レンズアクチュエータ
【課題】
部品構成が複雑化し、全体としての重量が大きくなってしまうという課題を有している基板搭載用のレンズアクチュエータに於いて、簡単な構造による軽量化が可能で発生力を大きく設定することができるレンズアクチュエータを提供する。
【解決手段】
連結梃子型の変位拡大機構と、Ｖ字型のサスペンションを光軸方向に撓ませた構造とを組み合わせることで、発生力の拡大と軽量化という課題を解決すると共に、小型化に伴う省電力化によって環境に配慮した構造とすることができた。
部品構成が複雑化し、全体としての重量が大きくなってしまうという課題を有している基板搭載用のレンズアクチュエータに於いて、簡単な構造による軽量化が可能で発生力を大きく設定することができるレンズアクチュエータを提供する。
【解決手段】
連結梃子型の変位拡大機構と、Ｖ字型のサスペンションを光軸方向に撓ませた構造とを組み合わせることで、発生力の拡大と軽量化という課題を解決すると共に、小型化に伴う省電力化によって環境に配慮した構造とすることができた。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、搭載するレンズに対して連結梃子型の変位拡大機構を環状に配置したレンズアクチュエータに関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、携帯電話に代表される移動体通信機器に於いて、通信機能と共に撮影機能を備えたものが一般的となっている。このような移動体通信機器に搭載される撮影用のレンズ駆動機構はその用途上、他の撮影機器に用いられている機構と比較して小型化の容易さと即応性に重点を置かれた構造となっている。これは、搭載する移動体通信機器の薄型化とその用途によるもので、短時間での焦点調節と落下等の衝撃に対応する事を目的としている為である。このようなレンズアクチュエータとして、特開２００８−００９３８１（以下特許文献１として記載）及び特開２００９−２５８３００（以下特許文献２として記載）が出願後、公開されている。
【０００３】
上記特許文献１記載のレンズアクチュエータは、形状記憶合金を駆動源とした構造を用いている。この為、回転駆動系のレンズ鏡筒と比較して高い即応性と容易な小型化が可能となっている。また、特許文献２に記載のレンズアクチュエータではレンズホルダの周囲に圧電素子を駆動源とする連結梃子型のレンズアクチュエータを環状配置した構造を用いている。このような構造を用いたことで、特許文献２に記載のレンズアクチュエータは駆動源である圧電素子の微少変位を光軸方向のレンズ駆動に使用することを可能としている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−００９３８１
【特許文献２】特開２００９−２５８３００
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述した効果を有している反面、特許文献１記載のレンズアクチュエータは、形状記憶合金を駆動源として全体を板状に構成しており、捩れ剛性が低いという課題を有していた。この為、取付対象となる移動体通信機器に落下等による衝撃が加わった際、アクチュエータの精度を維持することが難しい。また、特許文献２に記載の構造では、部品構成が複雑化し、全体としての重量が大きくなってしまうという課題を有している。上記述べた課題を解決するため、本願記載の発明では、簡単な構造による軽量化が可能で発生力を大きく設定することができるレンズアクチュエータを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的のために本発明に於ける請求項１記載の発明は、レンズホルダの周囲に連結梃子型の変位拡大機構を配置し、該変位拡大機構の端部で光軸方向へのレンズ駆動を行うレンズアクチュエータに於いて、Ｖ字型のサスペンションで光軸方向へのレンズ駆動を行う構造を用いている。
【０００７】
また、請求項２に記載の発明では、上記述べた効果を有する請求項１記載の構造に関して、連結梃子型の変位拡大機構によって拡大した駆動源の変位を光軸方向の変位に変えるＶ字型サスペンションを、光軸方向に重ねて複数設けた構造を用いている。
【０００８】
また、請求項３記載の発明では、上記述べた効果を有する請求項１記載の構造に関して、レンズホルダに光軸駆動用のガイドを設けた構造を用いている。
【発明の効果】
【０００９】
この様な構造を用いたことで本発明記載のレンズアクチュエータでは、全体的な軽量化と強度の向上という効果を得ている。これは、基本構造を特許文献２に記載の構造と同じ連結梃子型の変位拡大機構を環状配置した構造でありながら、光軸方向へのレンズ駆動にＶ字型サスペンションを用いた構造によるもので、連結梃子型の構造を用いたことによって駆動源の発生する変位を拡大すると共に、光軸方向へ変位方向を切り替える際の発生力低下を抑えることを可能にしている。
【００１０】
より具体的には、本発明記載のレンズアクチュエータは梃子を連結したことによって拡大した変位をＶ字型サスペンションの張力として作用させている。この為、サスペンションの撓みが該張力を受けて光軸方向に変形することによって前記レンズホルダが光軸方向に移動する構造となる。この構造は、光軸方向の駆動力伝達に於いて連結梃子型の変位拡大機構を介していない為、レンズホルダの取付部に於ける力の減衰を小さく抑えることができる。
【００１１】
また、本発明記載の構造ではＶ字型サスペンションの取付方向に関して、光軸方向に変形させる駆動構造となっている。この為、環状の連結梃子型変位拡大機構によって拡大した駆動源の伸縮変位を、直接光軸方向のレンズ駆動に用いる事ができる。この様な構造を用いたことで、従来の連結梃子型の変位拡大機構のみを用いたレンズアクチュエータと比較して、光軸方向への駆動に対する即応性と発生力を向上させることができる。
【００１２】
また、光軸方向の駆動箇所以外に連結梃子型の変位拡大機構を用いたことで、レンズホルダ駆動時に発生する傾きの精度を向上させることができる。これは、本願記載の構造がＶ字型のサスペンションをレンズホルダの光軸駆動に用いることによって、サスペンションから直接レンズホルダに動力を伝達する構造となっている為である。このような構造を用いたことで、本願記載の構造は上記従来技術に記載したレンズホルダの取付部に変位拡大機構を組み込む連結梃子型レンズアクチュエータと比較して、より高い精度でのレンズ駆動を行う事が可能となる。
【００１３】
また、本発明記載のレンズアクチュエータは、レンズホルダ駆動部にＶ字型サスペンションを用いたことによって、従来の連結梃子型レンズアクチュエータよりも単純な構造となっている。この為、全体的な軽量化という効果を得ることができる。
【００１４】
また、請求項２に記載の構造を用いることによって、レンズホルダの取付部−Ｖ字型サスペンション間に於ける捩れ剛性を向上させることができる。これは、光軸方向に重ねて連結されたＶ字型サスペンションが互いに支持し合う構造となる為で、前記効果に加えてレンズ駆動時に生じる傾きの減少という効果をも得ることが出来る。
【００１５】
上記述べた効果に加えて、請求項３記載の構造では、前記請求項２に記載した発明とは別の手段でレンズ駆動時に生じる傾きを減少することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施形態に於いて用いるレンズアクチュエータの斜視図
【図２】本発明の実施形態に於いて用いるレンズアクチュエータの分解斜視図
【図３】本発明の実施形態に於いて用いるレンズアクチュエータの駆動部斜視図
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下に、図１及び図２、図３を用いて、本発明に於ける最良の実施形態を示す。
【００１８】
図１に本実施形態に於いて用いるレンズアクチュエータの全体斜視図を、図２に本実施形態に於いて用いるレンズアクチュエータの分解斜視図を、そして図３に本実施形態に於いて用いるレンズアクチュエータの駆動部斜視図をそれぞれ示す。
【００１９】
図１〜図３から解るように、本実施形態記載のレンズアクチュエータは、レンズホルダ７に搭載するレンズの光軸方向Ｃに撓みを形成しているＶ字型サスペンション５の両端を連結梃子型変位拡大機構の作用点とすることで、レンズホルダ７を光軸方向Ｃに移動させる。より具体的には、圧電素子１の両端部をスペーサ２を介して両梃子部４で挟み、両梃子部４の端部同士を背面板３によって連結することで、圧電素子１と梃子部４との連結部を力点、背面板３と梃子部４との連結部を支点とした環状の連結梃子型変位拡大機構を形成しており、該拡大機構の両端部を光軸方向に撓ませたＶ字型サスペンション５によって連結している。また、レンズホルダ７はベース９に固定されたガイド８にガイド用凸部Ａを介して嵌合しており、可動範囲を光軸方向Ｃに限定している。
【００２０】
この様な構造を用いたことで、本実施形態記載レンズアクチュエータは、光軸方向Ｃに重なる部品がＶ字型サスペンション５とレンズホルダ７のみとなる。この為、組立後に於けるレンズホルダ７について、焦点位置等の位置精度を容易に揃えることができる。これは、レンズホルダ７の取付部周辺の構造が簡単で、かつ少ない部品点数によって構成されている為で、個々の部品に関して加工精度を一定に保つことが容易で、部品同士の組み合わせによって生じる公差を最小限に留める事ができる。
【００２１】
また、図２から解るように、本実施形態では背面板３に曲げ加工を加えた板材を用いた構造となっている。この為、圧電素子１の発生する変位を拡大する際に、背面板全体で応力を受けつつ、平面方向でのレンズ占有率が大きい構成とすることが可能となった。
【００２２】
また、本実施形態記載の構造では、レンズホルダ７の取付部及び駆動部品が、レンズホルダ７と、単純な曲げ加工によって形成されるＶ字型サスペンション５のみとなる。この為、従来のレンズアクチュエータと比較して各部品毎の加工精度を容易に向上させることができると共に、搭載するレンズを高い精度で駆動させることができた。
【００２３】
また、本実施形態記載のレンズアクチュエータでは、圧電素子１と圧電素子両端部に固定したスペーサ２によって駆動源を構成している。この様な構造を用いたことで、本実施形態記載のレンズアクチュエータは、圧電素子１の伸縮方向Ｂに沿って生じる応力を直接梃子部４に作用させることで生じる梃子部４の撓みを抑えることができた。
【００２４】
また、本実施形態記載の構造は前記板状の梃子部４と背面板３とを用いていることに加えて、光軸方向へのレンズ駆動を板状のＶ字型サスペンション５で行っている。この為、可動部分全体の構造を軽量化することができると共に、落下等の衝撃を受けた際に可動部分が受ける衝撃を軽減することが可能となった。
【００２５】
加えて、本実施形態ではＶ字型サスペンション５をサスペンション連結部６によって連結しており、前記軽量化した構造で有りながら捩れ剛性が向上している。この為、レンズ駆動時に生じるレンズホルダ７の傾きを減少すると共に、捩れ剛性の向上によってレンズ駆動時の振動を減らし、安定した状態で動作させることができた。
【００２６】
また、本実施形態記載のレンズアクチュエータはガイド８とレンズホルダ７に設けたガイド用凸部Ａとが嵌合する構造となっている。この為、前記変位拡大機構によってレンズ駆動を行う際に、レンズホルダ７を片持ちで駆動する為に生じる傾きを抑えた、光軸方向Ｃへのレンズ駆動を行うことが可能となった。
【符号の説明】
【００２７】
１ 圧電素子
２ スペーサ
３ 背面板
４ 梃子部
５ Ｖ字型サスペンション
６ サスペンション連結部
７ レンズホルダ
８ ガイド
９ ベース
Ａ ガイド用凸部
Ｂ 圧電素子の伸縮方向
Ｃ レンズアクチュエータの光軸方向
【技術分野】
【０００１】
本発明は、搭載するレンズに対して連結梃子型の変位拡大機構を環状に配置したレンズアクチュエータに関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、携帯電話に代表される移動体通信機器に於いて、通信機能と共に撮影機能を備えたものが一般的となっている。このような移動体通信機器に搭載される撮影用のレンズ駆動機構はその用途上、他の撮影機器に用いられている機構と比較して小型化の容易さと即応性に重点を置かれた構造となっている。これは、搭載する移動体通信機器の薄型化とその用途によるもので、短時間での焦点調節と落下等の衝撃に対応する事を目的としている為である。このようなレンズアクチュエータとして、特開２００８−００９３８１（以下特許文献１として記載）及び特開２００９−２５８３００（以下特許文献２として記載）が出願後、公開されている。
【０００３】
上記特許文献１記載のレンズアクチュエータは、形状記憶合金を駆動源とした構造を用いている。この為、回転駆動系のレンズ鏡筒と比較して高い即応性と容易な小型化が可能となっている。また、特許文献２に記載のレンズアクチュエータではレンズホルダの周囲に圧電素子を駆動源とする連結梃子型のレンズアクチュエータを環状配置した構造を用いている。このような構造を用いたことで、特許文献２に記載のレンズアクチュエータは駆動源である圧電素子の微少変位を光軸方向のレンズ駆動に使用することを可能としている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−００９３８１
【特許文献２】特開２００９−２５８３００
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述した効果を有している反面、特許文献１記載のレンズアクチュエータは、形状記憶合金を駆動源として全体を板状に構成しており、捩れ剛性が低いという課題を有していた。この為、取付対象となる移動体通信機器に落下等による衝撃が加わった際、アクチュエータの精度を維持することが難しい。また、特許文献２に記載の構造では、部品構成が複雑化し、全体としての重量が大きくなってしまうという課題を有している。上記述べた課題を解決するため、本願記載の発明では、簡単な構造による軽量化が可能で発生力を大きく設定することができるレンズアクチュエータを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的のために本発明に於ける請求項１記載の発明は、レンズホルダの周囲に連結梃子型の変位拡大機構を配置し、該変位拡大機構の端部で光軸方向へのレンズ駆動を行うレンズアクチュエータに於いて、Ｖ字型のサスペンションで光軸方向へのレンズ駆動を行う構造を用いている。
【０００７】
また、請求項２に記載の発明では、上記述べた効果を有する請求項１記載の構造に関して、連結梃子型の変位拡大機構によって拡大した駆動源の変位を光軸方向の変位に変えるＶ字型サスペンションを、光軸方向に重ねて複数設けた構造を用いている。
【０００８】
また、請求項３記載の発明では、上記述べた効果を有する請求項１記載の構造に関して、レンズホルダに光軸駆動用のガイドを設けた構造を用いている。
【発明の効果】
【０００９】
この様な構造を用いたことで本発明記載のレンズアクチュエータでは、全体的な軽量化と強度の向上という効果を得ている。これは、基本構造を特許文献２に記載の構造と同じ連結梃子型の変位拡大機構を環状配置した構造でありながら、光軸方向へのレンズ駆動にＶ字型サスペンションを用いた構造によるもので、連結梃子型の構造を用いたことによって駆動源の発生する変位を拡大すると共に、光軸方向へ変位方向を切り替える際の発生力低下を抑えることを可能にしている。
【００１０】
より具体的には、本発明記載のレンズアクチュエータは梃子を連結したことによって拡大した変位をＶ字型サスペンションの張力として作用させている。この為、サスペンションの撓みが該張力を受けて光軸方向に変形することによって前記レンズホルダが光軸方向に移動する構造となる。この構造は、光軸方向の駆動力伝達に於いて連結梃子型の変位拡大機構を介していない為、レンズホルダの取付部に於ける力の減衰を小さく抑えることができる。
【００１１】
また、本発明記載の構造ではＶ字型サスペンションの取付方向に関して、光軸方向に変形させる駆動構造となっている。この為、環状の連結梃子型変位拡大機構によって拡大した駆動源の伸縮変位を、直接光軸方向のレンズ駆動に用いる事ができる。この様な構造を用いたことで、従来の連結梃子型の変位拡大機構のみを用いたレンズアクチュエータと比較して、光軸方向への駆動に対する即応性と発生力を向上させることができる。
【００１２】
また、光軸方向の駆動箇所以外に連結梃子型の変位拡大機構を用いたことで、レンズホルダ駆動時に発生する傾きの精度を向上させることができる。これは、本願記載の構造がＶ字型のサスペンションをレンズホルダの光軸駆動に用いることによって、サスペンションから直接レンズホルダに動力を伝達する構造となっている為である。このような構造を用いたことで、本願記載の構造は上記従来技術に記載したレンズホルダの取付部に変位拡大機構を組み込む連結梃子型レンズアクチュエータと比較して、より高い精度でのレンズ駆動を行う事が可能となる。
【００１３】
また、本発明記載のレンズアクチュエータは、レンズホルダ駆動部にＶ字型サスペンションを用いたことによって、従来の連結梃子型レンズアクチュエータよりも単純な構造となっている。この為、全体的な軽量化という効果を得ることができる。
【００１４】
また、請求項２に記載の構造を用いることによって、レンズホルダの取付部−Ｖ字型サスペンション間に於ける捩れ剛性を向上させることができる。これは、光軸方向に重ねて連結されたＶ字型サスペンションが互いに支持し合う構造となる為で、前記効果に加えてレンズ駆動時に生じる傾きの減少という効果をも得ることが出来る。
【００１５】
上記述べた効果に加えて、請求項３記載の構造では、前記請求項２に記載した発明とは別の手段でレンズ駆動時に生じる傾きを減少することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施形態に於いて用いるレンズアクチュエータの斜視図
【図２】本発明の実施形態に於いて用いるレンズアクチュエータの分解斜視図
【図３】本発明の実施形態に於いて用いるレンズアクチュエータの駆動部斜視図
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下に、図１及び図２、図３を用いて、本発明に於ける最良の実施形態を示す。
【００１８】
図１に本実施形態に於いて用いるレンズアクチュエータの全体斜視図を、図２に本実施形態に於いて用いるレンズアクチュエータの分解斜視図を、そして図３に本実施形態に於いて用いるレンズアクチュエータの駆動部斜視図をそれぞれ示す。
【００１９】
図１〜図３から解るように、本実施形態記載のレンズアクチュエータは、レンズホルダ７に搭載するレンズの光軸方向Ｃに撓みを形成しているＶ字型サスペンション５の両端を連結梃子型変位拡大機構の作用点とすることで、レンズホルダ７を光軸方向Ｃに移動させる。より具体的には、圧電素子１の両端部をスペーサ２を介して両梃子部４で挟み、両梃子部４の端部同士を背面板３によって連結することで、圧電素子１と梃子部４との連結部を力点、背面板３と梃子部４との連結部を支点とした環状の連結梃子型変位拡大機構を形成しており、該拡大機構の両端部を光軸方向に撓ませたＶ字型サスペンション５によって連結している。また、レンズホルダ７はベース９に固定されたガイド８にガイド用凸部Ａを介して嵌合しており、可動範囲を光軸方向Ｃに限定している。
【００２０】
この様な構造を用いたことで、本実施形態記載レンズアクチュエータは、光軸方向Ｃに重なる部品がＶ字型サスペンション５とレンズホルダ７のみとなる。この為、組立後に於けるレンズホルダ７について、焦点位置等の位置精度を容易に揃えることができる。これは、レンズホルダ７の取付部周辺の構造が簡単で、かつ少ない部品点数によって構成されている為で、個々の部品に関して加工精度を一定に保つことが容易で、部品同士の組み合わせによって生じる公差を最小限に留める事ができる。
【００２１】
また、図２から解るように、本実施形態では背面板３に曲げ加工を加えた板材を用いた構造となっている。この為、圧電素子１の発生する変位を拡大する際に、背面板全体で応力を受けつつ、平面方向でのレンズ占有率が大きい構成とすることが可能となった。
【００２２】
また、本実施形態記載の構造では、レンズホルダ７の取付部及び駆動部品が、レンズホルダ７と、単純な曲げ加工によって形成されるＶ字型サスペンション５のみとなる。この為、従来のレンズアクチュエータと比較して各部品毎の加工精度を容易に向上させることができると共に、搭載するレンズを高い精度で駆動させることができた。
【００２３】
また、本実施形態記載のレンズアクチュエータでは、圧電素子１と圧電素子両端部に固定したスペーサ２によって駆動源を構成している。この様な構造を用いたことで、本実施形態記載のレンズアクチュエータは、圧電素子１の伸縮方向Ｂに沿って生じる応力を直接梃子部４に作用させることで生じる梃子部４の撓みを抑えることができた。
【００２４】
また、本実施形態記載の構造は前記板状の梃子部４と背面板３とを用いていることに加えて、光軸方向へのレンズ駆動を板状のＶ字型サスペンション５で行っている。この為、可動部分全体の構造を軽量化することができると共に、落下等の衝撃を受けた際に可動部分が受ける衝撃を軽減することが可能となった。
【００２５】
加えて、本実施形態ではＶ字型サスペンション５をサスペンション連結部６によって連結しており、前記軽量化した構造で有りながら捩れ剛性が向上している。この為、レンズ駆動時に生じるレンズホルダ７の傾きを減少すると共に、捩れ剛性の向上によってレンズ駆動時の振動を減らし、安定した状態で動作させることができた。
【００２６】
また、本実施形態記載のレンズアクチュエータはガイド８とレンズホルダ７に設けたガイド用凸部Ａとが嵌合する構造となっている。この為、前記変位拡大機構によってレンズ駆動を行う際に、レンズホルダ７を片持ちで駆動する為に生じる傾きを抑えた、光軸方向Ｃへのレンズ駆動を行うことが可能となった。
【符号の説明】
【００２７】
１ 圧電素子
２ スペーサ
３ 背面板
４ 梃子部
５ Ｖ字型サスペンション
６ サスペンション連結部
７ レンズホルダ
８ ガイド
９ ベース
Ａ ガイド用凸部
Ｂ 圧電素子の伸縮方向
Ｃ レンズアクチュエータの光軸方向
【特許請求の範囲】
【請求項１】
連結梃子型の変位拡大機構をレンズホルダの周囲に環状配置したレンズアクチュエータであって、
前記変位拡大機構の両端を、前記レンズホルダに搭載するレンズの光軸方向に撓ませたＶ字型のサスペンションによって連結した構造を有しており、
前記変位拡大機構によって前記Ｖ字型のサスペンションの撓み量を変化させることで、前記Ｖ字型のサスペンションに取り付けた前記レンズホルダを光軸方向に駆動するレンズアクチュエータ。
【請求項２】
前記変位拡大機構の両端を連結する前記Ｖ字型のサスペンションが前記光軸方向に複数重ねて連結されている請求項１記載のレンズアクチュエータ。
【請求項３】
前記レンズホルダが前記光軸方向に駆動するガイドを有している請求項１記載のレンズアクチュエータ。
【請求項１】
連結梃子型の変位拡大機構をレンズホルダの周囲に環状配置したレンズアクチュエータであって、
前記変位拡大機構の両端を、前記レンズホルダに搭載するレンズの光軸方向に撓ませたＶ字型のサスペンションによって連結した構造を有しており、
前記変位拡大機構によって前記Ｖ字型のサスペンションの撓み量を変化させることで、前記Ｖ字型のサスペンションに取り付けた前記レンズホルダを光軸方向に駆動するレンズアクチュエータ。
【請求項２】
前記変位拡大機構の両端を連結する前記Ｖ字型のサスペンションが前記光軸方向に複数重ねて連結されている請求項１記載のレンズアクチュエータ。
【請求項３】
前記レンズホルダが前記光軸方向に駆動するガイドを有している請求項１記載のレンズアクチュエータ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２０１２−１８３６１（Ｐ２０１２−１８３６１Ａ）
【公開日】平成２４年１月２６日（２０１２．１．２６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１５７１３４（Ｐ２０１０−１５７１３４）
【出願日】平成２２年７月９日（２０１０．７．９）
【出願人】（０００２４０４７７）並木精密宝石株式会社 (210)
【出願人】（５０２２５４７９６）有限会社メカノトランスフォーマ (22)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１月２６日（２０１２．１．２６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年７月９日（２０１０．７．９）
【出願人】（０００２４０４７７）並木精密宝石株式会社 (210)
【出願人】（５０２２５４７９６）有限会社メカノトランスフォーマ (22)
【Ｆターム（参考）】
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