(57)【要約】【課題】小型化が可能で、駆動精度に優れ、且つ、静音性に優れた撮像装置用のレンズ駆動機構を提供する。【解決手段】上記課題を解決するため、本発明は、駆動源にピエゾ振動モータの振動を用い、当該振動を直接又はギア構造を介してモータ駆動伝達リングに伝達して、レンズ駆動用リングを回転駆動させることを特徴とし、モータ駆動伝達リングを回転させるギアの平面に対して、垂直方向からピエゾ振動モータの振動子を付勢した状態で押し当てて回転させる第１レンズ駆動機構、モータ駆動伝達リングを回転させるギア側にスラストベアリングを配し、当該ギアの平面に対して垂直方向からピエゾ振動モータの振動子を付勢した状態で押し当てて回転させる第２レンズ駆動機構、１以上の当該ピエゾ振動モータを、レンズ駆動用リングの外周に、ピエゾ振動モータの振動子を付勢した状態で直接押し当ててレンズ駆動用リングを回転駆動させる第３レンズ駆動機構を採用する。【選択図】図１
2009258240.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動源から発生する動力を、鏡筒内に収容したモータ駆動伝達リングに伝達し、モータ駆動伝達リングに取り付けたレンズ駆動用リングを回転駆動させるための駆動機構であって、
当該駆動源にピエゾ振動モータの振動を用い、当該振動を直接又はギア構造を介して、モータ駆動伝達リングに伝達して、レンズ駆動用リングを回転駆動させることを特徴としたレンズ駆動機構。
【請求項２】
当該駆動源にピエゾ振動モータの振動を用い、当該振動をギア構造を介して、モータ駆動伝達リングに伝達して、レンズ駆動用リングを回転駆動させるレンズ駆動機構であって、
当該ギア構造は、当該モータ駆動伝達リングに平行に設ける壁面に貫通孔を設け、当該貫通孔に回転ロータ軸を貫通配置し、当該回転ロータ軸の壁面の外側に突出する一端側に第1の伝達ギアを設け、当該回転ロータ軸のモータ駆動伝達リング側の他端側にモータ駆動伝達リングの内周に形成した歯車噛合部に駆動力伝達する歯車ギアを設け、
当該ピエゾ振動モータの振動を用いて、当該第1の伝達ギアを回転させることで、回転ロータ軸を回転させると同時に、他端側の歯車ギアを回転させることでモータ駆動伝達リングを回転させるものである請求項１に記載のレンズ駆動機構。
【請求項３】
前記壁面にピエゾ振動子と当該第１の伝達ギアとの間に第２の伝達ギアを設け、ピエゾ振動モータの振動で当該第２の伝達ギアを回転させ、この回転力で当該第1の伝達ギアを回転させるものである請求項２に記載のレンズ駆動機構。
【請求項４】
当該駆動源にピエゾ振動モータの振動を用い、当該振動をギア構造を介して、モータ駆動伝達リングに伝達して、レンズ駆動用リングを回転駆動させるレンズ駆動機構であって、
当該ギア構造は、当該モータ駆動伝達リングに平行に設ける壁面に貫通孔を設け、
当該貫通孔に回転ロータ軸を貫通配置し、当該回転ロータ軸の壁面の外側に突出する一端側に伝達ギアを設け、当該回転ロータ軸のモータ駆動伝達リング側の他端側にモータ駆動伝達リングの内周に形成した歯車噛合部に駆動力伝達する歯車ギアを設けると共に、当該伝達ギア側にスラストベアリングを配し、歯車ギア側に軸受けを配しており、
当該壁面の外側に突出する伝達ギアの平面に対して、垂直方向からピエゾ振動モータの振動子を付勢した状態で押し当て、
当該ピエゾ振動モータの振動で当該伝達ギアを直接回転させ、この回転力で回転ロータ軸を回転させると同時に、他端側の歯車ギアを回転させることでモータ駆動伝達リングを回転させるものである請求項１に記載のレンズ駆動機構。
【請求項５】
前記伝達ギアの周囲には、伝達ギアをスラストベアリングに押し当てて、安定動作させるためのマグネット機構を備えた請求項４に記載のレンズ駆動機構。
【請求項６】
前記伝達ギアの周囲には、スラストベアリングを伝達ギアに押し当てて、安定動作させるためのスプリング機構を備えた請求項４に記載のレンズ駆動機構。
【請求項７】
前記壁面の外側には、前記伝達ギアの回転に同期して回転するエンコーダホイールを配置した請求項２〜請求項６のいずれかに記載のレンズ駆動機構。
【請求項８】
前記伝達ギアは、セラミック材料で構成したものである請求項２〜請求項７のいずれかに記載のレンズ駆動機構。
【請求項９】
前記伝達ギアは、ＨＶ９００以上で処理したステンレス系材料で構成したものである請求項２〜請求項８のいずれかに記載のレンズ駆動機構。
【請求項１０】
当該駆動源にピエゾ振動モータの振動を用いて、モータ駆動伝達リングに接続したレンズ駆動用リングに対して当該ピエゾ振動モータの振動を直接的に伝達してモータ駆動伝達リング及びレンズ駆動用リングを同期回転させるレンズ駆動機構であって、
１以上の当該ピエゾ振動モータを、当該レンズ駆動用リングの外周に、ピエゾ振動モータの振動子を付勢した状態で直接押し当てて配置した請求項１に記載のレンズ駆動機構。
【請求項１１】
前記レンズ駆動用リングの外周に、１以上のガイドローラを配置して、ピエゾ振動モータの振動子を付勢した状態で押し当てることによるレンズ駆動用リングの中心位置の調整を行うものである請求項１０に記載のレンズ駆動機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像装置のレンズ駆動機構及びそのレンズ駆動機構を用いた撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年のカメラを初めとする撮像装置には、撮像時の焦点距離を一定の範囲で自由に変化できるオートフォーカス機構が採用されている。そして、これらの撮像装置には、高倍率化、大口径化の要求が高くなっている。このオートフォーカス機構には、焦点面の移動をカムによるレンズ群の非直線移動で補正する機械補正方式、屈折力のバランスを計算してズーミングしても焦点面を一定に保つように設計段階から考慮した光学補正方式のいずれかが最低限採用され、焦点面移動の補正を撮像装置側の自動焦点機能に依存する電子補正方式と組み合わせて用いられるのが一般化している。機械補正方式、光学補正方式のいずれか単独で、高倍率化、大口径化が進んだズームレンズの焦点面移動を満足のいくレベルに補正することが困難だからである。
【０００３】
従来の撮像装置のレンズ駆動機構は、図１３及び図１４に示したように、ＤＣモータ６１の回転軸の先端からベルトドライブ方式で第１駆動ギア６２に駆動力を伝達し、複数のクラッチギア６３を介して、モータ駆動伝達リング６７に繋がる回転ロータ７０を回転させることで、モータ駆動伝達リング６７の内側に取り付けたレンズ駆動用リング６８を回転駆動させていた。
【０００４】
例えば、特許文献１に開示されているレンズ駆動機構は、屈曲定在波振動と縦振動との合成による楕円振動を発生する少なくとも１つの振動子と、上記振動子の楕円振動の作用を受ける。また、上記振動子に対して相対的に光軸方向に沿って直進駆動される電動用駆動部材と、手動操作に応じて、光軸方向に沿って移動可能に設けられた手動用駆動部材と、上記電動用駆動部材の外面と上記手動用駆動部材の内面とに圧接接触して光軸方向に沿って転動可能な転動体が配設されている。そして、上記電動用駆動部材と上記手動用駆動部材との相対的な光軸方向に沿う移動を受けて回転しながら移動する上記転動体と一緒に光軸方向に沿って直進移動する被駆動部材とを有することを特徴とするレンズ鏡枠駆動装置が開示されている。
【０００５】
特許文献２に開示されている超音波モータおよびレンズ鏡筒は、駆動部に楕円振動を励起させ、かつ、振動の節をもつ少なくとも１つの振動子を、回転軸周りに回転可能に支持されたロータに設けられた上記回転軸方向に対して垂直な当接面に摩擦接触させる。そして、上記ロータを回転駆動する超音波モータにおいて、上記振動子を上記回転軸に対し、垂直方向及び円周方向への移動を規制すると共に、上記回転軸方向に沿って直進移動自在に上記振動子の節近傍を支持する。また、ガイドするガイド支持部が形成された支持部材と、上記支持部材に配設されていて、上記振動子が上記当接面に接触状態となるように、上記振動子を上記ロータの上記回転軸方向に沿って付勢する付勢部材とを具備しており、駆動源としてユニット化されていることを特徴とした超音波モータによりレンズが駆動制御されるレンズ鏡筒が開示されている。
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−７１９４２
【特許文献２】特開２００６−１５８０５４
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、従来においては、図１３及び図１４に示したようなレンズ駆動機構は、ＤＣモータ６１の回転軸からモータ駆動伝達リング６７までの間に、多段に配置するギア群が必要になり、レンズ駆動機構としての駆動精度の確保及びダウンサイジングに限界があり小型化が困難であった。しかも、複数の多段に配置したギア群を用い、一定の減速比を設けて各ギアを配置するため、ギアが回転する際の駆動音が大きくなるため静音性に欠けるという欠点を備えていた。
【０００８】
また、特許文献１に開示のレンズ鏡枠駆動装置を内蔵する鏡枠装置は、固定枠に取り付け板を介して取り付けられる超音波アクチュエータを有しており、固定枠の外周部には、超音波アクチュエータの振動子が圧接する移動枠が進退可能に嵌入している。さらに、移動枠の外周部に従動枠が嵌入し、従動枠の外周部には外枠がそれぞれ進退可能に嵌入している。従動枠には移動枠と外枠に圧接する状態でローラが組み込まれており、移動枠がアクチュエータによって電動駆動された場合、その進退に伴ってローラを介して従動枠が進退駆動される。一方、外枠がマニュアル操作により進退駆動された場合、その進退に伴ってローラを介して従動枠が進退駆動されるものである。しかし、特許文献１に開示の技術は、超音波アクチュエータの設置位置がレンズ鏡枠内であるために、レンズ鏡枠内に組み込まれるレンズの大口径化と、レンズ鏡枠の小型化との両立を満足できないという問題があった。
【０００９】
また、特許文献２に開示の超音波モータは、ハウジングと、ロータと、ベアリング部材と、アクチュエータとして支持軸と駆動子を有する振動子と、押圧用凸部を有する板バネとを有してなる。振動子は、ハウジングの開口部に回転軸方向に沿って摺動可能で、且つ、支持軸が回動自在に支持されて挿入され、さらに、板バネの付勢力を受け、上記駆動子をロータに当接させた状態で保持される。振動子に超音波振動が励起されると、ロータは回転駆動されるが、振動子をハウジングに回転軸方向に移動可能に保持し、該振動子を板バネで押圧してロータ側の摩擦接触面に当接させているため、該振動子は、ロータに対して均等に、且つ、摩擦接触面に垂直な状態で当接し、良好な駆動状態が得られる。すなわち、特許文献２のレンズ鏡筒は、振動子をレンズ鏡筒内に設けられた光軸と直交する平面であるロータに当接して回転させ、当該回転力を利用して鏡筒を駆動させるものである。しかし、特許文献２の技術は、所定の伝達駆動機構を介して鏡筒を駆動するものであるため、直接的に鏡筒を駆動させる場合と比して駆動精度が低くなるという問題があった。
【００１０】
以上のことから、小型化が可能で、駆動精度に優れ、且つ、静音性に優れた撮像装置用のレンズ駆動機構が望まれてきた。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
そこで、本件発明者等は、課題を解決するため、鋭意研究の結果、以下のようなレンズ駆動機構及びそのレンズ駆動機構を用いた撮像装置を採用し、上記課題を解決するに至った。以下、本件発明の概略を説明する。
【００１２】
本件発明に係るレンズ駆動機構は、駆動源から発生する動力を鏡筒内に収容したモータ駆動伝達リングに伝達し、モータ駆動伝達リングに取り付けたレンズ駆動用リングを回転駆動させるための駆動機構であって、当該駆動源にピエゾ振動モータの振動を用い、当該振動を直接又はギア構造を介して、モータ駆動伝達リングに伝達して、レンズ駆動用リングを回転駆動させることを特徴とする。以下、この基本的技術思想の元に、以下のレンズ駆動機構が存在する。以下、「第１レンズ駆動機構」「第２レンズ駆動機構」「第３レンズ駆動機構」と称して大別する。
【００１３】
第１レンズ駆動機構：  本件発明に係る第１レンズ駆動機構は、当該駆動源にピエゾ振動モータの振動を用い、当該振動をギア構造を介して、モータ駆動伝達リングに伝達して、レンズ駆動用リングを回転駆動させるレンズ駆動機構であって、当該ギア構造は、当該モータ駆動伝達リングに平行に設ける壁面に貫通孔を設け、当該貫通孔に回転ロータ軸を貫通配置し、当該回転ロータ軸の壁面の外側に突出する一端側に第1の伝達ギアを設け、当該回転ロータ軸のモータ駆動伝達リング側の他端側にモータ駆動伝達リングの内周に形成した歯車噛合部に駆動力伝達する歯車ギアを設け、当該ピエゾ振動モータの振動を用いて、当該第1の伝達ギアを回転させることで、回転ロータ軸を回転させると同時に、他端側の歯車ギアを回転させることでモータ駆動伝達リングを回転させるものである。
【００１４】
第２レンズ駆動機構：  本件発明に係る第２レンズ駆動機構として、当該駆動源にピエゾ振動モータの振動を用い、当該振動をギア構造を介して、モータ駆動伝達リングに伝達して、レンズ駆動用リングを回転駆動させるレンズ駆動機構であって、当該ギア構造は、当該モータ駆動伝達リングに平行に設ける壁面に貫通孔を設け、当該貫通孔に回転ロータ軸を貫通配置し、当該回転ロータ軸の壁面の外側に突出する一端側に伝達ギアを設け、当該回転ロータ軸のモータ駆動伝達リング側の他端側にモータ駆動伝達リングの内周に形成した歯車噛合部に駆動力伝達する歯車ギアを設けると共に、当該伝達ギア側にスラストベアリングを配し、歯車ギア側に軸受けを配しており、当該壁面の外側に突出する伝達ギアの平面に対して、垂直方向からピエゾ振動モータの振動子を付勢した状態で押し当て、当該ピエゾ振動モータの振動で当該伝達ギアを直接回転させ、この回転力で回転ロータ軸を回転させると同時に、他端側の歯車ギアを回転させることでモータ駆動伝達リングを回転させるものであることも好ましい。
【００１５】
係る場合において、前記伝達ギアの周囲には、伝達ギアをスラストベアリングに押し当てて、安定動作させるためのマグネット機構を備えることが好ましい。
【００１６】
また、前記伝達ギアの周囲には、スラストベアリングを伝達ギアに押し当てて、安定動作させるためのスプリング機構を備えることが好ましい。
【００１７】
そして、以上に述べた本件発明に係る第１又は第２レンズ駆動機構において、前記壁面の外側には、前記伝達ギアの回転に同期して回転するエンコーダホイールを配置することが好ましい。
【００１８】
また、本件発明に係る第１又は第２レンズ駆動機構における前記伝達ギアは、セラミック材料で構成することが好ましい。
【００１９】
また、本件発明に係る第１又は第２レンズ駆動機構における前記伝達ギアは、ＨＶ９００以上で処理したステンレス系材料で構成することが好ましい。
【００２０】
第３レンズ駆動機構：  本件発明に係る第３レンズ駆動機構は、当該駆動源にピエゾ振動モータの振動を用いて、モータ駆動伝達リングに接続したレンズ駆動用リングに対して当該ピエゾ振動モータの振動を直接的に伝達してモータ駆動伝達リング及びレンズ駆動用リングを同期回転させるレンズ駆動機構であって、１以上の当該ピエゾ振動モータを、当該レンズ駆動用リングの外周に、ピエゾ振動モータの振動子を付勢した状態で直接押し当てて配置したものである。
【００２１】
そして、第３レンズ駆動機構において、前記レンズ駆動用リングの外周に、１以上のガイドローラを配置して、ピエゾ振動モータの振動子を付勢した状態で押し当てによるレンズ駆動用リングの中心位置の調整を行う事が好ましい。
【００２２】
以上に述べたレンズ駆動機構を用いることで、良好な撮像品質を備える撮像装置の提供が可能となる。
【発明の効果】
【００２３】
本件発明に係るレンズ駆動機構は、駆動源としてピエゾ振動モータの振動を用い、当該振動を直接又はギア構造を介して、モータ駆動伝達リングに伝達して、レンズ駆動用リングを回転駆動させるものであり、駆動源からモータ駆動伝達リングまでの距離が短くなり駆動誤差も少なく、レンズ駆動機構としての小型化及び駆動時の静音化が可能になる。しかも、このときピエゾ振動モータを複数個使用することも可能であり、高トルク仕様、高速駆動仕様のレンズ駆動機構の提供が可能になる。従って、このレンズ駆動機構を用いた撮像装置は、高品質のオートフォーカス機能を備えた製品となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
本件発明に係るレンズ駆動機構は、駆動源から発生する動力を、鏡筒内に収容したモータ駆動伝達リングに伝達し、モータ駆動伝達リングに取り付けたレンズ駆動用リングを回転駆動させるための駆動機構である。そして、当該駆動源にピエゾ振動モータの振動を用い、当該振動を直接又はギア構造を介して、モータ駆動伝達リングに伝達して、レンズ駆動用リングを回転駆動させることを特徴とするものである。以下、このレンズ駆動機構を大別した「第１レンズ駆動機構」と「第２レンズ駆動機構」と「第３レンズ駆動機構」とについて図を用いて説明する。
【００２５】
第１レンズ駆動機構：  本件発明に係る第１レンズ駆動機構は、当該駆動源にピエゾ振動モータの振動を用い、当該振動をギア構造を介して、モータ駆動伝達リングに伝達して、レンズ駆動用リングを回転駆動させるレンズ駆動機構である。当該ギア構造は、当該モータ駆動伝達リングに平行に設ける壁面に貫通孔を設け、当該貫通孔に回転ロータ軸を貫通配置し、当該回転ロータ軸の壁面の外側に突出する一端側に第1の伝達ギアを設け、当該回転ロータ軸のモータ駆動伝達リング側の他端側にモータ駆動伝達リングの内周に形成した歯車噛合部に駆動力伝達する歯車ギアを設ける。そして、当該ピエゾ振動モータの振動を用いて、当該第1の伝達ギアを回転させることで、回転ロータ軸を回転させると同時に、他端側の歯車ギアを回転させることでモータ駆動伝達リングを回転させるものである。
【００２６】
以下に、第１レンズ駆動機構について、図１及び図２を用いて更に詳しく説明する。図１は、壁面５上に配置されているピエゾ駆動モータ１と第1の伝達ギア２と第２の伝達ギア３とエンコーダーホイール４との配置を示した模式図である。図２は、図１のＡ−Ａ’線における断面図である。
【００２７】
第１レンズ駆動機構のギア機構は、図１に示すように、第1の伝達ギア２を加速又は減速回転させるための第２の伝達ギア３の外周側面に対して、ピエゾ駆動モータの振動子６が当接し、第２の伝達ギア３とエンコーダーホイール４とは、第1の伝達ギア２を介して各々が備えるギアにより噛み合った状態で配置されている。図２に示すように、第１の伝達ギア２は、歯車ギア９とが壁面５を挟んで回転ロータ軸７の一端側と他端側にそれぞれ結合された状態で構成されている。回転ロータ軸７は、壁面５及び当該壁面５に一体的に構成されたロータ回転軸収容ガイド１０が有する貫通孔に挿通した状態で係合されている。そして、ピエゾ振動モータの振動子６が第２の伝達ギア３の外周側面に付勢した状態で押し当てられ、当該ピエゾ振動モータ１の発する振動により第２の伝達ギア３が回転することで、第1の伝達ギア２とエンコーダーホイール４とが回転する。このときに、第２の伝達ギア３は、第1の伝達ギア２の回転速度を加速又は減速させるギアピッチを備えることで、レンズ駆動速度及びレンズ移動精度の調整が可能となる。
【００２８】
本件発明に係る第１レンズ駆動機構は、前記壁面５の貫通孔は、貫通孔内に軸受けを備えるものを用いることが好ましい。図２に示すように、壁面５内及びロータ回転軸収容ガイド１０内には軸受け８が備えられる。このように軸受け８を備えることで、回転ロータ軸の回転中の軸ブレを効果的に抑えることができる。本件発明に係る第１レンズ駆動機構は、第２の伝達ギア３の回転により回転ロータ軸７の他端側に構成されている歯車ギア９が回転し、当該歯車ギア９と噛合しているモータ駆動伝達リングを回転させることでレンズ駆動用リングを回転駆動させる。
【００２９】
なお、図３は、本件発明に係る第１レンズ駆動機構の別形態例である。図３には、ピエゾ駆動モータ１を横に倒した状態で、ピエゾ駆動モータ振動子６が第２の伝達ギア３の外周側面に当接配置され、第１の伝達ギア２と第２の伝達ギア３とが伝達ベルト１０によって接続されている例を示している。本件発明に係る第１レンズ駆動機構を撮像装置に用いる場合に、当該機構に使用される構成品の配置及び駆動伝達手段は、撮像装置を構成しているその他部材のレイアウトに合わせて適宜変更することができる。
【００３０】
なお、本件発明に係る第１レンズ駆動機構は、図示した形態に制限されるものではない。例えば図１に示す構成と図３に示す構成とを同一壁面上に配置させても良い。
【００３１】
第２レンズ駆動機構：  本件発明に係る第２レンズ駆動機構は、当該駆動源にピエゾ振動モータの振動を用い、当該振動をギア構造を介して、モータ駆動伝達リングに伝達して、レンズ駆動用リングを回転駆動させるレンズ駆動機構である。当該ギア構造は、当該モータ駆動伝達リングに平行に設ける壁面に貫通孔を設け、当該貫通孔の内部には、伝達ギア側にスラストベアリングを配し、歯車ギア側に軸受けを配しており、当該貫通孔に回転ロータ軸を貫通配置する。そして、当該回転ロータ軸の壁面の外側に突出する一端側に伝達ギアを設け、当該回転ロータ軸のモータ駆動伝達リング側の他端側にモータ駆動伝達リングの内周に形成した歯車噛合部に駆動力伝達する歯車ギアを設け、壁面の外側に突出する伝達ギアの平面に対して、垂直方向からピエゾ振動モータの振動子を付勢した状態で押し当て、当該ピエゾ振動モータの振動で当該伝達ギアを直接回転させ、この回転力で回転ロータ軸を回転させると同時に、他端側の歯車ギアを回転させることでモータ駆動伝達リングを回転させるものである。
【００３２】
以下に、図４及び図５を用いて上述した第２レンズ駆動機構について、更に詳しく説明する。図４は、壁面２３上に配置されているピエゾ駆動モータ２１と伝達ギア２２との配置例を示している。図５は、図４のＢ−Ｂ’線における断面図である。
【００３３】
図４より、伝達ギア２２の端にピエゾ振動モータの振動子２４が配置されていることが分かる。このように、伝達ギア２２の中心から離れた位置にピエゾ振動モータの振動子２４を配置することで回転ロータ軸２５をスムーズに回転させることができる。
【００３４】
図５に示すように、回転ロータ軸２５の一端側に伝達ギア２２が、他端側に歯車ギア２６がそれぞれ結合されて構成されている。更に、伝達ギア２２とスラストベアリング２７とが当接配置され、スラストベアリング回転輪脱落防止用カバー２９内には軸受け２８が備えられている。そして、ピエゾ振動モータ２１はピエゾ振動モータホルダー３０内に配置され、ピエゾ振動モータの振動子２４が伝達ギア２２の平面部へ当接されている。伝達ギア２２は、当該伝達ギア２２の平面部に垂直方向からピエゾ振動モータの振動子２４を付勢した状態で押し当ててピエゾ振動モータ２１を振動させることで回転させられる。また、伝達ギア２２は、スラストベアリング２７と当接されることによって滑らかな回転を実現することができる。本件発明に係る第２レンズ駆動機構は、当該伝達ギア２２が回転することで回転ロータ軸２５の他端側に結合されている歯車ギア２６も回転し、当該歯車ギア２６と噛合されるモータ駆動伝達リングを回転させることでレンズ駆動用リングが回転駆動する。
【００３５】
図６、図７には、本件発明に係る第２レンズ駆動機構のその他の実施形態の例を示す。図６は、マグネットの吸引力を利用してスラストベアリング２７のガタを抑え安定動作させる構成を示している。図７は、板ばねの反発力を利用してスラストベアリング２７のガタを抑え安定動作させる構成を示している。以下に、これらの実施形態の例について図６及び図７を用いて詳しく説明する。
【００３６】
本件発明に係る第２レンズ駆動機構は、前記伝達ギア２２の周囲には、当該伝達ギア２２をスラストベアリング２７に押し当てて、安定動作させるためのマグネット機構を備えることが好ましい。図６は、スラストベアリング２７、伝達ギア２２、ピエゾ振動モータ２１、マグネット３３ａ，３３ｂ、マグネット吸着用磁性体３１、歯車ギア２６の配置例を示している。また、図６に示すように、スラストベアリング２７を覆うようにスラストベアリング回転輪脱落防止用カバー２９が構成され、スラストベアリング２７と当接する伝達ギア２２の平面部に対して、垂直方向からピエゾ振動モータの振動子２４が当接配置されている。図６に示す第２レンズ駆動機構は、マグネット３２ａがマグネット吸着用磁性体３１をマグネットの力で引き寄せて、スラストベアリング２７を挟み込み、当該スラストベアリング２７の回転輪の遊びをなくすことで、スラストベアリング２７を安定動作させる。更に、歯車ギア２６をマグネット吸着用磁性体として、マグネット３２ｂとの構成を採ることで上述と同様にスラストベアリング２７の回転輪の遊びがなくなり、スラストベアリング２７を安定動作させることができる。ここで、マグネット３２ａとマグネット３２ｂとは、それぞれ単独で使用しても良く、また、一緒に使用しても良い。
【００３７】
本件発明に係る第２レンズ駆動機構は、前記伝達ギア２２の周囲には、スラストベアリング２７を当該伝達ギア２２に押し当てて、安定動作させるためのスプリング機構を備えることが好ましい。図７は、スラストベアリング２７、伝達ギア２２、ピエゾ振動モータ２１、板ばね３３、歯車ギア２６の配置例を示している。また、図７に示すように、スラストベアリング２７を覆うようにスラストベアリング回転輪脱落防止用カバー２９が構成され、スラストベアリング２７と当接する伝達ギア２２の平面部に対して、垂直方向からピエゾ振動モータの振動子２４が当接配置されている。図７に示す第２レンズ駆動機構は、板ばね３３の反発力を利用してスラストベアリング２７をピエゾ振動モータ２１側に押し当ててスラストベアリング２７を挟み込み、当該スラストベアリング２７の回転輪の遊びをなくすことで、スラストベアリング２７を安定動作させる。
【００３８】
なお、第２レンズ駆動機構は、図示した形態に制限されるものではない。例えば図５〜図７に示す構成を同一壁面上に配置させても良い。
【００３９】
本件発明に係る第１又は第２レンズ駆動機構において、前記壁面５，２３の外側には、前記伝達ギア２，２２の回転に同期して回転するエンコーダホイールを配置することが好ましい。回転ロータ軸の回転力を多段数のギアを介さずエンコーダホイールへ伝達することで、レンズの移動精度が向上する。
【００４０】
また、本件発明に係る第１及び第２レンズ駆動機構における前記伝達ギアは、セラミック材料、又は、ＨＶ９００以上で処理したステンレス系材料で構成することが好ましい。伝達ギアをセラミック材料、又は、ＨＶ９００以上で処理したステンレス系材料とすることで、耐久性が増し、レンズ駆動装置として品質の向上を図ることができる。
【００４１】
第３レンズ駆動機構：  本件発明に係る第３レンズ駆動機構は、当該駆動源にピエゾ振動モータの振動を用いて、モータ駆動伝達リングに接続したレンズ駆動用リングに対して当該ピエゾ振動モータの振動を直接的に伝達してモータ駆動伝達リング及びレンズ駆動用リングを同期回転させるレンズ駆動機構であって、１以上の当該ピエゾ振動モータを、当該レンズ駆動用リングの外周に、ピエゾ振動モータの振動子を付勢した状態で直接押し当てて配置したものである。
【００４２】
以下に、図８〜図１２を用いて上述した第３レンズ駆動機構について、更に詳しく説明する。
【００４３】
図８は、レンズ駆動用リング４５とピエゾ振動モータ４１とガイドローラー４２との配置例を示したものである。図８に示すように、ピエゾ振動モータの振動子４６が、レンズ駆動用リング４５の外周側面に対して直接付勢した状態で押し当てて、ピエゾ振動モータ４１の振動を直接的に伝達することで、レンズ駆動用リングを回転させる。このとき、レンズ駆動用リング４５の外周側面には、ピエゾ振動モータの振動子４６に付勢されて当該レンズ駆動用リング４５の中心位置がずれるのを防止するため、ガイドローラー４２が配置される。本件発明に係る第３レンズ駆動機構は、ピエゾ振動モータ４１の振動によって直接レンズ駆動用リング４５を回転させて、この回転によりモーター駆動伝達リング４３を回転させる。また、モーター駆動伝達リング４３の内周側面にはギア噛合部４７が備えられ、モーター駆動伝達リング４３の回転により当該ギア噛合部４７と噛合する歯車ギア４４を介してエンコーダ（不図示）が回転する。
【００４４】
図９は、図８のＣ−Ｃ’線における断面図である。図９に示すように、鏡筒４８内において、レンズ駆動用リング４５とモーター駆動伝達リング４３とが接続され、当該モーター駆動伝達リング４３の内周側面のギア噛合部４７に歯車ギア４４が噛合した状態で配置される。図１０は、レンズ駆動用リング４５とモーター駆動伝達リング４３との配置例を平面図として示している。図１０に示すように、レンズ駆動用リング４５とモーター駆動伝達リング４３とは図示位置で接続されている。図１１は、ピエゾ振動モータ４１とレンズ駆動用リング４５とガイドローラー４２との配置例を示している。図１１に示すように、ピエゾ振動モータの振動子４６とガイドローラー４２とがレンズ駆動用リング４５の外周側面に当接配置される。
【００４５】
本件発明に係る第３レンズ駆動機構は、図１１に示すようにピエゾ振動モータの振動子４６がレンズ駆動用リング４５に当接した状態で付勢され、ピエゾ振動モータ４１が振動することによって、直接レンズ駆動用リング４５を回転させる。このとき、当該レンズ駆動用リング４５の回転によって、モータ駆動伝達リング４３を回転させる構造になっている。
【００４６】
そして、第３レンズ駆動機構において、前記レンズ駆動用リング４５の外周に、１以上のガイドローラを配置して、ピエゾ振動モータの振動子を付勢した状態で押し当てることによるレンズ駆動用リングの中心位置がずれるのを防止する構成とする事が好ましい。図１１に示すように、ガイドローラ４２は、レンズ駆動用リング４５がピエゾ振動モータの振動子４６により付勢されることによってレンズ駆動用リング４５の中心位置がずれるのを防止するストッパーとしての役割を担っている。
【００４７】
図１２は、ピエゾ振動モータ４１が２個ある場合のピエゾ振動モータ４１とレンズ駆動用リング４５とガイドローラー４２との配置例を示している。図１２に示すように、ピエゾ振動モータの振動子４６とガイドローラー４２とが図１１同様にレンズ駆動用リング４５の外周側面に当接配置される。なお、図１１及び図１２には第３レンズ駆動機構の形態例を示したが、第３レンズ駆動機構は、図示した形態に制限されるものではない。例えば、ピエゾ振動モータ４１は、３個以上使用する構成としても良い。
【００４８】
更に、本件発明に係る第３レンズ駆動機構は、ピエゾ振動モータの振動子は、レンズ駆動用リングではなくモータ駆動伝達リングに付勢した状態で押し当てて振動することで当該モータ駆動伝達リングを回転させ、当該当該モータ駆動伝達リングに接続されているレンズ駆動用リングを回転させることも可能である。このとき、ガイドローラは、レンズ駆動用リングがピエゾ振動モータの振動子により付勢した状態で押し当てることによって中心位置がずれるのを防止するストッパーとしての役割を担う。
【００４９】
以上に述べた第１〜第３レンズ駆動機構を用いることで、良好な撮像品質を備える撮像装置の提供が可能となる。
【００５０】
本実施形態では、小型化が可能で、レンズ駆動精度に優れ、且つ、静音性に優れたレンズ駆動機構を提供することを目的としており、以下にこれらの目的を実現する構成を従来例と比較しながら説明する。
【００５１】
図１３は、壁面６６上に配置されているＤＣモータ６１と伝達ギア６２とギア群６３とエンコーダー６４との配置例を示している。図１３に示すように、ＤＣモータ６１の駆動軸と伝達ギア６２とが伝達ベルト６５で繋がれ、当該伝達ギア６２とエンコーダーホイール６４とがギア群６３を介して噛合される。従来のレンズ駆動機構と本件発明に係るレンズ駆動機構とが異なる点は、従来のレンズ駆動機構は駆動伝達源がＤＣモータである点と、エンコーダーに駆動力を伝達するまでに多数のギア群が配置されている点である。ＤＣモータは、その構造上ブラシとコミュテータによる機械式接点があり、これによる影響として転流時のスパーク、回転時の騒音、寿命の短縮といった問題が生じる場合がある。また、ＤＣモータは、マイコン制御をしようとした場合に「ノイズ」という形で現われることがある。更に、ＤＣモータを用いた場合、多段数のギアが必要となり、複数のギアを用いることで、システムの大型化、ギア回転時の騒音、レンズ移動精度の低下を招く。
【００５２】
図１４は、図１３のＤ−Ｄ’線で切断した断面図である。図１４は、鏡筒７１内における伝達ギア６２、ギア群６３、レンズ駆動用リング６８、回転ロータ軸６９、歯車ギア７０の配置例を示している。図１４に示すように、回転ロータ軸６９は、一端をギア群６３のギアと結合され、他端側を歯車ギア７０と結合されている。モーターの駆動力を伝達されて歯車ギア７０が回転し、当該歯車ギア７０と噛合しているモータ駆動伝達リング６７が回転させられることで、当該リング６７と接続しているレンズ駆動用リング６８は回転駆動する。ここで、従来のレンズ駆動機構の形態を示す図１４と、本件発明に係るレンズ駆動機構を示す図９とを比較した場合、従来の形態の方が明らかにシステムが複雑となっていることが分かる。すなわち、本件発明に係るレンズ駆動機構を採れば、システムを簡略化し、小型化を図ることができる。
【００５３】
上述した従来のレンズ駆動機構との比較結果より、本件発明に係るレンズ駆動機構を撮像装置に用いれば、駆動源にピエゾ振動モータの振動を採ることで、ＤＣモータを使用するとした場合の不都合も解消し、更に、多段数のギア群も不要なため、システムの大型化、騒音、レンズ移動精度に関する問題も解消される。
【産業上の利用可能性】
【００５４】
本件発明に係るレンズ駆動機構を撮像装置に用いることで、小型化が可能で、レンズ移動精度に優れ、且つ、静音性に優れた撮像装置を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本件発明に係る第１レンズ駆動機構の実施形態を示す平面図である。
【図２】図１に示す第１レンズ駆動機構のＡ−Ａ’線における断面図である。
【図３】本件発明に係る第１レンズ駆動機構の別実施形態を示す平面図である。
【図４】本件発明に係る第２レンズ駆動機構の実施形態を示す平面図である。
【図５】図４に示す第２レンズ駆動機構のＢ−Ｂ’線における断面図である。
【図６】図４に示す第２レンズ駆動機構（マグネット使用）のＢ−Ｂ’線における断面図である。
【図７】図４に示す第２レンズ駆動機構（スプリング使用）のＢ−Ｂ’線における断面図である。
【図８】本件発明に係る第３レンズ駆動機構の実施形態を示す平面図である。
【図９】図８に示す第３レンズ駆動機構のＣ−Ｃ’線における断面図である。
【図１０】本件発明に係る第３レンズ駆動機構のレンズ駆動用リングとモーター駆動伝達リングとの構成の平面図である。
【図１１】本件発明に係る第３レンズ駆動機構のピエゾ振動モータ配置例（１個）を示す平面図である。
【図１２】本件発明に係る第３レンズ駆動機構のピエゾ振動モータ配置例（２個）を示す平面図である。
【図１３】従来のレンズ駆動機構に関する実施形態の一例を示す平面図である。
【図１４】図１１に示すレンズ駆動機構のＤ−Ｄ’線における断面図である。
【符号の説明】
【００５６】
１，２１，４１    ピエゾ駆動モータ
２    第１の伝達ギア
３    第２の伝達ギア
２２  伝達ギア
４    エンコーダーホイール
５，２３    壁面
６，２４，４６    ピエゾ駆動モータの振動子
７，２５    回転ロータ軸
８，２８    軸受け
９，２６    歯車ギア
２７    スラストベアリング
３２ａ，３２ｂ    マグネット
４２    ガイドローラー
４３    モータ駆動伝達リング
４５    レンズ駆動用リング
【図１】
2009258240.tif 000003
【図２】
2009258240.tif 000004
【図３】
2009258240.tif 000005
【図４】
2009258240.tif 000006
【図５】
2009258240.tif 000007
【図６】
2009258240.tif 000008
【図７】
2009258240.tif 000009
【図８】
2009258240.tif 000010
【図９】
2009258240.tif 000011
【図１０】
2009258240.tif 000012
【図１１】
2009258240.tif 000013
【図１２】
2009258240.tif 000014
【図１３】
2009258240.tif 000015
【図１４】
2009258240.tif 000016