JP2008040017A - レンズ駆動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】少ない部品点数で衝突音の発生しないストッパ機構を備えたレンズ駆動装置を提供すること。
【解決手段】レンズ駆動装置１では、移動レンズ体１０の移動範囲を規定するストッパ機構は、回転体８から突出した突起９１、９２と、固定体２０に含まれるプレート２５の薄板状突起９５ａ、９５ｂ、９６ａ、９６ｂとを備え、ストッパ機構９が作動する際、薄板状突起９５ａ、９５ｂ、９６ａ、９６ｂは、弾性をもって突起９１、９２と干渉するため、衝突音が発生しない。
【選択図】図２

Description

本発明は、カメラなどに用いられるレンズ駆動装置に関するものである。

カメラ付き携帯機器などに搭載されるレンズ駆動装置としては、駆動コイルを備えたステータを移動レンズ体の周りを囲むように配置するとともに、ステータと移動レンズ体との間に、駆動マグネットおよびこの駆動マグネットの回転力を移動レンズ体に伝達して移動レンズ体を光軸に沿って直線移動させるための伝達機構とを備えた円筒状の回転体をステータと同軸状に配置したものが提案されている。このようなレンズ駆動装置では、移動レンズ体の移動範囲などを規定するストッパ機構が構成されているが、単なる度当たりを設けると、ストッパ機構が作動するたびに衝突音が発生する。そこで、カムを利用したストッパ機構が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００６−１７８３８０号公報

しかしながら、特許文献１に記載のストッパ機構のように、カムを利用してストッパ機構を構成すると、部品点数が増大するという問題点がある。

以上の問題点に鑑みて、本発明の課題は、少ない部品点数で衝突音の発生しないストッパ機構を備えたレンズ駆動装置を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明では、レンズを備えた移動レンズ体と、該移動レンズ体を前記レンズの光軸に沿って往復移動させるための駆動機構と、該駆動機構および前記移動レンズ体が搭載されたケース部材を含む固定体と、前記移動レンズ体の移動許容範囲を制限するストッパ機構とを有するレンズ駆動装置において、前記駆動機構は、前記移動レンズ体を外側で囲むように駆動コイルが配置された円筒状のステータと、該ステータと前記移動レンズ体との間に前記ステータと同軸状に配置された円筒状の回転体とを有し、前記回転体は、前記ステータによって光軸周りに回転駆動される駆動マグネットと、該駆動マグネットの回転力を前記移動レンズ体に伝達して当該移動レンズ体を光軸に沿って移動させる駆動力伝達部とを備え、前記ストッパ機構は、前記回転体および前記固定体のうちの一方側から突出した突起と、他方側に形成されて前記回転体が回転した際に弾性をもって前記突起と干渉する干渉部とを備えていることを特徴とする。

本発明では、ステータに通電して回転体を回転させると、移動レンズ体が光軸に沿って移動する。その際、移動レンズ体の移動範囲はストッパ機構により規定される。ここで、ストッパ機構は、前記回転体および前記固定体のうちの一方側から突出した突起と、他方側に形成されて前記回転体が回転した際に弾性をもって前記突起と干渉する干渉部とを備えているため、ストッパ機構が作動する際、干渉部は、弾性をもって突起と干渉するため、衝突音が発生しない。また、ストッパ機構を構成するにあたって、突起と干渉部とを形成すればよいので、部品点数が少なく済む。

本発明において、前記突起が前記回転体の側に形成され、前記薄板状突起が前記固定体の側に形成されている構成を採用することができる。

本発明において、前記干渉部は、例えば、周方向に撓むことが可能な薄板状突起を利用することができる。このように構成すると、金属製のバネなどを用いなくても、弾性をもって突起と干渉する干渉部を構成することができる。

この場合、前記薄板状突起は、複数本が周方向に櫛歯状に配置されていることが好ましい。このように構成すると、複数本の薄板状突起のうち、突起と最初に干渉する薄板状突起が後方に撓むと、この薄板状突起を、その背後に配置された薄板状突起が支える。このため、薄板状突起の撓みを利用して衝突音の発生を防止する構造を採用した場合でも、干渉部は、突起が薄板状突起を乗り越えることを防止できる強度を有することになる。

本発明において、前記薄板状突起は、プラスチック製であることが好ましい。このように構成すると、固定体を構成する部材に薄板状突起を容易に付加することができる。例えば、前記薄板状突起は、前記固定体に含まれるプレートに構成されている構成を採用することができる。

本発明において、前記薄板状突起の少なくとも根元部分には、ゲルが配置されていることが好ましい。このように構成すると、ゲルが薄板状突起に対する緩衝材として機能するため、薄板状突起の破損などを防止することができる。このようなゲルとしては、例えば、ＵＶ硬化型のものを用いることができる。

本発明では、ストッパ機構が作動する際、干渉部は、弾性をもって突起と干渉するため、衝突音が発生しない。また、ストッパ機構を構成するにあたって、突起と干渉部とを形成すればよいので、部品点数が少なく済む。それ故、レンズ駆動装置の構成の簡素化を図ることができ、レンズ駆動装置の小型化や低コスト化を図ることができる。

以下に、図面を参照して、本発明を適用したレンズ駆動装置を説明する。

（全体構成）
図１（ａ）、（ｂ）は各々、本発明を適用したレンズ駆動装置の要部の平面図および断面図である。図２は、図１に示すレンズ駆動装置の分解斜視図である。なお、図１（ｂ）には、その左側にレンズが最も被写体側（物体側）に位置する状態を示し、右側には、レズが被写体側とは反対側（像側／撮像装置が配置される側）に位置する状態を示してある。

図１（ａ）、（ｂ）において、本形態のレンズ駆動装置１は、カメラ付き携帯電話などに搭載されている薄型カメラにおいて、２枚のレンズ２、３を光軸Ｌに沿って被写体（物体側）に近づくＡ方向、および被写体とは反対側（像側）に近づくＢ方向の双方向に移動させるためのものであり、概ね、２枚のレンズ２、３を円筒状のレンズホルダ１１上に一体に保持した移動レンズ体１０と、この移動レンズ体１０を光軸Ｌに沿って移動させる駆動機構５と、駆動機構５および移動レンズ体１０が搭載された固定体２０とを有している。本形態において、固定体２０は、像側で撮像装置（図示せず）を保持するベース２１と、物体側に位置するカバー２２と、ベース２１の柱状突起２１５とカバー２２との間に配置されたプラスチック製のプレート２５と、カバー２２に装着されるキャップ（図示せず）とから構成されている。ここで、ベース２１とカバー２２は、ステータ５０、プレート２５および板バネ２６を挟持した状態で、ベース２１の柱状突起２１５に形成した突起２９がカバー２２の穴２２９に嵌合しているとともに、カバー２２から下方に延びたフック２２６により連結されている。なお、カバー２２およびプレート２５には中央穴２２０、２５０が形成されている。

（駆動機構の構成）
駆動機構５は、ステータ５０と回転体８とを備えたステッピングモータ構造を備えている。ステータ５０は、フランジ付きの円筒状の絶縁体からなるボビンにコイル線が巻回された環状の駆動コイル５５を２つ備えており、２つの駆動コイル５５は各々、２枚の環状のヨーク５１の間に挟まれた状態にある。この状態で、ステータ５０の下段側および上段側のいずれにおいても、２枚のヨーク５１の極歯が周方向に交互に配置される。なお、駆動コイル５５はボビンを用いずに巻回したものでも良い。

本形態のレンズ駆動装置１の駆動機構５では、円筒状のステータ５０の内側に、移動レンズ体１０との間に円筒状の回転体８が同軸状に配置され、この回転体８は、円筒状の駆動マグネット６０と、円筒状のプラスチック製のスリーブ７０とを有している。駆動マグネット６０の外周面には、Ｓ極とＮ極が周方向に交互に配列され、その内側にスリーブ７０が接着固定されている。

スリーブ７０は、カバー２２とベース２１との間に、光軸方向への移動が阻止された状態で配置されている。ここで、スリーブ７０は、ベース２１の内端面（上面）に形成された筒部２１１の外側で軸線周り（光軸Ｌ）に回転可能な状態にある。従って、２つの駆動コイル５５に給電すると、駆動マグネット６０とスリーブ７０を備えた回転体８は、光軸Ｌ周りに回転することになる。

また、スリーブ７０の内周面には、駆動マグネット６０の回転力を移動レンズ体１０に伝達して移動レンズ体１０を光軸Ｌに沿って移動させる駆動力伝達部としての雌ネジ７２が形成されている。

（移動レンズ体の構成）
本形態のレンズ駆動装置１では、スリーブ７０の内側には、２枚のレンズ２、３と絞り（図示せず）とをレンズホルダ１１で保持した円筒状の移動レンズ体１０が同軸状に配置されている。ここで、スリーブ７０の内周面には雌ネジ７２が形成されている一方、移動レンズ体１０においてレンズホルダ１１の外周面には雄ネジ１４が形成されており、移動レンズ体１０は、雄ネジ１４が雌ネジ７２に係合することにより、スリーブ７０に対して、光軸周りに回転可能、かつ、光軸に沿って移動可能に支持されている。また、スリーブ７０の雌ネジ７２と移動レンズ体１０の雄ネジ７２とは、駆動マグネット６０の回転によって移動レンズ体１０を光軸Ｌに沿って移動させるための伝達機構を構成している。ここで、移動レンズ体１０に対しては、雄ネジ１４および雌ネジ７２を介してスリーブ７０の回転力が伝達されたときに移動レンズ体１０の供回りを阻止する供回り阻止機構（図示せず）が構成されている。従って、移動レンズ体１０は、光軸Ｌに沿って直動することになる。

プレート２５とカバー２２との間には、薄い金属板によって構成された板バネ２６の外周部分が挟持され、板バネ２６の内側には、レンズホルダ１１の上面に重なる３つの弾性変形部２６１が形成されている。弾性変形部２６１には小穴２６２が形成されている一方、レンズホルダ１１の上面には、小穴２６２に嵌った小突起１１２が形成されており、弾性変形部２６１は、レンズホルダ１１の上面に小突起１１２が形成されており、弾性をもってレンズホルダ１１（移動レンズ体１０）を下方に押圧し、雄ネジ１４と雌ネジ７２との間のバックラッシュを防止している。

（ストッパ機構の構成）
図３（ａ）〜（ｄ）は各々、本形態のレンズ駆動装置１に構成したストッパ機構の平面図、その一部を拡大して示す平面図、ストッパが作動し始めたときの平面図、およびストッパが完全に作動したときの平面図である。なお、以下の説明では、一方方向の回転を反時計周りＣＣＷの回転とし、他方方向の回転を時計周りＣＷの回転として説明する。

本形態のレンズ駆動装置１において、回転体８が回転して移動レンズ体１０が光軸Ｌに沿って被写体側に移動しすぎると、移動レンズ体１０が回転体８から抜けるおそれがある。また、スリーブ７０では、雌ネジ７２が光軸方向の他方側（矢印Ｂで示す被写体とは反対側／像側）に向かう途中位置までしか形成されておらず、雌ネジ７２の谷部分は、閉じているため、スリーブ７０が回転して移動レンズ体１０が、矢印Ｂで示す被写体とは反対側（像側）に移動すると、スリーブ７０の雌ネジ７２と移動レンズ体１０の雄ネジ１４とが噛んでしまうことがある。さらに、駆動機構５はステッピングモータ構造を有しているため、原点位置を設定する必要がある。

そこで、本形態では、図３を参照して説明するように、移動レンズ体１０の移動許容範囲、すなわち、回転体８の回転許容角度範囲を規定するストッパ機構９が構成されている。

本形態では、ストッパ機構９を構成するにあたって、図１（ｂ）、図２および図３（ａ）に示すように、回転体８の上端部（スリーブ７０の上端部）には、回転体８の外周部分よりも半径方向外側に突出する突起９１、９２を対称位置に形成してある。これに対して、プレート２５の内周面には、半径方向内側に突出する２本の薄板状突起９５ａ、９５ｂ（干渉部）が形成されており、薄板状突起９５ａ、９５ｂの先端部は、突起９１、９２の先端部よりも半径方向内側に位置している。また、プレート２５の内周面には、２本の薄板状突起９５ａ、９５ｂと対称位置にも、半径方向内側に突出する２本の薄板状突起９６ａ、９６ｂ（干渉部）が形成されており、薄板状突起９６ａ、９６ｂの先端部は、突起９１、９２の先端部よりも半径方向内側に位置している。

ここで、薄板状突起９５ａ、９５ｂ、９６ａ、９６ｂの根元部分の周方向の両側は、プレート２５の内周面で半径方向外側に凹む切り欠き９８になっている分、薄板状突起９５ａ、９５ｂ、９６ａ、９６ｂは長い。このため、薄板状突起９５ａ、９５ｂ、９６ａ、９６ｂ（プレート２５）をＰＯＭ（ポリオキシメチレン／アセタール樹脂）などの結晶性プラスチック（曲げ弾性率＝１０００Ｍｐａ以下）で形成した場合でも、薄板状突起９５ａ、９５ｂ、９６ａ、９６ｂは周方向に撓むことが可能である。また、切り欠き９８の内側、薄板状突起９５ａ、９５ｂの根元部分の間、および薄板状突起９６ａ、９６ｂの根元部分の間は、底部がベース２１の柱状突起２１５の上面２１６で塞がれて有底凹部になっており、かかる有底凹部には、紫外線硬化型のシリコンゲル９９が充填されている。

このように構成したストッパ機構９において、図３（ｃ）、（ｄ）には、回転体８が時計周りＣＷに回転して突起９１が薄板状突起９５ａ、９５ｂに当接する状態を示してあり、この状態において、回転体８は、これ以上、時計周りＣＷに回転することが不可能である。このような状態において、移動レンズ体１０は、最も被写体側（物体側）とは反対側（像側／撮像装置が配置される側）の無限遠位置で停止する。

このような干渉が起こる際、突起９１は、まず、図３（ｃ）に示すように、薄板状突起９５ａに当接し、薄板状突起９５ａが後方に撓む。従って、薄板状突起９５ａは、弾性をもって突起９１と干渉するため、衝突音が発生しない。また、薄板状突起９５ａが後方に撓んだ際、その背後に配置された薄板状突起９５ｂは、図３（ｄ）に示すように、薄板状突起９５ａを支える。このため、薄板状突起９５ａの撓みを利用して衝突音の発生を防止する構造を採用した場合でも、突起９１が薄板状突起９５ａ、９５ｂを乗り越えることを防止することができる。また、薄板状突起９５ａ、９９５ｂの変形に対して、シリコンゲル９９が緩衝材として機能する。同様な動作は、突起９２と薄板状突起９６ａ、９６ｂとの間でも起こるが、その様子は、突起９１と薄板状突起９５ａ、９５ｂとの間で起こる動作と同様であるため、説明を省略する。

この状態から回転体８が反時計周りＣＣＷに回転すると、突起９１が薄板状突起９６ａ、９６ｂと干渉し、突起９２が薄板状突起９５ａ、９５ｂと干渉するまで、移動レンズ体１０は、被写体側に移動する。そして、突起９１が薄板状突起９６ａ、９６ｂと干渉し、突起９２が薄板状突起９５ａ、９５ｂと干渉すると、回転体８は、これ以上、反時計周りＣＣＷに回転することが不可能である。このような状態において、移動レンズ体１０は、最も被写体側（物体側）の至近位置で停止する。その際、突起９１、９２と、薄板状突起９５ａ、９５ｂ、９６ａ、９６ｂとが干渉する動作は、上記の通りであるため、説明を省略する。

（組み立て方法）
本形態のレンズ駆動装置１を組み立てる際には、ベース２１の上にステータ５０を搭載した後、ベース２１の柱状突起２１５の上面にプレート２５を重ねる。その結果、薄板状突起９６ａ、９６ｂの根元部分の底にベース２１の柱状突起２１５の上面が位置するので、薄板状突起９６ａ、９６ｂの根元部分および切り欠き９８の内部に液状のゲル形成材料を注入する。次に、ゲル形成材料に紫外線を照射して硬化させ、シリコンゲル９９を形成する。

次に、プレート２５の中央穴２５０から回転体８を挿入した後、回転体８の内側に移動レンズ体１０を装着する。

次に、プレート２５の上面に板バネ２６を重ねた後、板バネ２６の弾性変形部２６１に形成されている小穴２６２に移動レンズ体１０の上面に形成されている小突起１１２を嵌める。次に、板バネ２６の上にカバー２２を重ね、ベース２１の柱状突起２１５に形成した突起２９をカバー２２の穴２２９に嵌合させるとともに、カバー２２のフック２２６をベース２１に引っ掛け、カバー２２とベース２１とを締結する。しかる後に、カバーの中央穴２２０にキャップを装着する。

（本形態の主な効果）
以上説明したように、本形態のレンズ駆動装置１では、移動レンズ体１０の移動範囲を規定するストッパ機構９は、回転体８から突出した突起９１、９２と、固定体２０に含まれるプレート２５の薄板状突起９５ａ、９５ｂ、９６ａ、９６ｂ（干渉部）とを備え、ストッパ機構９が作動する際、薄板状突起９５ａ、９５ｂ、９６ａ、９６ｂは、弾性をもって突起９１、９２と干渉するため、衝突音が発生しない。また、ストッパ機構９を構成するにあたって、突起９１、９２と薄板状突起９５ａ、９５ｂ、９６ａ、９６ｂとを形成すればよいので、部品点数が少なく済む。それ故、レンズ駆動装置１の構成の簡素化を図ることができ、レンズ駆動装置の小型化や低コスト化を図ることができる。

また、本形態では、突起９１、９２に弾性をもって干渉する干渉部として薄板状突起９５ａ、９５ｂ、９６ａ、９６ｂを用いたため、金属製のバネなどを追加しなくても、ストッパ機構９を構成することができる。また、薄板状突起９５ａ、９５ｂ、９６ａ、９６ｂは、複数本が周方向に櫛歯状に配置されているため、突起９１、９２と最初に干渉する薄板状突起が後方に撓むと、この薄板状突起を、その背後に配置された薄板状突起が支える。このため、薄板状突起９５ａ、９５ｂ、９６ａ、９６ｂの撓みを利用して衝突音の発生を防止する構造を採用した場合でも、薄板状突起９５ａ、９５ｂ、９６ａ、９６ｂは、突起９１、９２が薄板状突起９５ａ、９５ｂ、９６ａ、９６ｂを乗り越えることを防止できる強度を有することになる。

また、薄板状突起９５ａ、９５ｂ、９６ａ、９６ｂは、プラスチック製であるため、プラスチック製のプレート２５に容易に付加することができる。

さらに、薄板状突起９５ａ、９５ｂ、９６ａ、９６ｂの根元部分には、ゲル９９が配置されており、ゲル９９が薄板状突起９５ａ、９５ｂ、９６ａ、９６ｂに対する緩衝材として機能するため、薄板状突起９５ａ、９５ｂ、９６ａ、９６ｂの破損などを防止することができる。

しかも、突起９１、９２が回転体８の側に形成され、薄板状突起９５ａ、９５ｂ、９６ａ、９６ｂがプレート２５（固定体２０）の側に形成されているため、小型のレンズ駆動装置１にストッパ機構９を組み込むのに適している。すなわち、薄板状突起９５ａ、９５ｂ、９６ａ、９６ｂを弾性変形可能に形成するには、ある程度、長くする必要があるため、薄板状突起９５ａ、９５ｂ、９６ａ、９６ｂを回転体８の側に形成すると、薄板状突起９５ａ、９５ｂ、９６ａ、９６ｂが回転する領域を無駄にあけておく必要があるが、本形態では、小さくてよい突起９１、９２の方を回転体８の側に形成したので、小型のレンズ駆動装置１に形成される空きスペースを最小限に止めることができる。

（その他の実施の形態）
上記形態では、突起９１、９２が回転体８の側に形成され、薄板状突起９５ａ、９５ｂ、９６ａ、９６ｂがプレート２５（固定体２０）の側に形成したが、それとは反対に薄板状突起９５ａ、９５ｂ、９６ａ、９６ｂを回転体８の側に形成し、突起９１、９２をプレート２５（固定体２０）の側に形成してもストッパ機構を構成することは可能である。

（ａ）、（ｂ）は各々、本発明を適用したレンズ駆動装置の要部の平面図および断面図である。 図１に示すレンズ駆動装置の分解斜視図である。 （ａ）〜（ｄ）は各々、本形態のレンズ駆動装置に構成したストッパ機構の平面図、その一部を拡大して示す平面図、ストッパが作動し始めたときの平面図、およびストッパが完全に作動したときの平面図である。

符号の説明

１ レンズ駆動装置
２、３ レンズ
５ 駆動機構
８ 回転体
９ ストッパ機構
１０ 移動レンズ体
１４ 雄ネジ
２０ 固定体
２１ ベース（固定体）
２２ カバー（固定体）
２５ プレート（固定体）
５０ ステータ
５１ ヨーク
５５ 駆動コイル
６０ 駆動マグネット
７０ スリーブ
７２ 雌ネジ（駆動力伝達部）
９１、９２ 突起
９５ａ、９５ｂ、９６ａ、９６ｂ 薄板状突起（干渉部）
９８ 切り欠き
９９ ゲル
Ｌ 光軸

Claims (8)

1. レンズを備えた移動レンズ体と、該移動レンズ体を前記レンズの光軸に沿って往復移動させるための駆動機構と、該駆動機構および前記移動レンズ体が搭載されたケース部材を含む固定体と、前記移動レンズ体の移動許容範囲を制限するストッパ機構とを有するレンズ駆動装置において、
   前記駆動機構は、前記移動レンズ体を外側で囲むように駆動コイルが配置された円筒状のステータと、該ステータと前記移動レンズ体との間に前記ステータと同軸状に配置された円筒状の回転体とを有し、
   前記回転体は、前記ステータによって光軸周りに回転駆動される駆動マグネットと、該駆動マグネットの回転力を前記移動レンズ体に伝達して当該移動レンズ体を光軸に沿って移動させる駆動力伝達部とを備え、
   前記ストッパ機構は、前記回転体および前記固定体のうちの一方側から突出した突起と、他方側に形成されて前記回転体が回転した際に弾性をもって前記突起と干渉する干渉部とを備えていることを特徴とするレンズ駆動装置。
2. 請求項１において、前記突起は前記回転体の側に形成され、前記干渉部は、前記固定体の側に形成されていることを特徴とするレンズ駆動装置。
3. 請求項２において、前記干渉部は、周方向に撓むことが可能な薄板状突起であることを特徴とするレンズ駆動装置。
4. 請求項３において、前記薄板状突起は、複数本が周方向に櫛歯状に配置されていることを特徴とするレンズ駆動装置。
5. 請求項３または４において、前記薄板状突起は、プラスチック製であることを特徴とするレンズ駆動装置。
6. 請求項５において、前記薄板状突起は、前記固定体に含まれるプレートに構成されていることを特徴とするレンズ駆動装置。
7. 請求項３ないし６のいずれかにおいて、前記薄板状突起の少なくとも根元部分には、ゲルが配置されていることを特徴とするレンズ駆動装置。
8. 請求項７において、前記ゲルは、ＵＶ硬化型であることを特徴とするレンズ駆動装置。

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