JP2004233475A - レンズ駆動装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】小型で安価なレンズ駆動装置を提供することを課題とする。
【解決手段】レンズ14を内蔵した鏡筒12が、一端を弾性を持った梁部材16で筐体20にリジッドに固定されている。梁部材16と平行、且つ同じ長さの圧電アクチュエータ18が鏡筒12の他端を筐体20に固定している。すなわち、鏡筒12は2本の平行な部材で筐体20に固定されている。合焦のため圧電アクチュエータ18に通電し、電圧を印加して行くと、印加した電圧に応じて圧電アクチュエータ18は図2(b)のように変形する。このとき梁部材16は圧電アクチュエータ18と平行、かつ同じ長さで弾性を備えているので、図2(b)のように鏡筒12を保持したまま弾性変形する。これにより鏡筒12の光軸Lは受光体22に対して傾くことなく平行に移動し、合焦動作を行なう
【選択図】 図2
【解決手段】レンズ14を内蔵した鏡筒12が、一端を弾性を持った梁部材16で筐体20にリジッドに固定されている。梁部材16と平行、且つ同じ長さの圧電アクチュエータ18が鏡筒12の他端を筐体20に固定している。すなわち、鏡筒12は2本の平行な部材で筐体20に固定されている。合焦のため圧電アクチュエータ18に通電し、電圧を印加して行くと、印加した電圧に応じて圧電アクチュエータ18は図2(b)のように変形する。このとき梁部材16は圧電アクチュエータ18と平行、かつ同じ長さで弾性を備えているので、図2(b)のように鏡筒12を保持したまま弾性変形する。これにより鏡筒12の光軸Lは受光体22に対して傾くことなく平行に移動し、合焦動作を行なう
【選択図】 図2
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明はレンズ駆動装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来から、カメラにおいてオートフォーカス(AF)を行なう際にフォーカスレンズもしくはレンズ鏡筒全体を撮像面に対して前後させる方式が知られている。これらのAF方式ではレンズまたは鏡筒の移動によって光軸がずれ、光学性能が低下することを防ぐために、光軸が傾かない駆動方式とする必要がある。そのためヘリコイドや平行リンクといった機構が採用されている。例えば平行リンクによる機構では最低2つ以上の梁部材で構成された平行リンクと、レンズ鏡筒の一点に力を加えるアクチュエータが必要である。
【0003】
例として図8に示すように、鏡筒102を移動させて受光体112上に合焦させるレンズ駆動装置100において、リンク部材104を用いて平行リンクを構成し、筐体110に鏡筒102を平行移動可能に取り付けている。
【0004】
鏡筒102はリンク部材104が構成する平行リンク機構により筐体110に取り付けられているので、圧電アクチュエータ108が通電によって変形し鏡筒102に設けられた部材106を押圧すると、光軸に対して平行に移動し合焦する。このとき、弾性部材114によって部材106と圧電アクチュエータ108が離れないように付勢する。
【0005】
これらの機構は構造が複雑で部品点数も多く、小型化が困難でコストが嵩む欠点を持っているため、平行リンクの代用として一対のバネ部材を使用したレンズ移動装置が存在する(例えば、特許文献1参照)。この場合でもレンズ駆動には容積可変部材に空気を注入する必要があるなど、部品点数の削減は充分ではではない。
【0006】
また、圧電アクチュエータの形状の一例として、変位を大きく取るために中空のコイルバネ表面に圧電素子を巻回したものが提案されている(例えば、特許文献2参照)。
【0007】
【特許文献1】
特開平5−210861号公報(第2〜4頁、第1図)
【特許文献2】
特開平6−216424号公報(第2〜3頁、第1図)
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記事実を考慮し、小型で安価なレンズ駆動装置を提供することを課題とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】
請求項1に記載のレンズ駆動装置はレンズ鏡筒と、
一端で前記レンズ鏡筒を保持し他端で筐体に固定される梁部材と、
前記梁部材と略同一長であり前記梁部材と平行に設けられ一端で前記レンズ鏡筒を保持し他端で筐体に固定され前記レンズ鏡筒を略光軸方向に移動させる圧電アクチュエータを備えたことを特徴とする。
【0010】
上記構成の発明では、梁部材および梁部材と略同一長でこれと平行に設けられた圧電アクチュエータの2つの部材でレンズ鏡筒を固定している。これによって、圧電アクチュエータを駆動して発生した変位により梁部材が光軸方向に弾性変形し、レンズ鏡筒を略光軸方向に移動させて合焦動作を行なうことができる。レンズ鏡筒を支持する部材が2つと少なく、また一方がアクチュエータであり駆動手段を兼ねているため、部品点数が少なく小型化、低コスト化が可能である。
【0011】
請求項2に記載のレンズ駆動装置は圧電アクチュエータはバイモルフで構成されることを特徴とする。
【0012】
上記構成の発明では、圧電アクチュエータにバイモルフを使用することで構造が単純、かつ消費電力、発熱が少なく電磁ノイズが発生しないレンズ駆動装置とすることができる。
【0013】
請求項3に記載のレンズ駆動装置は圧電アクチュエータは螺旋形状の圧電素子で構成されることを特徴とする。
【0014】
上記構成の発明では、板状の圧電アクチュエータで変位量が不足しがちである欠点を解消した螺旋形状の圧電素子を使用することでレンズ繰り出し量に余裕を持たせることができる。
【0015】
【発明の実施の形態】
図1には、第1形態に係るレンズ駆動装置の斜視図が示されている。
【0016】
図1に示すように、レンズ駆動装置10はレンズ14を内蔵した鏡筒12が、一端を弾性を持った梁部材16で筐体20にリジッドに固定されている。梁部材16と平行、且つ同じ長さの圧電アクチュエータ18が鏡筒12の他端を筐体20に固定している。すなわち、鏡筒12は2本の平行な部材で筐体20に固定されている。
【0017】
レンズ14の光軸上には受光体22が設けられ、レンズ14によって結像した映像を取りこんで画像を形成する。
【0018】
筐体20はカメラ本体に固定され、レンズ14と受光体22の間、またはレンズ14と被写体の間に図示しないシャッターが設けられ、装置全体でカメラとして機能する構成となっている。
【0019】
図2には、第1形態に係るレンズ駆動装置の断面図が示されている。
【0020】
図2(a)に示すように、鏡筒12を最も受光体22に接近させた状態、すなわち無限遠にピントが合った状態では梁部材16、圧電アクチュエータ18とも真っ直ぐな状態で筐体20に鏡筒12を固定している。
【0021】
ここで合焦のため圧電アクチュエータ18に通電し、電圧を印加して行くと、印加した電圧に応じて圧電アクチュエータ18は図2(b)のように変形する。
【0022】
このとき梁部材16は圧電アクチュエータ18と平行、かつ同じ長さで弾性を備えているので、図2(b)のように鏡筒12を保持したまま弾性変形する。
【0023】
これにより鏡筒12の光軸Lは受光体22に対して傾くことなく平行に移動し、合焦動作を行なうことができる。
【0024】
本実施例は以上のような構成としたので、小型で安価なレンズ駆動装置とすることができた。
【0025】
なお本実施例では、光軸Lは受光体22に対して傾くことはないが、合焦動作によって筐体20に近付く方向に平行移動する。そのためレンズ14の構成する光学系は受光体22の受光面積に対して充分な余裕を持った大きさのイメージサークルを持つ必要がある。
【0026】
また本実施例では受光体22を固定し、鏡筒12を移動させて合焦動作を行なっているが、鏡筒を固定し受光体を移動させるようにしてもよい。
【0027】
さらに本実施例では圧電アクチュエータ18に電圧を印加しない状態、すなわち初期状態で鏡筒12は無限遠に合焦した状態だが、これと逆に初期状態を最短撮影距離に合焦した状態としてもよい。
【0028】
図3には、本実施例で使用するバイモルフ型圧電アクチュエータの構造が示されている。
【0029】
図3に示すようにバイモルフ60は、厚み方向に分極処理された2枚の圧電セラミクス板62、66で金属板64を挟んだ構造をしている。圧電セラミクス板62、66は、例えばチタン酸バリウムやチタン酸ジルコン酸鉛(PZT)等を高温で焼き固めた多結晶の強誘電体に分極処理を行なうことで双極子モーメントを持たせ分極させたものである。
【0030】
このバイモルフ60に電圧を印加して行くと、圧電セラミクス板62、66に圧電横効果(分極方向に電気信号を加え、それと垂直方向に歪み,応力を生じさせる圧電効果)が発生する。圧電セラミクス板62、66の分極方向pはどちらも図3では下向きなので、上側の圧電セラミクス板62は縮み、下側の圧電セラミクス板66は伸びる方向に力が働き、全体として上向きに屈曲変位を得る。
【0031】
このバイモルフ型圧電アクチュエータの特徴としては構造が単純で製造が容易なため低コストである、消費電力が少なく発熱しない、低電圧でも比較的大きな変位(数百μm単位)が得られる、電磁ノイズを発生しない、等の利点がある。
【0032】
図4には、第2形態に係るレンズ駆動装置の斜視図が示されている。
【0033】
図4(a)に示すように、レンズ駆動装置30は鏡筒32が、一端を弾性を持った略半円形の梁部材34で筐体38にリジッドに固定されている。
【0034】
梁部材34は鏡筒32の、筐体38から最も遠い側に接続部33で固定され、さらに鏡筒の周りを半周して接続部35で筐体38に固定されている。
【0035】
梁部材34と平行、且つ同じ長さの螺旋形状圧電アクチュエータ36が鏡筒32の他端を筐体38に固定している。すなわち、鏡筒32は2本の平行な略半円形の部材で筐体38に固定されている。
【0036】
梁部材34および螺旋形状圧電アクチュエータ36が略半円形をしているため、図4(b)に平面図で示すように接続部33から接続部35までの距離、すなわちアーム長Lを第1形態よりも大きく取ることができる。
【0037】
これにより合焦動作時に略回転移動する筐体32の回転半径を大きくできるので、合焦動作時の光軸移動量を第1形態よりも小さく抑えることができる。
【0038】
図5には、第2形態に用いる螺旋形状圧電アクチュエータの構造が示されている。
【0039】
図5に示すように、螺旋形状圧電アクチュエータ70は中空のコイルばね72の表面に帯形状の圧電素子74を巻回した構造となっている。
【0040】
圧電素子74は、例えばPZT(チタン酸ジルコン酸鉛)等からなり、コイルばね72の全長に渡って螺旋状に巻回されている。圧電素子74の両端に電圧を印加すると、圧電素子74は長さ方向に変位を生じるので、コイルばね72の断面に捩りモーメントが発生し、結果として螺旋型圧電アクチュエータ70は軸方向(図5では矢印方向)に変位を生じる。
【0041】
この螺旋形状圧電アクチュエータ70は板状の圧電アクチュエータよりも変位量が大きいので、図4の鏡筒32の繰り出し量を大きく取ることができ、結果としてより短い距離まで合焦可能となる。
【0042】
図6には、第3形態に係るレンズ駆動装置の斜視図が示されている。
【0043】
通常の撮影ではレンズ14の光軸は水平方向に近いので、鏡筒42の重量が光軸方向への荷重となることはないが、一対の梁部材と圧電アクチュエータだけで支持するよりも二対で支持した方が光軸方向の安定性に勝る。すなわち、レンズ14と撮像素子22またはフィルムとの平行を保持し易くなる。
【0044】
また、マクロ撮影などでレンズ14を真下に向けた場合など、鏡筒42の重量は光軸方向への荷重となるので、やはり一対の梁部材と圧電アクチュエータだけで支持するよりも二対で支持した方が光軸方向の安定性に勝る。
【0045】
そのため本形態では梁部材、圧電アクチュエータを2本づつ使用している。
【0046】
図6に示すように、レンズ駆動装置40は鏡筒42が、一端を弾性を持った2本の梁部材44で筐体48にリジッドに固定されている。梁部材44は鏡筒42の中心から放射状に伸びる方向に設けられており、2本の梁部材44の挟み角度は90度が望ましい。これは、合焦動作により梁部材44が湾曲し、筐体48に鏡筒42を引き寄せる方向の力が発生するが、挟み角度を180度近傍とするとこの力が互いに打ち消し合う方向に働くため鏡筒42を両側から引張る結果となり、合焦動作を阻害する恐れがあるためである。また、挟み角度を小さくすると光軸方向の安定性が悪くなる。
【0047】
梁部材44と平行、且つ同じ長さの圧電アクチュエータ46が鏡筒42の他端を筐体48に固定している。すなわち、鏡筒42は4本の平行な部材で筐体48に固定されている。
【0048】
あるいは、2本の圧電アクチュエータ46のうち一方を梁部材44と替えてもよい。この場合は圧電アクチュエータ46の個数を減らすことでコストダウンが可能となる。
【0049】
本実施例は以上のような構成としたので、小型で安価、かつ重量のある鏡筒を使用できるレンズ駆動装置とすることができた。
【0050】
図7には、第4形態に係るレンズ駆動装置の斜視図が示されている。
【0051】
図7(a)に示すように、レンズ駆動装置50は鏡筒52が、一端を弾性を持った2本の梁部材54で筐体58にリジッドに固定されている。梁部材54は鏡筒52から放射状に180°間隔で外周に延設された2本の支持部材53に直交するように設けられており、2本の梁部材54は鏡筒52の外周の接線方向に配置されている。
【0052】
梁部材54と平行、且つ同じ長さの圧電アクチュエータ56が鏡筒52の他端を筐体58に固定している。すなわち、鏡筒52は4本の部材で筐体58に固定されている。
【0053】
合焦のため圧電アクチュエータ56に通電し、電圧を印加して行くと、印加した電圧に応じて圧電アクチュエータ56は変形し、鏡筒52を駆動し合焦動作が行われる。
【0054】
このとき梁部材54は圧電アクチュエータ56と平行、かつ同じ長さで弾性を備えているので、鏡筒52を保持したまま弾性変形するが、圧電アクチュエータ56が変形し、長さが短くなるため筐体58方向に支持部材53を引き寄せる向きに力が働く。支持部材53は鏡筒の中心を挟んで対称の位置にあるので、この力は鏡筒52を回転させる方向に働く。
【0055】
つまり図7(a)の矢印A方向から見た平面図7(b)のように、鏡筒52には上方から見て反時計回り方向に回転させる力が働くが、鏡筒の中心すなわち光軸を一方向に移動させる力は発生しない。このため、合焦動作を行っても第1乃至第3形態のように光軸がずれる恐れはない。
【0056】
あるいは第3形態と同様に、2本の圧電アクチュエータ56のうち一方を梁部材54と替えてもよい。この場合は圧電アクチュエータ56の個数を減らすことでコストダウンが可能となる。
【0057】
本実施例は以上のような構成としたので、小型で安価、かつ重量のある鏡筒を使用でき、高精度なレンズ駆動装置とすることができた。
【0058】
【発明の効果】
本発明は上記構成としたので、小型で安価なレンズ駆動装置を提供することができた。
【図面の簡単な説明】
【図1】本実施形態1に係るレンズ駆動装置の斜視図である。
【図2】本実施形態1に係るレンズ駆動装置の断面図である。
【図3】本実施形態1に係るバイモルフ型圧電素子の斜視図である。
【図4】本実施形態2に係るレンズ駆動装置の斜視図および平面図である。
【図5】本実施形態2に係る螺旋型圧電アクチュエータの斜視図である。
【図6】本実施形態3に係るレンズ駆動装置の斜視図である。
【図7】本実施形態4に係るレンズ駆動装置の斜視図である。
【図8】従来のレンズ駆動装置の断面図である。
【符号の説明】
10 レンズ駆動装置
12 鏡筒
14 レンズ
16 梁部材
18 圧電アクチュエータ
20 筐体
22 受光体
33 接続部
35 接続部
36 螺旋型圧電アクチュエータ
53 支持部材
60 バイモルフ型圧電素子
70 螺旋型圧電アクチュエータ
【発明の属する技術分野】
本発明はレンズ駆動装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来から、カメラにおいてオートフォーカス(AF)を行なう際にフォーカスレンズもしくはレンズ鏡筒全体を撮像面に対して前後させる方式が知られている。これらのAF方式ではレンズまたは鏡筒の移動によって光軸がずれ、光学性能が低下することを防ぐために、光軸が傾かない駆動方式とする必要がある。そのためヘリコイドや平行リンクといった機構が採用されている。例えば平行リンクによる機構では最低2つ以上の梁部材で構成された平行リンクと、レンズ鏡筒の一点に力を加えるアクチュエータが必要である。
【0003】
例として図8に示すように、鏡筒102を移動させて受光体112上に合焦させるレンズ駆動装置100において、リンク部材104を用いて平行リンクを構成し、筐体110に鏡筒102を平行移動可能に取り付けている。
【0004】
鏡筒102はリンク部材104が構成する平行リンク機構により筐体110に取り付けられているので、圧電アクチュエータ108が通電によって変形し鏡筒102に設けられた部材106を押圧すると、光軸に対して平行に移動し合焦する。このとき、弾性部材114によって部材106と圧電アクチュエータ108が離れないように付勢する。
【0005】
これらの機構は構造が複雑で部品点数も多く、小型化が困難でコストが嵩む欠点を持っているため、平行リンクの代用として一対のバネ部材を使用したレンズ移動装置が存在する(例えば、特許文献1参照)。この場合でもレンズ駆動には容積可変部材に空気を注入する必要があるなど、部品点数の削減は充分ではではない。
【0006】
また、圧電アクチュエータの形状の一例として、変位を大きく取るために中空のコイルバネ表面に圧電素子を巻回したものが提案されている(例えば、特許文献2参照)。
【0007】
【特許文献1】
特開平5−210861号公報(第2〜4頁、第1図)
【特許文献2】
特開平6−216424号公報(第2〜3頁、第1図)
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記事実を考慮し、小型で安価なレンズ駆動装置を提供することを課題とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】
請求項1に記載のレンズ駆動装置はレンズ鏡筒と、
一端で前記レンズ鏡筒を保持し他端で筐体に固定される梁部材と、
前記梁部材と略同一長であり前記梁部材と平行に設けられ一端で前記レンズ鏡筒を保持し他端で筐体に固定され前記レンズ鏡筒を略光軸方向に移動させる圧電アクチュエータを備えたことを特徴とする。
【0010】
上記構成の発明では、梁部材および梁部材と略同一長でこれと平行に設けられた圧電アクチュエータの2つの部材でレンズ鏡筒を固定している。これによって、圧電アクチュエータを駆動して発生した変位により梁部材が光軸方向に弾性変形し、レンズ鏡筒を略光軸方向に移動させて合焦動作を行なうことができる。レンズ鏡筒を支持する部材が2つと少なく、また一方がアクチュエータであり駆動手段を兼ねているため、部品点数が少なく小型化、低コスト化が可能である。
【0011】
請求項2に記載のレンズ駆動装置は圧電アクチュエータはバイモルフで構成されることを特徴とする。
【0012】
上記構成の発明では、圧電アクチュエータにバイモルフを使用することで構造が単純、かつ消費電力、発熱が少なく電磁ノイズが発生しないレンズ駆動装置とすることができる。
【0013】
請求項3に記載のレンズ駆動装置は圧電アクチュエータは螺旋形状の圧電素子で構成されることを特徴とする。
【0014】
上記構成の発明では、板状の圧電アクチュエータで変位量が不足しがちである欠点を解消した螺旋形状の圧電素子を使用することでレンズ繰り出し量に余裕を持たせることができる。
【0015】
【発明の実施の形態】
図1には、第1形態に係るレンズ駆動装置の斜視図が示されている。
【0016】
図1に示すように、レンズ駆動装置10はレンズ14を内蔵した鏡筒12が、一端を弾性を持った梁部材16で筐体20にリジッドに固定されている。梁部材16と平行、且つ同じ長さの圧電アクチュエータ18が鏡筒12の他端を筐体20に固定している。すなわち、鏡筒12は2本の平行な部材で筐体20に固定されている。
【0017】
レンズ14の光軸上には受光体22が設けられ、レンズ14によって結像した映像を取りこんで画像を形成する。
【0018】
筐体20はカメラ本体に固定され、レンズ14と受光体22の間、またはレンズ14と被写体の間に図示しないシャッターが設けられ、装置全体でカメラとして機能する構成となっている。
【0019】
図2には、第1形態に係るレンズ駆動装置の断面図が示されている。
【0020】
図2(a)に示すように、鏡筒12を最も受光体22に接近させた状態、すなわち無限遠にピントが合った状態では梁部材16、圧電アクチュエータ18とも真っ直ぐな状態で筐体20に鏡筒12を固定している。
【0021】
ここで合焦のため圧電アクチュエータ18に通電し、電圧を印加して行くと、印加した電圧に応じて圧電アクチュエータ18は図2(b)のように変形する。
【0022】
このとき梁部材16は圧電アクチュエータ18と平行、かつ同じ長さで弾性を備えているので、図2(b)のように鏡筒12を保持したまま弾性変形する。
【0023】
これにより鏡筒12の光軸Lは受光体22に対して傾くことなく平行に移動し、合焦動作を行なうことができる。
【0024】
本実施例は以上のような構成としたので、小型で安価なレンズ駆動装置とすることができた。
【0025】
なお本実施例では、光軸Lは受光体22に対して傾くことはないが、合焦動作によって筐体20に近付く方向に平行移動する。そのためレンズ14の構成する光学系は受光体22の受光面積に対して充分な余裕を持った大きさのイメージサークルを持つ必要がある。
【0026】
また本実施例では受光体22を固定し、鏡筒12を移動させて合焦動作を行なっているが、鏡筒を固定し受光体を移動させるようにしてもよい。
【0027】
さらに本実施例では圧電アクチュエータ18に電圧を印加しない状態、すなわち初期状態で鏡筒12は無限遠に合焦した状態だが、これと逆に初期状態を最短撮影距離に合焦した状態としてもよい。
【0028】
図3には、本実施例で使用するバイモルフ型圧電アクチュエータの構造が示されている。
【0029】
図3に示すようにバイモルフ60は、厚み方向に分極処理された2枚の圧電セラミクス板62、66で金属板64を挟んだ構造をしている。圧電セラミクス板62、66は、例えばチタン酸バリウムやチタン酸ジルコン酸鉛(PZT)等を高温で焼き固めた多結晶の強誘電体に分極処理を行なうことで双極子モーメントを持たせ分極させたものである。
【0030】
このバイモルフ60に電圧を印加して行くと、圧電セラミクス板62、66に圧電横効果(分極方向に電気信号を加え、それと垂直方向に歪み,応力を生じさせる圧電効果)が発生する。圧電セラミクス板62、66の分極方向pはどちらも図3では下向きなので、上側の圧電セラミクス板62は縮み、下側の圧電セラミクス板66は伸びる方向に力が働き、全体として上向きに屈曲変位を得る。
【0031】
このバイモルフ型圧電アクチュエータの特徴としては構造が単純で製造が容易なため低コストである、消費電力が少なく発熱しない、低電圧でも比較的大きな変位(数百μm単位)が得られる、電磁ノイズを発生しない、等の利点がある。
【0032】
図4には、第2形態に係るレンズ駆動装置の斜視図が示されている。
【0033】
図4(a)に示すように、レンズ駆動装置30は鏡筒32が、一端を弾性を持った略半円形の梁部材34で筐体38にリジッドに固定されている。
【0034】
梁部材34は鏡筒32の、筐体38から最も遠い側に接続部33で固定され、さらに鏡筒の周りを半周して接続部35で筐体38に固定されている。
【0035】
梁部材34と平行、且つ同じ長さの螺旋形状圧電アクチュエータ36が鏡筒32の他端を筐体38に固定している。すなわち、鏡筒32は2本の平行な略半円形の部材で筐体38に固定されている。
【0036】
梁部材34および螺旋形状圧電アクチュエータ36が略半円形をしているため、図4(b)に平面図で示すように接続部33から接続部35までの距離、すなわちアーム長Lを第1形態よりも大きく取ることができる。
【0037】
これにより合焦動作時に略回転移動する筐体32の回転半径を大きくできるので、合焦動作時の光軸移動量を第1形態よりも小さく抑えることができる。
【0038】
図5には、第2形態に用いる螺旋形状圧電アクチュエータの構造が示されている。
【0039】
図5に示すように、螺旋形状圧電アクチュエータ70は中空のコイルばね72の表面に帯形状の圧電素子74を巻回した構造となっている。
【0040】
圧電素子74は、例えばPZT(チタン酸ジルコン酸鉛)等からなり、コイルばね72の全長に渡って螺旋状に巻回されている。圧電素子74の両端に電圧を印加すると、圧電素子74は長さ方向に変位を生じるので、コイルばね72の断面に捩りモーメントが発生し、結果として螺旋型圧電アクチュエータ70は軸方向(図5では矢印方向)に変位を生じる。
【0041】
この螺旋形状圧電アクチュエータ70は板状の圧電アクチュエータよりも変位量が大きいので、図4の鏡筒32の繰り出し量を大きく取ることができ、結果としてより短い距離まで合焦可能となる。
【0042】
図6には、第3形態に係るレンズ駆動装置の斜視図が示されている。
【0043】
通常の撮影ではレンズ14の光軸は水平方向に近いので、鏡筒42の重量が光軸方向への荷重となることはないが、一対の梁部材と圧電アクチュエータだけで支持するよりも二対で支持した方が光軸方向の安定性に勝る。すなわち、レンズ14と撮像素子22またはフィルムとの平行を保持し易くなる。
【0044】
また、マクロ撮影などでレンズ14を真下に向けた場合など、鏡筒42の重量は光軸方向への荷重となるので、やはり一対の梁部材と圧電アクチュエータだけで支持するよりも二対で支持した方が光軸方向の安定性に勝る。
【0045】
そのため本形態では梁部材、圧電アクチュエータを2本づつ使用している。
【0046】
図6に示すように、レンズ駆動装置40は鏡筒42が、一端を弾性を持った2本の梁部材44で筐体48にリジッドに固定されている。梁部材44は鏡筒42の中心から放射状に伸びる方向に設けられており、2本の梁部材44の挟み角度は90度が望ましい。これは、合焦動作により梁部材44が湾曲し、筐体48に鏡筒42を引き寄せる方向の力が発生するが、挟み角度を180度近傍とするとこの力が互いに打ち消し合う方向に働くため鏡筒42を両側から引張る結果となり、合焦動作を阻害する恐れがあるためである。また、挟み角度を小さくすると光軸方向の安定性が悪くなる。
【0047】
梁部材44と平行、且つ同じ長さの圧電アクチュエータ46が鏡筒42の他端を筐体48に固定している。すなわち、鏡筒42は4本の平行な部材で筐体48に固定されている。
【0048】
あるいは、2本の圧電アクチュエータ46のうち一方を梁部材44と替えてもよい。この場合は圧電アクチュエータ46の個数を減らすことでコストダウンが可能となる。
【0049】
本実施例は以上のような構成としたので、小型で安価、かつ重量のある鏡筒を使用できるレンズ駆動装置とすることができた。
【0050】
図7には、第4形態に係るレンズ駆動装置の斜視図が示されている。
【0051】
図7(a)に示すように、レンズ駆動装置50は鏡筒52が、一端を弾性を持った2本の梁部材54で筐体58にリジッドに固定されている。梁部材54は鏡筒52から放射状に180°間隔で外周に延設された2本の支持部材53に直交するように設けられており、2本の梁部材54は鏡筒52の外周の接線方向に配置されている。
【0052】
梁部材54と平行、且つ同じ長さの圧電アクチュエータ56が鏡筒52の他端を筐体58に固定している。すなわち、鏡筒52は4本の部材で筐体58に固定されている。
【0053】
合焦のため圧電アクチュエータ56に通電し、電圧を印加して行くと、印加した電圧に応じて圧電アクチュエータ56は変形し、鏡筒52を駆動し合焦動作が行われる。
【0054】
このとき梁部材54は圧電アクチュエータ56と平行、かつ同じ長さで弾性を備えているので、鏡筒52を保持したまま弾性変形するが、圧電アクチュエータ56が変形し、長さが短くなるため筐体58方向に支持部材53を引き寄せる向きに力が働く。支持部材53は鏡筒の中心を挟んで対称の位置にあるので、この力は鏡筒52を回転させる方向に働く。
【0055】
つまり図7(a)の矢印A方向から見た平面図7(b)のように、鏡筒52には上方から見て反時計回り方向に回転させる力が働くが、鏡筒の中心すなわち光軸を一方向に移動させる力は発生しない。このため、合焦動作を行っても第1乃至第3形態のように光軸がずれる恐れはない。
【0056】
あるいは第3形態と同様に、2本の圧電アクチュエータ56のうち一方を梁部材54と替えてもよい。この場合は圧電アクチュエータ56の個数を減らすことでコストダウンが可能となる。
【0057】
本実施例は以上のような構成としたので、小型で安価、かつ重量のある鏡筒を使用でき、高精度なレンズ駆動装置とすることができた。
【0058】
【発明の効果】
本発明は上記構成としたので、小型で安価なレンズ駆動装置を提供することができた。
【図面の簡単な説明】
【図1】本実施形態1に係るレンズ駆動装置の斜視図である。
【図2】本実施形態1に係るレンズ駆動装置の断面図である。
【図3】本実施形態1に係るバイモルフ型圧電素子の斜視図である。
【図4】本実施形態2に係るレンズ駆動装置の斜視図および平面図である。
【図5】本実施形態2に係る螺旋型圧電アクチュエータの斜視図である。
【図6】本実施形態3に係るレンズ駆動装置の斜視図である。
【図7】本実施形態4に係るレンズ駆動装置の斜視図である。
【図8】従来のレンズ駆動装置の断面図である。
【符号の説明】
10 レンズ駆動装置
12 鏡筒
14 レンズ
16 梁部材
18 圧電アクチュエータ
20 筐体
22 受光体
33 接続部
35 接続部
36 螺旋型圧電アクチュエータ
53 支持部材
60 バイモルフ型圧電素子
70 螺旋型圧電アクチュエータ
Claims (3)
- レンズ鏡筒と、
一端で前記レンズ鏡筒を保持し他端で筐体に固定される梁部材と、
前記梁部材と略同一長であり前記梁部材と平行に設けられ一端で前記レンズ鏡筒を保持し他端で筐体に固定され前記レンズ鏡筒を略光軸方向に移動させる圧電アクチュエータと、を備えたレンズ駆動装置。 - 前記圧電アクチュエータはバイモルフで構成さ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。
- 前記圧電アクチュエータは螺旋形状の圧電素子で構成さ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。
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
JP2003019704A JP2004233475A (ja) | 2003-01-29 | 2003-01-29 | レンズ駆動装置 |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2003019704A JP2004233475A (ja) | 2003-01-29 | 2003-01-29 | レンズ駆動装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2004233475A true JP2004233475A (ja) | 2004-08-19 |
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ID=32949511
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2003019704A Pending JP2004233475A (ja) | 2003-01-29 | 2003-01-29 | レンズ駆動装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2004233475A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100691265B1 (ko) | 2005-07-25 | 2007-03-12 | 삼성전기주식회사 | 렌즈 이송장치 |
WO2023025693A3 (en) * | 2021-08-26 | 2023-04-13 | Jt International Sa | Aerosol generating device comprising an optical sensor |
-
2003
- 2003-01-29 JP JP2003019704A patent/JP2004233475A/ja active Pending
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WO2023025693A3 (en) * | 2021-08-26 | 2023-04-13 | Jt International Sa | Aerosol generating device comprising an optical sensor |
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