(57)【要約】【課題】直進安定性を確保できるレンズ駆動装置を提供する。【解決手段】  レンズ駆動装置２は、レンズ５を保持するレンズホルダ６と、レンズホルダ６を前後方向に往復移動させる高分子アクチュエータ１０とを有する。光軸Ｌ方向において、レンズ駆動装置２は、所定の距離をもって対向して配置された前側の板バネ１４と後側の板バネ１５とを更に備える。前側の板バネ１４の先端１４ｂは、レンズホルダ６の前側の付勢面６ｈに当接し、後側の板バネ１５の先端１５ｂは、レンズホルダ６のレンズホルダ６の後側の付勢面６ｇに当接している。前側の板バネ１４及び後側の板バネ１５は、リング状のスペーサ１３に固定されている。【選択図】  図２
2009020250.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レンズを保持するレンズホルダと、前記レンズホルダを光軸方向に沿って前後方向に往復移動させる高分子アクチュエータとを有するレンズ駆動装置において、
前記光軸方向で離間して配置された前側の板バネと後側の板バネとを備え、前記前側の板バネの先端は、前記レンズホルダに設けられた前側の付勢面に当接し、前記後側の板バネの先端は、前記レンズホルダに設けられた後側の付勢面に当接していることを特徴とするレンズ駆動装置。
【請求項２】
前記前側の板バネの基端及び後側の板バネの基端は、リング状のスペーサに固定され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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レンズ駆動装置に関し、特に高分子アクチュエータを駆動源として用いたレンズ駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、このような分野の技術として、特開２００６−２９３００８号公報がある。この公報に記載されたレンズ駆動装置は、レンズを保持するレンズホルダと、三日月形状でレンズホルダの縁に沿って配置された高分子アクチュエータと、レンズホルダの移動をガイドするガイド軸と、高分子アクチュエータと協働してレンズホルダを挟むように設置されたコイルバネとを備えている。そして、レンズホルダは、高分子アクチュエータの撓みにより生じた駆動力を利用しコイルバネの付勢力を抗してガイド軸に沿って前方に移動し、又はコイルバネの付勢力を利用しガイド軸に沿って元の位置に戻る。
【特許文献１】特開２００６−２９３００８号公報
【特許文献２】特開２００６−３０１２０２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、前述した従来のレンズ駆動装置では、中央から離れた縁部に配置されている一個のコイルバネと高分子アクチュエータとの協働により、レンズホルダを往復動させるので、レンズホルダを傾けるような力が発生し、直進の悪いレンズホルダがガイド軸に対して高摩擦状態で進退するので、レンズホルダの安定した動作を確保し難いといった問題点がある。
【０００４】
本発明は、直進安定性を確保できるレンズ駆動装置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】
【０００５】
本発明に係るレンズ駆動装置は、レンズを保持するレンズホルダと、レンズホルダを光軸方向に沿って前後方向に往復移動させる高分子アクチュエータとを有するレンズ駆動装置において、光軸方向で離間して配置された前側の板バネと後側の板バネとを備え、前側の板バネの先端は、レンズホルダに設けられた前側の付勢面に当接し、後側の板バネの先端は、レンズホルダに設けられた後側の付勢面に当接していることを特徴とする。
【０００６】
本発明に係るレンズ駆動装置では、光軸方向で離間して配置された前側の板バネと後側の板バネとを備え、前側の板バネの先端がレンズホルダの前側の付勢面に当接し、後側の板バネの先端がレンズホルダの後側の付勢面に当接しているので、高分子アクチュエータの撓みにより生じた駆動力を受け、レンズホルダが光軸方向に沿って前後方向に往復移動する際に、それぞれ前側又は後側の板バネ板により移動方向と逆方向に付勢される。従って、レンズホルダは、高分子アクチュエータ及び前側又は後側の板バネによって保持されながら光軸方向に沿ってスムーズ往復移動する。その結果、レンズホルダの直進安定性を確保することが可能となる。また、前側の板バネと後側の板バネとを備えることで、外部からの衝撃や振動によってレンズや高分子アクチュエータに与えられるダメージを軽減することができる。
【０００７】
本発明に係るレンズ駆動装置では、前側の板バネの基端及び後側の板バネの基端は、リング状のスペーサに固定されていることが好適である。
このようにすれば、前側の板バネと後側の板バネとの間隔を容易に確保することができると共に、これらの板バネとスペーサとの一体化によって、レンズ駆動装置の組立が容易になる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、直進安定性を確保できるレンズ駆動装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、図面を参照しつつ本発明に係るレンズ駆動装置の好適な実施形態について詳細に説明する。
【００１０】
本発明に係るレンズ駆動装置２は、デジタルカメラ、ビデオカメラ、携帯電話に取り付けられたデジタルカメラなどの光学装置に用いられ、ＡＦ（Ａｕｔｏ―Ｆｏｃｕｓ）制御を行うために利用される。図１及び図２に示すように、光学装置１は、被写体の光学像を形成するためのレンズ５を駆動するレンズ駆動装置２と、被写体の光学像をデジタル画像データに変換するための撮像素子３と、撮像素子３が搭載される撮像素子用基板４とから主として構成されている。
【００１１】
レンズ駆動装置２は、レンズ５を保持するレンズホルダ６と、蓋部８との協働でレンズホルダ６を収容する樹脂製のケース７と、レンズホルダ６を駆動させる高分子アクチュエータ１０とを主として備えている。レンズホルダ６は、レンズ５の光軸Ｌに沿って配置され、被写体からの光は、この光軸Ｌに沿ってレンズ５に入射し、レンズ５により光学像を形成し、撮像素子３で撮像される。
【００１２】
図３に示すように、ケース７は、長手方向（すなわち、光軸Ｌ方向）の両端がそれぞれ開口され、略筒状に形成されている。ケース７は、同一の円周上に位置すると共に対向して配置された円弧状の第１の周壁７ａ，７ｂと、第１の周壁７ａと第１の周壁７ｂとの間で、第１の周壁７ａ，７ｂの円周上から外方に張り出した半円筒状の第２の周壁７ｃ，７ｄとを有する。そして、ケース７の長手方向における片端には、略円環状に形成された底部７ｅが設けられている。
【００１３】
第１の周壁７ａ，７ｂには、断面矩形状の凹部７ｆ，７ｇがそれぞれ形成され、これらの凹部７ｆ，７ｇは、後述する高分子アクチュエータ１０の電極１１，１２の電圧印加部１１ａ，１２ａの一部を露出させるための取出口になる。また、第１の周壁７ａ，７ｂの内周面は段差面７ｈ，７ｊを有し、これらの段差面７ｈ，７ｊに高分子アクチュエータ１０が２枚の電極１１，１２に挟まれた配置で載置される。
【００１４】
第２の周壁７ｄの内側には、光軸Ｌ方向に突出する円柱状の回り止め７ｋが設けられ、第２の周壁７ｃの内側には、ガイド軸９を挿入する挿入孔７ｓが、光軸Ｌに沿って延在するように設けられている（図２参照）。また、第１の周壁７ａ，７ｂの先端には、蓋部８に設けられたピン孔８ａ，８ｂ（図１参照）内に挿入する位置決めピン７ｎ，７ｐが形成され、これによって、ケース７に蓋部８を載せる時に、両者の位置合わせが容易になる。
【００１５】
図１及び図４に示すように、レンズホルダ６は、レンズ５を保持する第１の円筒部６ａと、第１の円筒部６ａの外径よりも小さく形成された第２の円筒部６ｂとを有する。第１の円筒部６ａの外周壁には、ガイド軸９と係合するスライダ部１６が設置されている。このスライダ部１６は、第１の円筒部６ａの外周壁から径方向に突出し、ガイド軸９が挿通する貫通孔１６ａ，１６ｂを有する。そして、スライダ部１６の貫通孔１６ａ，１６ｂの中にガイド軸９が挿通されることにより、レンズホルダ６はガイド軸９によってガイドされる。
【００１６】
一方、第１の円筒部６ａの外周壁において、スライダ部１６の設置位置と反対側には、ケース７の回り止め７ｋと係合する係合部１７が設けられている。この係合部１７は、第１の円筒部６ａの外周壁から径方向に突出し、その先端には、回り止め７ｋを挿入するＵ字状の溝部１７ａが形成されている。
【００１７】
また、図２に示すように、第１の円筒部６ａと第２の円筒部６ｂとの間には、光軸Ｌを中心とした円環状の溝部６ｃが形成されている。溝部６ｃは、内側から外側に向かって断面ハの字状に広がり、円環状の前側傾斜面６ｄと円環状の後側傾斜面６ｅとからなる。
【００１８】
後側傾斜面６ｅの外端側には、凹部６ｆが設けられている。凹部６ｆにおける蓋部８側寄りの平面６ｇは、レンズホルダ６の前端面６ｈと平行に形成されている。この平面６ｇは、後側の板バネ１５の先端１５ｂに当接する後側の付勢面であり、一方、前端面６ｈは、前側の板バネ１４の先端１４ｂに当接する前側の付勢面である。
【００１９】
高分子アクチュエータ１０は、溝部６ｃを取り囲むように配置されている。図５及び図６に示すように、高分子アクチュエータ１０は、高分子材料からなる可動部集合体１８と、可動部集合体１８を挟み込むように配置された円環状の電極１１，１２とからなる。可動部集合体１８は、光軸Ｌに対して直交する平面上に配置された８枚の舌片状の可動部１８ａを有する。これらの可動部１８ａは、光軸Ｌを中心とした円環状且つ均等に配列され、基端１８ｂ側で互いに連結され、可動部１８ａの先端部１８ｃは、円弧状に形成されている。そして、高分子アクチュエータ１０及びレンズホルダ６をケース７に取り付けた状態では、可動部１８ａの先端部１８ｃは、レンズホルダ６の溝部６ｃ内に挿入される。
【００２０】
そして、高分子アクチュエータ１０は、電極１１，１２に挟まれた配置でケース７の段差面７ｈ，７ｊに載置され、電極１１，１２の電圧印加部１１ａ，１２ａは、ケース７の凹部７ｆ，７ｇを通して外に取り出される。なお、可動部１８ａの高分子材料として、例えば金メッキ層を施したイオン交換樹脂等が用いられる。
【００２１】
このように構成された高分子アクチュエータ１０にあっては、可動部１８ａが舌片状に形成されているため、電極１１，１２を介してこれらの可動部１８ａに交流電圧を印加すると、可動部１８ａに撓みが生じ、各可動部１８ａが同方向に反り、先端部１８ｃが元の位置から大きく離れる（図７及び図８参照）。このとき、印加電圧の値を調整することによって、可動部１８ａの撓み量を制御することが可能である。
【００２２】
図１及び図２に示すように、光軸Ｌ方向において、レンズ駆動装置２は、所定の距離をもって高分子アクチュエータ１０を挟むように対向して配置された前側の板バネ１４と後側の板バネ１５とを備える。前側の板バネ１４の先端１４ｂは、レンズホルダ６の前側の付勢面６ｈに当接し、後側の板バネ１５の先端１５ｂは、レンズホルダ６のレンズホルダ６の後側の付勢面６ｇに当接している。
【００２３】
前側の板バネ１４及び後側の板バネ１５は、リング状のスペーサ１３に固定されている。スペーサ１３は、リング部１３ａとリング部１３ａから径方向に突出した取付部１３ｂとからなり、リング部１３ａを高分子アクチュエータ１０の電極１１の上に載せ、更にケース７の上に蓋部８を被せることによって、スペーサ１３及び高分子アクチュエータ１０は、ケース７の内部に押え込まれ、保持されている。前側及び後側の板バネ１４，１５の基端１４ａ，１５ａは、取付部１３ｂに熱溶着によって固定され、各板バネ１４，１５は、スペーサ１３に片持ち状態で支持されている。
【００２４】
以下、図９及び図１０を参照しつつレンズ駆動装置２の動作を説明する。
【００２５】
まず、図９に示すように、高分子アクチュエータ１０の電極１１を陽極、電極１２を陰極として電圧を印加すると、可動部１８ａに撓みが生じ、可動部１８ａが凹状に反り、先端部１８ｃが前方向に移動する。そのとき、先端部１８ｃがレンズホルダ６の溝部６ｃの内部に挿入されているので、先端部１８ｃが前側傾斜面６ｄに接触し、可動部１８ａの撓みにより生じた駆動力が前側傾斜面６ｄに作用する。
【００２６】
更に、高分子アクチュエータ１０の８枚の可動部１８ａが、光軸Ｌを中心として円環状且つ均等に配列され、均等に溝部６ｃを取り囲む。従って、これらの可動部１８ａの撓みにより生じた駆動力が均一にレンズホルダ６の前側傾斜面６ｄに作用することができる。その結果、レンズホルダ６は、駆動力によって光軸Ｌ方向に沿って直線状に前方向に移動する。
【００２７】
この時、レンズホルダ６の前側の付勢面６ｈに当接する前側の板バネ１４が、駆動力により前方向に押されるので、前側の板バネ１４に弾性変形が発生する。レンズホルダ６は、前側の板バネ１４の反力によって移動方向と逆方向（すなわち後方向）に付勢されることとなり、後側の板バネ１５はレンズホルダ６から離間する。このように、前側傾斜面６ｄでは先端部１８ｃによって前方向に押され、前側の付勢面６ｈでは前側の板バネ１４によって後方向に付勢されるため、レンズホルダ６は、高分子アクチュエータ１０の可動部１８ａと前側の板バネ１４とによって支持された状態で移動する。
【００２８】
従って、レンズホルダ６は、支持されながら光軸Ｌ方向に沿ってスムーズに前方向に移動され、レンズホルダ６の安定した動作が確保される。なお、この場合、印加電圧の値を適宜に調整し、可動部１８ａの撓み量を制御することで、レンズホルダ６の細かい動きを容易に得られる。
【００２９】
そして、高分子アクチュエータ１０の電極１１，１２への電圧印加を停止すると、可動部１８ａが元の状態に復元する。そして、レンズホルダ６は、前側の板バネ１４の付勢力によって、光軸Ｌ方向に沿ってスムーズに元の状態に戻る。
【００３０】
同様に、図１０に示すように、高分子アクチュエータ１０の電極１１を陰極、電極１２を陽極として電圧を印加すると、可動部１８ａに撓みが生じ、可動部１８ａが凸状に反り、先端部１８ｃが後方向に移動する。そのとき、先端部１８ｃがレンズホルダ６の溝部６ｃの内部に挿入されているので、先端部１８ｃが後側傾斜面６ｅに接触し、可動部１８ａの撓みにより生じた駆動力が後側傾斜面６ｅに作用する。
【００３１】
更に、高分子アクチュエータ１０の８枚の可動部１８ａが、光軸Ｌを中心として円環状且つ均等に配列され、均等に溝部６ｃを取り囲む。従って、これらの可動部１８ａの撓みにより生じた駆動力が均一にレンズホルダ６の後側傾斜面６ｅに作用することができる。その結果、レンズホルダ６は、駆動力によって光軸Ｌ方向に沿って直線状に後方向に移動する。
【００３２】
この時、レンズホルダ６の後側の付勢面６ｇに当接する後側の板バネ１５が、駆動力により後方向に押されるので、後側の板バネ１５に弾性変形が発生する。レンズホルダ６は、後側の板バネ１５の反力によって移動方向と逆方向（すなわち前方向）に付勢されることとなり、前側の板バネ１４はレンズホルダ６から離間する。このように、後側傾斜面６ｅでは先端部１８ｃによって後方向に押され、後側の付勢面６ｇでは後側の板バネ１５によって前方向に付勢されるため、レンズホルダ６は、高分子アクチュエータ１０の可動部１８ａと後側の板バネ１５とによって支持された状態で移動する。
【００３３】
従って、レンズホルダ６は、支持されながら光軸Ｌ方向に沿ってスムーズに後方向に移動され、レンズホルダ６の安定した動作が確保される。その結果、レンズホルダ６の直進安定性を確保することが可能となる。なお、この場合、印加電圧の値を適宜に調整し、可動部１８ａの撓み量を制御することで、レンズホルダ６の細かい動きを容易に得られる。
【００３４】
そして、高分子アクチュエータ１０の電極１１，１２への電圧印加を停止すると、可動部１８ａが元の状態に復元する。そして、レンズホルダ６は、後側の板バネ１５の付勢力によって、光軸Ｌ方向に沿ってスムーズに元の状態に戻る。
【００３５】
以上のように構成されたレンズ駆動装置２にあっては、高分子アクチュエータ１０に交流電圧を印加する際に、可動部１８ａの撓みにより生じた駆動力が均等にレンズホルダ６に作用するので、レンズホルダ６を光軸Ｌ方向に沿ってスムーズに前後方向に往復移動させることができ、レンズホルダ６の直進安定性を確保することが可能となる。
【００３６】
また、前側の板バネ１４と後側の板バネ１５とを備えるため、無通電状態では、前側の板バネ１４の先端１４ｂがレンズホルダ６の前側の付勢面６ｈに当接し、後側の板バネ１５の先端１５ｂが後側の付勢面６ｇに当接することで、レンズホルダ６は、前側の板バネ１４及び後側の板バネ１５によって保持される（図２参照）。一方、通電状態では、レンズホルダ６が高分子アクチュエータ１０及び前側の板バネ１４又は後側の板バネ１５によって支持される（図９及び図１０参照）。このように無通電状態のみならず、通電状態においてもレンズホルダ６は常に支持されるので、外部からの衝撃や振動によりレンズ５及び高分子アクチュエータ１０へのダメージを軽減することができ、撮影者の動きに起因するレンズ駆動装置２への影響を抑制することができる。
【００３７】
更に、前側の板バネ１４と後側の板バネ１５とは、スペーサ１３に固定されるので、前側の板バネ１４と後側の板バネ１５との間隔を容易に確保することができると共に、これらの板バネ１４，１５とスペーサ１３との一体化によって、レンズ駆動装置２の組立が容易になる。
【００３８】
次に、高分子アクチュエータ１０における可動部の変形例について図１１及び図１２を参照して説明する。
【００３９】
図１１に示す変形例では、高分子材料からなる可動部集合体１９は、光軸Ｌに対して直交する平面上に配置された８枚の舌片状の可動部１９ａを有する。これらの可動部１９ａは、光軸Ｌを中心とした円環状且つ均等に配列され、基端１９ｂ側で互いに連結されている。可動部１９ａの先端部１９ｃは、レンズホルダ６の溝部６ｃの形状に合わせるように凹状に形成されている。そして、可動部集合体１９をケース７に取り付けた状態では、可動部１９ａの先端部１９ｃは、レンズホルダ６の溝部６ｃ内に挿入される。このような構成は、可動部集合体１８と同様な効果が得られる。
【００４０】
図１２に示す変形例では、高分子材料からなる可動部集合体２０は、光軸Ｌに対して直交する平面上に配置された８枚の舌片状の可動部２０ａを有する。これらの可動部２０ａは、光軸Ｌを中心とした円環状且つ均等に配列され、基端２０ｂ側で互いに連結されている。可動部２０ａの先端部２０ｃは、直線状に形成されている。そして、可動部集合体２０をケース７に取り付けた状態では、可動部２０ａの先端部２０ｃは、レンズホルダ６の溝部６ｃ内に挿入される。このような構成は、可動部集合体１８と同様な効果が得られる。
【００４１】
本発明は、上記の実施形態に限定されるものではない。例えば、可動部集合体１８，１９，２０は８枚の可動部１８ａ，１９ａ，２０ａを有しているが、これに限らず、光軸Ｌを中心とした環状且つ均等に配列すれば、３枚以上の複数枚を有してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】光学装置の一実施形態を示す分解斜視図である。
【図２】本発明に係るレンズ駆動装置の実施形態を示す断面図である。
【図３】ケースを示す斜視図である。
【図４】レンズホルダに可動部集合体を装着した状態を示す斜視図である。
【図５】高分子アクチュエータを示す斜視図である。
【図６】可動部集合体を示す平面図である。
【図７】通電状態での可動部の反り状態を示す斜視図である。
【図８】図７のVIII−VIII線に沿った断面図である。
【図９】レンズホルダが前方向に移動した状態を示す断面図である。
【図１０】レンズホルダが後方向に移動した状態を示す断面図である。
【図１１】可動部集合体の変形例を示す平面図である。
【図１２】可動部集合体の変形例を示す平面図である。
【符号の説明】
【００４３】
２…レンズ駆動装置、５…レンズ、６…レンズホルダ、６ｇ…平面（後側の付勢面）、６ｈ…前端面（前側の付勢面）、１０…高分子アクチュエータ、１３…スペーサ、１４…前側の板バネ、１５…後側の板バネ、１４ａ，１５ａ…基端、１４ｂ，１５ｂ…先端、Ｌ…光軸。
【図１】
2009020250.tif 000003
【図２】
2009020250.tif 000004
【図３】
2009020250.tif 000005
【図４】
2009020250.tif 000006
【図５】
2009020250.tif 000007
【図６】
2009020250.tif 000008
【図７】
2009020250.tif 000009
【図８】
2009020250.tif 000010
【図９】
2009020250.tif 000011
【図１０】
2009020250.tif 000012
【図１１】
2009020250.tif 000013
【図１２】
2009020250.tif 000014