JP2008090008A - レンズ駆動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】レンズホルダを移動可能に支持するとともに、光軸方向にレンズホルダを駆動するレンズ駆動装置に関し、組立精度を向上させることにある。
【解決手段】レンズホルダ（２２）を移動可能に支持するとともに、光軸（Ｏ）方向に前記レンズホルダを駆動するレンズ駆動装置（２）であって、レンズホルダを筐体部（８）にサスペンション（３０、３２）により光軸と平行に移動可能に支持させ、サスペンションは、前記光軸と直交方向上の前記レンズホルダと前記筐体部との間の二点間を連結し、且つ、前記光軸と平行方向の少なくとも二箇所を支持点に含み、前記レンズホルダを前記光軸と平行に移動可能に前記筐体部に支持する構成としたものである。
【選択図】図９

Description

本発明は、光軸方向にレンズホルダを駆動するレンズ駆動装置に関し、特に、サスペンション構造によってレンズホルダを支持させたレンズ駆動装置に関する。

オートフォーカスカメラユニットには、レンズを保持するレンズホルダを移動可能に支持する機構と、レンズホルダを光軸方向に移動させて合焦させるフォーカス機構とを備えるレンズ駆動装置が用いられる。

このレンズ駆動装置に関し、特許文献１には、レンズのレンズ保持盤を円筒状のベローズを以て支持することが開示されている。特許文献２には、レンズユニットの外側に配置された外側部材とレンズユニットとを支持する弾性板が備えられ、この弾性板には、弾性板を以て複数の保持部材が形成され、この保持部材を光軸方向に立ち上げることによりレンズユニットを弾性的に支持する構造が開示されている。特許文献３には、レンズを保持するレンズホルダをベースに対して光軸方向に移動可能に弾性支持部材を以て支持させた構造が開示されている。また、特許文献４には、鏡筒を粘弾性物質よりなる支持部材を用いて支持する構造とともに、支持部材には、プラスチック材料やゴム、ジンバル支持する金属材料が用いられることが開示されている。
特開平１０−２０６７１４号公報 特開２００４−３３３９９５号公報 特開２００２−３３４４７５号公報 特開昭５８−６０４３８号公報

ところで、オートフォーカスカメラに用いられるレンズ駆動装置では、正確な合焦を行うために、レンズホルダを光軸に平行に移動させることが不可欠である。レンズホルダの支持にサスペンションを用いた場合に（特許文献１）、レンズホルダの４辺の上下で支持する構造では、レンズホルダの支持は安定するが、アクチュエータはサスペンション間に配置されることになり、アクチュエータの設置空間を確保するため、装置の小型化を妨げる。

また、レンズホルダの偏部にサスペンションを取り付けた構造（特許文献３）では、レンズホルダを上下動させた際に、光軸にずれが生じるおそれがある。

ボイスコイルモータを用いたアクチュエータでは、ボイスコイルモータの永久磁石の磁力が及ぶ範囲が可動域となるが、レンズホルダを小型化すると、永久磁石も小さくなり、そのため、永久磁石の磁力の及ぶ範囲が狭くなり、レンズホルダの可動域が小さくなってしまう。

ボイスコイルモータでは、レンズ駆動用コイルとマグネットとを上下方向から挟み込むように構成し、レンズホルダをサスペンションによって支持する構造であり、斯かる構造の組立は、コイルとマグネット（各２個）を配置した軸上にサスペンションの支点があるため、マグネットの固定後に少なくとも何れか一方のサスペンションに固定する必要があった。このような構造は、組立工数が多く、また、光軸にぶれを生じさせるおそれがある。

そこで、本発明の目的は、レンズホルダを移動可能に支持するとともに、光軸方向にレンズホルダを駆動するレンズ駆動装置に関し、組立精度を向上させることにある。

また、本発明の他の目的は、上記レンズ駆動装置において、組立工数を削減することにある。

また、本発明の他の目的は、上記レンズ駆動装置において、サスペンションの変形等を防止し、歩留りを高めることにある。

上記目的を達成するため、本発明は、レンズホルダを移動可能に支持するとともに、光軸方向に前記レンズホルダを駆動するレンズ駆動装置であって、レンズホルダを筐体部にサスペンションにより光軸と平行に移動可能に支持させ、サスペンションは、前記光軸と直交方向上の前記レンズホルダと前記筐体部との間の二点間を連結し、且つ、前記光軸と平行方向の少なくとも二箇所を支持点に含み、前記レンズホルダを前記光軸と平行に移動可能に前記筐体部に支持する構成としたものである。また、サスペンションの支持点と直交する位置にアクチュエータを設置し、アクチュエータの設置空間を十分に確保したものである。

そこで、上記目的を達成するため、本発明は、レンズホルダを移動可能に支持するとともに、光軸方向に前記レンズホルダを駆動するレンズ駆動装置であって、前記レンズホルダの外側に配置された筐体部と、前記筐体部に前記レンズホルダを支持するサスペンションとを備え、前記サスペンションは、前記光軸と直交方向上の前記レンズホルダと前記筐体部との間の二点間を連結し、且つ、前記光軸と平行方向の少なくとも二箇所を支持点に含み、前記レンズホルダを前記光軸と平行に移動可能に前記筐体部に支持する構成である。斯かる構成により、上記目的を達成できる。

上記目的を達成するためには、前記レンズ駆動装置において、好ましくは、前記レンズホルダの前記支持点と直交する面部側にアクチュエータを備える構成としてもよい。斯かる構成によっても、上記目的を達成できる。

上記目的を達成するためには、前記レンズ駆動装置において、好ましくは、前記サスペンションは、前記レンズホルダ及び／又は前記筐体部に対する固定部の幅より拡開させた弾性枠部を備え、この弾性枠部が前記レンズホルダと前記筐体部との間の空間部に設置される構成としてもよい。斯かる構成によっても、上記目的を達成できる。

上記目的を達成するためには、前記レンズ駆動装置において、好ましくは、前記サスペンションは、前記レンズホルダのフレーム部に固定される第１の固定部と、前記筐体部に固定される第２の固定部と、前記第１の固定部と前記第２の固定部との間に形成された弾性枠部とを備える構成としもよい。斯かる構成によっても、上記目的を達成できる。

上記目的を達成するためには、前記レンズ駆動装置において、好ましくは、前記レンズホルダ及び前記筐体部は、角筒体である構成としてもよい。斯かる構成によっても、上記目的を達成できる。

上記目的を達成するためには、前記レンズ駆動装置において、好ましくは、前記レンズ駆動装置を備える構成である。斯かる構成によっても、上記目的を達成できる。

以上説明したように、本発明によれば、次の効果が得られる。

(1) 組立精度を高めることができ、レンズの光軸と平行にレンズホルダの移動方向を容易に設定することができる。

(2) サスペンションの組付けとレンズホルダの筐体部への固定とを同時に行うことができ、工数を削減できる。

(3) 組立時、サスペンション変形等の不都合を生じることがなく、歩留りを向上させることができる。

本発明の実施の形態について、図１及び図２を参照して説明する。図１は、レンズ駆動装置の一例を示す斜視図、図２は、レンズ駆動装置の分解斜視図である。

このレンズ駆動装置２は、オートフォーカスカメラ等に設置され、図１に示すように、レンズユニット４、上面カバー６、筐体部８、下面カバー１０、ベース部１２を備えている。

図２に示すように、レンズユニット４は、合成樹脂で形成された鏡筒部１４に対物レンズ１６等、１又は複数のレンズを備える構成である。鏡筒部１４は、対物レンズ１６側に径大部１８、その後方に径小部２０を備え、径小部２０が筐体部８側にあるレンズホルダ２２に取り付けられる。

上面カバー６は例えば、合成樹脂で形成された正方形板であって、中央部にレンズユニット４の鏡筒部１４の径大部１８の直径より径大な貫通孔２４が設けられ、対角線上の角部に複数の透孔２６が形成されている。この透孔２６に固定ねじ２８を貫通させる。

筐体部８は、正方形状の角柱体であって、レンズホルダ２２、第１及び第２のサスペンション３０、３２、ヨーク３４、アクチュエータ３６、３８を備えるとともに、対角線上の角部に透孔４０が形成されている。

下面カバー１０は例えば、合成樹脂で形成された正方形板であって、中央部にレンズユニット４の鏡筒部１４の径小部２０の直径より径大な貫通孔４２が設けられているとともに、複数の固定孔４４が形成され、また、対角線上の角部に複数のねじ孔４６が形成されている。このねじ孔４６には上面カバー６及び筐体部８を貫通させた固定ねじ２８が取り付けられる。

また、ベース部１２は例えば、合成樹脂で形成された正方形板であって、中央部に矩形の透孔４８が形成され、下面カバー１０の固定孔４４に嵌入させるためのボス部５０が形成されている。

このような構成によれば、筐体部８のレンズホルダ２２にレンズユニット４を取り付けた後、下面カバー１０、筐体部８及び上面カバー６を重ねて固定ねじ２８を取り付けて合体させ、下面カバー１０にベース部１２を取り付けることにより、レンズ駆動装置２が構成される。

次に、筐体部８の構造及び組立方法について、図３ないし図９を参照して説明する。図３は、レンズホルダ及びアクチュエータの駆動コイルを示す図、図４は、第１のサスペンションの一例を示す図、図５は、第２のサスペンションの一例を示す図、図６は、駆動コイルが取り付けられたレンズホルダとサスペンションを示す図、図７は、レンズホルダ、サスペンション及び筐体部を示す図、図８は、レンズホルダが内蔵された筐体部とサスペンションを示す図、図９は、レンズホルダが支持された筐体部及びヨークを示す図である。

レンズホルダ２２は、図３に示すように、筐体部８と同様に例えば、合成樹脂で形成された角筒体状のフレーム部５１を備え、中央部にレンズユニット４の鏡筒部１４を固定するための固定孔５２が形成され、この固定孔５２を挟んで対角線上にサスペンション３０を位置決めして固定するための円柱状のボス部５４、５６が形成されている。また、レンズホルダ２２の側面部には、アクチュエータ３６、３８の駆動コイル５８、６０を取り付けるためのコイル嵌合部６２、６４が形成されている。コイル嵌合部６２、６４には、予め巻回されて成形された駆動コイル５８、６０が取り付けられ、レンズホルダ２２と各駆動コイル５８、６０とが一体化される。

サスペンション３０は、筐体部８にレンズホルダ２２を移動可能に支持する支持部材であって、光軸Ｏと直交方向上のレンズホルダ２２と筐体部８との間の二点間を連結し、且つ、光軸Ｏと平行方向の少なくとも二箇所を支持点に含み、レンズホルダ２２を光軸Ｏと平行に移動可能に筐体部８に支持させる構成である。そこで、このサスペンション３０は、図４に示すように、レンズホルダ２２のフレーム部５１に対応する第１の固定部６６と、筐体部８に固定される第２の固定部６８、７０と、固定部６６と固定部６８、７０との間に形成された弾性枠部７２、７４とを備えている。このサスペンション３０は例えば、りん青銅等のばね性の高い金属板等を打抜き成形等、各種の方法により形成することができる。

固定部６６は、フレーム部５１の形状に対応した円環状であって、ボス部５４、５６に対応する固定孔７６、７８が形成されるとともに、駆動コイル５８又は駆動コイル６０に接続するための半田付け部８０、８２が形成されている。

固定部６６と弾性枠部７２、７４との間にはアーム部８４、８６が形成され、また、固定部６８と弾性枠部７２との間にはアーム部８８、固定部７０と弾性枠部７４との間にはアーム部９０が形成されている。アーム部８４、８６は、幅Ｗ１を持ち、中央部に透孔９２が形成され、弾性が高められている。また、アーム部８８、９０は、幅Ｗ２を持ち、幅Ｗ２の範囲内にそれぞれ二本のアーム片９４、９６を以て構成されている。アーム部８４、８６の幅Ｗ１と、アーム部８８、９０の幅Ｗ２は、同等であってもよく、大小関係を逆転させてもよい。

弾性枠部７２、７４は、幅Ｗ２より拡開した幅Ｗ３を持つ矩形枠であって、既述のアーム片９４、９６と連続体である。固定部６８、７０は、弾性枠部７２、７４と同等の幅を備えている。また、固定部７０側には、帯状のリード部９８が形成されている。

また、サスペンション３２は、図５に示すように、サスペンション３０の固定孔７６、７８に加え、固定孔７７、７９を形成し、短いリード部９９を備えたものであって、その他の構成は同一であるので、同一符号を付し、その説明を省略する。

サスペンション３０は、図６に示すように、駆動コイル５８、６０が取り付けられたレンズホルダ２２に対し、そのボス部５４、５６に固定孔７６、７８を合致させることにより接着材等の固定手段を用いて固定され、レンズホルダ２２と合体させる。半田付け部８０には駆動コイル５８のリード部１００を半田付けする。この結果、サスペンション３０のリード部９８が駆動コイル５８のリード部１００と電気的に接続される。

このサスペンション３０を取り付けたレンズホルダ２２は、図７に示すように、筐体部８の設置空間部１０２に挿入され、筐体部８の上面部にサスペンション３０の固定部６８、７０を接着材等の固定手段により固定される。筐体部８の側面部には、サスペンション３０のリード部９８を収容する凹部１０４が形成されている。組立後、この凹部１０４にリード部９８が屈曲されて挿入される。

サスペンション３２は、図８に示すように、レンズホルダ２２を内蔵させた筐体部８を反転させ、レンズホルダ２２の裏面側にあるボス部１０６、１０８、１１０、１１２に固定孔７６、７７、７８、７９を合致させて接着材等の固定手段を用いて固定されるとともに、筐体部８の縁部にサスペンション３２の固定部６８、７０を接着材等の固定手段により固定される。半田付け部８２には駆動コイル６０のリード部１１４を半田付けする。この結果、サスペンション３２のリード部９９が駆動コイル６０のリード部１１４と電気的に接続される。

そして、筐体部８の設置空間部１０２には、図９に示すように、駆動コイル５８、６０の背面側にマグネット１１６、１１８を設置するための凹部１２０、１２２が形成されているとともに、筐体部８とレンズホルダ２２との間にはサスペンション３０、３２の弾性枠部７２、７４を配置するための空間部１２３、１２５が形成されている。

筐体部８に設置されるヨーク１２４には、マグネット取付部１２６、１２８が立設されており、各マグネット取付部１２６、１２８には、アクチュエータ３６、３８のマグネット１１６、１１８が接着材等の固定手段により固定されている。ヨーク１２４は磁力を透過する鉄板等の材料で形成されており、マグネット取付部１２６、１２８は、ヨーク１２４からＬ字形に屈曲して形成されている。また、ヨーク１２４には、レンズホルダ２２の固定孔５２に対応する透孔部１３０が形成されている。

そこで、ヨーク１２４のマグネット１１６、１１８の位置に筐体部８の凹部１２０、１２２を合致させて重ね合わせることにより、筐体部８とヨーク１２４を合体させ、駆動コイル５８、６０の背面側にマグネット１１６、１１８を配置させる。

また、筐体部８には既述のヨーク３４が設置され、このヨーク３４は、サスペンション３０の固定部６６と同様に円環状であって、ヨーク１２４と連結するための連結部１３４、１３６が形成され、各連結部１３４、１３６に形成された各切欠部１３８にはヨーク１２４のマグネット取付部１２６、１２８に形成された係合突部１４０が挿入され、ヨーク３４とヨーク１２４との磁気的結合が図られる。即ち、ヨーク３４、１２４は閉磁路を形成している。

このように構成された筐体部８には、図１０に示すように、レンズホルダ２２がその両端面側に設置されたサスペンション３０、３２によって移動可能に支持されているので、レンズホルダ２２は、アクチュエータ３６、３８からの駆動力を受けて光軸Ｏと平行に移動させることができる。レンズホルダ２２は、サスペンション３０、３２により、光軸Ｏと直交方向上のレンズホルダ２２と筐体部８との間の二点間を連結し、且つ、光軸Ｏと平行方向の少なくとも二箇所、即ち、サスペンション３０、３２により支持されている。各サスペンション３０、３２は、支持点としてアーム部８４、８６、８８、９０を備えている。

そして、筐体部８には、レンズホルダ２２のサスペンション３０、３２による支持部分と直交方向にアクチュエータ３６、３８が設置されており、各アクチュエータ３６、３８は、サスペンション３０、３２の設置による影響を受けることなく、十分な設置空間が確保されて設置されている。このため、マグネット１１６、１１８は、レンズホルダ２２に設置された駆動コイル５８、６０に対し、十分な磁力を付与するに必要な大きさを備えることができ、十分な駆動力と移動量をレンズホルダ２２に付与することができる。

このレンズ駆動装置２のサスペンション３０、３２の作用について、図１１及び図１２を参照して説明する。図１１は、サスペンション３０、３２による支持構造を示す図、図１２は、サスペンション３０、３２の動作を示す図である。

図１１に示すように、サスペンション３０はレンズホルダ２２の前面側に設置され、サスペンション３２はレンズホルダ２２の後面側に設置されており、レンズホルダ２２は、前後方向に離間した位置に設置された二枚のサスペンション３０、３２で支持されている。換言すれば、各サスペンション３０、３２は、レンズホルダ２２の光軸Ｏと直交方向上のレンズホルダ２２と筐体部８との間の二点間を連結してなり、光軸Ｏと平行方向の少なくとも二箇所を支持点に含み、レンズホルダ２２を光軸Ｏと平行に移動可能に筐体部８に支持している。サスペンション３０、３２の支持と直交方向にアクチュエータ３６、３８が設置されている。

また、サスペンション３０、３２の弾性枠部７４における支持点を拡大すれば、図１２の（Ａ）に示すように、筐体部８側に固定部７０が固定され、この固定部７０から弾性枠部７４側に突出するアーム部９０は、幅Ｗ２で二つのアーム片９４、９６を備えている。即ち、アーム片９４、９６による二点支持である｛図１２の（Ｂ）｝。

これに対し、レンズホルダ２２には固定部６６が固定され、この固定部６６から弾性枠部７４側に突出するアーム部８６は、幅Ｗ１（＜Ｗ２）であって、中間に透孔９２を備えている。このアーム部８６も、二つのアーム片を構成しており、二点支持である｛図１２の（Ｃ）｝。

弾性枠部７４は、アーム片９４、９６の間隔部に通じる空間部１４２が形成されており、りん青銅等の弾性材料の素材が持つ弾性に加え、空間部１４２の形成によって極めて高い柔軟性を備えている。

このような構成によれば、アクチュエータ３６、３８からレンズホルダ２２が前面Ｆｒ側又は後面Ｂａ側に駆動力を受けると、サスペンション３０（３２）の弾性枠部７４は、空間部１４２の上下方向に形状を変化させて伸長し、レンズホルダ２２は付与された駆動力に応じてサスペンション３０（３２）に保持されながら、前後方向に移動する。この移動の際、サスペンション３０（３２）が、既述した通り、幅Ｗ１、Ｗ２を以てレンズホルダ２２を光軸Ｏ方向と直交方向に支持しているので、レンズホルダ２２は、光軸Ｏと平行に移動することになる。即ち、弾性枠部７４は、レンズホルダ２２の光軸Ｏと平行方向の移動は許容するが、光軸Ｏと角度を成す方向への移動を阻止している。しかも、サスペンション３０、３２は、光軸Ｏの方向に離間し、しかも、幅Ｗ１、Ｗ２を備えており、且つ、支持点は光軸Ｏ方向の二箇所、光軸Ｏと直交方向の二箇所であるから、合計四箇所での弾性保持を実現しているので、レンズホルダ２２は、駆動力を受け、光軸Ｏと平行に移動することができる。精度の高い光軸Ｏの平行方向のみの移動が実現されている。

また、斯かる構成では、サスペンション３０、３２が偏平であるとともに、サスペンション３０、３２の支持と直交方向にアクチュエータ３６、３８が設置されたことにより、筐体部８を小型化することができ、このような筐体部８を備えるレンズ駆動装置２の小型化を図ることができる。

そして、サスペンション３０、３２の支持点を駆動コイル５８、６０とマグネット１１６、１１８を配置した光軸Ｏと直交方向に設定しているので、二つのサスペンション３０、３２はレンズホルダ２２と筐体部８とを同時に位置決めし、その精度を高めることができる。

また、このような構成によれば、レンズ駆動装置２の組立精度を高めることができ、レンズの光軸Ｏと平行にレンズホルダ２２の移動方向を容易に設定することができ、サスペンション３０、３２の組付けとレンズホルダ２２の筐体部８への固定とを同時に行うことができ、工数を削減できる。また、組立時、サスペンション３０、３２に変形等の不都合を生じることがなく、歩留りを向上させることができる。

〔他の実施の形態〕

(1) 上記実施の形態では、サスペンション３０、３２に固定孔７６、７８、更に固定孔７７、７９を設置した場合について説明したが、図１１に示すように、固定孔を備えることなく、固定部６６を筐体部８に接着材等で固定する構成としてもよい。図１１において、同一部分には同一符号を付し、その説明を省略する。

(2) 上記実施の形態では、レンズユニット４とレンズホルダ２２とを別体で構成したが、レンズホルダ２２にレンズを取り付け、レンズホルダ２２とレンズユニット４とを一体で構成してもよい。

以上述べたように、本発明の最も好ましい実施の形態等について説明したが、本発明は上記記載に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載され、又は、発明を実施するための最良の形態に開示された発明の要旨に基づき、当業者において様々な変形や変更が可能であり、斯かる変形や変更が本発明の範囲に含まれることはいうまでもない。

本発明は、レンズホルダを移動可能に支持するとともに、光軸方向にレンズホルダを駆動するレンズ駆動装置に関し、組立精度の向上や、組立工数の削減、サスペンションの変形等を防止して歩留りの向上等を図ることができ、有用である。

レンズ駆動装置の一例を示す斜視図である。 レンズ駆動装置を示す分解斜視図である。 レンズホルダ及び駆動コイルの一例を示す斜視図である。 第１のサスペンションの一例を示す斜視図である。 第２のサスペンションの一例を示す斜視図である。 駆動コイルが取り付けられたレンズホルダ及びサスペンションを示す斜視図である。 サスペンションが取り付けられたレンズホルダ及び筐体部を示す斜視図である。 筐体部に対するサスペンションの取付けを示す斜視図である。 筐体部に対するヨーク及びマグネットの取付けを示す斜視図である。 レンズ駆動装置の筐体部分を示す平面図である。 サスペンションによる支持構造を示す図である。 サスペンションの動作を示す図である。 サスペンションの変形例を示す平面図である。

符号の説明

２ レンズ駆動装置
８ 筐体部
２２ レンズホルダ
３０、３２ サスペンション
３６、３８ アクチュエータ
５１ フレーム部
６６ 第１の固定部
６８、７０ 第２の固定部
７２ ７４ 弾性枠部
１２３、１２５ 空間部
Ｏ 光軸

Claims (5)

1. レンズホルダを移動可能に支持するとともに、光軸方向に前記レンズホルダを駆動するレンズ駆動装置であって、
   前記レンズホルダの外側に配置された筐体部と、
   前記筐体部に前記レンズホルダを支持するサスペンションと、
   を備え、前記サスペンションは、前記光軸と直交方向上の前記レンズホルダと前記筐体部との間の二点間を連結し、且つ、前記光軸と平行方向の少なくとも二箇所を支持点に含み、前記レンズホルダを前記光軸と平行に移動可能に前記筐体部に支持することを特徴とするレンズ駆動装置。
2. 請求項１のレンズ駆動装置において、
   前記レンズホルダの前記支持点と直交する面部側にアクチュエータを備えることを特徴とするレンズ駆動装置。
3. 請求項１のレンズ駆動装置において、
   前記サスペンションは、前記レンズホルダ及び／又は前記筐体部に対する固定部の幅より拡開させた弾性枠部を備え、この弾性枠部が前記レンズホルダと前記筐体部との間の空間部に設置されることを特徴とするレンズ駆動装置。
4. 請求項１のレンズ駆動装置において、
   前記サスペンションは、前記レンズホルダのフレーム部に固定される第１の固定部と、前記筐体部に固定される第２の固定部と、前記第１の固定部と前記第２の固定部との間に形成された弾性枠部とを備えることを特徴とするレンズ駆動装置。
5. 請求項１のレンズ駆動装置において、
   前記レンズホルダ及び前記筐体部は、角筒体であることを特徴とするレンズ駆動装置。

Images