JP2009251474A - レンズユニット及び撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】従来のレンズユニットでは、２枚のバネ部材で可動部を光軸方向の両側から挟んで支持する構成となっていたため、部品点数が多くなって不経済であるばかりでなく、組立作業にも手間がかかっていた。
【解決手段】撮像装置本体に固定される固定部２と、撮像レンズ４を有する可動部３と、その可動部３を固定部２に対して弾性的に支持するバネ部材５と、マグネット８，１６とコイル９を有する４つのリニアアクチュエータ６Ａ〜６Ｄと、を備えている。４つのリニアアクチュエータは、コイル９に通電されることにより可動部３を撮像レンズ４の光軸ＣＬ方向へ移動させる。更に、マグネットは、固定部２に設けられる固定側マグネット８と、可動部３に設けられる可動側マグネット１６と、を有している。この４つのリニアアクチュエータ６Ａ〜６Ｄを、可動部３を中心として対称位置に配置した。
【選択図】図３

Description

本発明は、コイルとマグネットを有する電磁駆動方式のアクチュエータによってレンズ駆動部を動作させて焦点調整等を行うレンズユニット、及び、そのレンズユニットを備えた撮像装置に関する。

従来の、この種のレンズユニットとしては、例えば、特許文献１に開示されているようなものがある。特許文献１には、可動部の光軸方向の移動時における位置精度の向上と機構の簡素化を図るレンズユニット及び撮像装置に関するものが記載されている。この特許文献１に記載されたレンズユニットは、撮像光学系が配置された鏡筒と、可動レンズを有し鏡筒に対して光軸方向へ移動される可動部と、リニアアクチュエータと、一対の付勢用板バネとを備えて構成されている。リニアアクチュエータは、駆動用マグネットと駆動用コイルとを有し、駆動用コイルに通電することにより可動部を光軸方向へ移動させるようになっている。

また、一対の付勢用板バネは、可動部を保持する保持部と、弾性変形可能とされて可動部を光軸方向へ付勢する複数のバネ部と、鏡筒に取り付けられる被取付部とを有している。そして、一対の付勢用板バネは、可動部を挟んで光軸方向に所定間隔あけると共に、厚み方向を光軸方向に一致させて反対側に配置されている。更に、一対の付勢用板バネの一方を２つのバネ部材によって構成し、その２つのバネ部材に、駆動用コイルの両端部に接続されるコイル接続部と、駆動用コイルへの通電用の接続端子部とを設けた、ことを特徴としている。
特開２００６−２５１２１６号公報

この特許文献１に開示されているレンズユニットの概略構成を、図１１に示して説明する。図１１に示すレンズユニット１００は、カメラ本体に固定される固定部１０１と、複数個のレンズ（レンズ群）１１１を保持する可動部１０２と、この可動部１０２を固定部１０１に対して弾性的に支持する２枚のバネ部材１０３Ａ，１０３Ｂとを備えている。固定部１０１は、レンズ群１１１を透過する光が通る貫通穴１０４を有する偏平なベース部材１０５を有しており、貫通穴１０４を取り囲むようにバネ受部１０６が設けられている。このバネ受部１０６に、２枚のバネ部材１０３Ａ，１０３Ｂが光軸方向へ所定の間隔をあけて固定されている。

２枚のバネ部材１０３Ａ，１０３Ｂは、それぞれ固定側固定片及び可動側固定片と、両固定片間を弾性変形可能に連結する弾性連結片とを有している。両固定片及び弾性連結片は同一平面上に設定されており、固定側固定片の内側に弾性連結片を介して可動側固定片が設けられている。光軸方向に所定の間隔をあけて配置された２つの可動側固定片には、レンズ群１１１を保持するレンズ鏡筒１０７が保持されている。レンズ鏡筒１０７の外周面には、リング状に形成された可動マグネット１０８が嵌合されている。可動マグネット１０８は、２枚のバネ部材１０３Ａ，１０３Ｂの光軸方向における間隔と略同じ長さに設定されている。

可動マグネット１０８の半径方向外側には、所定の隙間をあけて、リング状に巻回された駆動用コイル１０９が配置されている。更に、駆動用コイル１０９の半径方向外側には、同じくリング状に形成されたヨーク１１０が配置されている。そして、駆動用コイル１０９とヨーク１１０は、ベース部材１０５に固定されている。
かくして、駆動用コイル１０９に電流を流すことにより、可動マグネット１０８に光軸方向へ向かう推力が発生する。この可動マグネット１０８に発生する推力により、２枚のバネ部材１０３Ａ，１０３Ｂで平行状態を維持したまま、レンズ鏡筒１０７が光軸方向へ移動する。このレンズ鏡筒１０７の光軸方向への移動により、可動部を可動させて焦点調整を行うことができる。

しかしながら、上述したレンズユニットの場合、可動部１０２を動かすための推力を大きくするためには、その可動部１０２の可動マグネット１０８の光軸方向の長さを十分に大きくする必要があった。一般に、マグネットとして用いられる材料は、レンズ鏡筒やレンズ等の材料に比べて比重が大きいために、可動部１０２の重量が大きく増加してしまい、重くなった可動部を駆動させるべく、更なる推力の増加が必要になっていた。また、同じく推力アップを目的として、固定部１０１にはヨーク１１０が配置されているが、このヨーク１１０によって可動マグネット１０８が吸引されてしまう。そのため、ヨーク１１０による吸引力がバネ部材１０３Ａ，１０３Ｂによる位置規制力よりも大きい場合には、可動部１０２が固定部１０１に張り付いて駆動が不可能になるという問題があった。

更に、レンズ群１１１の光軸方向後方には撮像素子が配置されているが、その撮像素子に対するレンズ鏡筒１０７の相対位置が傾斜して姿勢差が生じると、光学特性の劣化が発生する。この光学特性の劣化を防ぐためには、バネ部材の締結中心と可動部１０２の重量中心を極力合わせる必要がある。ところが、可動マグネット１０８が光軸方向へある長さを持つために、２枚のバネ部材１０３Ａ，１０３Ｂで可動部１０２を光軸方向の両側から挟んで支持する構成とする必要があった。そのため、２枚のバネ部材１０３Ａ，１０３Ｂが必要であったことから、部品点数が多くなり、組立作業にも手間がかかるという問題があった。この中心合わせのバランスに関しては、可動部の重量が重いということは、姿勢差の発生を抑制するための条件としては、より厳しいものになっている。

解決しようとする問題点は、従来のレンズユニットでは、可動マグネット１０８が光軸方向へある長さを持つために、２枚のバネ部材１０３Ａ，１０３Ｂで可動部１０２を光軸方向の両側から挟んで支持する構成とする必要があった。そのため、部品点数が多くなって不経済であるばかりでなく、組立作業にも手間がかかるという点である。

本発明のレンズユニットは、撮像装置本体に固定される固定部と、撮像レンズを有する可動部と、その可動部を固定部に対して弾性的に支持するバネ部材と、マグネットとコイルを有する二以上のリニアアクチュエータと、を備えている。二以上のリニアアクチュエータは、コイルに通電されることにより可動部を撮像レンズの光軸方向へ移動させる。更に、マグネットは、固定部に設けられる固定側マグネットと、可動部に設けられる可動側マグネットと、を有している。この二以上のリニアアクチュエータを、可動部を中心として対称位置に配置した。

本発明の撮像装置は、レンズユニットと、そのレンズユニットが取り付けられる撮像装置本体と、を備えて構成されている。レンズユニットは、撮像装置本体に固定される固定部と、撮像レンズを有する可動部と、その可動部を固定部に対して弾性的に支持するバネ部材と、マグネットとコイルを有する二以上のリニアアクチュエータと、を備えている。二以上のリニアアクチュエータは、コイルに通電されることにより可動部を撮像レンズの光軸方向へ移動させる。更に、マグネットは、固定部に設けられる固定側マグネットと、可動部に設けられる可動側マグネットと、を有している。この二以上のリニアアクチュエータを、可動部を中心として対称位置に配置した。

本発明のレンズユニット及び撮像装置によれば、２つのマグネット間の反発力とバネ部材の弾力を利用することにより、１つのバネ部材で可動部を支持できると共に、マグネットを小さくすることができるため、ユニット及び装置全体を小型化することができる。

リニアアクチュエータのマグネットを固定側マグネットと可動側マグネットで構成すると共に、二以上のリニアアクチュエータを、可動部を中心として対称位置に配置することにより、焦点調整の動作を行うムービングマグネット駆動方式のレンズユニットを構成することができる。

以下に、本発明のレンズユニット及びそのレンズユニットを用いた撮像装置の実施の形態を、添付した図面を参照して説明する。

まず、レンズユニットについて説明する。図１〜図５は、本発明のレンズユニットの形態の第１の実施の例を示すもので、図１は斜視図、図２は平面図、図３は分解斜視図、図４は図２のＸ−Ｘ線断面図、図５は図２のＹ−Ｙ線断面図である。このレンズユニット１は、撮像装置本体に固定される固定部２と、撮像レンズ４を有する可動部３と、この可動部３を固定部２に対して弾性的に支持するバネ部材５と、を備えて構成されている。そして、後述するように、固定部２の一部の部材と可動部３の一部の部材の組み合わせにより、可動部３を撮像レンズ４の光軸ＣＬ方向へ進退移動させる二以上（本実施例では４つ）のリニアアクチュエータ６（６Ａ，６Ｂ，６Ｃ及び６Ｄ）が構成されている。

図１〜図５に示すように、固定部２は、ベース部材７と、４個の固定側マグネット８と、４個のコイル９と、４個のヨーク１０を有している。ベース部材７は、適当な厚さを有する正方形のブロック体からなり、その一面の中央部には凹陥部１２が開口されている。凹陥部１２は、平面形状が八角形をなす凹部として形成されており、その底面の中央部には、反対側の面まで貫通する円形の中央穴１３が設けられている。凹陥部１２の８つの辺１２ａ，１２ｂは、隣り合う辺１２ａ，１２ｂの長さは異なるが、一つ置きに配置された辺１２ａ，１２ａ及び１２ｂ，１２ｂの長さはそれぞれ等しい長さに設定されている。そして、隣り合う辺１２ａ，１２ｂ間の交差角βは１３５度となっている。従って、８つの辺１２ａ，１２ｂの中央部からそれぞれ垂直に立てた８つの面が、それぞれ隣り合う面との間になす角度αは、それぞれ等しく４５度になっている。

ベース部材７の凹陥部１２の８つの辺１２ａ，１２ｂは、この実施例では、ベース部材７の対角線方向に４つの第１の辺１２ａが配置され、４つの第２の辺１２ｂは、ベース部材７の４つの側面とそれぞれ平行をなすように配置されている。これら８つの辺１２ａ，１２ｂのうち、９０度間隔に配置された４つの第１の辺１２ａには、それぞれヨーク１０が一面を接するように配置されている。ベース部材７の材料としては、例えば、絶縁性を有するＡＢＳ、ＰＣ等のエンジニアリングプラスチックが好適であるが、絶縁性を有するものであれば金属その他の材料を用いることもできる。

４つのヨーク１０は、４つの第１の辺１２ａに接着剤でそれぞれ固定され、ベース部材７と一体的に構成されている。４つのヨーク１０は、同一の大きさ及び形状を有する同じものであり、鉄等の磁性体によって少し偏平とされた直方体として形成されている。各ヨーク１０の外側の２辺には、位置決め部としての機能を有する面取り部１０ａが設けられている。各ヨーク１０の第１の辺１２ａと接触する面と反対側の面には、それぞれ固定側マグネット８が接合されている。固定側マグネット８は、ヨーク１０に接着剤で接合してもよく、また、固定側マグネット８の磁力のみで接合する構成としてもよい。

固定側マグネット８は、ヨーク１０と同程度の大きさを有する少し偏平とされた直方体の永久磁石として形成されている。この固定側マグネット８は、電磁石であってもかまわない。固定側マグネット８の材料としては、例えば、フェライト磁石、アルニコ磁石、ネオジム磁石等を用いることができる。固定側マグネット８には、適当な太さの銅線を適当な数だけ巻回させたコイル９が装着されている。コイル９は、固定側マグネット８の側面部を覆うように上下方向に巻回されている。このコイル９は、固定側マグネット８に接着剤で固着してもよく、また、巻き付けるのみで取り付けるようにしてもよい。

固定側マグネット８に装着されたコイル９との干渉を避けるために、ベース部材７の凹陥部１２の底面には逃げ穴１４が設けられている。図４に示すように、レンズユニット１の組立時、逃げ穴１４には、固定側マグネット８に巻回されたコイル９の下水平部が挿入される。これにより、固定側マグネット８の下端縁が、後述する可動側マグネット１６の下端縁と同一平面上に一致するように構成している。

また、ベース部材７の凹陥部１２が開口する面に、平板状の板バネを打ち抜くことによって形成されたバネ部材５が固定されている。バネ部材５は、四角形の枠体からなる固定側固定片５ａと、円形の枠体からなる可動側固定片５ｂと、固定側固定片５ａと可動側固定片５ｂとの間を弾性変形自在に連結する複数（本実施例では４つ）の弾性連結片５ｃとを有している。可動側固定片５ｂは、固定側固定片５ａの内側に同心となるように同一平面上に配置されており、両固定片５ａ，５ｂが、同じく同一平面上において等角度間隔に配置された４つの弾性連結片５ｃにより連結されて一体に形成されている。

バネ部材５の４つの弾性連結片５ｃは、可動側固定片５ｂを中心として点対称をなす形状とされている。即ち、各弾性連結片５ｃは、可動側固定片５ｂから半径方向外側へ九十九折のように幾重にも折り曲げられた周方向部（本実施例では３つ）５_ｃ１と、隣り合う周方向部間及び内外固定片との間を連結する径方向部（本実施例では４つ）５_ｃ２を有している。４つの径方向部５_ｃ２は交互に配置されており、固定側固定片５ａ側の径方向部５_ｃ２と可動側固定片５ｂ側の径方向部５_ｃ２とが反対側に位置するように構成されている。これにより、各弾性連結片５ｃの略中央部に、弾性変形の中心となる部分（以下「弾性中心」という。）が設定されている。

このバネ部材５の固定側固定片５ａが、ベース部材７の凹陥部１２の周縁に固定されている。そして、バネ部材５の可動側固定片５ｂに、可動部３が取り付けられている。図１〜図５に示すように、可動部３は、複数枚の撮像レンズ４を保持したレンズ鏡筒１５と、このレンズ鏡筒１５に固定された４つの可動側マグネット１６とを有している。

レンズ鏡筒１５は、軸心部分を貫通する貫通穴１７を有する円筒状の部材からなり、その貫通穴１７内に複数枚のレンズ（本実施例では３枚）を組み合わせた撮像レンズ４と絞りが収納されている。このレンズ鏡筒１５の外周面には、直径を異にすることによって段部１８が設けられている。この段部１８の一側に形成された小径部を、バネ部材５の可動側固定片５ｂの穴に嵌合することにより、レンズ鏡筒１５がバネ部材５に保持されている。このレンズ鏡筒１５の小径部の外周面には、周方向へ等角度間隔をあけて４つの切欠き部１９が設けられている。そして、４つの切欠き部１９には、可動側マグネット１６がそれぞれ嵌合されて、接着剤により固定されている。

可動側マグネット１６は、固定側マグネット８よりも小さく、且つ偏平とされた直方体の永久磁石として形成されている。この可動側マグネット１６は、電磁石であってもかまわない。可動側マグネット１６の材料としては、固定側マグネット８と同様に、例えば、フェライト磁石、アルニコ磁石、ネオジム磁石等を用いることができる。この可動側マグネット１６の撮像レンズ４の光軸ＣＬ方向における長さは、固定側マグネット８の同じく光軸ＣＬ方向における長さの略１／２に設定されている。なお、可動側マグネット１６の光軸ＣＬ方向と直交する方向の長さ（幅）は、固定側マグネット８の同方向における長さ（幅）よりも適宜に小さく（本実施例では２／３程度）設定されている。

レンズ鏡筒１５に固定された４個の可動側マグネット１６は、図２〜図５に示すように、ベース部材７に固定された４個の固定側マグネット８と、それぞれ所定の隙間をあけて同極同士が向き合うように配置されている。この実施例では、固定側マグネット８のＮと可動側マグネット１６のＮ極を対向させているが、互いのＳ極同士を対向させる構成としても良い。これにより、ベース部材７に保持された４個の固定側マグネット８の、それぞれ隣り合う固定側マグネット８間に、バネ部材５に設けた４つの弾性連結片５ｃがそれぞれ配置されている。そして、４個の固定側マグネット８の間に４つの弾性連結片５ｃがそれぞれ等角度間隔に配置され、これらが全体としてそれぞれ４５度の等角度間隔で交互に配置されている。

前記固定側マグネット８とコイル９とヨーク１０と可動側マグネット１６によってリニアアクチュエータ６（６Ａ，６Ｂ，６Ｃ及び６Ｄ）が構成されている。なお、リニアアクチュエータ６は、ヨーク１０が無くても成立し得るものである。

このような構成を有するレンズユニット１は、例えば、次のようにして組み立てることができる。まず、固定側マグネット８にコイル９を装着する。更に、固定側マグネット８の一方の面にヨーク１０を固定する。コイル９とヨーク１０は、接着剤で固定側マグネット８に固定することが好ましいが、コイル９は固定側マグネット８に巻き付けるだけでもよく、また、ヨーク１０を磁力だけで固定側マグネット８に吸着させる構成としてもよい。そして、ベース部材７の凹陥部１２内の所定位置である４つの第１の辺１２ａに、それぞれコイル９とヨーク１０が固定された４個の固定側マグネット８を固定する。このとき、４個のコイル９の下水平部が、凹陥部１２内に開口された４つの逃げ穴１４にそれぞれ嵌合される。

次に、予め撮像レンズ４等が収納されたレンズ鏡筒１５をバネ部材５に取り付ける。即ち、バネ部材５の可動側固定片５ｂの穴にレンズ鏡筒１５の小径部を挿入し、レンズ鏡筒１５の段部１８に接着剤で可動側固定片５ｂを接合する。次いで、レンズ鏡筒１５の小径部の外周面に設けた４つの切欠き部１９に４個の可動側マグネット１６をそれぞれ嵌合し、接着剤で接合する。

このようにレンズ鏡筒１５等が固定されたバネ部材５を、ベース部材７に接着剤で接合して固定する。即ち、中央部に保持されているレンズ鏡筒１５を凹陥部１２内に挿入し、その凹陥部１２を囲う周縁部に、ベース部材７の固定側固定片５ａを接着剤で接合して固定する。これにより、図１及び図２に示すように、直交する四方に４つのリニアアクチュエータ６（６Ａ，６Ｂ，６Ｃ及び６Ｄ）が配置され、且つ隣り合うリニアアクチュエータ間にバネ部材５の４つの弾性連結片５ｃがそれぞれ等角度間隔に介在されたレンズユニット１の組立作業が完了する。

このとき、レンズユニット１においては、４つのリニアアクチュエータ６Ａ，６Ｂ，６Ｃ及び６Ｄのマグネット８，１６の磁力の作用により、バネ部材５のバネ力に抗して、可動部３が固定部２側に押し付けられている。即ち、図６Ａ，６Ｂに示すように、４つのリニアアクチュエータ６の可動側マグネット１６の中心（重心）Ｏｍを、固定側マグネット８の中心（重心）Ｏｆよりも撮像レンズ４の光軸ＣＬ方向の被写体側と反対側（撮像素子のある側）に変位させて設定している。このように大きさの異なる２個のマグネット８，１６を、同極同士を対向させて配置することにより、バネ部材５の弾性連結片５ｃのバネ力に抗して、可動部３を凹陥部１２の底面に押し付けて位置決めすることが可能となる。

図５に示すように、固定側マグネット８と可動側マグネット１６を対向させて設置すると、光軸ＣＬ方向の長さの大きな固定側マグネット８の磁力の作用により、光軸ＣＬ方向の長さの小さな可動側マグネット１６が、その中心が変位する方向へ付勢される。これにより、レンズ鏡筒１５の撮像素子側の端面が凹陥部１２の底面に当接するまでバネ部材５の弾性連結片５ｃが弾性変形する。その結果、バネ部材５の固定側固定片５ａと可動側固定片５ｂとの間に変位量Ｅとなる段差が生じ、この変位量Ｅによって弾性連結片５ｃには、被写体側に戻ろうとする復元力Ｆｓが発生する。

図６は、１個のリニアアクチュエータ６の概略構成を示すもので、図６Ａは２個のマグネット８，１６の磁力の作用関係を示し、図６Ｂはコイル９に電流を流した状態を示している。そして、可動部３が固定部２に位置決めされた状態では、固定側マグネット８の下端面と可動側マグネット１６の下端面は略同一高さ位置となっている。

この場合、図６Ａに示すように、可動側マグネット１６の中心（重心）Ｏｍに対して固定側マグネット８の中心（重心）Ｏｆが被写体側に変位していると、可動側マグネット１６には、互いの中心Ｏｆと中心Ｏｍを結ぶ延長線方向に向かう反発力Ｆｍが発生する。この反発力Ｆｍは、光軸ＣＬ方向の軸方向分力Ｆｍ−ｚと、光軸ＣＬ方向と直交する径方向分力Ｆｍ−ｄとに分けられる。この反発力Ｆｍのうち径方向分力Ｆｍ−ｄは、本実施例では４つのリニアアクチュエータ６を対称位置に配置しているため、対角線方向に位置している他のリニアアクチュエータ６の磁気回路により発生される同様の径方向分力Ｆｍ−ｄによって打ち消される。

その結果、可動側マグネット１６に作用する反発力Ｆｍのうち、径方向分力Ｆｍ−ｄの合力は０となり、光軸ＣＬ方向の軸方向分力Ｆｍ−ｚだけが残る。この軸方向分力Ｆｍ−ｚが、バネ部材５の弾性連結片５ｃに発生する復元力Ｆｓに対抗される。この場合、リニアアクチュエータ６への無通電時における可動部３のガタツキを防止するため、可動部３は固定部２に突き当てて位置決めさせておく必要がある。即ち、可動部３には、常に、撮像素子側に向かう力（Ｆｍ−ｚ＞Ｆｓ）を発生させておくようにする。このように、バネ部材５の弾性連結片５ｃによるバネ力と２個のマグネット８，１６による反発力の力関係を設定することにより、図４及び図５に示すように、無通電時において、可動部３を固定部２に押し付けて位置決めされた状態を維持することができる。

この場合、固定側マグネット８には、図７に示すように、Ｓ極からＮ極に向かう磁束Ｂ０が発生する。これに対して、固定側マグネット８に装着されたコイル９では、図７に示す向きに電流を流すと、同図に示すように、固定側マグネット８とは逆の極性に磁束Ｂが発生する。このコイル９の通電によって発生する磁束Ｂの極性が固定側マグネット８の磁束Ｂ０と方向が逆であるため、コイル９の磁束Ｂは、固定側マグネット８の磁束Ｂ０を弱めるように作用する。即ち、この状態を表したものが図７であり、固定側マグネット８の磁束Ｂ０とコイル９の通電による磁束Ｂとを合計した磁束Ｂ１は、その方向は同一であるが、固定側マグネット８単体の場合の磁束Ｂ０よりも小さくなる（Ｂ１＜Ｂ０）。

これにより、図８に示すように、可動側マグネット１６の反発力Ｆｍが減少して反発力Ｆｍ´となり（Ｆｍ＞Ｆｍ´）、それに応じて軸方向分力Ｆｍ−ｚも減少して軸方向分力Ｆｍ−ｚ´となる（Ｆｍ−ｚ＞Ｆｍ−ｚ´）。その結果、軸方向分力の減少分だけバネ部材５の弾性連結片５ｃによる復元力Ｆｓが相対的に大きくなり、その復元力の増加分だけ可動側マグネット１６が光軸ＣＬ方向を被写体側へ移動される（Ｅ´）。このときの可動側マグネット１６の移動量Ｅ´は、コイル９に流れる電流の大きさによって変化する。

即ち、コイル９に流れる電流を調整することにより、可動側マグネット１６の反発力Ｆｍを制御して、可動側マグネット１６と一体のレンズ鏡筒１５の移動量を調整することが可能となる。この機構を撮像レンズ４の移動制御に用いることにより、レンズユニット１における撮像レンズ４の自動焦点調整として適用することができる。
また、可動側マグネット１６の光軸方向の長さを固定側マグネット８の光軸方向の長さの略１／２倍に設定したことにより、レンズユニット１全体の小型化を図りつつ、可動側の移動量を大きくすることが可能となった。

図９は、本発明に係るレンズユニットの第２の実施の例を示すものである。この第２の実施の例として示すレンズユニット２１は、前記第１の実施の例における４つのリニアアクチュエータ６及び４つの弾性連結片５ｃを、それぞれ３つのリニアアクチュエータ２６及び３つの弾性連結片２５ｃで構成したものである。その他の構成は第１の実施の例と同様であるため、同一部分には同一の符号を付して重複した説明を省略する。

即ち、レンズユニット２１は、撮像装置本体に固定される固定部２２と、撮像レンズ４を有する可動部２３と、この可動部２３を固定部２２に対して弾性的に支持するバネ部材２５と、を備えて構成されている。そして、固定部２２の一部の部材と可動部２３の一部の部材の組み合わせにより、可動部２３を撮像レンズ４の光軸ＣＬ方向へ進退移動させるリニアアクチュエータ（本実施例では、２６Ａ，２６Ｂ及び２６Ｃの３つ）が構成されている。

固定部２２は、ベース部材２７と、３個の固定側マグネット８と、３個のコイル９と、３個のヨーク１０を有している。ベース部材２７は、適当な厚さを有する正方形のブロック体として形成されており、その一面の中央部に凹陥部１２が開口されている。凹陥部１２は、平面形状が六角形をなす凹部として形成されており、その底面の中央部には、反対側の面まで貫通する図に現われない円形の中央穴が設けられている。凹陥部１２の６つの辺１２ａ，１２ｂは、隣り合う辺１２ａ，１２ｂの長さは異なるが、一つ置きに配置された辺１２ａ，１２ａ及び１２ｂ，１２ｂの長さはそれぞれ等しい長さに設定されている。そして、６つの辺１２ａ，１２ｂの中央部からそれぞれ垂直に立てた６つの面が隣り合う面との間になす角度αは、それぞれ等しく６０度となっている。

ベース部材２７の凹陥部１２の６つの辺１２ａ，１２ｂのうち、一つ置きに配置された３つの第１の辺１２ａに、固定側マグネット８とコイル９とヨーク１０を収容する凹部２８が設けられている。この凹部２８は、固定側マグネット８とコイル９とヨーク１０を組み合わせた状態に対応する形状を有している。そして、この組立体を凹部２８に収納した状態では、固定側マグネット８とコイル９の内面が、凹陥部１２の六角形の内面と同一平面となるように構成している。

このベース部材２７の凹陥部１２が開口する面に、平板状の板バネを打ち抜くことによって形成されたバネ部材２５が固定されている。バネ部材２５は、四角形の枠体からなる固定側固定片２５ａと、図に現われない円形の枠体からなる可動側固定片と、固定側固定片２５ａと可動側固定片との間を弾性変形自在に連結する３つの弾性連結片２５ｃとを有している。可動側固定片は、固定側固定片２５ａの内側に同心となるように同一平面上に配置されており、内外の固定片が、同じく同一平面上において等角度間隔に配置された３つの弾性連結片２５ｃにより連結されて一体に形成されている。

バネ部材２５の３つの弾性連結片２５ｃは、可動側固定片を中心として点対称をなす形状に形成されている。即ち、各弾性連結片２５ｃは、可動側固定片から半径方向外側へ九十九折のように幾重にも折り曲げられた周方向部（本実施例では４つ）２５_ｃ１と、隣り合う周方向部間及び内外固定片との間を連結する径方向部（本実施例では５つ）２５_ｃ２とを有している。５つの径方向部５_ｃ２は交互に配置されているが、固定側固定片２５ａ側の径方向部２５_ｃ２と可動側固定片５ｂ側の径方向部２５_ｃ２とは同じ側に位置するように構成されている。これにより、各弾性連結片２５ｃの略中央部に、弾性変形の中心となる部分（以下「弾性中心」という。）が設定されている。

このバネ部材５の固定側固定片２５ａが、ベース部材２７の凹陥部１２の周縁に固定されている。そして、バネ部材２５の可動側固定片に、可動部２３が取り付けられている。可動部２３は、複数枚の撮像レンズ４を保持したレンズ鏡筒３５と、このレンズ鏡筒３５に固定された３つの可動側マグネット１６とを有している。

レンズ鏡筒３５は、軸心部分を貫通する貫通穴１７を有する円筒状の部材からなり、その貫通穴１７内に撮像レンズ４と絞りが収納されている。このレンズ鏡筒３５の外周面には、直径を異にすることによって、前記実施例で示した段部が設けられている。この段部の一側に形成された小径部を、バネ部材２５の可動側固定片の穴に嵌合することにより、レンズ鏡筒３５がバネ部材２５に保持されている。このレンズ鏡筒３５の小径部の外周面に、図に現われない３つの切欠き部１９が、周方向へ等角度間隔あけて設けられている。そして、３つの切欠き部に、可動側マグネット１６がそれぞれ嵌合されて、接着剤により固定されている。

レンズ鏡筒３５に固定された３個の可動側マグネット１６は、ベース部材２７に固定された３個の固定側マグネット８と、それぞれ所定の隙間をあけて同極同士が向き合うように配置されている。これにより、ベース部材２７に保持された３個の固定側マグネット８の、それぞれ隣り合う固定側マグネット８間に、バネ部材２５に設けた３つの弾性連結片２５ｃがそれぞれ配置されている。即ち、３個の固定側マグネット８と３つの弾性連結片２５ｃが、それぞれ角度α（６０度）の等角度間隔によって交互に配置されている。

前記固定側マグネット８とコイル９とヨーク１０と可動側マグネット１６により、それぞれリニアアクチュエータ２６Ａ，２６Ｂ及び２６Ｃが構成されている。なお、リニアアクチュエータとしては、ヨーク１０が無くても成立し得るものである。
このような構成を有するレンズユニット２１によっても、前記第１の実施例と同様の効果を得ることができる。

なお、本発明に係るレンズユニットのリニアアクチュエータ及び弾性連結片の数は、前述した実施の例に限定されるものではない。即ち、リニアアクチュエータと弾性連結片を交互に配置した構成であれば、それらの数は２個であっても良く、また、５個以上であっても良い。

図１０は、上述したレンズユニット１（又は２１）を用いた撮像装置の第１の実施の例を示す携帯電話３０を表した図である。この携帯電話３０は、略長方形をなす薄い筐体からなる装置本体３１と、同じく略長方形をなす薄い筐体からなる装置蓋体３２とを備え、装置本体３１と装置蓋体３２はヒンジ部３３により回動可能に連結されて、互いに重ね合わせ可能に構成されている。これら装置本体３１と装置蓋体３２とヒンジ部３３によって、携帯電話３０の撮像装置本体が構成されている。

装置本体３１には、携帯電話３０の機構部やバッテリー電源等が内蔵されていて、操作用のテンキー３４が設けられている面には、内蔵されたマイクロホンのための透孔３５が開口されている。また、装置蓋体３２には、携帯電話３０の機能や入力情報等を表示する表示装置３６と、内蔵されたスピーカ装置のための透孔３７が設けられている。表示装置３６としては、例えば、液晶ディスプレイや有機ＥＬディスプレイ等を用いることができる。この携帯電話３０のヒンジ部３３に、レンズユニット１（又は２１）が内蔵されている。

レンズユニット１（又は２１）の固定部２（又は２２）は、ヒンジ部３３の内面に固定されている。そして、ヒンジ部３３に設けた撮影用の穴に、可動部３（又は２３）に保持されている撮像レンズ４が臨まれている。このレンズユニット１（又は２１）は、装置蓋体３２を開けた状態でテンキー３４等を操作することにより、通常のカメラと同様に、任意の被写体を撮影できるようになっている。

以上説明したように、本発明によれば、電磁石の原理によって調整可能なマグネットの反発力と弾性部材（バネ部材）の反力を利用することにより、焦点調整動作の可能なレンズユニットを、簡単な構成によって実現することができる。しかも、光学部品を含むレンズ鏡筒を中心にして、同一仕様の磁気回路を有するリニアアクチュエータを対称位置に配置すると共に、１枚のバネ部材でレンズ鏡筒を弾性的に支持する構成とした。そのため、装置全体を小型化しつつ、高い推力が得られるレンズユニットを構成することができる。

本発明は、前述し且つ図面に示した実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内で種々の変形実施が可能である。例えば、前記実施例においては、撮像装置の一具体例として携帯電話に適用した例について説明したが、その他にも、デジタルカメラ、ビデオカメラ、監視カメラ、ＰＨＳその他各種の撮像装置に適用できることは勿論である。

本発明のレンズユニットの形態の第１の実施の例を示す斜視図である。 本発明のレンズユニットの形態の第１の実施の例を示す平面図である。 本発明のレンズユニットの形態の第１の実施の例を示す分解斜視図である。 図２のＸ−Ｘ線部分を断面して示す説明図である。 図２のＹ−Ｙ線部分を断面して示す説明図である。 本発明のレンズユニットの形態の第１の実施の例を説明するもので、図６Ａは固定側マグネットと可動側マグネットの磁力の作用関係を示す説明図、図６Ｂはコイル９に電流を流したときの状態を示す説明図である。 図６に示す固定側マグネットの説明図である。 図６Ａと図６Ｂを重ね合わせた状態を示す説明図である。 本発明のレンズユニットの形態の第２の実施の例を示す平面図である。 本発明のレンズユニットを用いた撮像装置の第１の実施の例を示す携帯電話の説明図である。

符号の説明

１，２１‥レンズユニット、 ２，２２‥固定部、 ３，２３‥可動部、 ４‥撮像レンズ、 ５，２５‥バネ部材、 ５ａ，２５ａ‥固定側固定片、 ５ｂ‥可動側固定片、 ５ｃ，２５ｃ‥弾性連結片、 ６，６Ａ，６Ｂ，６Ｃ，６Ｄ，２６Ａ，２６Ｂ，２６Ｃ‥リニアアクチュエータ、 ７，２７‥ベース部材、 ８‥固定側マグネット、 ９‥コイル、 １０‥ヨーク、 １２‥凹陥部、 １３‥中央穴、 １５，３５‥レンズ鏡筒、 １６‥可動側マグネット、 １８‥段部、 ＣＬ‥光軸、 Ｆｓ‥復元力、 Ｆｍ‥反発力、 ３０‥携帯電話（撮像装置）、 ３１‥装置本体、 ３２‥装置蓋体、 ３３‥ヒンジ部

Claims (5)

1. 撮像装置本体に固定される固定部と、
   撮像レンズを有する可動部と、
   前記可動部を前記固定部に対して弾性的に支持するバネ部材と、
   マグネットとコイルを有し且つ前記コイルに通電されることにより前記可動部を前記撮像レンズの光軸方向へ移動させる二以上のリニアアクチュエータと、を備え、
   前記マグネットは、前記固定部に設けられる固定側マグネットと、前記可動部に設けられる可動側マグネットと、を有し、
   前記二以上のリニアアクチュエータを、前記可動部を中心として対称位置に配置した
   レンズユニット。
2. 前記バネ部材は、前記固定部に固定するための固定側固定片と、前記可動部に固定するための可動側固定片と、前記固定側固定片及び前記可動側固定片間を弾性変形可能に連結する前記二以上のリニアアクチュエータと同数の弾性連結片と、を有し、
   前記二以上のリニアアクチュエータと前記二以上の弾性連結片を、それぞれ交互に配置した
   請求項１記載のレンズユニット。
3. 前記二以上のリニアアクチュエータの前記可動側マグネットの前記光軸方向の長さを、前記固定側マグネットの前記光軸方向の長さの略１／２倍に設定し、前記固定側マグネットに前記コイルを装着した
   請求項１記載のレンズユニット。
4. 前記可動部を中心として対称形状となるように、４個の前記リニアアクチュエータと４つの前記弾性連結片を、それぞれ４５度の等角度間隔で交互に配置した
   請求項２記載のレンズユニット。
5. レンズユニットと、
   前記レンズユニットが取り付けられる撮像装置本体と、を備え、
   前記レンズユニットは、
   前記撮像装置本体に固定される固定部と、
   撮像レンズを有する可動部と、
   前記可動部を前記固定部に対して弾性的に支持するバネ部材と、
   マグネットとコイルを有し且つ前記コイルに通電されることにより前記可動部を前記撮像レンズの光軸方向へ移動させる二以上のリニアアクチュエータと、を備え、
   前記マグネットは、前記固定部に設けられる固定側マグネットと、前記可動部に設けられる可動側マグネットと、前記固定側マグネット及び前記可動側マグネットの少なくとも一方に装着される前記コイルと、を有し、
   前記二以上のリニアアクチュエータを、前記可動部を中心として対称位置に配置した
   撮像装置。

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