JP2009047935A - レンズ駆動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】レンズの光軸方向又は径方向における薄型化を図ることが可能なレンズ駆動装置を提供する。
【解決手段】レンズを保持する保持部材（スリーブ１３）を備えた移動体と、バネ部材（第２の板バネ１５など）を介して移動体を光軸方向に移動可能に支持する固定体（バックヨーク１１など）と、移動体を光軸方向に駆動するコイル（第２のコイル１８２を含む）と、を有し、バネ部材は、保持部材の近傍に配設されて、コイルと半田付けされ、保持部材には前記コイルを係止する係止部が形成されている。
【選択図】図５

Description

本発明は、レンズを光軸方向に変位駆動して被写体の像を結像させるレンズ駆動装置に関する。

近年、カメラが搭載されたカメラ付き携帯電話機が普及するにつれ、その携帯電話機を用いて様々な被写体を撮影する機会が増えている。例えば、友人や風景など、カメラのレンズからある程度離れた被写体を撮影（通常撮影）したり、バスの時刻表や花びらなど、カメラのレンズと近接した位置にある被写体を撮影（接写撮影）したりする場合がある。

接写撮影（マクロ撮影）の場合、カメラのレンズ位置は、通常撮影時のレンズ位置よりも、僅かに被写体側に近づいた位置にする必要がある。そのため、この種の撮影レンズ系では、レンズを光軸方向に変位駆動する駆動機構を備えており、スイッチの切り替えによってこの駆動機構を駆動し、レンズを光軸方向に移動させることができるようになっている（例えば特許文献１参照）。

特許文献１に開示されたレンズ駆動装置は、鏡筒と、可動レンズを有し鏡筒に対して光軸方向へ移動される可動部と、厚み方向が光軸方向に一致された付勢用板バネと、を有している。また、この付勢用板バネは、可動部を保持する保持部と弾性変形可能とされ、可動部を光軸方向へ付勢するバネ部と、鏡筒に取り付けられる被取付け部と、を有している。そして、付勢用板バネのバネ部が、光軸方向に直交する面内において可動部に生じる移動力を抑制するように構成されている。

ここで、付勢用板バネのコイル接続部は、コイルホルダーのコイル巻回用突部と隣接して位置されている。そして、コイル巻回用突部に巻回された駆動用コイルの各端部は、コイル接続部と半田によって接続されている。

特開２００６−２２７１０３号公報（段落番号［００８８］）

しかしながら、特許文献１に開示された従来のレンズ駆動装置１において、更なる小型化を図ろうとした場合、コイルホルダーのコイル巻回用突部は、径方向に突出するように形成されており、径方向における小型化の妨げになる。径方向における小型化が妨げられると、レンズの大口径化に対応できない虞がある。また、付勢用板バネに径方向のアーム部を設け、そのアーム部に駆動用コイルを巻回する場合も同様に、このアーム部によって径方向における小型化の妨げとなる。

一方で、例えば付勢用板バネの光軸方向における表面に、駆動用コイルの端部を半田付けすることも考えられる。具体的には、付勢用板バネにおける撮像素子との対向面に、半田付けすることが考えられる。しかし、駆動用コイルの端部及び半田が露出しているので、駆動時に他の部品等と接触し、最悪の場合、コイルが断線するという問題がある。

本発明は、以上の点に鑑みてなされたものであり、その目的は、薄型化を図ることが可能なレンズ駆動装置を提供することにある。

以上のような課題を解決するために、本発明は、以下のものを提供する。

（１） レンズを保持する保持部材を備えた移動体と、バネ部材を介して前記移動体を光軸方向に移動可能に支持する固定体と、前記移動体を光軸方向に駆動するコイルと、を有し、前記バネ部材は、前記保持部材の近傍に配設されて、前記コイルと半田付けされ、前記保持部材には前記コイルを係止する係止部が形成されていることを特徴とするレンズ駆動装置。

本発明によれば、レンズを保持する保持部材を備えた移動体と、移動体を光軸方向に移動可能に支持する固定体と、コイルと、を有し、保持部材の近傍に配設されたバネ部材は、コイルと半田付けされ、加えて、保持部材には、コイルを係止する係止部が形成されていることとしたので、レンズ駆動装置を薄型化することができる。

すなわち、従来のように、コイルホルダーに径方向に突出するように形成されたコイル巻回用突部や、板バネのアーム部などに巻回して固定するのではなく、保持部材に形成された係止部に固定するので、径方向の厚みをできるだけ薄くすることができ、ひいてはレンズ駆動装置の小型化を図ることができる。なお、これにより、レンズの大口径化にも対応しやすくなる。

また、従来のように、板バネの軸方向における表面に固定するわけではないので、軸方向の厚みを薄くすることも可能となり、ひいてはレンズ駆動装置の小型化を図ることができる。なお、これにより、携帯電話に搭載されたカメラにレンズ駆動装置を組み込む場合、実装効率を高めることができる。

（２） 前記係止部は、前記コイルを前記バネ部材まで引導する引き回し部と、前記コイルを仮止めする引き掛け部と、を備えることを特徴とするレンズ駆動装置。

本発明によれば、上述した係止部に、コイルをバネ部材まで引導する引き回し部と、コイルを仮止めする引き掛け部と、を設けることとしたので、まず、他の部材と接触しないところにある引き回し部によってコイルの断線を防止することができる。また、引き掛け部によってコイルを仮止めできるので、製造工程を簡易化することができる。

ここで、「引き回し部」の形状については、その種類の如何を問わない。例えば、傾斜面を備える形状であってもよし、段差を備える形状であっても構わない。

（３） 前記係止部は、前記バネ部材と面する側に形成されているとともに、前記バネ部材には、前記係止部に対応する位置に、前記コイルの厚み分を調節する逃げ部が形成されていることを特徴とするレンズ駆動装置。

本発明によれば、上述した係止部は、バネ部材と面する側に形成されているとともに、バネ部材にはコイルの厚み分を調節する逃げ部が形成されていることとしたので、この逃げ部によってコイルの厚み分を吸収することができる。すなわち、逃げ部があることによって、コイルをバネ部材の表面（上面）に半田付けしないで済むため、光軸方向における薄型化を実現することができる。

（４） 前記逃げ部は、前記引き掛け部の面積より大きい凹形状であることを特徴とするレンズ駆動装置。

本発明によれば、上述した逃げ部は、前記引き掛け部の面積より大きい凹形状であるので、部品点数が増えるのを防ぎつつ薄型化を図ることができる。詳細には、レンズ駆動装置に必要とされるバネ部材に逃げ部を設けることで、余計な部品点数を増やすことなく、光軸方向における薄型化を実現することができる。

ここで、「逃げ部」の構造・大きさ等の如何は問わない。すなわち、コイルが逃げることができる構造であれば、如何なる構造であってもよい。隙間のない凹形状であってもよいし、隙間部を有する凹形状であってもよい。

（５） 前記逃げ部は、前記引き掛け部の面積より大きい開口部を備えた孔形状であることを特徴とするレンズ駆動装置。

本発明によれば、上述した逃げ部は、前記引き掛け部の面積より大きい開口部を備えた孔形状であるので、コイルを逃がす逃げ部の体積（コイルの収納体積）をより大きくすることができる。また、引き掛け部の面積より大きい開口部を備えることで、開口部には、引き掛け部以外の空間が生まれる。そして、その空間をコイルの通過穴とすることで、バネ部材に接触することなく、引き掛け部にコイルを引導することができる。その結果、コイルの断線を防止することができる。さらに、逃げ部を孔形状とすることで、逃げ部に対して外から簡易に半田付けすることができ、ひいては製造工程の容易化に資することができる。

（６） 前記引き回し部は、傾斜面を備えることを特徴とするレンズ駆動装置。

本発明によれば、上述した引き回し部には、傾斜面が設けられることとしたので、コイルの巻き線から引き掛け部まで自然な形で引導することができる。

本発明に係るレンズ駆動装置によれば、レンズを保持する保持部材に、コイルを係止する係止部が形成されていることとしたので、薄型化を図ることができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照しながら説明する。

［機械構成］
図１は、本発明の実施の形態に係るレンズ駆動装置１の外観構成を示す斜視図である。図２は、本発明の実施の形態に係るレンズ駆動装置１の機械構成を示す分解斜視図である。

図１及び図２において、レンズ駆動装置１は、バックヨーク１１と、カバー１２と、スリーブ１３と、第１の板バネ１４と、第２の板バネ１５と、ワイヤースプリング１６と、マグネット１７と、コイル１８と、台座１９と、を有している。なお、レンズ駆動装置１は、スリーブ１３を光軸方向Ｌに沿って、被写体（撮像対象）に近づくＡ方向（前側）、被写体とは反対側（像側）に近づくＢ方向（後側）の双方向に移動させるものである（図１参照）。また、スリーブ１３によって保持されるレンズは、説明の便宜上、図示を省略している。また、「保持部材」の一例としてのスリーブ１３は、ワイヤースプリング１６等と併せて「移動体」を構成する。また、バックヨーク１１，台座１９は、第２の板バネ１５を介して、スリーブ１３等を光軸方向に移動可能に支持する「固定体」の一例として機能する。

バックヨーク１１は、例えば鋼板などの強磁性板から構成され、角筒状を呈している。また、バックヨーク１１は、レンズ駆動装置１の側面で露出し、その側面部を構成している。カバー１２は、バックヨーク１１に取付けられ、固定体の被写体側を覆うものであって、その中央には、被写体からの反射光をレンズに取り込むための円形の入射窓が形成されている。台座１９は、像側で撮像素子（図示せず）を保持するものである。

コイル１８は、第１のコイル１８１及び第２のコイル１８２から構成され、これらは光軸Lの方向に２段に配置され、いずれも円環状となっている。そして、スリーブ１３に巻き付けられるとともに、移動体を光軸方向に駆動する。また、８個のマグネット１７が光軸方向に２段に重ねて配置されており、各段のマグネット１７は、第１のコイル１８１及び第２のコイル１８２に対して外周側で対向し、バックヨーク１１の内周面のうち４箇所の角部分に固定される。

本実施の形態では、８個のマグネット１７は、いずれにおいても内面と外面とが異なる極に着磁されている。例えば、前側に配置された４個のマグネット１７は、その内面がＮ極に着磁され、外面がＳ極に着磁され、後側に配置された４個のマグネット１７は、その内面がＳ極に着磁され、外面がＮ極に着磁されている。

第１の板バネ１４及び第２の板バネ１５は、双方とも金属製の薄板から形成されており、光軸方向における厚さを同じにしている。

バックヨーク１１は、第１のコイル１８１及び第２のコイル１８２が配置されている領域の光軸方向の寸法、および、マグネット１７の光軸方向の寸法よりも大きくなっているため、マグネット１７と第１のコイル１８１との間に構成される磁路、及び、マグネット１７と第２のコイル１８２との間に構成される磁路からの漏れ磁束を少なくすることができ、その結果、スリーブ１３の移動量と、第１のコイル１８１及び第２のコイル１８２に流す電流との間のリニアリティを向上させることができるようになっている。

レンズ駆動装置１は、円環状のワイヤースプリング（磁性部材）１６を備えている。ワイヤースプリング１６は、マグネット１７との間に作用する磁気吸引力により、スリーブ１３に対して光軸方向の付勢力を印加する。このため、移動体（スリーブ１３等）が無通電時に自重で変位することを防止することができ、ひいては移動体（スリーブ１３等）に所望の姿勢を維持させることができる。

スリーブ１３は、光軸方向を軸方向として形成され、コイル１８が巻かれる第１のコイル巻回部１３１及び第２のコイル巻回部１３２（いずれも凹部形状）と、コイル１８を案内する第１のコイルガイド部１３３，第２のコイルガイド部１３４，及び第３のコイルガイド部１３５と、を有している（図２参照）。

ここで、本実施形態に係るレンズ駆動装置１では、スリーブ１３のうちの第３のコイルガイド部１３５が特徴的である。具体的には、第２の板バネ１５は、スリーブ１３の近傍に配設されて、第２のコイル１８２と半田付けされるとともに、上述した第３のコイルガイド部１３５には、第２のコイル１８２を係止する係止部１３５ａが形成されている（図２参照）。以下、図３〜図８を用いて詳述する。

［係止部］
図３は、レンズ駆動装置１からバックヨーク１１及び台座１９を取り外し、後ろ側から見たときの様子を示す斜視図である。図４は、スリーブ１３、および第一のコイル１８１、第二のコイル１８２を示す図である。

図４に示すように、係止部１３５ａは、第３のコイルガイド部１３５の一部として形成され、突起状の形状となっている。なお、係止部１３５ａは、径方向に突出させているが、コイルガイド部１３５よりは径方向に突出していないので、レンズ駆動装置１の径方向への大型化とはなっていない。この係止部１３５ａ付近を拡大した様子を図５〜図８を用いて説明する。

図５は、係止部１３５ａ付近を拡大したときの拡大図である。

図５において、突起形状の係止部１３５ａは、コイル１８を仮止めする引き掛け部１３５ｂと、コイル１８を第２の板バネ１５まで引導する引き回し部１３５ｃと、を有している。特に、この引き回し部１３５ｃについては、第３のコイルガイド部１３５のうちの第２の板バネ１５と対向する面に対し、所定角度（ここでは３０度）で傾斜した傾斜面となっている。この傾斜面の径方向の幅としては、例えば１００μｍとすることができる。

また、引き回し部１３５ｃは、引き掛け部１３５ｂを挟むようにして周方向に２個形成されており、両者は対称形状をしている。なお、本実施形態では傾斜面としたが、引き回し部１３５ｃの形状の如何は問わない。例えば、Ｒ面からなる形状としてもよいし、段差面からなる形状としてもよい。

図６は、コイル１８が巻回されていないスリーブ１３において、係止部１３５ａ付近を拡大したときの拡大図である。図７は、図６に示すスリーブ１３に、第２のコイル１８２を巻回したときの様子を示す拡大図である。

図７に示すように、係止部１３５ａの径方向外側の外周面は、第２のコイル１８２の外周面とほぼ一致するように構成されている。このような状態の下、第３のコイルガイド部１３５に対して第２の板バネ１５を取り付けたときの様子について説明する。

図８は、スリーブ１３に第２の板バネ１５が取り付けられたときの様子を示す拡大図である。

図８において、第２の板バネ１５には、矩形状の開口部１５ａが形成されており、上述した引き掛け部１３５ｂの面積よりも大きい孔形状となっている。より具体的には、第２の板バネ１５には、係止部１３５ａに対応する位置に、第２のコイル１８２の厚み分を調節する「逃げ部」として、開口部１５ａが形成されている。したがって、開口部１５ａの厚み（すなわち、第２の板バネ１５の厚み）は、第２のコイル１８２の直径よりも大きくなっている。本実施形態では、６０μｍの厚みがある。このため、引き掛け部１３５ｂに載置された第２のコイル１８２は第２の板バネ１５よりも突出することはないので、断線の防止となっている。

また、係止部１３５ａは、第２の板バネ１５と面する側に形成されているところ、上述したように、開口部１５ａは係止部１３５ａのうち引き掛け部１３５ｂの面積よりも大きくなっているため、引き掛け部１３５ｂの両端に隙間ができている。したがって、一方の引き回し部１３５ｃに沿って引導された第２のコイル１８２は、その隙間から引き掛け部１３５ｂに載置される。そして、他方の引き回し部１３５ｃへ引き回される。このあと半田付けを行う。

半田付けは、具体的には、開口部１５ａに、手半田つけ又はクリーム半田でリフロー処理を行い（このとき、３００度の高温処理を行う）、開口部１５ａに対して所定量の半田付けを行う。これにより、引き掛け部１３５ｂに載置された第２のコイル１８２と第２の板バネ１５とが半田によって電気的に接続されるようになっている。この場合、第２の板バネ１５の厚みが、第２のコイル１８２の直径よりも大きいので、半田付けした場合でも、従来に比べて、第２の板バネ１５の表面から半田が突出量は少なくすることができる。

このようにして、半田付けが終了すると、給電用の第２の板バネ１５より、第２のコイル１８２に電流が流れ、これと繋がっている第１のコイル１８１にも電流が流れるようになる。なお、本実施形態では、「逃げ部」として開口部１５ａを考えたが、それ以外にも例えば、引き掛け部１３５ｂの面積より大きい凹形状を呈した「逃げ部」を採用してもよい。すなわち、第２のコイル１８２の厚み分を調整することができるような空間を有する形状であれば、如何なる形状であっても構わない。

［基本動作］
本実施形態に係るレンズ駆動装置１において、移動体は、通常（第１のコイル１８１及び第２のコイル１８２の無通電時）は、撮像素子側（像側）に位置する。このとき、ワイヤースプリング１６は、マグネット１７との間に作用する磁気吸引力によって、移動体の変位を規制している。ただし、ワイヤースプリング１６とマグネット１７との距離はある程度保たれているため、ワイヤースプリング１６とマグネット１７との磁気吸引力が強くなり過ぎることはない。これにより、移動体の中心軸がずれるのを防ぎ、ひいてはチルト特性の悪化を防ぐことができる。

このような状態において、第１のコイル１８１及び第２のコイル１８２に電流を流すと、第１のコイル１８１及び第２のコイル１８２は、それぞれ上向き（前側）の電磁力を受けることになる。これにより、第１のコイル１８１及び第２のコイル１８２並びにスリーブ１３は、被写体側（前側）に移動し始める。

このとき、第１の板バネ１４とスリーブ１３の前端との間、及び第２の板バネ１５とスリーブ１３の後端との間には、それぞれスリーブ１３の移動を規制する弾性力が発生する。このため、スリーブ１３を前側に移動させようとする電磁力と、スリーブ１３の移動を規制する弾性力が釣り合ったとき、スリーブ１３は停止する。また、第１のコイル１８１及び第２のコイル１８２に、逆方向の電流を流すと、第１のコイル１８１及び第２のコイル１８２は、それぞれ下向き（後側）の電磁力を受けることになる。

その際、第１のコイル１８１及び第２のコイル１８２に流す電流量と、第１の板バネ１４及び第２の板バネ１５によってスリーブ１３に働く弾性力を調整することで、スリーブ１３（移動体）を所望の位置に停止させることができる。なお、電磁力と弾性力との釣り合いを利用してスリーブ１３を停止させることで、衝突音の発生を防ぐことができるようになっている。

［実施形態の効果］
以上説明したように、本実施形態に係るレンズ駆動装置１によれば、スリーブ１３に、コイル１８を係止するための係止部１３５ａを形成しているので、径方向の厚みが厚くなるのを防ぐことができ、また、径方向の厚みを薄くできれば、レンズの大口径化にも対応しやすくなる。なお、係止部１３５ａは、スリーブ１３のストッパーの構造の一部に形成されている。

また、第２の板バネ１５に開口部１５ａを形成しておくことで、光軸方向の厚みが厚くなるのを防ぐこともできる。その結果、レンズ駆動装置１の小型化を図ったり、他の機器への実装効率を高めたりすることができる。なお、第２の板バネ１５は、レンズ駆動装置１に必須の部材であるため、全体的な部品点数の増加を防ぐことができる。

また、係止部１３５ａには、引き掛け部１３５ｂが設けられており、コイル１８の仮止めが可能なので、製造工程の簡易化に資することができる。また、引き回し部１３５ｃには傾斜面が設けられているので、コイル１８の巻き線から引き掛け部１３５ｂまで、力が集中してかかるようなこともなく、自然な形で引導することができる。

さらに、本実施形態に係るレンズ駆動装置１では、逃げ部として、引き掛け部１３５ｂよりも面積の大きい孔形状の開口部１５ａを採用している。これにより、余計な部品点数を増やすことなく、光軸方向における薄型化を実現することができる。

なお、レンズ駆動装置１は、カメラ付き携帯電話機の他にも、様々な電子機器に取り付けることが可能である。例えば、ＰＨＳ，ＰＤＡ，バーコードリーダ，薄型のデジタルカメラ，監視カメラ，車の背後確認用カメラ，光学的認証機能を有するドア等である。

本発明に係るレンズ駆動装置は、薄型化を図ることが可能なレンズ駆動装置として有用である。

本発明の実施の形態に係るレンズ駆動装置の外観構成を示す斜視図である。 本発明の実施の形態に係るレンズ駆動装置の機械構成を示す分解斜視図である。 レンズ駆動装置からバックヨーク及び台座を取り外し、後ろ側から見たときの様子を示す斜視図である。 図３から、コイルが巻回されたスリーブだけを取り出したときの様子を示す図である。 係止部付近を拡大したときの拡大図である。 コイルが巻回されていないスリーブにおいて、係止部付近を拡大したときの拡大図である。 図６に示すスリーブに、第２のコイルを巻回したときの様子を示す拡大図である。 スリーブに第２の板バネが取り付けられたときの様子を示す拡大図である。

符号の説明

１ レンズ駆動装置
１１ バックヨーク
１２ カバー
１３ スリーブ
１４ 第１の板バネ
１５ 第２の板バネ
１６ ワイヤースプリング
１７ マグネット
１８ コイル
１９ 台座

Claims (6)

1. レンズを保持する保持部材を備えた移動体と、
   バネ部材を介して前記移動体を光軸方向に移動可能に支持する固定体と、
   前記移動体を光軸方向に駆動するコイルと、を有し、
   前記バネ部材は、前記保持部材の近傍に配設されて、前記コイルと半田付けされ、前記保持部材には前記コイルを係止する係止部が形成されていることを特徴とするレンズ駆動装置。
2. 前記係止部は、前記コイルを前記バネ部材まで引導する引き回し部と、前記コイルを仮止めする引き掛け部と、を備えることを特徴とする請求項１記載のレンズ駆動装置。
3. 前記係止部は、前記バネ部材と面する側に形成されているとともに、
   前記バネ部材には、前記係止部に対応する位置に、前記コイルの厚み分を調節する逃げ部が形成されていることを特徴とする請求項１又は２記載のレンズ駆動装置。
4. 前記逃げ部は、前記引き掛け部の面積より大きい凹形状であることを特徴とする請求項３記載のレンズ駆動装置。
5. 前記逃げ部は、前記引き掛け部の面積より大きい開口部を備えた孔形状であることを特徴とする請求項３記載のレンズ駆動装置。
6. 前記引き回し部は、傾斜面を備えることを特徴とする請求項２から５のいずれか記載のレンズ駆動装置。

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