JP2007139862A - レンズ駆動機構 - Google Patents

Abstract

【課題】小型で簡易な構成のレンズ駆動機構を提供すること。
【解決手段】光軸Ａ−Ａに沿って移動するレンズ１２０及びレンズ１２０を保持するレンズ枠１３０と、レンズ枠１３０を移動させる高分子アクチュエータ１５０と、レンズ枠１３０及び高分子アクチュエータ１５０を支持する鏡筒１４０、１４１と、を有するレンズ駆動機構１００であって、高分子アクチュエータ１５０は、光軸Ａ−Ａに対して垂直に配置された高分子材料からなる高分子アクチュエータであり、高分子アクチュエータ１５０は、中空円形状を有し、高分子アクチュエータ１５０の円周方向に沿って形成されている舌片１５１をさらに有し、高分子アクチュエータ１５０の舌片１５１が変形することにより、レンズ枠１３０を移動させることを特徴とするレンズ駆動機構１００である。
【選択図】 図５

Description

本発明は、レンズ駆動機構に関するものである。

撮像機能付き携帯電話やデジタルカメラに代表される撮像機器に搭載される撮像モジュールは、更なる小型・高機能・高精細化が求められている。このため、フォーカシング機能やズーム機能に伴うレンズ駆動機構も更なる小型、高機能化が求められている。

従来、小型なレンズ駆動機構には、ボイスコイルモータ等の電磁アクチュエータやピエゾ素子等の電歪素子が用いられている。さらに、近年、高分子材料を用いた高分子アクチュエータを適応したレンズ駆動機構が研究開発されている。例えば、特許文献１には、環状に成形した高分子アクチュエータを用いてレンズを駆動させるレンズ駆動機構が開示されている。

特開２００５−１６８０８８号公報

しかしながら、従来技術の構成では、撮像モジュールを小型化することで、環状に成形した高分子アクチュエータの径方向の幅が狭くなる。このため、歪量が低下してしまうので、レンズ駆動の十分なストロークを得られない等の不具合が生じる。また、この解決法として、高分子アクチュエータを積層することで、レンズ駆動に必要なストロークを得る構成も開示されている。しかしながら、この構成では、レンズ駆動機構が複雑になってしまう。このため、レンズ駆動機構の製造がより煩雑になってしまうおそれがある。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、小型で簡易な構成のレンズ駆動機構を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、光軸に沿って移動するレンズ及びレンズを保持するレンズ枠と、レンズ枠を移動させるアクチュエータと、レンズ枠及びアクチュエータを支持する鏡筒と、を有するレンズ駆動機構であって、アクチュエータは、光軸に対して垂直に配置された高分子材料からなる高分子アクチュエータであり、高分子アクチュエータは、中空円形状を有し、高分子アクチュエータの円周方向に沿って形成されている舌片をさらに有し、高分子アクチュエータの舌片が変形することにより、レンズ枠を移動させることを特徴とするレンズ駆動機構を提供できる。

また、本発明の好ましい態様によれば、高分子アクチュエータの舌片は、一つの高分子アクチュエータに対して複数形成されていることが望ましい。

また、本発明の好ましい態様によれば、高分子アクチュエータの舌片は、同一形状で、かつ光軸に対して軸対称に３箇所以上の位置に形成されていることが望ましい。

また、本発明の好ましい態様によれば、鏡筒の高分子アクチュエータとの接触部分は導電性材料で形成され、高分子アクチュエータの舌片が形成された部位とは異なる部位において、鏡筒を用いて高分子アクチュエータを固定すると共に、鏡筒を介して、高分子アクチュエータへ電力を供給することが望ましい。

また、本発明の好ましい態様によれば、レンズ枠の高分子アクチュエータとの接触部分は導電性材料で形成され、鏡筒の一部は非導電性材料で形成され、高分子アクチュエータの舌片が形成された部位とは異なる部位において、鏡筒を用いて高分子アクチュエータを固定すると共に、レンズ枠を介して、高分子アクチュエータのへ電力を供給することが望ましい。

また、本発明の好ましい態様によれば、高分子アクチュエータの舌片の先端をレンズ枠と固定し、高分子アクチュエータの舌片の変形により、レンズ枠を移動させることが望ましい。

また、本発明の好ましい態様によれば、レンズ枠に対して高分子アクチュエータが配置された側と対向する側に弾性部材を具備し、高分子アクチュエータの舌片の変形による力と弾性部材の復元力とにより、レンズ枠を二方向に移動させることが望ましい。

また、本発明の好ましい態様によれば、高分子アクチュエータを２つ具備し、
各々の高分子アクチュエータは、レンズ枠を挟んで対向した位置にそれぞれ配置され、一方の高分子アクチュエータの舌片と他方の高分子アクチュエータの舌片とをそれぞれ相補して変形することにより、レンズ枠を二方向に移動させることが望ましい。

また、本発明によれば、光軸に沿って移動するレンズ及びレンズを保持するレンズ枠と、レンズ枠を移動させるアクチュエータと、レンズ枠及びアクチュエータを支持する鏡筒とからなるレンズ駆動機構であって、アクチュエータは、光軸に対して垂直な鏡筒の面上に複数配置された高分子材料からなる高分子アクチュエータであり、複数の高分子アクチュエータは、それぞれ開口部に沿って形成されている変形部を有し、高分子アクチュエータの変形部が変形することにより、レンズ枠を移動させることを特徴とするレンズ駆動機構を提供できる。

本発明によれば、小型で簡易な構成のレンズ駆動機構を提供できるという効果を奏する。

以下に、本発明に係るレンズ駆動機構の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。

図１及び図２を用いて本発明の実施例１に係るレンズ駆動機構１００の構成を説明する。図１は、本実施例に係るレンズ駆動機構１００の斜視断面の構成を示している。図１に示すように、レンズ駆動機構１００は、レンズ１２０と、レンズ１２０を保持するレンズ枠１３０と、レンズ枠１３０を支持し、光軸Ａ−Ａ方向に摺動可能とする第１の鏡筒１４０と、光軸Ａ−Ａに対して垂直に配置された高分子材料からなる高分子アクチュエータ１５０と、第１の鏡筒１４０と共に高分子アクチュエータ１５０を固定する第２の鏡筒１４１とから構成されている。

レンズ１２０を除く他の各構成部材は、略中空円筒形状を有している。外界からレンズ駆動機構１００へ入射する光線は、光軸Ａ−Ａに沿って進行してレンズ１２０を透過し、必要な光学的作用を受ける。

図２は、高分子アクチュエータ１５０の上面構成を示している。図２に示すように、高分子アクチュエータ１５０は、中空円形状に成形されている。そして、円周方向に沿って、同一形状の舌片１５１が、中心軸に対して軸対称に３箇所形成されている。なお、中心軸と、図１における光軸Ａ−Ａ上とは一致していることが望ましい。

高分子アクチュエータ１５０の最外周部１５２は、その両面が第１の鏡筒１４０と第２の鏡筒１４１により固定されている。また、高分子アクチュエータ１５０の舌片１５１の先端部は、レンズ枠１３０の下面に固定されている。

次に、図３、図４を用いて本実施例に係る高分子アクチュエータ１５０の動作を説明する。図３及び図４は、高分子アクチュエータ１５０の側面構成及び駆動電源の接続を模式的に示している。本実施例では、高分子アクチュエータとして、イオン交換樹脂にイオン流体を含有し、表裏面に金メッキを施した高分子アクチュエータを用いて説明する。

次に、高分子アクチュエータ１５０の駆動原理について説明する。高分子アクチュエータ１５０には、イオン交換樹脂の表面と裏面とに、それぞれ金メッキにより電極が形成されている。駆動電源１６０を両電極間に接続し電圧を印加する。これにより、印加電圧に応じてイオン交換樹脂内で陽イオンの移動が発生し、且つ、陽イオンの移動に応じて極性分子である水分子が移動する。陽イオン及び水分子は負電極側に移動する。このため、イオン交換樹脂の表裏面に膨潤差が生じる。負電極側では陽イオン及び水分子が豊富になる。これに対して、正電極側では陽イオン及び水分子が枯渇する。この膨潤差により、負電極側に伸び、正電極側に縮みが生じて、イオン交換樹脂が変形する。

このため、図３に示すように、高分子アクチュエータ１５０に対し、駆動電源１６０により図中上面側電極に正電圧、図中下面側電極に負電圧を印加する。このとき、高分子アクチュエータ１５０は、正電圧を印加した電極側に屈曲する様に変形する。図示していないが、図２における高分子アクチュエータ１５０の最外周部１５２は、第１の鏡枠１４０及び第２の鏡枠１４１により固定されている。この結果、高分子アクチュエータ１５０の舌片１５１が図３中上方にそそり立つ様に変形する。

一方、図４に示すように、高分子アクチュエータ１５０に対し、駆動電源１６０により図中上面側電極に負電圧、図中下面側電極に正電圧を印加する。この結果、高分子アクチュエータ１５０の舌片１５１は、図４中下方にそそり立つ様に変形する。

次に図５、図６を用いて本実施例に係るレンズ駆動機構１００の動作を説明する。図５及び図６は、レンズ駆動機構１００の断面構成及び駆動電源の接続を模式的に示している。図５に示すレンズ駆動機構１００において、第１の鏡筒１４０及び第２の鏡筒１４１は導電性部材で形成されている。

図５に示すように、駆動電源１６０により、第１の鏡筒１４０に正電圧を印加する。そして、第１の鏡筒１４０を介して高分子アクチュエータ１５０の図中上面側電極に正電圧を印加する。

また、第２の鏡筒１４１に負電圧を印加する。そして、第２の鏡筒１４１を介して高分子アクチュエータ１５０の図中下面側電極に負電圧を印加する。上述したように高分子アクチュエータ１５０に駆動電圧を印加することで、高分子アクチュエータ１５０の舌片１５１は、図５中上方に変形する。これにより、レンズ枠１３０を図５中上方に移動させることができる。

一方、図６に示すように、駆動電源１６０により、第１の鏡筒１４０に負電圧を印加する。そして、第１の鏡筒１４０を介して高分子アクチュエータ１５０の図中上面側電極に負電圧を印加する。また、第２の鏡筒１４１に正電圧を印加する。そして、第２の鏡筒１４１を介して高分子アクチュエータ１５０の図中下面側電極に正電圧を印加する。上述のように高分子アクチュエータ１５０に駆動電圧を印加することで、高分子アクチュエータ１５０の舌片１５１は図６中下方に変形する。これにより、レンズ枠１３０を図６中下方に移動させることができる。

ここで、レンズ枠１３０を図中下方に移動させる場合、第１の鏡筒１４０及び第２の鏡筒１４１間を短絡することでも同様の効果を得ることができる。しかしながら、図６に示すように電源１６０を接続した構成の方が、レンズ枠１３０を高速に移動できること、重力によりレンズ枠１３０が移動することを防止できること、高分子アクチュエータ１５０の駆動の中立点を保持できること等の利点を得られる。

図７、図８は、それぞれ高分子アクチュエータ１５０及び舌片１５１の変形例を示している。上述のように、高分子アクチュエータ１５０に印加する電圧を制御することで、レンズ１２０を光軸Ａ−Ａに沿って移動することが可能となる。レンズ１２０の移動により、フォーカスやズーム等の光学的作用を実現することができる。

また、レンズ駆動機構として図１〜図６に示すような構成とすることにより、撮像モジュールを小型化することで、小さな直径のレンズ駆動機構にも関わらず、高分子アクチュエータ１５０が変形する長さ（舌片１５１の長さ）を比較的長く取ることができる。このため、レンズ１２０の移動のストロークを十分に大きく取ることが可能となる。

また、舌片１５１が同一形状で且つ中心軸に対して軸対称に３箇所形成されている。このため、レンズ枠１３０が傾いて鏡枠に引っかかってしまうことを防止できる。この結果、より安定してレンズ１２０を駆動することが出来る。また、非常に簡単な構成で、高分子アクチュエータ１５０へ電力を供給することが可能となる。

次に、本発明の実施例２に係るレンズ駆動機構２００の構成を説明する。実施例１と同一の部分には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。図９、図１０は、それぞれ本実施例に係るレンズ駆動機構２００の断面構成を示している。図９に示すように、レンズ駆動機構２００は、レンズ１２０、レンズ１２０を保持するレンズ枠１３０、レンズ枠１３０を支持し、光軸Ａ−Ａ方向に摺動可能とする第１の鏡筒１４０、光軸Ａ−Ａに対して垂直に配置された高分子材料からなる高分子アクチュエータ１５０、鏡筒１４０と共に高分子アクチュエータ１５０を固定する第２の鏡筒１４１、鏡筒１４０に保持され、レンズ枠１３０を高分子アクチュエータ１５０側へ加圧するばね部材１７０からなる。

なお、本実施例では、高分子アクチュエータ１５０の舌片１５１の先端は、レンズ枠１３０に固定する必要は無い。レンズ１２０以外の各構成部材は、略中空円筒形状となっており、外界からの光線は光軸Ａ−Ａに沿ってレンズ１２０を透過し、必要な光学的作用を受ける。

次に図９、図１０を用いて本実施例に係るレンズ駆動機構２００の動作を説明する。図９、図１０は、レンズ駆動機構２００の断面構成及び駆動電源１６０の接続を模式的に示している。

図９、図１０に示すレンズ駆動機構２００において、第１の鏡筒１４０及び第２の鏡筒１４１は導電性部材で形成されている。図９に示すように、駆動電源１６０により、第１の鏡筒１４０に正電圧を印加する。そして、第１の鏡筒１４０を介して高分子アクチュエータ１５０の図中上面側電極に正電圧を印加する。

また、第２の鏡筒１４１に負電圧を印加する。そして、第２の鏡筒１４１を介して高分子アクチュエータ１５０の図中下面側電極に負電圧を印加する。上述したように高分子アクチュエータ１５０に駆動電圧を印加することで、高分子アクチュエータ１５０の舌片１５１は図９中上方に変形する。高分子アクチュエータ１５０の舌片１５１の変形による駆動力がばね部材１７０の復元力を上回るように、ばね部材１７０のばね定数を適当に設定する。これにより、レンズ枠１３０は図９中上方に移動する。なお、弾性部材であれば、ばね部材１７０の代わりに、ゴム部材等を用いることができる。

これに対して、図１０に示すように、駆動電源１６０により、第１の鏡筒１４０に負電圧を印加する。そして、第１の鏡筒１４０を介して高分子アクチュエータ１５０の図中上面側電極に負電圧を印加する。また、第２の鏡筒１４１に正電圧を印加する。そして、第２の鏡筒１４１を介して高分子アクチュエータ１５０の図中下面側電極に正電圧を印加する。

上述のように高分子アクチュエータ１５０に駆動電圧を印加する。これにより、高分子アクチュエータ１５０の舌片１５１は図１０中下方に変形する。そして、ばね部材１７０の復元力によりレンズ枠１３０は図１０中下方に移動する。

ここで、レンズ枠１３０を図１０中下方に移動させる場合、第１の鏡筒１４０及び第２の鏡筒１４１間を短絡することでも同様の効果を得ることができる。しかしながら、図１０に示すように電源１６０を接続した構成の方が、レンズ枠１３０を高速に移動できること、高分子アクチュエータ１５０の駆動の中立点を保持できること等の利点を得られる。

上述の様に、高分子アクチュエータ１５０に印加する電圧を制御することで、レンズ１２０を光軸Ａ−Ａに沿って移動することができる。この結果、フォーカスやズーム等の光学作用を実現することができる。

また、レンズ駆動機構として図９、図１０に示すような構成とすることにより、撮像モジュールを小型化することで、小さな直径のレンズ駆動機構にも関わらず、高分子アクチュエータ１５０が変形する長さ（舌片１５１の長さ）を比較的長く取ることができる。このため、レンズ１２０の移動のストロークを十分に大きく取ることが可能となる。

また、舌片１５１が同一形状で且つ中心軸に対して軸対称に３箇所形成されている。このため、レンズ枠１３０が傾いて鏡枠に引っかかってしまうことを防止できる。この結果、より安定してレンズ１２０を駆動することが出来る。また、非常に簡単な構成で、高分子アクチュエータ１５０へ電力を供給することが可能となる。

また、高分子アクチュエータ１５０の舌片１５１とレンズ枠１３０を接着する必要が無い。このため、両接点ではすべりが生じる。従って、よりスムーズにレンズ１２０を駆動することができる。

次に、図１１、図１２を用いて本発明の実施例３に係るレンズ駆動機構３００の構成を説明する。なお、実施例１と同一の部分には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。図１１、図１２は、それぞれ本実施例に係るレンズ駆動機構３００の断面構成を示している。

図１１、図１２に示すように、レンズ駆動機構３００は、レンズ１２０と、レンズ１２０を保持するレンズ枠１３０と、レンズ枠１３０を支持し、光軸Ａ−Ａ方向に摺動可能とする第１の鏡筒１４０と、光軸Ａ−Ａに対して垂直に配置された高分子材料からなる高分子アクチュエータ１５０と、鏡筒１４０と共に高分子アクチュエータ１５０を固定する第２の鏡筒１４１と、鏡筒１４０と共にばね部材１７０を保持する第３の鏡筒１４２と、レンズ枠１３０を高分子アクチュエータ１５０側へ加圧するばね部材１７０とからなる。なお、本実施例では、高分子アクチュエータ１５０の舌片１５１の先端は、レンズ枠１３０に固定する必要は無い。

レンズ１２０以外の各構成部材は、略中空円筒形状を有している。これにより、外界からの光線は光軸Ａ−Ａに沿ってレンズ１２０を透過し、必要な光学的作用を受ける。

次に図１１、図１２を用いて本実施例に係るレンズ駆動機構３００の動作を説明する。図１１、図１２は、レンズ駆動機構３００の断面構成及び駆動電源１６０の接続を模式的に示している。

図１１、図１２に示すレンズ駆動機構３００において、第２の鏡筒１４１、第３の鏡筒１４２、ばね部材１７０及びレンズ枠１３０は、それぞれ導電性部材で形成されている。これに対して、第１の鏡筒１４０は、非導電性部材で形成されている。

図１１に示すように、駆動電源１６０により、第３の鏡筒１４２に正電圧を印加する。そして、第３の鏡筒１４２、ばね部材１７０及びレンズ枠１３０を介して高分子アクチュエータ１５０の図中上面側電極に正電圧を印加する。

また、第２の鏡筒１４１に負電圧を印加する。そして、第２の鏡筒１４１を介して高分子アクチュエータ１５０の図中下面側電極に負電圧を印加する。上述のように高分子アクチュエータ１５０に駆動電圧を印加することで、高分子アクチュエータ１５０の舌片１５１は図中上方に変形する。高分子アクチュエータ１５０の変形による駆動力がばね部材１７０の復元力を上回るように、ばね部材１７０のばね定数を適当に設定する。これにより、レンズ枠１３０は図１１中上方に移動する。

これに対して、図１２に示すように、駆動電源１６０により、第３の鏡筒１４２に負電圧を印加ずる。そして、第３の鏡筒１４２、ばね部材１７０及びレンズ枠１３０を介して高分子アクチュエータ１５０の図中上面側電極に負電圧を印加する。また、第２の鏡筒１４１に正電圧を印加する。そして、第２の鏡筒１４１を介して高分子アクチュエータ１５０の図中下面側電極に正電圧を印加する。

上述のように高分子アクチュエータ１５０に駆動電圧を印加することで、高分子アクチュエータ１５０の舌片１５１は図１２中下方に変形する。このため、ばね部材１７０の復元力によりレンズ枠１３０は図１２中下方に移動する。

ここで、レンズ枠１３０を図中下方に移動させる場合、第２の鏡筒１４１及び第３の鏡筒１４２間を短絡することでも同様の効果を得ることができる。しかしながら、図１２に示すように電源１６０を接続した構成の方が、レンズ枠１３０を高速に移動できること、高分子アクチュエータ１５０の駆動の中立点を保持できること等の利点を得られることが多い。

上述の様に、高分子アクチュエータ１５０に印加する電圧を制御することで、レンズ１２０を光軸Ａ−Ａに沿って移動することができる。この結果、フォーカスやズーム等の光学作用を実現することができる。

また、レンズ駆動機構として図１１、図１２に示すような構成とすることにより、撮像モジュールを小型化することで、小さな直径のレンズ駆動機構にも関わらず、高分子アクチュエータ１５０が変形する長さ（舌片１５１の長さ）を比較的長く取ることができる。このため、レンズ１２０の移動のストロークを十分に大きく取ることが可能となる。

また、舌片１５１が同一形状で且つ中心軸に対して軸対称に３箇所形成されている。このため、レンズ枠１３０が傾いて鏡枠に引っかかってしまうことを防止できる。この結果、より安定してレンズ１２０を駆動することが出来る。また、非常に簡単な構成で、高分子アクチュエータへ電力を供給することが可能となる。

また、高分子アクチュエータ１５０の舌片１５１とレンズ枠１３０を接着する必要が無い。このため、両接点ではすべりが生じる。従って、よりスムーズにレンズ１２０を駆動することができる。

また、本実施例では、レンズ駆動機構３００の表面の大部分を占める第１の鏡筒１４０を非導電性部材により形成している。このため、レンズ駆動機構３００を撮像モジュールに設置する際、他の部品と電気的に絶縁できる。この結果、レンズ駆動機構３００の設置が容易になる。

次に、図１３、図１４を用いて本発明の実施例４に係るレンズ駆動機構４００の構成を説明する。なお、実施例１と同一に部分には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
図１３、図１４は、それぞれ本実施例に係るレンズ駆動機構４００の断面構成を示している。

図１３、図１４に示すように、レンズ駆動機構４００は、レンズ１２０と、レンズ１２０を保持するレンズ枠１３０と、レンズ枠１３０を支持し、光軸Ａ−Ａ方向に摺動可能とする第１の鏡筒１４０と、光軸Ａ−Ａに対して垂直に配置された高分子材料からなる第１の高分子アクチュエータ１５０及び第２の高分子アクチュエータ１５３と、鏡筒１４０と共に第１の高分子アクチュエータ１５０を固定する第２の鏡筒１４１と、鏡筒１４０と共に第２の高分子アクチュエータ１５３を固定する第３の鏡筒１４２とからなる。なお、本実施例では、第１の高分子アクチュエータ１５０の舌片１５１及び第２の高分子アクチュエータ１５３の舌片１５４の先端は、レンズ枠１３０に固定する必要は無い。

レンズ１２０以外の各構成部材は、略中空円筒形状を有している。これにより、外界からの光線は光軸Ａ−Ａに沿ってレンズ１２０を透過し、必要な光学的作用を受ける。

次に、図１３、図１４を用いて本実施例に係るレンズ駆動機構４００の動作を説明する。図１３及び図１４は、レンズ駆動機構４００の断面構成及び駆動電源の接続を模式的に示している。

図１３及び図１４に示すレンズ駆動機構４００において、第１の鏡筒１４０、第２の鏡筒１４１及び第３の鏡筒１４２は導電性部材で形成されている。図１３に示すように、駆動電源１６０により、第１の鏡筒１４０に正電圧を印加する。そして、第１の鏡筒１４０を介して第１の高分子アクチュエータ１５０の図中上面側電極に正電圧を印加する。また、第２の鏡筒１４１に負電圧を印加する。そして、第２の鏡筒１４１を介して第１の高分子アクチュエータ１５０の図中下面側電極に負電圧を印加する。

さらに、駆動電源１６１により、第３の鏡筒１４２に正電圧を印加する。そして、第３の鏡筒１４２を介して第２の高分子アクチュエータ１５３の図中上面側電極に正電圧を印加する。また、第１の鏡筒１４０に負電圧を印加する。そして、第１の鏡筒１４０を介して第２の高分子アクチュエータ１５３の図中下面側電極に負電圧を印加する。

上述のように第１の高分子アクチュエータ１５０及び第２の高分子アクチュエータ１５３に駆動電圧を印加することで、第１の高分子アクチュエータ１５０の舌片１５１及び第２の高分子アクチュエータ１５３の舌片１５４は図１３中上方に変形する。これにより、レンズ枠１３０は、図１３中上方に移動する。

これに対して、図１４に示すように、駆動電源１６０により、第１の鏡筒１４０に負電圧を印加する。そして、第１の鏡筒１４０を介して第１の高分子アクチュエータ１５０の図中上面側電極に負電圧を印加する。また、第２の鏡筒１４１に正電圧を印加する。そして、第２の鏡筒１４１を介して第１の高分子アクチュエータ１５０の図中下面側電極に正電圧を印加する。

さらに、駆動電源１６１により、第３の鏡筒１４２に負電圧を印加する。そして、第３の鏡筒１４２を介して第２の高分子アクチュエータ１５３の図中上面側電極に負電圧を印加する。また、第１の鏡筒１４０に正電圧を印加する。そして、第１の鏡筒１４０を介して第２の高分子アクチュエータ１５３の図中下面側電極に正電圧を印加する。

上述のように第１の高分子アクチュエータ１５０及び第２の高分子アクチュエータ１５２に駆動電圧を印加することで、第１の高分子アクチュエータ１５０の舌片１５１及び第２の高分子アクチュエータ１５３の舌片１５４は図１４中下方に変形する。これにより、レンズ枠１３０は、図１４中下方に移動する。

ここで、図１３において第１の鏡筒１４０と第３の鏡筒１４２間を短絡すること、または、図１４において第１の鏡筒１４０と第２の鏡筒１４１を短絡することでも同様の効果を得ることができる。しかしながら、図１３及び図１４に示すように電源１６０及び１６１を接続する構成の方が、レンズ枠１３０を高速に移動できること、第１の高分子アクチュエータ１５０、第２の高分子アクチュエータ１５３の駆動の中立点を保持できること等の利点を得られる。

上述の様に、高分子アクチュエータ１５０、第２の高分子アクチュエータ１５３に印加する電圧を制御することで、レンズ１２０を光軸Ａ−Ａに沿って移動することができる。この結果、フォーカスやズーム等の光学作用を実現することができる。

また、レンズ駆動機構として図１３、図１４に示すような構成とすることにより、撮像モジュールを小型化することで、小さな直径のレンズ駆動機構にも関わらず、高分子アクチュエータ１５０が変形する長さ（舌片１５１の長さ）を比較的長く取ることができる。このため、レンズ１２０の移動のストロークを十分に大きく取ることが可能となる。

また、非常に簡単な構成で、高分子アクチュエータ１５０へ電力を供給することが可能となる。また、高分子アクチュエータ１５０の舌片１５１とレンズ枠１３０を接着する必要が無い。このため、両接点ではすべりが生じる。従って、よりスムーズにレンズ１２０を駆動することができる。さらに、ばね部材を使用する必要が無い。このため、レンズ駆動機構４００の光軸Ａ−Ａ方向の長さを短くできる。

図１５、図１６、図１７を用いて本発明の実施例５に係るレンズ駆動機構５００の構成を説明する。実施例１と同一に部分には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。

図１５は、高分子アクチュエータ１５０の上面構成を示している。図１５に示すように、高分子アクチュエータ１５０は、光軸Ａ−Ａに対して垂直な鏡筒１４０の面上に複数配置されている変形部１５１ａ、１５１ｂ、１５１ｃから構成されている。そして、同一形状の変形部１５１ａ、１５１ｂ、１５１ｃは、それぞれレンズ枠１３０の円形開口に沿って、中心軸、即ち光軸Ａ−Ａに対して軸対称に３箇所形成されている。

また、高分子アクチュエータ１５０の最外周部１５２ａ、１５２ｂ、１５２ｃは、その両面が第１の鏡筒１４０と第２の鏡筒１４１により固定されている。また、変形部１５１ａ、１５１ｂ、１５１ｃの先端部は、レンズ枠１３０の下面に固定されている。

図１６、図１７は、本実施例に係るレンズ駆動機構５００の断面構成を示している。各変形部１５１ａ、１５１ｂ、１５１ｃは、イオン交換樹脂にイオン流体を含有し、表裏面に金メッキを施した高分子アクチュエータで構成されている。このため、実施例１において説明したものと同様の原理により、レンズ１２０を光軸Ａ−Ａに沿って駆動することができる。本実施例では、上記実施例１における効果に加え、各変形部１５１ａ、１５１ｂ、１５１ｃの配置の自由度を大きくすることができる。

また、本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲で様々な変形例をとることができる。

以上のように、本発明に係るレンズ駆動機構は、小型で簡易な構成のレンズ駆動機構に適している。

本発明の実施例１に係るレンズ駆動機構の斜視断面構成を示す図である。 実施例１に係る高分子アクチュエータの上面を示す図である。 実施例１における高分子アクチュエータの側面構成及び駆動電源の接続を模式的に示す図である。 実施例１における高分子アクチュエータの側面構成及び駆動電源の接続を模式的に示す他の図である。 実施例１に係るレンズ駆動機構の断面構成を示す図である。 実施例１に係るレンズ駆動機構の断面構成を示す他の図である。 高分子アクチュエータ１５０及び舌片１５１の変形例を示す図である。 高分子アクチュエータ１５０及び舌片１５１の他の変形例を示す図である。 実施例２に係るレンズ駆動機構の断面構成を示す図である。 実施例２に係るレンズ駆動機構の断面構成を示す他の図である。 実施例３に係るレンズ駆動機構の断面構成を示す図である。 実施例３に係るレンズ駆動機構の断面構成を示す他の図である。 実施例４に係るレンズ駆動機構の断面構成を示す図である。 実施例４に係るレンズ駆動機構の断面構成を示す他の図である。 実施例５に係る高分子アクチュエータの上面を示す図である。 実施例５に係るレンズ駆動機構の断面構成を示す図である。 実施例５に係るレンズ駆動機構の断面構成を示す他の図である。

符号の説明

１００ レンズ駆動機構
１２０ レンズ
１３０ レンズ枠
１４０ 第１の鏡筒
１４１ 第２の鏡筒
１４２ 第３の鏡筒
１５０ 高分子アクチュエータ
１５１ 舌片
１５２ 最外周部
１５３ 第２の高分子アクチュエータ
１６０ 駆動電源
１６１ 駆動電源
２００ レンズ駆動機構
１７０ ばね部材
１５４ 舌片
１５１ａ、１５１ｂ、１５１ｃ 変形部
１５２ａ、１５２ｂ、１５２ｃ 最外周部
３００、４００、５００ レンズ駆動機構

Claims (9)

1. 光軸に沿って移動するレンズ及び前記レンズを保持するレンズ枠と、
   前記レンズ枠を移動させるアクチュエータと、
   前記レンズ枠及び前記アクチュエータを支持する鏡筒と、を有するレンズ駆動機構であって、
   前記アクチュエータは、前記光軸に対して垂直に配置された高分子材料からなる高分子アクチュエータであり、
   前記高分子アクチュエータは、中空円形状を有し、
   前記高分子アクチュエータの円周方向に沿って形成されている舌片をさらに有し、
   前記高分子アクチュエータの前記舌片が変形することにより、前記レンズ枠を移動させることを特徴とするレンズ駆動機構。
2. 前記高分子アクチュエータの前記舌片は、一つの前記高分子アクチュエータに対して複数形成されていることを特徴とする請求項１に記載のレンズ駆動機構。
3. 前記高分子アクチュエータの前記舌片は、同一形状で、かつ前記光軸に対して軸対称に３箇所以上の位置に形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載のレンズ駆動機構。
4. 前記鏡筒の前記高分子アクチュエータとの接触部分は導電性材料で形成され、
   前記高分子アクチュエータの前記舌片が形成された部位とは異なる部位において、前記鏡筒を用いて前記高分子アクチュエータを固定すると共に、
   前記鏡筒を介して、前記高分子アクチュエータへ電力を供給することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のレンズ駆動機構。
5. 前記レンズ枠の前記高分子アクチュエータとの接触部分は導電性材料で形成され、
   前記鏡筒の一部は非導電性材料で形成され、
   前記高分子アクチュエータの前記舌片が形成された部位とは異なる部位において、前記鏡筒を用いて前記高分子アクチュエータを固定すると共に、
   前記レンズ枠を介して、前記高分子アクチュエータへ電力を供給することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のレンズ駆動機構。
6. 前記高分子アクチュエータの前記舌片の先端を前記レンズ枠と固定し、
   前記高分子アクチュエータの前記舌片の変形により、前記レンズ枠を移動させることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載のレンズ駆動機構。
7. 前記レンズ枠に対して前記高分子アクチュエータが配置された側と対向する側に弾性部材を具備し、
   前記高分子アクチュエータの前記舌片の変形による力と前記弾性部材の復元力とにより、前記レンズ枠を二方向に移動させることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載のレンズ駆動機構。
8. 前記高分子アクチュエータを２つ具備し、
   各々の前記高分子アクチュエータは、前記レンズ枠を挟んで対向した位置にそれぞれ配置され、
   一方の前記高分子アクチュエータの前記舌片と他方の前記高分子アクチュエータの前記舌片とをそれぞれ相補して変形することにより、前記レンズ枠を二方向に移動させることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載のレンズ駆動機構。
9. 光軸に沿って移動するレンズ及び前記レンズを保持するレンズ枠と、
   前記レンズ枠を移動させるアクチュエータと、
   前記レンズ枠及び前記アクチュエータを支持し開口部を有する鏡筒とからなるレンズ駆動機構であって、
   前記アクチュエータは、前記光軸に対して垂直な前記鏡筒の面上に複数配置された高分子材料からなる高分子アクチュエータであり、
   複数の前記高分子アクチュエータは、それぞれ前記開口部に沿って形成されている変形部を有し、
   前記高分子アクチュエータの前記変形部が変形することにより、前記レンズ枠を移動させることを特徴とするレンズ駆動機構。

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