JP2007286439A - レンズ駆動装置及びこれを具備した撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 小型化、耐衝撃性の向上、低コスト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、前記マグネットにはＮ極着磁領域とＳ極着磁領域がレンズホルダーの移動方向に並んで形成され、レンズホルダーには１つ又は複数の磁性部材が配備されており、前記磁性部材はそれぞれＮ極着磁領域とＳ極着磁領域のうちの一方にのみ前記ギャップを介して対向している。
【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、及び該レンズ駆動装置を具備した撮像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、カメラ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 特開２００４−２８００３１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造ではバネの構造が複雑となり歩留まりが悪いという問題や、耐衝撃性が悪い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、及び簡単な構造による低コスト化を達成することができるレンズ駆動装置及び撮像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、前記マグネットにはＮ極着磁領域とＳ極着磁領域がレンズホルダーの移動方向に並んで形成され、レンズホルダーには１つ又は複数の磁性部材が配備されており、前記磁性部材はそれぞれＮ極着磁領域とＳ極着磁領域のうちの一方にのみ前記ギャップを介して対向し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、球状又は平板状であることが好ましい。

前記コイルはパターンコイルであることが好ましい。

第２の発明は、第１の発明に係るレンズ駆動装置を具備した撮像装置である。

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ができると共に、案内手段を設けたことで耐衝撃性が向上する。又、レンズホルダーの内部に磁性部材を具備させるという簡単な構造で、レンズホルダーを所定の位置に復帰させることができるので低コスト化を達成することができる。

又、本発明によるレンズ駆動装置を撮像装置に具備すれば、撮像装置の小型化、耐衝撃性の向上、低コスト化を達成することができる。

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、レンズホルダー２内には球状をした２つの磁性部材６が配備・固定されている。該磁性部材６は、それぞれ以下に説明するマグネット４のＮ極着磁領域4nとＳ極着磁領域4sに対応する位置に配置されている。

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（ｂ）に示したFPコイル３のコイルパターン32と同図（ａ）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、フォーカス動作について説明する。図３は、レンズホルダー２の一部を切り欠いたレンズ駆動装置１の側面図である。なお、図１及び図２と同じ部品・部分には同じ参照符号を付し、説明は省略する。

FPコイルに電流が流れていない状態では、レンズホルダー２の内部に具備された磁性部材６、６とマグネット４間の吸引力が作用することによりレンズホルダーは同図（ａ）に示すようにホームポジションに係止している。なお、このホームポジションとは、後述するようにマグネット４のＮ極着磁領域4nとＳ極着磁領域4sの境界面の延長上を原点としてレンズホルダー２が復帰する位置のことである。

次いで、例えば図２（ｂ）に示したようにFPコイル３に電流が流れると、上述したようにレンズホルダー２は図３（ｂ）に示すようにシャフト状案内手段71、72に沿って紙面上方に移動する。この動作によりフォーカスを合わせることができる。

フォーカス動作を終了させる場合、FPコイル３への電流付与がなくなりFPコイル３とマグネット４との間の吸引力がなくなる。よって、同図（ｃ）に示すように磁性部材６、６とマグネット４との間の吸引力のみが作用することによりレンズホルダー２はホームポジションへ移動する。即ち、FPコイル３への電流をゼロにすることによりレンズホルダー２は常にホームポジションに戻ることになる。

なお、本実施例では磁性部材を２つ設けたが、片側に１つ設けても良い。

図４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内のFPコイル３近傍には平板状をした２つの磁性部材6aが配備・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に比較してより迅速・確実にレンズホルダー２をホームポジションへ戻すことができる。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５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。

本実施例のカメラモジュールをデジタルカメラ、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すれば、撮像装置の小型化、耐衝撃性の向上、低コスト化を達成することができる。

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。

磁性部材として球状のものと平板状のものを例示したが、それらに限定されず、例えば、円柱状、直方体状、立方体状、三角柱状等のものを用いることができる。

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。

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。

実施例１に係るレンズ駆動装置の斜視図である。 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動作を示す側面図である。 実施例２に係るレンズ駆動装置の斜視図である。 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

Claims (4)

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、前記マグネットにはＮ極着磁領域とＳ極着磁領域がレンズホルダーの移動方向に並んで形成され、レンズホルダーには１つ又は複数の磁性部材が配備されており、前記磁性部材はそれぞれＮ極着磁領域とＳ極着磁領域のうちの一方にのみ前記ギャップを介して対向し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、球状又は平板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又は２に記載のレンズ駆動装置。
4. 請求項１乃至３に記載のレンズ駆動装置を具備した撮像装置。
   

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