JP2015114359A - レンズ駆動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】レンズ駆動装置の始動電流を低くして電源の消費電力を抑えること、レンズ枠部材の最大ストロークを含む大きな駆動ストロークを得るための駆動電力を抑える。【解決手段】レンズ駆動装置１は、光軸方向に移動自在なレンズ枠部材１１と、レンズ枠部材１１を移動自在に保持する枠部材１２と、枠部材１２を支持するベース部材１５と、レンズ枠部材１１に固定されるマグネット１３Ａと枠部材１２に固定されるコイル１３Ｂを備えレンズ枠部材１１を光軸方向に駆動する駆動手段１３とを備え、マグネット１３Ａの移動方向延長位置に、マグネット１３Ａに吸着力を作用させる磁性体３を支持する。【選択図】図１

Description

本発明は、レンズ駆動装置、カメラモジュール、電子機器などに関するものである。

コイルとマグネットを駆動手段として備える電磁駆動式のレンズ駆動装置が知られている（下記特許文献１参照）。このレンズ駆動装置は、レンズの光軸に沿って移動自在なレンズ枠部材と、このレンズ枠部材を移動自在に保持する枠部材と、レンズ枠部材に設けたコイルと枠部材に設けたマグネットによってレンズ枠部材を光軸方向に駆動する駆動手段を設けている。また、このような従来のレンズ駆動装置は、レンズ枠部材の移動を光軸方向に沿って弾性的に規制する弾性規制部材（板バネ）を備えており、この弾性規制部材の弾性力と前述した駆動手段の駆動力が釣り合う位置でレンズの光軸方向の位置を可変調整している。

特開２０１３−１５６４３６号公報

このようなレンズ駆動装置は、弾性規制部材によって規制された初期位置に静止しているレンズ枠部材を始動させる際の始動電流が大きいことで、電源の消費電力が大きくなる問題がある。また、コイルに供給する駆動電流とレンズ枠部材の駆動ストロークの関係が直線的な比例関係になっておらず、駆動ストロークが大きくなるに連れて直線的な比例関係より駆動電流が大きくなる傾向がある。このため、大きな駆動ストロークを得るための駆動電流、とりわけレンズ枠部材の駆動ストロークを最大ストロークにするために必要な駆動電流が大きくなる問題があった。

本発明は、このような問題に対処することを課題の一例とするものである。すなわち、レンズ駆動装置の始動電流を低くして電源の消費電力を低く抑えること、レンズ枠部材の最大ストロークを含む大きな駆動ストロークを得るための駆動電流を低く抑えること、等が本発明の目的である。

このような目的を達成するために、本発明によるレンズ駆動装置は、明細書に記載された幾つかの発明のうち以下の構成を具備するものである。
光軸方向に移動自在なレンズ枠部材と、前記レンズ枠部材を移動自在に保持する枠部材と、前記枠部材を支持するベース部材と、前記レンズ枠部材に固定されるマグネットと前記枠部材に固定されるコイルを備え前記レンズ枠部材を光軸方向に駆動する駆動手段とを備え、前記マグネットの移動方向延長位置に、当該マグネットに吸着力を作用させる磁性体を支持することを特徴とするレンズ駆動装置。

本発明の一実施形態に係るレンズ駆動装置を示した説明図（図１（ａ）が全体斜視図、図１（ｂ）が図１（ａ）におけるＸ−Ｘ断面図）である。 本発明の一実施形態に係るレンズ駆動装置を示した説明図（分解図）である。 本発明の実施形態に係るレンズ駆動装置の駆動特性を示した説明図であり、駆動電流とレンズ枠部材の駆動ストロークの関係を示したグラフである。 本発明の他の実施形態に係るカメラモジュールを示した説明図（図４（ａ）がカメラモジュールの平面図、図４（ｂ）がそのＡ−Ａ断面図）である。 本発明の他の実施形態に係るカメラモジュールを示した説明図（分解図）である。 本発明の実施形態に係るレンズ駆動装置を備えた電子機器を示した説明図である。

本発明の実施形態に係るレンズ駆動装置は、レンズ枠部材、枠部材、ベース部材、駆動手段を備える。駆動手段は、光軸方向に移動自在なレンズ枠部材にマグネットを固定し、レンズ枠部材を移動自在に保持する枠部材にコイルを固定したムービングマグネット方式である。そして、本発明の実施形態に係るレンズ駆動装置は、駆動手段のマグネットの移動方向延長位置に、マグネットに吸着力を作用させる磁性体を支持している。このようなレンズ駆動装置は、駆動手段の駆動力（ローレンツ力）をアシストするようにマグネットと磁性体の吸着力が作用する。これによって、レンズ枠部材を駆動するための始動電流を低く抑えることができると共に、最大ストローク時の駆動電流を低く抑えることができる。また、レンズ枠部材が規定ストロークに到達するためのストロークと駆動電流の関係を直線的な比例関係に近づけることができるので、オートフォーカスなどでのレンズ枠部材の位置制御が容易になる。

このようなレンズ駆動装置にシャッタ装置を加えたカメラモジュールにおいては、シャッタ装置のシャッタ駆動手段に用いられるヨークを前述した磁性体として機能させることができる。すなわち、レンズ駆動装置のマグネットの移動方向延長位置にシャッタ駆動手段のヨークを配備する。これによって、レンズ枠部材を駆動する駆動手段の駆動力（ローレンツ力）をアシストするようにマグネットとヨークの吸着力が作用するので、カメラモジュールにおいて、レンズ枠部材を駆動するための始動電流や最大ストローク時の駆動電流を低く抑えることができると共に、レンズ枠部材が規定ストロークに到達するためのストロークと駆動電流の関係を直線的な比例関係に近づけることができる。

以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。図１及び図２は本発明の一実施形態に係るレンズ駆動装置を示している（図１（ａ）が全体斜視図、図１（ｂ）が図１（ａ）におけるＸ−Ｘ断面図、図２が分解図）。レンズ駆動装置１は、レンズ駆動部１０（レンズ枠部材１１、枠部材１２、駆動手段１３）がベース部材１５上に組み付けられた構造をなしている。レンズ枠部材１１は図示省略したレンズバレルが装着されてレンズの光軸方向に移動自在な部材である。枠部材１２はレンズ枠部材１１を移動自在に保持する部材であり、具体的には、レンズ枠部材１１の周囲に配置され、２つの弾性規制部材１４を介してレンズ枠部材１１を光軸方向に移動自在に保持している。駆動手段１３は、レンズ枠部材１１に固定されるマグネット１３Ａと枠部材１２に固定されるコイル１３Ｂを備え、レンズ枠部材１１を光軸に沿って駆動する駆動力を発生するものである。

ベース部材１５は、中央に開口部１５Ａを備えており、枠部材１２を支持する支持部１５Ｂを備えている。また、ベース部材１５は、駆動手段１３の無通電時にレンズ枠部材１１が当接する当接部１５Ｃが開口部１５Ａの周りに設けられ、駆動手段１３の無通電時にレンズ枠部材１１が光軸と交差する方向に移動するのを規制する移動規制部１５Ｄが複数箇所に設けられている。

弾性規制部材１４は、枠部材１２における光軸方向の一端側に取り付けられる外側取付部１４Ａと、レンズ枠部材１１における光軸方向の一端側に取り付けられる内側取付部１４Ｂと、外側取付部１４Ａと内側取付部１４Ｂを連結する弾性変形部１４Ｃを備えている。図示の例では、レンズ枠部材１１の保持に一対の弾性規制部材１４が用いられており、一対の外側取付部１４Ａが枠部材１２の光軸方向一端側と他端側にそれぞれ取り付けられ、一対の内側取付部１４Ｂがレンズ枠部材１１の光軸方向一端側と他端側にそれぞれ取り付けられている。外側取付部１４Ａを枠部材１２の一端側に取り付ける際には押さえ部材１６が用いられ、内側取付部１４Ｂをレンズ枠部材１１に一端側に取り付けるには押さえ部材１７が用いられている。

レンズ駆動装置１は、駆動手段１３のコイル１３Ｂに通電することでマグネット１３Ａとそれを固定したレンズ枠部材１１を光軸方向に移動させるが、このマグネット１３Ａの移動方向延長位置に、マグネット１３Ａに吸着力を作用させる磁性体３を支持している。磁性体３の支持には各種の支持構造を採用することができるが、図示の例では、磁性体３は、レンズ枠部材１１と枠部材１２を覆うカバー部材１８に支持されている。カバー部材１８は、ベース部材１５の外縁に支持される側壁部１８Ａと天板部１８Ｂを備えており、天板部１８Ｂには、レンズ枠部材１１のレンズ装置口に対応する開口１８Ｃが形成されている。磁性体３は、レンズ枠部材１１の周囲に固定されたマグネット１３Ａの移動方向延長位置であり、天板部１８Ｂにおける開口１８Ｃを囲む位置に支持凹部１８Ｄを設け、その中に支持される。

図３は、本発明の実施形態に係るレンズ駆動装置の駆動特性を示した説明図であり、駆動電流とレンズ枠部材の駆動ストロークの関係を示したグラフである。図における実線ａが磁性体３を備えた本発明の実施形態に係るレンズ駆動装置１の駆動特性を示しており、図における一点破線ｂが磁性体３を備えていないレンズ駆動装置の駆動特性を示している。また、図における破線ｃが、駆動電流と駆動ストロークの関係の理論値を示している。

図３に示すように、磁性体３を備えていないレンズ駆動装置は、比較的始動電流Ｅ０が高く、駆動ストロークを大きくしていくと、駆動電流が理論値より大きくなる傾向がある。その原因は、マグネット１３Ａの移動によってコイル１３Ｂを通過する磁束密度が低下することや、レンズ枠部材１１の移動を弾性的に規制する弾性規制部材１４の弾性力が駆動ストロークが大きくなるにつれて比例的な増加を示さなくなることなどが考えられる。

これに対して、磁性体３を備えるレンズ駆動装置１は、図３に示すように、磁性体３を備えない場合の始動電流Ｅ０に対して始動電流Ｅ１を低くすることができ、更に、駆動電流と駆動ストロークの関係を直線的な比例関係に補正することができる。これは、コイル１３Ｂに駆動電流を流すことによって生じる駆動力（ローレンツ力）に、マグネット１３Ａに磁性体３が吸着される力が加わって、レンズ枠部材１１を光軸方向に移動する推力になるからであり、このような吸着力による駆動力のアシスト効果によって、始動電流Ｅ１の低下と駆動特性の改善が実現されている。

図４及び図５は、本発明の他の実施形態を示した説明図であって、前述した磁性体の吸着力による駆動力のアシスト効果を有するカメラモジュールを示している（図４（ａ）がカメラモジュールの平面図、図４（ｂ）がそのＡ−Ａ断面図、図５がその分解図である。前述した説明と同一部位には同一符号を付して重複説明を一部省略する）。

このカメラモジュール４は、レンズ駆動装置１Ａとシャッタ駆動装置２を具備しており、レンズ駆動装置１Ａの光軸方向に載置するようにシャッタ駆動装置２を配備している。レンズ駆動装置１Ａは、前述したレンズ駆動装置１と同様の基本構成を備えるものであり、ベース部材１５にレンズ駆動部１０が支持されており、レンズ枠部材１１が一対の弾性規制部材１４を介して枠部材１２に保持されている。

シャッタ駆動装置２は、レンズ駆動装置１Ａのカバー部材１８の上に載置される地板２０、地板２０に設置されるシャッタ駆動手段２１、仕切り板２６、レンズ枠部材１１のレンズ開口を開放・遮蔽するシャッタ部材２７、カバー板２８を備えている。そして、シャッタ駆動手段２１は、ロータマグネット２２、ヨーク２３、コイル２４、ボビン２５によって構成されている。ここで、カメラモジュール４は、シャッタ駆動手段２１のヨーク２３を前述した磁性体３として機能させている。すなわち、シャッタ駆動手段２１のヨーク２３をレンズ駆動装置１Ａのマグネット１３Ａの移動方向延長位置に配備している。

このようなカメラモジュール４は、レンズ駆動装置１Ａの駆動力アシスト用の磁性体を別途設けることが無く、シャッタ駆動装置２のシャッタ駆動手段２１におけるヨーク２３を利用して、吸着力による駆動力のアシスト効果を実現している。図示の例では、レンズ枠部材１１に固定される４つのマグネット１３Ａのうち、対向位置にある２つのマグネット１３Ａに対してその移動方向延長位置にヨーク２３を配備しているが、吸着力による駆動力のアシスト効果を更に高めるためには、他の２つのマグネット１３Ａの移動方向延長位置になるように地板２０に別途磁性体を配備してもよい。

このようなレンズ駆動装置１又はカメラモジュール４は、磁性体３或いはヨーク２３とマグネット１３Ａとの吸着力によってレンズ枠部材１１を駆動する駆動力をアシストすることができるので、レンズ駆動装置１（１Ａ）の始動電流を低くして電源の消費電力を抑えることができ、また、レンズ枠部材１１の最大ストロークを含む大きな駆動ストロークを得る際の駆動電流を低く抑えることが可能になる。また、レンズ駆動装置１（１Ａ）における駆動電流と駆動ストロークの関係を直線的な比例関係に補正することができるので、フォーカス制御などにおけるレンズ枠部材１１の位置制御を駆動電流によって簡易に制御することが可能になる。

また、このようなレンズ駆動装置１やカメラモジュール４は、図６に示すような電子機器１００（携帯電話、スマートフォン、タブレット端末、携帯カメラなど）に搭載することで、消費電力を抑え、精度の高いレンズ位置制御が可能な電子機器１００を得ることができる。

以上、本発明の実施の形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこれらの実施の形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても本発明に含まれる。また、上述の各実施の形態は、その目的及び構成等に特に矛盾や問題がない限り、互いの技術を流用して組み合わせることが可能である。

１，１Ａ：レンズ駆動装置，１０：レンズ駆動部，１１：レンズ駆動部材，
１２：枠部材，１３：駆動手段，１３Ａ：マグネット，１３Ｂ：コイル，
１４：弾性規制部材，
１４Ａ：外側取付部，１４Ｂ：内側取付部，１４Ｃ：弾性変形部，
１５：ベース部材，
１５Ａ：開口部，１５Ｂ：支持部，１５Ｃ：当接部，１５Ｄ：移動規制部，
１６，１７：押さえ部材，１８：カバー部材，
２：シャッタ駆動装置，２０：地板，２１：シャッタ駆動手段，
２２：ロータマグネット，２３：ヨーク，２４：コイル，２５：ボビン，
２６：仕切り板，２７：シャッタ部材，２８：カバー板

Claims (5)

1. 光軸方向に移動自在なレンズ枠部材と、
   前記レンズ枠部材を移動自在に保持する枠部材と、
   前記枠部材を支持するベース部材と、
   前記レンズ枠部材に固定されるマグネットと前記枠部材に固定されるコイルを備え前記レンズ枠部材を光軸方向に駆動する駆動手段とを備え、
   前記マグネットの移動方向延長位置に、当該マグネットに吸着力を作用させる磁性体を支持することを特徴とするレンズ駆動装置。
2. 前記磁性体は前記レンズ枠部材と前記枠部材を覆うカバー部材に支持されることを特徴とする請求項１記載のレンズ駆動装置。
3. 光軸方向に移動自在なレンズ枠部材と、前記レンズ枠部材を移動自在に保持する枠部材と、前記枠部材を支持するベース部材と、前記レンズ枠部材に固定されるマグネットと前記枠部材に固定されるコイルを備え前記レンズ枠部材を光軸方向に駆動する駆動手段を備えたレンズ駆動装置と、
   シャッタ部材と該シャッタ部材を駆動するシャッタ駆動手段とを備えたシャッタ駆動装置とを具備し、
   前記マグネットの移動方向延長位置に前記シャッタ駆動手段のヨークを配備したことを特徴とするカメラモジュール。
4. 前記ヨークは、前記シャッタ駆動手段の開口部を挟んで相対する位置に配置されることを特徴とする請求項３記載のカメラモジュール。
5. 請求項１又は２のレンズ駆動装置を備えた電子機器。

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