JP2007171764A - レンズ駆動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ボイスコイルモータを用いたレンズ駆動装置において、駆動用コイルに有効に磁界を印加することができるとともに、装置を小型軽量化する。
【解決手段】板バネ１３Ａ，１３Ｂによりケーシング１４Ａ，１４Ｂに懸架されたレンズホルダー１２と、このレンズホルダー１２の外周側に配置される駆動用コイル１５と、外周側から内周側に向けて着磁された環状の永久磁石１６とを備えたレンズ駆動装置１０において、磁気ヨークとして、上記永久磁石１６の前方端面側に形成された円環部１７ａと外周面に形成された円筒部１７ｂとを備えた磁気ヨーク１７を用いることにより、駆動用コイル１５をレンズホルダー１２に直巻きできるようにするとともに、上記永久磁石１６の磁界強度を前方に偏らせて、磁界を有効に作用させることができるようにした。
【選択図】図１

Description

本発明は、カメラ等の対物レンズの駆動装置に関するものである。

近年、携帯電話等に搭載されるカメラは画素数が増大されるとともに、ズーム処理やマクロ処理等の高機能化が進んでいることから、搭載されるレンズ系についても、従来の固定焦点のものだけでなく、可動焦点のものも投入されてきている。図４（ａ）は、この可動焦点のレンズ系の駆動方式の一つである、ボイスコイルモータを用いたレンズ駆動装置の一構成例を示す図で、このレンズ駆動装置５０は、軟鉄等の磁性体から成るコの字型円筒形状ヨーク５１と、上記ヨーク５１の外壁に取付けられるリング状の永久磁石５２と、中央位置にレンズ５３を保持するレンズホルダー５４と、このレンズホルダー５４に装着される駆動用コイル５５と、上記ヨーク５１が装着されるベース５６と、上記ベース５６を支えるフレーム５７と、上記レンズホルダー５４を上下で支持する２個のスプリング５８Ａ，５８Ｂと、このスプリング５８Ａ，５８Ｂの上下を覆う２個のキャップ５９Ａ，５８Ｂとを備えている。
上記駆動用コイル５５は、上記ヨーク５１と上記リング状の永久磁石５２とにより印加される、コイル周りに放射状に分布する磁界中に設置されているので、上記駆動用コイル５５に通電すると、図４（ｂ）に示すように、上記駆動用コイル５５に被写体の方向へ向けたローレンツ力が発生して、上記レンズホルダー５４を上記スプリング５８Ａ，５８Ｂの復元力と釣り合う位置に移動させることができる。したがって、上記駆動用コイル５５に通電する電流値を制御することにより、上記レンズホルダー５４の移動量を制御して、上記レンズ５３の位置を制御することができる（例えば、特許文献１参照）。
特開２００４−２８００３１号公報

しかしながら、上記従来のボイスコイルモータを用いたレンズ駆動装置５０では、駆動用コイル５５を、コの字状のヨーク５１と永久磁石５２との間に配置した構造になっているため、上記ヨーク５１をレンズホルダー５４と駆動用コイル５５との間に、それぞれに接触しないようにして配置する必要があることから、レンズ駆動装置の外径が大きくなってしまうといった問題点があった。

本発明は、従来の問題点に鑑みてなされたもので、駆動用コイルに有効に磁界を印加することができるとともに、レンズ駆動装置を小型化することを目的とする。

本発明者らは、鋭意検討を重ねた結果、ボイスコイルモータを用いたレンズ駆動装置において、磁気ヨークを永久磁石のレンズ開口部側端面から外周面に跨って形成するようにすれば、余分な空間を排除でき、駆動用コイルをレンズホルダーの外周に形成することができるとともに、上記永久磁石の磁界強度分布が前方（レンズ開口部側）に偏るので、近場の撮影に合わせてレンズホルダーを前方に駆動する場合、駆動用コイルが高強度分布側に移動するので、磁界を有効に作用させることができることを見出し、本発明に到ったものである。
すなわち、本願の請求項１に記載の発明は、板バネによりケーシングに懸架されたレンズホルダーと、ほぼ環状に形成された、外周側から内周側に向けて着磁された永久磁石と、この永久磁石のレンズ開口部側端面側に形成された円環部と上記永久磁石の外周面に形成された円筒部とを備えた磁気ヨークと、上記レンズホルダーの外周に、上記永久磁石の内周面と空隙を介して対向するように形成された駆動用コイルとを備えたことを特徴とするものである。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のレンズ駆動装置において、上記永久磁石と上記磁気ヨークの円環部の少なくとも内周側とを離間させたものである。
また、請求項３に記載の発明は、請求項１に記載のレンズ駆動装置において、上記永久磁石として、その中心軸の周りに複数個の各磁石片に分割された磁石片を、少なくとも隣接する一組の磁石片間に空隙部を有するように環状に配置して成る永久磁石を用いるとともに、上記レンズホルダーに、上記空隙部内に突出する凸部を設けたものである。

本発明によれば、ボイスコイルモータを用いたレンズ駆動装置において、永久磁石とともに、駆動用コイルに印加する磁界の磁気回路を形成する磁気ヨークとして、外周側から内周側に向けて着磁された環状の永久磁石の前方（レンズ開口部側）端面側に形成された円環部と上記永久磁石の外周面に形成された円筒部とを備えた磁気ヨークを用いるとともに、駆動用コイルをレンズホルダーの外周に、上記永久磁石の内周面と空隙を介して対向するように形成したので、余分な空間を排除でき、レンズ駆動装置を小型・軽量化することができるとともに、近場の撮影時には、磁界を有効に作用させることができる。
このとき、上記永久磁石と上記磁気ヨークの円環部の少なくとも内周側とを離間させるようにすれば、前方の磁界強度を更に強めることができる。
また、上記永久磁石として、その中心軸の周りに複数個の各磁石片に分割された磁石片を、少なくとも隣接する一組の磁石片間に空隙部を有するように環状に配置して成る永久磁石を用いるとともに、上記レンズホルダーに、上記空隙部内に突出する凸部を設けるようにすれば、落下や回転の衝撃時における永久磁石とレンズホルダーの回転ずれ角度を小さくできるので、板バネの損傷を防止することができる。

以下、本発明の最良の形態について、図面に基づき説明する。
図１は、本発明の最良の形態に係るレンズ駆動装置１０の構成を示す模式図で、同図において、１１はレンズ、１２はこのレンズ１１を保持するレンズホルダー、１３Ａ，１３Ｂはこのレンズホルダー１２を上部及び下部のケーシング１４Ａ，１４Ｂにそれぞれ懸架するための板バネ、１５は上記レンズホルダー１２に直巻きされる駆動用コイル、１６は外周側から内周側に向けて着磁された、上記駆動用コイル１５に放射状に分布する磁界を印加するための環状の永久磁石である。また、１７は磁気ヨークで、本例では、この磁気ヨーク１７を、上記永久磁石１６のレンズ開口部側端面側に形成された円環部１７ａと上記永久磁石１６の外周面に形成された円筒部１７ｂとを備えた、断面形状がＬ字型のヨークとするとともに、上記永久磁石１６の内周側前方（レンズ開口部側）に切り欠き部１６ｋを設けて、上記永久磁石１６と上記磁気ヨークの円環部１７ａの内周側との間に隙間１８を設けるようにしている。

上記のように、本例のレンズ駆動装置１０では、磁気ヨーク１７の断面形状をＬ字型として、磁気ヨーク１７をレンズホルダー１２と駆動用コイル１５との間には配置していない構造としている。したがって、駆動用コイル１５をレンズホルダー１２に直巻きできるので、レンズ駆動装置１０の外径を小さくすることができる。
ところで、磁気ヨーク１７を駆動用コイル１５の後方に形成しない構成とすると、上記駆動用コイル１５を貫く磁束の量が若干減少するが、本例の構造では、上記永久磁石１６の磁界強度分布が前方（レンズ開口部側）に偏っている。すなわち、磁気ヨーク１７の断面形状をＬ字型とすると、永久磁石１６が後方に向けて湧き出す磁力線の数が減少し、逆に、永久磁石１６の前方の面からの磁力線が上記磁気ヨークの円環部１７ａに向けて湧き出すようになるので、前方の磁力線の数が増加する。したがって、レンズ１１の移動が頻繁に必要とされる近場の撮影に合わせてレンズホルダー１２を前方に駆動する本方式のようなボイスコイルモータを用いたレンズ駆動装置１０においては、駆動に伴って駆動用コイル１５を磁界強度の高い方へ移動させることができる。
また、本例では、永久磁石１６と磁気ヨークの円環部１７ａの内周側との間に隙間１８を設けて上記磁界強度分布の偏りを大きくして、前方の磁界強度を更に強めるようにしているので、駆動用コイル１５の後方に磁気ヨーク１７を形成しなくても、近場の撮影時には、磁界を有効に作用させることができる。なお、遠場撮影のときには、レンズ１１は後方にほぼ静止されて後方へ駆動用コイル１５が移動することはないので、後方の磁界強度が若干低下しても問題にはならない。

また、本例では、上記永久磁石１６として、図２（ａ）に示すように、複数個（ここでは、４個）の磁石片１６Ａ〜１６Ｄを組上げたものを用いている。その際、互いに隣接する磁石片１６Ａと磁石片１６Ｂ、及び、磁石片１６Ｃと磁石片１６Ｄとは隙間なく組上げ、上記磁石片１６Ｂと磁石片１６Ｃとの間、及び、磁石片１６Ｄと磁石片１６Ａとの間にはそれぞれ空隙部１６Ｓ，１６Ｓを設けるようにして組上げるとともに、図２（ｂ）に示すように、上記レンズホルダー１２の上記空隙部１６Ｓ，１６Ｓに対向する位置に、上記空隙部１６Ｓ，１６Ｓ内に侵入する凸部１２Ｄ，１２Ｄを設けるようにしている。これにより、落下等の衝撃、特に、回転衝撃に対して十分な耐性を得ることができる。
具体的には、レンズ駆動装置１０が中心軸周りの回転衝撃を受けたとき、板バネ１３Ａ，１３Ｂにより懸架されたレンズホルダー１２と、固定部材である上部及び下部のケーシング１４Ａ，１４Ｂに磁気ヨーク１７を介して連結された永久磁石１６とは、慣性のために回転ずれを生じ、このずれ角度が大きい場合には、上記板バネ１３Ａ，１３Ｂに座屈等の損傷を与えることになり、レンズ駆動装置１０の機能が失われる恐れがあるが、本例のレンズ駆動装置１０では、図３に示すように、上記レンズホルダー１２に設けられた凸部１２Ｄ，１２Ｄが、予め上記磁石片間の空隙部１６Ｓ，１６Ｓ内に侵入している構成となっているため、回転衝撃時に、上記凸部１２Ｄ，１２Ｄと磁石片１６Ａ，１６Ｃ（または、磁石片１６Ｂ，１６Ｄ）の周方向端面とを当接させることができる。したがって、回転ずれ角度を小さく抑制することができ、板バネ１３Ａ，１３Ｂの損傷を防止することができる。

このように、本最良の形態によれば、磁気ヨークとして、永久磁石１６の前方端面側に形成された円環部１７ａと外周面に形成された円筒部１７ｂとを備えた磁気ヨーク１７を用いることにより、駆動用コイル１５をレンズホルダー１２に直巻きできるようにしたので、余分な空間を排除でき、レンズ駆動装置を小型・軽量化することができる。また、上記永久磁石１６の磁界強度が前方に偏るので、駆動用コイル１５後方のヨークを省略しても、磁界を有効に作用させることができる。このとき、上記永久磁石１６に切り欠き部１６ｋを設けて、永久磁石１６と上記磁気ヨークの円環部１７ａの内周側とを離間させるようにすれば、前方の磁界強度を更に強めることができる。
また、上記永久磁石１６として、複数個の磁石片１６Ａ〜１６Ｄを、上記磁石片１６Ｂ，１６Ｃ間、及び、磁石片１６Ｃ，１６Ａ間に空隙部１６Ｓ，１６Ｓを設けて組上げた永久磁石を用いるとともに、上記レンズホルダー１２に上記空隙部１６Ｓ，１６Ｓ内に侵入する凸部１２Ｄ，１２Ｄを設けるようにすれば、落下等の衝撃、特に、回転衝撃に対して十分な耐性を得ることができる。

なお、上記最良の形態では、上記永久磁石１６に切り欠き部１６ｋを設けて、永久磁石１６と上記磁気ヨークの円環部１７ａの内周側とを離間させるようにしたが、上記永久磁石１６と上記円環部１７ａとの間に隙間を設けるようにしてもよい。
また、上記例では、永久磁石１６を４個の磁石片１６Ａ〜１６Ｄから構成したが、これに限るものではなく、３個あるいは５個以上としてもよい。更に、空隙部１６Ｓの数に関しても、１個でもよく、３個以上でもよい。このとき、レンズホルダー１２に設ける凸部１２Ｄの数も上記空隙部１６Ｓの数により増減させるが、上記凸部１２Ｄの数は必ずしも上記空隙部１６Ｓの数に一致させる必要はない。

以上説明したように、本発明によれば、駆動用コイルに有効に磁界を印加することができるとともに、レンズ駆動装置を小型化することができるので、小型で軽量な優れたレンズ駆動装置を得ることができる。

本発明の最良の形態に係るレンズ駆動装置の構成を示す模式図である。 本発明のレンズ駆動装置に使用される永久磁石とレンズホルダーの詳細を示す図である。 本発明における永久磁石とレンズホルダーの凸部との位置関係を示す図である。 従来のレンズ駆動装置の他の例を示す図である。

符号の説明

１０ レンズ駆動装置、１１ レンズ、１２ レンズホルダー、１２Ｄ 凸部、
１３Ａ，１３Ｂ 板バネ、１４Ａ，１４Ｂ ケーシング、１５ 駆動用コイル、
１６ 永久磁石、１６Ａ〜１６Ｄ 磁石片、１６ｋ 切り欠き部、１６Ｓ 空隙部、
１７ 磁気ヨーク、１７ａ 円環部、１７ｂ 円筒部、１８ 隙間。

Claims (3)

1. 板バネによりケーシングに懸架されたレンズホルダーと、ほぼ環状に形成された、外周側から内周側に向けて着磁された永久磁石と、この永久磁石のレンズ開口部側端面側に形成された円環部と上記永久磁石の外周面に形成された円筒部とを備えた磁気ヨークと、上記レンズホルダーの外周に、上記永久磁石の内周面と空隙を介して対向するように形成された駆動用コイルとを備えたことを特徴とするレンズ駆動装置。
2. 上記永久磁石と上記磁気ヨークの円環部の少なくとも内周側とが離間していることを特徴とする請求項１に記載のレンズ駆動装置。
3. 上記永久磁石として、その中心軸の周りに複数個の各磁石片に分割された磁石片を、少なくとも隣接する一組の磁石片間に空隙部を有するように環状に配置して成る永久磁石を用いるとともに、上記レンズホルダーに、上記空隙部内に突出する凸部を設けたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のレンズ駆動装置。
   

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