JP2007292801A - レンズ駆動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】レンズ駆動装置を小型化し、精度良くレンズ保持枠を移動させる。
【解決手段】レンズ保持枠２２の外周面には、光軸方向に離間した一対の軸受アーム３１、３２が設けられており、軸受アーム３１，３２の間にコイルバネ４５、バネ受板４０が配置される。コイルバネ４０は、一端を軸受アーム３１の内面に、他端をバネ受板４０に当接させ、軸受けアーム３１とバネ受板４０に挟持される。コイルバネ３５、バネ受板４０の開口４０ａを介して軸受アーム３１，３２の挿入孔３１ａ、３２ａにガイド軸３３を挿入させる。カム２３の回転に伴ってカム突起３５はカム面５３を摺動し、レンズ保持枠２１は初期位置と繰出し位置の間で移動する。
【選択図】図３

Description

本発明は、撮影レンズを光軸方向に移動させるレンズ駆動装置に関するものである。

リードスクリューやモータの回転軸に取り付けられたカムを用いて撮影レンズを光軸方向に移動させるレンズ駆動装置がある。従来のレンズ駆動装置としては、図６に示すように固定鏡筒５、前カバー６、レンズ保持枠７、ガイド軸８、コイルバネ９、カム１０、ステッピングモータ１１から構成されており、固体撮像素子（ＣＣＤ）は固定鏡筒５の背後に固定される。

固定鏡筒５に設けられた鏡筒部５ａにはレンズ保持枠７が収納されており、ガイド軸８はレンズ保持枠７の外周面に設けられた円筒形状の軸受１５に摺動自在に挿入され、固定鏡筒５と前カバー６で固定されている。軸受１５と前カバー６の間にはガイド軸８が挿通されたコイルバネ９が設けられており、一端を前カバー６の裏面に、他端を軸受１５に当接させ、レンズ保持枠７を光軸方向でＣＣＤ側に付勢している。軸受１５の近傍に設けられたカム１０にはカム面１６が設けられており、軸受１５に設けられたカム突起１７が当接している。ステッピングモータ２２の回転軸１１ａにはウォームギヤ１８が設けられており、カム１０に設けられたウォームホイール１０ａと嵌合している。ステッピングモータ１１が時計回りに回転するとカム突起１７はカム面１６に沿って摺動し、レンズ保持枠７は被写体側に移動する。この時、カム突起１７はコイルバネ９の付勢力によりカム面１６に押し付けられている。

また、特許文献１では、リードスクリューとナット板のバックラッシュを除去し、レンズ保持枠の動作不良を防止するため、圧縮バネによってレンズ保持枠をナット板に向けて付勢しながらナット板の移動によってレンズ保持枠を光軸方向に移動させている。
特開２００２−２９６４８０号公報

しかしながら、従来のレンズ駆動装置では、前カバー６と軸受１５の間にコイルバネ９を配置するスペースが必要となる。そのため、レンズ駆動装置を小型化することに支障があった。さらに、軸受１５とガイド軸８との係合長ｈ（図６参照）を長くすることができないため、レンズ保持枠７が光軸に対して傾く現象、いわゆる倒れが発生する。また、特許文献１のレンズ駆動装置でも、レンズ保持枠と第２レンズ郡枠の間に設けられた圧縮バネは、ガイド軸に沿って延設されたレンズ保持枠より長くなっており、レンズ駆動装置の小型化が困難である。近年、レンズ駆動装置を搭載するカメラは小型化が進んでいるので、レンズ駆動装置の小型化も望まれている。

上記課題を解決するために、本発明は、小型化を可能にし、レンズ保持枠を精度良く移動させ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。

本発明のレンズ駆動装置は、固定鏡筒と、光学系を構成する一部または全部のレンズ群を保持し、外周面に光軸方向に離間した一対の軸受を設けたレンズ枠と、軸心を光軸と平行にして前記固定鏡筒に固定され、前記一対の軸受に設けられた挿通孔に挿通させて前記レンズ枠を光軸方向に移動自在に支持するガイド軸と、一端が前記一対の軸受の間に配置され、他端が前記固定鏡筒に固定された規制部材と、前記一対の軸受の間に配置され、前記一対の軸受のどちらか一方と前記規制部材とによって挟持され、前記レンズ枠を光軸方向のうち一方に向けて付勢する付勢手段と、前記レンズ枠を前記付勢手段の付勢に抗して前記他方に向けて移動させる駆動手段とを備えたことを特徴とするものである。

また、前記駆動手段は、光軸と平行な回転軸を中心に回転させた際に光軸方向に変位するカム面を有したカムと、このカムを回転させるモータとから構成されており、前記レンズ枠は、前記カム面に当接するカム突起を備えており、前記カム突起は前記付勢手段の付勢によって前記カム面に押し付けられ、前記カム突起が前記カムの回転に伴って前記カム面に摺動することで前記レンズ枠が光軸方向に移動することが好ましい。

本発明によれば、固定鏡筒と、光学系を構成する一部または全部のレンズ群を保持し、外周面に光軸方向に離間した一対の軸受を設けたレンズ枠と、軸心を光軸と平行にして固定鏡筒に固定され、一対の軸受に設けられた挿通孔に挿通させてレンズ枠を光軸方向に移動自在に支持するガイド軸と、一端が一対の軸受の間に配置され、他端が固定鏡筒に固定された規制部材と、一対の軸受の間に配置され、一対の軸受のどちらか一方と規制部材とによって挟持され、レンズ枠を光軸方向のうち一方に向けて付勢する付勢手段と、レンズ枠を付勢手段の付勢に抗して他方に向けて移動させる駆動手段とを備えたので、付勢手段を設置するスペースを余分に設ける必要がなくなり、レンズ駆動装置を小型化することができる。さらに、一対の軸受を離間して配置したので、軸受とガイド軸との係合長が長くなり、レンズ枠の倒れを防止して精度良く光軸方向に移動できる。さらにまた、付勢手段の配置を一対の軸受の間で変更することで、レンズ枠への付勢方向を適宜に変更でき、設計の自由度が高くなる。

また、駆動手段は、光軸と平行な回転軸を中心に回転させた際に光軸方向に変位するカム面を有したカムと、このカムを回転させるモータとから構成されており、レンズ枠はカム面に当接するカム突起を備えており、カム突起は付勢手段の付勢によってカム面に押し付けられ、カム突起がカムの回転に伴ってカム面に摺動することでレンズ枠は光軸方向に移動するので、レンズ枠を光軸方向に連続的、かつスムーズに移動させることができる。

本発明のレンズ駆動装置は、例えば携帯電話機や小型モバイル機器などに内蔵されるカメラを構成するものである。図１及び図２に示すように、レンズ駆動装置２０は前カバー２１、レンズ保持枠２２、カム２３、ステッピングモータ２４、固定鏡筒２５などから構成されている。

図２に示すように、レンズ保持枠２２はフランジ部２２ａとボス部２２ｂから構成されており、撮影レンズ２６がフランジ部２２ａから露呈するように設けられている。ボス部２２ｂの外周面には軸受部３０が設けられている。軸受部３０は、光軸Ｌ方向に離間した一対の軸受アーム３１、３２を有している。軸受アーム３１、３２には、ガイド軸３３が摺動自在に挿通される挿通孔３１ａ，３２ａが形成されている。図３にも示すように、軸受アーム３１，３２とガイド軸３３との係合長はｈ１となっている。また、軸受部３０には後述するカム２３に当接するカム突起３５が設けられている。さらに、図示しないが、軸受部３０の対角のボス部２２ｂには、光軸Ｌ方向に延設されたキー突起が形成されている。

固定鏡筒２５は、略円筒形状の鏡筒部２５ａが一体化した形状である。鏡筒部２５ａの内径はボス部２２ｂの外径とほぼ同じ大きさとなっている。鏡筒部２５ａには光軸Ｌ方向に切り欠き部３６が形成されており、レンズ保持枠２２が鏡筒部２５ａに収納されると、軸受部３０が切り欠き部３６から鏡筒部２５ａの外側に突出して配置される。また、切り欠き部３６の対角で、かつ鏡筒部２５ａの内面にはレンズ保持枠２２に設けられたキー突起と嵌合するキー溝３７が設けられている。レンズ保持枠２２は、軸受部３０を切り欠き部３６に合わせ、キー突起をキー溝３７に合わせて鏡筒部２５ａに収納される。よって、切り欠き部３６、キー溝３７およびキー突起はレンズ保持枠２２の回転止めとして機能する。

また、鏡筒部２５ａの近傍には規制部材であるバネ受板４０を固定するピン４１（図２参照）が設けられている。バネ受板４０は、略への字型形状をしており、その厚み方向に剛性を有している。そのため、厚み方向に力が加わってもバネ受板４０はたわみ難くなっている。バネ受板４０の一端にはガイド軸３３を挿通させる開口４０ａが形成されており、他端側にはピン４１を挿入する位置決め孔４２が形成されている。

レンズ保持枠２２を鏡筒部２５ａに収納した後、位置決め孔４２にピン４１を挿入させて固定鏡筒２５にバネ受板４０を取り付ける。これにより、バネ受板４０の一端は軸受アーム３１、３２の間に配置され、軸受アーム３１，３２の挿通孔３１ａ、３２ａと開口４０ａが光軸方向と平行な直線上に配置される。位置決め孔４２に挿入されたピン４１はバネ受板４０から突出する。図示しないが、前カバー２１にはバネ受板４０から突出したピン４１を挿入させる凹部を有した受部が設けられている。そのため、前カバー２１を固定鏡筒２５に組み付けると、凹部にピン４１が入り込むとともに、バネ受板４０は受部の端面で固定鏡筒２５側に押さえ付けられて固定される。

図３にも示すように、付勢手段であるコイルバネ４５は、軸受アーム３１とバネ受板４０の間に配置される。ガイド軸３３は、コイルバネ４５およびバネ受板４０の開口４０ａを介して挿通孔３１ａ、３２ａに挿通され、一端を固定鏡筒２５に設けられた軸穴５０（図２参照）に、他端を前カバー２１に設けられた軸孔５１（図１参照）に挿入して固定される。この時、ガイド軸３３はその軸心が光軸Ｌと平行になる。コイルバネ４５は、その一端を軸受アーム３１の内面に、他端をバネ受板４０に当接させ、軸受アーム３１とバネ受板４０に挟持されている。よって、コイルバネ３５は光軸Ｌ方向でＣＣＤ７１側にレンズ保持枠２２を付勢している。この時、軸受アーム３２とバネ受板４０の間には隙間があり、カム突起３５はカム面５３に押し付けられることでレンズ保持枠２２がＣＣＤ７１側に移動することを規制するストッパーとして機能している。

カム２３は、被摺動部２３ａ、ウォームホイール２３ｂと、回転軸５６とから構成されている。回転軸５６は、その一端を被摺動部２３ａから突出させて固定鏡筒２５に設けられた軸穴５５に挿入させ、他端をウォームホイール２３ｂから突出させて前カバー２１に設けられた軸穴５７に挿入させている。よって、カム２３は、前カバー２１と固定鏡筒２５の間で回転軸５６を中心に回転自在に取り付けられる。

また、被摺動部２３ａは、カム２３を回転させた際にカム突起３５が摺動するカム面５３が設けられている。カム面５３は、カム２３の回転に応じて光軸方向に変位する。カム突起３５はコイルバネ４５の付勢によりカム面５３に押し付けられている。ウォームホイール２３ｂは、ステッピングモータ２４の回転軸２４ａに設けられたウォームギヤ５８と嵌合するウォームホイール２３ｂであり、ウォームギヤ５８の回転方向を９０°直交する方向に変換させる。ステッピングモータ２４の回転に伴ってカム２３が回転すると、カム突起３５がカム面５３に沿って摺動するので、レンズ保持枠２２は光軸Ｌ方向に移動する。なお、駆動手段としては、カム２３とステッピングモータ２４から構成されている。

ステッピングモータ２４には、回転軸２４ａが設けられた上面に略Ｌ字形状の固定板６０が設けられている。ステッピングモータ２４は、固定板６０に設けられたネジ孔６１と固定鏡筒２５の左側面に設けられた貫通孔６２を合わせて位置決めし、ビス６３によって固定鏡筒２５に固定される。これにより、ウォームギヤ５８はカム２３のウォームホイール２３ｂと嵌合し、ステッピングモータ２４からの回転駆動をカム２３に伝達可能となる。

前カバー２１は、その前面にレンズ保持枠２２のフランジ部２２ａを露呈させる開口６５と、前カバー２１を固定鏡筒２５に固定させるためのネジ孔６６が形成されている。前カバー２１の上面と右側面には、固定鏡筒２５に形成された係止爪６７と係止する係止孔６８が設けられている。前カバー２１は、係止爪６７に係止孔６８を係止させてビス６９によって固定鏡筒２５に固定される。この時、開口６５からはレンズ保持枠２２のフランジ部２２ａが露呈する。また、レンズ駆動装置２０の背後には、基板７０に実装されたＣＣＤ７１が固定される。

次に、レンズ保持枠２２を光軸方向に移動させる方法を説明する。図４に示すように、レンズ保持枠２２は軸受アーム３１とバネ受板４０の間で挟持されたコイルバネ４５によってＣＣＤ７１側に付勢されており、カム突起３５はこの付勢によってカム面５３に押し付けられている。レンズ保持枠２２の初期位置は、カム面５３に当接するカム突起３５がＣＣＤ７１側に最も近づく位置である。レンズ保持枠２２が初期位置の場合には、前カバー２１の開口６５からフランジ部２２ａの前面が僅かに突出している。

ステッピングモータ２４が時計回りに回転すると、カム２３は回転軸５６を中心に回転する。この時、カム突起３５はカム面５３に押し付けられながら摺動する。このように、カム突起３５がカム面５３に沿って摺動することで、軸受アーム３１、３２はガイド軸３３に沿って摺動し、レンズ保持枠２２は光軸方向で被写体側に連続的に移動する。レンズ保持枠２３が初期位置の状態から、回転軸５６を中心にカム２３を約１８０°回転させると、図５に示すようにカム突起３５が被写体側に最も近づく繰り出し位置に移動する。レンズ保持枠２２が繰出し位置に移動した場合には、フランジ部２２ａが前カバー２１の開口６５から被写体側に突出する。

同様に、レンズ保持枠２２を繰出し位置から初期位置に移動させる際には、ステッピングモータ２４を反時計回りに回転させる。これにより、カム２３の回転に伴ってカム突起３５がカム面５３に沿って摺動し、レンズ保持枠２２は光軸方向で被写体側からＣＣＤ７１側に連続的に移動する。なお、カム２３には、回転軸５６の周囲に連続するカム面５３が設けられているので、レンズ保持枠２２を初期位置と繰出し位置の間で移動させる際に、ステッピングモータ２４を時計回りまたは反時計回りのどちらか一方にだけ回転させてもよい。

上記のように軸受アーム３１，３２を光軸Ｌ方向に離間して設けたので、本実施形態の軸受部３０と図６に示す軸受１５とは、そのストロークは同じだが、軸受アーム３１、３２とガイド軸３３との係合長ｈ１（図３参照）はガイド軸８と軸受１５との係合長ｈ（図６参照）よりを長くすることができる。従って、レンズ保持枠２２が光軸に対して傾く、倒れを防止することができるので、レンズ保持枠２２を初期位置と繰出し位置の間で精度良く移動させることができる。さらに、軸受アーム３１，３２の間にバネ受板４０およびコイルバネ４５を配置し、コイルバネ４５の一端を軸受アーム３１の内面と、他端をバネ受板４０に当接させ、コイルバネ４５を軸受アーム３１とバネ受板４０とで挟持してレンズ保持枠２２を光軸Ｌ方向でＣＣＤ７１側に付勢したので、レンズ駆動装置２０を小型化することができる。また、ステッピングモータ２４によってカム２３を回転させることで、レンズ保持枠２２を初期位置と繰出し位置の間で連続的に、かつスムーズに移動させることができる。

また、上記実施形態では、コイルバネ４５を軸受アーム３１とバネ受板４０の間に配置し、コイルバネ３５によってレンズ保持枠２２を光軸Ｌ方向でＣＣＤ７１側に付勢しているが、これに代えて、コイルバネ４５の一端を軸受アーム３２の内面に、他端をバネ受板４０に当接させ、コイルバネ４５を軸受アーム３２とバネ受板４０とに挟持させ、レンズ保持枠２２を光軸Ｌ方向で被写体側に付勢させてもよい。この場合、カム２３のカム面５３がＣＣＤ７１側を向くように、つまりカム面５３から突出した回転軸５６を固定鏡筒２５に設けられた軸穴５５（図２参照）に、ウォームホイール２３ｂから突出した回転軸５６を前カバー２１に設けられた軸孔５７（図１参照）に挿入させて、カム２３を前カバー２１と固定鏡筒２５の間に回転自在に取り付ける。これにより、レンズ保持枠２２は光軸方向で被写体側に付勢され、カム突起３５はカム面５３に押し付けられる。

レンズ駆動装置２０を上記のような構成とした場合でも、軸受アーム３１、３２とガイド軸３３との係合長ｈ１を長くすることができるので、レンズ保持枠２２を光軸Ｌ方向に精度良く移動させることができる。さらに、コイルバネ３５およびバネ受板４０が軸受アーム３１、３２の間に配置されているので、レンズ駆動装置２０を小型化することができる。さらにまた、軸受アーム３１、３２の間でコイルバネ３５の配置を変更することで、レンズ保持枠２２の付勢方向を適宜に変更することができ、設計の自由度が高くなる。

また、本実施形態では、ガイド軸３３をコイルバネ４５に通して、軸受アーム３１とバネ受板４０とでコイルバネ４５を挟持したが、これに限らず、コイルバネ４５より小型のコイルバネをガイド軸３３の周囲に複数配置し、軸受アーム３１とバネ受板４０とでこれらのコイルバネを挟持するようにしてもよい。

なお、上記実施形態では、バネ受板４０を前カバー２１と固定鏡筒２５で挟み込んで固定したが、これに限らず。バネ受板４０を固定鏡筒２５に接着剤やビスによって固定してもよい。また、バネ受板４０に開口４０ａを備えたが、軸受アーム３１、３２の間に配置されたバネ受板４０の一端にガイド軸３３が入り込む切欠き部を形成し、この切欠き部の周囲にコイルバネ４５の一端を当接させてもよい。

レンズ駆動装置の構成を示す外観斜視図である。 レンズ駆動装置の構成を示す分解斜視図である。 軸受部の構成を説明する断面図である。 レンズ保持枠が初期位置の状態を示す上面図である。 レンズ保持枠が繰出し位置の状態を示す上面図である。 従来の軸受部の構成を示す上面図である。

符号の説明

２０ レンズ駆動装置
２２ レンズ保持枠
２３ カム
２４ ステッピングモータ
２５ 固定鏡筒
２６ 撮影レンズ
３１、３２ 軸受アーム
３３ ガイド軸
３５ カム突起
４５ コイルバネ
４０ バネ受板

Claims (2)

1. 固定鏡筒と、
   光学系を構成する一部または全部のレンズ群を保持し、外周面に光軸方向に離間した一対の軸受を設けたレンズ枠と、
   軸心を光軸と平行にして前記固定鏡筒に固定され、前記一対の軸受に設けられた挿通孔に挿通させて前記レンズ枠を光軸方向に移動自在に支持するガイド軸と、
   一端が前記一対の軸受の間に配置され、他端が前記固定鏡筒に固定された規制部材と、
   前記一対の軸受の間に配置され、前記一対の軸受のどちらか一方と前記規制部材とによって挟持され、前記レンズ枠を光軸方向のうち一方に向けて付勢する付勢手段と、
   前記レンズ枠を前記付勢手段の付勢に抗して前記他方に向けて移動させる駆動手段とを備えたことを特徴とするレンズ駆動装置。
2. 前記駆動手段は、光軸と平行な回転軸を中心に回転させた際に光軸方向に変位するカム面を有したカムと、このカムを回転させるモータとから構成されており、
   前記レンズ枠は、前記カム面に当接するカム突起を備えており、
   前記カム突起は前記付勢手段の付勢によって前記カム面に押し付けられ、前記カム突起が前記カムの回転に伴って前記カム面に摺動することで前記レンズ枠が光軸方向に移動することを特徴とする請求項１記載のレンズ駆動装置。

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