JP2008304605A - レンズ駆動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】レンズホルダの固定部材に対する変位量を規制して、落下時の衝撃などによるバネ部材の塑性変形を防止するとともに、規制部材とホルダとの接触により発生するゴミ等の受光センサ上への落下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１１を保持するレンズホルダ１２と固定部材である上ケース１６Ａと下ケース１６Ｂとを板バネ１７Ａ，１７Ｂにて弾性支持する構成のレンズ駆動装置１０において、上記下ケース１６Ｂの中心部に形成された開口部１６ｈの周縁部にレンズ開口部側に突出する突起部２１を設け、レンズホルダ１２の下側に、上記突起部２１のホルダ径方向の先端部を収納し、かつ、上記突起部２１のレンズホルダ１２に対する相対的な移動量を規制する規制用の溝２３が形成された、上記突起部２１を覆う鍔部２２を設けて、落下などの衝撃によるレンズホルダ１２の回転や横方向移動を規制するようにした。
【選択図】図１

Description

本発明は、カメラ等に用いられる、対物レンズを保持するレンズホルダを固定部材に弾性支持する板バネを備えたレンズ駆動装置に関するものである。

近年、携帯電話等に搭載されるカメラは画素数が増大されるとともに、ズーム処理やマクロ処理等の高機能化が進んでいることから、搭載されるレンズ系についても、従来の固定焦点のものだけでなく、可動焦点のものも投入されてきている。この可動焦点のレンズ系の駆動方式としては、図６（ａ）に示すような、ボイスコイルモータを用いたレンズ駆動装置５０が多く用いられている（例えば、特許文献１参照）。
このレンズ駆動装置５０は、軟鉄等の磁性体から成るコの字型円筒形状ヨーク５１と、上記ヨーク５１の内壁に取付けられるリング状のマグネット５２と、中央位置にレンズ５３を保持するレンズホルダ５４と、このレンズホルダ５４に装着される駆動コイル５５と、上記ヨーク５１が装着されるベース５６と、上記ベース５６を支えるフレーム５７と、上記レンズホルダ５４を上下で支持する２個のバネ部材５８Ａ，５８Ｂと、このバネ部材５８Ａ，５８Ｂの上下を覆う２個のキャップ５９Ａ，５８Ｂとを備えている。
上記駆動コイル５５は、上記ヨーク５１と上記マグネット５２とにより印加される、コイル周りに放射状に分布する磁界中に設置されているので、上記駆動コイル５５に通電すると、図６（ｂ）に示すように、上記駆動コイル５５には、同図の矢印に示すような、被写体の方向(上方)へ向けたローレンツ力が発生して、上記レンズホルダ５４を上記バネ部材５８Ａ，５８Ｂの復元力と釣り合った位置に移動させることができる。したがって、上記駆動コイル５５に通電する電流値を制御することにより、上記レンズホルダ５４の移動量を制御して、上記レンズ５３の位置を制御することができる。

ところで、上記レンズ駆動装置５０に落下等の衝撃力が加わると、この衝撃力によりレンズホルダ５４が偏心して横方向にずれて、固定部材であるフレーム５７やベース５６に衝突し、この衝突の衝撃によりレンズホルダ５４が回転したり横方向に移動したりする。レンズホルダ５４が回転したり横方向に移動した場合、上記バネ部材５８Ａ，５８Ｂに圧縮応力や捩れを引き起こす応力が加わるため、上記バネ部材５８Ａ，５８Ｂの腕部に座屈が生じて、塑性変形してしまう場合がある。その結果、上記バネ部材５８Ａ，５８Ｂの特性が劣化してしまい、レンズ駆動装置５０の耐久性が低下してしまうといった問題点があった。

そこで、本発明者は、上記問題点を解決するため、レンズホルダの回転や横方向への移動を規制することのできるレンズ駆動装置の構成を提案している（特願２００６−２９８７６５号）。図７（ａ），（ｂ）はその一構成例を示す図である。このレンズ駆動装置１０Ｚはレンズ１１と、このレンズ１１を保持するレンズホルダ１２と、上記レンズホルダ１２に装着される環状の駆動コイル１３と、上記駆動コイル１３に放射状に分布する磁界を印加するためのマグネット１４及びヨーク１５と、固定部材である上ケース１６Ａと下ケース１６Ｂと、この下ケース１６Ｂに一体に構成されて、上記マグネット１４及びヨーク１５を外周側から支持する外ケース１６Ｃと、上記レンズホルダ１２を上記上ケース１６Ａと下ケース１６Ｂとに弾性支持する板バネ１７Ａ，１７Ｂとに加えて、上記レンズホルダ１２の下部側に規制用の溝１２ｎを設けるとともに、上記下ケース１６Ｂに上記溝部１２ｎ内へ突出する突起部１６ｍを設けて、上記溝１２ｎの側壁１２ｐと内壁１２ｑにて、上記突起部１６ｍの移動量（レンズホルダ１２の移動量）を規制するようにしている。
このように、レンズホルダ１２の回転や横方向の移動量を規制する構成とすれば、板バネ１７Ａ，１７Ｂの変形量を抑制することができるので、板バネ１７Ａ，１７Ｂの塑性変形を防止することができ、レンズ駆動装置１０Ｚの耐久性を向上させることができる。
特開２００４−２８００３１号公報

ところで、上記下ケース１６Ｂの下側には、上記レンズ１１で集光され上記下ケース１６Ｂの中心部に形成された開口部１６ｈを通って送られてくる光を受光してこれを電気信号に変換する受光センサ１９が配置されている。この受光センサ１９の受光面１９Ｓは上記レンズ１１の持つ最大口径の位置よりも内側に位置している。
上記のレンズ駆動装置１０Ｚでは、図７（ｂ）に示すように、上記規制用の溝１２ｎと上記突起部１６ｍとの隙間が下ケース１６Ｂと受光面１９Ｓとの間の空間に開口しているため、突起部１６ｍが規制用の溝１２ｎに接触し、この接触によりゴミが発生した場合には、上記ゴミが受光センサ１９上に落下する場合が考えられる。そして、上記ゴミが上記受光センサ１９の受光面１９Ｓに付着した場合には、画像の欠損といった問題点が発生する恐れがある。

本発明は、従来の問題点に鑑みてなされたもので、レンズホルダの固定部材に対する変位量を規制して、落下時の衝撃などによるバネ部材の塑性変形を防止するとともに、規制部材とホルダとの接触により発生するゴミ等の受光センサ上への落下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。

本願の請求項１に記載の発明は、レンズを保持するホルダと、このホルダの外側に配置された固定部材と、上記ホルダと上記固定部材とを、上記レンズの開口部側である上部側及び上記開口部側とは反対側の下部側にてそれぞれ連結するバネ部材とを備えたレンズ駆動装置であって、上記固定部材のレンズ開口部側とは反対側に設けられた、レンズ開口部側に突出し、ホルダ径方向の最内部の位置が上記レンズの持つ最大口径の位置かそれよりも外側に位置する突起部と、上記ホルダの下側に設けられ、当該ホルダの径方向外側に突出して上記突起部を覆う鍔部とを備えており、上記鍔部の上記突起部側には、上記突起部の少なくともホルダ径方向の先端部を収納するとともに、上記突起部の上記ホルダに対する相対的な移動量を規制する規制用の溝が形成されていることを特徴とする。
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のレンズ駆動装置において、上記突起部のホルダ径方向内側に、外周部が上記突起部の内周部と一体化され、先端が上記ホルダの内部に位置する円筒状の隔壁を形成したものである。
請求項３に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載のレンズ駆動装置において、上記突起部と上記規制用の溝のレンズ移動方向におけるオーバーラップ量を、上記ホルダのレンズ移動方向における最大移動量以上としたものである。
請求項４に記載の発明は、請求項２または請求項３に記載のレンズ駆動装置において、上記円筒状の隔壁と上記規制用の溝のレンズ移動方向におけるオーバーラップ量を、上記ホルダのレンズ移動方向における最大移動量以上としたものである。

本発明のレンズ駆動装置は、固定部材のレンズ開口部側とは反対側に、レンズ開口部側に突出し、ホルダ径方向の最内部の位置が上記レンズの持つ最大口径の位置かそれよりも外側に位置する突起部を設け、レンズホルダの下側に、当該ホルダの径方向外側に突出して上記突起部を覆うとともに、上記突起部側に上記突起部の少なくともホルダ径方向の先端部を収納し、かつ、上記突起部の上記ホルダに対する相対的な移動量を規制する規制用の溝が形成された鍔部を設け、落下などの衝撃によるレンズホルダの回転や横方向移動を規制するようにしたので、ホルダの回転や横方向移動に伴うバネ部材の塑性変形を防止することができ、装置の耐久性を向上させることができる。また、本発明では、上記突起部と上記規制用の溝との隙間が固定部材の下側に配置される受光センサの受光面に開口していないので、突起部とホルダとの接触により発生するゴミ等が受光センサ上への落下を防止することができる。
更に、上記突起部のホルダ径方向内側に、外周部が上記突起部の内周部と一体化され、先端が上記ホルダの内部に位置する円筒状の隔壁を形成するようにすれば、突起部とホルダとの接触により発生するゴミだけでなく、レンズ駆動装置の内部に浮遊してゴミが回り込んで受光センサ上への落下することもないので、ゴミ等の付着による画像の欠損を確実に防止することができる。
このとき、上記突起部と上記規制用の溝のレンズ移動方向におけるオーバーラップ量や上記円筒状の隔壁と上記規制用の溝のレンズ移動方向におけるオーバーラップ量を、上記ホルダのレンズ移動方向における最大移動量以上としておけば、レンズの位置に関わらず、ホルダの回転や横方向移動を確実に規制することができる。

以下、本発明の最良の形態について、図面に基づき説明する。
なお、以下の説明中、従来例と共通する部分については同一符号を用いて説明する。
最良の形態１．
図１（ａ）は、本発明の最良の形態１に係るレンズ駆動装置１０の構成を示す模式図で、図１（ｂ）は、このレンズ駆動装置１０を受光センサ１９側から見た平面図、図２はレンズホルダとケーシングの組付け前の状態を示す図である。各図において、１１はレンズ、１２はこのレンズ１１を保持するレンズホルダ、１３は上記レンズホルダに装着される環状の駆動コイル、１４は上記駆動コイル１３に放射状に分布する磁界を印加するためのマグネット、１５はヨーク、１６Ａ，１６Ｂは固定部材である上ケース１６Ａと下ケース、１６Ｃは上記下ケース１６Ｂに一体に構成されて、上記マグネット１４及びヨーク１５を外周側から支持する外ケース、１７Ａ，１７Ｂは上記レンズホルダ１２を上記上ケース１６Ａと下ケース１６Ｂとに弾性支持する板バネ、２０は上記レンズホルダ１２の動きを規制する規制部である。また、上記下ケース１６Ｂの中心部にはレンズの持つ最大口径かそれよりも大きな径を有する開口部１６ｈが形成されている。
規制部２０は上記下ケース１６Ｂに設けられた突起部２１と、レンズホルダ１２のレンズ開口部側とは反対側（以下、下側という）に設けられた鍔部２２に形成された溝２３とから構成される。
突起部２１は上記開口部１６ｈの周縁部からレンズ開口部側に突出するブロック状の部材で、本例では、上記周縁部に９０度間隔で４個設けられている。この突起部２１の上記開口部１６ｈ側の面２１ａは、上記開口部１６ｈを断面としてホルダ径方向に延長する仮想円柱の外周部に内接する凹面となるように形成されている（図２参照）。すなわち、上記突起部２１のホルダ径方向の最内部の位置は、上記レンズの持つ最大口径の位置かそれよりも外側に位置するように設けられている。また、上記開口部１６ｈ側の面２１ａと反対側の面である径方向外側の面２１ｂは、上記面２１ａとほぼ同じ曲率半径の凸面となっている。
鍔部２２はレンズホルダ１２の径方向外側に突出して上記突起部２１を覆っている。そして、この鍔部２２の突起部２１側の上記突起部２１に対応する部分には、上記突起部２１の少なくともホルダ径方向の先端部を収納するとともに、上記突起部２１の上記ホルダに対する相対的な移動量を規制する規制用の溝２３が形成されている。なお、図２に示すように、本例の溝２３の両側には下ケース１６Ｂ方向に突出するバネ部材位置決め用の突起部２２ｋ，２２ｋが設けられているため、上記溝２３は径方向内側の方が溝深さが実質的に深くなっている。

上記突起部２１と規制用の溝２３との関係は、詳細には、図３（ａ）に示すように、規制用の溝２３の溝幅Ｗが上記突起部２１の溝幅ｗよりも広く、かつ、上記溝２３の深さ（ホルダ径方向の長さ）Ｄが少なくとも上記突起部２１のホルダ径方向の先端部、好ましくは上記突起部２１の厚み（ホルダ径方向の幅）ｄの半分以上が十分に収納されるような寸法である。
また、上記突起部２１と上記規制用の溝２３のレンズ移動方向の長さについてはスペースの関係で適宜決定されるが、レンズの位置に関わらず、ホルダの回転や横方向移動を確実に規制するためには、図３（ｂ）に示すように、上記突起部２１と上記規制用の溝２３のレンズ移動方向のオーバーラップ量ｋを、上記レンズホルダ１２のレンズ移動方向における最大移動量以上となるように設定することが好ましい。
これにより、上記突起部２１は、上記規制用の溝２３に対して、ホルダ径方向及びホルダ周方向にそれぞれ所定の隙間を保ちながら、少なくともホルダ径方の先端部が上記規制用の溝２３内に収納されるので、落下時の衝撃などにより、上記レンズホルダ１２が回転した場合には、上記突起部２１の側面（ホルダ１２の径方向に交差する面）２１ｃ，２１ｃが上記規制用の溝２３の内壁２３ｐ，２３ｐに当たって上記回転が阻止されるので、板バネ１７Ａ，１７Ｂの変形量を抑制することができ、上記板バネ１７Ａ，１７Ｂの塑性変形を防止することができる。
一方、上記レンズホルダ１２が径方向に移動した場合には、上記突起部２１の上記開口部１６ｈ側の面２１ａと反対側の面２１ｂが上記規制用の溝２３の溝底部２３ｑに当たって上記径方向の移動が阻止されるので、板バネ１７Ａ，１７Ｂの変形量を規制することができる。
更に、本例では、上記突起部２１のホルダ径方向の最内部の位置が、上記レンズの持つ最大口径の位置かそれよりも外側に位置しており、かつ、突起部２１は鍔部２２により覆われているので、突起部２１と規制用の溝２３との隙間が受光センサ１９の受光面１９Ｓ側に開口していないので、上記突起部２１と上記溝２３との接触により発生するゴミ等が受光センサ１９上へ直接落下することを防止することができる。

このように、本最良の形態１によれば、レンズ１１を保持するレンズホルダ１２と固定部材である上ケース１６Ａと下ケース１６Ｂとを板バネ１７Ａ，１７Ｂにて弾性支持する構成のレンズ駆動装置１０において、上記下ケース１６Ｂの中心部に形成された開口部１６ｈも周縁部にレンズ開口部側に突出する突起部２１を設け、レンズホルダ１２の下側に、上記突起部２１のホルダ径方向の先端部を収納し、かつ、上記突起部２１のレンズホルダ１２に対する相対的な移動量を規制する規制用の溝２３が形成された、上記突起部２１を覆う鍔部２２を設けて、落下などの衝撃によるレンズホルダの回転や横方向移動を規制するようにしたので、ホルダの回転や横方向移動に伴う板バネ１７Ａ，１７Ｂの塑性変形を防止することができ、装置の耐久性を向上させることができる。また、突起部２１と規制用の溝２３との隙間が受光センサ１９の受光面１９Ｓ側に開口していないので、受光センサ１９上へのゴミ等の落下を防止することができる。

最良の形態２．
図４（ａ）は、本発明の最良の形態２に係るレンズ駆動装置１０Ｒの構成を示す模式図で、模式図で、図４（ｂ）は、このレンズ駆動装置１０Ｒを受光センサ１９側から見た平面図、図５はレンズホルダとケーシングの組付け前の状態を示す図である。
本例のレンズ駆動装置１０Ｒでは、下ケース１６Ｂに、突起部２１に加えて、円筒状の隔壁２４を設けた構成としている。
上記円筒状の隔壁２４は、内径が上記下ケース１６Ｂの開口部１６ｈとほぼ等しい環状の部材で、その先端はレンズホルダ１２の内部側に位置している。また、その外周部は上記突起部２１の内周側の面２１ａと一体化されている。本例では、上記円筒状の隔壁２４の高さを上記突起部２１の高さよりも高く設定している。
上記最良の形態１で示した構成では、レンズ駆動装置１０が上下、前後、左右に大きく動いた場合、突起部２１と溝２３との衝突で生じレンズ駆動装置１０内に留まっているゴミが上記突起部２１の側面２１ｂ，２１ｂ側を回り込んで受光センサ１９上に落下する恐れがある。しかしながら、本例の構造を採れば、回り込もうとするゴミは上記円筒状の隔壁２４により阻止されるので、突起部２１とレンズホルダ１２との接触により発生するゴミだけでなく、レンズ駆動装置１０Ｒの内部に浮遊しているゴミの落下も防止することができるので、ゴミ等の付着による画像の欠損を確実に防止することができる。
なお、上記浮遊しているゴミの落下を確実に防止するためには、上記円筒状の隔壁２４とレンズホルダ１２内径部とのレンズ移動方向のオーバーラップ量Ｋを、上記レンズホルダ１２のレンズ移動方向における最大移動量以上となるように設定することが好ましい。
また、上記円筒状の隔壁２４の高さは、上記突起部２１の高さと同じ高さであってもよいし、突起部２１の高さを高くしてもよいが、本例のように、円筒状の隔壁２４の高さを上記突起部２１の高さよりも高くした方が、内部に浮遊しているゴミの落下を確実に防止することができる。

なお、上記最良の形態１，２では、突起部２１と規制用の溝２３とを４箇所設けたが、これに限るものではなく、３箇所以上設けてあればよい。なお、突起部２１と規制用の溝２３とは１箇所あるいは２箇所であってもある程度の効果はあるが、この場合には、突起部２１が規制用の溝２３に当たったときに、上記突起部２１もしくは規制用の溝２３を支点として光軸（または、レンズホルダ１２の中心軸）が傾いたり、横方向移動を確実に規制できない恐れがあるので、突起部２１と規制用の溝２３とは３箇所以上設けることが好ましい。また、突起部２１と規制用の溝２３とはレンズホルダ１２の中心に対して対称に配置することが好ましい。

以上説明したように、本発明によれば、バネ部材の塑性変形を確実に防止することができとともに、規制部材とホルダとの接触により発生するゴミ等の受光センサ上への落下を防止することができるので、レンズ駆動装置の耐久性と信頼性とをともに向上させることができる。

本発明の最良の形態１に係るレンズ駆動装置の構成を示す模式図である。 レンズホルダとケーシングの組付け前の状態を示す図である。 突起部と溝部との関係を示す図である。 本発明の最良の形態２に係るレンズ駆動装置の構成を示す模式図である。 レンズホルダとケーシングの組付け前の状態を示す図である。 従来のレンズ駆動装置の構成を示す図である。 規制部を備えたレンズ駆動装置の構成を示す図である。

符号の説明

１０ レンズ駆動装置、１１ レンズ、１２ レンズホルダ、１３ 駆動コイル、
１４ マグネット、１５ ヨーク、１６Ａ 上ケース、１６Ｂ 下ケース、
１６Ｃ 外ケース、１７Ａ，１７Ｂ 板バネ、２０ 規制部、２１ 突起部、
２２ 鍔部、２３ 規制用の溝。

Claims (4)

1. レンズを保持するホルダと、このホルダの外側に配置された固定部材と、上記ホルダと上記固定部材とを、上記レンズの開口部側である上部側及び上記開口部側とは反対側の下部側にてそれぞれ連結するバネ部材とを備えたレンズ駆動装置であって、上記固定部材のレンズ開口部側とは反対側に設けられた、レンズ開口部側に突出し、ホルダ径方向の最内部の位置が上記レンズの持つ最大口径の位置かそれよりも外側に位置する突起部と、上記ホルダの下側に設けられ、当該ホルダの径方向外側に突出して上記突起部を覆う鍔部とを備えており、上記鍔部の上記突起部側には、上記突起部の少なくともホルダ径方向の先端部を収納するとともに、上記突起部の上記ホルダに対する相対的な移動量を規制する規制用の溝が形成されていることを特徴とするレンズ駆動装置。
2. 上記突起部のホルダ径方向内側には、外周部が上記突起部の内周部と一体化され、先端が上記ホルダの内部に位置する円筒状の隔壁が形成されてい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. 上記突起部と上記規制用の溝のレンズ移動方向におけるオーバーラップ量を、上記ホルダのレンズ移動方向における最大移動量以上としたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のレンズ駆動装置。
4. 上記円筒状の隔壁と上記規制用の溝のレンズ移動方向におけるオーバーラップ量を、上記ホルダのレンズ移動方向における最大移動量以上としたことを特徴とする請求項２または請求項３に記載のレンズ駆動装置。

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