JP2013061678A - レンズ駆動装置、カメラ及びカメラ付き携帯電話 - Google Patents
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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
【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。
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。
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)
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)
- 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。 - 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。
- 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。
- 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。
- 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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2012
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