JP2006047906A - レンズ駆動装置、および撮像装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】レンズを光軸に沿う方向に駆動することができる小型のレンズ駆動装置、および撮像装置を提供することを目的とする。
【解決手段】 円筒形状内に磁場を形成するステータと、ステータと同軸の円筒形状を有する、ステータが形成する磁場によって回転駆動されるロータと、レンズを、光軸が円筒形状の軸に沿うように保持するレンズホルダと、ロータの回転駆動による力の方向をレンズの光軸に沿う方向へと変換してレンズホルダに伝達する変換機構と、ロータの円筒形状の両端それぞれで接触して、ロータの回転を案内することによりロータの回転軸の位置を規制する、両端の一方における規制の方が他方における規制よりも緩い回転ガイドとを備えた。
【選択図】 図4
【解決手段】 円筒形状内に磁場を形成するステータと、ステータと同軸の円筒形状を有する、ステータが形成する磁場によって回転駆動されるロータと、レンズを、光軸が円筒形状の軸に沿うように保持するレンズホルダと、ロータの回転駆動による力の方向をレンズの光軸に沿う方向へと変換してレンズホルダに伝達する変換機構と、ロータの円筒形状の両端それぞれで接触して、ロータの回転を案内することによりロータの回転軸の位置を規制する、両端の一方における規制の方が他方における規制よりも緩い回転ガイドとを備えた。
【選択図】 図4
Description
本発明は、レンズを光軸に沿う方向に駆動するレンズ駆動装置、および被写体光を表わす画像データを取得する撮像装置に関する。
携帯電話やPDA(Personal Digital Assistant)などといった小型機器に、被写体を撮影してデジタルの撮影画像を取得する撮像装置を内蔵することが広範に行われている。日ごろから常に携帯している小型機器に撮像装置が備えられることによって、デジタルカメラやビデオカメラを持ち運ぶ手間をかけずに、いつでも手軽に撮影を行うことができる。また、これらの小型機器には、無線や赤外線などを使ったデータ通信機能が予め搭載されていることが一般的であり、撮影した撮影画像をその場ですぐに他の携帯電話やパーソナルコンピュータなどに送ることができるなどという利点もある。
しかし、携帯電話などといった小型機器に内蔵される撮像装置は、通常のデジタルカメラと比較してかなり小型なために、レンズやCCD(Charge Couple Device)などといった構成要素の大きさや、それら構成要素を収納するスペースが大幅に制限される。このため、これらの小型機器は、デジタルカメラの代替機器として用いられるには撮影機能や撮影画像の画質等が不十分であり、メモ替わりに画像を得る場合や、携帯電話等の待ち受け画面用の画像を得る場合などのように、画質を要求されない撮影用に用途が限定されることが多い。
これらの点に関し、近年では、高画素の小型CCDや、高コントラストな小型レンズなどが開発されてきており、携帯電話やPDAなどといった小型機器を使って撮影される撮影画像の高画質化が急速に進んでいる。残る課題である撮影機能の充実においては、特に、これらの小型機器に、デジタルカメラには標準的に搭載されているオートフォーカス機能やズーム機能が搭載されることが望まれている。
オートフォーカス機能やズーム機能は、撮像装置内で複数のレンズを光軸に沿う方向(以下では、光軸に沿う方向を前後方向と称する)に移動させることによって実現される。デジタルカメラやデジタルビデオカメラ等では、レンズ駆動方法として、DCモータやステッピングモータなどの回転を利用する方法や、圧電素子の圧縮伸長を利用する方法などが知られている。これらの方法を、携帯電話などといった小型機器に適用する場合、装置の小型化、およびレンズの移動制御の精度などの点から、レンズが保持されたレンズ鏡筒の外周を取り囲む円筒形状の中空ロータを、その中空ロータの外周を取り囲むステータにパルス電流を与えることによって回転させる中空ステッピングモータを用いる方法が好ましいと考えられる。
このような中空ステッピングモータを適用したレンズ駆動方法としては、例えば、レンズ鏡筒とロータとの間にカム機構などといった移動機構を介して、レンズ鏡筒を光軸に沿う方向に駆動させる方法(例えば、特許文献1、特許文献2、特許文献3参照)や、ロータ自体でレンズ鏡筒を移動させる方法(例えば、特許文献4、特許文献5、特許文献6)や、レンズ鏡筒とロータを一体化する方法(例えば、特許文献7)などが提案されている。
特開昭56−147132号公報
特開昭59−109006号公報
特開昭59−109007号公報
特開昭60−415号公報
特開昭60−416号公報
特開昭60−417号公報
特開昭62−195615号公報
ここで、上述した特許文献に記載された方法は、通常サイズのデジタルカメラ等に適用されることを目的として考案されており、これらの方法をデジタルカメラよりも大幅に小型の撮像装置にそのまま適用しようとすると、装置の小型化に伴って摩擦等の影響を強く受けてしまい、レンズが駆動しなくなってしまうという問題がある。
本発明は、上記事情に鑑み、レンズを光軸に沿って駆動することができる小型のレンズ駆動装置、および撮像装置を提供することを目的とする。
上記目的を達成する本発明のレンズ駆動装置は、レンズを光軸に沿う方向に駆動させるレンズ駆動装置において、
円筒形状を有する、円筒形状内に磁場を形成するステータと、
ステータの円筒形状内に位置して円筒形状と同軸の円筒形状を有する、ステータによって形成される磁場によってステータに対して回転駆動されるロータと、
ロータの円筒形状の更に内側に位置して、レンズを、光軸が円筒形状の軸に沿うように保持するレンズホルダと、
ロータの回転駆動による力の方向をレンズの光軸に沿う方向へと変換してレンズホルダに伝達する変換機構と、
ロータの円筒形状の両端それぞれで、円筒形状に対して物理的に接触してロータの回転を案内することによりロータの回転軸の位置を規制する、両端の一方における物理的接触による規制の方が、両端の他方における物理的接触による規制よりも緩い回転ガイドとを備えたことを特徴とする。
円筒形状を有する、円筒形状内に磁場を形成するステータと、
ステータの円筒形状内に位置して円筒形状と同軸の円筒形状を有する、ステータによって形成される磁場によってステータに対して回転駆動されるロータと、
ロータの円筒形状の更に内側に位置して、レンズを、光軸が円筒形状の軸に沿うように保持するレンズホルダと、
ロータの回転駆動による力の方向をレンズの光軸に沿う方向へと変換してレンズホルダに伝達する変換機構と、
ロータの円筒形状の両端それぞれで、円筒形状に対して物理的に接触してロータの回転を案内することによりロータの回転軸の位置を規制する、両端の一方における物理的接触による規制の方が、両端の他方における物理的接触による規制よりも緩い回転ガイドとを備えたことを特徴とする。
本発明のレンズ駆動装置によると、ロータの円筒形状の両端が相互に異なる精度で回転ガイドと物理的に接触される。このため、ロータの両端のうち、回転ガイドと高い精度で接触された側で回転軸の位置が確実に規定されるとともに、回転ガイドと低い精度で接触された側の余裕によってロータがスムーズに回転され、デジタルカメラよりも大幅に小型の撮像装置に適用する場合であっても、レンズを光軸に沿って駆動することができる。
また、本発明のレンズ駆動装置において、上記レンズホルダを、円筒形状の両端の上記他方に向けて付勢する弾性部材を備えることが好ましい。
ロータの回転による駆動力に加えて、弾性部材による付勢力を用いることによって、レンズホルダをスムーズに駆動することができる。このとき、弾性部材がレンズホルダを、回転ガイドに高い精度で接触されている側に向けて付勢することによって、ロータの回転軸のがたつきを回避することができる。
また、上記目的を達成する本発明の撮像装置は、レンズを光軸に沿う方向に駆動させ、レンズで被写体光を結像させて、被写体光を表わす画像データを取得する撮像装置において、
レンズと、
円筒形状を有する、円筒形状内に磁場を形成するステータと、
ステータの円筒形状内に位置して円筒形状と同軸の円筒形状を有する、ステータによって形成される磁場によってステータに対して回転駆動されるロータと、
ロータの円筒形状の更に内側に位置して、レンズを、光軸が円筒形状の軸に沿うように保持したレンズホルダと、
ロータの回転駆動による力の方向をレンズの光軸に沿う方向へと変換してレンズホルダに伝達する変換機構と、
ロータの円筒形状の両端それぞれで、円筒形状に対して物理的に接触してロータの回転を案内することによりロータの回転軸の位置を規制する、両端の一方における物理的接触による規制の方が、両端の他方における物理的接触による規制よりも緩い回転ガイドと、
レンズを通ってきた被写体光が表面に結像されて、被写体光を表わす画像信号を生成する撮像素子とを備えたことを特徴とする。
レンズと、
円筒形状を有する、円筒形状内に磁場を形成するステータと、
ステータの円筒形状内に位置して円筒形状と同軸の円筒形状を有する、ステータによって形成される磁場によってステータに対して回転駆動されるロータと、
ロータの円筒形状の更に内側に位置して、レンズを、光軸が円筒形状の軸に沿うように保持したレンズホルダと、
ロータの回転駆動による力の方向をレンズの光軸に沿う方向へと変換してレンズホルダに伝達する変換機構と、
ロータの円筒形状の両端それぞれで、円筒形状に対して物理的に接触してロータの回転を案内することによりロータの回転軸の位置を規制する、両端の一方における物理的接触による規制の方が、両端の他方における物理的接触による規制よりも緩い回転ガイドと、
レンズを通ってきた被写体光が表面に結像されて、被写体光を表わす画像信号を生成する撮像素子とを備えたことを特徴とする。
本発明の撮像装置によると、携帯電話などといった小型機器に搭載される場合であっても、レンズを光軸に沿ってスムーズに駆動することができる。
なお、本発明にいう撮像装置については、ここではその基本形態のみを示すのにとどめるが、これは単に重複を避けるためであり、本発明にいう撮像装置には、上記の基本形態のみではなく、前述したレンズ駆動装置の各形態に対応する各種の形態が含まれる。
本発明によれば、レンズを光軸に沿う方向に駆動することができる小型のレンズ駆動装置、および撮像装置を提供することができる。
以下図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
図1は、本発明の一実施形態が適用された撮像装置の外観斜視図である。
撮像装置1は、携帯電話などに搭載される小型の撮像装置であり、光軸に沿う方向(以下、この方向を前後方向と称する)に複数のレンズを駆動させることによって、被写体に焦点を合わせるオートフォーカス機能が用意されている。この撮像装置1は、外観上、前カバー10と、後カバー40との間に、円筒形状を有するステータ30が挟まれており、そのステータ30の内側には、後述するマグネットや複数のレンズが保持されたレンズホルダ20などが配置されている。このステータ30は、本発明にいうステータの一例に相当する。
図2は、図1に示す撮像装置1を直線AA´を通る面で切断するときの断面図である。
図2には、図1にも示す前カバー10、後カバー40、ステータ30、レンズホルダ20が示されており、さらに、第1レンズ21、第2レンズ22、第3レンズ23、マグネット50、回転体51、CCD60などが示されている。
レンズホルダ20、マグネット50、および回転体51は、ステータ30と同軸の円筒形状を有し、ステータ30の内側に、ステータ30に近い側からマグネット50、回転体51、レンズホルダ20の順に配置されている。ステータ30とマグネット50は、ステッピングモータを構成しており、ステータ30にパルス電流が印加されると、そのパルス電流に応じた回転数だけマグネット50が回転される。マグネット50と回転体51とを合わせたものは、本発明にいうロータの一例に相当し、レンズホルダ20は、本発明にいうレンズホルダの一例に相当する。
ここで、一旦、図2の説明を中断し、図3を使ってステータ30とマグネット50について詳しく説明する。
図3は、ステータ30とマグネット50を示す図である。
ステータ30は、上コイル部30aと下コイル部30bとの2層のコイル部で構成されている。上コイル部30aと下コイル部30bとでは同様の構成を有しているため、下コイル部30bの構成の説明を省き、上コイル部30aの構成についてのみ説明する。
上コイル部30aは、上コイルカバー32と下コイルカバー33とで円筒形状に取り囲まれて形成されており、カバーで取り囲まれた内部に、巻回された導線からなるコイル31が格納されている。上コイルカバー32および下コイルカバー33には、円筒形状の内側に、それぞれが互い違いに噛み合うように配置された歯32a,33aが設けられている。これら歯32aと歯33aとの間には、ギャップが存在する。
上コイル部30aのコイル31と、下コイル部30bのコイル31には、交互にパルス電流が印加される。パルス電流が印加されると、コイル31では磁力線が発生し、その磁力線が上コイルカバー32および下コイルカバー33によって円筒形状の内側に導かれる。導かれた磁力線は、歯32a,33aに達すると、一旦空気中に出てギャップを越える。これによって、互いに噛み合うように配置された歯32a,33aの一方がN極、他方がS極となり、ステータ30の円筒形状の内周に沿ってN極、S極の磁場が交互に形成される。
マグネット50は、例えば、内周に沿ってN極、S極が交互に形成されているリング状のヘッドの内部を通過させられることによって、円筒形状の外周に沿ってN極、S極交互に磁極化された永久磁石である。マグネット50は、ステータ30によって形成される磁場との反発力および吸引力によって、ステータ30に対して回転駆動される。
マグネット50の回転駆動について説明する。
マグネット50は、48極に磁極化されており、上コイル部30aおよび下コイル部30bの歯はそれぞれ48個ずつ設けられている。また、上コイル部30aの歯の位置と、下コイル部30bの歯の位置とでは、歯の半個分ずつずれている。ステータ30にパルス電流が後述するように通電されると、マグネット50は、1極分を1ステップとして回転し、48ステップで1周回転する。
マグネット50を順方向に回転させるときには、上コイル部30aの順方向、下コイル部30bの順方向、上コイル部30aの逆方向、下コイル部30bの逆方向という順番で通電を繰り返すことによって、マグネット50を順方向に確実に回転させることができる。また、上コイル部30aの順方向、下コイル部30bの逆方向、上コイル部30aの逆方向、下コイル部30bの順方向という順番で通電を繰り返すことによって、マグネット50を逆方向に回転させることができる。
以上で、図3の説明を終了し、図2に戻って説明する。
図2に示す回転体51は、マグネット50の内側に接着されており、マグネット50の回転に伴って回転される。この回転体51の内面には、らせん溝51aが設けられており、このらせん溝51aがレンズホルダ20の外面に設けられたらせん溝20a(後述する)と噛み合っている。
レンズホルダ20は、前カバー10に近い側から第1レンズ21、第2レンズ22、第3レンズ23の順に並べられたレンズを保持している。これら第1レンズ21、第2レンズ22、第3レンズ23は、以下の条件を満たしている。
まず、第1レンズ21は、この例では、ガラス材料によって構成され、前側(前カバー10に近い側)の面(以下、表面と称する)が凸面形状の、正のパワーを有するメニスカス形状である。
第2レンズ22は、プラスチック材によって構成され、この例では、裏面が非球面形状で、表面が凹面形状の、負のパワーを有するメニスカス形状である。
第3レンズ23は、プラスチック材によって構成され、表裏面の両面が非球面形状であり、裏面が光軸近傍において凹面形状の、負のパワーを有する形状である。
また、レンズ系全体の近軸焦点距離をf、第3レンズ23の近軸焦点距離をf3、第1レンズ21の表面の曲率半径をR1、最大像高における半画角をθとすると、
0.6<R1/f<0.8 ……(1)
−1.0<f3/f<0 ……(2)
0.60<tanθ<0.70……(3)
を満たす。
0.6<R1/f<0.8 ……(1)
−1.0<f3/f<0 ……(2)
0.60<tanθ<0.70……(3)
を満たす。
上記のような条件を満たす第1レンズ21、第2レンズ22、第3レンズ23を適用することによって、コンパクトで高精度なレンズ群を構成することができる。
また、レンズホルダ20の、第1レンズ21の側方のスペースには、前後方向に延びる凸部20bが設けられており、第2レンズ22、および第3レンズ23を保持している部分の外面には、らせん溝20aが設けられている。
このレンズホルダ20が前後方向に駆動される機構について説明する。
ステータ30にパルス電流が通電されると、マグネット50の回転に伴って、回転体51が48ステップごとに1周回転される。回転体51のらせん溝51aは、レンズホルダ20のらせん溝51aよりも2周分(=96ステップ分)多く設けられており、レンズホルダ20は、96ステップ分の移動が可能である。
回転体51の回転力は、らせん溝51aとらせん溝20aによって前後方向の力に変換される。変換された前後方向の力は、レンズホルダ20に伝えられ、レンズホルダ20が前後方向に駆動される。本実施形態では、レンズホルダ20は、フルストローク(=96ステップ分)で前後方向に約1.25mm移動し、1ステップでは前後方向に約13μm移動する。つまり、この撮像装置1では、レンズ位置を13μm単位で制御することができる。らせん溝51aとらせん溝20aとを合わせたものは、本発明にいう変換機構の一例に相当する。
また、レンズホルダ20の後側(後カバー40に近い側)には、バネ24が取り付けられている。バネ24は、レンズホルダ20を前方向(後カバー40から前カバー10に向かう方向)に付勢することによって、レンズホルダ20の駆動力を補強している。このバネ24は、本発明にいう弾性部材の一例に相当する。
図2に示す前カバー10と後カバー40とは、ビス(図示しない)によって繋がっている。
前カバー10には、レンズホルダ20の凸部20bに相応する部分に、前後方向に延びた、凸部20bと嵌合する凹部10aが設けられている。マグネット50の回転力は、らせん溝51aとらせん溝20aによってレンズホルダ20に伝えられるが、レンズホルダ20の回転方向への移動が規制されていない場合、レンズホルダ20が回転しながら前後方向に移動されるため、レンズの偏心によって像がずれてしまう恐れがある。レンズホルダ20の凸部20bと、前カバー10の凹部10aとが互いに嵌り合うことによって、このようなレンズホルダ20の回転が防止される。また、前カバー10には、回転体51の前部分と接触して、回転体51の回転を案内する前回転ガイド10bが設けられており、この前回転ガイド10bによって、回転体51およびマグネット50の前部分における左右方向の移動が規制されている。
後カバー40には、回転体51の後部分と接触する後回転ガイド40aが設けられており、この後回転ガイド40aによって、回転体51およびマグネット50の後部分における左右方向の移動が規制されている。前カバー10の前回転ガイド10bと、後カバー40の後回転ガイド40aとを合わせたものは、本発明にいう回転ガイドの一例にあたる。
また、後カバー40は、ローパスフィルタ41とCCD60とを保持している。
第1レンズ21、第2レンズ22、および第3レンズ23を通ってきた被写体光は、ローパスフィルタ41を通ってCCD60に受光される。ローパスフィルタ41では、被写体光に含まれる不要に緻密な空間周波数成分が均される。このローパスフィルタ41を介すことによって、擬色やモアレなどといった不具合を軽減させることができる。
ローパスフィルタ41を通ってきた被写体光は、CCD60で受光され、被写体を表わす画像データが生成される。CCD60は、本発明にいう撮像機構の一例に相当する。
以上のような撮像装置1において、以下のような手順でオートフォーカス機能が実現される。尚、ここでは、ステータ30に順方向のパルス電流を通電することによって、レンズホルダ20は前方向に移動するものとして説明する。
まず、CCD60において被写体光が粗く読み取られ、被写体光を表わす低解像度データが生成される。この低解像度データは、撮像装置1が備えられた携帯電話等のCPUに伝えられる。
続いて、ステータ30に、レンズホルダ20を1ステップ分移動させるための順方向のパルス電流が通電される。
ステータ30にパルス電流が通電されると、マグネットが1ステップ分回転し、そのマグネットの回転に伴って、回転体51が回転される。回転体51の回転力は、前方向の力に変換されてレンズホルダ20に伝えられ、レンズホルダ20が前方向に約13μm移動する。
レンズホルダ20が移動すると、再びCCD60で被写体光が読み取られて低解像度データが生成される。この低解像度データも、撮像装置1が備えられた携帯電話等のCPUに伝えられる。
CPUでは、CCD60から伝えられた2つの低解像度データそれぞれのコントラストが検出され、検出されたコントラストのうちどちらのコントラストが大きいかが判定される。先の低解像度データのコントラストの方が大きい場合には、レンズホルダ20を後方向に1ステップ分戻す逆方向のパルス電流がステータ30に通電され、後の低解像度データのコントラストの方が大きい場合には、レンズホルダ20を前方向にさらに1ステップ分移動させる順方向のパルス電流がステータ30に通電される。
上記のように、レンズホルダ20を移動させてコントラストを検出する処理を、先の低解像度データのコントラストと、後の低解像度データのコントラストとの大小が反転するまで最大で96ステップ分続ける。それらのコントラストの大小が反転したら、ステータ30に、その直前に通電した方向とは逆の方向のパルス電流を通電して、レンズホルダ20を1ステップ分戻す。このときのレンズホルダ20の位置が、コントラストが最大となる合焦位置となる。
撮像装置1は、基本的には以上のように構成されている。
ここで、撮像装置1では、前カバー10の前回転ガイド10b、および後カバー40の後回転ガイド40aが回転体51に接触することにより、回転体51およびマグネット50の回転を案内するとともに、回転体51およびマグネット50の左右方向への移動を規制している。しかし、撮像装置1は、携帯電話などに搭載されるために装置全体が小型化されており、これら前回転ガイド10bと後回転ガイド40aの両方が回転体51ときつく接触してしまうと、摩擦などの影響を強く受けて、回転体51およびマグネット50が回転しなくなってしまう。以下では、前回転ガイド10bおよび後回転ガイド40aと、回転体51との接触強度について説明する。
図4は、撮像装置1をレンズの光軸Oを通る面(図1に示す直線AA´を通る面)で切断するときの断面の簡略図である。
図4に示すように、回転体51は、前部分P1で前カバー10の前回転ガイド10bと接触するとともに、後部分P2で後カバー40の後回転ガイド40aと接触している。
このとき、前部分P1における回転体51の内径をφ1_1とし、前部分P1における前回転ガイド10bの外径をφ1_2とする。
また、後部分P2における回転体51の内径をφ2_1とし、後部分P2における後回転ガイド40aの外径をφ2_2とする。
これらの長さφ1_1〜φ2_2を変えることによって、前回転ガイド10bおよび後回転ガイド40aと回転体51との接触強度を変えて、回転体51およびマグネット50の回転具合を確認する。
表1は、図4に示す撮像装置1において、φ1_1〜φ2_2の長さの例を示している。
実施例1、実施例2、および比較例3では、共通して、回転体51は、前部分P1の内径φ1_1、および後部分P2の内径φ2_1が大きくなる方に誤差が許容されて製造されており、前カバー10および後カバー40は、前回転ガイド10bの外径φ1_2、および後回転ガイド40aの外径φ2_2が小さくなる方に誤差が許容されて製造されている。
実施例1においては、前部分P1における回転体51の内径φ1_1(8.20mm、最大公差0.022mm)と、前回転ガイド10bの外径φ1_2(8.20mm、最大公差−0.036mm)とが、作成誤差によって完全には等しくならないがかなり近く(φ1_1−φ1_2が最大で0.058mm)、前回転ガイド10bによって回転体51がきつく規制されている。
また、後部分P2における回転体51の内径φ2_1(8.67mm、最大公差0.02mm)が、後回転ガイド40aの外径φ2_2(8.60mm、最大公差−0.03mm)よりも大きく設計されており(φ2_1−φ2_2が最小でも0.07mm、最大で0.12mm)、回転体51が後回転ガイド40aによって緩く規制されている。
この実施例1では、前回転ガイド10bによって回転体51の左右方向への移動が確実に規制され、後回転ガイド40aと回転体51との間の余裕によって、回転体51およびマグネット50がスムーズに回転される。したがって、この実施例1の撮像装置によると、レンズを光軸に沿った方向にスムーズに駆動することができる。
また、図2に示すように、レンズホルダ20にはバネ24が取り付けられており、レンズの駆動力が補強されている。バネ24は、レンズホルダ20を、回転体51の左右方向への移動が規制された前側に向けて付勢するため、レンズホルダ20の左右方向へのぶれを回避しつつ、レンズをいっそうスムーズに駆動することができる。
表2に示す実施例2では、前部分P1における回転体51の内径φ1_1(8.20mm、最大公差0.02mm)が、前回転ガイド10bの外径φ1_2(8.17mm、最大公差−0.03mm)よりも大きく設計されており(φ1_1−φ1_2が最小でも0.03mm、最大で0.08mm)、前回転ガイド10bによって回転体51が緩く規制されている。
後部分P2においては、回転体51の内径φ2_1(8.70mm、最大公差0.22mm)と後回転ガイド40aの外径φ2_2(8.70mm、最大公差−0.036mm)とがかなり近く(φ2_1−φ2_2が最大で0.058mm)、回転体51が後回転ガイド40aによってきつく規制されている。
この実施例2では、実施例1とは逆に、後回転ガイド40aによって回転体51の左右方向への移動が確実に規制され、前回転ガイド10bと回転体51との間の余裕によって、回転体51およびマグネット50がスムーズに回転される。したがって、この実施例2の撮像装置においても、レンズを光軸に沿った方向にスムーズに駆動することができる。
また、第2実施例では、図2に示すバネ24によって、レンズホルダ20が回転体51の左右方向への移動が規制された後側とは逆の前側に付勢されるため、前回転ガイド10bと回転体51との間の余裕をとりすぎると、レンズホルダ20が左右方向へぶれてしまう。したがって、実施例2では、前回転ガイド10bと回転体51との間に、実施例1における後回転ガイド40aと回転体51との間の余裕(φ2_1−φ2_2が最大で0.12mm)よりも若干少なめの余裕(φ1_1−φ1_2が最大で0.08mm)が設けられている。
表1に示す比較例においては、前部分P1における回転体51の内径φ1_1(8.20mm、最大公差0.022mm)と、前回転ガイド10bの外径φ1_2(8.20mm、最大公差−0.036mm)とがかなり近く(φ2_1−φ1_2が最大で0.058mm)、前回転ガイド10bによって回転体51がきつく規制されている。
また、後部分P2においても、回転体51の内径φ2_1(8.20mm、最大公差0.022mm)と、後回転ガイド40aの外径φ2_2(8.20mm、最大公差−0.036mm)とがかなり近く(φ2_1−φ2_2が最大で0.058mm)、回転体51と後回転ガイド40aもきつく接触されている。
図2および図4に示す撮像装置1は、携帯電話などに搭載されるものであり、装置全体が小型化されているために、摩擦などの影響を大きく受ける。比較例の場合、上述した摩擦の影響に加えて、前回転ガイド10bと後回転ガイド40aの両方によって回転体51がきつく規制されるため、回転体51およびマグネット50が回転せず、レンズが全く駆動しなかった。
また、比較例とは逆に、前回転ガイド10bと後回転ガイド40aの両方を緩く回転体51に接触させると、レンズはスムーズに駆動されるが、回転体51およびマグネット50ががたつきやすく、レンズが左右方向にぶれてしまって、撮影画像に像ぶれなどが生じてしまうと考えられる。
以上のように、前回転ガイド10bと後回転ガイド40aの一方を他方よりも緩く回転体51に接触させることによって、撮像画像に像ぶれなどが生じる不具合を回避しつつ、レンズをスムーズに駆動することができる。
ここで、上記では、回転体51の前後両端に接触する前回転ガイド10bおよび後回転ガイド40aの例について説明したが、本発明にいう回転ガイドは、マグネット50の前後両端に接触するものであってもよい。
また、上記では、ステータにパルス電流を印加することによって、ロータの回転を制御するステッピングモータを適用する例について説明したが、本発明にいうレンズホルダを駆動するモータはDCモータなどであってもよい。
また、上記では、変換機構としてらせん溝を適用する例について説明したが、本発明にいう変換機構は、例えば、カム溝とカムピンなどであってもよい。
また、上記では、レンズホルダを駆動して、オートフォーカス機能を実現する例について説明したが、本発明のレンズ駆動装置および撮像装置は、例えば、ズーム機能を実現するものであってもよく、ズーム機能とオートフォーカス機能との両方を実現するものであってもよい。
1 撮像装置
10 前カバー
10a 凹部
11 柱
20 レンズホルダ
20a らせん溝
20b 凸部
21 第1レンズ
22 第2レンズ
23 第3レンズ
30 ステータ
30a 上コイル部
30b 下コイル部
31 コイル
32 上コイルカバー
33 下コイルカバー
32a,33a 歯
40 後カバー
41 ローパスフィルタ
50 マグネット
51 回転体
51a らせん溝
60 CCD
10 前カバー
10a 凹部
11 柱
20 レンズホルダ
20a らせん溝
20b 凸部
21 第1レンズ
22 第2レンズ
23 第3レンズ
30 ステータ
30a 上コイル部
30b 下コイル部
31 コイル
32 上コイルカバー
33 下コイルカバー
32a,33a 歯
40 後カバー
41 ローパスフィルタ
50 マグネット
51 回転体
51a らせん溝
60 CCD
Claims (3)
- レンズを光軸に沿う方向に駆動させるレンズ駆動装置において、
円筒形状を有する、該円筒形状内に磁場を形成するステータと、
前記ステータの円筒形状内に位置して該円筒形状と同軸の円筒形状を有する、該ステータによって形成される磁場によって該ステータに対して回転駆動されるロータと、
前記ロータの円筒形状の更に内側に位置して、レンズを、光軸が該円筒形状の軸に沿うように保持するレンズホルダと、
前記ロータの回転駆動による力の方向を前記レンズの光軸に沿う方向へと変換して前記レンズホルダに伝達する変換機構と、
前記ロータの円筒形状の両端それぞれで、該円筒形状に対して物理的に接触して該ロータの回転を案内することにより該ロータの回転軸の位置を規制する、該両端の一方における物理的接触による規制の方が、該両端の他方における物理的接触による規制よりも緩い回転ガイドとを備えたことを特徴とするレンズ駆動装置。 - 前記レンズホルダを、前記円筒形状の両端の前記他方に向けて付勢する弾性部材を備えたことを特徴とする請求項1記載のレンズ駆動装置。
- レンズを光軸に沿う方向に駆動させ、該レンズで被写体光を結像させて、該被写体光を表わす画像データを取得する撮像装置において、
前記レンズと、
円筒形状を有する、該円筒形状内に磁場を形成するステータと、
前記ステータの円筒形状内に位置して該円筒形状と同軸の円筒形状を有する、該ステータによって形成される磁場によって該ステータに対して回転駆動されるロータと、
前記ロータの円筒形状の更に内側に位置して、前記レンズを、光軸が該円筒形状の軸に沿うように保持したレンズホルダと、
前記ロータの回転駆動による力の方向を前記レンズの光軸に沿う方向へと変換して前記レンズホルダに伝達する変換機構と、
前記ロータの円筒形状の両端それぞれで、該円筒形状に対して物理的に接触して該ロータの回転を案内することにより該ロータの回転軸の位置を規制する、該両端の一方における物理的接触による規制の方が、該両端の他方における物理的接触による規制よりも緩い回転ガイドと、
前記レンズを通ってきた被写体光が表面に結像されて、該被写体光を表わす画像信号を生成する撮像素子とを備えたことを特徴とする撮像装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004232171A JP2006047906A (ja) | 2004-08-09 | 2004-08-09 | レンズ駆動装置、および撮像装置 |
Applications Claiming Priority (1)
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JP2004232171A JP2006047906A (ja) | 2004-08-09 | 2004-08-09 | レンズ駆動装置、および撮像装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2006047906A true JP2006047906A (ja) | 2006-02-16 |
Family
ID=36026504
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2004232171A Withdrawn JP2006047906A (ja) | 2004-08-09 | 2004-08-09 | レンズ駆動装置、および撮像装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2006047906A (ja) |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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-
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- 2004-08-09 JP JP2004232171A patent/JP2006047906A/ja not_active Withdrawn
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