JP2006243356A - レンズ駆動装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】 マグネットなどの磁気的手段を移動レンズ体に十分な強度をもって固定でき、かつ、磁気的手段を所定の姿勢および所定の位置に確実に固定することのできるレンズ駆動装置を提供すること。
【解決手段】 レンズ駆動装置1において、移動レンズ体10のスリーブ15の外周面にマグネット31を固定する工程では、スリーブ15をマグネット31の内側に差し込んだ後、マグネット31を回すと、マグネット31の突起310が突起挟持部41の間に入り込んで、マグネット31の突起310が突起挟持部41と係合し、マグネット31の突起310は、フランジ部150と段部151の横部分152との間に光軸方向の両側から挟持される。従って、マグネット31は、接着剤で固定しなくても、スリーブ15の外周面に固定される。
【選択図】 図2

Description

本発明は、デジタルカメラなどに用いられるレンズ駆動装置に関するものである。
デジタルカメラやカメラ付き携帯電話などの携帯機器に搭載されるレンズ駆動装置としては、レンズを備えた移動レンズ体と、この移動レンズ体をレンズの光軸に沿って直動させる磁気駆動機構とを備えたレンズ駆動装置が提案されている(例えば、特許文献1参照)。
また、ステータによってロータを回転駆動し、その回転動作を直線的な動きに変換して、移動レンズ体をレンズの光軸に沿って直線的に磁気駆動するレンズ駆動装置も案出されている。
特開平10−150759号公報
これらいずれのタイプのレンズ駆動装置においても、磁気駆動回路を構成するには、移動レンズ体の側にマグネットおよびコイルのうちの一方を搭載し、他方をケースなどの固定体側に搭載する。例えば、図4に示すように、移動レンズ体10Aにおいてレンズホルダ14Aの外周側にスリーブ15Aを固定し、このスリーブ15Aの外周側で張り出すフランジ部150Aを利用して環状のマグネット31Aを搭載する場合には、一般に、マグネット31Aをスリーブ15Aに嵌めた後、マグネット31Aの内周面とスリーブ15Aの外周面との隙間に接着剤を注入し、しかる後に接着剤を硬化させて、マグネット31Aとスリーブ15Aとを固定する方法が採用されている。
しかしながら、このような方法では、マグネット31Aとスリーブ15Aとの固定強度が十分でなく、衝撃試験を行うと、マグネット31Aが外れてしまうという問題点がある。また、マグネット31Aの内周面とスリーブ15Aの外周面との間に接着剤を注入するための隙間を確保しておく必要があるため、マグネット31Aが傾いた姿勢で固定されるという問題点がある。さらに、接着剤が硬化する際の収縮力などの影響でマグネット31Aの位置がずれたり、マグネット31Aがフランジ部150Aから浮いたりするという問題点がある。
以上の問題点に鑑みて、本発明の課題は、マグネットなどの磁気的手段を移動レンズ体に十分な強度をもって固定でき、かつ、磁気的手段を所定の姿勢および所定の位置に確実に固定することのできるレンズ駆動装置を提供することにある。
上記課題を解決するために、本発明では、固定体上で光軸方向に移動可能な移動レンズ体と、前記レンズ移動体を光軸に沿って移動させる磁気駆動機構とを有するレンズ駆動装置において、前記磁気駆動機構は、前記移動レンズ体の外周面に固定された環状の第1の磁気的手段と、前記固定体側に配置された第2の磁気的手段とを備え、前記移動レンズ体と前記第1の磁気的手段との間には、前記移動レンズ体と前記第1の磁気的手段とを機械的に連結する係合機構が構成されていることを特徴とする。
本発明では、移動レンズ体と環状の第1の磁気的手段との間には、移動レンズ体と第1の磁気的手段とを機械的に連結する係合機構が構成されているため、移動レンズ体と第1の磁気的手段とを十分な強度をもって固定できる。従って、衝撃試験を行った際、第1の磁気的手段が移動レンズ体から外れてしまうことを確実に防止できる。また、本発明によれば、移動レンズ体に第1の磁気的手段を固定する際、接着剤を一切、使用する必要がなく、あるいは、接着剤については使用するとしても補助的に使用する程度であるので、接着剤が硬化する際の収縮力などの影響で第1の磁気的手段が移動レンズ体上で傾くことがなく、第1の磁気的手段が移動レンズ体上で位置ずれを起こすこともない。
本発明において、前記第1の磁気的手段は、例えばマグネットであり、この場合、前記第2の磁気的手段はコイルである。マグネットを移動レンズ体に固定するのに本発明を適用した場合には、マグネットを製造する際、突起を同時形成すればよいので、磁気的手段の構造を大幅に変更する必要がない。
本発明において、前記係合機構は、前記移動レンズ体の外周面および前記第1の磁気的手段の内周面のうちの一方面側から半径方向に突出した突起と、他方面側において周方向に延びて、前記突起を光軸周りに回転させたときに当該突起を光軸方向の両側から挟持する突起挟持部とを備えていることが好ましい。このような構成であれば、移動レンズ体を環状の第1の磁気的手段の内側に差し込んだ後、これらの部材を光軸周りに相対的に回すだけで、突起は突起挟持部によって光軸方向の両側から挟持される。
本発明において、前記係合機構は、前記突起および前記突起挟持部を周方向の複数箇所に備えていることが好ましい。このように構成した場合には、第1の磁気的手段は、移動レンズ体に対して周方向の複数箇所で係合するので、第1の磁気的手段と移動レンズ体との固定強度をさらに高めることができる。また、第1の磁気的手段が移動レンズ体に対して周方向の複数箇所で係合し、保持されていれば、第1の磁気的手段の位置ずれや傾きをより確実に防止できる。
本発明において、前記係合機構は、前記他方面側に、前記移動レンズ体を前記第1の磁気的手段の内側に差し込んだときに前記突起を前記突起挟持部の入口まで案内する突起案内部を備えていることが好ましい。このように構成すると、移動レンズ体を第1の磁気的手段の内側に差し込んだ後、そのまま、これらの部材を光軸周りに相対的に回すだけで、突起は、突起挟持部によって光軸方向の両側から挟持されることになる。
本発明において、前記突起挟持部において光軸方向の両側で対峙する部分の一方側は、周方向の全体にわたって形成されて前記第1の磁気的手段の内周縁全体を支持する支持面になっていることが好ましい。このように構成すると、第1の磁気的手段を光軸に対して直交する姿勢に確実に固定できる。
本発明において、前記突起挟持部で光軸方向の両側で対峙する部分の他方側は、周方向において斜めに延びて前記突起挟持部の光軸方向の幅寸法を入口側で広く奥側で狭くするテーパ面になっていることが好ましい。このように構成すると、突起が突起挟持部の奥に行くほど、強く挟持されることになる。また、突起が突起挟持部の奥に行くほど支持面に押し付けられるので、第1の磁気的手段を光軸に対して直交する姿勢で確実に固定することができる。
本発明に係るレンズ駆動装置では、移動レンズ体と環状の第1の磁気的手段との間には、移動レンズ体と第1の磁気的手段とを機械的に連結する係合機構が構成されているため、移動レンズ体と第1の磁気的手段とを十分な強度をもって固定できる。従って、衝撃試験を行った際、第1の磁気的手段が移動レンズ体から外れてしまうことを確実に防止できる。また、本発明によれば、移動レンズ体に第1の磁気的手段を固定する際、接着剤を一切、使用する必要がなく、あるいは、接着剤については使用するとしても補助的に使用する程度であるので、接着剤が硬化する際の収縮力などの影響で第1の磁気的手段が移動レンズ体上で傾くことがなく、第1の磁気的手段が移動レンズ体上で位置ずれを起こすこともない。それ故、レンズ駆動装置の歩留まりや信頼性を向上することができる。
以下に、図面を参照して、本発明を適用したレンズ駆動装置を説明する。
(全体構成)
図1(a)、(b)は、本発明を適用したレンズ駆動装置の平面図および縦断面図である。なお、図1(b)において、その右側には移動レンズ体が被写体側(至近距離位置側)に移動した状態を示し、左側には、移動レンズ体が撮像素子側(無限遠位置側)に移動した状態を示してある。
図1(a)、(b)において、本形態のレンズ駆動装置1は、デジタルカメラなどにおいて撮像素子(図示せず)が配置される側(光軸L方向における一方側/無限遠位置側)と被写体側(光軸L方向における他方側/至近距離位置側)との間でレンズ系を往復移動させるためのものであり、3枚のレンズ11、12、13および絞り16、17を円筒状のレンズホルダ14内に備えた移動レンズ体10と、この移動レンズ体10を光軸L方向に駆動するための磁気駆動機構30と、磁気駆動機構30および移動レンズ体10を収納した固定体20とを備えている。固定体20は、撮像素子などが固定されるベース部材21と、被写体側に位置するカバー部材22とから構成されており、ベース部材21およびカバー部材22には、移動レンズ体の外径寸法と略等しい開口部が形成されている。本形態の移動レンズ体10では、レンズホルダ14の外周側に円筒状のスリーブ15がネジ機構などによって固定されている。
本形態において、磁気駆動機構30は、移動レンズ体10の外周側にスリーブ15を介して取り付けられた環状のマグネット31(第1の磁気的手段)と、マグネット31に対して光軸L方向の一方側に配置された環状の第1のステータコイル33(第2の磁気的手段)と、この第1のステータコイル33に対してマグネット31と反対側に配置された環状の第1のヨーク34と、マグネット31に対して光軸L方向の他方側に配置された環状の第2のステータコイル35(第2の磁気的手段)と、この第2のステータコイル25に対してマグネットと反対側に配置された環状の第2のヨーク36とを有している。ここで、マグネット31は、内周側と外周側とで異なる極に着磁されている。なお、第1のヨーク34の一部を利用して、第1のステータコイル33のコイル端末を巻回する2本の給電用端子(図示せず)、第2のヨーク36の一部を利用して、第2のステータコイル35のコイル端末を巻回する2本の給電用端子361、362が形成されている。
このように構成したレンズ駆動装置1では、オートフォーカス時、磁気駆動機構30のステータコイル33、35への通電条件を制御することにより、移動レンズ体10を光軸L方向の一方側および他方側に移動させ、かつ、これらの位置で移動レンズ体10を位置保持する。すなわち、図1(b)の右側に示す状態は、移動レンズ体10が被写体側の至近距離位置に移動した状態であり、このような状態は、マグネット31と第2のヨーク36との間に作用する磁気吸引力によって保持されている。この状態からステータコイル33、35に所定の電流を流すと、移動レンズ体10には撮像素子側に向かう推力が作用し、図1(b)の左側に示すように、移動レンズ体10が撮像素子側の無限遠位置に移動する。このような状態は、マグネット31と第1のヨーク34との間に作用する磁気吸引力によって保持される。また、図1(b)の左側に示す状態からステータコイル33、35に所定の電流を流すと、移動レンズ体10には被写体側に向かう推力が作用し、図1(b)の右側に示すように、移動レンズ体10が被写体側の至近距離位置に移動する。このような状態は、マグネット31と第2のヨーク36との間に作用する磁気吸引力によって保持される。
(マグネット31の固定構造および係合機構の構成)
図2(a)、(b)は、本形態のレンズ駆動装置1においてマグネット31を移動レンズ体10のスリーブ15の外周面に固定した状態を示す斜視図、およびその分解斜視図である。図3(a)、(b)は、図2に示すスリーブの平面図、および図2に示すマグネットの平面図である。
本形態のレンズ駆動装置1において、マグネット31を移動レンズ体10の外周面に固定するにあたって、本形態では、図2および図3を参照して説明する係合機構40が構成されている。
図2(a)、(b)および図3(b)において、本形態のレンズ駆動装置1に用いたマグネット31は、厚さが一定の鉄系マグネットであり、その内周面から半径方向内側に向かっては、3つの突起310が突出している。ここで、突起310は、マグネット31の内周面に等角度間隔に形成されている。
これに対して、図2(a)、(b)および図3(a)に示すスリーブ15は、円筒状の樹脂成形品であり、その外周面には、光軸方向の略中間位置に、半径方向外側に張り出したフランジ部150(突起挟持部において光軸方向の両側で対峙する部分の一方側)が形成されている。また、スリーブ15の外周面には、外周側側面からみたときにL字形の段部151が3箇所に形成されている。ここで、段部151は、スリーブ15の外周面に等角度間隔に形成されている。これら3つの段部151のいずれにおいても、周方向に延びた横部分152は、フランジ部150と略平行に延びており、光軸方向の延びた縦部分153は、横部分152の時計周りCWの方向側に位置する端部からフランジ部150に届く位置まで延びている。
ここで、段部151の横部分152の内側の壁面153(突起挟持部で光軸方向の両側で対峙する部分の他方側)は、入口側から周方向の奥側に向かって斜めに延びたテーパ面になっている。このため、段部151の横部分152とフランジ部150との間において、入口側の幅寸法W11と奥側の幅寸法W12とを比較すると、以下の関係
奥側の幅寸法W12<入口側の幅寸法W11
になっており、奥側の幅寸法W12は入口側の幅寸法W12よりも狭くなっている。
このように構成したスリーブ15およびマグネット31において、スリーブ15の段部151の高さ寸法(外周側への突出寸法)h11(外周側への突出寸法)と、フランジ部150の高さ寸法h12(外周側への突出寸法)とを比較すると、以下の関係
段部151の高さ寸法h11<フランジ部150の高さ寸法h12
に設定されているため、スリーブ15において段部151やフランジ部150が形成されていない部分の中心からの寸法d10(スリーブ15の外周面の半径)と、スリーブ15の段部151の外周面の中心からの寸法d11と、フランジ部150の外周面の中心からの寸法d12とを比較すると、以下の関係
スリーブ15の寸法d10<段部151の寸法d11<フランジ部150の寸法d12
に設定されている。
また、マグネット31において、突起310の内周面の中心からの寸法d21、および突起310が形成されていない部分の中心からの寸法d22は各々、スリーブ15の各寸法と以下に示す関係
スリーブ15の寸法d10<突起310の寸法d21<段部151の寸法d11
段部151の寸法d11<突起310が形成されていない部分の寸法d22
突起310が形成されていない部分の寸法d22<フランジ部150の寸法d12
に設定されている。
さらに、マグネット31の厚さt21と、スリーブ15においてフランジ部150と段部151の横部分152との幅寸法W11、W12との関係は、以下の関係
マグネット31の厚さt21≒奥側の幅寸法W12<入口側の幅寸法W11
に設定されている。
また、スリーブ15において隣接する段部151同士の間隔L11と、マグネット31の突起310の周方向の長さ寸法L21とは、以下に示す関係
突起310の周方向の長さ寸法L21<段部151同士の間隔L11
に設定され、段部151同士の間隔L11は、突起310の周方向の長さ寸法L21より広い。
また、スリーブ15の段部151の横部分152の周方向の寸法L12と、マグネット31の突起310の周方向の長さ寸法L21とは、以下に示す関係
横部分152の周方向の寸法L12<突起310の周方向の長さ寸法L21
に設定され、段部151の横部分152の周方向の寸法L12は、マグネット31の突起310の周方向の長さ寸法L21よりも短い。
従って、本形態では、以下にその係合動作を説明するように、スリーブ15においてフランジ部150と段部151の間は、突起310を光軸周り(時計周りCWの方向)に回転させたときに突起310を光軸方向の両側から挟持する突起挟持部41として機能する。また、スリーブ15において隣接する段部151同士の間に相当する部分は、スリーブ15をマグネット31の内側に差し込んだときに突起310を突起挟持部41の入口まで案内する突起案内部42として機能する。さらに、フランジ部150は、周方向の全体にわたって形成されてマグネット31の内周縁を周方向の全体にわたって支持してマグネット31を光軸Lに対して直交する姿勢で支持する支持面として機能する。
このように構成したレンズ駆動装置1の製造工程において、移動レンズ体10のスリーブ15の外周面にマグネット31を固定する工程では、まず、スリーブ15の被写体側端部をマグネット31の内側に差し込んだ後、マグネット31を時計周りCWの方向に回してマグネット31の突起310とスリーブ15において隣接する段部151同士の間とを位置合わせする。次に、スリーブ15をマグネット31の内側にさらに差し込むと、マグネット31の突起310は、スリーブ15において隣接する段部151同士の間を通り抜けてフランジ部150に突き当たり、この状態で、突起310は、突起挟持部41の入口に位置する。次に、マグネット31をさらに時計周りCWの方向に回すと、マグネット31の突起310が突起挟持部41の間に入り込んで、マグネット31の突起310が突起挟持部41と係合し、マグネット31の突起310は、フランジ部150と段部151の横部分152との間に光軸方向の両側から挟持される。
従って、マグネット31は、接着剤で固定しなくても、スリーブ15の外周面に固定される。この状態で、マグネット15はフランジ部150によって全周にわたって支持されているので、マグネット31は、光軸Lに対して直交する姿勢に保持される。なお、スリーブ15の段部151の横部分152の周方向の寸法L12は、マグネット31の突起310の周方向の長さ寸法L21よりも短いため、マグネット31の突起310の反時計周りCCWの方向に位置する端部は、突起挟持部41からわずかにはみ出た状態にある。
(本形態の主な効果)
以上説明したように、本形態のレンズ駆動装置1では、移動レンズ体10のスリーブ15と環状のマグネット31との間には、突起310および突起挟持部41を備えた係合機構40が構成されているため、スリーブ15とマグネット31とを機械的に連結できる。しかも、移動レンズ体10においてスリーブ15とレンズホルダ14は、ネジ機構を介して強固に連結されている。従って、本形態によれば、マグネット31を移動レンズ体10に対して十分な強度をもって固定できるので、衝撃試験を行った際、マグネット31が移動レンズ体10から外れてしまうことを確実に防止できる。また、本形態によれば、移動レンズ体10のスリーブ15にマグネット31を固定する際、接着剤を一切、使用する必要がないので、接着剤が硬化する際の収縮力などの影響でマグネット31が移動レンズ体10上で傾くことがなく、マグネット31が移動レンズ体10上で位置ずれを起こすこともない。それ故、レンズ駆動装置1の歩留まりおよび信頼性を向上することができる。
しかも、移動レンズ体10のスリーブ15にマグネット31を固定する際、接着剤を一切、使用する必要がないので、製造工程を簡略化できる。また、本形態の係合機構40では、マグネット31の内周面から半径方向内側に突出した突起310と、スリーブ15の側において周方向に延びた突起挟持部41とを用いているので、移動レンズ体10のスリーブ15をマグネット31の内側に差し込んだ後、これらの部材を光軸周りに相対的に回すだけで、突起310は、突起挟持部41によって光軸方向の両側から挟持され、係合するので、組み立て作業が容易である。それ故、レンズ駆動装置1の生産性を向上することができる。
また、係合機構40は、突起310および突起挟持部41を周方向の複数箇所に備えているため、マグネット31は、スリーブ15に対して周方向の複数箇所で係合し、十分な強度をもって保持される。また、マグネット31は、スリーブ15に対して周方向の複数箇所で係合し、保持されるので、所定の位置に確実に固定され、かつ、所定の姿勢で確実に固定される。さらに、突起挟持部41において突起310を光軸方向の一方側から支持するフランジ部150は、周方向の全体にわたって形成されてマグネット31の内周縁全体を支持する支持面として機能するため、マグネット31を光軸Lに対して直交する姿勢に確実に支持、固定することができる。
また、本形態においては、マグネット31を移動レンズ体10に固定する構成であるため、マグネット31を製造する際、突起310を同時形成すればよい。それ故、磁気駆動機構30を構成する部材に関してはその構造を大幅に変更する必要がない。
さらに、突起挟持部31で光軸方向の両側で対峙する部分の他方側(段部151の横部分152の壁面153)は、周方向において斜めに延びたテーパ面になっているので、突起310が突起挟持部41の奥に行くほど、強く挟持されることになる。また、突起310は、突起挟持部41の奥に行くほどフランジ部150に押し付けられるので、マグネット31を光軸Lに対して直交する姿勢で確実に固定することができる。
(その他の実施の形態)
図2(a)に示すように、マグネット31をスリーブ15に固定した状態で、マグネット31の内周面において突起310が形成されていない部分と、スリーブ15の外周面との間には、突起310が周方向に移動した距離に相当する長さ寸法の隙間18が形成されている。従って、隙間18に接着剤を注入した後、硬化させて、スリーブ15とマグネット31との固定を補強してもよい。このように構成した場合でも、接着剤の使用はあくまで補助的であるため、塗布作業に多大な手間がかかることがない。また、塗布する接着剤の量が少量なので、接着剤が硬化する際の収縮力などの影響でマグネット31が移動レンズ体10上で傾くことがなく、マグネット31が移動レンズ体10上で位置ずれを起こすこともない。
なお、上記形態では、レンズ移動体10がスリーブ15を備え、このスリーブ15にマグネット31を固定する構造であったが、スリーブ15を用いずに、レンズホルダ14の外周面に直接、マグネット31を固定するレンズ駆動装置に本発明を適用してもよい。
また、上記形態では、マグネット31の側に突起310を形成し、スリーブ15の側に突起挟持部41を形成したが、それとは反対に、スリーブ15の外周面に対して半径方向外側に突出した突起を形成し、マグネット31の側に突起挟持部を形成してもよい。
さらに、上記形態では、磁気駆動機構30を構成するマグネット31を第1の磁気的手段として移動レンズ体10側に配置し、コイル33、35を第2の磁気的手段として固定体20側に配置したレンズ駆動装置1に本発明を適用したが、磁気駆動機構を構成するコイルを第1の磁気的手段として移動レンズ体側に配置し、マグネットを第2の磁気的手段として固定体側に配置したレンズ駆動装置に本発明を適用してもよい。
(a)、(b)は、本発明を適用したレンズ駆動装置の平面図および縦断面図である。 (a)、(b)は、本発明を適用したレンズ駆動装置においてマグネットを移動レンズ体のスリーブの外周面に固定した状態を示す斜視図、およびその分解斜視図である。 図2に示すスリーブの平面図、および図2に示すマグネットの平面図である。 従来のレンズ駆動装置においてマグネットを移動レンズ体のスリーブの外周面に固定した状態を示す説明図である。
符号の説明
1 レンズ駆動装置
10 移動レンズ体
11、12、13 レンズ
14 レンズホルダ
15 スリーブ
20 固定体
30 磁気駆動機構
31 マグネット(第1の磁気的手段)
33 第1のステータコイル(第2の磁気的手段)
35 第2のステータコイル(第2の磁気的手段)
40 係合機構
41 突起挟持部
42 突起案内部
150 フランジ部
151 段部
152 段部の横部分
310 突起

Claims (7)

  1. 固定体上で光軸方向に移動可能な移動レンズ体と、前記レンズ移動体を光軸に沿って移動させる磁気駆動機構とを有するレンズ駆動装置において、
    前記磁気駆動機構は、前記移動レンズ体の外周面に固定された環状の第1の磁気的手段と、前記固定体側に配置された第2の磁気的手段とを備え、
    前記移動レンズ体と前記第1の磁気的手段との間には、前記移動レンズ体と前記第1の磁気的手段とを機械的に連結する係合機構が構成されていることを特徴とするレンズ駆動装置。
  2. 請求項1において、前記第1の磁気的手段はマグネットであり、前記第2の磁気的手段はコイルであることを特徴とするレンズ駆動装置。
  3. 請求項1または2において、前記係合機構は、前記移動レンズ体の外周面および前記第1の磁気的手段の内周面のうちの一方面側から半径方向に突出した突起と、他方面側において周方向に延びて、前記突起を光軸周りに回転させたときに当該突起を光軸方向の両側から挟持する突起挟持部とを備えていることを特徴とするレンズ駆動装置。
  4. 請求項3において、前記係合機構は、前記突起および前記突起挟持部を周方向の複数箇所に備えていることを特徴とするレンズ駆動装置。
  5. 請求項4において、前記係合機構は、前記他方面側に、前記移動レンズ体を前記第1の磁気的手段の内側に差し込んだときに前記突起を前記突起挟持部の入口まで案内する突起案内部を備えていることを特徴とするレンズ駆動装置。
  6. 請求項3ないし5のいずれかにおいて、前記突起挟持部において光軸方向の両側で対峙する部分の一方側は、周方向の全体にわたって形成されて前記第1の磁気的手段の内周縁全体を支持する支持面になっていることを特徴とするレンズ駆動装置。
  7. 請求項6において、前記突起挟持部で光軸方向の両側で対峙する部分の他方側は、周方向において斜めに延びて前記突起挟持部の光軸方向の幅寸法を入口側で広く奥側で狭くするテーパ面になっていることを特徴とするレンズ駆動装置。
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