JP2009053572A - レンズ駆動装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】板バネをホルダーに固定する際、溶着時に板バネが回転してしまうのを防ぐことができ、ひいては板バネの特性変化を防ぐことが可能なレンズ駆動装置を提供する。
【解決手段】レンズを備えた移動体(スリーブ170等)と、バネ部材(第一の板バネ15及び第二の板バネ18)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と、移動体を光軸方向に駆動する磁気駆動機構と、を有するレンズ駆動装置において、バネ部材は、移動体に取り付けられる第一取り付け部187a等と、固定体に取り付けられる第二取り付け部185b等と、これらの間に形成されたバネ部188b等と、を備え、第二取り付け部185b等には、固定体に形成された突部に係合する孔が形成され、その孔の形状は非円形である。
【選択図】図4

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磁気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磁気駆動機構を駆動し、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、レンズを備えた移動体と、光軸方向において離間する2箇所に配置された2枚の板バネを介して、移動体を光軸方向に移動可能に支持する固定体と、コイルとマグネットにより、移動体を光軸方向に駆動する磁気駆動機構と、を有するレンズ駆動装置が提案されている。また、コイルから引き出された2本のコイル端部を、各々2枚の板バネに接続し、2枚の板バネを介してコイルに給電する構造のレンズ駆動装置が提案されている(例えば特許文献1,2参照)。
ここで、これら2枚の板バネのうち撮像素子側に位置する板バネは、ホルダー(台座)に溶着させ又は接着剤を塗布することによって固定している。より具体的には、例えば、ホルダーには円柱状のダボを形成し、板バネには丸穴を開け、これらを嵌め合わせた後、ダボを溶着させることによって、板バネをホルダーに固定している。
特開2005−128392号公報 特開2006−201525号公報
しかしながら、板バネをホルダーに固定する際、より確実に抜け止めとはなるが、嵌め込み形状が円形であるため、例えば、溶着時に板バネが回転してしまう虞がある。この場合、板バネの足が変形したまま取り付けられたり(これにより、バネ定数が変化してしまう)、板バネ自体が塑性変形してしまったりする等のおそれがある。
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、板バネをホルダーに固定する際、板バネが回転してしまうのを防ぐことができ、ひいては板バネの特性変化を防ぐ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磁気駆動機構と、を有するレンズ駆動装置において、前記バネ部材は、前記移動体に取り付けられる第一取り付け部と、前記固定体に取り付けられる第二取り付け部と、これらの間に形成されたバネ部と、を備え、前記第二取り付け部には、前記固定体に形成された突部に係合する孔が形成され、当該孔の形状は非円形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、移動体と固定体と磁気駆動機構を有するレンズ駆動装置において、バネ部材のうち固定体に取り付けられる第二取り付け部には、固定体に形成された突部に係合する孔が形成されるとともに、その孔の形状は、非円形であることとしたので、例えば、バネ部材を固定体に溶着で固定する際、バネ部材が回転してしまうのを防ぐことができ、ひいてはバネ部材の足が変形するのを防ぐことができ、また、バネ定数が変化してしまうのを防ぐことができる。
(2) 前記孔の形状は、前記バネ部が存在する側が延びて非円形となっ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、上述した孔の形状は、バネ部が存在する側が延びて非円形となっているので、孔の内周のうち面積的に余裕がある側を延ばすことによって、レンズ駆動装置の大型化を防ぎつつ、固定体に取り付けられたバネ部材の回り止めを実現することができる。
(3) 前記孔は、前記第二取り付け部から前記バネ部に向かって形成された切り欠きを有することを特徴とするレンズ駆動装置。
本発明によれば、上述した孔は、第二取り付け部からバネ部に向かって形成された切り欠きを有することとしたので、簡易に孔の形状を非円形とすることができる。また、孔の形状を切り欠きによって非円形とすれば、簡易かつ低コストで、バネ部材の回り止め構造を実現することができる。
(4) 前記第一取付け部は前記移動体に形成された突部に係合する孔であり、該孔の形状は非円形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、移動体と固定体と磁気駆動機構を有するレンズ駆動装置において、バネ部材のうち移動体に取付けられる第一取付け部には、移動体に形成された突部に係合する孔が形成されるとともに、その孔の形状は、非円形であることとしたので、バネ部材を固定体に固定する際、溶着時にバネ部材が回転してしまうのを防ぐことができ、ひいてはバネ部材の足が変形するのを防ぐことができ、また、バネ定数が変化してしまうのを防ぐことができる。
本発明に係るレンズ駆動装置によれば、バネ部材の回り止め構造を設けることで、バネ定数の変化を防いだり、バネ部材の塑性変形を防いだりすることができ、ひいてはバネ部材の特性変化を防ぐことができる。
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、図1に示すレンズ駆動装置1をA−A'で切断したときの断面図である。
図1及び図2において、レンズ駆動装置1は、キャップ11と、板状カバー12と、ヨーク13と、マグネット141,142と、第一の板バネ15と、ワイヤースプリング16と、スリーブ170と、第一のコイル171及び第二のコイル172と、第二の板バネ18と、ホルダー19と、を有している。
なお、説明の便宜上、一又は複数枚のレンズを備え、スリーブ170の内部に取り付ける円筒状のレンズホルダは、図示を省略している。そして、レンズ駆動装置1は、スリーブ170を、光軸L方向に沿って被写体(撮像対象)に近づくA方向(前側)、および、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。
また、スリーブ170と、第一のコイル171及び第二のコイル172とは、「移動体」の一例として機能する(第一のコイル171及び第二のコイル172については、後述するように「磁気駆動機構」の一例としても機能する)。キャップ11と、板状カバー12と、ヨーク13と、ホルダー19は、第一の板バネ15及び第二の板バネ18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」の一例として機能する。本実施形態では、固定体の外周形状は、略長方形となっている。
キャップ11は、板状カバー12の被写体側を覆うものであって、キャップ11及び板状カバー12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各々形成されている。ヨーク13は、板状カバー12とホルダー19との間に挟持されることになり、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、ヨーク13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。ホルダー19は、像側で撮像素子(図示せず)を保持するものである。
移動体は、上述したように、スリーブ170と、第一のコイル171と、第二のコイル172と、を有している。第一のコイル171及び第二のコイル172は、スリーブ170の外周面に光軸L方向に2段に配置され、移動体の形状は円環状となっている。なお、移動体は、固定体を構成するヨーク13の内周に収納されており、それぞれ形状の違いから、ヨーク13の内周面の4箇所の角部分には、スペースが形成されている。そこで、マグネット141,142は、第一のコイル171及び第二のコイル172に対して外周側で対向し、ヨーク13の内周面のうち4箇所の角部分に固定される。
マグネット141,142は、それぞれ4個のマグネット片からなり(ヨーク13の内周面の4箇所に対応)、いずれのマグネット片においても内面と外面とが異なる極に着磁されている。また、例えば、前側のマグネット141では内面がN極に着磁され、外面がS極に着磁され、後側のマグネット142では、内面がS極に着磁され、外面がN極に着磁されている。さらに、前側のマグネット141は、第一のコイル171に対向するように配置され、後側のマグネット142は、第二のコイル172に対向するように配置されている。
なお、マグネット141,142と、第一のコイル171及び第二のコイル172は、移動体を光軸L方向に駆動する「磁気駆動機構」の一例として機能する。また、本実施形態では、マグネット141,142の外周面に設けられたヨーク13は、「磁気駆動機構」の構成要件の一つとなっている。
第一の板バネ15及び第二の板バネ18は、金属からなり、固定体と移動体との間に取付けられ、移動体の光軸方向への移動に対して付勢するように作用している。第一の板バネ15は、板状カバー12面上に載置され、その固定体側の端部が板状カバー12に保持される。また、第二の板バネ18は、ホルダー19面上に載置され、その固定体側の端部がホルダー19に保持される。なお、本実施形態では、第一の板バネ15及び第二の板バネ18は、双方とも金属製の薄板から形成されており、光軸L方向における厚さを同じにしている。これにより、生産性を高めることができる。
ヨーク13は、第一のコイル171及び第二のコイル172が配置されている領域の光軸L方向の寸法、および、マグネット141,142の光軸L方向の寸法よりも大きくなっているため、マグネット141と第一のコイル171との間に構成される磁路、及び、マグネット142と第二のコイル172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る。その結果、スリーブ170の移動量と、第一のコイル171及び第二のコイル172に流す電流との間のリニアリティの向上に貢献できる。
レンズ駆動装置1は、スリーブ170によって保持される、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141との間に作用する磁気吸引力により、移動体に対して光軸L方向の付勢力を印加する。このため、移動体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、ひいては移動体に所望の姿勢を維持させることができる。なお、このワイヤースプリング16は、移動体のうち被写体側(前側)の端面に配置されるとともに、移動体と第一の板バネ15との間に介在するように配置されている。
ここで、上述したように第二の板バネ18は、ホルダー19に載置されている。具体的な載置態様について、図3、図4を用いて詳述する。
図3(a)は、第二の板バネ18がホルダー19に載置されている様子を示す図であり、図3(b)は、同じ第二の板バネ18がスリーブ170に載置されている様子(後側から見た様子)を示す図である。図4(a)は、図3の点線枠Xで囲まれた部分を拡大したときの様子を示す拡大図であり、図4(b)及び図4(c)は、図4(a)に示した、第二の板バネ18を溶着したときの様子を示す図である。
図3及び図4において、第二の板バネ18は、電気的に分離された2枚のバネ片18a,18bからなっている。すなわち、光軸L方向の一箇所に位置する第二の板バネ18は、電気的に分割されたバネ片18a,18bを備えている。バネ片18a(18b)は、図3(a)に示すように、樹脂形成されたホルダー19に保持(固定)される2つの第二取り付け部185a,185b(186a,186b)と、スリーブ170の下端部に取付けられる円弧状した載置部18c(18d)と、一部が切り欠かれた略孔形状からなる複数の第一取り付け部187a〜187c(187d〜187f)と、載置部18c,18dを介して第二取り付け部185a,185b(186a,186b)と第一取り付け部187a〜187c(187d〜187f)を連結する2本のバネ部188a,188b(189a,189b)と、を備えている。さらに、バネ片18a,18bの4つの第二取り付け部185a,185b(186a,186b)は、ホルダー19面上に保持され、バネ部188a,188b(189a,189b)は、移動体の光軸L方向への移動に合せて変位可能にホルダー19の面に載置されている。
なお、図3(b)に示すように、スリーブ170の下端部には、撮像素子側(図4では紙面奥側)に延びる複数の突部171a〜171fが形成されている。したがって、第一取付け部187a〜187fと、これら突部171a〜171fとが係合する。
一方で、ホルダー19の四隅には、被写体側(図4では紙面手前側)に延びる突部191が形成されている。したがって、第二取り付け部185a,185b(186a,186b)に形成された孔1850a、1850b(1860a、1860b)と、この突部191が係合する。これらの係合によって、バネ片18a,18bはホルダー19に保持されることになる。
また、本実施形態では、第一取付け部187a〜187fと突部171a〜171f、及び、第二取付け部185a,185b(186a,186b)に形成された孔1850a、1850b(1860a、1860b)と各突部191とはそれぞれ溶着によって固定される。
具体的には、図3(a)は、第二取付け部185a、185b(186a、186b)に形成された孔1850a、1850b(1860a、1860b)に、突部191がそれぞれ嵌まり、突部191の先端がこれら孔から突き出た状態となる。この状態において、図示しないが、例えば、熱溶着装置を突部191の先端へ適宜な押し圧で押し付け保持しながら、突部191を過熱する。樹脂の溶融温度に達すると、突部191は押し圧力で潰されるとともに、第二取付け部185a、185b(186a、186b)の面に充満される。この後、図示しない冷却装置を用いて、溶融された箇所が十分に冷却され樹脂が固化される。これにより、バネ片18a,18bが固定される。
さらに詳述すると、図4(b)に示すように、第二取り付け部185bに形成された孔1850bの形状は、非円形となっている(第二取り付け部185a,186a,186bについても同様である)。より具体的には、第二取り付け部185bに形成された孔1850bの形状は、バネ部188bが存在する側が延びて切り欠き1850b'を形成しており、その結果、非円形となっている。このような形状にすることで、上述したように、突部191を過熱して溶融する際、溶融した樹脂が、切り欠き1850b'に充填されて固化される。これにより、バネ片18aが回転するのを防ぐことができ、ひいてはバネ片18aの特性変化を防ぐことができる。なお、他の第二取付け部185a,186a,186bについても同様であるので、ここでの説明は省略する。
一方で、第一取付け部187a〜187c(187d〜187f)がスリーブ170に溶着により固定されるが、溶着の説明は上述したものと同じであるので、ここでの説明は省略する。さらに、上述は、第二の板バネ18について説明したが、図2に示す第一の板バネ15において、上記に示した第二の板バネ18とは、電気的に分離された2枚のバネ片となってない点で異なっており、あとは、ほぼ同じ構成となっている。そこで、第一の板バネ15の溶着による固定についての説明は省略する。
[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(第一のコイル171及び第二のコイル172の無通電時)は、撮像素子側(像側)に位置する。具体的には、スリーブ170の下端面(像側面)がホルダー19の上面(前側面)に当接した状態である。
ここで、ワイヤースプリング16は、マグネット141との間に作用する吸引力によって、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141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141との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いでいる。
このような状態において、第一のコイル171及び第二のコイル172に所定方向の電流を流すと、第一のコイル171及び第二のコイル172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、第一のコイル171及び第二のコイル172が固着されたスリーブ170は、被写体側(前側)に移動し始める。このとき、第一の板バネ15とスリーブ170の後端との間、及び第二の板バネ18とスリーブ170の前端との間には、それぞれスリーブ170の移動を規制する弾性力が発生する。このため、スリーブ170を前側に移動させようとする電磁力と、スリーブ170の移動を規制する弾性力が釣り合ったとき、スリーブ170は停止する。また、第一のコイル171及び第二のコイル172に逆方向の電流を流すと、第一のコイル171及び第二のコイル172は、それぞれ下向き(後側)の電磁力を受けることになる。
なお、本実施形態では、第一の板バネ15と第二の板バネ18は、スリーブ170が前側に移動するのにあわせて、その載置部18c,18dが、(バネ定数が変化する場合もあり、また、移動体の光軸L方向の制御に変化を起こさない程度であるが、)回転移動する。言い換えれば第一の板バネ15と、第二の板バネ18はわずかに捩れるように、移動体が光軸L方向に移動する。
その際、第一のコイル171及び第二のコイル172に流す電流量と、第一の板バネ15及び第二の板バネ18によってスリーブ170に働く弾性力を調整することで、スリーブ170(移動体)を所望の位置に停止させることができる。なお、移動体に保持させたワイヤースプリング16とマグネット141,142との付勢力も利用することで、移動体に光軸方向の推進力を発生させる磁気駆動機構の小型化を図ることができる。また、電磁力と弾性力との釣り合いを利用してスリーブ170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、第一取付け部187a〜187f、及び第二取付け部185a,185b(186a,186b)に形成された孔を非円形の形状としたので、ホルダー19の突部191を溶着させる際に、第一の板バネ15、及び第二の板バネ18(バネ片18a,18b)が回転するのを防ぐことができる。その結果、第一の板バネ15及び第二の板バネ18が、塑性変形したり、そのバネ定数が変化したりしてしまうのを防ぐことができ、ひいては特性変化を防ぐことができる。
また、本実施形態に係るレンズ駆動装置1では、第二取り付け部185a,185b(186a,186b)に形成された孔は、それぞれバネ部188a,188b(189a,189b)が存在する側が延びて非円形の形状となっている。これにより、面積的に余裕のある側で非円形とすることができ、ひいてはレンズ駆動装置1が大型化するのを防ぐことができる。
また、バネ部188a,188b(189a,189b)が存在する側が延びて非円形の形状となっていることにより、バネ部188a,188b(189a,189b)のより近傍を固定することができるため、溶着の剥がれを防止できる。
さらに、第一取付け部187a〜187f、及び第二取り付け部185a,185b(186a,186b)に形成された孔が非円形形状となることで、接着面が増加することになる結果、落下衝撃時のはずれ防止に寄与することもできる。なお、スリーブ170が移動して第一の板バネ15及び第二の板バネ18が捩れた場合でも、第一取付け部及び第二取付け部によって確実に固定されているため、第一の板バネ15、及び第二の板バネ18の回転や剥がれを防止することができる。
[変形例]
図5は、第二取り付け部についての変形例を示す図である。
本実施形態では、図5(a)に示すように、孔1850bを例として説明すれば、内周のうちバネ部が存在する側を延ばすこととしたが、例えば図5(b)に示すように、第二取付け部からバネ部に向かって切り欠きを形成することとしてもよい(勿論、バネ部に向かってなくてもよい)。これにより、簡易かつ低コストで、バネ部材の周り止め構造を実現することができる。その他、図5(c)や図5(d)に示すような形状であってもよい。さらに、図5(e)に示すように、孔1850bと切り欠き1850bとが別々に形成されていてもよい。また、本実施形態では第二取付け部とバネ部を一体化しているが、例えば別体としてもよい。
また、本実施形態では、第一取付け部187a〜187c(187d〜187f)は、一部が切り欠かれた略孔形状として説明したが、本発明はこれに限られず、第一取付け部187a〜187c(187d〜187f)を所定の方向に延ばしたり、上記のとおり図5(a)〜図5(e)で説明したような構造にしたりしてもよい。
また、本実施形態では、第一の板バネ15、第二の板バネ18の第一の取付け部、第二の取付け部は、突部171a〜171f、および191と溶着されて固定する例を説明したが、別途、上述した溶着後に接着剤も塗布してもよいし、接着剤を用いた固定だけでもよい。すなわち、接着剤が非円形の孔に充填されることで、回転を防止することができる。
また、第一取付け部187a〜187f、及び第二取付け部185a,185b(186a,186b)は必ずしも両方が非円形形状である必要はなく、いずれか一方が非円形形状であればよい。また、第一、第二のいずれの取付け部においても、非円形にする個所、数については適宜変更できるものとする。
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、ホルダーとの溶着時において、バネ部材の周り止め構造を実現することが可能なものとして有用である。
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。 図1に示すレンズ駆動装置をA−A'で切断したときの断面図である。 第二の板バネが固定体及び移動体に載置されている様子を示す図であり、(a)は、第二の板バネが固定体としてのホルダーに載置されている様子を示す図であり、(b)は、同じ第二の板バネが移動体としてのスリーブに載置されている様子を示すである。 図4(a)は、図3の点線枠Xで囲まれた部分を拡大したときの様子を示す拡大図であり、(b)及び(c)は、(a)に示した第二の板バネを溶着したときの様子を示す図である。 第二取り付け部についての変形例を示す図である。
符号の説明
1 レンズ駆動装置
11 キャップ
12 板状カバー
13 ヨーク
14 マグネット
15 第一の板バネ
16 ワイヤースプリング
170 スリーブ
171 第一のコイル
172 第二のコイル
18 第二の板バネ
19 ホルダー
20 ターミナル
187a〜187f 第一取付け部
185a,185b、186a,186b 第二取付け部

Claims (4)

  1. レンズを備えた移動体と、
    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磁気駆動機構と、を有するレンズ駆動装置において、
    前記バネ部材は、前記移動体に取り付けられる第一取り付け部と、前記固定体に取り付けられる第二取り付け部と、これらの間に形成されたバネ部と、を備え、
    前記第二取り付け部には、前記固定体に形成された突部に係合する孔が形成され、当該孔の形状は非円形であることを特徴とするレンズ駆動装置。
  2. 前記孔の形状は、前記バネ部が存在する側が延びて非円形となっていることを特徴とする請求項1記載のレンズ駆動装置。
  3. 前記孔は、前記第二取り付け部から前記バネ部に向かって形成された切り欠きを有することを特徴とする請求項2記載のレンズ駆動装置。
  4. 前記第一取付け部は、前記移動体に形成された突部に係合する孔であり、該孔の形状は非円形であることを特徴とする請求項1記載のレンズ駆動装置
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