JP2012027044A - レンズ駆動装置及びレンズ駆動装置を搭載したカメラモジュール - Google Patents
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Abstract
【課題】複数の磁石と各磁石とそれぞれ径方向に対向する磁性体との径方向の距離をそれぞれ一定に保つことにより、各磁石と磁性板との間の磁力を互いに略均等にするレンズ駆動装置、及びこのレンズ駆動装置を搭載したカメラモジュールを提供する。
【解決手段】レンズ駆動装置は、略平板状の基部を有するベース30と、レンズを保持するとともに、ベース30に対してこのレンズの光軸の方向に移動可能なホルダと、レンズをレンズの径方向から取り囲むとともに、ホルダに固定された複数の磁石と、ベース30に取り付けられるとともにホルダを外囲するケース40と、複数の磁石と径方向に対向する磁性板70とを備えている。そして、ベース30及びケース40には、磁性板70の径方向の位置を決定する磁性板位置決め部35,44が設けられている。
【選択図】図3
【解決手段】レンズ駆動装置は、略平板状の基部を有するベース30と、レンズを保持するとともに、ベース30に対してこのレンズの光軸の方向に移動可能なホルダと、レンズをレンズの径方向から取り囲むとともに、ホルダに固定された複数の磁石と、ベース30に取り付けられるとともにホルダを外囲するケース40と、複数の磁石と径方向に対向する磁性板70とを備えている。そして、ベース30及びケース40には、磁性板70の径方向の位置を決定する磁性板位置決め部35,44が設けられている。
【選択図】図3
Description
本発明は、略平板状の基部を有するベースと、レンズを保持するとともに、ベースに対してこのレンズの光軸の方向に移動可能なホルダと、レンズをレンズの径方向から取り囲むとともに、ホルダに固定された複数の磁石と、ベースに取り付けられるとともに、ホルダを外囲するケースと、複数の磁石と径方向に対向する磁性板とを備えるレンズ駆動装置、及びこのレンズ駆動装置を搭載したカメラモジュールに関する。
近年、携帯電話に搭載されるカメラは、高画素化が進み、オートフォーカスが必須の機能となっている。そこで、このカメラのオートフォーカスを行うために、カメラには、レンズをレンズの光軸の方向(以下、「光軸方向」という。)へ移動させるレンズ駆動装置が使用されている。一方、携帯電話の薄型化及び小型化に伴い、レンズ駆動装置に与えられるスペースを縮小する要求が高まっている。この要求に対応するため、レンズ駆動装置のレンズを駆動させる構造としては、例えば、特許文献1のようなボイスコイル型の構造が採用されている。このボイスコイル型の構造は、一般に、ステッピングモータを用いた構造と比較して、構成を簡略化できるため、レンズ駆動装置の小型化を達成できることが知られている。
上記のボイスコイル型の構造では、レンズを保持するホルダ側にコイルを装着するとともに、ベース側に磁石を装着し、コイルに電流を印加することで生じる電磁駆動力によって、ホルダを光軸方向に移動している。また、ホルダをばね部材で支えるとともに、このばね部材をコイルへの給電用に共用し、ホルダから配線が引き出されないように構成されている。
この構成によれば、コイルへ給電するための配線がホルダから引き出されないため、レンズを駆動させる際に、配線に不要な振動や張力が加わり、配線が破損してしまう問題を抑制することができる。しかし、その反面、この構成では、ばね部材の構造が複雑であるため、レンズ駆動装置の製造時の歩留まりが低下しやすい問題が生じる。
このような問題を解消するための構成として、ホルダ側に磁石を装着し、ベース側にコイルを装着する構成をとることができる。この構成では、ホルダに配線を施す必要がないため、レンズ駆動時における配線の破損を抑制するとともに、ばね部材を削除することによるレンズ駆動装置の構成の簡素化を図ることができる。
特開2004−280031号公報
ところで、上記のホルダ側に磁石を装着し、ベース側にコイルを装着する構成のレンズ駆動装置では、重力の作用によるホルダの鉛直方向の上側への移動及び鉛直方向の下側への移動における駆動差を抑制するため、複数の磁石と各磁石に径方向に対向する位置に磁性板が配置されている。
しかしながら、上記レンズ駆動装置のような小型の電子部品においては、磁性板を正確に配置することは困難であり、磁性板の径方向の位置のわずかな誤差も磁石と磁性板との間の磁力に大きな影響を与えてしまう。したがって、複数の磁石と各磁石に径方向に対向する磁性板との間の各磁力のばらつきが大きなものとなってしまう。
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、複数の磁石と各磁石とそれぞれ径方向に対向する磁性体との径方向の距離をそれぞれ一定に保つことにより、各磁石と磁性板との間の磁力を互いに略均等にするレンズ駆動装置、及びこのレンズ駆動装置を搭載したカメラモジュールを提供することである。
上記目的を達成するために、請求項1に記載の発明は、略平板状の基部を有するベースと、レンズを保持するとともに、前記ベースに対して該レンズの光軸の方向に移動可能なホルダと、前記レンズを前記レンズの径方向から取り囲むとともに、前記ホルダに固定された複数の磁石と、前記ベースに取り付けられるとともに前記ホルダを外囲するケースと、前記複数の磁石と前記径方向に対向する磁性板とを備えるレンズ駆動装置において、前記ベース及び前記ケースの少なくともどちらか一方には、前記磁性板の前記径方向の位置を決定する位置決め部が設けられることを要旨とする。
この発明によれば、ベース及びケースの少なくともどちらか一方に位置決め部が設けられることにより、磁性板の径方向の位置が決定されるため、磁石と磁性板との径方向の距離を正確に設定することができる。したがって、複数の磁石と、各磁石と径方向に対向する磁性板との径方向の距離を互いに略等しくすることができる。その結果、各磁石と磁性板との間の磁力を互いに略均等にすることができる。
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、前記ベース及び前記ケースのそれぞれには、前記位置決め部が設けられ、前記位置決め部は、前記磁性板の前記光軸の方向の両端部と当接することを要旨とする。
この発明によれば、ベース及びケースにそれぞれ設けられた位置決め部が磁性板の光軸の方向の両端部に当接するため、磁性板が光軸の方向に対して傾くことを抑制することができる。
請求項3に記載の発明は、請求項1または請求項2に記載のレンズ駆動装置において、当該レンズ駆動装置は、前記磁石と前記径方向に対向するとともに、磁場を生成するコイルを備え、前記磁性板は、前記コイルと径方向に間隙を介して配置されることを要旨とする。
この発明によれば、磁性板がコイルに対して径方向に間隙を介して配置されることにより、磁性板とコイルとの接触を抑制することができ、磁性板とコイルとの接触に起因するコイルの撓みを抑制することができる。その上、位置決め部により、磁性板をコイルに対しても正確に配置することができるため、磁性板とコイルとの径方向の間隙の大きさを小さく設定することができる。その結果、レンズ駆動装置の径方向の小型化を図ることができる。
請求項4に記載の発明は、請求項1〜請求項3のいずれか一項に記載のレンズ駆動装置において、前記ケースは、前記光軸の方向に延設されるとともに、前記ベースに取り付けられる側板を有し、前記側板には、前記径方向に開口するとともに、前記磁性板が配置される切欠部が設けられることを要旨とする。
この発明によれば、ケースの側板に設けられた切欠部に磁性板が配置されることにより、切欠部に磁性板が配置されない構造と比較して、レンズ駆動装置の径方向の小型化を図ることができる。
請求項5に記載の発明は、請求項4に記載のレンズ駆動装置において、前記側板の長手方向において、前記ケースの前記切欠部の前記長手方向の幅の大きさは、前記磁性板の前記長手方向の幅の大きさと略等しいことを要旨とする。
この発明によれば、磁性板の長手方向の幅と切欠部の長手方向の幅とが略等しいことにより、磁性板と切欠部との長手方向の間に形成される間隙を小さく、或いはなくすことができる。したがって、レンズ駆動装置の外部から上記間隙を介して、塵埃がケース内に侵入することを抑制することができる。その上、切欠部により、ケースに対する磁性板の長手方向の位置を正確に決定することができる。
請求項6に記載の発明は、請求項5に記載のレンズ駆動装置において、前記磁性板と前記切欠部との前記長手方向の間は、接着剤により封止されることを要旨とする。
この発明によれば、磁性板と切欠部との長手方向の間を接着剤にて封止することにより、磁性板をケースに固定することができるとともに、レンズ駆動装置の外部から磁性板と切欠部との長手方向の間に形成される間隙を介して、塵埃がケース内に侵入することをより正確に抑制することができる。
この発明によれば、磁性板と切欠部との長手方向の間を接着剤にて封止することにより、磁性板をケースに固定することができるとともに、レンズ駆動装置の外部から磁性板と切欠部との長手方向の間に形成される間隙を介して、塵埃がケース内に侵入することをより正確に抑制することができる。
請求項7に記載の発明は、請求項4〜請求項6のいずれか一項に記載のレンズ駆動装置において、前記切欠部の前記光軸の方向の長さは、前記側板の前記光軸の方向の長さより短く形成され、前記側板の前記光軸の方向の一端は環状に形成されることを要旨とする。
この発明によれば、切欠部の光軸の方向の長さを短くして側板の光軸の方向の一端を環状に形成することにより、側板の光軸の方向の一端が環状に形成されない構造と比較して、側板の剛性を向上させることができる。したがって、外部衝撃に対して、側板が変形することを抑制することができる。また、レンズ駆動装置の製造過程において、ケースを取り扱う際に生じる側板の変形を抑制することができる。その結果、側板の変形に伴う磁性板の光軸の方向に対する傾きを抑制することができる。
請求項8に記載の発明は、請求項4〜請求項6のいずれか一項に記載のレンズ駆動装置において、前記ケースには、前記側板と連結するとともに開口穴を有する天板が設けられ、前記位置決め部は、前記天板に設けられることを要旨とする。
この発明によれば、天板に位置決め部が設けられることにより、磁性板を光軸の方向に長く形成することが可能となる。したがって、磁性板を光軸の方向に長く形成することにより、ホルダが光軸の方向に移動したとしても、磁性板と磁石とが径方向に対向することができ、磁性板と磁石との磁力によってホルダが光軸の方向に対して傾くことを抑制することができる。
請求項9に記載の発明は、請求項8に記載のレンズ駆動装置において、前記天板の厚さは、前記側板の厚さよりも厚く形成されることを要旨とする。
この発明によれば、天板の厚さを側板の厚さよりも厚く形成することにより、天板に位置決め部を設けたとしても、ケースの剛性が過大に低下することを抑制することができる。
この発明によれば、天板の厚さを側板の厚さよりも厚く形成することにより、天板に位置決め部を設けたとしても、ケースの剛性が過大に低下することを抑制することができる。
請求項10に記載の発明は、カメラモジュールであって、請求項1〜請求項9のいずれか一項に記載のレンズ駆動装置を搭載したことを要旨とする。
この発明によれば、レンズ駆動装置は、カメラモジュールに好適に搭載することができる。
この発明によれば、レンズ駆動装置は、カメラモジュールに好適に搭載することができる。
本発明によれば、複数の磁石と各磁石とそれぞれ径方向に対向する磁性体との径方向の距離をそれぞれ一定に保つことにより、各磁石と磁性板との間の磁力を互いに略均等にするレンズ駆動装置、及びこのレンズ駆動装置を搭載したカメラモジュールを提供することができる。
図1〜図8を参照して、本発明に係るレンズ駆動装置を携帯電話に搭載されるカメラのオートフォーカスに用いられるレンズ駆動装置として具体化した実施形態について説明する。以降では、レンズの光軸に沿った方向を「光軸方向」といい、レンズの径方向を「径方向」といい、レンズを径方向から取り囲む方向を「周方向」という。また、レンズ駆動装置1の光軸方向において、ベース30側を「下側」とし、ケース40側を「上側」とする。そして、レンズ駆動装置1の径方向において、光軸に向かう側を「内側」とし、光軸から離れる側を「外側」とする。
まず、図1及び図2を参照して、レンズ駆動装置1の全体構成について説明する。なお、図2以降の移動体1aでは、レンズホルダRHを省略して示している。
図1に示すように、レンズ駆動装置1は、光軸方向に移動可能な移動体1aと、移動体1aに駆動力を与えるとともに、このレンズ駆動装置1が搭載される機器に固定される固定体1bとにより構成されている。そして、レンズ駆動装置1は、移動体1aの光軸方向の移動に伴い、レンズが光軸方向に移動することにより、カメラのオートフォーカスを行っている。また、本実施形態のレンズ駆動装置1は、光軸方向の平面視において、約8.5mmの正方形に形成されており、レンズ駆動装置1の光軸方向の高さが、約3mmに形成されている。
図1に示すように、レンズ駆動装置1は、光軸方向に移動可能な移動体1aと、移動体1aに駆動力を与えるとともに、このレンズ駆動装置1が搭載される機器に固定される固定体1bとにより構成されている。そして、レンズ駆動装置1は、移動体1aの光軸方向の移動に伴い、レンズが光軸方向に移動することにより、カメラのオートフォーカスを行っている。また、本実施形態のレンズ駆動装置1は、光軸方向の平面視において、約8.5mmの正方形に形成されており、レンズ駆動装置1の光軸方向の高さが、約3mmに形成されている。
移動体1aは、レンズ及びこのレンズを保持するレンズホルダRHと、このレンズホルダRHを保持するホルダ10と、ホルダ10に固定される複数の磁石20とにより構成されている。なお、本実施形態の磁石20は、互いに周方向に一定の距離を介して、ホルダ10に4個固定されている。また、この磁石20は、ネオジウム磁石(Ne-Fe-B)が用いられている。特に、本実施形態の磁石20は、板状に形成されたネオジウム焼結磁石が用いられている。
図2に示すように、樹脂材料を射出成形により一体的に設けられたホルダ10は、光軸方向の平面視において、八角形の形状に形成されている。そして、ホルダ10において、磁石20が配置される位置には、ホルダ10の側面10aから径方向の内側に凹むとともに、光軸方向の上側が開口する保持部12が設けられている。また、磁石20の径方向の外側の面である外側面20aの径方向の位置と、ホルダ10の側面10aの径方向の位置とは互いに等しく形成されている。
また、ホルダ10において、周方向に隣り合う磁石20の間には、シャフト50(図1参照)を挿通可能とする貫通孔13,14がそれぞれ設けられている。また、光軸方向の平面視において、貫通孔13は円形に設けられ、貫通孔14は長穴形状に設けられている。また、貫通孔14は、貫通孔13及び貫通孔14の各中心を結んだ対角線L1に沿った方向を長径として、対角線L1と直交する方向を短径として形成されている。
また、図1に示すように、固定体1bは、レンズ駆動装置1の外枠を構成するベース30及びケース40と、ベース30に固定されて、ホルダ10の光軸方向への移動をガイドするシャフト50と、電流が印加されることにより磁場を形成するコイル60とにより構成されている。また、コイル60の径方向の外側には、磁性体の鋼板によって形成された長方形の板状の磁性板70がベース30及びケース40にそれぞれ固定されている。
ベース30は、樹脂材料を射出成形により一体的に設けられる。そして、ベース30には、レンズ駆動装置1の外枠の下面を構成する基部31と、基部31より光軸方向の上側に沿って延設される支柱部32とが設けられている。基部31は、光軸方向の平面視において、正方形に形成される。そして、支柱部32は、基部31の四隅にそれぞれ設けられている。また、基部31の中央位置には、円形の貫通孔である開口部33が形成されている。また、ベース30の周縁の2箇所には、2個の磁性板70が配置されている。
ケース40は、レンズ駆動装置1の外枠の側面及び上面を構成している。そして、ケース40は、コイル60の径方向の外側を外囲するようにベース30に取り付けられる。また、ケース40の天板40aには、シャフト50を挿入する2個の貫通孔41と、移動体1aを挿通可能とする開口部42とが設けられている。また、ケース40の側板40bには、磁性板70が配置される切欠部43が設けられている。
シャフト50は、ベース30の基部31にそれぞれ固定されるとともに、ケース40の貫通孔41に挿入されることにより、光軸方向に沿うように保持される。このシャフト50には、ホルダ10が挿入される。そして、ホルダ10は、シャフト50に対して摺動可能とすることにより、シャフト50に沿って移動可能となる。即ち、移動体1aは、シャフト50にガイドされて、光軸方向に移動する。また、本実施形態では、2個の同一形状及び同一寸法のシャフト50を使用している。
コイル60は、ベース30の4個の支柱部32の周囲に巻き付けられている。そして、コイル60は、所定の方向に巻回する第1コイル61と、第1コイル61の巻回方向とは反対方向に巻回する第2コイル62とにより構成されている。これら第1コイル61及び第2コイル62に電流が印加されることにより、第1コイル61及び第2コイル62の周囲にそれぞれ磁場が発生する。これら磁場と磁石20とにより、移動体1aを光軸方向に移動させる力が発生する。
図3〜図5を参照して、ベース30及びケース40の詳細な構造、特にシャフト50及び磁性板70を取り付ける構造について説明する。
図3(a)に示すように、ベース30の基部31には、ケース40が嵌合される段部34が設けられている。光軸方向の平面視において、段部34は略四角形状に形成されている。そして、段部34を構成する四角の辺のうち、磁性板70が配置される2辺には、磁性板70の径方向の位置を決定する磁性板位置決め部35が設けられている。この磁性板位置決め部35は、図3(b)に示すように、段部34の側面34aから径方向の内側に凹むとともに、光軸方向の上側に開口する凹形状に形成されている。
図3(a)に示すように、ベース30の基部31には、ケース40が嵌合される段部34が設けられている。光軸方向の平面視において、段部34は略四角形状に形成されている。そして、段部34を構成する四角の辺のうち、磁性板70が配置される2辺には、磁性板70の径方向の位置を決定する磁性板位置決め部35が設けられている。この磁性板位置決め部35は、図3(b)に示すように、段部34の側面34aから径方向の内側に凹むとともに、光軸方向の上側に開口する凹形状に形成されている。
また、図3(c)に示すように、ケース40の切欠部43を構成する、光軸方向の上部43aには、磁性板70の径方向の位置を決定する磁性板位置決め部44が設けられている。この磁性板位置決め部44は、ケース40の天板40aの周縁のうち、切欠部43と長手方向に重なる位置から径方向の内側に凹む凹形状に形成されている。ここで、磁性板位置決め部44に磁性板70の光軸方向の上部が当接し、磁性板位置決め部35に磁性板70の光軸方向の下部が当接する。即ち、磁性板位置決め部35,44は、磁性板70の光軸方向の両端部を支持する。したがって、磁性板70が光軸に対して傾くことを抑制される。
また、図3(a)に示すように、ベース30の基部31には、シャフト50の径方向の位置を決定するシャフト位置決め部36が設けられている。このシャフト位置決め部36は、シャフト50を固定する有底の穴形状に形成されている。これら段部34、磁性板位置決め部35、及びシャフト位置決め部36は、ベース30を射出成形する際に一体的に成形される。
図4に示すように、ケース40の切欠部43の長手方向の幅H1は、磁性板70の長手方向の幅H2と略等しい。この構成により、磁性板70と切欠部43との長手方向の間の間隙Gを小さくしている、或いは間隙Gをなくしている。そして、磁性板70は、ケース40の切欠部43及びベース30の基部31に接着剤によって固定される。具体的には、磁性板70を磁性板位置決め部44及び磁性板位置決め部35に配置した後、磁性板70の径方向の外側より接着剤を充填する。この接着剤は、少なくとも磁性板70の周縁に充填されることが望ましい。本実施形態では、磁性板70の径方向の外側の面の全面に接着剤が充填されている。なお、図4では、間隙Gを示すために、切欠部43の長手方向の幅H1より磁性板70の長手方向の幅H2を小さく示しているが、実際は、これら幅H1,H2は互いに略等しくなる。
また、図5に示すように、磁性板70の径方向の位置は、ケース40の側板40bの径方向の位置と重なるように設定されている。ここで、磁性板70が側板40bより径方向の外側に配置された場合、磁性板70を配置する分の径方向の場所をベース30に設ける必要がある。また、磁性板70が側板40bより径方向の内側に配置された場合、磁性板70を配置する分の径方向の場所をベース30及びケース40に設ける必要がある。したがって、いずれの場合にも、レンズ駆動装置1が径方向に大きくなってしまう。この点において、磁性板70が側板40bと径方向に重なる位置に配置された場合、ケース40もしくはベース30を径方向に大型化する必要がないため、レンズ駆動装置1の径方向に小型化を図ることができる。
また、磁性板位置決め部35,44は、コイル60より径方向の外側に形成されている。これにより、磁性板70は、コイル60と径方向に間隙を介して配置されるようになる。そして、磁性板位置決め部35,44により光軸方向の両端にて支持される磁性板70は、光軸方向に対して傾くことが抑制されるため、磁性板70がコイル60に接触することを抑制している。したがって、磁性板位置決め部35,44により、磁性板70の径方向の正確な位置を設定することができる上に、磁性板70の光軸方向の傾きを抑制できるため、磁性板70とコイル60との径方向の距離を小さく設定したとしても、磁性板70とコイル60との接触は抑制される。
次に、図6を参照して、固定体1bに対する移動体1aの位置関係について説明する。
図6に示すように、移動体1aのホルダ10の貫通孔13,14には、固定体1bのベース30のシャフト位置決め部36に固定されたシャフト50がそれぞれ挿入されている。そして、磁性板70は、貫通孔13,14によって形成された対角線L1を中心線として、この中心線の片側のみに配置されている。具体的には、ベース30の基部31において、対角線L1の片側となる段部34の2辺に設けられた磁性板位置決め部35に磁性板70が取り付けられている。特に、2個の磁性板70は、これら磁性板70に径方向に対向する磁石20の中央位置にそれぞれ配置されている。
図6に示すように、移動体1aのホルダ10の貫通孔13,14には、固定体1bのベース30のシャフト位置決め部36に固定されたシャフト50がそれぞれ挿入されている。そして、磁性板70は、貫通孔13,14によって形成された対角線L1を中心線として、この中心線の片側のみに配置されている。具体的には、ベース30の基部31において、対角線L1の片側となる段部34の2辺に設けられた磁性板位置決め部35に磁性板70が取り付けられている。特に、2個の磁性板70は、これら磁性板70に径方向に対向する磁石20の中央位置にそれぞれ配置されている。
ここで、一の磁性板70とこの磁性板70に径方向に対向する磁石20とによって発生する磁石20の径方向の外側への引力F1の方向と、他の磁性板70とこの磁性板70に径方向に対向する磁石20とによって発生する磁石20の径方向の外側への引力F2の方向とは、直交している。そして、引力F1と引力F2との合力F3の方向は、対角線L1に対して垂直方向に働く。
この合力F3により、ホルダ10の貫通孔13,14を構成する内周面とシャフト50とは、常に接触した状態に維持されている。したがって、移動体1aが光軸方向に移動する際、ホルダ10の貫通孔13,14を構成する内周面とシャフト50とが摺動する。
次に、図7を参照して、レンズ駆動装置1の駆動動作について説明する。図7中の一点鎖線は、光軸方向を示す。
図7(a)では、移動体1aは、ホームポジションに位置している。具体的には、移動体1aのホルダ10の下面が、ベース30の基部31の上面と接触している。移動体1aがホームポジションに位置しているとき、コイル60には、電流が印加されていない。
図7(a)では、移動体1aは、ホームポジションに位置している。具体的には、移動体1aのホルダ10の下面が、ベース30の基部31の上面と接触している。移動体1aがホームポジションに位置しているとき、コイル60には、電流が印加されていない。
そして、コイル60に電流が印加されると、即ち、第1コイル61及び第2コイル62に図7(a)に示す向きの電流が印加されると、移動体1aは、図7(b)に示す位置まで移動する。具体的には、第1コイル61及び第2コイル62に電流が印加されることにより、第1コイル61及び第2コイル62の周囲にそれぞれ磁場が発生する。そして、これら磁場と磁石20とにより磁気回路が形成されて、移動体1aを光軸方向の上側に向かい移動させる力が発生する。そして、移動体1aは、図7(a)に示すホームポジションから光軸方向の上側に向かい図7(b)の位置まで移動する。
一方、第1コイル61及び第2コイル62に図7(b)に示す向きとは逆向きの電流が印加された場合、これら磁場と磁石20とにより磁気回路が形成されて、移動体1aを光軸方向の下側に向かい移動させる力が発生する。即ち、移動体1aは、図7(b)の位置からホームポジションに向かい移動する。ここで、図7(b)中のコイル60に付されたマークについて、円に黒点のマークは、図面参照者に向かってくる方向を示し、円にバツのマークは、図面参照者から遠ざかる方向を示す。
以上のように、移動体1aを光軸方向の上側及び下側に移動させながら、レンズをオンフォーカス位置に移動させる。このとき、図6に示すように、2個の磁性板70と、これら磁性板70と径方向に対向する磁石20との間に生じる磁力により、移動体1aは、合力F3の方向に付勢される。そして、移動体1aが合力F3の方向に付勢されることにより、ホルダ10の貫通孔13,14とこの貫通孔13,14に挿入されたシャフト50が圧接される。このため、移動体1aを鉛直方向に動かす場合にも、重力に対して摩擦抗力が働く。また、レンズをオンフォーカス位置に移動させた後に、コイル60への電流の印加を遮断しても、上記の磁性板70と磁石20との磁力、及び貫通孔13,14とシャフト50との圧接により、移動体1aはオンフォーカス位置に維持される。
次に、図8を参照して、本実施形態のレンズ駆動装置1をカメラに搭載する場合のカメラモジュールの構成について説明する。
図8に示すように、レンズ駆動装置1のベース30側には、フィルタ2とイメージセンサ3とが配置されている。即ち、ベース30の光軸方向の下側には、フィルタ2とイメージセンサ3とが配置されている。ベース30には、位置検出素子としてホール素子4が配置される。そして、ホール素子4からの信号に基づいて、移動体1aの位置検出が行われる。
図8に示すように、レンズ駆動装置1のベース30側には、フィルタ2とイメージセンサ3とが配置されている。即ち、ベース30の光軸方向の下側には、フィルタ2とイメージセンサ3とが配置されている。ベース30には、位置検出素子としてホール素子4が配置される。そして、ホール素子4からの信号に基づいて、移動体1aの位置検出が行われる。
フォーカス動作時、CPU(Central Processing Unit)5は、ドライバ6を制御して、移動体1aをホームポジションから予め設定された位置まで光軸方向の上側に移動させる。このとき、ホール素子4からの位置検出信号がCPU5に入力される。同時に、CPU5は、イメージセンサ3から入力される信号を処理して撮像画像のコンストラスト値を取得する。そして、このコンストラスト値が最良となる移動体1aの位置をオンフォーカス位置として取得する。
その後、CPU5は、オンフォーカス位置に向けて移動体1aを駆動する。その際、CPU5は、ホール素子4からの信号をモニタし、ホール素子4からの信号がオンフォーカス位置に対応する状態になるまで、移動体1aを駆動する。これにより、移動体1aがオンフォーカス位置に位置づけられる。
本実施形態のレンズ駆動装置1によれば、以下に示す効果を奏することができる。
(1)本実施形態では、磁性板70の径方向の位置を決定する磁性板位置決め部35,44がそれぞれベース30の基部31及びケース40に設けられる構成である。この構成によれば、2個の磁性板70と2個の磁石20との径方向の距離の大きさをそれぞれ高精度に設定することができる。したがって、磁性板70と磁石20との径方向の距離を互いに等しくすることができ、磁性板70と磁石20との間の磁力を互いに等しくすることができる。
(1)本実施形態では、磁性板70の径方向の位置を決定する磁性板位置決め部35,44がそれぞれベース30の基部31及びケース40に設けられる構成である。この構成によれば、2個の磁性板70と2個の磁石20との径方向の距離の大きさをそれぞれ高精度に設定することができる。したがって、磁性板70と磁石20との径方向の距離を互いに等しくすることができ、磁性板70と磁石20との間の磁力を互いに等しくすることができる。
その上、ベース30の基部31には、シャフト50の位置を決定するシャフト位置決め部36が支柱部32と一体的に設けられるため、コイル60に対する磁石20の径方向の位置を高精度に設定することができる。したがって、コイル60と4個の磁石20との間のそれぞれの磁力を互いに等しくすることができる。
また、これら磁性板位置決め部35及びシャフト位置決め部36は、ベース30を射出成形する際に一体的に設けられるため、磁性板位置決め部35及びシャフト位置決め部36を追加工により設けられた場合と比較して、ベース30の製造工程を簡略化することができるとともに、磁性板位置決め部35に対するシャフト位置決め部36の位置精度を向上させることができる。したがって、磁石20に対する磁性板70の位置、及びコイル60に対する磁石20の位置をそれぞれより高精度に設定できるため、2個の磁石20と2個の磁性板70との間のそれぞれ磁力を互いにより確実に等しくすることができるとともに、4個の磁石20とコイル60との間のそれぞれの磁力を互いにより確実に等しくすることができる。
(2)本実施形態では、磁性板位置決め部35,44が磁性板70の光軸方向の両端部に当接する構成である。この構成によれば、磁性板位置決め部35,44による磁性板70を支持する光軸方向の間の長さを長くすることができるため、磁性板70が光軸方向に対して傾くことを抑制することができる。したがって、移動体1aがホームポジション及びオンフォーカス位置に係らず、磁性板70と磁石20との径方向の距離を等しくすることができ、磁性板70と磁石20との間の磁力を等しくすることができる。
(3)本実施形態では、磁性板70は、コイル60より径方向の外側に配置されるとともに、磁性板70とコイル60との径方向の間には間隙が設けられる構成である。この構成によれば、磁性板70とコイル60との接触を抑制することができるため、磁性板70とコイル60との接触に起因するコイル60の撓みを抑制することができる。
その上、磁性板位置決め部35,44により磁性板70の径方向の位置を正確に設定することができるため、コイル60に対する磁性板70の径方向の位置の誤差を低減することができる。したがって、コイル60と磁性板70との径方向の間隙を小さく形成したとしても、磁性板70とコイル60とが接触することを抑制することができる。その結果、磁性板70とコイル60との接触を抑制しつつもレンズ駆動装置1の径方向の小型化を図ることができる。また、磁石20と磁性板70との径方向の距離を小さくすることができるため、磁石20と磁性板70との間の磁気効率を向上させることができる。
さらに、磁性板位置決め部35,44によって、磁性板70の光軸方向に対する傾きを抑制しているため、さらに磁性板70とコイル60との径方向の距離を小さく設定することができる。したがって、磁石20と磁性板70との磁気効率をより向上させることができるとともに、レンズ駆動装置1の径方向の更なる小型化を図ることができる。
(4)本実施形態では、ケース40の側板40bに磁性板70が配置される切欠部43が設けられる構成である。この構成によれば、側板40bの径方向の位置と磁性板70の径方向の位置とが互いに重なるため、切欠部43が磁性板70の配置スペースを形成することになる。したがって、側板40bの径方向の外側もしくは内側に磁性板70の配置スペースを形成する必要がなくなるため、側板40bよりも径方向の外側もしくは内側に磁性板70が配置される構成と比較して、ケース40の径方向の小型化を図ることができる。その結果、レンズ駆動装置1の径方向の小型化を図ることができる。
(5)本実施形態では、ケース40の切欠部43の長手方向の幅H1と磁性板70の長手方向の幅H2とが略等しい構成である。この構成によれば、切欠部43と磁性板70との長手方向の間に形成される間隙Gを小さくする、或いはなくすことができる。したがって、レンズ駆動装置1の外部から上記間隙Gを介して、ケース40内に塵埃が侵入することを抑制することができる。その上、切欠部43に磁性板70を配置することにより、ケース40に対する磁性板70の長手方向の位置を決定することができる。したがって、磁石20に対する磁性板70の長手方向の位置を正確に決定することができる。これにより、磁石20と磁性板70との間の引力F1,F2のそれぞれの方向を制御することができるため、引力F1,F2の合力F3を対角線L1に対して、正確に垂直方向にすることができる。
また、この切欠部43と磁性板70との長手方向の間には、接着剤が充填されている。これにより、磁性板70がケース40の切欠部43に対して固定される。そして、切欠部43と磁性板70との長手方向の間に間隙Gが形成されたとしても接着剤がその間隙Gを封止することにより、レンズ駆動装置1の外部から間隙Gを介して、ケース40内に塵埃が侵入することをより確実に抑制することができる。
(6)本実施形態では、磁性板位置決め部44は、ケース40の天板40aに設けられる構成である。この構成によれば、磁性板70の光軸方向の上端部の位置を天板40aの下面よりも上側に配置することができる。したがって、移動体1aが、移動体1aの移動可能な光軸方向の範囲において最も上側に移動したとしても、磁石20と径方向に対向する位置には、磁性板70が配置されている。その結果、移動体1aが光軸方向の上側に移動した際に、磁石20と磁性板70との径方向の距離を一定に維持することができ、磁石20と磁性板70との間の磁力が不安定になることを抑制することができる。
また、磁性板位置決め部35が、ベース30の基部31に設けられた段部34の上面34bよりも光軸方向の下側に形成されるため、移動体1aがホームポジションに位置したとしても、磁石20と径方向に対向する位置には、磁性板70が配置されている。その結果、移動体1aがホームポジションに向かい移動した際に、磁石20と磁性板70との径方向の距離を一定に維持することができ、磁石20と磁性板70との間の磁力が不安定になることを抑制することができる。
以上により、磁性板位置決め部44,35により、磁性板70の光軸方向の長さを移動体1aの光軸方向の移動可能な範囲より長く形成することができるため、移動体1aの光軸方向の移動が行われたとしても、磁石20と磁性板70との径方向の距離を一定に維持することができるため、磁力が不安定になることを抑制することができる。
(7)本実施形態では、ケース40の天板40aの厚さが側板40bの厚さよりも厚く形成される構成とする。この構成によれば、天板40aに位置決め部44が設けられたとしても、ケース40の剛性が過大に低下することを抑制することができる。また、天板40aを厚く形成することにより、側板40bを薄く形成してもケース40の剛性の過大な低下を抑制することができるため、ケース40の径方向の小型化を図ることができる。その結果、レンズ駆動装置1の径方向の小型化を図ることができる。
(8)本実施形態では、レンズ駆動装置1を携帯電話のカメラモジュールに搭載する構成である。ここで、特に携帯電話等の携帯機器においては、携帯機器の小型化及び高性能化に伴い、電子部品の数は増加するが、電子部品の配置スペースは縮小するため、各電子部品に与えられるスペースが縮小している。即ち、レンズ駆動装置1の小型化が求められている。この点において、本実施形態では、位置決め部35,44により、磁性板70とコイル60との径方向の距離を小さくし、切欠部43によりケース40の径方向の小型化を図り、レンズ駆動装置1の径方向の小型化を図っている。したがって、上記携帯機器に本実施形態のレンズ駆動装置1を搭載することは好適である。
(その他の実施形態)
本発明は、上記に例示した実施形態に限定されることなく、以下のように変更することもできる。
本発明は、上記に例示した実施形態に限定されることなく、以下のように変更することもできる。
・本実施形態のレンズ駆動装置1では、携帯電話に搭載されるカメラモジュールに適用されたが、本発明の適用範囲はこれに限定されることはない。例えば、他の携帯機器に搭載されたカメラモジュールに適用されてもよい。
・本実施形態のレンズ駆動装置1では、磁性板70を2個用いたが、磁性板70の個数は、これに限定されることはない。磁性板70と磁石20とにより、移動体1aを径方向の一方向に付勢することができればよいので、例えば、図9に示すように、L字形状の磁性板80を用いてもよい。ここで、2個の磁石20とそれぞれ対向する磁性板80の部位の面積は等しいことが望ましい。この構成により、磁石20とこの磁石20と径方向に対向する磁性板80との間の磁力を互いに等しくすることができる。また、図9においては、磁性板80の端部81が磁石20の略中央部に位置していたが、磁性板80の端部81の位置は、これに限定されることはない。例えば、磁性板80が磁石20の外側面20aの全面と対向するように端部81の位置を設定してもよい。
・本実施形態のレンズ駆動装置1では、ケース40の天板40aに位置決め部44が設けられたが、磁性板位置決め部44の設けられる位置は、これに限定されることはない。例えば、図10(a)に示すように、ケース40の側板40bにおいて、切欠部43の光軸方向の長さが側板40bの光軸方向の長さよりも短い構成において、図10(b)に示すように、切欠部43の上部43aに磁性板位置決め部44が設けられる構成であってもよい。この場合、側板40bの上端部45は、天板40aの周縁に沿って環状に形成されるため、ケース40の剛性を向上させることができる。したがって、レンズ駆動装置1が外部衝撃を受けた際、側板40bが変形することを抑制することができる。また、レンズ駆動装置1の製造過程において、ケース40を取り扱う際に生じる側板40bの変形を抑制することができる。その結果、側板40bの変形に起因する磁性板70の光軸方向に対する傾きを抑制することができる。
また、図11に示すように、磁性板位置決め部44として、ケース40の側板40bの切欠部43に係止部46を設ける構成であってもよい。この係止部46と磁性板70とが当接することにより、磁性板70の径方向の位置が決定される。また、図11では、係止部46の光軸方向の長さを切欠部43の光軸方向の長さと等しく形成したが、係止部46の光軸方向の長さは、これに限定されることはない。切欠部43の光軸方向の長さよりも短く形成されてもよい。
・本実施形態のレンズ駆動装置1では、天板40aに磁性板位置決め部44を設ける構成として、天板40aの下面から光軸方向の上側に凹む段形状に形成したが、磁性板位置決め部44の形状は、これに限定されることはない。例えば、図12に示すように、天板40aの下面から光軸方向の下側に突出する突部47を設け、この突部47と下面とにより段形状を形成してもよい。これにより、天板40aの厚さを薄くする必要がないため、ケース40の剛性の低下を防止することができる。
・本実施形態のレンズ駆動装置1では、磁性板位置決め部35,44のともに、径方向の外側に開口する段形状であったが、磁性板位置決め部の形状は、これに限定されることはない。例えば、図13に示すように、ケース40の天板40aの下面に凹部48を設け、ベース30の基部31に凹部37を設ける構成であってもよい。この構成により、磁性板70の径方向の両側から挟まれる構成となるため、磁性板70がベース30及びケース40から外れることを確実に抑制することができる。
・本実施形態のレンズ駆動装置1では、ケース40の側板40bに切欠部43は、側板40bを径方向に貫通する開口穴の形状としたが、切欠部43の形状は、これに限定されることはない。例えば、図14に示すように、切欠部43は、側板40bから径方向の内側に凹む凹形状であってもよい。この切欠部43に磁性板70を当接することにより、切欠部43は磁性板位置決め部としての役割も兼ねることができる。
・本実施形態のレンズ駆動装置1では、磁性板位置決め部として、ベース30側に磁性板位置決め部35を設け、ケース40側に磁性板位置決め部44を設ける構成であったが、磁性板位置決め部の構成は、これに限定されることはない。例えば、磁性板位置決め部は、ベース30側のみ、もしくは、ケース40側のみに設ける構成であってもよい。
RH…レンズホルダ、1…レンズ駆動装置、1a…移動体、1b…固定体、2…フィルタ、3…イメージセンサ、4…ホール素子(位置検出素子)、5…CPU、6…ドライバ、10…ホルダ、11…開口部、12…保持部、13,14…貫通孔、20…磁石、20a…外側面、30…ベース、31…基部、32…支柱部、33…開口部、34…段部、35…磁性板位置決め部(位置決め部)、36…シャフト位置決め部、37…凹部、40…ケース、40a…天板、40b…側板、41…貫通孔、42…開口部、43…切欠部、43a…上部、44…磁性板位置決め部(位置決め部)、45…上端部、46…係止部、47…突部、48…凹部、50…シャフト、60…コイル、61…第1コイル、62…第2コイル、70,80…磁性板、81…端部。
Claims (10)
- 略平板状の基部を有するベースと、レンズを保持するとともに、前記ベースに対して該レンズの光軸の方向に移動可能なホルダと、前記レンズを前記レンズの径方向から取り囲むとともに、前記ホルダに固定された複数の磁石と、前記ベースに取り付けられるとともに前記ホルダを外囲するケースと、前記複数の磁石と前記径方向に対向する磁性板とを備えるレンズ駆動装置において、
前記ベース及び前記ケースの少なくともどちらか一方には、前記磁性板の前記径方向の位置を決定する位置決め部が設けられる
ことを特徴とするレンズ駆動装置。 - 請求項1に記載のレンズ駆動装置において、
前記ベース及び前記ケースのそれぞれには、前記位置決め部が設けられ、
前記位置決め部は、前記磁性板の前記光軸の方向の両端部と当接する
ことを特徴とするレンズ駆動装置。 - 請求項1または請求項2に記載のレンズ駆動装置において、
当該レンズ駆動装置は、前記磁石と前記径方向に対向するとともに、磁場を生成するコイルを備え、
前記磁性板は、前記コイルと径方向に間隙を介して配置される
ことを特徴とするレンズ駆動装置。 - 請求項1〜請求項3のいずれか一項に記載のレンズ駆動装置において、
前記ケースは、前記光軸の方向に延設されるとともに、前記ベースに取り付けられる側板を有し、
前記側板には、前記径方向に開口するとともに、前記磁性板が配置される切欠部が設けられる
ことを特徴とするレンズ駆動装置。 - 請求項4に記載のレンズ駆動装置において、
前記側板の長手方向において、前記ケースの前記切欠部の前記長手方向の幅の大きさは、前記磁性板の前記長手方向の幅の大きさと略等しい
ことを特徴とするレンズ駆動装置。 - 請求項5に記載のレンズ駆動装置において、
前記磁性板と前記切欠部との前記長手方向の間は、接着剤により封止される
ことを特徴とするレンズ駆動装置。 - 請求項4〜請求項6のいずれか一項に記載のレンズ駆動装置において、
前記切欠部の前記光軸の方向の長さは、前記側板の前記光軸の方向の長さより短く形成され、前記側板の前記光軸の方向の一端は環状に形成される
ことを特徴とするレンズ駆動装置。 - 請求項4〜請求項6のいずれか一項に記載のレンズ駆動装置において、
前記ケースには、前記側板と連結するとともに開口穴を有する天板が設けられ、
前記位置決め部は、前記天板に設けられる
ことを特徴とするレンズ駆動装置。 - 請求項8に記載のレンズ駆動装置において、
前記天板の厚さは、前記側板の厚さよりも厚く形成される
ことを特徴とするレンズ駆動装置。 - 請求項1〜請求項9のいずれか一項に記載のレンズ駆動装置を搭載したことを特徴とするカメラモジュール。
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