JP2007241095A - レンズ駆動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】簡単な構成でバネ部材の変位量を規制して、落下等の大きな衝撃力を受けた際のバネ部材の塑性変形を防止することのできるレンズ駆動装置を提供する。
【解決手段】レンズホルダ１２の上部と下部とに上，下の固定部材１６Ａ，１６Ｂ側に張り出した鍔部１２ａ，１２ｂをそれぞれ設けるとともに、上記上，下の固定部材１６Ａ，１６Ｂの内周側をそれぞれ上記鍔部１２ａ，１２ｂに対向する位置まで延長して、この延長部を上記レンズホルダ１２の横方向の変位を規制するための変位規制部１６ａ，１６ｂとするとともに、上記鍔部１２ａ，１２ｂの直径Ｄと上記変位規制部１６ａ，１６ｂの半径Ｒ_aとの差が、上記第１及び第２のバネ部材１７Ａ，１７Ｂの内周半径Ｒ_bよりも大きくなるように、上記鍔部１２ａ，１２ｂの張り出し量を設定するようにした。
【選択図】図１

Description

本発明は、カメラ等の対物レンズの駆動装置に関するもので、特に、ボイスコイルモータを用いたレンズ駆動装置に関する。

図６は、例えば、小型携帯カメラなどの用いられる従来のボイスコイルモータを用いたレンズ駆動装置の一構成例を示す図である。このレンズ駆動装置５０は、軟鉄等の磁性体から成るコの字型円筒形状ヨーク５１と、上記ヨーク５１の内壁に取付けられるリング状のマグネット５２と、中央位置にレンズ５３を保持するキャリア（以下、レンズホルダという）５４と、このレンズホルダ５４に装着される駆動コイル５５と、上記ヨーク５１が装着されるベース５６と、上記レンズホルダ５４を上，下でそれぞれ支持する略環状のバネ部材５７Ａ，５７Ｂとを備えており、上側のバネ部材５７Ａの内周側端部は上記レンズホルダ５４とこのレンズホルダ５４の上部側に設けられたキャップ５８との間に挟持されており、外周側端部は上記ヨーク５１と上記ベース５６の上側に設けられたフレーム５９との間に挟持されている。一方、下側のバネ部材５７Ｂの内周側端部は上記レンズホルダ５４の後端部に固定されており、外周側端部はベース５６の基底部５６ｋと上記マグネット５２及びヨーク５１の基底部に挿入されるスペーサ部材６０との間に挟持されている。
上記駆動コイル５５は、上記ヨーク５１と上記マグネット５２とにより印加される、コイル周りに放射状に分布する磁界中に設置されているので、上記駆動コイル５５に通電すると、上記駆動コイル５５には、同図の矢印に示すような、被写体の方向(上方)へ向けたローレンツ力が発生して、上記レンズホルダ５４を上記バネ部材５７Ａ，５７Ｂの復元力と釣り合った位置に移動させることができる。したがって、上記駆動コイル５５に通電する電流値を制御することにより、上記レンズホルダ５４の移動量を制御して、上記レンズ５３の位置を制御することができる。

ところで、小型携帯カメラは手軽に持ち歩いたりできるため、携帯時に落としたりなどして大きな衝撃力を受け、その結果、レンズホルダ５４がヨーク５１に衝突してしまい、レンズ駆動装置５０が損傷してしまう恐れがあった。そこで、キャップ５８の内周側とレンズホルダ５４の外周部にそれぞれ前方リブ６１Ａと後方リブ６１Ｂとを設けて、レンズホルダ５４の径方向の変位量を規制する方法が提案されている。上記前方リブ６１Ａは、詳細には、図７（ａ）に示すように、上記キャップ５８の内周側に上記フレーム５９方向へ突出するように複数箇所設けられている。また、上記後方リブ６１Ｂは、図７（ｂ）に示すように、上記レンズホルダ５４の外周側にヨーク５１方向へ突出するように複数箇所設けられている。これにより、落下等の衝撃力によりレンズホルダ５４が横方向に大きく移動した際には、上記前方リブ６１Ａが上記キャップ５８の内壁に当接し、上記後方リブ６１Ｂが上記ヨーク５１に当接するので、レンズホルダ５４の径方向の変位量を制限することができる（例えば、特許文献１参照）。
特開２００５−１２８４０５公報

しかしながら、上記のような規制方法は、ヨーク５１がマグネット５２とレンズホルダ５４との間に配置されている構成のレンズ駆動装置５０に限られたものであり、レンズホルダ５４の外周側に駆動コイルを装着するタイプのレンズ駆動装置など他のタイプのレンズ駆動装置に上記規制方法を適用することは困難である。
また、上記レンズ駆動装置５０では、キャップ５８の内周側に前方リブ６１Ａを設け、更に、レンズホルダ５４の外周部に後方リブ６１Ｂを設けるようにしているので、構造が複雑であるだけでなく、レンズホルダ５４とヨーク５１との間隔を精度よく保つためには、上記後方リブ６１Ｂにも高い寸法精度が要求される。
一方、レンズホルダの外周側に駆動コイルを装着するタイプのレンズ駆動装置では、落下等の大きな衝撃力を受けた場合、ホルダが横方向にずれる際に、バネ部材がホルダと固定部材との間に挟まれて塑性変形したり、上記衝撃力により上下方向に共振して塑性変形してバネ特性が劣化してしまう恐れがある。

本発明は、従来の問題点に鑑みてなされたもので、簡単な構成でバネ部材の変位量を規制して、落下等の大きな衝撃力を受けた際のバネ部材の塑性変形を防止することのできるレンズ駆動装置を提供することを目的とする。

本願の請求項１に記載の発明は、レンズを保持するホルダと、上記ホルダに装着された環状の駆動コイルと、上記駆動コイルの外側に配置された固定部材に取付けられた磁石と、上記ホルダと上記固定部材とを上記レンズの開口部側である上部側及び上記開口部側とは反対側の下部側にてそれぞれ連結するバネ部材とを備え、上記駆動コイルに通電する電流値と上記各バネ部材の復元力とにより上記レンズの移動量を制御するレンズ駆動装置において、上記ホルダの上部と下部とに上記固定部材側に張り出した鍔部をそれぞれ設け、上記固定部材の上記鍔部に対向する位置に上記ホルダの横方向の変位を規制する変位規制部を設けるとともに、上記鍔部の直径と上記変位規制部の半径との差が、上記バネ部材の内周半径である上記バネ部材中心から内周側可動端との距離よりも大きくなるように、上記鍔部の張り出し量を設定して、落下等の衝撃力により生じるホルダの横方向の変位に伴うバネ部材の可動部の上部方向への変位量を規制するようにしたものである。
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のレンズ駆動装置において、上記上，下の鍔部の少なくとも一方に切り欠き部を設けるとともに、上記変位規制部に、上記切り欠き部内に侵入する侵入部を設けて、落下等の衝撃力によるホルダの回転を阻止するようにしたものである。
また、請求項３に記載の発明は、請求項１に記載のレンズ駆動装置において、上記磁石の下部側を上記変位規制部としたものである。
請求項４に記載の発明は、請求項１に記載のレンズ駆動装置において、上記磁石の外周にヨークを配設するとともに、上記ヨークの下部側を上記変位規制部としたものである。

本発明によれば、レンズを保持するホルダと、上記ホルダに装着された環状の駆動コイルと、上記駆動コイルの外側に配置された固定部材に取付けられた磁石と、上記ホルダと上記固定部材とを上部側及び下部側にてそれぞれ連結するバネ部材とを備えたレンズ駆動装置において、上記ホルダの上部と下部とに上記固定部材側に張り出した鍔部をそれぞれ設け、上記固定部材の上記鍔部に対向する位置に上記ホルダの横方向の変位を規制する変位規制部を設けるとともに、上記鍔部の直径と上記変位規制部の半径との差が、上記バネ部材の内周半径である上記バネ部材中心から内周側可動端との距離よりも大きくなるように、上記鍔部の張り出し量を設定し、落下等の衝撃力により生じるホルダの横方向の変位に伴うバネ部材の可動部の上部方向への変位量を規制するようにしたので、上記バネ部材がホルダと固定部材間で塑性変形して特性が劣化することを容易にかつ確実に防止することができ、レンズ駆動装置の耐久性を大幅に向上させることができる。
このとき、上記上，下の鍔部の少なくとも一方に切り欠き部を設けるとともに、上記変位規制部に、上記切り欠き部内に侵入する侵入部を設けておけば、落下等の衝撃力によるホルダの回転を阻止することができるので、バネ部材への過剰な入力を抑制することができ、レンズ駆動装置の耐久性を更に向上させることができる。
また、上記磁石の下部側を上記変位規制部としたり、上記磁石の外周にヨークを配設してこのヨークの下部側を上記変位規制部とすれば、固定部材側に変位規制部を設ける必要がないので、部材を削減でき、レンズ駆動装置のコストダウンを図ることができる。

以下、本発明の最良の形態について、図面に基づき説明する。
図１は、本発明の最良の形態に係るレンズ駆動装置１０の駆動時の断面図で、図２は、本発明のレンズ駆動装置１０におけるバネ部材とレンズホルダと固定部材との関係を説明するための図である。各図において、１１はレンズ、１２はこのレンズ１１を保持するレンズホルダ、１３は上記レンズホルダ１２の外周側に配置される環状の駆動コイル、１４は上記駆動コイル１３の外周側に設けられ、上記駆動コイル１３に放射状の磁界を印加する円筒状の磁石、１５は軟鉄等の磁性体から成る断面がＬの字型のヨーク、１６Ａ，１６Ｂは上記磁石１４及びヨーク１５を支持する上部及び下部の固定部材、１７Ａは上記レンズホルダ１２のレンズ開口部側である上部側と上記上部固定部材１６Ａとを連結する第１のバネ部材、１７Ｂは上記レンズホルダ１２の下部側と上記下部固定部材１６Ｂとを連結する第２のバネ部材、１８は取付用基台で、本例では、上記レンズホルダ１２の上部と下部とに上記上，下の固定部材１６Ａ，１６Ｂ側に張り出した鍔部１２ａ，１２ｂをそれぞれ設けるとともに、上記上，下の固定部材１６Ａ，１６Ｂの内周側をそれぞれ上記鍔部１２ａ，１２ｂに対向する位置まで延長して、この延長部を上記レンズホルダ１２の横方向の変位を規制するための変位規制部１６ａ，１６ｂとしている。

上記第１及び第２のバネ部材１７Ａ，１７Ｂは略同一形状の環状の板バネで、図２に示すように、外周側固定環部１７ａと内周側固定環部１７ｂと、この外周側固定環部１７ａと内周側固定環部１７ｂとを連結する複数の略円弧状の連結部１７ｃとを備えており、この連結部１７ｃが第１及び第２のバネ部材１７Ａ，１７Ｂの実際の可動部分となる。
なお、上側のバネ部材である第１のバネ部材１７Ａの内周側端部１７ｂは上記レンズホルダ１２の上側の鍔部１２ａとホルダ本体１２ｃとの間に挟持されており、外周側端部１７ａはヨーク１５と上部固定部材１６Ａとの間に挟持されている。一方、下側のバネ部材である第２のバネ部材１７Ｂの内周側端部は上記レンズホルダ１２の後端部に固定されており、外周側端部１７ａは下部固定部材１６Ｂの後端部に固定されている。
また、本例では、図２にも示すように、上記レンズホルダ１２の下側の鍔部１２ｂに複数の切り欠き部１２ｋを形成するとともに、下部固定部材１６Ｂの変位規制部１６ｂに、上記変位規制部１６ｂからレンズホルダ１２側に突出して上記切り欠き部１２ｋ内に侵入する侵入部１６ｋを設けて、落下等の衝撃力によるレンズホルダ１２の回転を阻止するようにしている。

ここで、図１に示すレンズホルダ１２の鍔部１２ａ，１２ｂの直径Ｄと上記変位規制部１６ａ，１６ｂの半径Ｒ_aとの差が、上記第１及び第２のバネ部材１７Ａ，１７Ｂの内周半径Ｒ_bよりも大きくなるように、上記鍔部１２ａ，１２ｂの張り出し量を設定することが肝要である。なお、上記内周半径Ｒ_bは上記バネ部材中心から内周側可動端との距離、具体的には、第１及び第２のバネ部材１７Ａ，１７Ｂの中心から後述する連結部１７ｃの内周側固定環部１７ｂ側端部までの距離をいう。
鍔部１２ａ，１２ｂの張り出し量を上記のように設定することにより、上記鍔部１２ａ，１２ｂの先端部は、静止時におけるバネ部材の可動部の中心よりも上，下の固定部材１６Ａ，１６Ｂの内周側に近い位置まで張り出していることになるので、図３（ａ）に示すように、落下等の衝撃力が作用してレンズホルダ１２が横方向に大きく変位し、鍔部１２ｂの先端部が下部固定部材１６Ｂに設けられた変位規制部１６ｂに接近した場合でも、第２のバネ部材１７Ｂがレンズホルダ１２と下部固定部材１６Ｂとの間に挟まれたりすることはない。また、上下方向の共振が生じた場合でも、第２のバネ部材１７Ｂは鍔部１２ｂにぶつかってしまうので、上記鍔部１２ｂの外周を乗り超えて鍔部１２ｂの裏側まで変位することがない。これにより、上記第２のバネ部材１７Ｂの塑性変形を抑制することができるので、第２のバネ部材１７Ｂの特性劣化を容易にかつ確実に防止することができ、レンズ駆動装置の耐久性を大幅に向上させることができる。なお、以上のことは、上記第１のバネ部材１７Ａについても、同様であることは言うまでもない。
また、落下等の衝撃力が作用した場合には、同時にレンズホルダ１２に回転力が作用することが多いが、本例では、上記のように、上，下の固定部材１６Ａ，１６Ｂの変位規制部１６ａ，１６ｂに、それぞれ、レンズホルダ１２の鍔部１２ａ，１２ｂに形成された切り欠き部１２ｋ内に侵入する侵入部１６ｋを設けているので、図３（ｂ）に示すように、レンズホルダ１２が回転しようとした場合に、上記切り欠き部１２ｋが固定部である侵入部１６ｋの側面に当接する。したがって、レンズホルダ１２が上記切り欠き部１２ｋと侵入部１６ｋとの隙間以上には回転できないので、衝撃力によるレンズホルダ１２の回転を確実に阻止することができる。

このように、本最良の形態によれば、レンズホルダ１２の上部と下部とに上，下の固定部材１６Ａ，１６Ｂ側に張り出した鍔部１２ａ，１２ｂをそれぞれ設けるとともに、上記上，下の固定部材１６Ａ，１６Ｂの内周側をそれぞれ上記鍔部１２ａ，１２ｂに対向する位置まで延長して、この延長部を上記レンズホルダ１２の横方向の変位を規制するための変位規制部１６ａ，１６ｂとするとともに、上記鍔部１２ａ，１２ｂの直径Ｄと上記変位規制部１６ａ，１６ｂの半径Ｒ_aとの差が、上記第１及び第２のバネ部材１７Ａ，１７Ｂの内周半径Ｒ_bよりも大きくなるように、上記鍔部１２ａ，１２ｂの張り出し量を設定するようにしたので、落下等の衝撃力が作用してレンズホルダ１２が横方向に大きく変位した場合でも、第１及び第２のバネ部材１７Ａ，１７Ｂの塑性変形を抑制してその特性劣化を確実に防止することができ、レンズ駆動装置の耐久性を大幅に向上させることができる。
また、上記レンズホルダ１２の下側の鍔部１２ｂに複数の切り欠き部１２ｋを形成するとともに、下部固定部材１６Ｂの変位規制部１６ｂに、上記変位規制部１６ｂからレンズホルダ１２側に突出して上記切り欠き部１２ｋ内に侵入する侵入部１６ｋを設けて、レンズホルダ１２の回転を制限するようにしたので、落下等の衝撃力によるレンズホルダ１２の回転を阻止することができる。

なお、上記最良の形態では、レンズホルダ１２の外周側に駆動コイル１３を配置した構成のレンズ駆動装置１０について説明したが、これに限るものではなく、例えば、図４に示すような、上下方向に着磁された磁石１４Ｚと、この磁石１４Ｚの上部側に設けられ、駆動コイル１３とレンズホルダ１２との間に延長するＬ字型の上部ヨーク１５ｐと上記磁石１４Ｚの下部側に設けられ、上記駆動コイル１３方向に延長する下部ヨーク１５ｑとから成るヨーク１５Ｚとを備えた構成のレンズ駆動装置１０Ｚなどのような、他の構成のレンズ駆動装置にも適用可能である。
また、上記例では、上，下の固定部材１６Ａ，１６Ｂにレンズホルダ１２の横方向の変位を規制するための変位規制部１６ａ，１６ｂを設けたが、図５に示すように、磁石１４の下部側を下部側に延長して、この磁石１４の上記鍔部１２ａ，１２ｂに対向する位置を下部側の変位規制部１４ｂとしてもよい。これにより、下部固定部材１６Ｂ側に変位規制部１６ｂを設ける必要がないので、部材を削減でき、レンズ駆動装置のコストダウンを図ることができる。なお、ヨーク１５の下部側を磁石１４の下部側に延長し、この延長されたヨーク１５の下部側を変位規制部としてもよい。

以上説明したように、本発明によれば、落下等の衝撃により生じるバネ部材の可動部の変位量を規制してバネ部材の塑性変形を防止できるようにしたので、バネ部材の特性が劣化することを容易にかつ確実に防止することができ、レンズ駆動装置の耐久性を大幅に向上させることができる。
更に、落下等の衝撃力によるホルダの回転についても阻止することができるので、耐久性に優れたレンズ駆動装置を提供することができる。

本発明の最良の形態に係るレンズ駆動装置の構成を示す模式図である。 本最良の形態に係るバネ部材とレンズホルダと固定部材との関係を説明するための図である。 衝撃力が作用した時のレンズホルダの動作を説明するための図である。 本発明によるレンズ駆動装置の他の構成を示す模式図である。 本発明によるレンズ駆動装置の他の構成を示す模式図である。 従来のレンズ駆動装置の構成を示す模式図である。 従来のレンズ駆動装置におけるレンズホルダの径方向の変位量を規制する方法を示す図である。

符号の説明

１０ レンズ駆動装置、１１ レンズ、１２ レンズホルダ、１２ａ，１２ｂ 鍔部、１２ｃ ホルダ本体、１２ｋ 切り欠き部、１３ 駆動コイル、１４ 磁石、
１５ ヨーク、１６Ａ 上部固定部材、１６Ｂ 下部固定部材、
１６ａ，１６ｂ 変位規制部、１６ｋ 侵入部、１７Ａ 第１のバネ部材、
１７Ｂ 第２のバネ部材、１７ａ 外周側固定環部、１７ｂ 内周側固定環部、
１７ｃ 連結部、１８ 取付用基台。

Claims (4)

1. レンズを保持するホルダと、上記ホルダに装着された環状の駆動コイルと、上記駆動コイルの外側に配置された固定部材に取付けられた磁石と、上記ホルダと上記固定部材とを上記レンズの開口部側である上部側及び上記開口部側とは反対側の下部側にてそれぞれ連結するバネ部材とを備え、上記駆動コイルに通電する電流値と上記各バネ部材の復元力とにより上記レンズの移動量を制御するレンズ駆動装置において、上記ホルダの上部と下部とに上記固定部材側に張り出した鍔部をそれぞれ設け、上記固定部材の上記鍔部に対向する位置に上記ホルダの横方向の変位を規制する変位規制部を設けるとともに、上記鍔部の直径と上記変位規制部の半径との差が、上記バネ部材の内周半径である上記バネ部材中心から内周側可動端との距離よりも大きくなるように、上記鍔部を張り出し量を設定したことを特徴とするレンズ駆動装置。
2. 上記上，下の鍔部の少なくとも一方に切り欠き部を設けるとともに、上記変位規制部に、上記切り欠き部内に侵入する侵入部を設けたことを特徴とする請求項１に記載のレンズ駆動装置。
3. 上記磁石の下部側を上記変位規制部としたことを特徴とする請求項１に記載のレンズ駆動装置。
4. 上記磁石の外周にヨークを配設するとともに、上記ヨークの下部側を上記変位規制部としたことを特徴とする請求項１に記載のレンズ駆動装置。

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