(57)【要約】【課題】小型化を図りつつ衝撃に強い構造をもつレンズ駆動装置を提供する。【解決手段】筒状部１２を有する固定枠１０、筒状部１２において光軸方向Ｌに移動自在に支持されると共にレンズＧ１〜Ｇ３を保持するレンズ枠２０、及び筒状部１２に回動自在に支持されると共にカムフォロア部２１と係合して光軸方向Ｌにカム作用を及ぼすカム部３２を有するカムリング３０、を備え、カム部３２は、レンズ枠２０に作用する衝撃力に対して弾性変形可能に形成されている、構成を採用した。この構成によれば、カム部３２にカム機能と衝撃吸収機能を併せもたせることができるので、小型化を実現しつつ衝撃に強い構造とすることができる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光軸方向に伸長する筒状部を有する固定枠と、前記筒状部の内側において光軸方向に移動自在に支持されると共にレンズを保持するレンズ枠と、前記筒状部の外側に回動自在に支持されると共に前記レンズ枠に形成されたカムフォロア部と係合して光軸方向にカム作用を及ぼすカム部を有するカムリングと、を備え、
前記カム部は、光軸方向に弾性変形可能に形成されている、
ことを特徴とするレンズ駆動装置。
【請求項２】
前記カムフォロア部は、光軸方向において前記カム部との係合を維持するべく、前記カム部に対して摺動自在に連結されている、
ことを特徴とする請求項１に記載のレンズ駆動装置。
【請求項３】
前記カム部は、前記カムリングに一体的に形成されている、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載のレンズ駆動装置。
【請求項４】
前記カム部は、板ばね状に形成されている、
ことを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載のレンズ駆動装置。
【請求項５】
前記カム部は、片持ち梁状に形成されている、
ことを特徴とする請求項４に記載のレンズ駆動装置。
【請求項６】
前記カムフォロア部は、光軸方向において前記カム部を摺動自在に挟持するように形成されている、
ことを特徴とする請求項４又は５に記載のレンズ駆動装置。
【請求項７】
前記カムフォロア部は、前記カム部のカム面にそれぞれ当接可能にかつ光軸方向において対向するように形成された２つの突出片からなり、
前記突出片の対向面は、凸状に湾曲している、
ことを特徴とする請求項６に記載のレンズ駆動装置。
【請求項８】
前記カム部は、前記カムリングの周方向において等間隔位置に複数形成されている、
ことを特徴とする請求項１ないし７のいずれかに記載のレンズ駆動装置。
【請求項９】
前記筒状部は、前記カムフォロア部が挿通されて前記レンズ枠を光軸方向に移動自在に案内する案内孔を有する、
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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レンズを光軸方向に移動させる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。
【背景技術】
【０００２】
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近接撮影位置（マクロ撮影位置）と他の撮影位置との切替を行うマクロ切替機能、ズーム機能あるいは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となる。レンズ駆動装置としては、カム機構を用いたものが知られている。（例えば、特許文献１参照）。
また、携帯情報端末機に搭載されたレンズ駆動装置では、装置の外部に露出したレンズ枠が略光軸方向に沿った方向の衝撃を受けてカムやレンズ枠が損傷等する可能性がある。このため、レンズ駆動装置に衝撃吸収機構を設ける必要がある。
【特許文献１】特開平１０−１７０８０９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、衝撃吸収機構をスプリング等を用いて構成すると、構造が複雑になると共に携帯情報端末機に搭載できるほどレンズ駆動装置を小型化するのが困難になる。
【０００４】
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、小型化を図りつつ衝撃に強い構造をもつレンズ駆動装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明のレンズ駆動装置は、光軸方向に伸長する筒状部を有する固定枠と、筒状部の内側において光軸方向に移動自在に支持されると共にレンズを保持するレンズ枠と、筒状部の外側に回動自在に支持されると共にレンズ枠に形成されたカムフォロア部と係合して光軸方向にカム作用を及ぼすカム部を有するカムリングと、を備え、カム部は、光軸方向に弾性変形可能に形成されている、ことを特徴としている。
この構成によれば、カムリングを回動させると、カム部とカムフォロア部との係合により、レンズ枠は光軸方向に移動し、撮影位置の変更が可能となると共に、装置の落下等によりレンズ枠に衝撃力が作用した場合には、カム部が弾性変形してその衝撃力が吸収あるいは緩和される。このように、レンズ枠を光軸方向に移動させるカム機能と共に衝撃吸収機能あるいは衝撃緩和機能をカム部に併せもたせることにより、装置の小型化を実現しつつ衝撃に強い構造にすることができる。
【０００６】
上記構成において、カムフォロア部は、光軸方向においてカム部との係合を維持するべく、カム部に対して摺動自在に連結されている、構成を採用できる。
この構成によれば、カムフォロア部がカム部に対して係合を維持するべく摺動自在に連結されているため、カムフォロア部とカム部との係合を維持させるためにスプリング等により付勢する必要がなく、装置構成を簡素化できる。
【０００７】
上記構成において、カム部は、カムリングに一体的に形成されている、構成を採用できる。
この構成によれば、装置の部品点数を削減できて装置の構造を簡素化できる。
【０００８】
上記構成において、カム部は、板ばね状に形成されている、構成を採用できる。
この構成によれば、比較的簡易な構造でカム部を弾性変形可能に形成することができる。
【０００９】
上記構成において、カム部は、片持ち梁状に形成されている、構成を採用できる。
この構成によれば、例えば、樹脂を用いた射出成形や金属板を用いたプレス成形等により、カムリングに対するカム部の一体的な形成が容易に可能となると共に、比較的大きな弾性変形量が得られる。また、カムフォロア部をカム部に摺動自在に連結する場合に、カム部の自由端部を用いて容易に組付けることができる。
【００１０】
上記構成において、カムフォロア部は、光軸方向においてカム部を摺動自在に挟持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、カム部とカムフォロア部との接触状態を常に維持できる。
【００１１】
上記構成において、カムフォロア部は、カム部のカム面にそれぞれ当接可能にかつ光軸方向において対向するように形成された２つの突出片からなり、突出片の対向面は、凸状に湾曲している、構成を採用できる。
この構成によれば、カム部を挟持できると共に、円滑なカム作用が得られる。また、カム部が弾性変形してその傾斜角度が変化する場合でも、カム部とカムフォロア部との相対移動が円滑に行われる。
【００１２】
上記構成において、カム部は、カムリングの周方向において等間隔位置に複数形成されている、構成を採用できる。
この構成によれば、レンズ枠に対してカムリングが周方向において均等にカム作用を及ぼすため、レンズ枠が光軸方向にスムーズに駆動される。
【００１３】
上記構成において、筒状部は、カムフォロア部が挿通されてレンズ枠を光軸方向に移動自在に案内する案内孔を有する、
この構成によれば、レンズ枠は回転が規制された状態で光軸方向に移動されるため、マクロ切替時、ズーミング時あるいはフォーカシング時にレンズの回転により撮影画像が変化するのを防ぐことができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明のレンズ駆動装置によれば、小型化を達成しつつ衝撃に強い構造とすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
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６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は通常撮影位置にある装置の光軸方向の断面を含む斜視図、図３は装置の光軸方向の断面図、図４は装置の分解斜視図、図５はカムリングの斜視図、及び図６は近接撮影位置にある装置の光軸方向の断面を含む斜視図である。
【００１６】
この装置は、図１ないし図４に示すように、固体撮像素子としてのＣＣＤ１００及びＩＲフィルタ１０１を保持する固定枠１０、レンズＧ１〜Ｇ３を保持するレンズ枠２０、固定枠１０に回動自在に支持されると共にレンズ枠２０と係合して光軸方向にカム作用を及ぼすカムリング３０を備えている。
この装置においては、被写体光が光軸方向Ｌの前方からレンズＧ１〜Ｇ３に進入し、ＩＲフィルタ１０１を通過してＣＣＤ１００の結像面において結像する。また、固定枠１０にＣＣＤ１００を保持させることで、カメラユニットが形成される。
【００１７】
固定枠１０は、樹脂により形成され、図１ないし図４に示すように、中心部にＣＣＤ１００及びＩＲフィルタ１０１を保持する円盤状の外形をなす基部１１、及び基部１１の前面から光軸方向Ｌに円筒状に伸長する筒状部１２を備える。
筒状部１２は、カムリング３０の後述する内周面３１ａが摺動可能に外嵌される円筒面からなる外周面１２ａ、被写体光が通過する光路を画定すると共にレンズ枠２０の後述する外周面２０ａが摺動可能に嵌合される円筒面からなる内周面１２ｂ、及び、周方向において等間隔に配列されると共に光軸方向Ｌに伸長するように形成された３つの案内孔１３を備える。
筒状部１２は、外周面１２ａにカムリング３０が外嵌されることによりカムリング３０を回動自在に支持すると共に、内周面１２ｂにレンズ枠２０の後述する外周面２０ａが嵌合されることによりレンズ枠２０を光軸方向Ｌに移動自在に支持する。また、筒状部１２は、案内孔１３にレンズ枠２０の後述するカムフォロア部２１が挿通されることにより、レンズ枠２０の光軸回りの回転を規制しつつ光軸方向Ｌに移動自在に案内する。これにより、レンズＧ１〜Ｇ３は回転しないので、レンズ枠２０を光軸方向Ｌに移動されても、レンズＧ１〜Ｇ３の製作過程で生じる僅かな非対称性に起因した撮影画像の微妙な変化が発生するのを防止できる。
【００１８】
レンズ枠２０は、樹脂により略円筒状に形成され、図１ないし図４に示すように、その内側にレンズＧ１〜Ｇ３を保持すると共に、筒状部１２の内周面１２ｂに摺動可能に嵌合する円筒面からなる外周面２０ａ、及び外周面２０ａの周方向において等間隔位置に突出して形成されてカムリング３０の後述するカム部３２と係合する複数（３つ）のカムフォロア部２１を備える。
カムフォロア部２１は、光軸方向Ｌにおいて所定の間隙をおいて対向する２つの突出片２１Ａ，２１Ｂからなる。突出片２１Ａ，２１Ｂは、カムリング３０の後述するカム部３２のカム面３２ａと当接可能に形成されており、その対向面２１ａが凸状に湾曲している。対向面２１ａを凸状に湾曲するように形成することにより、対向面２１ａを後述するカム部３２のカム面３２ａと安定的に当接させることができて、円滑なカム作用が得られる。
また、カムフォロア部２１は、光軸方向Ｌにおいて後述するカム部３２との係合を維持するべく、２つの突出片２１Ａ，２１Ｂにより後述するカム部３２を光軸方向Ｌの両側から挟持する。これにより、カムフォロア部２１は、後述するカム部３２に対して摺動自在に連結された状態となる。
【００１９】
カムリング３０は、環状の金属板をプレス加工することにより形成され、図１ないし図５に示すように、略環状に形成された基部３１、基部３１に一体的に形成されると共にカムフォロア部２１と係合して光軸方向Ｌにカム作用を及ぼすカム部３２、及び基部３１に一体的に形成されると共に基部３１の外側に向けて突出して形成されたカムリング３０を回動させるための操作部３３を備える。
基部３１は、筒状部１２の外周面１２ａに摺動可能に外嵌される内周面３１ａと共に光軸方向Ｌにおいてカム部３２の後方に位置する円弧状の切欠部３１ｂを画定するように形成されている。カムリング３０は、その内周面３１ａが筒状部１２の外周面１２ａに嵌合されることにより、筒状部１２に回動自在に支持される。また、基部３１の光軸方向Ｌの後面３１ｃは、固定枠１０の基部１１の前面１１ａに摺動可能に支持される。
【００２０】
カム部３２は、基部３１から光軸方向Ｌの前方に所定の傾斜角度で片持ち梁状に突出する板ばね状に形成されていると共に、カムリング３０（の基部３１）の周方向において等間隔位置に複数（３つ）形成されている。また、カム部３２は、筒状部１２の外周面１２ａと略合致する曲率をもつ円弧状に形成されている。
カム部３２を板ばね状及び片持ち梁状に形成することにより、通常の操作時にレンズ枠２０を光軸方向Ｌに移動させる力よりも大きな（略光軸方向Ｌの）衝撃力がレンズ枠２０に作用した場合に、この衝撃力に対して弾性変形（撓み変形）可能となっている。また、カム部３２を板ばね状及び片持ち梁状に形成することにより、比較的簡易な構造で弾性変形を得ることができると共に、操作部を設けた環状の板部材からプレス加工等によりカム部を容易に形成することができる。
また、カム部３２は、その光軸方向Ｌの両面において、２つの突出片２１Ａ，２１Ｂにそれぞれ当接可能なカム面３２ａ，３２ａを有し、突出片２１Ａ，２１Ｂにより摺動自在に挟持されている。このため、突出片２１Ａ，２１Ｂの対向面２１ａ，２１ａが対応するカム面３２ａにそれぞれ当接して、カム部３２とカムフォロア部２１との係合が常時維持されるようになっている。
【００２１】
上記のレンズ駆動装置の組付けは、先ず、カムリング３０の内周面３１ａを固定枠１０の筒状部１２の外周面１２ａに嵌め込む。次いで、レンズ枠２０のカムフォロア部２１を筒状部１２の案内孔１３に挿通しながらレンズ枠２０の外周面２０ａを筒状部１２の内周面１２ｂに嵌めこむ。次いで、カムリング３０を一方向に回転させながらそのカム部３２をその先端側から突出片２１Ａ，２１Ｂの間に形成される間隙に差し込み、カムフォロア部２１をカム部３２に対して摺動自在に連結し、レンズ枠２０が筒状部１２から脱落しない状態にする。これにより、装置の組付けが完了する。
【００２２】
次に、上記のレンズ駆動装置の動作について図２及び図６を参照して説明する。
図２に示すように、レンズ駆動装置のレンズ枠２０が通常撮影位置にある状態では，レンズ枠２０は光軸方向Ｌの後方に繰り込んで、そのカムフォロア部２１はカム部３２の付け根領域に接触している。この位置からレンズ枠２０を近接撮影位置に移動させるには、カムリング３０の操作部３３を操作してＲ２方向に回転させる。カムリング３０をＲ２方向に回転させると、レンズ枠２０は、カム部３２のカム作用により、カム部３２のカム面３２ａのカムプロフィル（カム部３２の傾斜角度）に従って光軸方向Ｌの前方に移動し、図６に示すような近接撮影位置に至る。尚、レンズ枠２０を近接撮影位置から通常撮影位置へ移動させるには、カムリング３０をＲ１方向に回転させればよい。
【００２３】
レンズ駆動装置、あるいはレンズ駆動装置を搭載した携帯情報端末が落下する等して、レンズ枠２０に衝撃が加わると、レンズ枠２０に加わった衝撃力がカムフォロア部２１を通じてカム部３２に伝わる。カム部３２は、衝撃力を受けて弾性変形（撓み）しながら衝撃力を吸収あるいは緩和したのち、その復元力により所定形状に弾性復帰する。
【００２４】
以上のように、本実施形態によれば、カムリング３０のカム部３２にカム機能と共に衝撃力を吸収あるいは緩和する機能を併せもたせたことにより、レンズ枠２０に加わる衝撃力を吸収あるいは緩和する機構を別個に設ける必要がなく、装置を小型化することができると共に、衝撃に強い構造にすることができる。
【００２５】
また、本実施形態によれば、カムフォロア部２１によりカム部３２を光軸方向Ｌにおいて挟持し、カムフォロア部２１をカム部３２に対して摺動自在に連結させたことにより、前進方向及び後退方向のいずれの方向においても円滑なカム作用が得られると共に、カムフォロア部２１とカム部３２との係合を維持させるためのスプリング等が不要となり、装置を一層小型化することができる。
【００２６】
上記実施形態では、カム部３２をカムリング３０に一体的に形成した場合について説明したが、これに限定されるわけではなく、カム部３２をカムリング３０とは別体に形成し、ねじ等の締結手段により結合することも可能である。
【００２７】
上記実施形態では、光軸方向Ｌにおいてカムフォロア部２１をカム部３２に摺動自在に連結する場合について説明したが、これに限定されるわけではなく、連結せずにスプリング等によりレンズ枠２０をカムリング３０側に付勢し、その付勢力で押されるカムフォロア部２１の一方の突出部を、それと対向する一方のカム面に当接させるようにしてカムフォロア部２１とカム部３２との係合を維持させる構成とすることも可能である。
【００２８】
上記実施形態では、カム部３２を片持ち梁状に形成した場合について説明したが、これに限定されるわけではなく、上記したように、レンズ枠２０をカムリング３０側に付勢する構成を採用した場合、開放端のない両端固定梁の構造とすることも可能である。また、筒状部１２の外周面１２ａに支持突起等を設けて、片持ち梁状のカム部３２を支持してカム部３２の過剰な変形を防止可能な構造とすることも可能である。
【００２９】
上記実施形態では、カム部３２を板ばね状に形成して弾性変形可能とした場合について説明したが、これに限定されるわけではなく、カム作用が得られる形状であれば、板ばね以外の形状、例えば、丸棒形状にすることも可能である。
【００３０】
上記実施形態では、カムリング３０を環状の金属板をプレス加工することにより形成される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、カムリング３０を樹脂を用いて射出成形により形成することも可能である。
【００３１】
上記した実施形態では、マクロ切替用のレンズ駆動装置の場合について説明したが、これに限定されるわけではなく、レンズ駆動装置をズーミング用あるいはフォーカシング用とすることも可能である。
【産業上の利用可能性】
【００３２】
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。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の一実施形態に係るレンズ駆動装置の外観を示す斜視図である。
【図２】通常撮影位置にあるレンズ駆動装置の光軸方向の断面を含む斜視図である。
【図３】レンズ駆動装置の光軸方向の断面図である。
【図４】装置の分解斜視図である。
【図５】カムリングの斜視図である。
【図６】近接撮影位置にある装置の光軸方向の断面を含む斜視図である。
【符号の説明】
【００３４】
１０…固定枠
１１…基部
１１ａ…前面
１２…筒状部
１２ａ…外周面
１２ｂ…内周面
１３…案内孔
２０…レンズ枠
２０ａ…外周面
２１…カムフォロア部
２１Ａ，２１Ｂ…突出片（カムフォロア部）
２１ａ…対向面
３０…カムリング
３１…基部
３１ａ…内周面
３１ｂ…切欠部
３１ｃ…後面
３２…カム部
３２ａ…カム面
３３…操作部
１００…ＣＣＤ
１０１…ＩＲフィルタ
Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３…レンズ
Ｌ…光軸方向
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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