JP5818019B2 - レンズ駆動装置、レンズモジュールおよび撮像装置 - Google Patents
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Description
1.実施の形態(一対のポリマーアクチュエータ素子とレンズ保持部材とを連結する連結部材を設けたレンズ駆動装置等の例)
2.変形例
[撮像装置を備えた電子機器の概略構成]
図1および図2は、本発明の一実施の形態に係る撮像装置(後述する撮像装置2)を備えた電子機器の一例としての撮像機能付き携帯電話(携帯電話1)の概略構成を斜視図で表したものである。この携帯電話1では、2つの筐体11A,11B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3は、撮像装置2の要部構成を斜視図で表したものであり、図4は、この撮像装置2におけるレンズモジュール4の構成を分解斜視図で表したものである。レンズモジュール4は、光軸Z1に沿って像側(撮像素子3側)から物体側へと順に(Z軸上の正方向に沿って)、支持部材41、ポリマーアクチュエータ素子441、レンズ保持部材43およびレンズ48、ならびにポリマーアクチュエータ素子442を備えている。なお、図3では、レンズ48の図示を省略している。このレンズモジュール4はまた、固定用部材42、連結部材451A,451B,452A,452B、固定電極440A,440B、押え部材46およびホール素子47A,47Bを備えている。なお、これらのレンズモジュール4の部材のうちのレンズ48を除いたものが、本発明における「レンズ駆動装置」の一具体例に対応している。
ポリマーアクチュエータ素子441,442はそれぞれ、レンズ48の光軸Z1と直交する駆動面(X−Y平面上の駆動面)を有し、この光軸Z1に沿って駆動面同士が対向するように配置されている。ポリマーアクチュエータ素子441,442はそれぞれ、レンズ保持部材43(およびレンズ48)を、後述する連結部材451A,451B,452A,452Bを介して光軸Z1に沿って駆動するためのものである。
図3および図4に示した連結部材451A,451B,452A,452Bはそれぞれ、ポリマーアクチュエータ素子441,442の各他端と、レンズ保持部材43における接続部43Aの端部とを互いに連結(接続)するための部材である。具体的には、連結部材451A,451B,452A,452Bはそれぞれ、ここでは接続部43Aの四隅と、ポリマーアクチュエータ素子441,442における2対の突出部44B1,44B2との間を連結するようになっている。これらの連結部材451A,451B,452A,452Bはそれぞれ、例えばポリイミドフィルム等のフレキシブルフィルムからなり、各ポリマーアクチュエータ素子441,442と同等以下の剛性を有する柔軟な材料からなることが望ましい。これにより、詳細は後述するが、保持部43B(およびレンズ48)が支持部材41に対して平行状態を保ったまま、Z軸方向に駆動し易くなる(レンズ48がその光軸Z1に沿って更に移動し易くなる)からである。なお、連結部材451A,451B,452A,452Bの耐熱温度は、例えば200℃程度以上であることが望ましい。これにより、例えばリフロー工程等の高温プロセスを通しても特性が変化しないようにすることができるからである。
バネ定数K=(3EI/L3) ……(1)
曲げ剛性=EI(kg・cm2) ……(2)
続いて、本実施の形態の撮像装置2の作用および効果について説明する。
最初に、図10を参照して、ポリマーアクチュエータ素子441,442の動作について説明する。図10は、ポリマーアクチュエータ素子441,442の動作を、断面図を用いて模式的に表したものである。
次に、図11〜図14を参照して、撮像装置2全体の動作について、比較例(比較例1〜3)と比較しつつ詳細に説明する。ここで、図11〜図13はそれぞれ、比較例1〜比較例3に係る撮像装置におけるレンズモジュール(レンズモジュール100〜300)の構成および動作を表したものである。一方、図14は、本実施の形態の撮像装置2におけるレンズモジュール4の動作を斜視図で表したものであり、(A)は動作前の状態を、(B)は動作後の状態をそれぞれ示す。
図11(A)に示した比較例1に係るレンズモジュール100では、ガイド部101A,101B,102A,102Bを利用して、レンズ保持部材103およびレンズ104をその光軸Z1に沿って(光軸Z1と平行に)移動させている。具体的には、平板状のポリマーアクチュエータ素子105によってレンズ保持部材103を駆動させるようになっている。
一方、図12に示した比較例2に係るレンズモジュール200では、レンズ204の光軸Z1方向に沿って、一対の平板状のポリマーアクチュエータ素子205A,205Bを、レンズ保持部材203の上下において対向配置させている(平行平板方式)。
他方、図13に示した比較例3に係るレンズモジュール300では、図中の示したように、印加電圧の極性を異ならせて湾曲方向が互いに異なるようにした1組のポリマーアクチュエータ素子305A,305Bを組み合わせている。これにより、レンズ保持部材303およびレンズ304をその光軸Z1方向に移動させるようにしている。
これに対して、本実施の形態の撮像装置2におけるレンズモジュール4では、前述した図3,図4および図14(A)に示したように、一対のポリマーアクチュエータ素子441,442によってレンズ保持部材43が駆動されることにより、レンズ48がその光軸Z1に沿って移動可能となる。この際、レンズ保持部材43は、連結部材451A,451B,452A,452Bを介して駆動される。これにより、例えば図14(B)に示したように、保持部43B(およびレンズ48)が支持部材41に対して平行状態を保ったまま、Z軸方向に駆動し易くなる。すなわち、レンズ48がその光軸Z1に沿って移動し易くなる。
以上、実施の形態を挙げて本発明を説明したが、本発明はこの実施の形態に限定されず、種々の変形が可能である。
Claims (10)
- レンズを保持するためのレンズ保持部材と、
各々が前記レンズの光軸と直交する駆動面を有し、このレンズの光軸に沿って前記駆動面同士が対向するように配設された複数のポリマーアクチュエータ素子と、
前記複数のポリマーアクチュエータ素子の一端をそれぞれ、直接もしくは間接的に固定する固定用部材と、
前記複数のポリマーアクチュエータ素子の各他端と前記レンズ保持部材の端部とを連結する連結部材と
を備え、
各ポリマーアクチュエータ素子は、
前記固定用部材に固定された固定部と、
前記固定部の両端部に設けられ、前記駆動面を構成する一対の突出部と
を有するレンズ駆動装置。 - 前記レンズ保持部材が、
前記レンズを保持する保持部と、
前記保持部を支持すると共に、前記保持部と前記連結部材とを接続する接続部と
を有し、
前記ポリマーアクチュエータ素子の駆動面同士の間に、前記保持部が配置されている
請求項1に記載のレンズ駆動装置。 - 前記固定用部材に、前記保持部が部分的に挿入可能な開口が形成されている
請求項2に記載のレンズ駆動装置。 - 各突出部の幅が、前記固定部側から先端側へと向けて徐々に狭くなっている
請求項1ないし請求項3のいずれか1項に記載のレンズ駆動装置。 - 前記固定用部材において、前記ポリマーアクチュエータ素子の可動端側の角部が面取りされている
請求項1ないし請求項4のいずれか1項に記載のレンズ駆動装置。 - 前記連結部材は、各ポリマーアクチュエータ素子と同等以下の剛性を有する
請求項1ないし請求項5のいずれか1項に記載のレンズ駆動装置。 - 前記連結部材が、フレキシブルフィルムからなる
請求項1ないし請求項6のいずれか1項に記載のレンズ駆動装置。 - 各ポリマーアクチュエータ素子は、
一対の電極膜と、
前記一対の電極膜の間に挿設された高分子膜と
を有する請求項1ないし請求項7のいずれか1項に記載のレンズ駆動装置。 - レンズと、
前記レンズを保持するためのレンズ保持部材と、
各々が前記レンズの光軸と直交する駆動面を有し、このレンズの光軸に沿って前記駆動面同士が対向するように配設された複数のポリマーアクチュエータ素子と、
前記複数のポリマーアクチュエータ素子の一端をそれぞれ、直接もしくは間接的に固定する固定用部材と、
前記複数のポリマーアクチュエータ素子の各他端と前記レンズ保持部材の端部とを連結する連結部材と
を備え、
各ポリマーアクチュエータ素子は、
前記固定用部材に固定された固定部と、
前記固定部の両端部に設けられ、前記駆動面を構成する一対の突出部と
を有するレンズモジュール。 - レンズと、
前記レンズを保持するためのレンズ保持部材と、
前記レンズにより結像されてなる撮像信号を取得する撮像素子と、
各々が前記レンズの光軸と直交する駆動面を有し、このレンズの光軸に沿って前記駆動面同士が対向するように配設された複数のポリマーアクチュエータ素子と、
前記複数のポリマーアクチュエータ素子の一端をそれぞれ、直接もしくは間接的に固定する固定用部材と、
前記複数のポリマーアクチュエータ素子の各他端と前記レンズ保持部材の端部とを連結する連結部材と
を備え、
各ポリマーアクチュエータ素子は、
前記固定用部材に固定された固定部と、
前記固定部の両端部に設けられ、前記駆動面を構成する一対の突出部と
を有する撮像装置。
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