(57)【要約】【課題】生産性および位置決め精度が高い小型のズームレンズ駆動機構を提供することにある。【解決手段】コイル３４，３５を巻回したスプール３０の中心孔３１の一方の開口部に固定レンズ６０を配置するとともに、前記コイル３４，３５の励磁，消磁に基づいて前記中心孔３１内で往復移動するプランジャ４０に２枚の可動レンズ６１，６２を配置し、前記可動レンズ６１，６２の往復移動によって焦点距離を切り換えるズームレンズ駆動機構である。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
コイルを巻回したスプールの中心孔のいずれか一方の開口部に固定レンズを配置するとともに、前記コイルの励磁，消磁に基づいて前記中心孔内で往復移動するプランジャに少なくとも１枚の可動レンズを取り付け、前記可動レンズの往復移動によって焦点距離を切り換えることを特徴とするズームレンズ駆動機構。
【請求項２】
コイルを巻回したスプールの中心孔のいずれか一方の開口部に固定レンズを配置する一方、残る他方の開口部に受光素子を配置するとともに、前記コイルの励磁，消磁に基づいて前記中心孔内で往復移動するプランジャに少なくとも１枚の可動レンズを取り付け、前記可動レンズの往復移動によって焦点距離を切り換えることを特徴とするズームレンズ駆動機構。
【請求項３】
２枚の可動レンズのうち、一方の可動レンズに対して他方の可動レンズを位置規制できる位置規制手段を設け、プランジャの往復移動の際に２枚の前記可動レンズ間の焦点距離を調整できることを特徴とする請求項１または２に記載のズームレンズ駆動機構。
【請求項４】
往復移動前後の可動レンズを所定の位置に無通電で保持できる磁力を付与するマグネットを、前記スプールに設けたことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載のズームレンズ駆動機構。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はズームレンズ駆動機構、特に、携帯電話に搭載できる超小型ズームレンズ駆動機構に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ズームレンズ駆動機構としては、例えば、レンズ駆動装置がある（例えば、特許文献１参照。）。
すなわち、レンズを保持するレンズ枠と、前記レンズ枠を光軸方向に移動自在に支持するレンズガイド手段と、前記光軸と平行に固定した棒磁石と、前記棒磁石が挿通される中空穴を備えたボビンの外周にコイルを設けた可動コイル部と、前記棒磁石の軸方向範囲内でこれに直交する方向から前記可動コイル部と前記レンズ枠とを連結する連結手段と、前記コイルを励磁して前記可動コイル部を棒磁石の軸方向に移動させる駆動手段とを備えたことを特徴とするレンズ駆動装置である。
【０００３】
【特許文献１】
特開平９−６１６９２号公報  （図１，図２）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述のレンズ駆動装置では、レンズ枠を移動自在に支持するレンズガイド手段と、コイルを励磁して棒磁石に沿って移動する可動コイル部とを連結手段を介して連結している。このため、占有容積が大きく、装置の小型化が困難である。また、光軸と駆動軸とが離れ、可動コイル部とレンズ枠とを連結手段で連結しているので、レンズの位置決め精度が低い。さらに、構成部品の部品点数，組立工数が多いので、生産性が低いという問題点がある。
【０００５】
本発明は、前記問題点に鑑み、生産性および位置決め精度が高い小型のズームレンズ駆動機構を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明にかかるズームレンズ駆動機構は、前記目的を達成すべく、コイルを巻回したスプールの中心孔のいずれか一方の開口部に固定レンズを配置するとともに、前記コイルの励磁，消磁に基づいて前記中心孔内で往復移動するプランジャに少なくとも１枚の可動レンズを取り付け、前記可動レンズの往復移動によって焦点距離を切り換える構成としてある。
【０００７】
本発明によれば、スプールの中心孔内を往復移動するプランジャに少なくとも１枚のレンズを取り付けてあるので、装置全体の占有容積が小さくなり、小型化できる。また、光軸心と駆動軸心とが同一直線上に位置し、従来例のようなブレがなくなるので、レンズの位置決め精度が高くなる。さらに、プランジャをレンズホルダーに兼用するので、構成部品の部品点数，組立工数が少なくなり、生産性が高くなる。
【０００８】
本発明にかかる実施形態としては、コイルを巻回したスプールの中心孔のいずれか一方の開口部に固定レンズを配置する一方、残る他方の開口部に受光素子を配置するとともに、前記コイルの励磁，消磁に基づいて前記中心孔内で往復移動するプランジャに少なくとも１枚の可動レンズを取り付け、前記可動レンズの往復移動によって焦点距離を切り換える構成であってもよい。
本実施形態よれば、前述の効果に加え、焦点距離を２段階に切り換えでき、かつ、受光素子を備えた小型のズームレンズ駆動機構が得られる。
【０００９】
本発明の他の実施形態としては、２枚の可動レンズのうち、一方の可動レンズに対して他方の可動レンズを位置規制できる位置規制手段を設け、プランジャの往復移動の際に２枚の前記可動レンズ間の焦点距離を調整できる構成であってもよい。
本実施形態よれば、往復移動する２枚の可動レンズのうち、往復移動させる際に一方の可動レンズを最適な位置に位置規制することにより、２枚の可動レンズ間の距離を最適な焦点距離とすることができ、２段階に切換可能なズームレンズ駆動機構が得られる。
【００１０】
本発明の別の実施形態としては、往復移動前後の可動レンズを所定の位置に無通電で保持できる磁力を付与するマグネットを、前記スプールに設けた構成であってもよい。
本実施形態よれば、往復移動させる際にのみ通電すればよいので、消費電力の少ない自己保持型のズームレンズ駆動機構が得られるという効果がある。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明にかかる実施形態を図１ないし図１０の添付図面に従って説明する。
なお、本発明にかかるズームレンズ駆動機構の実施形態は、例えば、携帯電話に搭載される最大高さ１１．５ｍｍ、最大幅１２ｍｍの超小型ズームレンズ装置に適用した場合である。
【００１２】
本実施形態にかかるズームレンズ装置は、図１ないし図６に示すように、プリント基板等からなる取付基板１０に載置した受光素子１１を跨ぐベース脚部２０と固定用カバー５０との間にスプール３０を固定するとともに、前記スプール３０の中心孔３１内にプランジャ４０（図４，図５）を往復移動可能に収納したものである。
【００１３】
前記受光素子１１は、図４に示すように、透明なハウジングに受光部（例えば、ＣＣＤ）１２を内蔵するものであるが、説明の便宜上、外部接続等の説明は省略する。
【００１４】
前記ベース脚部２０は断面略ハット形状を有し、図２に示すように、その中央部に設けた凹所２１底面の中心に貫通孔２２を設けるとともに、前記貫通孔２２の周辺縁部に後述するガイド軸３６を支持する一対の突部２３を延在する一方、前記貫通孔２２の直下に前記受光素子１１を配置してある。
【００１５】
前記ベース脚部２０の上面には、１枚の環状スペーサ２４および２枚１組の板状マグネット２５，２５を順次積み重ね、更に、前記スプール３０が組み付けられる。２枚１組の前記板状マグネット２５，２５は突き合わせることにより、前記ベース脚部２０を覆う平面形状を形成するとともに、両者の間で円弧を形成する。特に、突き合わせた２枚の板状マグネット２５，２５の端面は同極同士で対向しているので、２枚の板状マグネット２５，２５が相互に反発する。このため、板状マグネット２５，２５は、組立中においてヨークとして機能する固定用カバー５０の垂直部５２に当接し、位置決めが容易になり、磁気効率が高くなるという利点がある。
【００１６】
前記スプール３０は、中心孔３１を備えた円筒形の外周面に一対の環状リブ３２，３３を形成したものであり、前記環状リブ３２，３３の間に第１コイル３４および第２コイル３５を順次、巻回してある。なお、第１，第２コイル３４，３５の図示しない引出線はスプール３０の中継端子（図示せず）を介して外部電源に接続される。また、前記スプール３０は、前記中心孔３１内に平行に配置した２本のガイド軸３６，３６を介してプランジャ４０を往復移動可能に収納してある。
【００１７】
前記プランジャ４０は、前記スプール３０の中心孔３１内を往復移動可能な外周形状を有し、その上面にスリ鉢状凹所４１を形成してある。前記凹所４１の底面中心に設けた貫通孔４２内には第１可動レンズ６１を収納，保持してある。そして、前記第１可動レンズ６１は絞り４５で被覆されている。さらに、前記凹所４１の底面隅部に後述する付勢バネ４９を挿通するバネ孔４３を設けてあるとともに、前記貫通孔４２の周囲近傍には前記ガイド軸３６を挿通する軸孔４４を設けてある。
【００１８】
前記プランンジャ４０の底面下方には、前記プランジャ４０と別体で、かつ、第２可動レンズ６２を収納する環状スライドホルダー４６が配置されている。前記スライドホルダー４６は、外周縁部に形成した位置決め用突起４７の軸孔４７ａに前記ガイド軸３６を挿通するとともに、外周縁部に形成した係止爪４８に前記付勢バネ４９の下端部を係止してある。一方、前記付勢バネ４９の上端部はバネ孔４３を介して前記絞り４５の外周縁部に係止してある。このため、前記付勢バネ４９のバネ力でプランジャ４０とスライドホルダー４６とが連結され、一体に往復移動する。
【００１９】
前記ガイド軸３６，３６は、その中間部に前記スライドホルダー４６を位置規制するための位置規制用リブ３７をそれぞれ形成してある。そして、前記ガイド軸３６の上端部からプランジャ４０を組み付ける一方、その下端部からスライドホルダー４６を組み付けた後、付勢バネ４９を取り付けて前記プランジャ４０および前記スライドホルダー４６を連結一体化する。ついで、前記ガイド軸３６の下端部を前記ベース脚部２０の突起２３に設けた支持孔２３ａにそれぞれ挿入する。そして、前記ガイド軸３６の上端部から復帰バネ３８を挿通し、前記ガイド軸３６の上端部を後述する固定ホルダー５５の支持孔５７に挿入して支持する。
【００２０】
前記固定用カバー５０は磁性材からなる板材を打ち抜いてプレス加工したものであり、上面中心に固定ホルダー５５をカシメ固定するカシメ孔５１を設けてあるとともに、屈曲した垂直部５２の下端部にネジ孔５３を設けてある。前記固定ホルダー５５は固定用カバー５０のカシメ孔５１に嵌合可能な外周形状を有し、その上面中心に設けた貫通孔５６に固定レンズ６０を収納，固定してある。さらに、前記固定ホルダー５０の下面は円錐台形状であり、前記プランジャ４０のすり鉢状凹所４１に嵌合可能となっている。
【００２１】
したがって、前記固定ホルダー５５をカシメ固定した固定用カバー５０を、前記スプール３０に組み付けて位置決めし、ネジ孔５３から図示しないネジをベース脚部２０のネジ孔２０ａに螺合して固定する。これにより、固定レンズ６０、第１可動レンズ６１、第２可動レンズ６２および受光素子１１の受光部１２が同一の光軸上に位置決めされる。
【００２２】
次に、本実施形態にかかるズームレンズ装置の動作について説明する。
まず、図４ないし図６に示すように、スプール３０の第１，第２コイル３４，３５に電圧が印加されていない場合には、復帰バネ３８のバネ力でプランジャ４０が最下位まで押し下げられている。このため、マグネット２５，２５の磁束がプランジャ４０、コアとして機能する固定ホルダー５５、固定用カバー５０およびその垂直部５２を介して弱い磁力の磁気回路を形成している。さらに、付勢バネ４９のバネ力でプランジャ４０の底面に第２ホルダー４６が圧接している。したがって、図１０Ａに示すように、第１，第２可動レンズ６１，６２の距離がＬ１となり、固定レンズ６０に対して第１，第２可動レンズ６１，６２が最も遠い位置で焦点が合うように位置決めされるので、広角撮影が可能となる。
【００２３】
ついで、前記マグネット２５の磁束と同一方向の磁束が発生するように第１コイル３４に電圧を印加すると、図７ないし図９に示すように、復帰バネ３８のバネ力に抗して固定ホルダー５５にプランジャ４０が吸引され、ガイド軸３８に沿ってプランジャ４０が移動する。前記プランジャ４０の移動の際にスライドホルダー４６の位置決め用突起４７がガイド軸３６の位置規制用リブ３７に係止して位置規制されるので、付勢バネ４９を引き伸ばしつつ、プランジャ４０が移動して固定ホルダー５５に吸着する。
本実施例によれば、固定ホルダー５５の円錐台状下面にプランジャ４０のすり鉢状凹所４１が嵌合するので、移動距離が長くとも、対向面積が大きく、大きな吸引力が得られるという利点がある。
【００２４】
そして、第１コイル３４の励磁を解いても、マグネット２５の磁束がプランジャ４０、固定ホルダー５５、固定用カバー５０およびその垂直部５２を介して強い磁力の磁気回路を形成しているので、プランジャ４０が自己保持される。このため、図１０Ａに示すように、第１，第２可動レンズ６１，６２の距離がＬ２（＞Ｌ１）となり、固定レンズ６０に対して第１，第２可動レンズ６１，６２が最も近い位置で焦点が合うように位置決めされるので、望遠撮影が可能となる。
【００２５】
さらに、前記第２コイル３５に前述の磁束と逆方向の磁束が生じるように電圧を印加すると、第２コイル３５の磁力および復帰バネ３８のバネ力の合力により、マグネット２５の磁力に抗してプランジャ４０がガイド軸３６に沿ってスライド移動し、元の位置に復帰する。ただし、前記プランジャ４０が復帰する際に、付勢バネ４９のバネ力によってスライドホルダー４６がプランジャ４０側に引っ張られて圧接する。このため、第１，第２可動レンズ６１，６２の距離Ｌ１（＜Ｌ２）となり、固定レンズ６０に対して第１，第２可動レンズ６１，６２が最も近い位置で焦点が合うように位置決めされ、再び広角撮影が可能となる。
【００２６】
本実施形態では、広角撮影および望遠撮影のいずれの場合でも、プランジャ４０をスライド移動させる電力だけでよく、焦点距離を維持する場合にはマグネット２５の磁力だけで行っているので、消費電力の少ないズームレンズ装置が得られるという利点がある。
【００２７】
本実施形態では、スプール３０に逆方向に巻回した第１コイル３４および第２コイル３５に電圧を印加する場合について説明したが、スプールに同一方向にコイルを巻回し、外部回路で電圧の印加方向に変えて前記プランジャを駆動してもよい。
【００２８】
また、本実施形態では、固定レンズを受光素子から最も遠い位置に配置し、前記固定レンズと受光素子との間に複数の可動レンズを配置する場合について説明したが、必ずしもこれに限らない。例えば、固定レンズを受光素子に最も近い位置に配置し、可動レンズを固定レンズよりも受光素子から遠い位置に配置してもよい。
【００２９】
さらに、可動レンズは２枚に限らず、１枚もしくは３枚以上であってもよい。そして、位置規制する可動レンズは第２可動レンズに限らず、復帰時に第１可動レンズを位置規制して焦点距離を合わせるようにしてもよい。
【００３０】
【発明の効果】
本発明によれば、スプールの中心孔内を往復移動するプランジャに少なくとも１枚のレンズを取り付けてあるので、装置全体の占有容積が小さくなり、小型化できる。また、光軸心と駆動軸心とが同一になり、従来例のようなブレがなくなるので、レンズの位置決め精度が高くなる。さらに、プランジャをレンズホルダーに兼用できるので、部品点数，組立工数が少なくなり、生産性が高くなるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１Ａおよび図１Ｂは本発明にかかるズームレンズ駆動機構の実施形態を示す平面図および正面図である。
【図２】図１で示した実施形態の分解斜視図である。
【図３】図１で示した実施形態の異なる角度から見た分解斜視図である。
【図４】復帰状態における図１ＡのＩ−Ｉ線断面図である。
【図５】復帰状態における図１ＡのＩＩ−ＩＩ線断面図である。
【図６】復帰状態における図１ＢのＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。
【図７】動作状態における図１ＡのＩ−Ｉ線断面図である。
【図８】動作状態における図１ＡのＩＩ−ＩＩ線断面図である。
【図９】動作状態における図１ＢのＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。
【図１０】レンズ相互の相対的な位置関係を示す概略図である。
【符号の説明】
１０…取付基板、１１…受光素子、１２…受光部、２０…ベース脚部、２４…スペーサ、２５…板状マグネット、３０…スプール、３１…中心孔、３４，３５…第１，第２コイル、３６…ガイド軸、３７…位置規制用リブ、３８…復帰バネ、４０…プランジャ、４１…すり鉢状凹所、４６…スライドホルダー、４７…位置決め用突起、４９…付勢バネ、５０…固定用カバー、５１…カシメ孔、５５…固定ホルダー、６０…固定レンズ、６１，６２…第１，第２可動レンズ。
【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】
2004341325.tif 000010
【図９】
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【図１０】
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