JP2019045563A - レンズ駆動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】レンズ駆動装置において、通電時の可動部材の姿勢を適正に維持できるようにする。【解決手段】レンズ駆動装置は、中央に開口を有するベース部材と、レンズ又はレンズ枠が取り付けられる可動部材と、中央に開口を有しベース部材に支持され可動部材を覆うカバー部材と、ベース部材とカバー部材に対して、可動部材をレンズの光軸に沿って移動自在に弾性支持する弾性部材と、可動部材に保持されレンズの光軸周りに巻き回されるコイルと、カバー部材に固定されコイルの周囲に配置されるマグネットとを備え、ベース部材の外周縁部には、光軸を挟んで光軸に平行にガイド軸部が立設され、可動部材には、コイルを保持するコイル保持部を挟んで一対のフランジ部が設けられ、フランジ部に設けた凹部に、ガイド軸部が嵌合している。【選択図】図１

Description

本発明は、レンズ駆動装置に関するものである。

レンズ駆動装置は、ベース部材と、レンズ又はレンズ枠（レンズバレル）が取り付けられる可動部材（キャリア）と、ベース部材に対して可動部材をレンズの光軸方向に沿って移動自在に支持する支持部材とを備えており、アクチュエータであるコイルとマグネットの一方を可動部材に設け、他方を支持部材に設けて、板バネなどの弾性部材を介して支持部材に支持される可動部材を、アクチュエータの推力（ローレンツ力）と弾性部材の弾性力をバランスさせながら、光軸方向に沿って移動するものである（例えば、下記特許文献１参照）。

従来のレンズ駆動装置は、アクチュエータの無通電時に弾性部材の弾性力で可動部材がベース部材に押し付けられるようになっており、ベース部材には、可動部材の光軸方向の移動と光軸周りの移動を制限する移動制限部が設けられている。

特開２０１５−９９２８２号公報

前述した従来のレンズ駆動装置は、ベース部材の底面に移動制限部やアクチュエータの一部を設けるための大きなスペースが必要である。このため、ベース部材の開口径に対してベース部材の占有面積が大きくなる問題があった。

また、前述した従来のレンズ駆動装置は、無通電時に可動部材が弾性部材でベース部材に押し付けられている状態では、可動部材の移動制限が可能であるが、通電時に可動部材がベース部材から離間すると、可動部材の姿勢を適正に維持しにくくなる問題があった。

本発明は、このような問題に対処することを課題としている。すなわち、レンズ駆動装置において、ベース部材の開口径に対してベース部材の占有面積を可能な限り小さくすること、通電時の可動部材の姿勢を適正に維持できるようにすること、などが本発明の課題である。

このような課題を解決するために、本発明は、以下の構成を具備するものである。
中央に開口を有するベース部材と、レンズ又はレンズ枠が取り付けられる可動部材と、中央に開口を有し前記ベース部材に支持され前記可動部材を覆うカバー部材と、前記ベース部材と前記カバー部材に対して、前記可動部材をレンズの光軸に沿って移動自在に弾性支持する弾性部材と、前記可動部材に保持され前記レンズの光軸周りに巻き回されるコイルと、前記カバー部材に固定され前記コイルの周囲に配置されるマグネットとを備え、前記ベース部材の外周縁部には、前記光軸を挟んで前記光軸に平行にガイド軸部が立設され、前記可動部材には、前記コイルを保持するコイル保持部を挟んで一対のフランジ部が設けられ、該フランジ部に設けた凹部に、前ガイド軸部が嵌合していることを特徴とするレンズ駆動装置。

本発明の実施形態に係るレンズ駆動装置の分解斜視図である。 （ａ）がレンズ駆動装置の組み立て状態（カバー部材除く）を示した平面図、（ｂ）が（ａ）のＡ−Ａ断面図である。 図２（ａ）におけるＰ部拡大斜視図である。 （ａ）がレンズ駆動装置を備える撮像装置、（ｂ）がレンズ駆動装置を備えた携帯電子機器（携帯情報端末）を示す説明図である。

以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。以下の説明で、異なる図における同一符号は同一機能の部位を示しており、各図における重複説明は適宜省略する。

図１及び図２に示すように、レンズ駆動装置１は、可動部材２、ベース部材３、カバー部材４、弾性部材５、コイル６、マグネット７を備えている。

可動部材２は、中央に開口２Ａを備えており、この開口２Ａに図示省略したレンズ又はレンズ枠（以下、単にレンズという）を保持している。ベース部材３とカバー部材４は、可動部材２を支持する部材であり、可動部材２は、弾性部材５（上板バネ８と下板バネ９）を介してベース部材３とカバー部材４に弾性支持されることで、レンズの光軸Ｏに沿って移動自在に支持されている。

コイル６とマグネット７は、可動部材２を光軸Ｏに沿って移動させる駆動部（アクチュエータ）となるもので、コイル６への通電で光軸Ｏに沿った推力（ローレンツ力）が得られるように、コイル６の巻線方向とマグネット７の磁極が配置されている。

可動部材２の開口２Ａにはレンズを保持するためのネジ部２Ｂが設けられている。また、可動部材２は、コイル６を保持するコイル保持部２Ｃを備えている。コイル保持部２Ｃは、光軸Ｏの周りに巻き回されるコイル６を保持するように、可動部材２の外周部に設けられている。

ベース部材３は、中央部に光軸Ｏと同軸の開口３Ａを有しており、ベース部材３の周縁部に支持され可動部材２を覆うカバー部材４も中央部に光軸Ｏと同軸の開口４Ａを備えている。カバー部材４には、コイル６の周囲に配置されるマグネット７が固定される。

弾性部材５は、上板バネ８と下板バネ９からなる。上板バネ８は、２つの板バネの外周側に外側支持部８Ａが設けられ、内側に内側支持部８Ｂが設けられ、外側支持部８Ａと内側支持部８Ｂの間に弾性変形部８Ｃが設けられている。下板バネ９は、４つの板バネに分割されており、それぞれの板バネが、外側支持部９Ａと内側支持部９Ｂを備え、外側支持部９Ａと内側支持部９Ｂの間に弾性変形部９Ｃが設けられている。

ベース部材３とカバー部材４は、外周形状が平面視矩形状になっており、カバー部材４の天面部４Ｂの内面側の四隅に上板バネ８の外側支持部８Ａが固定され、ベース部材３の四隅の支持面３Ｂに下板バネ９の外側支持部９Ａが固定される。そして、可動部材２の上支持部２Ｄに上板バネ８の内側支持部８Ｂが固定され、可動部材２の下支持部２Ｅに下板バネ９の内側支持部９Ｂが固定される。

可動部材２は、平面視の外周形状が八角形であり、コイル保持部２Ｃにおいては、８つの直線辺に沿うようにコイル６が巻き回されている。そして、コイル６の周囲に配置される４つのマグネット７が、可動部材２における八角形の互いに隣接しない４辺に対面するように配置されている。４つのマグネット７は、外周形状が矩形状のカバー部材４の角部四隅に固定されるように、平面視台形状になっている。カバー部材４は、マグネット７を磁気吸着するヨーク（強磁性体）になっている。

このようなレンズ駆動装置１において、ベース部材３の外周縁部には、光軸Ｏを挟んで光軸Ｏと平行にガイド軸部３Ｐが立設されている。図示の例では、ガイド軸部３Ｐは、光軸Ｏの両側に一対設けられ、光軸Ｏと一対のガイド軸部３Ｐとが直線状に配置されている。

これに対して、可動部材２には、コイル保持部２Ｃを上下に挟んで一対のフランジ部２Ｆ１，２Ｆ２が設けられている。フランジ部２Ｆ１，２Ｆ２は、コイル保持部２Ｃに対して径方向に突出しており、フランジ部２Ｆ１の上側に、上板バネ８の内側支持部８Ｂが固定される上支持部２Ｄが設けられ、フランジ部２Ｆ２の下側に、下板バネ９の内側支持部９Ｂが固定される下支持部２Ｅが設けられる。

そして、一対のフランジ部２Ｆ１，２Ｆ２には、それぞれ凹部２Ｇが設けられ、この凹部２Ｇに、ベース部材３のガイド軸部３Ｐが嵌合している。ガイド軸部３Ｐにおける光軸Ｏ方向の突出高さは、可動部材２の光軸Ｏ方向の厚さより大きくなっている。これによって、コイル６への無通電時に弾性部材５（上板バネ８と下板バネ９）によって可動部材２がベース部材３側に押し付けられている状態では勿論のこと、コイル６への通電時であって可動部材２がベース部材３から離間している状態であって、ガイド軸部３Ｐは、一対のフランジ部２Ｆ１，２Ｆ２に設けた凹部２Ｇに嵌合した状態になっている。

凹部２Ｇは、ガイド軸部３Ｐの少なくとも半周以上を囲むように設けられている。また、図３に示すように、凹部２Ｇの外周には、光軸Ｏ方向に突出するリブ２Ｇ１が設けられている。凹部２Ｇにリブ２Ｇ１が設けられていることで、ガイド軸部３Ｐの外周面に対面する凹部２Ｇの内面はフランジ部２Ｆ１，２Ｆ２の厚さ以上の幅を有している。

このようなレンズ駆動装置１は、弾性部材５（上板バネ８と下板バネ９）を介してベース部材３とカバー部材４に支持される可動部材２を、コイル６への通電で生じる推力（ローレンツ力）と弾性部材５の弾性力をバランスさせながら、光軸Ｏ方向に沿って移動する。この際、可動部材２は、一対のフランジ部２Ｆ１，２Ｆ２に設けた凹部２Ｇに、ベース部材２から光軸Ｏと平行に立設している一対のガイド軸部３Ｐに嵌合しているので、可動部材２が光軸Ｏ周りに回転するのが抑止され、また、可動部材２が光軸Ｏに交差する平面内で移動することが抑止される。これによって、レンズ駆動装置１は、可動部材２の動作時（フォーカシング時）に落下衝撃などを受けた場合にも、可動部材２の移動が制限されることになり、弾性部材５（上板バネ８と下板バネ９）の破損などを未然に防ぐことができる。

また、可動部材２は、ガイド軸部３Ｐに沿った２箇所で凹部２Ｇに嵌合し、凹部２Ｇの内面はリブ２Ｇ１によって光軸Ｏ方向に厚さを有しているので、可動部材２が光軸Ｏに対して傾斜することを抑止することができる。これによって、可動部材２に保持されるレンズのフォーカス精度を向上させることができる。

そして、レンズ駆動装置１は、ベース部材３にガイド軸部３Ｐを設け、これに可動部材２の凹部２Ｇを嵌合させて、可動部材２の移動制限をしているので、可動部材２に設けられる凹部２Ｇとガイド軸部３Ｐとのクリアランスのみで、落下衝撃時等における可動部材２の最大変位量を設定することができる。これによると、カバー部材４に可動部材２を当てて移動制限をする場合と比較して、クリアランスを決める対象部品が少なくなる（カバー部材に当てる場合は対象部品が一つ増える）ので、クリアランスを狭く設定することができ、落下衝撃時等の移動変位を最小限に抑えることができる。

可動部材２とベース部材３は、共に樹脂材で形成することができるので、凹部２Ｇの内面にガイド軸部３Ｐの外周面が接触した場合に樹脂削れが生じ難く、レンズ駆動装置１内での塵の発生を抑止することができる。

このようなレンズ駆動装置１の組み立て手順を説明する。先ず、カバー部材４の天面内側に、上板バネ８の外側支持部８Ａを接着剤で固定する。次に、マグネット７の上面と側面に接着剤を塗布して、マグネット７の上面を、カバー部材４の天面部の内側に固定した上板バネ８の外側支持部８Ａに固定し、マグネット７の側面をカバー部材４の内側面に固定する。マグネット７は、カバー部材４の角部に対応する側面を有しており、また、カバー部材４がヨークとして機能する磁性体であるため、マグネット７はカバー部材４の内面に磁気吸着され、マグネット７とカバー部材４との固定は比較的簡易に行うことができる。

一方、ベース部材３に対しては、支持面３Ｂに下板バネ９の外側支持部９Ａが接着剤で固定される。そして、コイル６がコイル保持部２Ｃに巻かれている可動部材２の下支持部２Ｅに、下板バネ９の内側支持部９Ｂが接着剤で固定される。その後、コイル６の端部は、下板バネ９の内側支持部９Ｂに半田接続され、下板バネ９の外側支持部９Ａは、ベース部材３の支持面３Ｂに設けられる接続端子に半田接続される。

その後は、内側に上板バネ８とマグネット７が固定されたカバー部材４と、下板バネ９と可動部材２が固定されたベース部材３とを合体させる。この際に、可動部材２の上支持部２Ｄに接着剤を塗布することで、この上支持部２Ｄと上板バネ８の内側支持部８Ｂが固定される。そして最後に、カバー部材４の下端をベース部材３の外周縁の支持部上に載せて、ベース部材３とカバー部材４とを接着剤で固定する。

図４は、（ａ）において、前述したレンズ駆動装置１を備えた撮像装置（カメラ）１００を示し、（ｂ）において、レンズ駆動装置１を具備するカメラユニットを備えた携帯電子機器（携帯情報端末）２００を示している。

前述したレンズ駆動装置１は、平面視八角形状の可動部材２を採用しており、その四方にマグネット７を配置することで、矩形状のベース部材３をコンパクトに形成することができ、ベース部材３の占有面積を小さくすることで、撮像装置（カメラ）１００や携帯電子機器（携帯情報端末）２００内での設置スペースを省スペース化することができる。これによって、撮像装置（カメラ）１００や携帯電子機器（携帯情報端末）２００の小型化・薄型化が可能になると共に、他の機能部品の設置占有面積を広げることで、機器の高機能化が可能になる。

また、前述したレンズ駆動装置１は、可動部材２の不要な移動を抑止することで、高い耐衝撃性や耐久性を有している。これにより、モバイル性能を高めた撮像装置（カメラ）１００や携帯電子機器（携帯情報端末）２００の使用時に、適正なレンズ駆動性能を発揮することができる。更には、前述したレンズ駆動装置１は、高い動作信頼性を有し、製造歩留まりを高めることができるので、撮像装置（カメラ）１００や携帯電子機器（携帯情報端末）２００の高機能且つ低コスト化に対応することができる。

以上、本発明の実施の形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこれらの実施の形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても本発明に含まれる。また、上述の各実施の形態は、その目的及び構成等に特に矛盾や問題がない限り、互いの技術を流用して組み合わせることが可能である。

１：レンズ駆動装置，
２：可動部材，２Ａ：開口，２Ｂ：ネジ部，２Ｃ：コイル保持部，
２Ｄ：上支持部，２Ｅ：下支持部，２Ｆ１，２Ｆ２：フランジ部，
２Ｇ：凹部，２Ｇ１：リブ，
３：ベース部材，３Ａ：開口，３Ｂ：支持部，
３Ｐ：ガイド軸部，
４：カバー部材，４Ａ：開口，
５：弾性部材，６：コイル，７：マグネット，
８：上板バネ，８Ａ：外側支持部，８Ｂ：内側支持部，８Ｃ：弾性変形部，
９：下板バネ，９Ａ：外側支持部，９Ｂ：内側支持部，９Ｃ：弾性変形部，
Ｏ：光軸

Claims (6)

1. 中央に開口を有するベース部材と、
   レンズ又はレンズ枠が取り付けられる可動部材と、
   中央に開口を有し前記ベース部材に支持され前記可動部材を覆うカバー部材と、
   前記ベース部材と前記カバー部材に対して、前記可動部材をレンズの光軸に沿って移動自在に弾性支持する弾性部材と、
   前記可動部材に保持され前記レンズの光軸周りに巻き回されるコイルと、
   前記カバー部材に固定され前記コイルの周囲に配置されるマグネットとを備え、
   前記ベース部材の外周縁部には、前記光軸を挟んで前記光軸に平行にガイド軸部が立設され、
   前記可動部材には、前記コイルを保持するコイル保持部を挟んで一対のフランジ部が設けられ、該フランジ部に設けた凹部に、前ガイド軸部が嵌合していることを特徴とするレンズ駆動装置。
2. 前記ベース部材及び前記カバー部材は、平面視矩形状であり、
   前記可動部材は、平面視八角形状であり、
   前記マグネットが、前記カバー部材の角部に配置されていることを特徴とする請求項１記載のレンズ駆動装置。
3. 前記カバー部材は、前記マグネットが磁気吸着するヨークであることを特徴とする請求項１又は２記載のレンズ駆動装置。
4. 前記凹部の周囲には、前記光軸の方向に突出するリブが設けられていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項記載のレンズ駆動装置。
5. 請求項１〜４のいずれか１項記載のレンズ駆動装置を備えた撮像装置。
6. 請求項１〜４のいずれか１項記載のレンズ駆動装置を備えた携帯情報端末。

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