JP2008298805A - レンズ駆動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】合焦動作のためにホルダを駆動した場合に大きな音が発生すること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２を保持しマグネット３を有するホルダ１と、マグネット３の外周に設けられるコイル４と、ホルダ１を支持する弾性体８とを備え、コイル４に通電して生じる電磁力によりレンズ２をマクロ位置と無限遠位置との間で移動させるものであって、弾性体８はレンズ２がマクロ位置にあるときに最も圧縮した状態となるように配置され、レンズ２をマクロ位置側から無限遠位置に移動させる際に、無限遠位置の到達前の位置で、一旦ホルダ１が停止する方向に力がかかるようにコイル４への通電を制御する制御部１０を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、レンズを保持したホルダを駆動してレンズをマクロ位置と無限遠位置との間で移動させるレンズ駆動装置に関し、特にホルダが弾性体により支持され、ホルダが有するマグネットをコイルにより駆動して移動させるレンズ駆動装置に関する。

従来、レンズを保持したホルダを光軸方向に駆動し、レンズをマクロ位置と無限遠位置との間で移動させることによって合焦動作を行うレンズ駆動装置が知られている。携帯電話等の小型電子機器にカメラを内蔵させる場合には、小型化や薄型化が求められるため、複雑な伝動機構を用いることなくホルダの駆動を行うことが必要となる。このために、コイルに流す電流値を可変抵抗によって変化させ、レンズの移動量を制御するレンズ駆動装置が提案されている。このようなレンズ駆動装置としては、例えば特許文献１に挙げるようなものがある。
特開２００４−２８００３１号公報

従来のレンズ駆動装置においては、ホルダはバネなどの弾性体によって支持されており、この弾性体は、マクロ位置にレンズが位置している状態で最も圧縮された状態となるように配置される。すなわち、ホルダは、弾性体によって無限遠位置の方向に付勢されており、コイルに流れる電流が最小の状態では、ホルダの端面に対向するように設けられるベースにその端面が当接することによってレンズが無限遠位置に配置され、コイルにそれより大きい電流が流されると、マグネットとの間で発生する電磁力によって、弾性体による付勢に対抗してレンズをマクロ位置側に移動することができるようにされている。

このようにホルダは、コイルに流す電流値を大きくするとマクロ位置側に移動し、コイルに流す電流値を小さくすると無限遠位置側に移動する。ここで、ホルダが無限遠位置よりもマクロ位置側にある場合に合焦動作を開始する際には、ホルダを一旦、無限遠位置側に移動させてから、マクロ位置側に段階的に移動するように、コイルに対する通電を制御する。ホルダを一旦、無限遠位置側に移動させるためには、コイルに対する通電を最小値にすればよく、これによって、弾性体による付勢でホルダは無限遠位置に移動する。しかし、このように動作させた場合、弾性体の付勢によりホルダがベースに勢いよく衝突するため、大きな音が発生するという問題を有していた。

本発明は上記課題を鑑みてなされたものであり、合焦動作のためにホルダを駆動した場合に大きな音が発生すること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。

前記課題を解決するため、本発明に係るレンズ駆動装置は、レンズを保持しマグネットを有するホルダと、前記マグネットの外周に設けられるコイルと、前記ホルダを支持する弾性体とを備え、前記コイルに通電して生じる電磁力により前記レンズをマクロ位置と無限遠位置との間で移動させるレンズ駆動装置において、
前記弾性体は前記レンズがマクロ位置にあるときに最も圧縮した状態となるように配置され、前記レンズをマクロ位置側から無限遠位置に移動させる際に、無限遠位置の到達前の位置で、一旦前記ホルダが停止する方向に力がかかるように前記コイルへの通電を制御する制御部を備えたことを特徴として構成されている。

また、本発明に係るレンズ駆動装置は、前記制御部は、前記レンズを無限遠位置側からマクロ位置に移動させる際に、マクロ位置の到達前の位置で、一旦前記ホルダが停止する方向に力がかかるように前記コイルへの通電を制御することを特徴として構成されている。

さらに、本発明に係るレンズ駆動装置は、レンズを保持しマグネットを有するホルダと、前記マグネットの外周に設けられるコイルと、前記ホルダを支持する弾性体とを備え、前記コイルに通電して生じる電磁力により前記レンズをマクロ位置と無限遠位置との間で移動させるレンズ駆動装置において、
前記弾性体は前記レンズが無限遠位置にあるときに最も圧縮した状態となるように配置され、前記レンズを無限遠位置側からマクロ位置に移動させる際に、マクロ位置の到達前の位置で、一旦前記ホルダが停止する方向に力がかかるように前記コイルへの通電を制御する制御部を備えたことを特徴として構成されている。

さらにまた、本発明に係るレンズ駆動装置は、前記制御部は、前記レンズをマクロ位置側から無限遠位置に移動させる際に、無限遠位置の到達前の位置で、一旦前記ホルダが停止する方向に力がかかるように前記コイルへの通電を制御することを特徴として構成されている。

本発明に係るレンズ駆動装置によれば、レンズをマクロ位置側から無限遠位置に移動させる際に、無限遠位置の到達前の位置で、一旦ホルダが停止する方向に力がかかるようにコイルへの通電を制御することにより、ホルダが無限遠位置に到達する直前で一旦停止してから無限遠位置に到達するため、無限遠位置に配置された部材に対してホルダが勢いよく衝突することがなく、大きな音が発生することを防止することができる。

また、本発明に係るレンズ駆動装置によれば、レンズを無限遠位置側からマクロ位置に移動させる際に、マクロ位置の到達前の位置で、一旦ホルダが停止する方向に力がかかるようにコイルへの通電を制御することにより、マクロ位置側についても無限遠位置側と同様にホルダによる大きな音の発生を防止することができる。

本発明の実施形態について図面に沿って詳細に説明する。図１には、本実施形態におけるレンズ駆動装置の模式図を示している。この図に示すように、本実施形態におけるレンズ駆動装置は、円筒状に形成され内部にレンズ２を保持したホルダ１と、レンズ２からの光を受光し画像データを出力する撮像素子５を上面に備えた基板６と、ホルダ１をレンズ２の光軸方向に移動させるための構成とを有している。また、撮像素子５が設けられた基板６には、撮像素子５を収納するベース７が設けられており、その上面はホルダ１の下面と対向している。

ホルダ１をレンズ２の光軸方向に移動させるための構成としては、ホルダ１の外周面に設けられ、その外形と略同一の内径を有する円筒状のマグネット３と、このマグネット３の外周側に巻回されるコイル４と、ホルダ１を吊り下げ状に支持し、基板６側に付勢する弾性体８とが挙げられる。ホルダ１とマグネット３は一体化しており、コイル４に対して光軸方向に相対移動可能に構成されている。また、弾性体８は、一端が支持面９に固定され、他端がホルダ１の上面に固定されている。

ホルダ１は、マグネット３とコイル４及び弾性体８によって、レンズ２の無限遠位置からマクロ位置までの範囲で移動することができる。ホルダ１の下端面１ａは、ベース７の上面７ａと対向しており、ホルダ１がマグネット３及びコイル４によって駆動され下方に移動する場合には、下端面１ａがベース７の上面７ａに当接する位置まで移動することができる。また、ホルダ１はスプリングからなる弾性体８によって基板６側に付勢されているので、コイル４に流れる電流が最小の状態では、ホルダ１はベース７の上面７ａに当接して停止した状態となる。本実施形態では、ホルダ１の下面１ａがベース７の上面７ａに当接した状態でのレンズ２位置が無限遠位置となるように設定している。逆に、コイル４に流れる電流が最大の状態では、ホルダ１は弾性体８の付勢に対抗して最も支持面９に近接する。この状態でのレンズ２位置がマクロ位置となるように設定している。

コイル４の一端は電圧Ｖｃｃが印加され、他端は可変抵抗器１１を介してグラウンドに接続されている。したがって、コイル４には印加電圧Ｖｃｃ÷（可変抵抗器１１の抵抗値＋コイル４の抵抗値）で計算される電流が流れる。

また、可変抵抗器１１の抵抗値を変化させることによってコイル４に流れる電流値を制御し、それによってホルダ１の位置を制御する制御部１０が設けられる。制御部１０は、撮像素子５から画像信号を取り込んで出力画像のシャープネスが最大となる位置を合焦位置として検出するフォーカス動作を実行する。制御部１０は合焦位置を検出する為に可変抵抗器１１の抵抗値を変化させる。

次に、合焦動作の際の制御について説明する。図２には、合焦動作の際における時間とコイル４に流れる電流値との関係を表した図を示している。この図の横軸は時間を、縦軸はコイル４に流れる電流値を、それぞれ示している。制御部１０は、前述のように可変抵抗器１１の抵抗値を変化させることによって、コイル４に流れる電流値を制御する。可変抵抗器１１の抵抗値を大きくすると、コイル４に流れる電流値は小さくなり、弾性体８の付勢によってホルダ１はベース７側、すなわちレンズ２の無限遠位置側に移動する。一方、可変抵抗器１１の抵抗値を小さくすると、コイル４に流れる電流値は大きくなり、弾性体８の付勢に対抗してホルダ１は支持面９側、すなわちレンズ２のマクロ位置側に移動する。以下、レンズ２が無限遠位置となるホルダ１の位置を単に無限遠位置と、レンズ２がマクロ位置となるホルダ１の位置を単にマクロ位置と、それぞれ表記する。

図２に示すのは、ホルダ１が無限遠位置とマクロ位置の間に位置した状態から、合焦動作を開始する場合である。したがって、図２の開始時間において、コイル４には一定の電流が流れた状態となっている。ここから合焦動作を開始するには、まずホルダ１を無限遠位置に移動させる。そのためには前述のように、コイル４に流れる電流値が最小となるよう、可変抵抗器１１の抵抗値を最大値とする。図２では時間ｔ₁においてコイル４に流す電流量を変化させている。この際、図２に示すように、電流値が最小となる手前の段階において、一旦電流値が一定となるようにし、所定時間後の時間ｔ₂において電流値を最小値とするように制御が行われる。これによれば、ホルダ１は、無限遠位置とマクロ位置の中間から無限遠位置側に移動し、ホルダ１の下面がベース７の上面に当接する無限遠位置の手前の位置で一旦停止する方向に力がかかって停止し、その後に当該位置から無限遠位置まで移動する。

ホルダ１が無限遠位置まで移動したら、コイル４には時間ｔ₃から段階的に大きい電流が流されて、これに伴いホルダ１はマクロ位置側に向かって所定間隔おきに停止と移動を繰り返す。制御部１０は、ホルダ１が停止する毎に撮像素子５から画像信号を取り込み、時間ｔ₄でホルダ１がマクロ位置まで移動したら、取り込んだ画像信号のうち出力画像のシャープネスが最大となる位置を合焦位置として検出して、ホルダ１がその位置に移動するようにコイル４の電流値を制御する。

このように、最初にホルダ１を無限遠位置とマクロ位置の中間位置から無限遠位置まで移動させる際に、制御部１０は、ホルダ１に対して無限遠位置の手前の位置で一旦停止する方向に力がかかるようにした上で、無限遠位置に移動させるように制御するので、ホルダ１がベース７の直前で一旦停止してから当接するため、ベース７に対して勢いよく衝突することがなく、大きな音が発生することを防止することができる。

なお、図２の例では、最初にホルダ１が無限遠位置とマクロ位置の中間に位置しているものとしたが、最初にマクロ位置に位置している場合であっても、同様の制御を行う。

また、本実施形態ではホルダ１が無限遠位置に移動する際に、その手前の位置で一旦停止させるように力をかけることとしたが、逆にホルダ１を無限遠位置側からマクロ位置に移動させる制御が行われる場合には、ホルダ１に対しマクロ位置の手前の位置で一旦停止する方向に力がかかるように制御を行うようにしてもよい。この場合、コイル４に流れる電流値が最大となるよう、可変抵抗器１１の抵抗値を最小値とする手前の段階で、一旦電流値が一定となるようにし、所定時間後に電流値を最大値とする。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明の適用は本実施形態には限られず、その技術的思想の範囲内において様々に適用されうるものである。本実施形態では、ホルダ１は弾性体８によりマクロ位置側から無限遠位置側に向かって付勢されることとしたが、逆に無限遠位置側からマクロ位置側に付勢されるようにしてもよい。この場合には、ホルダ１をマクロ位置に移動させる場合には、コイル４に流れる電流値が最小となるよう、可変抵抗器１１の抵抗値を最大値とする手前の段階で、一旦電流値が一定となるようにし、所定時間後に電流値を最小値とする制御を行い、これによってホルダ１に対し、マクロ位置の手前の位置で一旦停止する方向に力がかかるようにする。また、同じ形態において、ホルダ１をマクロ位置側から無限遠位置に移動させる制御が行われる場合には、コイル４に流れる電流値が最大となるよう、可変抵抗器１１の抵抗値を最小値とする手前の段階で、一旦電流値が一定となるようにし、所定時間後に電流値を最大値とすることで、ホルダ１に対し無限遠位置の手前の位置で一旦停止する方向に力がかかるようにすることができる。

本実施形態におけるカメラモジュールの断面図である。 合焦動作の際における時間とコイルに流れる電流値との関係を表した図である。

符号の説明

１ ホルダ
２ レンズ
３ マグネット
４ コイル
５ 撮像素子
６ 基板
７ ベース
８ 弾性体
９ 支持面
１０ 制御回路
１１ 可変抵抗器

Claims (4)

1. レンズを保持しマグネットを有するホルダと、前記マグネットの外周に設けられるコイルと、前記ホルダを支持する弾性体とを備え、前記コイルに通電して生じる電磁力により前記レンズをマクロ位置と無限遠位置との間で移動させるレンズ駆動装置において、
   前記弾性体は前記レンズがマクロ位置にあるときに最も圧縮した状態となるように配置され、前記レンズをマクロ位置側から無限遠位置に移動させる際に、無限遠位置の到達前の位置で、一旦前記ホルダが停止する方向に力がかかるように前記コイルへの通電を制御する制御部を備えたことを特徴とするレンズ駆動装置。
2. 前記制御部は、前記レンズを無限遠位置側からマクロ位置に移動させる際に、マクロ位置の到達前の位置で、一旦前記ホルダが停止する方向に力がかかるように前記コイルへの通電を制御することを特徴とする請求項１記載のレンズ駆動装置。
3. レンズを保持しマグネットを有するホルダと、前記マグネットの外周に設けられるコイルと、前記ホルダを支持する弾性体とを備え、前記コイルに通電して生じる電磁力により前記レンズをマクロ位置と無限遠位置との間で移動させるレンズ駆動装置において、
   前記弾性体は前記レンズが無限遠位置にあるときに最も圧縮した状態となるように配置され、前記レンズを無限遠位置側からマクロ位置に移動させる際に、マクロ位置の到達前の位置で、一旦前記ホルダが停止する方向に力がかかるように前記コイルへの通電を制御する制御部を備えたことを特徴とするレンズ駆動装置。
4. 前記制御部は、前記レンズをマクロ位置側から無限遠位置に移動させる際に、無限遠位置の到達前の位置で、一旦前記ホルダが停止する方向に力がかかるように前記コイルへの通電を制御することを特徴とする請求項３記載のレンズ駆動装置。

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