JP2012018244A - 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モバイル端末 - Google Patents

Abstract

【課題】レンズ支持体の移動後の位置を保持できると共にレンズ支持体の傾きを防止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モバイル端末を提供する。
【解決手段】本発明のレンズ駆動装置１において、レンズ支持体７はスプリング９、１０により移動自在に支持してあり、レンズの光軸方向に案内軸４１が設けてあり、コイル体１５に通電することによりスプリング９、１１の弾性力との釣り合いによりレンズ支持体を所定位置に移動しており、レンズ支持体７は案内軸４１に係合する係合部４３を有し、レンズ支持体７の移動及び停止位置においてレンズ支持体７の係合部４３が案内軸４１に係合している。
【選択図】図１

Description

本発明は、コイルに通電することによりレンズ支持体を移動するレンズ駆動装置、そのレンズ駆動装置を搭載したオートフォーカスカメラ及びカメラ付きモバイル端末に関する。

特許文献１には、レンズ支持体の外周にコイル体を設け、レンズ支持体の外周側に配置したマグネットをコイル体に対向して設け、レンズ支持体をスプリングで弾性支持し、コイル体に通電することによりマグネットの磁界に対して生じる電磁力とスプリングの弾性力との釣り合いによりレンズ支持体を所定位置に移動することが開示されている。
特許文献２には、レンズ支持体の外周にコイル体を設け、レンズ支持体の外周側に配置したマグネットをコイル体に対向して設け、レンズ支持体に摩擦係合してレンズ支持体を制動すると共にレンズ支持体の移動を案内することが開示されている。

特開２００９−２７１２０４号公報 特開２００５−３５２１０２号公報

しかし、特許文献１の技術では、レンズ支持体の移動時や移動後において、スプリングの弾性力の偏りや、コイル体に作用するマグネットの磁界強度の偏り等により、図６に示すようにレンズ支持体１０１に傾き（チルト）θが生じる場合がある。尚、図６において、符号１０３はコイル体であり、１０５はマグネットである。
このようにレンズ支持体に傾きが生じると、鮮明な画像が得られなくなるという不都合がある。特に、近年はレンズ支持体のチルトに対する精度の要求が高い。

また、特許文献２の技術では、案内軸によりレンズ支持体に傾きが生じるのを防止できるが、スプリングを設けていないので、レンズ支持体の移動後の位置を保持し難いという問題がある。

そこで、本発明は、レンズ支持体の移動後の位置を保持できると共にレンズ支持体の傾きを防止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モバイル端末の堤供を目的とする。

請求項１に記載の発明は、レンズを支持するためのレンズ支持体と、レンズ支持体の外周に固定したコイル体と、レンズ支持体を移動自在に支持するスプリングと、レンズ支持体の外周側に設けてコイル体に対向配置したマグネットと、レンズの光軸方向に設けた案内軸とを備え、コイル体に通電することによりマグネットの磁界に対して生じる電磁力とスプリングの弾性力との釣り合いによりレンズ支持体を所定位置に移動するレンズ駆動装置であって、レンズ支持体は案内軸に係合する係合部を有し、レンズ支持体の移動及び停止位置においてレンズ支持体の係合部が案内軸に係合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、レンズ支持体を内周に配置した環状のヨークを備え、スプリングはヨークの光軸方向の前方及び後方の少なくとも一方に配置してあり、ヨークは光軸方向から見た平面視の外形が多角形状であり、マグネットはヨークの各角部に配置してあり、案内軸はヨークの角部間に配置してあることを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の発明において、ヨークは外周壁と外周壁の光軸方向の一端から内周側に延出する内側延出部を有し、案内軸の一端部は内側延出部の嵌合孔に保持されていることを特徴とする。

請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか一項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、制御部とを備え、制御部は、画像センサのコントラストの高域成分のピークを比較しつつ、最もコントラストの高い合焦点位置へレンズ支持体７を移動するように電流を流す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５に記載の発明は、請求項４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モバイル端末装置である。

請求項１に記載の発明によれば、コイル体に電流を流すと、マグネットの磁界に対して生じる電磁力により、レンズ支持体がレンズの光軸方向に移動し、コイル体に作用する電磁力とスプリングの弾性力とが釣り合う位置で停止する。
レンズ支持体に設けた係合部は、レンズ支持体の移動時及び停止後にも案内軸に係合しているので、移動時及び停止後において、レンズ支持体の姿勢が保持され、レンズ支持体に傾きが生じるのを防止できる。

請求項２に記載の発明によれば、請求項１に記載の発明と同様な作用効果を奏すると共に、マグネットはヨークの角部に配置してあり、案内軸はヨークの角部間に配置しているから、案内軸を設ける場合にマグネットが邪魔にならずに配置できると共にヨークの平面視における外形を大きくすることなく案内軸を設けることができる。

請求項３に記載の発明によれば、請求項２に記載の発明と同様な作用効果を奏すると共に、案内軸をヨークの嵌合孔に嵌合することにより案内軸の固定及び組み付けが容易にできる。

請求項４に記載の発明によれば、請求項１〜３のいずれか一項に記載の発明と同様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５に記載の発明によれば、請求項４に記載の発明と同様の作用効果を奏するカメラ付きモバイル端末装置を提供できる。

第１実施の形態に係るレンズ駆動装置の横断面図である。 第１実施の形態に係るレンズ駆動装置の分解斜視図である。 第１実施の形態に係るレンズ駆動装置を図５に示すＡ−Ａ位置で切断して示す断面図である。 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。 第１実施の形態に係るレンズ駆動装置による作用を説明する図であり、レンズ駆動装置の概略構成図である。 従来のレンズ駆動装置の作用を説明する図であり、従来のレンズ駆動装置の概略構成図である。

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。第１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。

図２に示すように、レンズ駆動装置１は、環状のヨーク３と、レンズ支持体７と、ヨーク３の光軸方向前側に配置されるフレーム８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５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）１７が配置されている。ヨーク３には案内軸４１が設けてある。

ヨーク３は前側から見て外周が平面視四角形であり、内周が平面視円形になっており、外周壁３ａと、内周壁３ｂと、外周壁３ａの前側端から内周側に延出する内側延出壁３ｃとからなり、内側延出壁３ｃは内周壁３ｂと外周壁３ａを連結している。外周壁３ａと内周壁３ｂと内側延出壁３ｃとで断面が略コ字形状を成している。
ヨーク３の内周壁３ｂは４つの角部１４に対応した位置に設けてあり、隣り合う内周壁３ｂ、３ｂ間には空間１２が形成されている。

また、図１に示すように、ヨーク３の４つの各角部１４には外周壁３ａの内周側面にマグネット１３が設けてある。
ヨーク３の内側延出壁３ｃには、角部１４、１４間に案内軸４１の嵌合孔４２が形成されている。嵌合孔４２は、互いに対向する位置に２箇所設けてある。

マグネット１３は各々前側から見た平面が略四角形状を成し、内周側がレンズ支持体７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。

レンズ支持体７は略円筒形状であり、図３に示すように、ヨーク３の内周側をレンズの光軸方向（前後方向）Ｘに移動自在に設けられている。レンズ支持体７の外周には環状のコイル体１５が固定されている。
図１及び図２に示すように、レンズ支持体７には、外周側に突設して案内軸４１に係合する係合部４３が周方向に１８０度の間隔をあけて、２箇所に互いに平行に設けてある。

案内軸４１は円柱であり、２つの案内軸４１は係合部４３に対応した位置に設けてある。各係合部４３には略半円形状の凹み４５が形成してあり、凹み４５の縁が案内軸４１の側面に当接している。
図３に示すように、案内軸４１は、前側端がヨーク３に形成された嵌合孔４２に嵌合してあり、後側端はベースに当接して接着固定されている。

図２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９ｂと、外周側部９ｂの内周に配置され平面視円形状の内周側部９ａと、外周側部９ｂと内周側部９ａとを連結する４つの腕部９ｃとで構成されている。

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１１ｂと、外周側部１１ｂの内周に配置され平面視円形状の内周側部１１ａと、外周側部１１ｂと内周側部１１ａ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１１ｂと内周側部１１ａとが一方側部３０と他方側部３２との２つの部分に分離されている。
後側スプリング１１には、振動軸４１の挿通部４６が形成されている。

前側スプリング９の外周側部９ｂは、フレーム８とヨーク３との間に挟持されており、内周側部９ａはレンズ支持体７の前端に固定されている。後側スプリング１１の外周側部１１ｂはベース５と後側スペーサ１７との間に挟持されており、内周側部１１ａはレンズ支持体７の後端に固定されている。これにより、レンズ支持体７は前側スプリング９と後側スプリング１１とにより、前後方向に移動自在に支持されている。

そして、レンズ支持体７が前方に移動すると、レンズ支持体７は、前側スプリング９及び後側スプリング１１の前後方向の弾性力の合力と、コイル体１５及びマグネット１３との間で生じる電磁力とが吊り合う位置で停止する。

図３に示すように、レンズ駆動装置１は、画像センサ１９が搭載された基板２１に取り付けられている。画像センサ１９は、例えば、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）やＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）である。

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。
図２に示すように、ベース５に、案内軸４１、後側スプリング１１、スペーサ１７、コイル体１５を外周に固定したレンズ支持体７、４つのマグネット１３を角部１４に固定したヨーク３、前側スプリング９及びフレーム８をこの順序で組み付けて固定する。

案内軸４１は、ベース５に立設して接着固定し、レンズ支持体７の係合部４３にある凹み４５に案内軸４１を配置し、案内軸４１の前端をヨーク３の嵌合孔４２に嵌め入れて組み立てる。

オートフォーカスによりレンズ支持体７を駆動する時には、図３に示すように、制御部２３からコイル体１５に電流を流す。これにより、コイル体１５とマグネット１３との間で生じる電磁力により、スプリング９、１１の弾性力に抗してコイル体１５がレンズ支持体７と共に光軸方向前側に移動する。
制御部２３は、画像センサ１９の中央位置におけるコントラストの高域成分のピークを比較しつつ、最もコントラストの高い合焦点位置へレンズ支持体７を移動するようにコイル体１５に電流を流す。このように、画像センサ１９からのコントラスト信号をフィードバックしてコイル体１５に流す電流を制御しているので、従来の移動量と電流値との相関に基づいて駆動制御していた場合に生じていたいわゆるヒステリシス誤差が生じない。尚、システリシス誤差は案内軸４１と係合部４３との摩擦変化等により生じる誤差をいう。

そして、レンズ支持体７が前方に移動すると、レンズ支持体７は、前側スプリング９及び後側スプリング１１の前後方向の弾性力の合力と、コイル体１５及びマグネット１３との間で生じる電磁力とが吊り合う位置で停止する。

従って、レンズ支持体７は、コイル体１５に通電したときにマグネット１３との間で生じる電磁力のみにより、移動することができる。また、図５に示すように、レンズ支持体７が移動するときには、レンズ支持体７は２箇所の案内軸４１との係合によりその移動が案内される。

レンズ支持体７が合焦点位置へ移動した後にも、係合部４３は案内軸４１に係合しているので、レンズ支持体７はその姿勢が維持され、傾きが生じるのを防止できる。
即ち、本実施の形態によれば、レンズ支持体７の移動及び停止は案内軸４１に案内されているから、レンズ支持部材７の移動時及び停止後に生じるレンズ支持体７の傾きを防止できる。
本実施の形態によれば、案内軸４１はヨーク３の嵌合孔４２に前端を嵌合して保持しているので、組み付けが容易である。

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、案内軸４１はレンズ支持体７の外周の２箇所に設けることに限らず、等間隔で３箇所、４箇所に設けると共にレンズ支持体７には案内軸４１に対応した位置に係合部４３を設けても良い。
係合部４３には凹み４５を形成することに限らず、孔を形成して案内軸４１を孔に挿通するものであっても良い。
案内軸４１は前側スプリング９を貫通して配置しフレーム８に前端を固定するものであっても良い。
また、案内軸４１の形状は、円柱に限らず角柱であっても良い。

１ レンズ駆動装置
３ ヨーク
７ レンズ支持体
９ 前側スプリング
１１ 後側スプリング
１３ マグネット
１５ コイル体
４１ 案内軸
４３ 係合部

Claims (5)

1. レンズを支持するためのレンズ支持体と、レンズ支持体の外周に固定したコイル体と、レンズ支持体を移動自在に支持するスプリングと、レンズ支持体の外周側に設けてコイル体に対向配置したマグネットと、レンズの光軸方向に設けた案内軸とを備え、コイル体に通電することによりマグネットの磁界に対して生じる電磁力とスプリングの弾性力との釣り合いによりレンズ支持体を所定位置に移動するレンズ駆動装置であって、
   レンズ支持体は案内軸に係合する係合部を有し、レンズ支持体の移動及び停止位置においてレンズ支持体の係合部が案内軸に係合していることを特徴とするレンズ駆動装置。
2. レンズ支持体を内周に配置した環状のヨークを備え、スプリングはヨークの光軸方向の前方及び後方の少なくとも一方に配置してあり、ヨークは光軸方向から見た平面視の外形が多角形状であり、マグネットはヨークの各角部に配置してあり、案内軸はヨークの角部間に配置してあ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. ヨークは外周壁と外周壁の光軸方向の一端から内周側に延出する内側延出部を有し、案内軸の一端部は内側延出部の嵌合孔に保持されていることを特徴とする請求項２に記載のレンズ駆動装置。
4. 請求項１〜３のいずれか一項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、制御部とを備え、制御部は、画像センサのコントラストの高域成分のピークを比較しつつ、最もコントラストの高い合焦点位置へレンズ支持体７を移動するように電流を流すことを特徴とするオートフォーカスカメラ。
5. 請求項４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モバイル端末装置。

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