WO2007116907A1 - レンズ駆動装置 - Google Patents

レンズ駆動装置 Download PDF

Info

Publication number
WO2007116907A1
WO2007116907A1 PCT/JP2007/057554 JP2007057554W WO2007116907A1 WO 2007116907 A1 WO2007116907 A1 WO 2007116907A1 JP 2007057554 W JP2007057554 W JP 2007057554W WO 2007116907 A1 WO2007116907 A1 WO 2007116907A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
gear
lens
gears
driving device
lens holder
Prior art date
Application number
PCT/JP2007/057554
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Hisashi Kawamoto
Original Assignee
Seiko Precision Inc.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Seiko Precision Inc. filed Critical Seiko Precision Inc.
Priority to US12/296,906 priority Critical patent/US7768726B2/en
Priority to KR1020087021995A priority patent/KR101049458B1/ko
Priority to CN2007800127621A priority patent/CN101421657B/zh
Publication of WO2007116907A1 publication Critical patent/WO2007116907A1/ja

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B7/00Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements
    • G02B7/02Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for lenses
    • G02B7/04Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for lenses with mechanism for focusing or varying magnification
    • G02B7/08Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for lenses with mechanism for focusing or varying magnification adapted to co-operate with a remote control mechanism

Definitions

  • the present invention relates to a lens driving device including a speed reduction mechanism.
  • a rotating shaft having a male screw portion and a cylindrical portion formed on the outer periphery, and a shaft supporting portion that supports both ends of the rotating shaft, respectively.
  • a gear fixed to the rotating shaft and a driving gear meshing with the gear are connected, and a motor that rotates the rotating shaft, a female screw portion that is screwed with a male screw portion of the rotating shaft, and a cylindrical portion of the rotating shaft are slid.
  • a lens holder having a cylindrical portion formed on the inner peripheral surface with a fitting portion that comes into contact, a guide shaft arranged in parallel with a rotation shaft that supports the lens holder together with the rotation shaft, and urges the rotation shaft to the shaft support portion
  • Some have a spring.
  • the lens holder is supported on the rotating shaft via a cylindrical portion, and the cylindrical portion serves as a driven portion of the lens holder when the lens holder is moved.
  • the motor is driven to rotate, and the rotating shaft is rotated via the driving gear and the gear, so that the male screw portion of the rotating shaft and the female screw portion of the cylindrical portion of the lens holder are screwed together. Further, the lens holder is moved in the optical axis direction of the lens while being guided by the guide shaft through the cylindrical portion.
  • Patent Document 1 Japanese Patent Laid-Open No. 9-32902 (Fig. 7)
  • the present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide a lens driving device that can prevent the lens holder of the lens holder from tilting in the optical axis direction.
  • a lens driving device of the present invention is a lens driving device that moves a lens holder that holds a lens in the optical axis direction of the lens, and is rotated simultaneously and has a rotational speed. Utilizing two different gears, the difference in rotational speed between the two gears, and their rotational motion, one of the two gears is linearly moved along the optical axis direction of the lens.
  • the movement direction conversion means is provided in a male screw portion provided in one gear of the two gears and in the other gear of the two gears, and is screwed into the male screw portion. And a female screw portion to be joined.
  • the male screw portion is formed on an outer peripheral surface of a boss portion formed in the center of the one gear, and the female screw portion is formed of a through hole formed in the center of the other gear. It may be formed on the inner peripheral surface.
  • the two gears constitute a first gear group
  • the first gear group includes two gears constituting the first gear group. Let it be rotated through a second gear group consisting of two gears.
  • the lens holder has a substantially cylindrical shape
  • the driven part includes a protrusion provided so as to protrude from a side wall of the lens holder. Also good.
  • the side wall of the lens holder may be provided with a rotation stopper that prevents the rotation of the lens holder!
  • the present invention it is possible to provide a lens driving device capable of preventing the lens holder of the lens holder from tilting in the optical axis direction.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing a configuration of a lens driving device according to an embodiment of the present invention and a lens holder positioned below.
  • FIG. 2 is a sectional view of the lens driving device shown in FIG. 1 when the lens holder is positioned above.
  • FIG. 3 is a plan view showing the overall configuration of the lens driving device shown in FIG.
  • FIG. 4 is a block diagram of a control circuit for controlling the lens driving device shown in FIG. Explanation of symbols
  • the lens driving device 1 is a mechanism that moves the lens 21 held by the lens holder 20 in the direction of the optical axis of the lens 21.
  • the lens holder 20 has a substantially cylindrical shape.
  • the lens 21 is incorporated into the cylindrical shape.
  • the lens driving device 1 includes a first case 2 and a second case 3 that are a pair of upper and lower cases, and a drive unit 10 that includes a step motor 11 that is an electromagnetic actuator. And a lens holder 20 driven by the drive unit 10.
  • An intermediate plate 4 is provided between the first case 2 and the second case 3.
  • the drive unit 10 includes a speed reduction mechanism, and includes a step motor 11, a two-stage gear 12 that meshes with the pione of the step motor 11, 2
  • a step gear 12 is provided with a first gear 13 and a second gear 14 that mesh with each other.
  • the step motor 11 rotates the rotor 11a to move the lens holder 20 in the direction of the optical axis via a gear group such as the two-stage gear 12.
  • the step motor 11 includes a rotor 11a, a rotor shaft l ib, a stator 11c, a coil l id, and a pinion l ie.
  • the rotor 11a rotates about the rotor shaft l ib by the rotational torque generated by the magnetic force between the rotor 11a and the stator 11c.
  • the rotor 11a is made of, for example, a rare earth / iron-based magnet material, and is formed in a small diameter cylindrical shape or disk shape.
  • the rotor 11a has a plurality of magnetic poles having different polarities alternately in the rotation direction. These magnetic poles are provided at equal intervals in the rotation direction of the rotor 11a.
  • the rotor shaft l ib and the pinion l ie are integrally formed by insert molding in which the rotor 11a is set in a mold and the rotor shaft l ib and the pinion l ie are injection-molded. Note that the rotor shaft l ib and the pinion l ie are independent, and the pinion l ie is fitted to the rotor shaft l ib. It may be fixed. Further, the rotor lla, the rotor shaft lib, and the pinion lie may be integrally formed of the same material.
  • One end of the rotor shaft l ib is rotatably supported by the bearing portion 2a of the first case 2 and the other end of the rotor shaft 1 lb is rotatably supported by the bearing portion 3a of the second case 3.
  • the pinion l ie rotates together with the rotor 11a and the rotor shaft l ib to transmit the rotational motion to the two-stage gear 12.
  • the stator 11c is for guiding the magnetic flux of the excited coil l id to the magnetized magnetic poles of the rotor 11a.
  • the stator 11c is made of a soft magnetic material such as iron or permalloy, for example.
  • the stator 11c is formed with three pole teeth 111c that are magnetized when the coil id is energized.
  • the pole teeth 111c are arranged so as to face the magnetic poles provided on the rotor 11a.
  • the stator 11c is positioned on the mounting portion 2c of the first case 2 and the like.
  • the coil id is magnetized by applying a positive or negative voltage to the stator 11c.
  • the coil l id is composed of a pair of coils wound around the stator 11c.
  • the coil l id is connected to a terminal board (not shown).
  • the step motor 11 is excited by applying a positive voltage or a negative voltage to the coil id, so that the pole teeth of the magnetized stator 11c and each magnetic pole of the rotor 11a Then, a suction force or a repulsive force is generated to generate a rotational torque in the rotor 11a, and the rotor 11 is rotated in the clockwise direction or the counterclockwise direction.
  • the two-stage gear 12 is engaged with the pinion lle, the first gear 13 and the second gear 14, and thereby the rotational motion of the rotor 11a of the step motor 11 is changed to the first gear 13 and It is transmitted to the second gear 14.
  • the two-stage gear 12 is formed of a two-stage gear coaxially and integrally, and is composed of a small-diameter gear 12a and a large-diameter gear 12b having more teeth than the small-diameter gear 12, and a through hole 12c is formed at the center. Is formed.
  • the shaft 4 a of the two-stage gear 12 is erected on the intermediate plate 4, and the end of the shaft 4 a is fitted and fixed to the shaft hole 3 b of the second case 3. In FIG.
  • the two-stage gear 12 is rotatably supported on the shaft 4a so that the small-diameter gear 12a is disposed on the upper side and the large-diameter gear 12b is disposed on the lower side. Further, the small-diameter gear 12a meshes with the first gear 13, and the large-diameter gear 12b meshes with the pion 1le and the second gear 14! /.
  • the first gear 13 and the second gear 14 convert the rotational motion of the gears 13 and 14 into a motion direction conversion unit 1. This is converted into a linear motion by 31a and 141a and transmitted to the lens holder 20.
  • the first gear 13 is a large-diameter gear with many teeth
  • the second gear 14 is a small-diameter gear with fewer teeth than the first gear 13! /.
  • the first gear 13 has a female threaded portion 13 la formed on the inner peripheral surface of the central through hole 13a
  • the second gear 14 has a male threaded portion 141a formed on the outer peripheral surface of the boss portion 14a formed at the center. Is formed.
  • a through hole 14b is formed at the center of the boss portion 14a of the second gear 14.
  • the number of teeth meshed with the two-stage gear 12 of the first gear 13 and the second gear 14 is appropriately determined, even if the relative movement angles of the first gear 13 and the second gear 14 are the same, The reduction ratio of the first gear 13 and the second gear 14 with respect to the rotational speed of the rotor 11a can be increased.
  • a combination with a higher reduction ratio and higher torque is employed. In this way, the lens holder 20 can be moved smoothly even if a small motor with a small torque is used. Since a small motor with a small torque can be used, the power consumption of the camera can be reduced.
  • the shaft 5 into which the through-hole 14b of the second gear 14 is fitted is fitted into the shaft hole 2b of the first case 2 at one end and the shaft hole 3c of the second case 3 at the other end. Mated and fixed. Since the shaft 5 is a fixed shaft, the shaft hole 2b and the shaft hole 3c have fitting backlash.
  • the first gear 13 and the second gear 14 are coaxially attached to the shaft 5 in a state where the female screw portion 131a and the male screw portion 141a are screwed together. Since the shaft 5 is not a shaft having a threaded portion like a screw screw, the clearance between the second gear 14 and the shaft 5 only needs to be wide enough to move in the axial direction. When the second gear 14 is moved in the axial direction by a screw screw or the like, the clearance of the screw thread portion becomes larger than that provided on the shaft having no thread portion. Therefore, the configuration of the present embodiment in which the second gear 14 is provided on the shaft 5 can suppress the inclination in the optical axis direction due to the backlash of the lens holder 20 to be smaller.
  • the first gear 13 and the second gear 14 can rotate independently, and the degree of screwing of the female screw portion 131a and the male screw portion 141a varies depending on the rotational speed difference between the first gear 13 and the second gear 14. It is possible to make it happen. That is, the second gear 14 is movable in the axial direction.
  • the lens holder 20 holds a lens 21.
  • the lens holder 20 protrudes from the side wall.
  • the provided protrusion 20a is formed.
  • a through hole 201a is formed in the projection 20a in a direction perpendicular to the surface of the lens 21, and the shaft 5 is fitted into the through hole 201a.
  • the protrusion 20a abuts on the second gear 14, is coaxially mounted on the shaft 5 so as to be movable in the axial direction, and serves as a driven portion of the lens holder 20.
  • a rotation stopper 20b for restricting the rotational movement of the lens holder 20 is formed on the outer periphery of the lens holder 20.
  • the coil spring 6 is an elastic member provided between the first case 2 and the protrusion 20 a of the lens holder 20.
  • the coil spring 6 urges the protrusion 20a toward the second gear 14 so that the protrusion 20a follows the second gear 14 in the axial direction.
  • the shaft 5 is provided with a first gear 13, a second gear 14, a protrusion 20a, and a coil spring 6 coaxially.
  • the lens driving device 1 includes components that constitute an optical system (not shown) such that an imaging element (not shown) is provided on the substrate at a position facing the lens 21 held by the lens holder 20. .
  • the rotational motion of the two-stage gear 12 is transmitted from the small-diameter gear 12a and the large-diameter gear 12b to the first gear 13 and the second gear 14, respectively, and the first gear 13 and the second gear 14 are simultaneously Rotated. Since the second gear 14 has a higher rotational speed than the first gear 13 (the rotation angle is larger), as shown in FIG. 2, the female thread 131a of the first gear 13 and the male thread of the second gear 14 The degree of screwing of the portion 141a is deepened, and the second gear 14 moves upward.
  • the control unit 50 includes a CPU (Central Processing Unit) 51, a memory 52, and a driver 53, as shown in FIG.
  • the CPU 51 performs control and arithmetic processing of the entire lens driving device 1.
  • the memory 52 stores a program and control information for controlling the lens driving device 1.
  • the driver 53 applies a positive or negative driving voltage to the coil id in a pulsed manner to excite it.
  • the operation button 54 is connected to the CPU 51.
  • the CPU 51 instructs the driver 53 to output a positive voltage or a negative voltage in order to drive the step motor 11.
  • the driver 53 applies a positive voltage or a negative voltage to the coil id of the step motor 11 according to the instruction.
  • the lens holder 20 is attached to the lens 21 as described above. Focusing can be performed by moving in the direction of the optical axis.
  • the rotational direction difference (rotational speed difference) between the first gear 13 and the second gear 14 by the motion direction conversion units 131a and 141a in a screwing relationship.
  • the shaft 5 for supporting the second gear 14, the projection 20a of the lens holder 20 and the coil spring 6 on the same axis can be constituted by a fixed shaft.
  • miniaturization and power saving can be facilitated, the drive sound can be reduced, the number of parts can be reduced, and the cost can be reduced, and a large reduction ratio can be obtained and high accuracy can be obtained. Can be realized and the design becomes easy.
  • the protrusion 20a is formed on the side wall of the lens holder 20 having a substantially cylindrical shape, and the protrusion 20a serves as a driven part.
  • the layout of various elements constituting the apparatus 1 can be determined more suitably. It also greatly contributes to the overall compactness of the device.
  • a pinion lie is formed in a body-like manner on the rotor shaft l ib of the step motor 11 and the two-stage gear 12 meshing with the pinion lie
  • a two-stage gear may be installed directly.
  • two types of independent gears may be used instead of the force two-stage gear 12 described in the example using the two-stage gear 12 formed integrally.
  • step motor 11 is used as one drive source.
  • any drive source that generates a rotational motion may be used, and the step motor 11 is not limited. I can't.
  • the force described in the example using the small-diameter gear 12a and the large-diameter gear 12b constituting the two-stage gear 12 and the first gear 13 and the second gear 14 is used.
  • the first gear 13 Where m is the number of teeth of the second gear 14 and n is the number of teeth of the second gear 14, the number of teeth of the gear meshing with the first gear 13 is n, and the number of teeth of the gear meshing with the second gear 14 is m.
  • the number of teeth of the first gear 13 is b
  • the number of teeth of the second gear 14 is c
  • the number of teeth of the gear meshing with the first gear 13 is d
  • the number of teeth of the gear meshing with the second gear 14 is If the number of teeth is e, cZe and bZd do not match and the number of teeth is a combination. This is because, if this number of teeth is combined, a difference in rotational speed between the first gear 13 and the second gear 14 occurs, and this is the force that can drive the driven object.
  • the lens driving device of the present invention can be used in various electronic devices that can image the outside world using a lens such as a handy camera and a mobile phone.

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Lens Barrels (AREA)

Abstract

 レンズホルダのレンズの光軸方向の傾きを防止することができるレンズ駆動装置を提供する。  固定軸である軸(5)に第1の歯車(13),第2の歯車(14)、突部(20a)及びコイルばね(6)を同軸上に支持させるようにしている。ステップモータ(11)のロータ(11a)を時計回り方向または反時計回り方向に回転させることにより、回転運動を2段歯車(12)に伝達する。2段歯車(12)の回転運動が第1の歯車(13)及び第2の歯車(14)へと伝達される。第1の歯車(13)及び第2の歯車(14)が回転すると、第1の歯車(13)の雌ねじ部(131a)と第2の歯車(14)の雄ねじ部(141a)の螺合度合いが深くなり、第2の歯車(14)は上方に移動する。第2の歯車(14)が上方に移動することに伴って、コイルばね(6)の弾性力により上方に付勢されているレンズホルダ(20)がレンズ(21)の光軸方向の上方に移動する。

Description

明 細 書
レンズ駆動装置
技術分野
[0001] 本発明は、減速機構を備えたレンズ駆動装置に関する。
背景技術
[0002] 例えば光学機器のレンズ駆動装置には、特許文献 1に示すように、雄ねじ部と円柱 部とが外周に形成された回転軸と、この回転軸の両端をそれぞれ軸支する軸支部と 、回転軸に固着されたギアと、このギアと嚙合する駆動ギアが連結され、回転軸を回 転駆動するモータと、回転軸の雄ねじ部と螺合する雌ねじ部と回転軸の円柱部に摺 接する嵌合部とが内周面に形成された筒状部を有するレンズホルダと、レンズホルダ を回転軸とともに支える回転軸に並設された案内軸と、回転軸を軸支部へと付勢す るばねとを備えたものがある。レンズホルダは、筒状部を介して回転軸に支持されて おり、また、レンズホルダの移動においては筒状部がレンズホルダの被駆動部になつ ている。
[0003] このレンズ駆動装置では、モータを回転駆動して、駆動ギア及びギアを介して回転 軸を回転させて、回転軸の雄ねじ部とレンズホルダの筒状部の雌ねじ部との螺合に より筒状部を介してレンズホルダを案内軸に案内させつつレンズの光軸方向に移動 させる。
特許文献 1:特開平 9— 32902号公報 (図 7)
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0004] 上述した特許文献 1のレンズ駆動装置においては、回転軸をスムーズに回転させる 必要があるために、回転軸は軸支される軸支部の軸支穴内において嵌合ガタを有し ている。
[0005] また、このレンズ駆動装置においては、レンズホルダの筒状部を回転軸上で移動さ せるためには、回転軸の雄ねじ部とレンズホルダの筒状部の雌ねじ部との間にクリア ランスを大きめに設ける必要があった。 [0006] そのために、このレンズ駆動装置において回転軸を回転させてレンズホルダを移動 させると、レンズホルダがレンズの光軸方向に傾いてしまい、レンズ駆動装置を用い て撮像した画像の画質が低下してしまうという問題があった。
[0007] 本発明は、上記実情に鑑みてなされたもので、レンズホルダのレンズの光軸方向の 傾きを防止することができるレンズ駆動装置を提供することを目的とする。
課題を解決するための手段
[0008] 上記目的を達成するため、本発明のレンズ駆動装置は、レンズを保持するレンズホ ルダを前記レンズの光軸方向に移動させるレンズ駆動装置であって、同時に回転さ せられるとともに回転速度が異なる 2つの歯車と、前記 2つの歯車の回転速度差、及 び、それらの回転運動を利用して、当該 2つの歯車のいずれか一方の歯車を前記レ ンズの光軸方向に沿って直線運動をさせるようにする運動方向変換手段と、前記レ ンズホルダに設けられ、前記直線運動をする一方の歯車に当接し、当該一方の歯車 の光軸方向の移動に追従する被駆動部と、前記一方の歯車側へ前記被駆動部を付 勢する付勢部材と、前記 2つの歯車、前記被駆動部及び前記付勢部材を同軸上に 支持する固定軸と、を備えることを特徴とする。
[0009] また、本発明のレンズ駆動装置では、前記運動方向変換手段は、前記 2つの歯車 のうち一方の歯車に備えられる雄ねじ部と、そのうちの他方の歯車に備えられ、前記 雄ねじ部に螺合される雌ねじ部と、を含むように構成してもよい。
[0010] この態様では特に、前記雄ねじ部は、前記一方の歯車の中央に形成されたボス部 の外周面に形成され、前記雌ねじ部は、前記他方の歯車の中央に形成された貫通 孔の内周面に形成される、ようにしてもよい。
[0011] また、本発明のレンズ駆動装置では、前記 2つの歯車は第 1の歯車群を構成し、該 第 1の歯車群は、該第 1の歯車群を構成する 2つの歯車それぞれが嚙合する 2つの 歯車から構成される第 2の歯車群を介して回転させられるようにしてもょ 、。
[0012] この態様では特に、前記第 1の歯車群の 2つの歯車のうち一方の歯車の歯数を mと し、他方の歯車の歯数を nとした場合に、前記第 2の歯車群の 2つの歯車のうち前記 第 1の歯車群の一方の歯車と嚙合する歯車の歯数を nとし、前記第 1の歯車群の他 方の歯車と嚙合する歯車の歯数を mとする、ようにしてもよ 、。 [0013] また、本発明のレンズ駆動装置では、前記レンズホルダは略円筒形状をもち、前記 被駆動部は、当該レンズホルダの側壁に突出するようにして備えられる突部を含むよ うにしてもよい。
[0014] この態様では特に、前記レンズホルダの側壁に当該レンズホルダの回転運動を防 止する回転止め部が備えられて 、るようにしてもよ!、。
発明の効果
[0015] 本発明によれば、レンズホルダのレンズの光軸方向の傾きを防止することができる レンズ駆動装置を提供することができる。
図面の簡単な説明
[0016] [図 1]本発明の実施形態に係るレンズ駆動装置の構成を表すとともに、レンズホルダ が下方に位置する場合の断面図である。
[図 2]図 1に示したレンズ駆動装置においてレンズホルダが上方に位置する場合の断 面図である。
[図 3]図 1に示したレンズ駆動装置の全体構成を表す平面図である。
[図 4]図 1に示したレンズ駆動装置を制御するための制御回路のブロック図である。 符号の説明
1 レンズ駆動装置
5 軸
6 =3ィルばね
1 駆動部
1 電磁ァクチユエータ(ステップモータ)
12 2段歯車
12a 小径歯車
12b 大径困車
13 第 1の歯車
131a 雌ねじ部
14 第 2の歯車
141a 雄ねじ部 20 レンズホルダ
20a 突部
21 レンズ
発明を実施するための最良の形態
[0018] 本発明の実施の形態に係るレンズ駆動装置について、以下図面を参照して説明す る。レンズ駆動装置 1は、レンズホルダ 20に保持されたレンズ 21をレンズ 21の光軸の 方向に移動させる機構である。なお、レンズホルダ 20は、図 1乃至図 3に示すように、 概ね円筒形状をもつ。レンズ 21は、図 3に示すように、この円筒形状の内部に組み込 まれる。
[0019] レンズ駆動装置 1は、図 1に示すように、上下の一対のケースである第 1のケース 2 及び第 2のケース 3内に、電磁ァクチユエータであるステップモータ 11を備えた駆動 部 10と、駆動部 10により駆動されるレンズホルダ 20とが備えられている。なお、第 1 のケース 2及び第 2のケース 3との間には中板 4が備えられている。
[0020] 駆動部 10は、図 1及び図 2に示すように、減速機構を備えており、ステップモータ 1 1と、ステップモータ 11のピ-オン l ieと嚙合する 2段歯車 12と、 2段歯車 12とそれぞ れ嚙合する第 1の歯車 13および第 2の歯車 14とを備えている。
[0021] ステップモータ 11は、ロータ 11aを回転運動させることにより、 2段歯車 12等の歯車 群を介してレンズホルダ 20を光軸の方向に移動させるものである。ステップモータ 11 は、ロータ 11aと、ロータ軸 l ibと、ステータ 11cと、コイル l idと、ピ-オン l ieとを備 えている。
[0022] ロータ 11aは、ステータ 11cとの間の磁力により発生する回転トルクによって、ロータ 軸 l ibを中心として回転運動する。ロータ 11aは、例えば希土類'鉄系等の磁石材料 により形成され、小径の円筒状または円板状に形成されている。ロータ 11aは、回転 方向に交互に極性が異なる複数の磁極を有している。これらの磁極は、ロータ 11aの 回転方向に等間隔に設けられている。
[0023] ロータ軸 l ib及びピ-オン l ieは、ロータ 11aを金型にセットしてロータ軸 l ibとピ- オン l ieとを射出成形するインサート成形により一体的に形成されている。なお、ロー タ軸 l ib及びピ-オン l ieは、独立なものとして、ピ-オン l ieをロータ軸 l ibに嵌合 させて固定してもよい。また、ロータ l la、ロータ軸 l ib及びピ-オン l ieを同一材料 で一体成形しても構わない。ロータ軸 l ibの一端は第 1のケース 2の軸受部 2aに、口 ータ軸 1 lbの他端は第 2のケース 3の軸受部 3aに回転可能に軸支されて 、る。ピ- オン l ieは、ロータ 11a及びロータ軸 l ibとともに回転することにより、 2段歯車 12に 回転運動を伝達する。
[0024] ステータ 11cは、励磁されたコイル l idの磁束をロータ 11aの着磁された磁極へと 導くためのものである。ステータ 11cは、例えば鉄やパーマロイ等の軟磁性材料から 形成されている。ステータ 11cには、図 3に示すように、コイル l idが通電されることに より磁化される 3つの極歯 111cが形成されている。極歯 111cは、ロータ 11aに設けら れた磁極に対向するように配置されている。なお、ステータ 11cは、第 1のケース 2の 取付部 2c等に位置決めされる。
[0025] コイル l idは、正極性または負極性の電圧が印加されて励磁されることによりステ ータ 11cを磁化するものである。コイル l idは、ステータ 11cに卷回される一対のコィ ルにより構成される。なお、コイル l idは、図示しない端子板に結線されている。
[0026] このステップモータ 11は、コイル l idに正極性の電圧または負極性の電圧を加えて 励磁することにより、磁ィ匕されたステータ 11cの極歯と、ロータ 11aの各磁極との間に 、吸引力または反発力を生じさせて、ロータ 11aに回転トルクを発生させ、ロータ 11を 時計回り方向または反時計回り方向に回転させる。
[0027] 2段歯車 12は、ピ-オン l le、第 1の歯車 13及び第 2の歯車 14と嚙合することによ り、ステップモータ 11のロータ 11aの回転運動を第 1の歯車 13及び第 2の歯車 14に 伝達する。 2段歯車 12は、 2段の歯車が同軸に一体的に形成されており、小径歯車 1 2aと小径歯車 12より歯数の多い大径歯車 12bにより構成されており、中心に貫通孔 12cが形成されている。 2段歯車 12の軸 4aは中板 4に立設されており、軸 4aの端部 は第 2のケース 3の軸孔 3bに嵌合されて固定されている。 2段歯車 12は、図 1におい て、上側に小径歯車 12a、下側に大径歯車 12bが配置されるように、軸 4aに回転可 能に軸支されている。また、小径歯車 12aは第 1の歯車 13と嚙合し、大径歯車 12bは ピ-オン 1 le及び第 2の歯車 14と嚙合して!/、る。
[0028] 第 1の歯車 13及び第 2の歯車 14は、歯車 13, 14の回転運動を運動方向変換部 1 31a、 141aで直進運動に変換してレンズホルダ 20に伝達するものである。第 1の歯 車 13は歯数が多い大径歯車であり、第 2の歯車 14は、第 1の歯車 13と比べて歯数 が少な!/、小径歯車である。第 1の歯車 13には中心の貫通孔 13aの内周面に雌ねじ 部 13 laが形成されており、第 2の歯車 14には中央に形成されたボス部 14aの外周 面に雄ねじ部 141aが形成されている。
なお、第 2の歯車 14のボス部 14aの中央には貫通孔 14bが形成されている。
また、第 1の歯車 13及び第 2の歯車 14の 2段歯車 12と嚙合する歯数を適宜に定め ると、第 1の歯車 13と第 2の歯車 14との相対移動角が同じでも、ロータ 11aの回転数 に対する第 1の歯車 13及び第 2の歯車 14の減速比を大きくすることができる。本実 施例では、減速比を大きくしてトルクが高い方の組み合わせを採用している。このよう にすれば、トルクの小さな小型モータを採用してもレンズホルダ 20をスムーズに動か すことができる。トルクの小さな小型モータを採用できるため、カメラの省電力化を図 ることがでさる。
[0029] 第 2の歯車 14の貫通孔 14bが揷嵌される軸 5は、一端を第 1のケース 2の軸孔 2bに 嵌合され、他端を第 2のケース 3の軸孔 3cに嵌合され固定されている。なお、軸 5は 固定軸であるので、軸孔 2b及び軸孔 3c内に嵌合ガタを有して 、な 、。
[0030] 第 1の歯車 13と第 2の歯車 14は、雌ねじ部 131aと雄ねじ部 141aが螺合された状 態で、軸 5に同軸に取り付けられる。軸 5は、スクリューねじのようにねじ部を持った軸 ではないため、第 2の歯車 14と軸 5との間のクリアランスは、軸方向に移動できる程度 の隙間が開いていればよい。スクリューねじ等で第 2の歯車 14を軸方向に移動させよ うとすると、スクリューねじ部のクリアランスは、ねじ部を持たない軸に設けるよりも大き くなる。このため、軸 5に第 2の歯車 14を設ける本実施例の構成の方がレンズホルダ 20のガタによる光軸方向の傾きを小さく抑えられる。このため、画質が向上する。第 1 の歯車 13及び第 2の歯車 14は独立して回転可能であり、第 1の歯車 13と第 2の歯車 14との回転速度差により雌ねじ部 131a及び雄ねじ部 141aの螺合度合いを変化さ せることが可能になっている。すなわち、第 2の歯車 14が軸方向に移動可能となって いる。
[0031] レンズホルダ 20にはレンズ 21が保持されている。レンズホルダ 20には、側壁に突 設された突部 20aが形成されている。突部 20aにはレンズ 21の面と直交する方向に 貫通孔 201aが形成されており、この貫通孔 201aに軸 5が揷嵌される。突部 20aは、 第 2の歯車 14と当接して、軸方向に移動可能に軸 5上に同軸に取り付けられ、レンズ ホルダ 20の被駆動部の役割を果たす。なお、レンズホルダ 20の外周には、レンズホ ルダ 20の回転移動を規制するための回転止め 20bが形成されている。
[0032] 突部 20aと軸 5との間にねじ部による螺合関係はないために、ねじ部間に大きいタリ ァランスを設ける必要がないので、レンズホルダ 20のガタによる光軸方向の傾きを小 さく抑免ることができる。
[0033] コイルばね 6は、第 1のケース 2とレンズホルダ 20の突部 20aとの間に付設される弹 性部材である。コイルばね 6は、突部 20aが第 2の歯車 14に軸方向に従動するように 、突部 20aを第 2の歯車 14側へと付勢している。
[0034] 軸 5には第 1の歯車 13,第 2の歯車 14、突部 20a及びコイルばね 6が同軸に設けら れている。
[0035] なお、レンズホルダ 20に保持されたレンズ 21と対向する位置には図示しない撮像 素子が基板上に設けられる等、レンズ駆動装置 1は、図示しない光学系を構成する 部品を備えている。
[0036] 次に、このレンズ駆動装置 1において、レンズホルダ 20をレンズ 21の光軸方向に移 動させる方法について説明する。図 1に示すレンズホルダ 20が第 1のケース 2側であ る下側にある状態において、ステップモータ 11のロータ 11aを時計回り方向または逆 方向である反時計回り方向に回転させることにより、ピ-オン 1 leを介して回転運動 を 2段歯車 12に伝達する。
[0037] 2段歯車 12の回転運動が小径歯車 12a及び大径歯車 12bから第 1の歯車 13及び 第 2の歯車 14へとそれぞれ伝達され、第 1の歯車 13及び第 2の歯車 14は同時に回 転される。第 2の歯車 14は第 1の歯車 13よりも回転速度が速い (回転角度が大きい) ために、図 2に示すように、第 1の歯車 13の雌ねじ部 131aと第 2の歯車 14の雄ねじ 部 141aの螺合度合いが深くなり、第 2の歯車 14は上方に移動する。
[0038] 第 2の歯車 14が上方に移動することに伴って、第 2の歯車 14と当接しているレンズ ホルダ 20の突部 20aがコイルばね 6の付勢力により第 2の歯車に従動し、レンズホル ダ 20はレンズ 21の光軸方向の上方に移動する。
[0039] また、ステップモータ 11のロータ 11aを逆方向に回転させることにより、ピ-オン l ie 、 2段歯車 12、第 1の歯車 13及び第 2の歯車 14は逆方向に回転し、第 2の歯車 14は 図 1に示すように下方に移動する。第 2の歯車 14が下方に移動することに伴って、第 2の歯車 14と当接しているレンズホルダ 20の突部 20aが第 2の歯車 14によりコイルば ね 6の付勢力に抗して下方に押圧され、レンズホルダ 20はレンズ 21の光軸方向の下 方に移動する。
[0040] ここで、レンズ駆動装置 1を制御するための制御回路について図 4を用いて説明す る。制御部 50は、図 4に示すように、 CPU (Central Processing Unit) 51とメモリ 52とド ライバ 53とを備えている。 CPU51は、レンズ駆動装置 1全体の制御や演算処理を行 うものである。メモリ 52には、レンズ駆動装置 1を制御するためのプログラムや制御情 報が格納されている。ドライバ 53は、 CPU51からの制御信号に応じて、コイル l idに 、正極性又は負極性の駆動電圧をパルス状に印加し、励磁する。 CPU51には、操 作ボタン 54が接続されて 、る。
[0041] 操作ボタン 54が押されると、 CPU51は、ステップモータ 11を駆動するために正極 性の電圧又は負極性の電圧の出力をドライバ 53に指示する。ドライバ 53は、指示に 従って、ステップモータ 11のコイル l idに正極性の電圧または負極性の電圧を印加 する。このようにステップモータ 11のコイル l idに通電制御して、ステップモータ 11の ロータ 11aを時計回り方向または反時計回り方向に回動させることによって、上述し たようにレンズホルダ 20をレンズ 21の光軸方向に移動させることにより、焦点合わせ を行うことができる。
[0042] このように本実施の形態のレンズ駆動装置 1では、螺合関係にある運動方向変換 部 131a, 141aにより第 1の歯車 13と第 2の歯車 14との回転角度差 (回転速度差)を 軸方向の移動量に変換することにより回転運動を直進運動に変換して、レンズホル ダ 20をレンズ 21の光軸の方向に移動させることができるようにしたので、第 1の歯車 1 3,第 2の歯車 14、レンズホルダ 20の突部 20a及びコイルばね 6を同軸上に支持する 軸 5を固定軸により構成することができる。
[0043] したがって、本実施の形態では、従来のように、軸 5が嵌合ガタを有する必要がなく なり、軸 5の嵌合ガタが原因であったレンズホルダ 20のレンズ 21の光軸方向の傾き を防止することができる。
[0044] また、本実施の形態では、従来のように、軸 5には被駆動対象等と螺合するねじ部 を形成する必要がなくなり、ねじ部間の大きなクリアランスが原因であったレンズホル ダ 20のレンズ 21の光軸方向の傾きを防止することができる。
[0045] また、本実施の形態では、小型化、省電力化が容易となり、駆動音を静音化でき、 部品点数が減少することから低コストィ匕が可能となり、大きな減速比を得て高精度の 駆動を実現することができ、また設計が容易になる。
[0046] また、本実施形態では特に、略円筒形状をもつレンズホルダ 20の側壁に突部 20a が形成されており、且つ、この凸部 20aが被駆動部の役割を果たすことから、レンズ 駆動装置 1を構成する各種要素(特にステップモータ 11及びレンズホルダ 20)のレイ アウトは、より好適に決定され得る。また、装置全体のコンパクト化にも大きく貢献する
[0047] さらに、この態様においては特に、突部 20aが回転する第 2の歯車 14と当接してい ることから、レンズホルダ 20が、当該突部 20aの部分を中心として回転してしまうおそ れがあるが、本実施形態では、前述のように回転止め 20bが形成されているので(図 3参照)、そのような不都合な事象の発生は未然に防止される。また、この回転止め 2 Obは、図 3から明らかなように、レンズホノレダ 20の、レンズ 21の光軸方向に沿った直 線運動を、より安定的なものとすることにも大きく貢献する。
[0048] 以上、実施形態を挙げて本発明を説明したが、本発明は上記実施形態に限定され るものではなぐ種々変形が可能である。
[0049] 本実施形態では、ステップモータ 11のロータ軸 l ibにピ-オン l ieがー体的に形 成され、このピ-オン l ieと嚙合する 2段歯車 12を用いる例について説明した力 口 ータ軸 1 lbにピ-オン 1 leの代わりに 2段歯車を直接設けるようにしてもょ 、。また、 本実施形態では一体的に形成された 2段歯車 12を用いる例について説明した力 2 段歯車 12の代わりに 2種類の独立した歯車を用いるようにしてもょ 、。
[0050] また、本実施形態では、一つの駆動源としてステップモータ 11を用いる例について 説明したが、回転運動を発生させる駆動源であればよくステップモータ 11には限ら れない。
[0051] また、本実施形態では、 2段歯車 12を構成する小径歯車 12a及び大径歯車 12bと 第 1の歯車 13,第 2の歯車 14を用いる例について説明した力 例えば第 1の歯車 13 の歯数を m,第 2の歯車 14の歯数を nとした場合に、第 1の歯車 13と嚙合する歯車の 歯数を n,第 2の歯車 14と嚙合する歯車の歯数を mとして設計するようにしてもょ 、。 これにより設計がより容易となり、駆動対象を制御しやすくなる。
また、第 1の歯車 13の歯数を b、第 2の歯車 14の歯数を c、第 1の歯車 13と嚙合す る歯車の歯数を d、第 2の歯車 14と嚙合する歯車の歯数を eとした場合、 cZeと bZd とが一致しな 、歯数の組み合わせであればょ 、。なぜならこの歯数の組み合わせで あれば第 1の歯車 13と第 2の歯車 14との回転速度差が生じ、駆動対象を駆動できる 力 である。
[0052] 本出願は、 2006年 4月 12日にされた、 日本国特許出願特願 2006— 110166に 基づく。本明細書中に、その明細書、特許請求の範囲、図面全体を参照として取り込 むものとする。
産業上の利用可能性
[0053] 本発明のレンズ駆動装置は、ハンディカメラ、携帯電話等レンズを用いて外界を撮 像可能な各種の電子機器に利用することができる。

Claims

請求の範囲
[1] レンズを保持するレンズホルダを前記レンズの光軸方向に移動させるレンズ駆動装 置であって、
同時に回転させられるとともに回転速度が異なる 2つの歯車と、
前記 2つの歯車の回転速度差、及び、それらの回転運動を利用して、当該 2つの歯 車の ヽずれか一方の歯車を前記レンズの光軸方向に沿って直線運動をさせるように する運動方向変換手段と、
前記レンズホルダに設けられ、前記直線運動をする一方の歯車に当接し、当該一 方の歯車の光軸方向の移動に追従する被駆動部と、
前記一方の歯車側へ前記被駆動部を付勢する付勢部材と、
前記 2つの歯車、前記被駆動部及び前記付勢部材を同軸上に支持する固定軸と、 を備えることを特徴とするレンズ駆動装置。
[2] 前記運動方向変換手段は、
前記 2つの歯車のうち一方の歯車に備えられる雄ねじ部と、
そのうちの他方の歯車に備えられ、前記雄ねじ部に螺合される雌ねじ部と、 を含むことを特徴とする請求項 1に記載のレンズ駆動装置。
[3] 前記雄ねじ部は、前記一方の歯車の中央に形成されたボス部の外周面に形成され 前記雌ねじ部は、前記他方の歯車の中央に形成された貫通孔の内周面に形成さ れる、
ことを特徴とする請求項 2に記載のレンズ駆動装置。
[4] 前記 2つの歯車は第 1の歯車群を構成し、
該第 1の歯車群は、該第 1の歯車群を構成する 2つの歯車それぞれが嚙合する 2つ の歯車から構成される第 2の歯車群を介して回転させられることを特徴とする請求項 1に記載のレンズ駆動装置。
[5] 前記第 1の歯車群の 2つの歯車のうち一方の歯車の歯数を mとし、他方の歯車の歯 数を nとした場合に、
前記第 2の歯車群の 2つの歯車のうち前記第 1の歯車群の一方の歯車と嚙合する 歯車の歯数を nとし、前記第 1の歯車群の他方の歯車と嚙合する歯車の歯数を mとす る、
ことを特徴とする請求項 4に記載のレンズ駆動装置。
[6] 前記レンズホルダは略円筒形状をもち、
前記被駆動部は、
当該レンズホルダの側壁に突出するようにして備えられる突部、
を含むことを特徴とする請求項 1に記載のレンズ駆動装置。
[7] 前記レンズホルダの側壁に当該レンズホルダの回転運動を防止する回転止め部が 備えられていることを特徴とする請求項 6に記載のレンズ駆動装置。
PCT/JP2007/057554 2006-04-12 2007-04-04 レンズ駆動装置 WO2007116907A1 (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US12/296,906 US7768726B2 (en) 2006-04-12 2007-04-04 Lens drive device
KR1020087021995A KR101049458B1 (ko) 2006-04-12 2007-04-04 렌즈 구동장치
CN2007800127621A CN101421657B (zh) 2006-04-12 2007-04-04 镜头驱动装置

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2006110166A JP4461116B2 (ja) 2006-04-12 2006-04-12 レンズ駆動装置
JP2006-110166 2006-04-12

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2007116907A1 true WO2007116907A1 (ja) 2007-10-18

Family

ID=38581197

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2007/057554 WO2007116907A1 (ja) 2006-04-12 2007-04-04 レンズ駆動装置

Country Status (5)

Country Link
US (1) US7768726B2 (ja)
JP (1) JP4461116B2 (ja)
KR (1) KR101049458B1 (ja)
CN (1) CN101421657B (ja)
WO (1) WO2007116907A1 (ja)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007292880A (ja) * 2006-04-21 2007-11-08 Seiko Precision Inc レンズ駆動装置
KR20090119989A (ko) * 2007-10-16 2009-11-23 세이코 프레시죤 가부시키가이샤 렌즈 구동 장치
JP2010061031A (ja) * 2008-09-05 2010-03-18 Nidec Sankyo Corp レンズ駆動装置
US8265471B2 (en) * 2009-07-24 2012-09-11 Panasonic Corporation Lens barrel and imaging device
CN104899197A (zh) * 2014-03-03 2015-09-09 上海市闵行第二中学 公交站点换乘查询系统

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0932902A (ja) * 1996-05-17 1997-02-07 Minolta Co Ltd 直進機構
JP2000193877A (ja) * 1998-12-28 2000-07-14 Canon Inc 位置制御装置、焦点調節装置及びカメラ
JP2002184066A (ja) * 2000-12-08 2002-06-28 Alpine Electronics Inc ディスク回転駆動装置
JP2006293263A (ja) * 2004-07-21 2006-10-26 Seiko Instruments Inc 光学モジュール及びカメラモジュール

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3370907A (en) * 1965-02-04 1968-02-27 Bell & Howell Co Power operated zoom and focus control with selective optical paths to viewfinder
US3528628A (en) * 1968-05-20 1970-09-15 Eastman Kodak Co Reel spindle drive means for film reader or the like
US3533347A (en) * 1968-08-19 1970-10-13 Instrumentation Marketing Corp Automatic exposure control for cameras
US5115348A (en) * 1989-07-26 1992-05-19 Canon Kabushiki Kaisha Lens barrel
US5086312A (en) * 1989-08-31 1992-02-04 Fuji Photo Film Co., Ltd. Variable focal length camera with focus adjusting device
JP2771895B2 (ja) * 1990-11-14 1998-07-02 富士写真フイルム株式会社 ズームレンズ装置
JPH04345116A (ja) * 1991-05-23 1992-12-01 Minolta Camera Co Ltd バリフォーカルレンズ鏡胴
US5684640A (en) * 1994-04-27 1997-11-04 Nikon Corporation Camera with vibration compensation device having anti-vibration lens urging mechanism and feed screw mechanism
EP0720043B1 (en) * 1994-12-28 2002-10-09 Canon Kabushiki Kaisha Objective lens barrel
CN2411496Y (zh) * 2000-01-25 2000-12-20 雷培智 可伸缩镜头自动照相机的齿轮定位装置
JP2005326628A (ja) * 2004-05-14 2005-11-24 Optech:Kk レンズ鏡筒
US7280278B2 (en) * 2004-06-02 2007-10-09 Micron Technology, Inc. Apparatus and method for manufacturing positive or negative microlenses
CN1725051A (zh) * 2004-07-21 2006-01-25 精工电子有限公司 光学模块以及照相机模块

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0932902A (ja) * 1996-05-17 1997-02-07 Minolta Co Ltd 直進機構
JP2000193877A (ja) * 1998-12-28 2000-07-14 Canon Inc 位置制御装置、焦点調節装置及びカメラ
JP2002184066A (ja) * 2000-12-08 2002-06-28 Alpine Electronics Inc ディスク回転駆動装置
JP2006293263A (ja) * 2004-07-21 2006-10-26 Seiko Instruments Inc 光学モジュール及びカメラモジュール

Also Published As

Publication number Publication date
KR20080092479A (ko) 2008-10-15
JP4461116B2 (ja) 2010-05-12
KR101049458B1 (ko) 2011-07-15
CN101421657A (zh) 2009-04-29
CN101421657B (zh) 2010-09-01
US20090174956A1 (en) 2009-07-09
US7768726B2 (en) 2010-08-03
JP2007286130A (ja) 2007-11-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5110809B2 (ja) 電動モータ及び電子機器
US7633190B2 (en) Voice coil motors
TWI399014B (zh) 步進馬達及電子機器(二)
US7405892B2 (en) Lens module
JP2005275375A (ja) 光学モジュール及びカメラモジュール
WO2007116907A1 (ja) レンズ駆動装置
JP2007225098A (ja) 駆動装置
JP2002354332A (ja) 粗微動駆動装置及びレンズ移動装置
KR20060049349A (ko) 경통 구동 장치 및 렌즈 구동 모듈 및 카메라 모듈
JP2006087174A (ja) ステッピングモータ及びステッピングモータを用いた電子機器
JP2011197163A (ja) 光学素子駆動装置及び撮像装置
JP4726774B2 (ja) レンズ駆動装置
KR20060041869A (ko) 기어 전동장치 및 전자기기
TWI437795B (zh) 音圈馬達
JP2007094076A (ja) 2相ステップモータの回転検出装置、レンズ駆動装置及び電子機器
JP2006133311A (ja) 光学装置
JP2006053307A (ja) 光学モジュール
JP2004343895A (ja) ステッピングモータ及びレンズ駆動装置
JP5025417B2 (ja) レンズ駆動装置
JP2009103846A (ja) レンズ駆動装置
JPH027011A (ja) レンズ鏡筒
JP2006087210A (ja) ステッピングモータ、駆動モジュール、及び電子機器
Henderson et al. Piezo Motor for Ultra-Thin Auto Focus Cameras
JP2009103844A (ja) レンズ駆動装置
JP2007248684A (ja) カメラモジュール

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 07740990

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 200780012762.1

Country of ref document: CN

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 12296906

Country of ref document: US

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 07740990

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1