TWI282455B - Lens driving device and image capture device - Google Patents

Description

1282455 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於，進行對焦等透鏡向光軸方向移動之 t動裝置及攝像裝置’特別是於透鏡之移動控制發生錯誤 時，具有逃脫之驅動裝置之透鏡驅動裝置及射像裝置。曰°、 【先前技術】 ' 近年，於數位相機、數位攝影機等攝像裝置，被要求可 攜性的提升·易用性之改良，裝置全體之小型化被進行， 用於射像裝置之光學系鏡筒·透鏡之小型化亦被進行，惟 更進一步的面晝質化·高像素化之期望很高，光學系之構 成構件之透鏡即使大型化，藉由將驅動裝置小型化作為光 學系鏡筒之小型化被期望。 又，關於使用於數位相機、數位攝影機等攝像裝置，所 謂伸縮式透鏡，亦由已述攜帶性之便利性之觀點期望小型 化·薄型化。特別是，於近年之數位相機，可放入襯衫的 胸部口袋或牛仔褲的口袋等，追求進一部攜帶性之便利性 之商品有受到歡迎的傾向，做為光學系鏡筒之薄型化被期 望。 於此，對於所谓伸縮式透鏡·伸縮鏡筒有揭示於專利文 獻1 ’對於透鏡驅動裝置有揭示於專利文獻2。於該等技術， 使用導螺桿、導軸、螺母、施力機構構成透鏡驅動裝置， 利用以導螺桿之旋轉移動螺母使透鏡保持框可向光軸方向 移動。 [專利文獻1]特開2002-296480號公報 91878.doc 1282455 [專利文獻2]特開2002-287002號公報 發明所欲解決之課題 但是’於先前之技術，因控制錯誤等原因被驅動零件（透 鏡框）達到驅動限制端則，由於螺母欲超越移動界線移動， 故發生卡住螺母之螺牙峰，成為零件損壞或相機故障之原 因。 於此’於專利文獻2所示技術，作為防止螺母之螺牙峰卡 住之械構，於旋轉軸之根部及先端部設有使螺母空轉之空 轉部。 但是，因設如此之空轉部使旋轉軸之短小化成非常的困 難，又，由於施力機構構成於導軸之根部及先端側使導轴 之短小化，導軸之先端按壓部之短小化成非常的困難，產 生作為單元之透鏡鏡筒之小型化.伸縮式透鏡之收納薄型 化之妨礙之問題。 【發明内容】 肝厌課題之機構 本發明係為解決如此課題 # ^ ^ m 成者。即，本發明係一種 鏡驅動裝置，其特徵在於··且 回3士目士 ？ /、備·透鏡座，其保持透鏡 鏡向光㈣ 驅動機構，其具有：形成 旌鏟俞、十、认， 口螺母之螺牙部之輸出軸, 疋轉則述輸出軸之驅動源；f， 與驅動機構之螺母鄰接配置 “ €鏡座延設’先j 動;施力機構，其係將臂之先將透⑽ 部’其係於驅動機構之輪出轴之二：母之方向施力；" 之^。卩，僅設於對螺母配j 91878.doc 1282455 有臂之側，成不與螺母螺人 驅動裝置之攝像裝置。、 ^ #係具備該透鏡 於如此之本發明’由於僅於螺母螺合 端部設空轉部，與於輪屮缸 〗出車由之一邊的 比可使輸出軸之長度較短。 轉…形相 【實施方式】 以下根據圖面說明本發明之實施形離。 明使_於本實施形態之透鏡驅動裝置之攝像 政置之透鏡鏡筒（伸縮式透 ^ ^ m )圖1係况明伸縮式透鏡之狀 二：⑷為不使用時之透鏡收納狀態，即表示伸縮 狀您者，⑻為WIDE狀態，（c)為表示购狀態者。又，圖 = 伸縮式透鏡之剖面圖，⑷為不使用時之透鏡收納狀態， ;表示伸縮狀態者，⑻為她E狀態，⑷為表示T關大態 。圖3係伸縮式透鏡之分解立體圖。 伸縮式透鏡1係光學3群構成，藉由將1群與2群沿著特定 凸輪曲線向光軸方向驅動進行變焦，藉由3群向光軸方向微 小地移位進行對焦。即，藉由1群與2群之移位可變隹點距 離，藉由3群之移位適當對焦之構成。 1群框2係具備：嵌合於凸輪環4之凸輪溝仆之三支（複數 )卡榫a，插入.固疋構成丨群之複數透鏡之複數透鏡室 及方、收、.内時，於伸縮狀態保護透晶前面之阻障機構部 ^，例如以含有破璃纖維之聚碳酸酯樹脂（黑色）形成，具備 強度·遮光性及量產性。 2群框3係具備··嵌合於凸輪環4之凸輪溝4c之三支（複數 91878.doc 1282455 之透鏡座。 後部鏡筒8係具備··為插入·定位光學式低通濾鏡或紅外 截止濾鏡4光學濾鏡11之凹部；插入為防止灰塵等侵入， 彈性施力光學濾鏡11之密封橡膠丨2之凹部，例如以含有玻 璃纖維之聚碳酸酯樹脂（黑色）形成，具備強度·遮光性及量 產性。於後部鏡筒8，高精度地定位·固定CCD4CM〇s等 固體攝像元件13。 齒輪單元10係，將凸輪環4藉由齒輪部4a驅動者。齒輪比 ，，於伸縮抑IDE+TELE及孤伸縮之範圍可 得充分的驅動力的方式決定。齒輪單元1G係，藉由驅動凸 輪環4，進行該伸縮透鏡之變焦動作。 步進馬達15係具備：將3群框7向光軸方向移位之導螺桿 15a，及㈣於後部鏡筒8定位·固定之安裝板金⑸。該步 進馬達15相本實施形態所關透鏡驅動裝置之驅動源， 導螺桿15a相當於輸出軸。 以下，說明透鏡之動作。於伸縮狀態〜光學wide間之動 2，凸輪環4係以齒輪部4a藉由齒輪單元Μ供與驅動力驅 =卡榫鄉著固定環6之凸輪溝㈣旋轉向光軸方向向、 向攝像對象側移動。此時， 動—頭A)。W輪環4-體移 線Π/Γ12係卡榫2心著凸輪溝4b及導溝㈣特定曲 ^及，Λ圖2中箭頭B)。此時，2群框3係卡榫㈣著凸 ^4C及導溝5b以特定曲線_參照圖2中箭頭…由以 ，！群及2群向特定位置移動，呈光學伽£之位置。 91878.doc -10- 1282455 ^光學㈣E〜光學删之動作，凸輪㈣係以齒輪部 4a措由錄早心供與驅動力驅動，惟於該範圍凸輪⑽ 係以凸輪4不向光軸方向驅動的方式形成，直進導環$亦步 向光軸方向移動（參照圖2中箭頭D)。 此時]群框2係卡榫2a沿著凸輪溝朴及導溝加特定曲 線移動（參照圖2中箭頭E)。此時，2群框3係卡禅^沿著凸 輪溝4c及㈣加特定料㈣（參照圖 上’ ^群及2群沿著特定曲線移動，藉…先由學乂 WIDE〜TELE間進行變焦動作。 關於光學TELB光學wn^伸缩狀態係，藉由將齒輪單 元1〇以與上述動作相反方向驅動將凸輪環4向相反方向旋 轉來進行。藉㈣上《輪單元咖動凸輪環4伸縮透鏡ι 進行伸縮動作及變焦動作，惟與此之外藉由以步進馬達15 之驅動源藉由3群向光軸方向微小移位進行對线作（圖2 中箭頭G)。 其次，說明本發明所關透鏡驅動裝置之第丨實施形態。圖 4係說明第丨實施形態之部分剖面圖。作為本實施形態所關 透鏡驅動裝置，其特徵係在於··僅於輸出軸之導螺桿丨5a之 端部之一邊設螺母16之空轉部lk之處。 螺母16係與導螺桿15a之螺紋部15b螺合，以步進馬達15 作為驅動源之導螺桿丨5a之旋轉使之可於光軸方向進退。與 。亥螺母16鄰接配設之臂17係由透鏡座之3群框7所延設者， 螺母1 6向圖中右方向移動則，勝過以導軸14作為中心設置 之彈簧9之施力使3群框7向圖中右方向移動。 91878.doc 1282455 再者，由於於3群框7與導軸14之軸承部沒有使用潤滑的 ，間滑油’弹黃9以導軸14作為中心設置，不會有因彈簧9之 伸縮使潤滑油之飛散。 又’臂17㈣螺母16並沒有連接，#螺母16向圖中左方 向移動之際藉由彈箬9之絲六ϋ完辟1 π阿、丄 符两；；平” y又她力將臂17壓向螺母“側，使3群 框7向圖中左方向移動。 於本實施形態，僅於導螺桿15a之端部之攝像元件側（圖 中右側）設空轉部…。空轉部15c係沒有設螺紋部i5b之部 分，不會勾到螺母16之螺紋峰。因此，當螺母16向圖中右 方向移動，超過導螺桿15a之螺紋部15b之情形則以空轉部 15c只有導螺桿i5a空轉之狀態，防止螺母16對其以上之移 動，可阻止臂17或3群框7之移動。 另一方面，V止導螺桿15 a之旋轉則由於彈簧9將螺母16 向圖中左方向施力，藉由使導螺桿15a向與先前相反之方向 旋轉，而成螺母16之螺紋峰將勾於導螺桿15&之螺紋部15b 之狀態，可伴隨著導螺桿15a之旋轉於向圖中左方向移動回 覆。 例如，進行透鏡L之初期對位（焦距重設等）情形，藉由未 示於圖之控制機構使螺母16必定達到空轉部15c的方式控 制導螺桿15a之旋轉，於螺母16到達空轉部15c後，藉由使 導螺桿15a逆轉將螺母16勾於螺紋部15b之起點。 藉此，可正確地對準透鏡L之初期位置。再者，當透鏡L 為對焦透鏡之情形，於發生對焦錯誤等問題時亦藉由控制 機構使螺母1 6必定達到空轉部15c的方式控制導螺桿15a之 9I878.doc -12- 1282455 旋轉，可確實地防止螺母16之螺紋峰之卡住。 於如此之第1實施形態，由於只要於導螺桿…之端部之 -方侧設空轉部15e即可，故與於導螺桿…之端部兩側設 空轉部之先前之裝置相比可縮短導螺桿…之長度，可圖透 鏡鏡筒全體之薄型化。 又’藉由將空轉部15c僅設於導螺桿15a之攝像元件側（圖 中右側）之端部，將臂17及彈簧9相對於螺母16設於攝像裝 置侧，使之即使於透鏡L收納時（參照圖1(a)、圖2(a))因對步 進馬達15之電源切斷而螺母16不移動，仍可將3群框7像攝 像元件側壓入，可實現收納時之薄型化。 其次，說明本發明所關透鏡驅動裝置之第2實施形態。圖 5係說明第2實施形態之部分剖面圖。作為於本實施形態所 關透鏡驅動裝置，其特徵係在於：僅於輸出軸之導螺桿1 $ & 之端部之一邊設螺母16之空轉部15c之處之同時，與第1實 施形態相異，將施力機構之彈簧9以導螺桿1 5a為中心設置 之處。 於本貫施形態’與第1實施形態同樣地，螺母16係與導螺 桿15a之螺紋部15b螺合，以步進馬達15作為驅動源之導螺 才干15 a之$疋轉使之可於光轴方向進退。與該螺母16鄰接配設 之臂17係由透鏡座之3群框7所延設者，螺母16向圖中右方 向移動則勝過彈簧9之施力使3群框7向圖中右方向移動。 又，臂17係對螺母16並沒有連接，當螺母16向圖中左方 向移動之際藉由以導螺桿15a作為中心設置之彈簧9之施力 將臂17壓向螺母16側，使3群框7向圖中左方向移動。 9l878.doc -13- 1282455 於本貫施形悲’與第1貫施形態同樣地，僅於導螺桿15 a 之端部之攝像元件側（圖中右側）設空轉部丨5c。空轉部i& 係沒有設螺紋部15b之部分，不會勾到螺母16之螺紋峰。因 此，當螺母16向圖中右方向移動，超過導螺桿1化之螺紋部 15b之情形則以空轉部15c只有導螺桿15a空轉狀態，防止螺 母16對其以上之移動，可阻止臂17或3群框7之移動。 另一方面，停止導螺桿15a之旋轉則由於彈簧9將螺母16 向圖中左方向施力，藉由使導螺桿l5a向與先前相反之方向 旋轉，而成螺母16之螺紋峰將勾於導螺桿15a之螺紋部i5b 之狀態，可伴隨著導螺桿15a之旋轉於向圖中左方向移動回 覆。 如此地，由於只要於導螺桿15a之端部之一方側設空轉部 15c即可，故與於導螺桿！5a之端部兩側設空轉部之先前之 裝置相比可縮短導螺桿15a之長度，可圖透鏡鏡筒全體之薄 型化。又，於第2實施形態，由於彈簧9以導螺桿i5a為中心 安裝，可使由螺母16向臂17施力之方向及以彈簧9施力之方 向同軸，可流暢地進行進退移動。 其次，說明本發明所關透鏡驅動裝置之第3實施形態。圖 6係說明第3實施形態之部分剖面圖。作為於本實施形態所 關透鏡驅動裝置，其特徵係在於：僅於輸出軸之導螺桿15a 之端部之攝像對象側（圖中左側）之一邊設螺母丨6之空轉部 15c之處。 伴隨如此之空轉部15c之配置，與導螺桿15a之螺紋部15b 螺合之螺母16與由3群框7延設之臂17之位置關係與第1實 91878.doc -14- 1282455 施形態相反。 因此，於本實施形態，當螺母16向圖中左方向移動，超 過導螺桿15a之螺紋部15b之情形則以空轉部1丸只有導螺 桿15a空轉狀態，防止螺母16對其以上之移動，可阻止臂j7 或3群框7之移動。 另一方面，停止導螺桿15a之旋轉則由於彈簧9將螺母16 向圖中右方向施力，藉由使導螺桿15a向與先前相反之方向 旋轉，而成螺母16之螺紋峰將勾於導螺桿i5a之螺紋部i5b 之狀態，可伴隨著導螺桿15a之旋轉於向圖中右方向移動回 覆。 於本貫施形態，例如，進行透鏡L之初期對位（焦距重設 等）情形，藉由未示於圖之控制機構使螺母16必定向圖中左 方向移動的方式控制導螺桿15a之旋轉，於螺母16到達空轉 部15c後，藉由使導螺桿i5a逆轉將螺母16勾於螺紋部1讣之 起點。 藉此，可正確地對準透鏡L之初期位置。再者，當透鏡乙 為對焦透鏡之情形，於發生對焦錯誤等問題時亦藉由控制 機構使螺母16必定達到空轉部15c的方式控制導螺桿i5a之 旋轉，可確實地防止螺母16之螺紋峰之卡住。 於如此之第3實施形態，與第1實施形態相同由於只要於 導螺桿15a之端部之一方側設空轉部15c即可，故與於導螺 桿15 a之端部兩側設空轉部之先前之裝置相比可縮短導螺 桿15 a之長度，可圖透鏡鏡筒全體之薄型化。 又，由於於3群框7與導軸14之軸承部沒有使用潤滑的潤 91878.doc -15- 1282455 滑油，彈簧9以導軸14作為中心設置，不會有因彈簧9之伸 縮使潤滑油之飛散。 再者，藉由僅於導螺桿15a之攝像對象側之端部設空轉部 15c，可容易且正確地進行透鏡l向攝像對象側之移送（近焦 點側）之控制。即，於透鏡L之近焦點側與遠焦點側相比即 使為同樣的攝像對象由於透鏡L之移動距離變長，故藉由於 透鏡L之近焦點側具有空轉部i5c可將導螺桿15a之螺紋部 15b使用到最後。又，可於近焦點側進行透鏡l之初期位置 對準’可進行高精度的位置控制。 其次’說明本發明所關透鏡驅動裝置之第4實施形態。圖 7係說明第4實施形態之部分剖面圖。作為於本實施形態所 關透鏡驅動裝置，其特徵係在於：僅於輸出軸之導螺桿15 a 之端部之攝像對象側（圖中左側）之一邊設螺母丨6之空轉部 1 5 c之處與第3實施形態同樣，惟施力機構之彈簧9以導螺桿 15 a為中心設置之處相異。 藉由將如此之空轉部15c配置，當螺母16向圖中左方向移 動，超過導螺桿15a之螺紋部15b之情形則以空轉部i5c只有 導螺桿15a空轉狀態，防止螺母16對其以上之移動，可阻止 臂17或3群框7之移動。 另一方面’停止導螺桿15a之旋轉則由於彈簧9將螺母16 向圖中右方向施力，藉由使導螺桿l5a向與先前相反之方向 旋轉，而成螺母16之螺紋峰將勾於導螺桿15&之螺紋部丨5b 之狀怨’可伴卩过者導螺桿15 a之旋轉於向圖中右方向移動回 覆0 91878.doc -16- 1282455 於本實施形態，例如，進行透鏡L之初期對位（焦距重設 等）情形，藉由未示於圖之控制機構使螺母16必定向圖中左 方向移動的方式控制導螺桿15a之旋轉，於螺母丨6到達空轉 部15c後，藉由使導螺桿i5a逆轉將螺母16勾於螺紋部15b之 起點。 藉此，可正確地對準透鏡L之初期位置。再者，當透鏡L 為對焦透鏡之情形，於發生對焦錯誤等問題時亦藉由控制 機構使螺母16必定達到空轉部15c的方式控制導螺桿15&之 旋轉，可確實地防止螺母16之螺紋峰之卡住。 於如此之第4實施形態，與第1實施形態同樣地，由於只 要於導螺桿15a之端部之一方側設空轉部15c即可，故與於 導螺桿15a之端部兩侧設空轉部之先前之裝置相比可縮短 導螺桿15a之長度，可圖透鏡鏡筒全體之薄型化。 又，藉由僅於導螺桿15a之攝像對象側之端部設空轉部 15c ’可容易且正確地進行透鏡L向攝像對象側之移送（近焦 點側）之控制。即，於透鏡L之近焦點側與遠焦點側相比即 使為同樣的攝像對象由於透鏡L之移動距離變長，故藉由於 透鏡L之近焦點側具有空轉部15c可將導螺桿15&之螺紋部 15b使用到最後。又，可於近焦點側進行透鏡L之初期位置 對準’可進行高精度的位置控制。 又，由於彈簧9以導螺桿i5a為中心安裝，可使由螺母16 向臂17施力之方向及以彈簣9施力之方向同軸，可流暢地進 行進退移動之優點。 再者，於如上所述各實施形態，主要以適用於伸縮式透 91878.doc 1282455 為例g本發明之適用範圍並非限定於如此之伸縮式透 鏡。即，作為防止螺母卡住而可小型化之驅動裝置之構成， 可廣泛地應用於固定鏡筒（所謂内對焦）。 發明之效果 如以上所說明，根據本發明可得如下之效果。即，僅於 輸出轴之端部之一邊側設螺母之空轉部及施力機構，當成 u &制之情形，藉由必定向空轉部方向將輸出轴送入 二進仃再初期化動作，防範螺母與輸出軸之卡住於未然， 可消去另一邊的空轉部及施力機構，可將輸出軸之：小 化·導軸之短小化·導軸座之短小化，透鏡鏡筒之小型化. 伸縮式透鏡之收_型化，進―步可實現Μ 置之小型化。 冢凌 【圖式簡單說明】 圖1(a)〜(c)係說明伸縮式透鏡之狀態之立體圖。 圖2(a)〜(c)係伸縮式透鏡剖面圖。 圖3係伸縮式透鏡之分解立體圖。 圖4係說明第丨實施形態之部分剖面圖。 圖5係說明第2實施形態之部分剖面圖。 圖6係說明第3實施形態之部分剖面圖。 圖7係說明第4實施形態之部分剖面圖。 【主要元件符號說明】 伸縮式透鏡 1群框 2群框 91878.doc 凸輪環 3群框 後部鏡筒 彈簧 齒輪單元 固體攝像元件 導軸 步進馬達 導螺桿 螺紋峰 空轉部 螺母 臂 -19-

Claims (1)

1282獅3114131號專利申請牵— 中文申請專利範圍替換本I年!^7扣修(ID正替換用 十、申請專利範圍： 一一 1 · 一種透鏡驅動裝置，其特徵在於具備： 其歸透鏡，且具㈣接供㈣前述透鏡向 九軸方向移動之導轴之軸承部； =構，其具有形成有螺合螺母之螺牙部之輸出轴 疋轉别述輸出軸之驅動源； 臂’其係由前述透鏡座延設，弁 螺母鄰接西P养—山义、、 先知與别述驅動機構之 dt 4螺母之移動將前述透鏡座移動； 力施力機構，其係將前料W前述螺母之方向施 於==係於前述驅動機構之輸出轴之端部，僅設 轴:對:述螺母配置有前述臂之側，成不與螺母螺合之 A控制機構，其係於前述透鏡之_發生錯誤時，控制 2相_構使前述螺母必定向前述空轉部側移送。 ζ·如睛求項1之透鏡驅動#罟，甘士 a丄 引導m〜 前述施力機構係以進行 w v别述透鏡座之軸為中心安裝。 3.如請求項1之透鏡驅動裝置， 輸出轴為中心安裝。 “核力機構係以前述 4. —種攝像裝置，苴待且供· 透鏡驅㈣置，其使透鏡向 置:動之前述透鏡擁取影像，其特徵在於： 裝 洳述透鏡驅動裝置，具備·· 透鏡座’其保持透鏡，日 /、有承接供引導前述透鏡向 91878-95l228.doc 1282455 光軸方向移動之導軸之軸承部，· 驅動機構，其具有形成有螺合螺母之 及旋轉前述輸出軸之驅動源； 、牙4之輸出軸 臂，其係由前述透鏡座延設，先端 螺母鄰接配設，藉由前述蟫 述軀動機構之 … 之移動將前述透鏡座移動. 施力機構，其係將前述臂先 ， 力； ’之先缟向則述螺母之方向施 空轉部’其係於前述驅動機構之輸出軸之端部，僅嗖 於相對前述螺母配置有前述臂之側，成不與螺母螺合之 軸徑；及 控制機構，其係於前述透鏡之驅動發生錯誤之情形， 控制前述驅動機構使前述螺母必定向前述空轉部側移 送。 91878-951228.doc