(57)【要約】  小型化及び実装面積を小さくすることができるレンズモジュールを提供する。  複数枚のレンズ２，３７〜４０と、アクチュエータＡと、駆動回路４１とを備え、複数枚のレンズ２，３７〜４０が光軸方向に直列に配置されており、複数枚のレンズ２，３７〜４０は、撮影対象物側に配置された補正レンズ２を有し、アクチュエータＡは補正レンズ２を支持するとともに、補正レンズ２の光軸方向位置及び光軸に対する向きのうち少なくとも一方を変化させるように、補正レンズ２の周囲の領域に配置されている、レンズモジュール３１。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
補正レンズを含み、光軸を揃えて光軸方向に直列に配置されている複数枚のレンズと、
前記補正レンズに連結されており、該補正レンズの光軸方向位置及び光軸に対する向きのうち少なくとも一方を変化させるアクチュエータと、
前記アクチュエータを駆動する駆動回路とを備え、
前記補正レンズが複数枚の前記レンズにおいて、光軸方向一方端側に配置されており、かつ前記アクチュエータが前記補正レンズの周囲の領域に配置されている、レンズモジュール。
【請求項２】
前記複数枚のレンズにおいて、撮影対象物側の端部に前記補正レンズが配置されている、請求項１に記載のレンズモジュール。
【請求項３】
前記アクチュエータが、複数の変位部材を有し、前記複数の変位部材が、前記駆動回路からの出力により独立に駆動される、請求項１または２に記載のレンズモジュール。
【請求項４】
前記補正レンズの中心位置と、該補正レンズの光軸からの傾きを補正する際の補正レンズの移動の回転中心位置とが一致しないように、前記アクチュエータ及び補正レンズが構成されている、請求項１〜３のいずれか１項に記載のレンズモジュール。
【請求項５】
前記補正レンズの位置及び向きを検出する検出装置と、
前記検出装置により検出された前記レンズの光軸方向位置及び光軸からの傾きに応じて、前記駆動回路を駆動し、前記補正レンズの光軸方向の位置及び光軸からの傾きのうち少なくとも一方を変化させる制御回路とをさらに備える、請求項１〜４のいずれか１項に記載のレンズモジュール。
【請求項６】
前記複数の変位部材が、前記補正レンズの中心を通り、光軸と直交する面と同一平面上に位置している、請求項１〜５のいずれか１項に記載のレンズモジュール。
【請求項７】
前記変位部材が、第１の端部と第２の端部とを有する長さ方向を有する板状の形状を有し、前記第１の端部側部分が固定部とされており、前記第２の端部側部分が前記補正レンズに直接または間接に連結されている、請求項１〜６のいずれか１項に記載のレンズモジュール。
【請求項８】
前記変位部材の前記第２の端部側部分に、残りの部分に比べて容易に変形する易変形部分が設けられている、請求項７に記載のレンズモジュール。
【請求項９】
前記変位部材に、該変位部材を変形させる変位素子が設けられている、請求項７に記載のレンズモジュール。
【請求項１０】
前記変位素子が圧電素子である、請求項９に記載のレンズモジュール。
【請求項１１】
前記変位素子がコイル導体を有し、電磁駆動方式により、前記変位部材が変形される、請求項９に記載のレンズモジュール。
【請求項１２】
前記複数の変位部材の前記第１の端部側が固定されているハウジングをさらに備え、該ハウジング内に、前記複数のレンズが収納されている、請求項１〜１１のいずれか１項に記載のレンズモジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば携帯電話のカメラなどに用いられるレンズモジュールに関し、より詳細には、アクチュエータによりレンズの位置や向きを変化させる構造が備えられているレンズモジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、カメラの手振れ防止を果たすために、様々な構造が提案されている。例えば、下記の特許文献１には、レンズユニット内に、像振れ防止用レンズが配置されているレンズモジュールが開示されている。ここでは、レンズユニット内において、光軸方向に複数のレンズが配置されており、さらに、該複数のレンズよりも光が入射されるセンサー側に、像振れ防止用レンズが配置されている。この像振れ防止用レンズが、防振アクチュエータにより支持されている。特許文献１では、アクチュエータにより像振れ防止用レンズの位置を変化させる。この場合、制御中心位置を光軸方向と直交するＸ方向及びＹ方向にオフセットさせる必要があった。【０００３】
また、従来、携帯カメラのレンズモジュールとして、ハウジング内において、光軸方向に複数のレンズが配置されているレンズモジュールが知られている。この種のレンズモジュールにおいて、光軸方向にレンズを移動させるために、複数のレンズからなるレンズバレル全体にアクチュエータを連結した構造が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−８１０６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載のレンズモジュールでは、Ｘ方向及びＹ方向にオフセット手段により制御中心位置をオフセットさせる必要があった。そのため、モジュール全体の実装面積が大きくなるという問題があった。【０００６】
他方、上述したレンズバレルにアクチュエータが連結されているレンズモジュールにおいても、複数のレンズをアクチュエータにより移動させるものであるため、小型化が困難であった。また、実装面積が大きくなるという問題があった。【０００７】
本発明の目的は、小型化を進めることができ、実装面積を小さくし得るレンズモジュールを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係るレンズモジュールは、補正レンズを含み、光軸を揃えて光軸方向に直列に配置されている複数枚のレンズと、前記補正レンズに連結されており、該補正レンズの光軸方向位置及び光軸に対する向きのうち少なくとも一方を変化させるアクチュエータと、前記アクチュエータを駆動する駆動回路とを備え、前記補正レンズが複数枚の前記レンズにおいて、光軸方向一方端側に配置されており、かつ前記アクチュエータが前記補正レンズの周囲の領域に配置されている。【０００９】
本発明に係るレンズモジュールのある特定の局面では、複数枚のレンズにおいて、上記補正レンズが撮影対象物側の端部に配置されている。【００１０】
本発明に係るレンズモジュールの他の特定の局面では、上記アクチュエータが、複数の変位部材を有し、上記複数の変位部材が、上記駆動回路からの出力により独立に駆動される。【００１１】
本発明に係るレンズモジュールのさらに他の特定の局面では、上記補正レンズの中心位置と、該補正レンズの光軸からの傾きを補正する際の補正レンズの移動の回転中心位置とが一致しないように、上記アクチュエータ及び補正レンズが構成されている。【００１２】
本発明に係るレンズモジュールのさらに他の特定の局面では、上記補正レンズの位置及び向きを検出する検出装置と、上記検出装置により検出された上記レンズの光軸方向位置及び光軸からの傾きに応じて、上記駆動回路を駆動し、上記補正レンズの光軸方向の位置及び光軸からの傾きのうち少なくとも一方を変化させる制御回路とがさらに備えられている。【００１３】
本発明に係るレンズモジュールのさらに別の特定の局面では、上記複数の変位部材が、上記補正レンズの中心を通り、光軸と直交する面と同一平面上に位置している。【００１４】
本発明に係るレンズモジュールのさらに他の特定の局面では、上記変位部材が、第１の端部と第２の端部とを有する長さ方向を有する板状の形状を有し、第１の端部側部分が固定部とされており、第２の端部側部分が上記補正レンズに直接または間接に連結されている。【００１５】
本発明に係るレンズモジュールのさらに別の特定の局面では、上記変位部材の上記第２の端部側部分に、残りの部分に比べて容易に変形する易変形部分が設けられている。【００１６】
本発明に係るレンズモジュールのさらに他の特定の局面では、上記変位部材に、該変位部材を変形させる変位素子が設けられている。【００１７】
本発明に係るレンズモジュールのさらに別の特定の局面では、上記変位素子が圧電素子である。【００１８】
本発明に係るレンズモジュールのさらに他の特定の局面では、上記変位素子がコイル導体を有し、電磁駆動方式により、上記変位部材が変形される。【００１９】
本発明に係るレンズモジュールのさらに他の特定の局面では、上記複数の変位部材の第１の端部側が固定されているハウジングをさらに備え、該ハウジング内に、上記複数のレンズが収納されている。
【発明の効果】
【００２０】
本発明のレンズモジュールでは、複数枚のレンズのうち、アクチュエータは補正レンズの周囲の領域に配置されている。また、複数枚のレンズのうち、補正レンズの位置及び傾きのみをアクチュエータにより変化させるものであるため、小型化を図ることができ、かつ実装面積を小さくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】図１（ａ）及び図１（ｂ）は、本発明の第１の実施形態に係るレンズモジュールの略図的正面断面図及び平面図である。
【図２】図２（ａ）及び図２（ｂ）は、本発明の第１の実施形態のレンズモジュールにおける補正レンズの光軸方向の移動状態を説明するための模式的部分切欠正面断面図である。
【図３】図３（ａ）及び図３（ｂ）は、本発明の第１の実施形態に係るレンズモジュールにおける補正レンズを光軸方向に対して傾くように移動させた状態を示す各部分切欠正面断面図である。
【図４】図４は、本発明の第１の実施形態に係るレンズモジュールにおける補正レンズを光軸方向から傾くように移動させる場合のレンズの中心と、レンズを移動させる場合の回転中心との関係を示す正面断面図である。
【図５】図５は、比較例に係るレンズモジュールの要部を示す正面断面図である。
【図６】図６は、本発明の第１の実施形態に係るレンズ変位装置の斜視図である。
【図７】図７は、本発明の第１の実施形態に係るレンズ変位装置の平面図である。
【図８】図８は、本発明の第１の実施形態に係るレンズ変位装置の分解斜視図である。
【図９】図９（ａ）は、第１の実施形態で用いられている変位部材の平面図であり、図９（ｂ）及び図９（ｃ）は変位部材に固定されている圧電素子の斜視図及び正面断面図である。
【図１０】図１０は、第１の実施形態において、レンズがリング状支持部材に支持されている構造を示す正面断面図である。
【図１１】図１１（ａ）及び図１１（ｂ）は、第１の実施形態の変形例におけるレンズをリング状支持部材で支持してなる構造の正面断面図及び平面図である。
【図１２】図１２（ａ）及び図１２（ｂ）は、本発明の第１の実施形態において、変位部材を変位させる動作を説明するための各模式的部分切欠正面図である。
【図１３】図１３は、第１の実施形態のレンズ変位装置における変位素子の配置個数と、変位量との関係を示す図である。
【図１４】図１４は、第１の実施形態のレンズ変位装置における変位部材と支持部との接合部分を示す部分拡大斜視図である。
【図１５】図１５は、変位部材の第２の端部側に設けられている易変形部の第２の例を示す部分切欠斜視図である。
【図１６】図１６は、変位部材の第２の端部側に設けられている易変形部の第３の例を示す部分切欠斜視図である。
【図１７】図１７は、変位部材の第２の端部側に設けられている易変形部の第４の例を示す部分切欠斜視図である。
【図１８】図１８は、変位部材の第２の端部側に設けられている易変形部の第５の例を示す部分切欠斜視図である。
【図１９】図１９は、変位部材の第２の端部側に設けられている易変形部の第６の例を示す部分切欠斜視図である。
【図２０】図２０は、易変形部を有しないレンズ変位装置におけるレンズの変位挙動の一例を示すための模式的正面図である。
【図２１】図２１は、易変形部を有する実施形態におけるレンズの変位挙動を示す模式的正面図である。
【図２２】図２２は、変位部材の第１の端部側の固定部分及び第２の端部側におけるレンズとの連結部分における屈曲変位に際しての回転の中心となる回転軸と変位方向との関係を示す模式的正面図である。
【図２３】図２３は、本発明で用いられる変位部材及び変位素子のさらに他の変形例を示す斜視図である。
【図２４】図２４は、本発明の第２の実施形態に係るレンズモジュールで用いられている補正レンズと、補正レンズを駆動するためのアクチュエータの要部を説明するための分解斜視図である。
【図２５】図２５は、本発明の第２の実施形態で変位素子として用いられるコイルを説明するための部分切欠斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、図面を参照しつつ、本発明の具体的な実施形態を説明することにより、本発明を明らかにする。
【００２３】
図１（ａ）及び図１（ｂ）は、本発明の第１の実施形態に係るレンズモジュールを説明するための略図的正面断面図及び平面図である。
【００２４】
レンズモジュール３１は、ケース３２を有する。ケース３２の内部には、複数のレンズ３７〜４０が光軸を揃えて直列に配置されている。レンズ３７〜４０は、筒状のケース３２に固定されている。ケース３２は、金属や合成樹脂などの適宜の剛性材料からなる。ケース３２の前方端すなわち撮影対象物側には、補正レンズ２を有するレンズ変位装置１が取り付けられている。上記のように、補正レンズ２と、レンズ３７〜４０を含む複数のレンズが備えられている。
【００２５】
これらの複数のレンズのうち、レンズ３７〜４０は、ケース３２に固定されている。他方、補正レンズ２は、レンズ変位装置１において、後述するアクチュエータＡによりその光軸方向位置及び／または光軸からの傾きが変化され得るように構成されている。それによって、後述するようにＡＦ（オートフォーカス）機能やＯＩＳ（光学式手振れ補正）機能が実現される。
【００２６】
上記レンズ変位装置１の具体的な詳細は後ほど説明することとする。
【００２７】
なお、撮影対象物が位置している方向を前方、反対側を後方とする。レンズ４０の後方には、検出装置としてのセンサー３５が配置されている。センサー３５は、ケース３２に固定されている。センサー３５には、レンズ３７〜４０を通過してきた光が描写される。センサー３５は、この入射した光による画像に応じた信号を出力する。このようなセンサー３５としては、公知の光電変換センサーを含む撮像センサーを用いることができる。
【００２８】
上記センサー３５に、駆動回路４１が接続されている。駆動回路４１は、レンズ変位装置１のアクチュエータＡにも電気的に接続されている。また、駆動回路４１は、制御回路４２に電気的に接続されている。
【００２９】
センサー３５から出力された信号は、駆動回路４１を介して制御回路４２に与えられる。制御回路４２は、入力された上記信号に応じて、補正レンズ２の位置や傾きを調整するために、駆動回路４１を介して、レンズ変位装置１のアクチュエータＡを変位させる。
【００３０】
ところで、レンズモジュール３１では、光学全長を短くするために、複数のレンズ２，３７〜４０において、レンズ径はセンサー３５側に行くほど大きくされている。従って、最も前方に位置している補正レンズ２の径が最も小さい。
【００３１】
他方、レンズ変位装置１では、補正レンズ２に、複数の変位部材３の一端が連結されている。他方、変位部材３の他方側のレンズ変位装置１のハウジングが固定されている。この変位部材３及びハウジング等の詳細については、図６以下の具体的な実施形態を参照して後ほど詳述することとする。
【００３２】
レンズモジュール３１では、最も径が小さい補正レンズ２の周りの領域に、上記複数の変位部材３が配置されている。言い換えれば、レンズモジュール３１において、最も径の小さい補正レンズ２の周囲の領域を利用して、複数の変位部材３を有するアクチュエータＡが構成されている。
【００３３】
各変位部材３は、駆動回路４１から与えられる信号により、屈曲モードで変位する。この場合、変位部材３の一端がハウジングに固定されており、他端が補正レンズ２に連結されている。従って、上記変位部材３を屈曲モードで変形させると、変位部材３の補正レンズ２に連結されている部分が移動し、補正レンズ２の位置や傾きが変化される。
【００３４】
例えば、図２（ａ）及び図２（ｂ）に示すように、補正レンズ２を矢印Ｚ方向及び−Ｚ方向に、すなわち光軸方向に移動させることができる。すなわち、複数の変位部材３を同相で移動させれば、このように、補正レンズ２の光軸方向位置を変化させることができる。それによって、ＡＦ機能を発現させることができる。
【００３５】
他方、複数の変位部材３を、同振幅及び同相で変化させずともよい。すなわち、複数の変位部材の振幅及び位相を変化させることにより、例えば、図３（ａ）及び図３（ｂ）で示すように、補正レンズ２の光軸方向からの傾きを変化させることができる。それによって、ＯＩＳ機能を実現することができる。
【００３６】
本実施形態のレンズモジュール３１では、上記のように、最も径が小さい補正レンズ２の周りの空間においてアクチュエータＡが構成されている。言い換えれば、光軸方向であるＺ方向に直交するＸ方向及びＹ方向を含む平面内において、最も径が小さい補正レンズ２の周囲のスペースを利用してアクチュエータを構成することができる。
【００３７】
従って、レンズモジュール３１では、光軸方向と直交するＸ方向及びＹ方向の寸法を小さくすることができる。よって、レンズモジュール３１の実装面積を低減することができる。これを、図５の比較例と対比してより具体的に説明する。
【００３８】
図５のレンズモジュール１０１では、複数のレンズ１０２〜１０６が、光軸方向に直列に配置されている。これらの複数のレンズ１０２〜１０６は、撮影対象物側からセンサー１０８側に順に配置されている。光学全長を短くするために、レンズ１０２〜１０６の径ｒ１〜ｒ５は、センサー１０８側に近付くにつれて大きくなっている。そして、レンズ１０２〜１０６が、アクチュエータ１０７に連結されている。このアクチュエータ１０７により、複数のレンズ１０２〜１０６の光軸方向位置や光軸からの傾きが変化され得るように構成されている。この場合、ケース１０９内に、複数のレンズ１０２〜１０６及びアクチュエータ１０７が配置されることになる。従って、大きな径のレンズ１０６の周囲にもアクチュエータ１０７の一部が位置することになる。よって、アクチュエータ１０７と、レンズ１０２〜１０６を含む径Ｌ１が大きくなる。加えて、このようなモジュールを収納しているケース１０９の径Ｌ２も大きくなる。
【００３９】
これに対して、上記実施形態のレンズモジュール３１では、最も径が小さい補正レンズ２の周囲の領域にのみアクチュエータＡが配置されることになる。すなわち、残りのレンズ３７〜４０の周囲にはアクチュエータ構成部分が存在しない。従って、レンズモジュール３１では、小型化及び実装スペースの低減を図ることができる。
【００４０】
好ましくは、図４に示すように、補正レンズ２の中心２ｘを、補正レンズ２の傾きを移動させる場合の回転中心位置Ｏと一致させないことが望ましい。それによって、補正レンズへの光の入射角度及び出射角度をずらすことができる。従って、ＯＩＳ機能をより効果的に発現させることができる。
【００４１】
次に、上記レンズ変位装置１における補正レンズ２とアクチュエータの構造をより具体的に説明する。
【００４２】
図６は、本発明の第１の実施形態に係るレンズ変位装置を示す斜視図であり、図７はその平面図であり、図８は分解斜視図である。
【００４３】
本実施形態のレンズ変位装置１は、携帯電話機のカメラのレンズと、該レンズを変位させるアクチュエータとを含むレンズ変位装置である。
【００４４】
本実施形態では、補正レンズ２が変位される。すなわち、後述するアクチュエータにより補正レンズ２を光軸方向に移動させたり、補正レンズ２の光軸に対する傾きを調整することが可能とされている。
【００４５】
図８に示すように、補正レンズ２を駆動するために、複数の変位部材３が設けられている。複数の変位部材３は、ハウジング４に一端側で固定されている。上記アクチュエータは、複数の変位部材３及びハウジング４を有する。
【００４６】
ハウジング４は、金属や合成樹脂などからなり、中央に開口５ａを有する底板部５を有する。開口５ａは、補正レンズ２が光軸方向に移動することを可能とするために設けられている。
【００４７】
底板部５のコーナー部分において、上方に突出するように、取付部６が設けられている。取付部６の高さは底板部５の上面よりも高くされている。
【００４８】
各取付部６の上面に、各変位部材３が固定される。
【００４９】
取付部６は、底板部５と一体に形成されている。もっとも、取付部６は、底板部５と別部材で構成されていてもよい。
【００５０】
本実施形態では、矩形板状の金属板７を打ち抜くことにより、変位部材３と支持部８とが一体に形成されている。支持部８は、円環状の形状を有する。支持部８は本発明におけるリング状支持部材に相当する。支持部８に、補正レンズ２の周縁部２ａが固定される。この固定構造は特に限定されない。例えば図１０に断面図で示すように、円環状の支持部８の上面に、補正レンズ２の周縁部２ａを重ね、接合材９により接合し、固定してもよい。
【００５１】
図８に戻り、上記円環状の支持部８に、変位部材３の先端が重ねられている。ここで、１つの変位部材３は、図９（ａ）に平面図で示すように、第１の端部３ａと、第１の端部３ａとは反対側の第２の端部３ｂとを有する。第１の端部３ａ近傍部分が、固定部３ｃを構成している。この固定部３ｃには、複数の固定孔３ｄが設けられている。固定孔３ｄから、例えばボルトを挿通することにより、固定部３ｃを取付部６に固定することができる。また、固定孔３ｄを通じて接合材を充填することにより固定することや、はんだ材を用いることにより、固定部３ｃを取付部６に固定してもよい。このようにして、第１の端部３ａ側において、変位部材３を、レンズを平面視する方向からハウジング４に固定することが可能とされている。
【００５２】
他方、変位部材３は、平面視した場合、外周縁が略矩形の金属板７の１つの辺に沿って延びる第１の変位部３ｅと、第１の変位部３ｅに連ねられている第２の変位部３ｆとを有する。第１の変位部３ｅと第２の変位部３ｆとは、平面視した場合、９０°以上、１８０°未満の角度をなすように配置されている。
【００５３】
第２の端部３ｂは、本実施形態では、上記支持部８に連ねられている。もっとも、本発明において、変位部材３の第２の端部３ｂは、別部材からなる支持部８に接合されていてもよい。
【００５４】
変位部材３は、第１の端部３ａ側においてハウジング４に固定されている。それによって、固定端が構成されている。他方、第２の端部３ｂ側は、円環状の支持部８に連ねられているものの、自由端として変位可能とされている。
【００５５】
また、第２の変位部３ｆにおいては、第２の端部３ｂ近傍に易変形部３ｇが形成されている。易変形部３ｇは、切欠き３ｇ１，３ｇ２を有する。切欠き３ｇ１，３ｇ２は、第２の変位部３ｆにおいて、一方側辺側及び他方側辺側から切欠くことにより形成されている。これらの切欠き３ｇ１，３ｇ２が形成されているため、易変形部３ｇは、外力により容易に変形する。従って、変位部材３の第２の端部３ｂの変位が妨げられ難い。
【００５６】
なお、第１の変位部３ｅは、前述した固定部３ｃを一端側に有している。第１の変位部３ｅは、固定部３ｃから、第２の変位部３ｆ側にいくにつれて、第１の変位部３ｅの幅が狭くなっていく部分を有する。そして、この幅が変化する部分に続いて、第１の変位部３ｅは、ほぼ一定の幅の部分を有する。この一定幅部分が、第２の変位部３ｆに連ねられている。
【００５７】
上記変位部材３の上面には、図９（ｂ）に示す圧電素子１１が貼り合わされている。圧電素子１１は、図９（ｃ）に示すように、圧電板１１ａと、圧電板１１ａの上面及び下面に形成された電極１１ｂ，１１ｃとを有する。圧電素子１１では、電極１１ｂ，１１ｃに直流電圧もしくは、交流電圧を印加することにより、圧電素子１１が屈曲する。
【００５８】
また、本実施形態のレンズ変位装置１では、上記変位部材３を変位させた場合、電圧印加方向により図１２（ａ）または図１２（ｂ）に示すように変位部材３が変位する。なお、図１２（ａ）及び図１２（ｂ）における圧電素子１１中の矢印は圧電板の伸縮方向を示し、矢印Ａ１及び矢印Ａ２は、変位部材３の変位方向を示す。このように、変位部材３の先端である第２の端部３ｂ側が上下方向に移動する。
【００５９】
上記のように、圧電素子１１が貼り合わされた変位部材３も屈曲モードで変形することとなる。この場合、変位部材３は、固定部３ｃがハウジング４の取付部６に固定されているため、第２の端部３ｂ側が上下方向に移動するように変形することとなる。第２の端部３ｂは、支持部８に連ねられている。従って、支持部８に固定されている補正レンズ２が、複数の変位部材３の第２の端部３ｂが上下方向に移動することにより、補正レンズ２が上下方向すなわち光軸方向に移動することとなる。複数の変位部材３により、第２の端部３ｂを同相で同じ量だけ変位させた場合、補正レンズ２を光軸方向に移動させることができる。
【００６０】
また、複数の変位部材３の第２の端部３ｂの変位量や変位方向を異ならせることにより、補正レンズ２を光軸方向に対して傾けさせることもできる。すなわち、複数の変位部材３の変位量を調整することにより、補正レンズ２を光軸方向に移動させたり、補正レンズ２の傾きを調整したりすることができる。
【００６１】
本実施形態のレンズ変位装置１では、上記補正レンズ２を駆動するアクチュエータが、上記金属板７をくり抜くことにより形成された複数の変位部材３と、圧電素子１１とを有する。この複数の変位部材３は、第１の変位部３ｅと第２の変位部３ｆとを有する。補正レンズ２は、第１の端部３ａと第２の端部３ｂとを結ぶ仮想線Ｘと第１，第２の変位部３ｅ，３ｆとで囲まれた領域に入り込むように設けられている。言い換えれば、平面視した場合、補正レンズ２の一部を囲むように変位部材３が配置されている。従って、補正レンズ２を駆動するアクチュエータを構成している複数の変位部材３が配置されている部分の面積を小さくすることができる。特に複数の変位部材３からなるアクチュエータの外形を小さくすることができる。
【００６２】
さらに、アクチュエータ内でハウジング４が変位部材３をレンズを平面視する方向から保持している。従って、変位部材３が固定端として使用する面積は固定部３ｃの面積である。このことにより、アクチュエータの外形をより小さくすることが出来る。
【００６３】
本実施形態では、ハウジング４の取付部６と固定部３ｃを固定し、ハウジング４と変位部材３を補正レンズ２を平面視する方向で重なるように配置している。従って、補正レンズ２を平面視する方向から見た場合、固定に使用している面積が小さくなり、アクチュエータの平面面積を小さくすることができる。特に、本実施形態では、図６及び図７に示すように、１つの変位部材３の、第１の端部３ａから一定幅部分に至るように幅方向寸法が小さくなる部分において、変位部材３の内縁３ｈと補正レンズ２との間に、隣の変位部材３の第２の変位部３ｆが入り込むように配置されている。従って複数の変位部材３が集合されている形状のより一層の小型化を図ることが可能とされている。
【００６４】
また、ハウジング４に開口５ａを設けることによって、補正レンズ２の挙動を阻害することなく上記機能を備えることが出来る。本実施形態では、補正レンズ２の変位範囲内に、ハウジング４が収められている。従って、アクチュエータにおいてレンズが挙動するのに必要な空間とアクチュエータの厚みを含めた全体の厚みで考えた場合、全体厚みを大きくすることなく、平面面積を小さくすることができる。このことにより、外形をより小型にすることができる。
【００６５】
なお、本実施形態では、変位部材３が金属板からなり、その上面に圧電素子１１が貼り合わされていた。すなわち、ユニモルフ構造のアクチュエータが構成されていた。これに対して、変位部材３の下面にも圧電素子を貼り付け、バイモルフ構造により変位部材３を屈曲変位させてもよい。
【００６６】
このように、圧電素子１１を用いることで、電圧による絶対値制御が可能となるため、補正レンズ２を高精度に動かす用途に適している。また、変位部材３をバイモルフ構造とすることで、変位部材３に温度が加わった場合の、貼り合わせ部材の線膨脹係数の差による変位部材３の反りの影響を少なくすることができる。上記変位部材３の初期位置が経時的に変わったり、変位性能が大きく劣化したりするので、反りは補正レンズ２を動かす用途にとって悪影響を与える。バイモルフ構造とすることにより、この様な変位部材３の変位劣化を防ぐことが出来る。
【００６７】
また、上記実施形態では、補正レンズ２を支持する支持部８が複数の変位部材３と一体に金属板により連ねられていたが、支持部８は複数の変位部材３と別部材で構成されていてもよい。その場合、円環状の支持部材と補正レンズ２との接合構造も適宜変形することができる。例えば、図１１（ａ）及び図１１（ｂ）に示す円環状の支持部材８Ｂを用いてもよい。ここでは、補正レンズ２の周縁部２ａを上下から挟み込む挟持部８ａ，８ｃが周方向において複数設けられている。
【００６８】
なお、上記ハウジング４において、底板部５の上面と、取付部６の上面との寸法は、図１２（ａ）に示すように変位した場合に、変位部材３の第２の端部３ｂが底板部５の上面に接触するように選ばれている。そのため、変位部材３の屈曲変位量が制限され、変位部材３のクラックを防止することができる。従って、好ましくは、ハウジング４の内面と、変位部材３との間のクリアランスの大きさＵ１を、変位部材３の限界たわみ量Ｕ２以下とすることが望ましい。ここで、上記クリアランスＵ１とは、変位部材３の第２の端部３ｂ側における変位部材３とハウジング４の底板部５の上面との間の距離である。
【００６９】
上記実施形態では、４個の変位部材３が配置されていたが、補正レンズ２の光軸方向への移動や傾きを調整するには、変位部材３は複数配置されていることが好ましく、特に、３個もしくは４個の変位部材３を用いることが望ましい。さらに、本実施形態のように、４個の変位部材３を、補正レンズ２中心に対して等方性を有するように配置することがより望ましい。
【００７０】
変位部材３の数を３個以上とすることにより、補正レンズ２の位置を容易に制御することができる。もっとも、変位部材の数を増やすと、レンズ変位装置の平面積が大きくなるおそれがある。また、全体の面積を一定として、変位部材の配置個数を多くしていくと、図１３に示すように、１つの変位部材あたりの変位量が小さくなっていく。従って、変位部材の数は多すぎないことが望ましい。
【００７１】
もっとも、カメラのレンズの手振れ補正を実現するには、２軸の角度変位制御を行う。そのため、好ましくは、３個の変位部材３を用いるより、４個の変位部材３を用いることが望ましい。さらに本目的では、駆動対象物はレンズに限らず、平面表面を有した平板上の透過材料でも構わない。レンズは、機能上、曲率を持った面を有しているため、レンズ自体を傾かせてもセンサーに向かう光路をシフトさせることが難しい。平板状の材料であれば、傾かせることで、センサーに向かう光路をシフトさせることが可能となる。つまり、手振れ補正の目的に適している。
【００７２】
上記実施形態では、易変形部３ｇにおいて、複数の切欠き３ｇ１，３ｇ２が設けられていた。もっとも図１４に示すように、第２の端部３ｂ側において上記易変形部が設けられておらずともよい。
【００７３】
また、図１５〜図１９に示す第２〜第６の例のように易変形部を変形してもよい。図１５に示す易変形部３ｇの第２の例では、複数の貫通孔３ｇ３が第２の変位部３ｆにおいて第２の端部３ｂ側に設けられている。このように、複数の貫通孔３ｇ３を設けて易変形部３ｇを形成してもよい。あるいは図１６に示す第３の例のように、薄肉部３ｇ４を設けて易変形部３ｇを構成してもよい。
【００７４】
さらには、図１７に示すように、第２の端部３ｂ側において、切欠きではなく、第２の端部３ｂ近傍において細幅部３ｇ５を設けて易変形部３ｇを形成してもよい。
【００７５】
また、図１８に示すように、ミアンダ形状の易変形部３ｇを形成してもよい。
【００７６】
また、図１９に示すように、第２の端部３ｂ近傍において、幅の細いブリッジ３ｇ６，３ｇ６からなる易変形部３ｇを第２の変位部３ｆの内側の側辺に設けてもよい。このように、第２の端部３ｂ近傍に設けられる易変形部３ｇの形状は種々変形することができる。
【００７７】
図２０は、上記易変形部が設けられていない場合の補正レンズ２の変位挙動を示す模式的正面図であり、図２１は、上記易変形部３ｇが設けられている場合の補正レンズ２の変位挙動を示す模式的正面図である。図２０の場合に比べ、易変形部３ｇが設けられておれば、変位部材３による応力を易変形部３ｇが設けられている部分で吸収することができるため、補正レンズ２を歪ませることなく、補正レンズ２を変位させることができる。
【００７８】
また、図２２は、上記レンズ変位装置１における変位部材３の変位に際しての固定端側及び第２の端部側における変位方向を示す模式的正面図である。変位部材３は、第１の端部３ａ側の部分が前述した固定端とされている。図２２に示すように、第２の端部３ｂが上方に移動するように変位している場合、この固定端においては、回転軸Ｃ１の回りにおいて反時計方向に変位部材３が変位することとなる。逆に、変位部材３の第２の端部３ｂ側においては、すなわち補正レンズ２に連結されている側の端部においては、回転軸Ｃ２の回りにおいて時計方向に変位部材３が移動することとなる。このように、変位部材３の変位による回転軸Ｃ１の回りの回転方向と、変位部材３のベンディングによる回転軸Ｃ２の回りの回転方向が逆向きとされている。この場合、回転軸Ｃ１及び回転軸Ｃ２の軸方向が平行であるため、変位部材３の変位を阻害することなく、変位量を補正レンズ２に効率良く伝えることができる。さらに、補正レンズ２を光軸方向に動かす場合、精度よく直動駆動させることができ、駆動時の補正レンズ２の姿勢精度を向上させることが出来る。このことにより、回転軸Ｃ１と回転軸Ｃ２の軸方向が平行であり、かつ変位による回転方向が逆向きであることが望ましい。
【００７９】
また、図７に示すように、上記回転軸Ｃ２が、第２の変位部３ｆが延びる方向Ｄ１と平行であることが望ましい。それによって、変位部材３の変位を阻害することなく、補正レンズ２を効率良く変位させることができる。
【００８０】
なお、上述した実施形態では、第１，第２の変位部３ｅ，３ｆが９０°より大きな角度をなすように連ねられていた。図２３に示す変位部材２３のように、第１の変位部２３ｅと第２の変位部２３ｆとは９０°の角度をなすように連ねられていてもよい。ここでは、第１の変位部２３ｅ及び第２の変位部２３ｆは、いずれも一定長の矩形のストリップ状の形状を有している。そして、第１の変位部２３ｅにおいて、上下に圧電素子１１Ａが貼り合わされている。
【００８１】
このように、本発明におけるレンズ変位装置の変位部材は、第１の変位部と第２の変位部とが９０°以上、１８０°未満の角度をなすように連ねられておればよく、それによって、第１の端部側の固定部分を固定端とし、変位部材を変位させた場合、第２の端部側において大きな変位量を得ることができる。
【００８２】
なお、上記実施形態では、携帯電話機のカメラのレンズの光軸方向の位置及び／または傾きを調整する用途につき説明したが、本発明のレンズ変位装置は、様々な光学機器のレンズの位置を制御するのに広く用いることができる。
【００８３】
上記第１の実施形態のレンズ変位装置１では、圧電素子を用いて、複数の変位部材３を変形させていた。しかしながら、本発明では、圧電素子以外の変位素子を用いてもよい。図２４は、本発明の第２の実施形態のレンズモジュールで用いられるレンズ変位装置の分解斜視図であり、図２５はその要部を示す部分切欠斜視図である。
【００８４】
本実施形態のレンズ変位装置５１では、複数の変位部材３が、コイル５２を用いて駆動される。より具体的には、図２５に示すように、変位部材３の上面に外表面が絶縁被覆された導体からなるコイル５２が形成されている。他方、ハウジング４Ａ内には、上記コイル５２と上下方向において重なる位置に、すなわち光軸方向と平行な方向において距離を隔てて、磁石５３が配置されている。
【００８５】
コイル５２に電流を通電することにより、コイル５２の周囲に電磁界が発生する。そして、この発生した電磁界と磁石５３との磁気吸引力あるいは反発力により、変位部材３が変形される。このように、コイル５２と磁石５３とを有する変位素子により、変位部材３を変形させてもよい。
【００８６】
本実施形態のレンズ変位装置５１は、ハウジング４Ａを有し、上記ハウジング４Ａに磁石５３が設けられており、変位部材３にコイル５２が設けられていることを除いては、第１の実施形態と同様である。従って、第１の実施形態で用いたレンズ変位装置と同一部分については同一の参照番号を付することにより、その説明は省略する。
【００８７】
本実施形態においても、上記レンズ変位装置１と同様に、第１，第２の変位部３ｅ，３ｆを有する変位部材３を用いているため、変位部材３の第２の端部３ｂにおける変位量を十分大きくすることができる。従って、補正レンズ２の光軸方向の位置及び／または傾きを容易にかつ確実に調整することができる。
【００８８】
好ましくは、コイル５２は、より大きな変位量を得るには、第２の端部３ｂ側に近い方が望ましい。それによって、変位部材３の第２の端部３ｂにおける変位量を十分に大きくすることができる。
【００８９】
第２の実施形態では、電磁駆動方式により変位部材３を変位させることができる。従って、低電圧でアクチュエータを駆動することができる。また、大きな変位量を容易に得ることができる。さらに、変位量は、コイル５２に通電する電流の大きさで制御することができる。従って、補正レンズ２の光軸方向への移動量を高精度に制御することができる。
【００９０】
また、本実施形態においても、補正レンズ２と、アクチュエータとが、光軸方向と直交する平面内に位置しているため、アクチュエータによって、補正レンズ２への集光が妨げられ難い。
【符号の説明】
【００９１】
１…レンズ変位装置
２…補正レンズ
２ａ…周縁部
３…変位部材
３ａ，３ｂ…第１，第２の端部
３ｃ…固定部
３ｄ…固定孔
３ｅ，３ｆ…第１，第２の変位部
３ｇ…易変形部
３ｇ１，３ｇ２…切欠き
３ｇ３…貫通孔
３ｇ４…薄肉部
３ｇ５…細幅部
３ｇ６…ブリッジ
３ｈ…内縁
４，４Ａ…ハウジング
５…底板部
５ａ…開口
６…取付部
７…金属板
８，８Ｂ…支持部
８ａ，８ｃ…挟持部
９…接合材
１１，１１Ａ…圧電素子
１１ａ…圧電板
１１ｂ，１１ｃ…電極
２３…変位部材
２３ｅ，２３ｆ…第１，第２の変位部
３１…レンズモジュール
３２…ケース
３５…センサー
３７〜４０…レンズ
４１…駆動回路
４２…制御回路
５１…レンズ変位装置
５２…コイル
５３…磁石
１０１…レンズモジュール
１０２〜１０６…レンズ
１０７…アクチュエータ
１０８…センサー
１０９…ケース
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
2015005217.tif 000017
【図１６】
2015005217.tif 000018
【図１７】
2015005217.tif 000019
【図１８】
2015005217.tif 000020
【図１９】
2015005217.tif 000021
【図２０】
2015005217.tif 000022
【図２１】
2015005217.tif 000023
【図２２】
2015005217.tif 000024
【図２３】
2015005217.tif 000025
【図２４】
2015005217.tif 000026
【図２５】
2015005217.tif 000027
【国際調査報告】
2015005217.tif 000028
2015005217.tif 000029
2015005217.tif 000030
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