JP2005234404A - レンズ駆動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 駆動損失が少なく、応答性および機動性に優れるとともに、小型カメラへの搭載に適したレンズ駆動装置の提供を目的とする。
【解決手段】
【課題を解決するための手段】 本発明のレンズ駆動装置は、断面コ字形状で円筒形を成すヨーク７と、ヨーク７が装着されるベース２と、ヨーク７のコ字の内部に配置されたマグネット６と、ヨーク７およびマグネット６の内周側に配置され且つ外周に第１コイル９が固定された第１レンズ支持体１０と、ヨーク７およびマグネット６の内周側に配置され且つ外周に第２コイル４が固定された第２レンズ支持体５とを備え、マグネット６からの第１コイル９の離間距離は、マグネット６からの第２コイル４の離間距離と略等しく、第１および第２のレンズ支持体１０，５は、コイル９，４に通電して生じる電磁力によりレンズの光軸方向にリニアに移動することを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、デジタルカメラや携帯電話等に内蔵される携帯型小型カメラ等において用いられるズームレンズおよびオートフォーカスレンズを駆動させるためのレンズ駆動装置に関する。

一般に、ズームレンズとフォーカスレンズとを使用して、自動焦点（オートフォーカス）および倍率変更の両方を行なえるレンズ駆動装置は、従来から知られている。また、そのようなレンズ駆動装置においては、通常、ボールネジ等を用いた回転運動を直線運動に変換することによりレンズを光軸方向に移動させている（例えば、特許文献１参照）。

特開平７−１４０５２３号公報

ところで、携帯型小型カメラに用いられるレンズ駆動装置においては、狭い空間内でレンズを光軸方向に所望量だけ効率的に移動させることが要求される。

しかしながら、従来のようにボールネジ等を用いた回転運動を直線運動に変換することによりレンズを光軸方向に移動させる構成を携帯型小型カメラに用いると、推力の方向とレンズの移動方向とが同じでないことから、駆動損失が大きくなり、それに伴って、レンズの移動速度が遅くなったり、応答性が鈍くなったりする可能性がある。

本発明は、前記事情に着目してなされたものであり、その目的とするところは、駆動損失が少なく、応答性および機動性に優れるとともに、小型カメラへの搭載に適したレンズ駆動装置を提供することにある。

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、ヨークおよびマグネットの内周側に配置され且つ外周に第１コイルが固定された第１レンズ支持体と、ヨークおよびマグネットの内周側に配置され且つ外周に第２コイルが固定された第２レンズ支持体とを備えたレンズ駆動装置であって、マグネットからの第１コイルの離間距離は、マグネットからの第２コイルの離間距離と略等しく、第１および第２レンズ支持体は、コイルに通電して生じる電磁力によりレンズの光軸方向にリニアに移動す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、第１および第２レンズ支持体は、ヨークと摩擦係合することにより光軸方向に摺動することを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の発明において、ヨークは互いに略同心的に配置された内側周壁と外側周壁とを有し、内側周壁には、その周方向に沿って所定の間隔で複数の脚部が形成され、これらの脚部が第１および第２レンズ支持体の内面と摺接することを特徴とする。

請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の発明において、第１および第２レンズ支持体は、互いに略同心的に配置された内側周壁および外側周壁と、内側周壁と外側周壁とを接続して内側周壁と外側周壁との間に複数の区画された空間を形成する区画壁とを有し、ヨークの脚部が前記空間内に個別に収容されることにより、前記脚部が第１および第２のレンズ支持体の前記周壁と摺接することを特徴とする。

請求項５に記載の発明は、請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の発明において、第１レンズ支持体と第２レンズ支持体とが光軸方向に沿って互いに離間して位置されていることを特徴とする。

請求項６に記載の発明は、請求項１または請求項５に記載の発明において、第１および第２レンズ支持体がスプリングによって保持されており、スプリングは、コイルに通電していない状態において第１および第２レンズ支持体をベースに向けて付勢していることを特徴とする。

請求項１に記載の発明によれば、前記第１および第２レンズ支持体は、前記コイルに通電して生じる電磁力によりレンズの光軸方向にリニアに移動するため、推力の方向とレンズ支持体（レンズ）の移動方向とが一致し、したがって、駆動損失が極めて少ない。その結果、レンズの移動速度を速くでき、応答性を高めることができる。すなわち、駆動損失が少なく、応答性および機動性に優れているため、狭い空間内でレンズを光軸方向に所望量だけ効率的に移動させることができ、小型カメラへの搭載に適している。

また、前記第１および第２レンズ支持体およびそれらに付設された第１および第２コイルにおいて１つのヨークおよびマグネットが共用されているため、第１および第２支持体（第１および第２コイル）のそれぞれに対してヨークおよびマグネットを割り当てる構成に比べて、レンズ駆動装置全体の外径を小さくすることができ、レンズ駆動装置の小型化を図ることができる。

また、マグネットからの第１コイルの離間距離が、マグネットからの第２コイルの離間距離と略等しいため、第１および第２レンズ支持体の第１および第２コイルに対してマグネットから均等に磁力が作用する。そのため、第１および第２レンズ支持体の光軸方向の移動速度にバラツキが生じない。また、第１および第２コイルの両方をマグネットに近接して配置できるため、第１および第２コイルに強い磁力を作用させることができ、推力を高めることが可能になる。

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に記載の発明と同様の作用効果を得ることができるとともに、前記第１および第２レンズ支持体は、ヨークと摩擦係合することにより光軸方向に摺動するようになっているため、レンズ支持体の保持性および機動性に優れ、フォーカスレンズ等の微妙な動きや、ズームレンズ等における倍率固定の要求を十分に満たすことができる。

請求項３に記載の発明によれば、請求項２に記載の発明と同様の作用効果を得ることができるとともに、周方向に配置されたヨークの複数の脚部がレンズ支持体の内面と摺接するようになっているため、ヨークに対するレンズ支持体の保持力を十分に確保した状態で、滑らかな摺動を得ることができる。

請求項４に記載の発明によれば、請求項３に記載の発明と同様の作用効果を得ることができるとともに、ヨークの前記脚部がレンズ支持体の区画された前記空間内に個別に収容されることにより、前記脚部がレンズ支持体の前記周壁と摺接するようになっているため、ヨークおよびレンズ支持体の周方向のガタつきを確実に防止して、レンズ支持体のリニアな移動を確実且つ良好に実現することができる。

請求項５に記載の発明によれば、請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の発明と同様の作用効果を得ることができるとともに、前記第１レンズ支持体と前記第２レンズ支持体とが光軸方向に沿って互いに離間して位置されているため、例えば前記第１レンズ支持体と前記第２レンズ支持体とにそれぞれズームレンズおよびフォーカスレンズを支持するようにすれば、自動焦点機構および倍率変更機能を兼ね備えたコンパクトな装置を効率的に実現することができる。

請求項６に記載の発明によれば、請求項１または請求項５に記載の発明と同様の作用効果を得ることができるとともに、記第１および第２レンズ支持体がスプリングによって保持され、前記スプリングが、前記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しているため、ヨークに対するレンズ支持体の保持力を十分に確保することができるとともに、例えば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。

以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。

図１〜図３には、本発明の第１の実施形態が示されている。なお、図１は本実施形態のレンズ駆動装置の断面図、図２の（ａ）は図１のレンズ駆動装置を上側から見た斜視図、図２の（ｂ）はレンズ駆動装置を下側から見た斜視図、図３の（ａ）は図１のレンズ駆動装置を上側から見た分解斜視図、図３の（ｂ）は図１のレンズ駆動装置を下側から見た分解斜視図である。

本実施形態に係るレンズ駆動装置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り、図１および図３に明確に示されるように、第１レンズ駆動部Ａと第２レンズ駆動部Ｂとを有している。

第１レンズ駆動部Ａは、断面コ字形状で円筒形を成すヨーク７を有している。ヨーク７はベース２に装着されている。ヨーク７は、略同心的に配置された内側周壁７ｂと外側周壁７ａとを有しており、内側周壁７ｂには、その周方向に沿って所定の間隔で複数の脚部２５が形成されている。ヨーク７のコ字の内部にはマグネット６が配置され、コ字の内部でマグネット６の内周側には第１コイル９が配置されている。この場合、マグネット６は、ヨーク７の内側周壁７ｂと外側周壁７ａとの間の隙間に収容された状態で、ベース２に固定されている。

ヨーク７の内周側には、第１レンズ支持体１０が配置されている。この第１レンズ支持体１０の外周には前記第１コイル９が固定されている。第１レンズ支持体１０は略円筒形状であり、その内部にレンズ８が収納されるとともに、ヨーク７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。

特に、本実施形態において、第１レンズ支持体１０は、ヨーク７と摩擦係合することにより光軸方向に摺動する。具体的には、第１レンズ支持体１０は、互いに略同心的に配置された内側周壁１０ｂおよび外側周壁１０ａと、内側周壁１０ｂと外側周壁１０ａとを接続して内側周壁１０ｂと外側周壁１０ａとの間に複数の区画された空間４２を形成する区画壁４０とを有しており、ヨーク７の脚部２５が空間４２内に個別に収容されることにより、脚部２５が第１レンズ支持体１０の外側周壁１０ａの内面と摺接するようになっている（脚部２５は、内側周壁１０ｂの外面と摺接しても良い）。

一方、第２レンズ駆動部Ｂは、ヨーク７とマグネット６とを第１レンズ駆動部Ａと共用しており、マグネット６の内周側に位置する第２コイル４を有している。図から分かるように、マグネット６からの第１コイル９の離間距離は、マグネット６からの第２コイル４の離間距離と略等しく設定されている。

また、第２コイル４は、マグネット６の内周側に位置する第２レンズ支持体５の外周に固定されている。第２レンズ支持体５は略円筒形状であり、その内部にレンズ３が収納されるとともに、ヨーク７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。

特に、本実施形態において、第２レンズ支持体５は、ヨーク７と摩擦係合することにより光軸方向に摺動する。具体的には、第２レンズ支持体５は、互いに略同心的に配置された内側周壁５ｂおよび外側周壁５ａと、内側周壁５ｂと外側周壁５ａとを接続して内側周壁５ｂと外側周壁５ａとの間に複数の区画された空間２９を形成する区画壁２７とを有しており、ヨーク７の脚部２５が空間２９内に個別に収容されることにより、脚部２５が第２レンズ支持体５の外側周壁５ａの内面と摺接するようになっている（脚部２５は、内側周壁５ｂの外面と摺接しても良い）。

なお、上記構成においては、図から分かるように、第１レンズ支持体１０と第２レンズ支持体５は、光軸方向に沿って互いに離間して位置されている。また、このようなレンズ駆動装置１において、第１および第２レンズ支持体１０，５は、コイル９，４に通電して生じる電磁力（フレミングの左手の法則）によりレンズの光軸方向にリニアに移動する。

以上のように、本実施形態において、第１および第２のレンズ支持体１０，５は、コイル９，４に通電して生じる電磁力によりレンズの光軸方向にリニアに移動するため、推力の方向とレンズ支持体（レンズ）の移動方向とが一致し、したがって、駆動損失が極めて少ない。その結果、レンズの移動速度を速くでき、応答性を高めることができる。すなわち、本実施形態のレンズ駆動装置１は、駆動損失が少なく、応答性および機動性に優れているため、狭い空間内でレンズを光軸方向に所望量だけ効率的に移動させることができ、小型カメラへの搭載に適している。

また、本実施形態では、第１および第２レンズ支持体１０，５およびそれらに付設された第１および第２コイル９，４において１つのヨーク７およびマグネット６が共用されているため、第１および第２支持体１０，５（第１および第２コイル９，４）のそれぞれに対してヨークおよびマグネットを割り当てる構成に比べて、レンズ駆動装置１全体の外径を小さくすることができ、レンズ駆動装置１の小型化を図ることができる。

また、本実施形態では、マグネット６からの第１コイル９の離間距離が、マグネット６からの第２コイル４の離間距離と略等しいため、第１および第２レンズ支持体１０，５の第１および第２コイル９，４に対してマグネット６から均等に磁力が作用する。そのため、第１および第２レンズ支持体１０，５の光軸方向の移動速度にバラツキが生じない。また、第１および第２コイル９，４の両方をマグネット６に近接して配置できるため、第１および第２コイル９，４に強い磁力を作用させることができ、推力を高めることが可能になる。

また、本実施形態において、レンズ支持体５，１０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。

また、本実施形態において、第１および第２のレンズ支持体１０，５は、ヨーク７と摩擦係合することにより光軸方向に摺動するようになっているため、レンズ支持体１０，５の保持性および機動性に優れ、フォーカスレンズ等の微妙な動きや、ズームレンズ等における倍率固定の要求を十分に満たすことができる。

また、本実施形態においては、周方向に配置されたヨーク７の複数の脚部２５がレンズ支持体１０，５の内面と摺接するようになっているため、ヨーク７に対するレンズ支持体１０，５の保持力を十分に確保した状態で、滑らかな摺動を得ることができる。

また、本実施形態においては、ヨーク７の脚部２５がレンズ支持体１０，５の区画された空間４２，２９内に個別に収容されることにより、脚部２５がレンズ支持体１０，５の周壁と摺接するようになっているため、ヨーク７およびレンズ支持体１０，５の周方向のガタつきを確実に防止して、レンズ支持体１０，５のリニアな移動を確実且つ良好に実現することができる。

また、本実施形態においては、第１レンズ支持体１０と第２レンズ支持体５とが光軸方向に沿って互いに離間して位置されているため、例えば第１レンズ支持体１０と第２レンズ支持体５とにそれぞれズームレンズおよびフォーカスレンズを支持するようにすれば、自動焦点機構および倍率変更機能を兼ね備えたコンパクトな装置を効率的に実現することができる。

図４は、本発明の第２の実施形態を示している。本実施形態においては、第１および第２レンズ支持体１０，５がスプリング６０，６２によって保持されており、スプリング６０，６２は、コイルに通電していない状態においてレンズ支持体１０，５をベース２に向けて付勢している。なお、それ以外の構成は、第１の実施形態と同一である。

このような構成によれば、スプリング６０，６２によって第１および第２レンズ支持体１０，５が保持されるため、レンズ支持体１０，５を敢えてヨーク７に摺接保持させる必要はなくなる。しかし、本実施形態のように、摺接保持構成と組み合わせても良い。

本実施形態によれば、ヨーク７に対するレンズ支持体１０，５の保持力を十分に確保することができるとともに、例えば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。

本発明の第１の実施形態に係るレンズ駆動装置の断面図である。 （ａ）は図１のレンズ駆動装置を上側から見た斜視図、（ｂ）はレンズ駆動装置を下側から見た斜視図である。 （ａ）は図１のレンズ駆動装置を上側から見た分解斜視図、（ｂ）は図１のレンズ駆動装置を下側から見た分解斜視図である。 本発明の第２の実施形態に係るレンズ駆動装置の断面図である。

符号の説明

１，１Ａ レンズ駆動装置
２ ベース
４，９ コイル
５ 第２レンズ支持体
６ マグネット
７ ヨーク
１０ 第１レンズ支持体

Claims (6)

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、
   ヨークおよびマグネットの内周側に配置され且つ外周に第１コイルが固定された第１レンズ支持体と、
   ヨークおよびマグネットの内周側に配置され且つ外周に第２コイルが固定された第２レンズ支持体と、を備え、
   マグネットからの第１コイルの離間距離は、マグネットからの第２コイルの離間距離と略等しく、第１および第２レンズ支持体は、コイルに通電して生じる電磁力によりレンズの光軸方向にリニアに移動することを特徴とするレンズ駆動装置。
2. 第１および第２レンズ支持体は、ヨークと摩擦係合することにより光軸方向に摺動す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. ヨークは互いに略同心的に配置された内側周壁と外側周壁とを有し、内側周壁には、その周方向に沿って所定の間隔で複数の脚部が形成され、これらの脚部が第１および第２レンズ支持体の内面と摺接することを特徴とする請求項２に記載のレンズ駆動装置。
4. 第１および第２レンズ支持体は、互いに略同心的に配置された内側周壁および外側周壁と、内側周壁と外側周壁とを接続して内側周壁と外側周壁との間に複数の区画された空間を形成する区画壁とを有し、ヨークの脚部が前記空間内に個別に収容されることにより、前記脚部が第１および第２のレンズ支持体の前記周壁と摺接することを特徴とする請求項３に記載のレンズ駆動装置。
5. 第１レンズ支持体と第２レンズ支持体とが光軸方向に沿って互いに離間して位置されていることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載のレンズ駆動装置。
6. 第１および第２レンズ支持体がスプリングによって保持されており、スプリングは、コイルに通電していない状態において第１および第２レンズ支持体をベースに向けて付勢していることを特徴とする請求項１または請求項５に記載のレンズ駆動装置。
   

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