JP5531184B2 - レンズ駆動装置、カメラ及びカメラ付きモバイル端末装置 - Google Patents

Description

本発明は、フォーカスレンズ及び光学ズームレンズをレンズの光軸方向に移動するレンズ駆動装置、カメラ及びカメラ付きモバイル端末装置に関する。

特許文献１には、筐体内に設けたフォーカスレンズホルダ及びズームレンズホルダが各々振動部材に基端を固定した駆動軸に摩擦接触してあり、振動部材の振動によりレンズの光軸方向に移動することが開示されている。また、特許文献１では、各振動部材の先端を保持する軸受け部材は、筐体の嵌合孔に嵌め入れて固定されており且つ光軸方向一方側から見た平面視が円形を成している。
この特許文献１の技術では、筐体の前側壁（光軸方向一方側の壁）は、外形が長方形を成し、２つの軸受け部材は長方形の対角線上に配置されていると共に軸受け部材の嵌合孔間には被写体側レンズ保持開口が形成されている。
そして、被写体側レンズ保持開口とその両側に設けた軸受け部材の嵌合孔は、全て円形を成している。

特開２００９−２２２８７８号公報

近年、市場におけるレンズ駆動装置の小型化の要求が高いが、特許文献１の技術では、互いに対向する駆動軸間の間隔に限界があり、筐体の前側壁の外形寸法を小さくすることが困難であった。特に、駆動軸を受ける軸受け部材は駆動軸の傾きを高精度で防止する必要があるが、軸受け部材にはレンズホルダの移動時や振動部材等により駆動軸に交差する方向の力が作用する為、軸受け部材の外形及びこの軸受け部材の嵌合孔は円形にしていた。したがって、筐体の前側壁が四角形の外形の内に、複数の円を配置している為、小型化が困難であった。

そこで、本発明は、駆動軸の傾きを高精度で防止できると共に小型化を図ることができるレンズ駆動装置、カメラ及びカメラ付きモバイル端末装置の提供を目的とする。

請求項１に記載の発明は、筐体と、筐体内に設けてフォーカスレンズを支持するフォーカスレンズホルダ及び光学ズームレンズを支持するズームレンズホルダと、２つの振動部材と、各振動部材に基端を固定すると共にレンズの光軸方向に沿って配置した駆動軸と、各振動部材の先端を挿入して筐体に取付ける軸受け部材とを備え、フォーカスレンズホルダとズームレンズホルダとはレンズの光軸方向に直列に配置してあり、振動部材の振動で各駆動軸が軸線方向に振動することにより、駆動軸に摩擦接触したフォーカスレンズホルダとズームレンズホルダがレンズの光軸方向に直線移動するレンズ駆動装置において、筐体は光軸方向一方側から見た平面が四角形を成しており、筐体には四角形の対角線上に、軸受け部材の外周縁と同じ形状の内周縁で形成した２つの嵌合凹部と、嵌合凹部間に被写体側レンズ保持開口とが形成してあり、各嵌合凹部の内周縁は円弧縁と直線縁とで形成してあり、２つの対向する嵌合凹部において互いに対向する内周縁が平行な前記直線縁を成していると共に各嵌合凹部において前記円弧縁は前記対角線に対して対称な位置に形成していることを特徴とするレンズ駆動装置である。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のレンズ駆動装置と、レンズの光軸上に設けた画像センサとを有することを特徴とするカメラである。

請求項３に記載の発明は、請求項２に記載のカメラを搭載したことを特徴とするカメラ付きモバイル端末装置である。
モバイル端末装置とは、携帯電話、携帯情報端末（ＰＤＡ）、ノートパソコン等を言う。

請求項１に記載の発明によれば、筐体は光軸方向一方側から見た平面である前側壁の外形が四角形を成し、この四角形の対角線上に軸受け部材の嵌合凹部と、２つの嵌合凹部間に設けた被写体側レンズ保持開口を形成しているレンズ駆動装置において、嵌合凹部は互いに対向する縁が平行な直線を成しているので、嵌合凹部の縁が共に円形を成している場合に比較して、嵌合凹部間の寸法を狭めることができ、レンズ駆動装置の小型化を図ることができる。
また、各嵌合凹部は、四角形状の前側壁の対角線に対して対称な位置に円弧縁を形成しているので、円弧縁により駆動軸を傾ける方向に作用する多方向の力に対して均等に支持することができ、駆動軸の傾きを高精度で防止できる。

請求項２に記載の発明によれば、請求項１に記載の発明と同様な作用効果を奏するとカメラを提供できる。

請求項３に記載の発明によれば、請求項２に記載の発明と同様の作用効果を奏するカメラ付きモバイル端末装置を提供できる。

本発明の第１実施の形態に係るレンズ駆動装置を光軸方向前側から見た平面図である。 第１実施の形態に係るレンズ駆動装置を図３のＢ−Ｂ位置で切断して示す断面である。 第１実施の形態に係るレンズ駆動装置を図１に示すＡ−Ａ位置で切断して示す断面図である。 （ａ）〜（ｃ）は、各々軸受け部材及び嵌合凹部の変形例を示し、レンズ駆動装置を光軸方向前側から見た平面図である。

本発明の実施の形態に係るレンズ駆動装置１は、携帯電話に組み込まれる光学ズーム付きオートフォーカスカメラ２のレンズ駆動装置である。

図３に示すように、カメラ２において、レンズ駆動装置１は、筐体１３内に、ズームレンズホルダ３、フォーカスレンズホルダ５と、ズームレンズホルダ３を駆動するズームレンズホルダ駆動手段７と、フォーカスレンズホルダ５を駆動するフォーカスレンズホルダ駆動手段９とを備えている。このレンズ駆動装置１は画像センサ１１が設けてある基板４に装着されている。更に、図２に示すように、筐体１３内には、ズームレンズホルダ３の位置を検知するズームレンズ位置検出手段４３と、フォーカスレンズホルダ５の位置を検知するフォーカスレンズ位置検出手段４５とが設けてある。

図３に示すように、ズームレンズホルダ３は、光学ズームレンズ１４を保持しており、フォーカスレンズホルダ５は、フォーカスレンズ１６を保持しており、光学ズームレンズ１４とフォーカスレンズ１６とは光軸を同一にしてあり、光軸上には結象位置に画像センサ１１が設けてある。更に、筐体１３には被写体側レンズ１８と結像側レンズ２０とがズームレンズ１４とフォーカスレンズ１６と光軸を一致して設けてある。

ズームレンズ駆動手段７とフォーカスレンズ駆動手段９とは略同じ構成であるから、ズームレンズ駆動手段７を説明してフォーカスレンズ駆動手段９には同一の作用効果を奏する部分には同一の符号を付することによりその部分の説明を省略する。

ズームレンズ駆動手段７（フォーカスレンズ駆動手段９）は、振動部材１７と、光軸方向に配置した駆動軸２１（２２）とから構成されており、駆動軸２１（２２）の基端２１ａ（２２ａ）は振動部材１７に固定されている。駆動軸２１（２２）の先端部２１ｂ（２２ｂ）は、駆動軸２１（２２）を摺動自在に保持する軸受け部材１２により、筺体１３に保持されている。軸受け部材１２は、弾性変形可能な部材でできており、本実施の形態では、シリコンゴム製である。尚、駆動軸２１（２２）の基端２１ａ側にも駆動軸２１（２２）を摺動自在に保持する軸受け部材１１が筐体１３に取付けられている。

振動部材１７は、圧電素子２３と、圧電素子２３の表面に接着固定された弾性を有する振動子１９とから構成されおり、振動子１９の表面には、駆動軸２１の基端２１ａが接着固定されている。

振動部材１７は、駆動軸２１（２２）のみに固定してあり、筺体１３の壁との間には隙間を空けて配置されている。

一方、図２及び図３に示すように、ズームレンズホルダ３（フォーカスレンズホルダ５）の一端部には駆動軸２１（２２）と圧接する圧接部３１が設けてあり、図２に示すように、圧接部３１は、スプリング３２により駆動軸２１（２２）の側面に圧接されている。

ズームレンズホルダ３の他端部は、フォーカスレンズホルダ５の駆動軸２２との係合部３３が設けてあり、係合部３３はフォーカスレンズホルダ５の駆動軸２２に係合して支持されており、ズームレンズホルダ３の移動を案内している。係合部３３はズームレンズホルダ３の中心側を底とする横断面が略Ｕ字であり、Ｕ字内にフォーカスレンズホルダ５の駆動軸２２が挿通されている。
フォーカスレンズホルダ５の他端部は、ズームレンズホルダ３の駆動軸２１との係合部３３が設けられてあり、係合部３３はズームレンズホルダ３の駆動軸２１に係合して支持されており、フォーカスレンズホルダ５の移動を案内している。係合部３３は横断面がフォーカスレンズホルダ５の中心側を底とする略Ｕ字形状であり、Ｕ字内にズームレンズホルダ３の駆動軸２１が挿入されている。

フォーカスレンズホルダ５の構成はズームレンズホルダ３と略同じ構成であり、フォーカスレンズホルダ５の駆動軸２２はズームレンズホルダ３の駆動軸２１と同様に基端を振動部材１７に取付けてある。

次に、図２に示すズームレンズホルダ３の位置を検知するズームレンズ位置検出手段４３と、フォーカスレンズホルダ５の位置を検知するフォーカスレンズ位置検出手手段４５とについて説明する。ズームレンズ位置検出手段４３とフォーカスレンズ位置検出手段４５とは同じ構成であり、各々、レンズの光軸方向に沿って異なる磁極（Ｓ極とＮ極）を交互に配置した磁極部材５７と、磁界強度を検知するＭＲセンサ５９とから構成されている。磁極部材５７は駆動軸２１、２２に沿って筺体１３の内面に固定されており、ＭＲセンサ５９は各ホルダ３、５に固定されており、磁極部材５７に対面した状態で各ホルダ３、５と共に移動して、各ホルダの基準位置（又は初期位置）からの移動量及び移動方向を検知可能になっている。

筺体１３は、図１に示すように、光軸方向の前側から見て前側壁１５が正方形を成しており、全体として直方体である。筐体１３には、図３に示すように、前側から見て正方形の中央部に、被写体側レンズ１８、ズームレンズ１４、フォーカスレンズ１６及び結像側レンズ２０が光軸を同じにして位置している。図３に示すように、ズームレンズ１４及びフォーカスレンズ１６を挟む両側には、ズームレンズホルダ駆動手段７とフォーカスレンズホルダ駆動手段９とが配置してある。

図１及び図２に示すように、駆動軸２１、２２は前側から見た正方形の対角線Ｅ上に位置しており、この対角線Ｅと直交する対角線Ｆ上にはズームレンズ位置検出手段４３とフォーカスレンズ位置検出手段４５とが設けてある。
図１及び図３に示すように、筐体１３の前側壁１５には、正方形の中央部に被写体側レンズ１８を保持する被写体側レンズ保持開口２５が形成されている。図１に示すように、対角線Ｅ上において、被写体側レンズ保持開口２５を挟む位置には駆動軸２１及び２２が位置しており、各駆動軸２１、２２の軸受け部材１２を嵌合する嵌合凹部２７が形成されている。
２つの嵌合凹部２７は、筐体１３の四角形の対角線上にあり、被写体側レンズ保持開口２５が２つの嵌合凹部２７の間にあることになる。各嵌合凹部２７の内周縁２７ａは、円弧縁２７ａと直線縁２７ｃとで形成してある。２つの対向する嵌合凹部２７において互いに対向する内周縁２７ａが平行な直線縁２７ｃを成している。また、各嵌合凹部２７において、円弧縁２７ｂは対角線Ｅに対して対称な位置に形成している。
各嵌合凹部２７には、同形状で同寸法の軸受け部材１２が嵌め込まれている。軸受け部材１２は、図１に二点鎖線で示すように、外周縁が円を基調としており、円の中心部に円形の軸嵌合孔２９が形成されており、軸嵌合孔２９に駆動軸２１、２２が摺動可能に嵌め込まれている。

軸受け部材１２は、図１に二点鎖線で示すように基調となる円において、２つの軸受け部材１２、１２が互いに対向する側を直線縁１２ａとしており、その他の部分は円弧縁１２ｂとしている。本実施の形態では、基調となる円の全周に対して約１/４を直線縁１２ａとし、３／４を円弧縁１２ｂとしている。また、互いに対向する軸受け部材１２、１２の直線縁１２ａは平行としてある。

次に、第１実施の形態の作用及び効果について説明する。図３に示すように、本実施の形態では、ズームレンズホルダ３を移動して光学ズームで倍率を変え、フォーカスレンズホルダ５を移動して焦点距離をあわせるものである。

ズームレンズホルダ３を、望遠側（被写体側）に移動する場合には、振動部材１７に所定パルスの電流を供給して、圧電素子２３の伸縮と振動子１９の弾性変形及び弾性復帰により振動部材１７を駆動軸２１の軸線方向に振動させる。

これにより、まず、振動子１９が弾性変形により前側に振れる。すると、駆動軸２１は、前側に向けて移動し、ズーム１レンズホルダ３は圧接部５１で駆動軸２１との摩擦力があるので前側に移動する。その後、振動子１９が弾性変形した反力により急激に元の位置に戻ると共に圧電素子２３が縮む（或いは元に戻る）ことで、駆動軸２１も元の位置に戻るが、ズームレンズホルダ３は慣性のため、移動した位置にとどまる。このような振動部材１７の伸縮を繰り返して、ズームレンズホルダ３は駆動軸２１に沿って前進する。

尚、振動部材１７に供給する電流の向きや、パルス波形、パルスのデューティ比を変えることにより、振動子１９の変形を前進とは逆にして、ズームレンズホルダ３は駆動軸２１に沿って後退することができる。

また、フォーカスレンズホルダ５の駆動もズームレンズホルダ３と同様に振動部材１７に所定パルスの電流を供給することにより、フォーカスレンズホルダ５をその駆動軸２２に沿って前進又は後退させる。

各駆動軸２１、２２には、フォーカスレンズホルダ５及びズームレンズホルダ３の移動により又は振動部材１７の振動等により、駆動軸２１、２２を傾ける方向の力が作用するが、各嵌合凹部２７と軸受け部材１２とは、対角線Ｅに対して対称な円弧縁２７ｂと円弧縁１２ｂを成しているので、この円弧縁２７ｂと円弧縁１２ｂとが駆動軸２１、２２に作用する力を受ける。即ち、駆動軸２１、２２を傾ける方向の力に対して、嵌合凹部２７の円弧縁２７ｂと軸受け部材１２の円弧縁１２ｂがこれを均等に受けて、駆動軸２１、２２を支持することができ、駆動軸２１、２２の傾きを防止できる。

嵌合凹部２７、２７は互いに対向する辺が平行な直線縁２７ｃとしてあるので、嵌合凹部２７、２７の内周縁２７ｂが各々円形を成している場合に比較して、嵌合凹部２７、２７間の寸法を、片側が半径と円の中心から弦までの距離の差の分だけ、狭めることができ、レンズ駆動装置の小型化を図ることができる。

駆動軸２１、２２は前側から見た正方形の対角線Ｅ上に位置しており、この対角線Ｅと直交する対角線Ｆ上にはズームレンズ位置検出手段４３とフォーカスレンズ位置検出手段４５とを設けてあるので、奥ゆきスペースのある角部に位置検出手段４３、４５を収めることができ位置検出手段４３、４５を有しながら、小型にすることができる。

次に、本発明の他の実施の形態について説明するが、以下に説明する他の実施形態において、上述した実施の形態と同一の作用効果を奏する部分には、同一の符号を付してその部分の説明を省略し、以下の説明では、上述した実施の形態と主に異なる点を説明する。
図４（ａ）を参照して、本発明の第２実施の形態について説明する。この第２実施の形態では、嵌合凹部２７は、互いに対向する側と、互いに最も離れた側にある縁を直線縁２７ｃとしてあり、２つ直線縁２７ｃ、２７ｃ間を円孤縁２７ｂとしている。円孤縁２７ｂは対角線Ｅに対して対称となっている。
この第２実施の形態においても、上述した第１実施の形態と同様な作用効果を得ることができる。
図４（ｂ）を参照して、本発明の第３実施の形態について説明する。この第３実施の形態では、嵌合凹部２７は、略三角形形状を成しており、直線縁２７ｃで三辺を形成しており、三角形の角部に対応する位置を円弧縁２７ｂとしている。円孤縁２７ｂは対角線Ｅに対して対称となっている。
この第３実施の形態においても、上述した第１実施の形態と同様な作用効果を得ることができる。
図４（ｃ）を参照して、本発明の第４実施の形態について説明する。この第４実施の形態では、嵌合凹部２７は、略正方形状を成しており、直線縁２７ｃで四辺を形成しており、正方形の角部に対応する位置を円弧縁２７ｂとしている。円孤縁２７ｂは対角線Ｅに対して対称となっている。
この第４実施の形態においても、上述した第１実施の形態と同様な作用効果を得ることができる。

本発明は、上述した実施の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形可能である。
例えば、ズームレンズホルダ３及びフォーカスレンズホルダ５は、それぞれ他方の駆動軸２２（２１）に支持されていることに限らず、別に支持軸を設けて移動を支持するものであっても良い。

１ レンズ駆動装置
３ ズームレンズホルダ
５ フォーカスレンズホルダ
１２ 軸受け部材
１２ａ 直線縁
１２ｂ 円孤線
２１、２２ 駆動軸
１７ 振動部材
２７ 嵌合凹部
２７ａ 内周縁
２７ｂ 円弧縁
２７ｃ 直線縁

Claims (3)

1. 筐体と、筐体内に設けてフォーカスレンズを支持するフォーカスレンズホルダ及び光学ズームレンズを支持するズームレンズホルダと、２つの振動部材と、各振動部材に基端を固定すると共にレンズの光軸方向に沿って配置した駆動軸と、各振動部材の先端を挿入して筐体に取付ける軸受け部材とを備え、フォーカスレンズホルダとズームレンズホルダとはレンズの光軸方向に直列に配置してあり、振動部材の振動で各駆動軸が軸線方向に振動することにより、駆動軸に摩擦接触したフォーカスレンズホルダとズームレンズホルダがレンズの光軸方向に直線移動するレンズ駆動装置において、
   筐体は光軸方向一方側から見た平面が四角形を成しており、筐体には四角形の対角線上に、軸受け部材の外周縁と同じ形状の内周縁で形成した２つの嵌合凹部と、嵌合凹部間に被写体側レンズ保持開口とが形成してあり、各嵌合凹部の内周縁は円弧縁と直線縁とで形成してあり、２つの対向する嵌合凹部において互いに対向する内周縁が平行な前記直線縁を成していると共に各嵌合凹部において前記円弧縁は前記対角線に対して対称な位置に形成していることを特徴とするレンズ駆動装置。
2. 請求項１に記載のレンズ駆動装置と、レンズの光軸上に設けた画像センサとを有することを特徴とするカメラ。
3. 請求項２に記載のカメラを搭載したことを特徴とするカメラ付きモバイル端末装置。

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