(57)【要約】【課題】レンズの光軸に対するレンズ枠の移動方向の平行度を確実に高精度に合わせられ、また、衝撃等の外力が加わっても、駆動軸にレンズの光軸に対するレンズ枠の移動方向の平行度の狂いが生じるのを回避でき、また、駆動軸と電気−機械変換素子との一体化が破壊されることを回避できる、レンズ駆動ユニット及びこのレンズ駆動ユニットを備えた電子光学装置を提供すること。【解決手段】レンズ枠１５を駆動するアクチュエータが振動を発生する電気−機械変換素子１４と駆動軸１２とを一軸一体に構成されてなる電子光学装置のレンズ駆動ユニット１０Ａにおいて、電気−機械変換素子１４がレンズ枠１５に保持され、駆動軸１２が保持部材１１に設けられた摩擦係合部材１３に支持され、レンズ枠１５に設けられ案内方向がレンズＬの光軸に一致した平行度を持つ軸ガイド１９ａ、１９ｂにより、駆動軸１２が摺動可能に支持されている。【選択図】図１
2010032806.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レンズ枠を駆動するアクチュエータを、振動を発生する電気−機械変換素子と駆動軸とで一軸一体に構成したレンズ駆動ユニットにおいて、
前記電気−機械変換素子が前記レンズ枠に保持され、前記駆動軸が保持部材に設けられた摩擦係合部材に支持され、前記レンズ枠に設けられ案内方向が該レンズ枠に保持されるレンズの光軸に一致した平行度を持つ軸ガイドにより、前記駆動軸が摺動可能に支持された、
ことを特徴とするレンズ駆動ユニット。
【請求項２】
前記軸ガイドは、レンズ枠に一対設けられ、駆動軸の両端部を摺動可能に支持していることを特徴とする請求項１記載のレンズ駆動ユニット。
【請求項３】
前記摩擦係合部材は、前記保持部材に設けられ前記駆動軸を受承案内する凹部を有する係合固定部材と、前記係合固定部材に固定されたばね部材とを備えることを特徴とする請求項１又は２に記載のレンズ駆動ユニット。
【請求項４】
前記レンズを光軸方向に駆動するレンズ駆動ユニットとして、請求項１ないし３のいずれか１に記載のレンズ駆動ユニットを備えたことを特徴とする電子光学装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、振動を利用したアクチュエータによりレンズ枠を往復動するレンズ駆動ユニット及びこのレンズ駆動ユニットを備えた電子光学装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、レンズカメラ、ビデオカメラ、携帯電話その他のモバイル端末、あるいは光ディスク等の電子光学装置において、振動を利用したアクチュエータによりレンズ枠を往復動するレンズ駆動ユニットが提案されている。
【０００３】
特許文献１に提案されている電気−機械変換素子を使用した駆動装置（レンズ駆動ユニット）は、レンズ枠（ズームレンズ鏡筒）を駆動するアクチュエータが、伸びと縮みの速度が異なる振動を発生する電気−機械変換素子と駆動軸とを一軸一体に構成され、電気−機械変換素子がフレームに固定されるとともに駆動軸の両端付近がフレームの一対のガイド（軸孔）に支持され、駆動軸にレンズ枠が摩擦結合部材（係合固定部材（この例ではレンズ枠）と、ばね部材）を介して係合案内される構成である。
【０００４】
【特許文献１】特開平７−２７４５４４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載されたレンズ駆動ユニットによれば、駆動軸の両端付近を摺動可能に案内する一対のガイド（軸孔）がフレームに設けられた構成であるために、レンズ枠の加工とフレームのガイド（軸孔）の加工とが、別部品に対する別加工となってしまう。それにより、レンズの光軸に対するレンズ枠の移動方向の平行度を精度良く合わせることが難しくなり、レンズ枠に取り付けられるレンズの光軸と、駆動軸の軸心とを必ず平行に一致させられるとは限らなくなる、という問題がある。また、レンズ枠と駆動軸とは摩擦係合部材により係合し、振動でばね部材が撓む寸法だけレンズ枠は駆動軸に対して軸直角方向に僅かに移動可能な自由度があるので、駆動軸を振動させてレンズ枠を移動する場合、駆動軸の振動によって摩擦係合部材が駆動軸の軸方向の沿った移動力を受けるだけでなく、軸に垂直方向に作用する力でレンズ枠が振動し易く、エネルギーの損失につながる、という問題がある。
【０００６】
また、電子光学装置に衝撃等の外力が加わった場合、この外力がレンズ枠を介して駆動軸に伝わり、駆動軸に伝わる力を該駆動軸の両端付近を摺動可能に案内する一対のガイド（軸孔）で受ける構造であるために、ガイド（軸孔）と駆動軸との相対移動が困難になるとともに、駆動軸とレンズ枠との間に伝わる軸方向に垂直な相対的な力により摩擦結合部材を構成するばね部材が圧迫され、このばね部材の圧縮も加重されて駆動軸の円滑な移動が困難になる、という問題がある。
【０００７】
本発明は、上記の事情にかんがみて案出されたものであり、その目的とするところは、レンズの光軸に対するレンズ枠の移動方向の平行度を確実に高精度に合わせられ、また、衝撃等の外力が加わっても、駆動軸にレンズの光軸に対するレンズ枠の移動方向の平行度の狂いが生じるのを回避でき、また、駆動軸と電気−機械変換素子との一体化が破壊されることを回避できる、レンズ駆動ユニット及びこのレンズ駆動ユニットを備えた電子光学装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するため、本発明のレンズ駆動ユニットは、レンズ枠を駆動するアクチュエータを、振動を発生する電気−機械変換素子と駆動軸とで一軸一体に構成したレンズ駆動ユニットにおいて、前記電気−機械変換素子が前記レンズ枠に保持され、前記駆動軸が保持部材に設けられた摩擦係合部材に支持され、前記レンズ枠に設けられ案内方向が該レンズ枠に保持されるレンズの光軸に一致した平行度を持つ軸ガイドにより、前記駆動軸が摺動可能に支持された、ことを特徴とする。
【０００９】
本発明の電子光学装置は、レンズを光軸方向に駆動するレンズ駆動ユニットとして、上記構成のレンズ駆動ユニットを備えたことを特徴とする。
【００１０】
本発明のレンズ駆動ユニット及び電子光学装置によれば、電気−機械変換素子は、制御電圧の印加により水平方向に伸縮し、急速伸長と緩速収縮とを交番して行うときに、レンズ枠（被駆動部材）が保持部材に対して接近又は離隔する方向に微小ステップ移動する。
【００１１】
そして、本発明のレンズ駆動ユニット及び電子光学装置によれば、レンズ枠に軸ガイドを備えるのでレンズの取付箇所の加工と軸ガイドの加工とを同一の一部品に対して行うことができ、レンズの光軸と軸ガイドの軸心との平行度を確実に高精度に合わせられるから、レンズの光軸に対するレンズ枠の移動方向の平行度を確実に高精度に合わせられる。
また、レンズ枠に軸ガイドを備えるのでレンズ枠における軸ガイドの位置ずれが生じない構造であり、他方、駆動軸が堅ろうであるとともに駆動軸を案内する構造（軸ガイド）は堅ろうであるから、衝撃等の外力が加わっても、駆動軸にはレンズの光軸に対するレンズ枠の移動方向の平行度の狂いが生じるのを回避できる。さらに、軸ガイドが軸ガイドの両端部を案内する構造であるから、衝撃等により受ける影響を、電気−機械変換素子を含まない駆動軸のみに伝達することになり、駆動軸と電気−機械変換素子との一体化が破壊されることを回避できる。
【００１２】
上記構成のレンズ駆動ユニット及び電子光学装置において、前記摩擦係合部材は、前記保持部材に設けられ前記駆動軸を受承案内する凹部を有する係合固定部材と、前記係合固定部材に固定されたばね部材とからなることが好ましい。この構成によれば、摩擦係合部材を簡素に構成できる。
【発明の効果】
【００１３】
上記構成をなすレンズ駆動ユニット及びこのレンズ駆動ユニットを備えた電子光学装置によれば、以下の効果を奏する。
（１）レンズの光軸と軸ガイドの軸心との平行度を確実に高精度に合わせられるから、レンズの光軸に対するレンズ枠の移動方向の平行度を確実に高精度に合わせられる。
（２）衝撃等の外力が加わっても、駆動軸にはレンズの光軸に対するレンズ枠の移動方向の平行度の狂いが生じるのを回避できる。
（３）衝撃等により受ける影響を、電気−機械変換素子を含まない駆動軸のみに伝達することになり、駆動軸と電気−機械変換素子との一体化が破壊されることを回避できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の実施形態のレンズ駆動ユニット及び該レンズ駆動ユニットを備えた電子光学装置について、添付図面を参照しつつ説明する。
【００１５】
図１は、本発明の実施形態に係り、基本的構成を説明するためのプロトタイプのレンズ駆動ユニットを示す斜視図である。このレンズ駆動ユニット１０Ａは、デジタルカメラ、ビデオカメラ、携帯電話その他の携帯情報端末等に取り付けられたデジタルカメラ等の電子光学装置に用いられ、ＡＦ（Ａｕｔｏ−Ｆｏｃｕｓ）制御を行うために利用される。
【００１６】
レンズ駆動ユニット１０Ａは、保持部材（ベースフレーム）１１と、駆動軸１２と、保持部材１１に設けられていて駆動軸１２を摩擦係合状態に支持する摩擦係合部材１３と、駆動軸１２の端面に伸縮方向の一端面を固着されている電気−機械変換素子１４と、電気−機械変換素子１４の他端面に固着されたレンズ枠（被駆動部材）１５と、を備えて構成される。摩擦係合部材１３は、保持部材１１に設けられ駆動軸１２を受承案内する凹部を有する係合固定部材１３ａと、係合固定部材１３ａに固定されたばね部材１３ｂとからなる。
【００１７】
すなわち、レンズ駆動ユニット１０Ａは、電気−機械変換素子１４と駆動軸１２とが一軸一体であり、電気−機械変換素子１４がレンズ枠１５に保持され、駆動軸１２が保持部材１１に設けられた摩擦係合部材１３に支持されてなる。レンズ枠１５は、保持部材１１に設けられたガイド軸２２にレンズ枠１５に設けられたガイド２１が係合されるとともに、保持部材１１に設けられた摩擦係合部材１３に駆動軸１２が係合案内され、保持部材１１の中心に設けられた入光窓２０に接近離隔自在に対峙している。
【００１８】
駆動軸１２と電気−機械変換素子１４はアクチュエータを構成している。レンズ枠１５に設けられた３つのブラケット１６ａ，１６ｂ，１６ｃに係合支持されている。このアクチュエータは、電気−機械変換素子１４がブラケット１６ａに設けられた角孔１８に通され、かつ電気−機械変換素子１４の一端側に位置する駆動軸１２の両端部がブラケット１６ｂ，１６ｃに設けられた軸ガイド１９ａ，１９ｂに摺動可能に支持されてなる。電気−機械変換素子１４は固定板１７に固定されており、固定板１７は、ブラケット１６ａに取り外し可能に固定されている。軸ガイド１９ａ，１９ｂは、駆動軸１２の案内方向がレンズ枠１５に取り付けられるレンズＬの光軸に一致した平行度を有するように形成されている。すなわち、レンズＬの光軸Ｘ１と軸ガイド１９ａ，１９ｂの軸心Ｘ２との平行度を高精度に合わせて形成されている。
【００１９】
レンズ駆動ユニット１０Ａは、電圧印加により電気−機械変換素子１４に伸びの速度と縮みの速度とが異なる振動を発生させ、レンズ枠（被駆動部材）１５に伸びと縮みの速度に応じた慣性力を生起させ、駆動軸１２と摩擦係合部材１３との間に軸方向の位置ずれを生じさせて、レンズ枠（被駆動部材）１５を往復動させるように構成されている。
電気−機械変換素子１４が、制御電圧の印加により軸心方向に伸縮し、急速伸長と緩速収縮とを交番して行うときは、レンズ枠（被駆動部材）１５が保持部材１１の方向に微小ステップ移動し、緩速伸長と急速収縮とを交番して行うときは、レンズ枠１５が保持部材１１から離隔する方向に微小ステップ移動する。
【００２０】
そして、レンズ駆動ユニット１０Ａ及び該レンズ駆動ユニット１０Ａを備えた電子光学装置によれば、レンズ枠１５に軸ガイド１９ａ，１９ｂを備えているので、レンズ枠１５のレンズ収納部の加工と軸ガイド１９ａ，１９ｂの加工とを同一の一部品に対して行うことができるから、レンズＬの光軸Ｘ１と軸ガイド１９ａ，１９ｂの軸心Ｘ２との平行度を確実に高精度に合わせられる。また、レンズＬの光軸に対するレンズ枠１５の移動方向の平行度を確実に高精度に合わせられる。
【００２１】
また、軸ガイド１９ａ，１９ｂは、レンズ枠１５に一体に備えるので位置ずれが生じない構造であり、他方、駆動軸１２が堅ろうであるとともに駆動軸１２の両端部を案内する構造（一対の軸ガイド）は堅ろうであるから、衝撃等の外力が加わっても、レンズ枠１５と軸ガイド１９ａ，１９ｂは一体に変位するので、駆動軸１２にはレンズＬの光軸に対するレンズ枠１５の移動方向の平行度の狂いが生じるのを回避できる。さらに、一対の軸ガイド１９ａ，１９ｂが駆動軸１２の両端部を案内する構造であるから、衝撃等により受ける影響を、駆動軸１２のみに伝達し、駆動軸１２と電気−機械変換素子１４との固定連結部に力が作用しないので、駆動軸１２と電気−機械変換素子１４との一体化が破壊されることを回避できる。
以下の実施の形態において更に詳述する。
【実施例】
【００２２】
図２ないし図６は、本発明の実施例に係り、レンズ駆動ユニットを携帯情報端末用オートフォーカスレンズ駆動ユニットに適用した場合を示す。図２ないし図６において、図１において存在する構成要素（部品、部分）については、図１で用いたものと同一の符号を用い、相違する構成部分を中心に説明する。
【００２３】
このレンズ駆動ユニット１０Ｂの構成を、以下の組付け手順の説明を通して説明する。
【００２４】
まず、レンズ枠１５内にレンズＬが収容され、止め輪２３，２４で位置固定される（図３参照）。そして、レンズＬを備えたレンズ枠１５と、ベースフレーム１１とは、図示しないガイド２１がガイド軸２２に係入されて組み合わせる（図５、図６参照）。
【００２５】
次いで、電気−機械変換素子１４と一軸一体の駆動軸１２を、レンズ枠１５の角孔１８に挿入し、レンズ枠１５に設けられた軸ガイド１９ａ，１９ｂに係入し、電気−機械変換素子１４の端面をレンズ枠１５に固定する。ここでは、電気−機械変換素子１４の端面を固定支持する一回り大きい固定板１７を設け、この固定板１７をレンズ枠１５の角孔１８を一回りする端面に当接し、外方からロックカバー２６をロック状態に被せてビスねじ２５で締め付け固定する（図３、図４、図５参照）。これによって、駆動軸１２は、両端部を軸ガイド１９ａ，１９ｂによってガイドされる。このため、レンズ枠１５に、レンズ収容部の中心と軸ガイド１９ａ，１９ｂの中心とを超精密な平行精度を有して加工形成することにより、レンズＬの光軸Ｘ１とレンズ枠１５の移動方向（駆動軸１２の移動方向）との平行度を精密に保持できる。
【００２６】
その後、駆動軸１２の軸ガイド１９ａ，１９ｂ間の位置にばね部材１３ｂを当てて、該ばね部材（板ばね）１３ｂをベースフレーム１１より設けられた係合固定部材１３ａにビスねじ２７により固定し、駆動軸１２に対する摩擦力を調整する（図６参照）。摩擦力の調整には、駆動軸１２を推力測定器で測定しつつばね部材１３ｂの締め付け調整により行う。
【００２７】
次いで、シャッタ・絞りユニット２８をレンズ枠１５の端面に取付け、さらにカバー２９を被せてベースフレーム１１にビスねじ３０により固定する（図４参照）。ベースフレーム１１の反対側の面には、ガラスフィルタ３１と撮像センサ３２を取り付ける。以上により、モバイル端末用オートフォーカスレンズ駆動ユニットが組み立てられている。
【００２８】
レンズ駆動ユニット１０Ｂは、電圧印加により電気−機械変換素子１４に伸びの速度と縮みの速度とが異なる振動を発生させ、電気−機械変換素子１４が、急速伸長と緩速収縮とを交番して行うときは、レンズ枠（被駆動部材）１５が保持部材１１の方向に微小ステップ移動する（図２（ａ）参照）。また、緩速伸長と急速収縮とを交番して行うときは、レンズ枠１５が保持部材１１から離隔する方向に微小ステップ移動する（図２（ｂ）参照）。
【００２９】
（その他の実施の形態、変形例）
以上、本発明に係る実施形態及び実施例について図面を参照し説明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更や工程の変更が可能であり、そのような変更は本発明の技術的範囲に含まれるものである。
【００３０】
本発明のレンズ駆動ユニットは、構造の簡素化、小型化等を達成しつつ、レンズ（レンズ枠）の光軸方向への移動速度を高速化又は低速化でき、移動に要する時間を短縮でき、レンズの送り量（移動量）を微調整できるため、光ディスク等に記録された情報を読み取るためのピックアップのレンズ駆動ユニットとしても有用である。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】実施形態に係るレンズ駆動ユニットを示す斜視図である。
【図２】実施例に係るレンズ駆動ユニットを示すもので、（ａ）は、レンズ枠がベースフレームに接近した状態の縦断面図であり、（ｂ）は、レンズ枠がベースフレームから離隔した状態の縦断面図である。
【図３】図２のレンズ駆動ユニットに係り、シャッタ・絞りユニットを組付ける前の組付状態の縦断面図である。
【図４】図２のレンズ駆動ユニットに係る分解斜視図である。
【図５】図２のレンズ駆動ユニットに係り、ベースフレームにレンズ枠を組付けるところを示す分解斜視図である。
【図６】図２のレンズ駆動ユニットに係り、シャッタ・絞りユニットを組付ける前の組付状態の斜視図である。
【符号の説明】
【００３２】
１０Ａ，１０Ｂ  レンズ駆動ユニット
１１  保持部材（ベースフレーム）
１２  駆動軸
１３  摩擦係合部材
１３ａ  係合固定部材
１３ｂ  ばね部材
１４  電気−機械変換素子
１５  レンズ枠（被駆動部材）
【図１】
2010032806.tif 000003
【図２】
2010032806.tif 000004
【図３】
2010032806.tif 000005
【図４】
2010032806.tif 000006
【図５】
2010032806.tif 000007
【図６】
2010032806.tif 000008