JP2007155886A - レンズ駆動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】小型化、耐衝撃性の向上、レンズの姿勢の安定化、及びオートフォーカス時の低消費電力化を達成することができるレンズ駆動装置を提供することを目的とする。
【解決手段】 １つ又は複数のレンズを収容したレンズホルダーと、前記レンズホルダーの表面に設けられた少なくとも１つのコイルと、前記コイルから所定のギャップを隔てて配設されたマグネットと、前記マグネットの背面に取り付けられたヨークと、を具備したレンズ駆動装置において、前記レンズホルダーは案内手段を介して光軸に沿って移動することができ、レンズホルダーにはその位置を保持するための１つ又は複数の磁性部材が配備されていることを特徴とするレンズ駆動装置である。
【選択図】図１

Description

本発明は、デジタルカメラ、カメラ付き携帯電話機、ビデオカメラ等の撮像装置に具備されるレンズ駆動装置に関するものである。

オートフォーカス機能やズーム機能を有する撮像装置には、複数のレンズからなる光学系が具備されており、光学系全体、又はフォーカス用レンズ（又はレンズ群）単体、ズーム用レンズ（又はレンズ群）単体を光軸に沿って移動させる必要がある。

レンズ駆動装置としては、ステッピングモータを用いたものの他、結晶体に電場をかけて歪みを発生させてその変位を利用した圧電タイプのアクチュエータや、ボイスコイルを利用した電磁式アクチュエータ等がある。

例えば、特許文献１には、ステッピングモータによりリードスクリューネジを回転させてレンズを駆動させるレンズ駆動装置が開示されている。又、特許文献２には、圧電素子をスパイラル構造にして変位を拡大させる構成にしたカメラのオートフォーカス用アクチュエータが開示されている。又、特許文献３には、光ピックアップに具備する対物レンズのオートフォーカス駆動用としてボイスコイルを使用したレンズ駆動装置が開示されている。
実公平６−３７２２８号公報 特表２００４−５３０１７２号公報 実公昭６３−２９９７号公報

ステッピングモータを使用したレンズ駆動装置の場合、ステッピングモータが大きいためレンズ駆動装置を小型化できないという問題があった。圧電素子を使った方式の場合は、小型化は可能となるが、衝撃等により破壊し易いという欠点があった。又、ボイスコイル型のアクチュエータの場合、レンズバレルをバネ部材で支えた構成ではレンズを光軸に沿って移動させた時にレンズが光軸に対して傾くという問題や、オートフォーカス時に消費電力が大きくなるという問題があった。

そこで、本発明は、小型化、耐衝撃性の向上、レンズの姿勢の安定化、及びオートフォーカス時の低消費電力化を達成することができるレンズ駆動装置を提供することを目的とする。

第１の発明は、１つ又は複数のレンズを収容したレンズホルダーと、前記レンズホルダーの表面に設けられた少なくとも１つのコイルと、前記コイルから所定のギャップを隔てて配設されたマグネットと、前記マグネットの背面に取り付けられたヨークと、を具備したレンズ駆動装置において、前記レンズホルダーは案内手段を介して光軸に沿って移動することができ、レンズホルダーにはその位置を保持するための１つ又は複数の磁性部材が配備されていることを特徴とするレンズ駆動装置である。

前記磁性部材は、柱状とすることができる。

前記案内手段は、シャフト状案内手段と、前記レンズホルダーに設けられた貫通孔及び／又は切欠部とからなり、前記シャフト状案内手段は、前記貫通孔を挿通可能であるとともに、前記切欠部の内壁に対して摺動可能であることが好ましい。

前記案内手段は、凸状案内手段と凹状案内手段の組み合わせであり、レンズホルダー側面には凸状案内手段及び／又は凹状案内手段が具備され、レンズホルダー側面に具備された凸状案内手段及び／又は凹状案内手段のそれぞれは、対応する位置に配設されて対となる凹状案内手段及び／又は凸状案内手段に対して摺動可能であることが好ましい。

前記コイルはパターンコイルとすることが好ましい。

本発明によるレンズ駆動装置によれば、パターンコイルを用いることでレンズ駆動装置を小型化することできる。又、案内手段を設けたことで耐衝撃製が向上すると共に、レンズの傾きがなくなる。更に、レンズホルダー内に磁性部材を設けることでレンズホルダーと筐体との間に吸引力が発生するため、オートフォーカスが作動して合焦した後にコイルパターンに流す電流をゼロにしてもレンズホルダーを保持することができる。従って、消費電力を低減させることができる。

以下、本発明の実施の形態につき、図面に沿って具体的に説明する。

カメラ装置のレンズ駆動装置１を図１に示す。レンズホルダー２の内部にはレンズ群（図示せず）が配備されている。レンズホルダー２の一側面には、FPコイル３が配設され、コイルパターン32が露出している。又、前記FPコイル３に対向する位置にはギャップGを隔ててマグネット４が配置されている。前記マグネット４の正面はFPコイル３と対向しているが、背面には磁性体であるヨーク５が吸引されて取り付けられている。前記マグネット４に取り付けられたヨーク５は図示していないがカメラ装置の筐体（図示せず）に固定されている。

筐体（図示せず）には案内手段として２本のシャフト状案内手段71、72が植立されている。又、レンズホルダー２には円柱状の貫通孔21、切欠部22、及び、円柱状の貫通孔23が設けられている。貫通孔21の直径は第１のシャフト状案内手段71の直径と略同じであるかわずかに大きく、第１のシャフト状案内手段71は前記貫通孔21に挿通可能である。前記切欠部22の内壁は２つの平面部と１つの曲面部とから構成され、該曲面部の曲率半径は第２のシャフト状案内手段72の半径と略同じであるかわずかに大きく、第２のシャフト状案内手段72は前記切欠部22の曲面部に対して摺動可能である。よって、レンズホルダー２はシャフト状案内手段71、72に沿って移動することができる。又、貫通孔23には円柱状をした磁性部材６が配備され接着剤（図示せず）等により固定されている。

次にレンズホルダー２の動きについて具体的に説明する。図２（ａ）はマグネット４の正面図である。マグネット４にはＮ極着磁領域4nとＳ極着磁領域4sがレンズホルダー２の移動方向に並んで形成されている。図２（ｂ）はFPコイル３の正面図である。FPコイル３は絶縁性基板31にコイルパターン32をトラック形状に形成したものである。図２（ａ）に示したFPコイル３のコイルパターン32と同図（ｂ）に示したマグネット４の正面は互いに対向して配置されている。コイルパターンの上半部32aと下半部32bで電流の流れる方向は矢印Ｉで示すように逆向きとなる。電流の流れ、即ちコイルパターンの上半部32aと下半部32bにそれぞれマグネット４のＮ極着磁領域4nとＳ極着磁領域4sが配備されているため、例えば図２（ａ）（ｂ）のマグネット４、FPコイル３及びヨーク５の構成においてFPコイル３に矢印Ｉの方向に電流が流れた場合、FPコイル３は矢印Ｆで示すように紙面の上方向に力を受けることになる。よって、フォーカスポイントまでレンズホルダー２をシャフト状案内手段71、72に沿って移動させることができる。

次に、フォーカスポイントまでレンズホルダー２を移動させた後にレンズホルダー２を保持するためのロック機構であるが、レンズホルダー２内には磁性部材５が配備されているので、コイルパターン32に流している電流をゼロにした場合でも、マグネット４と磁性部材６との間には吸引力が発生している。この吸引力によりレンズホルダー２がシャフト状案内手段71、72に押圧されるためレンズホルダー２の位置を保持することができる。

実施例１では１つの貫通孔と１つの切欠部を設けたが、２つの貫通孔を設けても良く、又２つの切欠部を設けても良い。

図３に実施例２の斜視図を示す。なお、実施例２以下では、実施例１と同じ部材・部分には実施例１と同じ参照符号を付し、説明は省略することとする。

レンズホルダー２の互いに平行な２つの側面にそれぞれFPコイル３が配設され、それぞれのFPコイル３に対してギャップを隔てて、背面に磁性体であるヨーク５を取り付けたマグネット４が配置されている。又、レンズホルダー２のFPコイル３近傍には四角柱状をした２つの磁性部材6aが配備され、接着剤（図示せず）等により固定されている。

実施例２では、磁性部材6a、FPコイル３、マグネット４、ヨーク５が２組配備されているため実施例１に比較してより精密にレンズホルダー２を保持することができる。尚、磁性部材6aを２つではなく１つだけ設けることもできる。

図４に実施例３の斜視図を示す。同図（ａ）を見れば分かるように、レンズホルダー２の案内手段としてシャフト状案内手段と貫通孔や切欠部を用いるのではなく、レンズホルダー側面に設けた第１及び第２の凸状案内手段26、27を用いる点で実施例１と相異している。同図（ｂ）は実施例３のレンズ駆動装置１をカメラ装置の筐体８に組み込んだものをレンズホルダー２の移動方向から見た上面図である。第１の凸状案内手段26は横断面が三角形をしており、第２の凸状案内手段27は横断面が四角形をしている。又、筐体８の凸状案内手段26、27に対応する位置には横断面が三角形状をした第１の凹状案内手段81と、横断面が四角形状をした第２の凹状案内手段82とが形成されている。

第１及び第２の凸状案内手段26、27がそれぞれ第１及び第２の凹状案内手段81、82に対して摺動することにより、レンズホルダー２が光軸に沿って移動することとなる。

尚、レンズホルダー２に磁性部材61を１つではなく複数、例えば図５に示すように３つ配備すればレンズホルダー２の保持力を増大させることができるため、耐衝撃性が向上し好ましい。

図６は実施例４のレンズ駆動装置１をカメラ装置の筐体８に組み込んだものをレンズホルダー２の移動方向から見た上面図である。レンズホルダー２は略円柱状をしているが、側面には案内手段として横断面が三角形状をした凸状案内手段26が３つ設けられている。又、レンズホルダー２の側面には曲面状のFPコイル3aが接着剤等（図示せず）で貼り付けてある。そして、該FPコイル3aと対向する位置には、曲面状のマグネット4aが配置されており、マグネット4aの背面には曲面状であって磁性体であるヨーク5aが吸引されて取り付けられている。又、レンズホルダー２のFPコイル3a近傍には磁性部材6が１つ配備されている。

筐体８の３つの凸状案内手段26に対応する位置にはそれぞれ、横断面が三角形状をした凹状案内手段81が設けられている。レンズホルダー２は実施例３と同様の作用で移動及びロックされる。

図７は本発明のレンズ駆動装置１を具備したカメラモジュールの概略断面図である。筐体８には、レンズホルダー２と、赤外線領域（波長700nm〜）をカットし色再現性を高めるためのIRカットフィルター10と、CCDやCMOS等のイメージセンサー９とが配備されており、物体からの光は光軸99に沿ってレンズホルダー２内のレンズL1、L2、L3及び、IRカットフィルター10を経てイメージセンサー９上に結像される。

又、筐体８には位置センサー13が配設されており、レンズホルダー２の位置検出を行っている。尚、筐体８側にストッパーを設けてゼロ点にレンズホルダーを移動させるという構成にすれば、位置センサー13を省くことも可能である。位置センサーからの信号はCPU11に入力され、CPU11からドライバー12へ制御信号が出力される。ドライバー12は、FPコイル、マグネット、ヨークとからなるアクチュエータ14に信号を送り、レンズホルダー２を駆動する。

本発明は上述の実施例に限定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲において適宜変更して実施することが可能である。

例えば、案内手段としてレンズホルダーに凸状案内手段を、筐体に凹状案内手段を設けたが、逆にレンズホルダーに凹状案内手段を、筐体に凸状案内手段を設けても良い。又、凸状案内手段、凹状案内手段の横断面形状も三角形、四角形に限定されない。

コイルとしてFPコイルを用いたが、巻線を巻いたタイプのコイルであって厚さの薄いものも用いることができる。

磁性部材として円柱状のものと四角柱状のものを例示したが、それらに限定されず、三角柱状やその他の多角柱状等の柱状とすることができる。尚、磁性部材の光軸方向の長さは、マグネットの光軸方向の長さと略同等であることが好ましく、マグネットの光軸方向の長さよりも長いほうがより好ましい。

実施例では、物体からイメージセンサーまでのレンズ群を１つのレンズホルダーに収容して一体的に移動させるレンズ駆動装置を例示したが、これに限定されず、例えばフォーカス用レンズ（又はレンズ群）のみやズーム用レンズ（又はレンズ群）のみを移動させるレンズ駆動装置も本発明の技術的範囲に含まれる。

本発明に係るレンズ駆動装置の実施例１の斜視図である。 本発明のFPコイルとマグネットを説明する正面図である。 本発明に係るレンズ駆動装置の実施例２の斜視図である。 本発明に係るレンズ駆動装置の実施例３を説明する斜視図及び上面図である。 本発明に係るレンズ駆動装置の実施例３を説明する上面図である。 本発明に係るレンズ駆動装置の実施例４を説明する上面図である。 本発明に係るレンズ駆動装置を具備したカメラモジュールの概略断面図である。

符号の説明

１ レンズ駆動装置
２ レンズホルダー
３ FPコイル
４ マグネット
５ ヨーク
６、６ａ 磁性部材
21 貫通孔
22 切欠部
26、27 凸状案内手段
71、72 シャフト状案内手段
81、82 凹状案内手段

Claims (5)

1. １つ又は複数のレンズを収容したレンズホルダーと、
   前記レンズホルダーの表面に設けられた少なくとも１つのコイルと、
   前記コイルから所定のギャップを隔てて配設されたマグネットと、
   前記マグネットの背面に取り付けられたヨークと、
   を具備したレンズ駆動装置において、
   前記レンズホルダーは案内手段を介して光軸に沿って移動することができ、レンズホルダーにはその位置を保持するための１つ又は複数の磁性部材が配備されていることを特徴とするレンズ駆動装置。
2. 前記磁性部材は、柱状であ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. 前記案内手段は、シャフト状案内手段と、前記レンズホルダーに設けられた貫通孔及び／又は切欠部とからなり、前記シャフト状案内手段は、前記貫通孔を挿通可能であるとともに、前記切欠部の内壁に対して摺動可能で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。
4. 前記案内手段は、凸状案内手段と凹状案内手段の組み合わせであり、レンズホルダー側面には凸状案内手段及び／又は凹状案内手段が具備され、レンズホルダー側面に具備された凸状案内手段及び／又は凹状案内手段のそれぞれは、対応する位置に配設されて対となる凹状案内手段及び／又は凸状案内手段に対して摺動可能で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。
5. 前記コイルはパターンコイルであることを特徴とする請求項１乃至４に記載のレンズ駆動装置。