(57)【要約】【課題】  本発明は、レンズを内蔵したレンズ組立体に関し、形状記憶部材からなるワイヤを安定した位置および安定した姿勢に組み込んでレンズを光軸方向に高精度に移動させる。【解決手段】  Ｌ字状に張られた形状記憶部材からなるワイヤと、ワイヤの両端それぞれに取り付けられた一対の端子とを有し、それら一対の端子がホルダに支持されるとともにワイヤのＬ字形状の角部がレンズモジュールに係止し、ワイヤが、そのワイヤに流れる電流により発熱して長さの変化を生じることにより、レンズモジュールを、付勢部材による付勢力に抗して、光軸と平行に移動させるアクチュエータを備え、上記一対の端子が、絶縁部材を介して互いに固定され、ワイヤ、一対の端子、および絶縁部材が共同して、光軸を一周に渡って取り巻く形状に形成されている。【選択図】        図３
2011215351.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部にレンズを収容したレンズモジュールと、
光軸方向に貫通した開口を有し、前記レンズモジュールを、前記開口内に、光軸方向に移動自在に支持するホルダと、
前記ホルダに支持された状態の前記レンズモジュールを、光軸と平行な第１の向きに付勢する付勢部材と、
Ｌ字状に張られた形状記憶部材からなるワイヤと、該ワイヤの両端それぞれに取り付けられた一対の端子とを有し、前記ワイヤのＬ字形状の角部が該ワイヤの両端よりも前記第１の向きに偏倚した姿勢で、該一対の端子が前記ホルダに支持されるとともに該ワイヤのＬ字形状の角部が前記レンズモジュールに係止し、該ワイヤが、該ワイヤに流れる電流により発熱して長さの変化を生じることにより、該レンズモジュールを、前記付勢部材による付勢力に抗して、光軸と平行な、前記第１の向きとは逆向きの第２の向き前方に移動させるアクチュエータとを備え、
前記一対の端子が、絶縁部材を介して互いに固定され、前記ワイヤ、該一対の端子、および該絶縁部材が共同して、光軸を一周に渡って取り巻く形状に形成されていることを特徴とするレンズ組立体。
【請求項２】
前記レンズモジュールと前記ホルダとの双方に固定されて該レンズモジュールを該ホルダに支持させる、該レンズモジュールへの固定部が前記ホルダへの固定部に対し光軸方向に偏倚自在な板バネを有することを特徴とする請求項１記載のレンズ組立体。
【請求項３】
前記レンズモジュールが光軸と平行に延びるロッド部を有し、前記付勢部材が該ロッド部を前記第１の向きに付勢し、前記ワイヤが、該ロッド部に係止していることを特徴とする請求項１又は２記載のレンズ組立体。
【請求項４】
前記付勢部材が圧縮コイルバネであることを特徴とする請求項１から３のうちいずれか１項記載のレンズ組立体。
【請求項５】
請求項１から４のうちいずれか１項記載のレンズ組立体と、該レンズ組立体を構成するレンズモジュールに収容された前記レンズを経由してきた被写体光を受光する撮像素子とを有することを特徴とするカメラユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レンズを内蔵しそのレンズを光軸方向に移動させる機構を備えたレンズ組立体、および、そのレンズ組立体と撮像素子とを有するカメラユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、デジタルカメラの小型化、軽量化が進み、携帯電話機等の小型携帯機器にもデジタルカメラが内蔵された機種が多くなってきている。小型携帯機器に内蔵される小型のデジタルカメラにもオートフォーカス等が搭載されるなど、高機能が進んできており、高機能なデジタルカメラについて如何にして更なる小型化、軽量化、および低コスト化を図るかが課題となっている。
【０００３】
ここで、引用文献１には、形状記憶部材からなるワイヤを用い、そのワイヤに通電することによりそのワイヤを発熱させ、その熱によるワイヤの形状の変化を利用してレンズを光軸方向に移動させることによりフォーカシングを行なうレンズ組立体が開示されている。この構造によれば、軽量なワイヤを組み込むことでフォーカシングを行なうことができ、小型化、軽量化、低コスト化に寄与する。
【０００４】
しかしながら、この形状記憶部材からなるワイヤを採用して安定したフォーカシングを行なうには、レンズ組立体を多数個製造したときにこのワイヤを常に安定した位置に常に安定した姿勢に組み込む必要がある。
【０００５】
ところが、ここに用いられているワイヤは、直径が例えば数十μｍ程度と極めて細くＬ字に曲がった形状を有するワイヤであり、常に安定した位置、姿勢に組み込むのが難しいという問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特表２００９−５３１７２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、上記事情に鑑み、形状記憶部材からなるワイヤを安定した位置および安定した姿勢に組み込んでレンズを光軸方向に高精度に移動させることのできるレンズ組立体、およびそのレンズ組立体を有するカメラユニットを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成する本発明のレンズ組立体は、
内部にレンズを収容したレンズモジュールと、
光軸方向に貫通した開口を有し、レンズモジュールを、その開口内に、光軸方向に移動自在に支持するホルダと、
ホルダに支持された状態のレンズモジュールを、光軸と平行な第１の向きに付勢する付勢部材と、
Ｌ字状に張られた形状記憶部材からなるワイヤと、そのワイヤの両端それぞれに取り付けられた一対の端子とを有し、ワイヤのＬ字形状の角部がワイヤの両端よりも上記第１の向きに偏倚した姿勢で、一対の端子がホルダに支持されるとともにワイヤのＬ字形状の角部がレンズモジュールに係止し、ワイヤが、ワイヤに流れる電流により発熱して長さの変化を生じることにより、レンズモジュールを、付勢部材による付勢力に抗して、光軸と平行な、上記第１の向きとは逆向きの第２の向き前方に移動させるアクチュエータとを備え、
上記一対の端子が、絶縁部材を介して互いに固定され、ワイヤ、一対の端子、および絶縁部材が共同して、光軸を一周に渡って取り巻く形状に形成されていることを特徴とする。
【０００９】
本発明のレンズ組立体は、ワイヤと、一対の端子と、絶縁部材とが共同して光軸を一周に渡って取り巻く形状に形成されているため、ワイヤを、常に安定した位置に安定した姿勢で組み込むことができ、レンズモジュールを光軸方向に高精度に移動させることができる。
【００１０】
ここで、本発明のレンズ組立体において、レンズモジュールとホルダとの双方に固定されてレンズモジュールをホルダに支持させる、レンズモジュールへの固定部がホルダへの固定部に対し光軸方向に偏倚自在な板バネを有することが好ましい。
【００１１】
上記の板バネを採用すると、レンズモジュールを、軽量かつ簡易な構造で光軸方向に移動自在にホルダに支持することができる。
【００１２】
また、本発明のレンズ組立体において、レンズモジュールが光軸と平行に延びるロッド部を有し、上記付勢部材がそのロッド部を上記第１の向きに付勢し、ワイヤが、そのロッド部に係止していることが好ましい。ここで、上記付勢部材としては、典型的には、圧縮コイルバネが採用される。
【００１３】
この構造を採用すると、付勢部材とワイヤの双方がロッド部という同一部分に力を加えることになり、一層安定した動きを実現することができる。
【００１４】
また本発明のカメラユニットは、本発明のレンズ組立体と、このレンズ組立体を構成するレンズモジュールに収容されたレンズを経由してきた被写体光を受光する撮像素子とを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
以上の本発明のレンズ組立体およびカメラユニットによれば、形状記憶部材からなるワイヤを安定的に組み込むことができ、レンズを光軸方向に高精度に移動させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】比較例としてのレンズ組立体の組立図である。
【図２】図１に示すレンズ組立体の分解斜視図である。
【図３】本発明の第１実施形態のレンズ組立体の組立図である。
【図４】第１実施形態のレンズ組立体の分解斜視図である。
【図５】第１実施形態のレンズ組立体を構成するアクチュエータの分解斜視図である。
【図６】本発明の第２実施形態のレンズ組立体の組立図である。
【図７】第２実施形態のレンズ組立体の分解斜視図である。
【図８】第２実施形態のレンズ組立体を構成するアクチュエータの分解斜視図である。
【図９】本発明のカメラユニットの一実施形態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下では先ず、本発明の実施形態と対比すべき比較例について説明し、その後、その比較例の説明を踏まえて本発明の実施形態を説明する。
【００１８】
図１は、比較例としてのレンズ組立体の組立図、図２は、図１に示すレンズ組立体の分解斜視図である。
【００１９】
これらの図１，図２に示すレンズ組立体は、ワイヤの構造については前掲の特許文献１に開示された構造を採用したものである。
【００２０】
このレンズ組立体１Ａは、図２に示すように、カバー１０、レンズバレル２０、コイルバネ３０、板バネ４０、レンズキャリア５０、アクチュエータ６０、ホルダ７０、もう１枚の板バネ８０、およびプレート９０で構成されている。
【００２１】
レンズバレル２０は、その内部に結像レンズ２１が組み込まれている。このレンズバレル２０は、その外周面に形成された雄ネジ２２がレンズキャリア５０の内周面の雌ネジ５１と螺合し、一体化されている。これら一体化されたレンズバレル２０とレンズキャリア５０との組合せが、本発明にいうレンズモジュールの一例に相当する。
【００２２】
このレンズキャリア５０には、光軸と平行に延びるロッド部５２を有する。また、カバー１０には、ロッド部５２に対向した位置に内向きに突出した突起部１１を有する。コイルバネ３０は、それら突起部１１とロッド部５２とに挟まれた位置に配置され、レンズキャリア５０とそのレンズキャリア５０に一体化されているレンズバレル２０を光軸方向後方（矢印Ｚ方向）に押している。このカバー１０は、レンズバレル２０の前面を覗かせる開口１２を有し、このレンズ組立体１Ａの前面に配置される。また、このカバー１０は、このレンズ組立体１Ａの側面についても、図１に示すように、後述するホルダ７０よりも前側の部分を覆っている。
【００２３】
また、２枚の板バネ４０，８０には、それぞれ、固定枠４１，８１とその固定枠４１，８１の内側に形成された可動枠４２，８２とを有する。可動枠４２，８２は、固定枠４１，８１に対し光軸方向前後に移動自在となっている。これら２枚の板バネ４０，８０の可動枠４２，８２は、レンズキャリア５０に固定され、固定枠４１，８１は、ホルダ７０に固定される。これにより、レンズバレル２０を支持したレンズキャリア５０が、ホルダ７０の開口７１内に、２枚の板バネ４０，８０を介してホルダ７０に対し光軸方向に移動自在に支持される。
【００２４】
また、アクチュエータ６０は、Ｌ字状に張られた形状記憶部材からなるワイヤ６１と、そのワイヤ６１の両端それぞれに取り付けられた一対の端子６２とを有する。このアクチュエータ６０は、ワイヤ６１のＬ字形状の角部６１ａが、そのワイヤ６１の両端６１ｂよりも光軸方向後方（矢印Ｚ方向）に偏倚した姿勢で、Ｌ字の角部６１ａがレンズキャリア５０のロッド部５２に係止され、ワイヤ６１の両端６１ｂに取り付けられた一対の端子６２がホルダ７０に固定される。
【００２５】
また、プレート９０は、ホルダ７０との間に板バネ８０の固定部８１を挟んでホルダ７０に固定される。
【００２６】
ここで、アクチュエータ６０を構成するワイヤ６１は、直径２５μｍ程度の極細のワイヤであり、一対の端子６２間に電流を流すと発熱する。このワイヤは１２０℃程度に発熱すると長さが縮み、レンズキャリア５０を、コイルバネ３０による光軸方向後方（矢印Ｚ方向）への付勢力に抗して光軸方向前方に押す。すると、レンズキャリア５０と、そのレンズキャリア５０に支持されているレンズバレル２０が光軸方向前方に移動する。アクチュエータ６０の一対の端子６２間に電流を流すにあたっては、それらの間の抵抗値がモニタされており、その抵抗値が所望の抵抗値となるように電流が加えられ、これによりレンズキャリア５０の光軸方向前方への移動量が制御される。アクチュエータ６０への通電が断たれるとワイヤ６１が冷え、レンズキャリア５０は、コイルバネ３０による付勢力で光軸方向後方（矢印Ｚ方向）の初期位置に戻る。
【００２７】
ここで、アクチュエータ６０は、ワイヤ６１の角部６１ａと一対の端子６２で支持されるが、アクチュエータ６０を組み立てる際に端子６２が必ずしも常に同一の姿勢で固定されず、図２に示す矢印Ａ−Ａ’方向やＢ−Ｂ’方向に傾いたまま固定されることがある。その場合、ワイヤ６１をロッド部５２に係止させたときに、ワイヤ６１の角部６１ａのＺ方向の初期位置が期待位置とは異なったまま固定され、コイルバネ３０の初期の伸縮量（すなわちワイヤ６１の初期のテンション）も異なることになる。このように角部６１ａのＺ方向の初期位置やコイルバネ３０の初期の伸縮量が異なると、そのワイヤ６１に流した電流に対するそのワイヤ６１の伸縮量が異なり、レンズキャリア５０の移動位置が異なり、レンズキャリア５０の高精度な位置制御が行なわれずにピントの甘い写真となってしまうおそれがある。
【００２８】
以上の比較例の説明を踏まえて、以下、本発明の実施形態を説明する。
【００２９】
図３は、本発明の第１実施形態のレンズ組立体の組立図、図４は、その第１実施形態のレンズ組立体の分解斜視図である。また図５は、図３，図４に示す第１実施形態のレンズ組立体を構成するアクチュエータの分解斜視図である。
【００３０】
この第１実施形態のレンズ組立体１Ｂにおいて、図１、図２に示す比較例のレンズ組立体１Ａの構成要素と同一の構成要素には、図１，図２に付した符号と同一の符号を付して示す。
【００３１】
この第１実施形態のレンズ組立体１Ｂは、図４に示すように、カバー１０、レンズバレル２０、コイルバネ３０、板バネ４０、レンズキャリア５０、アクチュエータ１００、ホルダ７０、板バネ８０、およびプレート９０で構成されている。ここで、この第１実施形態のレンズ組立体１Ｂにおける、前述の比較例のレンズ組立体１Ａとの相違点は、アクチュエータ１００の形状にあり、以下では、主に図５を参照しながらアクチュエータ１００について説明する。
【００３２】
このアクチュエータ１００は、Ｌ字状に張られた形状記憶部材からなるワイヤ１０１と、そのワイヤ１０１の両端それぞれに取り付けられた一対の端子１０２と、絶縁部材からなるスペーサ１０３とを有する。ワイヤ１０１については図１，図２に示すレンズ組立体１Ａを構成するアクチュエータ６０のワイヤ６１と同一であり、その角部１０１ａがレンズキャリア５０のロッド部５２に係止される。ワイヤ６１の両端部に取り付けられた一対の端子１０２は、図１，図２に示すレンズ組立体１Ａを構成するアクチュエータ６０の端子６２とはその形状が異なり、その端子６２と同様の、通電のための端子として作用する通電部１０２ａのほか、支持部１０２ｂを有する。この支持部１０２ｂは、ホルダ７０の開口７１を取り巻くように延在し、それら一対の端子１０２の支持部１０２ｂの先端部は、樹脂等の絶縁部材からなるスペーサ１０３（図５参照）を介して互いに接着されている。
【００３３】
このアクチュエータ１００は、このようにして、ワイヤ１０１と、一対の端子１０２と、スペーサ１０３とにより、光軸を一周に渡って取り巻く形状に形成されている。このアクチュエータ１００をホルダ７０に取り付けると、このアクチュエータ１００は、そのホルダ７０の開口７１の周囲を一周した姿勢に固定され、その取付位置や姿勢が安定し、したがってワイヤ１０１の位置や姿勢が安定し、レンズキャリア５０の高精度な位置制御が行なわれる。
【００３４】
図６は、本発明の第２実施形態のレンズ組立体の組立図、図７は、その第２実施形態のレンズ組立体の分解斜視図である。また図８は、図６，図７に示す第２実施形態のレンズ組立体を構成するアクチュエータの分解斜視図である。
【００３５】
図３〜図５に示す第１実施形態の場合と同様、この第２実施形態のレンズ組立体１Ｃにおいても、図１、図２に示す比較例のレンズ組立体１Ａの構成要素と同一の構成要素には、図１，図２に付した符号と同一の符号を付して示す。
【００３６】
この第２実施形態のレンズ組立体１Ｃは、図７に示すように、カバー１０、レンズバレル２０、コイルバネ３０、板バネ４０、レンズキャリア５０、アクチュエータ１１０、ホルダ７０、板バネ８０、およびプレート９０で構成されている。ここで、この点も第１実施形態の場合と同様、この第２実施形態のレンズ組立体１Ｃにおける、前述の比較例のレンズ組立体１Ａとの相違点は、アクチュエータ１１０の形状にあり、以下では、主に図８を参照しながらアクチュエータ１１０について説明する。
【００３７】
このアクチュエータ１１０は、Ｌ字状に張られた形状記憶部材からなるワイヤ１１１と、そのワイヤ１１１の両端それぞれに取り付けられた一対の端子１１２と、絶縁性の樹脂部材１１３とを有する。ワイヤ１１１については図１，図２に示すレンズ組立体１Ａを構成するアクチュエータ６０のワイヤ６１と同一であり、その角部１１１ａがレンズキャリア５０のロッド部５２に係止される。ワイヤ１１１の両端部に取り付けられた一対の端子１１２は、図１，図２に示すレンズ組立体１Ａを構成するアクチュエータ６０の端子６２とはその形状が異なり、通電のための端子として作用する通電部１１２ａのほか、支持部１１２ｂを有する。この支持部１１２ｂは、ホルダ７０の開口７１を取り巻くように延在し、それら一対の端子１１２の支持部１１２ｂは、絶縁性の樹脂部材１１３との一体成形により、その樹脂部材１１３を介して互いに固定されている。
【００３８】
このアクチュエータ１１０は、前述の第１実施形態におけるアクチュエータ１００（図３〜図５参照）と同様、ワイヤ１１１と、一対の端子１１２と、樹脂部材１１３とにより光軸を一周に渡って取り巻く形状に形成されている。このアクチュエータ１１０をホルダ７０に取り付けると、このアクチュエータ１１０は、そのホルダ７０の開口７１の周囲を一周した姿勢に固定され、その取付位置や姿勢が安定し、したがってワイヤ１１１の位置や姿勢が安定し、レンズキャリア５０の高精度な位置制御が行なわれる。
【００３９】
図９は、本発明のカメラユニットを示す図である。
【００４０】
ここに示すカメラユニット２００は、図３に示す本発明の第１実施形態のレンズ組立体１Ｂと、撮像基板１６０とにより構成されている。この撮像基板１６０には、撮像素子１６１が搭載されている。この図９では、レンズ組立体１Ｂと撮像基板１６０が別々に分かれた状態が示されているが、この撮像基板１６０は、レンズ組立体１Ｂの最後尾に位置するプレート９０に接する位置に固定される。そのとき、撮像素子１６１は、結像レンズ２１を経由してきた被写体光を受光する位置に配置される。前述した通り、ワイヤ１０１の伸縮によりレンズキャリア５０の光軸方向の位置が調整され、それに伴って結像レンズ２１の光軸方向の位置が調整され、撮像素子１６１上にピントの合った被写体像が結像される。撮像素子１６１では、その被写体像が読み取られ、その被写体像を表わす画像信号が生成される。
【００４１】
尚、図９では、図３に示す本発明の第１実施形態のレンズ組立体１Ｂを示したが、この第１実施形態のレンズ組立体１Ｂに代えて図６に示す本発明の第２実施形態のレンズ組立体１Ｃを採用してもよい。
【符号の説明】
【００４２】
１Ａ，１Ｃ    レンズ組立体
１０    カバー
１１    突起部
１２，７１    開口
２０    レンズバレル
２１    結像レンズ
２２    雄ネジ
３０    コイルバネ
４０，８０    板バネ
４１，８１    固定枠
４２，８２    可動枠
５０    レンズキャリア
５１    雌ネジ
５２    ロッド部
６０，１００，１１０    アクチュエータ
６１，１０１，１１１    ワイヤ
６１ａ，１０１ａ，１１１ａ    角部
６１ｂ    ワイヤの両端
６２，１０２，１１２    端子
７０    ホルダ
９０    プレート
１０２ａ，１１２ａ    通電部
１０２ｂ，１１２ｂ    支持部
１０３    スペーサ
１１３    樹脂部材
１６０    撮像基板
１６１    撮像素子
２００    カメラユニット
【図１】
2011215351.tif 000003
【図２】
2011215351.tif 000004
【図３】
2011215351.tif 000005
【図４】
2011215351.tif 000006
【図５】
2011215351.tif 000007
【図６】
2011215351.tif 000008
【図７】
2011215351.tif 000009
【図８】
2011215351.tif 000010
【図９】
2011215351.tif 000011