特許 7108500 光学部材駆動装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-07-20

(45)【発行日】2022-07-28

(54)【発明の名称】光学部材駆動装置

(51)【国際特許分類】

   G02B 7/02 20210101AFI20220721BHJP

   G02B 7/04 20210101ALI20220721BHJP

   G02B 7/10 20210101ALI20220721BHJP

   G03B 9/10 20210101ALI20220721BHJP

   G03B 11/04 20210101ALI20220721BHJP

   G03B 17/04 20210101ALI20220721BHJP

【ＦＩ】

G02B7/02 H

G02B7/04 D

G02B7/04 E

G02B7/10 E

G03B9/10 A

G03B11/04 B

G03B17/04

【請求項の数】 6

(21)【出願番号】P 2018162389

(22)【出願日】2018-08-31

(65)【公開番号】P2020034798

(43)【公開日】2020-03-05

【審査請求日】2021-07-14

(73)【特許権者】

【識別番号】000001225

【氏名又は名称】日本電産コパル株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000626

【氏名又は名称】弁理士法人英知国際特許商標事務所

(72)【発明者】

【氏名】田中 康夫

【審査官】登丸 久寿

(56)【参考文献】

【文献】特開２００９－１６２８１６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００２－２２９０９８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭６３－２３９４３０（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開昭６４－０４９８２６（ＪＰ，Ｕ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０２Ｂ ７／０２

Ｇ０２Ｂ ７／０４

Ｇ０２Ｂ ７／１０

Ｇ０３Ｂ ９／１０

Ｇ０３Ｂ １１／０４

Ｇ０３Ｂ １７／０４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

開口を有するベース部材と、
前記開口を通った光が入射し前記ベース部材に光軸方向に沿って移動自在にガイドされるレンズユニットと、
前記ベース部材に光軸と交差する方向にスライド自在にガイドされ、前記開口に対して進入又は退避する羽根部材を軸支するスライド部材と、
前記スライド部材を光軸と交差する方向にスライドさせるアクチュエータとを備え、
前記ベース部材は、前記スライド部材の第１段階のスライドで前記羽根部材を前記開口から退避させる羽根部材動作カム部を備え、
前記スライド部材は、前記第１段階のスライドでは前記レンズユニットを動作させず、前記第１段階のスライドに続く前記スライド部材の第２段階のスライドで前記レンズユニットを光軸方向に沿って動作させるレンズユニット動作カム部を備えることを特徴とする光学部材駆動装置。

【請求項2】

開口を有するベース部材と、
前記開口に対して進入又は退避するように動作する羽根部材と、
前記開口を通った光が入射し前記ベース部材に対して光軸方向に沿って動作するレンズユニットと、
前記ベース部材に対して光軸と交差する方向にスライドするスライド部材とを備え、
前記ベース部材又は前記スライド部材の一方は、前記羽根部材のカムピンと当接し、少なくとも一部が光軸と交差する方向に延びる羽根部材動作カム部を備え、
前記スライド部材は、前記レンズユニットのカムピンと当接するレンズユニット動作カム部を備え、
前記ベース部材は、前記レンズユニットのカムピンと当接して光軸方向に延びるガイド部を備えることを特徴とする光学部材駆動装置。

【請求項3】

前記羽根部材動作カム部は、前記スライド部材のスライド方向と交差するカム面を備えると共に、前記スライド部材のスライド方向と同方向のカム面を備えることを特徴とする請求項１又は２記載の光学部材駆動装置。

【請求項4】

前記レンズユニット動作カム部は、前記スライド部材のスライド方向と同方向のカム面を備えると共に、前記スライド部材のスライド方向と交差するカム面を備えることを特徴とする請求項１～３のいずれか１項記載の光学部材駆動装置。

【請求項5】

前記ベース部材は、
前記開口を有する正面板部と、該正面板部に直交する一対の側面板部を備え、
前記正面板部に前記羽根部材動作カム部が設けられ、
前記スライド部材は、
前記正面板部と対向して配置される正面部と、前記正面部に直交する一対の側面部を備え、
前記側面部に前記レンズユニット動作カム部が設けられていることを特徴とする請求項１～４のいずれか１項に記載の光学部材駆動装置。

【請求項6】

前記レンズユニットは、前記開口から一部が突出するように、光軸方向に沿って動作することを特徴とする請求項１～５のいずれか１項に記載の光学部材駆動装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、カメラなどの光学機器に用いられる光学部材を駆動する光学部材駆動装置に関するものである。

【背景技術】

【0002】

カメラなどの光学機器は、アクチュエータによって駆動される光学部材を複数備えている。光学部材の一例はレンズユニットであり、レンズユニットは、視野確保やフォーカシング等の目的で通常光軸方向に沿って駆動される。また、光学部品の他の例は、羽根部材（シャッタ羽根やバリア羽根など）であり、これは、通常レンズユニットの光軸に対して直交する方向に駆動される。

【0003】

レンズユニットや羽根部材の駆動には、アクチュエータ（駆動モータなど）が用いられ、アクチュエータの回転などをレンズユニットや羽根部材の動作に変換する伝動機構（カム機構など）が用いられている（下記特許文献１，２参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２００７－３４０７０号公報

【文献】特開２００９－２７１０９８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

レンズユニットの駆動と羽根部材の駆動は、前述したように動作方向が異なるので、通常は、それぞれ別のアクチュエータを用いて駆動されている。このため、光学機器の内部に複数のアクチュエータを配備するためのスペースを確保することが必要になり、これが光学機器の小型化・軽量化の妨げになっている。

【0006】

このような問題に対処するために、レンズユニットと羽根部材を一つのアクチュエータで駆動する駆動装置が検討されている。このような駆動装置は、羽根部材の退避動作を行った後にレンズユニットを動作させるカム機構が必要になるが、このようなカム機構を設計する上で、動作ストロークをできる限り小さくして装置の省スペース化を図ることが一つの課題になっている。この際、所望の動作を得るために、カム機構の動作ストロークに対してカム面の傾斜を急峻にして動作ストロークを短くすると、アクチュエータの力量が大きくならざるを得ず、エネルギーの消費が大きくなる問題が生じる。

【0007】

本発明は、このような問題に対処するために提案されたものである。すなわち、レンズユニットと羽根部材の動作を一つのアクチュエータで駆動させることで、光学機器の小型化・軽量化を図ること、レンズユニットと羽根部材を一つのアクチュエータで駆動する駆動装置において、装置の省スペース化を図りながら、アクチュエータの低力量化を図ること、などが本発明の課題である。

【課題を解決するための手段】

【0008】

このような課題を解決するために、本発明は以下の構成を具備するものである。
開口を有するベース部材と、
前記開口を通った光が入射し前記ベース部材に光軸方向に沿って移動自在にガイドされるレンズユニットと、
前記ベース部材に光軸と交差する方向にスライド自在にガイドされ、前記開口に対して進入又は退避する羽根部材を軸支するスライド部材と、
前記スライド部材を光軸と交差する方向にスライドさせるアクチュエータとを備え、
前記ベース部材は、前記スライド部材の第１段階のスライドで前記羽根部材を前記開口から退避させる羽根部材動作カム部を備え、
前記スライド部材は、前記第１段階のスライドでは前記レンズユニットを動作させず、前記第１段階のスライドに続く前記スライド部材の第２段階のスライドで前記レンズユニットを光軸方向に沿って動作させるレンズユニット動作カム部を備えることを特徴とする光学部材駆動装置。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】本発明の実施形態に係る光学部材駆動装置の全体構成図（（ａ）が平面図、（ｂ）が側面図）である。

【図2】本発明の実施形態に係る光学部材駆動装置の構成部材を示した説明図である。

【図3】本発明の実施形態に係る光学部材駆動装置の動作を示す平面図（（ａ）が羽根部材が開口を塞ぐ状態、（ｂ）が羽根部材が開口から退避した状態、（ｃ）がレンズユニットが開口から突出した状態）である。

【図4】本発明の実施形態に係る光学部材駆動装置の動作を示す側面図（（ａ）が羽根部材が開口を塞ぐ状態、（ｂ）が羽根部材が開口から退避した状態、（ｃ）がレンズユニットが開口から突出した状態）である。

【図5】本発明の実施形態に係る光学部材駆動装置を備えた撮像装置を示した説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。以下、異なる図における同一符号は同一部位を示しており、各図における重複説明は適宜省略する。

【0011】

図１及び図２に示すように、本発明の実施形態に係る光学部材駆動装置１は、ベース部材１０、レンズユニット２０、羽根部材３０、スライド部材４０を備えており、アクチュエータ（駆動モータ）５０によって、レンズユニット２０を光軸方向に沿って動作させると共に、羽根部材３０を光軸と交差する方向に動作させる動作機構（カム機構）を備えている。図示のＺ方向がレンズユニット２０の光軸方向を示し、図示のＸ，Ｙ方向が光軸方向に交差する互いに直交する方向を示している。

【0012】

より具体的に説明すると、光学装置駆動装置１は、開口１１を有するベース部材１０と、開口１１に対して進入又は退避するように動作する羽根部材３０と、開口１１を通った光が入射しベース部材１０に対して光軸方向に沿って動作するレンズユニット２０と、ベース部材１０に対して光軸と交差する方向にスライドするスライド部材４０とを備えており、ベース部材１０又はスライド部材４０の一方は、羽根部材３０のカムピン３２と当接し、少なくとも一部が光軸と交差する方向に延びる羽根部材動作カム部１４を備え、スライド部材４０は、レンズユニット２０のカムピン２１と当接するレンズユニット動作カム部４４を備え、ベース部材１０は、レンズユニット２０のカムピン２１と当接して光軸方向に延びるガイド部１３を備えている。

【0013】

ベース部材１０は、レンズユニット２０に入射する光を通す開口１１を有している。また、ベース部材１０には、レンズユニット２０を光軸方向（図示Ｚ方向）に沿って移動自在にガイドするガイド部１２と、スライド部材４０を光軸と交差する方向（図示Ｘ方向）に沿ってスライド自在にガイドするガイド部１３（１３Ａ，１３Ｂ）が設けられており、更に、羽根部材３０を動作させる羽根部材動作カム部１４が設けられている。ここでは、羽根部材動作カム部１４をベース部材１０に設けているが、羽根部材動作カム部１４はベース部材１０とスライド部材４０のいずれか一方に設けられる。

【0014】

図示の例では、ベース部材１０は、正面板部１０Ａと、正面板部１０Ａに直交する一対の側面板部１０Ｂを備えており、前述した開口１１とガイド部１３（１３Ａ）と羽根部材動作カム部１４が正面板部１０Ａに設けられ、ガイド部１２とガイド部１３（１３Ｂ）が一対の側面板部１０Ｂにそれぞれ設けられている。

【0015】

レンズユニット２０は、ベース部材１０に光軸方向に沿って移動自在にガイドされ、開口１１を通った光が入射する単数又は複数のレンズを備えている。図示の例では、レンズユニット２０は、ガイド部１２の溝（又は孔）に当接するように図示Ｙ方向に沿って延びる４本のカムピン２１を備えている。レンズユニット２０は、開口１１の中心軸と同軸の光軸を備えており、ガイド部１２に沿って移動することで、先端部が開口１１から突出する状態と全体がベース部材１０の正面板部１０Ａの下に退避する状態との間で移動する。

【0016】

羽根部材３０は、光軸と交差する方向に沿って移動して、開口１１に対して進入又は退避するように動作する。羽根部材３０のその端部に軸部３１を備えており、この軸部３１がスライド部材４０の軸支部４１に軸支されている。また、羽根部材３０には、カムピン３２が設けられており、このカムピン３２がベース部材１０の正面板部１０Ａに設けられている羽根部材動作カム部１４の溝又は孔に当接している。ここでは、羽根部材３０をスライド部材４０に設けているが、羽根部材３０はベース部材１０に設けても良い。

【0017】

スライド部材４０は、ベース部材１０のガイド部１３（１３Ａ，１３Ｂ）にガイドされる被ガイド部４２（４２Ａ，４２Ｂ）を備えており、ベース部材１０に対して、レンズユニット２０の光軸と交差する一軸方向（図示Ｘ方向）に沿ってスライド自在にガイドされている。ここで、被ガイド部４２（４２Ａ）がガイド部１３（１３Ａ）に係合しており、被ガイド部４２（４２Ｂ）がガイド部１３（１３Ｂ）に係合している。

【0018】

スライド部材４０には、アクチュエータ３０の駆動力が伝達される被駆動部（ラック部）４３が設けられている。被駆動部４３には、アクチュエータ３０の駆動力を伝動する伝動機構（歯車列）５１が噛み合っており、アクチュエータ３０の回転駆動で、スライド部材４０は、レンズユニット２０の光軸と交差する一軸方向（図示Ｘ方向）にスライドする。

【0019】

スライド部材４０は、前述したベース部材１０の正面板部１０Ａに対面する正面部４０Ａと、前述したベース部材１０の側面板部１０Ｂに対面して正面部４０Ａに直交する一対の側面部４０Ｂを備えている。そして、正面部４０Ａには、前述した軸支部４１が設けられ、側面部４０Ｂには、レンズユニット動作カム部４４が設けられている。また、正面部４０Ａには、羽根部材３０の移動摩擦を軽減するためのレール突起４５が必要に応じて設けられている。

【0020】

スライド部材４０のスライドによって、レンズユニット２０と羽根部材３０とを動作させる動作機構（カム機構）について説明する。

【0021】

前述したように、羽根部材３０のカムピン３２がベース部材１０における羽根部材動作カム部１４に当接しており、レンズユニット２０のカムピン２１がスライド部材４０のレンズユニット動作カム部４４に当接している。これによると、羽根部材３０がベース部材１０の開口１１を塞いでいる状態から、ベース部材１０に対してスライド部材４０が図示Ｘ方向にスライドすると、先ず、開口１１を塞いでいる羽根部材３０が開口１１から退避するように動作し、その後、レンズユニット２０が光軸に沿って図示Ｚ方向に沿って動作する。

【0022】

このような動作機構によると、羽根部材３０は、スライド部材４０のスライド自体で開口１１から退避する方向に移動し、それに加えて、スライド部材４０のスライドと羽根部材動作カム部１４の協働による羽根部材３０の回転動作で開口１１から退避する。このため、羽根部材３０を開口１１から退避させるのに要する羽根部材３０の回転範囲を小さく設定することができると共に、その際に要するスライドストロークを比較的短く設定することができる。これによって、羽根部材動作カム部１４のカム面の傾斜を緩やかに設定することでアクチュエータ５０の低力量化が可能になり、スライドストロークを短く設定することで装置の省スペース化が可能になる。

【0023】

図３及び図４を参照して、前述した動作機構を更に具体的に説明する。光学部材駆動装置１は、スライド部材４０を図示Ｘ方向（光軸に交差する一軸方向）にスライドさせることで、図３（ａ）及び図４（ａ）に示すように、開口１１を羽根部材３０が塞いでいる状態から、図３（ｂ）及び図４（ｂ）に示すように、開口１１から羽根部材３０が退避した状態を経てた後、図３（ｃ）及び図４（ｃ）に示すように、レンズユニット２０の先端が開口１１から突出した状態になるように、羽根部材３０とレンズユニット２０を動作させる。

【0024】

この際、開口１１に進入している羽根部材３０にレンズユニット２０が衝突しないように、羽根部材動作カム部１４とレンズユニット動作カム部４４は、羽根部材３０が開口１１を塞ぐ状態からスライド部材４０の第１段階のスライドで、レンズユニット２０を停止させた状態で羽根部材３０を回動させて開口１１から退避させ、その後のスライド部材４０の第２段階のスライドで、レンズユニット２０を光軸方向に沿って動作させている。

【0025】

このため、羽根部材動作カム部１４は、図２に示すように、前述した第１段階のスライドに対応する第１のカム面１４Ａと、前述した第２段階のスライドに対応する第２のカム面１４Ｂを備えている。第１のカム面１４Ａは、羽根部材３０を回転動作させるためのカム面であり、スライド部材４０のスライド方向と交差するカム面になっている。また、第２のカム面１４Ｂは、スライド部材４０に対する羽根部材３０の動作を止めるためのカム面であり、スライド部材４０のスライド方向と同方向のカム面になっている。

【0026】

そして、レンズユニット動作カム部４４は、図４に示すように、前述した第１段階のスライドに対応する第１のカム面４４Ａと、前述した第２段階のスライドに対応する第２のカム面４４Ｂを備えている。第１のカム面４４Ａは、羽根部材３０が回転動作している際にレンズユニット２０の動作を止めるためのカム部であり、スライド部材４０のスライド方向と同方向のカム面になっている。また、第２のカム面４４Ｂは、前述した第２段階のスライドでレンズユニット２０を図示Ｚ方向（光軸方向）に移動させ、開口１１から先端を突出させる動作を行うカム面であり、スライド部材４０のスライド方向と交差するカム面になっている。

【0027】

このような光学部材駆動装置１によると、単体のアクチュエータ５０によって、動作方向が異なりしかも動作タイミング異なるレンズユニット２０と羽根部材３０を効率的に動作させることができる。これによって、この光学部材駆動装置１が装備される光学機器の小型化・軽量化が可能になる。

【0028】

また、羽根部材３０を開口１１から退避させた後にレンズユニット２０を動作させる動作機構において、羽根部材３０自体を一方向にスライドさせながら回転させることで、アクチュエータ５０の力量を低く抑えて効率的に羽根部材３０とレンズユニット２０を連動させることができる。これによると、装置の省スペース化を図りながら、アクチュエータ５０の低力量化を図ることができる。

【0029】

図５には、前述した光学部材駆動装置１を備えた撮像装置１００を示している。撮像装置１００は、開口１０１Ａを備える筐体１０１内に光学部材駆動装置１を備えており、開口１０１Ａと同軸に光学部材駆動装置１のレンズユニット２０が配置されている。また、筐体１０１内には、図示省略した撮像素子がレンズユニット２０と同軸に配置されている。

【0030】

このような撮像装置１００は、光学部材駆動装置１が省スペース化できることで、全体構成を小型化することができる。また、光学部材駆動装置１におけるアクチュエータ５０の力量を低く抑えて効率的に羽根部材３０とレンズユニット２０を連動させることができるので、内部に配置されるバッテリの容量を小さくできる。この点においても撮像装置１００の小型化が可能になる。

【0031】

また、光学部材駆動装置１は、開口１１からレンズユニット２０を突出させて撮像することができるので、突出したレンズユニット２０の画角に対応して筐体１０１の開口１０１Ａを設けることで、広角撮像を実現することができる。更に、非撮像時には、レンズユニット２０を筐体１０１内部に収納して、レンズユニット２０の前面を羽根部材３０で覆うので、コンパクトな機構で広角撮像を行うことができると共に非撮像時にレンズユニット２０を確実に保護することができる。

【0032】

以上、本発明の実施の形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこれらの実施の形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても本発明に含まれる。また、上述の各実施の形態は、その目的及び構成等に特に矛盾や問題がない限り、互いの技術を流用して組み合わせることが可能である。

【符号の説明】

【0033】

１：光学部材駆動装置，
１０：ベース部材，１０Ａ：正面板部，１０Ｂ：側面板部，
１１：開口，１２，１３（１３Ａ，１３Ｂ）：ガイド部，
１４：羽根部材動作カム部，
２０：レンズユニット，２１：カムピン，
３０：羽根部材，３１：軸部，３２：カムピン，
４０：スライド部材，４０Ａ：正面部，４０Ｂ：側面部，
４１：軸支部，４２（４２Ａ，４２Ｂ）：被ガイド部，
４３：被駆動部（ラック部），４４：レンズユニット動作カム部，
４５：レール突起，５０：アクチュエータ（駆動モータ），
１００：撮像装置

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】