JP6751662B2

JP6751662B2 - 羽根駆動装置

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Publication number: JP6751662B2
Application number: JP2016246162A
Authority: JP
Inventors: 岩戸　省三; 省三岩戸; 孝司澤登; 和雄色摩; 謙三今井; 渡部　伸昭; 伸昭渡部
Original assignee: Nidec Copal Corp
Current assignee: Nidec Copal Corp
Priority date: 2016-12-20
Filing date: 2016-12-20
Publication date: 2020-09-09
Anticipated expiration: 2036-12-20
Also published as: CN110073285B; CN110073285A; US10754226B2; JP2018101030A; WO2018116744A1; US20200089081A1

Description

本発明は、撮像装置などに用いられる羽根駆動装置に関するものである。

羽根駆動装置は、開口に進入する単数又は複数の羽根部材を駆動して、開口の状態を変化させるものであり、絞り、シャッター、絞り兼用シャッター、フィルタなどとして、カメラなどの各種光学ユニットに用いられている。

羽根駆動装置は、一般には、レンズ枠に重ねて配置されるが、小型化或いは一体化を図るために、レンズ枠の内部に羽根駆動装置を組み込んだものが知られている。このような従来技術では、羽根駆動装置が開口を有する挿入部を備えており、レンズ枠の外側レンズ筒に設けたスリットに挿入部を挿入する構造になっている（下記特許文献１参照）。

特開２００７−２７１６７０号公報

小型の光学ユニットに装備される羽根駆動装置は、レンズ枠内のレンズ間隔が狭くなるため、レンズに接触すること無く、羽根駆動装置の挿入部をレンズ間に挿入することが困難になる。

本発明は、このような問題に対処するために提案されたものである。すなわち、狭いレンズ間に羽根駆動装置の開口及び羽根を挿入するに際して、レンズへの接触を抑止しすること、などを課題としている。

このような課題を解決するために、本発明による羽根駆動装置は、以下の構成を具備するものである。

駆動部材と、前記駆動部材によって摺動する単数又は複数の羽根部材と、前記羽根部材を摺動自在に支持する羽根支持体と、前記羽根支持体の一部と前記駆動部材を収容する枠体とを備え、前記羽根支持体は、対面した薄板材の間に前記羽根部材を収容する羽根室を備えると共に、開口を有し前記枠体から突出した挿入部を備え、対面した前記薄板材は、少なくとも前記挿入部の先端で一体化されており、前記枠体から前記羽根支持体が突出する位置に対応する前記枠体の外周縁に段部が設けられ、前記段部においてレンズ枠が支持されることを特徴とする羽根駆動装置。

本発明の実施形態に係る羽根駆動装置の分解斜視図である。羽根支持体の形成例を示した説明図（（ａ）〜（ｃ）は加工手順を示している。）である。羽根支持体の断面の一例を示した説明図である。羽根支持体の他の構成例を示した説明図である。羽根支持体の他の構成例を示した説明図（（ａ）が平面図、（ｂ）がＡ−Ａ断面図）である。羽根部材の動きを示す説明図である（（ａ）が全開状態、（ｂ）が絞り状態を示している。）。本発明の実施形態に係る羽根駆動装置の外観図（平面図）である。図７におけるＡ−Ａ断面斜視図である。レンズ枠に対する羽根駆動装置の組み付け例を示した説明図である（（ａ）が羽根駆動装置単体、（ｂ）がレンズ枠単体、（ｃ）が組み付け状態）。羽根駆動装置を備えたカメラを示す説明図である。羽根駆動装置（カメラ）を備えた携帯電子機器を示す説明図である。

以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。以下の説明で、異なる図における同一符号は同一機能の部位を示しており、各図における重複説明は適宜省略する。図において、矢印Ｚ方向は光軸方向（羽根駆動装置の厚さ方向）を指し、矢印Ｘは羽根部材の移動方向を指し、矢印Ｙ方向はＸ，Ｙ方向に直交する方向を指している。

図１に示すように、本発明の実施形態に係る羽根駆動装置１は、駆動部材２、枠体３、羽根支持体４、羽根部材５（５Ｘ，５Ｙ）を備えている。枠体３は、ベース枠１０と、ベース枠１０を覆うカバー枠１１とにより構成され、内部に駆動部材２を収容する駆動枠室３Ｓを形成している。駆動部材２は、ベース枠１０の支持面１０Ａ上に移動自在に支持され、平面上を移動することで羽根部材５（５Ｘ，５Ｙ）を移動させる。図示の例では、羽根部材５は複数枚（２枚）であるが、単数枚であってもよい。

駆動部材２と枠体３には、駆動源であるマグネット２０とコイル２１が取り付けられている。図１の例では、駆動部材２にマグネット２０が取り付けられ、枠体３（カバー枠１１）にコイル２１が取り付けられており、配線基板（フレキシブル基板）２２を介してコイル２１に通電することで駆動部材２が図示Ｘ方向に往復移動する。駆動部材２は、支持面１０Ａの支持溝１０Ｂに支持されるベアリング２３を介して移動自在に支持されている。また、配線基板２２には、マグネット２０と対応する位置に、駆動部材２又は羽根部材５（５Ｘ，５Ｙ）の動きを検知するホール素子（検知部材）３０が配置されている。

駆動部材２には、直接又は連結部材７を介して羽根部材５（５Ｘ，５Ｙ）が連結されている。図１に示す例では、枠体３内に連結部材７が軸支されている。連結部材７は、中央の軸支部７Ａがベース枠１０の軸１０Ｐに軸支され、両端の連結部７Ｂが、羽根支持体４の長孔４Ｂを通って、羽根部材５Ｘ，５Ｙの連結孔５Ｂにそれぞれ連結され、中央に近い連結部７Ｃが、羽根支持体４の長孔４Ｃを通って、駆動部材２に連結されている。これにより、駆動部材２がＸ方向に沿って直線的に往復移動すると、連結部材７が軸１０Ｐの周りに回動し、連結部７Ｂに連結されている羽根部材５Ｘ，５ＹがＸ方向に沿って互いに逆向きに移動する。

羽根部材５（５Ｘ，５Ｙ）は、羽根支持体４に支持されている。羽根支持体４は、薄厚状の金属板等からなる対面した薄板材１２，１３によって構成されている。対面する薄板材１２，１３は、内部に羽根部材５（５Ｘ，５Ｙ）を収容する羽根室を形成する。羽根支持体４は、開口４Ａを有している。羽根部材５（５Ｘ，５Ｙ）は、駆動部材２によって摺動して開口４Ａに進入する。図示の例では、羽根部材５（５Ｘ，５Ｙ）は、開口５Ａを有しており、図示Ｘ方向の移動で開口４Ａ内での開口５Ａの重なり度合いが可変に調整される。

図１において、ベース枠１０の突起１０Ｑは、羽根支持体４の孔４Ｑに嵌合することで、羽根支持体４をベース枠１０に係止しており、更に突起１０Ｑは、羽根支持体４に支持される羽根部材５（５Ｘ，５Ｙ）のガイド孔（長孔）５Ｑに挿入することで、羽根部材５（５Ｘ，５Ｙ）の移動をガイドしている。また、枠体３内（ベース枠１０）には、羽根部材５を初期位置で保持し、ベース枠１０に対して駆動部材２を光軸方向に吸引するための磁性体２４が配置されている。

羽根支持体４は、枠体３から突出する挿入部４Ｆを備えている。挿入部４Ｆは前述した開口４Ａを有している。そして、羽根支持体４を構成する薄板材１２，１３は、挿入部４Ｆの先端で一体になっている。図２（ａ）に示すように、薄板材１２，１３は、一枚板で加工することができ、図２（ｂ）に示すように、挿入部４の先端の折り返し部４Ｆ１で折り返して、図２（ｃ）に示すように、薄板材１２，１３を対面させて、その間に羽根室を形成する。
また、図３に示すように、ベース枠１０が薄板材１２の外側面を受けるようし、挿入部４Ｆの先端を折り曲げて、支持部１０Ｘによって薄板材１３の内側面を受けるようにすることで、羽根室が適切な間隔で形成される。このように羽根室を形成することで、落下の衝撃等によって羽根室の変形しにくくなる。

このような羽根支持体４を備えることで、羽根部材５は、薄厚状の羽根室内で摺動するので、挿入部４Ｆをレンズ間に挿入して羽根部材５を摺動させる際に、羽根部材５がレンズに接触するのを抑止することができる。また、挿入部４Ｆの先端が一体になっているので、挿入部４Ｆをレンズ間に挿入する際に、挿入部４Ｆの先端が開いてレンズを傷付ける不具合を回避することができる。
なお、実施例では、羽根支持体４はＰＥＴフィルムを用いたが、他の実施例では、たとえばアルミニウムなどの金属が用いられてもよいし、その他の材質であってもよい。

図４は、羽根支持体４の他の構成例を示している。この例は、挿入部４Ｆの先端部を接着剤で接合することで、一体化している。挿入部４Ｆの先端部には、一方の薄板材１２側に接着剤溜まり４Ｆ２が設けられ、他方の薄板材１３側に接着剤注入孔４Ｆ３が設けられている。これによって、前述したように、挿入部４Ｆをレンズ間に挿入する際に、挿入部４Ｆの先端が開いてレンズを傷付ける不具合を回避することができる。

また、図示の例では、薄板材１２の外縁に段部を形成することで、その内側に薄厚状の羽根室４Ｓを形成している。このような段部は、外縁を曲げ加工して形成することができるし、また、薄板材１２をハーフエッチングすることで形成することもできる。

図５は、羽根支持体４の他の構成例を示している。この例は、挿入部４Ｆの先端部をスペーサ４０で支持している。スペーサ４０に係合溝４１が形成されており、その係合溝４１に挿入部４Ｆの先端が挿入支持されている。この例では、スペーサ４０が対面する薄板材１１，１２の間に配置されることで、その間に薄厚状の羽根室４Ｓが形成されている。

図６は、羽根部材５（５Ｘ，５Ｙ）の動きを示している。図示の例では、羽根駆動装置１が、開口４Ａを通過する光の光量を可変に調整する絞り装置として機能する例を示している。（ａ）は、前述した駆動部材２（図示省略）の移動による連結部材７の回動によって、開口４Ａが全開になった状態を示しており、（ｂ）は、開口４Ａ内での開口５Ａの重なりによって、開口面積が絞れられた状態を示している。図示の例では、絞り装置の例を示しているが、羽根駆動装置１は、羽根部材５（５Ｘ，５Ｙ）の重なりで開口４Ａを全閉にして、開口４Ａを通過する光を遮光するシャッタ装置として機能することもできるし、羽根部材５（５Ｘ，５Ｙ）の開口５Ａの端部に光の波長又は光量を制限するフィルタを取り付けて、フィルタ装置として機能することもできる。

なお、図６に示す例では、図示省略した駆動部材２と連結部材７との連結部において、一端が駆動部材２に固定され、他端が連結部材７の連結部７Ｃを押圧する弾性部材（板バネ）１４を設けている。このように、弾性部材１４を介して駆動部材２と連結部材７とを連結することで、がたつき無く駆動部材２の移動を連結部材７に伝動することができ、羽根部材５（５Ｘ，５Ｙ）の移動精度を高め、光量の調整精度を高めることができる。

図７は、羽根駆動装置１の外観を示し、図８は、図７のＡ−Ａ断面斜視図を示している。羽根駆動装置１は、羽根部材５を収容する羽根支持体４の挿入部４Ｆが、ベース枠１０とカバー枠１１との間で、枠体３の厚みの一部から駆動部材２の移動方向（図示Ｘ方向）に沿って外部に突出している。これにより、羽根支持体４の開口４Ａは、枠体３の外部に配置されている。羽根支持体４は薄厚状の部材であり、枠体３の厚さより薄厚に構成されている。

これに対して、枠体３の外周縁は、羽根支持体４の突出位置に凹部３Ａを有している。これにより、羽根支持体４の挿入部４Ｆ及び開口４Ａは、凹部３Ａによる枠体３の外側空間内に配置されている。また、枠体３の凹部３Ａには、枠体３によって収容物を支持する段部３Ｂが設けられている。そして、枠体３の凹部３Ａの外周と凹部３Ａに突出している羽根支持体４の挿入部４Ｆとの間には間隙Ｓが設けられている。

このような羽根駆動装置１によると、薄厚状の羽根支持体４の挿入部４Ｆが枠体３の厚さ方向の一部から外部に突出しており、この挿入部４Ｆに開口４Ａを設けているので、挿入部４Ｆをレンズ枠に対して側方から挿入して、レンズの光軸上に開口４Ａを配置することができる。これによって、レンズ枠と羽根駆動装置１とが光軸方向に重ねて配置されることを避けることができ、レンズ枠と羽根駆動装置１との組み合わせを薄厚構造にすることができる。

また、羽根支持体４の挿入部４Ｆと枠体３の凹部３Ａの外周との間に隙間Ｓを設けて、挿入部４Ｆを片持ち支持した状態で突出させているので、一体化されたレンズ枠の一部に側方から挿入部４Ｆを挿入して、開口４Ａを光軸上に配置することができる。これによって、レンズ枠のレンズ間隔等の調整を完了した後に、一体のレンズ枠に対して羽根駆動装置１を組み込むことが可能になり、羽根駆動装置１が組み付けられるレンズ枠の調整を簡易化することができる。なお、レンズ枠の調整などは、羽根駆動装置1に対して組み込んだ後に行っても良い。

図９は、レンズ枠６に対しての羽根駆動装置１を組み付けた例を示している。羽根駆動装置１（枠体３）の厚さ（Ｔ１＋Ｔ２）が、レンズ枠６の厚さ（Ｔ３＋Ｔ４）より薄くなっており、レンズ枠６の厚さ内に羽根駆動装置１の厚さを収めて組み付けられている。ただし、羽根駆動装置１は、レンズ枠６の厚さ内に収まらなくてもよい。たとえば、レンズ枠６の一方に対して羽根駆動装置１の一部または一方の面が飛び出すように組み付けられていてもよい。

図示の例は、羽根支持体４の突出位置が、枠体３の厚さの中央部になっている。そして、レンズ枠６は、羽根支持体４が挿入されるスリット６Ｓの位置に対して、光軸方向に沿った前側の長さ（Ｔ４）と後ろ側の長さ（Ｔ３）が同等になっている。これに限らず、スリット６Ｓの位置は適宜設定することができる。

図１０は、羽根駆動装置１を備えた光学ユニットとしてのカメラ１００を示している。羽根駆動装置１は、前述したようにレンズ枠６に組み付けて、撮像素子１０１が搭載された筐体１００Ａに実装することで、カメラ１００を構成することができる。また、他の光学部品に対して羽根駆動装置１を組み付けることで、各種の光学ユニットを得ることができる。このようなカメラ１００或いは光学ユニットは、薄厚化が可能であり、光軸方向に沿った設置スペースを省スペース化することができる。また、レンズ枠６などの調整を行った後に羽根駆動装置１を組み付けて一体化することができるので、簡易且つ精度の高い調整が可能であり、且つ羽根駆動装置１を一体化した簡易な実装が可能になる。

図１１は、前述したカメラ１００を備える携帯電子機器（携帯情報端末）２００を示している。スマートホンなどの携帯電子機器２００は、内部に実装するユニットの厚さが厳しく制限されるが、前述したカメラ１００は、レンズ枠６の厚さ内に羽根駆動装置１を収めて組み付けることで薄厚化を可能にするので、高い携帯性或いはデザイン性を追求した携帯電子機器２００にスペース効率よく実装することができる。なお、本実施例の枠体３の内部に配置される部材は、ベース枠１０の片側から順に組みつけられるように配置位置および形状が設計されている。

以上、本発明の実施の形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこれらの実施の形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても本発明に含まれる。特に、前述した実施形態では、羽根駆動装置１の枠体３と羽根支持体４とを別部材で構成しているが、枠体３と一体に羽根支持体４を構成して、枠体３内の駆動枠室３Ｓと羽根支持体４内の羽根室４Ｓを仕切りによって分離することもできる。また、上述の各実施の形態は、その目的及び構成等に特に矛盾や問題がない限り、互いの技術を流用して組み合わせることが可能である。

１：羽根駆動装置，２：駆動部材，
３：枠体，３Ａ：凹部，３Ｂ：段部，３Ｓ：駆動枠室，
４：羽根支持体，４Ａ：開口，４Ｂ，４Ｃ：長孔，
４Ｆ：挿入部，４Ｆ１：折り返し部，４Ｆ２：接着剤溜まり，
４Ｆ３：接着剤注入孔，４０：スペーサ，４１：係合溝，
４Ｓ：羽根室,４Ｑ：孔，
５（５Ｘ，５Ｙ）：羽根部材，５Ａ：開口，５Ｂ：連結孔，５Ｑ：ガイド孔，
６：レンズ枠，６Ｓ：スリット，
７：連結部材，７Ａ：軸支部，７Ｂ，７Ｃ：連結部，
１０：ベース枠，１０Ａ：支持面，１０Ｂ：支持溝，
１０Ｐ：軸，１０Ｑ：突起，
１１：カバー枠，１２，１３：薄板材，１４：弾性部材（板バネ），
２０：マグネット（駆動源），２１：コイル（駆動源），
２２：配線基板（フレキシブル基板），２３：ベアリング，２４：磁性体，
３０：ホール素子（検出部材），
１００：カメラ，１００Ａ：筐体，１０１：撮像素子，Ｓ：隙間，
２００：携帯電子機器（携帯情報端末）

Claims

駆動部材と、
前記駆動部材によって摺動する単数又は複数の羽根部材と、
前記羽根部材を摺動自在に支持する羽根支持体と、
前記羽根支持体の一部と前記駆動部材を収容する枠体とを備え、
前記羽根支持体は、対面した薄板材の間に前記羽根部材を収容する羽根室を備えると共に、開口を有し前記枠体から突出した挿入部を備え、対面した前記薄板材は、少なくとも前記挿入部の先端で一体化されており、
前記枠体から前記羽根支持体が突出する位置に対応する前記枠体の外周縁に段部が設けられ、前記段部においてレンズ枠が支持されることを特徴とする羽根駆動装置。
前記段部は、前記枠体から前記羽根支持体が突出する位置に対応する前記枠体の外周縁に形成された凹部に設けられていることを特徴とする請求項１記載の羽根駆動装置。
前記枠体の光軸方向の厚さが前記レンズ枠の光軸方向の厚さより薄いことを特徴とする請求項１又は２記載の羽根駆動装置。
前記挿入部の先端部に接着剤溜まりを設けたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の羽根駆動装置。
前記挿入部の先端にて対面した薄板材が折り返されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の羽根駆動装置。
前記羽根室は、前記薄板材の外縁が曲げ加工されて外縁段部が形成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の羽根駆動装置。
前記羽根室は、前記薄板材をハーフエッチングすることで前記薄板材の外縁に外縁段部が形成されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の羽根駆動装置。
請求項１〜７のいずれか１項に記載の羽根駆動装置を備えたカメラ。
請求項８に記載のカメラを備えた携帯電子機器。