JP2007094364A - レンズ駆動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】所望の位置にレンズを位置決めすることができ、ひいてはピント調整機能を向上させることが可能なレンズ駆動装置を提供する。
【解決手段】移動レンズ体（スリーブ１５等）と、移動レンズ体を光軸Ｘの方向に移動させる駆動機構と、移動レンズ体を光軸Ｘの方向に移動可能に支持する固定体（カバーホルダ１１，ヨーク１６等）と、を有し、駆動機構は、光軸Ｘと直交する方向に着磁されたマグネット１７と、光軸Ｘにマグネット１７が介在するように配置された第１コイル１４及び第２コイル１４'と、を備えるレンズ駆動装置１０であって、マグネット１７又は第１コイル１４及び第２コイル１４'のいずれか一方は移動レンズ体に設けられ、他方は固定体に設けられ、駆動機構は、第１コイル１４及び第２コイル１４'に電流を供給して電磁力を発生させたとき、その電磁力に基づく移動レンズ体の移動を規制する規制手段（板バネ１３，１３'）を備えている。
【選択図】図１

Description

本発明は、レンズを光軸方向に変位駆動して被写体の像を結像させるレンズ駆動装置に関する。

近年、カメラが搭載されたカメラ付き携帯電話機が普及するにつれ、その携帯電話機を用いて様々な被写体を撮影する機会が増えている。例えば、友人や風景など、カメラのレンズからある程度離れた被写体を撮影（通常撮影）したり、バスの時刻表や花びらなど、カメラのレンズと近接した位置にある被写体を撮影（接写撮影）したりする場合がある。

接写撮影（マクロ撮影）の場合、カメラのレンズ位置は、通常撮影時のレンズ位置よりも、僅かに被写体側に近づいた位置にする必要がある。そのため、この種の撮影レンズ系では、レンズを光軸方向に変位駆動する駆動機構を備えており、スイッチの切り替えによってこの駆動機構を駆動し、レンズを光軸方向に移動させることができるようになっている（例えば特許文献１参照）。

特許文献１に開示されたレンズ駆動装置は、レンズを備えた移動体と、この移動体をレンズ光軸方向に移動させるとともに、その移動体を保持する固定体と、から構成され、移動体には駆動マグネットが設けられ、固定体には、駆動コイルと２個の磁性片（ヨーク）が設けられている。そして、駆動コイルへの通電を停止したときには、駆動マグネットと磁性片との磁気吸着を利用して、移動体を、上述した２個の磁性片のいずれか近い方の位置に保持するようにしている。従って、このレンズ駆動装置は、構成が簡単で部品点数が少なく、小型化に適している、といった利点がある。

特開２００５−３７８６５号公報（図１）

しかしながら、上述した特許文献１に開示されたレンズ駆動装置では、移動体の位置（すなわちレンズの位置）を決めるポイントが２個しかなく、中間の位置決めが困難である、という問題がある。

すなわち、上述のとおり、レンズを備えた移動体は、２個の磁性片のいずれか近い方の位置に保持されるようになっていることから、接写撮影時のレンズ位置と通常撮影時のレンズ位置との間の所望の位置にレンズを位置決めするのは困難である。所望の位置にレンズを位置決めすることが困難であると、結果的に、ピント調整機能の更なる向上が図れない。

例えば、カメラ付き携帯電話機を用いて自分を撮影（自己撮影）する場合がある。すなわち、カメラのレンズと被写体との距離が、友人や風景などを撮影するときほど離れていない一方で、バスの時刻表や花びらを撮影するときほど近接していない、という場合である。この場合において、従来のカメラ付き携帯電話機では、通常撮影時のレンズ位置で撮影を行っているが（すなわち通常撮影時のレンズ位置で代用しているが）、よりピントの合った綺麗な撮影画像を得るためには、通常撮影時のレンズ位置と接写撮影時のレンズ位置との間の所望の位置にレンズを位置決めすることが望まれる。

本発明は、以上の点に鑑みてなされたものであり、その目的は、所望の位置にレンズを位置決めすることができ、ひいてはピント調整機能を向上させることが可能なレンズ駆動装置を提供することにある。

以上のような課題を解決するために、本発明は、以下のものを提供する。

（１） レンズを備えた移動レンズ体と、前記移動レンズ体をレンズの光軸方向に移動させる駆動機構と、前記移動レンズ体をレンズの光軸方向に移動可能に支持する固定体と、を有し、前記駆動機構は、レンズの光軸方向と直交する方向に着磁されたマグネットと、レンズの光軸方向に前記マグネットと対向するように配置されたコイルと、を備えるレンズ駆動装置であって、前記マグネット又は前記コイルのいずれか一方は、前記移動レンズ体に設けられるとともに、他方は、前記固定体に設けられ、前記駆動機構は、前記コイルに電流を供給して電磁力を発生させたとき、当該電磁力に基づく前記移動レンズ体の移動を規制する規制手段を備えていることを特徴とするレンズ駆動装置。

本発明によれば、レンズを備えた移動レンズ体と、それを移動させる駆動機構と、それを支持する固定体と、を有し、この駆動機構に、レンズの光軸方向と直交する方向に着磁されたマグネットと、レンズの光軸方向にマグネットと対向するように配置されたコイルと、が設けられたレンズ駆動装置で、マグネット又はコイルのいずれか一方が移動レンズ体に、他方が固定体に設けられるとともに、コイルに電流を供給して電磁力を発生させたとき、その電磁力に基づく移動レンズ体の移動を規制する規制手段を上述の駆動機構に設けることとしたので、移動レンズ体を所望の位置に停止させることができる。

すなわち、マグネットから出た磁束がコイルと鎖交するような状態で、コイルに電流を供給すると、電磁力が発生する。そして、コイルが移動レンズ体に設けられていれば、その電磁力自体が移動レンズ体に作用して、移動レンズ体がレンズの光軸方向に移動し始める。また、コイルが固定体に設けられていれば、その電磁力に対する反作用の力が移動レンズ体に作用して、移動レンズ体がレンズの光軸方向に移動し始める。このとき、上述した規制手段によって、移動レンズ体の移動を規制する力が発生するため、移動レンズ体を移動させようとする力と、移動レンズ体の移動を規制する力とが釣り合ったとき、移動レンズ体は停止する。従って、コイルに流す電流量と、規制手段によって移動レンズ体に働く力とを調整することで、移動レンズ体を所望の位置に停止させることができる。

このようにして、接写撮影時のレンズ位置と通常撮影時のレンズ位置との間の所望の位置にレンズを位置決めすることができ、例えば自己撮影をするときであっても綺麗な撮影画像を得ることができ、レンズ駆動装置のピント調整機能を向上させることができる。また、レンズ駆動装置の薄型化を可能にすることができる。

ここで、「規制手段」とは、移動レンズ体の移動向きとは反対向きの力を発生させる手段をいい、その力は、移動レンズ体の移動量に応じて変化するものが好ましい。例えば、板バネ，コイルバネ，磁気バネ，ゴム等の弾性部材であってもよいし、また、固定体にＮ極（Ｓ極）の磁石を設置し、移動レンズ体にＮ極（Ｓ極）の磁石を設置して、両者の磁気的反発力を利用したものであってもよいし、その種類の如何は問わない。

また、「電磁力を発生させたとき」とあるが、これは、「電磁力を発生させていないとき」を排除する趣旨ではない。すなわち、上述した「規制手段」は、コイルに電流を供給せずに電磁力を発生させていないときに、移動レンズ体の移動を規制していても（何らかの弾性力が働いていても）構わない。

（２） 前記コイルは、レンズの光軸方向に前記マグネットが介在するように複数配置されていることを特徴とする（１）記載のレンズ駆動装置。

本発明によれば、上述したコイルは、レンズの光軸方向にマグネットが介在するように複数（例えば２個）配置されていることとしたので、レンズの光軸方向のうち一方向に出たマグネットの磁束と、その一方向とは逆方向に出たマグネットの磁束と、の双方の磁束を、複数のコイルによって電磁力に変換することができる。従って、効果的に移動レンズ体の推力を発生させることができ、ひいては、効率的に移動レンズ体を所望の位置に停止させることができる。

（３） 前記マグネットは、レンズの光軸方向に前記コイルが介在するように複数配置されていることを特徴とする（１）記載のレンズ駆動装置。

本発明によれば、上述したマグネットは、レンズの光軸方向にコイルが介在するように複数（例えば２個）配置されていることとしたので、１個のマグネットと複数個のコイルからなる方式に比べ、コイル周辺の磁束密度を高くすることができ、例えば推力を発生させるコイルが１個に減ったとしても同じ推力が出せるとともに、磁気回路の形状の扁平化も可能になる。従って、レンズ駆動装置の薄型化又は小型化を実現しつつ、移動レンズ体を所望の位置に停止させることができる。また、例えばマグネットの間に介在するコイルを１個にすることで、コイル間の結線が不要になり、作業性を向上させることができる。

（４） 前記マグネットは、レンズの光軸方向に前記コイルと対向するように１個配置されていることを特徴とする（１）記載のレンズ駆動装置。

本発明によれば、上述したマグネットは、レンズの光軸方向にコイルと対向するように１個配置されていることとしたので、例えばマグネットと対向するコイルを１個にすることによって、すなわち、マグネット１個，コイル１個の組み合わせにすることによって、レンズ駆動装置の更なる薄型化又は小型化を図ることができる。

（５） 前記規制手段は、前記移動レンズ体をレンズの光軸方向に付勢する弾性部材であることを特徴とする（１）から（４）のいずれか記載のレンズ駆動装置。

本発明によれば、上述した規制手段として、上述した移動レンズ体をレンズの光軸方向に付勢する弾性部材を採用することとしたので、移動レンズ体の移動量とコイルに流す電流との間のリニアリティを向上させることができる。

すなわち、一般的に、板バネ等の弾性部材は、弾性力（応力）と変位量（歪み量）との間には線形関係が成立していることから、規制手段として弾性部材を採用した場合、上述したリニアリティを向上させることができる。

（６） 前記弾性部材は、前記移動レンズ体をレンズの光軸方向のうち一方向に付勢する第１弾性部材と、当該一方向とは逆方向に付勢する第２弾性部材と、から構成されていることを特徴とする（５）記載のレンズ駆動装置。

本発明によれば、上述した弾性部材を２個の弾性部材からなるものとし、一方は、移動レンズ体をレンズの光軸方向のうち一方向に付勢し、他方は、その一方向とは逆方向に付勢する弾性部材としたので、移動レンズ体の移動を規制する力を強めることができる。

従って、移動レンズ体を所定の位置で停止させたとき、移動レンズ体を移動させようとする力と、移動レンズ体の移動を規制する力との双方が大きくなり、その位置に、より安定に停止させることができる（例えば、携帯電話機が振り回され、レンズの光軸方向に遠心力等の他の力が働いたとしても、より安定に停止させることができる）。

また、弾性部材を２個にすることで、遠心力等の他の力の悪影響を相対的に低減することができるので、上述したリニアリティの更なる向上を図ることができる。なお、弾性部材を２個にすることで、弾性部材が１個のときと比べて、弾性部材の経時的な劣化を防ぐことも可能である。

（７） 前記第１弾性部材及び前記第２弾性部材は、前記コイルを通電させる金属製の弾性部材であることを特徴とする（６）記載のレンズ駆動装置。

本発明によれば、上述した第１弾性部材と第２弾性部材として、コイルを通電させる金属製の弾性部材を採用することとしたので、これらの第１弾性部材と第２弾性部材を、コイルの通電用配線として機能させることができる。従って、レンズ駆動装置の電気回路構成（回路配線）を容易にすることができ、また、レンズ駆動装置全体の小型化に資することもできる。

（８） 前記レンズ駆動装置は、さらに、前記マグネットから出た磁束の向きを変えるヨークを備え、前記ヨークは、レンズの光軸方向の長さが、少なくとも前記コイル又は前記マグネットの対向面間距離よりも長くなるように形成されているとともに、前記移動レンズ体及び／又は前記固定体に設けられていることを特徴とする（１）から（７）のいずれか記載のレンズ駆動装置。

本発明によれば、レンズの光軸方向の長さが、少なくともコイル又はマグネットの対向面間距離（例えば２個のコイルであれば、互いに向き合うコイル面の光軸方向の距離となり、例えば２個のマグネットであれば、互いに向き合うマグネット面の光軸方向の距離となり、例えば１個のコイル及び１個のマグネットであれば、互いに向き合うコイル面とマグネット面との光軸方向の距離となる）よりも長くなるように形成されているヨークが、移動レンズ体と固定体のいずれか一方又は双方に設けられていることとしたので、マグネットとコイル間で磁路から漏れ出る漏れ磁束を少なくすることができ、ひいては移動レンズ体の移動量とコイルに流す電流との間のリニアリティを更に向上させることができる。

（９） 前記移動レンズ体又は前記固定体のいずれか一方に、前記マグネット及び前記ヨークが設けられていることを特徴とする（８）記載のレンズ駆動装置。

本発明によれば、上述した移動レンズ体と固定体のいずれか一方に、上述したマグネットとヨークの両方が設けられていることとしたので、マグネットとヨークの相対的位置関係を不変とすることができ、マグネットとヨークとの間に働く吸引力に起因した悪影響を防ぐことができる。

すなわち、ヨークは磁性体であることから、マグネットが付近にあるとヨークは磁化し、両者の間にはラジアル方向の吸引力が働く。そして、このような状態でマグネットとヨークとの相対的位置関係が変わると（例えばヨークが設けられた固定体に対し、マグネットが設けられた移動レンズ体が光軸方向に移動すると）、レンズ駆動装置は、この吸引力に起因した悪影響を受けることになる。一方、本発明のように、マグネットとヨークが、共に移動レンズ体に設けられているか、或いは、共に固定体に設けられている、とすることで、両者は一体的に移動或いは不動となるので、両者の相対的位置関係を不変とすることができ、ひいてはマグネットとヨークの吸引力に起因した悪影響を防ぐことができる。

本発明に係るレンズ駆動装置によれば、レンズ駆動装置に、上述した規制手段を設けることで、移動レンズ体を所望の位置に停止させることができ、ひいてはピント調整機能を向上させることができる。また、規制手段を板バネ等の弾性部材とすることで、移動レンズ体の移動量とコイルに流す電流との間のリニアリティを向上させることができる。また、レンズ駆動装置に、上述したヨークを設けることで、マグネットとコイル間で磁路から漏れ出る漏れ磁束を少なくすることができ、ひいてはこのリニアリティを更に向上させることができる。また、コイルを１個にすることで、磁気回路の形状を扁平化することができる。なお、コイルを１個にした場合には、コイル間の結線が不要になり、組立作業の作業性を向上させることができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照しながら説明する。

［機械構成］
図１は、本発明の第１の実施の形態に係るレンズ駆動装置１０の機械構成を示す断面図である。より具体的には、図１（ａ）は、レンズ駆動装置１０をレンズの光軸Ｘの方向に切断したときの断面図であって、図１（ｂ）は、図１（ａ）の断面図で示されるレンズ駆動装置１０において、Ａ−Ａ'の一点鎖線で切断したときの平面断面図である。なお、図１（ａ）において、説明の便宜上、上を被写体に近い前側とし、下をカメラボディに近い後ろ側とする。

図１において、レンズ駆動装置１０は、固定体の一部に相当するカバーホルダ１１と、移動レンズ体の一部に相当するスリーブ１５とから主に構成されている。スリーブ１５の内部には、光軸Ｘがその中心に位置することになる略円筒形状の鏡筒１２が取り付けられ（図１では図示せず。図２参照）、その鏡筒１２の内部にはレンズ１２ａが備えられている（図２参照）。なお、レンズ１２ａは、一般的には複数枚のレンズが組み合わされて構成される。

カバーホルダ１１とホルダ受け１９は嵌め込み可能であって（図２参照）、これらによって円筒状のヨーク１６が固定されている。そして、このヨーク１６の内周面には、リング状に形成されたマグネット１７が固着されている。すなわち、マグネット１７は、ヨーク１６の内周面から内側に突出するように、ヨーク１６に固着されている（図２参照）。そして、光軸Ｘの方向と直交する方向に着磁されている。なお、ヨーク１６は、例えば鋼板などの強磁性体からなる。

スリーブ１５の外周には、前側に、リング状に形成された第１コイル１４が固着されており、後ろ側に、リング状に形成された第２コイル１４'が固着されている。すなわち、スリーブ１５の外周において、マグネット１７よりも前側に、このマグネット１７に対向するように第１コイル１４が配置されており、この第１コイル１４との関係で光軸Ｘの方向にマグネット１７が介在するように、第２コイル１４'が配置されている。その結果、第１コイル１４の後端面とマグネット１７の前端面とが対向し、第２コイル１４'の前端面とマグネット１７の後端面とが対向している。なお、スリーブ１５に固着された第１コイル１４及び第２コイル１４'は、ヨーク１６に対して光軸Ｘの方向に相対移動が可能となっている。

マグネット１７のＮ極から出た磁束は、例えば、スリーブ１５，第１コイル１４，ヨーク１６を通過して、再びマグネット１７に戻ってくる。また、マグネット１７のＮ極から出た磁束は、例えば、スリーブ１５，第２コイル１４'，ヨーク１６を通過して、再びマグネット１７に戻ってくる。従って、第１コイル１４，第２コイル１４'，ヨーク１６，スリーブ１５といった部材によって、磁気回路（磁路）が形成されることになる。この場合、スリーブ１５の材料としては、磁性材料を用いることが好ましい。なお、スリーブ１５は、磁気回路（磁路）を構成する材料から除くことも可能である。

第１コイル１４と第２コイル１４'の対向面間距離は、マグネット１７の光軸Ｘの方向の厚さよりも大きく、マグネット１７と第１コイル１４（又は第２コイル１４'）との間には、光軸Ｘの方向に間隙が生じていて、この間隙の範囲内で、第１コイル１４及び第２コイル１４'と一体化されたスリーブ１５が、光軸Ｘの方向に移動することができる。そして、ヨーク１６は、光軸Ｘの方向の長さが、第１コイル１４と第２コイル１４'の対向面間距離よりも長くなるように形成されている。これにより、マグネット１７と第１コイル１４（又は第２コイル１４'）間で磁路から漏れ出る漏れ磁束を少なくすることができ、スリーブ１５の移動量と第１コイル１４（及び第２コイル１４'）に流す電流との間のリニアリティを向上させることができる。

カバーホルダ１１の前側の中央には、被写体からの反射光をレンズ１２ａ（図２参照）に取り込むための円形の入射窓１８が設けられている。

ここで、レンズ駆動装置１０には、図１（ａ）に示すように、スリーブ１５の移動を規制する板バネ１３及び板バネ１３'が設けられている。このうち板バネ１３'について、図１（ｂ）を用いて詳細に説明する。図１（ｂ）において、ホルダ受け１９に取り付けられた板バネ１３'は、ホルダ受け１９に形成された回転防止溝１９ａと係合している。これにより、板バネ１３'が回転するのを防いでいる。

板バネ１３'は、電流を流す金属製のバネであって、最も内側の円周部分１３'ａに、スリーブ１５の後端が載置されるようになっている。また、円周部分１３'ａには、第２コイル１４'を通電するための端子１３'ｂが３箇所形成されており（図１（ｂ）参照）、端子１３'ｂを通じて第２コイル１４'に電流を供給することができる。

なお、ここでは詳細な説明を省略するが、板バネ１３についても板バネ１３'と同様に、第１コイル１４を通電するための端子が形成されており、その端子を通じて第１コイル１４に電流を流すことができる。これにより、板バネ１３及び板バネ１３'を、第１コイル１４及び第２コイル１４'の通電用配線として機能させることができ、ひいてはレンズ駆動装置１０の電気回路構成（回路配線）を容易にし、レンズ駆動装置１０全体の小型化を図ることができる。

また、本実施形態では、スリーブ１５に、第１コイル１４及び第２コイル１４'の通電用配線２０を設けている（図１（ａ）参照）。これにより、第１コイル１４に流れる電流と第２コイル１４'に流れる電流とを等しくすることができ、電流制御が容易となる。

このような構成からなるレンズ駆動装置１０によれば、板バネ１３及び板バネ１３'による弾性力を利用して、第１コイル１４及び第２コイル１４'が固着されたスリーブ１５を所望の位置に停止させることができる。この停止動作については、後述する［停止動作］において詳述する。次に、レンズ駆動装置１０の組み立て方法について説明する。

図２は、本発明の実施の形態に係るレンズ駆動装置１０の組み立て方法を説明するための分解斜視図である。なお、後述する本発明の他の実施の形態に係るレンズ駆動装置１０Ａ〜１０Ｃも、同様の組み立て方法を採用することができる。なお、第１コイル１４及び第２コイル１４'は、予めスリーブ１５の外周に固着させておくとともに、レンズ１２ａを有する鏡筒１２は、予めスリーブ１５の内部に組み込んでおくものとする。また、マグネット１７は、予めヨーク１６の内周面に固着させておくものとする。なお、マグネット１７及びヨーク１６は、光軸Ｘの方向に割れ目が入っており、２個に分割可能となっている。

図２において、まず、板バネ１３'を、ホルダ受け１９に形成された回転防止溝１９ａと係合するように、ホルダ受け１９に取り付ける。次に、マグネット１７及びヨーク１６を２個に分割し、スリーブ１５の外周に固着された第１コイル１４と第２コイル１４'との間にマグネット１７が介在するようにして、マグネット１７及びヨーク１６を再び一体化（固着）させる。そして、スリーブ１５が内部に組み込まれたヨーク１６を、ホルダ受け１９に固定する。このとき、スリーブ１５の後端は、板バネ１３'の最も内側の円周部分１３'ａに載置される。最後に、板バネ１３を、その最も内側の円周部分がスリーブ１５の前端に当接するように載置した後、カバーホルダ１１をホルダ受け１９と係合させる。このようにして、図１（ａ）に示すレンズ駆動装置１０を組み立てることができる。なお、板バネ１３及び板バネ１３'には、ラジアル方向外側に舌状のものが形成されており、これは、コイルへの給電部となる。

［停止動作］
図３は、レンズ駆動装置１０において、スリーブ１５が所望の位置で停止動作する様子を説明するための説明図である。なお、図３（ａ）は、図１（ａ）において、光軸Ｘより右半分に着目したときの機械構成を示している。また、マグネット１７は、ラジアル方向内向きがＮ極、ラジアル方向外向きがＳ極となるように着磁されている。

図３（ａ）において、マグネット１７のＮ極から出た磁束は、スリーブ１５→第１コイル１４→ヨーク１６の順番で通過する（図３（ｂ）の矢印参照）。勿論、漏れ磁束を考慮すれば、マグネット１７のＮ極から出た磁束は、第１コイル１４だけを通過して戻ってくるものもある。一方で、マグネット１７のＮ極から出た磁束は、スリーブ１５→第２コイル１４'→ヨーク１６の順番で通過する（図３（ｂ）の矢印参照）。勿論、漏れ磁束を考慮すれば、マグネット１７のＮ極から出た磁束は、第２コイル１４'だけを通過して戻ってくるものもある。従って、第１コイル１４，第２コイル１４'，ヨーク１６，スリーブ１５といった部材によって、磁気回路（磁路）が形成される。

このような状態において、第１コイル１４及び第２コイル１４'に同方向の電流を流す。本実施形態では、図３（ｃ）に示すように、紙面の"奥"から"手前"へと電流を流す。そうすると、磁界の中におかれた通電中の第１コイル１４及び第２コイル１４'は、それぞれ上向き（前側）の電磁力Ｆ_Ｈを受けることになる（図３（ｃ）の矢印参照）。これにより、第１コイル１４及び第２コイル１４'が固着されたスリーブ１５は、前側に移動し始めることになる。なお、本実施形態では、上述したように、スリーブ１５に通電用配線２０を設けており、第１コイル１４に流れる電流と第２コイル１４'に流れる電流とを等しくしているので、第１コイル１４と第２コイル１４'には、ほぼ等しい電磁力Ｆ_Ｈが働くことになる。また、レンズ駆動装置１０の大きさは大変小さいため（例えば、外径略１０ｍｍ×高さ略５ｍｍ）、第１コイル１４を通過する磁束と第２コイル１４'を通過する磁束とは、ほぼ等しいものと考える。

このとき、板バネ１３とスリーブ１５の前端との間、板バネ１３'とスリーブ１５の後端との間には、それぞれスリーブ１５の移動を規制する力（弾性力Ｆ_S1、弾性力Ｆ_S2）が発生する（図３（ｄ）の矢印参照）。このため、スリーブ１５を前側に移動させようとする電磁力Ｆ_Ｈ＋Ｆ_Ｈと、スリーブ１５の移動を規制する弾性力Ｆ_S1＋Ｆ_S2とが釣り合ったとき、スリーブ１５は停止する。このようにして、第１コイル１４及び第２コイル１４'に流す電流量と、板バネ１３及び板バネ１３'によってスリーブ１５に働く弾性力とを調整することで、スリーブ１５を所望の位置に停止させることができる。

また、本実施形態では、弾性力（応力）と変位量（歪み量）との間に線形関係が成立する板バネ１３及び板バネ１３'を用いていることから、スリーブ１５の移動量と第１コイル１４及び第２コイル１４'に流す電流との間のリニアリティを向上させることができる。また、板バネ１３と板バネ１３'という２個の弾性部材を用いていることから、スリーブ１５が停止したときに光軸Ｘの方向に大きな釣り合いの力が加わることになり、光軸Ｘの方向に遠心力等の他の力が働いたとしても、より安定にスリーブ１５を停止させることができる。更に、レンズ駆動装置１０では、スリーブ１５を停止させるのに、衝突材（緩衝材）等に衝突させて停止させるのではなく、電磁力と弾性力との釣り合いを利用して停止させることとしているので、衝突音の発生を防ぐことも可能である。

［変形例］
図４は、本発明の第２の実施の形態に係るレンズ駆動装置１０Ａの機械構成の概略を示す図である。

図４において、レンズ駆動装置１０Ａは、スリーブ１５の移動を規制するものとして、コイルバネ２１と、コイルバネ２１よりも長さが短いコイルバネ２１'とを採用している。このように、レンズ駆動装置１０（図３（ａ）参照）における板バネ１３及び板バネ１３'を、他の弾性部材（コイルバネ２１及びコイルバネ２１'）に代えた場合であっても、第１コイル１４及び第２コイル１４'に流す電流量を調整することで、コイルバネ２１とコイルバネ２１'に適当な弾性力を発生させ、スリーブ１５に取り付けられたレンズ１２ａの位置を所望の位置に停止制御することができる。なお、コイルバネ２１とコイルバネ２１'を通電用配線として用いることも可能である。また、本実施形態では、コイルバネ２１'の長さをコイルバネ２１の長さよりも短くしているが、これは、スリーブ１５の基準位置が後ろ側にあるからである。例えば、スリーブ１５の基準位置が前側にある場合には、コイルバネ２１の方が短くなる。勿論、スリーブ１５の基準位置が中央にある場合には、両者は同じ長さとなる。

図５は、本発明の第３の実施の形態に係るレンズ駆動装置１０Ｂの機械構成の概略を示す図である。

図５（ａ）において、レンズ駆動装置１０Ｂは、カバーホルダ１１とホルダ受け１９によって円筒状のケース２２が固定されている。そして、このケース２２の内周面から内側に突出するようにマグネット１７が固着されるとともに、このマグネット１７にヨーク１６が固着されている。このように、ヨーク１６の位置を、第１コイル１４及び第２コイル１４'よりもラジアル方向内側に配置してもよい。勿論、図５（ｂ）に示すように、ケース２２をヨーク１６に置き換えて、第１コイル１４及び第２コイル１４'に対してラジアル方向外側とラジアル方向内側の両側に、ヨーク１６を配置することとしてもよい。これにより、マグネット１７と、第１コイル１４及び第２コイル１４'との間で磁路から漏れ出る漏れ磁束をより少なくすることができ、スリーブ１５の移動量と、第１コイル１４及び第２コイル１４'に流す電流と、の間のリニアリティを向上させることができる。

なお、図５（ｂ）においては、ラジアル方向内側の（マグネット１７のＮ極に固着された）ヨーク１６の長さの方が、ラジアル方向外側の（マグネット１７のＳ極に固着された）ヨーク１６の長さよりも短くなっているが、本発明はこれに限られず、例えばラジアル方向内側の（マグネット１７のＮ極に固着された）ヨーク１６の長さの方が長くなるようにしてもよい。勿論、これらが同じ長さであっても構わない。ただし、上述したように、漏れ磁束を考慮すれば、少なくとも第１コイル１４と第２コイル１４'の対向面間距離よりも長くなるように形成されていることが望ましい。

また、レンズ駆動装置１０〜１０Ｂ（図３〜図５参照）においては、いずれも、スリーブ１５等の移動レンズ体とカバーホルダ１１等の固定体のいずれか一方に、マグネット１７及びヨーク１６の両方が設けられている。従って、移動レンズ体が固定体に対して相対的に移動したとしても、マグネット１７とヨーク１６の相対的位置関係は不変であり、マグネット１７とヨーク１６との間に働くラジアル方向の吸引力に起因した悪影響を防ぐことができる。

一方で、本発明は、マグネット１７とヨーク１６の相対的位置関係が不変となる場合だけに限定されるものではない。例えば、図６に示すレンズ駆動装置１０Ｃを考えることも可能である。

図６は、本発明の第４の実施の形態に係るレンズ駆動装置１０Ｃの機械構成の概略を示す図である。

図６（ａ）では、スリーブ１５に、マグネット１７を固着するとともに、カバーホルダ１１とホルダ受け１９によって固定されたヨーク１６に、第１コイル１４及び第２コイル１４'が固着されている。このような構成からなるレンズ駆動装置１０Ｃは、上述したように、例えばヨーク１６が固着された固定体に対し、マグネット１７が固着された移動レンズ体が光軸Ｘの方向に移動すると、マグネット１７とヨーク１６との間に働くラジアル方向の吸引力に起因した悪影響を受けてしまう一方で、第１コイル１４及び第２コイル１４'が移動レンズ体ではなく固定体の方に固着されているため、通電用の配線が複雑にならなくて済む、というメリットがある。また、図６（ａ）では、ヨーク１６は、第１コイル１４及び第２コイル１４'に対してラジアル方向外側にのみ設けているが、勿論、ラジアル方向外側とラジアル方向内側の両側に配置してもよい（図６（ｂ）参照）。なお、レンズ駆動装置１０Ｃでは、第１コイル１４及び第２コイル１４'がヨーク１６に固着されていることから、スリーブ１５には、第１コイル１４及び第２コイル１４'に働く電磁力に対する反作用の力が作用し、スリーブ１５を光軸Ｘの方向に移動させることができる。

次に、レンズ駆動装置の他の変形例として、第２コイル１４'を除去した場合について詳述する。すなわち、第１コイル１４，ヨーク１６，スリーブ１５といった部材によって磁気回路が形成される場合について詳述する。

図７は、本発明の第５の実施の形態に係るレンズ駆動装置１０Ｄの機械構成を示す断面図である。より具体的には、図７（ａ）は、レンズ駆動装置１０Ｄをレンズの光軸Ｘの方向に切断したときの断面図であって、図７（ｂ）は、図７（ａ）の断面図で示されるレンズ駆動装置１０Ｄにおいて、Ａ−Ａ'の一点鎖線で切断したときの平面断面図である。なお、図７（ａ）において、説明の便宜上、上を被写体に近い前側とし、下をカメラボディに近い後ろ側とする。

図７（ａ）に示すように、レンズ駆動装置１０Ｄは、レンズ駆動装置１０（図
１参照）と異なり、第２コイル１４'を備えていない。このようなレンズ駆動装置１０Ｄは、図８の分解斜視図が示すように、第１コイル１４のみをスリーブ１５の外周に固着させることによって、簡易に製造することができる。

図９は、レンズ駆動装置１０Ｄにおいて、スリーブ１５が所望の位置で停止動作する様子を説明するための説明図である。なお、図９（ａ）は、図７（ａ）において、光軸Ｘより右半分に着目したときの機械構成を示している。

図９において、レンズ駆動装置１０Ｄは、図３に示すレンズ駆動装置１０の停止動作と同様の動作を行う。すなわち、マグネット１７のＮ極から出た磁束は、スリーブ１５→第１コイル１４→ヨーク１６の順番で通過する（図９（ａ）→図９（ｂ））。そして、第１コイル１４に紙面の"奥"から"手前"へと電流を流すと、磁界の中におかれた通電中の第１コイル１４は、上向き（前側）の電磁力Ｆ_Ｈを受けることになる（図９（ｃ）の矢印参照）。一方で、板バネ１３とスリーブ１５の前端との間、板バネ１３'とスリーブ１５の後端との間には、それぞれスリーブ１５の移動を規制する力（弾性力Ｆ_S1、弾性力Ｆ_S2）が発生する（図９（ｄ）の矢印参照）。そして、スリーブ１５を前側に移動させようとする電磁力Ｆ_Ｈと、スリーブ１５の移動を規制する弾性力Ｆ_S1＋Ｆ_S2とが釣り合ったとき、スリーブ１５は停止する。このようにして、第１コイル１４に流す電流量と、板バネ１３及び板バネ１３'によってスリーブ１５に働く弾性力とを調整することで、スリーブ１５を所望の位置に停止させることができる。また、レンズ駆動装置１０Ｄは、電流を流すコイルは第１コイル１４のみとしているので、装置全体の薄型化及び小型化を図ることができる。

図１０は、本発明の第６の実施の形態に係るレンズ駆動装置１０Ｅの機械構成の概略を示す図である。図１０のレンズ駆動装置１０Ｅに示すように、第１コイル１４を、マグネット１７と比べて板バネ１３'側に設置して、スリーブ１５をカメラボディの後側に移動させることも可能である。

図１１は、本発明の第７の実施の形態に係るレンズ駆動装置１０Ｆの機械構成の概略を示す図である。図１１（ａ）に示すレンズ駆動装置１０Ｆは、第５の実施の形態に係るレンズ駆動装置１０Ｄ（図９（ａ）参照）と同様の部品を用いるが、マグネット１７がスリーブ１５に固着されていて、第１コイル１４がヨーク１６に固着している。このように、マグネット１７と第１コイル１４の配置関係を交換しても構わない。勿論、図１０と同様に、スリーブ１５をカメラボディの後ろ側に移動させるようにしても構わない（図１１（ｂ）参照）。

図１２は、本発明の第８の実施の形態に係るレンズ駆動装置１０Ｇの機械構成の概略を示す図である。図１２に示すレンズ駆動装置１０Ｇは、第５の実施の形態に係るレンズ駆動装置１０Ｄのマグネット１７のＮ極近傍に、ヨーク１６を設けている。このように、レンズ駆動装置１０Ｂを用いて説明したように（図５（ｂ）参照）、レンズ駆動装置１０Ｇにおいても、マグネット１７がヨーク１６によって挟まれるような構成となっていてもよい。

次に、レンズ駆動装置の他の変形例として、図９（ａ）に示すレンズ駆動装置１０Ｄをベースとして、マグネット１７だけでなく、マグネット１７とは別個のマグネット１７'を設けたレンズ駆動装置１０Ｈについて説明する

図１３は、本発明の第９の実施の形態に係るレンズ駆動装置１０Ｈの機械構成の概略を示す図である。

図１３（ａ）に示すように、レンズ駆動装置１０Ｈは、２個のマグネット１７，１７'が、ヨーク１６に固着されて、第１コイル１４を挟み込むように配置されている。なお、図１３（ｂ）に示すように、２個のマグネット１７，１７'が、スリーブ１５のラジアル方向外側に固着されていて、第１コイル１４を挟み込むように配置されていてもよい。

このように、レンズ駆動装置１０Ｈでは、１個のマグネットと複数個のコイルからなる方式（図１（ａ）参照）と比べて、コイル周辺の磁束密度を高くすることができる。そのため、たとえ推力を発生させるコイルが１個に減ったとしても図１（ａ）に示す方式と同様の推力を得ることができ、ひいては磁気回路の形状の扁平化を可能にしつつ、移動レンズ体を所望の位置に停止させることができる。また、コイルを１個（第１コイル１４のみ）にしているので、コイル間の結線が不要になり、作業性を向上させることができる。

図１４は、第５の実施の形態に係るレンズ駆動装置１０Ｄから第９の実施の形態に係るレンズ駆動装置１０Ｈにおいて、第１コイル１４とマグネット１７（及びマグネット１７'）とヨーク１６の配置パターンを説明するためのパターン図である。なお、図中の「コイル」は第１コイル１４を示しており、図中の「マグネット」はマグネット１７（及びマグネット１７'）を示しており、図中の「ヨーク」は、ヨーク１６を示している。

図１４（ａ）〜図１４（ｆ）は、２個のマグネット（マグネット１７及びマグネット１７'）と１個のコイル（第１コイル１４）が設けられたパターンである。図１４（ａ），（ｄ）と、図１４（ｂ），（ｅ）と、図１４（ｃ），（ｆ）とが示すように、可動部材がコイルであっても、マグネット及びヨークであっても、マグネットのみであっても構わない。また、それぞれのパターンにおいて、図１４（ａ）と図１４（ｄ）、図１４（ｂ）と図１４（ｅ）、図１４（ｃ）と図１４（ｆ）とが示すように、ヨーク１６のラジアル方向の位置をかえても構わない。

一方で、図１４（ｇ）〜図１４（ｚ）は、マグネット１７と第１コイル１４が１個ずつ設けられたパターンである。図１４（ｇ），（ｊ），（ｍ），（ｐ）と、図１４（ｈ），（ｋ），（ｎ），（ｑ）と、図１４（ｉ），（ｌ），（ｏ），（ｒ）とが示すように、可動部材がコイルであっても、マグネット及びヨークであっても、マグネットのみであっても構わない。また、図１４（ｇ）と図１４（ｍ）、図１４（ｈ）と図１４（ｎ）、図１４（ｉ）と図１４（ｏ）とが示すように、或いは、図１４（ｊ）と図１４（ｐ）、図１４（ｋ）と図１４（ｑ）、図１４（ｌ）と図１４（ｒ）とが示すように、ヨーク１６のラジアル方向の位置をかえても構わない。また、図１４（ｇ）と図１４（ｊ）、図１４（ｈ）と図１４（ｋ）、図１４（ｉ）と図１４（ｌ）とが示すように、或いは、図１４（ｍ）と図１４（ｐ）、図１４（ｎ）と図１４（ｑ）、図１４（ｏ）と図１４（ｒ）とが示すように、コイルとマグネットの位置を交換してもよい。さらに、図１４（ｓ）〜図１４（ｚ）に示すように、マグネットの両側にヨークが固着しており、コイルを包み込むような配置にしてもよい。

以上説明したようなレンズ駆動装置１０〜１０Ｈは、カメラ付き携帯電話機の他にも、様々な電子機器に取り付けることが可能である。例えば、ＰＨＳ，ＰＤＡ，バーコードリーダ，薄型のデジタルカメラ，監視カメラ，車の背後確認用カメラ，光学的認証機能を有するドア等である。

本発明に係るレンズ駆動装置は、移動レンズ体を所望の位置に停止させることができ、ひいてはピント調整機能を向上させうるものとして有用である。

本発明の第１の実施の形態に係るレンズ駆動装置の機械構成を示す断面図である。 本発明の実施の形態に係るレンズ駆動装置の組み立て方法を説明するための分解斜視図である。 レンズ駆動装置において、スリーブが所望の位置で停止動作する様子を説明するための説明図である。 本発明の第２の実施の形態に係るレンズ駆動装置の機械構成の概略を示す図である。 本発明の第３の実施の形態に係るレンズ駆動装置の機械構成の概略を示す図である。 本発明の第４の実施の形態に係るレンズ駆動装置の機械構成の概略を示す図である。 本発明の第５の実施の形態に係るレンズ駆動装置の機械構成の概略を示す図である。 本発明の第５の実施の形態に係るレンズ駆動装置の組み立て方法を説明するための分解斜視図である。 レンズ駆動装置において、スリーブが所望の位置で停止動作する様子を説明するための説明図である。 本発明の第６の実施の形態に係るレンズ駆動装置の機械構成の概略を示す図である。 本発明の第７の実施の形態に係るレンズ駆動装置の機械構成の概略を示す図である。 本発明の第８の実施の形態に係るレンズ駆動装置の機械構成の概略を示す図である。 本発明の第９の実施の形態に係るレンズ駆動装置の機械構成の概略を示す図である。 第５の実施の形態に係るレンズ駆動装置から第９の実施の形態に係るレンズ駆動装置において、コイルとマグネットとヨークの配置パターンを説明するためのパターン図である。

符号の説明

１０〜１０Ｈ レンズ駆動装置
１１ カバーホルダ
１２ 鏡筒
１２ａ レンズ
１３，１３' 板バネ
１４，１４' 第１コイル，第２コイル
１５ スリーブ
１６ ヨーク
１７，１７' マグネット
１８ 入射窓
１９ ホルダ受け

Claims (9)

1. レンズを備えた移動レンズ体と、
   前記移動レンズ体をレンズの光軸方向に移動させる駆動機構と、
   前記移動レンズ体をレンズの光軸方向に移動可能に支持する固定体と、を有し、
   前記駆動機構は、レンズの光軸方向と直交する方向に着磁されたマグネットと、レンズの光軸方向に前記マグネットと対向するように配置されたコイルと、を備えるレンズ駆動装置であって、
   前記マグネット又は前記コイルのいずれか一方は、前記移動レンズ体に設けられるとともに、他方は、前記固定体に設けられ、
   前記駆動機構は、前記コイルに電流を供給して電磁力を発生させたとき、当該電磁力に基づく前記移動レンズ体の移動を規制する規制手段を備えていることを特徴とするレンズ駆動装置。
2. 前記コイルは、レンズの光軸方向に前記マグネットが介在するように複数配置されていることを特徴とする請求項１記載のレンズ駆動装置。
3. 前記マグネットは、レンズの光軸方向に前記コイルが介在するように複数配置されていることを特徴とする請求項１記載のレンズ駆動装置。
4. 前記マグネットは、レンズの光軸方向に前記コイルと対向するように１個配置されていることを特徴とする請求項１記載のレンズ駆動装置。
5. 前記規制手段は、前記移動レンズ体をレンズの光軸方向に付勢する弾性部材であることを特徴とする請求項１から４のいずれか記載のレンズ駆動装置。
6. 前記弾性部材は、前記移動レンズ体をレンズの光軸方向のうち一方向に付勢する第１弾性部材と、当該一方向とは逆方向に付勢する第２弾性部材と、から構成されていることを特徴とする請求項５記載のレンズ駆動装置。
7. 前記第１弾性部材及び前記第２弾性部材は、前記コイルを通電させる金属製の弾性部材であることを特徴とする請求項６記載のレンズ駆動装置。
8. 前記レンズ駆動装置は、さらに、前記マグネットから出た磁束の向きを変えるヨークを備え、
   前記ヨークは、レンズの光軸方向の長さが、少なくとも前記コイル又は前記マグネットの対向面間距離よりも長くなるように形成されているとともに、前記移動レンズ体及び／又は前記固定体に設けられていることを特徴とする請求項１から７のいずれか記載のレンズ駆動装置。
9. 前記移動レンズ体又は前記固定体のいずれか一方に、前記マグネット及び前記ヨークが設けられていることを特徴とする請求項８記載のレンズ駆動装置。
   

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