２０の突出部２０ｃの位置決め部２０ｄの外周面に一致させるように第１レンズ１９を第２レンズ２０の上方に配置する。そして、第２レンズ２０の位置決め部２０ｃを、第３レンズ２１の位置決め部２１ｂの外周面に一致させるように第２レンズ２０を第３レンズ２１の上方に配置する。そして、平面部２１ｃに対応する周面部をレンズホルダ６の内周面に当接するように、これらのレンズをレンズホルダ６に収納する。

このような形状を有する第１レンズ１９〜第３レンズ２１を光軸方向に重ねることにより、図１１（ａ）に示すように、第３レンズ２１の平面部２１ｃの上方には、他のレンズが配置されることはない。レンズホルダ６は、このように重ねられた第１レンズ１９〜第３レンズ２１の形状に沿った形状に設けられるので、平面部２１ｄの上方であってレンズホルダ６の外側部分には一定のスペースが確保されることとなる。本レンズ駆動装置１においては、図１１（ａ）に示すように、このスペースに収容部６ｃを設け、モータ７を収容している。

このように本実施の形態に係るレンズ駆動装置１によれば、レンズホルダ６の外側面の一部にモータ７の一部を収容する収容部６ｃを形成したことから、モータ７の幅に応じて装置本体の幅が大きくなることが防止されるので、装置本体を小型化することが可能となる。また、モータ７の一部が、レンズホルダ６の外側面の一部に形成された収容部６ｃに収容されることから、装置本体の中心位置と、レンズホルダ６に保持されるレンズの中心位置とがずれる事態を防止することが可能となる。

例えば、本実施の形態に係るレンズ駆動装置においては、収容部６ｃに、モータ７として機能する圧電アクチュエータを収容している。このように小型化が実現可能な圧電アクチュエータを収容部６ｃに収容することにより、収容部６ｃの大きさや配置などを柔軟に設定することが可能となる。特に、収容部６ｃにおいて、回転軸７ｂが光軸方向と直交するように圧電アクチュエータを収容していることから、回転軸７ｂの移動方向を装置の幅方向に設定することができるので、装置本体を薄型化することが可能となる。

また、本実施の形態に係るレンズ駆動装置１においては、レンズホルダ６を、内部に収納された複数のレンズ（第１レンズ１９〜第３レンズ２１）の外形に応じた形状に設けている。これにより、レンズホルダ６の大きさが無用に大きくなるのを防止することができるので、当該レンズホルダ６を組み込んだ撮像装置等において、他の部材や機構（例えば、アクチュエータ）などを配置するための空間を確保できるようにしている。

特に、本実施の形態に係るレンズ駆動装置１において、第１レンズ１９及び第２レンズ２０は、第３レンズ２１よりも径小に形成されると共に、第３レンズ２１よりも入光口側に配置され、収容部６ｃを、レンズホルダ６の外側であって第３レンズ２１の入光口側の位置に形成している。これにより、第１レンズ１９及び第２レンズ２０と、第３レンズ２１との大きさの相違を利用して、撮像装置等の他の部材や機構などを配置するための空間を確保することが可能となる。

また、本実施の形態に係るレンズ駆動装置１においては、第３レンズ２１において、イメージセンサ２に被写体を結像する際に不要となる側縁部分に平面部２１ｃを形成し、この平面部２１ｃに対応する位置に収容部６ｃを形成したので、被写体の結像に影響を与えることなく、撮像装置等の他の部材や機構などを配置するための空間を拡大することが可能となる。特に、平面部２１ｃと第３レンズ２１の表面との段差面を、イメージセンサ２のいずれか一辺と平行に配置していることから、撮像装置等の他の部材や機構などを配置するための空間をより有効に活用することが可能となる。

さらに、本実施の形態に係るレンズ駆動装置１においては、各レンズを、レンズ部１９ａ、２０ａ及び２１ａの外周縁部に形成された位置決め部１９ｃ、２０ｃ、２０ｄ及び２１ｂを介して位置決めされた状態でレンズホルダ６内に収納する。このように、一般に、レンズのフランジ部に比べて加工精度が高いレンズ部１９ａ、２０ａ及び２１ａに位置決め部１９ｃ、２０ｃ、２０ｄ及び２１ｂを形成し、この位置決め部１９ｃ、２０ｃ、２０ｄ及び２１ｂを介して各レンズを位置決めしているので、レンズホルダ６内に保持されるレンズにおける光軸精度を高めることが可能となる。

特に、本実施の形態に係るレンズ駆動装置１において、第２レンズ２０は、第３レンズ２１に位置決めされ、第１レンズ１９は、第２レンズ２０に位置決めされ、第３レンズ２１は、レンズホルダ６の内周面に位置決めされた状態でレンズホルダ６内に収納される。このように、第２レンズ２０、第３レンズ２１との関係で、それぞれ第１レンズ１９、第２レンズ２０が位置決めされると共に、レンズホルダ６の内周面との関係で第３レンズ２１が位置決めされることから、常にレンズホルダ６と複数のレンズとの位置関係を維持することができるので、第１レンズ１９、第２レンズ２０及び第３レンズ２１における光軸精度を高めることが可能となる。

なお、本発明は上記実施の形態に限定されず、種々変更して実施することが可能である。上記実施の形態において、添付図面に図示されている大きさや形状などについては、これに限定されず、本発明の効果を発揮する範囲内で適宜変更することが可能である。その他、本発明の目的の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更して実施することが可能である。

本発明の一実施の形態に係るレンズ駆動装置の分解斜視図である。 図１に示すレンズ駆動装置を組み立てた場合の外観斜視図である。 上記実施の形態に係るレンズ駆動装置の内部構成について示す斜視図である。 上記実施の形態に係るレンズ駆動装置の内部構成について示す上面図である。 図４に示す実線Ａ−Ａにおける断面図である。 図４に示す実線Ｂ−Ｂにおける断面図である。 上記実施の形態に係るレンズ駆動装置が有するモータの構成について説明するための分解図である。 上記実施の形態に係るレンズ駆動装置が有するストッパプレートの構成について説明するための斜視図である。 上記実施の形態に係るレンズ駆動装置が有するストッパとストッパプレートとの関係について説明するための斜視図である。 上記実施の形態に係るレンズ駆動装置が有するストッパとストッパプレートとの関係について説明するための斜視図である。 上記実施の形態に係るレンズ駆動装置が有するレンズホルダの構成について説明するための模式図である。 上記実施の形態に係るレンズ駆動装置が有するレンズホルダが保持する第１レンズの構成について説明するための模式図である。 上記実施の形態に係るレンズ駆動装置が有するレンズホルダが保持する第２レンズの構成について説明するための模式図である。 上記実施の形態に係るレンズ駆動装置が有するレンズホルダが保持する第３レンズの構成について説明するための模式図である。

符号の説明

１ レンズ駆動装置
２ イメージセンサ
３ 基板
４ ＩＲカットフィルタ
５ ベース
６ レンズホルダ
６ｃ 収容部
７ モータ
７ａ ハウジング
７ｂ 回転軸
７ｃ ストッパ
８ ケース
９ シールドケース
１１ ラック板
１２ リンク部材
１３ カムギア
１４ モータホルダ
１６ ストッパプレート
１６ａ、１６ｂ 規制片
１６ｃ 切り欠き部
１７ 回転規制部材
１９ 第１レンズ
１９ｃ、２０ｃ、２０ｄ、２１ｂ 位置決め部
２０ 第２レンズ
２１ 第３レンズ
２１ｃ 平面部

Claims (7)

1. レンズを保持するレンズホルダと、前記レンズホルダを光軸方向に沿って移動させる移動機構とを具備するレンズ駆動装置であって、前記移動機構は、回転しながら軸方向に移動する回転軸を備えた圧電アクチュエータを備え、前記レンズホルダの外側面の一部に前記回転軸が光軸方向と直交するように前記圧電アクチュエータを収容する収容部を形成したことを特徴とするレンズ駆動装置。
2. 前記レンズホルダは、形状の異なる複数のレンズを光軸方向に沿って収納するケースを備え、前記ケースは、当該ケース内に収納された前記複数のレンズの外形に応じた形状を有することを特徴とする請求項１記載のレンズ駆動装置。
3. 前記複数のレンズは、第１、第２及び第３のレンズで構成され、前記第１及び第２のレンズは、前記第３のレンズよりも径小に形成されると共に、前記第３のレンズよりも入光口側に配置され、前記収容部は、前記ケースの外側であって前記第３のレンズの入光口側の位置に形成されることを特徴とする請求項２記載のレンズ駆動装置。
4. 前記第１、第２及び第３のレンズを介して被写体は撮像素子の受光面に結像され、前記受光面は矩形状に形成されその受光面のいずれか一辺に対応する側縁部が凹状に形成され、前記収容部は、当該凹状に形成された側縁部に対応する位置に形成されることを特徴とする請求項３記載のレンズ駆動装置。
5. 前記受光面のいずれか一辺と、前記凹状に形成された側縁部と前記第３のレンズの表面との段差面とを平行に配置したことを特徴とする請求項４記載のレンズ駆動装置。
6. 前記レンズホルダには、樹脂成形された複数のレンズが光軸方向に沿って収納され、各レンズは、他のレンズを位置決めするための位置決め部が外周縁部に形成されたレンズ部を有することを特徴とする請求項１記載のレンズ駆動装置。
7. 前記複数のレンズは、第１、第２及び第３のレンズで構成され、前記第２のレンズは、前記第３のレンズに位置決めされ、前記第１のレンズは、前記第２のレンズに位置決めされた状態で前記レンズホルダに収納されることを特徴とする請求項６記載のレンズ駆動装置。

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