專利名稱：透鏡裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種適用于使多個(gè)透鏡沿光軸移動(dòng)的透鏡裝置。
背景技術(shù)：
一般在具有變焦功能或自動(dòng)聚焦功能的攝像機(jī)、小型照相機(jī)、數(shù)字照相機(jī)等上搭載的透鏡裝置中，為了使變焦用可動(dòng)透鏡即變焦透鏡或聚焦用可動(dòng)透鏡即聚焦透鏡沿光軸方向移動(dòng)而進(jìn)行變焦控制或聚焦控制，因此，設(shè)置有使保持透鏡的透鏡支架能夠沿光軸移動(dòng)的透鏡支架驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。
這樣的透鏡裝置已提出過使用了利用電磁鐵與永久磁鐵相互間的磁作用的電磁驅(qū)動(dòng)型透鏡支架驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的方案(參照例如專利文獻(xiàn)1)。
并且，作為透鏡裝置，還提出過用電機(jī)的驅(qū)動(dòng)力使透鏡支架沿光軸移動(dòng)，并在不使用時(shí)能夠?qū)⑼哥R收容到相機(jī)本體內(nèi)的伸縮式透鏡支架驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的方案(參照例如專利文獻(xiàn)2)。
專利文獻(xiàn)1特開平8-234092號(hào)公報(bào)；專利文獻(xiàn)2特開2001-264616號(hào)公報(bào)。
但是，近年來對(duì)各種裝置都要求高性能，作為各種裝置高性能化的一種，透鏡裝置也要求高性能化。
但在上述以往的透鏡裝置中，存在不能適應(yīng)近年來高品質(zhì)化要求的問題。
例如，在使用以往的電磁驅(qū)動(dòng)型透鏡支架驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的透鏡裝置中，存在不能伸縮、不能小型化的問題。
并且，在以往的使用了由電機(jī)的驅(qū)動(dòng)力使透鏡支架沿光軸移動(dòng)的能夠伸縮的透鏡支架驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的透鏡裝置中，雖然能夠伸縮，即能夠收容，但存在需要大的電機(jī)收容空間，不能使裝置整體小型化的問題。
因此，要求能夠搭載到以近年來的移動(dòng)電話機(jī)為代表的攜帶用信息終端等上的小型透鏡裝置。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明就是鑒于這些點(diǎn)，目的是提供一種高性能化，特別是容易小型化的透鏡裝置。
為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的透鏡裝置，包括沿光軸配置的多個(gè)透鏡支架、以及能夠使這些透鏡支架中的至少一部分沿光軸移動(dòng)的透鏡支架驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，其特征在于，上述多個(gè)透鏡支架分別配設(shè)成可沿光軸移動(dòng)；上述透鏡支架驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括分別配設(shè)在上述多個(gè)透鏡支架上的電磁鐵、以及與上述各電磁鐵同心地固定配置的共用永久磁鐵。
在本發(fā)明的透鏡裝置中，上述各電磁鐵最好通過在圓筒狀線圈的外側(cè)配置圓筒狀軛鐵而形成。
并且，在本發(fā)明的透鏡裝置中，上述各電磁鐵最好分開配置在上述共用永久磁鐵的內(nèi)側(cè)和外側(cè)。
而且，在本發(fā)明的透鏡裝置中，配置在共用永久磁鐵內(nèi)側(cè)的電磁鐵最好為多個(gè)，這些電磁鐵最好沿光軸排列在同軸上。
再或者，在本發(fā)明的透鏡裝置中，上述多個(gè)透鏡支架形成為在配置于光軸方向的最前方的透鏡支架的內(nèi)部可收容其余的透鏡支架。
或者，為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的透鏡裝置，包括沿光軸配置的多個(gè)透鏡支架、以及能夠使這些透鏡支架中的至少一部分沿光軸移動(dòng)的透鏡支架驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，其特征在于，上述透鏡支架驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括由在徑向上磁化的筒狀永久磁鐵形成、且其長度方向沿光軸配設(shè)的導(dǎo)向構(gòu)件，以及分別配設(shè)在上述各透鏡支架上、自由移動(dòng)地安裝在上述導(dǎo)向構(gòu)件上的驅(qū)動(dòng)用環(huán)；上述驅(qū)動(dòng)用環(huán)上配設(shè)有電磁鐵，該電磁鐵是通過在上述圓筒狀線圈的外側(cè)配置圓筒狀的軛鐵而形成的。于是，通過采用這種結(jié)構(gòu)，通過控制各電磁鐵的軛鐵上形成的磁極的極性以及由各電磁鐵和永久磁鐵形成的導(dǎo)向構(gòu)件之間相互作用的磁力，能夠沿導(dǎo)向構(gòu)件的長度方向即光軸方向個(gè)別地移動(dòng)各透鏡支架的位置，同時(shí)能夠容易地進(jìn)行各位置的控制。而且，能夠使透鏡支架驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)為零部件數(shù)量少的小型結(jié)構(gòu)。
在本發(fā)明的透鏡裝置中，上述導(dǎo)向構(gòu)件最好為多個(gè)。于是，通過采用這樣的結(jié)構(gòu)，能夠容易防止各透鏡支架以光軸為中心向圓周方向移動(dòng)。
并且，在本發(fā)明的透鏡裝置中，上述線圈最好一體地形成在上述驅(qū)動(dòng)用環(huán)上。于是，通過采用這樣的結(jié)構(gòu)，能夠減少提供給組裝的零部件的數(shù)量。
發(fā)明效果如果采用本發(fā)明的透鏡裝置，對(duì)于高性能化，特別是對(duì)于能夠容易小型化具有極好的效果。
圖1表示本發(fā)明的透鏡裝置的實(shí)施方式中將被攝體放大到最大時(shí)的放大狀態(tài)的剖面立體圖；圖2表示本發(fā)明的透鏡裝置的實(shí)施方式中將被攝體放大到最大時(shí)的放大狀態(tài)的縱斷面圖；圖3沿圖2的3-3線的橫斷面圖；圖4表示本發(fā)明的透鏡裝置的實(shí)施方式中透鏡的收容狀態(tài)的與圖1相同的圖；圖5表示本發(fā)明的透鏡裝置的實(shí)施方式中透鏡的收容狀態(tài)的與圖2相同的圖；圖6表示本發(fā)明的透鏡裝置的第2實(shí)施方式中將被攝體放大到最大時(shí)的放大狀態(tài)的部分剖面立體圖；圖7是圖1的第1驅(qū)動(dòng)用環(huán)的放大橫斷面圖；圖8是圖1的第2驅(qū)動(dòng)用環(huán)的放大橫斷面圖；圖9是圖1的第3驅(qū)動(dòng)用環(huán)的放大橫斷面圖；圖10是表示本發(fā)明的透鏡裝置的第2實(shí)施方式中透鏡的收容狀態(tài)的與圖1相同的圖；圖11是表示本發(fā)明的透鏡裝置的第2實(shí)施方式中透鏡的收容狀態(tài)的部分剖面正視圖。
具體實(shí)施例方式
下面用圖示的實(shí)施方式說明本發(fā)明。
圖1至圖3表示本發(fā)明的透鏡裝置的實(shí)施方式，圖1為剖面立體圖，圖2為縱斷面視圖，圖3為沿圖2的3-3的橫斷面視圖。
本實(shí)施方式的透鏡裝置以用于控制搭載在移動(dòng)電話機(jī)中的CCD相機(jī)的變焦控制或聚焦控制中的裝置為例。
如圖1至圖3所示，本實(shí)施方式的透鏡裝置1具有沿光軸L配置的多個(gè)在本實(shí)施方式中為3個(gè)的透鏡支架(鏡筒)2，和用于使這些透鏡支架2沿光軸L移動(dòng)的透鏡支架驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)3。該透鏡裝置1以圖1和圖2的上下方向?yàn)楣廨S方向，在圖1和圖2的下方作為攝像設(shè)備配置了圖中沒有示出的CCD等，形成根部側(cè)BS。并且，將圖1及圖2的上方作為攝影時(shí)作為目標(biāo)的被攝體所存在的前側(cè)FS。
上述3個(gè)透鏡支架2沿光軸L從前側(cè)FS到根部側(cè)BS依次為第1透鏡支架2A、第2透鏡支架2B和第3透鏡支架2C。
另外，透鏡支架2(符號(hào)2為第1透鏡支架2A、第2透鏡支架2B及第3透鏡支架2C的總稱)的數(shù)量能夠根據(jù)設(shè)計(jì)概念等的必要增減。
上述第1透鏡支架2A配置在例如用于變焦控制的光軸L的最前方，用來保持第1組透鏡4的支架，包括具有保持第1組透鏡4的第1組透鏡用保持內(nèi)孔5a的環(huán)形第1組透鏡用保持部5、和從該第1組透鏡用保持部5的外緣沿光軸L向根部側(cè)BS軸向延伸形成的圓筒狀胴部6。并且，在胴部6的根部側(cè)BS的外周，配設(shè)有構(gòu)成透鏡支架驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)3的一部分的第1透鏡支架用電磁鐵7。通過在圓筒狀線圈8A的徑向外側(cè)配置由磁體形成的圓筒狀軛鐵9A，來形成該第1透鏡支架用電磁鐵7。
上述第1透鏡支架2A配設(shè)在固定配置于安裝基板10的上面的磁鐵支架11的外周，并可沿光軸L自由移動(dòng)。
上述安裝基板10中，與光軸L垂直的平面形成為近似四邊框形，在其中間形成有平面矩形的開口12。該開口12形成為其中心位于光軸上。并且，在安裝基板10的上面，直立設(shè)置有2根形成為圓柱狀的作為導(dǎo)向構(gòu)件的導(dǎo)向軸13，該導(dǎo)向軸13以沿光軸L的長度方向?yàn)樯舷路较颉＿@些導(dǎo)向軸13在安裝基板10上面，以光軸L為中心的同心圓上，隔著開口12而對(duì)置。并且，在安裝基板10的下面，安裝有圖中沒有示出的作為攝像設(shè)備的CCD，該CCD的安裝成能夠接受通過開口12的光。
另外，導(dǎo)向軸13的斷面形狀并不局限于圓形，能夠從環(huán)形、四邊形、多邊形等各種形狀中選擇使用。
上述磁鐵支架11是用于保持后面將要詳細(xì)說明的共用永久磁鐵14的構(gòu)件，包括以沿光軸L的軸向?yàn)殚L度方向、整體形成為圓筒狀的本體部15，和在該本體部15的上端沿徑向向內(nèi)側(cè)延伸形成的環(huán)狀凸緣16。并且，各凸緣16沿徑向的寬度尺寸比各導(dǎo)向軸13的徑向尺寸大，各導(dǎo)向軸13的上端固定在凸緣16的內(nèi)周一側(cè)，使其上端面與凸緣16的上面成為一個(gè)平面。
即，磁鐵支架11固定配置在安裝基板10的上面，使其軸心能夠位于光軸上。
因此，能夠容易使在磁鐵支架11的外周上沿光軸L自由移動(dòng)地配設(shè)的第1透鏡支架2A的軸心位于光軸上。
并且，配設(shè)在第1透鏡支架2A上的第1透鏡支架用電磁鐵7配置在共用永久磁鐵14的外側(cè)。
另外，在第1透鏡支架2A與磁鐵支架11相互之間，配設(shè)有圖中沒有示出的旋轉(zhuǎn)/脫落防止體，不僅能夠防止第1透鏡支架2A以磁鐵支架11的外周為中心沿圓周方向旋轉(zhuǎn)，而且能夠防止第1透鏡支架2A在磁鐵支架11的外周沿光軸L向前側(cè)FS移動(dòng)時(shí)從磁鐵支架11上被拔出而脫落。
在上述磁鐵支架11的本體部15的內(nèi)面，配設(shè)有由磁體形成的共用永久磁鐵14。本實(shí)施方式中的共用永久磁鐵14分割成以光軸L為中心對(duì)置的2個(gè)小磁鐵14a(圖3中僅表示了其中的一個(gè))，這些小磁鐵14a配置成隔著導(dǎo)向軸13以光軸L為中心的近似假想圓。并且，使這些小磁鐵14a的外周面與磁鐵支架11的本體部15的內(nèi)周面相抵接，同時(shí)使各小磁鐵14a的上下方向所示的軸向的兩端，被磁鐵支架11的凸緣16的下面與安裝基板10的上面夾持，由此，各小磁鐵14a被固定配置在以光軸L為中心的同心圓上。并且，這些小磁鐵14a被沿徑向磁化，使位于徑向內(nèi)側(cè)的成為凹面的內(nèi)面?zhèn)葹槔鏢極，位于徑向外側(cè)的成為凸面的外面?zhèn)瘸蔀镹極。另外，也可以使共用永久磁鐵14的圓周方向的分割數(shù)為3個(gè)以上。
上述第2透鏡支架2B用來保持例如用于變焦控制的、配置在從光軸L的前方數(shù)的第2組透鏡17的支架，包括具有保持第2組透鏡17的第2組透鏡用保持內(nèi)孔18a的筒狀第2組透鏡用保持部18，和從該第2組透鏡用保持部18的上端向徑向內(nèi)側(cè)延伸形成的、用于定位第2組透鏡17的環(huán)狀定位構(gòu)件19。并且，在第2組透鏡用保持部18的根部側(cè)BS的外周，形成有向徑向外側(cè)延伸形成的圓筒狀第2透鏡支架用電磁鐵安裝部20。該第2透鏡支架用電磁鐵安裝部20的沿軸向的長度，比第2組透鏡用保持部18沿軸向的長度短。
并且，在第2透鏡支架用電磁鐵安裝部20的上面，凹陷設(shè)置有圓環(huán)狀的第2透鏡支架用電磁鐵安裝槽21。在該第2透鏡支架用電磁鐵安裝槽21的內(nèi)部，安裝有通過在圓筒狀線圈8B的徑向外側(cè)配置由磁體形成的圓筒狀軛鐵9B而形成的第2透鏡支架用電磁鐵22。而且，在第2透鏡支架用電磁鐵安裝部20的外周，以軸心即光軸L為中心相對(duì)配置有一對(duì)向徑向外側(cè)延伸形成的第2透鏡支架用軸安裝部23。
并且，在各第2透鏡支架用軸安裝部23的以光軸L為中心的同心圓上，分別形成有軸穿插孔23a，該軸穿插孔23a沿軸向即光軸方向貫穿厚度方向，通過將這些軸穿插孔23a穿插到各導(dǎo)向軸13的上端，第2透鏡支架2B能夠沿各導(dǎo)向軸13即光軸L移動(dòng)地被支持，且第2透鏡支架用電磁鐵22與共用永久磁鐵14同心地配置，并且第2透鏡支架用電磁鐵22配置在共用永久磁鐵14的內(nèi)側(cè)。
上述第3透鏡支架2C用來保持例如用于聚焦控制的、配置在光軸L的最靠近根部側(cè)BS的第3組透鏡24，包括具有保持第3組透鏡24的第3組透鏡用保持內(nèi)孔25a的筒狀第3組透鏡用保持部25，和從該第3組透鏡用保持部25的上端向徑向內(nèi)側(cè)延伸形成的、用于定位第3組透鏡用保持部25的環(huán)狀定位構(gòu)件26。并且，在該第3組透鏡用保持部25的根部側(cè)BS的外周，形成有向徑向外側(cè)延伸形成的筒狀第3透鏡支架用電磁鐵安裝部27。該第3透鏡支架用電磁鐵安裝部27的沿軸向的長度，比第3組透鏡用保持部25沿軸向的長度短。
并且，在第3透鏡支架用電磁鐵安裝部27的下面，凹陷設(shè)置有圓環(huán)狀的第3透鏡支架用電磁鐵安裝槽28，在該第3透鏡支架用電磁鐵安裝槽28的內(nèi)部，安裝有通過在圓筒狀的線圈8C的徑向外側(cè)配置由磁體形成的圓筒狀的軛鐵9C而形成的第3透鏡支架用電磁鐵29。而且，在第3透鏡支架用電磁鐵安裝部27的外周，以軸心即光軸L為中心相對(duì)配置有一對(duì)向徑向外側(cè)延伸形成的第3透鏡支架用軸安裝部30。
并且，在各第3透鏡支架用軸安裝部30上，以光軸L為中心的同心圓上分別形成有軸穿插孔30a，該軸穿插孔30a沿軸向貫穿厚度方向，通過將這些軸穿插孔30a穿插到各導(dǎo)向軸13的下端，第3透鏡支架2C能夠沿各導(dǎo)向軸13即光軸L移動(dòng)地被支持，同時(shí)第3透鏡支架用電磁鐵29與共用永久磁鐵14同心地配置，并且第3透鏡支架用電磁鐵29配置在共用永久磁鐵14的內(nèi)側(cè)，與第2透鏡支架用電磁鐵22同軸。
因此，在本實(shí)施方式的透鏡裝置1中，第1透鏡支架用電磁鐵7配置在共用永久磁鐵14的外側(cè)，第2透鏡支架用電磁鐵22及第3透鏡支架用電磁鐵29配置在共用永久磁鐵14的內(nèi)側(cè)，并且第2透鏡支架用電磁鐵22和第3透鏡支架用電磁鐵29，沿導(dǎo)向軸13即光軸L排列在相同的軸上。
上述第2透鏡支架2B和第3透鏡支架2C，在后面敘述的收納狀態(tài)下能夠收納到第1透鏡支架2A的內(nèi)部。
上述第1透鏡支架用電磁鐵7、第2透鏡支架用電磁鐵22、第3透鏡支架用電磁鐵29和共用永久磁鐵14，構(gòu)成使本實(shí)施方式的多個(gè)透鏡支架2能夠沿光軸移動(dòng)的透鏡支架驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)3。
即，本實(shí)施方式的透鏡支架驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)3采用具有分別配置在多個(gè)透鏡支架2上的電磁鐵7、22、29和與各電磁鐵7、22、29同心配置的共用永久磁鐵14的結(jié)構(gòu)。
而且，各電磁鐵7、22、29采用將圓筒狀的軛鐵9(符號(hào)9為軛鐵9A、軛鐵9B和軛鐵9C的總稱)配置在各圓筒狀的線圈8(符號(hào)8為線圈8A、線圈8B及線圈8C的總稱)的外側(cè)的結(jié)構(gòu)。
另外，各電磁鐵7、22、29的線圈8的端子與圖中沒有示出的電源相連，同時(shí)按照由CPU和遙控器等形成的圖中沒有示出的適當(dāng)?shù)目刂茊卧l(fā)出的控制指令控制各軛鐵9上形成的電磁的極性、電磁力的大小等。
并且，各軛鐵9及共用永久磁鐵14以外的部分由樹脂等非磁性體形成。
下面說明由上述結(jié)構(gòu)構(gòu)成的本實(shí)施方式的作用。
圖1至圖3表示本發(fā)明的透鏡裝置1的實(shí)施方式中將被攝體放大到最大的放大狀態(tài)，圖4為與表示透鏡的收納狀態(tài)的圖1相同的圖，圖5為與表示透鏡的收納狀態(tài)的圖2相同的圖。
如果采用本實(shí)施方式的透鏡裝置1，通過控制各電磁鐵7、22、29各自的軛鐵C上形成的磁極的極性，以及各電磁鐵7、22、29與共用永久磁鐵14相互之間作用的磁力，不僅能夠使各透鏡支架2即各組透鏡4、17、24的位置沿光軸L分別移動(dòng)，而且能夠容易地進(jìn)行各自位置的控制。
其結(jié)果，根據(jù)本實(shí)施方式的透鏡裝置1，能使各組透鏡4、17、24的位置配置到圖1及圖2所示的將被攝體放大到最大的放大狀態(tài)與圖4及圖5所示的收納狀態(tài)之間的任意位置上。
這樣一來，根據(jù)本實(shí)施方式的透鏡裝置1，由于能夠使多個(gè)透鏡支架2分別沿光軸L移動(dòng)，因此能夠使第1透鏡支架2A的移動(dòng)量最大。能夠增大該第1透鏡支架2A的移動(dòng)量，則能夠縮短收納狀態(tài)下各透鏡支架2整體在光軸方向上的長度。
并且，根據(jù)本實(shí)施方式的透鏡裝置1，由于透鏡支架驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)3由分別配設(shè)在多個(gè)透鏡支架2上的電磁鐵7、22、29、和與各電磁鐵7、22、29同心地固定配置的共用永久磁鐵14構(gòu)成，因此不僅能夠容易使透鏡支架驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)3的結(jié)構(gòu)簡單且小型化，而且能夠高速且精確地控制各透鏡支架2的移動(dòng)位置。其結(jié)果，不僅能夠容易且確實(shí)地進(jìn)行透鏡支架2的高速移動(dòng)，而且通過細(xì)分變焦倍率，能夠容易且確實(shí)地提高分辨率。而且，能夠縮小空間。
因此，根據(jù)本實(shí)施方式的透鏡裝置1，能夠高性能化，特別是能夠容易小型化。
并且，根據(jù)本實(shí)施方式的透鏡裝置1，由于各電磁鐵7、22、29是通過在圓筒狀的線圈8的外側(cè)配置圓筒狀的軛鐵9構(gòu)成的，因此在各電磁鐵7、22、29與共用永久磁鐵14之間，能夠用簡單的結(jié)構(gòu)容易形成獲得使各透鏡支架2移動(dòng)所必需的驅(qū)動(dòng)力的磁回路。
而且，根據(jù)本實(shí)施方式的透鏡裝置1，由于多個(gè)透鏡支架2分開配置在共用永久磁鐵14的外側(cè)和內(nèi)側(cè)，因此，能夠確實(shí)并且容易地獲得剩余的第2透鏡支架2B及第3透鏡支架2C容易收容到配置在外側(cè)的第1透鏡支架2A內(nèi)部的結(jié)構(gòu)，因此能夠容易地進(jìn)一步小型化。
而且，根據(jù)本實(shí)施方式的透鏡裝置1，由于配置在共用永久磁鐵14內(nèi)側(cè)的透鏡支架2為多個(gè)即第2透鏡支架2B和第3透鏡支架2C兩個(gè)，這2個(gè)透鏡支架2B、2C沿光軸L排列在同軸上，因此能夠減小設(shè)置空間。
并且，在本實(shí)施方式的透鏡裝置1的收容狀態(tài)下，由于像圖4及圖5所示那樣，能夠?qū)⒌?透鏡支架2B和第3透鏡支架2C收容到第1透鏡支架2A的內(nèi)部，因此能夠容易小型化。
下面說明第2實(shí)施方式。
圖6到圖9表示本發(fā)明的透鏡裝置的實(shí)施方式，圖6為主要部分的一部分的剖面立體圖，圖7為第1驅(qū)動(dòng)用環(huán)的放大橫截面圖，圖8為表示第2驅(qū)動(dòng)用環(huán)的結(jié)構(gòu)的放大橫截面圖，圖9為表示第3驅(qū)動(dòng)用環(huán)的放大橫截面圖。
本實(shí)施方式的透鏡裝置以用于控制搭載到移動(dòng)電話機(jī)中的CCD相機(jī)的變焦控制或聚焦控制中的裝置為例。
如圖6所示，本實(shí)施方式的透鏡裝置51具有沿光軸L配置的多個(gè)在本實(shí)施方式中為3個(gè)透鏡支架(鏡筒)52，以及用來使這些透鏡支架52沿光軸L移動(dòng)的透鏡支架驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)53。
本實(shí)施方式的該透鏡裝置51以圖6的上下方向?yàn)楣廨S方向，以圖6的下方為配置了圖中沒有示出的攝像設(shè)備CCD等的根部側(cè)BS。并且，以圖6的上方為存在攝影時(shí)作為目標(biāo)的被攝體的前側(cè)FS。
上述3個(gè)透鏡支架52沿光軸L從前側(cè)FS到根部側(cè)BS依次為第1透鏡支架52A、第2透鏡支架52B和第3透鏡支架52C。
另外，透鏡支架52的數(shù)量能夠根據(jù)設(shè)計(jì)概念等的必要而增減。
上述第1透鏡支架52A用來保持例如用于變焦控制的、配置在光軸L的最前方的圖中沒有示出的第1組透鏡的支架，包括具有保持第1組透鏡的第1透鏡保持內(nèi)孔54a的環(huán)形第1透鏡保持部54，和從該第1透鏡保持部54的外緣沿光軸L向根部側(cè)BS軸向延伸形成的圓筒狀胴部55。并且，在胴部55的內(nèi)孔55a的根部側(cè)BS以第1透鏡支架52A的軸心為中心，同心地相對(duì)配置有2個(gè)第1驅(qū)動(dòng)用環(huán)56A。這些第1驅(qū)動(dòng)用環(huán)56A整體形成為長度短的圓筒狀。并且，各第1驅(qū)動(dòng)用環(huán)56A的徑向外側(cè)的一部分與胴部55的內(nèi)孔55a相連接。
上述第1透鏡支架52A的第1透鏡保持部54、胴部55及第1驅(qū)動(dòng)用環(huán)56A由非磁性體，例如由用圖中沒有示出的成型模具將樹脂成型的成型品整體形成。
上述各第1驅(qū)動(dòng)用環(huán)56A如圖7所示，分別配置有電磁鐵57A。這些電磁鐵57A上，配設(shè)有通過在圓筒狀的線圈58A的徑向外側(cè)配置圓筒狀的軛鐵59A而形成的電磁鐵57A。該電磁鐵57A的線圈58A與第1驅(qū)動(dòng)用環(huán)56A一體形成。例如，通過在用成型模具成型加工第1透鏡支架52A時(shí)插入成型線圈58A來一體形成，由此使線圈58A的內(nèi)孔構(gòu)成第1驅(qū)動(dòng)用環(huán)56A的內(nèi)孔的一部分。
上述第1透鏡支架52A及第1驅(qū)動(dòng)用環(huán)56A由非磁性體，例如用圖中沒有示出的成型模具將樹脂成型加工的成型品一體形成。
即，在本實(shí)施方式中，在第1透鏡支架52A中一體形成第1驅(qū)動(dòng)用環(huán)56A和線圈58A，整體作為1個(gè)部件。
并且，軛鐵59A由磁性體例如冷軋軋制鋼板等形成，固定在第1驅(qū)動(dòng)用環(huán)56A的外側(cè)，詳細(xì)為固定在第1驅(qū)動(dòng)用環(huán)56A的外周。
回到圖6，上述第1透鏡支架52A的第1驅(qū)動(dòng)用環(huán)56A，安裝在作為直立設(shè)置于安裝基板60的上面的導(dǎo)向構(gòu)件的2根導(dǎo)向軸61的上端，詳細(xì)為，第1驅(qū)動(dòng)用環(huán)56A的內(nèi)孔分別外插到2根導(dǎo)向軸61的外周面上，被保持成能夠沿各導(dǎo)向軸61的軸向即長度方向移動(dòng)。
安裝基板60形成為板狀，其中間形成有貫穿厚度方向的平面矩形等適當(dāng)形狀的、圖中沒有示出的開口。該開口的中心位于光軸上。并且，在安裝基板60的下面安裝有圖中沒有示出的攝像設(shè)備例如CCD，該CCD的安裝成能夠接受通過開口從前側(cè)FS向根部側(cè)BS通過的光，在安裝基板60的上面，即與配置在前側(cè)FS的光軸L相直交的表面上，直立設(shè)置有2根導(dǎo)向軸61。
上述2根導(dǎo)向軸61以沿光軸L的長度方向?yàn)樯舷路较颍瑫r(shí)隔開開口以光軸L為中心相對(duì)配置在安裝基板60上面的同心圓上。因此，上述第1透鏡支架52A被支持成能夠沿光軸L移動(dòng)。并且，各導(dǎo)向軸61配置在比第1透鏡支架52A的胴部55的內(nèi)孔55a更靠近光軸一側(cè)，即軸心一側(cè)。
本實(shí)施方式的各導(dǎo)向軸61由將磁性體形成為圓筒狀的永久磁鐵形成，并且沿徑向磁化，使例如位于徑向外側(cè)的外周面為N極，位于徑向內(nèi)側(cè)的內(nèi)周面為S極。
另外，導(dǎo)向軸61的斷面形狀并不局限于圓形，能夠從可以沿徑向磁化的形狀例如方筒形狀等各種形狀中選擇使用。
并且，導(dǎo)向軸61的數(shù)量可以是1根或3根以上，但從結(jié)構(gòu)簡單，用于組裝的零部件數(shù)量少，能夠容易防止第1透鏡支架52A沿圓周方向旋轉(zhuǎn)這些點(diǎn)來考慮，最好是2根。
上述第2透鏡支架52B用來保持例如用于變焦控制的、配置在從光軸L的前方數(shù)第2組的圖中沒有示出的第2組透鏡的支架，包括具有保持第2組透鏡的第2組透鏡保持內(nèi)孔62a的短筒狀第2透鏡保持部62，和一體形成在該第2透鏡保持部62的外周的2個(gè)第2驅(qū)動(dòng)用環(huán)56B。并且，各第2驅(qū)動(dòng)用環(huán)56B配置在以第2透鏡支架52B的軸心為中心的同心圓上，各第2驅(qū)動(dòng)用環(huán)56B的徑向外側(cè)的一部分與第2透鏡保持部62的外周相連接。而且，各第2驅(qū)動(dòng)用環(huán)56B形成為以第2透鏡支架52B的軸心為中心連接各第2驅(qū)動(dòng)用環(huán)56B的徑向外側(cè)部位的假象圓的直徑尺寸，比上述第1透鏡支架52A的胴部55的外徑尺寸稍小。
并且，各第2驅(qū)動(dòng)用環(huán)56B安裝在各導(dǎo)向軸61的下端一側(cè)，位于比安裝在各導(dǎo)向軸61上的各第1驅(qū)動(dòng)用環(huán)56A更靠近根部側(cè)BS的位置，被保持成能夠沿各導(dǎo)向軸61的軸向即長度方向也就是沿光軸L移動(dòng)。
上述第2透鏡支架52B與第1透鏡支架52A一樣，由非磁性體例如用圖中沒有示出的成型模具將樹脂成型的成型品形成，與第2透鏡保持部62及第2驅(qū)動(dòng)用環(huán)56B形成為一體。
如圖8所示，上述各第2驅(qū)動(dòng)用環(huán)56B與第1驅(qū)動(dòng)用環(huán)56A的電磁鐵57A一樣，分別配置有電磁鐵57B。這些電磁鐵57B與第1驅(qū)動(dòng)用環(huán)56A的電磁鐵57A一樣，通過將圓筒狀的軛鐵59B配置在圓筒狀的線圈58B的徑向外側(cè)而形成。并且，線圈58B與第1驅(qū)動(dòng)用環(huán)56A的電磁鐵57A的線圈58A一樣，通過在例如用成型模具成型第1透鏡支架52A時(shí)插入成型線圈58B而一體形成，使線圈58B的內(nèi)孔構(gòu)成第2驅(qū)動(dòng)用環(huán)56B的內(nèi)孔的一部分。即，在本實(shí)施方式中，第2驅(qū)動(dòng)用環(huán)56B和線圈58B一體形成在第2透鏡支架52B上，整體作為一個(gè)部件。
并且，軛鐵59B與第1驅(qū)動(dòng)用環(huán)56A的軛鐵59A一樣，用磁性體例如冷軋軋制鋼板等形成，固定在第2驅(qū)動(dòng)用環(huán)56B的外側(cè)，具體為第2驅(qū)動(dòng)用環(huán)56B的外周。
另外，使第2驅(qū)動(dòng)用環(huán)56B的線圈58B及軛鐵59B，與第1驅(qū)動(dòng)用環(huán)56A的線圈58A及軛鐵59A成為共用的部件。
回到圖6，上述第3透鏡支架52C用來保持例如用于聚焦控制的、配置在光軸L的最靠近根部側(cè)BS的圖中沒有示出的第3組透鏡的支架，與第2透鏡支架52B一樣，包括具有保持第3組透鏡的第3透鏡保持內(nèi)孔63a的短圓筒狀第3透鏡保持部63，和一體形成在該第3透鏡保持部63的外周的2個(gè)驅(qū)動(dòng)用環(huán)56C。并且，2個(gè)驅(qū)動(dòng)用環(huán)56C相對(duì)配置在以第3透鏡支架52C的軸心為中心的同心上。而且，各第3驅(qū)動(dòng)用環(huán)56C形成為，以第3透鏡支架52C的軸心為中心連結(jié)各第3驅(qū)動(dòng)用環(huán)56C的外徑方向的外側(cè)部位的假想圓的直徑尺寸，比上述第1透鏡支架52A的胴部55的外徑尺寸稍小。
并且，各驅(qū)動(dòng)用環(huán)56C安裝在各導(dǎo)向軸61的最下端一側(cè)，以便位于各導(dǎo)向軸61的最靠近根部側(cè)BS的一側(cè)，被支持成可沿各導(dǎo)向軸61的軸向即長度方向也就是沿光軸L移動(dòng)。
上述第3透鏡支架52C與第2透鏡支架52B一樣，由非磁性體例如用圖中沒有示出的成型模具將樹脂成型的成型品形成，與第3透鏡保持部63及第3驅(qū)動(dòng)用環(huán)66C形成一體。
如圖9所示，在上述各第3驅(qū)動(dòng)用環(huán)66c上，與第1驅(qū)動(dòng)用環(huán)56A的電磁鐵57A一樣分別配置有電磁鐵57C。這些電磁鐵57c與第1驅(qū)動(dòng)用環(huán)56A的電磁鐵57A一樣，通過將圓筒狀的軛鐵59C配置在圓筒狀的線圈58C的徑向外側(cè)而形成。并且，線圈58C與第1驅(qū)動(dòng)用環(huán)56A的電磁鐵57A的線圈58A一樣，通過在例如用成型模具成型第3透鏡支架52C時(shí)，插入成型線圈58C而一體形成，使線圈58C的內(nèi)孔構(gòu)成第3驅(qū)動(dòng)用環(huán)56C的內(nèi)孔的一部分。即，在本實(shí)施方式中，第3驅(qū)動(dòng)用環(huán)56C和線圈58C一體形成在第3透鏡支架52C上，整體作為一個(gè)部件。
并且，軛鐵59C與第1驅(qū)動(dòng)用環(huán)56A的軛鐵59A一樣用磁性體，例如冷軋軋制鋼板等形成，固定在驅(qū)動(dòng)用環(huán)56C的外側(cè)，具體為第3驅(qū)動(dòng)用環(huán)56C的外周。
另外，使第3驅(qū)動(dòng)用環(huán)56C的線圈58C及軛鐵59C，與第2驅(qū)動(dòng)用環(huán)56B的線圈58B及軛鐵59B一樣，成為與第1驅(qū)動(dòng)用環(huán)56A的線圈58A及軛鐵59A為共用的部件。
因此，在本實(shí)施方式的透鏡裝置51中，第1透鏡支架52A的各第1驅(qū)動(dòng)用環(huán)56A、第2透鏡支架52B的各第2驅(qū)動(dòng)用環(huán)56B以及第3透鏡支架52C的各第3驅(qū)動(dòng)用環(huán)56C，按從前側(cè)FS到根部側(cè)BS依次配置在2根導(dǎo)向軸61上即沿光軸L排列在同軸上。
由上述作為導(dǎo)向構(gòu)件的2根導(dǎo)向軸61、分別配置在各透鏡支架2上的驅(qū)動(dòng)用環(huán)56(符號(hào)56為第1驅(qū)動(dòng)用環(huán)56A、第2驅(qū)動(dòng)用環(huán)56B及第3驅(qū)動(dòng)用環(huán)56C的總稱)以及各驅(qū)動(dòng)用環(huán)56上設(shè)置的電磁鐵57(符號(hào)57為電磁鐵57A、電磁鐵57b及電磁鐵57c的總稱)，構(gòu)成本實(shí)施方式的能夠使多個(gè)透鏡支架52沿光軸L移動(dòng)的透鏡支架驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)53。
另外，各電磁鐵57的線圈58(符號(hào)58為線圈58A、線圈58B及線圈58C的總稱)的端子與圖中沒有示出的電源相連接，同時(shí)按照由CPU及遙控器等形成的圖中沒有示出的適當(dāng)?shù)目刂茊卧l(fā)出的控制指令，控制各軛鐵59(符號(hào)59為軛鐵59A、軛鐵59B及軛鐵59c的總稱)上形成的磁極的極性、磁力等。
并且，各軛鐵59及導(dǎo)向軸61以外的部分用樹脂等非磁性體形成。
而且，在安裝基板60的上面安裝有胴部為四邊筒狀的蓋64，其主要目的為保護(hù)收容狀態(tài)的透鏡支架52。
下面說明由上述結(jié)構(gòu)構(gòu)成的本實(shí)施方式的作用。
圖6表示本發(fā)明的透鏡裝置的實(shí)施方式中將被攝體放大到最大的放大狀態(tài)，圖10為表示透鏡的收納狀態(tài)的與圖6相同的圖，圖11為表示透鏡的收納狀態(tài)的部分剖面正視圖。
根據(jù)本實(shí)施方式的透鏡裝置51，通過控制各電磁鐵57的軛鐵59上形成的磁極的極性、和各電磁鐵57與構(gòu)成導(dǎo)向軸61的永久磁鐵相互之間作用的磁力，不僅能夠使各透鏡支架52即圖中沒有示出的各組透鏡的位置沿光軸L分別移動(dòng)，而且能夠容易進(jìn)行各自的位置控制。其結(jié)果，根據(jù)本實(shí)施方式的透鏡裝置51，能使保持在各透鏡支架52上的各組透鏡的位置，配置到圖6所示的將被攝體放大到最大的放大狀態(tài)與圖10及圖11所示的收納狀態(tài)之間的任意位置上。
這樣一來，根據(jù)本實(shí)施方式的透鏡裝置51，由于用電磁鐵57與永久磁鐵之間相互作用的磁力，能夠使多個(gè)透鏡支架52分別沿光軸L移動(dòng)，因此能夠增大各透鏡支架52移動(dòng)量。其結(jié)果，能夠縮短收容狀態(tài)的各透鏡支架52沿光軸方向的整體長度，因此能夠容易實(shí)現(xiàn)小型化。
并且，根據(jù)本實(shí)施方式的透鏡裝置51，由于透鏡支架驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)53采用如下的結(jié)構(gòu)具有由沿徑向磁化的筒狀永久磁鐵形成的、其長度方向沿光軸L配設(shè)的作為導(dǎo)向構(gòu)件的各導(dǎo)向軸61，和分別配置在各透鏡支架52上、且移動(dòng)自由地安裝在各導(dǎo)向軸61上的驅(qū)動(dòng)用環(huán)56。通過將圓筒狀的軛鐵59配置在圓筒狀的線圈58的外側(cè)而形成的電磁鐵57，配設(shè)于驅(qū)動(dòng)用環(huán)56上，因此不僅能夠使透鏡支架驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)53的結(jié)構(gòu)簡單、組裝性好，并且節(jié)省空間，而且能夠小型化，同時(shí)能夠高速且精確地控制各透鏡支架52的移動(dòng)位置。其結(jié)果，不僅能夠容易且確實(shí)地進(jìn)行透鏡支架52的高速移動(dòng)，而且通過細(xì)分變焦倍率能夠容易且確實(shí)提高分辨率。
因此，根據(jù)本實(shí)施方式的透鏡裝置51，能夠高性能化，特別是能夠容易地小型化。
并且，根據(jù)本實(shí)施方式的透鏡裝置51，由于各電磁鐵57是通過在圓筒狀的線圈58的外側(cè)配置圓筒狀的軛鐵59構(gòu)成的，因此在各電磁鐵57和構(gòu)成各導(dǎo)向軸61的永久磁鐵之間，能夠用簡單的結(jié)構(gòu)容易形成獲得使各透鏡支架52移動(dòng)所必需的驅(qū)動(dòng)力的磁通回路。其結(jié)果，不僅能夠用更加簡單的結(jié)構(gòu)使透鏡支架驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)53簡單并且小型化，而且能夠使其為零部件數(shù)量少的小型的結(jié)構(gòu)。
而且，根據(jù)本實(shí)施方式的透鏡裝置51，由于3個(gè)透鏡支架52沿光軸L同軸地排列在2根導(dǎo)向軸61上，因此能夠縮小配置空間。
而且，根據(jù)本實(shí)施方式的透鏡裝置51，不僅能夠減少供給組裝的零部件的數(shù)量，而且，能夠通過將各透鏡支架52的驅(qū)動(dòng)用環(huán)56詳細(xì)地為驅(qū)動(dòng)用環(huán)56的內(nèi)孔，從配置在光軸L的根部側(cè)的構(gòu)件上依次外插到2根導(dǎo)向軸61上的簡單作業(yè)，簡單地將透鏡支架52安裝在導(dǎo)向軸61上，因此能夠容易地降低組裝作業(yè)所需的勞力和時(shí)間。其結(jié)果，能夠容易地實(shí)現(xiàn)提高生產(chǎn)率、降低成本的目的。
并且，根據(jù)本實(shí)施方式的透鏡裝置51，由于作為導(dǎo)向構(gòu)件的導(dǎo)向軸61為2根，因此能夠容易地防止各透鏡支架52以其中心軸即光軸L為中心向圓周方向移動(dòng)。
并且，根據(jù)本實(shí)施方式的透鏡裝置51，由于線圈58一體地形成在驅(qū)動(dòng)用環(huán)56上，因此能夠減少提供給組裝的零部件的數(shù)量。其結(jié)果，能夠容易地達(dá)到提高生產(chǎn)效率，降低成本的目的。
另外，本發(fā)明并不局限于上述實(shí)施方式，也可能根據(jù)必要作種種變更。
權(quán)利要求
1.一種透鏡裝置，包括沿光軸配置的多個(gè)透鏡支架、以及能夠使這些透鏡支架中的至少一部分沿光軸移動(dòng)的透鏡支架驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，其特征在于，上述多個(gè)透鏡支架分別配設(shè)成可沿光軸移動(dòng)；上述透鏡支架驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括分別配設(shè)在上述多個(gè)透鏡支架上的電磁鐵、以及與上述各電磁鐵同心地固定配置的共用永久磁鐵。
2.如權(quán)利要求1所述的透鏡裝置，其特征在于，上述各電磁鐵是通過在圓筒狀線圈的外側(cè)配置圓筒狀軛鐵而形成的。
3.如權(quán)利要求1或2所述的透鏡裝置，其特征在于，上述各電磁鐵分開配置在上述共用永久磁鐵的內(nèi)側(cè)和外側(cè)。
4.如權(quán)利要求3所述的透鏡裝置，其特征在于，配置在上述共用永久磁鐵內(nèi)側(cè)的電磁鐵為多個(gè)，這些電磁鐵沿光軸排列在同軸上。
5.如權(quán)利要求1至4中的任一項(xiàng)所述的透鏡裝置，其特征在于，上述多個(gè)透鏡支架形成為在配置于光軸方向的最前方的透鏡支架的內(nèi)部可收容其余的透鏡支架。
6.一種透鏡裝置，包括沿光軸配置的多個(gè)透鏡支架、以及能夠使這些透鏡支架中的至少一部分沿光軸移動(dòng)的透鏡支架驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，其特征在于，上述透鏡支架驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括由在徑向上磁化的筒狀永久磁鐵形成、且其長度方向沿光軸配設(shè)的導(dǎo)向構(gòu)件，以及分別配設(shè)在上述各透鏡支架上、自由移動(dòng)地安裝在上述導(dǎo)向構(gòu)件上的驅(qū)動(dòng)用環(huán)；上述驅(qū)動(dòng)用環(huán)上配設(shè)有電磁鐵，該電磁鐵是通過在上述圓筒狀線圈的外側(cè)配置圓筒狀的軛鐵而形成的。
7.如權(quán)利要求6所述的透鏡裝置，其特征在于，上述導(dǎo)向構(gòu)件為多個(gè)。
8.如權(quán)利要求6所述的透鏡裝置，其特征在于，上述線圈一體地形成在上述驅(qū)動(dòng)用環(huán)上。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種透鏡裝置，包括沿光軸配置的多個(gè)透鏡支架、以及能夠使這些透鏡支架中的至少一部分沿光軸移動(dòng)的透鏡支架驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，其特征在于，上述多個(gè)透鏡支架分別配設(shè)成可沿光軸移動(dòng)；上述透鏡支架驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括分別配設(shè)在上述多個(gè)透鏡支架上的電磁鐵、以及與上述各電磁鐵同心地固定配置的共用永久磁鐵。
文檔編號(hào)H02K33/16GK1617040SQ20041009573
公開日2005年5月18日 申請(qǐng)日期2004年11月15日 優(yōu)先權(quán)日2003年11月13日
發(fā)明者河內(nèi)隆宏, 角野剛志 申請(qǐng)人:阿爾卑斯電氣株式會(huì)社