JP4721679B2 - Lens drive device - Google Patents
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Description
本発明は、レンズを光軸方向に自動的に移動させる駆動源を備えたレンズ駆動装置に関し、特に、携帯電話機、携帯型パーソナルコンピュータ等の携帯情報端末機に搭載されるカメラに適用されるレンズ駆動装置に関する。 The present invention relates to a lens driving device including a driving source that automatically moves a lens in an optical axis direction, and in particular, a lens applied to a camera mounted on a portable information terminal such as a mobile phone or a portable personal computer. The present invention relates to a driving device.
携帯電話機、携帯型パーソナルコンピュータ等の携帯情報端末機に搭載されるカメラは、携帯情報端末機で許容される搭載スペースが狭小であることから、可能な限り小型化する必要がある。また、携帯情報端末機に搭載されるカメラに自動変倍機能や自動合焦機能をもたせるためには、レンズを光軸方向に移動させるレンズ駆動装置が必要になる。
レンズを光軸方向に自動的に移動させるレンズ駆動装置としては、レンズを保持するレンズ枠、レンズ枠に対して光軸方向のカム作用を及ぼすカム部材、カム部材を光軸方向に直交する向きに駆動する複数の平歯車からなる歯車列、歯車列に回転トルクを与えるモータ、カム部材とレンズ枠との係合を維持させるべくレンズ枠を光軸方向に付勢するスプリング等を備えたものが知られている(例えば、特許文献1参照)。
The lens driving device that automatically moves the lens in the optical axis direction includes a lens frame that holds the lens, a cam member that exerts a cam action in the optical axis direction on the lens frame, and a direction in which the cam member is orthogonal to the optical axis direction. Equipped with a gear train composed of a plurality of spur gears, a motor for applying rotational torque to the gear train, a spring for urging the lens frame in the optical axis direction so as to maintain the engagement between the cam member and the lens frame Is known (see, for example, Patent Document 1).
ところで、上記従来のレンズ駆動装置を携帯情報端末機で許容される狭小な搭載スペースに組み込むためには、可能な限り小型のモータを使用する必要がある。また、小型のモータは、その出力トルクも小さいので、歯車列の減速比を大きくとる必要がある。
しかしながら、複数の平歯車からなる歯車列の減速比を大きくとると、多くの平歯車が必要になる。このため、レンズ駆動装置を携帯情報端末機に搭載できるほど小型化するのが困難であった。
By the way, in order to incorporate the above-described conventional lens driving device into a narrow mounting space allowed in a portable information terminal, it is necessary to use a motor as small as possible. In addition, since the small motor has a small output torque, it is necessary to increase the reduction ratio of the gear train.
However, if the reduction ratio of a gear train composed of a plurality of spur gears is increased, a large number of spur gears are required. For this reason, it has been difficult to reduce the size so that the lens driving device can be mounted on the portable information terminal.
本発明は、上記の事情に鑑みて成されたものであり、その目的とするところは、レンズを光軸方向に自動的に駆動する駆動機構を備えつつ、携帯情報端末機等の狭小な搭載スペースに搭載することができるカメラ用のレンズ駆動装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a narrow mounting mechanism such as a portable information terminal while having a driving mechanism that automatically drives a lens in the optical axis direction. An object of the present invention is to provide a lens driving device for a camera that can be mounted in a space.
本発明のレンズ駆動装置は、レンズを保持すると共に光軸方向に伸長する案内孔を有するレンズ枠と、レンズ枠を光軸方向に移動自在に支持するべく案内孔に嵌合挿入される支持軸を有する固定枠と、レンズ枠を光軸方向に付勢するスプリングと、固定枠に保持されると共にレンズ枠を光軸方向に移動させる駆動機構と、を有し、駆動機構は、固定枠に固定されたモータと、モータの回転軸に固定されたウォームギヤと、光軸から所定の距離だけ離隔した軸線を中心として固定枠に回動自在に支持されてウォームギヤに噛合するウォームホイールと、ウォームホイールと同軸に設けられかつウォームホイールの回転を光軸方向の直進運動に変換してレンズ枠に伝達する変換機構とからなり、スプリングは、光軸と支持軸の中心軸線とを含む平面の一方側に設けられている、ことを特徴としている。
この構成によれば、モータの回転軸を回転させると、その回転は、ウォームギヤ及びウォームホイールにより減速されると共に変換機構により軸線の周りにおいて光軸方向の直進運動に変換されてレンズ枠に伝達され、レンズ枠が光軸方向に移動する。また、駆動機構にウォームギヤ及びウォームホイールを用いることにより、大きな減速比を確保しつつ駆動機構を小型化できる。また、変換機構は、光軸から離れた軸線の周りにおいてウォームホイールの回転を直進運動に変換してレンズ枠に伝達するので、駆動機構を集約化することができ、それ故に装置を小型化できる。
さらに、スプリングを光軸と支持軸の中心軸線とを含む平面の一方側に設けることにより、レンズ枠にはその案内孔の中心軸線を上記平面の一方側に傾けようとするモーメントが常時作用して、案内孔の内周面と支持軸の外周面との接触状態を安定化でき、それ故に、ウォームホイールと同軸上に変換機構を備える構成であっても、レンズ枠の光軸がぐらついて撮像画像が変化するのを防止できる。
The lens driving device of the present invention includes a lens frame having a guide hole that holds the lens and extends in the optical axis direction, and a support shaft that is fitted and inserted into the guide hole to support the lens frame so as to be movable in the optical axis direction. A fixed frame, a spring that urges the lens frame in the optical axis direction, and a drive mechanism that is held by the fixed frame and moves the lens frame in the optical axis direction. A fixed motor, a worm gear fixed to the rotating shaft of the motor, a worm wheel that is rotatably supported by a fixed frame about an axis separated from the optical axis by a predetermined distance and meshes with the worm gear, and a worm wheel Rights and becomes the rotation of the provided and the worm wheel coaxially from a conversion mechanism for transmitting converted into linear motion of the optical axis to the lens frame, springs, including the center axis of the optical axis support shaft It is provided on one side of, and characterized in that.
According to this configuration, when the rotation shaft of the motor is rotated, the rotation is decelerated by the worm gear and the worm wheel, and is converted into a linear movement in the optical axis direction around the axis line by the conversion mechanism and transmitted to the lens frame. The lens frame moves in the optical axis direction. Further, by using a worm gear and a worm wheel for the drive mechanism, the drive mechanism can be reduced in size while ensuring a large reduction ratio. Further, the conversion mechanism converts the rotation of the worm wheel into a straight movement around the axis away from the optical axis and transmits it to the lens frame, so that the drive mechanism can be integrated and the apparatus can be downsized. .
Further, by providing the spring on one side of the plane including the optical axis and the central axis of the support shaft, a moment to tilt the central axis of the guide hole to one side of the plane is always applied to the lens frame. Thus, the contact state between the inner peripheral surface of the guide hole and the outer peripheral surface of the support shaft can be stabilized. Therefore, even if the conversion mechanism is provided coaxially with the worm wheel, the optical axis of the lens frame is wobbled. It is possible to prevent the captured image from changing.
上記構成において、変換機構は、レンズ枠に形成されたフォロア部に係合すると共にウォームホイールと共に回転して光軸方向のカム作用を及ぼすカムを含む、構成を採用できる。
この構成によれば、変換機構を簡易な構造とすることができて、装置の小型化が可能になる。
In the above configuration, the conversion mechanism can include a cam that engages with a follower portion formed in the lens frame and includes a cam that rotates with the worm wheel and exerts a cam action in the optical axis direction.
According to this configuration, the conversion mechanism can have a simple structure, and the apparatus can be downsized.
上記構成において、レンズ枠は、その径方向外側に突出してフォロワ部及び案内孔が形成された突出腕部を有し、支持軸は、レンズ枠を光軸方向に移動自在に案内すると共にウォームホイールを回動自在に支持する、構成を採用できる。
この構成によれば、レンズ枠の突出腕部に案内孔を形成すると共にこの案内孔に固定枠の支持軸が嵌合挿入されることにより、レンズ枠を光軸方向に精度良く案内できてレンズ枠の光軸がぐらつくのを防ぐことができる。また、ウォームホイールを回動自在に支持する機能とレンズ枠を光軸方向に移動自在に案内する機能とを支持軸に併せもたせることにより、装置の小型化が可能になる。
In the above configuration, the lens frame has a protruding arm portion that protrudes radially outward and has a follower portion and a guide hole formed therein, and the support shaft guides the lens frame so as to be movable in the optical axis direction and is a worm wheel. the you rotatably supported, you can adopt a configuration.
According to this configuration, by supporting shaft of the fixed frame in the guide hole of this is inserted fitting to form a guide hole in the projecting arm of the lens frame, made accurately guide the lens frame in the optical axis direction It is possible to prevent the optical axis of the lens frame from wobbling. In addition, it is possible to reduce the size of the apparatus by providing the support shaft with the function of supporting the worm wheel so as to be rotatable and the function of guiding the lens frame so as to be movable in the optical axis direction.
上記構成において、スプリングは、カムとフォロア部との係合を維持させるべくレンズ枠を光軸方向に付勢するように形成されている、構成を採用できる。
この構成によれば、スプリングが光軸と支持軸の中心軸線とを含む平面の一方側に設けられた構成において、このスプリングがカムとフォロワ部との係合を維持させる付勢力を及ぼすため、カム作用によって回転運動から直進運動への変換がなされる場合であっても、レンズ枠にはその案内孔の中心軸線を上記平面の一方側へ傾けようとするモーメントが常時作用して、案内孔の内周面と支持軸の外周面との接触状態を安定化でき、レンズ枠の光軸がぐらついて撮像画像が変化するのを防止できる。
In the above structure, the spring is formed to urge the lens frame in order to maintain the engagement between the cam and the follower part in the optical axis direction can be adopted a configuration.
According to this configuration, in the configuration in which the spring is provided on one side of the plane containing the central axis of the optical axis supporting shaft, since the spring exerts a biasing force for maintaining the engagement between the cam and follower unit, Even in the case where the rotational movement is converted into the straight movement by the cam action, the lens frame always receives a moment to tilt the central axis of the guide hole toward one side of the plane, and the guide hole The contact state between the inner peripheral surface of the lens and the outer peripheral surface of the support shaft can be stabilized, and the optical axis of the lens frame can be prevented from wobbling and the captured image from changing.
上記構成において、スプリングは、レンズ枠の突出腕部と固定枠との間に張設されている、構成を採用できる。
この構成によれば、スプリングの付勢力が突出腕部に直接的に作用してフォロア部とカムとを確実に係合させることができる。
In the above configuration, the spring may be configured to be stretched between the protruding arm portion of the lens frame and the fixed frame.
According to this structure, the urging | biasing force of a spring acts on a protrusion arm part directly, and a follower part and a cam can be engaged reliably.
上記構成において、カムは、ウォームホイールの中心軸線方向の一端部に一体的にかつ環状に形成された端面カムである、構成を採用できる。
この構成によれば、部品点数を削減できて、装置の組立が容易になる。
In the above configuration, the cam may be an end face cam that is integrally and annularly formed at one end of the worm wheel in the central axis direction.
According to this configuration, the number of parts can be reduced, and the assembly of the apparatus becomes easy.
上記構成において、変換機構は、ウォームホイールと同軸にて一体的に回動するリードスクリューと、リードスクリューに螺合すると共にレンズ枠と一体的に移動するように設けられたナットとを含む、構成を採用できる。
この構成によれば、モータの回転は、ウォームギヤ及びウォームホイールにより減速されたのち、リードスクリュー及びナットによりさらに減速されると共に直進運動に変換されてレンズ枠に伝達される。これにより大きな減速比が確保できると共に、変換機構の小型化が可能となる。
In the above-described configuration, the conversion mechanism includes a lead screw that rotates integrally coaxially with the worm wheel, and a nut that is screwed to the lead screw and provided so as to move integrally with the lens frame. Can be adopted.
According to this configuration, the rotation of the motor is decelerated by the worm gear and the worm wheel, is further decelerated by the lead screw and the nut, is converted into a linear motion, and is transmitted to the lens frame. As a result, a large reduction ratio can be ensured and the conversion mechanism can be miniaturized.
上記構成において、レンズ枠は、その径方向外側に突出してナットが取り付けられる取り付け部及び案内孔が形成された突出腕部を有する、構成を採用できる。
この構成によれば、レンズ枠の突出腕部に案内孔を形成すると共にこの案内孔に固定枠の支持軸が嵌合挿入されることにより、レンズ枠を光軸方向に精度良く案内できてレンズ枠の光軸がぐらつくのを防ぐことができる。
In the above configuration, the lens frame, that have a protruding arm portion mounting portion及beauty draft bore the nut is mounted to protrude outwardly in the radial direction are formed, it can adopt a configuration.
According to this configuration, by supporting shaft of the fixed frame in the guide hole of this is inserted fitting to form a guide hole in the projecting arm of the lens frame, made accurately guide the lens frame in the optical axis direction It is possible to prevent the optical axis of the lens frame from wobbling.
上記構成において、固定枠には、被写体光を通過させる開口を有するカバーが連結され、カバーは、スプリングの他端部を受け止める、構成を採用できる。
この構成によれば、装置の組立が容易になると共に、部品点数を削減できる。
In the configuration described above, a configuration in which a cover having an opening for allowing subject light to pass through is coupled to the fixed frame and the cover receives the other end of the spring can be employed.
According to this configuration, the assembly of the apparatus becomes easy and the number of parts can be reduced.
本発明のレンズ駆動装置によれば、自動合焦機能あるいは自動変倍機能を実現しつつ、携帯情報端末機等の狭小な搭載スペースに搭載することができる。また、レンズ枠の光軸がぐらつくのを防いで安定した撮像性能が得られる。 According to the lens driving device of the present invention, it can be mounted in a narrow mounting space such as a portable information terminal while realizing an automatic focusing function or an automatic zooming function. Also, stable imaging performance can be obtained by preventing the optical axis of the lens frame from wobbling.
以下、本発明の最良の実施形態について、添付図面を参照しつつ説明する。
図1ないし図7は、本発明に係るレンズ駆動装置の一実施形態を示すものであり、図1は装置の外観を示す斜視図、図2は装置の内部構造を示す斜視図、図3はレンズ枠が繰り込み位置にある装置の断面図、図4は装置の分解斜視図、図5はレンズ枠及び駆動機構の外観を示す斜視図、図6はレンズ枠の外観を示す斜視図、及び図7はレンズ枠が繰り出し位置にある装置の断面図である。
DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, exemplary embodiments of the invention will be described with reference to the accompanying drawings.
1 to 7 show an embodiment of a lens driving device according to the present invention. FIG. 1 is a perspective view showing the appearance of the device, FIG. 2 is a perspective view showing the internal structure of the device, and FIG. FIG. 4 is an exploded perspective view of the device, FIG. 5 is a perspective view showing the appearance of the lens frame and the drive mechanism, FIG. 6 is a perspective view showing the appearance of the lens frame, and FIG. 7 is a cross-sectional view of the apparatus in which the lens frame is in the extended position.
この装置は、図1ないし図5に示すように、レンズG及びフィルタガラス16を内側に保持するレンズ枠10、撮像素子としてのCCD100を保持すると共にレンズ枠10を光軸Lの方向(以下、光軸方向とする)に移動自在に支持する固定枠20、固定枠20に保持されると共にレンズ枠10を光軸方向に移動させる駆動機構の一部を構成するモータ30,ウォームギヤ40及びウォームホイール41、被写体光を通過させる開口51をもつと共に固定枠20に固定されたカバー50、レンズ枠10を光軸方向に付勢するスプリング60、レンズ枠10の光軸方向の位置を検出する位置検出器70等を備えている。
尚、固定枠20に撮像素子としてのCCD100を保持させることで、カメラユニットが形成される。
As shown in FIGS. 1 to 5, this apparatus holds a
The camera unit is formed by holding the
この装置において、被写体光が光軸方向の前方から開口51を通じてレンズGに進入し、CCD100に到達する。そして、レンズGが、光軸方向に移動させられることにより、CCD100の結像面に対して被写体の合焦動作が行われる。
In this apparatus, subject light enters the lens G from the front in the optical axis direction through the
レンズ枠10は、レンズGを保持する円筒部を画定するように樹脂により形成されており、図2ないし図6に示すように、その径方向外側にそれぞれ突出して形成された、突出腕部11、位置検出器70により検出される被検出突出片14、及び固定枠20の後述する規制溝21に挿通される規制用突出片15を備えている。
突出腕部11は、その先端部において光軸方向に伸長して形成されて後述する支持軸22が嵌合挿入される案内孔12、光軸方向の後面側に突出して形成されて後述するカム42と係合するフォロア部11a、スプリング60の一端部が掛止される掛止突出片13等を備える。案内孔12に支持軸22が摺動可能に嵌合挿入されることにより、レンズ枠10は、光軸方向において移動自在に固定枠20に支持される。
被検出突出片14は、位置検出器70によりその光軸方向の位置が光学的に検出される。これにより、レンズ枠10の光軸方向の位置を検出できる。
規制用突出片15は、固定枠20の後述する規制溝21に挿通されて、レンズ枠10が後述する支持軸22を中心として旋回するのを規制する。
The
The protruding
The position of the detected
The restricting protruding
固定枠20は、樹脂により形成され、図1ないし図4に示すように、矩形状の外形をもつと共に、規制用突出片15が挿通される規制溝21、レンズ枠10をその内側に収容する枠収容部24、CCD100が装着される装着部23、モータ30、ウォームギヤ40及びウォームホイール41をその内側に収容する機構収容部25、位置検出器70を取り付ける取付部26等を備えている。また、固定枠20には、その底面部において、光軸Lから所定の距離だけ離隔した位置に光軸方向に伸長する支持軸22が一体的に形成されている。
支持軸22は、根元から先端に向けて段階的に縮径するように形成され、その根元側の大径部がウォームホイール41の軸孔41aに摺動可能に嵌合挿入され、その先端側の細径部が案内孔12に摺動可能に嵌合挿入される。これにより、レンズ枠10は、支持軸22により、光軸方向に移動自在に案内される。
The
The
モータ30は、図2ないし図5に示すように、その回転軸31が光軸方向に略垂直方向に伸長するようにステー32により固定枠20に固定されている。
ウォームギヤ40は、樹脂により形成されて回転軸31に固定されている。
ウォームホイール41は、樹脂により形成され、その軸孔41aに支持軸22の根元側の大径部が摺動可能に嵌合している。これにより、ウォームホイール41は、光軸Lから所定の距離だけ離隔した軸線としての支持軸22の中心軸線J1を中心として回動自在に固定枠20に支持されてウォームギヤ40に噛合する。そして、モータ30の回転軸31の回転は、ウォームギヤ40を介して所定の減速比で減速されてウォームホイール41に伝達される。
カム42は、ウォームホイール41と同軸に設けられると共に、ウォームホイール41の中心軸線方向の一端部に一体的にかつ環状に形成された端面カムからなり、その環状のカム面42aがフォロア部11aと当接(係合)して光軸方向のカム作用を及ぼす。すなわち、カム42は、ウォームホイール41と共に回転し、中心軸線J1の周りにおいてウォームホイール41の回転を光軸方向の直進運動に変換してレンズ枠10(のフォロア部11a)に伝達する変換機構として機能する。
As shown in FIGS. 2 to 5, the
The
The
The
カバー50は、樹脂により形成され、図1ないし図4に示すように、固定枠20と略合致する外形をもつと共に被写体光が通過する開口51を備えており、ボルトBTにより固定枠20に固定される。
The
スプリング60は、コイル状に形成されており、図2、図4及び図5に示すように、その一端部が突出腕部11の掛止突出片13に掛止されていると共に、その他端部が固定枠20の底面部に形成された図示しない掛止突出片に掛止されて、レンズ枠10を光軸方向の固定枠20側に付勢している。これにより、カム42とフォロア部11aとの係合が維持される。また、スプリング60は、支持軸22の中心軸線J1と光軸Lとを含む平面の一方側(モータ30側)に設けられている。これにより、レンズ枠10にはその案内孔12の中心軸線を平面の一方側に傾けようとするモーメントが常時作用するので、案内孔12の内周面と支持軸22との外周面との接触状態を安定化できる。すなわち、案内孔12と支持軸22との間に僅かなクリアランスが存在していても、上記のモーメントにより案内孔12と支持軸22との接触状態が略一定に維持される。それ故に、レンズ枠10の光軸Lがぐらついて撮像画像が変化するのを防止できる。
The
位置検出器70は、例えば、発光素子及び受光素子を備える透過型又は反射型の光センサであり、レンズ枠10の被検出突出片14を光学的に検出することにより、レンズ枠10の光軸方向の位置を検出する。
The
次に、上記のレンズ駆動装置の動作について図3及び図7を参照して説明する。
図3に示すように、レンズ駆動装置のレンズ枠10は、そのフォロア部11aがカム面42aの最低位置に当接して光軸方向の後方に繰り込んだ状態にある。この状態からモータ30の回転軸31を一方向に回転させると、カム42が一方向に回転されてそのカム面42aのカム作用によりレンズ枠10が光軸方向の前方に移動する。そして、レンズ枠10は、図7に示すように、そのフォロア部11aがカム面42aの最高位置に当接すると、光軸方向の前方に最も繰り出した状態となる。尚、レンズ枠10を繰り込み位置に戻すためには、モータ30の回転軸31を上記とは逆向きに回転させればよい。また、図3に示す繰り込み位置と図7に示す繰り出し位置との間において、撮像画像に基づいて合焦位置を探し出すことにより、CCD100の結像面に対して被写体の合焦動作が行われる。
Next, the operation of the lens driving device will be described with reference to FIGS.
As shown in FIG. 3, the
以上のように、本実施形態によれば、レンズ枠10を光軸方向に移動させる駆動機構における減速機として、ウォームギヤ40及びウォームホイール41を採用したので、駆動機構を小型化できる。また、ウォームホイール41の回転を光軸方向の直進運動に変換してレンズ枠10に伝達するカム42をウォームホイール41と同じ軸線J1上に設けたので、駆動機構を集約化できて装置の小型化が可能となる。
As described above, according to the present embodiment, since the
図8ないし図13は、本発明に係るレンズ駆動装置の他の実施形態を示すものであり、図8は装置の正面図、図9はレンズ枠が繰り込み位置にある装置の断面図、図10は装置の分解斜視図、図11はレンズ枠、駆動機構及びスプリングの外観を示す斜視図、図12はレンズ枠、駆動機構及びスプリングの分解斜視図、及び図13はレンズ枠が繰り出し位置にある装置の断面図である。 8 to 13 show another embodiment of the lens driving device according to the present invention. FIG. 8 is a front view of the device, FIG. 9 is a sectional view of the device with the lens frame in the retracted position, and FIG. 11 is an exploded perspective view of the apparatus, FIG. 11 is a perspective view showing the external appearance of the lens frame, drive mechanism, and spring, FIG. 12 is an exploded perspective view of the lens frame, drive mechanism, and spring, and FIG. 13 is the lens frame in the extended position. It is sectional drawing of an apparatus.
この装置は、図8ないし図12に示すように、レンズGを内側に保持するレンズ枠110、レンズ枠110を光軸方向に移動自在に支持する固定枠120、固定枠120に保持されると共にレンズ枠110を光軸方向に移動させる駆動機構の一部を構成するモータ130,ウォームギヤ140及びウォームホイール141、駆動機構の一部を構成すると共に変換機構を構成するリードスクリュー142及びナット143、被写体光を通過させる開口151をもつと共に固定枠120に連結されたカバー150、レンズ枠110を光軸Lの方向に付勢するスプリング160、レンズ枠110の光軸Lの方向の位置を検出する位置検出器170等を備えている。
As shown in FIGS. 8 to 12, this apparatus is held by a
この装置において、被写体光が光軸Lの前方方向から開口151を通じてレンズGに進入し、装置の後方に配置された図示しない撮像素子に到達する。そして、レンズGが、光軸方向に移動させられることにより、図示しない撮像素子の結像面に対して被写体の合焦動作が行われる。 In this apparatus, subject light enters the lens G through the opening 151 from the front direction of the optical axis L, and reaches an image sensor (not shown) disposed behind the apparatus. Then, when the lens G is moved in the optical axis direction, the subject is focused on an imaging plane of an image sensor (not shown).
レンズ枠110は、レンズGを保持する円筒部を画定するように樹脂により形成されており、図9ないし図12に示すように、その径方向外側にそれぞれ突出して形成された、突出腕部111、固定枠120の後述する規制溝121に挿通される規制用突出片117、位置検出器170により検出される被検出突出片118等を備えている。
突出腕部111は、光軸方向に伸長して形成されて固定枠120の後述する支持軸122が摺動可能に嵌合挿入される案内孔112、ナット143が取り付けられる取り付け部113等を備える。
案内孔112に固定枠120の後述する支持軸122が嵌合挿入されることにより、レンズ枠110は光軸方向に移動自在に固定枠120により支持される。
取り付け部113は、突出腕部111と一体的に形成されていると共に、リードスクリュー142が挿通される挿通孔114、光軸方向の前側に形成されてスプリング160の一端部を支持するばね受け部115、光軸方向の後側に形成されてナット143が当接する当接面116、ナット143の後述する突出片143aが嵌合挿入される取り付け穴119等を備える。
規制用突出片117は、固定枠120の後述する規制溝121に挿通されることにより、レンズ枠110が後述する支持軸122を中心として旋回するのを規制する役割を果たす。
被検出突出片118は、位置検出器170によりその光軸方向の位置が光学的に検出される。これにより、レンズ枠110の光軸方向の位置を検出できる。
The
The
By fitting and inserting a support shaft 122 (described later) of the fixed
The
The restricting
The position of the detected protruding
固定枠120は、樹脂により形成され、図9及び図10に示すように、矩形状の外形をもつと共に、光軸方向に伸長して規制用突出片117が挿通される規制溝121、レンズ枠110をその内側に収容する円筒状の枠収容部123、モータ30を除く駆動機構を収容する機構収容部124、モータ30を収容するモータ収容部125、位置検出器170を取り付ける取付部126等を備えている。また、固定枠120には、その底面部において、光軸Lから所定の距離だけ離隔した位置に光軸方向に伸長する支持軸122が一体的に形成されていると共に、リードスクリュー142の一方の軸端部を回動自在に支持する支持穴128aを画定する環状の支持突部128が形成されている。
支持軸122は、その先端側が根元側よりも縮径して形成され、その根元側の大径部及び先端側の細径部の両方がレンズ枠110の案内孔112に摺動可能に嵌合する。これにより、レンズ枠110は光軸方向に移動自在に案内される。
The fixed
The
モータ130は、その回転軸131が光軸方向に略直交するように固定枠120に固定される。
ウォームギヤ140は、樹脂により環状に形成されて回転軸131に固定されている。
ウォームホイール141は、樹脂により環状に形成され、その軸孔141aにリードスクリュー142が嵌合挿入されてリードスクリュー142に固定されている。これにより、ウォームホイール141は、光軸Lから所定の距離だけ離隔した軸線としてのリードスクリュー142の中心軸線J2を中心として回動自在に固定枠120により支持される。
The
The
The
リードスクリュー142は、樹脂により形成され、図9ないし図12に示すように、一方の軸端が固定枠120の軸穴128aに回動自在に支持されていると共に、他方の軸端がカバー150の後述する軸孔153に摺動可能に嵌合挿入されている。
ナット143は、樹脂により環状に形成され、図9ないし図12に示すように、リードスクリュー142に螺合すると共にレンズ枠110と一体的に移動するように設けられている。ナット143には、その外周面に取り付け部113の取り付け穴119に挿通される突出片143aが突出して形成されている。突出片143aが取り付け穴119に挿入されることにより、ナット143は取り付け部113に固定され、回転及び光軸方向の移動が規制される。これにより、リードスクリュー142が回転すると、ナット143は中心軸線J2の方向に移動する。すなわち、リードスクリュー142及びナット143は、中心軸線J2の周りにおいてウォームホイール141の回転を光軸方向の直進運動に変換してレンズ枠110(の当接面116)に伝達する変換機構として機能する。また、リードスクリュー142及びナット143は、ウォームホイール141の回転をさらに所定の減速比で減速してレンズ枠110に伝達する。このため、モータ130の回転トルクが小さくても、レンズ枠110に光軸方向に大きな直進力を及ぼすことができる。
The
The
カバー150は、樹脂により形成され、図8ないし図10に示すように、固定枠120と略合致する外形をもつと共に、被写体光が通過する開口151、固定枠120の掛止突片127にスナップフィット結合されてカバー150を固定枠120の連結する掛止溝片152、リードスクリュー142の軸端が摺動可能に嵌合挿入される軸孔153、スプリング160を支持するばね受け部154等を備えている。
The
スプリング160は、コイル状に形成された圧縮スプリングであり、図9ないし図11に示すように、リードスクリュー142の周りに配置されると共にその一端部が取り付け部113のばね受け部115に支持されると共に、その他端部がカバー150のばね受け部154に支持されて、レンズ枠110を固定枠120側に向けて付勢している。これにより、ナット143とリードスクリュー142との間のガタが確実に除去される。
また、スプリング160は、支持軸122の中心軸線J3と光軸Lとを含む平面の一方側(モータ130側)に設けられている。これにより、レンズ枠110にはその案内孔112の中心軸線を平面の一方側に傾けようとするモーメントが常時作用するので、案内孔112の内周面と支持軸122の外周面との接触状態を安定化できる。すなわち、案内孔112と支持軸122との間に僅かなクリアランスが存在していても、上記のモーメントにより案内孔112の内周面と支持軸122の外周面との接触状態が略一定に維持される。それ故に、レンズ枠110の光軸Lがぐらついて撮像画像が変化するのを防止できる。
The
The
位置検出器170は、例えば、発光素子及び受光素子を備える透過型又は反射型の光センサであり、レンズ枠110の被検出突出片118を光学的に検出することにより、レンズ枠110の光軸方向の位置を検出する。
The
次に、上記のレンズ駆動装置の動作について図9及び図13を参照して説明する。
図9に示すように、レンズ枠110は、リードスクリュー142の光軸方向の後方側において螺合するナット143がその当接面116に当接して、光軸方向の後方に繰り込んだ状態にある。この状態からモータ130の回転軸131を一方向に回転させると、リードスクリュー142が回転して、レンズ枠110は、ナット143により光軸方向の前方に押されて移動する。そして、レンズ枠110は、図13に示すように、光軸方向の前方に繰り出した状態となる。尚、レンズ枠110を繰り込み位置に戻すためには、モータ130の回転軸131を上記とは逆向きに回転させればよい。また、図9に示す繰り込み位置と図13に示す繰り出し位置との間において、撮像画像に基づいて合焦位置を探し出すことにより、合焦動作が行われる。
Next, the operation of the lens driving device will be described with reference to FIGS.
As shown in FIG. 9, in the
以上のように、本実施形態によれば、レンズ枠110を光軸方向に移動させる駆動機構の減速機として、ウォームギヤ140及びウォームホイール141とリードスクリュー142及びナット143を採用したので、駆動機構の小型化を実現しつつより大きな減速比を確保することができると共に、ウォームギヤ140及びウォームホイール141の間に作用する摩擦による負荷を軽減できる。また、変換機構としてのリードスクリュー142及びナット143を、ウォームホイール141と同軸に配置したので、駆動機構を集約化できて装置の小型化が可能となる。
As described above, according to the present embodiment, the
上記実施形態では、支持軸22,122を固定枠20,120に一体的に形成した場合について説明したが、これに限定されるものではなく、支持軸22,122を固定枠20,120とは別に形成して固定枠20,120に固定することも可能である。
In the above embodiment, the case where the
上記実施形態では、ウォームホイール41にカム42を一体的に形成した場合について説明したが、これに限定されるものではなく、カム42を別に形成してウォームホイール41に結合させることも可能である。
In the above embodiment, the case where the
上記実施形態では、スプリング60,160を、支持軸22,122の中心軸線J1,J3と光軸Lとを含む平面の一方側(モータ30,130側)に配置した場合について説明したが、これに限定されるものではなく、これとは反対側に配置することも可能である。また、スプリングの付勢方向を反対にすることで、レンズ枠10と固定枠20との間ではなく、レンズ枠10とカバー50の間に付勢用のスプリングを設けることも可能であり、レンズ枠110とカバー150との間ではなく、レンズ枠110と固定枠120との間に付勢用のスプリングを設けることも可能である。
In the above-described embodiment, the case where the
上記実施形態では、ナット143とレンズ枠110とを別々に形成した場合について説明したが、これに限定されるものではなく、ナット143を突出腕部111に一体的に形成することも可能である。
また、上記実施形態では、ナット143をレンズ枠110に取り付ける構成としたが、これに限定されるものではなく、ナット143をその回動が規制されるようにレンズ枠110に当接させ、スプリング160の付勢力によりナット143とレンズ枠110との当接状態を維持させる構成とすることも可能である。
In the above embodiment, the case where the
In the above-described embodiment, the
以上述べたように、本発明のレンズ駆動装置は、携帯電話機、携帯型パーソナルコンピュータなどの小型化、軽量化が要求される携帯情報端末機等に搭載されるデジタルカメラユニットのレンズ駆動装置として適用することができるのはもちろんのこと、レンズの駆動を要するものであれば、その他のレンズ光学系においても有用である。 As described above, the lens driving device of the present invention is applied as a lens driving device for a digital camera unit mounted on a portable information terminal or the like that is required to be reduced in size and weight, such as a mobile phone and a portable personal computer. Needless to say, the present invention is useful in other lens optical systems as long as the lens needs to be driven.
10…レンズ枠
11…突出腕部
11a…フォロア部
12…案内孔
13…掛止突出片
14…被検出突出片
15…規制用突出片
16…フィルタガラス
20…固定枠
21…規制溝
22…支持軸
23…装着部
24…枠収容部
25…機構収容部
26…取付部
30…モータ(駆動機構)
31…回転軸
32…ステー
40…ウォームギヤ(駆動機構)
41…ウォームホイール(駆動機構)
42…カム(変換機構、駆動機構)
42a…カム面
50…カバー
51…開口
60…スプリング
70…位置検出器
100…CCD
J1…支持軸の中心軸線(軸線)
110…レンズ枠
111…突出腕部
112…案内孔
113…取り付け部
114…挿通孔
115…ばね受け部
116…当接面
117…規制用突出片
118…被検出突出片
119…取り付け穴
120…固定枠
121…規制溝
122…支持軸
123…枠収容部
124…機構収容部
125…モータ収容部
126…取付部
127…掛止突片
128…支持突部
130…モータ(駆動機構)
131…回転軸
140…ウォームギヤ(駆動機構)
141…ウォームホイール(駆動機構)
142…リードスクリュー(変換機構、駆動機構)
143…ナット(変換機構、駆動機構)
143a…突出片
150…カバー
151…開口
152…掛止溝片
153…支持孔
154…ばね受け部
160…スプリング
170…位置検出器
J2…リードスクリューの中心軸線(軸線)
J3…支持軸の中心軸線
G…レンズ
L…光軸
BT…ボルト
DESCRIPTION OF
31 ... Rotating
41. Worm wheel (drive mechanism)
42. Cam (conversion mechanism, drive mechanism)
42a ...
J1 ... Center axis of the support shaft (axis)
DESCRIPTION OF
131: Rotating shaft 140: Worm gear (drive mechanism)
141. Worm wheel (drive mechanism)
142 ... Lead screw (conversion mechanism, drive mechanism)
143 ... nut (conversion mechanism, drive mechanism)
143a ... projecting
J3 ... Center axis G of support shaft ... Lens L ... Optical axis BT ... Bolt
Claims (9)
前記駆動機構は、前記固定枠に固定されたモータと、前記モータの回転軸に固定されたウォームギヤと、光軸から所定の距離だけ離隔した軸線を中心として前記固定枠に回動自在に支持されて前記ウォームギヤに噛合するウォームホイールと、前記ウォームホイールと同軸に設けられかつ前記ウォームホイールの回転を光軸方向の直進運動に変換して前記レンズ枠に伝達する変換機構とからなり、
前記スプリングは、光軸と前記支持軸の中心軸線とを含む平面の一方側に設けられている、
ことを特徴とするレンズ駆動装置。 A lens frame having a guide hole that holds the lens and extends in the optical axis direction ; and a fixed frame having a support shaft that is fitted and inserted into the guide hole to support the lens frame movably in the optical axis direction; A spring that urges the lens frame in the optical axis direction, and a drive mechanism that is held by the fixed frame and moves the lens frame in the optical axis direction,
The drive mechanism is rotatably supported by the fixed frame about a motor fixed to the fixed frame, a worm gear fixed to the rotation shaft of the motor, and an axis separated from the optical axis by a predetermined distance. A worm wheel that meshes with the worm gear, and a conversion mechanism that is provided coaxially with the worm wheel and that converts the rotation of the worm wheel into a linear motion in the optical axis direction and transmits it to the lens frame ,
The spring is provided on one side of a plane including the optical axis and the central axis of the support shaft.
A lens driving device.
ことを特徴とする請求項1に記載のレンズ駆動装置。 The conversion mechanism includes a cam that engages with a follower portion formed in the lens frame and rotates with the worm wheel to exert a cam action in the optical axis direction.
The lens driving device according to claim 1.
前記支持軸は、前記レンズ枠を光軸方向に移動自在に案内すると共に前記ウォームホイールを回動自在に支持する、
ことを特徴とする請求項2に記載のレンズ駆動装置。 The lens frame has a projecting arm portion to which the follower part and the guide hole and protrudes outwardly in the radial direction are formed,
Said support shaft, said worm wheel you rotatably supported with movably guide the lens frame in the optical axis direction,
The lens driving device according to claim 2.
ことを特徴とする請求項3に記載のレンズ駆動装置。 The spring is formed to urge the lens frame in the optical axis direction so as to maintain the engagement between the cam and the follower portion .
The lens driving device according to claim 3 .
ことを特徴とする請求項4に記載のレンズ駆動装置。 The spring is stretched between the protruding arm portion of the lens frame and the fixed frame.
The lens driving device according to claim 4.
ことを特徴とする請求項2ないし5のいずれかに記載のレンズ駆動装置。 The cam is an end face cam formed integrally and annularly at one end in the central axis direction of the worm wheel.
The lens driving device according to claim 2, wherein the lens driving device is a lens driving device.
ことを特徴とする請求項1に記載のレンズ駆動装置。 The conversion mechanism includes a lead screw that rotates integrally coaxially with the worm wheel, and a nut that is screwed to the lead screw and that moves integrally with the lens frame.
The lens driving device according to claim 1.
ことを特徴とする請求項7に記載のレンズ駆動装置。 The lens frame is closed a protruding arm portion mounting portion and the guide hole wherein the nut is mounted to protrude outwardly in the radial direction are formed,
The lens driving device according to claim 7.
前記カバーは、前記スプリングの他端部を受け止める、
ことを特徴とする請求項1ないし8のいずれかに記載のレンズ駆動装置。 A cover having an opening that allows subject light to pass through is coupled to the fixed frame.
The cover receives the other end of the spring;
The lens driving device according to claim 1 , wherein the lens driving device is a lens driving device.
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