JP4747732B2 - レンズ駆動装置及びカメラ付き携帯電話端末 - Google Patents

Description

本発明は、レンズを光軸方向に移動可能な小型のレンズ駆動装置、及びこのレンズ駆動装置を用いたカメラ付き携帯電話端末に関する。

従来、レンズ駆動装置を用いたカメラ付き携帯機器として、例えば、カメラ付き携帯電話端末が知られている。一般に、このようなカメラ付き携帯電話端末においては、片手で携帯電話端末を持って被写体を撮影するといったような、不安定な姿勢でカメラ機能が使用される場合が多い。

そこで、不安定な姿勢でカメラ機能が用いられた場合の対策として、ＡＦ（オートフォーカス）用レンズ駆動装置に用いられているレンズを内蔵したレンズユニットを、２枚のリンク板を用いて挟み込み、光軸方向におけるレンズユニットの移動を安定させるという技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００４−３３３９９５号公報

近年、カメラ付きの携帯電話端末においては、持ち運びの利便性等から小型化、薄型化が要求されており、カメラ付きの携帯電話端末に用いられるレンズ駆動装置に対しても、当然に小型化、薄型化が要求されている。

しかし、特許文献１に開示されているレンズ駆動装置は、２枚のリンク板でレンズユニットを挟み込む構成を採用しているため、２枚のリンク板を配置するためのスペースをレンズ駆動装置内に確保する必要がある。また、レンズユニットの周囲にレンズ中心に対して対称となるよう駆動機構（アクチュエータ）を配置しているので、レンズの光軸と垂直な平面方向にアクチュエータを設置するための一定の空間が必要となる。これらの結果、レンズ駆動装置が厚く、かつ大型化し、そのレンズ駆動装置を用いたカメラ付き携帯電話端末が、厚く、大型になるという問題がある。

そこで、本出願人は、レンズ駆動装置を薄く、小型化するため、レンズを保持する可動鏡筒を移動させるアクチュエータを、レンズ光軸と直交するＸＹ平面における一方向のみに配置し、そのＸＹ平面の他の方向に弾性部材を配置する構成としたレンズ駆動装置を考案した。

図７は、考案したレンズ駆動装置の上面図であり、アクチュエータを２つ搭載して両側駆動とした例を表している。また図８は、図７に示すレンズ駆動装置のレンズ中心を通るＢ−Ｂ線に沿う断面図である。

このレンズ駆動装置は、可動部と固定部及びそれらを繋げる弾性部材から構成され、可動部がムービングマグネット方式のリニア駆動により光軸方向に移動することができる。

可動部側は、レンズ２０４を保持して光軸Ｆ方向へ移動可能なレンズ固定円筒２０５からなる可動鏡筒２０３とマグネット２０６、固定部側は、可動鏡筒２０３を収納する固定ホルダ２０２とヨーク２０７とコイル２０８から構成され、それらが弾性部材２０９によって連結されている。マグネット２０６、ヨーク２０７、コイル２０８は、可動鏡筒２０３を移動させる駆動機構（アクチュエータ）を構成しており、このレンズ駆動装置には２つのアクチュエータが設けられている。

可動鏡筒２０３は、内部に複数枚のレンズを格納するレンズ固定円筒２０５から構成され、そのレンズ固定円筒２０５の下部には、円柱面のＸＹ平面上に、マグネット２０６を取り付けて固定するための鍔部２０５ａが形成されている。

固定ホルダ２０２は、略正方形状の底部と、底部の周縁に沿った周壁部とからなり、上方に開口を有し、その内部に可動鏡筒２０３、アクチュエータ、弾性部材２０９を収納する。

４つの弾性部材２０９は、板状弾性体（板ばね）で構成され、各々の弾性部材２０９の一端は可動鏡筒２０３外壁のそれぞれの位置に、他端は固定ホルダ２０２の４角付近に各々固定されている。４つの弾性部材２０９は、同一平面（ＸＹ平面）内で蛇行した形状を有する。

アクチュエータは、略枡形（方形）の固定ホルダ２０２と可動鏡筒２０３に挟まれた空間の、光軸Ｆと直交するＸＹ平面における一方向に設けられる。図７の例では、可動鏡筒２０３のＸ軸方向の両側に２つのアクチュエータが設けられ、両側駆動とされている。

このように構成されるレンズ駆動装置において、コイル２０８に電流を流すことによって、２つのマグネット２０６に光軸Ｆに平行な上方への推力が発生し、可動鏡筒２０３が固定部（固定ホルダ２０２）に対して弾性部材２０９による動作規制を保たれた状態で、光軸Ｆ方向へ移動（フォーカス動作）する。

図７の例においては、レンズ２０４を中心として各部品が対称に配置されているため、可動鏡筒２０３はフォーカス駆動時に光軸Ｆに対して垂直な姿勢を保持したままの動作が可能となっている。つまり、弾性部材２０９の弾性力（「ばね力」若しくは「反力」ともいう）中心２１２、可動鏡筒２０３の重量中心２１３、アクチュエータの推力中心２１４が一致している（光軸Ｆ上にある）ので、フォーカス動作時には光軸Ｆに対して垂直姿勢が終始保持される。

ところで、上述したように可動鏡筒２０３の移動時における動作姿勢保持の観点から、アクチュエータは２つ以上の対称配置とすることが好ましい。

しかし、レンズ駆動装置に占めるアクチュエータ、中でもマグネットは、単価比率が高く、レンズ駆動装置のコストを削減するために極力使用数を減らしたい部品の１つでもある。

そこで、上記コスト削減の観点から、本出願人は、アクチュエータを１つのみの構成としたレンズ駆動装置を考案した。

図９は、アクチュエータを１つ備えた構成のレンズ駆動装置の上面図である。また、図１０は、図９に示したレンズ駆動装置のレンズ中心を通るＣ−Ｃ線に沿う断面図である。

図９において、図７に示したレンズ駆動装置と比較して異なる点は、２つ配置されていたアクチュエータのうち１つを除去し、１つのアクチュエータによる片側駆動のレンズ駆動装置とした点である。

ところが、アクチュエータをレンズ駆動装置の片側にだけ配置した場合、弾性部材２０９の弾性力（「ばね力」若しくは「反力」ともいう）中心、可動鏡筒２０３の重量中心、アクチュエータの推力中心の位置関係が崩れて、理想動作することが不可能となる。

具体的には、図９及び図１０に示すように、弾性部材２０９の弾性力中心２１２、可動鏡筒２０３の重量中心２１３の位置はレンズ中心線から変化しないが、アクチュエータが片側駆動のためにその推力中心２２４が偏り、レンズ中心から大きく外れたマグネット２２４の略中心に位置する。

図９，１０に示すレンズ駆動装置のフォーカス動作時の状態を、図１１に示す。説明の便宜上、図１１に示す弾性力中心２１２と重力中心２１３の位置は、図１０に示したものと若干ずらしてある。この図１１に示すように、コイル２０８に電流を供給しアクチュエータを駆動させて可動鏡筒２０３をフォーカス動作させると、弾性力中心２１２に働く弾性力ｋによって生じる弾性力モーメントＭｋ、可動鏡筒２０３の重力中心２１３に働く重力ｇによって生じる重力モーメントＭｇ、推力中心２２４に働く推力ｆによって推力モーメントＭｆが発生し、光軸Ｆ方向への並進運動ではなく、（図中では反時計回りの）回転運動をする。

その結果、可動鏡筒２０３の一部、例えば可動鏡筒２０３の上面部端縁がレンズ駆動装置上方に配された光透過性の樹脂からなる天面部品２３０と干渉する。すなわちレンズ４の光軸Ｆと天面部品２３０が垂直ではない状態で可動鏡筒２０３が天面部品３０に当接してフォーカス動作（移動）を停止させ、レンズ傾きθが発生する。レンズ傾きθが発生すると、フォーカス動作させたときの光学特性（解像度）が変化するなど、画質が劣化するという問題があった。

本発明は斯かる点に鑑みてなされたものであり、レンズ中心に対してアクチュエータが非対称に配置されているレンズ駆動装置において、フォーカス動作の前後で光軸に対するレンズの傾斜を矯正することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明は、レンズを保持して該レンズの光軸方向に移動可能な可動部と、この可動部を収納する固定部と、レンズの中心に対して非対称に配置され、可動部を光軸方向に移動させる駆動機構と、一端及び他端が各々可動部と固定部に接続された弾性部材とを備え、可動部の駆動機構近傍に係止部材が設けられ、弾性部材の弾性力中心、可動部の重量中心、及び駆動機構の推力中心が一致していないため可動部が初期位置から光軸に沿って上方へ回転運動する際、係止部材が当該レンズ駆動装置上方の天面部品に当接し、可動部が係止部材と天面部品との当接部を支点にして回転運動し、可動部の上面と天面部品とが平行に突き当たる位置まで可動部が移動すると可動部が停止することにより、レンズが光軸に対して略垂直な姿勢となる構成とする。
上記構成において、好ましくは、係止部材とレンズ駆動装置上方の天面部品が当接する位置が、光軸に直交する平面上において、弾性部材の弾性力中心、可動部の重量重心、及び駆動機構の推力中心よりもレンズの中心から離れているように構成する。

上記構成によれば、駆動機構がレンズ中心に対して非対称配置であるために、可動部が並進運動をしない場合に、可動部に設けられた係止部材と天面部品との当接部を支点にして、可動部を回転させることにより、レンズの傾きを矯正することができる。したがって、フォーカス動作前（初期位置）と、フォーカス動作後の２つの位置において、光軸に対するレンズの適切な姿勢を維持することができる。

本発明によれば、可動部に設けられた係止部材と天面部品との当接部を支点にして、可動部を回転させることにより、レンズの傾きを矯正することができる。したがって、フォーカス動作前（初期位置）と、フォーカス動作後の２つの位置において、レンズの光軸に対する適切な姿勢を維持するレンズ駆動装置を提供することができる。

また、部品削減により（駆動機構がレンズ中心に対して非対称となり）可動部が並進運動しなくなるためにレンズの姿勢が維持できないという問題が解決されるので、部品の削減が可能となり、コストを抑制することができる。また、部品削減により装置を小型化できる。あるいは、部品を削減した部分に新たなスペースが生まれるので、設計自由度が向上する。

また、本発明に係るレンズ駆動装置を携帯電話端末等の携帯機器に適用した場合、小型、薄型のカメラ付き携帯電話端末とすることができる。

以下、本発明に係るカメラモジュール用レンズ駆動装置を実施するための最良の形態の例について、添付図１〜図６を参照して説明する。

図１は、本発明の一実施の形態例に係るレンズ駆動装置の上面図である。図１に示すレンズ駆動装置１は、可動部と固定部及びそれらを繋げる弾性部材を備え、可動部がムービングマグネット方式のリニア駆動により光軸方向に移動することができる。光軸は、撮像素子（図示略）の撮像面に対して光が略垂直な角度で光が入射するときの軸を指す。

可動部側は、複数枚のレンズ部材を有するレンズ４を保持して光軸Ｆ方向へ移動可能なレンズ固定円筒５からなる可動鏡筒３とマグネット６、また固定部側は、可動鏡筒３を収納する固定ホルダ２とヨーク７とコイル８から構成され、それらが４本の板状の弾性部材（板ばね）９によって連結されている。

マグネット６、ヨーク７、コイル８は、磁気回路部を構成し、可動鏡筒３を光軸Ｆ方向に移動させる駆動機構（アクチュエータ）として機能する。レンズ駆動装置１では、アクチュエータが１つのみであるため、アクチュエータによる推力中心１４は、可動鏡筒３の中心から大きく外れている。

各々の弾性部材９の一端は、略環状形状の枠で形成された固定部材９ａの所定の位置にそれぞれ固定され、その他端は、固定ホルダ２の四隅付近にそれぞれ固定される。そして、環状の固定部材９ａに可動鏡筒３が嵌挿及び固定されることによって、可動鏡筒３と固定ホルダ２が連結される。

レンズ駆動装置の適当なフォーカス感度を得るためには、アクチュエータによって発生させる推力（駆動力）の推力定数と、その駆動力による動作を規制する弾性部材９のばね定数との相互バランスが重要となる。本例では、アクチュエータが１つだけの構成としているので、推力定数が低い。したがって、それに合わせてばね定数を低く（ばねを柔らかく）する必要があり、限られた空間で弾性部材９の有効長を長くとるために、弾性部材９は、同一平面（ＸＹ平面）内で蛇行した形状に形成されている。

また、可動鏡筒３の外壁（円柱面）の一部には、フォーカス動作時に、可動鏡筒３が後述するレンズ駆動装置１上方に配された天面部品に突き当たる１箇所以上の係止部材１０が設けられている。図１の例では、アクチュエータの付近で、レンズ４の中心を通るＸ軸に対して対称な位置に、２つの係止部材１０が設けられ、各係止部材１０には、それぞれ天面部品と当接する凸部１１が設けられている。凸部１１は、アクチュエータの推力中心１４よりも、レンズ中心から離れている位置に設けられる。

図２は、図１に示したレンズ駆動装置１のＡ−Ａ線に沿う断面図である。図２に示すように、レンズ駆動装置１は、略箱状の固定ホルダ２に、可動鏡筒３及び磁気回路構成からなるアクチュエータが収納されている。各々の弾性部材９は、フォーカス動作前の初期位置において、一平面内に配置されている。ここで一平面内とは、光軸に対し略垂直で固定ホルダ２の底部からの高さが同一の面をいう。

可動鏡筒３は、樹脂製のレンズ固定円筒５から構成され、そのレンズ固定円筒５の円柱面下部には、同一平面上の外周に沿って、略円盤状の鍔部５ａが形成されている。この鍔部５ａには、マグネット６が載置され、固定される。レンズ固定円筒５の内部には、レンズ４と、スペーサとしての中間部材２４が配置されている。

レンズ４は、カメラの撮影レンズで、複数枚のレンズ部材が組み合わされて構成される。図２の上側に配されているのが被写体側レンズ部材２２で、下側に配されているのがカメラボディ側レンズ部材２３である。なお、本例のレンズ駆動装置１では、可動鏡筒３が、レンズ４とレンズ固定円筒５と中間部材２８という複数の部材から構成されているが、これらのうち複数の部材又は全ての部材が同一部材で一体に構成されていてもよい。

被写体側レンズ部材２２は、中央にレンズ機能を持つ円形のレンズ部を有し、外周にレンズ部を保持して支えるためのホルダ部（図示せず）を有している。ホルダ部は、中間部材２４に当接している。カメラボディ側レンズ部材２３は、中央にレンズ機能を持つレンズ部を有し、外周にレンズ部を保持して支えるためのホルダ部（図示せず）を有している。カメラボディ側レンズ部材２３のホルダ部も中間部材２４に当接している。

被写体側レンズ部材２２及びカメラボディ側レンズ部材２３のレンズ部は、樹脂製の非球面レンズとされており、レンズ部とホルダ部は樹脂の一体成型によって形成されている。

中間部材２４は、中央に孔２５を有する例えばドーナッツのような、略環状の部材である。この中間部材２４によって被写体側レンズ部材２２とカメラボディ側レンズ部材２３の間隔を一定に保持している。中間部材２４が存在することによって、被写体側レンズ部材２２及びカメラボディ側レンズ部材２３の取り付け作業や、位置決め作業を簡易にしている。

レンズ固定円筒５の前面（図２上方）には、被写体からの反射光をレンズ固定円筒５内に取り込むための円形の入射窓２１が形成されている。

略箱状の固定ホルダ２は、略正方形状の底部と、底部の周縁に沿った周壁部とからなり、上方に開口を有し、その内部に可動鏡筒３、アクチュエータ、弾性部材９を収納する。

レンズ駆動装置１の上方には、このレンズ駆動装置１に光を取り込むための円形の入射窓３１を有する天面部品３０が配置されている。

レンズ駆動装置１の後ろ側（図２、固定ホルダ２の下側）には、図示しない撮像素子が設置されている。天面部品３０の入射窓３１から入射した光は、レンズ駆動装置１の入射窓２１から内部に取り込まれ、レンズ４を経由し、固定ホルダ２の底部に設けられている孔（図示略）を通って、撮像素子表面に照射され、被写体像が撮像される。この撮像素子は、固定ホルダ２の底部表面に設置するようにしてもよい。

可動鏡筒３をレンズ４の光軸Ｆ方向に移動させるアクチュエータは、固定ホルダ２の周壁部の一つに設置されたヨーク７のレンズ中心側に設けられているコイル８と、レンズ固定円筒５の鍔部５ａに載置され、このコイル８との間で電磁吸引力または電磁反発力を発生する電磁部材であるマグネット６とで構成されている。マグネット６は、ヨーク７のレンズ中心側に位置するコイル８と対向するように配置されており、レンズ駆動機構内の磁気回路が構成される。

上記アクチュエータは、固定ホルダ２と可動鏡筒３に挟まれた空間の、光軸Ｆと直交するＸＹ平面における一方向に設けられる。図１の例では、可動鏡筒３のＸ軸方向の片側に１つのアクチュエータが設けられ、片側駆動により、可動鏡筒３を移動させる。

このように構成されるレンズ駆動装置１において、コイル８に電流を流すことによって、１つのマグネット６に光軸Ｆに平行な上方への推力が発生し、可動鏡筒３が固定ホルダ２に対して弾性部材９による動作規制を保たれた状態で、光軸Ｆ方向へ移動（フォーカス動作）する。

上記レンズ駆動装置１において、弾性部材９の弾性力中心１２、可動鏡筒３の重量中心１３は、略レンズ中心に位置し、アクチュエータの推力中心１４は片側駆動のためにマグネット１４の略中心に位置しているので、３つの中心の位置が一致していない。そのため、可動鏡筒３は理想動作の並進運動ができない。しかしながら、本例では、可動鏡筒３に係止部材１０を設けたことにより、結果として可動鏡筒３を光軸Ｆ方向に移動させることができる。

以下、フォーカス動作時のレンズ駆動装置１の挙動について説明する。図３は、フォーカス動作時のレンズ駆動装置１の状態を示したものである。なお、説明の便宜上、図３に示す弾性力中心１２と重力中心１３の位置は、図２に示したものと若干ずらしてある。

図２に示したフォーカス動作前の状態から、コイル８に電流を供給しアクチュエータを駆動させると、マグネット６が電磁力の作用により上方へ移動するので、可動鏡筒３のマグネット６側（図中右側）が上方へ持ち上げられる。このとき、弾性部材９の弾性力中心１２に弾性力モーメント、可動鏡筒３の重量中心１３に重力モーメント、アクチュエータの推力中心１４に推力モーメントが発生し、光軸Ｆ方向への並進運動ではなく、可動鏡筒３と固定ホルダ２の底部との当接部を中心とする（図中では反時計回りの）回転運動をする。

そして、可動鏡筒３がある高さまで持ち上げられると、可動鏡筒３のマグネット６付近に設けられた係止部材１０の凸部１１が、光軸Ｆと天面部品３０が垂直ではない状態（レンズ傾きθ１）で天面部品１０に突き当たる。

ここで、さらにコイル８に電流を流し、推力中心１４に生じた推力モーメントＭｆ１が、弾性力中心１２に働く弾性力ｋによって生じる弾性力モーメントＭｋ１と可動鏡筒３の重量中心１３に働く重力ｇによって生じる重力モーメントＭｇ１との合計を超えると、凸部１１と天面部品３０の当接部１５を支点として（図中では時計回りの）回転運動を始める。

可動鏡筒３が当接部１５を中心として時計回りに回転し、図４に示すように、可動鏡筒３の上面が天面部品３０に突き当たり天面部品３０と平行となる位置まで移動する。可動鏡筒３の上面が天面部品３０に平行に突き当たるまで移動すると、可動鏡筒３の移動を停止する。

上記のように係止部材１０によって円筒鏡筒３の動きを制御することにより、可動鏡筒３のレンズ傾きが矯正されて、可動鏡筒３の上面が天面部品３０に略平行に突き当たったときには、レンズ４が光軸Ｆに対して略垂直な姿勢となる。

上述した構成のレンズ駆動装置１によれば、可動鏡筒３の傾きを、係止部材１０を用いて矯正することで、フォーカス動作前（初期位置）と、フォーカス動作後において、レンズ４を保持する可動鏡筒３を光軸Ｆ方向へ移動させることができる。結果として、移動前の初期位置と所定の高さに移動した位置の２つの位置で、レンズ４の光軸に対する適切な姿勢を維持することができる。したがって、可動鏡筒３を所定の高さにフォーカス動作させたときの光学特性（解像度）劣化を防ぐことができる。

また、部品を削減してアクチュエータが１つだけの構成（片側駆動）とすることにより、アクチュエータがレンズ中心に対して非対称配置となって、弾性部材９の弾性力中心１２、可動鏡筒３の重量中心１３、アクチュエータの推力中心１４の位置関係が崩れ、可動鏡筒３が並進運動しなくなるが、可動鏡筒３に係止部材１０を設けることによって、初期位置と所定高さに移動後の２つの位置において、レンズ４を光軸に対する適切な姿勢に保つことができる。

したがって、部品削減により生じていた問題が解決されるので、アクチュエータを非対称配置として部品を削減することができ、特許文献１に記載されたレンズ駆動装置と比較して、薄型化、小型化が可能になる。

さらに、部品を削減したことによりレンズ駆動装置内に空きスペース（図１；可動鏡筒３を挟んでマグネット６の反対側）が生まれ、レンズ駆動装置の更なる小型化設計が可能となる。

なお、図４から容易に理解されるように、係止部材１０に設けられた凸部１１は、可動鏡筒３の上面が天面部品３０と平行に突き当たったときに、可動鏡筒３の上面より上方に突き出さないよう可動鏡筒３の上面より低く形成されている。また、上述したように、可動鏡筒３が、凸部１１と天面部品３０の当接部１５を支点として回転運動するためには、弾性力中心１２、重量中心１３、及び推力中心１４よりも、さらにレンズ中心から遠い位置に凸部１１を設けることが肝要である。

次に、上述したレンズ駆動装置１を携帯機器に搭載した例について説明する。

図５は、本発明に係るレンズ駆動装置が取り付けられたカメラ付き携帯電話端末の斜視図である。図５に示すように、カメラ付き携帯電話端末１００は、操作ボタン（操作部）が配列された下部筐体１０１と、カメラによって撮影した画像を表示する部分が裏面に形成された上部筐体１０２とからなる。上部筐体１０２を下部筺体１０１に合致するようにスライド若しくは折り畳むことで、持ち運びに都合のよいコンパクトなサイズにすることができる。カメラ機能を使用して撮影を行う場合には、図５に示すように、下部筺体１０１と上部筐体１０２をずらした状態で使用する。

カメラ付き携帯電話端末１００の上部筐体１０２の背面部には、レンズ駆動装置１を埋設するための穴が形成されている。レンズ駆動装置１を、レンズ固定円筒５に形成された入射窓２１が被写体側を向くようにして、その穴に取り付ける。レンズ駆動装置１を取り付けた後、上面から図２，３，４に示したような透明な樹脂製の天面部品３０を覆うように設置する。

本例のカメラ付き携帯電話端末１００によれば、薄型、小型のレンズ駆動装置１を用いているので、上部筐体１０２の厚さを薄くすることができる。その結果、下部筺体１０１と上部筐体１０２とを合致させた場合に、カメラ付き携帯電話端末の全体の厚さを薄くすることができるので、カメラ付き携帯電話端末１００を小型、薄型にすることができる。

一般に、携帯電話端末を始めとする携帯機器に搭載されるカメラの機能は、コストの面や設計スペースの問題などから、それほど高性能ではないものが多い。例えば通常撮影と固定倍率のズーム撮影やマクロ撮影など、２つの撮影モードの切り換えができるというようなものである。上述したレンズ駆動装置１を搭載した携帯電話端末１００は、小型化、コスト削減を図りつつ、可動鏡筒３の初期位置と所定位置においてレンズの姿勢を適切に維持した状態で切り換えが可能であり、低機能のカメラが搭載されていれば十分な携帯電話端末などには、本発明に係るレンズ駆動装置は特に有効である。

なお、レンズ駆動装置１が適用される携帯電話端末はこの例に限らず、例えば、表示部と操作部が一体型の携帯電話端末などであってもよいことは勿論である。

図６を参照しながら、このカメラ付き携帯電話端末１００のレンズ駆動装置１を含むカメラ１２０のシステム構成を説明する。

カメラ１２０は、レンズ４を有する可動鏡筒３を駆動して撮影モードの切り換え動作を実現するドライバ１２２と、撮像素子１０４から得られる画像信号を処理するＩＳＰ（Image Signal Processor）１２４と、画像データを保存するストレージデバイス１２６と、コントロールロジック部１２８と、電子処理をするための画像を一時保管する単数または複数のメモリ１３０と、光学画像や電子処理された電子画像を表示する表示手段１３２と、これらの各部材を制御するシステムコントローラとしてのＭＰＵ（Micro Processing Unit）１３４を有している。

ここで、カメラ１２０のカメラモジュール１２１は、レンズ４を有する可動鏡筒３等からなるレンズ駆動装置１のメカ部分と、撮像素子１０４と、ドライバ１２２と、ＩＳＰ１２４とからなる撮像素子ユニット１２１ａの信号処理部分から構成される。撮像素子１０４とドライバ１２２とＩＳＰ１２４とは、回路基板（図示略）に設置される。制御部は、コントロールロジック部１２８とＭＰＵ１３４とで構成される。また、画像取得手段が、撮像素子１０４とＩＳＰ１２４と制御部とで構成される。ＭＰＵ１３４は、撮影モード切り換え指令を読み取る切り換え指令読取手段、レンズ４の操作位置を確認する操作位置確認手段、及びレンズ４の位置を検出する現在位置検出手段となり、またアクチュエータの負荷を検出する負荷検出手段としても機能する。

図３に示す状態において、図示されない所定の切り換えスイッチが操作されると、コイル８に電流が流れる。すると、電流の向きとマグネット６による磁界の向きとによって、フレミングの左手の法則によりマグネット６に力が作用する。なお、フレミングの左手の法則は、磁界中に線電流が流れているときに、その線電流を流している物体に働く力の関係を示すものである。

本例では、コイル８がヨーク７に固定されており、ヨーク７は固定ホルダ２に固定されているため、反作用としてマグネット６に力が働くこととなる。これによって、マグネット６が固設されている可動鏡筒３は、弾性部材９の弾性力による動作規制を受けながら光軸Ｆ方向に移動する。

そして、円筒鏡筒３が所定の高さまで移動し、円筒鏡筒３の係止部材１０が天面部品３０に当接すると、ＭＰＵ１３４がアクチュエータにかかる負荷を検出して、ＭＰＵ１３４からドライバ１２２に対し、コイル８に供給する電流を増加させるための制御信号を出力する。ドライバ１２２は、コイル８に供給する電流を増加させ、可動鏡筒３が凸部１１と天面部品３０の当接部１５を支点として回転し、可動鏡筒３の上面が天面部品３０に突き当たるまで可動鏡筒３を移動させる。なお、アクチュエータの負荷を検出して、その負荷に応じてアクチュエータの動作を制御する技術は周知慣用技術であるので、ここでは詳細な説明を省略する。

可動鏡筒３の上面が天面部品３０に突き当たると、ＭＰＵ１３４がアクチュエータにかかる負荷を検出して、ＭＰＵ１３４からドライバ１２２に対し、コイル８に供給する電流を適切な値に制御するよう制御信号を出力する。ドライバ１２２は、コイル８に供給する電流を制御し、可動鏡筒３の上面が天面部品３０に平行に突き当たった状態で可動鏡筒３を停止させ、レンズ４の光軸に対する略垂直な姿勢を維持する。

なお、本実施の形態では、レンズ駆動装置１をカメラ付き携帯電話端末１００のカメラ部分の機能として組み込んだ例を示したが、このレンズ駆動装置１は、モバイルコンピュータ、ＰＤＡ（Personal Digital Assistant）、ゲーム機等の他の携帯機器に使用したり、監視カメラ、医療用カメラ等他のカメラ装置や、自動車、テレビジョン受像機等の電子機器にも組み込むことができる。

また、上述した実施の形態例では、マグネット６とコイル８とで駆動機構を構成したが、コイル８の位置にマグネット６を配置し、マグネット６の位置にコイル８及びヨーク７を配置する構成とし、いわゆるムービングコイル駆動としてもよい。

また、駆動機構は、マグネット６、ヨーク７、コイル８から構成される磁気回路でなくても、圧電素子型など、駆動力を発生するものであれば他の駆動機構であってもよい。

さらに、本発明は、上述した各実施の形態例に限定されるものではなく、その他本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々の変形、変更が可能であることは勿論である。

本発明の一実施の形態例に係るレンズ駆動装置の上面図である。 本発明の一実施の形態例に係るフォーカス動作前のレンズ駆動装置を示す図（Ａ−Ａ線断面図）である。 本発明の一実施の形態例に係るフォーカス動作時のレンズ駆動装置を示す図である。 本発明の一実施の形態例に係るフォーカス動作後のレンズ駆動装置を示す図である。 本発明の一実施の形態例に係るカメラ付き携帯電話端末を示す斜視図である。 本発明の一実施の形態例に係るカメラ付き携帯電話端末のブロック構成例を示す図である。 従来のレンズ駆動装置（両側駆動）の例を示す上面図である。 図７に示したレンズ駆動装置のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。 従来のレンズ駆動装置（片側駆動）の例を示す上面図である。 図９に示したレンズ駆動装置のフォーカス動作前の状態を示した図（Ｃ−Ｃ線断面図）である。 図９に示したレンズ駆動装置のフォーカス動作時の状態を示した図である。

符号の説明

１…レンズ駆動装置、２…固定ホルダ、３…可動鏡筒、４…レンズ、５…レンズ固定円筒、６…マグネット、７…ヨーク、８…コイル、９…弾性部材、１０…係止部材、１１…凸部、１２…弾性力中心、１３…重量重心、１４…推力中心、１５…当接部、３０…天面部品、１００…カメラ付き携帯電話端末、Ｍｋ１…弾性力モーメント、Ｍｇ１…重力モーメント、Ｍｆ１…推力モーメント

Claims (9)

1. レンズを保持して該レンズの光軸方向に移動可能な可動部と、
   前記可動部を収納する固定部と、
   前記レンズの中心に対して非対称に配置され、前記可動部を前記光軸方向に移動させる駆動機構と、
   一端及び他端が各々前記可動部と前記固定部に接続された弾性部材とを備え、
   前記可動部の前記駆動機構近傍に係止部材が設けられ、前記弾性部材の弾性力中心、前記可動部の重量中心、及び前記駆動機構の推力中心が一致していないため前記可動部が初期位置から前記光軸に沿って上方へ回転運動する際、前記係止部材が当該レンズ駆動装置上方の天面部品に当接し、前記可動部が前記係止部材と前記天面部品との当接部を支点にして回転運動し、前記可動部の上面と前記天面部品とが平行に突き当たる位置まで前記可動部が移動すると前記可動部が停止することにより、前記レンズが前記光軸に対して略垂直な姿勢となる
   レンズ駆動装置。
2. 前記係止部材と前記レンズ駆動装置上方の天面部品が当接する位置が、前記光軸に直交する平面上において、前記弾性部材の弾性力中心、前記可動部の重量重心、及び前記駆動機構の推力中心よりも前記レンズ中心から離れている
   請求項１に記載のレンズ駆動装置。
3. 前記係止部材は、前記光軸に直交する平面上において、前記駆動機構を挟んで前記可動部の外壁の２箇所に、各々の係止部材における前記天面部品との当接位置が前記レンズ中心から略等距離となるように設けられる
   請求項２に記載のレンズ駆動装置。
4. 前記駆動機構は磁気回路で構成されている
   請求項１に記載のレンズ駆動装置。
5. 前記磁気回路は、前記可動部の所定位置に設置される第１磁気回路部と、前記固定部に前記第１磁気回路部と対向して設置され、前記第１磁気回路部と作用して前記可動部が前記光軸方向に移動する駆動力を発生する第２磁気回路部からなり、
   前記第１磁気回路部がマグネット、前記第２磁気回路部がヨーク及びコイルである、
   または、前記第１磁気回路部がヨーク及びコイル、前記第２磁気回路部がマグネットである
   請求項４に記載のレンズ駆動装置。
6. 前記係止部材と前記レンズ駆動装置上方の天面部品が当接したとき、前記可動部の推力中心に生じる推力モーメントが、前記弾性部材の弾性力中心に生じる弾性モーメントと前記可動部の重量中心に生じる重力モーメントの合計を超えるように前記コイルに電流が供給される
   請求項５に記載のレンズ駆動装置。
7. 前記弾性部材は、前記レンズの中心に対して略対称に配置された板ばねである
   請求項１に記載のレンズ駆動装置。
8. レンズ駆動装置を備えたカメラ付き携帯電話端末であって、
   前記レンズ駆動装置は、
   レンズを保持して該レンズの光軸方向に移動可能な可動部と、
   前記可動部を収納する固定部と、
   前記レンズの中心に対して非対称に配置され、前記可動部を前記光軸方向に移動させる駆動機構と、
   一端及び他端が各々前記可動部と前記固定部に接続された弾性部材とを備え、
   前記可動部の前記駆動機構近傍に係止部材が設けられ、前記弾性部材の弾性力中心、前記可動部の重量中心、及び前記駆動機構の推力中心が一致していないため前記可動部が初期位置から前記光軸に沿って上方へ回転運動する際、前記係止部材が当該レンズ駆動装置上方の天面部品に当接し、前記可動部が前記係止部材と前記天面部品との当接部を支点にして回転運動し、前記可動部の上面と前記天面部品とが平行に突き当たる位置まで前記可動部が移動すると前記可動部が停止することにより、前記レンズが前記光軸に対して略垂直な姿勢となる
   カメラ付き携帯電話端末。
9. 前記係止部材と前記レンズ駆動装置上方の天面部品が当接する位置は、前記光軸に直交する平面上において、前記弾性部材の弾性力中心、前記可動部の重心、及び前記駆動機構の推力中心よりも前記レンズ中心から離れている
   請求項８に記載のカメラ付き携帯電話端末。

Images