JP2014174404A - レンズ保持装置 - Google Patents

Abstract

【課題】耐衝撃性に優れたレンズ保持装置を提供する。
【解決手段】
レンズの光軸方向に伸びる筒状形状を有し、内周面側に前記レンズを保持するレンズキャリア（５０）と、前記レンズキャリアの外周面（５０ａ）に形成されたコイル取付部（５２）に設置されるコイル（４８）と、外壁部（４１）と、前記外壁部との間に前記コイルを挟むように配置される内壁部（４３）と、前記外壁部と前記内壁部とを接続する接続部（４２）と、を有するヨーク（４０）と、を有し、前記内壁部は、前記レンズキャリアに対向する内面（４３ａ）と、前記コイルに対向する外面（４３ｂ）と、前記内面と前記外面とを接続し互いに略平行な第１側面（４３ｃ）及び第２側面（４３ｄ）と、を有し、前記レンズキャリアの前記外周面には、前記内面と対向する主面（５６）と、前記第１側面（５７）と対向する第１突出面と、前記第２側面と対向する第２突出面（５８）と、を有する制限部（５５）が形成されていることを特徴とするレンズ保持装置。
【選択図】図３

Description

本発明は、たとえば携帯電話のカメラモジュールなどに好適に用いられるレンズ保持装置に関する。

携帯電話のカメラモジュール等に好適に用いられるレンズ保持装置では、フォーカシング動作等を行うことができるように、レンズキャリアを相対移動させる機能を有するものが提案されている。

このようなレンズ保持装置では、レンズキャリアやヨークの形状に関する改善案が示されており、例えば、レンズキャリアへのレンズの組み立てを容易にすることを目的とするレンズキャリア及びヨークの構造や（特許文献１等参照）、レンズの装着スペースを広く確保することを目的とする八角形のコイル及びヨークの構造が提案されている（特許文献２等参照）。

特開２００９−３００９０２号公報 特開２０１０−１４９３８号公報

しかし、このようなレンズ保持装置は、レンズキャリアをスプリング等で弾性的に保持しているために、外部からの衝撃が加えられた場合に、レンズキャリアが周辺部材と衝突して損傷するという問題を有している。

本発明は、このような実状に鑑みてなされ、その目的は、耐衝撃性に優れたレンズ保持装置を提供することである。

上記目的を達成するために、本発明に係るレンズ保持装置は、
レンズの光軸方向に伸びる筒状形状を有し、内周面側に前記レンズを保持するレンズキャリアと、
前記レンズキャリアの外周面に形成されたコイル取付部に設置されるコイルと、
前記光軸方向に略平行な方向に延在する外壁部と、前記光軸方向に略平行な方向に延在し前記外壁部より前記レンズキャリアに近接して前記外壁部との間に前記コイルを挟むように配置される内壁部と、前記光軸方向に略直交する方向に延在し前記外壁部と前記内壁部とを接続する接続部と、を有するヨークと、を有し、
前記内壁部は、前記レンズキャリアに対向する内面と、前記内面と略平行であって前記コイルに対向する外面と、前記内面と前記外面とを接続し互いに略平行な第１側面及び第２側面と、を有し、
前記レンズキャリアの前記外周面には、前記内面と対向する主面と、前記主面の一方の端部に接続しており前記主面から前記コイル側へ立ち上がって前記第１側面と対向する第１突出面と、前記主面の他方の端部に接続しており前記主面から前記コイル側へ立ち上がって前記第２側面と対向する第２突出面と、を有する制限部が形成されていることを特徴とする。

本発明に係るレンズ保持装置は、外部から衝撃等が加わった場合にでも、レンズキャリアの外周面に形成される制限部がヨークの内壁面と接触し、レンズ保持装置に加えられた衝撃が吸収されるため、耐衝撃性に優れている。特に、レンズキャリアの制限部は、ヨークの内壁部の内面、第１側面及び第２側面の３つの面に対して対向する主面、第１突出面及び第２突出面を有している。このため、外部からの衝撃によるレンズキャリアの予期せぬ動きが効果的に制限され、レンズ保持装置が損傷することを防止できる。また、レンズキャリアの傾きや回転等を防止することができる。

また、例えば、前記内壁部の前記内面及び前記制限部の前記主面は、平面状であっても良い。

内壁部の内面を平面状とすることにより、内壁部とレンズキャリア及びコイルとの隙間を高精度に管理することが可能であるため、ボイスコイルモータの駆動性能を向上させることができ、また、隙間を小さくすることも可能になるため、小型化にも有利である。

また、例えば、前記第１突出面と前記第２突出面とは、前記光軸方向に略平行な方向に、互いに略平行に延在していても良い。

レンズの外周面に、光軸方向に略平行な第１突出面及び第２突出面が形成されていることにより、内壁部の第１側面及び第２側面との対向面積を広く確保することが可能であり、耐衝撃性能が向上する。また、第１突出面及び第２突出面を形成することにより、筒状のレンズキャリアの変形を防止する効果も奏する。

また、例えば、前記ヨークは、前記光軸を中心として略９０度ずつ回転移動した位置に配置される４つの前記接続部及び前記内壁部を有しても良く、
前記外壁部は４つの前記接続部を接続していても良く、
前記レンズキャリアの前記外周面には、４つの前記内壁部のそれぞれに対向する４つの前記制限部が形成されていても良い。

ヨークの外壁部が、４つの内壁部を、接続部を介して接続する構造とすることにより、レンズキャリアの移動をバランス良く規制するとともに、制限部と内壁部の接触に伴う衝撃を効果的に吸収することが可能である。

図１は、本発明の一実施形態に係るレンズ保持装置の斜視図である。 図２は、図１に示すレンズ保持装置の分解斜視図である。 図３は、ヨーク及びレンズキャリアの形状を説明するための分解斜視図である。 図４は、ヨークとレンズキャリアの組み立て時における配置関係を表す平面図である。 図５は、図４におけるV-V線に沿う断面を表す部分断面図である。 図６は、図１におけるVI-VI線に沿う断面を表す部分断面図である。

第１実施形態
図１は、本発明の一実施形態に係るレンズ保持装置１０の斜視図である。レンズ保持装置１０は、略直方体形状の外形状を有している。レンズ保持装置１０の中心部には、図示省略のレンズを保持するレンズキャリア５０が配置されており、レンズキャリア５０の外周側には、レンズキャリア５０を囲むように、ヨーク４０と、ベース部としてのボトム７０が配置されている。

レンズ保持装置１０では、レンズを保持するレンズキャリア５０を、キャップ２０（図２参照）およびボトム７０が、相対移動自在に保持する。また、後述するように、レンズ保持装置１０の内部には、ボイスコイルモータが内蔵されており、レンズ保持装置１０は、ボイスコイルモータによってレンズキャリア５０を、ボトム７０等に対して光軸α方向に相対移動させることが可能である。レンズ保持装置１０は、出射側に配置される撮像素子と組み合わせて、フォーカス機構を有するカメラモジュール等として使用されるが、レンズ保持装置１０の用途はこれに限定されない。

図２は、図１に示すレンズ保持装置１０の分解斜視図である。レンズ保持装置１０は、ヨーク４０、キャップ２０、Ｆスプリング３０、レンズキャリア５０、マグネット４４、コイル４８、Ｂスプリング６０、ボトム７０、接続端子８０を有する。なお、レンズ保持装置１０の説明では、レンズの光軸αに沿って、撮影光がレンズに入射してくる側を入射側とし、入射した撮影光を出射する側を出射側として説明を行う。

ヨーク４０は、マグネット４４の磁束をコイル４８に対して導く部材であり、鉄等の軟磁性材料によって作製される。本実施形態におけるレンズ保持装置１０においては、ヨーク４０は、キャップ２０やボトム７０の外側に配置される外壁部４１と、外壁部４１との間にコイル４８を挟んで配置される内壁部４３と、外壁部４１と内壁部４３とを接続する接続部４２とを有する。ただし、ヨーク４０の形状は特に限定されず、キャップ２０及びボトム７０の内部に配置される形状であっても良く、マグネット４４のように、複数の部材に分割されていてもよい。ヨーク４０の詳細形状については後述する。

キャップ２０は、Ｆスプリング３０を介して、レンズキャリア５０を入射側から支持する。キャップ２０は、略矩形の額縁形状を有するキャップ枠部２２と、キャップ枠部２２の四隅から光軸α方向の出射側に突出するキャップ柱部２４とを有する。キャップ枠部２２における出射側の端面には、Ｆスプリング設置面２２ａが形成されている。Ｆスプリング設置面２２ａは、光軸α方向に略直交する方向に延在している。Ｆスプリング設置面２２ａには、Ｆスプリング３０の外環部３２が、接着剤等により固定される。また、キャップ２０のキャップ柱部２４は、接着剤等により、ボトム７０のボトム柱部７４に接続される。

図２に示すＦスプリング３０は、キャップ２０とレンズキャリア５０とを弾性的に接続する。レンズキャリア５０は、Ｆスプリング３０とＢスプリング６０を介して、キャップ２０が固定されたボトム７０に対して、光軸α方向に移動自在に支持される。Ｆスプリング３０は、外環部３２と、内環部３４と、アーム部３６とからなる多重のリング形状を有している。

Ｆスプリング３０の外周部分を構成する外環部３２は、キャップ枠部２２のＦスプリング設置面２２ａに固定される。Ｆスプリング３０の内環部３４は、外環部３２より内周側に配置されており、レンズキャリア５０の入射側内環設置部５３に、接着剤等によって固定される。外環部３２と内環部３４は、アーム部３６によって連結されている。

Ｆスプリング３０は、金属等の弾性材料によって構成されており、アーム部３６は、弾性変形することができる。アーム部３６が弾性変形することによって、内環部３４は、外環部３２に対して光軸α方向に相対移動することができる。

マグネット４４は、キャップ２０のキャップ枠部２２と、ボトム７０のボトム枠部７２とに挟まれて設置される。本実施形態において、マグネット４４は、キャップ２０及びボトム７０の柱部２４，７４の内周側に近接するように、レンズ保持装置１０の四隅に配置されており、組み立て状態において、レンズキャリア５０に取り付けられたコイル４８に対向する（図６参照）。マグネット４４は、ヨーク４０およびコイル４８とともに、レンズキャリア５０を駆動するためのボイスコイルモータを構成する。

コイル４８は、レンズキャリア５０の外周面５０ａに形成されているコイル設置突起５２を介して、レンズキャリア５０に固定される。また、コイル４８を構成する巻線の端部は、Ｂスプリング６０の内環部６４に電気的に接続されている。また、図５等に示すように、Ｂスプリング６０の外環部６２には接続端子８０が電気的に接続されている。したがって、図２に示すコイル４８には、Ｂスプリング６０およびこれらに接続される接続端子８０を介して、レンズキャリア５０を駆動するための電力が供給される。なお、Ｂスプリング６０は、互いに分離・絶縁されたＢスプリングＲ６０ａとＢスプリングＬ６０ｂの２つの部分によって構成されている。

レンズキャリア５０は、レンズの光軸α方向に伸びる筒状形状を有し、内周面側にレンズ（不図示）を保持する。レンズキャリア５０における入射側の端面には、入射側内環設置部５３が形成されており、入射側内環設置部５３には、Ｆスプリング３０の内環部３４が固定される。一方、レンズキャリア５０における出射側の端面には、出射側内環設置部５４が形成されており、Ｂスプリング６０の内環部６４が固定される。

図２に示すＢスプリング６０は、ボトム７０と、レンズキャリア５０とを、弾性的に接続する。Ｂスプリング６０は、互いに分離及び絶縁されている２つの部材であるＢスプリングＲ６０ａと、ＢスプリングＬ６０ｂによって構成されており、コイル４８に電力を供給するための配線の一部を兼ねている。Ｂスプリング６０は、２つに分離されていることを除いて、Ｆスプリング３０と類似する構造を有しており、外環部６２、内環部６４、アーム部６６とからなる。

Ｂスプリング６０の外周部分を構成する外環部６２は、ボトム枠部７２におけるＢスプリング設置面７２ａに固定される。Ｂスプリング６０の内環部６４は、外環部６２より内周側に配置されており、レンズキャリア５０の出射側内環設置部５４に、接着剤等によって固定される。外環部６２と内環部６４は、アーム部６６によって連結されている。

Ｂスプリング６０も、Ｆスプリング３０と同様に、金属等の弾性材料によって構成されており、アーム部６６は、弾性変形することができる。アーム部６６が弾性変形することによって、内環部６４は、外環部６２に対して、光軸α方向に相対移動することができる。

ボトム７０は、Ｂスプリング６０と、キャップ２０を介して連結されるＦスプリング３０とを介して、レンズキャリア５０を相対移動可能に支持する。ボトム７０は、中央部に貫通孔が形成されており、光軸α方向から見て略矩形の外周形状を有するボトム枠部７２と、ボトム枠部７２の４隅から光軸α方向の入射側に突出するボトム柱部７４とを有する。ボトム７０は、ボトム枠部７２の入射側の端面に、Ｂスプリング設置面７２ａを有する。Ｂスプリング設置面７２ａは、光軸α方向に略直交する方向に延在し、Ｂスプリング６０の外環部６２が設置される。また、ボトム枠部７２の側面であるボトム側面７５には、接続端子８０を組み立て及び設置するための収納溝７６が形成されている。

接続端子８０は、ボトム７０に設置・固定され、外部からレンズ保持装置１０のボイスコイルモータへ電力を供給するための給電端子として機能する。すなわち、接続端子８０における一方の端部（入射側の端部）は、Ｂスプリング６０の外環部６２に電気的に接続されており、他方の端部（出射側の端部）は、不図示の外部基板等に電気的に接続される。

図３から図６を用いて、ヨーク４０及びレンズキャリア５０の詳細構造について説明する。図３は、ヨーク４０及びレンズキャリア５０の斜視図である。ヨーク４０の外壁部４１は、光軸α方向に略平行な方向に延在しており、無底の角柱状の形状を有している。接続部４２は、外壁部４１の４隅に配置されている。接続部４２は、外壁部４１の隅から光軸α側に向かって内壁部４３まで、光軸α方向に略直交する方向に延在し、外壁部４１と内壁部４３とを接続する。

ヨーク４０の内壁部４３は、接続部４２から出射側へ向かって、光軸α方向に略平行な方向に延在している。内壁部４３は、外壁部４１より光軸αに近接して、外壁部４１との間にコイル４８及びマグネット４４を挟むように配置される（図６参照）。本実施形態において、内壁部４３は、略矩形の平板形状を有している。

内壁部４３は、光軸α側を向く内面４３ａと、外壁部４１側（外周側）を向く外面４３ｂと、内面４３ａと外面４３ｂとを接続し互いに略平行な第１側面４３ｃ及び第２側面４３ｄと、光軸αの出射側の端面である先端面４３ｅを有する。

内壁部４３の内面４３ａは、レンズキャリア５０に対向しており、レンズキャリア５０の外周面５０ａにおける内面４３ａと対向する部分には、制限部５５の主面５６が形成されている。内壁部４３の外面４３ｂは、コイル４８に対向する（図６参照）。本実施形態に係るレンズ保持装置１０では、内壁部４３の内面４３ａ及び外面４３ｂは、平面状である。

図３に示すように、レンズキャリア５０の外周面５０ａには、ヨーク４０の内壁部４３に対向する位置に、制限部５５が形成されている。制限部５５は、光軸方向に略平行に延在しており外周側を向く主面５６と、主面５６を挟んで光軸α方向に略平行かつ互いに平行に延在している第１突出面５７と第２突出面５８とを有する。

図４に示すように、制限部５５の主面５６は、ヨーク４０における内壁部４３の内面４３ａに対向している。制限部５５の主面５６は、内壁部４３の内面４３ａと同様に平面状であり、内面４３ａに対して略平行に配置される。また、第１突出面５７は、主面５６の一方の端部に接続しており主面５６からコイル４８側（外周側）へ立ち上がって、内壁部４３の第１側面４３ｃと対向している。さらに、第２突出面５８は、主面５６の他方の端部に接続しており、第１突出面５７と同様に主面５６からコイル４８側（外周側）へ立ち上がって、内壁部４３の第２側面４３ｄと対向している。

図３に示すように、レンズキャリア５０の所定の制限部５５の第１突出面５７は、隣接する他の制限部５５の第２突出面５８に対して、コイル取付部としてのコイル設置突起５２によって接続されている。コイル４８の内周面は、コイル設置突起５２に接触又は近接するように取り付けられる。コイル設置突起５２には切り欠き５２ａが形成されており、当該切り欠き５２ａにコイル４８を固定するための接着剤が配置されることにより、レンズキャリア５０にコイル４８を確実に固定することが可能である。

本実施形態に係るレンズ保持装置１０では、図４に示すように、ヨーク４０の内壁部４３と、レンズキャリア５０の制限部５５が対になって配置されており、外部から衝撃等が加わった場合にでも、レンズキャリア５０の外周面５０ａに形成される制限部５５がヨーク４０の内壁部４３と接触し、レンズ保持装置１０に加えられた衝撃が吸収されるため、耐衝撃性に優れている。特に、レンズキャリア５０の制限部５５は、ヨーク４０の内壁部４３の内面４３ａ、第１側面及４３ｃ及び第２側面４３ｄの３つの面に対して対向する主面５６、第１突出面５７及び第２突出面５８を有している。

図６に示すように、制限部５５の主面５６は、小さな隙間を挟んで内壁部４３の内面４３ａと対向しており、予期せぬ外力等によってレンズキャリア５０の軸が傾こうとした場合や、平行移動しようとした場合に、内面４３ａと接触する。内壁部４３の内面４３ａは、レンズキャリア５０の主面５６と接触することによりレンズキャリア５０の動きを規制するとともに、内壁部４３を含むヨーク４０の一部または全体が弾性変形することにより、接触による衝撃を吸収することができる。

図４及び図６に示すように、内壁部４３及び内面４３ａを平面状とすることにより、内壁部４３とレンズキャリア５０及びコイル４８との隙間を高精度に管理することが可能であるため、ボイスコイルモータの駆動性能を向上させることができる。なお、図６に示すように、内壁部４３の内面４３ａとレンズキャリア５０の主面５６との隙間の光軸αに直交する方向の幅ａは、内壁部４３の外面４３ｂとコイル４８との隙間の光軸αに直交する方向の幅ｂより小さいことが好ましい。これにより、ヨーク４０が外力によるレンズキャリア５０の移動を効果的に規制し、衝撃を吸収することが可能である。また、レンズ保持装置１０は、内壁部４３とレンズキャリア５０との隙間を小さくできるため、小型化にも有利である。

図４に示すように、ヨーク４０は、光軸αを中心として略９０度ずつ回転移動した位置に配置される４つの接続部４２及び内壁部４３を有しており、レンズキャリア５０の外周面５０ａには、４つの内壁部４３のそれぞれに対向する４つの制限部５５が形成されている。４つの内壁部４３及び制限部５５の組合せを、光軸αの周りに均等に配置することにより、レンズキャリア５０の移動をバランス良く規制するとともに、制限部５５と内壁部４３の接触に伴う衝撃を効果的に吸収することが可能である。また、ヨーク４０の外壁部４１が、接続部４２を介して、４つの内壁部４３を接続する構造とすることにより、衝撃吸収効果を高めることができる。

図５に示すように、制限部５５の第１突出面５７と第２突出面５８は、内壁部４３の第１側面４３ｃ又は第２側面４３ｄとそれぞれ小さな隙間を挟んで対向しており、レンズキャリア５０が回転しようとした場合に、第１突出面５７、第２突出面５８と接触する。内壁部４３の第１側面４３ｃと第２側面４３ｄは、レンズキャリア５０の第１突出面５７と第２突出面５８に接触することにより、レンズキャリア５０の回転を規制するとともに、衝撃を吸収することができる。

また、光軸α方向に略平行な第１突出面５７及び第２突出面５８が形成されていることにより、内壁部４３の第１側面４３ｃ及び第２側面４３ｄとの対向面積を広く確保することが可能であり、良好な耐衝撃性能を奏する。また、このような第１突出面５７及び第２突出面５８は、筒状のレンズキャリア５０の変形を防止する効果も奏する。

その他の実施形態
上述のようなレンズ保持装置１０は、レンズ保持装置１０全体を、光軸αに直交する方向に移動させるボイスコイルモータと組み合わせることによって、フォーカス機構とブレ補正機構を有する光学装置として、使用されてもよい。また、ヨーク４０及びレンズキャリア５０等の詳細形状について、他の部材の形状等に合わせて適宜変更することができる。

１０…レンズ保持装置
２０…キャップ
２２…キャップ枠部
２２ａ…Ｆスプリング設置面
２４…キャップ柱部
３０…Ｆスプリング
６０…Ｂスプリング
６０ａ…ＢスプリングＲ
６０ｂ…ＢスプリングＬ
３２，６２…外環部
３４，６４…内環部
３６，６６…アーム部
４０…ヨーク
４１…外壁部
４２…接続部
４３…内壁部
４３ａ…内面
４３ｂ…外面
４３ｃ…第１側面
４３ｄ…第２側面
４３ｅ…先端面
４４…マグネット
４８…コイル
５０…レンズキャリア
５０ａ…外周面
５２…コイル設置突起
５２ａ…切り欠き
５３…入射側内環設置部
５４…出射側内環設置部
５５…制限部
５６…主面
５７…第１突出面
５８…第２突出面
７０…ボトム
７２…ボトム枠部
７２ａ…Ｂスプリング設置面
７４…ボトム柱部
７５…ボトム側面
７６…収納溝
８０…接続端子

Claims (4)

1. レンズの光軸方向に伸びる筒状形状を有し、内周面側に前記レンズを保持するレンズキャリアと、
   前記レンズキャリアの外周面に形成されたコイル取付部に設置されるコイルと、
   前記光軸方向に略平行な方向に延在する外壁部と、前記光軸方向に略平行な方向に延在し前記外壁部より前記レンズキャリアに近接して前記外壁部との間に前記コイルを挟むように配置される内壁部と、前記光軸方向に略直交する方向に延在し前記外壁部と前記内壁部とを接続する接続部と、を有するヨークと、を有し、
   前記内壁部は、前記レンズキャリアに対向する内面と、前記内面と略平行であって前記コイルに対向する外面と、前記内面と前記外面とを接続し互いに略平行な第１側面及び第２側面と、を有し、
   前記レンズキャリアの前記外周面には、前記内面と対向する主面と、前記主面の一方の端部に接続しており前記主面から前記コイル側へ立ち上がって前記第１側面と対向する第１突出面と、前記主面の他方の端部に接続しており前記主面から前記コイル側へ立ち上がって前記第２側面と対向する第２突出面と、を有する制限部が形成されていることを特徴とするレンズ保持装置。
2. 前記内壁部の前記内面及び前記制限部の前記主面は、平面状であることを特徴とする請求項１に記載のレンズ保持装置。
3. 前記第１突出面と前記第２突出面とは、前記光軸方向に略平行な方向に、互いに略平行に延在していることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のレンズ保持装置。
4. 前記ヨークは、前記光軸を中心として略９０度ずつ回転移動した位置に配置される４つの前記接続部及び前記内壁部を有し、
   前記外壁部は４つの前記接続部を接続しており、
   前記レンズキャリアの前記外周面には、４つの前記内壁部のそれぞれに対向する４つの前記制限部が形成されていることを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれかに記載のレンズ保持装置。

Images