JP5292529B2 - レンズアクチュエータ - Google Patents

Description

現在、携帯電話に代表される移動体通信機器の中にはカメラ機能を付加したものがあり、撮影した画像を外部に出力することが可能になっている。

このような移動体通信機器に搭載されるカメラのレンズアクチュエータは圧電素子等の伸縮変位によってレンズを駆動するものと、レンズ鏡筒によってレンズを駆動するものに大別される。

上述した伸縮変位によってレンズ駆動をする構造としては特開２００２−１３０１１４（以下引用文献１として記載）が出願されている。該引用文献１は、形状記憶合金を光軸に対して斜めに設け、伸縮方向から光軸方向の変位のみを取り出してレンズを駆動させる構造となっており、撮像素子とレンズとの距離を短くすることでカメラ機構全体の小型化を可能としている。

また、レンズ鏡筒を用いた構造としては特開２００５−２７４７９６（以下引用文献２として記載）が出願されており、コイル−マグネット間に働く磁気力によってレンズ鏡筒を光軸方向に移動させることを特徴としている。

この為、従来の鏡筒を回転させる駆動構造よりも良好な即応性を得ることができると共に、鏡筒をガイドとして使うことで光軸方向へのレンズ駆動をラジアル方向のズレ無しに行うことが可能となる。

特開２００２−１３０１１４ 特開２００５−２７４７９６

しかしながら、前記特許文献１には、レンズホルダを弾性部材によって平行支持している構造上、レンズ駆動時にレンズが光軸に対して垂直方向に移動する為、レンズの焦点位置を撮像素子に対して一定とすることができず、撮像素子の使用効率が悪くなってしまう。

また、引用文献２に記載のレンズアクチュエータは鏡筒を内部に納めた構造の為、アクチュエータ全体の厚みに対してレンズの移動範囲を大きく設定することができず、薄型の構成とすることが難しい。

上記述べた問題点に鑑み、本発明は薄型で光軸に対するレンズ位置がずれにくく、駆動源の変位量に対して大きい変位量を得ることができるレンズアクチュエータを提供することを目的としている。

前記目的のため、請求項１記載の発明では、梃子を用いて変位を拡大する変位拡大機構搭載型のレンズアクチュエータに於いて、駆動源である圧電素子及びその両端に接続した変位拡大機構を環状に配置し、前記変位拡大機構の両端部を交差させて配置した構造を用いている。

前記構造を用いた事で、本発明記載のレンズアクチュエータは駆動源となる圧電素子の両端部の変位を垂直方向に変換することが可能となっている。この為、駆動源である圧電素子を伸縮方向に対して横型の配置とし、レンズアクチュエータ全体の厚みを薄く構成することができる。

また、変位拡大機構を環状に配置する事でレンズ周辺のフレーム全体を梃子として使用し、圧電素子の変位拡大率を大きく設定することができると共に、端部を交差させた構造によってレンズを平行に保った状態での光軸方向の移動が可能となる。

また、請求項２に記載の発明では、請求項１記載のレンズアクチュエータに関して、変位拡大機構を、アクチュエータの筐体とは別体で構成したことを特徴としている。この為、駆動源の伸縮変位を大きく設定することが可能になると共に、レンズアクチュエータ全体を小型に構成することができる。

また、 変位拡大機構を別体として構成することで変位拡大機構端部の位置が調整可能となる為、レンズ取付時に、レンズアクチュエータを搭載する機器の内部構造に合わせたレンズ配置とすることができる。

また、請求項３に記載の発明では、交差部分に板状のスペーサーを設けることを特徴としており、梃子の連結によって変位拡大機構端部に生じる捩れ方向の力を抑える事が可能となる。加えて、スペーサーによって交差部を固定することで端部同士の相対位置を一定に保ち、安定したレンズ駆動を行うことができる。

以上述べた効果に加えて、本発明に記載のレンズアクチュエータは圧電素子を駆動源としている為、回転鏡筒式の構造と異なり駆動時に摩擦粉が発生することが無く、光軸内に異物が生じにくい構造となっている。

以下に、図１〜図４を用いて、本発明に於ける第一及び第二の実施形態を示す。

図１に本発明に於ける第一の実施例で用いるレンズアクチュエータの斜視図を示す。図１から解るように、本実施例に於けるレンズアクチュエータは駆動源である圧電素子５の変位を、梃子部３と変位拡大機構端部４とを連結した環状配置の変位拡大機構によって変位拡大方向Ｃの変位に拡大し、変位拡大機構端部４を基部７に固定することで圧電素子の伸縮変位を光軸方向Ａの変位に変える構造となっている。

この為、レンズホルダ１へのレンズ搭載時、光軸上に障害物が生じない状態で駆動源の変位を拡大する事ができると共に、光軸Ａを中心として変位拡大機構を構成したことによって梃子部３の長さを確保し、前記変位拡大時の拡大率を大きく設定する事が可能となった。

図２に前記第一の実施例に於いて示したレンズアクチュエータの分解斜視図を示す。図２から解る様に、本実施例に記載のレンズアクチュエータはスペーサー６を挟んで変位拡大機構端部４を交差させた駆動構造となっている。

この為、交差して配置した各変位拡大機構端部４に働く捩れ方向の変位をスペーサー６によって吸収し、レンズホルダ支持部２によって支持されたレンズホルダ１が光軸Ａに沿って移動する際に、傾きを生じることなく安定した状態で駆動させることができた。

また、梃子部３を基部７とは別体に構成したことでレンズアクチュエータ全体の平面形状を小さくすると共に、駆動源である圧電素子５の伸縮方向Ｂと光軸Ａが直交する駆動構造となっている為、レンズ鏡筒型のレンズアクチュエータと比較して厚みを薄くすることが可能となった。

図３に本発明に於ける第二の実施例で用いるレンズアクチュエータの斜視図を示す。図３から解るように、本実施例に於けるレンズアクチュエータは、上記第一の実施例で示したレンズアクチュエータとは異なり、変位拡大機構端部４の両側を互いの梃子部３に支持した構造を用いている。

この為、本実施例では前記実施例１に記載のレンズアクチュエータよりも更に厚み方向の寸法を低く構成することができると共に、変位拡大機構端部４が梃子部３との２つの接点から応力を受ける為、レンズの駆動範囲に関して前記実施例１よりも大きく設定することができた。

図４に本実施例に於いて用いたレンズアクチュエータの分解斜視図を示す。図４から解るように、本実施例に記載の構造では前述の実施例１記載のレンズアクチュエータが備えていた基部７を使用しない構造となっている。この為、前述した実施例1記載のレンズアクチュエータに加えて更なる薄型化が可能となった。

また、レンズホルダ１に関して、変位拡大機構端部４とレンズホルダ支持部２との間に支持ブロック８を挟んで高さを調節し、更に環状のサスペンション９によって両面からレンズホルダ１を支持している。この為、レンズホルダ１の移動時に生じる傾きをサスペンション９によって吸収すると共に、レンズ駆動時の振動を抑えて即応性を向上させることが可能となった。

また、レンズホルダ１の厚みをレンズホルダ支持部２の取付位置ｅとレンズ保持部ｄとで変えた構造を用いており、支持ブロック８と前記取付位置との厚みを変える事によってレンズホルダ１の厚みが制限された搭載スペースでも焦点調節を行うことが可能な構造となった。

また、端部４に関して曲げ構造を適用しており、量産性を向上すると共に、前記端部４に弾性材料を用いることで、梃子部３によって拡大された圧電素子５の変位を光軸方向Ａの変位に変える際に変位拡大機構端部４で生じる、捩れ方向の変位を吸収することができた。

以上述べたように、本実施例に記載のレンズアクチュエータを用いる事で、薄型で光軸に対するレンズ位置がずれにくく、駆動源の変位量に対して大きい変位量を得ることができるレンズアクチュエータを提供することが可能となった。

本発明の第一の実施例に於いて用いるレンズアクチュエータの斜視図 本発明の第一の実施例に於いて用いるレンズアクチュエータの分解斜視図 本発明の第二の実施例に於いて用いるレンズアクチュエータの斜視図 本発明の第二の実施例に於いて用いるレンズアクチュエータの分解斜視図

符号の説明

１ レンズホルダ
２ レンズホルダ支持部
３ 梃子部
４ 変位拡大機構端部
５ 圧電素子
６ スペーサー
７ 基部
８ 支持ブロック
９ サスペンション
Ａ 光軸方向
Ｂ 伸縮方向
Ｃ 変位拡大方向
ｄ レンズ保持部
ｅ 取付位置

Claims (3)

1. 圧電素子の伸縮方向の変位を駆動源とし、
   前記変位の拡大と、変位方向の光軸方向への変換とを行う梃子型の変位拡大機構を基部に備えたレンズアクチュエータであって、
   圧電素子とその伸縮方向両端に設けた変位拡大機構とを、前記光軸をラジアル方向内側で囲む環状に配置し、
   前記変位拡大機構の端部を前記環状配置に於ける圧電素子の対向側で交差させたレンズアクチュエータ。
2. 前記変位拡大機構を、前記レンズアクチュエータの基部とは別体で構成した請求項１記載のレンズアクチュエータ。
3. 前記交差部分に板状のスペーサーを設けた請求項１又は２に記載のレンズアクチュエータ。

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