JP4727626B2

JP4727626B2 - レンズ駆動装置

Info

Publication number: JP4727626B2
Application number: JP2007157293A
Authority: JP
Inventors: 充史三沢
Original assignee: Fujifilm Corp
Current assignee: Fujifilm Corp
Priority date: 2007-06-14
Filing date: 2007-06-14
Publication date: 2011-07-20
Anticipated expiration: 2023-03-27
Also published as: JP2007226275A

Description

本発明は、レンズ駆動装置に係り、特に、光軸方向へレンズを移動可能なレンズ駆動装置に関する。

レンズを光軸方向に移動させるためのアクチュエータとして、圧電素子を用いた圧電アクチュエータが用いられる場合がある（特許文献１参照）。一般的に、圧電アクチュエータは衝撃等に弱く破損しやすい。しかしながら、特許文献１に記載された圧電アクチュエータは、直接レンズユニットに取り付けられており、このため落下等によるレンズユニットへの衝撃が直接圧電アクチュエータに伝達されてしまうという問題があった。
特開平１０−３０１０１３号公報

本発明は、上記事実を考慮して成されたものであり、圧電アクチュエータを破損しにくくすることの可能なレンズ駆動装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、請求項１に記載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を前記レンズの光軸方向へ移動可能に保持する保持部材と、前記保持部材の固定位置に固定され、前記レンズユニットに対して前記レンズの光軸方向の力を作用させ、圧電素子を含んで構成された圧電アクチュエータと、前記保持部材と一体的に１枚の弾性板で構成され、前記圧電アクチュエータと前記レンズユニットとの間に配置された弾性部材と、を含んで構成されている。

本発明のレンズ駆動装置では、レンズユニットに光を所定位置に結像可能な１又は複数のレンズが備えられ、保持部材により、このレンズユニットがレンズの光軸方向へ移動可能に保持されている。そして、圧電アクチュエータにより、レンズユニットに対してレンズの光軸方向の力が作用され、これにより、レンズユニットが光軸方向へ移動する。この圧電アクチュエータは、前述のように、衝撃に弱いが、圧電アクチュエータと圧電アクチュエータの固定されるレンズユニットまたは保持部材との間には、弾性部材が介在されている。そのため、レンズユニットに衝撃が加えられた場合でも、その衝撃の一部は弾性部材により吸収される。したがって、圧電アクチュエータに伝達される衝撃を、圧電アクチュエータの一端部を直接レンズユニットに取り付けた場合と比較して小さくすることができ、圧電アクチュエータを破損しにくくすることができる。

なお、本発明のレンズ駆動装置は、請求項２に記載のように、前記圧電アクチュエータが、前記レンズユニットの外周に沿って巻き回された位置に配置されていることを特徴とすることができる。

このように圧電アクチュエータを配置することによって、圧電アクチュエータの長さを長くすることができ、圧電アクチュエータの全体としての変位量を増加させることができる。

以上説明したように、本発明のレンズ駆動装置によれば、圧電素子とレンズユニットとの間に弾性部材が介在されており、レンズユニットに加えられた衝撃が弾性部材により吸収されるので、圧電素子に伝達される衝撃はレンズユニットから直接伝達される衝撃よりも小さくすることができ、圧電素子を直接レンズユニットに取り付けた場合と比較して、圧電素子を破損しにくくすることができる。

［第１実施形態］
以下、図面を参照して本発明に係るレンズ駆動装置の第１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、レンズの焦点調節、ズーミングのためにレンズを移動させる場合に適用可能である。

本実施形態におけるレンズ駆動装置１０は、図１及び図２に示すように、レンズユニット１２、保持部材１４、外側部材１６、及びアクチュエータ１８を備える。

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の側面を覆う円筒形状の鏡胴１２Ａから構成されている。

鏡胴１２Ａの側面には、弾性力を有する板状の弾性部材２０が、板面をレンズ１２Ｂの光軸Ｌと直交する方向で取り付けられている。

外側部材１６は、レンズユニット１２の側面のレンズユニット１２から所定距離離間した位置に配置されている。外側部材１６は、例えば、レンズユニット１２が組み込まれる筐体やこの筐体に固定された部材等で構成されている。外側部材１６は所定の位置に固定され、この外側部材１６に対して、レンズユニット１２が相対的に移動可能とされている。

保持部材１４は、弾性力があり光軸Ｌ方向に所定距離離間して平行に配置された２枚の長方形板状の弾性板１４Ａ、１４Ｂで構成されている。弾性板１４Ａ、１４Ｂの各々の一端は、外側部材１６の固定位置Ｐに、板面がレンズ１２Ｂの光軸Ｌと直交する方向で固定されている。弾性板１４Ａ、１４Ｂの他端は、レンズユニット１２の側面に取り付けられている。弾性板１４Ａ、１４Ｂは、レンズユニット１２に対して平行リンクとして機能し、レンズユニット１２を保持すると共に、レンズユニット１２が光軸Ｌ方向へ移動する際の、光軸Ｌの傾きを抑制する。

アクチュエータ１８は、圧電素子を含んで構成されている。アクチュエータ１８は長尺板状であり、一端部１８Ａが弾性部材２０の板面に取り付けられ、他端部１８Ｂが、固定部材２２に固定され、レンズユニット１２の周囲に螺旋状に巻き回される形状とされている。なお、固定部材２２は、外側部材１６と同様に、レンズユニット１２の外側に配置され、この固定部材２２に対して、レンズユニット１２が相対的に移動可能とされている部材であり、外側部材１６と一体的に構成されているものでもよい。アクチュエータ１８は、電圧の印加により一端部１８Ａが光軸Ｌ方向、すなわち図１に示すＸ方向またはＹ方向に変位可能とされている。これによりアクチュエータ１８は、弾性部材２０を介してレンズユニット１２に光軸Ｌ方向の駆動力を作用させている。

なお、弾性部材２０は、レンズユニット１２に衝撃（アクチュエータ１８が破損する程度の衝撃力）が加えられた場合には、この衝撃を吸収可能とされている。一方、アクチュエータ１８が光軸Ｌ方向への変位することにより弾性部材２０に対して加えられる力に対しては、この力をほとんど吸収することなくレンズユニット１２に伝達するように、その弾性力は設定されている。

次に、本実施形態の作用について説明する。

レンズ駆動装置１０を駆動させる際には、アクチュエータ１８に所定の電圧を印加し、アクチュエータ１８を変位させる。これにより、一端部１８ＡがＸ方向へ移動し、一端部１８Ａの固定されたレンズユニット１２を光軸Ｌ方向へ移動させることができる。

レンズ駆動装置１０の落下などにより、レンズユニット１２に衝撃が加えられると、その衝撃は、まず直接弾性部材２０に伝達される。弾性部材２０は弾性力を有しており、伝達された衝撃の一部を吸収する。そして、アクチュエータ１８への衝撃は弾性部材２０を介して伝達されるので、この衝撃はレンズユニット１２から直接伝達される衝撃よりも小さい。

したがって、本実施形態のレンズ駆動装置１０によれば、アクチュエータ１８の一端部１８Ａを直接レンズユニット１２に取り付けた場合と比較して、アクチュエータ１８を破損しにくくすることができる。

なお、アクチュエータ１８は、上記のものに限定されるわけではない。例えば、図３（Ａ）に示すように、アクチュエータ１８として積層型圧電素子を用いたり、図３（Ｂ）に示すように、コイルバネに帯状の圧電素子が巻き回されて構成された螺旋形状圧電素子を用いることもできる。本実施形態のように、圧電素子を用いることにより、モータなどの駆動力を用いる場合と比較して、簡単な構造とすることができる。

また、本実施形態では、保持部材１４を弾性板１４Ａ、１４Ｂで構成した例について説明したが、保持部材１４は弾性部材１つで構成することもできる。特に、２つの弾性板１４Ａ、１４Ｂで構成することにより、これらが平行リンクとして機能して、光軸Ｌの傾きを防止することができる。

また、本実施形態では、保持部材１４を弾性力のある部材で構成した例について説明したが、保持部材１４は、必ずしも弾性力のある部材で構成する必要はない。特に、弾性力のある部材で構成することにより、保持部材１４の、外側部材１６や弾性部材２０への取付部にジョイント等を設けて可動構造とする必要がなくなり、簡易な構成とすることができる。

また、本実施形態では、レンズユニット１２に弾性部材２０が取り付けられた例について説明したが、弾性部材２０は、図４に示すように、保持部材１４と一体的に構成することもできる。このように、弾性部材２０を保持部材１４と一体的に構成することにより、部品点数を減らすことができる。

さらに、アクチュエータ１８の一端部１８Ａを保持部材１４に直接取り付けることもできる。この場合には、弾性力を有する保持部材１４が弾性部材２０を兼ねることになる。

また、本実施形態では、弾性部材２０を、アクチュエータ１８のレンズユニット１２側の一端部１８Ａ側にのみ設けたが、他端部１８Ｂ側にも同様の弾性部材を配置し、他端部１８Ｂをこの弾性部材を介して固定部材２２に固定することもできる。このように、他端部１８Ｂを弾性部材を介して固定部材２２に固定することにより、固定部材２２からの衝撃も吸収することができ、アクチュエータ１８をより破損しにくくさせることができる。
［第２実施形態］
次に第２実施形態について説明する。本実施形態については、第１実施形態と同様の部分については同一の符号を付して、詳細な説明は省略する。

本実施形態のレンズ駆動装置３０は、図５に示すように、レンズユニット１２、弾性部材２０、ガイドポール２６Ａ、２６Ｂ、及び、アクチュエータ２８を備える。

ガイドポール２６Ａ、２６Ｂは円柱棒状であり、レンズ１２Ｂの光軸Ｌに沿って、各々がレンズユニット１２を挟んだ両側の対称位置に配置されている。

レンズユニット１２の側面には、保持部材２４、２５、及び、リブ４０が備えられている。保持部材２４は、鏡胴１２Ａと一体的に構成されレンズユニット１２の側面から突出される形状とされたアーム部２４Ａと、円筒形状で中心にガイドポール２６Ａが挿通されガイドポール２６Ａに沿って移動可能とされた円筒部２４Ｂとにより構成されている。保持部材２５は、レンズユニット１２の側面の保持部材２４と逆側に備えられている。保持部材２５にはガイドポール２６Ｂの側面の一部を挟み込み可能な切欠部２５Ａが形成され、レンズユニット１２がガイドポール２６Ｂに沿って移動可能にガイドポール２６Ｂに取り付けられている。リブ４０の下面には弾性部材２０が取り付けられている。

アクチュエータ２８は長尺板状であり、一端部２８Ａが弾性部材２０の板面に取り付けられ、他端部１８Ｂが固定部材２２に固定されている。アクチュエータ２８は、電圧の印加により一端部２８Ａが光軸Ｌ方向、すなわち図５に示すＸ方向またはＹ方向に変位可能とされている。これによりアクチュエータ２８は、弾性部材２０を介して、レンズユニット１２に光軸Ｌ方向の駆動力を作用させている。

次に、本実施形態の作用について説明する。

レンズ駆動装置３０を駆動させる際の作用については、第１実施形態と同様であるため、その説明は省略する。

レンズ駆動装置３０の落下などにより、レンズユニット１２に衝撃が加えられると、その衝撃は、まず弾性部材２０に伝達される。弾性部材２０は弾性力を有しており、伝達された衝撃を吸収する。そして、アクチュエータ１８への衝撃は弾性部材２０を介して伝達されるので、この衝撃はレンズユニット１２から直接伝達される衝撃よりも小さい。また、固定部材２２からの衝撃も、同様にして弾性部材３２によって吸収されるので、アクチュエータ２８に伝達される衝撃は固定部材２２から直接伝達される衝撃よりも小さい
したがって、本実施形態のレンズ駆動装置３０によっても、アクチュエータ２８を破損しにくくすることができる。

なお、アクチュエータ２８は、上記のものに限定されるわけではない。積層型圧電素子を用いたり、コイルバネに帯状の圧電素子が巻き回されて構成された螺旋形状圧電素子を用いることもできる（図３参照）。本実施形態のように、圧電素子を用いることにより、モータなどの駆動力を用いる場合と比較して、簡単な構造とすることができる。

また、弾性部材２０を保持部材２４に取り付けて、アクチュエータ２８の一端部２８Ａを弾性部材２０を介して保持部材２４に取り付けることもできる。

また、本実施形態では、弾性部材２０を、アクチュエータ２８のレンズユニット１２側の一端部２８Ａ側にのみ設けたが、他端部１８Ｂ側にも同様の弾性部材を配置し、他端部２８Ｂをこの弾性部材を介して固定部材２２に固定することもできる。このように、他端部２８Ｂを弾性部材を介して固定部材２２に固定することにより、固定部材２２からの衝撃も吸収することができ、アクチュエータ２８をより破損しにくくさせることができる。

なお、上記第１、第２実施形態のレンズ駆動装置１０、３０は、図６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、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、３０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７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（スマートメディア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、３０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。

また、上記第１、第２実施形態のレンズ駆動装置１０、３０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り。

第１実施形態のレンズ駆動装置の斜視図である。第１実施形態のレンズ駆動装置をレンズの光軸方向からみた上面図である。第１実施形態に用いるアクチュエータの変形例を示す側面図である。第１実施形態のレンズ駆動装置の変形例を示す上面図である。第２実施形態のレンズ駆動装置の変形例を示す斜視図である。本発明の適用されるデジタルカメラの斜視図である。本発明の適用されるデジタルカメラの概略ブロック図である。

符号の説明

１０、３０レンズ駆動装置
１２Ｂレンズ
１２レンズユニット
１２Ａ鏡胴
１４、２４、２５保持部材
１８、２８アクチュエータ（圧電素子）
１８Ａ、２８Ａ一端部（一端）
２０弾性部材
２５保持部材
２８Ａ一端部
Ｌ光軸

Claims

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を前記レンズの光軸方向へ移動可能に保持する保持部材と、
前記保持部材の固定位置に固定され、前記レンズユニットに対して前記レンズの光軸方向の力を作用させ、圧電素子を含んで構成された圧電アクチュエータと、
前記保持部材と一体的に１枚の弾性板で構成され、前記圧電アクチュエータと前記レンズユニットとの間に配置された弾性部材と、
を備えたレンズ駆動装置。
前記圧電素子は、前記レンズユニットの外周に沿って巻き回された位置に配置されていること、を特徴とする請求項１に記載のレンズ駆動装置。