JP2007199253A - レンズ駆動装置及びレンズ駆動装置に用いるコイル体の製造方法 - 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及びレンズ駆動装置に用いるコイル体の製造方法を得ることである。
【解決手段】レンズ１５、１７と、レンズホルダ３、５と、レンズホルダの移動を案内する案内部材１３と、レンズホルダに設けた被案内部２５と、レンズホルダに設けたコイル体２３と、レンズホルダの移動方向に沿って設けたマグネット１２とを備え、コイル体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１であって、コイル体は位置保持用磁性体２１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て案内部材とレンズホルダの被案内部とが圧接しており、レンズホルダの移動が停止すると、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ようにした。
【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及びレンズ駆動装置に用いるコイル体の製造方法に関する。

一般に、コイル体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、コイル体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及びレンズ駆動装置に用いるコイル体の製造方法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体と、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、コイル体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、コイル体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て案内部材とレンズホルダの被案内部とが圧接しており、レンズホルダの移動が停止すると、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、位置保持用磁性体はコイル体の内部に設けられ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２に記載の発明において、コイル体は線材を環状に巻いた複数の層を有し、位置保持用磁性体は重なり合うコイル線材の層と層の間に挟まれ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１〜３の何れか一項に記載の発明において、位置保持用磁性体は、案内部材とレンズホルダの被案内部との圧接位置と、レンズホルダの被案内部の中心位置とを結ぶ直線の延長線上に位置し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２又は３に記載のレンズ駆動装置に用いるコイル体の製造方法であって、磁性体は長尺状であり、コイル線材を巻いて内側層を形成し、内側層の表面に磁性体の先端部を配置し、次に磁性体の上からコイル線材を巻回して外側層を形成して内側層と外側層との間に磁性体の先端部を挟んだ後、磁性体の先端部を切り離して位置保持用磁性体と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、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ることで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体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。

コイル体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いて、カメラに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、コイル体に通電してレンズホルダが移動する際には、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レンズホルダは移動する。

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、位置保持用磁性体がコイル体の内部に設けられているので、例えば位置保持用磁性体をコイル体の線材間に挟んで位置保持用磁性体をコイル体に固定でき、位置保持用磁性体をコイル体に固定する際に接着剤を用いる必要がなく、材料コストを削減できる。

請求項３に記載された発明によれば、請求項２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重なり合うコイル線材の層と層の間に挟まれているので、コイル線材の層と層とで位置保持用磁性体が押圧力を受けることで、位置保持用磁性体をコイル体に強固に固定できる。

請求項４に記載された発明によれば、請求項１〜３の何れか一項に記載の発明と同様の効果を奏すると共に、位置保持用磁性体が、案内部材とレンズホルダの被案内部との圧接位置と、レンズホルダの被案内部の中心位置とを結ぶ直線の延長線上に位置しているので、レンズホルダに被案内部を中心とする回転モーメントが発生せず、レンズホルダの横方向の位置ずれを防止できる。

請求項５に記載された発明によれば、コイル線材を巻いて形成した内側層と外側層との間に長尺状の磁性体を挟み、磁性体の先端部を切り離してコイル体を製造しているので、位置保持用磁性体を容易にコイル体の内部に埋め込むことができ、コイル体の製造が容易である。

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は本実施の形態に係るレンズ駆動装置の縦断面図、図２（ａ）はレンズ駆動装置のズーム用レンズを示す横断面図、（ｂ）はレンズ駆動装置のフォーカス用レンズを示す横断面図、図３（ａ）は図２に示すコイル体を抜き出して示す横断面図、（ｂ）は（ａ）の破線で示す部分を
抜き出して示す断面図、（ｃ）は（ｂ）のＢ−Ｂ断面図、図４は図３に示すコイル体の側面図である。

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と、第２レンズホルダ（レンズホルダ）５と、第１レンズホルダ３及び第２レンズホルダ５の移動を案内する案内部材１３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とを備えている。

第１レンズホルダ３は樹脂製であり、開口孔に取り付けられたズーム用レンズ（レンズ）１５と、案内部材１３が挿通する被案内部２５と、内側ヨーク１９が挿通するヨーク挿通孔２０と、第２レンズホルダ５の案内部材１３に係合する係合部１４とを備えている。 第２レンズホルダ５は樹脂製であり、開口孔に取り付けられたフォーカス用レンズ（レンズ）１７と、案内部材１３が挿通する被案内部２５と、内側ヨーク１９が挿通するヨーク挿通孔２０と、第１レンズホルダ３の案内部材１３に係合する係合部１４とを備えている。尚、ズーム用レンズ１５とフォーカス用レンズ１７とは光軸を同一にしてある。

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、外側ヨーク１１と、外側ヨーク１１の内側に設けたマグネット１２と、コイル体２３と、内側ヨーク１９から構成されている。外側ヨーク１１及び内側ヨーク１９は筐体１０に固定してあり、第１レンズホルダ３にコイル体２３を取り付けている。そして、第１レンズホルダ３（第２レンズホルダ５）が案内部材１３に沿って光軸方向に移動するようになっている。

マグネット１２は内側ヨーク１９側がＮ極、その反対側がＳ極に着磁されているので、内側ヨーク１９のマグネット側はＳ極となる。よってマグネット１２から内側ヨーク１９に向けてＮ→Ｓ方向の磁界を形成している。

コイル体２３は略角筒状で且つ横断面環状であり、環の内周側に内側ヨーク１９が挿通するようになっている。コイル体２３は銅製の線材（コイル線材）２４を環状に巻いた５つの層（第１層２３ａ、第２層２３ｂ、第３層２３ｃ、第４層２３ｄ、第５層２３ｅ）を有し、第２層２３ｂと第３層２３ｃとの間に長方形状の位置保持用磁性体２１が埋め込まれている。

位置保持用磁性体２１は薄板状であり、厚さが約５０μｍ、大きさが約２ｍｍ（横幅Ｄ）×約６ｍｍ（縦幅Ｅ）（面積１２ｍｍ²）の炭素工具鋼（例えば、ＪＩＳ規格ＳＫ４）を用いている。位置保持用磁性体２１はマグネット１２の磁界の範囲内にあり、位置保持用磁性体２１がマグネット１２の磁力に引き寄せられて、被案内部２５が案内部材１３の外周面に押し付けられている。位置保持用磁性体２１の面積を大きくすればレンズホルダ３、５の保持力を大きくできる。本実施の形態では、約５Ｇの衝撃加速度までレンズホルダ３、５の動きが保持される。

位置保持用磁性体２１は、案内部材１３とレンズホルダ３、５の被案内部２５との圧接位置１３ａと、レンズホルダ３、５の被案内部２５の中心位置２５ａとを結ぶ直線の延長線上（図２（ａ)中、Ａ−Ａで示す、図２（ｂ）Ｃ−Ｃで示す）に位置している。

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、コイル体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は位置保持用磁性体２１がマグネット１２の磁力に引き寄せられて被案内部２５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、かかる位置に第１レンズホルダ３が到達すると、コイル体２３への通電を停止して第１レンズホルダ３の移動を停止する。尚、コイル体２３に通電して第１レンズホルダ３が移動する際には、被案内部２５と案内部材１３との間の摩擦力より大きな駆動力で第１レンズホルダ３は移動する。

第１レンズホルダ３が停止すると、磁力で位置保持用磁性体２１がマグネット１２に引き寄せられて生じる被案内部２５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１７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と共に、第２レンズホルダ５が停止すると、磁力で位置保持用磁性体２１がマグネット１２に引き寄せられて生じる被案内部２５と案内部材１３との間の摩擦力により第２レンズホルダ５はその位置で保持される。

本実施の形態では、レンズホルダ３、５が停止すると、マグネット１２の磁力で位置保持用磁性体２１が引き寄せられて生じる被案内部２５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を停止するためにコイル体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。

コイル体２３への非通電時において、位置保持用磁性体２１が一方のマグネット１２の磁力で引き寄せられて被案内部２５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。

位置保持用磁性体２１をコイル体２３の内部に設けているので、位置保持用磁性体２１をコイル体２３に固定する際に接着剤を用いる必要がなく、材料コストを削減できる。

位置保持用磁性体２１がコイル体２３の内部に設けているので、位置保持用磁性体２１をコイル体２３の表面に貼り付ける場合に比べて、コイル体２３とマグネット１２との間の隙間を小さくでき、磁束密度を大きくできる。

位置保持用磁性体２１は重なり合うコイル線材２４の層と層の間に挟まれているので、コイル線材２４の層と層とで位置保持用磁性体２１が押圧されて、位置保持用磁性体２１をコイル体２３に強固に固定できる。

位置保持用磁性体２１が案内部材１３とレンズホルダ３、５の被案内部２５との圧接位置１３ａと、レンズホルダ３、５の被案内部２５の中心位置２５ａとを結ぶ直線の延長線上に位置しているので、レンズホルダ３、５に被案内部２５を中心とする回転モーメントが発生せず、レンズホルダ３、５の横方向の位置ずれを防止できる。

位置保持用磁性体２１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１２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の移動速度の調整や、レンズホルダ３、５の停止時におけるレンズホルダ３、５の保持力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コイル体の製造方法を示す斜視図である。

図５（ａ）に示すように、レンズ駆動装置のコイル体の製造方法は、まずコイル線材２４を巻いて内側層２６を形成し、内側層２６の表面に長尺状の磁性体２１の先端部２１ａを配置する。次に図５（ｂ）に示すように、磁性体２１の上からコイル線材２４を巻回して外側層２８を形成して内側層２６と外側層２８との間に磁性体２１の先端部２１ａを挟んだ後、磁性体２１の先端部２１ａを切り離す。

このように、コイル線材２４を巻いて形成した内側層２６と外側層２８との間に長尺状の磁性体２１を挟み、磁性体２１の先端部２１ａを切り離してコイル体２３を製造しているので、位置保持用の磁性体２１を容易にコイル体２３の内部に埋め込むことができ、コイル体２３の製造が容易である。

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実施の形態及び第２実施の形態において、位置保持用磁性体２１は大きさを約２ｍｍ×約６ｍｍにしたが、これに限定されず、図６に示すように大きさを約３ｍｍ（横幅Ｄ）×約４ｍｍ（縦幅Ｅ）の形状にしても良い。

上述の第１実施の形態及び第２実施の形態において、位置保持用磁性体２１は第２層２３ｂと第３層２３ｃとの間に挟んだが、これに限定されず、第１層２３ａと第２層２３ｂとの間、第３層２３ｃと第４層２３ｄとの間、及び第４層２３ｄと第５層２３ｅとの間の何れかの間に位置保持用磁性体２１を埋め込んであっても良い。

上述の第１実施の形態及び第２実施の形態において、コイル体２３に１枚の位置保持用磁性体２１を埋め込んであるが、これに限定されず、コイル体２３に２枚以上の位置保持用磁性体２１を埋め込んであっても良い。

上述の第１実施の形態及び第２実施の形態において、コイル体２３の内部に位置保持用磁性体２１を埋め込んであるが、これに限定されず、図７に示すように、コイル体２３の表面に位置保持用磁性体２１を貼り付けてあっても良い。

上述の第１実施の形態及び第２実施の形態において、コイル体２３はコイル線材２４を５層にしてあるが、これに限定されず、何層にしてあっても良い。

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。

本実施の形態に係るレンズ駆動装置の縦断面図である。 （ａ）はレンズ駆動装置のズーム用レンズを示す横断面図（ｂ）はレンズ駆動装置のフォーカス用レンズを示す横断面図である。 （ａ）は図２に示すコイル体を抜き出して示す横断面図、（ｂ）は（ａ）の破線で示す部分を抜き出して示す断面図、（ｃ）は（ｂ）のＢ−Ｂ断面図である。 図３のコイル体を示す側面図である。 本実施の形態に係るレンズ駆動装置のコイル体の製造方法を示す斜視図である。 変形例に係るコイル体を示す側面図である。 変形例に係るレンズ駆動装置のズーム用レンズを示す横断面図である。

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）
１２ マグネット
１３ 案内部材
１５ ズーム用レンズ
１７ フォーカス用レンズ
２１ 磁性体（位置保持用磁性体）
２３ コイル体
２４ コイル線材
２５ 被案内部
２６ 内側層
２８ 外側層

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体と、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、コイル体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、コイル体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て案内部材とレンズホルダの被案内部とが圧接しており、レンズホルダの移動が停止すると、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. 位置保持用磁性体はコイル体の内部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。
3. コイル体は線材を環状に巻いた複数の層を有し、位置保持用磁性体は重なり合うコイル線材の層と層の間に挟まれてい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. 位置保持用磁性体は、案内部材とレンズホルダの被案内部との圧接位置と、レンズホルダの被案内部の中心位置とを結ぶ直線の延長線上に位置していることを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載のレンズ駆動装置。
5. 請求項２又は３に記載のレンズ駆動装置に用いるコイル体の製造方法であって、磁性体は長尺状であり、コイル線材を巻いて内側層を形成し、内側層の表面に磁性体の先端部を配置し、次に磁性体の上からコイル線材を巻回して外側層を形成して内側層と外側層との間に磁性体の先端部を挟んだ後、磁性体の先端部を切り離して位置保持用磁性体としていることを特徴とするレンズ駆動装置に用いるコイル体の製造方法。
   
   
   

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