JP2012237855A - レンズモジュール、撮像装置、電子機器、およびレンズモジュールの駆動方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】小型化が図られたレンズモジュールを提供する。
【解決手段】レンズ体3と、レンズ体3をレンズ体3の光軸に沿った側壁で保持するレンズ保持部材5と、レンズ体3を挟んでレンズ保持部材5に対向配置された固定部材7と、レンズ体3を側壁方向から挟む位置において、固定部材7に一端側が固定され、他端側を自由端11aとしてレンズ保持部材5側に突出させて配置され、電圧の印加によって面方向に湾曲して自由端11aが光軸zに沿った方向に変位する平板状の変位素子11と、レンズ体3を側壁方向から挟む位置に配置され、一端が変位素子11の自由端111aに固定され、他端がレンズ保持部材5に対して回動自在に固定された複数本の駆動支持部材13とを備えたレンズモジュール1-1である。
【選択図】図1
【解決手段】レンズ体3と、レンズ体3をレンズ体3の光軸に沿った側壁で保持するレンズ保持部材5と、レンズ体3を挟んでレンズ保持部材5に対向配置された固定部材7と、レンズ体3を側壁方向から挟む位置において、固定部材7に一端側が固定され、他端側を自由端11aとしてレンズ保持部材5側に突出させて配置され、電圧の印加によって面方向に湾曲して自由端11aが光軸zに沿った方向に変位する平板状の変位素子11と、レンズ体3を側壁方向から挟む位置に配置され、一端が変位素子11の自由端111aに固定され、他端がレンズ保持部材5に対して回動自在に固定された複数本の駆動支持部材13とを備えたレンズモジュール1-1である。
【選択図】図1
Description
本技術は、電圧の印加によって変形する平板状の変位素子を用いてレンズ駆動を行うレンズモジュール、このレンズモジュールを用いた撮像装置および電子機器、さらにはレンズモジュールの駆動方法に関する。
近年、携帯電話やパーソナルコンピュータ(PC)、あるいはPDA(Personal Digital Assistant)などの携帯型電子機器の高機能化が著しく進んでおり、レンズモジュールを搭載することにより撮像機能を備えたものが一般的となっている。このような携帯型電子機器においては、カメラモジュールのオートフォーカスを実現するために、レンズを光軸に沿って被写体方向に往復に動かす必要がある。
従来、レンズモジュール内のレンズの移動は、ボイスコイルモータやステッピングモータなどを駆動部として行う方法が一般的であったが、最近では、コンパクト化の観点から、ポリマーアクチュエータ素子を駆動部として利用したものが開発されている。ポリマーアクチュエータ素子とは、例えば一対の電極間にイオン交換樹脂膜を挟んで構成されたもので、一対の電極間に電位差が生じることによりイオン交換樹脂膜が膜面に対して直交する方向へ変位する。
このようなポリマーアクチュエータ素子を用いたレンズモジュールとして、例えばレンズ群を保持する移動鏡枠を光軸に沿って移動可能に支持するガイド軸を設け、移動鏡枠と光軸方向に重なる位置にポリマーアクチュエータ素子を配置した構成が示されている。このような構成によれば、ポリマーアクチュエータ素子の変形によって移動鏡枠が光軸方向に移動する(例えば下記特許文献1参照)。
またこの他の構成として、湾曲方向が互いに異なる1組のポリマーアクチュエータ素子を組み合わせ、このポリマーアクチュエータ素子の一方の端部にレンズを取り付けた構成のレンズモジュールが示されている(例えば下記特許文献2参照)。
しかしながら、上記特許文献1に示されたレンズモジュールでは、レンズ群を保持する移動鏡枠に対して、光軸方向に重なる位置にポリマーアクチュエータ素子を配置しているため、レンズモジュールおよびこれを用いた電子機器の薄型化が阻害される。
また上記特許文献2に示されたレンズモジュールでは、ポリマーアクチュエータ素子の端部にレンズを取り付けているため、レンズの移動範囲を大きくするにはポリマーアクチュエータ素子にある程度の長さが必要になる。これは、レンズモジュールおよびこれを用いた電子機器の小型化を阻害する要因となる。
そこで本技術は、平板状の変位素子をレンズの駆動用に用いた構成において、小型化および薄型化の達成が可能なレンズモジュールを提供し、これによってレンズモジュールを用いた撮像装置および電子機器の小型化および薄型化を図ることを目的とする。
このような目的を達成するための本技術のレンズモジュールは、レンズ体と、レンズ体を光軸に沿った側壁で保持するレンズ保持部材と、レンズ体を挟んでレンズ保持部材に対向配置された固定部材とを備えている。さらに、レンズ体を側壁方向から挟む位置には、固定部材に一端側が固定され、他端側を自由端としてレンズ保持部材側に突出させた平板状の変位素子が配置されている。変位素子は、電圧の印加によって面方向に湾曲し、自由端が光軸に沿った方向に変位するものである。また、レンズ体を側壁方向から挟む位置には、一端が変位素子の自由端に固定され、他端がレンズ保持部材に対して回動自在に固定された複数本の駆動支持部材が配置されている。
このような構成のレンズモジュールによれば、変位素子の自由端の変位により、自由端に一端を固定した駆動支持部材が回動し、駆動支持部材の他端が固定されたレンズ保持部材が、固定部材との対向状態を保って変位する。これにより、レンズ保持部材に保持されたレンズ体が光軸に沿って移動する。このため、レンズ体の光軸方向に変位素子を重ねたり、変位素子の端部にレンズ体を保持させた構成とすることなく、レンズ体をチルトなく光軸方向に移動させることができる。
また本技術は、このようなレンズモジュールを用いた撮像装置および電子機器、さらにはこのようなレンズモジュールの駆動方法でもある。
以上説明したように本技術によれば、レンズ体の光軸方向に変位素子を重ねたり、変位素子の端部にレンズ体を保持させた構成とすることなく、レンズ体を光軸方向に移動させることができる。このため、レンズモジュールおよびこれを用いた撮像装置および電子機器の薄型化および小型化を達成することが可能になる。
以下、本発明の実施の形態を、図面に基づいて次に示す順に説明する。
1.第1実施形態(レンズモジュール)
2.第2実施形態(整形された変位素子を有するレンズモジュール)
3.第3実施形態(弾性ワイヤーを用いたレンズモジュール)
4.第4実施形態(立方体形状のレンズ体を用いたレンズモジュール)
5.第5実施形態(撮像装置)
6.第6実施形態(電子機器)
1.第1実施形態(レンズモジュール)
2.第2実施形態(整形された変位素子を有するレンズモジュール)
3.第3実施形態(弾性ワイヤーを用いたレンズモジュール)
4.第4実施形態(立方体形状のレンズ体を用いたレンズモジュール)
5.第5実施形態(撮像装置)
6.第6実施形態(電子機器)
≪1.第1実施形態≫(レンズモジュール)
図1は第1実施形態のレンズモジュールの構成を説明する斜視図であり、図2は第1実施形態のレンズモジュールの構成および駆動を説明する側面図である。以下に、これらの図に基づいて、第1実施形態のレンズモジュールの構成およびレンズモジュールの駆動を説明する。
図1は第1実施形態のレンズモジュールの構成を説明する斜視図であり、図2は第1実施形態のレンズモジュールの構成および駆動を説明する側面図である。以下に、これらの図に基づいて、第1実施形態のレンズモジュールの構成およびレンズモジュールの駆動を説明する。
[第1実施形態のレンズモジュールの構成]
図1および図2に示すレンズモジュール1-1は、例えば撮像装置や光ピックアップ装置に設けられるものであって、光軸zを傾けることなく光軸zに沿ってレンズLnを移動させるためのものである。
図1および図2に示すレンズモジュール1-1は、例えば撮像装置や光ピックアップ装置に設けられるものであって、光軸zを傾けることなく光軸zに沿ってレンズLnを移動させるためのものである。
このようなレンズモジュール1-1は、レンズLnを用いて構成されたレンズ体3、このレンズ体3を光軸zと平行な側壁方向から保持するレンズ保持部材5を備えている。レンズ体3を挟んでレンズ保持部材5と対向する位置には、固定部材7が設けられ、この固定部材7の端部からレンズ体3に重なる方向には台座9が延設されている。さらに、固定部材7からレンズ保持部材5側には、変位素子11が延設され、この変位素子11とレンズ保持部材5との間を連結する駆動支持部材13を備えている。また、レンズ保持部材5と固定部材7との間には、駆動支持部材13と平行に支持部材15が掛け渡されている。以下、これらの各構成要素の詳細を順次説明する。
<レンズ体3>
レンズ体3は、撮像装置や光ピックアップ装置の対物レンズを用いて構成されたものである。このレンズ体3は、複数枚のレンズLnを光軸z方向に組み合わせてバレル状に一体化したもの、またはレンズLn単体であっても良い。ここでは、レンズLnの外形に沿って円筒形に整形されたバレル状のレンズ体3を用いることとする。尚、このようなレンズ体3は、光軸z方向に配置される各レンズLnの径に合わせて、レンズ体3の径が光軸z方向に変化していても良い。
レンズ体3は、撮像装置や光ピックアップ装置の対物レンズを用いて構成されたものである。このレンズ体3は、複数枚のレンズLnを光軸z方向に組み合わせてバレル状に一体化したもの、またはレンズLn単体であっても良い。ここでは、レンズLnの外形に沿って円筒形に整形されたバレル状のレンズ体3を用いることとする。尚、このようなレンズ体3は、光軸z方向に配置される各レンズLnの径に合わせて、レンズ体3の径が光軸z方向に変化していても良い。
<レンズ保持部材5>
レンズ保持部材5は、レンズ体3を光軸zに沿った側壁において保持するものである。このようなレンズ保持部材5は、例えば4本のワイヤー5aを四角形の枠状に繋ぎ合わせるか、または1本のワイヤーを四角形の枠状に屈曲させて構成されている。このようなレンズ保持部材5を構成するワイヤー5aは、剛性を有し撓みの発生が抑えられていることとする。このようなレンズ保持部材5には、光軸zと垂直に配置された2列のワイヤー5aの中央部に、レンズ体3が固定されている。レンズ体3とレンズ保持部材5との固定方法は、それぞれを構成する材料によって適宜選択される。尚、レンズ保持部材5は、レンズ体3を光軸zに沿った側壁において保持可能であれば、上述した構成に限定されることはなく、例えば板状のものや、さらにレンズ体3の側周を掴む状態で延設されたアーム状部分を備えた構成などであっても良い。
レンズ保持部材5は、レンズ体3を光軸zに沿った側壁において保持するものである。このようなレンズ保持部材5は、例えば4本のワイヤー5aを四角形の枠状に繋ぎ合わせるか、または1本のワイヤーを四角形の枠状に屈曲させて構成されている。このようなレンズ保持部材5を構成するワイヤー5aは、剛性を有し撓みの発生が抑えられていることとする。このようなレンズ保持部材5には、光軸zと垂直に配置された2列のワイヤー5aの中央部に、レンズ体3が固定されている。レンズ体3とレンズ保持部材5との固定方法は、それぞれを構成する材料によって適宜選択される。尚、レンズ保持部材5は、レンズ体3を光軸zに沿った側壁において保持可能であれば、上述した構成に限定されることはなく、例えば板状のものや、さらにレンズ体3の側周を掴む状態で延設されたアーム状部分を備えた構成などであっても良い。
<固定部材7>
固定部材7は、このレンズモジュール1-1を撮像装置や光ピックアップ装置の筐体内に固定するためのものであって、レンズ体3を挟んでレンズ保持部材5に対向配置されている。このような固定部材7は、例えば光軸z方向に積層された2つの固定部分からなり、2つの固定部分間に平板状の変位素子11が挟持されている。またこのような固定部材7において変位素子11を挟持する部分は、変位素子11に電圧を印加するための端子として構成されていることとする。
固定部材7は、このレンズモジュール1-1を撮像装置や光ピックアップ装置の筐体内に固定するためのものであって、レンズ体3を挟んでレンズ保持部材5に対向配置されている。このような固定部材7は、例えば光軸z方向に積層された2つの固定部分からなり、2つの固定部分間に平板状の変位素子11が挟持されている。またこのような固定部材7において変位素子11を挟持する部分は、変位素子11に電圧を印加するための端子として構成されていることとする。
尚、固定部材7に対して挟持させた変位素子11が、固定部材7から突出している部分は、固定部材7の角部(エッジ部分)が面取りされていれば良い。これにより、以降に説明する変位素子11が湾曲する際に動き易くなり、また固定部材7の角部による削れや摩耗を少なくすることができ、変位素子11の耐久性が向上する。
<台座9>
台座9は、レンズモジュール1-1全体を支持するためのベース部材(基体)である。この台座9は、固定部材7の一端側からレンズ体3の光軸zに垂直な方向に延設され、レンズ体3と重ねて配置される。このような台座9には、レンズ体3で集光された光を通過させる開口9aが設けられていることとする。尚、この台座9は、固定部材7から延設されているものであるため、固定部材7の一部と見なすこともできる。
台座9は、レンズモジュール1-1全体を支持するためのベース部材(基体)である。この台座9は、固定部材7の一端側からレンズ体3の光軸zに垂直な方向に延設され、レンズ体3と重ねて配置される。このような台座9には、レンズ体3で集光された光を通過させる開口9aが設けられていることとする。尚、この台座9は、固定部材7から延設されているものであるため、固定部材7の一部と見なすこともできる。
<変位素子11>
変位素子11は、電圧の印加によって変形する素子であって、この変形によって、レンズ保持部材5に保持されたレンズ体3を光軸zを傾けることなく光軸zに沿って移動させる駆動源となるものである。このような変位素子11は、電圧の印加によって面方向に湾曲する平板状の素子であって、湾曲する面、すなわち駆動面が光軸zに対して垂直を保って配置される。
変位素子11は、電圧の印加によって変形する素子であって、この変形によって、レンズ保持部材5に保持されたレンズ体3を光軸zを傾けることなく光軸zに沿って移動させる駆動源となるものである。このような変位素子11は、電圧の印加によって面方向に湾曲する平板状の素子であって、湾曲する面、すなわち駆動面が光軸zに対して垂直を保って配置される。
ここでは、2枚の変位素子11が、レンズ体3を側壁方向から挟む位置において、固定部材7における2つの固定部分間に一端側を挟持させた状態で固定されている。これらの変位素子11は、固定された一端側(固定端と称する)に対する他端側を自由端11aとし、この自由端11aをレンズ保持部材5側、すなわちレンズ体3側に突出させて配置させている。これにより、2枚の変位素子11は、電圧の印加によって駆動面が湾曲した場合に、固定部材7から突出している自由端11aが光軸zに沿った方向に変位する。
以上のような2枚の変位素子11は、平面形状が例えば矩形形状であることとし、レンズ体3に接触することない位置に固定されていることとする。尚、これらの2枚の変位素子11は、レンズ体3に接触することがない範囲であれば、固定部材7側の端部において連結された平面形状に整形されていても良い。
以上のような変位素子11は、例えばポリマーアクチュエータ素子であることとする。図3には、ポリマーアクチュエータ素子の詳細構成例と基本動作について説明するための断面模式図を示す。図3に示すように、変位素子(11)として設けられるポリマーアクチュエータ素子21は、イオン導電性高分子化合物膜23の両面に一対の電極膜25A,25Bが接着された断面構造を有する。換言すると、ポリマーアクチュエータ素子21は、一対の電極膜25A,25Bと、これらの電極膜25A,25Bの間に挿設されたイオン導電性高分子化合物膜23とを有している。尚、ポリマーアクチュエータ素子21および電極膜25A,25Bは、それらの周囲が、高弾性を有する材料(例えばポリウレタンなど)からなる絶縁性の保護膜によって覆われていてもよい。尚、このイオン導電性高分子化合物膜23は、エレクトロアクティブポリマー(Electro Active Polymer:EAP)シートとも言われる。
以上のようなポリマーアクチュエータ素子21は、次のように動作する。まず、陽イオン物質として、陽イオンと極性溶媒とを含むものを用いた場合について説明する。
この場合、図3Aに示すように、電圧無印加状態におけるポリマーアクチュエータ素子21は、陽イオン物質がイオン導電性高分子化合物膜23中にほぼ均一に分散することから、湾曲することなく平面状となる。ここで、図3Bに示すように、電圧印加部27を用いて電圧印加状態とすると、ポリマーアクチュエータ素子21は以下のような挙動を示す。すなわち、例えば電極膜25Aがマイナスの電位、電極膜25Bがプラスの電位となるように電極膜25A,25Bの間に所定の駆動電圧を印加すると、陽イオンが極性溶媒と溶媒和した状態で電極膜25A側に移動する。この際、イオン導電性高分子化合物膜23中では陰イオンがほとんど移動できないため、イオン導電性高分子化合物膜23では、電極膜25A側が膨潤し、電極膜25B側が収縮する。これにより、ポリマーアクチュエータ素子21は全体として、電極膜25B側に湾曲する。こののち、電極膜25A,25Bの間の電位差を無くし、電圧無印加状態とすると、イオン導電性高分子化合物膜23中において電極膜25A側に偏っていた陽イオン物質(陽イオンおよび極性溶媒)が拡散し、図3Aに示した平面状態に戻る。また、図3Aに示した電圧無印加状態から、電極膜25Aがプラスの電位、電極膜25Bがマイナスの電位となるように、電極膜25A,25Bの間に所定の駆動電圧を印加すると、陽イオンが極性溶媒と溶媒和した状態で電極膜25B側に移動する。この場合、イオン導電性高分子化合物膜23では、電極膜25A側が収縮して電極膜25B側が膨潤するので、ポリマーアクチュエータ素子21は全体として、電極膜25A側に湾曲する。
次に、陽イオン物質として、液状の陽イオンを含むものであるイオン液体を用いた場合について説明する。
この場合においても、図3Aに示すように、電圧無印加状態では、イオン液体がイオン導電性高分子化合物膜23中にほぼ均一に分散しているので、ポリマーアクチュエータ素子21は平面状となる。ここで、図3Bに示すように、電圧印加部27を用いて電圧印加状態とすると、ポリマーアクチュエータ素子21は以下のような挙動を示す。例えば電極膜25Aがマイナスの電位、電極膜25Bがプラスの電位となるように電極膜25A,25Bの間に所定の駆動電圧を印加する。これにより、イオン液体のうちの陽イオンが電極膜25A側に移動するが、陰イオンは陽イオン交換膜であるイオン導電性高分子化合物膜23中を移動できない。このためイオン導電性高分子化合物膜23では、その電極膜25A側が膨潤し、電極膜25B側が収縮する。これにより、ポリマーアクチュエータ素子21は全体として、電極膜25B側に湾曲する。こののち、電極膜25A,25Bの間の電位差を無くし、電圧無印加状態とすると、イオン導電性高分子化合物膜23中において電極膜25A側に偏っていた陽イオンが拡散し、図3Aに示した平面状態に戻る。また、図3Aに示した電圧無印加状態から、電極膜25Aがプラスの電位、電極膜25Bがマイナスの電位となるように、電極膜25A,25Bの間に所定の駆動電圧を印加すると、イオン液体のうちの陽イオンが電極膜25B側に移動する。この場合、イオン導電性高分子化合物膜23では、電極膜25A側が収縮して電極膜25B側が膨潤するので、ポリマーアクチュエータ素子21は全体として、電極膜25A側に湾曲する。
以上のような駆動に際しては、ポリマーアクチュエータ素子21の耐電圧以上の電圧(例えば、3V程度)が、電極膜25A,25Bに長時間(例えば、1秒程度)印加されないようにするのが良い。これにより、ポリマーアクチュエータ素子21の耐久性を向上させることができるからである。尚、変位素子11は、電圧の印加によって変形する板状の素子であれば、上述したポリマーアクチュエータ素子に限定されることはない。このような変位素子11の他の例としては、例えば形状記憶合金を用いたものや、ピエゾ素子が例示される。
ここで先の図1および図2に示すように、例えばポリマーアクチュエータ素子からなる変位素子11に対しては、固定部材7に対して固定された固定端側に電圧が印加される構成となっている。
<駆動支持部材13>
駆動支持部材13は、例えば剛性を有し撓みの発生が抑えられたワイヤーのようなリンクバーで構成され、レンズ体3を側壁方向から挟む位置においてレンズ保持部材5と各変位素子11との間に掛け渡されている。これらの駆動支持部材13は、一端が変位素子11の自由端11a側に固定され、他端がレンズ保持部材5に対して回動自在に固定されている。このような状態において、2本の駆動支持部材13は、光軸zに対する同一高さにおいて平行に保たれている。
駆動支持部材13は、例えば剛性を有し撓みの発生が抑えられたワイヤーのようなリンクバーで構成され、レンズ体3を側壁方向から挟む位置においてレンズ保持部材5と各変位素子11との間に掛け渡されている。これらの駆動支持部材13は、一端が変位素子11の自由端11a側に固定され、他端がレンズ保持部材5に対して回動自在に固定されている。このような状態において、2本の駆動支持部材13は、光軸zに対する同一高さにおいて平行に保たれている。
駆動支持部材13と変位素子11との固定状態が特に限定されることはないが、駆動支持部材13の固定によって変位素子11の変位が妨げられることのないように、変位素子11の自由端11a側に駆動支持部材13を固定することが重要である。図4には、駆動支持部材13と変位素子11との固定を説明するための断面図を示す。
図4Aに示すように、駆動支持部材13と変位素子11とは、接着剤31を用いて固定されていても良い。変位素子11が上述したポリマーアクチュエータ素子(21)であって、駆動支持部材13が導電性材料からなる場合、変位素子11と駆動支持部材13とは、例えば絶縁性の接着剤31を用いる。これにより、駆動支持部材13と変位素子11の電極膜25A,25Bとの絶縁性を確保する。
また図4Bに示すように、駆動支持部材13と変位素子11とは、変位素子11の層間に駆動支持部材13の一端を挟持させることで固定されていても良い。変位素子11が上述したポリマーアクチュエータ素子(21)であって、駆動支持部材13が導電性材料からなる場合、イオン導電性高分子化合物膜23の膜中に駆動支持部材13を挟持させるか、または駆動支持部材13の表面を絶縁性被膜で覆う。これにより、駆動支持部材13と変位素子11の電極膜25A,25Bとの絶縁性を確保する。
図5には、駆動支持部材13と変位素子11との固定部分の平面図を示す。この図に示すように、駆動支持部材13と変位素子11との固定状態を強固にするために、変位素子11に固定される駆動支持部材13の端部を、駆動支持部材13の延設方向に対して垂直な方向に広げても良い。
一方、駆動支持部材13とレンズ保持部材5との固定部分には、レンズ保持部材5に対して駆動支持部材13を回動自在に固定するための連結部材17が設けられている。この連結部材17は、駆動支持部材13を一定状態に保持しながらも、駆動支持部材13に力を加えることによって光軸zと平行な面において駆動支持部材13を回動自在に連結する。ここでは、力が加わらない通常状態においては、図2Aに示すように、駆動支持部材13とレンズ保持部材5との内角θは、内角θ=90°に保たれ、駆動支持部材13が光軸zに対して90°に保たれることとする。このような連結部材17としては、例えばストッパ付きの兆番、さらにはコイルバネ等が用いられる。
<支持部材15>
支持部材15は、先に説明した駆動支持部材13と同様のものであり、例えば剛性を有し撓みの発生が抑えられたワイヤーのようなリンクバーで構成されている。この支持部材15は、レンズ体3を側壁方向から挟む位置においてレンズ保持部材5と固定部材7との間に掛け渡されている。これらの各支持部材15は、レンズ保持部材5、固定部材7、および駆動支持部材13と共に、光軸zに沿った平行リンク機構を構成するものである。
支持部材15は、先に説明した駆動支持部材13と同様のものであり、例えば剛性を有し撓みの発生が抑えられたワイヤーのようなリンクバーで構成されている。この支持部材15は、レンズ体3を側壁方向から挟む位置においてレンズ保持部材5と固定部材7との間に掛け渡されている。これらの各支持部材15は、レンズ保持部材5、固定部材7、および駆動支持部材13と共に、光軸zに沿った平行リンク機構を構成するものである。
このような各支持部材15は、光軸zに対して駆動支持部材13とは異なる高さに設けられている。また各支持部材15は、一端が固定部材7に対して回動自在に固定され、他端がレンズ保持部材5に対して回動自在に固定されている。このような状態において、2本の支持部材15は、光軸zに対する同一高さにおいて平行に保たれている。
支持部材15と固定部材7との固定部分には、固定部材7に対して支持部材15を回動自在に固定するための連結部材19が設けられている。この連結部材19は、支持部材15を一定状態に保持しながらも、支持部材15に力が加わることによって光軸zと平行な面において支持部材15を回動自在に連結する。ここでは、力が加わらない通常状態においては、図2Aに示すように、支持部材15が固定部材7の延設方向、つまり光軸zに対して90°に保たれることとする。このような連結部材19としては、例えば弾性ヒンジが用いられる。
一方、支持部材15とレンズ保持部材5との固定部分には、駆動支持部材13とレンズ保持部材5とを固定する連結部材17と同様の連結部材17が設けられている。これにより、レンズ保持部材5に対して支持部材15が回動自在に固定されている。
以上のような構成においては、レンズ保持部材5、固定部材7、駆動支持部材13、および支持部材15によって、光軸zに沿った平行リンク機構が構成されている。この平行リンク機構は、レンズ体3を挟んだ両側に配置され、いわゆるパンタグラフ構造を構成している。
[第1実施形態のレンズモジュールの駆動]
次にレンズモジュール1-1の駆動について説明する。先ず図1および図2Aに示すように、変位素子11に対して電圧を印加しない状態では、変位素子11は湾曲することなく平面状に保たれる。この際、レンズ保持部材5、固定部材7、駆動支持部材13、および支持部材15で構成される平行リンク機構の内角θは、内角θ=90°に保たれ、レンズ保持部材5に保持されたレンズ体3は、初期の位置に保たれる。
次にレンズモジュール1-1の駆動について説明する。先ず図1および図2Aに示すように、変位素子11に対して電圧を印加しない状態では、変位素子11は湾曲することなく平面状に保たれる。この際、レンズ保持部材5、固定部材7、駆動支持部材13、および支持部材15で構成される平行リンク機構の内角θは、内角θ=90°に保たれ、レンズ保持部材5に保持されたレンズ体3は、初期の位置に保たれる。
一方、図2Bに示すように、変位素子11に電圧を印加することにより、変位素子11を台座9と反対側に湾曲させた状態では、変位素子11の自由端11aに固定された駆動支持部材13が変位素子11を支点にして台座9と反対側に回動する。これにより、駆動支持部材13に固定されたレンズ保持部材5は、台座9から離れる方向に持ち上がる。そして、レンズ保持部材5と、固定部材7と、駆動支持部材13と、支持部材15とで構成された平行リンク機構は、レンズ保持部材5と駆動支持部材13とのなす内角θが、内角θ=(90−α)°に変位する。
この変位により、レンズ保持部材5は、固定部材7に対する平行な対向状態を維持しながら光軸z方向に移動し、レンズ保持部材5に保持されたレンズ体3が光軸zを傾けることなく(すなわちチルトなく)固定部材7に対して移動する。図示した例では、台座9に対して逆側に持ち上がるように、レンズ体3が光軸zを傾けることなく移動する。
またこの状態から、変位素子11への電圧の印加を停止すると、変位素子11が湾曲した状態から平面状に戻る。これにより、図2Aに示したように、レンズ保持部材5と、固定部材7と、駆動支持部材13と、支持部材15とで構成された平行リンク機構は、内角θ=90°に戻り、レンズ体3が初期の位置に戻される。
以上の駆動において、レンズ体3の光軸z方向への移動量は、変位素子11の湾曲量、すなわち変位素子11に対する電圧の印加量によって制御される。また、変位素子11の湾曲方向は、変位素子11の構成において説明したように、変位素子11を構成する電極への電圧の印加状態によって制御される。例えば、レンズ体3を台座9側に移動させたい場合であれば、変位素子11を構成する電極への電圧の印加状態を、上述の駆動の際の電圧印加と逆にすれば良い。
尚、レンズ体3を移動させるための推力を増大させるには、光軸zと垂直な変位素子11の幅を大きくすれば良い。このように変位素子11による推力を増大させることにより、レンズ体3の移動量の拡張および移動速度の高速化を図ることもできる。また、レンズ体3の移動量を拡張するには、固定部材7からの変位素子11の突出長さを大きくしても良い。レンズ体3の移動速度を速めるには、固定部材7からの変位素子11の突出長さを小さくしても良い。
[第1実施形態のレンズモジュールの効果]
以上説明した第1実施形態のレンズモジュール1-1では、固定部材7に固定された変位素子11の自由端11aの変位により、自由端11aに一端を固定した駆動支持部材13が回動する。これにより、この駆動支持部材13の他端が固定されたレンズ保持部材5が、固定部材7との対向状態を保って変位し、このレンズ保持部材5に保持されたレンズ体3が光軸zに沿って移動する。このため、レンズ体3の光軸z方向に変位素子11を重ねたり、変位素子11の端部にレンズ体3を保持させた構成とすることなく、レンズ体3をチルトなく光軸方向に移動させることができる。
以上説明した第1実施形態のレンズモジュール1-1では、固定部材7に固定された変位素子11の自由端11aの変位により、自由端11aに一端を固定した駆動支持部材13が回動する。これにより、この駆動支持部材13の他端が固定されたレンズ保持部材5が、固定部材7との対向状態を保って変位し、このレンズ保持部材5に保持されたレンズ体3が光軸zに沿って移動する。このため、レンズ体3の光軸z方向に変位素子11を重ねたり、変位素子11の端部にレンズ体3を保持させた構成とすることなく、レンズ体3をチルトなく光軸方向に移動させることができる。
ここで、変位素子11とレンズ保持部材5との間に掛け渡された状態で固定された駆動支持部材13は、ワイヤーのように非常に細い針のようなもので構成可能である。このため、レンズ体3の光軸z方向に変位素子11を重ねたり、変位素子11の端部にレンズ体3を保持させた構成と比較して、レンズモジュールの薄型化および小型化を達成することが可能になる。またこれにより、レンズモジュール1-1の外径とレンズ体3の径との差を小さくでき、レンズLnの口径に対してレンズモジュール1-1の外径を小さくしたり、レンズLnの大口径化を図ることが可能になる。
また変位素子11は、その自由端11aを変位させる機能を有していれば良いため、単純な矩形形状や台形形状であれば良い。したがって、例えばポリマーアクチュエータ素子からなる変位素子11の平面形状が単純化される。このため、例えばレンズ体の光軸側に重ねてポリマーアクチュエータ素子を配置する場合と比較し、1シートあたりのEAPシート(ずなわちポリマーアクチュエータ素子)の収率(取れ個数)が飛躍的に増加し、コストを下げることが可能になる。
尚、以上説明した第1実施形態においては、レンズ体3を挟む位置において、レンズ保持部材5と変位素子11との間に駆動支持部材13を固定し、これと異なる高さのレンズ保持部材5と固定部材7との間に支持部材15を固定した構成を説明した。しかしながら、第1実施形態のレンズモジュール1-1は、レンズ体3を挟む各位置において異なる高さに、4枚の変位素子11を配置し、レンズ保持部材5と4枚の各変位素子11との間に駆動支持部材13を固定した構成であっても良い。このような構成であれば、変位素子11による駆動力を倍増させることが可能である。また、レンズ保持部材5とこれに対向配置された固定部材7との間が、同一構成の4組の部材で連結されることになるため、レンズ保持部材5と固定部材7との対向状態が確実に維持される。これにより、レンズ体3を光軸z方向への移動させるに際しての、光軸zの傾きを確実に防止可能になる。
≪2.第2実施形態≫(整形された変位素子を有するレンズモジュール)
図6には、第2実施形態のレンズモジュールの構成を説明する平面図であり、レンズ体3側からみた平面図である。次に、この図に基づいて、第2実施形態のレンズモジュールの構成およびレンズモジュールの駆動を説明する。尚、第1実施形態で説明したレンズモジュールと同一の構成要素については同一の符号を付し重複する説明は省略する。
図6には、第2実施形態のレンズモジュールの構成を説明する平面図であり、レンズ体3側からみた平面図である。次に、この図に基づいて、第2実施形態のレンズモジュールの構成およびレンズモジュールの駆動を説明する。尚、第1実施形態で説明したレンズモジュールと同一の構成要素については同一の符号を付し重複する説明は省略する。
[第2実施形態のレンズモジュールの構成]
図6に示す第2実施形態のレンズモジュール1-2が、第1実施形態のレンズモジュールと異なるところは、変位素子11’の平面形状に有り、他の構成は同様である。すなわち変位素子11’の平面形状は、レンズ体3に沿った形状に整形されており、レンズ体3を挟んで固定部材7に固定された状態でレンズ体3側に配置される部分を、レンズ体3に沿って切り欠いている。
図6に示す第2実施形態のレンズモジュール1-2が、第1実施形態のレンズモジュールと異なるところは、変位素子11’の平面形状に有り、他の構成は同様である。すなわち変位素子11’の平面形状は、レンズ体3に沿った形状に整形されており、レンズ体3を挟んで固定部材7に固定された状態でレンズ体3側に配置される部分を、レンズ体3に沿って切り欠いている。
変位素子11’において、レンズ体3に沿って切り欠いた部分は、図示したような直線状に限定されることはなく、円弧状や階段状であっても良い。また変位素子11’は、固定部材7側の端部の幅が最も広く、固定部材7側から自由端11a側に向かって幅が狭く整形されている。また、図6Bに示したように、変位素子11’に電圧を印加して湾曲させることにより、レンズ体3が固定部材7側に移動した場合であっても、変位素子11’とレンズ体3との間に隙間dが設けられることが重要である。
[第2実施形態のレンズモジュールの駆動]
以上のようなレンズモジュール1-2の駆動は、第1実施形態のレンズモジュールの駆動と同様に行われる。
以上のようなレンズモジュール1-2の駆動は、第1実施形態のレンズモジュールの駆動と同様に行われる。
[第2実施形態のレンズモジュールの効果]
以上説明した第2実施形態のレンズモジュール1-2では、変位素子11’の平面形状を、レンズ体3に沿って切り欠いた形状としている。これにより、第1実施形態のレンズモジュールと比較して、レンズ体3と固定部材7との間隔を狭くすることができ、レンズモジュール1-2のさらなる小型化を図ることが可能である。また、変位素子11’の使用面積も縮小されるため、1シートあたりのEAPシート(すなわちポリマーアクチュエータ素子)の収率(取れ個数)がさらに飛躍的に増加し、さらなるコストダウンが可能になる。
以上説明した第2実施形態のレンズモジュール1-2では、変位素子11’の平面形状を、レンズ体3に沿って切り欠いた形状としている。これにより、第1実施形態のレンズモジュールと比較して、レンズ体3と固定部材7との間隔を狭くすることができ、レンズモジュール1-2のさらなる小型化を図ることが可能である。また、変位素子11’の使用面積も縮小されるため、1シートあたりのEAPシート(すなわちポリマーアクチュエータ素子)の収率(取れ個数)がさらに飛躍的に増加し、さらなるコストダウンが可能になる。
尚、変位素子11’の湾曲によって生じるレンズ体3の移動に際する推力は、変位素子11’における電圧印加部の幅、すなわち固定部材7において変位素子11’を挟持している部分の幅によって決まる。このため、本第2実施形態のように、変位素子11’の自由端11a側が切り欠かれた平面形状であっても、十分な推力を得ることが可能である。
≪3.第3実施形態≫(弾性ワイヤーを用いたレンズモジュール)
図7は第3実施形態のレンズモジュールの構成を説明する斜視図であり、図8は第3実施形態のレンズモジュールの構成および駆動を説明する側面図である。以下に、これらの図に基づいて、第3実施形態のレンズモジュールの構成およびレンズモジュールの駆動を説明する。尚、第1実施形態で説明したレンズモジュールと同一の構成要素については同一の符号を付し重複する説明は省略する。
図7は第3実施形態のレンズモジュールの構成を説明する斜視図であり、図8は第3実施形態のレンズモジュールの構成および駆動を説明する側面図である。以下に、これらの図に基づいて、第3実施形態のレンズモジュールの構成およびレンズモジュールの駆動を説明する。尚、第1実施形態で説明したレンズモジュールと同一の構成要素については同一の符号を付し重複する説明は省略する。
[第3実施形態のレンズモジュールの構成]
図7および図8に示すレンズモジュール1-3が、第1実施形態のレンズモジュールと異なるところは、光軸zに対する異なる高さに4枚の変位素子11を設け、駆動支持部材13'として弾性ワイヤーを設けたところにあり、他の構成は同様である。
図7および図8に示すレンズモジュール1-3が、第1実施形態のレンズモジュールと異なるところは、光軸zに対する異なる高さに4枚の変位素子11を設け、駆動支持部材13'として弾性ワイヤーを設けたところにあり、他の構成は同様である。
<変位素子11>
4枚の変位素子11は、第1実施形態の変位素子と同様のものであり、光軸zに対して異なる高さに2枚ずつ、レンズ体3を側壁方向から挟む位置において固定部材7に固定されている。この固定部材7は、例えば光軸z方向に積層された3つの固定部分からなり、各固定部分間に変位素子11の一端側を挟持している。このような固定部材7において変位素子11を挟持する部分は、変位素子11に電圧を印加するための端子として構成されている。
4枚の変位素子11は、第1実施形態の変位素子と同様のものであり、光軸zに対して異なる高さに2枚ずつ、レンズ体3を側壁方向から挟む位置において固定部材7に固定されている。この固定部材7は、例えば光軸z方向に積層された3つの固定部分からなり、各固定部分間に変位素子11の一端側を挟持している。このような固定部材7において変位素子11を挟持する部分は、変位素子11に電圧を印加するための端子として構成されている。
尚、これらの4枚の変位素子11は、同一の構成を有し、かつ固定部材7に対する固定状態も同一であることとする。また先の第2実施形態で説明したように、4枚の変位素子11は、レンズ体3に沿った形状に整形された平面形状であっても良い。
<駆動支持部材13’>
駆動支持部材13’は、レンズ体3を挟む位置においてレンズ保持部材5と各変位素子11との間に掛け渡されている。これらの各駆動支持部材13’は、ある程度の剛性を有しつつも可撓性を有する材料で構成されることとする。このような材料として弾性ワイヤーが用いられる。弾性ワイヤーは、曲げた状態であっても直線状に戻る復元力を有する材料である。
駆動支持部材13’は、レンズ体3を挟む位置においてレンズ保持部材5と各変位素子11との間に掛け渡されている。これらの各駆動支持部材13’は、ある程度の剛性を有しつつも可撓性を有する材料で構成されることとする。このような材料として弾性ワイヤーが用いられる。弾性ワイヤーは、曲げた状態であっても直線状に戻る復元力を有する材料である。
これらの駆動支持部材13’は、一端が変位素子11の自由端11a側に固定され、他端がレンズ保持部材5に対して固定されている。このような状態において、光軸zに対する同一高さに設けられた各2本の各駆動支持部材13’は、それぞれ平行に保たれている。
以上の各駆動支持部材13’は、同一の長さおよび同等の復元力を備え、各変位素子11に対して同様の状態で固定されていることとする。これにより、レンズ体3に力が加わらない初期状態においては、図8Aの側面図に示すように、駆動支持部材13’は直線状に保たれ、レンズ保持部材5と駆動支持部材13’との内角θが90°に保たれる。また、レンズ保持部材5およびレンズ体3に力が加わった場合であっても、この初期状態に戻ろうとする。
駆動支持部材13’と変位素子11との固定状態は、第1実施形態の駆動支持部材と変位素子11との固定状態と同様である。一方、駆動支持部材13’とレンズ保持部材5との固定部分には、駆動支持部材13’が、光軸zと平行な面内のみで湾曲するように、ねじれ防止体33が設けられている。このねじれ防止体33としては、例えばL字型の弾性ヒンジが用いられる。
[第3実施形態のレンズモジュールの駆動]
次にレンズモジュール1-3の駆動について説明する。先ず図7および図8Aに示すように、変位素子11に対して電圧を印加しない状態では、変位素子11は湾曲することなく平面状に保たれる。このため、弾性ワイヤーからなる4本の駆動支持部材13’は直線状に保たれ、レンズ体3は初期の位置に保たれる。
次にレンズモジュール1-3の駆動について説明する。先ず図7および図8Aに示すように、変位素子11に対して電圧を印加しない状態では、変位素子11は湾曲することなく平面状に保たれる。このため、弾性ワイヤーからなる4本の駆動支持部材13’は直線状に保たれ、レンズ体3は初期の位置に保たれる。
一方、図8Bに示すように、変位素子11に電圧を印加することにより、変位素子11を台座9と反対側に湾曲させた状態では、変位素子11の自由端11aに固定された駆動支持部材13’が変位素子11を支点にして台座9と反対側に回動する。これにより、駆動支持部材13’に固定されたレンズ保持部材5は、台座9から離れる方向に持ち上がる。この際、レンズ保持部材5と固定部材7との間は、同一の変位素子11および駆動支持部材13’で連結されているため、レンズ保持部材5と固定部材7とは対向状態を保ったまま、光軸zを傾けることなくレンズ体3が光軸z方向に押し上げられる。特に、各駆動支持部材13’とレンズ保持部材5との連結部には、ねじれ防止体33が設けられ、駆動支持部材13’が光軸zと平行な面内のみで湾曲するように構成されている。これにより、レンズ保持部材5と固定部材7との対向状態が確実に保たれ、光軸zを傾けることなく、すなわちチルト無くレンズ体3が光軸z方向に持ち上げられる。
またこの状態から、変位素子11への電圧の印加を停止すると、変位素子11が湾曲した状態から平面状に戻る。これにより、図8Aに示したように、駆動支持部材13’が直線状に復元し、レンズ体3は光軸zを傾けることなく台座9の直上に引き戻される。
以上の駆動において、レンズ体3の光軸z方向への変位量は、変位素子11の湾曲量、すなわち変位素子11に対する電圧の印加量によって制御される。また、変位素子11の湾曲方向は、変位素子11の構成において説明したように、変位素子11を構成する電極への電圧の印加状態によって制御される。例えば、レンズ体3を台座9側に移動させたい場合であれば、変位素子11を構成する電極への電圧の印加状態を、上述の駆動の際の電圧印加と逆にすれば良い。
[第3実施形態のレンズモジュールの効果]
以上説明した第3実施形態のレンズモジュール1-3であっても、固定部材7に固定された変位素子11の自由端11aの変位により、自由端11aに一端を固定した駆動支持部材13’が回動する。したがって、第1実施形態および第2実施形態のレンズモジュールと同様の効果を得ることが可能である。
以上説明した第3実施形態のレンズモジュール1-3であっても、固定部材7に固定された変位素子11の自由端11aの変位により、自由端11aに一端を固定した駆動支持部材13’が回動する。したがって、第1実施形態および第2実施形態のレンズモジュールと同様の効果を得ることが可能である。
尚、以上説明した第3実施形態においては、レンズ体3を挟む位置において、異なる高さに4枚の変位素子11を設けた構成を説明した。しかしながら、第3実施形態のレンズモジュール1-3は、第1実施形態と同様に、レンズ体3を挟む位置において、レンズ保持部材5と変位素子11との間に駆動支持部材13’を固定し、これと異なる高さに変位素子を介することなく支持部材を掛け渡しても良い。この支持部材は、駆動支持部材13’と同様の材質のものを用いることとする。これにより、変位素子11の使用枚数を削減し、低コスト化を図ることが可能になる。
また第3実施形態においては、駆動支持部材13’として弾性ワイヤーを用いた。しかしながら、駆動支持部材13’は、ある程度の剛性を有しつつも可撓性を有し、曲げた状態であっても直線状に戻る復元力を有する材料構成されれば良い。このため、弾性ワイヤーに換えて、レンズ体3の光軸z方向に薄い平板状の駆動支持部材13’を用いても良い。このような平板状の駆動支持部材13’は、板厚の薄い方向、すなわち光軸zと平行な方向のみに可撓性を有する。このため、レンズ保持部材5と駆動支持部材13’との連結部分にはねじれ防止体33を設ける必要はない。このため部品点数を削減することができる。
≪4.第4実施形態≫(立方体形状のレンズ体を用いたレンズモジュール)
図9は第4実施形態のレンズモジュールの構成を説明する斜視図である。本第4実施形態のレンズモジュール1-4は、第3実施形態のレンズモジュールの変形例であり、第3実施形態で説明したレンズモジュールと同一の構成要素については同一の符号を付し重複する説明は省略する。
図9は第4実施形態のレンズモジュールの構成を説明する斜視図である。本第4実施形態のレンズモジュール1-4は、第3実施形態のレンズモジュールの変形例であり、第3実施形態で説明したレンズモジュールと同一の構成要素については同一の符号を付し重複する説明は省略する。
[第4実施形態のレンズモジュールの構成]
図9に示すレンズモジュール1-4が、第3実施形態のレンズモジュールと異なるところは、レンズ体3’として、いわゆるリフロアブルレンズのような直方体型のバレル状レンズ体を用いたところに有り、他の構成は第3実施形態と同様である。尚、リフロアブルレンズとは、ハンダ・リフローに耐える高耐熱レンズである。
図9に示すレンズモジュール1-4が、第3実施形態のレンズモジュールと異なるところは、レンズ体3’として、いわゆるリフロアブルレンズのような直方体型のバレル状レンズ体を用いたところに有り、他の構成は第3実施形態と同様である。尚、リフロアブルレンズとは、ハンダ・リフローに耐える高耐熱レンズである。
このような構成のレンズモジュール1-4では、直方体のレンズ体3’の側壁を、レンズ保持部材5を構成する4本のワイヤー5aのうちの2本に広い範囲で固定する。
尚、本第4実施形態のレンズモジュール1-4に用いる4枚の変位素子11は、図示したような平面矩形状のものに限定されることはなく、第2実施形態で説明したように、レンズ体3’に沿った形状に整形され平面形状であっても良い。この場合、変位素子は、レンズ体3’側がレンズ体3’に沿って階段状に切り欠かれた構成となる。
[第4実施形態のレンズモジュールの駆動]
以上のようなレンズモジュール1-4の駆動は、第3実施形態のレンズモジュールの駆動と同様に行われる。
以上のようなレンズモジュール1-4の駆動は、第3実施形態のレンズモジュールの駆動と同様に行われる。
[第4実施形態のレンズモジュールの効果]
以上説明した第4実施形態のレンズモジュール1-4であっても、第1実施形態および第3実施形態と同様の効果を得ることが可能である。特に、本第4実施形態では、直方体型のレンズ体3’を用いたことにより、レンズ体3’の外形に沿って駆動支持部材13’を配置することができるため、より効果的にレンズモジュール1-4の外形を小型化することが可能である。
以上説明した第4実施形態のレンズモジュール1-4であっても、第1実施形態および第3実施形態と同様の効果を得ることが可能である。特に、本第4実施形態では、直方体型のレンズ体3’を用いたことにより、レンズ体3’の外形に沿って駆動支持部材13’を配置することができるため、より効果的にレンズモジュール1-4の外形を小型化することが可能である。
尚、本第4実施形態のレンズモジュール1-4は、第1実施形態と組み合わせることも可能であり、第1実施形態で説明したレンズモジュールのレンズ体を直方体としても良い。このような構成のレンズモジュールの駆動は、第1実施形態のレンズモジュールと同様になる。
≪5.第5実施形態≫(撮像装置)
次に第5実施形態として、本技術の撮像装置の構成を説明する。図10には、本技術を適用したレンズモジュールを用いた撮像装置61の構成図を示す。この図に示す撮像装置61は、先に説明した本技術のレンズモジュール(ここでは代表して第1実施形態のレンズモジュール1-1)を、オートフォーカスモジュールとして用いている。このような撮像装置61は、このレンズモジュール1-1と共に、固体撮像素子63、駆動回路65、さらに必要に応じて信号処理回路67を備えている。
次に第5実施形態として、本技術の撮像装置の構成を説明する。図10には、本技術を適用したレンズモジュールを用いた撮像装置61の構成図を示す。この図に示す撮像装置61は、先に説明した本技術のレンズモジュール(ここでは代表して第1実施形態のレンズモジュール1-1)を、オートフォーカスモジュールとして用いている。このような撮像装置61は、このレンズモジュール1-1と共に、固体撮像素子63、駆動回路65、さらに必要に応じて信号処理回路67を備えている。
固体撮像素子63は、レンズモジュール1-1を構成するレンズ体3により結像される撮像信号を取得する素子である。この固体撮像素子63は、例えば電荷結合素子(CCD:Charge Coupled Device)やCMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)を搭載したイメージセンサを備えている。このような固体撮像素子63は、レンズモジュール1-1の光軸z方向に重なる位置に配置される。より詳しくは、固体撮像素子63におけるイメージセンサの受光面が、レンズ体3の光軸z上で、かつ光軸zに対して垂直となるように、レンズモジュール1-1に対して固体撮像素子63が重ねて配置される。例えば台座9側に固体撮像素子63を配置する場合であれば、台座9に設けた開口9aに対してイメージセンサの受光面を対向させるように固体撮像素子63を配置する。
これらのレンズモジュール1-1および固体撮像素子63は、ここでの図示を省略した撮像装置の筐体内に固定される。
また駆動回路65は、固体撮像素子63を駆動するものであり、イメージセンサにおいて光電変換された信号電荷の蓄積および読み出しを制御する。このような駆動回路65は、固体撮像素子63の外部回路として設けられていても良いが、固体撮像素子63に内部回路として組み込まれていても良い。
また信号処理回路67は、駆動回路65によって読み出された信号を映像信号として処理するものであり、必要に応じて信号処理が行われた映像信号をメモリなどの記憶媒体やモニタに出力する。
このような構成の撮像装置61では、レンズモジュール1-1のレンズ体3が、被写体からの像光(入射光)を固体撮像素子63の受光面上に結像させる。この際、駆動回路65での駆動により、固体撮像素子63内に一定期間信号電荷を蓄積し、その後信号電荷の読み出しを行うことで、映像信号を得る。
以上のような構成の撮像装置61は、本技術のレンズモジュール1-1をオートフォーカスモジュールとして用いたことにより、薄型化および小型化が図られたものとなる。この結果、特に高画質が要求される撮像装置61においては、大口径レンズが必要とされるが、この場合であっても撮像装置61も薄型化および小型化を達成することが可能である。
≪6.第6実施形態≫(電子機器)
次に第6実施形態として、本技術を適用した電子機器の構成例を説明する。図11には、このような電子機器の一例として、撮像機能付き携帯電話(携帯電話100)の概略構成を示す斜視図である。
次に第6実施形態として、本技術を適用した電子機器の構成例を説明する。図11には、このような電子機器の一例として、撮像機能付き携帯電話(携帯電話100)の概略構成を示す斜視図である。
この携帯電話100は、2つの筐体101A,101B同士が、図示しないヒンジ機構を介して折り畳み自在に連結されている。
図11Aに示したように、筐体101Aの一方側の面には、各種の操作キー102が複数配設されると共に、その下端部にマイクロフォン103が配設されている。操作キー102は使用者(ユーザ)による所定の操作を受け付けて情報を入力するためのものである。マイクロフォン103は、通話時等における使用者の音声を入力するためのものである。
また図11Aに示したように、筐体101Bの一方側の面には、例えば液晶表示パネル等を用いた表示部104が配設されると共に、その上端部には、スピーカー105が配設されている。表示部104には、例えば、電波の受信状況や電池残量、通話相手の電話番号、電話帳として登録されている内容(相手先の電話番号や氏名等)、発信履歴、着信履歴等の各種の情報が表示されるようになっている。スピーカー105は、通話時等における通話相手の音声等を出力するためのものである。
図11Bに示したように、筐体101Aの他方側の面にはカバーガラス106が配設されていると共に、筐体101A内部のカバーガラス106に対応する位置に、先に説明した撮像装置61が設けられている。この撮像装置61は、物体側(カバーガラス106側)に例えば第1実施形態で説明したレンズモジュール1-1、像側(筐体101Aの内部側)に固体撮像素子63が配置されるように、筐体101A内に固定されている。
この携帯電話100には、撮像装置61の固体撮像素子63から読み出された信号電荷に基づいて各種の信号処理を行う信号処理回路(67)が設けられている。これにより、信号処理回路(67)によって処理された映像信号が、内蔵メモリなどの記憶媒体に記憶されるか、または表示部104に出力される構成となっている。
このような構成の携帯電話100は、本技術、例えば第1実施形態で説明したレンズモジュール1-1を備えた撮像装置61を内蔵したことにより、小型化が図られたものとなる。特に、レンズの光軸方向の薄型化を図ることが可能である。
尚、本技術は以下のような構成も取ることができる。
(1)
レンズ体と、
前記レンズ体を当該レンズ体の光軸に沿った側壁で保持するレンズ保持部材と、
前記レンズ体を挟んで前記レンズ保持部材に対向配置された固定部材と、
前記レンズ体を前記側壁方向から挟む位置において、前記固定部材に一端側が固定され、他端側を自由端として前記レンズ保持部材側に突出させて配置され、電圧の印加によって面方向に湾曲して前記自由端が前記光軸に沿った方向に変位する平板状の変位素子と、
前記レンズ体を前記側壁方向から挟む位置に配置され、一端が前記変位素子の自由端に固定され、他端が前記レンズ保持部材に対して回動自在に固定された複数本の駆動支持部材とを備えた
レンズモジュール。
(1)
レンズ体と、
前記レンズ体を当該レンズ体の光軸に沿った側壁で保持するレンズ保持部材と、
前記レンズ体を挟んで前記レンズ保持部材に対向配置された固定部材と、
前記レンズ体を前記側壁方向から挟む位置において、前記固定部材に一端側が固定され、他端側を自由端として前記レンズ保持部材側に突出させて配置され、電圧の印加によって面方向に湾曲して前記自由端が前記光軸に沿った方向に変位する平板状の変位素子と、
前記レンズ体を前記側壁方向から挟む位置に配置され、一端が前記変位素子の自由端に固定され、他端が前記レンズ保持部材に対して回動自在に固定された複数本の駆動支持部材とを備えた
レンズモジュール。
(2)
前記変位素子は、ポリマーアクチュエータ素子である
(1)記載のレンズモジュール。
前記変位素子は、ポリマーアクチュエータ素子である
(1)記載のレンズモジュール。
(3)
前記変位素子の平面形状は、前記レンズ体側が当該レンズ体に沿って整形された
(1)または(2)に記載のレンズモジュール。
前記変位素子の平面形状は、前記レンズ体側が当該レンズ体に沿って整形された
(1)または(2)に記載のレンズモジュール。
(4)
前記レンズ保持部材と前記固定部材との間には、前記レンズ体を前記側壁方向から挟む位置において、前記光軸に対して平行な面内において回動自在に前記駆動支持部材と同様の支持部材が掛け渡されている
(1)〜(3)の何れかに記載のレンズモジュール。
前記レンズ保持部材と前記固定部材との間には、前記レンズ体を前記側壁方向から挟む位置において、前記光軸に対して平行な面内において回動自在に前記駆動支持部材と同様の支持部材が掛け渡されている
(1)〜(3)の何れかに記載のレンズモジュール。
(5)
前記駆動支持部材は、剛性を有するリンクバーで構成され、
前記駆動支持部材と前記レンズ保持部材との間には、当該駆動支持部材を当該レンズ保持部材に対して回動自在に連結する連結部材が設けられている
(1)〜(4)の何れかに記載のレンズモジュール。
前記駆動支持部材は、剛性を有するリンクバーで構成され、
前記駆動支持部材と前記レンズ保持部材との間には、当該駆動支持部材を当該レンズ保持部材に対して回動自在に連結する連結部材が設けられている
(1)〜(4)の何れかに記載のレンズモジュール。
(6)
前記駆動支持部材は、弾性ワイヤーで構成されている
(1)〜(4)の何れかに記載のレンズモジュール。
前記駆動支持部材は、弾性ワイヤーで構成されている
(1)〜(4)の何れかに記載のレンズモジュール。
(7)
レンズ体と、
前記レンズ体を当該レンズ体の光軸に沿った側壁で保持するレンズ保持部材と、
前記レンズ体を挟んで前記レンズ保持部材に対向配置された固定部材と、
前記レンズ体を前記側壁方向から挟む位置において、前記固定部材に一端側が固定され、他端側を自由端として前記レンズ保持部材側に突出させて配置され、電圧の印加によって面方向に湾曲して前記自由端が前記光軸に沿った方向に変位する平板状の変位素子と、
前記レンズ体を前記側壁方向から挟む位置に配置され、一端が前記変位素子の自由端に固定され、他端が前記レンズ保持部材に対して回動自在に固定された複数本の駆動支持部材と、
前記レンズ体による結像位置に配置された固体撮像素子とを備えた
撮像装置。
レンズ体と、
前記レンズ体を当該レンズ体の光軸に沿った側壁で保持するレンズ保持部材と、
前記レンズ体を挟んで前記レンズ保持部材に対向配置された固定部材と、
前記レンズ体を前記側壁方向から挟む位置において、前記固定部材に一端側が固定され、他端側を自由端として前記レンズ保持部材側に突出させて配置され、電圧の印加によって面方向に湾曲して前記自由端が前記光軸に沿った方向に変位する平板状の変位素子と、
前記レンズ体を前記側壁方向から挟む位置に配置され、一端が前記変位素子の自由端に固定され、他端が前記レンズ保持部材に対して回動自在に固定された複数本の駆動支持部材と、
前記レンズ体による結像位置に配置された固体撮像素子とを備えた
撮像装置。
(8)
レンズ体と、
前記レンズ体を当該レンズ体の光軸に沿った側壁で保持するレンズ保持部材と、
前記レンズ体を挟んで前記レンズ保持部材に対向配置された固定部材と、
前記レンズ体を前記側壁方向から挟む位置において、前記固定部材に一端側が固定され、他端側を自由端として前記レンズ保持部材側に突出させて配置され、電圧の印加によって面方向に湾曲して前記自由端が前記光軸に沿った方向に変位する平板状の変位素子と、
前記レンズ体を前記側壁方向から挟む位置に配置され、一端が前記変位素子の自由端に固定され、他端が前記レンズ保持部材に対して回動自在に固定された複数本の駆動支持部材と、
前記レンズ体による結像位置に配置された固体撮像素子と、
前記固体撮像素子からの出力信号を処理する信号処理回路とを備えた
電子機器。
レンズ体と、
前記レンズ体を当該レンズ体の光軸に沿った側壁で保持するレンズ保持部材と、
前記レンズ体を挟んで前記レンズ保持部材に対向配置された固定部材と、
前記レンズ体を前記側壁方向から挟む位置において、前記固定部材に一端側が固定され、他端側を自由端として前記レンズ保持部材側に突出させて配置され、電圧の印加によって面方向に湾曲して前記自由端が前記光軸に沿った方向に変位する平板状の変位素子と、
前記レンズ体を前記側壁方向から挟む位置に配置され、一端が前記変位素子の自由端に固定され、他端が前記レンズ保持部材に対して回動自在に固定された複数本の駆動支持部材と、
前記レンズ体による結像位置に配置された固体撮像素子と、
前記固体撮像素子からの出力信号を処理する信号処理回路とを備えた
電子機器。
(9)
固定部材に一端側が固定された平板状の変位素子に電圧を印加し、当該変位素子を面方向に湾曲させることで当該変位素子の自由端を変位させることと、
前記変位素子の湾曲により、当該変位素子の自由端に一端が固定された駆動支持部材を当該変位素子の湾曲方向に回動させることと、
前記駆動支持部材の回動により、前記固定部材に対向配置された状態で当該駆動支持部材の他端に固定されたレンズ保持部材を、当該固定部材との対向状態を維持した状態で変位させることと、
前記レンズ保持部材の変位により、前記変位素子の湾曲方向を光軸として当該レンズ保持部材に保持されたたレンズ体を、当該光軸に沿って移動させることとを行う
レンズモジュールの駆動方法。
固定部材に一端側が固定された平板状の変位素子に電圧を印加し、当該変位素子を面方向に湾曲させることで当該変位素子の自由端を変位させることと、
前記変位素子の湾曲により、当該変位素子の自由端に一端が固定された駆動支持部材を当該変位素子の湾曲方向に回動させることと、
前記駆動支持部材の回動により、前記固定部材に対向配置された状態で当該駆動支持部材の他端に固定されたレンズ保持部材を、当該固定部材との対向状態を維持した状態で変位させることと、
前記レンズ保持部材の変位により、前記変位素子の湾曲方向を光軸として当該レンズ保持部材に保持されたたレンズ体を、当該光軸に沿って移動させることとを行う
レンズモジュールの駆動方法。
1-1,1-2,1-3,1-4…レンズモジュール、3,3’…レンズ体、z…光軸、5…レンズ保持部材、7…固定部材、11,11’…変位素子、11a…自由端、13…駆動支持部材(リンクバー)、13’…駆動支持部材(弾性ワイヤー)、15…支持部材、17…連結部材、21…ポリマーアクチュエータ素子、63…固体撮像素子、61…撮像装置、67…信号処理回路、100…電子機器。
Claims (9)
- レンズ体と、
前記レンズ体を当該レンズ体の光軸に沿った側壁で保持するレンズ保持部材と、
前記レンズ体を挟んで前記レンズ保持部材に対向配置された固定部材と、
前記レンズ体を前記側壁方向から挟む位置において、前記固定部材に一端側が固定され、他端側を自由端として前記レンズ保持部材側に突出させて配置され、電圧の印加によって面方向に湾曲して前記自由端が前記光軸に沿った方向に変位する平板状の変位素子と、
前記レンズ体を前記側壁方向から挟む位置に配置され、一端が前記変位素子の自由端に固定され、他端が前記レンズ保持部材に対して回動自在に固定された複数本の駆動支持部材とを備えた
レンズモジュール。 - 前記変位素子は、ポリマーアクチュエータ素子である
請求項1記載のレンズモジュール。 - 前記変位素子の平面形状は、前記レンズ体側が当該レンズ体に沿って整形された
請求項1記載のレンズモジュール。 - 前記レンズ保持部材と前記固定部材との間には、前記レンズ体を前記側壁方向から挟む位置において、前記光軸に対して平行な面内において回動自在に前記駆動支持部材と同様の支持部材が掛け渡されている
請求項1記載のレンズモジュール。 - 前記駆動支持部材は、剛性を有するリンクバーで構成され、
前記駆動支持部材と前記レンズ保持部材との間には、当該駆動支持部材を当該レンズ保持部材に対して回動自在に連結する連結部材が設けられている
請求項1記載のレンズモジュール。 - 前記駆動支持部材は、弾性ワイヤーで構成されている
請求項1記載のレンズモジュール。 - レンズ体と、
前記レンズ体を当該レンズ体の光軸に沿った側壁で保持するレンズ保持部材と、
前記レンズ体を挟んで前記レンズ保持部材に対向配置された固定部材と、
前記レンズ体を前記側壁方向から挟む位置において、前記固定部材に一端側が固定され、他端側を自由端として前記レンズ保持部材側に突出させて配置され、電圧の印加によって面方向に湾曲して前記自由端が前記光軸に沿った方向に変位する平板状の変位素子と、
前記レンズ体を前記側壁方向から挟む位置に配置され、一端が前記変位素子の自由端に固定され、他端が前記レンズ保持部材に対して回動自在に固定された複数本の駆動支持部材と、
前記レンズ体による結像位置に配置された固体撮像素子とを備えた
撮像装置。 - レンズ体と、
前記レンズ体を当該レンズ体の光軸に沿った側壁で保持するレンズ保持部材と、
前記レンズ体を挟んで前記レンズ保持部材に対向配置された固定部材と、
前記レンズ体を前記側壁方向から挟む位置において、前記固定部材に一端側が固定され、他端側を自由端として前記レンズ保持部材側に突出させて配置され、電圧の印加によって面方向に湾曲して前記自由端が前記光軸に沿った方向に変位する平板状の変位素子と、
前記レンズ体を前記側壁方向から挟む位置に配置され、一端が前記変位素子の自由端に固定され、他端が前記レンズ保持部材に対して回動自在に固定された複数本の駆動支持部材と、
前記レンズ体による結像位置に配置された固体撮像素子と、
前記固体撮像素子からの出力信号を処理する信号処理回路とを備えた
電子機器。 - 固定部材に一端側が固定された平板状の変位素子に電圧を印加し、当該変位素子を面方向に湾曲させることで当該変位素子の自由端を変位させることと、
前記変位素子の湾曲により、当該変位素子の自由端に一端が固定された駆動支持部材を当該変位素子の湾曲方向に回動させることと、
前記駆動支持部材の回動により、前記固定部材に対向配置された状態で当該駆動支持部材の他端に固定されたレンズ保持部材を、当該固定部材との対向状態を維持した状態で変位させることと、
前記レンズ保持部材の変位により、前記変位素子の湾曲方向を光軸として当該レンズ保持部材に保持されたたレンズ体を、当該光軸に沿って移動させることとを行う
レンズモジュールの駆動方法。
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