JP2008040077A - レンズ駆動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】小型で衝撃に強く、簡単な構成で、効率が高いレンズ駆動装置を提供する。
【解決手段】このレンズ駆動装置では、レンズユニット１をレンズホルダ２により保持し、シャフト４，５によりレンズホルダ２を光軸１ａの方向に移動可能に支持し、コイル６、マグネット７およびヨーク８からなるリニアモータによりレンズホルダ２を光軸１ａの方向に移動させ、磁性部材９によりレンズホルダ２の位置を保持し、ヨーク８の折り曲げ部をレンズホルダ２の孔１５，１６に挿入する。したがって、小型で衝撃に強く、簡単な構成で、効率が高いレンズ駆動装置を実現できる。
【選択図】図１

Description

この発明はレンズ駆動装置に関し、特に、デジタルカメラ、カメラ付き携帯電話機、ビデオカメラなどの撮像装置においてレンズを光軸方向に移動させるレンズ駆動装置に関する。

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全体、フォーカス用レンズ（またはレンズ群）単体、あるいはズーム用レンズ（またはレンズ群）単体を光軸方向に移動させるためのレンズ駆動装置が設けられている。

レンズ駆動装置としては、ステッピングモータによって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もの（たとえば特許文献１参照）、スパイラル構造にして変位を拡大させた圧電素子によってレンズを駆動させるもの（たとえば特許文献２参照）、ボイスコイルを用いたもの（たとえば特許文献３参照）などがある。
実公平６−３７２２８号公報 特表２００４−５３０１７２号公報 実公昭６３−２９９７号公報

しかし、ステッピングモータを用いたレンズ駆動装置では、ステッピングモータが大きいため、装置が大型化するという問題があった。また、スパイラル構造の圧電素子を用いたレンズ駆動装置では、小型化は可能となるが、衝撃などによって圧電素子が破壊し易いという問題があった。また、ボイスコイルを用いたレンズ駆動装置では、レンズバレルを支持するバネ部材の構造が複雑になり、歩留まりが悪いという問題があった。また、漏れ磁束が大きく、効率が悪いという問題があった。

それゆえに、この発明の主たる目的は、小型で衝撃に強く、簡単な構成で、効率が高いレンズ駆動装置を提供することである。

この発明に係るレンズ駆動装置は、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、レンズを保持するレンズホルダと、レンズホルダを光軸方向に移動可能に支持する案内手段と、レンズホルダを光軸方向に移動させるリニアモータとを備えたものである。リニアモータは、レンズホルダの一側面に設けられたコイルと、正面がコイルに対向して設けられた片面２極配置型のマグネットと、マグネットの背面に固定されたヨークとを含む。このレンズ駆動装置は、さらに、レンズホルダに設けられ、マグネットに吸引されてレンズホルダの位置を保持する磁性部材を備える。また、レンズホルダの表面に孔が形成され、ヨークの少なくとも一部は、断面コの字型に形成され、その一方端部はマグネットの背面に固定され、その他方端部はレンズホルダの孔に挿入されている。

好ましくは、さらに、レンズホルダに設けられ、レンズホルダの移動量を規制する突起部を備える。

この発明に係るレンズ駆動装置では、レンズを保持するレンズホルダと、レンズホルダを光軸方向に移動可能に支持する案内手段と、レンズホルダを光軸方向に移動させるリニアモータとを備え、リニアモータはコイルとマグネットとヨークとを含み、さらに、レンズホルダに設けられ、マグネットに吸引されてレンズホルダの位置を保持する磁性部材を備える。したがって、装置の小型化、耐衝撃性の向上、構成の簡単化を図ることができる。また、レンズホルダの表面に孔が形成され、ヨークの少なくとも一部は、断面コの字型に形成され、その一方端部はマグネットに固定され、その他方端部はレンズホルダの孔に挿入されている。したがって、漏れ磁束を少なくして磁力を有効利用することができる。

図１は、この発明の一実施の形態によるカメラ装置のレンズ駆動装置の構成を示す斜視図である。図１において、このレンズ駆動装置は、レンズ群を含むレンズユニット１を保持するレンズホルダ２と、カメラ装置の筐体３に立設され、レンズホルダ２を光軸１ａの方向に移動可能に支持する２本のシャフト４，５と、レンズホルダ２を光軸方向に移動させるリニアモータを構成するコイル６、マグネット７およびヨーク８と、マグネット７に吸引されてレンズホルダ２の位置を保持する磁性部材９とを備える。

図２はレンズホルダ２の構成を示す斜視図であり、図３はレンズホルダ２の構成を示す背面図である。図２および図３において、レンズホルダ２は、レンズユニット１を受ける円筒状のレンズ受け部１１と、レンズ受け部１１を支持する直方体状の支持部材１２とを含む。レンズ受け部１１は、支持部材１２の一側面の上部の中央部に結合されている。このように構成することにより、レンズホルダ２の軽量化を図っている。

支持部材１２の一方端部にはシャフト４を挿通させるための貫通孔１３が形成され、その他方端部にはシャフト５を挿通させるための切欠部１４が形成されている。貫通孔１３の直径は、シャフト４の直径よりも僅かに大きい。切欠部１４は、１つの曲面部と２つの平面部とを含む。曲面部の曲率半径はシャフト５の半径よりも僅かに大きい。したがって、レンズホルダ２は、シャフト４，５に沿って、光軸１ａの方向に移動可能に設けられている。

また、支持部材１２の上面には、ヨーク８の折り曲げ部を挿入するための貫通孔１５，１６と、丸棒状の磁性部材９を嵌め込んで固定するための穴１７と、ヨーク８に当たることによってレンズホルダ２の移動量を規制する２つのストッパ１８，１９とが形成されている。穴１７は、２つの貫通孔１５，１６の間に設けられている。ストッパ１８，１９は、フォーカス動作時にレンズホルダ２がマクロ側に動く場合の移動量を規制する。ストッパ１８，１９は、半径０．１〜０．５ｍｍ程度の半球状に凸設されている。ストッパ１８，１９は、レンズホルダ２の上面だけでなく、下面にも設けてもよい。

図１に戻って、コイル６は、フラット型であり、支持部材１２のレンズ受け部１１と反対側の側面に固定されている。マグネット７は片面２極配置型であり、その正面は所定の間隔を開けてコイル６に対向して設けられている。マグネット７の背面はヨーク８に固定され、ヨーク８はカメラ装置の筐体３に固定されている。ヨーク８は、両端部と中央部を除く２箇所で断面コの字型に形成され、マグネット７およびコイル６を包むようにして配置され、２つの折り曲げ部は図２で示した貫通孔１５，１６に挿入される。これにより、漏れ磁束を少なくすることができる。なお、ヨーク８の両端部はシャフト４，５の上端面に固定されている。

ここで、コイル６、マグネット７およびヨーク８で構成されるリニアモータの動作について説明する。図４（ａ）はマグネット７の構成を示す正面図であり、図４（ｂ）はコイル６の構成を示す正面図である。マグネット７は、そのＮ極領域７ａとＳ極領域７ｂがレンズホルダ２の移動方向すなわち光軸１ａの方向に並ぶように配置される。コイル６は直線部が光軸１ａの方向と直交する方向に向くようにしてトラック形状に巻回され、コイル６の上半部６ａおよび下半部６ｂはそれぞれマグネット７のＮ極領域７ａおよびＳ極領域７ｂに対向して設けられる。コイル６の上半部６ａと下半部６ｂでは電流Ｉが逆向きに流れる。たとえば、図４（ａ）に示す面と図４（ｂ）に示す面が対向した状態で図４（ｂ）で示される向きに電流Ｉを流すと、コイル６には図中上方向の力Ｆが発生し、コイル６およびレンズホルダ２は上方に移動する。また、図４（ｂ）で示される向きと逆向きに電流Ｉを流すと、コイル６には図中下方向の力Ｆが発生し、コイル６およびレンズホルダ２は下方に移動する。

次に、このカメラ装置のフォーカス動作について説明する。図５に示すように、レンズホルダ２のホームポジションは、レンズホルダ２の下端がカメラ装置の筐体３に接触する位置である。フォーカス動作スタート時は、コイル６に電流Ｉを流してレンズホルダ２を上方に移動させる。焦点が合った場合は、コイル６に流れる電流Ｉをゼロにして、コイル６およびレンズホルダ２を停止させる。このとき、マグネット７と磁性部材９の間に磁気吸引力が発生しているので、この磁気吸引力によってレンズホルダ２がシャフト４，５に押圧され、レンズホルダ２の位置が保持される。再度フォーカス動作する場合は、コイル６に流す電流Ｉの向きおよび大きさを調整することにより、レンズホルダ２を所望の位置に移動させることができる。

図６は、図１に示したレンズ駆動装置を備えたカメラ装置の構成を示すブロック図である。図６を参照して、カメラ装置には、レンズホルダ２と、コイル６と、マグネット７とが設けられる。また、レンズホルダ１の後部（図では右側）には、波長が７００ｎｍ以上の赤外線をカットして色再現性を高めるためのＩＲカットフィルタ２０と、ＣＣＤ、ＣＭＯＳなどのイメージセンサ２１とが設けられている。物体からの光は、光軸１ａに沿ってレンズホルダ２に保持されたレンズユニット１およびＩＲカットフィルタ２０を介してイメージセンサ２１に入射される。

また、カメラ装置には、レンズホルダ２の位置を検出するための位置センサ２２が設けられている。位置センサ２２としては、たとえばホール素子が使用される。なお、筐体３側にストッパを設けてゼロ点にレンズホルダを一旦移動させるようにすれば、位置センサ２２を省略することも可能である。位置センサ２２の信号は、制御回路２３に入力される。制御回路２３は、位置センサ２２の出力信号に基づいて、ドライバ２４を介してコイル６の駆動電流を制御する。

この実施の形態では、レンズユニット１をレンズホルダ２により保持し、シャフト４，５によりレンズホルダ２を光軸１ａの方向に移動可能に支持し、コイル６、マグネット７およびヨーク８からなるリニアモータによりレンズホルダ２を光軸１ａの方向に移動させ、磁性部材９によりレンズホルダ２の位置を保持する。したがって、装置の小型化、耐衝撃性の向上、構成の簡単化を図ることができる。また、ヨーク８を断面コの字型に形成し、ヨーク８の折り曲げ部をレンズホルダ２の孔１５，１６に挿入するので、漏れ磁束を少なくすることができる。

なお、この実施の形態では、レンズホルダ２に磁性部材９を１つ設けたが、レンズホルダ２に磁性部材９を複数設けてもよいことは言うまでもない。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

この発明の一実施の形態によるカメラ装置のレンズ駆動装置の構成を示す斜視図である。 図１に示したレンズホルダの構成を示す斜視図である。 図１に示したレンズホルダの構成を示す背面図である。 図１に示したコイルおよびマグネットの動作を示す図である。 図１に示したレンズ駆動装置のフォーカス動作を示す図である。 図１に示したレンズ駆動装置を備えたカメラ装置の構成を示すブロック図である。

符号の説明

１ レンズユニット、１ａ 光軸、２ レンズホルダ、３ 筐体、４，５ シャフト、６ コイル、６ａ 上半部、６ｂ 下半部、７ マグネット、７ａ Ｎ極領域、７ｂ Ｓ極領域、８ ヨーク、９ 磁性部材、１１ レンズ受け部、１２ 支持部材、１３，１５，１６ 貫通孔、１４ 切欠部、１７ 穴、１８，１９ ストッパ、２０ ＩＲカットフィルタ、２１ イメージセンサ、２２ 位置センサ、２３ 制御回路、２４ ドライバ。

Claims (2)

1. 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、
   前記レンズを保持するレンズホルダと、
   前記レンズホルダを前記光軸方向に移動可能に支持する案内手段と、
   前記レンズホルダを前記光軸方向に移動させるリニアモータとを備え、
   前記リニアモータは、
   前記レンズホルダの一側面に設けられたコイルと、
   正面が前記コイルに対向して設けられた片面２極配置型のマグネットと、
   前記マグネットの背面に固定されたヨークとを含み、
   さらに、前記レンズホルダに設けられ、前記マグネットに吸引されて前記レンズホルダの位置を保持する磁性部材を備え、
   前記レンズホルダの表面に孔が形成され、
   前記ヨークの少なくとも一部は、断面コの字型に形成され、その一方端部は前記マグネットの背面に固定され、その他方端部は前記レンズホルダの孔に挿入されていることを特徴とする、レンズ駆動装置。
2. さらに、前記レンズホルダに設けられ、前記レンズホルダの移動量を規制する突起部を備える、請求項１に記載のレンズ駆動装置。

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