JP2019045561A - レンズ駆動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】可動部材のレンズの光軸周りにコイルが巻き回されるムービングコイル方式のレンズ駆動装置において、コイルの巻き付けテンションによる可動部材の変形を抑える。【解決手段】レンズ駆動装置は、レンズを保持する開口を備えると共にレンズの光軸周りに巻き回されるコイルを保持するコイル保持部を備える可動部材と、前記可動部材をレンズの光軸に沿って移動自在に弾性支持すると共にコイルの周囲に配置されるマグネットを支持する支持部材とを備え、可動部材は、コイル保持部から開口に至る光軸方向の肉厚が、光軸周りに一定の角度周期で均等に分散されている。【選択図】図１

Description

本発明は、レンズ駆動装置に関するものである。

レンズ駆動装置は、ベース部材と、レンズ又はレンズ枠（以下単にレンズという）が取り付けられる可動部材（キャリア）と、ベース部材に対して可動部材をレンズの光軸方向に沿って移動自在に支持する支持部材とを備えており、アクチュエータであるコイルとマグネットの一方を可動部材に設け、他方を支持部材に設けて、板バネなどの弾性部材を介して支持部材に支持される可動部材を、アクチュエータの推力（ローレンツ力）と弾性部材の弾性力をバランスさせながら、光軸方向に沿って移動するものである。

レンズ駆動装置は、可動部材側にコイルを取り付けるムービングコイル方式と可動部材側にマグネットを取り付けるムービングマグネット方式があり、ムービングコイル方式のレンズ駆動装置には、可動部材に取り付けられるレンズの光軸周りにコイルを巻き回して、巻回されたコイルに直交する方向に磁力線が向く磁界を形成するように、可動部材の周囲にマグネットを配置した構造が知られている（例えば、下記特許文献１参照）。

特開２０１４−２１９５８４号公報

前述した従来のレンズ駆動装置は、可動部材の外周にコイルが巻回されるコイル保持部が設けられている。このコイル保持部において、可動部材に取り付けられるレンズの光軸周りにコイルを巻き回す際に、可動部材にはコイルの巻き付けテンションが加わることになり、可動部材はその巻き付けテンションに耐えうる強度が求められる。

従来のレンズ駆動装置は、可動部材の強度を確保するために、可動部材を配置する際の周辺スペースに余裕があるところで可動部材の肉厚を厚くして、可動部材の強度を部分的に高めることがなされていた。しかしながら、可動部材の強度を部分的に高めると、可動部材の周囲にコイルを巻き回した際に、肉厚が少ない箇所に応力が集中し易くなり、レンズ取り付け部の内側に設けているネジ部が変形して、レンズを円滑に可動部材に取り付けることができな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としている。すなわち、可動部材のコイル保持部にレンズの光軸周りにコイルが巻き回されるムービングコイル方式のレンズ駆動装置において、コイルの巻き付けテンションによる可動部材の変形を抑えることを課題としている。

このような課題を解決するために、本発明は、以下の構成を具備するものである。
レンズを保持する開口を備えると共にレンズの光軸周りに巻き回されるコイルを保持するコイル保持部を備える可動部材と、前記可動部材をレンズの光軸に沿って移動自在に弾性支持すると共に前記コイルの周囲に配置されるマグネットを支持する支持部材とを備え、前記可動部材は、前記コイル保持部から前記開口に至る前記光軸方向の肉厚が、前記光軸周りに一定の角度周期で均等に分散されてい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のカバー部材を除いた組み立て状態を示した説明図である（（ａ）が平面図、（ｂ）が側面図）。 本発明の実施形態における可動部材を示した説明図（（ａ）は、平面図、（ｂ）は、（ａ）におけるＡ−Ａ断面図、（ｃ）は側面図）である。 図３（Ｃ）におけるＢ−Ｂ断面図である。 （ａ）が本発明の実施形態に係るレンズ駆動装置を備えた撮像装置（カメラ）を示す説明図であり、（ｂ）が本発明の実施形態に係るレンズ駆動装置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）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に示すように、レンズ駆動装置１は、レンズを保持する可動部材２と、可動部材２をレンズの光軸Ｏに沿って移動自在に弾性支持する支持部材３と、可動部材２を光軸Ｏに沿って移動させる駆動部となるコイル４とマグネット５を備えている。

可動部材２は、図３に単体で示すように、中央に開口２Ａを備えており、この開口２Ａに図示省略のレンズ（レンズバレル）が保持される。開口２Ａにはレンズを保持するためのネジ部２Ｂが設けられている。また、可動部材２は、コイル４を保持するコイル保持部２Ｃを備えている。コイル保持部２Ｃは、光軸Ｏの周りに巻き回されるコイル４を保持するように、可動部材２の外周部に設けられている。

支持部材３は、中央部に光軸Ｏと同軸の開口３０Ａを有するベース部材３０と、ベース部材３０の周縁部に支持されて可動部材２を覆い中央部に光軸Ｏと同軸の開口３１Ａを有するカバー部材３１とを備えている。支持部材３であるカバー部材３１には、コイル４の周囲に配置されるマグネット５が支持される。

支持部材３（ベース部材３０とカバー部材３１）は、弾性部材である上板バネ６と下板バネ７を介して可動部材２を光軸Ｏ方向に弾性的に移動自在に支持している。上板バネ６は、一体の板バネの外周側に外側支持部６Ａが設けられ、内側に内側支持部６Ｂが設けられ、外側支持部６Ａと内側支持部６Ｂの間に弾性変形部６Ｃが設けられている。下板バネ７は、４つの板バネに分割されており、それぞれの板バネが、外側支持部７Ａと内側支持部７Ｂを備え、外側支持部７Ａと内側支持部７Ｂの間に弾性変形部７Ｃが設けられている。

支持部材３であるベース部材３０とカバー部材３１は、外周形状が矩形状になっており、カバー部材３１の天面部３１Ｂの内面側の四隅に上板バネ６の外側支持部６Ａが固定され、ベース部材３０の四隅の支持面３０Ｂに下板バネ７の外側支持部７Ａが固定される。そして、可動部材２の上支持部２Ｄに上板バネ６の内側支持部６Ｂが固定され、可動部材２の下支持部２Ｅに下板バネ７の内側支持部７Ｂが固定される。

可動部材２は、平面視の形状及び光軸Ｏに直交する断面形状が八角形であり、コイル保持部２Ｃにおいては、８つの直線辺に沿うようにコイル４が巻き回されている。そして、コイル４の周囲に配置される４つのマグネット５が、可動部材２における八角形の互いに隣接しない４辺に対面するように配置されている。４つのマグネット５は、外周形状が矩形状のカバー部材３１の四隅に固定されるように、平面視台形状になっている。カバー部材３１は、マグネット５に対するヨーク（強磁性体）になっている。

図３に示すように、可動部材２は、コイル保持部２Ｃと開口２Ａとの間に、コイル４の巻き付けテンションに耐えうるだけの肉厚部２Ｆが設けられている。この肉厚部２Ｆは、コイル保持部２Ｃから開口２Ａに至る光軸Ｏ方向の肉厚が、光軸Ｏ周りに一定の角度周期で均等に分散されている。具体的には、図４に示すように、光軸Ｏに直交する断面形状が八角形状の可動部材２は、コイル保持部２Ｃから開口２Ａに至る光軸Ｏ方向の肉厚が極小値ｔ１〜ｔ８になる箇所が、光軸Ｏ周りにθ１＝４５°の一定角度周期で分散されているが、この極小値ｔ１〜ｔ８を全て略等しくすることで、コイル４の巻き付けテンションに対する強度バランスを保っている。

このような可動部材２によると、コイル保持部２Ｃにコイル４を巻き回す際に、巻き付きテンションによって可動部材２に応力が加わることになり、肉厚が極小となる箇所に局部的な応力集中が生じることにはなるが、この箇所が光軸Ｏの周りにバランス良く分散されていることで、特定の箇所に過剰な応力集中が生じることが無く、コイル４の巻き付けによる可動部材４の変形を抑止することができる。これによって、可動部材２の開口２Ａのネジ部２Ｂにレンズバレルを円滑にねじ込むことができる。

可動部材２には、図３に示すように、下方に向けて突起部２Ｇが突起しており、この突起部２Ｇにコイル４の引出部４Ａが巻回されている。突起部２Ｇは、突起端（下端）に向けて横断面が大きくなる逆テーパ状の側面を有している。このような逆テーパ状の側面を有する突起部２Ｇにコイル４の引出部４Ａを巻き付けると、巻線が解れたり、突起部２Ｇから引出部４Ａが抜け外れたりする不具合が生じ難くなる。

突起部２Ｇに巻き付けられたコイル４の端部は下板バネ７の内側支持部７Ｂに接続され、導電性を有する下板バネ７を介して、ベース部材３０の支持面３０Ｂに設けられた接続端子に接続される。コイル４の端部は、下板バネ７の内側支持部７Ｂに半田付けされるが、その際の作業性を向上するために、コイル４の引出部４Ａが突起部２Ｇに巻き付けられる。

このようなレンズ駆動装置１の組み立て手順を説明する。先ず、カバー部材３１の天面内側に、上板バネ６の外側支持部６Ａを接着剤で固定する。次に、マグネット５の上面と側面に接着剤を塗布して、マグネット５の上面を、カバー８の天面部３１Ｂの内側に固定した上板バネ６の外側支持部６Ａに固定し、マグネット５の側面をカバー部材３１の内側面に固定する。マグネット５は、カバー部材３１の角部に対応する側面を有しており、また、カバー部材３１がヨークとして機能する磁性体であるため、マグネット５はカバー部材３１の内面に磁気吸着され、マグネット５とカバー部材３１との固定は比較的簡易に行うことができる。

一方、ベース部材３０に対しては、支持面３０Ｂに下板バネ７の外側支持部７Ａが接着剤で固定される。そして、コイル４がコイル保持部２Ｃに巻かれており、コイル４の引出部４Ａが突起部２Ｇに巻かれている可動部材２の下支持部２Ｅに、下板バネ７の内側支持部７Ｂが接着剤で固定される。その後、コイル４の端部は、下板バネ７の内側支持部７Ｂに半田接続され、下板バネ７の外側支持部７Ａは、ベース部材３０の支持面３０Ｂに設けられる接続端子に半田接続される。

その後は、内側に上板バネ６とマグネット５が固定されたカバー部材３１と、下板バネ７と可動部材２が固定されたベース部材３０とを合体させる。この際に、可動部材２の上支持部２Ｄに接着剤を塗布することで、この上支持部２Ｄと上板バネ６の内側支持部６Ｂが固定される。そして最後に、カバー部材３１の下端をベース部材３０の外周縁の支持部上に載せて、ベース部材３０とカバー部材３１とを接着剤で固定する。

図５は、（ａ）において、前述したレンズ駆動装置１を備えた撮像装置（カメラ）１００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）２００を示している。

前述したレンズ駆動装置１は、平面視八角形状の可動部材２を採用しており、その四方にマグネット５を配置することで、矩形状のベース部材３０をコンパクトに形成することができ、ベース部材３０の占有面積を小さくすることで、撮像装置（カメラ）１００や携帯電子機器（携帯情報端末）２００内での設置スペースを省スペース化することができる。これによって、撮像装置（カメラ）１００や携帯電子機器（携帯情報端末）２００の小型化・薄型化が可能になると共に、他の機能部品の設置占有面積を広げることで、機器の高機能化が可能になる。

また、前述したレンズ駆動装置１は、可動部材２の強度を高めることで、高い耐衝撃性や耐久性を有しているので、モバイル性能を高めた撮像装置（カメラ）１００や携帯電子機器（携帯情報端末）２００の使用時に、適正なレンズ駆動性能を発揮することができる。更には、前述したレンズ駆動装置１は、高い動作信頼性を有し、製造歩留まりを高めることができるので、撮像装置（カメラ）１００や携帯電子機器（携帯情報端末）２００の高機能且つ低コスト化に対応することができる。

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：レンズ駆動装置，
２：可動部材，２Ａ：開口，２Ｂネジ部,２Ｃ：コイル保持部，
２Ｄ：上支持部，２Ｅ：下支持部，２Ｆ：肉厚部，２Ｇ：突起部，
３：支持部材，
３０：ベース部材，３０Ａ：開口，３０Ｂ：支持面，
３１：カバー部材，３１Ａ：開口，３１Ｂ：天面部，
４：コイル，４Ａ：引出部，５：マグネット，６：上板バネ，７：下板バネ，
６Ａ，７Ａ：外側支持部，６Ｂ，７Ｂ：内側支持部，６Ｃ，７Ｃ：弾性変形部，
１００：撮像装置（カメラ），２００：携帯電子機器（携帯情報端末）

Claims (7)

1. レンズを保持する開口を備えると共にレンズの光軸周りに巻き回されるコイルを保持するコイル保持部を備える可動部材と、
   前記可動部材をレンズの光軸に沿って移動自在に弾性支持すると共に前記コイルの周囲に配置されるマグネットを支持する支持部材とを備え、
   前記可動部材は、前記コイル保持部から前記開口に至る前記光軸方向の肉厚が、前記光軸周りに一定の角度周期で均等に分散されていることを特徴とするレンズ駆動装置。
2. 前記肉厚が極小値となる箇所が、前記光軸周りに一定の角度周期で分散され、
   前記極小値が全て略等しいことを特徴とする請求項１記載のレンズ駆動装置。
3. 前記可動部材は、前記光軸に直交する断面形状が八角形であり、
   前記可動部材における八角形の互いに隣接しない４辺に対面するように前記マグネットが配置され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. 前記支持部材は、前記光軸と同軸の開口を有するベース部材と、該ベース部材の周縁部に支持されて前記可動部材を覆い前記光軸と同時の開口を有するカバー部材とを備え、
   前記可動部材は、弾性部材を介して前記ベース部材と前記カバー部材に支持されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のレンズ駆動装置。
5. 前記カバー部材は、前記マグネットが取り付けられるヨークであることを特徴とする請求項４記載のレンズ駆動装置。
6. 請求項１〜５のいずれか１項記載のレンズ駆動装置を備えた撮像装置。
7. 請求項１〜５のいずれか１項記載のレンズ駆動装置を備えた携帯情報端末。

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