JP2009205042A - レンズ駆動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】安価なレンズ駆動装置を提供すること。
【解決手段】レンズアセンブリを保持するための筒状部（１４０）を有するレンズホルダ（１４）と、このレンズホルダに筒状部の周囲に位置するように固定された駆動コイル（１６）と、この駆動コイルと対向する永久磁石（１８）を備えたヨーク（２０）と、レンズホルダの筒状部の光軸（Ｏ）方向両側に設けられ、レンズホルダを径方向に位置決めした状態で光軸（Ｏ）方向に変位可能に支持する前側スプリング（２２）および後側スプリング（２４）とを備えたレンズ駆動装置（１０）において、駆動コイル（１６）は２^Ｎ（Ｎは３以上の整数）角筒状をしており、永久磁石（１８）は２^Ｎ個の矩形状の永久磁石片（１８２）から構成されている。
【選択図】 図２

Description

本発明はレンズ駆動装置に関し、特に、携帯型小型カメラに用いられるオートフォーカス用レンズ駆動装置に関する。

カメラ付携帯電話には携帯型小型カメラが搭載されている。この携帯型小型カメラには、オートフォーカス用レンズ駆動装置が用いられる。従来から、種々のオートフォーカス用レンズ駆動装置が提案されている。

例えば、特許文献１（特開２００５−１２８３９２号公報）は、耐衝撃性に優れたレンズ駆動装置を開示している。この特許文献１に開示されたレンズ駆動装置は、略円筒形状のヨークと、このヨークが装着されるベースと、ヨークの内周側に配置されるレンズ支持体（レンズホルダ）と、レンズ支持体に取り付けられる一対の板バネとを備える。一対の板バネは、前側スプリングおよび後側スプリングとも呼ばれる。前側スプリングはレンズ支持体におけるレンズの光軸方向前側（一方側）に配置され、後側スプリングはレンズの光軸方向後側（他方側）に配置されている。ヨークは断面が略コ字形状であり、コ字の内部にマグネット（永久磁石）が配置され、コ字の内部でマグネットの内周側にコイルが配置されている。マグネットは後方スペーサを介してベースに固定されている。コイルはレンズ支持体の外周部に固定されている。レンズ支持体の外周部がヨークの内部に入り込んでいる。これにより、レンズ支持体の外周部はヨークのコ字隙間を移動するようになっている。ベースの内周側にヨークが固定されている。ベースの基底部には後方スペーサとの間に後方スプリングの外周端部が固定されている。

特許文献１に開示されたレンズ駆動装置において、レンズ支持体は略円筒形状であり、その内部にレンズ（レンズアセンブリ、バレル）が収納されている。レンズ支持体はヨークの内周側を光軸に沿って移動可能に取り付けられている。前側スプリングは略環状の板バネからなり、内周側端部と外周側端部とを有する。前側スプリングの内周側端部は、レンズ支持体とキャップとの間に挟持されて固定されている。前側スプリングの外周側端部とヨークとの間には前方スペーサが介在されている。後側スプリングは、前側スプリングと略同一形状であり、略環状の板バネからなる。後側スプリングの内周側端部はレンズ支持体の後端に固定されている。後側スプリングの外周側端部はベースの基底部と後方スペーサとの間に固定されている。

特許文献１に開示されたレンズ駆動装置において、コイルは円筒状をしており、マグネットも円筒状をしている。詳述すると、マグネットは各々が円弧状をした４つの複数のマグネット片からなり、全体として、円筒状をしている。

また、特許文献２（特開２００６−２９３２４３号公報）は、撮影方向を鉛直方向に対して傾けて使用した場合でも、レンズをスムースに駆動することができるとともに、レンズ光軸方向を正確に撮影方向に向けることのできるレンズ駆動装置を開示している。この特許文献２に開示されたレンズ駆動装置は、レンズを保持するホルダ（レンズホルダ）と、このホルダに装着された環状の駆動コイルと、固定部側に設けられ、コイルに放射状の駆動用磁界を印加する磁界発生手段とを備えるとともに、ホルダの上部側と固定部材の上部側とを連結する第１のバネ部材（前側スプリング）と、ホルダの下部側と固定部材の下部側とを連結する第２のバネ部材（後側スプリング）とを備えている。ここで、前側スプリングの内周側端部は、上記特許文献１と同様に、レンズホルダの前端とキャップとに挟持されて固定されている。

この特許文献２において、磁界発生手段は、環状の駆動コイルの外周側に設けられた円筒状の磁石と、軟鉄等の磁性体から成るコの字型円筒形状ヨークとの組み合わせから成る。

さらに、特許文献３（特開２００６−２５８９６９号公報）は、オートフォーカスに要する時間を短縮したカメラ付携帯電話を開示している。この特許文献３に開示されたカメラ付携帯電話（レンズ駆動装置）は、一端にレンズが取り付けられた筒状部を有するホルダ（レンズホルダ）と、このホルダにホルダの筒状部の周囲に位置するように固定されたコイルと、このコイルと対向する永久磁石を備えたヨークと、ホルダの筒状部の光軸方向両側に設けられ、ホルダを径方向に位置決めした状態で光軸方向に変位可能に支持する一対の板バネとを備える。コイルに通電することで、永久磁石の磁界とコイルに流れる電流による磁界との相互作用によって、レンズを光軸方向に位置調整可能である。一対の板バネの一方は、上側板バネ（前側スプリング）と呼ばれ、一対の板バネの他方は下側板バネ（後側スプリング）と呼ばれる。上側板バネ（前側スプリング）の内周側端部は、ホルダの上端（前端）とストッパとの間に挟持されて、ホルダに嵌合されている。

この特許文献３では、コイルは円筒状をしており、複数の永久磁石がヨークの外筒部の内周面にコイルと間隔を置いて対向するように配置されている。複数の永久磁石の各々は、円弧状をしている。

また、特許文献４（特開２００６−５０６９４号公報）では、円弧状の磁石は、高価であるので、永久磁石として略平板状のものを用いたレンズ駆動装置を開示している。

特開２００５−１２８３９２号公報（図１、図２） 特開２００６−２９３２４３号公報（図１） 特開２００６−２５８９６９号公報（図２、図３） 特開２００６−５０６９４号公報（図１５、図１６）

前述した特許文献１〜３に開示された構造では、いずれも、コイルが円筒状をしているので、マグネット（永久磁石）も円筒状（円弧状）をしている。しかしながら、このような円筒状（円弧状）のマグネット（永久磁石）を製造することは難しく、マグネット（永久磁石）が高価になってしまう。その結果、レンズ駆動装置も高価になるという問題がある。

一方、特許文献４では、永久磁石として略平板状のものを使用している。しかしながら、特許文献４は、ヨークが四角形形状又は六角形形状での磁石配置なので、正方形（四角形）の限られた空間に配置すると外周側に余った空間が生まれ、磁石の配置上余った空間が惜しいのと大きな磁力が得られないという問題がある。

本発明の課題は、安価なレンズ駆動装置を提供することにある。

本発明の他の目的は、説明が進むにつれて明らかになるだろう。

本発明によれば、レンズアセンブリを保持するための筒状部（１４０）を有するレンズホルダ（１４）と、このレンズホルダに筒状部の周囲に位置するように固定された駆動コイル（１６）と、この駆動コイルと対向する永久磁石（１８）を備えたヨーク（２０）と、レンズホルダの筒状部の光軸（Ｏ）方向両側に設けられ、レンズホルダを径方向に位置決めした状態で光軸（Ｏ）方向に変位可能に支持する前側スプリング（２２）および後側スプリング（２４）とを備え、前側スプリング及び後側スプリングの各々は、レンズホルダ（１４）に取り付けられた内周側端部（２２２；２４２）とヨーク（２０）に取り付けられた外周側端部（２２４）とを有し、駆動コイル（１６）に通電することで、永久磁石（１８）の磁界と駆動コイル（１６）に流れる電流による磁界との相互作用によって、レンズホルダ（１４）を光軸（Ｏ）方向に位置調整可能なレンズ駆動装置（１０）において、駆動コイル（１６）は２^Ｎ（Ｎは３以上の整数）角筒状をしており、永久磁石（１８）は２^Ｎ個の矩形状の永久磁石片（１８２）から構成されている、ことを特徴とするレンズ駆動装置が得られる。

上記本発明によるレンズ駆動装置（１０）において、Ｎは、例えば、３に等しくてよい。レンズホルダ（１４）の筒状部（１４０）は、９０°の角度間隔で、半径方向外側へ突出する４つの接触面（１４０−１）を持ち、駆動コイル（１６）は４つの接触面で接着されてよい。駆動コイル（１６）は、４つの接触面（１４０−１）に接着される４つの長辺部（１６１）と、これら４つの長辺部間に配置された４つの短辺部（１６２）とから構成されて良い。この場合、永久磁石（１８）は、４つの長辺部に対向する４つの長矩形状永久磁石片（１８２−１）と、４つの短辺部に対向する４つの短矩形状永久磁石片（１８２−２）とから構成される。また、ヨーク（２０）は八角筒形状の外筒部（２０２）を含み、ヨークの外筒部（２０２）は、互いに対向する４つの長側辺（２０２−１）と、これら４つの長側辺間に配置された４つの短側辺（２０２−２）とから構成されて良い。この場合、４つの長側辺（２０２−１）の内壁に４つの長矩形状永久磁石片（１８２−１）が配置され、４つの短側辺（２０２−２）の内壁に４つの短矩形状永久磁石片（１８２−２）が配置される。

尚、上記括弧内の参照符号は、理解を容易にするために付したものであり、一例に過ぎず、これらに限定されないのは勿論である。

本発明では、駆動コイルが２^Ｎ（Ｎは３以上の整数）角筒状をしており、永久磁石が２^Ｎ個の矩形状の永久磁石片から構成されているので、正方形（四角形）という限られた空間で、丸に近い形で且つ、４の倍数の多角形形状にすることで空間を余すことなく利用でき、永久磁石の磁力を多く得ることができる。そして、永久磁石を安価に製造でき、その結果、レンズ駆動装置を安価にできるという効果がある。

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。

図１乃至図３を参照して、本発明の一実施の形態によるレンズ駆動装置１０について説明する。図１はレンズ駆動装置１０の外観斜視図であり、図２はレンズ駆動装置１０の横断面図であり、図３はレンズ駆動装置１０の分解斜視図である。ここでは、図１乃至図３に示されるように、直交座標系（Ｘ，Ｙ，Ｚ）を使用している。図１乃至図３に図示した状態では、直交座標系（Ｘ，Ｙ，Ｚ）において、Ｘ軸は前後方向（奥行方向）であり、Ｙ軸は左右方向（幅方向）であり、Ｚ軸は上下方向（高さ方向）である。そして、図１乃至図３に示す例においては、上下方向Ｚがレンズの光軸Ｏ方向である。

但し、実際の使用状況においては、光軸Ｏ方向、すなわち、Ｚ軸方向が前後方向となる。換言すれば、Ｚ軸の上方向が前方向となり、Ｚ軸の下方向が後方向となる。

図示のレンズ駆動装置１０は、オートフォーカス可能なカメラ付き携帯電話に備えられる。レンズ駆動装置１０は、レンズアセンブリ（バレル）（図示せず）を光軸Ｏ方向に移動させるためのものである。レンズ駆動装置１０は、Ｚ軸方向（光軸Ｏ方向）の下側（後側）に配置されたアクチュエータ・ベース１２を有する。このアクチュエータ・ベース１２の下部（後部）には、図示はしないが、基板に配置された撮像素子が搭載される。この撮像素子は、レンズアセンブリにより結像された被写体像を撮像して電気信号に変換する。撮像素子は、例えば、ＣＣＤ（charge coupled device）型イメージセンサ、ＣＭＯＳ（complementary metal oxide semiconductor）型イメージセンサ等により構成される。したがって、レンズ駆動装置１０と、基板と、撮像素子との組み合わせによって、カメラモジュールが構成される。

レンズ駆動装置１０は、レンズアセンブリ（バレル）を保持するための筒状部１４０を有するレンズホルダ１４と、このレンズホルダ１４に筒状部１４０の周囲に位置するように固定された駆動コイル１６と、この駆動コイル１６と対向する永久磁石１８を備えたヨーク２０と、レンズホルダ１４の筒状部１４０の光軸Ｏ方向両側に設けられた一対の板バネ２２、２４を備える。一対の板バネ２２、２４は、レンズホルダ１４を径方向に位置決めした状態で光軸Ｏ方向に変位可能に支持する。一対の板バネ２２、２４のうち、一方の板バネ２２は上側板バネと呼ばれ、他方の板バネ２４は下側板バネと呼ばれる。

また、前述したように、実際の使用状況においては、Ｚ軸方向（光軸Ｏ方向）の上方向が前方向、Ｚ軸方向（光軸Ｏ方向）の下方向が後方向となる。したがって、上側板バネ２２は前側スプリングとも呼ばれ、下側板バネ２４は後側スプリングとも呼ばれる。

図３に示されるように、ヨーク２０は八角筒状をしている。すなわち、ヨーク２０は、八角筒形状の外筒部２０２と、この外筒部２０２の上端（前端）に設けられた八角形のリング状端部２０４とを有する。

図２に示されるように、ヨーク２０の外筒部２０２は、互いに対向する４つの長側辺２０２−１と、これら４つの長側辺間２０２−１に配置された４つの短側辺２０２−２とから成る。従って、駆動コイル１６も、八角筒状のヨーク２０の形状に合わせた、八角筒状をしている。すなわち、駆動コイル１６は、４つの長辺部１６１と、これら４つの長辺部間に配置された４つの短辺部１６２とから成る。レンズホルダ１４の筒状部１４０は、９０°の角度間隔で、半径方向外側へ突出する４つの接触面１４０−１を持つ。これら４つの接触面１４０−１に、駆動コイル１６の４つの長辺部１６１が接着される。すなわち、駆動コイル１６は、４つの接触面１４０−１で接着されている。

一方、永久磁石１８は、駆動コイル１６の４つの長辺部１６１に対向する４つの長矩形状永久磁石１８２−１と、駆動コイル１６の４つの短辺部１６２に対向する４つの短矩形形状永久磁石１８２−２とから構成される。４つの長矩形状永久磁石１８２−１は、ヨーク２０の外筒部２０２の４つの長側辺２０２−１の内壁に配置され、４つの短矩形形状永久磁石１８２−２は、ヨーク２０の外筒部２０２の４つの短側辺２０２−２の内壁に配置されている。とにかく、永久磁石１８は、ヨーク２０の八角筒形状の外筒部２０２の各側辺に配置された、８個の矩形状の永久磁石片１８２から成る。

図２に示されるように、ヨーク２０の外筒部２０２の内周面に、駆動コイル１６と間隔を置いて、永久磁石１８が配置されている。

上述したように、図示の実施の形態では、駆動コイル１６が八角筒状をしており、永久磁石１８が８個の矩形状の永久磁石片１８２から構成されているので、永久磁石１８を安価に製造できる。その結果、レンズ駆動装置１０も安価になるという利点がある。

前側スプリング２２はレンズホルダ１４における光軸Ｏ方向前側に配置され、後側スプリング２４はレンズホルダ１４における光軸Ｏ方向後側に配置される。前側スプリング２２と後側スプリング２４とは、略同一構成をしている。すなわち、前側スプリング２２は、レンズホルダ１４に取り付けられた内周側端部２２２と、ヨーク２０に取り付けられた外周側端部２２４とを有する。内周側端部２２２と外周側端部２２４との間には、３つの腕部２２６が設けられている。各腕部２２６は、内周側端部２２２と外周側端部２２４とを繋いでいる。

同様に、後側スプリング２４は、レンズホルダ１４に取り付けられた内周側端部２４２と、ヨーク２０に取り付けられた外周側端部（図示せず）とを有する。内周側端部２４２と外周側端部とに間には、３つの腕部２４６が設けられている。各腕部２４６は、内周側端部２４２と外周側端部とを繋いでいる。

尚、内周側端部は内輪とも呼ばれ、外周側端部は外輪とも呼ばれる。

前側スプリング２２の内周側端部２２２は、レンズホルダ１４とストッパ２６に挟持されて固定されている。換言すれば、ストッパ２６は、前側スプリング２２の内周側端部２２２を、レンズホルダ１４との間で挟持するように、レンズホルダ１４と嵌合する。一方、前側スプリング２２の外周側端部２２４は、ヨーク２０とカバー２８との間に挟持され固定されている。

ストッパ２６には、次に述べるような機能がある。すなわち、ストッパ２６は、前側スプリング２２の内周側端部２２２をレンズホルダ１４にバラツキなく高精度に密着させる機能を持つ。これにより、ＶＣＭ（ボイス・コイル・モータ）特性のバラツキを改善できる。また、ストッパ２６は、前側スプリング２２の接着強度を向上させる機能をもつ。これにより、レンズ駆動装置１０の耐衝撃性を向上させている。さらに、ストッパ２６は、レンズ駆動装置１０の落下衝撃の際の前側スプリング２２の変形を防止する機能を持つ。これによっても、レンズ駆動装置１０の耐衝撃性を向上させている。また、ストッパ２８は、レンズ駆動装置１０の機械的ストロークを決める機能を持つ。

尚、後述するように、本実施の形態では、このストッパ２６には、レンズホルダ１４の回転防止機能も付加されている。

一方、後側スプリング２４の外周側端部は、スペーサ３０を介してヨーク２０に固定されている。換言すれば、スペーサ３０と後側スプリング２４の外周側端部とは、ヨーク２０とアクチュエータ・ベース１２との間に挟持されて固定されている。後側スプリング２４の内周側端部２４２は、レンズホルダ１４の後端側に固定されている。

レンズホルダ１４の筒状部１４０の内周壁には雌ネジ１４２が切られている。一方、図示しないが、レンズアセンブリ（バレル）の外周壁には、上記雌ネジ１４２に螺合される雄ネジが切られている。従って、レンズアセンブリ（バレル）をレンズホルダ１４に装着するには、レンズアセンブリ（バレル）をレンズホルダ１４の筒状部１４０に対して光軸Ｏ周りに回転して光軸Ｏ方向に沿って螺合することにより、レンズアセンブリ（バレル）をレンズホルダ１４内に収容し、接着剤なとによって互いに接合する。

この際、レンズホルダ１４が一緒に回転しまう恐れがあるが、後述するように、レンズホルダ１４が回転するのは完全に防止される。

駆動コイル１６に通電することで、永久磁石１８の磁界と駆動コイル１６に流れる電流による磁界との相互作用によって、レンズホルダ１４（レンズアセンブリ）を光軸Ｏ方向に位置調整することが可能である。

後側スプリング２４とアクチュエータ・ベース１２との間には、シート状電極３２が配置されている。このシート状電極３２は、駆動コイル１６に電力を供給するためのものである。

図示の実施の形態では、ストッパ２６は、光軸Ｏに対して１８０°だけ回転させた２回回転対称な位置に設けられた２つのコ字形状の回転防止押え部２６２を持つ。これらコ字形状の回転防止押え部２６２は、レンズアセンブリをレンズホルダ１４の筒状部１４０に装着する際に、レンズホルダ１４が回転するのを完全に防止する回転防止部材として働く。すなわち、レンズアセンブリのレンズホルダ１４の筒状部１４０への装着時に、２つのコ字形状の回転防止押え部２６２に治具（図示せず）を差し込み保持することで、レンズホルダ１４が回転するのを完全に防止する。この際、ストッパ１６とカバー２８との間のクリアランスは確保（保持）される。

以上、本発明についてその好ましい実施の形態によって説明してきたが、本発明の精神を逸脱しない範囲内で、種々の変形が当業者によって可能であるのは明らかである。例えば、上述した実施の形態では、駆動コイル１６が八角筒状をしており、永久磁石１８が８個の矩形状の永久磁石片１８２から構成されているが、一般に、駆動コイルは２^Ｎ（Ｎは３以上の整数）角筒状をしており、永久磁石は２^Ｎ個の矩形状の永久磁石片から構成されてよい。

本発明の一実施の形態によるレンズ駆動装置の外観斜視図である。 図１に示したレンズ駆動装置の横断面図である。 図１に示したレンズ駆動装置の分解斜視図である。

符号の説明

１０ レンズ駆動装置
１２ アクチュエータ・ベース
１４ レンズホルダ
１４０ 筒状部
１４０−１ 接触面
１４２ 雌ネジ
１６ 駆動コイル
１６１ 長辺部
１６２ 短辺部
１８ 永久磁石
１８２ 永久磁石片
１８２−１ 長矩形状永久磁石片
１８２−２ 短矩形状永久磁石片
２０ ヨーク
２０２ 外筒部
２０２−１ 長側辺
２０２−２ 短側辺
２２ 前側スプリング（上側板バネ）
２２２ 内周側端部（内輪）
２２４ 外周側端部（外輪）
２４ 後側スプリング（下側板バネ）
２４２ 内周側端部（内輪）
２６ ストッパ
２６２ コ字形の回転防止押さ部（回転防止部材）
Ｏ 光軸

Claims (5)

1. レンズアセンブリを保持するための筒状部を有するレンズホルダと、該レンズホルダに前記筒状部の周囲に位置するように固定された駆動コイルと、該駆動コイルと対向する永久磁石を備えたヨークと、前記レンズホルダの筒状部の光軸方向両側に設けられ、前記レンズホルダを径方向に位置決めした状態で光軸方向に変位可能に支持する前側スプリングおよび後側スプリングとを備え、前記前側スプリング及び前記後側スプリングの各々は、前記レンズホルダに取り付けられた内周側端部と前記ヨークに取り付けられた外周側端部とを有し、前記駆動コイルに通電することで、前記永久磁石の磁界と前記駆動コイルに流れる電流による磁界との相互作用によって、前記レンズホルダを光軸方向に位置調整可能なレンズ駆動装置において、
   前記駆動コイルは２^Ｎ（Ｎは３以上の整数）角筒状をしており、前記永久磁石は２^Ｎ個の矩形状の永久磁石片から構成されている、ことを特徴とするレンズ駆動装置。
2. 前記Ｎが３に等しい、請求項１に記載のレンズ駆動装置。
3. 前記レンズホルダの筒状部は、９０°の角度間隔で、半径方向外側へ突出する４つの接触面を持ち、
   前記駆動コイルは前記４つの接触面で接着されている、請求項２に記載のレンズ駆動装置。
4. 前記駆動コイルは、前記４つの接触面に接着される４つの長辺部と、該４つの長辺部間に配置された４つの短辺部とからなり、
   前記永久磁石は、前記４つの長辺部に対向する４つの長矩形状永久磁石片と、前記４つの短辺部に対向する４つの短矩形状永久磁石片とから構成される、請求項３に記載のレンズ駆動装置。
5. 前記ヨークは八角筒形状の外筒部を含み、前記ヨークの外筒部は、互いに対向する４つの長側辺と、該４つの長側辺間に配置された４つの短側辺とから構成され、
   前記４つの長側辺の内壁に前記４つの長矩形状永久磁石片が配置され、前記４つの短側辺の内壁に前記４つの短矩形状永久磁石片が配置されている、請求項４に記載のレンズ駆動装置。

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