JP2015096980A - レンズ駆動装置、カメラ及びカメラ付き携帯電話 - Google Patents

Abstract

【課題】小型化を図ることができるレンズ駆動装置、カメラ及びカメラ付き携帯電話を提供する。
【解決手段】本発明のレンズ駆動装置１は、複数のマグネット１３を前記コイルに対面させるように装着した装着部材３に対して、コイル１５を装着したレンズ支持体７を光軸方向に移動自在に支持するスプリング１１を備えている。このスプリング１１は、一方側部３０及び他方側部３２に分割され、この一方側部３０及び他方側部３２は、夫々前記コイルに接続される内周側部１１ａ、外部から電流が供給される外周側部１１ｂ及び前記内周側部１１ａと前記外周側部１１ｂとを連結する弾性変形可能な２本の腕部１１ｃ、１１ｃを有している。コイル１５へ供給される電流はこの２本の腕部１１ｃ、１１ｃを介して流れる。
【選択図】図１

Description

本発明は、小型カメラに用いられるオートフォーカス用のレンズ駆動装置、そのレンズ駆動装置を備えたカメラ及びカメラ付き携帯電話に関する。

この種のレンズ駆動装置において、特許文献１には、図１２に示すように、レンズ光軸方向の断面がコ字状で環状を成すヨーク１０１が設けられており、ヨーク１０１の内周側にレンズ支持体１０３を配置して、レンズ支持体１０３を光軸方向に前後に移動することが開示されている。

この特許文献１の技術では、ヨーク１０１の外周側壁１０５の内周面にマグネット１０７が固定してあり、マグネット１０７は内周側壁１０９との間に間隔をあけて設け、レンズ支持体１０３に固定したコイル１１１をヨーク１０１の内周側壁１０９とマグネット１０７との間に配置している。マグネット１０７は、ヨーク１０１の周方向の全周に亘って設けてある。

この特許文献１のレンズ支持体１０３には、その後端にレンズ支持体１０３の半径方向外方に凸設したフランジ１１３が設けてあり、フランジ１１３にコイル１１１の後端を接着固定している。フランジ１１３は、レンズ支持体１０３の周方向全周に亘って設けてある。

特開２００６−５８６６２号公報

しかし、上述した従来のレンズ駆動装置では、レンズ支持体１０３の移動は、ヨーク１０１の内周側壁１０９の後端とレンズ支持体１０３のフランジ１１３との間の間隔Ｈに限られてしまうという問題があった。

ヨーク１０１の内周側壁１０９の後端と外周側壁１０５の後端とは、フランジ１１３の厚みＴとレンズ支持体の移動距離Ｈとを合わせた寸法を内周側壁１０９に加えた寸法を必要としている為、レンズ支持体の移動方向（光軸方向）におけるヨーク１０１の寸法を小さくするにも限界があった。

更に、レンズ支持体の移動距離Ｈの寸法分だけ、ヨークの内周側壁１０９の光軸方向の寸法を外周側壁１０５よりも短くしている為、コイル１１１をその移動領域全体に亘って、マグネット１０７とヨーク１０１の内周側壁１０９で挟むことができず、コイル１１１に磁界を有効に作用できないおそれがあった。

そこで、本発明は、マグネットとヨークとで形成する磁界をコイルに有効に作用でき且つレンズ支持体の移動方向（前後方向）における小型化を図ることができるレンズ駆動装置、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、輪郭が平面視四角形のベースと、ベースの輪郭の内周側に配置されるヨークと、ヨークの内周側に配置され且つ外周にコイルが固定されたレンズ支持体と、複数のマグネットと、スプリングとを備え、ヨークは平面視四角形状の輪郭を構成する外周側壁を有し、ベースの角部に対応する位置に外周側壁の角部を配置してあり、マグネットは、ヨークの外周側壁の内周側面に固定してあり且つレンズ支持体のコイルに対向してあり、スプリングは、レンズ支持体に固定される内周側部と、ベース又はヨークに固定される外周側部と、内周側部と外周側部を連結する弾性変形可能な腕部とを有し、ベース及びヨークに対してレンズ支持体を光軸方向に移動自在に支持しており、スプリングの腕部はヨークの角部に対応する位置に配置してあり、スプリングの外周側部がベースの輪郭の内周側に配置してあ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に記載のレンズ駆動装置と、光軸上に設けた画像センサとを備えることを特徴とするカメラである。

請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の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。

輪郭が平面視四角形のベースの内周側にレンズ駆動装置の各構成部品を納めることができる。

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カメラを提供できる。

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係るレンズ駆動装置の分解斜視図である。 図１に示すコイルを固定したレンズ支持体を抜き出して示す分解斜視図である。 図２に示すレンズ支持体のコイル固定部を拡大して示す斜視図である。 コイルを固定したレンズ支持体を後側から見た平面図である。 図６に示すＡ−Ａ断面図である。 図１に示すレンズ駆動装置の斜視図である。 本発明の第２実施の形態に係るレンズ駆動装置を前側から見た分解斜視図である。 第２実施の形態に係るレンズ駆動装置を後側から見た分解斜視図である。 第２実施の形態に係るヨークの図であり、（ａ）はマグネットを装着したヨークを後側から見た斜視図であり、（ｂ）は磁界の向きを説明する平面図である。 第３実施の形態に係るヨークの図であり、（ａ）はマグネットを装着したヨークを後側から見た斜視図であり、（ｂ）は磁界の向きを説明する平面図である。 比較例に係るヨークの図であり、（ａ）はマグネットを装着したヨークを後側から見た斜視図であり、（ｂ）は磁界の向きを説明する平面図である。 従来のレンズ駆動装置を図６のＡ−Ａ位置と同じ位置で切断して示す断面図である。

以下に、添付図面を参照して本発明の第１実施の形態を説明する。
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。このレンズ駆動装置１は、環状のヨーク３と、レンズ支持体７と、前側スプリング９と、後側スプリング１１と、ヨーク３の後側に配置されるベース５（筐体）と、ヨークの前側に配置されるフレーム（筐体）６とを備えており、レンズ支持体７には、外周にコイル１５が固定されている。ヨーク３と後側スプリング１１との間には絶縁体（スペーサ）１７が配置されている。このレンズ駆動装置１は、縦横が約１０ｍｍ、高さが約３．５ｍｍで非常に小さいものである。

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、外周側壁３ａと、内周側壁３ｂと、外周側壁３ａと内周側壁３ｂとを間隔をあけて連結する連結壁３ｃとからなり、外周側壁３ａと内周側壁３ｂと連結壁３ｃとで断面がコ字形状を成している。外周側壁３ａと内周側壁３ｂとはレンズ支持体７の移動方向（前後方向）の寸法が同じ寸法である。内周側壁３ｂには、後側端から前方に向けて切除部１２が形成されている。切除部１２は周方向に等間隔をあけて配置してあり、本実施の形態では、平面視四角形状の外周側壁３ａにおいて、隣り合う角部１４間（辺の部分）に対応する位置に設けてある。

ヨーク３の各角部１４において、外周側壁３ａの内周面にはマグネット１３が固定されている。マグネット１３は、角部１４のみに設けてあり、内周側壁３ｂに形成された切除部１２に対応する位置にはない。

レンズ支持体７は略円筒形状であり、その内周部にレンズ（図示せず）が装着されて、ヨーク３の内周側を光軸方向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１５が装着されており、コイル１５はレンズ支持体７に一体に設けたコイル固定部１９に接着固定されている。

コイル１５はヨーク３の外周側壁３ａと内周側壁３ｂとの間に配置するが、マグネット１３がある角部１４ではマグネット１３と内周側壁３ｂとの間に位置し、レンズ支持体７と共にヨーク３内を前後方向に移動するようになっている。

コイル固定部１９は、図２に示すように、レンズ支持体７の外周面の周方向に間隔をあけて配置してあり、ヨーク３の内周側壁３ｂに設けた切除部（空間部）１２内に位置している（図１及び図５参照）。

コイル固定部１９は、レンズ支持体７に装着されたコイル１５の内周面を受ける内周受面２１と、コイル１５の後側端を受ける後端受面２３とを一体に備えており、内周受面２１はレンズ支持体７の外周面に沿って設けてあり、後端受面２３はレンズ支持体の半径方向外方に突設して設けて、内周受面２１と後端受面２３とで断面Ｌ字形状を成している。コイル１５は内周受面２１と後端受面２３との２面で接着固定されている。

図３に示すように、コイル固定部１９において、後端受面２３には、後側に凹んだ接着剤溜部２５が設けてあり、内周受面２１には接着剤溜部２５に連通する前後方向の接着剤移動溝２７が設けてある。接着剤移動溝２７は１ｍｍ以下（本実施の形態では０．２ｍｍ）の幅の溝であり、接着剤移動溝２７は接着剤溜部２５に接着剤が注入されると、毛細管現象により接着剤が移動して内周受面２１とコイル１５との間に接着剤を供給する。

図１に示すように、ベース５はヨーク３の外周に位置する外壁５ａと、ヨーク３の後側（レンズの光軸方向の後側）に位置する基底部５ｂとを有しており、ベース５の基底部５ｂには後側スプリング１１の外周側部１１ｂが載置される。

前側スプリング９は環状の板ばねであり、内周側部９ａと外周側部９ｂとが設けてあり、内周側部９ａはレンズ支持体７に取付けてあり、外周側部９ｂはヨーク３とフレーム６との間に挟持して固定されている。内周側部９ａと外周側部９ｂとは弾性変形可能な腕部９ｃにより連結してある。

後側スプリング１１は全体として環状の板ばねであるが、本実施の形態では、左右に分割した一方側部３０と他方側部３２とから構成されている。後側スプリング１１の各外周側部１１ｂ、１１ｂは、絶縁体（スペーサ）１７を介してベース５とヨーク３との間に挟持されており、絶縁体１７は後側スプリング１１とヨーク３との間の電気的絶縁を図っている。各内周側部１１ａ、１１ａは、レンズ支持体７の後端に取付けてある。後側スプリング１１の各内周側部１１ａと外周側部１１ｂとは弾性変形可能な腕部１１ｃにより連結してある。

本実施の形態では、後側スプリング１１を構成する一方側部３０には端子３３が形成されており、他方側部３２には端子３５が形成されて各端子３３、３５が電源供給端子に接続されるようになっている。尚、一方側部３０と他方側部３２とは、各々コイル１５にハンダ付け等により電気的に接続されており、後側スプリング１１からコイル１５に通電するようになっている。

これらの前側スプリング９と後側スプリング１１とは、組立て前の自然状態（フレーム６を組付ける前の状態）において平坦であるが（図１参照）、少なくとも前側スプリング９は、組付け後には図５に示すように、内周側部９ａが外周側部９ｂよりも前方に位置するように弾性変形した状態で取付けてある。これにより、ばねの復帰力（付勢力）により内周側部９ａがレンズ支持体７をベース５側に向けた付勢力で常時付勢するようにしている。

フレーム６はレンズ支持体７の前側に配置されており、ヨーク３との間に前側スプリング９の外周側部９ｂを挟んで保持すると共に、ベース５に嵌合固定してベース５とフレーム６とで筐体を形成している。

次に、第１実施の形態に係るレンズ駆動装置１の作用及び効果について説明する。

本実施の形態に係るレンズ駆動装置１によれば、端子３３、３５からコイル１５に通電すると、コイル１５に作用する電磁力で、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の付勢力に抗して移動し、スプリング９、１１との力の釣り合う位置で停止する。

レンズ支持体７の径方向外側に突設したコイル固定部１９は、ヨーク３の内周側壁３ｂに形成した切除部１２に位置しているので、レンズ支持体７の移動を妨げない。

マグネット１３はヨーク３の角部１４に配置しているので、角部１４では内周側壁３ｂと外周側壁３ａとの間の間隔を広く取ることができ、その分マグネットの厚み（レンズ支持体の半径方向の寸法）を厚くできるから、コンパクトな構成で磁界強度を強めることができる。

ヨーク３の角部１４では、図５に示すように、対応する位置にあるコイル部分１５ａはマグネット１３に対面すると共に、コイル部分１５ａの移動領域全体に亘って、ヨーク３の外周側壁３ａと外周側壁３ｂとに挟まれるので、常時強い磁界内を移動でき、高い駆動トルクを得ることができる。

コイル固定部１９は、レンズ支持体７の外周に間隔をあけて設けてあり、従来技術のよう光軸方向後端で且つ半径方向外方に全周に亘って突設するフランジを設けていないので、ヨーク３に従来のフランジの厚みＴや移動スペースＨを設ける必要がない（図１２参照）。従って、ヨーク３においては、内周側壁３ｂの後端と外周側壁３ａの後端との間に、フランジの厚みＴや移動スペースＨを加えた寸法が不要であるから、ヨークの前後方向（レンズ支持体の移動方向）の寸法を従来よりも小さくできる。

コイル１５は内周受面２１と後端受面２３との２面でコイル１５を固定するので、コイル１５を強固に固定することができる。

コイル固定部１９には、後端受面２３に接着剤溜部２５を設けると共に内周受面２１には接着剤溜部２５に連通する接着剤移動溝２７を設けているので、レンズ支持体にコイルを固定する工程では、接着剤溜部２５に接着剤を注入して、コイル固定部１９にコイル１５を装着すると、接着剤溜部２５の接着剤が毛細管現象により接着剤移動溝２７を移動するので、内周受面２１と後端受面２３とにコイル１５を接着固定することができる。即ち、接着剤は接着剤溜部２５のみに注入するだけで、コイルの２面での接着ができ、製造が容易である。尚、製造工程におけるコイル１５の固定はレンズ支持体７の後端受面２３を下にして、治具上に載置して接着剤溜部２５に接着剤を注入した後、コイルを接着剤溜部２５に向けて圧しながらヒートタンク内で加熱により固定する。

また、コイル１５はその内周面を四方に設けた内周面受面２１に装着するので、コイル１５の芯だし（位置決め）が容易にできる。

以下に、本発明の他の実施の形態を説明するが、以下に説明する実施の形態において、上述した第１実施の形態と同一の作用効果を奏する部分には、同一の符号を付することによりその部分の詳細な説明を省略し、以下の説明では、上述した第１実施の形態と主に異なる点について説明する。

図７〜図９に第２実施の形態を示す。図７は本発明の第２実施の形態に係るレンズ駆動装置を前側から見た分解斜視図であり、図８は第２実施の形態に係るレンズ駆動装置を後側から見た分解斜視図であり、図９（ａ）はマグネットを装着したヨークを後側から見た斜視図であり、（ｂ）は磁界の向きを説明する平面図である。

この第２実施の形態では、レンズ支持体７のコイル固定部２１の位置とは関係なく、駆動効率の観点から、ヨーク３の内周側壁３ｂに切除部（空間）１２を設けている。即ち、図９（ａ）に示すように、外周の輪郭が平面視矩形のヨーク３において、外周側壁３ａは、ヨーク３の輪郭に沿って周方向に亘って形成されている。ヨーク３の内周は平面視円形であり、内周側壁３ｂは、ヨーク３の内周の一部に設けてあり、平面視において円弧形を成している。内周側壁３ｂは、マグネット１３に対面した位置にのみ設けてあり、隣り合うマグネット１３、１３間に対応する位置には切除部１２が設けてあり、内周側壁３ｂがない空間になっている。

この第２実施の形態によれば、図９（ｂ）に示すように、ヨーク３において、マグネット１３のＮ極からマグネット１３と対面する内周側壁３ｂへ向かう磁界ＢＡが生じ、この磁界ＢＡがレンズ支持体の駆動に寄与する磁界となる。隣り合うマグネット１３、１３間に対応する位置には、切除部（空間部）１２が設けてあり、内周側壁３ｂがないので、有効な磁界ＢＡのみを得ることができる。即ち、図１１に比較例を示すが、この比較例では、内周側壁３ｂ及び外周側壁３ａが各々周方向に連続した壁になっており、図１１（ｂ）に示すように、内周側壁３ｂにおいて、隣り合うマグネット１３、１３間に位置する部分には逆方向の磁界ＢＴが誘起して、コイル１５に逆向きの推力が作用してレンズ駆動装置の駆動を阻害することになるが、本実施の形態によれば、このような逆向きの推力の発生を防止できる。従って、この第２実施の形態によれば、レンズ支持体７の駆動効率を高めることができる。

尚、第１実施の形態においても、隣り合うマグネット１３、１３間に対応する位置には内周側壁３ｂがなく、切除部（空間）１２になっているので、第２実施の形態と同様に、有効な磁界ＢＡのみを得ることができる。

図１０に第３実施の形態を示す。図１０（ａ）はマグネットを装着したヨーク３を後側から見た斜視図であり、（ｂ）は磁界の向きを説明する平面図である。

この第３実施の形態では、ヨーク３の内周側壁３ｂは周方向に連続して形成しており、ヨーク３の外周側壁３ｂに切除部（空間）１２を設けていることが、第２実施の形態と異なっている。即ち、図１０（ａ）に示すように、外周が平面視矩形のヨーク３において、外周側壁３ａは、輪郭が矩形のヨーク３の角部にのみ設けてあり、内周側壁３ｂは、ヨークの円形の内周に沿って周方向に亘って連続して設けてある。ヨーク３の外周側壁３ａは、マグネット１３を配置する角部にのみ設けてあり、隣り合うマグネット１３、１３間には外周側壁３ａがなく、空間１２になっている。

この第３実施の形態では、図１０（ｂ）に示すように、ヨーク３において、マグネット１３のＮ極からマグネット１３と対面する内周側壁３ｂへ向かう磁界ＢＡが生じ、この磁界ＢＡがレンズ支持体７の駆動に寄与する磁界となる。そして、隣り合うマグネット１３、１３間に対応する位置（空間部）１２には外周側壁３ａがなく、空間１２となっているので、有効な磁界ＢＡのみを得ることができ、レンズ支持体７の駆動効率を高めることができる。

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１実施の形態において、コイル固定部１９は、４つに設けることに限らずいくつ設けてもよく、コイル固定部１９に対応してヨーク３の内周側壁３ｂに切除部１２を同じ数だけ設ければよい。

第３実施の形態において、外周側壁３ａ間の空間１２は、非磁性材、例えば、樹脂材で埋めるものであっても良いし、ヨーク５の外周側に樹脂製のケースを装着したり、ベース５又はフレーム６の周方向に壁面を設けて、ヨークの外周を筐体で密閉しても良い。

更に、第３実施の形態において、内周側壁３ｂについても、マグネット１３と対面する位置にのみ内周側壁３ｂを設け、隣り合うマグネット１３、１３間は空間（切除部）１２としても良い。

上述した各実施の形態において、切除部１２は周方向の幅を狭くして、内周側壁３ａ及び外周側壁３ｂの周方向の幅をマグネット１３よりもはみ出すように広くするものであってもよい。

１ レンズ駆動装置
３ ヨーク
３ａ 外周側壁
５ ベース
７ レンズ支持体
９ 前側スプリング（スプリング）
９ａ 内周側部
９ｂ 外周側部
９ｃ 腕部
１１ 後側スプリング（スプリング）
１１ａ 内周側部
１１ｂ 外周側部
１１ｃ 腕部
１３ マグネット
１５ コイル

Claims (5)

1. コイルを装着したレンズ支持体と、
   複数のマグネットを前記コイルに対面させるように装着した装着部材と、
   前記装着部材に対して前記レンズ支持体を光軸方向に移動自在に支持するスプリングと、を備え、
   当該スプリングは、一方側部及び他方側部に分割され、この一方側部及び他方側部は、夫々前記コイルに接続される内周側部、外部から電流が供給される外周側部及び前記内周側部と前記外周側部とを連結する弾性変形可能な２本の腕部を有し、
   前記コイルへ供給される電流は、前記一方側部の前記２本の腕部を介して前記一方側部の前記外周側部から前記内周側部へ流れ、前記他方側部の前記２本の腕部を介して前記他方側部の前記内周側部から前記外周側部へ流れること、
   を特徴とするレンズ駆動装置。
2. 前記装着部材は、角部を有する平面視四角形状に形成され、前記スプリングも前記装着部材に対応して角部領域を有し、当該角部領域は、当該角部領域間の領域に比べて広い領域に定められ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. 前記装着部材は、角部を有する平面視四角形状に形成され、前記スプリングも前記装着部材に対応して角部領域を有し、前記スプリングの前記２本の腕部は、夫々前記角部領域で前記外周側部を前記内周側部に連結し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. 請求項１から請求項３のいずれかに記載のレンズ駆動装置と、光軸上に設けた画像センサとを備えることを特徴とするカメラ。
5. 請求項４に記載の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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