JP3892289B2

JP3892289B2 - レンズ駆動装置

Info

Publication number: JP3892289B2
Application number: JP2001385278A
Authority: JP
Inventors: 学白木; 守正吉江
Original assignee: 日本政策投資銀行
Priority date: 2001-11-13
Filing date: 2001-11-13
Publication date: 2007-03-14
Anticipated expiration: 2021-11-13
Also published as: JP2003149529A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、携帯型小形カメラに用いられ、被写像をズームするレンズ駆動装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種のレンズ駆動装置としては、ステッピングモータと送りねじ伝動機構との組合せによる装置が知られており、このレンズ駆動装置を図６に示す。図６に示す様に、レンズ駆動装置１００は、回転するステッピングモータ１０１のシャフトを歯車１０２を介して送りねじ１０３に伝達して、回転運動を直進運動に変換している。送りねじ１０３上を案内駆動されるナット１０４上には、レンズ１０５が固定されている。従って、ステッピングモータ１０１の回転角度に従って、レンズ１０５の直線位置が決定される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上述の技術では、ステッピングモータ１０１、歯車１０２、送りねじ１０３及びナット１０４と言った複雑な伝動機構が必要となるので、装置が大形となり且つ、高価になるという課題がある。
【０００４】
そこで、本発明は、小型軽量で且つ、廉価なレンズ駆動装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、前方レンズと、前方レンズを支持する前方支持枠と、前方支持枠の後方に取り付けられた前方コイルと、前方支持枠の後部と前方コイルとに跨って且つこれらの内周面上に取り付けられた前方金属片と、後方レンズと、後方レンズを支持する後方支持枠と、後方支持枠の後方に取り付けられた後方コイルと、後方支持枠の後部と後方コイルとに跨って且つこれらの外周面上に取り付けられた後方金属片と、マグネットと、ヨークとを備え、ヨークは各々リング状を成す外壁と内壁と、外壁と内壁を繋ぐ底面とを有し、マグネットはヨークの外壁と内壁との間に配置してあり、前方コイルは、マグネットとヨークの外壁との間の外側ギャップに配置し、後方コイルは、マグネットとヨークの内壁との間の内側ギャップに配置し、前方金属片と後方金属片は、共に前方側に頂角を持ち、後方側に底辺を持つ三角形状であり、前方コイルに電流を印加することによって、前方レンズを前方に移動させ、後方コイルに電流を印加することによって、後方レンズを前方に移動させ、前方レンズの移動量は、前方金属片に働く吸引力と、前方コイルに印加する電流量に基づく電磁力とが釣合うことによって決定され、後方レンズの移動量は、後方金属片に働く吸引力と、後方コイルに印加する電流量に基づく電磁力とが釣合うことによって決定されることを特徴とする。
【０００６】
この請求項１に記載の発明では、前方コイルをマグネットとヨーク間の外側ギャップに配置し、後方コイルをマグネットとヨーク間の内側ギャップに配置しているので、前方コイルに電流を印加すると、外側ギャップの電磁力の作用で前方レンズを前方に移動することができ、後方コイルに電流を印加すると内側ギャップの電磁力の作用で、後方レンズを前方に移動することができる。これによって、装置の構造を簡便で小形なものにすることができる。
【０００７】
【０００８】
前方レンズの移動量は、前方金属片に働く吸引力と、前方コイルに印加する電流量に基づく電磁力とが釣合うことによって決定され、後方レンズの移動量は、後方金属片に働く吸引力と、後方コイルに印加する電流量に基づく電磁力とが釣合うことによって決定されるので、前方レンズ及び後方レンズのそれぞれを、容易に所望の量だけ移動させることができる。これによって、装置の構造を更に小形で廉価なものにすることができる。
【０００９】
【００１０】
前方金属片と後方金属片は、前方側に頂角を持ち、後方側に底辺を持つ三角形状であるので、前方及び後方金属片に働く吸引力を、それぞれ前方及び後方レンズの移動量に比例させることができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、添付した図面を参照しながら、本発明の実施の形態を説明する。図１は、本発明に係るレンズ駆動装置を示す断面図であり、図２は図１のレンズ駆動装置の分解斜視図であり、図３は、図１、２に示す金属片の平面図であり、図４は、図１のレンズ駆動装置の動作を示す断面図である。
【００１２】
レンズ駆動装置１は、前方レンズ２と、前方支持枠３と、前方コイル４と前方金属片５と、後方レンズ６と、後方支持枠７と、後方コイル８と、後方金属片９と、マグネット１０とヨーク１１とを備えており、前方コイル４に直流電流を印加することにより、前方レンズ２を前方に移動し、後方コイル８に直流電流を印加することにより、後方レンズ６を前方に移動する様になっている。尚、本明細書においては、前方及び後方の文言を適宜、使用するが、これはカメラから被写体に向って、相対的に前方及び後方の位置関係を表わすものである。
【００１３】
リング状の前方支持枠３は合成樹脂等の電気的絶縁体であり、中央部で前方レンズ２を支持し、外周凸部上の後方に前方コイル４を備え、凸部の内周面３個所には磁性体である前方金属片５が固着されている。
【００１４】
同様に、リング状の後方支持枠７は、合成樹脂等の電気的絶縁体であり、中央部で後方レンズ６を支持し、外周凸部上の後方に後方コイル８を備え、凸部の外周面上前方金属片５と対向する３個所に磁性体である後方金属片９が固着されている。
【００１５】
リング状のヨーク１１は、外壁１１ａと内壁１１ｂ及び底面１１ｃから成る形状を有し、外壁１１ａは内壁１１ｂより壁高が大であり、底面１１ｃ上にはリング状のマグネット１０が固着されている。マグネット１０は、径方向に磁化されており、外壁１１ａと内壁１１ｂ及び底面１１ｃによる磁路が構成されている。
【００１６】
前方コイル４は、マグネット１０と外壁１１ａから成るギャップ間に配置されており、同様に後方コイル８は、マグネット１０と内壁１１ｂから成るギャップ間に配置されている。
【００１７】
図３（ａ）、（ｂ）は、それぞれ前方金属片５及び後方金属片９の平面図であり、前方支持枠３の内周円弧と後方支持枠７の外周円弧面に沿って湾曲されており、それぞれ１２０°間隔で固着されている。
【００１８】
前方金属片５及び後方金属片９は、磁性体なので、外力が加わらない時は、マグネット１０の吸引力によって、図１に示す位置に保持される。
【００１９】
尚、図１に示す様に、ヨーク１１の内壁１１ｂ、外壁１１ａ、マグネット１０と前方金属片５及び後方金属片９の最上端位置は一致させている。これによって、ズームしない図１に示す状態では、マグネット１０とヨーク１１間の内側及び外側のギャップに径方向の一様な磁界を造り出している。
【００２０】
前方コイル４への給電は、前方支持枠３の上端部からヨークの外壁１１ａの外側を経由して伸縮性の電線（図示されていない）で行ない、後方コイル８への給電は、同様に後方支持枠７の上端部からヨークの内壁１１ｂのマグネット１０側に沿って伸縮性の電線（図示されていない）を用いて行なう。
【００２１】
次に、上述した構成に基づき、本実施の形態の作用を説明する。レンズ駆動装置１を組立てるには、まず最初に、前方レンズ２を前方支持枠３に組込み、前方支持枠３の凸部に前方コイル４を固着（接着）し、次いで、３個の前方金属片５を所定の１２０°間隔で、前方支持枠３と前方コイル４の内周面上に固着する。
【００２２】
引き続いて同様に、後方レンズ６を後方支持枠７に組込み、後方支持枠７の凸部に後方コイル８を固着（接着）し、次いで、３個の後方金属片９を所定の１２０°間隔で、後方支持枠７と後方コイル８の外周面上に固着する。
【００２３】
ヨーク１１の底面１１ｃには予め位置決めして、マグネット１０を固着（接着）する。マグネット１０と内壁１１ｂ間のギャップに後方コイル８を挿入しながら、伸縮性電線の結線と配線を行なう。
【００２４】
同様に、マグネット１０と外壁１１ａ間のギャップに前方コイル４を挿入しながら、伸縮性電線の結線と配線を行なう。
【００２５】
図４は、前方コイル４及び、後方コイル８に直流電流を印加して、レンズ駆動装置１をズーム状態に作動させた時の断面図を示している。
【００２６】
前方コイル４に電流が印加されると、前方レンズ２に前方（図４では、上方）への電磁力が働くが、前方金属片５とマグネット１０の間には吸引力が、後方（図４では、下方）へ働く。この吸引力は、主にマグネット１０の上端部と対向する前方金属片５の面積に比例する。図３（ａ）（ｂ）に示す様に、金属片５，９は三角形状としているので、吸引力は前方への変位量に比例する。従って、前方レンズ２の位置即ち前方への移動距離は、電磁力と吸引力が釣合った点となる。
【００２７】
これによって、前方コイル４に印加する電流量によって、前方レンズ２の移動量を決定することができる。同様に、後方コイル８に印加する電流量によって、後方レンズ６の移動量を決定することができる。
【００２８】
即ち、前方コイル４及び後方コイル８に印加するそれぞれの電流量によって、前方レンズ２及び後方レンズ６それぞれの移動量を決定することができるので、後方レンズ６の更に後方（図４では下方）のカメラ内部に位置する固定レンズ１４の作用と共に、ＣＣＤなどによる像平面１５上に、被写体像をズームしてフォーカスさせることができる。
【００２９】
尚、前方コイル４を固着する前方支持枠３の凸部形状及び、後方コイル８を固着する後方支持枠７の凸部形状は、それぞれの印加電流によって、前方支持枠３及び、後方支持枠７が前方に移動しても、鎖交磁束量が変化しない様な、ショートコイル構造を造り出すための形状である。
【００３０】
この様に、レンズ駆動装置１に供給する２つの電流量を制御するだけで、前方レンズ２及び後方レンズ６それぞれの移動量を制御して、被写像をズームすることができるという作用がある。また、印加する電流を零とすれば、ズームしない状態となるので、ズーム時のみ直流電流が必要となり、消費電力を節約できる作用がある。
【００３１】
本発明は、上述した実施の形態に限定されず、その要旨を逸脱しない範囲内において、種々の変形が可能である。
【００３２】
図５は、前方金属片５及び後方金属片９の他の実施の形態を示す平面図であり、三角形の頂角部分に拡大部５ａと９ａを設けている。
【００３３】
図５に示す実施の形態では、頂角部分の面積が拡大されているので、比較的大きな吸引力が作用する。従って、前方及び後方コイル４，８へ印加する電流量が零でズームしない状態の場合、外的要因によるレンズの移動を阻止することができる。
【００３４】
尚、図１及び図４において、前方支持枠３及び後方支持枠７は、説明を判り易くするために宙に浮いた形で描いているが実際には、上下方向は、例えばヨーク１１に突当てたり、円周方向には、円筒状ガイドを設けたりすれば、容易に位置規制を行なうことができる。
【００３５】
【発明の効果】
請求項１に記載の発明では、前方コイルに電流を印加することによって前方レンズを前方に移動することができ、後方コイルに電流を印加することによって後方レンズを前方に移動することができるので、装置の構造を簡便で小形なものにすることができる。
【００３６】
印加する電流量を制御することによって、前方レンズ及び後方レンズそれぞれの移動量を制御できるので、装置の構造を更に小形で廉価なものにすることができる。
【００３７】
レンズの移動量をコイルに印加する電流量に比例させることができるので、レンズ移動量の制御を容易に行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るレンズ駆動装置を示す断面図である。
【図２】図１のレンズ駆動装置の分解斜視図である。
【図３】図１、２に示す金属片の平面図である。
【図４】図１のレンズ駆動装置の動作を示す断面図である。
【図５】他の実施の形態の金属片の平面図である。
【図６】従来に係るレンズ駆動装置を示す斜視図である。
【符号の説明】
１レンズ駆動装置
２前方レンズ
３前方支持枠
４前方コイル
５前方金属片
６後方レンズ
７後方支持枠
８後方コイル
９後方金属片
１０マグネット
１１ヨーク

Claims

前方レンズと、前方レンズを支持する前方支持枠と、前方支持枠の後方に取り付けられた前方コイルと、前方支持枠の後部と前方コイルとに跨って且つこれらの内周面上に取り付けられた前方金属片と、後方レンズと、後方レンズを支持する後方支持枠と、後方支持枠の後方に取り付けられた後方コイルと、後方支持枠の後部と後方コイルとに跨って且つこれらの外周面上に取り付けられた後方金属片と、マグネットと、ヨークとを備え、ヨークは各々リング状を成す外壁と内壁と、外壁と内壁を繋ぐ底面とを有し、マグネットはヨークの外壁と内壁との間に配置してあり、前方コイルは、マグネットとヨークの外壁との間の外側ギャップに配置し、後方コイルは、マグネットとヨークの内壁との間の内側ギャップに配置し、前方金属片と後方金属片は、共に前方側に頂角を持ち、後方側に底辺を持つ三角形状であり、前方コイルに電流を印加することによって、前方レンズを前方に移動させ、後方コイルに電流を印加することによって、後方レンズを前方に移動させ、前方レンズの移動量は、前方金属片に働く磁気吸引力と、前方コイルに印加する電流量に基づく電磁力とが釣合うことによって決定され、後方レンズの移動量は、後方金属片に働く磁気吸引力と、後方コイルに印加する電流量に基づく電磁力とが釣合うことによって決定されることを特徴とするレンズ駆動装置。