JP2006343539A

JP2006343539A - レンズ駆動装置

Info

Publication number: JP2006343539A
Application number: JP2005169131A
Authority: JP
Inventors: Masao Suzuki; 正夫鈴木
Original assignee: Shicoh Engineering Co Ltd
Current assignee: Shicoh Engineering Co Ltd
Priority date: 2005-06-09
Filing date: 2005-06-09
Publication date: 2006-12-21

Abstract

【課題】撮影時に定めたレンズホルダの位置が変わるのを防止でき、且つ電力の消費を低減できる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、レンズホルダ３、５が光軸方向の所定位置に移動したときにその位置を保持する位置保持機構１１を備え、位置保持機構１１はレンズホルダ３、５に設けた位置保持用マグネット３７と、可動磁性体３１、及び可動磁性体ホルダ３３と、可動磁性体ホルダに設けた位置保持用電磁石３５とを備えており、可動磁性体３３はレンズホルダ３、５の移動寸法分以上の長さに亘って光軸方向に沿って設けてあり、位置保持用電磁石３５の励磁により可動磁性体３１をレンズホルダ３、５から離れた位置に保持し、電磁石３５の励磁を停止することにより可動磁性体３３が位置保持用マグネット３７の磁力に引寄せられてレンズホルダ３、５に当接する摩擦力でレンズホルダを保持する。
【選択図】図１

Description

本発明は、携帯型小型カメラ等に用いられ、光軸方向にレンズを駆動するレンズ駆動装置に関する。

特許文献１には、筐体に固定した駆動用ヨークと駆動用マグネットと、レンズホルダに固定した駆動用コイルとを設け、コイルに通電して生じる電磁力によりレンズホルダをレンズの光軸方向に移動し、レンズホルダの光軸方向前側と後側とに設けたスプリングの付勢力との釣り合いにより、レンズホルダを光軸方向の所定位置に保持することが開示されている。

特開２００４−２８００３１号公報

しかしながら、上述した従来技術では、駆動用コイルに通電することにより生じる力と、スプリングの付勢力との釣り合いを図って、レンズホルダを光軸方向の所定位置に保持しているために、レンズホルダを所定位置に保持している間にも電力を消費するという問題がある。

また、レンズホルダはスプリングとコイルに生じる電磁力との釣り合いにより所定位置を保持するものであるから、携帯電話やカメラの揺れや振動に伴ってレンズホルダが揺れ易く、撮影時に定めたレンズの位置を保持し難いという問題がある。

そこで、本発明は、撮影時に定めたレンズホルダの位置が変わるのを防止でき、且つ電力の消費を低減できる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、駆動用ヨークと、駆動用マグネットと、駆動用コイルと、駆動用コイル又は駆動用ヨークが固定されたレンズホルダを備え、駆動用コイルに通電して生じる電磁力によりレンズホルダ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、レンズホルダが光軸方向の所定位置に移動したときにその位置を保持する位置保持機構を備え、位置保持機構はレンズホルダに設けた位置保持用マグネットと、レンズホルダの移動軌跡から間隔をあけて設けた可動磁性体及び可動磁性体をレンズホルダに向けて移動自在に保持した可動磁性体ホルダと、可動磁性体ホルダに設けた位置保持用電磁石とを備え、可動磁性体はレンズホルダの移動寸法分以上の長さに亘って光軸方向に沿って設けてあり、位置保持用電磁石の励磁により可動磁性体をレンズホルダから離れた位置に保持し、電磁石の励磁を停止することにより可動磁性体が位置保持用マグネットの磁力に引寄せられてレンズホルダに当接すると共に可動磁性体とレンズホルダとの間の摩擦力でレンズホルダを所定位置に保持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、位置保持用電磁石は駆動用コイルが通電されるときに同時に通電して励磁し、駆動用コイルの通電を停止したときに同時に通電を停止して電磁力を消失することを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の発明において、レンズホルダの外周には、可動磁性体が嵌合する凹部が設けてあることを特徴とする。

請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか一項に記載の発明において、レンズホルダは２つの案内軸に挿通して光軸方向の移動が案内されており、位置保持機構は、レンズホルダの外周において２つの案内軸間に設けてあることを特徴とする。

請求項５に記載の発明は、請求項１〜４のいずれか一項に記載の発明において、二つのレンズホルダと、各レンズホルダを駆動する駆動用ヨークと駆動用マグネットと駆動用コイルとを備え、２つのレンズホルダの一方はズームレンズ用のレンズホルダであり、他方はオートフォーカス用のレンズホルダであり、各レンズホルダに位置保持用マグネットが設けてあり、位置保持機構は一つの可動磁性体が２つのレンズホルダに同時に当接して２つのレンズホルダを所定位置で保持することを特徴とする。

請求項１に記載の発明によれば、レンズホルダを所定位置に移動させる場合には、駆動用コイルに通電して生じる電磁力により駆動し、レンズホルダが移動しているときには位置保持用電磁石に通電して可動磁性体を可動磁性体ホルダ側に引き寄せて、レンズホルダから離しておく。

レンズホルダが所定位置に移動したところで、位置保持用電磁石の通電を停止する。これにより、可動磁性体はレンズホルダに設けた位置保持用マグネットの磁力に引き寄せられ、レンズホルダに圧接する。そして、位置保持用マグネットとレンズホルダとの摩擦力が作用してレンズホルダを所定位置で保持する。

このように、レンズホルダは光軸方向の所定位置で保持されるので、撮影時に揺れや振動があっても撮影時に定めたレンズホルダの位置が変化するのを防止できる。

また、位置保持機構は、位置保持用コイルに通電を停止したときにレンズホルダの位置保持用マグネットに可動磁性体が引寄せられ、レンズホルダと可動磁性体との摩擦力によりレンズホルダの位置を保持する為、位置保持機構が作動しているときに電力を必要としないので、電力の消費を低減できる。

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、位置保持用電磁石の通電と駆動用コイルとの通電及び通電の停止とを同時期に行うものであるから、例えば、これらを直列に接続することにより両者の制御を簡単にでき、しかも構成が簡易である。

請求項３に記載の発明によれば、請求項１又は２に記載の作用効果を奏すると共に、レンズホルダに可動磁性体が嵌合する凹部を形成することにより、位置保持機構が作動しているときの可動磁性体とレンズホルダとの摩擦力を簡易な構成で容易に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１〜３のいずれか一項に記載の作用効果を奏すると共に、位置保持機構を作動させ、レンズホルダに可動磁性体が圧接すると、レンズホルダは可動磁性体に押されて案内軸にも当接するので、２つの案内軸と可動磁性体との３点で保持される。特に、撮影時のみならず携帯時においても、レンズホルダが３点に圧接して保持されるので、携帯時等におけるレンズホルダのガタツキを防止できる。

請求項５に記載の発明によれば、請求項１〜４のいずれか一項に記載の作用効果を奏すると共に、ズームレンズとフォーカスレンズとの２種類のレンズを各レンズホルダで保持している場合でも、各レンズホルダの位置を一つの位置保持機構で同時に保持することができる。

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概略的構成を示す縦断面図であり、（ｂ）は（ａ）のＡ―Ａ断面図であり、図２は図１に示すレンズ駆動装置のレンズホルダと位置保持機構とを抜き出して示す斜視図であり、図３は図２の縦断面図であり、（ａ）はレンズホルダが移動している状態を示し、（ｂ）はレンズホルダが位置を保持している状態を示す図である。

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光学ズーム付き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、電磁力により駆動する第１レンズホルダ３及び第２レンズホルダ５と、第１レンズホルダ３を駆動する第１駆動機構７と、第２レンズホルダ５を駆動する第２駆動機構９と、各レンズホルダ３、５を任意の位置で保持する位置保持機構１１とを備えている。

第１レンズホルダ３は、本実施の形態ではフォーカス用レンズ１５を保持しており、対向して設けた一対の案内軸１３、１３により光軸方向にスライド自在に設けてある。

第２レンズホルダ５は、ズーム用レンズ１７を保持しており、第１レンズホルダ３と同じ一対の案内軸１３、１３により光軸方向にスライド自在に設けてある。尚、ズーム用レンズとフォーカス用レンズとは光軸を同一にしてある。

第１駆動機構７と第２駆動機構９とは略同じ構成であるから、第１駆動機構７を説明して第２駆動機構９には同一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部分の説明を省略する。

第１駆動機構７は、筐体１９に固定された筒状の駆動用コイル２１と、駆動用ヨーク２３と、駆動用マグネット２５とを備えている。駆動用ヨーク２３は断面略コ字状を成しており、コ字の一側部２７をコイル２１に挿通してあり、他側部２９に第１レンズホルダ３が固定されている。また、駆動用マグネット２５は駆動用ヨーク２３のコ字状の内側に固定されている。そして、駆動用コイル２１に通電することにより、駆動用マグネット２５との間に磁力が作用して、駆動用ヨーク２３が光軸方向の前方又は後方に移動する。

位置保持機構１１は、可動磁性体３１と、可動磁性体ホルダ３３と、位置保持用電磁石３５と、位置保持用マグネット３７と、位置保持用ヨーク３９とから構成されている。

可動磁性体３１は、例えばＳＵＳ材でできており且つ光軸方向に沿って長く設けてあり、第１及び第２レンズホルダ３、５の移動範囲の長手寸法を有している。可動磁性体３１の先端（第１及び第２レンズホルダ３、５側端）は楔形状になっており、第１及び第２レンズホルダ３、５には、外周に楔形状の可動磁性体３１が嵌合する断面略三角形状の凹部３４が形成されている。

図３に示すように、可動磁性体３１には、鍔（頭）３６が形成されており、可動磁性体３１は鍔３６により可動磁性体ホルダ３７内に保持されており、可動磁性体ホルダ３３内をレンズホルダ３、５に接近する方向と離れる方向とに移動自在になっている。

可動磁性体ホルダ３３は例えばステンレス製であり、可動磁性体３１の長手方向に沿って可動磁性体３１と略同じ長手寸法で、第１及び第２レンズホルダ３、５の移動軌跡から離れた位置に配置されている。

可動磁性体ホルダ３３には、可動磁性体３１の外周側にヨーク３９及び位置保持用電磁石３５が設けてある。位置保持用ヨーク３９は可動磁性体ホルダ３３の長手方向に沿って且つ略同じ寸法に設けてあり、位置保持用電磁石３５は可動磁性体ホルダ３３の長手方向略中央に設けてある。

位置保持用電磁石３５のコイルは、各駆動用コイル２１に各々直列に接続されており、各駆動用コイル２１に通電されると同時に通電し、両方の駆動用コイル２１、２１の通電が停止すると、同時に通電が停止するようになっている。

位置保持用マグネット３７は各第１及び第２レンズホルダ３、５において、可動磁性体ホルダ３３と対向する位置に埋め込まれている。

尚、位置保持用電磁石３５の磁力をＦ１とし、可動磁性体３１の質量をＭとし、位置保持用マグネット３７の磁力をＦ２としたときに、Ｆ１＞Ｆ２＋Ｍで且つＦ２＞Ｍの関係を満たすように設定されている。

次に、本発明にかかるレンズ駆動装置１の作用及び効果について説明する。

レンズ駆動装置１を搭載したカメラ（携帯電話）で撮影する場合において、ズームを用いる場合には、まず、第２レンズホルダ５側の駆動用コイル２１に通電してズームレンズを所定の位置に移動する。即ち、駆動用コイル２１に通電すると、駆動用ヨーク２３が光軸方向に所定量移動し、駆動用ヨーク２３に固定されている第２レンズホルダ５が移動する。一方、駆動用コイル２１が通電されると、同時に位置保持用電磁石３５のコイルにも通電されるので、位置保持用電磁石３５が励磁して、可動磁性体３１を磁力により引き付ける。これにより、可動磁性体３１は第２レンズホルダ５から離れた位置にあり、第１レンズホルダ３及び第２レンズホルダ５は移動自在になる。

一方、第１レンズホルダ３を駆動する場合には、第１レンズホルダ３は第２レンズホルダ５と同時に駆動してもよいし、第２レンズホルダ５の位置を定めた後に駆動するものであってもよい。第１レンズホルダ３を駆動する場合には、第１レンズホルダ３側の駆動用コイル２１に通電することにより、第２レンズホルダ５と同様に移動して焦点を合わせた位置で、駆動用コイル２１への通電を停止する。

第１及び第２レンズホルダ３、５の移動が共に所定位置で停止すると、駆動用コイル２１への通電が停止し、同時に位置保持用電磁石３５への通電が停止するので、位置保持用電磁石３５は電磁力を消失すると、可動磁性体３１は第１及び第２レンズホルダ３、５に各々埋め込まれたマグネット３７の磁力に引寄せられて先端部が第１及び第２レンズホルダ３、５の凹部３４に嵌合する。そうすると、各レンズホルダ３、５は可動磁性体３１との摩擦力により光軸方向への移動が阻止される。

更に、被撮影時やカメラの携帯時においては、駆動用コイル２１への通電がないので、位置保持用電磁石３５が励磁せず、可動磁性体３１は位置保持用マグネット３７に引寄せられて第１及び第２レンズホルダ３、５に嵌合した状態を保持する。

本実施の形態によれば、第１及び第２レンズホルダ３、５は、光軸方向の所定位置で保持されるので、撮影時に揺れや振動があっても第１及び第２レンズホルダ３、５の位置が変化するのを防止できる。

また、位置保持機構１１は、位置保持用電磁石３５のコイルに通電を停止したときに位置保持用マグネット３７に引寄せられて、第１及び第２レンズホルダ３、５を可動磁性体３１との摩擦力により保持するものであるから、位置を保持する為に電力を必要とせず、電力の消費を低減できる（省エネルギに寄与できる）。

位置保持用電磁石３５のコイルと駆動用コイル２１との通電及び通電の停止とを同時期に行うものであるから、これらを各々直列に接続することにより両者の制御を簡単にでき、しかも構成が簡易である。尚、位置保持用電磁石３５のコイルと駆動用コイル２１とを直列に接続しないで、位置保持用電磁石３５のコイルへの通電と、各駆動用コイル２１との通電時期をコンピュータ制御するものであってもよい。

第１及び第２レンズホルダ３、５に可動磁性体３１が嵌合する凹部３４を形成することにより、可動磁性体とレンズホルダとの摩擦力を、簡易な構成で容易に高めることができる。

本実施の形態では、第１及び第２レンズホルダ３、５には２つの案内軸１３、１３が挿通してあるので、第１及び第２レンズホルダ３、５が可動磁性体に押されると各ホルダ３、５は案内軸１３、１３にも圧接されるので、２つの案内軸１３、１３と可動磁性体３１との３点で保持され、撮影時のみならず携帯時においても、各レンズホルダ３、５のガタツキが防止できる。

更に、本実施の形態によれば、ズームレンズとフォーカスレンズとの２種類のレンズを各レンズホルダ３、５で保持している場合でも、各レンズホルダ３、５の位置を一つの位置保持機構１１で同時に保持することができる。

可動磁性体３１の光軸方向の寸法は任意にできるから、各種のレンズやズームの倍率設計に合わせて各レンズホルダ３、５の移動距離が異なる場合でも、可動磁性体３１の寸法を変更するだけで済み、製造が容易である。

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、レンズ駆動装置１は、フォーカス用レンズのみでズームレンズを搭載しないものであってもよい。この場合には、上述した実施の形態において第１レンズホルダ３及び第１駆動機構７のみとし第２レンズホルダ５及び第２駆動機構９を有しない構成になる。

駆動用ヨーク２３を筐体１９に固定し、駆動用コイル２１を駆動用ヨーク２３に対して移動自在にして、駆動用ヨーク２３に各レンズホルダ３、５を固定するものであってもよい。

図４に示すように、位置保持用マグネット３７は各レンズホルダ３、５に埋め込むことに限らず、各レンズホルダに設けた凹部３４をマグネット３７で構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概略的構成を示す縦断面図であり、（ｂ）は（ａ）のＡ―Ａ断面図である。図１に示すレンズ駆動装置のレンズホルダと位置保持機構とを抜き出して示す斜視図である。図２の縦断面図であり、（ａ）はレンズホルダが移動している状態を示し、（ｂ）はレンズホルダが位置を保持している状態を示す図である。本発明の変形例を図３（ｂ）と同じ位置で切断した縦断面図である。

１レンズ駆動装置
３第１レンズホルダ
５第２レンズホルダ
１１位置保持機構
１３案内軸
２１駆動用コイル
２３駆動用ヨーク
２５駆動用マグネット
３１可動磁性体
３３可動磁性体ホルダ
３４凹部
３５位置保持用電磁石
３７位置保持用マグネット
３９位置保持用ヨーク

Claims

駆動用ヨークと、駆動用マグネットと、駆動用コイルと、駆動用コイル又は駆動用ヨークが固定されたレンズホルダを備え、駆動用コイルに通電して生じる電磁力によりレンズホルダ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、レンズホルダが光軸方向の所定位置に移動したときにその位置を保持する位置保持機構を備え、位置保持機構はレンズホルダに設けた位置保持用マグネットと、レンズホルダの移動軌跡から間隔をあけて設けた可動磁性体及び可動磁性体をレンズホルダに向けて移動自在に保持した可動磁性体ホルダと、可動磁性体ホルダに設けた位置保持用電磁石とを備え、可動磁性体はレンズホルダの移動寸法分以上の長さに亘って光軸方向に沿って設けてあり、位置保持用電磁石の励磁により可動磁性体をレンズホルダから離れた位置に保持し、電磁石の励磁を停止することにより可動磁性体が位置保持用マグネットの磁力に引寄せられてレンズホルダに当接すると共に可動磁性体とレンズホルダとの間の摩擦力でレンズホルダを所定位置に保持することを特徴とするレンズ駆動装置。
位置保持用電磁石は駆動用コイルが通電されるときに同時に通電して励磁し、駆動用コイルの通電を停止したときに同時に通電を停止して電磁力を消失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。
レンズホルダの外周には、可動磁性体が嵌合する凹部が設けてあることを特徴とする請求項１又は２に記載のレンズ駆動装置。
レンズホルダは２つの案内軸に挿通して光軸方向の移動が案内されており、位置保持機構は、レンズホルダの外周において２つの案内軸間に設けてあることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のレンズ駆動装置。
二つのレンズホルダと、各レンズホルダを駆動する駆動用ヨークと駆動用マグネットと駆動用コイルとを備え、２つのレンズホルダの一方はズームレンズ用のレンズホルダであり、他方はオートフォーカス用のレンズホルダであり、各レンズホルダに位置保持用マグネットが設けてあり、位置保持機構は一つの可動磁性体が２つのレンズホルダに同時に当接して２つのレンズホルダを所定位置で保持することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載のレンズ駆動装置。