JP2005128392A - レンズ駆動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 電磁力によりレンズ支持体を駆動する構成において簡易な構成で耐衝撃性に優れたレンズ駆動装置を提供する。
【解決手段】 本発明のレンズ駆動装置１において、前側スプリング９は内周側端部９ａをレンズ支持体７に取り付け外周側端部９ｂをヨーク３に取り付け、後側スプリング１１は内周側端部１１ａをレンズ支持体７に取り付け外周側端部１１ｂをヨーク３に取り付け、前側スプリング９と後側スプリング１１とは、レンズ２０の光軸方向の前後でそれぞれレンズ支持体７に取り付けてあり、コイル１５に通電して生じる電磁力によりレンズ支持体７をレンズの光軸方向に移動しするものであり、前側スプリング９と後側スプリング１１とは、コイル１５に通電していない状態においてレンズ支持体７をベース５に向けて付勢力を付与して、レンズ支持体７をベース５に押圧している。
【選択図】 図１

Description

本発明は、携帯型小型カメラに用いられるオートフォーカス用レンズ駆動装置に関する。

特許文献１には、カメラのレンズ支持体をギアを介してモータの軸に連結し、モータの駆動によりレンズ支持体を移動させるとともに、レンズ支持体をスプリングの付勢力により初期位置に復帰させることが開示されている。

特許文献２には、レンズ支持体が所定距離移動したときに押圧されて蓄圧するスプリングを設け、レンズ支持体がカム溝とピンとの係合により移動するときのガタツキを防止する技術が開示されている。

特開平７−１４０５２３号公報 特開２００３−２６２７７９号公報

ところで、携帯小型カメラに用いられるレンズ駆動装置においては、小型カメラをポケットやバック等に入れて持ち歩くことが多いため、小型カメラの携帯時（非使用時）にレンズ駆動装置が揺れや衝撃が受けることがある。

このように揺れや衝撃に対して、特にレンズ支持体がカムとピンとの係合やギアの歯合で駆動するものでなく電磁力により移動する構成の場合には、レンズ支持体が揺れや衝撃を受けて振動し易いため、カメラを使用していない状態でレンズ支持体が揺れや衝撃を受けてずれや損傷を受けやすい。

かかる場合に、レンズ支持体に単にスプリングを取り付けて、レンズ支持体の移動に対して付勢力によりその移動を緩和することが考えられるが、揺れや衝撃に対してレンズ支持体が動いたときに初めてスプリングの付勢力が作用するものであるから、耐衝撃性に劣るという問題がある。

そこで、本発明は、電磁力によりレンズ支持体を駆動する構成において簡易な構成で耐衝撃性に優れたレンズ駆動装置の提供を目的とする。

請求項１に記載の発明は、断面コ字形状で円筒形を成すヨークと、ヨークが装着されるベースと、ヨークのコ字の内部に配置されたマグネットとコイルと、ヨークの内周側に配置され且つ外周に前記コイルが固定されたレンズ支持体と、内周側端部をレンズ支持体に取り付け外周側端部をヨークに取り付けた前側スプリングと後側スプリングとを備え、前側スプリングと後側スプリングとは、レンズの光軸方向の前後でそれぞれレンズ支持体に取り付けてあり、コイルに通電して生じる電磁力によりレンズ支持体をレンズの光軸方向に移動するレンズ駆動装置であって、前側スプリングと後側スプリングとは、コイルに通電していない状態においてレンズ支持体をベースに向けて付勢力を付与して、レンズ支持体をベースに押圧していることを特徴とする。

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、前側スプリング及び後側スプリングはそれぞれ略環状の板ばねであり、外周側端部と内周側端部との間の腕部は、周方向に沿って延出しており且つその長手方向に複数の連続する湾曲部を備えることを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前側スプリング及び後側スプリングはそれぞれ略環状の板ばねであり、外周側端部と内周側端部との間の腕部が設けてあり、腕部は周方向に略Ｓ字形状を成していることを特徴とする。

請求項４に記載の発明は、請求項２又は３に記載の発明において、前記腕部の外周側端部との連結部部及び内周側端部との連結部には、径方向の断面が湾曲していることを特徴とする。

請求項５に記載の発明は、請求項２〜４のいずれか一項に記載の発明において、前側スプリング及び後側スプリングの少なくとも一方は、組み付け前の自然状態において、内周側端部よりも外周側端部の方が光軸方向の前側に位置するように、内周側端部と外周側端部との間に段差を形成しており、スプリングの組み付けにより内周側端部と外周側端部との段差を小さくして付勢力を付与することを特徴とする。

請求項１に記載の発明によれば、コイルに通電していない状態、即ちカメラの非使用時に、レンズ支持体をスプリングにより付勢力を付与して、レンズ支持体をベースに押圧しているので、カメラの携帯時における揺れや衝撃が生じた場合にもレンズ支持体に揺れやガタツキが生じ難く、耐衝撃性に優れる。

特に、レンズ支持体は前側スプリングの付勢力と後側スプリングの付勢力との合力でベースに押圧されるので、各スプリングの付勢力は小さくても大きな付勢力を得ることができ、一つのスプリングに大きな付勢力を必要としないので、組み立て時にスプリングの付勢力の影響が小さくで組み立て易く且つ簡易な構成にできる。

また、レンズ支持体は電磁力により移動するものであり、従来のような歯車やカム溝との係合がないのでこれらの精度誤差によるガタツキを防止できるとともに、歯車やカムがないので小型化を図ることができる。

請求項２に記載の発明によれば、請求項１に記載の作用効果を得ることができるとともに、前側スプリングと後側スプリングとにそれぞれ略環状の板ばねを用いることにより、簡易な構成にでき且つ装着しやすいので、組み立てが容易にできる。

しかも、腕部には周方向に連続する湾曲部が形成されているので、周方向の衝撃力が作用した場合にも、周方向に腕部が伸縮して衝撃を緩和することができる。

請求項３に記載の発明によれば、請求項１に記載の作用効果を得ることができるとともに、各スプリングの径方向や周囲方向の衝撃力が作用した場合にも、腕部が略Ｓ字を成しているので、これらの方向に伸縮して衝撃を緩和することができ、衝撃を緩和する自由度が高い。

請求項４に記載の発明によれば、請求項２又は３に記載の作用効果を得ることができるとともに、各スプリングの径方向の衝撃力が作用した場合にも径方向の伸縮を更に容易にして衝撃を緩和することができる。また、環状の板ばねにおける外周側端部と内周側端部との連結部における連結強度を高めることができる。

請求項４に記載の発明によれば、請求項２〜４のいずれか一項に記載の作用効果を得ることができるとともに、スプリングの自然状態（スプリングに負荷がない状態）において内周側端部と外周側端部とに段差があるようにスプリング板を形成しておき、組み付け時に段差を小さくして組み付けることにより、スプリングの付勢力を高めることができる。したがって、高い付勢力でレンズ支持体をベースに押圧でき、更に耐衝撃性を高めることができる。

以下に、添付図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。図１の（ａ）は本発明の実施の形態にかかるレンズ駆動装置の駆動前の状態を示す断面図であり、（ｂ）は前側スプリング抜き出して示す側面図であり、図２は図１に示すレンズ駆動装置の分解斜視図であり、図３は図２に示す前側スプリングの平面図であり、図４は図３のＢ―Ｂ断面図であり、図５は図３のＣ―Ｃ断面図であり、図６は図１に示すレンズ駆動装置が駆動した状態を示す断面図である。

本実施の形態にかかるレンズ駆動装置１は、携帯電話に組み込まれるオートフォーカスカメラのレンズ駆動装置である。

このレンズ駆動装置１は、略円筒形状のヨーク３と、ヨーク３が装着されるベース５と、ヨーク３の内周側に配置されるレンズ支持体７と、レンズ支持体７に取り付けられる前側スプリング９と、後側スプリング１１とを備えており、前側スプリング９はレンズ支持体７におけるレンズの光軸方向前側（一方側）に配置され後側スプリング１１はレンズの光軸方向後側（他方側）に配置されている。

ヨーク３は断面が略コ字形状であり、コ字の内部にマグネット１３が配置され、コ字の内部でマグネットの内周側にコイル１５が配置されている。マグネット１３は後方スペーサ１７を介してベース５に固定されている。コイル１５はレンズ支持体７の外周部７ａに固定されているとともにレンズ支持体７の外周部７ａがヨーク３の内部に入り込んでおり、レンズ支持体７の外周部７ａはヨーク３のコ字隙間を移動するようになっている。

ベース５はヨーク３の外周面に沿って位置する外周壁５ａと、ヨーク３の後側（レンズの光軸方向の後側）に位置する基底部５ｂとを有しており、ベース５の内周側にはヨーク３が固定されている。また、基底部５ｂには後方スペーサ１７との間に後方スプリング１１の外周端部１１ｂが固定されている。

尚、ベース５にはその基底部５ｂにセンサホルダ１９が取り付けられている。

レンズ支持体７は略円筒形状であり、その内部にレンズ２０が収納されており、ヨーク３の内周側を光軸に沿って移動自在に取り付けられている。

前側スプリング９は略環状の板ばねであり、内周側端部９ａと外周側端部９ｂとが設けてあり、内周側端部９ａはレンズ支持体７とキャップ２４に挟持されて固定してあり、外周側端部９ｂはヨーク３とフレーム２３との間に挟持され固定してあり、外周側端部９ｂとヨーク３との間には前方スペーサ２１が介在されている。

後側スプリング１１、前側スプリング９と略同一形状であり、略環状の板ばねである。後側スプリング１１の内周側端部１１ａはレンズ支持体７の後端に固定してあり、外周側端部９ｂはベース５の基底部５ｂと後方スペーサ１７との間に固定されている。

これらの前側スプリング９と後側スプリング１１とは、組み立て前の自然状態（負荷がかかっていない状態）において平坦であるが、組み付け後には図１（ｂ）に拡大して示すように、それぞれ内周側端部９ａ、１１ａが外周側端部９ｂ、１１ｂよりも前方に位置するように変形した状態で取り付けてある。これにより、ばねの復帰力（付勢力）により内周側端部９ａ、１１ａを常時ベース基板側に向けた付勢力が作用するようになっている。

ここで、図３〜図５を参照して前側スプリング９と後側スプリング１１の構成について更に詳しく説明するが、前側スプリング９と後側スプリング１１の構成は略同一であるため、前側スプリング９について説明し、後側スプリング１１の構成は省略する。

前側スプリング９には、内周側端部９ａと外周側端部９ｂとの間には、３つの腕部２５が設けてあり、各腕部２５が内周側端部９ａと外周側端部９ｂとを繋いでいる。各腕部２５は周方向に沿って延出しており、隣り合う腕部２５、２５の間には、レンズ支持体７の突起７ｂ（図１参照）の挿入空間２７が設けてある。レンズ支持体７の突起７ｂは、この挿入空間２７を介してベース５の基底部５ｂに当接可能となっている。

腕部２５は図３及び図４に示すように、その周方向に連続した湾曲部２７が形成されており、周方向における弾性変形が可能となっている。また、図３（Ｃ−Ｃ断面）及び図５に示すように、腕部２の外周側端部９ｂとの連結部２５ａには、径方向の湾曲部２９が形成されており、連結部２５ａにおける歪みが防止されており強度が高められている。同様に、図３に示すＥ―Ｅ断面も図５と同様でありその断面図は省略するが、腕部２５の内周側端部９ａとの連結部２５ｂにも径方向の湾曲部２９が形成されており、歪みの防止と強度が高められている。

次に、本発明にかかるレンズ駆動装置１の組み立て、作用及び効果について説明する。
組み立ては、レンズ支持体７に後側スプリング１１の内周側端部１１ａを取り付け、マグネット１３、レンズ支持体７に固定したコイル１５をヨーク３の内部に配置して、ベース５の基底部５ｂに後方スペーサ１７を介して組み付ける。尚、後側スプリング１１の挿入空間２７にはレンズ支持体７の突起７ｂを挿入する。その後、前方スペーサ２１とヨーク３との間に前方スプリング９の内周側端部９ａを載置してキャップ２４で固定するとともにフレーム２３をベース５に取り付けて外周側端部９ｂをフレーム２３で固定する。

このように組み付けた状態において、前方スプリング９と後方スプリング１１とでは、それぞれ内周側端部９ａ、１１ａが外周側端部９ｂ、１１ｂよりも前方に突設した状態にあり（図１（ｂ）参照）、且つレンズ支持体７の突起７ａはベース５の基底部５ｂに当接している。したがって、前方スプリング９と後方スプリング１１とにはそれぞれスプリングの復帰力（図１（ｂ）の矢印）が作用しているから、レンズ支持体７を２つのスプリング９、１１の各付勢力の合力でベース５の基底部５ｂに向けて押圧するので、揺れや衝撃が生じた場合でもレンズ支持体７に揺れやガタツキが生じ難く、耐衝撃性に優れる。

この場合、レンズ支持体７は前側スプリング９と後側スプリング１１との両者による合力でベース５の基底部５ｂに押圧するので、各スプリング９、１１の付勢力は小さくても大きな付勢力を得ることができ、一つのスプリングに大きな付勢力を必要としないので、組み立て時にスプリングの付勢力の影響が小さくでき組み立て易く且つ簡易な構成にできる。

また、レンズ支持体７は電磁力により移動するものであり、従来技術のような歯車やカム溝との係合がないので、これらの精度誤差によるガタツキを防止できるとともに、小型化を図ることができる。

前側スプリング９と後側スプリング１１では、それぞれ腕部２５に周方向に連続する湾曲部２７が形成されているので、周方向の衝撃力が作用した場合にも、周方向に腕部２５が伸縮して衝撃を緩和することができる。

更に、前側スプリング９と後側スプリング１１に径方向の衝撃力が作用した場合にも、腕部２５の外周側端部と内周側端部との連結部２５ａ、２５ｂに湾曲部が形成されているから、径方向に伸縮して衝撃を緩和することができるとともに連結強度を高めることができる。

尚、コイル１５に通電されると、図６に示すように、電磁力によりレンズ支持体７は所定量前方に移動して、レンズの焦点距離調節が行なわれる。

次に、本発明の他の実施の形態について説明するが、以下に説明する実施の形態では、上述した実施の形態と同一の作用効果を奏する部分には同一の符号を付することにより、その詳細な説明を省略し、上述した実施の形態と主に異なる点を説明する。

図７は第２実施の形態におけるフレームの組み付け前の状態を説明する断面図である。この実施の形態では、前側スプリング９において、自然状態（負荷がない状態）において内周側端部９ａと外周側端部９ｂとに段差を設けている点が上述した実施の形態と異なっている。そして、組み付け時に段差を小さくするように、フレーム２３を取り付けて外周側端部９ｂを固定して組み付ける。このように、前側スプリング９において内周側端部９ａと外周側端部９ｂとに段差を設けて形成することにより、組み立て後におけるスプリングの付勢力（復帰力）を更に高めることができ、高い付勢力でレンズ支持体７をベース５の基底部５ｂに押圧でき、更に耐衝撃性を高めることができる。

図８は、第３実施の形態にかかる前側スプリング９及び後側スプリング１１の平面図である。この第３実施の形態では、腕部２５を径方向に略Ｓ字を成すように形成してあり、周方向や径方向またはこれらに対して斜めの方向の揺れや衝撃が作用した場合にも変形して吸収でき、衝撃緩衝の自由度が高く、耐衝撃性に優れている。

本発明は、上述した実施の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形可能である。

例えば、前側スプリング９と後側スプリング１１の各連結部２５ａに形成する径方向の湾曲部２９は、図９に示すように凹み状の湾曲部としても良い。

また、図８に示す第３実施の形態において、第１実施の形態と同様に腕部２５に湾曲部２７を設けたり、外周側端部９ｂ、１１ｂと内周側端部９ａ、１１ａとの各連結部２５ａ、２５ｂを湾曲して形成するものであってもよい。

（ａ）は本発明の実施の形態にかかるレンズ駆動装置の駆動前の状態を示す断面図であり、（ｂ）は前側スプリング抜き出して示す側面図である。 図１に示すレンズ駆動装置の分解斜視図である。 図２に示す前側スプリングの平面図である。 図３のＢ―Ｂ断面図である。 図３のＣ―Ｃ断面図である。 図１に示すレンズ駆動装置が駆動した状態を示す断面図である。 第２実施の形態にかかるレンズ駆動装置の組み立て工程における断面図である。 第３実施の形態にかかるレンズ駆動装置の組み立て工程における断面図である。 本実施の形態による変形例を説明する断面図である。

符号の説明

１ レンズ駆動装置
３ ヨーク
５ ベース
７ レンズ支持体
７ｂ 突起
９ 前側スプリング
９ａ 内周側端部
９ｂ 外周側端部
１１ 後側スプリング
１１ａ 内周側端部
１１ｂ 外周側端部
１３ マグネット
１５ コイル
２５ 腕部
２５ａ 外周側端部の連結部
２５ｂ 内周側端部の連結部
２７ 周方向の湾曲部
２９ 径方向の湾曲部

Claims (5)

1. 断面コ字形状で円筒形を成すヨークと、ヨークが装着されるベースと、ヨークのコ字の内部に配置されたマグネットとコイルと、ヨークの内周側に配置され且つ外周に前記コイルが固定されたレンズ支持体と、内周側端部をレンズ支持体に取り付け外周側端部をヨークに取り付けた前側スプリングと後側スプリングとを備え、前側スプリングと後側スプリングとは、レンズの光軸方向の前後でそれぞれレンズ支持体に取り付けてあり、コイルに通電して生じる電磁力によりレンズ支持体をレンズの光軸方向に移動するレンズ駆動装置であって、
   前側スプリングと後側スプリングとは、コイルに通電していない状態においてレンズ支持体をベースに向けて付勢力を付与して、レンズ支持体をベースに押圧していることを特徴とするレンズ駆動装置。
2. 前側スプリング及び後側スプリングはそれぞれ略環状の板ばねであり、外周側端部と内周側端部との間の腕部が設けてあり、腕部は周方向に沿って延出しており且つその長手方向に複数の連続する湾曲部を備え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. 前側スプリング及び後側スプリングはそれぞれ略環状の板ばねであり、外周側端部と内周側端部との間の腕部が設けてあり、腕部は周方向に略Ｓ字形状を成していることを特徴とする請求項１に記載のレンズ駆動装置。
4. 前記腕部の外周側端部との連結部部及び内周側端部との連結部には、径方向の断面が湾曲していることを特徴とする請求項２又は３に記載のレンズ駆動装置。
5. 前側スプリング及び後側スプリングの少なくとも一方は、組み付け前の自然状態において、内周側端部よりも外周側端部の方が光軸方向の前側に位置するように、内周側端部と外周側端部との間に段差を形成しており、スプリングの組み付けにより内周側端部と外周側端部との段差を小さくして付勢力を付与することを特徴とする請求項２〜４のいずれか一項に記載のレンズ駆動装置。
   
   

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