JP2011128529A - レンズ駆動装置、オートフォーカスカメラ及びカメラ付き携帯電話 - Google Patents

Abstract

【課題】簡易な構成で、レンズ支持体を光軸方向への移動及び手振れ補正の移動ができるレンズ駆動装置、オートフォーカスカメラ及びカメラ付き携帯電話を提供する。
【解決手段】第１マグネット１７は周方向に等間隔で複数個所に設け且つ第１環状コイル１９に対面してあり、第２マグネット１８は第２環状コイル１６ａ〜１６ｄの環の内側に配置してあり、内周側にレンズ支持体５を配置した環状のヨーク３には第１マグネット１７と第２マグネット１８が固定してあるレンズ駆動装置であって、レンズ支持体５とヨーク３とはレンズ支持体５をヨーク３の環の内側に後側から前側に向けて挿入して組み付けてあり、第２環状コイル１６ａ〜１６ｄの前側部は、第１環状コイル１９の前端よりも前側に食み出して且つ第１環状コイル１９の径方向内側に配置している。
【選択図】図１

Description

本発明は、レンズ駆動装置、オートフォーカスカメラ及びカメラ付き携帯電話に関する。

特許文献１には、光ピックアップ用アクチュエータにおいて、レンズ支持体の外周面に周方向に９０度の間隔をあけて第１環状コイル及び第２環状コイルを設け、レンズ支持体の径方向外側に各環状コイルに対面するマグネットを配置して、環状コイルに通電することにより、レンズ支持体を光軸方向（フォーカス方向）及びトラック方向（Ｘ方向）に移動させることが開示されている。
一方、携帯電話機等に搭載される小型カメラにおいては、レンズ支持体を光軸方向に移動させるのみであって、手振れ補正のためにＸ―Ｙ方向に移動させる場合には、レンズ駆動装置全体を、Ｘ方向に駆動するモータ、Ｙ方向に駆動するモータで移動させていた。

特開２００２−３７３４３５号公報

即ち、小型カメラ用のレンズ駆動装置においては、レンズ支持体の光軸方向（Ｚ方向）への移動及びＸ―Ｙ方向（手振れ補正）への移動を、レンズ支持体のみを移動させておこなうものは従来なかった。
また、レンズ支持体の光軸方向へ移動は、特許文献１の技術を用いることができたとしても、特許文献１の技術ではＸ方向のみの移動が可能なだけで、手振れ補正（Ｘ―Ｙ方向（光軸に直交する面）への移動）ができない。

そこで、本発明は、簡易な構成で、レンズ支持体を光軸方向への移動及び手振れ補正の移動ができるレンズ駆動装置、オートフォーカスカメラ及びカメラ付き携帯電話の提供を目的とする。

請求項１に記載の発明は、内周にレンズを支持するレンズ支持体と、レンズ支持体の外周面に周方向に巻回した第１環状コイルと、第１環状コイルの外周面に周方向に９０度の間隔をあけて配置した複数の第２環状コイルと、内周側にレンズ支持体を配置した環状のヨークと、外周側をヨークに固定し内周側をレンズ支持体に固定したスプリングと、ヨークに固定した第１マグネットと第２マグネットと、各コイルへの通電を制御する制御部とを備え、第１マグネットは周方向に等間隔で複数個所に設け且つ第１環状コイルに対面してあり、第２マグネットは第１マグネット間に設けて且つ各第２環状コイルの環の内側に配置してあり、制御部はレンズ支持体を光軸方向へ移動するときには第１環状コイルに電流を流し、レンズ支持体を光軸と直交するＸ―Ｙ方向に移動するときには所定の第２環状コイルに電流を流すレンズ駆動装置であって、レンズ支持体とヨークとはレンズ支持体をヨークの環の内側に後側から前側に向けて挿入して組み付けてあり、第２環状コイルの前側部は、第１環状コイルの前端よりも前側に食み出して且つ第１環状コイルの径方向内側に配置していることを特徴とするレンズ駆動装置である。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、第２環状コイルは、その前側部を全て第１環状コイルの前端から食み出し且つ第１環状コイルの外周面よりもその径方向内側に配置していることを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載のレンズ駆動装置と、レンズ支持体のレンズの結像側に設けた画像センサとを備えることを特徴とするオートフォーカスカメラである。

請求項４に記載の発明は、請求項３に記載のオートフォーカスカメラを搭載したことを特徴とするカメラ付き携帯電話である。

請求項１に記載の発明によれば、レンズ支持体の光軸方向への移動（フォーカス移動）は、第１環状コイルに通電することでレンズ支持体を光軸方向に移動し、手振れ補正は周方向に９０度の間隔をあけて設けた第２環状コイルに通電するで、レンズ支持体をＸ―Ｙ方向に移動して行う。これにより、レンズ支持体をフォーカス移動及び手振れ補正ができる。

レンズ支持体には、その外周面に周方向に巻回した第１環状コイルと、第１環状コイルの外周面に周方向に９０度の間隔をあけて配置した第２環状コイルとを固定してあり、ヨークには、第１環状コイルに対面する第１マグネットを周方向に等間隔をあけて固定し、第２環状コイルの環の内側に配置する第２マグネットを第１マグネットの間に固定してある。レンズ駆動装置の組み付けは、環状ヨークの環の内側に後側から前側に向けてレンズ支持体を挿入しておこなうが、この場合、第２環状コイルの前側部が第２マグネットと抵触するおそれがあるが、第２環状コイルの前側部は第１環状コイルの前側端から前側に食み出して径方向内側に配置しているので、第２環状コイルの前側部と第２マグネットとの抵触を低減でき、レンズ駆動装置の組み付けを容易に行うことができる。

請求項２に記載の発明によれば、請求項１に記載の作用効果を奏すると共に、環状ヨークの環の内側に後側から前側に向けてレンズ支持体を挿入するときに、第２環状コイルの前側部が邪魔にならずに第２マグネットを第２環状コイルの環の内側に配置できる。

請求項３に記載の発明によれば、請求項１又は２に記載の作用効果を奏するオートフォーカスカメラを提供できる。

請求項４に記載の発明によれば、請求項３に記載の作用効果を奏するカメラ付き携帯電話を提供できる。

本発明の実施の形態にかかるレンズ駆動装置の分解斜視図である。 本発明の実施の形態にかかるレンズ駆動装置の水平断面図である。 本発明の実施の形態にかかるレンズ駆動装置であって、図５のＡ−Ａ断面図である。 第１実施の形態に係るレンズ駆動装置における、レンズ支持体と駆動部との関係を示すブロック図である。 第１実施の形態に係るレンズ駆動装置の外観を示す斜視図である。

以下に、添付図面の図１〜図５を参照して本発明の第１実施の形態を詳細に説明する。本実施の形態に係るレンズ駆動装置１は、携帯電話に組み込まれるオートフォーカスカメラのレンズ駆動装置である。

このレンズ駆動装置１は、図１に示すように、環状のヨーク３と、レンズ支持体５と、ヨーク３の光軸方向前側に配置されるフレーム７及び前側スプリング９と、ヨーク３の後側に配置されるベース８及び後側スプリング１１とを備えており、後側スプリング１１とヨーク３との間にはスペーサ（絶縁材）１５が配置されている。

図１及び図２に示すように、ヨーク３は略四角筒形状を成しており、ヨーク３の４つの各角度にはその内周側に第１マグネット１７が固定されている。

第１マグネット１７は、図２に示すように、各々前側から見た平面が略三角形状を成し、内周側がレンズ支持体５の外周に沿った円弧状を成している。内周側と外周側とで磁極を異にしており、例えば内周側の面をＮ極とし、外周側の面をＳ極としてある。

四角筒形状のヨーク３の４つの側面の内周には、各々第２マグネット１８が固定されている。第２マグネット１８は、図２に示すように、内周側端に補助ヨーク１８ａが固定されており、内周側と外周側とで異なる磁極としている。例えば、内周側をＮ極とし、外周側をＳ極としている。

図１〜図３に示すように、レンズ支持体５は、略円筒形状であり、その内周側にレンズ（図示せず）が固定されている。レンズ支持体５の外周面には周方向全周に亘って巻回した第１環状コイル１９が設けてある。第１環状コイル１９は、全体として帯状をなし、レンズ支持体５の外周面に配置してあり、ヨーク３の角部に対応する位置では第１マグネット１７に対面している。

第１環状コイル１９の外周面には、４つの第２環状コイル１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、１６ｄが周方向に等間隔（９０度の間隔）で配置されている。各第２環状コイル１６ａ〜１６ｄは各々側面視矩形を成しており、矩形の環の内側には第２マグネット１８が配置されている。図２に示すように、各第２環状コイル１６ａ〜１６ｄは、各々周方向の右側辺部２４及び左側辺部２６がフレミングの左手の法則により、レンズ支持体５の半径方向に推力Ｅ、Ｆを作用するようになっている（図４参照）。

図１及び図３に示すように、第２環状コイル１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、１６ｄの各前側辺部２２は、第１環状コイル１９の前端１９ａよりも前側に食み出して且つ第１環状コイル１９の径方向内側に位置している。本実施の形態では、第２環状コイルの前側辺部２２は全て第１環状コイル１９の前端１９ａから食み出し且つ第１環状コイル１９の外周面よりもその径方向内側に位置している。

図４に示すように、第１環状コイル１９は、Ｚ駆動部３２に接続されており、各第２各環状コイル１６ａ〜１６ｄはＸ―Ｙ駆動部３３に接続されており、各々駆動部３２、３３から所定値の電流が通電されるようになっている。

尚、本実施の形態では、第２環状コイル１６ａ及び１６ｃと、１６ｂ及び１６ｄとが直列に接続されており、Ｘ方向及びＹ方向で共に２つの環状コイル１６ａ及び１６ｃ、１６ｂ及び１６ｄで同方向に駆動するようになっている。
例えば、Ｚ駆動部３２では、レンズ支持体５をフォーカス位置へ移動（光軸方向への移動）する場合には、第１環状コイル１９に通電する電流Ａを流す。
同様に、手振れ補正をする場合には、Ｘ―Ｙ駆動部３３では、第２環状コイル１６ａ及び１６ｃに電流Ｅを流してＸ方向にレンズ支持体５を移動させ、第２環状コイル１６ｂ及び１６ｄに電流Ｆを流してＹ方向にレンズ支持体を移動させる。これにより、レンズ支持体をＸ―Ｙ方向に移動して手振れ補正を行う。
尚、図４では符合Ａ、Ｅ、Ｆは流した電流に基づいて生じる推力の方向と大きさを示している。

図１に示すように、前側スプリング９は、組み付け前の自然状態が平板状であり、平面視矩形の環状を成す外周側部９ａと、外周側部９ａの内周に配置され平面視円弧形状の内周側部９ｂと、外周側部９ａと内周側部９ｂとを連結する４つの腕部９ｃとで構成されており、Ｚ方向及びＸ―Ｙ方向への変形が容易にできるようになっている。

後側スプリング１１は、組み付け前の自然状態が平板状であり、平面視矩形の環状を成す外周側部１１ａと、外周側部１１ａの内周に配置され平面視円弧形状の内周側部１１ｂと、外周側部１１ａと内周側部１１ｂとを連結する４つの腕部１１ｃとで構成されているが、前側スプリング９と異なり、外周側部１１ａと内周側部１１ｂとが２つに分離されている。

尚、前側スプリング９の外周側部９ａはフレーム７とヨーク３との間に挟持されており、内周側部９ｂはレンズ支持体５の前端に固定されている。後側スプリング１１の外周側部１１ａはベース８と後側スペーサ１５との間に挟持されており、内周側部１１ｂはレンズ支持体５の後端に固定されている。これにより、レンズ支持体５は前側スプリング９と後側スプリング１１とにより、前後方向（Ｚ方向）及びＸ―Ｙ方向に移動自在に支持されている。

そして、レンズ支持体５が前方に移動すると、レンズ支持体５は、前側スプリング９及び後側スプリング１１の前後方向の付勢力の合力と、第１環状コイル１９及び第１マグネット１７との間で生じる電磁力とが吊り合う位置で停止する。
レンズ支持体５がＸ―Ｙ方向に移動する場合には、前側スプリング９及び後側スプリング１１のＸ―Ｙ方向のスプリングの合力と、第２環状コイル１６ａ〜１６ｄと各対応する第２マグネット１８との間で生じる電磁力とが吊り合う位置で停止する。

次に、本発明の実施の形態に係るレンズ駆動装置１の組立て、作用及び効果について説明する。レンズ駆動装置１の組立ては、図１に示すように、ベース８に、後側スプリング１１、後側スペーサ１５、第１環状コイル１９と第２環状コイル１６ａ〜１６ｄを外周面に固定したレンズ支持体５、各４つの第１マグネット１７及び第２マグネット１８を内周側面に固定したヨーク３、前側スプリング９、及びフレーム７をこの順序で組み付けて固定する。

第１環状コイル１９と第２環状コイル１６ａ〜１６ｄを固定したレンズ支持体５と、第１マグネット１７及び第２マグネット１８を内周面に固定したヨーク３との組み付けは、ヨーク３の内周にその後側から前側に向けてレンズ支持体５を挿入する。このとき、図１に一点鎖線で抜き出して示すように、第２環状コイル１６ａ〜１６ｄの前側辺部２２は第１環状コイル１９の前側端から前側に食み出して径方向内側に配置しているので、前側辺部２２が第２マグネット１８に抵触刷ることなく、第２環状コイル１６ａ〜１６ｄの環の内側に挿入でき、レンズ駆動装置の組み付けを容易に行うことができる。即ち、ヨーク３の内側にレンズ支持体５を挿入するときに、第２環状コイルの環の内側空間は、その前側が開いており、第２マグネット１８を前側から第２環状コイルの環の内側に挿入しやすい。本実施の形態では、第２環状コイル１６ａ〜１６ｄは、その前側辺部２２を全て第１環状コイル１９の前端１９ａから食み出し且つ第１環状コイル１９の外周面よりもその径方向内側に配置しているので、第２環状コイルの前側辺部２２が邪魔にならず、第２マグネット１８を第２環状コイル１６ａ〜１６ｄの環の内側に配置することができる。

そして、第１環状コイル１９は各々入力端と出力端とを後側スプリング１１を介してＺ駆動部３２に接続し、第２環状コイル１６ａ〜１６ｄは、対向するコイル１６ａと１６ｃ、１６ｂと１６ｄを直列に接続した後、Ｘ―Ｙ駆動３３に入力端と出力端とを接続する。

本実施の形態に係るレンズ駆動装置１の駆動は、Ｚ駆動部３２が画像センサ３１から受ける高域成分（コントラスト）のピークを比較しつつ、合焦点位置へレンズ支持体５をＺ方向へ直線移動する（図４に参照）。

レンズ支持体５のＺ方向への直線移動の際には、第１環状コイル１９に電流値Ａを流すことにより生じるマグネット１７との間で生じる電磁力と、前側スプリング９及び後側スプリング１１との付勢力の合力とが吊り合う位置で停止する。

また、レンズ支持体５のＸ―Ｙ制御は手振れ量を、ジャイロモジュール等によりＸ方向の手振れ量の大きさを信号として受け、Ｘ方向の第２環状コイル１６ａ、１６ｃに信号量に比例した電流を通電してレンズ支持体５をＸ方向に移動する。

同様にＹ方向においても、手振れ量に比例した信号をジャイロモジュール等より受けて、それに比例した電流値をＹ方向の第２環状コイル１６ｂ、１６ｄに通電してレンズ支持体５をＹ方向に移動する。

尚、図２に示すように、第２環状コイル１６ａ〜１６ｄでは、右側辺部２４と左側後辺部２６とによりレンズ支持体５にＸ、Ｙ方向の推力を生じさせているので、前側辺部２２に磁界が作用しなくても問題はない。

本実施の形態によれば、レンズ支持体５をフォーカス移動（Ｚ方向への移動）及び手振れ補正（Ｘ―Ｙ方向への移動）ができる。
レンズ支持体５の外周面に第１環状コイル１９と、第２環状コイル１６ａ〜１６ｄを周方向に間隔をあけて配置し、ヨーク（ベース）３には各環状コイルに対面するマグネット１７、１８を設けるだけであるから、簡易な構成で小型化を図ることができる。

第２マグネット１８は第２環状コイル１６ａ〜１６ｄの環の内側のデッドスペースに配置しているので、更にレンズ支持体の径方向スペースを小さくでき且つコンパクトな構成にできる。

第２環状コイル１６ａ〜１６ｄの前側辺部２２は第１環状コイル１９の前側端から前側に食み出して第１環状コイル１９の外周面よりもその径方向内側に配置しているので、ヨーク３の内側にその後側から前側へレンズ支持体５を挿入するだけで、第２環状コイル１６ａ〜１６ｄの前側辺部２２が邪魔にならずに第２マグネット１８を第２環状コイルの環の内側に配置することができる。

本発明は、上述した実施の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形可能である。例えば、第２環状コイル１６ａ〜１６ｄ及び第２マグネット１８は、Ｘ方向とＹ方向とに２個ずつ設けたが、Ｘ方向に１つ、Ｙ方向に１つのみ設けるものであっても良い。

レンズ駆動装置１は、ズームレンズを備えて、ズーム機能を合わせ持つものであっても良い。

１ レンズ駆動装置
３ ヨーク（筺体）
５ レンズ支持体
９ 前側スプリング（スプリング）
１６ａ〜１６ｄ 第２環状コイル
１９ 第１環状コイル
１７ 第１マグネット
１８ 第２マグネット
２２ 前側辺部（第２環状コイルの前側部）
３２ Ｚ駆動部
３３ Ｘ−Ｙ駆動部

Claims (4)

1. 内周にレンズを支持するレンズ支持体と、レンズ支持体の外周面に周方向に巻回した第１環状コイルと、第１環状コイルの外周面に周方向に９０度の間隔をあけて配置した複数の第２環状コイルと、内周側にレンズ支持体を配置した環状のヨークと、外周側をヨークに固定し内周側をレンズ支持体に固定したスプリングと、ヨークに固定した第１マグネットと第２マグネットと、各コイルへの通電を制御する制御部とを備え、第１マグネットは周方向に等間隔で複数個所に設け且つ第１環状コイルに対面してあり、第２マグネットは第１マグネット間に設けて且つ各第２環状コイルの環の内側に配置してあり、制御部はレンズ支持体を光軸方向へ移動するときには第１環状コイルに電流を流し、レンズ支持体を光軸と直交するＸ―Ｙ方向に移動するときには所定の第２環状コイルに電流を流すレンズ駆動装置であって、レンズ支持体とヨークとはレンズ支持体をヨークの環の内側に後側から前側に向けて挿入して組み付けてあり、第２環状コイルの前側部は、第１環状コイルの前端よりも前側に食み出して且つ第１環状コイルの径方向内側に配置していることを特徴とするレンズ駆動装置。
2. 第２環状コイルは、その前側部を全て第１環状コイルの前端から食み出し且つ第１環状コイルの外周面よりもその径方向内側に配置し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. 請求項１又は２に記載のレンズ駆動装置と、レンズ支持体のレンズの結像側に設けた画像センサとを備えることを特徴とするオートフォーカスカメラ。
4. 請求項３に記載のオートフォーカスカメラを搭載したことを特徴とするカメラ付き携帯電話。

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