JP2003149529A - レンズ駆動装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 小形軽量なレンズ駆動装置を提供する。 【解決手段】 前方レンズ２と、前方レンズ２を支持す
る前方支持枠３と、前方支持枠３の後方に取り付けられ
た前方コイル４と、前方支持枠３の後方と前方コイル４
の内周面上に取り付けられた前方金属片５と、後方レン
ズ６と、後方レンズ６を支持する後方支持枠７と、後方
支持枠７の後方に取り付けられた後方コイル８と、後方
支持枠７の後方と後方コイル８の外周面上に取り付けら
れた後方金属片９と、マグネット１０と、ヨーク１１と
を備え、前方コイル４はマグネット１０とヨーク１１間
の外側ギャップに配置し、後方コイル８は、マグネット
１０とヨーク１１間の内側ギャップに配置し、前方コイ
ル４に電流を印加することによって、前方レンズ２を前
方に移動させ、後方コイル８に電流を印加することによ
って、後方レンズ６を前方に移動させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、携帯型小形カメラ
に用いられ、被写像をズームするレンズ駆動装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】この種のレンズ駆動装置としては、ステ
ッピングモータと送りねじ伝動機構との組合せによる装
置が知られており、このレンズ駆動装置を図６に示す。
図６に示すように、レンズ駆動装置１００は、回転する
ステッピングモータ１０１のシャフトを歯車１０２を介
して送りねじ１０３に伝達して、回転運動を直進運動に
変換している。送りねじ１０３上を案内駆動されるナッ
ト１０４上には、レンズ１０５が固定されている。従っ
て、ステッピングモータ１０１の回転角度に従って、レ
ンズ１０５の直線位置が決定される。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上述の技術で
は、ステッピングモータ１０１、歯車１０２、送りねじ
１０３及びナット１０４と言った複雑な伝動機構が必要
となるので、装置が大形となり且つ、高価になるという
課題がある。

【０００４】そこで、本発明は、小型軽量で且つ、廉価
なレンズ駆動装置を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、前方レンズと、前方レンズを支持する前方支持枠
と、前方支持枠の後方に取り付けられた前方コイルと、
前方支持枠の後方と前方コイルの内周面上に取付けられ
た前方金属片と、後方レンズと、後方レンズを支持する
後方支持枠と、後方支持枠の後方に取り付けられた後方
コイルと、後方支持枠の後方と後方コイルの外周面上に
取付けられた後方金属片と、マグネットと、ヨークとを
備え、前方コイルは、マグネットとヨーク間の外側ギャ
ップに配置し、後方コイルは、マグネットとヨーク間の
内側ギャップに配置し、前方コイルに電流を印加するこ
とによって、前方レンズを前方に移動させ、後方コイル
に電流を印加することによって、後方レンズを前方に移
動させることを特徴とする。

【０００６】この請求項１に記載の発明では、前方コイ
ルをマグネットとヨーク間の外側ギャップに配置し、後
方コイルをマグネットとヨーク間の内側ギャップに配置
しているので、前方コイルに電流を印加すると、外側ギ
ャップの電磁力の作用で前方レンズを前方に移動するこ
とができ、後方コイルに電流を印加すると内側ギャップ
の電磁力の作用で、後方レンズを前方に移動することが
できる。これによって、装置の構造を簡便で小形なもの
にすることができる。

【０００７】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、前方レンズの移動量は、前方金属片に
働く吸引力と、前方コイルに印加する電流量に基づく電
磁力とが釣合うことによって決定され、後方レンズの移
動量は、後方金属片に働く吸引力と、後方コイルに印加
する電流量に基づく電磁力とが釣合うことによって決定
されることを特徴とする。

【０００８】この請求項２に記載の発明では、請求項１
に記載の発明と同様な作用効果を奏するとともに、前方
レンズの移動量は、前方金属片に働く吸引力と、前方コ
イルに印加する電流量に基づく電磁力とが釣合うことに
よって決定され、後方レンズの移動量は、後方金属片に
働く吸引力と、後方コイルに印加する電流量に基づく電
磁力とが釣合うことによって決定されるので、前方レン
ズおよび後方レンズのそれぞれを、容易に所望の量だけ
移動させることができる。これによって、装置の構造を
更に小形で廉価なものにすることができる。

【０００９】請求項３に記載の発明は、請求項１乃至２
のいずれかに記載の発明において、前方金属片と後方金
属片は、前方側に頂角を持ち、後方側に底辺を持つ三角
形状であることを特徴とする。

【００１０】この請求項３に記載の発明では、請求項１
乃至２のいずれかに記載の発明と同様な作用効果を奏す
るとともに、前方金属片と後方金属片は、前方側に頂角
を持ち、後方側に底辺を持つ三角形状であるので、前方
および後方金属片に働く吸引力を、それぞれ前方および
後方レンズの移動量に比例させることができる。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、添付した図面を参照しなが
ら、本発明の実施の形態を説明する。図１は、本発明に
係るレンズ駆動装置を示す断面図であり、図２は図１の
レンズ駆動装置の分解斜視図であり、図３は、図１，２
に示す金属片の平面図であり、図４は、図１のレンズ駆
動装置の動作を示す断面図である。

【００１２】レンズ駆動装置１は、前方レンズ２と、前
方支持枠３と、前方コイル４と前方金属片５と、後方レ
ンズ６と、後方支持枠７と、後方コイル８と、後方金属
片９と、マグネット１０とヨーク１１とを備えており、
前方コイル４に直流電流を印加することにより、前方レ
ンズ２を前方に移動し、後方コイル８に直流電流を印加
することにより、後方レンズ６を前方に移動するように
なっている。尚、本明細書においては、前方及び後方の
文言を適宜、使用するが、これはカメラから被写体に向
って、相対的に前方及び後方の位置関係を表わすもので
ある。

【００１３】リング状の前方支持枠３は合成樹脂等の電
気的絶縁体であり、中央部で前方レンズ２を支持し、外
周凸部上の後方に前方コイル４を備え、凸部の内周面３
個所には磁性体である前方金属片５が固着されている。

【００１４】同様に、リング状の後方支持枠７は、合成
樹脂等の電気的絶縁体であり、中央部で後方レンズ６を
支持し、外周凸部上の後方に後方コイル８を備え、凸部
の外周面上前方金属片５と対向する３個所に磁性体であ
る後方金属片９が固着されている。

【００１５】リング状のヨーク１１は、外壁１１ａと内
壁１１ｂ及び底面１１ｃから成る形状を有し、外壁１１
ａは内壁１１ｂより壁高が大であり、底面１１ｃ上には
リング状のマグネット１０が固着されている。マグネッ
ト１０は、径方向に磁化されており、外壁１１ａと内壁
１１ｂ及び底面１１ｃによる磁路が構成されている。

【００１６】前方コイル４は、マグネット１０と外壁１
１ａから成るギャップ間に配置されており、同様に後方
コイル８は、マグネット１０と内壁１１ｂから成るギャ
ップ間に配置されている。

【００１７】図３（ａ）、（ｂ）は、それぞれ前方金属
片５及び後方金属片９の平面図であり、前方支持枠３の
内周円弧と後方支持枠７の外周円弧面に沿って湾曲され
ており、それぞれ１２０°間隔で固着されている。

【００１８】前方金属片５および後方金属片９は、磁性
体なので、外力が加わらない時は、マグネット１０の吸
引力によって、図１に示す位置に保持される。

【００１９】尚、図１に示すように、ヨーク１１の内壁
１１ｂ、外壁１１ａ、マグネット１０と前方金属片５お
よび後方金属片９の最上端位置は一致させている。これ
によって、ズームしない図１に示す状態では、マグネッ
ト１０とヨーク１１間の内側および外側のギャップに径
方向の一様な磁界を造り出している。

【００２０】前方コイル４への給電は、前方支持枠３の
上端部からヨークの外壁１１ａの外側を経由して伸縮性
の電線（図示されていない）で行ない、後方コイル８へ
の給電は、同様に後方支持枠７の上端部からヨークの内
壁１１ｂのマグネット１０側に沿って伸縮性の電線（図
示されていない）を用いて行なう。

【００２１】次に、上述した構成に基づき、本実施の形
態の作用を説明する。レンズ駆動装置１を組立てるに
は、まず最初に、前方レンズ２を前方支持枠３に組込
み、前方支持枠３の凸部に前方コイル４を固着（接着）
し、次いで、３個の前方金属片５を所定の１２０°間隔
で、前方支持枠３と前方コイル４の内周面上に固着す
る。

【００２２】引き続いて同様に、後方レンズ６を後方支
持枠７に組込み、後方支持枠７の凸部に後方コイル８を
固着（接着）し、次いで、３個の後方金属片９を所定の
１２０°間隔で、後方支持枠７と後方コイル８の外周面
上に固着する。

【００２３】ヨーク１１の底面１１ｃには予め位置決め
して、マグネット１０を固着（接着）する。マグネット
１０と内壁１１ｂ間のギャップに後方コイル８を挿入し
ながら、伸縮性電線の結線と配線を行なう。

【００２４】同様に、マグネット１０と外壁１１ａ間の
ギャップに前方コイル４を挿入しながら、伸縮性電線の
結線と配線を行なう。

【００２５】図４は、前方コイル４及び、後方コイル８
に直流電流を印加して、レンズ駆動装置１をズーム状態
に作動させた時の断面図を示している。

【００２６】前方コイル４に電流が印加されると、前方
レンズ２に前方（図４では、上方）への電磁力が働く
が、前方金属片５とマグネット１０の間には吸引力が、
後方（図４では、下方）へ働く。この吸引力は、主にマ
グネット１０の上端部と対向する前方金属片５の面積に
比例する。図３（ａ）（ｂ）に示すように、金属片５，
９は３角形状としているので、吸引力は前方への変位量
に比例する。従って、前方レンズ２の位置即ち前方への
移動距離は、電磁力と吸引力が釣合った点となる。

【００２７】これによって、前方コイル４に印加する電
流量によって、前方レンズ２の移動量を決定することが
できる。同様に、後方コイル８に印加する電流量によっ
て、後方レンズ６の移動量を決定することができる。

【００２８】即ち、前方コイル４及び後方コイル８に印
加するそれぞれの電流量によって、前方レンズ２及び後
方レンズ６それぞれの移動量を決定することができるの
で、後方レンズ６のさらに後方（図４では下方）のカメ
ラ内部に位置する固定レンズ１４の作用と共に、ＣＣＤ
などによる像平面１５上に、被写体像をズームしてフォ
ーカスさせることができる。

【００２９】尚、前方コイル４を固着する前方支持枠３
の凸部形状及び、後方コイル８を固着する後方支持枠７
の凸部形状は、それぞれの印加電流によって、前方支持
枠３及び、後方支持枠７が前方に移動しても、鎖交磁束
量が変化しないような、ショートコイル構造を造り出す
ための形状である。

【００３０】この様に、レンズ駆動装置１に供給する２
つの電流量を制御するだけで、前方レンズ２及び後方レ
ンズ６それぞれの移動量を制御して、被写像をズームす
ることができるという作用がある。また、印加する電流
を零とすれば、ズームしない状態となるので、ズーム時
のみ直流電流が必要となり、消費電力を節約できる作用
がある。

【００３１】本発明は、上述した実施の形態に限定され
ず、その要旨を逸脱しない範囲内において、種々の変形
が可能である。

【００３２】図５は、前方金属片５及び後方金属片９の
他の実施の形態を示す平面図であり、三角形の頂角部分
に拡大部５ａと９ａを設けている。

【００３３】図５に示す実施の形態では、頂角部分の面
積が拡大されているので、比較的大きな吸引力が作用す
る。従って、前方及び後方コイル４，８へ印加する電流
量が零でズームしない状態の場合、外的要因によるレン
ズの移動を阻止することができる。

【００３４】尚、図１及び図４において、前方支持枠３
及び後方支持枠７は、説明を判り易くするために宙に浮
いた形で描いているが実際には、上下方向は、例えばヨ
ーク１１に突当てたり、円周方向には、円筒状ガイドを
設けたりすれば、容易に位置規制を行なうことができ
る。

【００３５】

【発明の効果】請求項１に記載の発明では、前方コイル
に電流を印加することによって前方レンズを前方に移動
することができ、後方コイルに電流を印加することによ
って後方レンズを前方に移動することができるので、装
置の構造を簡便で小形なものにすることができる。

【００３６】請求項２に記載の発明では、請求項１に記
載の発明と同様な効果を奏するとともに、印加する電流
量を制御することによって、前方レンズ及び後方レン
ズ、それぞれの移動量を制御できるので、装置の構造を
更に小形で廉価なものにすることができる。

【００３７】請求項３に記載の発明では、請求項１乃至
２のいずれかに記載の発明と同様な効果を奏するととも
に、レンズの移動量をコイルに印加する電流量に比例さ
せることができるので、レンズ移動量の制御を容易に行
うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るレンズ駆動装置を示す断面図であ
る。

【図２】図１のレンズ駆動装置の分解斜視図である。

【図３】図１、２に示す金属片の平面図である。

【図４】図１のレンズ駆動装置の動作を示す断面図であ
る。

【図５】他の実施の形態の金属片の平面図である。

【図６】従来に係るレンズ駆動装置を示す斜視図であ
る。

【符号の説明】

１ レンズ駆動装置 ２ 前方レンズ ３ 前方支持枠 ４ 前方コイル ５ 前方金属片 ６ 後方レンズ ７ 後方支持枠 ８ 後方コイル ９ 後方金属片 １０ マグネット １１ ヨーク

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 前方レンズと、前方レンズを支持する前
   方支持枠と、前方支持枠の後方に取り付けられた前方コ
   イルと、前方支持枠の後方と前方コイルの内周面上に取
   付けられた前方金属片と、後方レンズと、後方レンズを
   支持する後方支持枠と、後方支持枠の後方に取り付けら
   れた後方コイルと、後方支持枠の後方と後方コイルの外
   周面上に取付けられた後方金属片と、マグネットと、ヨ
   ークとを備え、前方コイルは、マグネットとヨーク間の
   外側ギャップに配置し、後方コイルは、マグネットとヨ
   ーク間の内側ギャップに配置し、前方コイルに電流を印
   加することによって、前方レンズを前方に移動させ、後
   方コイルに電流を印加することによって、後方レンズを
   前方に移動させることを特徴とするレンズ駆動装置。
2. 【請求項２】 前方レンズの移動量は、前方金属片に働
   く吸引力と、前方コイルに印加する電流量に基づく電磁
   力とが釣合うことによって決定され、後方レンズの移動
   量は、後方金属片に働く吸引力と、後方コイルに印加す
   る電流量に基づく電磁力とが釣合うことによって決定さ
   れることを特徴とする請求項１に記載のレンズ駆動装
   置。
3. 【請求項３】 前方金属片と後方金属片は、前方側に頂
   角を持ち、後方側に底辺を持つ三角形状であることを特
   徴とする請求項１乃至２のいずれかに記載のレンズ駆動
   装置。