JP6811026B2 - レンズ駆動装置およびレンズユニット - Google Patents

Description

本発明は、レンズ駆動装置およびレンズユニットに関する。

従来、デジタルカメラ、携帯電話、小型ＰＣ等に搭載されるレンズを有する光学モジュールは、当該レンズの位置をアクチュエータ等で移動させて制御し、光学式手振れ補正、および／またはオートフォーカス機能等を実行していた（例えば、特許文献１参照）。
特許文献１ 特開２０１４−１６０１９６号公報

このような光学モジュールは、レンズの外部に設けられたコイルに電流を流して磁場を発生させ、レンズに固定された磁石を吸引または離間させることで、レンズを移動させていた。しかしながら、このような光学モジュールを小型化させると、レンズの位置に応じて、レンズを移動させるのに必要な駆動力が変動し、レンズの位置制御が困難になっていた。したがって、簡便なレンズの位置制御で、光学式手振れ補正およびオートフォーカス機能等を安定動作できる小型の光学モジュールが望まれていた。

本発明の第１の態様においては、駆動対象物の移動方向に第１極および第２極が配列された磁石部と、磁石部に対向して設けられ、移動方向において磁石部を吸引する複数の吸引領域を有するヨーク部と、磁石部と対向して設けられたコイル部と、を備え、コイル部およびヨーク部、または磁石部が駆動対象物に固定される駆動装置およびレンズユニットを提供する。

なお、上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではない。また、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となりうる。

本実施形態に係るレンズユニット１００の構成例を示す。 本実施形態に係るレンズ部１２０を駆動する駆動装置の構成例を示す。 本実施形態に係るレンズユニット１００を小型にした場合の、レンズ部１２０を移動させる推力の一例を示す。 本実施形態に係るレンズユニット１００を小型にした場合の、磁気センサ２３０が検出する磁場の一例を示す。 本実施形態に係る駆動装置３００の構成例を斜視図で示す。 本実施形態に係る駆動装置３００の構成例を示す。 本実施形態に係るレンズ部１２０が、磁石部３１０によるＺ方向の力が略安定となる基準位置とは異なる位置に移動した例を示す。 本実施形態に係る駆動装置３００がレンズ部１２０を移動させる推力の一例を示す。 本実施形態に係る磁気センサ３５０が検出する磁場の一例を示す。 本実施形態に係るヨーク部３３０、コイル部３４０、および磁気センサ３５０の第１構成例を示す。 本実施形態に係るヨーク部３３０、コイル部３４０、および磁気センサ３５０の第２構成例を示す。 本実施形態に係る駆動装置３００の第１変形例を示す。 本実施形態に係る駆動装置３００の第２変形例を示す。 本実施形態に係る駆動装置３００の第３変形例を示す。 本実施形態に係るヨーク部３３０の第１変形例を示す。 本実施形態に係るヨーク部３３０の第２変形例を示す。 本実施形態に係るヨーク部３３０の第３変形例を示す。 本実施形態に係る駆動装置３００の第４変形例を示す。

以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。

図１は、本実施形態に係るレンズユニット１００の構成例を示す。レンズユニット１００は、レンズを光軸方向に移動させる光学モジュールである。図１は、直交する３方向（Ｘ、Ｙ、およびＺ方向）のうち、Ｚ方向にレンズを移動させる光学モジュールの例を示す。レンズユニット１００は、ベース部１１０と、レンズ部１２０と、を備える。

ベース部１１０は、レンズ部１２０およびレンズ部１２０を駆動する駆動装置を収容する。ベース部１１０は、レンズ部１２０の光軸方向と略同一方向に貫通孔を有し、当該貫通孔内にレンズ部１２０を収容する。

レンズ部１２０は、駆動対象物であり、ベース部１１０に対して相対的に移動する。レンズ部１２０は、Ｚ軸方向と略平行に移動する。レンズ部１２０は、ベース部１１０のＸＹ平面と略平行な表面または裏面から、ベース部１１０の外部へと突出して移動してもよい。レンズ部１２０は、光学レンズ１２２を有する。

光学レンズ１２２は、外部から入力する光を屈折させて、集束または発散させる。光学レンズ１２２は、凸レンズまたは凹レンズでよく、ガラスまたはプラスチック等を含んで形成されてよい。図１は、光学レンズ１２２がＸＹ平面に略平行に配置され、光軸がＺ方向に略平行となる例を示す。光学レンズ１２２は、レンズ部１２０のＺ方向の移動に伴って光軸方向と略平行に移動し、これにより、レンズユニット１００のオートフォーカス動作等が実行される。このようなレンズ部１２０を駆動する駆動装置について次に説明する。

図２は、本実施形態に係るレンズ部１２０を駆動する駆動装置の構成例を示す。駆動装置は、ベース部１１０に収容され、レンズ部１２０を駆動する。図２は、レンズユニット１００のベース部１１０を取り除いた、当該レンズユニット１００の内部の構成例を示す。駆動装置は、磁石部と、ヨーク部２１０と、コイル部２２０と、磁気センサ２３０と、を備える。

磁石部は、レンズ部１２０に固定される。即ち、磁石部は、レンズ部１２０の移動に伴って光軸方向と略平行に移動する。図１は、磁石部が第１磁石１４０および第２磁石１５０を有する４極磁石の例を示す。第１磁石１４０は、第１極１４２および第２極１４４を含む。一例として、第１極１４２はＮ極であり、第２極１４４はＳ極である。第２磁石１５０は、第１極１５２および第２極１５４を含む。一例として、第１極１５２はＮ極であり、第２極１５４はＳ極である。即ち、磁石部は、駆動対象物であるレンズ部１２０の移動方向に第１極１４２および第２極１５４が配列される。磁石部は、永久磁石でよい。磁石部のこのような磁極配置（４極着磁磁石）は、コイルに電流を流した際に高い推力が得られることが知られている。

ヨーク部２１０は、磁石部に対向して設けられ、磁石部を吸引する。ヨーク部２１０は、ベース部１１０に固定されてよい。ヨーク部２１０は、鉄等を含み、磁石部からの磁束を集中させる。即ち、ヨーク部２１０は、レンズ部１２０の位置を予め定められた位置（基準位置）に保つように、磁石部を吸引する。図２は、ヨーク部２１０がＸ軸方向に延伸する板状に形成され、磁石部を吸引する１つの吸引領域として動作する例を示す。

コイル部２２０は、磁石部に対向して設けられる。コイル部２２０は、ベース部１１０に固定されてよい。コイル部２２０は、電流が流れることにより磁場を発生する。コイル部２２０は、通電されることに応じて、磁石部を離間または吸引するように磁場を発生する。即ち、コイル部２２０が磁場を発生することにより、磁石部はＺ軸上において基準位置から離れるように移動する。磁石部の移動に伴ってレンズ部１２０も移動するので、コイル部２２０は、磁場の発生によって、レンズ部１２０を光軸方向に移動させることになる。

また、コイル部２２０は、発生させた磁場の大きさを維持することにより、基準位置から移動したレンズ部１２０の位置を維持させる。なお、レンズ部１２０の基準位置からの移動距離は、一例として、コイル部２２０が発生させた磁場の大きさに応じた位置となる。また、コイル部２２０は、発生させた磁場の大きさを低減させることで、レンズ部１２０を基準位置の方向に移動させてよい。また、コイル部２２０は、磁場の発生を停止することで、レンズ部１２０を基準位置に戻してよい。図２は、レンズ部１２０が基準位置に位置する例を示す。

また、コイル部２２０は、例えば、磁石部に対向する側において、磁石部の第１極１４２と同種の極（一例として、Ｎ極）を発生させて、レンズ部１２０を＋Ｚ方向に移動させる。この場合、コイル部２２０は、磁石部に対向する側において、磁石部の第２極１５４と同種の極（一例として、Ｓ極）を発生させて、レンズ部１２０を−Ｚ方向に移動させる。即ち、コイル部２２０は、当該コイル部２２０に流れる電流の向きおよび電流値に応じて、レンズ部１２０をＺ方向に移動させる推力を発生する。

磁気センサ２３０は、磁石部によって生じる磁場を検出する。磁気センサ２３０は、ベース部１１０に固定されてよい。この場合、磁気センサ２３０および磁石部の間の距離は、レンズ部１２０の移動に伴って変化するので、磁気センサ２３０が検出する磁場は、レンズ部１２０の移動に応じて変化することになる。即ち、磁気センサ２３０は、レンズ部１２０の位置に応じた磁場を検出する。磁気センサ２３０は、レンズ部１２０の一の方向の位置に応じた磁場情報を出力してよい。

以上のように、本実施形態に係る駆動装置は、コイル部２２０に流す電流量に応じて、レンズ部１２０の光軸方向の位置を制御できる。したがって、駆動装置の外部等に設けられる制御装置によって、当該電流量を制御することにより、レンズ部１２０の位置を制御できる。また、駆動装置は、レンズ部１２０の光軸方向の位置を磁気センサ２３０が検出するので、制御装置等は、当該検出位置を制御動作にフィードバックして、レンズ部１２０の位置精度を向上させることもできる。このような駆動装置は、磁石、コイル、およびヨーク等によって簡便に構成できるので、例えば、レンズユニット１００を携帯電話等に内蔵できる程度に小型にすることもできる。

なお、携帯電話等の機器は、更に小型化、および薄型化等が望まれることがあり、レンズユニット１００も対応してより小型化できることが望ましい。しかしながら、駆動装置を更に小型化すると、磁石部およびヨーク部２１０の大きさが小さくなってしまい、磁石部の位置に対する磁石部およびヨーク部２１０の間の吸引力の変動が大きくなる。即ち、レンズ部１２０を移動させる推力が、レンズ部１２０の位置によって大きく変動してしまう。

図３は、本実施形態に係るレンズユニット１００を小型にした場合の、レンズ部１２０を移動させる推力の一例を示す。図３は、レンズ部１２０の位置に対する推力を示す例であり、横軸がレンズ部１２０の位置を、縦軸は推力を示す。なお、レンズ部１２０の基準位置を横軸の原点とする。

例えば、レンズ部１２０が基準位置から離間した位置に移動すると、Ｙ方向において磁石部に対向するヨーク部２１０が無くなってしまい、磁石部から発生した磁束は基準位置側の方に位置するヨーク部２１０へと収束して、基準位置側に向かう抗力が増加する。したがって、コイル部２２０に流す電流を略同一の電流値にすると、レンズ部１２０の位置が基準位置から離間すればするほど、当該レンズ部１２０を移動させる推力が減少する傾向になってしまう。また、これにより当該レンズ部１２０の制御動作を対応して変化させなければならず、コントロールが難しくなる。

この場合、略同一の推力を保つには、レンズ部１２０の位置に応じてコイル部２２０に流れる電流を制御しなければならず、制御回路等は複雑になってしまう。また、レンズ部１２０の位置が基準位置から離間した場合、コイル部２２０に流す電流量を増加して推力を上昇させることになるので、駆動装置の消費電力が増大してしまう。

また、略同一の推力を保つべく、ヨーク部２１０の形状を大きく変更することが考えられるが、当該ヨーク部２１０の形状の変更は、レンズ部１２０の光軸方向（即ち、Ｚ方向）への拡大であり、結果的にレンズユニット１００のＺ方向の大きさを増加させてしまうことになる。

また、磁石部の大きさが小型になると、当該磁石部が発生する磁場の線形性を保つことが困難になることがある。図４は、本実施形態に係るレンズユニット１００を小型にした場合の、磁気センサ２３０が検出する磁場の一例を示す。

理想的には、レンズ部１２０が基準位置からＺ方向に離間すると、磁気センサ２３０が検出する磁場の量は、レンズ部１２０の位置に応じてリニアに変化する。しかしながら、例えば、磁石部の大きさが小型になると、磁気センサ２３０が検出する磁場がリニアにならず、湾曲した形状になる。つまり、理想的な単調減少（または単調増加）と比較して、リニアリティが悪化することになる。このように、磁石部からの磁場のリニアリティが悪化すると、磁気センサ２３０によるレンズ部１２０の検出位置精度が低下することになる。

そこで、本実施形態に係る駆動装置は、レンズ部１２０を移動させる推力を略一定にさせ、また、磁気センサ２３０の検出磁場のリニアリティが低減することを防止しつつ、レンズユニット１００を小型化させる。このような駆動装置について、次に説明する。

図５は、本実施形態に係る駆動装置３００の構成例を斜視図で示す。また、図６は、本実施形態に係る駆動装置３００の構成例を図５のＹＺ面をＸ軸側から見た図で示す。駆動装置３００は、図１に示すベース部１１０に収容され、レンズ部１２０を駆動する。図５は、レンズユニット１００のベース部１１０およびレンズ部１２０を取り除いた、当該レンズユニット１００の内部の構成例を示す。また、図６は、レンズユニット１００のベース部１１０を取り除いた、当該レンズユニット１００の内部の構成例を示す。駆動装置３００は、磁石部３１０と、ヨーク部３３０と、コイル部３４０と、磁気センサ３５０と、を備える。

磁石部３１０は、レンズ部１２０に固定され、レンズ部１２０の移動方向に第１極３１２および第２極３１４が配列される。図５に示す磁石部３１０は、レンズ部１２０の移動方向に第１極および第２極が配列された１つの磁石を有する例を示す。磁石部３１０は、第１極３１２および第２極３１４を有する２極磁石でよい。一例として、第１極３１２はＮ極であり、第２極３１４はＳ極である。磁石部３１０は、アルニコ、フェライト、ネオジウム、およびサマリウムコバルト等のうち少なくとも１つを含む永久磁石でよい。磁石部３１０のＺ方向の大きさは、ヨーク部３３０のＺ方向の大きさよりも小さく形成される。図５および図６に示す着磁方向の磁石は、ヨーク部３３０と比較してＺ方向に小さい場合でも、磁場のリニアリティを高くすることができる。

ヨーク部３３０は、磁石部３１０に対向して設けられ、レンズ部１２０の移動方向において磁石部３１０を吸引する複数の吸引領域を有する。ヨーク部３３０は、レンズ部１２０の移動方向に並んだ複数のヨークを有してよい。図５は、ヨーク部３３０が第１ヨーク３３２および第２ヨーク３３４を有し、当該２つのヨークが磁石部３１０を吸引する２つの吸引領域となる例を示す。ヨーク部３３０は、鉄等の透磁率が比較的高い材料を含み、磁石部３１０からの磁束を集中させる。

コイル部３４０は、磁石部３１０と対向して設けられる。コイル部３４０は、電流が流れることにより磁場を発生する。コイル部３４０は、通電されることに応じて、磁石部を離間または吸引させるように磁場を発生する。コイル部３４０は、図２に示すコイル部２２０と同様に、磁場を発生させてレンズ部１２０を光軸方向に移動させる。

また、コイル部３４０は、例えば、磁石部３１０に対向する側において、磁石部の第１極３１２と同種の極（一例として、Ｎ極）を発生させて、レンズ部１２０を＋Ｚ方向に移動させる。この場合、コイル部３４０は、磁石部３１０に対向する側において、磁石部の第２極３１４と同種の極（一例として、Ｓ極）を発生させて、レンズ部１２０を−Ｚ方向に移動させる。即ち、コイル部３４０は、当該コイル部３４０に流れる電流の向きおよび電流値に応じて、レンズ部１２０をＺ方向に移動させる推力を発生する。

磁気センサ３５０は、磁石部３１０によって生じる磁場を検出する。磁気センサ３５０は、図２に示す磁気センサ２３０と同様に、レンズ部１２０の一の方向の位置に応じた磁場を検出する。即ち、磁気センサ３５０は、磁石部３１０の磁場を検知してレンズ部１２０のＺ方向の位置を検出する。

以上のように、本実施形態に係る駆動装置３００は、図２に示す駆動装置と同様に、コイル部３４０に流す電流量に応じて、レンズ部１２０を光軸方向に移動できる。したがって、外部の制御装置等により、駆動装置３００は、レンズ部１２０の位置を制御することができる。また、駆動装置３００は、磁気センサ３５０が検出するレンズ部１２０の光軸方向の検出位置を外部の制御装置等にフィードバックして、レンズ部１２０の位置精度を向上させることもできる。

ここで、コイル部３４０に流れる電流が０の場合、当該コイル部３４０は磁場を発生せず、磁石部３１０のＺ方向の位置が、図６に示すように、第１ヨーク３３２および第２ヨーク３３４の略中間に位置する場合を考える。この場合、第１極３１２は第１ヨーク３３２に吸引され、第２極３１４は第２ヨーク３３４に吸引されるので、レンズ部１２０に加わるＺ方向の力は、釣り合いが取れた略安定な状態となる。このようなレンズ部１２０の位置を、基準位置とする。本実施形態に係る駆動装置３００は、レンズ部１２０の移動方向においてヨーク部３３０が複数の吸引領域を有することで、基準位置と同様に、磁石部３１０が発生させるＺ方向の力が略安定となるレンズ部１２０の位置を有する。

図７は、本実施形態に係るレンズ部１２０が、磁石部３１０によるＺ方向の力が略安定となる基準位置とは異なる位置に移動した例を示す。図７は、図６に示す本実施形態に係るレンズユニット１００において、コイル部３４０が磁場を発生させて、レンズ部１２０が＋Ｚ方向に移動した例を示す。図７は、Ｚ方向において、磁石部３１０の第１極３１２および第２極３１４の略中間に、第１ヨーク３３２が位置する例を示す。即ち、第１極３１２および第２極３１４は、略同一の力で第１ヨーク３３２に吸引されるので、第１極３１２および第２極３１４がＺ方向に発生させるそれぞれの力は釣り合いが取れ、略安定な状態となる。そこで、図７に示すレンズ部１２０の位置を、第１準安定位置とする。

なお、磁石部３１０がＺ方向に発生させる力は、コイル部３４０がレンズ部１２０を移動させる推力に対する抗力となるので、当該抗力が低減されることにより、コイル部３４０は、より小さい推力でレンズ部１２０の位置を維持することができる。図７は、磁石部３１０が、ヨーク部３３０の＋Ｚ方向側の吸引領域である第１ヨーク３３２に対向する位置に移動することで、効力が低減する例を示す。これに加えて、ヨーク部３３０は、−Ｚ方向側にも吸引領域である第２ヨーク３３４を有するので、磁石部３１０が、当該第２ヨーク３３４に対向する位置に移動することで、効力を低減させることもできる。ここで、レンズ部１２０が第２ヨーク３３４に対向する位置を、第２準安定位置とする。

このように、駆動装置３００は、磁石部３１０の効力が低減する複数の安定位置を有するので、レンズ部１２０の位置が基準位置から離間しても、当該レンズ部１２０を移動させる推力の変動を抑制することができる。図８は、本実施形態に係る駆動装置３００がレンズ部１２０を移動させる推力の一例を示す。図８は、レンズ部１２０の位置に対する推力を示す例であり、横軸がレンズ部１２０の位置を、縦軸は推力を示す。

なお、レンズ部１２０の基準位置を横軸の原点とする。また、横軸において、レンズ部１２０の第１準安定位置をＸ１、第２準安定位置をＸ２とする。このような基準位置、第１準安定位置Ｘ１、および第２準安定位置Ｘ２において、磁石部３１０の効力は理想的には最小となるので、駆動装置３００の推力は、当該３点においてピークを有することになる。したがって、駆動装置３００は、図３に示す単一の吸引領域を有する駆動装置と比較して、レンズ部１２０の位置に対する推力を略一定に維持することができる。

このように、本実施形態に係る駆動装置３００は、ヨーク部３３０が複数の吸引領域を有し、磁石部３１０を小型の２極磁石とすることにより、レンズ部１２０が基準位置から離間した位置に移動しても、磁石部３１０の２つの極に対応する吸引領域が、当該２つの極をバランス良く吸引できる。

図９は、本実施形態に係る磁気センサ３５０が検出する磁場の一例を示す。４極着磁磁石を使う方法に対して、２極着磁磁石を用いることにより、リニアリティが改善することがわかる。なお、４極着磁磁石は推力の面において好ましいが、これは、磁石の磁場がコイルのＹ方向に強い磁場を印加できるからである。しかしながら、図５から図７に示す２極着磁磁石は、Ｚ軸方向に短くなることにより、磁気回路上コイルのＹ方向に強い磁場が印加することができる。この為、ヨーク部３３０と比較してＺ方向に小さくなった２極着磁磁石は、推力の面でも有効な構造といえる。

即ち、駆動装置３００は、磁気センサ３５０によるレンズ部１２０の検出位置精度が低下することを防止できる。このように、本実施形態に係る駆動装置３００は、レンズ部１２０を移動させる推力を略一定に保ち、また、磁気センサ３５０の検出磁場のリニアリティを保ちつつ、レンズユニット１００を小型化することができる。

図１０は、本実施形態に係るヨーク部３３０、コイル部３４０、および磁気センサ３５０の第１構成例を示す。図１０は、レンズユニット１００のベース部１１０、レンズ部１２０、および磁石部３１０を取り除いた、駆動装置３００の一部の構成例を示す。図１０に示すヨーク部３３０、コイル部３４０、および磁気センサ３５０は、図５および図６に示された駆動装置３００の動作と略同一のものには同一の符号を付け、説明を省略する。

図１０に示すように、磁気センサ３５０は、コイル部３４０の周囲に固定されてよい。磁気センサ３５０は、一例として、Ｘ方向にコイル部３４０と並んで配置される。また、磁気センサ３５０は、コイル部３４０の中空部分に設けられてもよい。図１１は、本実施形態に係るヨーク部３３０、コイル部３４０、および磁気センサ３５０の第２構成例を示す。第２構成例の磁気センサ３５０は、コイル部３４０の内部に配置された例を示す。

図１２は、本実施形態に係る駆動装置３００の第１変形例を示す。第１変形例の駆動装置３００において、図５および図６に示された本実施形態に係る駆動装置３００の動作と略同一のものには同一の符号を付け、説明を省略する。第１変形例の駆動装置３００は、ヨーク部３３０が、第１ヨーク３３２および第２ヨーク３３４に加えて、第３ヨーク３３６を有する。また、第１本変形例の駆動装置３００は、バックヨーク３６０を更に備える。

図１２は、第２ヨーク３３４のＺ方向の位置が、磁石部３１０の第１極３１２および第２極３１４の略中間に位置する例を示す。この場合、レンズ部１２０に加わるＺ方向の力は、釣り合いが取れた略安定な状態となるので、当該レンズ部１２０の位置を基準位置とする。また、磁石部３１０のＺ方向の位置が、第１ヨーク３３２に対向する、即ち、磁石部３１０の第１極３１２および第２極３１４の略中間に第１ヨーク３３２が位置する磁石位置に移動しても、略安定な状態となるので、当該磁石位置に対応するレンズ部１２０の位置は準安定位置となる。同様に、磁石部３１０が、第３ヨーク３３６に対向する磁石位置に移動しても、略安定な状態となるので、当該磁石位置に対応するレンズ部１２０の位置も準安定位置となる。

また、磁石部３１０のＺ方向の位置が、第１ヨーク３３２および第２ヨーク３３４の中間に位置しても、略安定な状態となるので、当該磁石位置に対応するレンズ部１２０の位置も準安定位置となる。同様に、磁石部３１０のＺ方向の位置が、第２ヨーク３３４および第３ヨーク３３６の中間に位置しても、略安定な状態となるので、当該磁石位置に対応するレンズ部１２０の位置も準安定位置となる。

以上のように、第１変形例の駆動装置３００は、ヨーク部３３０の吸引領域を３つ有することにより、レンズ部１２０の安定位置を５つ形成することができる。したがって、第１変形例の駆動装置３００は、レンズ部１２０を移動させる推力の変動を更に抑制することができる。図１２に示す第１変形例の駆動装置３００は、ヨーク部３３０が３つの吸引領域を有する例を説明したが、これに限定されることはなく、ヨーク部３３０は、４以上の吸引領域を有してもよい。

バックヨーク３６０は、磁石部３１０におけるコイル部３４０とは反対側に設けられる。バックヨーク３６０は、磁石部３１０およびレンズ部１２０の間に設けられ、磁石部３１０と共にレンズ部１２０に固定されてよい。バックヨーク３６０は、ヨーク部３３０と同種または略同一の材料を含んでよい。バックヨーク３６０は、磁石部３１０が発生する磁場のうちヨーク部３３０とは反対側の方向に漏れる磁場を着磁させ、磁石部３１０からの発生磁場を高くすることができる。バックヨーク３６０は、他の態様の駆動装置に設けられてもよい。

図１３は、本実施形態に係る駆動装置３００の第２変形例を示す。第２変形例の駆動装置３００において、図５、図６、および図１２に示された本実施形態に係る駆動装置３００の動作と略同一のものには同一の符号を付け、説明を省略する。第２変形例の駆動装置３００は、磁石部３１０が移動方向に並んで配列された第１磁石３１６および第２磁石３２０を有する。

第１磁石３１６は、コイル部３４０により近い第１極３１２と、コイル部３４０からより離れた第２極３１４とを有する。また、第２磁石３２０は、コイル部からより離れた第１極３２２と、コイル部３４０により近い第２極３２４とを有する。このように、磁石部３１０は、コイル部３４０に近い側において、レンズ部１２０の移動方向に第１極３１２および第２極３２４が配列された４極磁石であってもよい。

第２本変形例の駆動装置３００においても、ヨーク部３３０が磁石部３１０からの磁場を吸引する複数の吸引領域を有するので、レンズ部１２０の複数の安定位置を形成することができる。例えば、図１２に示すように、第１磁石３１６および第２磁石３２０のＺ方向の位置が、第１ヨーク３３２および第２ヨーク３３４の略中間に位置する場合、レンズ部１２０に加わるＺ方向の力は、釣り合いが取れた略安定な状態となる。

また、第１磁石３１６および第２磁石３２０のＺ方向の位置が、第１ヨーク３３２に対向する、即ち、第１磁石３１６の第１極３１２および第２磁石３２０の第２極３２４の略中間に第１ヨーク３３２が位置する磁石位置に移動しても、略安定な状態となる。同様に、第１磁石３１６および第２磁石３２０のＺ方向の位置が、第２ヨーク３３４に対向する磁石位置に移動しても、略安定な状態となる。したがって、第２変形例の駆動装置３００は、レンズ部１２０を移動させる推力の変動、および、磁気センサ３５０の検出磁場のリニアリティの変動を抑制することができる。

図１４は、本実施形態に係る駆動装置３００の第３変形例を示す。第３変形例の駆動装置３００において、図５および図６に示された本実施形態に係る駆動装置３００の動作と略同一のものには同一の符号を付け、説明を省略する。第３変形例の駆動装置３００は、ヨーク部３３０が、移動方向において磁石部３１０を間に挟んで対向する一対のヨークを有する。

一対のヨークは、一例として、第１ヨーク３３２および第２ヨーク３３４を有し、第１ヨーク３３２は、磁石部３１０の＋Ｚ方向側に、第２ヨーク３３４は、磁石部３１０の−Ｚ方向側に、それぞれ配置される。この場合、レンズ部１２０のＺ方向の位置に関わらず、第１ヨーク３３２は磁石部３１０の第１極３１２に対向し、第２ヨーク３３４は磁石部３１０の第２極３１４に対向することになる。

なお、第３変形例の駆動装置３００は、第１ヨーク３３２および第２ヨーク３３４が磁石部３１０を挟んで対向することを説明した。これに代えて、駆動装置３００は、第１ヨーク３３２および第２ヨーク３３４のうち一方のみを有してもよい。例えば、第１ヨーク３３２が磁石部３１０の第１極３１２に対向して設けられてよい。この場合、第２極３１４の第１ヨーク３３２とは反対側の面に、バックヨークが設けられてもよい。

これに代えて、駆動装置３００は、第１ヨーク３３２および第２ヨーク３３４のうちの一方と、Ｙ方向側のヨークと、を有してもよい。即ち、ヨーク部３３０は、移動方向において磁石部３１０と対向する第１ヨーク３３２と、移動方向とは垂直な方向において磁石部３１０と対向する第２ヨークと、を有してよい。この場合のＹ方向側の第２ヨークは、図１１および図１２で示したヨーク部３３０の一部または全部であってよい。

以上の本実施形態に係る駆動装置３００は、複数の吸引領域を有するヨーク部３３０を備える例を説明した。例えば、図５から図１４に示した駆動装置３００は、ヨーク部３３０が別個独立なヨークを複数有する例を説明した。これに代えて、ヨーク部３３０は、複数の吸引領域を有する単独のヨークであってもよい。

図１５は、本実施形態に係るヨーク部３３０の第１変形例を示す。第１変形例のヨーク部３３０は、第１ヨーク３３２および第２ヨーク３３４が一体に形成される。ここで、第１ヨーク３３２および第２ヨーク３３４は、それぞれ別個の吸引領域となる。即ち、ヨーク部３３０は、磁石部３１０に対向する範囲において、レンズ部１２０の移動方向における吸引領域の間にギャップ３３８を有する。

このように、第１変形例のヨーク部３３０は、板状のヨークにギャップ３３８が設けられて形成されてよい。また、第１ヨーク３３２および第２ヨーク３３４の両端がそれぞれ接続されて形成されてもよい。これに代えて、ヨーク部３３０は、第１ヨーク３３２および第２ヨーク３３４の一端同士または他端同士が接続された形状（アルファベットのＣの字形状）であってもよい。また、ヨーク部３３０は、吸引領域となる第１ヨーク３３２および第２ヨーク３３４が磁石部３１０に向けて突出する突出部として形成されてもよい。この場合、ヨーク部３３０は、磁石部３１０に対向する範囲において、移動方向における複数の突出部の間にギャップ３３８を有することになる。

図１６は、本実施形態に係るヨーク部３３０の第２変形例を示す。第２変形例のヨーク部３３０は、レンズ部１２０の移動方向における複数箇所に磁石部３１０側に向かって突出する突出部を有する。図１６は、ヨーク部３３０が第１突出部４０４および第２突出部４０６を有する例を示す。第１突出部４０４は、図５および図６で説明した第１ヨーク３３２として動作してよく、第２突出部４０６は、第２ヨーク３３４として動作してよい。

第１突出部４０４および第２突出部４０６は、ヨーク部３３０の一部であってよく、一体となって形成されてよい。また、第１突出部４０４および第２突出部４０６の間には、図１５で説明したギャップ３３８が形成されてもよい。また、ヨーク部３３０は、３以上の突出部を有してもよい。

図１７は、本実施形態に係るヨーク部３３０の第３変形例を示す。第３変形例のヨーク部３３０は、磁石部３１０に対向するヨーク板４０２と、移動方向における複数箇所においてヨーク板４０２から磁石部３１０側に向かって突出する第１突出部４０４および第２突出部４０６と、を有する。ヨーク板４０２は、板状に形成されてよく、また、図１５で説明したギャップ３３８が形成されてもよい。第１突出部４０４および第２突出部４０６は、磁石部３１０に突出する凸部を有してよい。この場合、第１突出部４０４および第２突出部４０６の凸部は、ＹＺ面と略平行な断面形状の少なくとも一部が、三角形、四角形、多角形、半円、円または楕円の一部、および台形等のいずれかでよい。

第１突出部４０４は、図５および図６で説明した第１ヨーク３３２として動作してよく、第２突出部４０６は、第２ヨーク３３４として動作してよい。第１突出部４０４および第２突出部４０６は、ヨーク部３３０の一部であってよく、ヨーク板４０２と一体となって形成されてよい。

以上の本実施形態に係る駆動装置３００は、複数の吸引領域を有するヨーク部３３０を備え、レンズ部１２０の安定位置を複数設けることを説明した。これに代えて、駆動装置３００は、複数の磁石を有することで、レンズ部１２０の安定位置を複数設けてもよい。なお、この場合、ヨーク部３３０は、単独のヨークであってもよい。

図１８は、本実施形態に係る駆動装置３００の第４変形例を示す。第４変形例の駆動装置３００において、図５および図６に示された本実施形態に係る駆動装置３００の動作と略同一のものには同一の符号を付け、説明を省略する。第４変形例の駆動装置３００は、磁石部３１０が複数の磁石を有し、レンズ部１２０の移動方向に第１極および第２極の組が複数配列される。図１８は、磁石部３１０が第１磁石３１６および第２磁石３２０を有する例を示す。

第１磁石３１６は、レンズ部１２０の移動方向に第１極３１２および第２極３１４が配列される。また、第２磁石３２０は、第１磁石３１６と同様に、レンズ部１２０の移動方向に第１極３２２および第２極３２４が配列される。なお、駆動装置３００は、磁石部３１０およびレンズ部１２０の間にバックヨーク３６０を備えてもよい。

ヨーク部３３０およびコイル部３４０は、このような磁石部３１０に対向して設けられる。なお、図１８は、ヨーク部３３０が単一のヨークの例を示す。このように、ヨーク部３３０が単一であっても、磁石部３１０が複数の磁石を有するので、駆動装置３００は、レンズ部１２０の複数の安定位置を設けることができる。

例えば、図１８に示すように、ヨーク部３３０の位置が、Ｚ方向において第１磁石３１６および第２磁石３２０の略中間に位置する場合、レンズ部１２０に加わるＺ方向の力は、釣り合いが取れた略安定な状態となる。また、第１磁石３１６のＺ方向の位置が、ヨーク部３３０に対向する、即ち、第１磁石３１６の第１極３１２および第２極３１４の略中間にヨーク部３３０が位置する磁石位置に移動しても、略安定な状態となる。同様に、第２磁石３２０のＺ方向の位置が、ヨーク部３３０に対向する磁石位置に移動しても、略安定な状態となる。

したがって、第４変形例の駆動装置３００は、レンズ部１２０の移動方向に第１極および第２極の組を有する複数の磁石を、当該移動方向に配列することにより、レンズ部１２０の複数の安定位置を有することができる。したがって、駆動装置３００は、レンズ部１２０を移動させる推力の変動、および、磁気センサ３５０の検出磁場のリニアリティの変動を抑制することができる。なお、図１８は、磁石部３１０が第１磁石３１６および第２磁石３２０の２つの磁石を有する例を説明したが、これに加えて、磁石部３１０は、更に多くの磁石を有してもよい。

以上の本実施形態に係る磁石部３１０は、駆動装置３００の駆動対象物であるレンズ部１２０に固定される例を説明した。これに代えて、ヨーク部３３０およびコイル部３４０がレンズ部１２０に固定されてもよい。即ち、ヨーク部３３０およびコイル部３４０が、レンズ部１２０と共に移動し、磁石部３１０および磁気センサ３５０がベース部１１０に固定される。この場合においても、駆動装置３００は、磁石部３１０および／またはヨーク部３３０を複数設けることにより、レンズ部１２０を移動させる推力の変動を抑制することができる。

また、本実施形態に係る駆動装置３００は、駆動対象物としてレンズ部１２０を備える例を説明した。これに代えて、駆動装置３００は、駆動対象物として、フィルタ、光源、ミラー、アクチュエータ、およびセンサ等を駆動してもよい。

以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。

特許請求の範囲、明細書、および図面中において示した装置、システム、プログラム、および方法における動作、手順、ステップ、および段階等の各処理の実行順序は、特段「より前に」、「先立って」等と明示しておらず、また、前の処理の出力を後の処理で用いるのでない限り、任意の順序で実現しうることに留意すべきである。特許請求の範囲、明細書、および図面中の動作フローに関して、便宜上「まず、」、「次に、」等を用いて説明したとしても、この順で実施することが必須であることを意味するものではない。

１００ レンズユニット、１１０ ベース部、１２０ レンズ部、１２２ 光学レンズ、１４０ 第１磁石、１４２ 第１極、１４４ 第２極、１５０ 第２磁石、１５２ 第１極、１５４ 第２極、２１０ ヨーク部、２２０ コイル部、２３０ 磁気センサ、３００ 駆動装置、３１０ 磁石部、３１２ 第１極、３１４ 第２極、３１６ 第１磁石、３１２ 第１極、３１４ 第２極、３２０ 第２磁石、３２２ 第１極、３２４ 第２極、３３０ ヨーク部、３３２ 第１ヨーク、３３４ 第２ヨーク、３３６ 第３ヨーク、３３８ ギャップ、３４０ コイル部、３５０ 磁気センサ、３６０ バックヨーク、４０２ ヨーク板、４０４ 第１突出部、４０６ 第２突出部

Claims (11)

1. レンズの光軸方向に第１極および第２極が配列された磁石部と、
   前記光軸方向において前記磁石部に対して相対移動可能に設けられたヨーク部であって、前記光軸方向の直交方向において前記磁石部に前記相対移動の範囲内で対向する位置に設けられ前記磁石部を吸引する複数の吸引領域を有し、前記光軸方向の大きさが前記磁石部の前記光軸方向の大きさより大きいヨーク部と、
   前記直交方向において前記磁石部と対向して設けられ、前記直交方向に延在する中空部分を有するコイル部と、
   を備え、
   前記レンズを含むレンズ部に前記コイル部および前記ヨーク部、または前記磁石部が固定され、前記磁石部における前記光軸方向と前記直交方向とに直交する方向の長さは、前記磁石部における前記光軸方向の長さより長い、
   レンズ駆動装置。
2. 前記ヨーク部は、前記光軸方向に並んだ複数のヨークを有する請求項１に記載のレンズ駆動装置。
3. 前記ヨーク部は、前記光軸方向における複数箇所に前記磁石部側に向かって突出する突出部を有する請求項１または２に記載のレンズ駆動装置。
4. 前記ヨーク部は、前記磁石部に対向する範囲において、前記光軸方向における複数の前記突出部の間にギャップを有する請求項３に記載のレンズ駆動装置。
5. 前記ヨーク部は、
   前記磁石部に対向するヨーク板と、
   前記光軸方向における複数箇所において前記ヨーク板から前記磁石部側に向かって突出する前記突出部と、
   を有する請求項３に記載のレンズ駆動装置。
6. 前記磁石部における前記コイル部とは反対側に設けられたバックヨークを更に備える請求項１から５のいずれか一項に記載のレンズ駆動装置。
7. 前記磁石部は、前記光軸方向に第１極および第２極が配列された磁石を有する請求項１から６のいずれか一項に記載のレンズ駆動装置。
8. 前記磁石部は、前記光軸方向に並んで配列された第１磁石および第２磁石を有し、
   前記第１磁石は、前記コイル部により近い第１極と、前記コイル部からより離れた第２極とを有し、
   前記第２磁石は、前記コイル部により近い第２極と、前記コイル部からより離れた第１極とを有する
   請求項１から６のいずれか一項に記載のレンズ駆動装置。
9. 前記磁石部によって生じる磁場を検出する磁気センサを更に備える請求項１から８のいずれか一項に記載のレンズ駆動装置。
10. 前記磁気センサは、前記コイル部の中空部分に設けられる請求項９に記載のレンズ駆動装置。
11. 前記レンズと、
    請求項１から１０のいずれか一項に記載のレンズ駆動装置と、
    を備えるレンズユニット。

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