JP2009265210A - レンズ駆動装置、カメラ及びカメラ付き携帯電話 - Google Patents

Abstract

【課題】機械的強度及びばね係数の設計の自由度が高く、制振性に優れるレンズ駆動装置、カメラ及びカメラ付き携帯電話を提供する。
【解決手段】本発明は、マグネット１３はヨーク３の外周壁３ａの内周側に配置されており、スプリング１０は一端部をレンズ支持体７に固定し且つ他端部を筐体６に固定してあり、ヨーク３に対してレンズ支持体７を光軸方向に移動自在に支持しており、コイル１５に通電して生じる電磁力によりレンズ支持体７を筺体６に対してレンズの光軸方向に沿って前後に移動するレンズ駆動装置１であって、スプリング１０は、板ばね９、９を複数枚重ねて構成していることを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、レンズ駆動装置、カメラ及びカメラ付き携帯電話に関する。

特許文献１には、レンズ支持体をスプリングで支持し、コイルに通電して生じる電磁力によりレンズ支持体を筺体に対してレンズの光軸方向に沿って前後に移動するレンズ駆動装置が開示されている。

この特許文献１のスプリングは一枚の板ばねで構成してあり、内周側部と外周側部とを繋ぐ腕部の弾性変形により付勢力（ばね係数）を得ている。

特開２００７−１５５８０１号公報

しかし、スプリングを一枚の板ばねで構成しているので、板ばねの材質によりばね係数及び機械強度が定まってしまうから、例えば、ばね係数を小さく設定すると、高い機械的強度が得られないという不都合がある。一方、機械的強度を優先して機械的強度の高いものを用いると、そのスプリングではばね係数が小さくなりすぎて所望の駆動を得られないという不都合がある。

更に、スプリングを一枚の板ばねで構成した場合には、レンズ駆動装置の駆動停止時に板ばねのばね係数に基づく振動が生じるが、振動を早く減衰させてレンズ支持体を安定にすることが望まれている。

そこで、本発明は、機械的強度及びばね係数の設計の自由度が高く、制振性に優れるレンズ駆動装置、カメラ及びカメラ付き携帯電話の提供を目的とする。

請求項１に記載の発明は、環状のヨークと、ヨークの内周側に配置され且つ外周にコイルが固定されたレンズ支持体と、マグネットと、スプリングと、筐体とを備え、マグネットはヨークの外周壁の内周側に配置されており、スプリングは一端部をレンズ支持体に固定し且つ他端部を筐体に固定してあり、ヨークに対してレンズ支持体を光軸方向に移動自在に支持しており、コイルに通電して生じる電磁力によりレンズ支持体を筺体に対してレンズの光軸方向に沿って前後に移動するレンズ駆動装置であって、スプリングは、板ばねを複数枚重ねて構成していることを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、各板ばねは、内周側部と、外周側部と、内周側部と外周側部とを連結する腕部とを有し、レンズ支持体に固定する一端部が内周側部であり、筺体に固定する他端部は外周側部であり、腕部が光軸に沿うスラスト方向及び板ばねのラジアル方向に弾性変形可能としてあり、板ばねの各部を重ねていることを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載のスプリングをレンズ支持体の光軸方向における前側と後側とに設けて、２箇所のスプリングでレンズ支持体を挟持していることを特徴とする。

請求項４に記載の発明は、請求項１〜３の何れか一項に記載のレンズ駆動装置を備えることを特徴とするカメラである。

請求項５に記載の発明は、請求項４に記載のカメラを搭載したことを特徴とするカメラ付き携帯電話である。

請求項１に記載の発明によれば、スプリングは、複数枚の板ばねを重ねて構成しているので、ばね係数は各板ばねのばね係数を足した値となり、機械的強度は各板ばねの機械的強度を合計した値となる。従って、複数枚の板ばねを用いることにより、スプリングに要求される所定の機械的強度と所定のばね係数を得ることができるので、ばね設計の自由度が高い。例えば、同一のばね係数を有する板ばねを２枚重ねることにより、２倍の値のばね係数を得ることができ、機械的強度は２枚重ねることにより合計した機械的強度となるから、要求される強度を満たすことができる。即ち、機械的強度が小さく且つばね係数も小さい板ばねを複数枚用いて、所定の機械的強度を満たして且つばね係数を所定の値にできるので、機械的強度とばね係数の設計が容易にできる。

レンズ支持体を移動後に停止させた場合、停止した位置でスプリングに振動が生じるが、複数の板ばねに相互の摩擦と、隣り合う板ばねの振動における位相のずれが振動を互いに打ち消しあうことにより振動を低減するので制振性に優れ、レンズ支持体の振動を早期に収束できる。

スプリングは、板ばねを重ね合わせるだけなので構成が簡易である。

請求項２に記載の発明によれば、請求項１に記載の作用効果を奏することができると共に、腕部は内周側部と外周側部との間にあり、形状、厚みや寸法が制限されやすい為に機械的強度との関係におけるばね係数の設計が困難であるが、板ばねを複数枚重ねることにより、腕部に要求される機械的強度を満足しつつばね係数の設計が容易にできる。

更に、この種のスプリングでは、腕部はスラスト方向及びラジアル方向に変形して振動するが、特にラジアル方向における振動は重ねた腕部の摩擦が大きく作用できるので制振性に優れる。

請求項３に記載の発明によれば、請求項１又は２に記載の作用効果を奏することができると共に、スプリングでレンズの前後を挟持する構成においては、レンズ支持体をスプリングのみで保持しているので落下等による耐衝撃性の要求や制振性の要求が高いが、係る耐衝撃や制振性を満たしながらばね係数の設定を容易にできる。

請求項４に記載の発明によれば、請求項１〜３の何れか一項に記載の作用効果を奏するカメラを提供できる。

請求項５に記載の発明によれば、請求項４に記載の作用効果を奏するカメラ付き携帯電話を提供できる。

以下に、添付図面の図１〜図４を参照して本発明の実施の形態を説明する。図１は本発明の実施の形態に係るレンズ駆動装置を前側から見た分解斜視図であり、図２は本発明の実施の形態に係るレンズ駆動装置を後側から見た分解斜視図であり、図３は図４のＡ−Ａ断面図であり、図４は本実施の形態に係るレンズ駆動装置の斜視図である。

本実施の形態に係るレンズ駆動装置１は、携帯電話に組み込まれるオートフォーカスカメラのレンズ駆動装置である。このレンズ駆動装置１は、図１及び図２に示すように、環状のヨーク３と、レンズ支持体７と、前側スプリング（スプリング）１０と、後側スプリング１１と、ヨーク３の後側に配置される後側筐体部５と、ヨーク３の前側に配置される前側筐体部６とを備えており、ヨーク３と後側スプリング１１との間には絶縁体（スペーサ）１７が配置されている。このレンズ駆動装置１は、縦横が約１０ｍｍ、高さが約３．５ｍｍで非常に小さいものである。

尚、レンズ支持体７の内周には、図示を省略しているが、レンズが固定されている。

ヨーク３は前側から見て外周が平面視四角形であり、内周が平面視円形になっており、外周壁３ａと、内周壁３ｂと、外周壁３ａと内周壁３ｂとを連結する連結壁３ｃとからなり、外周壁３ａと内周壁３ｂと連結壁３ｃとで断面がコ字形状又はＵ字形状を成している。内周壁３ｂには、後側端から前方に向けて切除部１２が形成されている。切除部１２は周方向に等間隔をあけて配置してあり、本実施の形態では、平面視四角形状の外周壁３ａにおいて、隣り合う角部１４間（辺の部分）の位置に設けてある。

ヨーク３の各角部１４において、外周壁３ａの内周面にはマグネット１３が固定されている。マグネット１３は、角部１４のみに設けてあり、内周壁３ｂに形成された切除部１２に対応する位置にはない。

レンズ支持体７は略円筒形状であり、ヨーク３の内周側を光軸方向（前後方向）に移動自在に設けられている。レンズ支持体７の外周には環状のコイル１５が装着されており、コイル１５はレンズ支持体７に一体に設けたコイル固定部１９に接着固定されている。

コイル１５はヨーク３の外周壁３ａと内周壁３ｂとの間に配置するが（図３参照）、マグネット１３がある角部１４ではマグネット１３と内周壁３ｂとの間に位置し、レンズ支持体７と共にヨーク３内を前後方向に移動するようになっている。

前側スプリング１０は、２枚の板ばね９、９を重ねて構成されており、２枚の板ばね９、９は同一の形状で且つ同一寸法であり、共に同じ機械的強度とばね係数を有している。各板ばね９、９は、外周形状が平面視四角形の環状の板ばねであり、内周側部９ａと外周側部９ｂとが設けてあり、各内周側部９ａはレンズ支持体７に取り付けてあり、各外周側部９ｂはヨーク３と前側筐体部６との間に挟持して固定されている。各内周側部９ａと外周側部９ｂとは弾性変形可能な腕部９ｃにより連結してある。腕部９ｃは本実施の形態では４箇所に設けてあり、各腕部９ｃは光軸方向（スラスト方向）及び内周側部９ａと外周側部９ｂとの間（板ばねのラジアル方向）に弾性変形可能になっている。

後側スプリング１１は、本実施の形態では一枚の板ばねで構成してあり、全体として環状の板ばねであるが、本実施の形態では、左右に分割した一方側部３０と他方側部３２とから構成されている。後側スプリング１１の各外周側部１１ｂ、１１ｂは、絶縁体（スペーサ）１７を介して後側筐体部５とヨーク３との間に挟持されており、絶縁体１７は後側スプリング１１とヨーク３との間の電気的絶縁を図っている。各内周側部１１ａ、１１ａは、レンズ支持体７の後端に取り付けてある。後側スプリング１１の各内周側部１１ａと外周側部１１ｂとは弾性変形可能な腕部１１ｃにより連結してある。

後側スプリング１１を構成する一方側部３０には端子３３が形成されており、他方側部３２には端子３５が形成されて各端子３３、３５が電源供給端子に接続されるようになっている。尚、一方側部３０と他方側部３２とは、各々コイル１５にハンダ付け等により電気的に接続されており、後側スプリング１１からコイル１５に通電するようになっている。

これらの前側スプリング９と後側スプリング１１とは、組立て前の自然状態（前側筐体部６を組付ける前の状態）において平坦であるが（図１及び図２参照）、少なくとも前側スプリング９は、組み付け後には図３に示すように、内周側部９ａが外周側部９ｂよりも前方に位置するように弾性変形した状態で取り付けてある。これにより、腕部９ｃの弾性復帰力により内周側部９ａがレンズ支持体７を後側筐体部５側に向けた付勢力で常時付勢するようにしている。

次に、本発明の実施の形態に係るレンズ駆動装置１の組立て、作用及び効果について説明する。レンズ駆動装置１の組立ては、図５に示すように、後側筐体部５に後側スプリング１１、スペーサ１７、マグネット１３を内部に固定したヨーク３、コイル１５を固定したレンズ支持体７、前側スプリング１０及び前側筐体部６を組み付ける。前側スプリング１０の組み付けにおいては、同一形状で且つ同一寸法の２枚の板ばね９、９を重ねて組み付ける。

本実施の形態に係るレンズ駆動装置１の駆動は、端子３３、３５からコイル１５に通電すると、コイル１５に作用する電磁力で、レンズ支持体７は前側スプリング９及び後側スプリング１１の付勢力に抗して移動し、スプリング９、１１との力の釣り合う位置で停止する。

本実施の形態によれば、前側スプリング１０は、２枚の板ばね９、９を重ねて構成しているので、前側スプリング１０のばね係数は各板ばね９、９のばね係数を足した値となり、各板ばね９、９の機械的強度は板ばね９、９の材質と厚みに略依存するが、２枚の板ばね９、９を重ねた厚みの機会強度を得ることができる。即ち、一枚の板ばねで所定の機械強度を得ようとすると、ばね係数が大きくなりすぎると共にばね係数の設定が困難になるが、２枚の板ばね９、９とすることにより所定の機械強度（２枚の板ばねを合わせた機械強度）を得ながら、ばね係数は２枚の板ばねのばね係数を足した値となるから、ばね設計が容易にできると共に、要求される機械強度とばね係数の設計の自由度が高い。

レンズ支持体７を移動後に停止させた場合、停止した位置で前側スプリング１０に振動が生じるが、前側スプリング１０は２枚の板ばね９、９を隣接して構成しているので、２枚の板ばね９、９が相互に接触する摩擦により振動を低減できると共に、隣り合う板ばね９、９の振動における位相のずれが振動を互いに打ち消しあうことによっても振動を低減するので、レンズ支持体７の振動を早期に収束できる。

特に、本実施の形態に係る板ばね９、９の腕部９ｃはスラスト方向及びラジアル方向に弾性変形して振動するが、特にラジアル方向における振動は重ねた腕部９ｃの面が互いに接触して摩擦を大きく作用できるので制振性に優れる。

前側スプリング１０は、２枚の板ばねを重ね合わせるだけなので構成が簡易である。特に、本実施の形態では、前側スプリング１０を構成する各板バネ９、９は形状及び寸法が同一で、同質の材料を用いており、厚みも同一のものを使用しているので、同種類の板ばね９を重ねて配置するだけであるから、製造が容易である。

次に、図５を参照して本発明の第２実施の形態について説明する。この第２実施の形態では、前側スプリング１０及び後側スプリング１１が共に２枚の板ばねを重ねた構成にしてある。後側スプリング１１以外の構成は、上述の第１実施の形態と略同じであるから、以下の説明では、上述した第１実施の形態と同一の作用効果を奏する部分には同一の符号を付することによりその部分の詳細な説明を省略し、第１実施の形態と主に異なる点を説明する。

第２実施の形態に係る後側スプリング１１は、第１実施の形態と同じ構成の一方側部３０と他方側部３２とからなる第１板ばね２１と、第１板ばね２１の内周側部１１ａと外周側部１１ｂと腕部１１ｃが同じ寸法で同じ形状の第２板ばね２３とを重ねて構成している。尚、第２板ばね２３は、一枚の板ばねで構成されており、内周側部１１ａと外周側部１１ｂとは共に環状に連続した構成にしている。

第１板ばね２１と第２板ばね２３の材質は、第１実施の形態の後側スプリング１１と同じであり、第１板ばね２１と第２板ばね２３の合計の厚みは、第１実施の形態の後側スプリング１１の厚と略同じ寸法である。

この第２実施の形態に係るレンズ駆動装置１によれば、上述した第１実施の形態と同様な作用効果を得ることができると共に、レンズ支持体７を支持する前側スプリング１０と後側スプリング１１との両方のスプリングにおいて、機械的強度及びばね係数の設計が容易にできる。

本発明は、上述した実施の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形可能である。

例えば、第１実施の形態及び第２実施の形態において、前側スプリング１０を構成する各板ばね９、９は、異なる材質や、異なる厚みのものを使用してもよいし、第２実施の形態における後側スプリング１１も第１板ばね２１と第２板ばね２３とで、異なる材質や、異なる厚みのものを使用してもよい。

第１実施の形態に係るレンズ駆動装置を前側から見た分解斜視図である。 第１実施の形態に係るレンズ駆動装置を後側から見た分解斜視図である。 図４のＡ−Ａ断面図である。 本実施の形態に係るレンズ駆動装置の斜視図である。 第２実施の形態に係るレンズ駆動装置を前側から見た分解斜視図である。

符号の説明

１ レンズ駆動装置
３ ヨーク
６ 前側筐体部（筐体部）
７ レンズ支持体
９ 板ばね（前側スプリングを構成する板ばね）
９ａ 内周側部
９ｂ 外周側部
９ｃ 腕部
１０ 前側スプリング
１１ 後側スプリング
１１ａ 内周側部
１１ｂ 外周側部
１１ｃ 腕部
１３ マグネット
１５ コイル
２１ 第１板ばね（後側スプリングを構成する板ばね）
２３ 第２板ばね（後側スプリングを構成する板ばね）

Claims (5)

1. 環状のヨークと、ヨークの内周側に配置され且つ外周にコイルが固定されたレンズ支持体と、マグネットと、スプリングと、筐体とを備え、マグネットはヨークの外周壁の内周側に配置されており、スプリングは一端部をレンズ支持体に固定し且つ他端部を筐体に固定してあり、ヨークに対してレンズ支持体を光軸方向に移動自在に支持しており、コイルに通電して生じる電磁力によりレンズ支持体を筺体に対してレンズの光軸方向に沿って前後に移動するレンズ駆動装置であって、
   スプリングは、板ばねを複数枚重ねて構成していることを特徴とするレンズ駆動装置。
2. 各板ばねは、内周側部と、外周側部と、内周側部と外周側部とを連結する腕部とを有し、レンズ支持体に固定する一端部が内周側部であり、筺体に固定する他端部は外周側部であり、腕部が光軸に沿うスラスト方向及び板ばねのラジアル方向に弾性変形可能としてあり、板ばねの各部を重ね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. 請求項１又は２に記載のスプリングをレンズ支持体の光軸方向における前側と後側とに設けて、２箇所のスプリングでレンズ支持体を挟持していることを特徴とするレンズ駆動装置。
4. 請求項１〜３の何れか一項に記載のレンズ駆動装置を備えることを特徴とするカメラ。
5. 請求項４に記載のカメラを搭載したことを特徴とするカメラ付き携帯電話。

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