JP2006209032A - レンズ駆動装置、これを備えた固体撮像装置及び電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】 レンズの位置ずれを防止可能なレンズ駆動装置及びこれを備えた固体撮像装置に関する。
【解決手段】 レンズ（９ａ、９ｂ、９ｃ）と、前記レンズの光軸方向と平行に延伸したガイド軸（７ａ、７ｂ）と、前記レンズを保持すると共に、前記ガイド軸に対して摺動自在に配置されたレンズホルダ（６）と、前記レンズホルダに当接するリング状のカム部材（１０）と、前記カム部材の上面に形成したカム面（１０ａ、１０ｂ、１０ｃ）と、該カム部材の位置変化に応じて前記レンズホルダを前記光軸方向へ移動させるレンズ移動手段と、前記レンズホルダを、前記光軸方向に対して傾斜した方向にガイド軸及び前記カム部材に向けて付勢する弾性部材（１１）を備えたことを特徴とするレンズ駆動装置。
【選択図】 図２

Description

本発明は、レンズの位置ずれを防止できるレンズ駆動装置、これを備えた固体撮像装置及び電子機器に関する。

一般にカメラ等の固体撮像装置の内部にはレンズを所望位置に移動させるためのレンズ駆動装置が組み込まれている。特許文献１は、このようなレンズ駆動装置が組み込まれている固体撮像装置について開示している。図６は、特許文献１で開示されているレンズ駆動装置５０の構成を示す図である。レンズ駆動装置５０は、レンズ５１と、レンズ５１を保持して移動させる移動枠５２と、移動枠５２に係合するカム部材５３と、カム部材５３を回転させるモータ５４と、移動枠５２を光軸方向に延在させたガイド軸部５５と、移動枠５２を光軸方向に付勢するバネ５６とを備えている。そして、カム部材５３の回転に応じて移動枠を光軸方向に進退させている。
特開平６−２７３６５６

ここで、特許文献１のレンズ駆動装置５０は、移動枠５２をスムーズに移動させるためにガイド軸部５５と移動枠５２の間に所定のスペース（いわゆる、遊び）が確保されている。また、加工工程で生じる寸法公差等によって、このスペースが設計値よりも大きくなる場合がある。このようなスペースは撮影中にレンズを移動した際にはガタとして作用するので、レンズ位置がずれる原因となる。撮影時にレンズ位置がずれると撮像した画像が不鮮明になるという問題が発生してしまう。

そこで、本発明の目的はレンズの位置ずれを抑制しながらレンズを移動させることのできるレンズ駆動装置、これを備えた固体撮像装置及び電子機器を提供する。

上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、レンズと、前記レンズの光軸方向と平行に延伸したガイド軸と、前記レンズを保持すると共に、前記ガイド軸に対して摺動自在に配置されたレンズホルダと、前記レンズホルダに当接するリング状のカム部材と、前記カム部材の上面に形成したカム面と、前記カム部材の位置変化に応じて前記レンズホルダを前記光軸方向へ移動させるレンズ移動手段と、前記レンズホルダを、前記光軸方向に対して傾斜した方向且つ前記カム部材に向けて付勢する弾性部材を備えたことを特徴とするレンズ駆動装置である。

このような構成により、レンズホルダをガイド軸に傾斜した方向に付勢する弾性部材を備えているので、レンズを前記光軸方向へ移動するときにレンズホルダがガイド軸に押圧される状態が形成される。よって、ガイド軸とレンズホルダとの間にスペースが存在しても位置ずれを防止できる。また、弾性部材がレンズホルダをカム部材に向けて付勢するので、レンズホルダがカム部材に確実に押圧され、レンズホルダを確実に光軸方向に駆動できる。

また、請求項２に記載の発明は、前記傾斜した方向は、前記光軸方向と前記カム面の法線方向に挟まれる方向であることを特徴とする請求項1に記載のレンズ駆動装置である。

このような構成により、レンズホルダからガイド軸に対する押圧が強すぎることによってレンズホルダが傾斜することを防止でき、よりスムーズにレンズホルダを摺動させることができる。これにより、光軸の傾斜も防止できる。
また、請求項３に記載の発明は、前記傾斜した方向が、前記光軸方向よりも前記カム面が下る方向であることを特徴とする請求項１記載のレンズ駆動装置である。この構成により、より確実にガイド軸とレンズホルダの位置ずれを防止できる。

また、請求項４に記載の発明は、前記カム面は、前記光軸方向と垂直な面に対して同一の傾斜角と同一の高さを有する複数の面を、周方向に配置しており、前記レンズホルダは、前記複数の面のそれぞれに当接するつば部が設けられていることを特徴とする請求項１乃至３に記載のレンズ駆動装置である。このような構成により、弾性部材の付勢力によってレンズホルダが傾斜することを防止できる。

また、請求項５に記載の発明は、前記弾性部材は、前記ガイド軸の個数と同じ数だけ設けていることを特徴とする請求項1乃至４に記載のレンズ駆動装置である。この構成により、より確実にガイド軸とレンズホルダの位置ずれを防止できる。

請求項６に記載の発明は、請求項1乃至５のいずれかに記載のレンズ駆動装置を備えた固体撮像装置である。これにより、レンズホルダの位置ずれを防止でき、光軸のずれを防止できる固体撮像装置を実現できる。
請求項７に記載の発明は、請求項６に記載の固体撮像装置を備えたことを特徴とする電子機器である。これにより、レンズホルダの位置ずれを防止でき、光軸のずれを防止できる電子機器を実現できる。

本発明によると、レンズの位置ずれを防止可能なレンズ駆動装置、これを備えた固体撮像装置及び電子機器を実現することができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態を図面と共に詳細に説明する。

図１は固体撮像装置１の正面図である。図２は、図１のＡ−Ａ断面図である。図４は、図１のＢ−Ｂ断面図である。

固体撮像装置１は、基板と、撮像素子（共に不図示）と、台板２と、光学フィルタ３と、レンズ駆動装置とを備えている。撮像素子は基板上に搭載されている。台板２は、基板上に搭載されて撮像素子を包囲するように形成されている。また、光学フィルタ３は、撮像素子に対向して台板２の開口部を塞ぐように保持される。レンズ駆動装置は、台板２上に搭載されている。撮像素子としては、例えばＣＣＤセンサ、ＣＯＭＳセンサを用いる。

台板２には、係止部４ｂと、一対のガイド軸７ａ、７ｂが一体的に形成されている。係止部４ｂは、弾性部材１１の一端部を係止する。台板２は、プラスチック等の樹脂によって成形されている。ガイド軸７ａ、７ｂは、レンズホルダ６をレンズの光軸方向にスライドさせる。

レンズ駆動装置は、レンズモジュールと、カム部材１０と、モータ（不図示）と、２つの弾性部材１１とを備える。ここで、レンズモジュールは、複数のレンズ９ａ〜９ｃと、各レンズを保持するレンズホルダ６から構成される。レンズホルダ６は円筒形状である。また、カム部材１０は、レンズホルダ６に係合するカム面１０を備え、カム面１０は、第１カム面１０ａと、第２カム面１０ｂと、第３カム面１０ｃとからなる。この各カム面は、レンズの光軸方向と垂直な面に対して同一の傾斜角と同一の高さを有し、周方向に配置されている。また、カム部材１０には、外周側面に歯車部が設けられている。モータには、このカム部材１０の歯車部に噛合する歯車が一体的に設けられている。従って、モータを駆動させることにより、カム部材１０が回転する。

ここで、レンズホルダ６には、第１突起部１４ａと、第２突起部１４ｂとが形成されている。第１突起部１４ａは、レンズホルダ６の外周面に径方向に突出して一方の第１ガイド軸７ａに係合する貫通孔を有するとともに、カム面に当接する第１つば部１３ａを備えている。また、第２突起部１４ｂには、外周面の径方向に突出するとともに第２ガイド軸７ｂを挟み込む挟持部１６が形成されている。また、レンズホルダ６は、外周面の他の２箇所に径方向に突出してカム面に当接する第２つば部１３ｂと第３つば部１３ｃを備える。第１つば部１３ａはカム部材１０の第１カム面１０ａと当接し、第２つば部１３ｂは第２カム面１０ｂと当接し、第３つば部１３ｃは第３カム面１０ｃと当接する。従って、カム部材１０が回転することにより、各カム面１０ａ〜１０ｃに当接する各つば部１３ａ〜１３ｃが光軸方向に移動する。よって、レンズホルダ６は、ガイド軸７ａ、７ｂに沿って光軸方向にスライドする。

ここで、弾性部材１１は、その一端部が台板２の係止部４ｂに係止され他端部がレンズホルダ６の係止部４ａに係止される。弾性部材１１は、図２に示すように、光軸方向に対して傾斜した状態で配置されている。このように弾性部材１１を光軸方向に対して傾斜させて配置しておくことで、レンズ９ａ〜９ｃを光軸方向に移動させる際に弾性部材１１の付勢力をレンズを安定移動させるために効率よく活用できる。弾性部材１１を光軸方向に対して傾斜させると弾性部材１１に基づく付勢力を、光軸方向と平行な方向に作用する力（第１の分力）と、光軸方向と垂直な方向に作用する力（第２の分力）とに分割して利用できる。光軸方向と平行な方向に作用する第１の分力は、レンズホルダ６に設けられた各つば部１３ａ〜１３ｃを各カム面１０ａ〜１０ｃに向けて付勢（押圧）する力として作用する。よって、カム部材１０の回転に応じて、レンズホルダを所定位置に確実に移動させることができる。即ち、レンズを所定位置に正確に移動させることができる。

そして、光軸方向と垂直な方向に作用する第２の分力は、レンズホルダ６に設けられた第１突起部１４ａの貫通孔をガイド軸７ａの一部に押し付けるように付勢（押圧）し、第２突起部１４ｂの挟持部１６をガイド軸７ｂの一部に押し付けるように付勢（押圧）する力として作用する。ここで、レンズホルダ６をガイド軸７ａ、７ｂに沿ってスライドさせるには、ガイド軸７ａ、７ｂ周りにある程度のスペースが確保されている必要がある。このスペースがレンズ移動時にレンズの位置ずれを発生させる。しかし、本実施例では第２の分力が第１突起部１４ａと第２突起部１４ｂをガイド軸７ａ、７ｂに押圧するように作用するので、第１突起部１４ａの貫通孔とガイド軸７ａとを常に当接させ、第２突起部１４ｂの挟持部１６とガイド軸７ｂを常に当接させることができる。その結果、レンズホルダ６は、光軸方向でガタ付くことなくスムーズに移動できる。従って、レンズの位置ずれを防止しながら光軸方向での所望位置へ移動できる。尚、弾性部材１１の傾斜角度が大きすぎると、第２の分力が大きくなりすぎる。これにより、レンズホルダが光軸に対して傾く可能性がある。

ここで、弾性部材１１の傾斜について、図３を用いて説明する。図３は、カム部材１０の第１カム面１０ａと、第１カム面１０ａに当接するレンズホルダ６の第１つば部１３ａの模式図である。図３の１Ａは光軸方向を示し、１Ｂはカム面１０ａに対する法線方向を示す。１Ｃは、光軸方向１Ａと法線方向１Ｂとの間の角度と同一の角度を、法線方向１Ｂから第１カム面１０ａを登る方向に取ったものである。従って光軸方向１Ａと法線方向１Ｂとの間の角度と、法線方向１Ｂと方向１Ｃとの間の角度は同一である。

本実施例にかかる固体撮像装置１の弾性部材１１の傾斜は、図３に示す法線方向１Ｂから方向１Ｃの間にある。弾性部材１１の付勢力は、第１カム面１０ａに対する法線方向に作用する分力（第１ａの分力）と、第１カム面１０ａと平行方向に作用する分力（第２ａの分力）とに分割することができる。ここで、弾性部材１１の付勢力の大きさは、弾性部材１１の伸びに関わる。具体的には、弾性部材１１の伸びが大きいほど、付勢力も大きくなる。ここで、弾性部材１１の傾斜方向を、図３に示す光軸方向１Ａと法線方向１Ｂとの間に配置する場合よりも、法線方向１Ｂから方向１Ｃの間にある場合のほうが、弾性部材１１の伸びは大きくなる。従って、弾性部材１１の傾斜方向を、図３に示す光軸方向１Ａと法線方向１Ｂとの間に配置する場合よりも、法線方向１Ｂから方向１Ｃの間にある場合のほうが、弾性部材１１の付勢力は大きくなる。この結果、第１カム面１０ａに対する法線方向に作用する第１ａの分力は大きくなる。従って、第１カム面１０ａに、レンズホルダ６の第１つば部１３ａが、しっかりと当接することができる。

また、前述したように、カム部材１０は、リング形状であり、モータの動作に連動して回転する。カム面の上面の３箇所には、周方向に高さが異なる第1カム面１０ａ、第２カム面１０ｂ、第３カム面１０ｃを備えている。３つのカム面は、それぞれレンズホルダ６の第１つば部１３ａ、第２つば部１３ｂ、第３つば部１３ｃに当接している。従って、レンズホルダ６をより安定させてカム部材１０に当接させることができる。よって、弾性部材１１の付勢力が大きすぎる場合であっても、レンズホルダが傾斜することを防止できる。

また、図１に示すように、弾性部材１１を、２つのガイド軸７ａ、７ｂに対応させて、２つ設けている。従って、レンズホルダ６の貫通孔と、第１ガイド軸７ａとのがたつきを防止でき、レンズホルダ６の挟持部１６と、第２ガイド軸７ｂとのがたつきを防止できる。

尚、本実施例に係る固体撮像装置１のその他の構成については、図４を用いて説明する。図４は、図１のＢ−Ｂ断面図である。台板２には、円筒部５が形成されている。円筒部５は、光軸方向に突出してカム部材１０の内局面に当接する。レンズホルダ６は、円筒形状をなしており、被写体側（図４上側）の端面にレンズキャップ１２の固定用の接着剤１２ａを塗布する凹部が形成されている。レンズホルダ６内には、第１レンズ９ａと、第２レンズ９ｂと、第３レンズ９ｃと、遮光部材８と、スペーサ１５が挿入されている。被写体側のレンズが第１レンズ９ａである。撮像素子側（図４下側）のレンズが第３レンズ９ｃであり、第１レンズ９ａと第３レンズ９ｃの中間にあるレンズが、第２レンズ９ｂである。スペーサ１５は、第１レンズ９ａと第２レンズ９ｂの間に挟持される。遮光部材８は、第２レンズ９ｂと第３レンズ９ｃの間に挟持される。第３レンズ９ｃとレンズホルダ６の素子側端面とは、接着剤１２ｂで接着されている。スペーサ１５と遮光部材８とはリング形状である。レンズホルダ６の被写体側には、第１レンズ９ａを覆うようにレンズキャップ１２が接着される。

次に、実施例２の固体撮像装置について説明する。実施例２の固体撮像装置と、実施例１の固体撮像装置１との相違は、弾性部材１１の傾斜角である。その他の構成については、同様である。

ここで、実施例２にかかる固体撮像装置の弾性部材１１の傾斜について、図３を用いて説明する。実施例２にかかる固体撮像装置の弾性部材１１の傾斜は、図３に示す垂直方向１Ａから法線方向１Ｂの間で設置されている。ここで、弾性部材１１の傾斜方向が、法線方向１Ｂから方向１Ｃの間にある場合と比較する。前述したように、弾性部材１１の傾斜方向が、法線方向１Ｂから方向１Ｃの間にある場合の、弾性部材１１の付勢力の第１の分力は、弾性部材１１の傾斜方向が、垂直方向１Ａから法線方向１Ｂの間にある場合の第１の分力よりも大きい。従って、弾性部材１１の傾斜方向が、法線方向１Ｂから方向１Ｃの間にある場合のほうが、弾性部材１１の傾斜が、垂直方向１Ａから法線方向１Ｂの間にある場合よりも、ガイド軸７ａ、７ｂに対する付勢力は大きい。ここで、ガイド軸７ａ、７ｂに対する付勢力が大きすぎると、レンズホルダ６が傾いたままガイド軸７ａ、７ｂをスライドする可能性がある。しかし、実施例２の固体撮像装置のように、弾性部材１１の傾斜方向が、垂直方向１Ａから法線方向１Ｂの間で設置されている場合には、法線方向１Ｂから方向１Ｃの間にある場合と比較して、ガイド軸７ａ、７ｂに対する付勢力は小さい。よって、ガイド軸７ａ、７ｂに対する付勢力が大きすぎる場合に生じるレンズホルダ６の傾きを防止することができる。従って、実施例２の固体撮像装置は、レンズホルダ６の傾きを防止することができる。

次に、実施例３の固体撮像装置について説明する。実施例３の固体撮像装置と、実施例１の固体撮像装置１との相違は、弾性部材１１の傾斜角である。その他の構成については、同様である。

実施例３にかかる固体撮像装置の弾性部材１１の傾斜について、図３及び５を用いて説明する。図５は、図１のＡ−Ａ断面図である。本実施例の弾性部材１１の傾斜方向は、垂直方向１Ａよりも第１カム面１０ａが下る方向１Ｄ（図３左方向）に設置している。このようにすれば、弾性部材１１の付勢力の第１カム面１０ａと平行方向に作用する分力（第２ａの分力）によって、第１つば部１３ａが第１カム面１０ａを下る方向に付勢（押圧）されるので、上る方向（図３右方向）に付勢される場合よりも、レンズホルダ６の貫通孔及び第１ガイド軸７ａと、レンズホルダ６の挟持部１６及び第２ガイド軸７ｂとをより確実に当接させることができる。従って、レンズホルダ６の貫通孔と第１ガイド軸７ａとのがたつきと、レンズホルダ６の挟持部１６と第２ガイド軸７ｂとのがたつきをより確実に防止できる。

尚、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、当業者にとっては、特許請求の範囲に記載された発明の要旨の範囲内で、さらに、種々の態様で実施可能である。また、本発明のレンズ駆動装置及び固体撮像装置は携帯電話等の電子機器に搭載されて使用できる。

本実施例に係る固体撮像装置１の正面図である。 図１のＡ−Ａ断面図である。 カム部材１０の第１カム面１０ａと、第１カム面１０ａに当接するレンズホルダ６の第１つば部１３ａの模式図である。 図１のＢ−Ｂ断面図である。 本発明の他の実施例に係る固体撮像装置１のＡ−Ａ断面図である。 従来のレンズ駆動装置５０の構成を示す図である。

符号の説明

１ 固体撮像装置
２ 台板
３ 光学フィルタ
４ａ、４ｂ 系止部
５ 円筒部
６ レンズホルダ
７ａ 第１ガイド軸
７ｂ 第２ガイド軸
８ 遮光部材
９ａ 第１レンズ
９ｂ 第２レンズ
９ｃ 第３レンズ
１０ カム部材
１０ａ 第１カム面
１０ｂ 第２カム面
１０ｃ 第３カム面
１１ 弾性部材
１２ レンズキャップ
１２ａ、１２ｂ 接着剤
１３ａ 第１つば部
１３ｂ 第２つば部
１３ｃ 第３つば部
１４ａ 第１突起部
１４ｂ 第２突起部
１５ スペーサ
１６ 挟持部

Claims (7)

1. レンズと、
   前記レンズの光軸方向と平行に延伸したガイド軸と、
   前記レンズを保持すると共に、前記ガイド軸に対して摺動自在に配置されたレンズホルダと、
   前記レンズホルダに当接するリング状のカム部材と、
   前記カム部材の上面に形成したカム面と、
   前記カム部材の位置変化に応じて前記レンズホルダを前記光軸方向へ移動させるレンズ移動手段と、
   前記レンズホルダを、前記光軸方向に対して傾斜した方向且つ前記カム部材に向けて付勢する弾性部材を備えたことを特徴とするレンズ駆動装置。
2. 前記傾斜した方向は、前記光軸方向と前記カム面の法線方向に挟まれる方向であることを特徴とする請求項1に記載のレンズ駆動装置。
3. 前記傾斜した方向は、前記光軸方向よりも前記カム面が下る方向であることを特徴とする請求項１記載のレンズ駆動装置。
4. 前記カム面は、前記光軸方向と垂直な面に対して同一の傾斜角と同一の高さを有する複数の面を、周方向に配置しており、
   前記レンズホルダは、前記複数の面のそれぞれに当接するつば部が設けられていることを特徴とする請求項１乃至３に記載のレンズ駆動装置。
5. 前記弾性部材は、前記ガイド軸の個数と同じ数だけ設けていることを特徴とする請求項1乃至４に記載のレンズ駆動装置。
6. 請求項1乃至５のいずれかに記載のレンズ駆動装置を備えたことを特徴とする固体撮像装置。
7. 請求項６に記載の固体撮像装置を備えたことを特徴とする電子機器。
   
   
   

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