專利名稱：透鏡驅(qū)動(dòng)裝置、攝像組件及便攜式電子設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種透鏡驅(qū)動(dòng)裝置、攝像組件及便攜式電子設(shè)備，尤其是涉及同軸地設(shè)置有用于驅(qū)動(dòng)變焦透鏡的變焦用電動(dòng)機(jī)和用于驅(qū)動(dòng)聚焦透鏡的聚焦用電動(dòng)機(jī)的透鏡驅(qū)動(dòng)裝置、使用該透鏡驅(qū)動(dòng)裝置的攝像組件及便攜式電子設(shè)備。
(2)背景技術(shù)一般來說，在用于拍攝被攝體的電視攝像機(jī)、電影攝像機(jī)等攝像裝置中，包括調(diào)節(jié)被攝體圖像的遠(yuǎn)近的變焦透鏡和調(diào)節(jié)被攝體圖像的焦點(diǎn)的聚焦透鏡等，使拍攝的被攝體圖像成像在CCD等攝像器件上。
作為現(xiàn)有的透鏡驅(qū)動(dòng)裝置是沿光軸方向驅(qū)動(dòng)變焦透鏡及聚焦透鏡的。因?yàn)樵撟兘雇哥R及聚焦透鏡的透鏡驅(qū)動(dòng)裝置將變焦用電動(dòng)機(jī)和聚焦用電動(dòng)機(jī)分別安裝在不同的第1、第2電動(dòng)機(jī)安裝臺(tái)上，故包括樹脂軸承在內(nèi)的零件數(shù)量也增多，組裝操作性惡化，且因?yàn)閷⒌?、第2電動(dòng)機(jī)安裝臺(tái)分別設(shè)置在不同的方向上，故也存在安裝空間效率差的問題。
因此，日本特許第3410250號(hào)提出了一種針對(duì)這種問題進(jìn)行改良的透鏡驅(qū)動(dòng)裝置。如圖6所示，該透鏡驅(qū)動(dòng)裝置將攝像透鏡102固定在被攝體側(cè)，在該攝像透鏡102的后方配置有保持變焦透鏡103的第1透鏡保持框104。上述第1透鏡保持框104由上下引導(dǎo)軸105、106引導(dǎo)，沿光軸K在箭頭X1、X2方向上自由往復(fù)運(yùn)動(dòng)。另一方面，在變焦透鏡103后方的攝像器件側(cè)配置有保持聚焦透鏡107的第2透鏡保持框108。上述第2透鏡保持框108由上下引導(dǎo)軸105、106引導(dǎo)，沿光軸K在箭頭X1、X2方向上自由往復(fù)運(yùn)動(dòng)。保持上述變焦透鏡103的第1透鏡保持框104的上端部104a由一體形成半螺母部109a和按壓部109b的半螺母構(gòu)件109夾持。另外，保持上述聚焦透鏡107的第2透鏡保持框108的上端部108a由一體形成半螺母部113a和按壓部113b的半螺母構(gòu)件113夾持。
在第1透鏡保持框104的上端部104a及第2透鏡保持框108的上端部108a附近設(shè)置有一個(gè)電動(dòng)機(jī)安裝臺(tái)121。該電動(dòng)機(jī)安裝臺(tái)121是使用板金構(gòu)件折彎為“コ”字型形成的。在上述電動(dòng)機(jī)安裝臺(tái)121的一個(gè)側(cè)面121a上安裝有變焦用電動(dòng)機(jī)110，在電動(dòng)機(jī)安裝臺(tái)121的與一個(gè)側(cè)面121a隔開間隔地相向的另一個(gè)側(cè)面121b上安裝有聚焦用電動(dòng)機(jī)114。并且，在電動(dòng)機(jī)安裝臺(tái)121的一個(gè)側(cè)面121a和另一個(gè)側(cè)面121b間的中間位置上，將用于保持樹脂軸承122的軸承保持部121c從基座面121d上一體地切起形成。這些側(cè)面121a、121b和軸承保持部121c相對(duì)基座面121d大致呈直角地彎曲形成。
在采用如此構(gòu)成的透鏡驅(qū)動(dòng)裝置120時(shí)，將用于驅(qū)動(dòng)變焦透鏡103的變焦用電動(dòng)機(jī)110和用于驅(qū)動(dòng)聚焦透鏡7的聚焦用電動(dòng)機(jī)114安裝在一個(gè)電動(dòng)機(jī)安裝臺(tái)121上，同時(shí)將變焦用電動(dòng)機(jī)110的第1導(dǎo)向螺桿111和聚焦用電動(dòng)機(jī)114的第2導(dǎo)向螺桿115用形成在電動(dòng)機(jī)安裝臺(tái)121的中間部位上的軸承部(121c、122)同軸地分別獨(dú)立樞支，故與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有可減少零件數(shù)量，改善組裝時(shí)的操作性，且電動(dòng)機(jī)110、114的安裝空間效率佳，可實(shí)現(xiàn)透鏡驅(qū)動(dòng)裝置120的小型化等優(yōu)點(diǎn)。
但是，近年來，利用CCD等固體攝像器件的小型攝像組件逐漸開始裝設(shè)在大量的便攜式設(shè)備上，但這樣的攝像組件要求具有耐落下性能，即使使用者不慎使便攜式設(shè)備落下也不會(huì)損壞。例如，在將便攜式設(shè)備從1.7m的高度落在混凝土磚塊上，所產(chǎn)生的落下沖擊加速度一般為6000G左右，但在將上述透鏡驅(qū)動(dòng)裝置120應(yīng)用在攝像組件時(shí)，因便攜式設(shè)備落下等引起的沖擊作用在透鏡驅(qū)動(dòng)裝置120上，與第1導(dǎo)向螺桿111直接連結(jié)的變焦用電動(dòng)機(jī)110和與第2導(dǎo)向螺桿115直接連結(jié)的聚焦用電動(dòng)機(jī)114產(chǎn)生以形成在電動(dòng)機(jī)安裝臺(tái)121的中間部位上的軸承部(121c、122)為旋轉(zhuǎn)中心的轉(zhuǎn)矩。一般地，在便攜式設(shè)備用攝像組件中，從輕量化的角度出發(fā)較多時(shí)候電動(dòng)機(jī)安裝臺(tái)不是金屬材質(zhì)而是樹脂材質(zhì)，此時(shí)電動(dòng)機(jī)安裝臺(tái)的強(qiáng)度下降，故存在透鏡驅(qū)動(dòng)裝置受到上述轉(zhuǎn)矩的影響易于破壞的問題。
(3)發(fā)明內(nèi)容因此，本發(fā)明的目的在于提供一種耐落下性能高的透鏡驅(qū)動(dòng)裝置及使用該透鏡驅(qū)動(dòng)裝置的攝像組件。
另外，本發(fā)明的另一目的在于提供一種使用上述攝像組件的可靠性高的便攜式電子設(shè)備。
為達(dá)成上述目的，本發(fā)明第一方面的透鏡驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于，包括保持第1透鏡的第1透鏡支架；與所述第1透鏡支架卡合、使所述第1透鏡支架在光軸方向上移動(dòng)的第1導(dǎo)向螺桿；保持第2透鏡的第2透鏡支架；與所述第2透鏡支架卡合、使所述第2透鏡支架在光軸方向上移動(dòng)的第2導(dǎo)向螺桿；用于使所述第1導(dǎo)向螺桿旋轉(zhuǎn)的第1電動(dòng)機(jī)；用于將來自所述第1電動(dòng)機(jī)的動(dòng)力傳遞給所述第1導(dǎo)向螺桿的第1齒輪；用于使所述第2導(dǎo)向螺桿旋轉(zhuǎn)的第2電動(dòng)機(jī)；用于將來自所述第2電動(dòng)機(jī)的動(dòng)力傳遞給所述第2導(dǎo)向螺桿的第2齒輪；以及收納所述第1、第2透鏡支架、所述第1、第2導(dǎo)向螺桿、所述第1、第2電動(dòng)機(jī)、所述第1、第2齒輪的外殼。
采用上述構(gòu)成的透鏡驅(qū)動(dòng)裝置，則因?yàn)槭占{在所述外殼內(nèi)的第1、第2電動(dòng)機(jī)和第1、第2導(dǎo)向螺桿不直接連結(jié)，故轉(zhuǎn)矩變小，對(duì)抗沖擊的強(qiáng)度提高，從而可提高耐落下性能。
所述第1電動(dòng)機(jī)和所述第2電動(dòng)機(jī)可固定在所述外殼上。
通過將所述第1電動(dòng)機(jī)和所述第2電動(dòng)機(jī)固定在外殼上，從而由外殼支承的電動(dòng)機(jī)自身也成為剛性構(gòu)件(具有剛性的構(gòu)件)，故與不固定的情況相比，可進(jìn)一步提高強(qiáng)度。
所述第1導(dǎo)向螺桿和所述第2導(dǎo)向螺桿可平行于所述光軸方向且同軸配置，自由旋轉(zhuǎn)地支承在所述外殼上。
如此構(gòu)成的話，則可減小光軸方向的投影面積，實(shí)現(xiàn)小型化。
最好所述第1導(dǎo)向螺桿的與所述第1齒輪卡合的一側(cè)和所述第2導(dǎo)向螺桿的與所述第2齒輪卡合的一側(cè)相分離。
當(dāng)在同軸配置的第1、第2導(dǎo)向螺桿的中央部分有第1、第2齒輪卡合的一側(cè)時(shí)，第1導(dǎo)向螺桿與第1齒輪卡合的一側(cè)和第1透鏡支架干涉，第2導(dǎo)向螺桿與第2齒輪卡合的一側(cè)和第2透鏡支架干涉，第1、第2透鏡支架在光軸方向往復(fù)運(yùn)動(dòng)的區(qū)域受到限制，且不能充分確保第1、第2透鏡支架的對(duì)應(yīng)引導(dǎo)軸的軸承部的光軸方向長度。
與此相對(duì)，當(dāng)所述第1導(dǎo)向螺桿與所述第1齒輪卡合的一側(cè)和所述第2導(dǎo)向螺桿與所述第2齒輪卡合的一側(cè)相分離時(shí)，在第1透鏡支架在光軸方向移動(dòng)時(shí)，可防止第1導(dǎo)向螺桿與第1齒輪卡合的一側(cè)和第1透鏡支架干涉，且在第2透鏡支架在光軸方向移動(dòng)時(shí)，可防止第2導(dǎo)向螺桿與第2齒輪卡合的一側(cè)和第2透鏡支架干涉。由此，第1、第2透鏡支架在光軸方向往復(fù)運(yùn)動(dòng)的區(qū)域可變寬，且可延長第1、第2透鏡支架的對(duì)應(yīng)引導(dǎo)軸的軸承部的光軸方向長度，第1、第2透鏡支架可穩(wěn)定且順利地進(jìn)行往復(fù)動(dòng)作。
所述第1電動(dòng)機(jī)和所述第2電動(dòng)機(jī)可配置在與所述第1、第2導(dǎo)向螺桿的軸垂直方向上的側(cè)方，其輸出軸大致平行于所述第1、第2導(dǎo)向螺桿的軸且為同軸。
由于所述第1電動(dòng)機(jī)和所述第2電動(dòng)機(jī)的輸出軸大致平行于所述第1、第2導(dǎo)向螺桿的軸且為同軸，故可減小光軸方向的投影面積，且由于在與第1、第2導(dǎo)向螺桿的軸垂直方向的側(cè)方配置第1電動(dòng)機(jī)和第2電動(dòng)機(jī)，故可縮短光軸方向長度，同時(shí)可減小垂直于光軸方向的投影面積，實(shí)現(xiàn)透鏡驅(qū)動(dòng)裝置的小型化。
此時(shí)，最好所述第1電動(dòng)機(jī)的輸出軸側(cè)和所述第2電動(dòng)機(jī)的輸出軸側(cè)相分離。
如此構(gòu)成的話，則與使第1電動(dòng)機(jī)的輸出軸側(cè)和第2電動(dòng)機(jī)的輸出軸側(cè)對(duì)接的情況相比，可使第1、第2電動(dòng)機(jī)的重心大幅靠近，從而落下沖擊力作用在整個(gè)透鏡驅(qū)動(dòng)裝置上，可減小所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩的影響。
本發(fā)明第二方面的透鏡驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于，所述第1透鏡支架和所述第2透鏡支架分別具有被平行于所述光軸的引導(dǎo)軸滑動(dòng)自如地引導(dǎo)的引導(dǎo)軸承部，在所述第1透鏡支架或所述第2透鏡支架的一個(gè)引導(dǎo)軸承部上設(shè)置有向另一個(gè)引導(dǎo)軸承部側(cè)突出的凸部，另一方面，在所述第1透鏡支架或所述第2透鏡支架的另一個(gè)引導(dǎo)軸承部上不與所述凸部干涉地設(shè)置有凹部。
采用本發(fā)明第二方面的透鏡驅(qū)動(dòng)裝置的話，則對(duì)應(yīng)所述第1導(dǎo)向螺桿的旋轉(zhuǎn)，第1透鏡支架的引導(dǎo)軸承部被引導(dǎo)軸滑動(dòng)自如地引導(dǎo)，第1透鏡支架沿引導(dǎo)軸的軸向在光軸方向上移動(dòng)。對(duì)應(yīng)所述第2導(dǎo)向螺桿的旋轉(zhuǎn)，第2透鏡支架的引導(dǎo)軸承部被引導(dǎo)軸滑動(dòng)自如地引導(dǎo)，第2透鏡支架沿引導(dǎo)軸的軸向在光軸方向上移動(dòng)。由此，被沿一個(gè)引導(dǎo)軸引導(dǎo)的第1、第2透鏡支架的引導(dǎo)軸承部的滑動(dòng)部分，為了在滑動(dòng)時(shí)第1、第2透鏡支架相對(duì)光軸不傾斜，而希望在引導(dǎo)軸方向上為盡可能長的尺寸。但是，當(dāng)延長第1、第2透鏡支架的引導(dǎo)軸承部時(shí)，在第1、第2透鏡支架接近時(shí)引導(dǎo)軸承部彼此間會(huì)產(chǎn)生干涉。與此相對(duì)，采用上述透鏡驅(qū)動(dòng)裝置的話，則在第1、第2透鏡支架的一個(gè)引導(dǎo)軸承部上設(shè)置有向另一個(gè)引導(dǎo)軸承部側(cè)突出的凸部，另一方面，在第1、第2透鏡支架的另一個(gè)引導(dǎo)軸承部上不與所述凸部干涉地設(shè)置有凹部，從而即使第1、第2透鏡支架接近，引導(dǎo)軸承部彼此間也不會(huì)產(chǎn)生干涉，第1、第2透鏡支架的移動(dòng)范圍變寬。
另外，本發(fā)明的攝像組件，特征在于使用上述透鏡驅(qū)動(dòng)裝置。
采用上述構(gòu)成的攝像組件的話，則由于使用耐落下性能高的透鏡驅(qū)動(dòng)裝置，從而可提高耐沖擊性，得到高可靠性。
上述攝像組件可具有利用光路轉(zhuǎn)換元件使光軸折彎90度的彎曲光學(xué)系統(tǒng)。
由于具有利用光路轉(zhuǎn)換元件使光軸折彎90度的彎曲光學(xué)系統(tǒng)，從而可使攝像組件的被攝體方向成為設(shè)備的厚度方向的同時(shí)攝像組件可配置在設(shè)備內(nèi)，尤其是在薄的設(shè)備中，可有效地利用內(nèi)部的空間。
另外，本發(fā)明的便攜式電子設(shè)備特征在于使用上述攝像組件。
通過使用耐沖擊性高的攝像組件，從而在受到落下沖擊頻率高的便攜式電子設(shè)備中，可實(shí)現(xiàn)可靠性高且?guī)z像功能的便攜式電子設(shè)備。
本發(fā)明一方面的上述便攜式電子設(shè)備，其特征在于，包括攝像組件，其具有利用光路轉(zhuǎn)換元件使所述光軸折彎90度的彎曲光學(xué)系統(tǒng)；以及收納所述攝像組件的框體，所述攝像組件配置在所述框體內(nèi)，所述攝像組件的長度方向相對(duì)所述框體的長度方向大致垂直，且所述攝像組件的被攝體方向?yàn)樗隹蝮w的厚度方向。
采用上述本發(fā)明一方面的便攜式電子設(shè)備的話，則例如可使攝像時(shí)的被攝體方向相對(duì)手機(jī)的主顯示屏的面垂直，由此可減少攝像時(shí)的不協(xié)調(diào)感。
(4)


通過下面的詳細(xì)說明和附圖可充分地理解本發(fā)明。附圖僅用于說明本發(fā)明，并不對(duì)本發(fā)明進(jìn)行限制。
圖1是本發(fā)明第1實(shí)施形態(tài)的使用透鏡驅(qū)動(dòng)裝置的攝像組件的立體圖。
圖2是上述攝像組件的主要部分的立體圖。
圖3是上述攝像組件的主要部分的立體圖。
圖4是上述透鏡驅(qū)動(dòng)裝置的立體分解圖。
圖5是上述透鏡驅(qū)動(dòng)裝置的從另一視點(diǎn)看的立體圖。
圖6是表示現(xiàn)有透鏡驅(qū)動(dòng)裝置的立體圖。
圖7是本發(fā)明第2實(shí)施形態(tài)的裝設(shè)有攝像組件的手機(jī)的立體圖。
圖8A是表示第1框體和第2框體打開后的攝像狀態(tài)下的手機(jī)的操作側(cè)的立體圖，圖8B是表示攝像狀態(tài)下的手機(jī)的攝像孔側(cè)的立體圖。
圖9是表示裝設(shè)在上述手機(jī)上的攝像組件的狀態(tài)的立體分解圖。
圖10是表示將圖9中的攝像組件分解的狀態(tài)的立體圖。
(5)具體實(shí)施方式
下面參照?qǐng)D示的實(shí)施形態(tài)對(duì)本發(fā)明的透鏡驅(qū)動(dòng)裝置、攝像組件及便攜式電子設(shè)備進(jìn)行詳細(xì)說明。
(第1實(shí)施形態(tài))
圖1表示本發(fā)明第1實(shí)施形態(tài)的裝設(shè)有驅(qū)動(dòng)變焦透鏡和聚焦透鏡的透鏡驅(qū)動(dòng)裝置的攝像組件的立體圖。
如圖1所示，該攝像組件50包括具有攝像透鏡2的齒輪箱30；與上述齒輪箱30組合構(gòu)成透鏡驅(qū)動(dòng)裝置40的外殼的光學(xué)基座31；安裝在上述光學(xué)基座31上的攝像器件41。上述齒輪箱30和光學(xué)基座31是由具有剛性的樹脂形成的。
圖2表示上述透鏡驅(qū)動(dòng)裝置40在拆下光學(xué)基座31(如圖1所示)后的齒輪箱30側(cè)的立體圖。
如圖2所示，本發(fā)明的裝設(shè)有透鏡驅(qū)動(dòng)裝置的攝像組件50的光學(xué)系統(tǒng)與現(xiàn)有透鏡驅(qū)動(dòng)裝置不同，入射光線通過固定在被攝體側(cè)的攝像透鏡2后，利用該攝像透鏡2后方的未圖示的光路轉(zhuǎn)換元件折彎90度，依次通過作為第1透鏡的一例的聚焦透鏡7和作為第2透鏡的一例的變焦透鏡3，向攝像器件41(如圖1所示)側(cè)入射。
保持上述聚焦透鏡7的第1透鏡支架4由上下引導(dǎo)軸5、6引導(dǎo)，可沿光軸K向箭頭X1、X2方向自由往復(fù)運(yùn)動(dòng)。另外，在上述聚焦透鏡7后方的攝像器件41(如圖1所示)側(cè)配置有保持變焦透鏡3的第2透鏡支架8，第2透鏡支架8由上下引導(dǎo)軸5、6引導(dǎo)，可沿光軸K向箭頭X1、X2方向自由往復(fù)運(yùn)動(dòng)。
圖3表示上述透鏡驅(qū)動(dòng)裝置40在拆下齒輪箱30(如圖1所示)后的光學(xué)基座31側(cè)的立體圖。
如圖3所示，在光學(xué)基座31上分別固定有引導(dǎo)軸5及引導(dǎo)軸6的兩端。另外，在光學(xué)基座31上安裝有光路轉(zhuǎn)換元件22及第2攝像透鏡(未圖示)的固定透鏡、以及聚焦透鏡7及變焦透鏡3的移動(dòng)透鏡。聚焦透鏡7及變焦透鏡3分別保持在第1透鏡支架4、第2透鏡支架8上，并相對(duì)固定在光學(xué)基座3上的引導(dǎo)軸5及引導(dǎo)軸6進(jìn)行組裝，且可向箭頭X1和箭頭X2方向自由滑動(dòng)。
第1透鏡支架4、第2透鏡支架8具有被引導(dǎo)軸5滑動(dòng)自如地引導(dǎo)的引導(dǎo)軸承部4a、8a，且具有由引導(dǎo)軸6引導(dǎo)自由滑動(dòng)的引導(dǎo)軸承部4b、8b。另外，在上述第1透鏡支架4的引導(dǎo)軸承部4a上固定有帶齒條的板簧38，在該帶齒條的板簧38上設(shè)置有齒條部38a，且該齒條部38a與透鏡驅(qū)動(dòng)裝置40的作為第1導(dǎo)向螺桿的一例的聚焦用導(dǎo)向螺桿15(如圖2所示)相向。另外，在上述第2透鏡支架8的引導(dǎo)軸承部8a上固定有帶齒條的板簧39，在該帶齒條的板簧39上設(shè)置有齒條部39a，且該齒條部39a與透鏡驅(qū)動(dòng)裝置40的作為第2導(dǎo)向螺桿的一例的變焦用導(dǎo)向螺桿11(如圖2所示)相向。
圖4表示本發(fā)明的透鏡驅(qū)動(dòng)裝置40的立體分解圖。如圖4所示，將作為第1電動(dòng)機(jī)的一例的聚焦用電動(dòng)機(jī)14、聚焦用導(dǎo)向螺桿15、用于將聚焦用電動(dòng)機(jī)14的動(dòng)力傳遞給聚焦用導(dǎo)向螺桿15的作為第1齒輪的一例的聚焦用傳遞齒輪35a、以及軸支撐聚焦用導(dǎo)向螺桿15的一端部的聚焦用導(dǎo)向螺桿軸承22a從外側(cè)沿光軸K插入齒輪箱30內(nèi)。將上述聚焦用導(dǎo)向螺桿軸承22a安裝在齒輪箱30上設(shè)置的軸承安裝部30a上。上述聚焦用電動(dòng)機(jī)14、聚焦用導(dǎo)向螺桿15、聚焦用傳遞齒輪35a以及聚焦用導(dǎo)向螺桿軸承22a構(gòu)成聚焦驅(qū)動(dòng)部。
另外，將作為第2電動(dòng)機(jī)的一例的變焦用電動(dòng)機(jī)10、變焦用導(dǎo)向螺桿11、用于將變焦用電動(dòng)機(jī)10的動(dòng)力傳遞給變焦用導(dǎo)向螺桿11的作為第2齒輪的一例的變焦用傳遞齒輪35b、以及軸支撐變焦用導(dǎo)向螺桿11的一端部的變焦用導(dǎo)向螺桿軸承22b從外側(cè)沿光軸K插入齒輪箱30內(nèi)。將上述變焦用導(dǎo)向螺桿軸承22b安裝在齒輪箱30上設(shè)置的軸承安裝部30a上。上述變焦用電動(dòng)機(jī)10、變焦用導(dǎo)向螺桿11、變焦用傳遞齒輪35b以及變焦用導(dǎo)向螺桿軸承22b構(gòu)成變焦驅(qū)動(dòng)部。
上述聚焦驅(qū)動(dòng)部由齒輪箱30和聚焦驅(qū)動(dòng)部用蓋體32a夾持，用螺釘37a加以固定。聚焦用導(dǎo)向螺桿15利用聚焦用導(dǎo)向螺桿施壓彈簧36a抑制軸向的位移。另外，上述變焦驅(qū)動(dòng)部由齒輪箱30和變焦驅(qū)動(dòng)部用蓋體32b夾持，用螺釘37b加以固定。變焦用導(dǎo)向螺桿11利用變焦用導(dǎo)向螺桿施壓彈簧36b抑制軸向的位移。
如此構(gòu)成后，因?yàn)槭棺兘褂秒妱?dòng)機(jī)10和變焦用導(dǎo)向螺桿11不直接連結(jié)，且使聚焦用電動(dòng)機(jī)14和聚焦用導(dǎo)向螺桿15不直接連結(jié)，故落下沖擊時(shí)的沖擊力作用在各電動(dòng)機(jī)10、14上所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩變小。另外，由于將各電動(dòng)機(jī)10、14由齒輪箱30和各蓋體32a、32b夾持，故電動(dòng)機(jī)10、14自身成為剛性構(gòu)件，提高驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)40的強(qiáng)度。另外，同軸配置聚焦用電動(dòng)機(jī)14和變焦用電動(dòng)機(jī)10，且同軸配置聚焦用導(dǎo)向螺桿15和變焦用導(dǎo)向螺桿11，并同軸配置聚焦用傳遞齒輪35a和變焦用傳遞齒輪35b，分別沿光軸K獨(dú)立地配置。
這樣，將聚焦驅(qū)動(dòng)部和變焦驅(qū)動(dòng)部的各對(duì)應(yīng)零件安裝在不同的平行的軸上，故透鏡驅(qū)動(dòng)裝置40的光軸方向的投影面積變小，可實(shí)現(xiàn)透鏡驅(qū)動(dòng)裝置40的小型化，并且可將各電動(dòng)機(jī)10、14的重心設(shè)定在齒輪箱30的中心附近，故落下沖擊力作用在整個(gè)透鏡驅(qū)動(dòng)裝置40上，可減小產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩的影響。
圖5表示從與圖2不同方向看本發(fā)明的透鏡驅(qū)動(dòng)裝置40的立體圖。在圖5中，為便于看圖說明，而沒有圖示齒輪箱30。
如圖5所示，用于將來自聚焦用電動(dòng)機(jī)14的動(dòng)力傳遞給聚焦用導(dǎo)向螺桿15的聚焦用傳遞齒輪35a(如圖4所示)和位于聚焦用導(dǎo)向螺桿15的一端的聚焦用導(dǎo)向螺桿齒輪15a卡合。另外，用于將來自變焦用電動(dòng)機(jī)10的動(dòng)力傳遞給變焦用導(dǎo)向螺桿11的變焦用傳遞齒輪35b(如圖4所示)和位于變焦用導(dǎo)向螺桿11的一端的變焦用導(dǎo)向螺桿齒輪11a卡合。上述聚焦用導(dǎo)向螺桿15和變焦用導(dǎo)向螺桿11被同軸地軸支撐，且聚焦用導(dǎo)向螺桿齒輪15a和變焦用導(dǎo)向螺桿齒輪11a距離最遠(yuǎn)。
在上述變焦用透鏡3和聚焦用透鏡7中，光軸方向的必要行程量不同，變焦用透鏡3的必要行程量比聚焦用透鏡7大。但是，在采用上述構(gòu)成后，在第2透鏡支架8在光軸方向上移動(dòng)時(shí)，為防止變焦用導(dǎo)向螺桿齒輪11a和第2透鏡支架8干涉，而可延長第2透鏡支架8的對(duì)應(yīng)引導(dǎo)軸5的軸承部的光軸方向的長度，第2透鏡支架8可穩(wěn)定且順利地進(jìn)行往復(fù)動(dòng)作。
在驅(qū)動(dòng)上述聚焦用電動(dòng)機(jī)14時(shí)，第1透鏡支架4從聚焦用導(dǎo)向螺桿15通過設(shè)置在保持聚焦透鏡7的第1透鏡支架4上的齒條部38a，沿光軸K往復(fù)運(yùn)動(dòng)。另外，在驅(qū)動(dòng)上述變焦用電動(dòng)機(jī)10時(shí)，第2透鏡支架8從變焦用導(dǎo)向螺桿11通過設(shè)置在保持變焦透鏡3的第2透鏡支架8上的齒條部39a，與第1透鏡支架4無關(guān)獨(dú)立地沿光軸K往復(fù)運(yùn)動(dòng)。利用上述變焦透鏡3的移動(dòng)來調(diào)節(jié)被攝圖像的遠(yuǎn)近，用聚焦透鏡7的移動(dòng)來調(diào)節(jié)被攝圖像的焦點(diǎn)。
上述齒條部38a和齒條部39a分別相對(duì)聚焦用導(dǎo)向螺桿15和變焦用導(dǎo)向螺桿11彈性卡合。由此，在落下沖擊時(shí)，從聚焦用導(dǎo)向螺桿15和變焦用導(dǎo)向螺桿11的齒列脫離，不會(huì)引起齒輪的齒缺損等的破損。
采用上述構(gòu)成的透鏡驅(qū)動(dòng)裝置的話，則因?yàn)榫劢褂秒妱?dòng)機(jī)14和聚焦用導(dǎo)向螺桿15不直接連結(jié)，且變焦用電動(dòng)機(jī)10和變焦用導(dǎo)向螺桿11不直接連結(jié)，故轉(zhuǎn)矩變小，對(duì)抗沖擊的強(qiáng)度提高，可提高耐落下性能。
將上述聚焦用電動(dòng)機(jī)14和變焦用電動(dòng)機(jī)10固定在外殼的齒輪箱30上，通過由齒輪箱30和光學(xué)基座31構(gòu)成的外殼支承的電動(dòng)機(jī)自身成為剛性構(gòu)件，故強(qiáng)度進(jìn)一步提高。
自由旋轉(zhuǎn)地支承在上述外殼的齒輪箱30上的聚焦用導(dǎo)向螺桿15、變焦用導(dǎo)向螺桿11平行于光軸方向且配置在同軸上，從而可減小光軸方向的投影面積，實(shí)現(xiàn)小型化。
上述聚焦用導(dǎo)向螺桿15和變焦用導(dǎo)向螺桿11的聚焦用導(dǎo)向螺桿齒輪15a側(cè)和變焦用導(dǎo)向螺桿齒輪11a側(cè)分離，故當(dāng)?shù)?透鏡支架4在光軸方向上移動(dòng)時(shí)，可防止聚焦用導(dǎo)向螺桿15和第1透鏡支架4干涉，同時(shí)防止變焦用導(dǎo)向螺桿11和第2透鏡支架8干涉。由此，第1、第2透鏡支架4、8在光軸方向上往復(fù)運(yùn)動(dòng)的區(qū)域變寬，可延長第1、第2透鏡支架4、8的引導(dǎo)軸承部4a、8a的光軸方向長度，第1、第2透鏡支架4、8可穩(wěn)定且順利地進(jìn)行往復(fù)動(dòng)作。
上述聚焦用電動(dòng)機(jī)14和變焦用電動(dòng)機(jī)10的輸出軸與聚焦用導(dǎo)向螺桿15、變焦用導(dǎo)向螺桿11的軸大致平行且同軸，從而可減小光軸方向的投影面積。另外，在與聚焦用導(dǎo)向螺桿15、變焦用導(dǎo)向螺桿11的軸正交方向上的側(cè)方配置聚焦用電動(dòng)機(jī)14和變焦用電動(dòng)機(jī)10，故可減小與光軸方向正交方向上的投影面積。由此，可實(shí)現(xiàn)透鏡驅(qū)動(dòng)裝置的小型化。
在上述聚焦用電動(dòng)機(jī)14和變焦用電動(dòng)機(jī)10同軸配置時(shí)，聚焦用電動(dòng)機(jī)14的輸出軸側(cè)和變焦用電動(dòng)機(jī)10的輸出軸側(cè)分離，故聚焦用電動(dòng)機(jī)14、變焦用電動(dòng)機(jī)10的重心可設(shè)定在齒輪箱30的中心附近，從而落下沖擊力作用在整個(gè)透鏡驅(qū)動(dòng)裝置上，可減小產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩的影響。
在上述第2透鏡支架8的引導(dǎo)軸承部8a上設(shè)置有向第1透鏡支架4側(cè)突出的凸部A(如圖5所示)，同時(shí)在第1透鏡支架4的引導(dǎo)軸承部4a上設(shè)置有不與上述凸部A干涉的凹部B(如圖5所示)，從而即使第1、第2透鏡支架4、8接近，也可使引導(dǎo)軸承部4a、8a彼此間不干涉，第1、第2透鏡支架4、8的移動(dòng)范圍變寬。
第1透鏡支架4的引導(dǎo)軸承部4a的光軸方向的中心點(diǎn)相對(duì)第1透鏡支架4本體的光軸方向的中心點(diǎn)向與攝像器件41相反的一側(cè)偏離，第2透鏡支架8的引導(dǎo)軸承部8a的光軸方向的中心點(diǎn)相對(duì)第2透鏡支架8本體的光軸方向的中心點(diǎn)向與攝像器件41相反的一側(cè)偏離。
采用上述構(gòu)成的攝像組件的話，則通過使用耐落下性能高的透鏡驅(qū)動(dòng)裝置，從而可提高耐沖擊性，得到高的可靠性。
上述攝像組件具有利用光路轉(zhuǎn)換元件22使光軸折彎90度的彎曲光學(xué)系統(tǒng)，從而在將攝像組件配置在設(shè)備內(nèi)時(shí)，使攝像組件的被攝體方向成為設(shè)備的厚度方向，可有效地利用設(shè)備內(nèi)的空間。
(第2實(shí)施形態(tài))作為本發(fā)明第2實(shí)施形態(tài)的裝設(shè)有攝像組件的便攜式電子設(shè)備的一例，使用圖7～圖10對(duì)手機(jī)進(jìn)行說明。
如圖7所示，手機(jī)60包括通過鉸鏈部71連結(jié)的第1框體61和第2框體72。在上述第1框體61上在攝像孔65的里面裝設(shè)有攝像組件50(如圖9所示)，且在第1框體61上還裝設(shè)有副顯示屏62和副顯示屏用操作按鈕類63。在上述副顯示屏用操作按鈕類63的附近設(shè)置有揚(yáng)聲器孔64，在其里面裝設(shè)有揚(yáng)聲器70(如圖9所示)。另外，雖未圖示，但在上述第2框體72上裝設(shè)有操作按鈕、話筒、天線、以及通信電路和存儲(chǔ)器等的主電路系統(tǒng)，從而第2框體72具有通信、攝像、聽音樂等功能。
圖8A表示打開第1框體61和第2框體72后的攝像狀態(tài)下的手機(jī)的操作側(cè)的立體圖，圖8B表示攝像狀態(tài)下的手機(jī)的攝像孔65側(cè)的立體圖。在圖8A、圖8B中，與圖7所示相同的構(gòu)成部使用同一元件符號(hào)。
如圖8A所示，在第1框體61上裝設(shè)有主顯示屏66及耳機(jī)67，在第2框體72上裝設(shè)有具有多個(gè)操作按鈕73的操作部。
只要可構(gòu)成圖8B所示的攝像時(shí)的被攝體方向相對(duì)圖8A所示的主顯示屏66的面正交，對(duì)攝像者來說可減少攝像時(shí)的不協(xié)調(diào)感，這樣最好，故將攝像組件50裝設(shè)在安裝有主顯示屏66的第1框體61上。不過，在將攝像組件裝設(shè)在第2框體上時(shí)，也可如上所述使攝像時(shí)的被攝體方向相對(duì)主顯示屏66的面正交，但需要花費(fèi)功夫?qū)q鏈部設(shè)置為2段鉸鏈(所謂的雙鉸鏈)等，從而可解決攝像時(shí)的不協(xié)調(diào)感。
如圖9的第1框體61的立體分解圖所示，上述手機(jī)60的第1框體61具有上蓋61a和下蓋61b。在上述上蓋61a和下蓋61b之間配置有副電路基板68，該副電路基板68上裝設(shè)有主顯示屏66、副顯示屏62、副顯示屏用操作按鈕類63、副電路類69以及揚(yáng)聲器70。上述副電路基板68占據(jù)第1框體61內(nèi)的大部分體積。在上述副電路基板68的下側(cè)配置耳機(jī)67。另外，雖未圖示但在鉸鏈部71附近遍布有連接第1框體61和第2框體72的柔性基板。因此，在第1框體61內(nèi)幾乎沒有剩下可供攝像組件50容納的空間，很難將攝像組件50的長度方向設(shè)置在Y方向(第1框體61的長度方向)上。
因此，如圖9所示，將攝像組件50的長度方向配置在X方向(垂直于第1框體61的長度方向)，但在X方向上考慮到不損害手機(jī)使用者的操作性，自然地尺寸也會(huì)受到制約。因此，在進(jìn)行攝像組件的設(shè)計(jì)時(shí)，必須減小XY平面的投影面積。另一方面，在現(xiàn)今的手機(jī)中一般都會(huì)除主顯示屏外還裝設(shè)有副顯示屏，因?yàn)橐灾黠@示屏66和副顯示屏62裝設(shè)在副電路基板68上的形態(tài)進(jìn)行內(nèi)置，故厚度有增加的傾向。該攝像組件50，在主顯示屏66、副顯示屏62及副電路基板68的厚度總和容許的范圍內(nèi)，今后可逐漸反映在Z方向即攝像組件50的厚度方向的尺寸上，取代減小攝像組件50在XY平面的投影面積。
圖10表示在圖9所示的手機(jī)中將攝像組件50分解的狀態(tài)下的立體圖。在圖10中，與圖8和圖9相同的構(gòu)成部使用同一元件符號(hào)。
如圖10所示，該攝像組件50的透鏡驅(qū)動(dòng)裝置的光學(xué)系統(tǒng)與現(xiàn)有透鏡驅(qū)動(dòng)裝置不同，是將從被攝體側(cè)入射到攝像孔65的光利用光路轉(zhuǎn)換元件22向攝像器件側(cè)折彎90度后，通過保持在第1、第2透鏡支架4、8上的聚焦透鏡7、變焦透鏡3入射到攝像器件41的彎曲光學(xué)系統(tǒng)。通過構(gòu)成為這樣的彎曲光學(xué)系統(tǒng)，從而可構(gòu)成為攝像時(shí)的被攝體方向相對(duì)主顯示屏66的面正交，對(duì)攝像者來說減少攝像時(shí)的不協(xié)調(diào)感。
在將應(yīng)用了現(xiàn)有透鏡驅(qū)動(dòng)裝置光學(xué)系統(tǒng)的攝像組件與圖10相同地進(jìn)行裝設(shè)時(shí)，因被攝體側(cè)為X方向，故主顯示屏66和攝像方向平行，從而攝像時(shí)必須使用高價(jià)的特殊鉸鏈將包括主顯示屏66在內(nèi)的第1框體的方向改變一個(gè)角度，從而不能馬上進(jìn)入攝像姿勢(shì)，且必須另外將攝像按鈕設(shè)在與操作按鈕73(如圖8所示)不同的方向上。
與此相對(duì)，在本發(fā)明第2實(shí)施形態(tài)的具有攝像組件的手機(jī)60中，通過使攝像時(shí)的被攝體方向相對(duì)主顯示屏66的面正交，從而對(duì)攝像者來說減少攝像時(shí)的不協(xié)調(diào)感，操作性大幅提高。
另外，采用上述手機(jī)60的話，通過使用耐沖擊性好的攝像組件，對(duì)于受到落下沖擊頻率高的手機(jī)，可實(shí)現(xiàn)具有攝像組件的可靠性高的帶攝像功能的手機(jī)，其可承受從1.7m的高度落在混凝土磚塊上時(shí)產(chǎn)生的落下沖擊加速度。
在上述實(shí)施形態(tài)中，作為便攜式電子設(shè)備對(duì)具有攝像組件的手機(jī)進(jìn)行了說明，但便攜式電子設(shè)備不限定于此，也可適用于PDA(Personal DigitalAssistant個(gè)人數(shù)字助理)等其他的便攜式電子設(shè)備。
上面對(duì)本發(fā)明的實(shí)施形態(tài)進(jìn)行了說明，但顯然可對(duì)其進(jìn)行各種變更。這些變更不應(yīng)該看作是脫離本發(fā)明的精神和范圍，所有本領(lǐng)域的技術(shù)人員可簡單得出的變更都包含在本發(fā)明的權(quán)利要求書的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種透鏡驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于，包括保持第1透鏡的第1透鏡支架；與所述第1透鏡支架卡合、使所述第1透鏡支架在光軸方向上移動(dòng)的第1導(dǎo)向螺桿；保持第2透鏡的第2透鏡支架；與所述第2透鏡支架卡合、使所述第2透鏡支架在光軸方向上移動(dòng)的第2導(dǎo)向螺桿；用于使所述第1導(dǎo)向螺桿旋轉(zhuǎn)的第1電動(dòng)機(jī)；用于將來自所述第1電動(dòng)機(jī)的動(dòng)力傳遞給所述第1導(dǎo)向螺桿的第1齒輪；用于使所述第2導(dǎo)向螺桿旋轉(zhuǎn)的第2電動(dòng)機(jī)；用于將來自所述第2電動(dòng)機(jī)的動(dòng)力傳遞給所述第2導(dǎo)向螺桿的第2齒輪；以及收納所述第1、第2透鏡支架、所述第1、第2導(dǎo)向螺桿、所述第1、第2電動(dòng)機(jī)、所述第1、第2齒輪的外殼，所述第1透鏡支架和所述第2透鏡支架分別具有被平行于所述光軸的引導(dǎo)軸滑動(dòng)自如地引導(dǎo)的引導(dǎo)軸承部，在所述第1透鏡支架或所述第2透鏡支架的一個(gè)引導(dǎo)軸承部上設(shè)置有向另一個(gè)引導(dǎo)軸承部側(cè)突出的凸部，另一方面，在所述第1透鏡支架或所述第2透鏡支架的另一個(gè)引導(dǎo)軸承部上不與所述凸部干涉地設(shè)置有凹部。
2.一種使用權(quán)利要求1所述的透鏡驅(qū)動(dòng)裝置的攝像組件。
3.如權(quán)利要求2所述的攝像組件，其特征在于，具有利用光路轉(zhuǎn)換元件使光軸折彎90度的彎曲光學(xué)系統(tǒng)。
4.一種使用權(quán)利要求2所述的攝像組件的便攜式電子設(shè)備。
5.一種便攜式電子設(shè)備，其特征在于，包括權(quán)利要求3所述的攝像組件；以及收納所述攝像組件的框體，所述攝像組件配置在所述框體內(nèi)，所述攝像組件的長度方向相對(duì)所述框體的長度方向大致垂直，且所述攝像組件的被攝體方向?yàn)樗隹蝮w的厚度方向。
全文摘要
將來自聚焦用電動(dòng)機(jī)(14)的動(dòng)力通過齒輪(35a)傳遞給聚焦用導(dǎo)向螺桿(15)，使第1透鏡支架(4)在光軸方向上移動(dòng)。將來自變焦用電動(dòng)機(jī)(10)的動(dòng)力通過齒輪(35b)傳遞給變焦用導(dǎo)向螺桿(11)，使第2透鏡支架(8)在光軸方向上移動(dòng)。所述第1、第2透鏡支架(4、8)、聚焦及變焦用導(dǎo)向螺桿(15、11)、聚焦及變焦用電動(dòng)機(jī)(14、10)、齒輪(35a、35b)收納在外殼(30、31)內(nèi)。所述聚焦用電動(dòng)機(jī)(14)、變焦用電動(dòng)機(jī)(10)可固定在外殼的齒輪箱(30)上。
文檔編號(hào)G02B7/10GK101082692SQ200710136440
公開日2007年12月5日 申請(qǐng)日期2005年11月30日 優(yōu)先權(quán)日2004年11月30日
發(fā)明者三木煉三郎 申請(qǐng)人:夏普株式會(huì)社