JP2008040076A - レンズ駆動装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】小型で衝撃に強く、レンズ姿勢が安定し、低消費電力のレンズ駆動装置を提供する。
【解決手段】このレンズ駆動装置は、レンズを保持するレンズホルダ1と、レンズホルダ1を光軸2の方向に移動可能に支持するシャフト5,6と、レンズホルダ1の側面に当接され、伸縮運動によってレンズホルダ1を光軸2の方向に移動させる圧電アクチュエータ10と、摩擦部材18を介してレンズホルダ1を圧電アクチュエータ10側に押圧する押圧部材15とを備える。したがって、圧電アクチュエータ10によってレンズホルダ1を直接摩擦駆動するので、装置の小型化、耐衝撃性の向上、レンズ姿勢の安定化、消費電力の低減化を図ることができる。
【選択図】図1
【解決手段】このレンズ駆動装置は、レンズを保持するレンズホルダ1と、レンズホルダ1を光軸2の方向に移動可能に支持するシャフト5,6と、レンズホルダ1の側面に当接され、伸縮運動によってレンズホルダ1を光軸2の方向に移動させる圧電アクチュエータ10と、摩擦部材18を介してレンズホルダ1を圧電アクチュエータ10側に押圧する押圧部材15とを備える。したがって、圧電アクチュエータ10によってレンズホルダ1を直接摩擦駆動するので、装置の小型化、耐衝撃性の向上、レンズ姿勢の安定化、消費電力の低減化を図ることができる。
【選択図】図1
Description
この発明はレンズ駆動装置に関し、特に、デジタルカメラ、カメラ付き携帯電話機、ビデオカメラなどの撮像装置において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。
オートフォーカス機能やズーム機能を有する撮像装置には、複数のレンズからなる光学系全体、フォーカス用レンズ(またはレンズ群)単体、あるいはズーム用レンズ(またはレンズ群)単体を光軸方向に移動させるためのレンズ駆動装置が設けられている。
レンズ駆動装置としては、ステッピングモータによってリードスクリューネジを回転させてレンズを駆動させるもの(たとえば特許文献1参照)、スパイラル構造にして変位を拡大させた圧電素子によってレンズを駆動させるもの(たとえば特許文献2参照)、ボイスコイルを用いたもの(たとえば特許文献3参照)などがある。
実公平6−37228号公報
特表2004−530172号公報
実公昭63−2997号公報
しかし、ステッピングモータを用いたレンズ駆動装置では、ステッピングモータが大きいため、装置が大型化するという問題があった。また、スパイラル構造の圧電素子を用いたレンズ駆動装置では、小型化は可能となるが、衝撃などによって圧電素子が破壊し易いという問題があった。また、ボイスコイルを用いたレンズ駆動装置では、レンズを移動させたときにレンズが傾くという問題や、消費電力が大きいという問題があった。
それゆえに、この発明の主たる目的は、小型で衝撃に強く、レンズ姿勢が安定し、低消費電力のレンズ駆動装置を提供することである。
この発明に係るレンズ駆動装置は、レンズを光軸方向に移動させるレンズ駆動装置であって、レンズを保持するレンズホルダと、レンズホルダを光軸方向に移動可能に支持する案内手段と、所定の摩擦力でレンズホルダに当接され、振動することによってレンズホルダを光軸方向に移動させる圧電アクチュエータとを備えたものである。
好ましくは、さらに、レンズホルダを圧電アクチュエータに押圧する押圧手段を備える。
また好ましくは、さらに、押圧手段とレンズホルダの間に設けられた第1の摩擦部材を備える。
また好ましくは、レンズホルダと圧電アクチュエータとの間に設けられた第2の摩擦部材を備える。
この発明に係るレンズ駆動装置では、レンズを保持するレンズホルダと、レンズホルダを光軸方向に移動可能に支持する案内手段と、所定の摩擦力でレンズホルダに当接され、振動することによってレンズホルダを光軸方向に移動させる圧電アクチュエータとが設けられる。したがって、レンズホルダを光軸方向に移動可能に支持し、圧電アクチュエータによってレンズホルダを直接摩擦駆動するので、装置の小型化、耐衝撃性の向上、レンズ姿勢の安定化、消費電力の低減化を図ることができる。
図1は、この発明の一実施の形態によるカメラ装置のレンズ駆動装置の構成を示す斜視図である。図1において、このレンズ駆動装置は、直方体状のレンズホルダ1を備える。レンズホルダ1の上面の中央には、光軸2を通す貫通孔3が形成され、貫通孔3にはレンズ群(図示せず)が配設されている。
カメラ装置の筐体4には、案内手段である2本のシャフト5,6が所定の間隔で立設されている。レンズホルダ1の上面の1つの角の近傍にはシャフト5を挿通させるための貫通孔7が形成され、その角と対向する角の近傍にはシャフト6を挿通させるための切欠部8が形成されている。貫通孔7の直径は、シャフト5の直径よりも僅かに大きい。切欠部8は、1つの曲面部と2つの平面部とを含む。曲面部の曲率半径はシャフト6の半径よりも僅かに大きい。したがって、レンズホルダ1は、シャフト5,6に沿って、光軸2の方向に移動可能に設けられている。
レンズホルダ1の1つの側面には、圧電アクチュエータ10が当接されている。圧電アクチュエータ10は、たとえば光軸2の方向に積層された複数の圧電素子11と、それらを保持する保持部材12とを含む。保持部材12は、カメラ装置の筐体4に固定されている。圧電素子11は、印加した電圧値に応じて厚さが変化するものであり、電圧印加の有無に応じて厚さ方向に伸縮する。
レンズホルダ1の圧電アクチュエータ10と反対側には、レンズホルダ1を圧電アクチュエータ10に押圧するための押圧部材15と摩擦部材18とが設けられている。押圧部材15は、弾性部材16と、保持部材17とを含む。保持部材17は、カメラ装置の筐体4に固定されている。弾性部材16の一方の面は保持部材17に貼り付けられ、摩擦部材18の一方の面は弾性部材16の他方の面に貼り付けられ、摩擦部材18の他方の面はレンズホルダ1の側面に当接される。弾性部材16は、所定の圧力で摩擦部材18をレンズホルダ1の側面に付勢する。
図2(a)は、レンズホルダ1が基準位置に静止している状態を示す側面図である。レンズホルダ1は、シャフト5,6に沿って上下方向(光軸方向)に移動可能に設けられている。静止状態では、圧電アクチュエータ10は伸縮運動をしておらず、レンズホルダ1は押圧部材15によって圧電アクチュエータ10に押圧されている。
たとえばオートフォーカス時においてレンズホルダ1を光軸2の一方方向(図では上側)に移動させる場合は、圧電アクチュエータ10の各圧電素子11を光軸2の一方方向に急激に伸ばし、光軸2の他方方向(図では下方向)にゆっくりと縮むようにインパクトドライブする。これにより、レンズホルダ1を光軸2の一方方向に尺取虫運動させることができる。圧電素子11の伸縮を停止すると、図2(b)に示すように、レンズホルダ1は摩擦部材18の摩擦力によって、その位置に保持される。したがって、レンズホルダ1を所望の位置に移動させることができる。
図3は、図1に示したレンズ駆動装置を備えたカメラ装置の構成を示すブロック図である。図3を参照して、カメラ装置の筐体4には、レンズホルダ1と、圧電アクチュエータ10と、押圧部材15と、摩擦部材18とが設けられる。また、レンズホルダ1の後部(図では右側)には、波長が700nm以上の赤外線をカットして色再現性を高めるためのIRカットフィルタ20と、CCD、CMOSなどのイメージセンサ21とが設けられている。物体からの光は、光軸2に沿ってレンズホルダ2内のレンズおよびIRカットフィルタ20を介してイメージセンサ21に入射される。
また、筐体4内には、レンズホルダ1の位置を検出するための位置センサ22が設けられている。なお、筐体4側にストッパを設けてゼロ点にレンズホルダを一旦移動させるようにすれば、位置センサ22を省略することも可能である。位置センサ22の信号は、制御回路23に入力される。制御回路23は、位置センサ22の出力信号に基づいて、ドライバ24を介して圧電アクチュエータ10を駆動する。
この実施の形態では、レンズホルダ1をシャフト5,6に沿って光軸2の方向に移動可能に支持し、圧電アクチュエータ10によってレンズホルダ1を光軸2の方向に直接摩擦駆動する。したがって、装置の小型化、耐衝撃性の向上、レンズ姿勢の安定化、消費電力の低減化を図ることができる。
図4(a)〜(c)は、この実施の形態の変更例を示す図である。圧電アクチュエータ10の圧電素子11の全てを保持部材12に固定する必要はなく、図4(a)に示すように、一部の圧電素子11のみを保持部材12の一部12aのみに固定してもよい。また、上記実施の形態では、圧電素子11を光軸2の方向に積層して積層方向の圧縮・伸張(縦効果)を使用したが、これに限るものではなく、図4(b)に示すように、圧電素子11を光軸2と直交する方向に積層し、積層方向に直交する方向の圧縮・伸張(横効果)を使用してもよい。また、図4(c)に示すように、圧電素子11とレンズホルダ1の間に摩擦部材30を設け、全圧電素子11を同時に駆動するのではなく、櫛歯状にずらせて駆動して摩擦部材30を波打つように変形させ、摩擦部材30に発生した進行波によってレンズホルダ1を移動させてもよい。
また、図5は、この実施の形態の他の変更例を示す図である。図5において、この変更例では、レンズホルダ1の圧電アクチュエータ10側の角の近傍に貫通孔7が形成され、その角に対向する角の近傍に切欠部8が形成される。貫通孔7は、押圧部材15がレンズホルダ1を押圧する方向と平行な方向に長い長孔に形成され、貫通孔7の圧電アクチュエータ10側の端部に突起部31が形成されている。切欠部8は、押圧部材15側に開口している。したがって、貫通孔7および切欠部8にシャフト5,6が挿入された状態でも、レンズホルダ1は押圧部材15の押圧方向に所定距離だけ移動可能になっている。押圧部材15は常時、レンズホルダ1を圧電アクチュエータ10側に押圧しているので、レンズホルダ1が押圧方向に移動可能になっていても問題はない。この変更例では、突起部5によりレンズホルダ1とシャフト5を線接触させてレンズホルダ1とシャフト5の間の摩擦力を低減させることができる。なお、レンズホルダ1の圧電アクチュエータ10側の側面に摩擦部材32を貼り付けて、圧電アクチュエータ10による摩擦駆動を安定化させてもよい。
また、図6は、この実施の形態のさらに他の変更例を示す図である。図6において、この変更例では、シャフト5,6、貫通孔7および切欠部8の代わりに、凸状案内部材33,34および凹状案内部材35,36が設けられる。凸状案内部材33,34は、ともに四角柱状に形成されて光軸2と平行に配置され、レンズホルダ1の4つの側面のうちの圧電アクチュエータ10および押圧部材15が設けられた2つの側面の残りの2つの側面の中央部にそれぞれ固定される。凹状案内部材35,36は、ともに光軸2と平行に配置され、カメラ装置の筐体4に固定される。凸状案内部材33,34は、それぞれ凹状案内部材35,36の溝に挿入される。したがって、レンズホルダ1は、案内部材33〜36によって光軸2と平行な方向に移動可能に支持される。
また、凹状案内部材35,36の溝の圧電アクチュエータ10側の内壁には、それぞれ突起部37,39が形成され、凹状案内部材35,36の溝の底にはそれぞれ突起部38,40が形成されている。突起部37〜40は、凹状案内部材35,36の溝の全長に亘って形成されている。したがって、凸状案内部材33,34と凹状案内部材35,36は突起部37〜40を介して線接触するので、両者間の摩擦力は低減される。
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
1 レンズホルダ、2 光軸、3,7 貫通孔、4 筐体、5,6 シャフト、8 切欠部、10 圧電アクチュエータ、11 圧電素子、12 保持部材、15 押圧部材、16 弾性部材、17 保持部材、18,30,32 摩擦部材、20 IRカットフィルタ、21 イメージセンサ、22 位置センサ、23 制御回路、24 ドライバ、31,37〜40 突起部、33,34 凸状案内部材、35,36 凹状案内部材。
Claims (4)
- レンズを光軸方向に移動させるレンズ駆動装置であって、
前記レンズを保持するレンズホルダと、
前記レンズホルダを前記光軸方向に移動可能に支持する案内手段と、
所定の摩擦力で前記レンズホルダに当接され、振動することによって前記レンズホルダを前記光軸方向に移動させる圧電アクチュエータとを備える、レンズ駆動装置。 - さらに、前記レンズホルダを前記圧電アクチュエータに押圧する押圧手段を備える、請求項1に記載のレンズ駆動装置。
- さらに、前記押圧手段と前記レンズホルダの間に設けられた第1の摩擦部材を備える、請求項2に記載のレンズ駆動装置。
- さらに、前記レンズホルダと前記圧電アクチュエータとの間に設けられた第2の摩擦部材を備える、請求項1から請求項3までのいずれかに記載のレンズ駆動装置。
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JP2006213286A JP2008040076A (ja) | 2006-08-04 | 2006-08-04 | レンズ駆動装置 |
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JP2011138162A (ja) * | 2011-03-18 | 2011-07-14 | Tdk Corp | レンズ駆動装置 |
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2006
- 2006-08-04 JP JP2006213286A patent/JP2008040076A/ja not_active Withdrawn
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