JP5430107B2 - レンズ駆動装置 - Google Patents

Description

本発明は、レンズを備えた移動体を磁気駆動機構によってレンズ光軸方向に駆動するレンズ駆動装置に関するものである。

カメラ付き携帯電話機やデジタルカメラ等に搭載されたカメラはレンズ駆動装置を有しており、かかるレンズ駆動装置は、支持体と、レンズを保持する移動体と、この移動体をレンズ光軸方向に駆動する磁気駆動機構とを有している。また、移動体の撮像素子側端部と支持体との間には第１バネ部材が配置され、移動体の被写体側端部と支持体との間には第２バネ部材が配置されている。ここで、第１バネ部材および第２バネ部材はいずれも、複数本のアーム部を備えた板バネ状のジンバルバネである。このため、第１バネ部材および第２バネ部材は、レンズ光軸方向、レンズ光軸に直交するラジアル方向、およびレンズ光軸周りの回転方向のバネ力を発揮する。従って、磁気駆動機構による推力と第１バネ部材および第２バネ部材のレンズ光軸方向のバネ力を利用して移動体のレンズ光軸方向の位置制御を行うことができるとともに、移動体のラジアル方向の変位や移動体の回転変位を抑制することができる（特許文献１参照）。

かかるレンズ駆動装置では、移動体の小型化に伴って、移動体を軽量化した場合や磁気駆動機構が発生する推力が低下した場合、第１バネ部材および第２バネ部材のバネ力を小さくする必要があるが、バネ力を小さくすることを目的に、アーム部の薄手化や細幅化を行なうと、第１バネ部材および第２バネ部材の強度や特性、耐応力性能が低下する。そこで、本願発明者は、バネ部材の枚数を減らすことにより、移動体に対するバネ力を小さくし、アーム部の薄手化や細幅化を回避することを提案する。

一方、１つの移動体にバネ部材を１枚のみ用いたレンズ駆動装置としては、マグネット支持体に設けた突部と、移動体に設けた突部とを当接させて、移動体のレンズ光軸方向（スラスト方向）における一定距離以上の変位を阻止することにより、移動体の抜けを防止するスラスト変位阻止機構を備えたものが提案されている（特許文献２、３参照）。

また、特許文献２、３に開示のレンズ駆動装置では、マグネット支持体の外周面に設けたリブが移動体の内周面と摺動する構成や、移動体の内周面に形成したリブがマグネット支持体の外周面と摺動する構成を採用することによって、移動体がレンズ光軸に対する傾くことを阻止する傾き変位阻止機構が採用されている。
特開２００７−２２６０１１号公報 特開２００３−２０７７０８号公報 特開２００３−２９５０３３号公報

しかしながら、特許文献２、３に記載の構成では、マグネット支持体の外周面と移動体の内周面との間でレンズ光軸方向の移動の規制や移動体の傾き阻止を行なうため、マグネット支持体の外周面と移動体の内周面との間には、変位阻止機構を設けるだけのスペースが必要である。それ故、特許文献２、３に記載の構成では、小型のレンズ駆動装置、特にラジアル方向の寸法が小さなレンズ駆動装置には適用できないという問題点がある。

また、特許文献２、３に記載の構成では、移動体がレンズ光軸周りに回転することを阻止する機構が設けられていない。このため、外部から加わった衝撃により、移動体がレンズ光軸周りに回転しようとした際、移動体からの回転力が全て１枚のバネ部材に加わるので、バネ部材に塑性変形などの致命的な不具合が発生しやすいという問題点がある。

以上の問題点に鑑みて、本発明の課題は、小型化に適し、かつ、小型化する際にバネ部材の枚数を１枚に減らしても、移動体のレンズ光軸方向への一定距離以上の変位、移動体のラジアル方向の変位、移動体のレンズ光軸周りの回転変位、および移動体のレンズ光軸に対する傾きを阻止することのできるレンズ駆動装置を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明では、支持体と、レンズを保持する移動体と、該移動体をレンズ光軸に沿って駆動する磁気駆動機構と、一方端が前記移動体側に接続され、他方端が前記支持体側に接続されたアーム部を備えたバネ部材と、を有するレンズ駆動装置において、前記バネ部材は、前記移動体のレンズ光軸方向における一方側方向の端部と、前記支持体との間のみに１枚配置され、前記移動体のレンズ光軸方向の他方側方向の端部には、前記移動体と前記支持体とにおいてレンズ光軸方向で対向する双方の端面のうち、一方側部材の端面からレンズ光軸方向に延びた凸部と、他方側部材の端面でレンズ光軸方向に開口して前記凸部が嵌っており、前記移動体がレンズ光軸方向の前記他方側方向に移動した際に前記凸部の先端部が当接する底部を備えた凹部とによって、前記移動体のレンズ光軸方向の前記他方側方向への一定距離以上の変位、前記移動体のレンズ光軸方向に直交するラジアル方向の変位、前記移動体のレンズ光軸周りの回転変位、および前記移動体のレンズ光軸に対する傾きを阻止する変位阻止機構が構成され、前記凹部の内側面および前記凸部の外側面の少なくとも一方には、レンズ光軸方向に延在する空気抜き用の溝が形成されていることを特徴とする。

本発明に係るレンズ駆動装置では、アーム部を備えたジンバルバネ状のバネ部材を移動体のレンズ光軸方向における一方側の端部のみに１枚だけ用いるため、従来の２枚バネに比べて、１枚当りのバネ力が大きい。従って、移動体の小型化に伴って、移動体を軽量化した場合や磁気駆動機構が発生する推力が低下した場合でも、アーム部を薄手化あるいは細幅化する余裕がある。それ故、バネ部材の強度やバネ特性、耐応力性能などが低下することはない。この場合、移動体の他方側端部では、ラジアル方向の変位、移動体の回転変位、および移動体の傾きが発生しやすいが、本発明では、移動体の他方側端部には、移動体および支持体のうち、一方側部材の端面からレンズ光軸方向に延びた凸部と、他方側部材の端面でレンズ光軸方向に開口して凸部が嵌った凹部とによって、移動体のレンズ光軸方向の一定距離以上の変位、移動体のラジアル方向の変位、移動体の回転変位、および移動体の傾きを阻止する変位阻止機構が構成されているため、バネ部材が１枚だけであっても、移動体の無駄な変位を抑えることができる。さらに、かかる構成の変位阻止機構であれば、移動体と支持体とにおいてレンズ光軸方向で対向する双方の端面を利用するため、ラジアル方向において、支持体と移動体との間に変位阻止機構を設けるスペースを確保する必要がない。それ故、本発明は、小型のレンズ駆動装置、特にラジアル方向の寸法が小さなレンズ駆動装置に適している。さらにまた、本発明で採用した変位阻止機構は、１つの機構で、移動体のレンズ光軸方向の一定距離以上の変位、移動体のラジアル方向の変位、および移動体の傾きを阻止するとともに、移動体の回転変位も阻止する。それ故、外部から加わった衝撃により、移動体がレンズ光軸周りに回転しようとした際、移動体からの回転力がバネ部材に加わることがないので、バネ部材を１枚としても、バネ部材に塑性変形などの致命的な不具合が発生することがない。

本発明において、前記磁気駆動機構に用いたコイルおよびマグネットは、レンズ光軸方向において前記バネ部材と前記変位阻止機構との間に挟まれていることが好ましい。すなわち、本発明では、バネ部材を移動体のレンズ光軸方向における一方側の端部のみに１枚だけ用い、移動体の他方側端部では、移動体と支持体とにおいてレンズ光軸方向で対向する双方の端面を利用して変位阻止機構を構成したため、レンズ光軸方向においてバネ部材と変位阻止機構との間に磁気駆動機構を配置することができる。このため、磁気駆動機構をレンズ光軸方向で偏った位置に配置した場合に比して、磁気駆動機構が移動体を駆動した際、移動体が傾くことがない。また、レンズ光軸方向においてバネ部材と変位阻止機構との間に挟まれた領域を磁気駆動機構の配置スペースとして有効利用するため、レンズ駆動装置の小型化に適している。

本発明において、前記凸部は、前記一方側部材に一体に形成されていることが好ましい。このように構成すると、凸部を構成するために新たな部材を追加する必要がない。それ故、部品点数を削減できるので、レンズ駆動装置の低コスト化を図ることができる。

本発明において、前記支持体および前記移動体は、略直方体形状の外形形状を備え、前記変位阻止機構は、レンズ光軸方向からみたときに前記支持体および前記移動体の角部分に相当する位置に配置されていることが好ましい。このような角部分は、円形のレンズが位置しない空きスペースであるため、かかる位置に変位阻止機構を配置すれば、レンズ駆動装置を小型化した場合でも、変位阻止機構を無理なく配置することができる。

この場合、前記磁気駆動機構に用いたマグネットは、前記支持体をレンズ光軸方向からみたときに当該支持体の辺部分に相当する位置に配置された平板状マグネットであることが好ましい。このような平板板マグネットであれば、製造しやすいので、安価である。

本発明において、前記変位阻止機構は、前記レンズ光軸を中心とする回転対称の複数位置の各々に配置されていることが好ましい。このように構成すると、変位阻止機構によって移動体の変位を阻止した際、移動体が傾くことを確実に防止することができる。

本発明において、さらに、前記磁気駆動機構がレンズ光軸方向の推力を発生させていない状態で前記移動体が位置する原点位置に向けて前記移動体を押圧する押圧部材を備えていることが好ましい。このように構成すると、外力が加わっても、移動体を原点位置に確実に保持することができる。

本発明において、前記押圧部材は、前記レンズ光軸を中心とする回転対称の押圧力を前記移動体に加えることが好ましい。このように構成すると、磁気駆動機構が移動体を駆動した際、移動体が傾くことがない。

本発明に係るレンズ駆動装置では、アーム部を備えたジンバルバネ状のバネ部材を移動体のレンズ光軸方向における一方側の端部のみに１枚だけ用いるため、従来の２枚バネに比べて、１枚当りのバネ力が大きい。従って、移動体の小型化に伴って、移動体を軽量化した場合や磁気駆動機構が発生する推力が低下した場合でも、アーム部を薄手化あるいは細幅化する余裕がある。それ故、バネ部材の強度やバネ特性、耐応力性能などが低下することはない。また、移動体の他方側端部には、移動体および支持体のうち、一方側部材の端面からレンズ光軸方向に延びた凸部と、他方側部材の端面でレンズ光軸方向に開口して凸部が嵌った凹部とによって、移動体のレンズ光軸方向の一定距離以上の変位、移動体のラジアル方向の変位、移動体の回転変位、および移動体の傾きを阻止する変位阻止機構が構成されているため、バネ部材が１枚だけであっても、移動体の無駄な変位を抑えることができる。さらに、かかる構成の変位阻止機構であれば、移動体と支持体とにおいてレンズ光軸方向で対向する双方の端面を利用するため、ラジアル方向において、支持体と移動体との間に変位阻止機構を設けるスペースを確保する必要がない。それ故、本発明は、小型のレンズ駆動装置、特にラジアル方向の寸法が小さなレンズ駆動装置に適している。さらにまた、本発明で採用した変位阻止機構は、１つの機構で、移動体のレンズ光軸方向の一定距離以上の変位、移動体のラジアル方向の変位、および移動体の傾きを阻止するとともに、移動体の回転変位も阻止する。それ故、外部から加わった衝撃により、移動体がレンズ光軸周りに回転しようとした際、移動体からの回転力がバネ部材に加わることがないので、バネ部材を１枚としても、バネ部材に塑性変形などの致命的な不具合が発生することがない。

以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、以下に説明するレンズ駆動装置は、カメラ付き携帯電話機の他にも、様々な電子機器に取り付けることが可能である。例えば、薄型のデジタルカメラ、ＰＨＳ、ＰＤＡ、バーコードリーダ、監視カメラ、車の背後確認用カメラ、光学的認証機能を有するドア等に用いることができる。

（レンズ駆動装置の全体構成）
図１（ａ）、（ｂ）は各々、本発明を適用したレンズ駆動装置を斜め上方からみた外観図、および分解斜視図である。図２は、本発明を適用したレンズ駆動装置に用いた主たる部材の説明図であり、図２（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）、（ｅ）は各々、本発明を適用したレンズ駆動装置に用いたスペーサを撮像素子側からみた斜視図、押圧部材を被写体側からみた斜視図、コイルホルダを被写体側からみた斜視図、コイルを被写体側からみた斜視図、およびコイルホルダを撮像素子側からみた斜視図である。

図１（ａ）、（ｂ）において、本形態のレンズ駆動装置１は、カメラ付き携帯電話機等に用いられる薄型カメラにおいて、１枚乃至複数枚のレンズ１２１をレンズ光軸Ｌに沿って被写体（物体側）に近づくＡ方向（前側）、および被写体とは反対側（撮像素子側／像側）に近づくＢ方向（後側）の双方向に移動させるためのものであり、略直方体形状を有している。レンズ駆動装置１は、概ね、レンズ１２１および固定絞りを内側に保持した移動体３と、この移動体３をレンズ光軸Ｌ方向に沿って移動させる磁気駆動機構５と、磁気駆動機構５および移動体３などが搭載された支持体２とを有している。移動体３は、レンズ１２１および固定絞りを保持する円筒状のレンズホルダ１２と、後述する第１コイル３０ｘおよび第２コイル３０ｙを外周側面で保持するコイルホルダ１３とを備えており、コイルホルダ１３の中央穴１３０にレンズホルダ１２が保持されている。かかる移動体３において、コイルホルダ１３の被写体側に位置する上面部１３４には、後述する押圧部材１７（図２(ｂ)参照）が固着されている。

支持体２は、撮像素子側において撮像素子（図示せず）を保持するための矩形板状の撮像素子ホルダ１９と、撮像素子ホルダ１９に対して被写体側で被さる箱状のヨーク１８と、ヨーク１８の内側に配置される矩形板状のスペーサ１１とを備えている。

ヨーク１８において、移動体３を被写体側で覆う上板部１８５の中央には、被写体からの光をレンズ１２１に取り込むための円形の入射窓１８０が形成されている。

スペーサ１１は、ヨーク１８の上板部１８５に対して撮像素子側で重なる上板部１１５と、上板部１１５の４つ辺部から撮像素子側に突き出た４枚の側板部１１６とを備えており、上板部１１５の中央には、被写体からの光をレンズ１２１に取り込むための円形の入射窓１１０が形成されている。また、スペーサ１１において、上板部１８５の撮像素子側の面１１５ａ（端面）には、入射窓１１０を挟む対角位置に、撮像素子側に向けて突出する２本の軸状の凸部１１７（図２(ａ)参照）が形成されている。かかる凸部１１７は、詳しくは後述するように、移動体３の側に形成された凹部１３７に嵌って変位阻止機構１ａを構成する。

撮像素子ホルダ１９の底板部分１９５の中央には、入射光を撮像素子（図示せず）に導く穴１９０が形成されている。また、撮像素子ホルダ１９において、底板部分１９５の被写体の面では、その外周縁に沿って被写体側に突き出た枠部１９６が形成されており、かかる枠部１９６の内周縁の所定位置には、小さな突起１９７が形成されている。ここで、枠部１９６は、後述するバネ部材１４を固定するのに用いられる。突起１９７は、枠部１９６よりわずかに高く被写体側に突出しており、移動体３（コイルホルダ１３）の底部１３５に当接することにより、移動体３が最も撮像素子側に位置する際の原点位置を規定する。

本形態において、ヨーク１８は、鋼板等の強磁性板からなり、マグネット１６とともに、コイルホルダ１３に保持された第１コイル３０ｘおよび第２コイル３０ｙに鎖交磁界を発生させる鎖交磁界発生体を構成している。かかる鎖交磁界発生体は、コイルホルダ１３の外周面に巻回された第１コイル３０ｘおよび第２コイル３０ｙとともに磁気駆動機構５を構成している。

（磁気駆動機構５の詳細構成）
本形態のレンズ駆動装置１において、レンズ光軸Ｌ方向からみたとき、レンズ１２１は円形であるが、支持体２に用いたヨーク１８は矩形箱状である。従って、ヨーク１８は、角筒状胴部１８４を備えており、角筒状胴部１８４の上面側には、入射窓１８０が形成された上板部１８５を備えている。本形態において、角筒状胴部１８４は四角筒状であり、レンズ光軸Ｌ方向からみたときに四角形の辺に相当する各位置に４つの側板部１８１を備えている。

本形態において、４つの側板部１８１の各々の内面にはマグネット１６が固着されており、かかるマグネット１６は各々、矩形の平板状永久磁石からなる。４つのマグネット１６はいずれもレンズ光軸Ｌ方向において２分割されており、いずれにおいても内面と外面とが異なる極に着磁されている。例えば、４つのマグネット１６では、例えば、上半分では内面がＮ極に着磁され、外面がＳ極に着磁され、下半分では、内面がＳ極に着磁され、外面がＮ極に着磁されている。このため、４つのマグネット１６では、隣接する永久磁石同士において、磁極の配置が同一である。なお、４つのマグネット１６では、隣接するマグネット１６において、磁極の配置を同一とした構成、および磁極の配置を相違させた構成のいずれをも採用することができる。

移動体３は、レンズ１２１等を保持する円筒状のレンズホルダ１２と、コイル（第１コイル３０ｘおよび第２コイル３０ｙ）が外周側面に巻回されたコイルホルダ１３（図２（ｃ）参照）とを備えており、レンズホルダ１２およびコイルホルダ１３によって移動体３の側壁部分が構成されている。

本形態では、コイルホルダ１３をレンズ光軸Ｌ方向からみたとき、内周形状は円形であるが、四角形の４つの辺に相当する各位置に４つの外周側面１３１を備えている。かかるコイルホルダ１３の外周側面１３１において、レンズ光軸Ｌ方向における両端部および中央位置には、コイルホルダ１３の全周にわたってリブ状突起１３１ａ、１３１ｂ、１３１ｃが形成されており、撮像素子側端部に形成されたリブ状突起１３１ａと中央位置に形成されたリブ状突起１３１ｂとに挟まれた凹部は第１コイル巻回部１３２ｘになっており、被写体側端部に形成されたリブ状突起１３１ｃと中央位置に形成されたリブ状突起１３１ｂとに挟まれた凹部は第２コイル巻回部１３２ｙになっている。なお、コイルホルダ１３において、第１コイル巻回部１３２ｘ、および第２コイル巻回部１３２ｙの各々に対して、四角形の角部分を避けるように除去してなる矩形の貫通穴（図示せず）を形成することにより、コイルホルダ１３の軽量化を図ることもある。

このように構成したコイルホルダ１３において、第１コイル巻回部１３２ｘには第１コイル３０ｘが巻回されており、第２コイル巻回部１３２ｙには第２コイル３０ｙが巻回されている（図２（ｄ）参照）。ここで、第１コイル巻回部１３２ｘおよび第２コイル巻回部１３２ｙは、レンズ光軸Ｌ方向からみたとき四角形であるため、第１コイル３０ｘおよび第２コイル３０ｙはいずれも四角筒状に巻回されている。なお、４つのマグネット１６はいずれもレンズ光軸Ｌ方向で分割された２つの面が異なる極に着磁されているため、２つの第１コイル３０ｘおよび第２コイル３０ｙにおける巻回方向は反対である。

このように構成したコイルホルダ１３は、ヨーク１８の内側に配置される。その結果、第１コイル３０ｘおよび第２コイル３０ｙの４つの辺部は各々、ヨーク１８の角筒状胴部１８４の内面に固着されたマグネット１６に対向することになる。

（バネ部材およびその周辺の構成）
本形態のレンズ駆動装置１において、移動体３と支持体２との間には１枚のバネ部材１４が配置されている。バネ部材１４は、支持体２側に保持される外周側連結部１４ａと、移動体３の側に保持される円環状の内周側連結部１４ｂと、外周側連結部１４ａと内周側連結部１４ｂとを接続する複数本の板バネ状のアーム部１４ｃとを備えている。かかるバネ部材１４は、ベリリウム銅や非磁性のＳＵＳ系鋼材等といった非磁性の金属製であり、所定厚の薄板に対するプレス加工、あるいはフォトリソグラフィ技術を用いたエッチング加工により形成したものである。また、バネ部材１４は、バネ片１４ｅ、１４ｆに２分割されており、第１コイル３０ｘおよび第２コイル３０ｙの各端末は各々、バネ片１４ｅ、１４ｆに接続される。また、バネ片１４ｅ、１４ｆには各々、端子１４ｄが形成されており、バネ部材１４（バネ片１４ｅ、１４ｆ）は第１コイル３０ｘおよび第２コイル３０ｙに対する給電部材としても機能する。なお、本形態では、アーム部１４ｃが周方向に円弧状に延在している構成を採用したが、アーム部１４ｃについては周方向で折り返した構成や、ラジアル方向で折り返した蛇行部をもって周方向に延在している構成などを採用することもできる。

本形態において、バネ部材１４は、移動体３のレンズ光軸Ｌ方向の撮像素子側の端部（移動体３のレンズ光軸Ｌ方向の一方側の端部）と、支持体２との間に配置される。かかる構成を実現するにあたって、本形態では、コイルホルダ１３の底部１３５には、レンズホルダ１２が配置される中央穴１３０の周りに撮像素子側に突出した円筒部１３６が形成されている（図２（ｅ）参照）。また、撮像素子ホルダ１９において、底板部分１９５の外周縁には枠部１９６が形成されている。従って、バネ部材１４の内周側連結部１４ｂをコイルホルダ１３の円筒部１３６に固着し、バネ部材１４の外周側連結部１４ａを撮像素子ホルダ１９の枠部１９６に固着すれば、バネ部材１４のアーム部１４ｃは、両端が移動体３のレンズ光軸Ｌ方向の撮像素子側の端部と、支持体２との間に配置された状態となる。

かかる状態で、バネ部材１４は、レンズ光軸Ｌ方向、レンズ光軸Ｌに直交するラジアル方向、およびレンズ光軸Ｌ周りの回転方向のバネ力を発揮する。従って、磁気駆動機構５による推力とバネ部材１４のレンズ光軸Ｌ方向のバネ力を利用して移動体３のレンズ光軸Ｌ方向の位置制御を行うことができるとともに、移動体３の撮像素子側端部がラジアル方向および回転方向に変位しようとするのを防止することができる。

（変位阻止機構１ａの構成）
図３は、本発明を適用したレンズ駆動装置１において、変位阻止機構１ａでエアーダンパ現象が発生するのを防止するための構成の説明図である。

本形態のレンズ駆動装置１においては、移動体３のレンズ光軸Ｌ方向の撮像素子側の端部（移動体３のレンズ光軸Ｌ方向の一方側の端部）と支持体２との間にバネ部材１４が配置されている一方、移動体３のレンズ光軸Ｌ方向の被写体側の端部（移動体３のレンズ光軸Ｌ方向の他方側の端部）と支持体２との間には、以下に説明する変位阻止機構１ａが構成されている。

まず、支持体２においては、スペーサ１１の上板部１８５の撮像素子側の面１１５ａ（端面）に、入射窓１１０を挟む対角位置に、撮像素子側（レンズ光軸Ｌ方向の一方側）に向けて突出する２本の軸状の凸部１１７が形成されている一方、移動体３においては、コイルホルダ１３の上面部１３４に、被写体側（レンズ光軸Ｌ方向の他方側）に向けて開口して２本の凸部１１７が各々嵌る凹部１３７が２つ形成されている。なお、コイルホルダ１３の上面部１３４には、凹部１３７の開口縁に沿って円環状の段部１３８が形成されている。

このように構成した変位阻止機構１ａでは、移動体３がレンズ光軸Ｌに沿って被写体側に変位した際、凸部１１７の端部１１７ｃが凹部１３７の底部１３７ｃに当接するため、移動体３がそれ以上、被写体側に変位することが阻止される。また、移動体３がレンズ光軸Ｌ方向に直交するラジアル方向の変位しようとしても、かかるラジアル方向の変位は、凸部１１７の外周面と凹部１３７の内周面との干渉により阻止される。さらに、移動体３がレンズ光軸Ｌ周りに回転しようとする回転変位も、凸部１１７の外周面と凹部１３７の内周面との干渉により阻止される。しかも、移動体３がレンズ光軸Ｌに沿って移動する全範囲において、凸部１１７は凹部１３７に嵌ったまま、凹部１３７の内周面に摺動する。従って、移動体３がレンズ光軸Ｌに対して傾こうとする変位も阻止される。

また、本形態では、コイルホルダ１３の上面部１３４には、凹部１３７の開口縁に沿って円環状の段部１３８が形成されており、かかる段部１３８に対して、スペーサ１１の上板部１１５が当接することによっても、移動体３がそれ以上、被写体側に変位することが阻止される。かかる構成によれば、凸部１１７の端部１１７ｃと凹部１３７の底部１３７ｃとの当接のみを利用した場合に比較して、移動体３と支持体２との当接面積が広いので、移動体３と支持体２との当接箇所が損傷することを防止することができる。

ここで、変位阻止機構１ａは、スペーサ１１の上板部１８５とコイルホルダ１３の上面部１３４とによって構成されており、磁気駆動機構５に用いたコイル（第１コイル３０ｘおよび第２コイル３０ｙ）およびマグネット１６は、レンズ光軸Ｌ方向において変位阻止機構１ａおよびバネ部材１４によって挟まれた領域に位置する。また、変位阻止機構１ａは、レンズ光軸Ｌを中心とする回転対称の２箇所に配置されている。このため、変位阻止機構１ａによって移動体３の変位を阻止した際、移動体３が傾くことを確実に防止することができる。

本形態では、変位阻止機構１ａを構成するにあたって、スペーサ１１の凸部１１７と、コイルホルダ１３の凹部１３７とを利用し、凸部１１７が凹部１３７内で摺動する構成になっている。このため、本形態では、スペーサ１１およびコイルホルダ１３をいずれも合成樹脂製として摺動性を高めてある。また、スペーサ１１を合成樹脂製としたため、凸部１１７を上板部１１５などと一体に形成することができ、別部品で凸部１１７を形成する必要がない。それ故、部品点数の削減を図ることができる、なお、スペーサ１１は、樹脂成形品の他、金属製や無機絶縁材料の成形品であってもよく、コイルホルダ１３についても、樹脂成形品の他、非磁性の金属製や無機絶縁材料の成形品であってもよい。

なお、凸部１１７の外周面と凹部１３７の内周面にクリアランスを設け、常時は凸部１１７の外周面と凹部１３７の内周面とが非接触状態で、外力が生じた場合に凸部１１７の外周面と凹部１３７の内周面とが当接して位置規制するようにしてもよい。このように構成すると、凸部１１７の外周面と凹部１３７の内周面との間で摺動ロスが発生することを防止することができる。

また、本形態では、変位阻止機構１ａを構成するにあたって、スペーサ１１の凸部１１７と、コイルホルダ１３の凹部１３７とを利用し、このため、凹部１３７内で凸部１１７が移動する際に凹部１３７の奥（底部１３７ｃの側）で空気が圧縮されるエアーダンパ現象が発生すると、移動体３に余計な負荷が加わってしまう。かかるエアーダンパ現象の発生を防止するにあたって、本形態では、凹部１３７と凸部１１７とのクリアランスを利用している。但し、エアーダンパ現象の発生をより確実に防止するには、例えば、図３（ａ）に示すように、凹部１３７の内側面に沿って、レンズ光軸Ｌに延びた空気抜き用の溝１３７ａを形成すればよく、かかる構成によれば、溝１３７ａを介して空気の流出を行なわせることができる。また、図３（ｂ）に示すように、凸部１１７の外側面に沿って、レンズ光軸Ｌに延びた溝１１７ａを形成すれば、溝１１７ａを介して空気の流出を行なわせることができる。

このような空気抜き用の溝１１７ａ、１３７ａ（バイパス）を設けたことにより、凸部１１７と凹部１３７のクリアランスは、ラジアル方向の変位、回転方向の変位、光軸に対する傾きの規制量で決定できるので、精度の高い変位阻止を行える。

（押圧部材１７の構成）
本形態のレンズ駆動装置１において、磁気駆動機構５に用いた第１コイル３０ｘおよび第２コイル３０ｙへの通電を停止している期間中、移動体３は撮像素子側に位置し、移動体３の底部（コイルホルダ１３の底部１３５）には、撮像素子ホルダ１９の突起１９７が当接する。かかる状態における移動体３の位置が原点位置である。

本形態では、第１コイル３０ｘおよび第２コイル３０ｙへの通電を停止している期間中、移動体３を原点位置に保持することを目的に、移動体３において、コイルホルダ１３の被写体側に位置する上面部１３４には押圧部材１７が固着されている。押圧部材１７は、金属製の板バネであり、矩形の固定用枠部１７１と、固定用枠部１７１の対角位置において固定用枠部１７１の内周縁から切り起こされた２つの板バネ部１７２とを備えており、板バネ部１７２は、固定用枠部１７１から被写体側に向けて斜めに延びた細幅の基部１７２ａと、基部１７２ａの先端で折れ曲がって固定用枠部１７１と平行に延びた先端部１７２ｂとを備えている（図２（ｂ）参照）。

ここで、コイルホルダ１３の上面部１３４には、外周縁に沿って被写体側に低く突出する枠部１３９が形成されており、押圧部材１７の固定用枠部１７１は、枠部１３９の内側に位置するようにコイルホルダ１３の上面部１３４に固定されている。このため、レンズ駆動装置１を組み立てた際、移動体３の被写体側にスペーサ１１が配置されると、押圧部材１７の板バネ部１７２は、先端部１７２ｂがスペーサ１１の上板部１１５の撮像素子側の面１１５ａによって撮像素子側に押圧される。その結果、押圧部材１７は移動体３を撮像素子側に押圧するので、移動体３を、コイルホルダ１３の底部１３５に撮像素子ホルダ１９の突起１９７が当接する原点位置に弾性をもって保持することになる。従って、外力が加わっても、移動体３を原点位置に確実に保持することができる。また、押圧部材１７は、レンズ光軸Ｌを中心とする回転対称の２箇所で移動体３を押圧するため、レンズ光軸Ｌを中心とする回転対称の押圧力を移動体３に加える。このため、磁気駆動機構５が移動体３を駆動した際、移動体３が傾くことがない。

（基本的な動作）
図４は、本発明を適用したレンズ駆動装置１の動作を模式的に示す説明図である。本形態のレンズ駆動装置１において、移動体３は、通常は撮像素子側(原点位置)に位置し、かかる状態は、押圧部材１７の押圧力によって保持される。この状態で、バネ部材１４は、変形せず、バネ力を発生していない。なお、移動体３が原点位置に位置する状態で、バネ部材１４が移動体３を撮像素子側あるいは被写体側に付勢するように構成してもよい。

このような状態において、第１コイル３０ｘおよび第２コイル３０ｙに所定方向の電流を流すと、第１コイル３０ｘおよび第２コイル３０ｙは、それぞれ上向き（前側）の電磁力を受けることになる。これにより、第１コイル３０ｘおよび第２コイル３０ｙを保持する移動体３は、被写体側（前側）に移動し始めることになる。このとき、バネ部材１４には、移動体３の移動を規制する弾性力が発生する。また、押圧部材１７も、移動体３の移動を規制する弾性力が発生する。このため、磁気駆動機構５による移動体３を前側に移動させようとする電磁力と、バネ部材１４および押圧部材１７による移動体３の移動を規制する弾性力とが釣り合ったとき、移動体３は停止する。

その際、バネ部材１４および押圧部材１７によって移動体３に働く弾性力に応じて、第１コイル３０ｘおよび第２コイル３０ｙに流す電流量を調整するので、移動体３（移動体３）を所望の位置に停止させることができる。また、レンズ光軸Ｌ方向の方向に大きな釣り合いの力を利用するため、レンズ光軸Ｌ方向に遠心力や衝撃力等の他の力が働いたとしても、移動体３を安定した状態に停止させることができる。さらに、レンズ駆動装置１では、移動体３を停止させるのに、衝突材（緩衝材）等に衝突させて停止させるのではなく、電磁力と弾性力との釣り合いを利用して停止させることとしているので、衝突音の発生を防ぐことも可能である。

（本形態の主な効果）
以上説明したように、本形態のレンズ駆動装置１では、アーム部１４ｃを備えたジンバルバネ状のバネ部材１４を移動体３のレンズ光軸Ｌ方向における撮像素子側の端部（一方側の端部）のみに１枚だけ用いるため、従来の２枚バネに比べて、１枚当りのバネ力が大きい。従って、移動体３の小型化に伴って、移動体３を軽量化した場合や磁気駆動機構５が発生する推力が低下した場合でも、アーム部１４ｃを薄手化あるいは細幅化する余裕がある。それ故、バネ部材１４の強度やバネ特性、耐応力性能などが低下することはない。よって、レンズ駆動装置１の製造工程では、バネ部材１４の取り扱いが容易であるなどの利点がある。また、バネ部材１４を１枚とすれば、その分、部品点数が減るので、低コスト化を図ることができる。また、バネ部材１４を１枚とすれば、２枚のバネ部材を用いた場合に比較して、移動体３の光軸調整が容易である。

この場合、移動体３の被写体側の端部（他方側の端部）では、ラジアル方向の変位、移動体の回転変位、および移動体の傾きが発生しやすいが、本形態では、移動体３の被写体側端部には、レンズ光軸Ｌ方向に突出した凸部１１７と、凸部１１７が嵌った凹部１３７とによって、移動体３のレンズ光軸方向Ｌの一定距離以上の変位、移動体３のラジアル方向の変位、移動体３の回転変位、および移動体３の傾きを阻止する変位阻止機構１ａが構成されているため、バネ部材１４が１枚だけであっても、移動体３の無駄な変位を抑えることができる。

さらに、かかる構成の変位阻止機構１ａであれば、移動体３と支持体２とにおいてレンズ光軸Ｌ方向で対向する双方の端面（スペーサ１１の上板部１８５の撮像素子側の面１１５ａ、およびコイルホルダ１３の上面部１３４）を利用するため、ラジアル方向において、支持体２と移動体３との間に変位阻止機構１ａを設けるスペースを確保する必要がない。それ故、本形態の変位阻止機構１ａは、小型のレンズ駆動装置１、特にラジアル方向の寸法が小さなレンズ駆動装置１に適している。

さらにまた、変位阻止機構１ａは、１つの機構で、移動体３のレンズ光軸Ｌ方向の一定距離以上の変位、移動体３のラジアル方向の変位、および移動体３の傾きを阻止するとともに、移動体３の回転変位も阻止する。それ故、外部から加わった衝撃により、移動体３がレンズ光軸Ｌ周りに回転しようとした際、移動体３からの回転力がバネ部材１４に加わることがないので、バネ部材１４を１枚としても、バネ部材１４に塑性変形などの致命的な不具合が発生することがない。

また、磁気駆動機構５に用いたコイル（第１コイル３０ｘおよび第２コイル３０ｙ）およびマグネット１６は、レンズ光軸Ｌ方向において変位阻止機構１ａおよびバネ部材１４によって挟まれた領域に位置する。このため、磁気駆動機構５をレンズ光軸方向Ｌで偏った位置に配置した場合に比して、磁気駆動機構５が移動体３を駆動した際、移動体３が傾くことがない。また、レンズ光軸Ｌ方向においてバネ部材１４と変位阻止機構１ａとの間に挟まれた領域を磁気駆動機構５の配置スペースとして有効利用するため、レンズ駆動装置１の小型化に適している。

さらに、本形態では、レンズ１２１は円形であるが、かかるレンズ形状に関係なく、第１コイル３０ｘおよび第２コイル３０ｙは四角形であり、マグネット１６は、支持体２において内周面が四角形に形成されたヨーク１８の角筒状胴部１８４の辺に相当する複数の内面の各々に固着された平板状永久磁石である。このため、移動体３と支持体２との間において、移動体３の外周側に十分なスペースがない場合でも、第１コイル３０ｘおよび第２コイル３０ｙとマグネット１６との対向面積が広いので、十分な推力を発揮することができる。

また、支持体２および移動体３は、略直方体形状の外形形状を備え、変位阻止機構１ａは、レンズ光軸Ｌ方向からみたときに支持体２および移動体３の角部分に配置されている。この相当する位置に配置されていることが好ましい。このような角部分は、円形のレンズ１２１やマグネット１６が位置しない空きスペースであり、かかる位置に変位阻止機構１ａを配置したため、レンズ駆動装置１を小型化した場合でも、変位阻止機構１ａを無理なく配置することができる。

［他の実施の形態］
上記実施の形態では、移動体３のレンズ光軸Ｌ方向における撮像素子側の端部に、アーム部１４ｃを備えたジンバルバネ状のバネ部材１４を配置し、移動体３の被写体側の端部に変位阻止機構１ａを配置したが、移動体３のレンズ光軸Ｌ方向における被写体側の端部に、アーム部１４ｃを備えたジンバルバネ状のバネ部材１４を配置し、移動体３の撮像素子側の端部に変位阻止機構１ａを配置してもよい。また、移動体３に対しては、バネ部材１４が配置されている側にも、ラジアル方向の変位や回転変位を阻止する当接部を設けてもよく、かかる構成によれば、バネ部材１４の塑性変形などを確実に防止することができる。

上記実施の形態では、凹部１３７を移動体３の側に形成し、凸部１１７を支持体２の側に形成したが、凸部を移動体３の側に形成し、凹部を支持体２の側に形成してもよい。

上記実施の形態では、撮像素子側を移動体３の原点位置としたため、押圧部材１７によって、移動体３を撮像素子側に押圧したが、被写体側を移動体３の原点位置とした場合には、押圧部材１７によって、移動体３を被写体側に押圧すればよい。

上記実施の形態では、押圧部材１７に板バネを用いたが、磁性片を押圧部材として移動体３に搭載し、磁性片とマグネット１６との間に作用する磁気的吸引力によって、移動体３の原点位置に向けて押圧する構成を採用してもよい。

また、移動体３が原点位置に位置する状態でバネ部材１４が移動体３を原点位置に向けて付勢する構成を採用してもよく、この場合、押圧部材１７を省略してもよい。

（ａ）、（ｂ）は各々、本発明を適用したレンズ駆動装置を斜め上方からみた外観図、および分解斜視図である。 本発明を適用したレンズ駆動装置に用いた主たる部材の説明図である。 本発明を適用したレンズ駆動装置において、変位阻止機構でエアーダンパ現象が発生するのを防止するための構成の説明図である。 本発明を適用したレンズ駆動装置の動作を模式的に示す説明図である。

符号の説明

１ レンズ駆動装置
１ａ 変位阻止機構
２ 支持体
３ 移動体
１１ スペーサ
１２ レンズホルダ
１３ コイルホルダ
１４ バネ部材
１６ マグネット
１７ 押圧部材
１８ ヨーク
１９ 撮像素子ホルダ
３０ｘ 第１コイル
３０ｙ 第２コイル
１１７ 凸部
１３７ 凹部
１７２ 押圧部材の板バネ部

Claims (8)

1. 支持体と、レンズを保持する移動体と、該移動体をレンズ光軸に沿って駆動する磁気駆動機構と、一方端が前記移動体側に接続され、他方端が前記支持体側に接続されたアーム部を備えたバネ部材と、を有するレンズ駆動装置において、
   前記バネ部材は、前記移動体のレンズ光軸方向における一方側方向の端部と、前記支持体との間のみに１枚配置され、
   前記移動体のレンズ光軸方向の他方側方向の端部には、前記移動体と前記支持体とにおいてレンズ光軸方向で対向する双方の端面のうち、一方側部材の端面からレンズ光軸方向に延びた凸部と、他方側部材の端面でレンズ光軸方向に開口して前記凸部が嵌っており、前記移動体がレンズ光軸方向の前記他方側方向に移動した際に前記凸部の先端部が当接する底部を備えた凹部とによって、前記移動体のレンズ光軸方向の前記他方側方向への一定距離以上の変位、前記移動体のレンズ光軸方向に直交するラジアル方向の変位、前記移動体のレンズ光軸周りの回転変位、および前記移動体のレンズ光軸に対する傾きを阻止する変位阻止機構が構成され、
   前記凹部の内側面および前記凸部の外側面の少なくとも一方には、レンズ光軸方向に延在する空気抜き用の溝が形成されていることを特徴とするレンズ駆動装置。
2. 前記磁気駆動機構に用いたコイルおよびマグネットは、レンズ光軸方向において前記バネ部材と前記変位阻止機構との間に挟まれている請求項１に記載のレンズ駆動装置。
3. 前記凸部は、前記一方側部材に一体に形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載のレンズ駆動装置。
4. 前記支持体および前記移動体は、略直方体形状の外形形状を備え、
   前記変位阻止機構は、レンズ光軸方向からみたときに前記支持体および前記移動体の角部分に相当する位置に配置されていることを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載のレンズ駆動装置。
5. 前記磁気駆動機構に用いたマグネットは、前記支持体をレンズ光軸方向からみたときに当該支持体の辺部分に相当する位置に配置された平板状永久磁石であることを特徴とする請求項４に記載のレンズ駆動装置。
6. 前記変位阻止機構は、前記レンズ光軸を中心とする回転対称の複数位置の各々に配置されていることを特徴とする請求項１乃至５の何れか一項に記載のレンズ駆動装置。
7. さらに、前記磁気駆動機構がレンズ光軸方向の推力を発生させていない状態で前記移動体が位置する原点位置に向けて前記移動体を押圧する押圧部材を備えていることを特徴とする請求項１乃至６の何れか一項に記載のレンズ駆動装置。
8. 前記押圧部材は、前記レンズ光軸を中心とする回転対称の押圧力を前記移動体に加えることを特徴とする請求項７に記載のレンズ駆動装置。

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