(57)【要約】【課題】  耐衝撃構成を有し且つ光軸方向への小型化を図る。【解決手段】  第１,第２レンズ群ホルダ１０,１１が突出した使用状態で、第１レンズ群ホルダ１０が外部から衝撃を受けると、磁石１８の吸引力による第１レンズ群ホルダ１０と第１ナット１６との連結が解除される。そして、第１レンズ群ホルダ１０が被写体側とは反対側に移動する。こうして、クッション材２０が第２レンズ群ホルダ１１に当接すると、磁石１９の吸引力による第２レンズ群ホルダ１１と第２ナット２０との連結が解除されて、第１,第２レンズ群ホルダ１０,１１が被写体側とは反対側に移動する。こうして、各レンズ群ホルダ１０,１１は瞬時に沈胴状態になり、衝撃を緩和して鏡筒部分等の破損を低減すると共に、光軸方向への小型化を図ることができる。さらに、各クッション材２０,２１は各部品間の衝突による衝撃を緩和して破損を低減する。【選択図】図３
2006011018.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レンズを保持すると共に、上記レンズの光軸方向に移動可能なレンズホルダと、
上記レンズホルダとの距離が所定の距離より近くなった場合には、上記レンズホルダとの距離に応じて作用する吸引力によって上記レンズホルダと着脱可能に連結されて、上記レンズホルダを上記レンズの光軸方向に並進させる一方、上記レンズホルダと連結された状態で上記レンズホルダに上記光軸方向への衝撃が加わった場合には、上記レンズホルダとの上記吸引力による連結が解除されるレンズホルダ駆動手段と、
上記衝撃によって上記レンズホルダとの連結が解除された状態のレンズホルダ駆動手段を、上記レンズホルダと上記吸引力によって連結可能な位置まで移動させて、上記レンズホルダとレンズホルダ駆動手段とを連結させる連結制御手段
を備えることを特徴とするレンズ駆動装置。
【請求項２】
請求項１に記載のレンズ駆動装置において、
上記レンズホルダ駆動手段は、
上記レンズの光軸方向に延在すると共に、上記光軸に平行な回転軸を有するリードスクリューと、
上記リードスクリューを回転駆動する駆動源と、
上記リードスクリューに螺合されると共に、回転が規制されたナットと
で構成されており、
上記レンズホルダと上記ナットとは互いに対向する面を備えており、上記レンズホルダの面と上記ナットの面とは上記吸引力によって着脱可能に連結されるようになっている
ことを特徴とするレンズ駆動装置。
【請求項３】
請求項１に記載のレンズ駆動装置において、
上記レンズホルダと上記レンズホルダ駆動手段とを着脱可能に連結する上記吸引力は、磁気的吸引力である
ことを特徴とするレンズ駆動装置。
【請求項４】
請求項２に記載のレンズ駆動装置において、
上記ナットは磁性材料で形成されており、
上記レンズホルダにおける上記ナットの面に対向する面には磁石が設けられており、
上記レンズホルダと上記ナットとは、磁気的吸引力によって着脱可能に連結される
ことを特徴とするレンズ駆動装置。
【請求項５】
請求項２に記載のレンズ駆動装置において、
上記レンズホルダと上記ナットとにおける互いに対向する面は、上記レンズの光軸方向に垂直な平面内に形成されており、
上記ナットは、上記光軸方向において上記レンズホルダに対して被写体側に配置されている
ことを特徴とするレンズ駆動装置。
【請求項６】
請求項２に記載のレンズ駆動装置において、
上記レンズホルダと上記ナットとにおける互いに対向する面は、上記レンズの光軸方向に平行な平面内に形成されており、
上記互いに対向する上記レンズホルダの面と上記ナットの面との上記光軸方向の長さが同じである
ことを特徴とするレンズ駆動装置。
【請求項７】
請求項６に記載のレンズ駆動装置において、
上記レンズホルダと上記ナットとにおける互いに対向する面は、所定の間隔を設けて配置されている
ことを特徴とするレンズ駆動装置。
【請求項８】
請求項１に記載のレンズ駆動装置において、
動作モード開始時には、上記レンズホルダと上記レンズホルダ駆動手段とが上記吸引力によって着脱可能に連結された状態で、上記レンズホルダ駆動手段によって上記レンズホルダがホームポジションに移動され、
使用時には、上記レンズホルダと上記レンズホルダ駆動手段とが上記吸引力によって着脱可能に連結された状態で、上記レンズホルダ駆動手段によって上記レンズホルダが使用位置に移動され、
上記レンズホルダに上記光軸方向への衝撃が加わった場合には、上記レンズホルダと上記レンズホルダ駆動手段との上記吸引力による連結が解除されて、上記レンズホルダが光軸方向に移動して沈胴状態となり、
再使用時には、上記連結制御手段によって、レンズホルダ駆動手段を上記レンズホルダと上記吸引力によって連結可能な位置まで移動させて、上記レンズホルダとレンズホルダ駆動手段とが再度連結される
ようになっていることを特徴とするレンズ駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、レンズを光軸方向に移動させて変倍あるいはオートフォーカス動作を行うレンズ駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
カメラ使用時にはレンズを保持した複数のレンズホルダがカメラ本体から突出することで変倍が可能になり、未使用時にはレンズホルダがカメラ本体に収納される所謂沈胴方式の構成を備えることで、光軸方向への小型化を可能にしたコンパクトカメラあるいはデジタルカメラ等が、一般的に採用されている。
【０００３】
しかしながら、上記沈胴方式の構成を採用したカメラにおいては、使用時にレンズホルダが本体から突出するため、この状態でカメラが落下した場合には、特に突出しているレンズホルダが直接外力を受けるような衝撃に対して、上記レンズホルダを含む駆動機構が破損する可能性が非常に大きいと言う問題がある。
【０００４】
そのために、落下等による衝撃を受けた場合に、その衝撃を吸収緩和することでレンズホルダあるいはその駆動機構の破損を低減させるレンズ駆動装置が提案されている(特開２００３‐１３１１０９号公報(特許文献１)参照)。このレンズ駆動装置は、駆動源によって回転駆動されるリードスクリューと、このリードスクリューに螺合するナットと、レンズを保持するレンズ枠と、このレンズ枠を光軸方向の外側(上記駆動源側)に付勢して上記ナットに当接させるコイルスプリングによって構成されており、上記レンズ枠を光軸方向に移動可能にしている。上記構成において、上記コイルスプリングの付勢力によってレンズ枠は常に上記ナットに当接している。この状態において、落下等によってレンズ枠に外部から衝撃が加わった場合には、上記レンズ枠はコイルスプリングの弾性力に抗して上記ナットから離間することによって、衝撃を吸収緩和し、レンズ駆動機構の破損を低減することができるのである。
【０００５】
しかしながら、上記特許文献１に開示されたレンズ駆動装置においては、以下のような問題がある。すなわち、上記コイルスプリングで構成された付勢手段によって、常にレンズを保持するレンズ枠をナットに当接させるようにしている。したがって、コイルスプリングが伸びる方向(つまり、光軸方向外側に向かう方向)にレンズ枠を移動させる場合は、上記コイルスプリングの付勢力が次第に低下するために駆動源であるモータの駆動必要トルクは小さい。ところが、上記コイルスプリングが縮む方向(つまり、光軸方向内側に向かう方向)に上記レンズ枠を移動させる場合には、上記コイルスプリングの付勢力が次第に増大するために上記モータの駆動必要トルクは大きい。
【０００６】
上記モータが電磁ＤＣモータの場合には、上述のように負荷が増大することによって動作が不安定になり、必要トルクを発生させるためにＤＣモータへの供給電流を負荷に応じて大きくする必要がある。また、上記モータがステッピングモータの場合には、上述のように負荷が増大することによって、モータの空回りによる脱調が発生する可能性がある。
【０００７】
さらに、同一方向への移動中においても上記レンズ枠の位置によってコイルスプリングの状態が異なるために、モータを駆動させるための負荷に変動が発生する。すなわち、移動範囲内において上記レンズ枠を駆動するためのモータの必要トルクが常に変動することになる。したがって、変倍時あるいはオートフォーカス時に、レンズを精度良く精密に移動させる制御が困難になるという問題がある。さらに、上記レンズ枠の位置によってレンズ枠と上記ナットとの接触圧が異なるため、上記レンズ枠の位置によって外部からの衝撃に対しての衝撃吸収状態が異なるという問題もある。
【０００８】
さらに、上記モータへの負荷を安定させるために上記レンズ枠側に付勢手段を設けた場合には、レンズ枠に掛かる外力を吸収するのに十分なストロークを確保することが困難になる。したがって、上述したような負荷変動に対応可能な付勢手段を構成することは困難なのである。
【０００９】
また、上記レンズの移動範囲内において、上記付勢手段には、必ずレンズ枠をナットに当接させるための付勢力を持たせる必要がある。したがって、上記付勢手段が特にコイルスプリングである場合は、疎巻きで且つ自由長を長く形成する必要がある。したがって、少なくとも、上述のようなコイルスプリングを圧縮した状態で組み込むためのスペースが必要になり、レンズ駆動装置に対するレンズの光軸方向への小型化が困難になると言う問題もある。
【００１０】
また、高倍率変倍機能を有するレンズ駆動装置の場合には、レンズの移動距離を大きく設定する必要がある。この場合には、レンズの移動距離が大きくなることによって、これに連動して付勢手段も大きく形成する必要があり、レンズ光軸方向への小型化がさらに困難になる。
【００１１】
また、上記レンズ枠を上記ナットの一側に対して当接させる必要があるため、レンズ枠側のナットへの当接部とナット側のレンズ枠への当接部との２重構造となり、駆動源によって回転駆動されるリードスクリューの上記軸方向への長さが長くなる。したがって、レンズ駆動装置の光軸方向への小型化がさらに困難になる。
【００１２】
また、上記レンズ枠に対して外力が加わった場合に、付勢手段であるコイルスプリングの弾性によって衝撃を吸収緩和する。ところが、上記レンズ枠には、コイルスプリングによって本体に対して常に突出方向に復帰する力が働いている。したがって、レンズ枠とナットとの連結部分が破損する可能性は低いが、レンズ枠が完全に沈胴した状態で静止することがないため、上記レンズ枠の鏡筒部分等の他の部分が破損する恐れがある。
【特許文献１】特開２００３‐１３１１０９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
そこで、この発明の課題は、レンズまたはレンズホルダへの外力に対する耐衝撃構成を有すると共に、レンズ光軸方向の小型化が可能な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】
【００１４】
上記課題を解決するため、この発明のレンズ駆動装置は、
レンズを保持すると共に、上記レンズの光軸方向に移動可能なレンズホルダと、
上記レンズホルダとの距離が所定の距離より近くなった場合には、上記レンズホルダとの距離に応じて作用する吸引力によって上記レンズホルダと着脱可能に連結されて、上記レンズホルダを上記レンズの光軸方向に並進させる一方、上記レンズホルダと連結された状態で上記レンズホルダに上記光軸方向への衝撃が加わった場合には、上記レンズホルダとの上記吸引力による連結が解除されるレンズホルダ駆動手段と、
上記衝撃によって上記レンズホルダとの連結が解除された状態のレンズホルダ駆動手段を、上記レンズホルダと上記吸引力によって連結可能な位置まで移動させて、上記レンズホルダとレンズホルダ駆動手段とを連結させる連結制御手段
を備えることを特徴としている。
【００１５】
上記構成によれば、使用時には、上記レンズホルダとレンズホルダ駆動手段とが上記吸引力によって着脱可能に連結されて、上記レンズホルダ駆動手段によって、上記レンズホルダを上記レンズの光軸方向に所定位置まで並進させる。この状態で、上記レンズホルダに上記光軸方向への衝撃が加わった場合には、上記レンズホルダとの上記吸引力による連結が解除されて、上記レンズホルダは上記光軸方向に移動して沈胴状態となる。したがって、上記レンズホルダは、外力を受けると、どの位置にあっても瞬時に沈胴状態になるように移動することができ、衝撃を緩和して破損を低減することが可能になる。
【００１６】
さらに、再使用時には、上記連結制御手段によって、上記レンズホルダと連結可能な位置までレンズホルダ駆動手段を移動させて、上記レンズホルダとレンズホルダ駆動手段とを連結させる。したがって、上記衝撃時に離間した上記レンズホルダとレンズホルダ駆動手段とを簡単に着脱可能に連結することができる。
【００１７】
また、１実施の形態のレンズ駆動装置では、
上記レンズホルダ駆動手段は、
上記レンズの光軸方向に延在すると共に、上記光軸に平行な回転軸を有するリードスクリューと、
上記リードスクリューを回転駆動する駆動源と、
上記リードスクリューに螺合されると共に、回転が規制されたナットと
で構成されており、
上記レンズホルダと上記ナットとは互いに対向する面を備えており、上記レンズホルダの面と上記ナットの面とは上記吸引力によって着脱可能に連結されるようになっている。
【００１８】
この実施の形態によれば、上記レンズホルダ駆動手段を、簡単な構成で且つ精密に動作可能に構成することができる。
【００１９】
また、１実施の形態のレンズ駆動装置では、
上記レンズホルダと上記レンズホルダ駆動手段とを着脱可能に連結する上記吸引力は、磁気的吸引力である。
【００２０】
この実施の形態によれば、使用時には上記レンズホルダとレンズホルダ駆動手段とを確実に着脱可能に連結し、衝撃時には上記レンズホルダとレンズホルダ駆動手段との連結を速やかに解除し、再使用時には、離間している上記レンズホルダとレンズホルダ駆動手段とを簡単に且つ速やかに着脱可能に連結できる。
【００２１】
また、１実施の形態のレンズ駆動装置では、
上記ナットは磁性材料で形成されており、
上記レンズホルダにおける上記ナットの面に対向する面には磁石が設けられており、
上記レンズホルダと上記ナットとは、磁気的吸引力によって着脱可能に連結される。
【００２２】
この実施の形態によれば、上記リードスクリューに螺合される上記ナットを磁性材料で形成することによって、最も簡単に且つ低コストに上記レンズホルダ駆動手段を形成することができる。さらに、上記レンズホルダ側の上記ナットとの連結面と上記ナット側の上記レンズホルダとの連結面とが互いにねじれていても、ねじれた状態で駆動可能な連結を得ることができる。したがって、組み立て作業性が良くなる。
【００２３】
また、１実施の形態のレンズ駆動装置では、
上記レンズホルダと上記ナットとにおける互いに対向する面は、上記レンズの光軸方向に垂直な平面内に形成されており、
上記ナットは、上記光軸方向において上記レンズホルダに対して被写体側に配置されている。
【００２４】
この実施の形態によれば、上記レンズホルダが外部から衝撃を受けた場合に、上記ナットは上記リードスクリューに螺合しているため移動しないが、上記レンズホルダは上記ナットに対して被写体側とは反対側に退避可能となる。したがって、上記レンズホルダあるいは上記レンズホルダ駆動手段が破損することを低減できる。
【００２５】
また、１実施の形態のレンズ駆動装置では、
上記レンズホルダと上記ナットとにおける互いに対向する面は、上記レンズの光軸方向に平行な平面内に形成されており、
上記互いに対向する上記レンズホルダの面と上記ナットの面との上記光軸方向の長さが同じである。
【００２６】
この実施の形態によれば、上記レンズホルダと上記ナットとにおける互いに対向する面が上記レンズの光軸方向に平行な平面内に形成されている。したがって、上記レンズホルダ側の上記ナットへの当接部と上記ナット側の上記レンズホルダへの当接部とは、上記光軸方向に２重構造に形成されることがない。したがって、上記互いに対向する上記レンズホルダの面と上記ナットの面との上記光軸方向の長さを同じに形成することによって、連結部を最もコンパクトに形成することが可能になる。したがって、上記光軸方向への小型化を図ることができる。
【００２７】
また、１実施の形態のレンズ駆動装置では、
上記レンズホルダと上記ナットとにおける互いに対向する面は、所定の間隔を設けて配置されている。
【００２８】
この実施の形態によれば、上記レンズホルダと上記ナットとは、上記連結が解除されて離間した状態から元の連結状態に復帰する際に、お互いに接触することなくスムーズに連結することが可能になる。
【００２９】
また、１実施の形態のレンズ駆動装置では、
動作モード開始時には、上記レンズホルダと上記レンズホルダ駆動手段とが上記吸引力によって着脱可能に連結された状態で、上記レンズホルダ駆動手段によって上記レンズホルダがホームポジションに移動され、
使用時には、上記レンズホルダと上記レンズホルダ駆動手段とが上記吸引力によって着脱可能に連結された状態で、上記レンズホルダ駆動手段によって上記レンズホルダが使用位置に移動され、
上記レンズホルダに上記光軸方向への衝撃が加わった場合には、上記レンズホルダと上記レンズホルダ駆動手段との上記吸引力による連結が解除されて、上記レンズホルダが光軸方向に移動して沈胴状態となり、
再使用時には、上記連結制御手段によって、レンズホルダ駆動手段を上記レンズホルダと上記吸引力によって連結可能な位置まで移動させて、上記レンズホルダとレンズホルダ駆動手段とが再度連結されるようになっている。
【００３０】
この実施の形態によれば、使用時には、上記レンズホルダとレンズホルダ駆動手段とが上記吸引力によって着脱可能に連結されて、上記レンズホルダ駆動手段によって、上記レンズホルダが上記レンズの光軸方向に所定位置まで並進される。この状態で、上記レンズホルダに上記光軸方向への衝撃が加わった場合には、上記レンズホルダとの上記吸引力による連結が解除されて、上記レンズホルダは上記光軸方向に移動して沈胴状態となる。したがって、上記レンズホルダは、外力を受けると、どの位置にあっても瞬時に沈胴状態になるように移動することができ、衝撃を緩和して破損を低減することが可能になる。
【００３１】
さらに、再使用時には、上記連結制御手段によって、上記レンズホルダと連結可能な位置までレンズホルダ駆動手段が移動されて、上記レンズホルダとレンズホルダ駆動手段とが連結される。したがって、上記衝撃時に離間した上記レンズホルダとレンズホルダ駆動手段とを簡単に着脱可能に連結することができる。
【発明の効果】
【００３２】
以上より明らかなように、この発明のレンズ駆動装置は、レンズホルダとレンズホルダ駆動手段とを、互いの距離が所定の距離より近くなった場合に上記距離に応じて作用する吸引力によって着脱可能に連結するので、上記レンズホルダに上記光軸方向への衝撃が加わった場合には、上記レンズホルダは、何れの位置にあっても瞬時に沈胴状態になるように移動でき、衝撃を緩和して破損を低減することができる。また、再使用時には、連結制御手段によって、上記レンズホルダ駆動手段を上記レンズホルダと連結可能な位置まで移動させるので、上記衝撃時に離間した上記レンズホルダとレンズホルダ駆動手段とを簡単に着脱可能に連結することができる。
【００３３】
さらに、上記レンズホルダを上記レンズホルダ駆動手段に付勢しておくスプリング等の付勢手段を必要とはしない。したがって、上記レンズホルダ駆動手段を構成するモータの必要トルクが変動することがなく、変倍時あるいはオートフォーカス時に、上記レンズを精度良く精密に移動させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
以下、この発明を図示の実施の形態により詳細に説明する。
【００３５】
・第１実施の形態
図１は、本実施の形態のレンズ駆動装置における平面図である。また、図２は、図１におけるＡ〜Ｈでの断面図である。また、図３は、レンズ群ホルダがレンズ駆動装置から突出している状態での図１におけるＡ〜Ｈ断面図である。また、図４は、レンズ群ホルダとナットとが離間して上記レンズ群ホルダが沈胴した状態での図１におけるＡ〜Ｈ断面図である。また、図５は、第１レンズ群ホルダの平面図および断面図であり、図６は、第２レンズ群ホルダの平面図および断面図である。
【００３６】
本レンズ駆動装置は、複数枚のレンズが組み合わされてなる少なくとも１つのレンズ群と、このレンズ群を駆動する駆動機構部と、撮像素子としてのＣＣＤセンサーから構成されており、撮像モジュールとしてデジタルカメラあるいは携帯電話等に搭載される。このレンズ駆動装置は、複数個のレンズ群をレンズの光軸方向に移動させて夫々のレンズ群を所定の間隔に配置することによって、被写体を光学的に変倍することが可能になり、広角撮影から望遠撮影までの幅広い撮影が可能になるのである。
【００３７】
本実施の形態において例示するレンズ駆動装置は、携帯電話に搭載されるＣＣＤカメラモジュールであり、光学３倍ズームが可能なレンズ構成を有している。一般に、光学ズーム倍率が高くなるに従って各レンズ群を移動させる距離が大きくなるため、レンズ駆動装置の小型化は困難になる。しかしながら、特に、携帯電話に搭載する仕様のレンズ駆動装置は、光軸方向の厚みが小さい小型の装置であることが好ましい。
【００３８】
図２〜図４に示すように、非球面に形成された６枚の単体レンズ１〜６は、第１レンズ１および第２レンズ２で第１レンズ群７を構成し、第３レンズ３,第４レンズ４および第５レンズ５で第２レンズ群８を構成し、第６レンズ６単体で第３レンズ群９を構成している。そして、第１レンズ群７,第２レンズ群８および第３レンズ群９は、共にレンズ群ホルダに紫外線硬化性接着等によって固定保持されている。
【００３９】
上記第１レンズ群７を保持する第１レンズ群ホルダ１０および第２レンズ群８を保持する第２レンズ群ホルダ１１は、共にレンズの光軸方向に移動可能に配置されている。これに対して、第３レンズ群９を保持する第３レンズ群ホルダ１２は、本レンズ駆動装置のベース部１３に固定配置されている。各レンズ群ホルダ１０〜１２は、軽量化,高剛性化および低コスト化を考慮して樹脂材料で形成されており、特に移動可能となる第１レンズ群ホルダ１０および第２レンズ群ホルダ１１は、例えば摺動特性の優れたポリカーボネイト系樹脂材料等で形成されている。
【００４０】
上記ベース部１３上における第３レンズ群９との間には、撮像素子である基板状のＣＣＤセンサー１４が固定配置されている。その際に、ＣＣＤセンサー１４は、その中心が各レンズ群７〜９の光軸と略一致するように配置されている。
【００４１】
また、上記ベース部１３には、上記第１レンズ群７および第２レンズ群８を光軸方向に移動させる際にガイドとなる２本のガイド軸１５が、その軸線がレンズの光軸と平行になるように精度良く立設されている。そして、２本のガイド軸１５のうちの１本は、第１レンズ群ホルダ１０および第２レンズ群ホルダ１１の一方の端部に形成された丸穴部１０b,１１bに挿入されている。また、他の１本のガイド軸１５は、回転止めを目的として、第１レンズ群ホルダ１０および第２レンズ群ホルダ１１の他方の端部に形成された長穴部１０c,１１cに挿入されている。ガイド軸１５の外形の加工精度は高いことが望ましく、一般的にはＳＵＳ材料あるいはセラミック材料等が適している。
【００４２】
以上の構成により、上記第１レンズ群７および第２レンズ群８は、夫々のレンズ群ホルダ１０,１１に保持された状態で、光軸方向に独立して移動することが可能になる。ここで、光軸方向において、第１レンズ群７側を被写体側とし、以下第１レンズ群７側を被写体側と表現する。
【００４３】
上記第２レンズ群ホルダ１１における上記被写体側の反対側には、各レンズ群７〜９が接近する沈胴状態(図４の状態)にある場合に、第３レンズ群ホルダ１２が接触することなく収まることが可能な掘り込み部１１dが形成されている。同様に、第１レンズ群ホルダ１０における上記被写体側の反対側には、上記沈胴状態にある場合に、第２レンズ群ホルダ１１が接触することなく収まることが可能な掘り込み部１０dが形成されている。したがって、本レンズ駆動装置が沈胴状態にある場合には、総てのレンズ群ホルダ１０〜１２は、図４に示すように、互いに接触することなく本レンズ駆動装置の高さ内に収まることができるのである。
【００４４】
略円筒状に形成されている上記第１レンズ群ホルダ１０および第２レンズ群ホルダ１１には、その外周部に、後に詳述する駆動機構部と連結するための突起部１０a,１１aを設けている。そして、両突起部１０a,１１aの被写体側には、上記駆動機構部側のナット１６,１７と磁気的吸引力によって着脱可能な磁石１８,１９が、接着等によって固定されている。また、第１レンズ群ホルダ１０および第２レンズ群ホルダ１１に形成された丸穴部１０b,１１bおよび長穴部１０c,１１cの位置における上記被写体側の反対側の面には、円環状に形成されて衝撃を吸収するクッション材２０,２１が設けられている。このクッション材２０,２１の材質は特に指定するものではなく、ゴム系材料あるいはフエルト系材料で良く、接着等によってレンズ群ホルダ１０,１１に対して剥がれないように貼り付け可能であればよい。
【００４５】
次に、上記駆動機構部の構成について説明する。この駆動機構部は、上記第１レンズ群ホルダ１０を駆動する第１駆動機構部と、第２レンズ群ホルダ１１を駆動する第２駆動機構部とで構成され、第１駆動機構部と第２駆動機構部とは互いに独立して動作するようになっている。
【００４６】
上記第１駆動機構部は、上記第１レンズ群ホルダ１０の駆動源としての第１モータ２２と、第１レンズ群ホルダ１０の突起部１０aと磁気的吸引力によって連結する第１ナット１６と、第１ナット１６と螺合して第１ナット１６を光軸方向に移動させる第１リードスクリュー２３と、第１モータ２２および第１リードスクリュー２３を機構的に連結する第１ギヤ減速部とから構成されている。同様に、第２駆動機構部は、第２レンズ群ホルダ１１の駆動源としての第２モータ２４と、第２レンズ群ホルダ１１の突起部１１aと磁気的吸引力によって連結する第２ナット１７と、第２ナット１７と螺合して第２ナット１７を光軸方向に移動可能にする第２リードスクリュー２５と、第２モータ２４および第２リードスクリュー２５を機構的に連結する第２ギヤ減速部とから構成されている。
【００４７】
尚、本実施の形態においては、上記第１レンズ群ホルダ１０を駆動する第１駆動機構部と、第２レンズ群ホルダ１１を駆動する第２駆動機構部とは、同じ部品によって構成されている。そのために、以下の駆動機構部の説明は、第１駆動機構部のみについて行うことにする。
【００４８】
上記駆動源としての第１モータ２２は、ベース部１３に立設された取り付け部(図示せず)に取付固定されており、例えばステッピングモータを使用する。そして、第１モータ２２の出力軸には平歯車２６が備えられており、この平歯車２６の回転を、アイドルギヤ２７を介して第１リードスクリュー２３の端部付近に形成された平歯車２８に伝達することによって、第１リードスクリュー２３を回転駆動する。すなわち、平歯車２６,アイドルギヤ２７および平歯車２８で上記第１ギヤ減速部を構成するのである。尚、本実施の形態の場合、上記第１ギヤ減速部による減速比を約２に設定している。
【００４９】
上記レンズの光軸方向に延在し、上記駆動源および第１ギヤ減速部によって回転駆動される第１リードスクリュー２３は、ベース部１３と蓋部２９とによって回転可能に支持されている。ここで、第１リードスクリュー２３のピッチを０.３５mmに設定し、上記駆動源の第１ステッピングモータ２２を１‐２相マイクロステップ駆動することによって、１パルス当たりの最小送り分解能は約５μmとなる。尚、第１リードスクリュー２３は、軸方向へのガタが無いように、図示しない板ばね部材で形成された付勢手段によって、上記軸方向における一方向に付勢されていることが望ましい。
【００５０】
上記第１リードスクリュー２３に螺合する第１ナット１６は、例えば、ＳＰＣＣの鉄板にニッケルメッキを施した磁性材料で形成されており、第１レンズ群ホルダ１０側に設けられた磁石１８と、吸引力によって脱着可能に連結される。尚、第１ナット１６には、自身の回転を規制するために、ベース部１３に立設された回転止めピン３０に係合する凹部１６aが形成されている。
【００５１】
上記構成を有するレンズ駆動装置は、以下のように動作する。すなわち、図３は、第１レンズ群ホルダ１０および第２レンズ群ホルダ１１がレンズ駆動装置本体から突出している使用状態の断面を示す。尚、本実施の形態におけるレンズ駆動装置においては、第１レンズ群ホルダ１０の有効移動距離を約８.５mmに設定している。
【００５２】
この状態において、落下等によって第１レンズ群ホルダ１０が外部からの衝撃を受けた場合には、第１ナット１６と磁石１８との吸引力による第１レンズ群ホルダ１０と第１ナット１６との連結が解除される。そして、第１ナット１６はその位置に残るが、第１レンズ群ホルダ１０は被写体とは反対側の方向に移動する。こうして、第１レンズ群ホルダ１０における上記被写体側とは反対側に設けられたクッション材２０が、第２レンズ群ホルダ１１に当接すると、第２ナット１７と磁石１９との吸引力による第２レンズ群ホルダ１１と第２ナット１７との連結が解除される。そして、第２レンズ群ホルダ１１が第１レンズ群ホルダ１０と共に上記被写体とは反対側の方向に移動する。こうして、図４に示すように、第１レンズ群ホルダ１０と第２レンズ群ホルダ１１とは、第２レンズ群ホルダ１１における上記被写体側とは反対側に設けられたクッション材２１が、ベース部１３の上記被写体側の面に当接する状態まで退避することが可能になるのである。
【００５３】
すなわち、上記各レンズ群ホルダ１０,１１は、外力を受けると、瞬時に沈胴状態になるように移動して、衝撃を緩和することによって破損を低減することが可能になる。さらに、夫々のレンズ群ホルダ１０,１１に設けられたクッション材２０,２１は、レンズ駆動装置内における各部品間の衝突による衝撃を緩和して、破損を低減する効果を有するのである。
【００５４】
また、上記各レンズ群ホルダ１０,１１と各ナット１６,１７とが離間した後は、各レンズ群ホルダ１０,１１は他から付勢されることなく、フリーの状態で移動範囲内の任意の位置に沈胴し退避可能となる。したがって、各レンズ群ホルダ１０,１１と各ナット１６,１７との連結部分のみならず、各レンズ群ホルダ１０,１１における鏡筒部分等の他の部分の破損をも低減することができるのである。
【００５５】
尚、上記各レンズ群ホルダ１０,１１と各ナット１６,１７とが互いに離間した状態において、各ナット１６,１７が各リードスクリュー２３,２５によって駆動されて、各レンズ群ホルダ１０,１１に接近することによって、各ナット１６,１７と各磁石１８,１９との間に吸引力が働き、各レンズ群ホルダ１０,１１と各ナット１６,１７とは元の連結状態に復帰することが可能である。
【００５６】
以下、上記各レンズ群ホルダ１０,１１と各ナット１６,１７とにおける元の連結状態への復帰動作について説明する。尚、レンズ駆動装置には、第１レンズ群ホルダ１０と第２レンズ群ホルダ１１との初期位置を検出する第１初期位置センサーおよび第２初期位置センサー(共に図示せず)が設けられている。さらに、本レンズ駆動装置が搭載される携帯電話の内部には、レンズ駆動装置に加わった衝撃力を検出する衝撃検出センサー(図示せず)が設けられている。
【００５７】
上記初期位置センサーは、例えばフォトインタラプタと遮光板とによって構成され、上記遮光板は、各レンズ群ホルダ１０,１１に一体に形成されており、上記フォトインタラプタは、レンズ駆動装置内部であり且つ各レンズ群ホルダ１０,１１の可動範囲内において上記遮光板の移動によって検出可能な位置に形成されている。少なくとも、携帯電話がオン状態になる場合に、この初期位置センサーからの検出信号に基づいて、各レンズ群ホルダ１０,１１はホームポジションに移動する。
【００５８】
また、上記衝撃検出センサーは、例えば加速度センサーによって構成され、本レンズ駆動装置としてのカメラモジュール内あるいはこのカメラモジュールが搭載された携帯電話内に設置されている。この衝撃検出センサーは、各ナット１６,１７と各磁石１８,１９との吸引力による各レンズ群ホルダ１０,１１と各駆動機構部との連結を解除する力を超える衝撃力を検出し、少なくともレンズ群の光軸方向(１軸)の衝撃力(加速度)を検出する。加えて上記光軸方向に直交する２軸方向への衝撃力(加速度)を検出する構成を有していても差し支えない。
【００５９】
図７は、上記初期位置センサーおよび加速度センサーからの検出信号に基づいて各ステッピングモータ２２,２４の駆動を制御する制御手段(図示せず)によって実行されるレンズ駆動制御動作のフローチャートである。このレンズ駆動制御動作には、各レンズ群ホルダ１０,１１と各ナット１６,１７との連結状態が解除されてから元の連結状態へ復帰するまでの動作が含まれている。以下、図７に従って、上記連結状態への復帰動作について説明する。携帯電話に備えられたカメラモジュールが動作モードになると、レンズ駆動制御動作がスタートする。
【００６０】
ステップＳ1で、上記第１初期位置センサーおよび第２初期位置センサーからの検出信号に基づいて第１ステッピングモータ２２および第２ステッピングモータ２４が駆動されて、第１ナット１６および第２ナット１７と連結された第１レンズ群ホルダ１０および第２レンズ群ホルダ１１がホームポジションに移動される。ステップＳ2で、各ステッピングモータ２２,２４が駆動されて、一般的には、各レンズ群ホルダ１０,１１はワイド撮像状態になる位置に移動される。尚、各レンズ群ホルダ１０,１１は、各ステッピングモータ２２,２４の規定のステップ数に基づいて移動される。
【００６１】
ステップＳ3で、こうして、上記各レンズ群ホルダ１０,１１がカメラモジュール本体から突出した状態(各レンズ群ホルダ１０,１１が沈胴していないワイド撮像状態)で撮影が行われている際に、落下等によって、各レンズ群ホルダ１０,１１が外部から衝撃力を受ける。ステップＳ4で、上記衝撃力が各レンズ群ホルダ１０,１１と各ナット１６,１７とを連結している吸引力よりも大きい場合には、上記吸引力による各レンズ群ホルダ１０,１１と各ナット１６,１７との連結が解除されて、各レンズ群ホルダ１０,１１はレンズ群の光軸に沿ってカメラモジュールの本体内側に向かって移動して沈胴する。ステップＳ5で、レンズ群ホルダ１１の各クッション材２１がベース部１３に当接することによって、上記沈胴時の衝撃が吸収されて停止する。この場合、各レンズ群ホルダ１０,１１は、カメラモジュールの本体内部で固定されておらず光軸方向に移動可能な状態になっている。
【００６２】
ステップＳ6で、上記ステップＳ4およびステップＳ5と平行して、上記カメラモジュール本体内あるいは上記携帯電話本体内に設けられた上記加速度センサーによって、外部から上記連結を解除するに足る衝撃力を受けたことが検出される。ステップＳ7で、各ステッピングモータ２２,２４が駆動されて、各リードスクリュー２３,２５に螺合している各ナット１６,１７がホームポジションに移動復帰される。本実施の形態の場合には、駆動源は各ステッピングモータ２２,２４で構成されており、各レンズ群ホルダ１０,１１が衝撃を受けた際の各ナット１６,１７の位置はホームポジションからのステップ数で記憶されており、上記各初期位置センサーからの現在の検出信号とは関係なく各ナット１６,１７をホームポジションに復帰させることができるのである。
【００６３】
ステップＳ8で、上記ステップＳ7の動作において、上記各ナット１６,１７と各レンズ群ホルダ１０,１１とが、各ナット１６,１７と各磁石１８,１９との吸引力によって連結して初期状態に復帰しない可能性がある。そのために、上記ステップＳ7における各ナット１６,１７の停止位置を基準位置として、各ナット１６,１７の可動範囲(フルストローク)内において各ナット１６,１７を往復動作させる。この場合、上述したように、駆動源は各ステッピングモータ２２,２４であるため、そのパルス数制御を行うことによって、各ナット１６,１７をその可動範囲内で往復制御させることが可能である。この上記ステップＳ8における各ナット１６,１７を往復動作によって、上記ステップＳ4において各レンズ群ホルダ１０,１１が何れの位置で停止していても各ナット１６,１７と各磁石１８,１９との吸引力によって各レンズ群ホルダ１０,１１と各ナット１６,１７とは必ず連結して初期状態に復帰することが可能になる。
【００６４】
ステップＳ9で、上記各初期位置センサーからの検出信号に基づいて、各レンズ群ホルダ１０,１１が上記ワイド撮像状態である初期位置に移動される。そうした後、レンズ駆動制御動作を終了する。
【００６５】
尚、上記レンズ駆動制御動作においては、上記加速度センサーによって、外部から上記連結を解除するに足る衝撃力を受けたことを検出した際に、連結状態復帰を行うようにしている。しかしながら、この発明はこれに限定されるものではなく、各レンズ群ホルダ１０,１１が完全に沈胴したことを検知する沈胴位置センサーをさらに設けて、上記加速度センサーからの検出信号と上記沈胴位置センサーからの検出信号とに基づいて、連結状態復帰を行うようにすることも可能である。
【００６６】
以上のごとく、本実施の形態においては、上記各レンズ群ホルダ１０,１１と各ナット１６,１７とは、機械的な完全連結ではなく、吸引力で着脱可能に連結されている。そのため、各レンズ群ホルダ１０,１１の光軸方向へのガイド機構の軸線と各リードスクリュー２３,２５の軸線とがずれることによって、各レンズ群ホルダ１０,１１側の各ナット１６,１７との連結面と、各ナット１６,１７側の各レンズ群ホルダ１０,１１との連結面とが互いにねじれていても、ねじれた状態で駆動可能な連結を得ることができる。したがって、夫々の軸線を精度良く位置決めして組み立てる必要はなく、組み立て作業性が良い。
【００６７】
また、上記各レンズ群ホルダ１０,１１と各ナット１６,１７とは磁気的吸引力によって連結される構成であるため、吸引に必要な磁石を各レンズ群ホルダ１０,１１側および各ナット１６,１７側に設けること、あるいは、磁石と磁性材料とを１組として上記磁石を各レンズ群ホルダ１０,１１側または各ナット１６,１７側に設けることによって、簡単に且つ低コストで構成することができる。本実施の形態においては、各ナット１６,１７を磁性材料で形成している。したがって、各レンズ群ホルダ１０,１１側に各磁石１８,１９を設けることによって、最も簡単に且つ低コストで構成することができるのである。
【００６８】
また、上記各レンズ群ホルダ１０,１１と各ナット１６,１７との互いに対向する面が、レンズ群の光軸方向に概垂直な平面内に形成されており、各ナット１６,１７が各レンズ群ホルダ１０,１１に対して光軸方向において被写体側に配置されている。したがって、各レンズ群ホルダ１０,１１に外部から落下等による衝撃を受けた場合に、各ナット１６,１７は各リードスクリュー２３,２５に螺合しているため移動しないが、各レンズ群ホルダ１０,１１は被写体側とは反対の方向に離間し退避可能となる。そのため、各レンズ群ホルダ１０,１１あるいは各駆動機構部が破損することを低減できるのである。
【００６９】
・第２実施の形態
図８は、本実施の形態のレンズ駆動装置における平面図である。また、図９は、図８におけるＩ〜Ｐでの断面図である。また、図１０は、レンズ群ホルダがレンズ駆動装置から突出している状態での図８におけるＩ〜Ｐ断面図である。また、図１１は、レンズ群ホルダとナットとが離間してレンズ群ホルダが沈胴した状態での図８におけるＩ〜Ｐ断面図である。また、図１２は、第１レンズ群ホルダの平面図および断面図であり、図１３は、第２レンズ群ホルダの平面図および断面図である。
【００７０】
本実施の形態においては、上記第１実施の形態における各部材と同一の機能を有する部材には、同一の符号を付記してその詳細な説明は省略する。以下、第１レンズ群ホルダ１０,第２レンズ群ホルダ１１,第１ナット１６および第２ナット１７の形状について説明する。
【００７１】
上記第１レンズ群ホルダ１０は、上記第１実施の形態における第１レンズ群ホルダ１０とは異なり、外周部に磁石１７を取り付ける突起部は形成されていない。磁石１８は、略円筒状を成す第１レンズ群ホルダ１０の外側面に、接着等によって取り付け固定されている。磁石１８における光軸方向のサイズは、対向する第１ナット１６における光軸方向のサイズと概同じに設定されている。
【００７２】
本実施の形態の場合には、連結部である第１レンズ群ホルダ１０に取り付け固定された磁石１８と第１ナット１６との互いに対向する面は、レンズの光軸方向に概平行な平面内に形成されている。したがって、第１レンズ群ホルダ１０側の連結部と第１ナット１６側の連結部とは光軸方向に概垂直な方向に並列しており、上記光軸方向に２重構造にはなっていない。
【００７３】
上記第２レンズ群ホルダ１１は、その外周部に、磁石１９を取り付け固定する突起部１１aを設けている。そして、磁石１９は、突起部１１aの外側面に接着等によって取り付け固定されている。磁石１９における光軸方向のサイズは、対向する第２ナット１７における光軸方向のサイズと概同じに設定されている。また、連結部である第２レンズ群ホルダ１１に取り付け固定さ磁石１９と第２ナット１７との互いに対向する面は、レンズの光軸方向に概平行な平面内に形成されている。したがって、第２レンズ群ホルダ１１側の連結部と第２ナット１７側の連結部とは光軸方向に概垂直な方向に並列しており、上記光軸方向２重構造にはなっていない。
【００７４】
したがって、本実施の形態によれば、着脱可能な連結部の光軸方向の省スペース化が可能になり、本レンズ駆動装置における光軸方向への小型化に有効である。
【００７５】
また、上記第１レンズ群ホルダ１０と第１ナット１６および第２レンズ群ホルダ１１と第２ナット１７との互いに対向する面の間には、隙間３１を設けている。したがって、各レンズ群ホルダ１０,１１と各ナット１６,１７とが互いに離間した状態から元の連結状態に復帰する際に、お互いに接触することなくスムーズに吸引連結動作をさせることが可能になる。
【００７６】
また、上記第１レンズ群ホルダ１０においては、２本のガイド軸１５が挿入される丸穴部１０bおよび長穴部１０c内におけるガイド軸１５の上端面と対向する位置に、衝撃吸収用クッション材３２を設けている。このように、衝撃吸収用クッション材３２を、固定側部材(ガイド軸１５)とこの固定側部材と接触する箇所(丸穴部１０bおよび長穴部１０c内)の少なくとも何れか一方に設けることによって、衝撃緩和効果を奏することができる。
【００７７】
以上のごとく、本実施の形態においては、上記各レンズ群ホルダ１０,１１と各ナット１６,１７との互いに対向する面が、レンズ群の光軸方向に概平行な平面上に形成されている。したがって、上記第１実施の形態のごとく、各レンズ群ホルダ１０,１１側の各ナット１６,１７への当接部と、各ナット１６,１７側の各レンズ群ホルダ１０,１１への当接部との、上記光軸方向への２重構造を形成する必要がない。また、各レンズ群ホルダ１０,１１と各ナット１６,１７とにおける互いに対向面の上記光軸方向への長さを略同じに形成することによって、上記連結部を最もコンパクトに生成することが可能になり、本レンズ駆動装置の小型化を図ることができる。
【００７８】
また、上記各実施の形態においては、各ナット１６,１７を磁性体で形成すると共に、各レンズ群ホルダ１０,１１側に磁石１８,１９を設けている。しかしながら、この発明はこれに限定されるものではなく、各レンズ群ホルダ１０,１１側を部分的に磁性体と成す一方、各ナット１６,１７側に磁石を設けても差し支えない。また、各レンズ群ホルダ１０,１１と各ナット１６,１７との両方に磁石を設けて、吸引力をさらに高めることも可能である。
【００７９】
また、上記各実施の形態においては、各レンズ群ホルダ１０,１１と各ナット１６,１７とを、各ナット１６,１７と各磁石１８,１９との磁気的吸引力によって連結させている。しかしながら、この発明は磁気的吸引力に限定されるものではなく、静電的吸引力あるいは電気的吸引力等の他の吸引力を発生する手段を用いても差し支えない。要は、所定の間隔に近づくと作用すると共に、近づく程強く作用する一方、上記所定間とは異なる所定の間隔まで離れると作用しなくなるような吸引力であればよいのである。さらに、上記各実施の形態においては、各レンズ群ホルダ１０,１１の送り機構として、各リードスクリュー２３,２５と各ナット１６,１７とを用いているが、これに限定されるものではなく、ラックとピニオンやリニアモータを用いても差し支えない。
【００８０】
また、上記各実施の形態における「上記光軸方向に概垂直な平面」,「光軸方向に概平行な平面」および「サイズが概同じ」における上記「概」とは、加工精度のバラツキ考慮したものであって、当業者が「垂直」,「平行」および「同じ」と認識できる程度の誤差を許容する意味である。
【図面の簡単な説明】
【００８１】
【図１】この発明のレンズ駆動装置における平面図である。
【図２】図１におけるＡ〜Ｈでの断面図である。
【図３】レンズ群ホルダがレンズ駆動装置から突出している状態での図１におけるＡ〜Ｈ断面図である。
【図４】レンズ群ホルダが沈胴した状態での図１におけるＡ〜Ｈ断面図である。
【図５】第１レンズ群ホルダの平面図および断面図である。
【図６】第２レンズ群ホルダの平面図および断面図である。
【図７】レンズ駆動制御動作のフローチャートである。
【図８】図１とは異なるレンズ駆動装置における平面図である。
【図９】図８におけるＩ〜Ｐでの断面図である。
【図１０】レンズ群ホルダがレンズ駆動装置から突出している状態での図８におけるＩ〜Ｐ断面図である。
【図１１】レンズ群ホルダが沈胴した状態での図８におけるＩ〜Ｐ断面図である。
【図１２】図８における第１レンズ群ホルダの平面図および断面図である。
【図１３】図８における第２レンズ群ホルダの平面図および断面図である。
【符号の説明】
【００８２】
１〜６…単体レンズ、
７…第１レンズ群、
８…第２レンズ群、
９…第３レンズ群、
１０…第１レンズ群ホルダ、
１０a,１１a…突起部、
１１…第２レンズ群ホルダ、
１２…第３レンズ群ホルダ、
１３…ベース部、
１４…ＣＣＤセンサー、
１５…ガイド軸、
１６…第１ナット、
１７…第２ナット、
１８,１９…磁石、
２０,２１…クッション材、
２２…第１モータ、
２３…第１リードスクリュー、
２４…第２モータ、
２５…第２リードスクリュー、
２９…蓋部、
３１…隙間、
３２…衝撃吸収用クッション材。
【図１】
2006011018.tif 000003
【図２】
2006011018.tif 000004
【図３】
2006011018.tif 000005
【図４】
2006011018.tif 000006
【図５】
2006011018.tif 000007
【図６】
2006011018.tif 000008
【図７】
2006011018.tif 000009
【図８】
2006011018.tif 000010
【図９】
2006011018.tif 000011
【図１０】
2006011018.tif 000012
【図１１】
2006011018.tif 000013
【図１２】
2006011018.tif 000014
【図１３】
2006011018.tif 000015