JP2007121547A - レンズ駆動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明の課題は、消費電力の低減を図ってレンズを光軸方向の所定位置で保持できると共に外部の衝撃によってレンズホルダに揺れやガタツキが生じ難く、耐衝撃性に優れるレンズ駆動装置を得る。
【解決手段】本発明のレンズ駆動装置１は、レンズ１５、１６と、レンズ１５、１６を保持するレンズホルダ３、５と、レンズホルダ３、５の移動を案内する案内部材１３と、レンズホルダ３、５に設けた被案内部３３と、コイル２３と、レンズホルダ３、５の移動方向に沿って設けたマグネット１９とを備え、コイル２３に通電してレンズを光軸方向に移動させており、レンズホルダ３、５は位置保持用磁性体（磁性体２７）を備え、磁性体２７がマグネット１９の磁力に引き寄せられて、被案内部３３と案内部材１３とが圧接しており、レンズホルダ３、５が停止すると、被案内部３３と案内部材１３との間の摩擦力によりレンズホルダ３、５が所定位置に保持される。
【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レンズを駆動させるためのレンズ駆動装置に関し、特にレンズを電磁力によってリニアに移動させることができるレンズ駆動装置に関する。

一般に、コイルに流される電流とマグネットが形成する磁界とによって誘起される電磁力により、レンズをリニアに駆動させるレンズ駆動装置が知られている。例えば、特許文献１には、カメラ等において用いられるレンズを磁気的に駆動させるためのレンズ駆動装置が開示されている。

特開２００２−２３０３７号公報

しかし、上述の特許文献１に記載の従来技術では、レンズを光軸方向に駆動させて所定の位置に達したときに、その位置でレンズを保持するためには、コイルに電流を流し続ける必要があり、消費電力の無駄になるという問題があった。また、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のホルダに揺れやガタツキが生じ易く、耐衝撃性に優れるレンズ駆動装置が望まれている。

本発明は、消費電力の低減を図ってレンズを光軸方向の所定位置で保持できると共に外部の衝撃によってレンズホルダに揺れやガタツキが生じ難く、耐衝撃性に優れるレンズ駆動装置を得ることを目的とする。

前記課題を解決するために、請求項１に記載された発明は、レンズと、レンズを保持するレンズホルダと、レンズホルダの移動を案内する案内部材と、レンズホルダに設けた被案内部と、レンズホルダに設けたコイルと、レンズホルダの移動方向に沿って設けたマグネットとを備え、コイルに通電してレンズを光軸方向に移動させるレンズ駆動装置であって、レンズホルダは位置保持用磁性体を備え、位置保持用磁性体がマグネットの磁力に引き寄せられることにより、被案内部と案内部材とが圧接しており、レンズホルダが停止すると、被案内部と案内部材との間の摩擦力によりレンズホルダが所定位置に保持されることを特徴とする。

請求項２に記載された発明は、請求項１に記載の発明において、ヨークはレンズホルダの移動方向に沿って略平行に設けた一方側壁部と他方側壁部と、一方側壁部と他方側壁部との間に設けた中間壁部とを備え、一方側壁部と他方側壁部とには各々の中間壁部側面にマグネットを設けており、各マグネットは中間壁部側に同じ磁極を向けて配置しており、コイルは環状を成し、環の内周側を中間壁部に挿通して一方側壁部と他方側壁部との間に配置していることを特徴とする。

請求項３に記載された発明は、請求項１に記載の発明において、被案内部は横断面が略多角形状であり、案内部材は円弧形状の横断面を有し、案内部材の外周面の少なくとも二点が被案内部の内周面に当接していることを特徴とする。

請求項４に記載された発明は、請求項１に記載の発明において、位置保持用磁性体はコイルとレンズホルダとの間に設けられていることを特徴とする。

請求項５に記載された発明は、請求項４に記載の発明において、位置保持用磁性体は薄板状であることを特徴とする。

請求項１に記載の発明によれば、レンズホルダの移動が停止すると、マグネットの磁力で位置保持用磁性体が引き寄せられ被案内部と案内部材との間に生じる摩擦力でレンズホルダを保持しているので、レンズホルダを保持するためにコイルに電流を流し続ける必要がなく、消費電力の無駄を省くことができる。

コイルへの非通電時において、位置保持用磁性体がマグネットの磁力で引き寄せられて被案内部と案内部材との間で生じる摩擦力でレンズホルダを保持しているので、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ホルダに揺れやガタツキが生じ難く、耐衝撃性に優れる。

尚、コイルに通電してレンズホルダを移動する際には、被案内部と案内部材との間の摩擦力より大きな駆動力で移動する。

請求項２に記載された発明によれば、請求項１に記載の発明と同様の効果を奏すると共に、ヨークの一方側壁部と中間壁部との間に形成される第１磁界と、他方側壁部と中間壁部との間に形成される第２磁界との間にあるコイル部分には互いに逆方向の電流が流れる。よって、フレミングの左手の法則により、コイルには第１磁界と第２磁界とでそれぞれ同方向の推力が作用するので、２つの推力を合計した値の合算推力により、高い推力でレンズホルダを移動させることができる。

このように、高い推力でレンズホルダを移動させることができるので、磁性体のサイズを大きくしてマグネットに引き寄せられる力（吸引力）を大きくしても、レンズホルダの移動に要する推力を十分確保でき、その結果大きな吸引力によって、コイルへの通電を停止した際のレンズホルダの保持力を大きくできる。

請求項３に記載された発明によれば、請求項１に記載の発明と同様の効果を奏すると共に、案内部材の外周面の少なくとも二点が被案内部の内周面に当接しているので、一点で当接している場合に比べてレンズホルダの動きを安定して保持することができる。

案内部材の外周面の少なくとも二点が被案内部の内周面に当接しているので、被案内部と案内部材との間の摩擦力を小さくでき、レンズホルダの始動時におけるコイルの通電量を小さくできる。

請求項４に記載された発明によれば、請求項１に記載の発明と同様の効果を奏すると共に、位置保持用磁性体をコイルとレンズホルダとの間に設けてあるので、磁性体を取り付けるための取付部を別途必要とせず構成が簡単であると共に、磁性体を取り付けるスペースも別途要せず、省スペース化を図ることができる。

請求項５に記載された発明によれば、請求項４に記載の発明と同様の効果を奏すると共に、位置保持用磁性体は薄板状であるので加工が容易であり、板の大きさを変えるだけで、マグネットの磁力に引き寄せられる吸引力を容易に変えることができる。

以下に、添付図面を参照して、本発明の実施の形態を詳細に説明する。図１は第１実施の形態に係るレンズ駆動装置の縦断面図、図２は第１実施の形態に係るレンズ駆動装置の横断面図であり、一点鎖線で抜き出して示す図は被案内部の内周面に案内部材が当接した状態を示す図、図３は図２に示すレンズ駆動装置をＡ−Ａ断面で切断した斜視図、図４は
図３に示すレンズ駆動装置のレンズホルダを抜き出して示す斜視図である。

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光学ズーム付きオートフォーカスカメラのものである。レンズ駆動装置１は第１レンズホルダ（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（レンズホルダ）５を駆動する第２駆動機構９とを備えている。

第１駆動機構７の構成について説明する。尚、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ので、第２駆動機構９の構成については第１駆動機構７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部分の説明を省略する。

第１駆動機構７は、ヨーク１７と、マグネット１９と、コイル２３とから構成されている。ヨーク１７は筐体１１に固定してあり、第１レンズホルダ３にコイル２３を取り付けている。そして、第１レンズホルダ３及び第２レンズホルダ５がヨーク１７に対して光軸方向に移動するようになっている。

ヨーク１７は断面略矩形を成して磁界を閉じており、レンズホルダ３、５の移動方向と略平行に設けられた一方側壁部２５ａと他方側壁部２５ｂと、一方側壁部２５ａと他方側壁部２５ｂとの間に設けた中間壁部２５ｃを有し、各壁部２５ａ、２５ｂ、２５ｃはそれぞれ略平行に設けてある。一方側壁部２５ａの中間壁部２５ｃに対向する面には一方のマグネット１９ａが貼り付けてあり、他方側壁部２５ｂにも中間壁部２５ｃに対向する面に他方のマグネット１９ｂが貼り付けてある。また、各壁部２５ａ、２５ｂ、２５の光軸方向の両端部には閉塞壁部２５ｄが設けられてあり、磁束漏れが生じ難くなっている。

一方及び他方のマグネット１９ａ、１９ｂはそれぞれ中間壁部２５ｃ側をＮ極とし、その反対側をＳ極としており、中間壁部２５ｃから一方側壁部２５ａに向けてＮ→Ｓ方向の磁界を形成しており、中間壁部２５ｃから他方側壁部２５ｂに向けてＮ→Ｓ方向の磁界を形成している。

コイル２３は略角筒状で且つ横断面環状であり、環の内周側に中間壁部２５ｃが挿通するようになっている。

次に第１レンズホルダ３の構成について説明する。尚、第１レンズホルダ３と第２レンズホルダ５とは略同じ構成であるので、第２レンズホルダ５の構成については第１レンズホルダ３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部分の説明を省略する。

第１レンズホルダ３は樹脂製であり、ズーム用レンズ（レンズ）１５が取り付けられるレンズ開口孔２９と、コイル２３が取り付けられるコイル取付面３１と、案内部材１３が挿通する被案内部３３と、ヨーク１７の中間壁部２５ｃが挿通する壁部挿通孔３５と、第２レンズホルダ５の案内部材１３に係合する係合部３７とを備えている。第１レンズホルダ３は案内部材１３により光軸方向にスライド自在になっている。

コイル取付面３１はヨーク１７の各壁部２５ａ、２５ｂ、２５ｃと略平行に設けられている。係るコイル取付面３１には薄板状の磁性体（位置保持用磁性体）２７を貼り付けており、コイル２３の外周側とコイル取付面３１との間に磁性体２７が挟持されている。磁性体２７は一方のマグネット１９ａの磁界の範囲内にあり、磁性体２７が一方のマグネット１９ａの磁力に引き寄せられて、被案内部３３が案内部材１３の外周面に押し付けられている。また磁性体２７として厚さが約５０μｍ、大きさが約３ｍｍ×５ｍｍのステンレス合金を用いている。

被案内部３３は横断面が略四角形状であり、案内部材１３は横断面が円形状となっており、案内部材１３の外周面の２点（１３ａ、１３ｂ）が被案内部３３の内周面に当接している。

第２レンズホルダ５はレンズ開口孔２９にフォーカス用レンズ（レンズ）１６を保持しており、案内部材１３により光軸方向にスライド自在に設けている。尚、ズーム用レンズ１５とフォーカス用レンズ１６とは光軸を同一にしてある。

次に、本実施の形態に係るレンズ駆動装置１の作用効果を説明する。レンズ駆動装置１を搭載した携帯電話のカメラで被写体を撮影する場合、光学ズームを使用する場合には、コイル２３に電流を流して、第１駆動機構７を駆動する。第１駆動機構７の駆動により第１レンズホルダ３は磁性体２７が一方のマグネット１９ａの磁力に引き寄せられて、被案内部３３が案内部材１３の外周面に押し付けられつつ図１に示す実線位置から二点鎖線で示す位置まで移動する。そして、係る位置に第１レンズホルダ３が到達すると、コイル２３への通電を停止する。

第１レンズホルダ３が停止すると、一方のマグネット１９ａの磁力で磁性体２７が引き寄せられて生じる被案内部３３と案内部材１３との間の摩擦力により第１レンズホルダ３はその位置で保持される。

尚、フォーカス用レンズ１６を組み込んだ第２レンズホルダ５も、上記の第１レンズホルダと同様の駆動動作により図１に示す実線位置から二点鎖線で示す位置まで移動する。

本実施の形態では、レンズホルダ３、５が停止すると、一方のマグネット１９ａの磁力で磁性体２７が引き寄せられて生じる被案内部３３と案内部材１３との間の摩擦力でレンズホルダ３、５を保持しているので、レンズホルダ３、５を保持するためにコイル２３に電流を流し続ける必要がなく、消費電力の無駄を省くことができる。

コイル２３への非通電時において、磁性体２７が一方のマグネット１９ａの磁力で引き寄せられて被案内部３３と案内部材１３との間の摩擦力でレンズホルダ３、５を保持しているので、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ホルダ３、５に揺れやガタツキが生じ難く、耐衝撃性に優れる。

また、中間壁部２５ｃに挿通してあるコイル２３は中間壁部２５ｃの周囲に環状に巻かれており、ヨーク１７の一方側壁部２５ａと中間壁部２５ｃとの間に形成される第１磁界と、他方側壁部２５ｂと中間壁部２５ｃとの間に形成される第２磁界との間にあるコイル部分には互いに逆方向の電流が流れる。よって、フレミングの左手の法則により、コイル２３には第１磁界と第２磁界とでそれぞれ同方向の推力が作用するので、２つの推力を合計した値の合算推力を得ることで、高い推力で第１レンズホルダ３及び第２レンズホルダ５を移動させることができる。

このように高い推力でレンズホルダ３、５を移動させることができるので、磁性体２７のサイズ等を大きくして一方のマグネット１９ａに対する吸引力を大きくしても、レンズホルダ３、５の移動に要する推力を確保でき、その結果大きな吸引力によって、コイル２３への通電を停止した際の所定位置でのレンズホルダ３、５の保持力を大きくできる。

案内部材１３の外周面の二点が被案内部３３の内周面に当接しているので、一点で当接している場合に比べてレンズホルダ３、５の横方向の動きを止めることができ、レンズホルダ３、５に揺れやガタツキが更に生じ難くなる。

案内部材１３の外周面の少なくとも二点が被案内部３３の内周面に当接しているので、被案内部３３と案内部材１３との間の摩擦力を小さくでき、レンズホルダ３、５の始動時におけるコイル２３の通電量を小さくできる。

磁性体２７をコイル２３の外周側とコイル取付面３１との間に設けてあるので、磁性体２７を取り付けるための取付部を別途必要とせず構成が簡単であると共に、磁性体２７を取り付けるスペースも別途要せず省スペース化を図れ、レンズ駆動装置１の小型化を図ることができる。

磁性体２７は薄板状であるので加工が容易であり、板の大きさを変えることでマグネットの磁力に引き寄せられる吸引力の大きさを自在に変更できる。また、磁性体２７としてステンレス合金を用いているので、合金の鉄の含有量を変えることで、マグネットの磁力に引き寄せられる吸引力の大きさを自在に変更できる。よって、レンズホルダ３、５の移動の際に案内部材１３との間で生じる摩擦力の調整を容易にでき、レンズホルダ３、５の移動速度の調整を容易に図ることができる。

次に、他の実施の形態を説明するが、以下の説明において、上述した第１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、その部分の詳細な説明を省略し、以下の説明では上述の第１実施の形態と異なる点を主に説明する。尚、図５は第２実施の形態に係るレンズ駆動装置の横断面図、図６は図５に示すレンズ駆動装置をＢ−Ｂ断面で切断した斜視図を示している。

第２実施の形態は、オートフォーカスのレンズ駆動装置１を示し、フォーカス用レンズを保持するレンズホルダ５の２箇所に案内部材１３が挿通する被案内部３３を形成しており、それぞれの被案内部３３を結ぶ直線がマグネット１９と略平行になるようにしている。また被案内部３３は横断面を円形状にしている。レンズホルダ５のコイル取付面３１に取り付けたコイル２３は略角筒状で且つ縦断面環状である。そして、環の内周側の位置に磁性体２７を配置している。

また筐体１１の一方側側面を切り開いた部分にヨーク１７を配置しており、ヨーク１７の内周側にマグネット１９を配置している。マグネット１９は光軸方向の一端側に配置した一方のマグネット１９ａと、光軸方向の他端側に配置した他方のマグネット１９ｂとから構成されており、一方のマグネット１９ａは内側（コイル側）をＮ極、外側（ヨーク側）をＳ極にしている。他方のマグネット１９ｂは内側（コイル側）をＳ極、外側（ヨーク側）をＮ極にしている。

本実施の形態では、コイル取付面３１におけるコイル２３の環の内周側の位置に磁性体２７を配置しているので、コイル取付面３１とマグネット１９との間にスペースを利用して磁性体２７を配置でき、磁性体２７の厚みや、磁性体１７とマグネット１９との間の距離を自由に変えることができる。

マグネット１９と略平行になるように２つの被案内部３３を設けたので、被案内部３３は横断面を円形状にしても、マグネット１９の吸引力で被案内部３３が案内部材１３の外周面に押し付けられたときにレンズホルダ５を安定して保持できる。

次に第３実施の形態について説明する。尚、図７は第３実施の形態に係るレンズ駆動装置の横断面図、図８は図７に示すレンズ駆動装置をＣ−Ｃ断面で切断した斜視図である。

第３実施の形態では、筐体１１の一方側側面部に縦断面コ字状のヨーク１７を配置しており、外側ヨーク１７ｂの内側にマグネット１９を配置し、横断面環状のコイル２３の内周側を内側ヨーク１７ａに挿通している。また、コイル２３の内周側面に沿って環状の磁性体２７を配置している。

本実施の形態では、コイル２３の内周側面に沿って環状に磁性体２７を配置しているので、磁性体２７の面積を大きく取ることができ、マグネット１９に引き寄せられる吸引力を大きくできる。

尚、本発明は、前述した実施形態に限定されることなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施できることは言うまでもない。

上述の第１実施の形態において、被案内部は横断面を略四角形状としたが、これに限定されず、横断面を略三角形状、略六角形状にしても良い。

レンズ駆動装置１は携帯電話に係るカメラに限らず、デジタルカメラに用いるものであっても良い。

第１実施の形態に係るレンズ駆動装置の縦断面図である。 第１実施の形態に係るレンズ駆動装置の横断面図であり、一点鎖線で抜き出して示す図は被案内部の内周面に案内部材が当接した状態を示す図である。 図２に示すレンズ駆動装置をＡ−Ａ断面で切断した斜視図である。 図３に示すレンズ駆動装置のレンズホルダを抜き出して示す斜視図である。 第２実施の形態に係るレンズ駆動装置の横断面図である。 図５に示すレンズ駆動装置をＢ−Ｂ断面で切断した斜視図である。 第３実施の形態に係るレンズ駆動装置の横断面図である。 図７に示すレンズ駆動装置をＣ−Ｃ断面で切断した斜視図である。

符号の説明

１ レンズ駆動装置
３ 第１レンズホルダ（レンズホルダ）
５ 第２レンズホルダ（レンズホルダ）
１３ 案内部材
１５ 光学ズーム用レンズ
１６ フォーカス用レンズ
１７ ヨーク
１９ マグネット
２３ コイル
２５ａ 一方側壁部
２５ｂ 他方側壁部
２５ｃ 中間壁部
２７ 磁性体（位置保持用磁性体）
３３ 被案内部

Claims (5)

1. レンズと、レンズを保持するレンズホルダと、レンズホルダの移動を案内する案内部材と、レンズホルダに設けた被案内部と、レンズホルダに設けたコイルと、レンズホルダの移動方向に沿って設けたマグネットとを備え、コイルに通電してレンズを光軸方向に移動させるレンズ駆動装置であって、レンズホルダは位置保持用磁性体を備え、位置保持用磁性体がマグネットの磁力に引き寄せられることにより、被案内部と案内部材とが圧接しており、レンズホルダが停止すると、被案内部と案内部材との間の摩擦力によりレンズホルダが所定位置に保持されることを特徴とするレンズ駆動装置。
2. ヨークはレンズホルダの移動方向に沿って略平行に設けた一方側壁部と他方側壁部と、一方側壁部と他方側壁部との間に設けた中間壁部とを備え、一方側壁部と他方側壁部とには各々の中間壁部側面にマグネットを設けており、各マグネットは中間壁部側に同じ磁極を向けて配置しており、コイルは環状を成し、環の内周側を中間壁部に挿通して一方側壁部と他方側壁部との間に配置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。
3. 被案内部は横断面が略多角形状であり、案内部材は円弧形状の横断面を有し、案内部材の外周面の少なくとも２点が被案内部の内周面に当接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. 位置保持用磁性体はコイルとレンズホルダとの間に設けられ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。
5. 位置保持用磁性体は薄板状であることを特徴とする請求項４に記載のレンズ駆動装置。
   
   

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