(57)【要約】【課題】簡易な構造で、かつ、レンズをレンズの光軸方向に移動させる際の光軸のズレを抑制可能なレンズ駆動装置を提供する。【解決手段】第１弾性部１４Ａは、レンズユニット１２に光軸Ｌ方向の力が作用された際に、固定位置Ｐを中心としてＸ方向に回転するような撓みが可能とされている（この撓みによる変形を「第１の撓み変形」という）。また、第２弾性部１４Ｂは、レンズユニット１２に光軸Ｌ方向の力が作用された際に、変形部Ｒ近傍を中心としてＹ方向に回転するような撓みが可能とされている（この撓みによる変形を「第２の撓み変形」という）。Ｘ方向とＹ方向とは、互いに逆方向なので、第１の撓み変形によるレンズ１２Ｂの光軸Ｌの傾きと、第２の撓み変形によるレンズ１２Ｂの光軸Ｌの傾きとが相殺され、光軸Ｌの傾きが抑制される。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光を所定位置に結像可能な１又は複数のレンズを備えたレンズユニットと、
前記レンズユニットの作用位置に前記レンズの光軸方向の駆動力を作用させるアクチュエータと、
前記レンズユニットの外側に配置された外側部材と、
一端が前記外側部材の固定位置に固定されると共に他端が前記レンズユニットの保持位置に取り付けられ、前記駆動力により前記固定位置を中心として他端が変位する第１の撓み変形が可能とされると共に、この第１の撓み変形による前記レンズの光軸の傾きを相殺する方向への第２の撓み変形が可能とされ、前記レンズユニットを保持する弾性部材と、
を備えたレンズ駆動装置。
【請求項２】
前記固定位置は、前記保持位置から前記作用位置をみて、この作用位置よりも奥側に位置し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】
前記アクチュエータは、圧電素子を含んで構成されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のレンズ駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、レンズ駆動装置に係り、特に、光軸方向へレンズを移動可能なレンズ駆動装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
光を結像させるためのレンズをレンズの光軸方向に移動させる際には、一般に、光軸が傾かないように移動させることが好ましい。そのため、例えば特許文献１では、図１０に示すように、レンズ２１０の光軸Ｌ１と平行な２本のポール２１２、２１４をガイド部材として配置して、レンズ２１０の光軸Ｌ１方向の移動に伴う光軸Ｌ１の傾きが防止されたピント調整機構（レンズ駆動機構）が用いられている。
【０００３】
しかしながら、特許文献１に示されるようにガイド部材を設けると、レンズ駆動機構が複雑となってしまう。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１１−２６４９２７号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記事実を考慮して成されたものであり、簡易な構造で、かつ、レンズをレンズの光軸方向に移動させる際の光軸のズレを抑制可能なレンズ駆動装置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】
上記目的を達成するために、請求項１に記載のレンズ駆動装置は、光を所定位置に結像可能な１又は複数のレンズを備えたレンズユニットと、前記レンズユニットの外側に配置された外側部材と、一端が前記外側部材の固定位置に固定されると共に他端が前記レンズユニットの保持位置に取り付けられ、前記駆動力により前記固定位置を中心として他端が変位する第１の撓み変形が可能とされると共に、この第１の撓み変形による前記レンズの光軸の傾きを相殺する方向への第２の撓み変形が可能とされ、前記レンズユニットを保持する弾性部材と、前記レンズユニットの作用位置に前記光軸方向の駆動力を作用させるアクチュエータと、を含んで構成されている。
【０００７】
本発明のレンズ駆動装置では、アクチュエータからレンズユニットの作用位置に光軸方向の力が作用されると、弾性部材は固定位置を中心として撓む（第１の撓み変形）と共に、この第１の撓み変形によるレンズの光軸の傾きを相殺する方向へも撓む（第２の撓み変形）。したがって、弾性部材によって保持されているレンズユニットは、レンズの光軸の傾きが抑制されながら光軸方向へ移動される。
【０００８】
この構成によれば、光軸方向と平行に配置されたガイド部材や、平行リンク機構などを用いることなく、弾性部材のみの簡易な構造で、レンズをレンズの光軸方向に移動させる際の光軸のズレを抑制することができる。
【０００９】
なお、本発明のレンズ駆動装置は、請求項２に記載のように、前記固定位置が、前記保持位置から前記作用位置をみて、この作用位置よりも奥側に位置していることを特徴とすることができる。固定位置、作用位置、保持位置を前述の位置関係とすることにより、容易に弾性部材の第１の撓み変形及び第２の撓み変形を実現させることができる。
【００１０】
また、本発明のレンズ駆動装置のアクチュエータは、請求項３に記載のように、圧電素子を含んで構成することができる。このように、アクチュエータに圧電素子を用いることにより、モータやプランジャーを使用する場合と比較して、簡易な構成のアクチュエータとすることができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
［第１実施形態］
以下、図面を参照して本発明に係るレンズ駆動装置の第１実施形態について説明する。本発明のレンズ駆動装置は、例えば、レンズの焦点調節、ズーミングのためにレンズを移動させる場合に適用可能である。
【００１２】
本実施形態におけるレンズ駆動装置１０は、図１に示すように、レンズユニット１２、弾性部材１４、外側部材１６Ａ、１６Ｂ、及びアクチュエータ１８を備える。
【００１３】
レンズユニット１２は、１又は複数のレンズ１２Ｂ、及び、レンズ１２Ｂの側面を覆う円筒形状の鏡胴１２Ａから構成されている。鏡胴１２Ａの側面には、アクチュエータ１８からの力が作用される作用凸部２０が形成されている。
【００１４】
外側部材１６Ａ、１６Ｂは、作用凸部２０近傍のレンズユニット１２から所定距離離間した位置に各々配置されている。外側部材１６Ａ、１６Ｂは、例えば、レンズユニット１２が組み込まれる筐体やこの筐体に固定された部材等で構成されている。外側部材１６Ａ、１６Ｂは所定の位置に固定され、この外側部材１６Ａ、１６Ｂに対して、レンズユニット１２が相対的に移動可能とされている。
【００１５】
アクチュエータ１８は、圧電素子１８Ａ、及び取付部材１８Ｂで構成されている。圧電素子１８Ａは、長方形板状であり、一端が外側部材１６Ｂに固定されている。取付部材１８Ｂは、直方体状であり、一端面が圧電素子１８Ａの他端の板面に取り付けられている。また、取付部材１８Ｂの他端部には切り欠けが形成され、この切り欠けに作用凸部２０が嵌合されている。圧電素子１８Ａは電圧の印加により、図２の二点鎖線で示すように、取付部材１８Ｂと逆側のＷ方向に撓むように変形可能とされている。アクチュエータ１８は、取付部材１８Ｂに嵌合された作用凸部２０を介してレンズユニット１２にレンズ１２Ｂの光軸Ｌ方向の駆動力を作用させている。
【００１６】
なお、本実施形態では、取付部材１８Ｂが圧電素子１８Ａと作用凸部２０との間に介在されているが、圧電素子１８Ａを直接作用凸部２０に取り付けても、また、圧電素子１８Ａを直接レンズユニット１２に取り付けてもよい。
【００１７】
また、本実施形態では、圧電素子１８ＡがＷ方向に撓むように変形可能とされているが、Ｗ方向と逆方向に撓むように変形可能としてもよい。
【００１８】
弾性部材１４は、弾性力のある板状の部材で構成されている。弾性部材１４の一端は、外側部材１６Ａの固定位置Ｐに、板面がレンズ１２Ｂの光軸Ｌと直交する方向で固定されている。弾性部材１４の他端は、レンズユニット１２を挟んで固定位置Ｐと逆側のレンズユニット１２の側面の保持位置Ｑに取り付けられている。弾性部材１４は、固定位置Ｐからレンズユニット１２の側面に沿って湾曲して配置されている。弾性部材１４によってレンズユニット１２は保持されている。
【００１９】
ここで、レンズユニット１２に光軸Ｌ方向の力が作用された際の弾性部材１４の撓みについて説明する。図３は、光軸Ｌと直交する方向からの、レンズユニット１２と弾性部材１４との関係を模式的に表した図である。また、弾性部材１４の、固定位置Ｐから最も離れた部分を変形部Ｒとする。まず、図３（Ａ）に示す弾性部材１４の固定位置Ｐ側から変形部Ｒの間部分（以下「第１弾性部１４Ａ」という）と、図３（Ｂ）に示す弾性部材１４の保持位置Ｑ側から変形部Ｒの間部分（以下「第２弾性部１４Ｂ」という）とを分けて考える。第１弾性部１４Ａのみに着目すると、第１弾性部１４Ａは、図３（Ａ）に示すように、レンズユニット１２に光軸Ｌ方向（レンズユニット１２に力が作用される前のレンズ１２Ｂの光軸方向）の力Ｔが作用された際に、固定位置Ｐを中心としてＸ方向に回転するような撓みが可能とされている（以下この撓みによる変形を「第１の撓み変形」という）。また、第２弾性部１４Ｂのみに着目すると、図３（Ｂ）に示すように、第２弾性部１４Ｂは、レンズユニット１２に力Ｔが作用された際に、変形部Ｒ近傍を中心としてＹ方向に回転するような撓みが可能とされている（以下この撓みによる変形を「第２の撓み変形」という）。Ｘ方向とＹ方向とは、互いに逆方向なので、第１の撓み変形によるレンズ１２Ｂの光軸Ｌの傾きと、第２の撓み変形によるレンズ１２Ｂの光軸Ｌの傾きとが相殺され、図４に示すように光軸Ｌの傾きが抑制される。
【００２０】
なお、第１の撓み変形及び第２の撓み変形は、固定位置Ｐ、作用凸部２０、及び保持位置Ｑの各々の位置や、弾性部材１４の弾性率、形状等に依存するものである。したがって、これらの条件は第１の撓み変形及び第２の撓み変形によって光軸Ｌの傾きが０になるように設定されるのが好ましい。
【００２１】
次に、本実施形態の作用について説明する。
【００２２】
図示しない回路から圧電素子１８Ａに電圧が印加されると、図２に示すように、圧電素子１８ＡがＷ方向へ撓むように変形する。これにより、取付部材１８Ｂに嵌合された作用凸部２０を介してレンズユニット１２に光軸Ｌ方向の力が作用される。すると、弾性部材１４の第１弾性部１４Ａには第１の撓み変形が生じ、第２弾性部１４Ｂには第２の撓み変形が生じる。このときの第１弾性部１４Ａの回転方向Ｘと第２弾性部１４Ｂの回転方向Ｙとは互いに逆方向である。したがって、第１の撓み変形によるレンズユニット１２の光軸Ｌの傾きと第２の撓み変形によるレンズユニット１２の光軸Ｌの傾きとが互いに相殺されながら、レンズユニット１２はＺ方向へ移動される（移動後の状態を図２に二点鎖線で示す）。
【００２３】
したがって、本実施形態によれば、ガイド部材や平行リンク機構を用いることなく、簡易な構成で、光軸Ｌの傾きを抑制しつつレンズ１２Ｂを光軸Ｌ方向へ移動させることができる。
【００２４】
なお、本実施形態では、固定位置Ｐ、作用凸部２０、及び保持位置Ｑを、光軸Ｌ方向からみてほぼ一直線上に配置したが、必ずしもこのように配置する必要はない。特に、これらを一直線上に配置することにより、バランスよくレンズユニット１２を保持することができる。
【００２５】
また、作用凸部２０と保持位置Ｑとは、光軸Ｌを挟んで対向する位置に配置した例について説明したが、作用凸部２０と保持位置Ｑの位置は、入れ替えてもよい。
【００２６】
また、固定位置Ｐは、固定位置Ｐと保持位置Ｑとを結ぶ直線Ｇを法線とする平面Ｈを考えた場合に、この平面Ｈを境として保持位置Ｑと逆側、すなわち、保持位置Ｑから作用凸部２０をみて、作用凸部２０よりも奥側に配置されることが好ましい。このように配置することにより、容易に第１の撓み変形及び第２の撓み変形を生じさせることができる。
【００２７】
また、本実施形態では、弾性部材１４を１つ設けたが、図５に示すように、弾性部材１４を前述した位置の逆側に更に設けてもよい。このように、弾性部材を２つ設けることにより、レンズユニット１２が重い場合でも確実にレンズユニット１２を保持することができる。
【００２８】
また、本実施形態では、図２に示すように、レンズユニット１２の側面方向からみて、保持位置Ｑ、光軸Ｌ、作用凸部２０、固定位置Ｐ、の順に配置した例について説明したが、保持位置Ｑ、作用凸部２０、光軸Ｌ、固定位置Ｐ、の順に配置することもできる。特に、保持位置Ｑ、光軸Ｌ、作用凸部２０、固定位置Ｐ、の順に配置することにより、作用凸部２０と固定位置Ｐとの間の距離を短くすることができて、外側部材１６Ａと１６Ｂとの間の距離を短くすることができるので、コンパクトな設計とすることができる。
［第２実施形態］
次に第２実施形態について説明する。本実施形態については、第１実施形態と同様の部分については同一の符号を付して、詳細な説明は省略する。
【００２９】
本実施形態のレンズ駆動装置３０は、図６に示すように、レンズユニット１２、弾性部材２４、外側部材１６Ａ、及びアクチュエータ２８を備える。
【００３０】
外側部材１６Ａは、レンズユニット１２の側面でレンズユニット１２から所定距離離間した作用凸部２０側に配置されている。
【００３１】
アクチュエータ２８は、圧電素子を含んで構成されており、一端が作用凸部２０に取り付けられており、他端が図示しない固定位置に固定されている。アクチュエータ２８は、電圧の印加により、一端側が光軸Ｌ方向へ変位可能とされており、これにより作用凸部２０を介してレンズユニット１２にレンズ１２Ｂの光軸Ｌ方向の駆動力を作用させている。
【００３２】
弾性部材２４は、弾性力のある板状の部材で構成されており、光軸Ｌ方向から見て略Ｌ字形とされている。弾性部材２４の一端は、外側部材１６Ａの固定位置Ｐに固定されている。弾性部材２４の他端は、レンズユニット１２の作用凸部２０と逆側の保持位置Ｑに取り付けられている。ここで、弾性部材２４の固定位置Ｐ側端からＬ字状とされた屈曲部分Ｓまでを第１弾性部２４Ａとし、保持位置Ｑ側端からＬ字状とされた屈曲部分Ｓまでを第２弾性部２４Ｂとする。第２弾性部２４Ｂのレンズユニット１２と逆側は、側辺に沿って折り立てられている。これにより、第２弾性部２４Ｂの長辺方向への撓みが防止される。
【００３３】
レンズユニット１２に光軸Ｌ方向の力が作用されると、第１弾性部２４Ａには、第１の撓み変形が生じる。また、第２弾性部２４Ｂには、第２の撓み変形が生じる。第１の撓み変形及び第２の撓み変形については、第１実施形態と同様であるため詳細な説明は省略する。
【００３４】
次に、本実施形態の作用について説明する。
【００３５】
図示しない回路からアクチュエータ２８に電圧が印加されると、図７に示すように、アクチュエータ２８の作用凸部２０に取り付けられた一端がＷ方向へ変位する。これにより、作用凸部２０を介してレンズユニット１２に光軸Ｌ方向の力が作用される。すると、弾性部材２４の第１弾性部２４Ａには第１の撓み変形が生じ、第２弾性部２４Ｂには第２の撓み変形が生じる。このときの第１弾性部２４Ａの回転方向Ｘと第２弾性部２４Ｂの回転方向Ｙとは互いに逆方向である。したがって、第１の撓み変形によるレンズユニット１２の光軸Ｌの傾きと第２の撓み変形によるレンズユニット１２の光軸Ｌの傾きとが互いに相殺されながら、レンズユニット１２はＺ方向へ移動される（移動後の状態を図７に二点鎖線で示す）。
【００３６】
本実施形態によっても、弾性部材２４について、固定位置Ｐを中心とした第１の撓み変形と、第１の撓み変形による光軸Ｌの傾きを相殺する方向への第２の撓み変形が可能とされているので、ガイド部材や平行リンク機構を用いることなく、簡易な構成で、光軸Ｌの傾きを抑制しつつレンズ１２Ｂを光軸Ｌ方向へ移動させることができる。
【００３７】
なお、本実施形態では、弾性部材２４を１個設けた例について説明したが、図８に示すように、レンズユニット１２の弾性部材２４と逆側に、弾性部材２４のＬ字形と逆のＬ字形を構成する弾性部材２６を更に設けることもできる。このように、弾性部材を２つ設けることにより、レンズユニット１２が重い場合でも確実にレンズユニット１２を保持することができる。
【００３８】
なお、本発明に係るレンズ駆動装置に用いる、アクチュエータとしては、第１、第２実施形態のものに限定されず、図９に示すようなものも適用可能である。図９（Ａ）に示すアクチュエータ１８は、積層型圧電素子を用いたものであり、図９（Ｂ）に示すアクチュエータ１８は、コイルバネに帯状の圧電素子が巻き回されて構成された螺旋形状圧電素子を用いたものである。
【００３９】
また、アクチュエータとしては、圧電素子を用いたものに限定されるものではなく、モータやプランジャーを用いることもできる。特に、圧電素子を用いることにより、モータやプランジャーを使用する場合と比較して、簡易な構成のアクチュエータとすることができる。
【００４０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のレンズ駆動装置によれば、弾性部材は固定位置を中心として撓む（第１の撓み変形）と共に、この第１の撓み変形によるレンズの光軸の傾きを相殺する方向へも撓む（第２の撓み変形）。したがって、光軸方向と平行に配置されたガイド部材や、平行リンク機構などを用いることなく、弾性部材のみの簡易な構造で、レンズをレンズの光軸方向に移動させる際の光軸のズレを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施形態のレンズ駆動装置の斜視図である。
【図２】第１実施形態のレンズ駆動装置をレンズの光軸と直交する方向からみた側面図である。
【図３】第１実施形態の弾性部材の撓みとレンズユニットの動きを模式的に表した説明図である。
【図４】第１実施形態の弾性部材の撓みとレンズユニットの動きを模式的に表した説明図である。
【図５】第１実施形態のレンズ駆動装置の変形例を示す斜視図である。
【図６】第２実施形態のレンズ駆動装置の斜視図である。
【図７】第２実施形態のレンズ駆動装置をレンズの光軸と直交する方向からみた側面図である。
【図８】第２実施形態のレンズ駆動装置の変形例を示す斜視図である。
【図９】第１、第２実施形態のアクチュエータの変形例を示す側面図である。
【図１０】従来例を示す概略図である。
【符号の説明】
１０、３０  レンズ駆動装置
１２Ｂ            レンズ
１２    レンズユニット
１４、２４、２６  弾性部材
１６、１６Ａ、１６Ｂ  外側部材
１８、２８  アクチュエータ
２０    作用凸部（作用位置）
Ｌ        光軸
Ｐ        固定位置
Ｑ        保持位置
【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】
2004226683.tif 000011
【図１０】
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