JP2017219675A - レンズ駆動用板バネ、レンズ駆動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】寸法公差に影響されず所望の力量調整を行うことができる板バネを提供する。【解決手段】レンズ駆動用の板バネ４は、弾性変形部分４Ｃにおいて、少なくとも２つの湾曲部分４Ｃ１，４Ｃ２と、２つの湾曲部分４Ｃ１，４Ｃ２の間と湾曲部分の外側にそれぞれ延設された線状部分４Ｃ３，４Ｃ４，４Ｃ５とを備え、２つの湾曲部分４Ｃ１，４Ｃ２の間に延設された線状部分４Ｃ３が、湾曲部分４Ｃ１，４Ｃ２の外側に延設された線状部分４Ｃ４，４Ｃ５の線幅に対して異なる線幅を有する力量調整部分４Ｄになっている。【選択図】図３

Description

本発明は、レンズ駆動用板バネ及びそれを用いたレンズ駆動装置に関するものである。

従来のレンズ駆動装置は、枠体と、枠体に取り付けられて光軸の方向に移動するレンズ枠と、光軸の方向に沿った駆動力をレンズ枠に付与して、光軸の方向にレンズ枠を移動させる駆動手段と、枠体とレンズ枠との間に配置され、駆動力の方向と逆の方向へレンズ枠を付勢する付勢手段である板バネとを備えている。板バネは、レンズ枠の光軸方向一端側と他端側の両方に配置されており、駆動手段の駆動力と板バネの弾性力とが釣り合う位置でレンズ枠が保持される。レンズ駆動装置の駆動手段は、一般に、レンズ枠と枠体の一方にコイルを配置して他方にマグネットを配置した電磁駆動方式であり、フォーカス信号などによってコイルへの通電量を変化させて駆動力を制御している。

特開２０１３−１５６４３３号公報

前述したレンズ駆動装置において、駆動力の変化に対してレンズ枠の移動量がどの程度になるかは、板バネの力量（バネ定数）によることになる。このため、所望のＡＦ感度を得るためには、板バネの力量調整が必要になる。

また、レンズ枠の光軸に沿った一端側（前側）と他端側（後側）に板バネを配置する場合、無通電時のレンズ枠の位置を所望のニュートラル位置に保つためには、レンズ枠の自重などを考慮して前後の板バネの力量に微妙な差を設けることが必要になる。このように前後の板バネの力量差を適性に設定するためにも、板バネの力量調整が必要になる。

板バネの力量調整を行うには、板バネの弾性変形部分の寸法や形状を調整することになるが、十分な弾性変形量を得るために弾性変形部分の形状が複雑な湾曲形状になっており、板バネ形成時の寸法公差を考慮した場合には、所望の力量調整を行うために弾性変形部分の寸法変更や形状変更を如何に行うか重大な課題になっている。

これまでは、弾性変形部分の全体的な長さや幅によって力量調整を行っているが、実際に形成される板バネの寸法公差によって生じる力量のばらつきが、力量調整の調整幅に対してオーバーラップしてしまい、所望の力量差を有する板バネを複数形成することが困難な問題があった。

このような課題を解決するために、本発明のレンズ駆動用板バネ或いはレンズ駆動装置は、以下の構成を具備するものである。

光軸に沿って駆動されるレンズ枠を枠体に弾性支持する板バネであって、前記レンズ枠の前記光軸に沿った一端側に取り付けられるレンズ枠側取付部分と、前記枠体の前記光軸に沿った一端側に取り付けられる枠体側取付部分と、前記レンズ枠側取付部分と前記枠体側取付部分との間で前記光軸に交差する方向に延設され、前記レンズ枠の前記光軸に沿った移動で弾性変形する弾性変形部分とを備え、前記弾性変形部分は、少なくとも２つの湾曲部分と、前記２つの湾曲部分の間と前記湾曲部分の外側にそれぞれ延設された線状部分とを備え、前記２つの湾曲部分の間に延設された線状部分が、前記湾曲部分の外側に延設された線状部分の線幅に対して異なる線幅を有する力量調整部分であることを特徴とするレンズ駆動用板バネ。

レンズを保持するレンズ枠と、前記レンズの光軸と同軸の開口を有する枠体と、前記レンズ枠を前記枠体に弾性支持する板バネと、前記レンズ枠を前記光軸に沿って移動させる駆動部とを備え、前記板バネは、前記レンズ枠の前記光軸に沿った一端側に取り付けられるレンズ枠側取付部分と、前記枠体の前記光軸に沿った一端側に取り付けられる枠体側取付部分と、前記レンズ枠側取付部分と前記枠体側取付部分との間で前記光軸に交差する方向に延設され、前記レンズ枠の前記光軸に沿った移動で弾性変形する弾性変形部分とを備え、前記弾性変形部分は、少なくとも２つの湾曲部分と、前記２つの湾曲部分の間と前記湾曲部分の外側にそれぞれ延設された線状部分とを備え、前記２つの湾曲部分の間に延設された線状部分が、前記湾曲部分の外側に延設された線状部分の線幅に対して異なる線幅を有する力量調整部分であることを特徴とするレンズ駆動装置。

本発明の実施形態に係るレンズ駆動装置の分解斜視図である。 本発明の実施形態に係るレンズ駆動装置（カバーを除いた状態）の平面図（ａ）とＡ−Ａ断面図（ｂ）である。 本発明の実施形態に係るレンズ駆動用板バネを示した平面図である。 本発明の実施形態に係るレンズ駆動用板バネを示した他の平面図である。 本発明の実施形態に係るレンズ駆動装置を備えたカメラ（ａ）と、カメラユニットを備えた携帯電子機器（ｂ）を示した説明図である。

以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。以下の説明で異なる図における同一符号は同一機能の部位を示しており、各図における重複説明は適宜省略する。

図１及び図２において、レンズ駆動装置１は、図示省略したレンズ（レンズバレル）を保持するレンズ枠２と、レンズの光軸Ｏと同軸の開口３Ａを有する枠体３と、レンズ枠２を枠体３に弾性支持する板バネ（第１板バネ）４及び板バネ（第２板バネ）５と、レンズ枠３を光軸Ｏに沿って移動させる駆動部６（コイル６Ａとマグネット６Ｂ）とを備えている。また、レンズ駆動装置１は、必要に応じて、枠体３に取り付けられるレンズ枠２や板バネ４，５を覆うカバー７を備えている。カバー７は、光軸Ｏと同軸の開口７Ａを有する。

レンズ枠２は、円筒状の部材であり、光軸Ｏに沿った一端側と他端側の端面に板バネ取付部２Ｂ，２Ｃを備えている。図示の例では、レンズ枠２の外周にコイル支持部２Ｄが設けられ、そのコイル支持部２Ｄに光軸Ｏの回りに巻き回されるコイル６Ａが装着されている。

枠体３は、開口３Ａを有するベース部３Ｂと開口３Ａの周りには設けられる支柱部３Ｃを備えており、支柱部３Ｃの内側にマグネット６Ｂが取り付けられている。支柱部３Ｃの上端部には、板バネ４が取り付けられる板バネ取付部３Ｃ１が設けられ、ベース部３Ｂには、板バネ５が取り付けられる板バネ取付部３Ｂ１が設けられている。枠体３は、他の支持部材に固定されていてもよいし、それ自体が他の支持部材に対して移動可能に支持されていてもよい。

駆動部６は、図示の例ではレンズ枠２側にコイル６Ａを取り付け、枠体３側にマグネット６Ｂを取り付けているが、それとは逆に、レンズ枠２側にマグネットを取り付け、枠体３側にコイルを取り付けたものであってもよい。コイル６Ａとマグネット６Ｂとの配置関係は、コイル６Ａへの通電でレンズ枠２に光軸Ｏに沿った駆動力が生じるように配置されている。

板バネ４，５は、基本的には同様の構成を備えており、板バネ４，５は、レンズ枠２の光軸Ｏに沿った一端側に取り付けられるレンズ枠側取付部分４Ａ，５Ａと、枠体３の光軸Ｏに沿った一端側に取り付けられる枠体側取付部分４Ｂ，５Ｂと、レンズ枠側取付部分４Ａ，５Ａと枠体側取付部分４Ｂ，５Ｂとの間で光軸Ｏに交差する方向に延設され、レンズ枠２の光軸Ｏに沿った移動で弾性変形する弾性変形部分４Ｃ，５Ｃとを備えている。

ここでは、レンズ枠側取付部分４Ａが、レンズ枠２の板バネ取付部２Ｂに取り付けられ、枠体側取付部分４Ｂが枠体３の板バネ取付部３Ｃ１に取り付けられる。また、レンズ枠取付部分５Ａが、レンズ枠２の板バネ取付部２Ｃに取り付けられ、枠体側取付部５Ｂが、枠体３の板バネ取付部３Ｂ１に取り付けられる。

そして、図３に示すように、板バネ（第１板バネ）４の弾性変形部分４Ｃは、少なくとも２つの湾曲部分４Ｃ１，４Ｃ２を備えており、２つの湾曲部分４Ｃ１，４Ｃ２の間に線状部分４Ｃ３が延設され、湾曲部分４Ｃ１，４Ｃ２の外側に線状部分４Ｃ４，４Ｃ５が延設されている。ここで、２つの湾曲部分４Ｃ１，４Ｃ２の間に延設されている線状部分４Ｃ３を力量調整部分４Ｄとしており、この線状部分４Ｃ３が、湾曲部分４Ｃ１，４Ｃ２の外側に延設された線状部分４Ｃ４，４Ｃ５の線幅に対して異なる線幅になるように、所望の力量に応じて、光軸Ｏに交差する方向の線幅Ｗが調整されている。

板バネ（第２板バネ）５は、基本的には板バネ４と同様の構成を備えており、図４に示すように、弾性変形部分５Ｃにおいては、２つの湾曲部分５Ｃ１，５Ｃ２を備え、２つの湾曲部分５Ｃ１，５Ｃ２の間に線状部分５Ｃ３が延設され、湾曲部分５Ｃ１，５Ｃ２の外側に線状部分５Ｃ４，５Ｃ５が延設されている。そして、線状部分５Ｃ３が力量調整部分５Ｄになっている。

図示の例では、図４に示すように、板バネ（第２板バネ）５は、板バネ（第１板バネ）４とは、弾性変形部分の形状が異なっている。具体的には、線状部分５Ｃ３および線状部分５Ｃ５が板バネ４の線状部分４Ｃ３および線状部分４Ｃ５よりも短くなっている。本実施例では、上下の板バネ４，５の形状を異なるものにすることで、上下の板バネの力量差を生じさせている。そして、力量調整部分４Ｄ，５Ｄを用いることで、各板バネ４，５の力量がさらに調整される。ただし、他の実施例では、上下の板バネの形状は同じ形状であってもよい。

このような板バネ４，５を備えたレンズ駆動装置１は、板バネ４，５の力量調整を行う部分を線状部分４Ｃ３に特定しているので、幅Ｗの寸法公差に対して調整幅を大きく設定することで、寸法公差の影響を受けることなく所望の力量調整を行うことが可能になる。そして、所望の力量調整を行うことで、レンズ枠２の位置を所望のニュートラル位置に保つことができる。たとえば、レンズ枠２のニュートラル位置を、移動される頻度の高い位置（使用頻度の高い位置）とすることで、消費電力を抑えることができる。

なお、線状部分４Ｃ３の幅Ｗは、湾曲部分４Ｃ１，４Ｃ２の幅に対して徐々に変化させることが好ましい。これによって、弾性変形時の応力集中を防ぎ、所望の耐久性を維持することができる。

また、図示の例のように、弾性変形部分４Ｃとして複数の線状部分４Ｃ３，４Ｃ４，４Ｃ５を有するものでは、レンズ枠側取付部分４Ａと枠体側取付部分４Ｂに繋がる線状部分４Ｃ４，４Ｃ５の幅を調整対象から外していることで、落下衝撃などの衝撃耐性を低下させることなく、所望の力量調整を行うことが可能になる。

図５は、（ａ）において、前述したレンズ駆動装置１を備えたカメラ１０を示し、（ｂ）において、レンズ駆動装置１を具備するカメラユニットを備えた携帯電子機器（携帯情報端末）２０を示している。スマートフォンのような携帯電子機器２０に搭載されるカメラユニットのレンズ駆動装置１は、口径数ミリのレンズを駆動するものであり、前述した板バネ４，５の弾性変形部分４Ｃにおける線幅Ｗは数十μｍになる。このようなレンズ駆動装置１において、前述したように所望の力量調整がなされる板バネ４，５を採用することで、カメラ１０或いは携帯電子機器２０に搭載されるカメラユニットは、適性に感度調整がなされた精度の高いオートフォーカスを実現することができる。また、落下衝撃などの衝撃耐性にも優れている。

そして、本発明の実施形態に係るレンズ駆動装置１は、図５（ａ）に示したカメラ１０に搭載することで、小型化が可能になると共に、高いオートフォーカス性能を得ることができる。また、図５（ｂ）に示した携帯情報端末（携帯電話、スマートフォンなどを含む）２０に搭載することで、機器全体の薄型化、カメラ機能部分の高機能化及び省スペース化が可能になる。

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：レンズ駆動装置，２：レンズ枠，３：枠体，３Ａ：開口，４，５：板バネ，
６：駆動部，６Ａ：コイル，６Ｂ：マグネット，７：カバー，７Ａ：開口，
４Ａ，５Ａ：レンズ枠側取付部分，４Ｂ，５Ｂ：枠体側取付部分，
４Ｃ，５Ｃ：弾性変形部分，
４Ｃ１，４Ｃ２，５Ｃ１，５Ｃ２：湾曲部分，
４Ｃ３，４Ｃ４，４Ｃ５，５Ｃ３，５Ｃ４，５Ｃ５：線状部分，
４Ｄ，５Ｄ：力量調整部分，Ｗ：線幅，Ｏ：光軸

Claims (7)

1. 光軸に沿って駆動されるレンズ枠を枠体に弾性支持する板バネであって、
   前記レンズ枠の前記光軸に沿った一端側に取り付けられるレンズ枠側取付部分と、
   前記枠体の前記光軸に沿った一端側に取り付けられる枠体側取付部分と、
   前記レンズ枠側取付部分と前記枠体側取付部分との間で前記光軸に交差する方向に延設され、前記レンズ枠の前記光軸に沿った移動で弾性変形する弾性変形部分とを備え、
   前記弾性変形部分は、少なくとも２つの湾曲部分と、前記２つの湾曲部分の間と前記湾曲部分の外側にそれぞれ延設された線状部分とを備え、
   前記２つの湾曲部分の間に延設された線状部分が、前記湾曲部分の外側に延設された線状部分の線幅に対して異なる線幅を有する力量調整部分であることを特徴とするレンズ駆動用板バネ。
2. 前記線状部分の線幅は、前記光軸に交差する方向の幅であることを特徴とする請求項１記載のレンズ駆動用板バネ。
3. 前記線状部分の線幅は、前記２つ湾曲部分の線幅に対して徐々に変化していることを特徴とする請求項１または２記載のレンズ駆動用板バネ。
4. レンズを保持するレンズ枠と、
   前記レンズの光軸と同軸の開口を有する枠体と、
   前記レンズ枠を前記枠体に弾性支持する板バネと、
   前記レンズ枠を前記光軸に沿って移動させる駆動部とを備え、
   前記板バネは、
   前記レンズ枠の前記光軸に沿った一端側に取り付けられるレンズ枠側取付部分と、
   前記枠体の前記光軸に沿った一端側に取り付けられる枠体側取付部分と、
   前記レンズ枠側取付部分と前記枠体側取付部分との間で前記光軸に交差する方向に延設され、前記レンズ枠の前記光軸に沿った移動で弾性変形する弾性変形部分とを備え、
   前記弾性変形部分は、少なくとも２つの湾曲部分と、前記２つの湾曲部分の間と前記湾曲部分の外側にそれぞれ延設された線状部分とを備え、
   前記２つの湾曲部分の間に延設された線状部分が、前記湾曲部分の外側に延設された線状部分の線幅に対して異なる線幅を有する力量調整部分であることを特徴とするレンズ駆動装置。
5. 前記板バネは、前記光軸方向において前記レンズ枠の一方側に配置される第１板バネと、前記光軸方向において前記レンズ枠の他方側に配置される第２板バネとを含み、
   前記第１板バネと前記第２板バネとは、弾性変形部分の形状が異なることを特徴とする請求項４に記載のレンズ駆動装置。
6. 請求項５に記載のレンズ駆動装置を備えたカメラ。
7. 請求項６に記載されたカメラを備えた携帯電子機器。

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