JPWO2007055085A1 - レンズユニット - Google Patents

Abstract

本発明は、レンズを駆動するレンズ駆動装置と、光路を規制する光路規制装置とを有しながら、レンズの駆動が安定した小型のレンズユニットを提供する。このレンズユニットは、レンズ３を保持する玉枠４と、玉枠４を光軸ｘに沿って移動するレンズ駆動装置９と、玉枠４に固定され、光路規制部材１８，１９，２０をそれぞれ駆動する複数の光路規制駆動部１１，１２を有する光路規制装置５とを含むレンズユニット１において、複数の光路規制駆動部１１，１２を互いに間を開けて配置し、レンズ駆動装置９を複数の光路規制駆動部１１，１２の間を貫通するように配置する。

Description

本発明は、レンズユニットに関し、特に、携帯電話などに内蔵される小型のレンズユニットに関する。

携帯電話や携帯情報端末（ＰＤＡ）などには、レンズユニットを内蔵し、カメラ機能を有するものが多い。近年では、メカニカルシャッタや絞りなどの光路規制装置、および、光学ズームや焦点調節のためにレンズを移動するレンズ駆動装置を有する小型のレンズユニットも上市されている。

光路規制装置は、シャッタ羽根などの光路規制部材を駆動するために、ソレノイドなどの駆動源を有する駆動部が大きくて重たい。一般に、レンズ駆動装置は、光路規制装置の駆動部と干渉しないように、光軸を挟んでレンズの反対側に配置される。このため、光路規制装置の重心がレンズ駆動装置から遠くなり、レンズの駆動に際して光路規制装置の慣性によるねじれ力が作用し、レンズの駆動が不安定になりやすいという問題があった。また光路規制装置の駆動部とレンズ駆動装置とを、レンズの反対側に収容するために、空間効率が低く、レンズユニットを小型化できないという問題もあった。
特開２００２−６３６４号公報

前記問題点に鑑みて、本発明は、レンズを駆動するレンズ駆動装置と、光路を規制する光路規制装置とを有しながら、レンズの駆動が安定した小型のレンズユニットを提供することを課題とする。

前記課題を解決するために、本発明によるレンズユニットは、レンズを保持する玉枠と、前記玉枠を光軸に沿って移動するレンズ駆動装置と、前記玉枠に固定され、光路規制部材をそれぞれ駆動する複数の光路規制駆動部を有する光路規制装置とを含むレンズユニットであって、前記複数の光路規制駆動部は、互いに間を開けて配置され、前記レンズ駆動装置は、前記複数の光路規制駆動部の間を貫通するように配置されていることを特徴とするレンズユニット。

この構成によれば、光路規制装置の中で質量の大きい光路規制駆動部を間を開けて配置し、その間を貫通するようにレンズ駆動装置を配置したことで、光路規制部材の重心がレンズ駆動装置に近い位置になる。これによって、レンズ駆動装置に大きなねじれ力が作用しないので、レンズ駆動装置はレンズを安定して移動させられる。また、玉枠に突設され、レンズ駆動装置によって直接駆動される部材を、光路規制装置とレンズの同じ側に重ねて配置することになるので、空間効率が高く、レンズユニットを小型化できる。

また、本発明のレンズユニットにおいて、前記光路規制部材は２つ有り、前記光路規制駆動部は、前記光軸と前記レンズ駆動装置とを結ぶ線を挟んで配置されていてもよい。

この構成によれば、２つの光路規制部材およびレンズ駆動装置は、レンズの径方向に並ばないので、いずれもレンズの近くに配置できる。これによって、レンズユニットは、レンズの径方向に長くならず、小型になる。また、この配置によれば、レンズや玉枠の重心がレンズ駆動装置に近くなり、レンズ駆動装置が移動させる構成要素を総合した重心がレンズ駆動装置の近くできるので、レンズ駆動装置による駆動がより安定する。

また、本発明のレンズユニットにおいて、前記光路規制部材は、シャッタと絞りであってもよい。

この構成によれば、最もニーズの高い光路規制部材であるシャッタと絞りを備え、レンズ駆動装置を挟むように両者の駆動部を配置することで、効果的に光路規制装置の重心をレンズ駆動装置に近づけることができる。

また、本発明のレンズユニットにおいて、前記レンズ駆動装置は、圧電アクチュエータであってもよい。

圧電アクチュエータは、ねじ送り機構などに比して、駆動する要素のねじれの影響を受けて移動量が変化しやすい。よって、本発明は、レンズ駆動装置として圧電アクチュエータを用いる場合に、より効果が現れる。

以上のように、本発明によれば、光路規制装置の駆動部を間を開けて配置し、その間にレンズ駆動装置を配置するので、光路規制装置の重心がレンズ駆動装置に近くなり、レンズ駆動装置がレンズを移動する際に、大きなねじれ力が作用せず、安定した駆動ができる。さらに、レンズ駆動装置と光路規制装置をレンズの同じ側に配置するので、空間効率が高く、レンズユニットが小型化できる。

本発明の実施形態のレンズユニットの正面図。 図１のレンズユニットの断面図。 図１のレンズユニットの内部構成の概略図。

符号の説明

１ レンズユニット
３ レンズ
４ 玉枠
５ 光路規制装置
８ 被駆動部
９ 圧電アクチュエータ（レンズ駆動装置）
１１ シャッタ駆動部（光路規制駆動部）
１２ 絞り駆動部（光路規制駆動部）
１８，１９ シャッタ羽根（光路規制部材）
２０ 絞り羽根（光路規制部材）

これより、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。

図１は、本発明の１つの実施形態であるレンズユニット１を示し、図２は、レンズユニット１の図１のＡ−Ａ断面を示す。レンズユニット１は、ハウジング２の中に、複数のレンズ３を保持する玉枠４が収容されている。

玉枠４には、光路規制装置５が部分的に挿入するようにして固定されている。玉枠４に保持されたレンズ３は、撮像素子６に結像する。また、玉枠４は、ハウジング２に設けられた吊り軸７に摺動可能に係合しており、光路規制装置５と重なるように延伸する被駆動部８を有している。被駆動部８は、圧電アクチュエータ（レンズ駆動装置）９に摩擦係合し、光軸ｘと平行に移動させられる。さらに、玉枠４は、位置センサ１０によって光軸ｘ方向の位置を検出されるようになっている。

光路規制装置５は、一端が玉枠４の中に挿入され、玉枠４の内部で後述する光路規制部材によって光路を狭めたり遮断したりする。また、光路規制装置５は、前記光路規制部材を駆動するために、玉枠４の外に位置する２つの光路規制駆動部１１，１２を有する。光路規制駆動部１１，１２は、レンズ３の径方向に対して直角な方向に互いに間を開けて配置されている。光路規制装置５は、光路規制駆動部１１，１２の配置に合わせて、光路規制駆動部１１，１２の間を切り欠いたような形状に形成されている。

圧電アクチュエータ９は、２つの光路規制駆動部１１，１２の間の光路規制装置５の切り欠き部分を貫通するように配置されている。圧電アクチュエータ９は、ハウジング２に固定された錘１３と、錘１３に一端が固定された圧電素子１４と、圧電素子１４の他端に一端が固定された円柱状の駆動軸１５と、玉枠４の被駆動部８と共に駆動軸１５を挟み込んで被駆動部８を駆動軸１５に摩擦係合させる抑え部材１６とからなる。抑え部材１６は、つる巻きばね１７によって被駆動部８との間に駆動軸１５を挟みつけるように付勢されている。

圧電アクチュエータ９は、圧電素子１４に非対称な変動電圧を印加することにより圧電素子１４を光軸ｘ方向に非対称な速度で伸縮させ、この圧電素子１４の伸縮によって駆動軸１５を光軸ｘ方向に非対称に振動させる。被駆動部材８は、駆動軸１５が緩慢に移動するときは、駆動軸１５に摩擦係合したまま共に移動するが、駆動軸１５が急峻に移動するときは、自身の慣性によってその場に留まろうとして駆動軸１５に対して滑り移動する。圧電素子１４に印加する電圧の波形を変えることによって、被駆動部８の駆動軸１５に対する移動方向および移動量を制御することが可能である。このようにして、圧電アクチュエータ９は、被駆動部８を介して、レンズ３を有する玉枠４を、光路規制装置５と共に光軸ｘ方向に移動させることができる。

図３に、レンズユニット１の光路規制装置５の内部構成を簡単に示す。光路規制装置５は、光路を遮断可能な２枚のシャッタ羽根（光路規制部材）１８，１９と、光路を細く規制することができる絞り羽根（光路規制部材）２０とを有する。光路規制装置５の光路規制駆動部１１は、シャッタ羽根１８，１９を駆動する例えばソレノイドからなるシャッタ駆動部であり、光路規制駆動部１２は、絞り羽根２０を駆動する例えばソレノイドからなる絞り駆動部である。

続いて、以上のようにレンズユニット１を構成したことによる効果を説明する。

レンズユニット１の玉枠４を光軸ｘ方向に駆動するための被駆動部８は、玉枠４に先端が挿入された光路規制装置５と同じ側に、光路規制装置５と光軸ｘ方向に重なるように配置されている。このように、玉枠４の厚みに比して薄い光路規制装置５と被駆動部８とを重ねることで、レンズユニット１の投影面積を小さくしている。

また、光路規制装置５の質量は、シャッタ光路規制駆動部１１と絞り光路規制駆動部１２との２カ所にその殆どが集中している。本実施形態のように、シャッタ駆動部１１と絞り駆動部１２との間に圧電アクチュエータ９を配置することで、圧電アクチュエータ９は、光路規制装置５の重心に近い位置を駆動することになる。これによって、光路規制装置５の慣性力が、圧電アクチュエータ９の駆動に際し、ねじれ力として作用することがなく、駆動が安定する。

また、シャッタ駆動部１１と絞り駆動部１２とが、レンズ３の光軸ｘと圧電アクチュエータ９とを結ぶ径方向の直線を直角に挟むように配置したことで、玉枠４と圧電アクチュエータ９との間に光路規制駆動部１１または１２が位置しない。これによって、玉枠４と圧電アクチュエータ９との距離が短くなり、玉枠４およびレンズ３の重心が圧電アクチュエータ９に近くなるので、玉枠４およびレンズ３の慣性力が圧電アクチュエータ９による駆動に際して、ねじれ力として作用することがなく、駆動が安定する。

当然ながら、圧電アクチュエータ９に作用するねじれ力は、圧電アクチュエータ９が駆動するレンズ３、玉枠４，および光路規制装置５を総合した慣性によってもたらされるため、圧電アクチュエータ９は、レンズユニット１を大型化しない範囲で、レンズ３、玉枠４および光路規制装置５の全体の重心に可能な限り近い位置に設けることができるように、シャッタ光路規制駆動部１１と絞り光路規制駆動部１２とを配置することが好ましい。

Claims (4)

1. レンズを保持する玉枠と、
   前記玉枠を光軸に沿って移動するレンズ駆動装置と、
   前記玉枠に固定され、光路規制部材をそれぞれ駆動する複数の光路規制駆動部を有する光路規制装置とを含むレンズユニットにおいて、
   前記複数の光路規制駆動部は、互いに間を開けて配置され、
   前記レンズ駆動装置は、前記複数の光路規制駆動部の間を貫通するように配置されていることを特徴とするレンズユニット。
2. 前記光路規制部材は２つ有り、前記光路規制駆動部は、前記光軸と前記レンズ駆動装置とを結ぶ線を挟んで配置されていることを特徴とする請求の範囲第１項に記載のレンズユニット。
3. 前記光路規制部材は、シャッタと絞りであることを特徴とする請求の範囲第１項または第２項に記載のレンズユニット。
4. 前記レンズ駆動装置は、圧電アクチュエータであることを特徴とする請求の範囲第１項から第３項のいずれかに記載のレンズユニット。