JP2011069867A - レンズ駆動装置、オートフォーカスカメラ及びカメラ付き携帯電話 - Google Patents
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Abstract
【課題】レンズの光軸方向への移動及び光軸の傾きを補正できると共に、光軸方向の寸法を小さくできるレンズ駆動装置、オートフォーカスカメラ及びカメラ付き携帯電話を提供する。
【解決手段】レンズ支持体5の外周面に周方向に巻回した巻回コイル16a、16bと、レンズ支持体5の外周に周方向に間隔をあけて配置した複数の環状コイル19a〜19dと、ベース8に固定したマグネット17と、各コイルへの通電を制御する制御部25とを備え、環状コイル19a〜19dは巻回コイル16a、16bの外周面に重ねて配置してあり、各マグネット17は環状コイル19a〜19dに対面しており、制御部25はレンズ支持体5を光軸方向に移動するときには巻回コイル16a、16bに電流Aを流し、レンズの光軸の傾きを補正するときには対応する環状コイル19a〜19dに電流Bを流す。
【選択図】図4
【解決手段】レンズ支持体5の外周面に周方向に巻回した巻回コイル16a、16bと、レンズ支持体5の外周に周方向に間隔をあけて配置した複数の環状コイル19a〜19dと、ベース8に固定したマグネット17と、各コイルへの通電を制御する制御部25とを備え、環状コイル19a〜19dは巻回コイル16a、16bの外周面に重ねて配置してあり、各マグネット17は環状コイル19a〜19dに対面しており、制御部25はレンズ支持体5を光軸方向に移動するときには巻回コイル16a、16bに電流Aを流し、レンズの光軸の傾きを補正するときには対応する環状コイル19a〜19dに電流Bを流す。
【選択図】図4
Description
本発明は、レンズ駆動装置、オートフォーカス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、レンズ支持体の外周に周囲方向に間隔をあけて複数のマグネットを固定し、レンズ支持体を光軸方向に移動自在に支持する筺体には各マグネットに対面する位置にコイルを設けて、各コイルに流す電流を制御することで、レンズ支持体のリニア移動と、光軸の傾きを補正するようにレンズ支持体を傾けることが開示されている。
しかし、特許文献1の技術では、コイルは円筒状に巻いて、円筒の中心線を光軸と平行にしており且つその円筒の端に対面するようにマグネットを配置しているから、レンズ駆動装置における光軸方向(前後方向)の寸法が大きくなるという問題がある。
そこで、本発明は、レンズの光軸方向への移動及び光軸の傾きを補正できると共に、光軸方向の寸法を小さくできるレンズ駆動装置、オートフォーカス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、内周にレンズを支持するレンズ支持体と、レンズ支持体の外周面に周方向に巻回した巻回コイルと、レンズ支持体の外周面に周方向に間隔をあけて配置した複数の環状コイルと、レンズ支持体の外周に設けてレンズ支持体を前後に移動自在に支持する筺体と、筺体に固定した複数のマグネットと、巻回コイル及び環状コイルへの通電を制御する制御部とを備え、環状コイルは巻回コイルの外周面に重ねて配置してあり、各マグネットは環状コイルに対面しており、制御部はレンズ支持体を光軸方向に移動するときには巻回コイルに電流を流し、レンズの光軸の傾きを補正するときには対応する環状コイルに電流を流すことを特徴とするレンズ駆動装置である。
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、環状コイルは側面視略矩形であり、直線状の前側辺部と後側辺部とを有し、前側辺部と後側辺部との少なくとも一方が巻回コイルに重ねてあることを特徴とする。
請求項3に記載の発明は、請求項2に記載の発明において、巻回コイルは前側部分と後側部分との2つに分割してあり且つ前側部分と後側部分とを互いに逆向きに巻回し、環状コイルの前側辺部を巻回コイルの前側部分に重ね、環状コイルの後側辺部を巻回コイルの後側部分に重ねてあり、マグネットは前後方向に2つ設けてあり、環状コイルの前側辺部に対面する前側マグネットと環状コイルの後側辺部に対面する後側マグネットは互いに異なる磁極と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の何れ一項に記載のレンズ駆動装置と、レンズ支持体のレンズの結像側に設けた画像センサとを備え、制御部は画像センサの高域成分のピークを検出するように、各コイルに流す電流値を制御していることを特徴とするオートフォーカスカメラである。
請求項5に記載の発明は、請求項4に記載のオートフォーカス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、巻回コイルの外周側に環状コイルを重ねてあり、環状コイルにはマグネットが対面していることから、マグネットは環状コイルを介して巻回コイルにも対面することになる。従って、レンズ支持体を光軸方向に移動するときには巻回コイルに電流を流し、レンズの光軸の傾きを補正するときには対応する環状コイルに電流を流すことにより、レンズ支持体の光軸方向への移動とレンズの光軸の傾き補正とができる。
レンズ支持体が外周に巻回コイルと環状コイルを配置しており、マグネットは環状コイルに対面して筺体に固定しているので、従来技術と異なりレンズの光軸方向にコイル及びマグネットを配置していないから、従来技術に比較してレンズ支持体の前後方向(光軸方向)の寸法を小さくできる。
レンズ支持体を光軸方向に移動するときにはレンズ支持体の外周に巻回した巻回コイルに電流を流し、レンズ支持体の全周に推力を与えているので、光軸方向への移動をスムーズに且つ安定して行うことができる。
マグネットは重ねて配置された巻回コイルと環状コイルとの両方に対面して磁界を作用させているので、巻回コイルと環状コイルとに磁界を作用するマグネットを兼用できるから、部品点数が少なく且つ構成を簡易にできる。
光軸補正が簡単にできるから、レンズ支持体やレンズ支持体を移動自在に保持する部品等の精度や組立て精度を低くできると共に部品不良やレンズ駆動装置の不良を低減できる。
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と共に、環状コイルは、レンズ支持体の側面に対して矩形を成しているから、直線状の前側辺部又は後側辺部をレンズ支持体の外周面に沿って長く取ることができ、レンズ支持体の周方向に広い面積で推力を作用できるので、環状コイルに作用する推力を大きくできる。
請求項3に記載の発明によれば、環状コイルの前側辺部及び後側辺部の各々に同方向の推力を作用させることができ、環状コイルに生じる推力を大きくできる。
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オートフォーカス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6を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。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3に示すように、環状のヨーク(筺体)3と、レンズ支持体5と、ヨーク3の光軸方向前側に配置されるフレーム7及び前側スプリング9と、ヨーク3の後側に配置されるベース8及び後側スプリング11とを備えており、前側スプリング9とヨーク3との間には前側スペーサ14が配置されており、後側スプリング11とヨーク3との間には後側スペーサ15が配置されている。
ヨーク3は略四角筒形状を成しており、ヨーク3の4つの各角度にはその内周側に前側マグネット17a及び後側マグネット17bが固定されている。尚、ヨーク3はベース8とフレーム7との間に固定されている。
前側マグネット17a及び後側マグネット17bは各々前側から見た平面が略三角形状を成し、内周側がレンズ支持体5の外周に沿った円弧状を成している。前側マグネット17aと後側マグネット17bとは内周側の磁極を互いに異にしており、例えば前側マグネットはN極とし、後側マグネットはS極としてある。
レンズ支持体5は、略円筒形状であり、その内周側にレンズ(図示せず)が固定されている。レンズ支持体5の外周面には周方向にコイルを巻回した巻回コイル16が設けてある。巻回コイル16は、前後方向に分割した前側部分16aと後側部分16bとから構成されており、前側部分16aと後側部分16bとは互いに巻回方向を逆方向にしていると共に前側部分16aのコイルと後側部分16bのコイルとは互いに接続されている。
巻回コイル16の前側部分16aと後側部分16bとの間には、外周に突出する4つの突状部18が設けてあり、各突条部18は巻回コイル16の前側部分16aと後側部分16bを分けていると共に後述する環状コイル19a〜19dを保持している。
レンズ支持体5には、巻回コイル16の外周面に重ねて配置した4つの環状コイル19a、19b、19c、19dが設けてある。4つの環状コイル19a、19b、19c、19dは、レンズ支持体5の外周面に周囲方向に等間隔で取付けてあり、各々側面視矩形の環を成している。
各環状コイル19a〜19dは、各々、矩形の前側辺部21を巻回コイル16の前側部16aの外周面に重ねており、後側辺部23を巻回コイル16の後側部16bの外周面に重ねている。各環状コイル19a〜19dは、その環の中空にレンズ支持体5の突状部18が挿入してあり、位置決めがされている。
マグネット17は各環状コイル19a〜19dの外周側部21に対面している。
マグネット17は各環状コイル19a〜19dの外周側部21に対面している。
図1及び図2に示すように、前側マグネット17aは環状コイル19a〜19dの前側辺部21に対面していると共に、前側辺部21を挟んで巻回コイル16の前側部分16aにも対向している。同様に、後側マグネット17bは環状コイル19a〜19dの後側辺部23に対面していると共に、後側辺部23を挟んで巻回コイル16の後側部分16bにも対向している。
図4に示すように、巻回コイル16と、各環状コイル19a、19b、19c、19dは各々制御部25に接続されており、制御部25から各々所定値の電流が通電されるようになっている。制御部25は、レンズの結像側に配置された画像センサ31に接続されており、図6に示すように、画像センサ31の高域成分のピーク又はコントラストのピークを検出して、合焦点e1及び光軸の傾き(ずれ)e2を検知している。図4に示すように、制御部25には移動部27及び傾き補正部29が設けてあり、移動部25はレンズ支持体5の移動量に応じて巻回コイル16に通電する電流Aを演算し、傾き補正部29はレンズの光軸の傾きe2に応じたレンズ支持体5の傾きを調整するために対応する環状コイル19a、19b、19c、19dに通電する電流Bを演算する。そして、制御部25ではレンズ支持体5を光軸方向へ移動する場合には巻回コイル16に電流値Aを流し、レンズの光軸の傾きを補正する場合には、傾き補正部29で演算した値の電流Bを、所定の環状コイル19a、19b、19c、19dに通電するようになっている。
図3に示すように、前側スプリング9は、組み付け前の自然状態が平板状であり、平面視矩形の環状を成す外周側部9aと、外周側部9aの内周に配置され平面視円弧形状の内周側部9bと、外周側部9aと内周側部9bとを連結する各腕部9cとで構成されている。
同様に、後側スプリング11は、組み付け前の自然状態が平板状であり、平面視矩形の環状を成す外周側部11aと、外周側部11aの内周に配置され平面視円弧形状の内周側部11bと、外周側部11aと内周側部11bとを連結する各腕部11cとで構成されている。
前側スプリング9の外周側部9aはフレーム7と前側スペーサ14との間に挟持されており、内周側部9bはレンズ支持体5の前端に固定されている。後側スプリング11の外周側部11aはベース8と後側スペーサ15との間に挟持されており、内周側部11bはレンズ支持体5の後端に固定されている。これにより、レンズ支持体5は前側スプリング9と後側スプリング11とにより、前後方向に移動自在に支持されている。
そして、レンズ支持体5が前方に移動すると、レンズ支持体5は、前側スプリング9及び後側スプリング11の付勢力の合力と、巻回コイル16及びマグネット17との間で生じる電磁力とが吊り合う位置で停止する。
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1〜図3に示すように、ベース8に、後側スプリング11、後側スペーサ15、巻回コイル16と環状コイル19a、19b、19c、19dを外周面に固定したレンズ支持体5、4つのマグネット17を内側角部に固定したヨーク3、前側スペーサ14、前側スプリング9及びフレーム7をこの順序で組み付け固定する。
巻回コイル16及び環状コイル19a、19b、19c、19dは、各々入力端と出力端とを制御部(電源)25に接続し、制御部25は各環状コイル19a、19b、19c、19dに流す直流電流を個別に制御する。
本実施の形態に係るレンズ駆動装置1の駆動は、図4に示すように、制御部25が画像センサ31から受ける高域成分(コントラスト)のピークを比較しつつ、合焦点位置e1(図6参照)へレンズ支持体5を直線移動する。
レンズ支持体5の直線移動の際には、制御部25から巻回コイル16に電流値Aを流すことにより生じるマグネット17との間で生じる電磁力と、前側スプリング9と後側スプリング11との付勢力の合力とが吊り合う位置で停止する。
一方、図6に示すように、光軸に傾き(ずれ)が生じている場合(e2)には、光軸を補正するために、レンズ支持体5を傾ける必要がある。この場合には、図4に示すように、環状コイル19a、19b、19c、19dのうちの所定の環状コイル(一つ又は、2つ、3つ)に電流Bを流すことにより、レンズ支持体5の姿勢(傾き)を制御する。
レンズ支持体を光軸方向に移動する場合には、巻回コイル16では前側部分16aと後側部分16bとで異なる方向の電流が流れるが、前側部分16aに対向する前側マグネット17aと後側部分16bに対向する後側マグネット17bとの磁極を異ならせているので、同方向の推力を生じさせて、大きな推力を得ることができる。
同様に、各環状コイル19a、19b、19c、19dでは、前側辺部21と後側辺部23とで互いに逆方向に電流が流れるが、前側辺部21に対面するマグネット17aと後側辺部23に対面するマグネット17bとは磁極を異ならせているので、前側辺部21と後側辺部23とで同方向の推力を生じさせ、大きな推力を得ることができる。
尚、レンズ支持体5の光軸の傾き補正は、レンズ支持体5を所定位置に移動後にしても良いし、レンズ支持体5を移動するときに傾きを制御したまま移動する(巻回コイル16と何れかの環状コイル19a〜19dに同時に電流を流す)ものであってもよい。
本実施の形態によれば、レンズ支持体5を光軸方向に移動するときには巻回コイル16に電流を流し、レンズの光軸の傾きを補正するときには対応する環状コイル19a〜19dに電流を流すことにより、レンズ支持体5の光軸方向への移動とレンズの光軸の傾き補正とができる。
レンズ支持体5が外周に巻回コイル16と環状コイル19a〜19dを配置しており、マグネット17は巻回コイル16と環状コイル19a〜19dとの両方に対面しているので、従来技術と異なりレンズの光軸方向にコイル及びマグネットを配置していないから、従来技術に比較してレンズ支持体の前後方向(光軸方向)の寸法を小さくできる。
レンズ支持体5が外周に巻回コイル16と環状コイル19a〜19dを配置しており、マグネット17は巻回コイル16と環状コイル19a〜19dとの両方に対面しているので、従来技術と異なりレンズの光軸方向にコイル及びマグネットを配置していないから、従来技術に比較してレンズ支持体の前後方向(光軸方向)の寸法を小さくできる。
レンズ支持体5を光軸方向に移動するときにはレンズ支持体5の外周に巻回した巻回コイル16に電流を流し、レンズ支持体5の全周に推力を与えているので、光軸方向への移動をスムーズに且つ安定して行うことができる。
前側マグネット17a及び後側マグネット17bは巻回コイル16と巻回コイルに重ねた各環状コイル19a〜19dとの両方に対面しているので、巻回コイル16と環状コイル19a〜19dとに磁界を作用するマグネット17a、17bを兼用できるから、部品点数が少なく且つ構成を簡易にできる。
光軸補正が簡単にできるから、レンズ支持体5やレンズ支持体5を移動自在に保持する部品(例えば前側スプリング9や後側スプリング11)等の精度や組立て精度を低くできると共に部品不良やレンズ駆動装置1の不良を低減できる。
環状コイル19a〜19dは、側面視矩形としており、前側辺部21と後側辺部23を外周面に沿って長く取ることができ、レンズ支持体の周方向に広い面積で推力を作用できるので、環状コイル19a〜19dに作用する推力を大きくできる。
ヨーク5を設けているので磁界密度を高め、巻回コイル16及び各環状コイル19a〜19dに作用する推力を大きくすることができる。
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、上述した実施の形態において、光軸の傾きe2(図6参照)は、加速度センサにより検出するものであっても良いし、ジャイロセンサで検出するものであっても良い。
環状コイル19a〜19d及び各環状コイル19a〜19dに対応する一組のマグネット17a、17bは、レンズ支持体5の周囲に4つ設けることに限らず、3つでも、5つでも良く、その数は制限されない。
レンズ駆動装置1は、ズームレンズを備えて、ズーム機能を合わせ持つものであっても良い。
1 レンズ駆動装置
3 ヨーク(筺体)
5 レンズ支持体
7 フレーム
8 ベース
16 巻回コイル
16a 前側部分
16b 後側部分
17a 前側マグネット
17b 後側マグネット
19a、19b、19c、19d 環状コイル
21 前側辺部
23 後側辺部
25 制御部
27 移動部
29 傾き補正部
31 画像センサ
3 ヨーク(筺体)
5 レンズ支持体
7 フレーム
8 ベース
16 巻回コイル
16a 前側部分
16b 後側部分
17a 前側マグネット
17b 後側マグネット
19a、19b、19c、19d 環状コイル
21 前側辺部
23 後側辺部
25 制御部
27 移動部
29 傾き補正部
31 画像センサ
Claims (5)
- 内周にレンズを支持するレンズ支持体と、レンズ支持体の外周面に周方向に巻回した巻回コイルと、レンズ支持体の外周面に周方向に間隔をあけて配置した複数の環状コイルと、レンズ支持体の外周に設けてレンズ支持体を前後に移動自在に支持する筺体と、筺体に固定した複数のマグネットと、巻回コイル及び環状コイルへの通電を制御する制御部とを備え、環状コイルは巻回コイルの外周面に重ねて配置してあり、各マグネットは環状コイルに対面しており、制御部はレンズ支持体を光軸方向に移動するときには巻回コイルに電流を流し、レンズの光軸の傾きを補正するときには対応する環状コイルに電流を流すことを特徴とするレンズ駆動装置。
- 環状コイルは側面視略矩形であり、直線状の前側辺部と後側辺部とを有し、前側辺部と後側辺部との少なくとも一方が巻回コイルに重ねてあることを特徴とする請求項1に記載のレンズ駆動装置。
- 巻回コイルは前側部分と後側部分との2つに分割してあり且つ前側部分と後側部分とを互いに逆向きに巻回し、環状コイルの前側辺部を巻回コイルの前側部分に重ね、環状コイルの後側辺部を巻回コイルの後側部分に重ねてあり、マグネットは前後方向に2つ設けてあり、環状コイルの前側辺部に対面する前側マグネットと環状コイルの後側辺部に対面する後側マグネットは互いに異なる磁極としていることを特徴とする請求項2に記載のレンズ駆動装置。
- 請求項1〜3の何れか一項に記載のレンズ駆動装置と、レンズ支持体のレンズの結像側に設けた画像センサとを備え、制御部は画像センサの高域成分のピークを検出するように、各コイルに流す電流値を制御していることを特徴とするオートフォーカスカメラ。
- 請求項4に記載のオートフォーカス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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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009218674A JP2011069867A (ja) | 2009-09-24 | 2009-09-24 | レンズ駆動装置、オートフォーカスカメラ及びカメラ付き携帯電話 |
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-
2009
- 2009-09-24 JP JP2009218674A patent/JP2011069867A/ja active Pending
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