JP4891609B2 - レンズ駆動装置及び携帯情報端末装置 - Google Patents

Description

本発明は、レンズを光軸方向に駆動するレンズ駆動装置に関し、特に、携帯電話機、携帯型音楽プレーヤ、携帯型パーソナルコンピュータ等の携帯情報端末装置に搭載されるカメラモジュールに適用されるレンズ駆動装置及びこの装置を搭載した携帯情報端末装置に関する。

携帯電話機等に搭載される従来のレンズ駆動装置としては、略直方体の外輪郭を画定するハウジング、ハウジング内において光軸方向に移動自在に配置されてレンズを保持するレンズ枠、ハウジング内に配置されると共に光軸方向に伸長する回転軸及び光軸方向にカム作用を及ぼす螺旋状のカム面をもつカム部材、カム部材のカム面に当接するようにレンズ枠から径方向に突出して設けられたフォロワ、レンズ枠を光軸方向にガイドするガイドシャフト、レンズ枠をカム部材に向けて付勢するコイルバネ、カム部材を駆動するべく光軸方向に伸長する駆動軸をもつモータ等を備え、モータによりカム部材を回転させることにより、ＣＣＤ等の結像面に対してレンズを相対的に移動させ、フォーカシング及びズーミングを行うものが知られている（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。
しかしながら、このレンズ駆動装置においては、カム部材として光軸方向に伸長する回転軸をもつ円筒カム、及び光軸方向に伸長する回転軸をもつモータを採用しているため、ハウジングは光軸方向において比較的長尺な輪郭をなすように形成されている。したがって、光軸方向における薄型化及び小型化が要求される携帯電話機等に適用するのは困難である。

また、他のレンズ駆動装置としては、ハウジング、ハウジング内において光軸方向に移動自在に配置されてレンズを保持するレンズ枠、ハウジングの外側に配置されて光軸に垂直な回転軸及び光軸方向にカム作用を及ぼすカム溝をもつカム部材、ハウジングの外側に配置され光軸と垂直な回転軸をもつモータ、モータの回転力をカム部材に伝達する歯車列、カム部材に係合させるべくハウジングから突出するようにレンズ枠に設けられたフォロワピン、レンズ枠を光軸方向にガイドするべくハウジングに形成されたガイド溝等を備え、モータによりカム部材を回転させることにより、ＣＣＤ等の結像面に対してレンズを相対的に移動させ、フォーカシング及びズーミングを行うものが知られている（例えば、特許文献３参照）。
しかしながら、このレンズ駆動装置においては、レンズ枠を収容するハウジングの外側にカム部材を配置すると共に、カム部材としてフォロワピンを挿入して係合させるカム溝をもつ溝カムを採用するため、カム溝を画定するために溝カムの輪郭が比較的大きくなり、光軸方向の薄型化を図るには限界がある。

さらに、従来のレンズ駆動装置としては、ハウジング、ハウジング内において光軸方向に移動自在に配置されてレンズを保持するレンズ枠、ハウジング内に配置されて光軸に垂直な回転軸及びレンズ枠の一方側端面に係合して光軸方向にカム作用を及ぼすカム面をもつカム部材、カム部材を回転駆動するべくハウジングの外側に配置されたモータ、レンズ枠をカム部材に当接させるべくハウジング内に配置されて付勢力を及ぼすコイルバネ等を備え、モータによりカム部材を回転させることにより、ＣＣＤ等の結像面に対してレンズを相対的に移動させ、フォーカシング及びズーミングを行うものが知られている（例えば、特許文献４参照）。
しかしながら、このレンズ駆動装置においては、カム部材として外周にカム面をもつ板カムを採用しているためカム部材の小型化は達成できるものの、カム部材、レンズ枠、コイルバネをそれぞれ光軸方向に順次に配列した構成を採用しているため、光軸方向の薄型化を図るには限界がある。

特開２００５−２１５５３９号公報 特開２００５−２１５５３７号公報 特開２００４−１９１６５７号公報 特開平９−４３４８４号公報

本発明は、上記の事情に鑑みて成されたものであり、その目的とするところは、小型化、光軸方向における薄型化、低コスト化等を図りつつ、簡略な構造にて、レンズを光軸方向に駆動することができ、特に、薄型の携帯電話機、携帯型音楽プレーヤ等に搭載されるカメラモジュールに適したレンズ駆動装置及び携帯情報端末装置を提供することにある。

本発明のレンズ駆動装置は、光軸方向の前方に開口部を画定するべく箱状に形成されたケースと、開口部を覆うようにケースに着脱自在に結合されるカバーと、ケース内に配置されてレンズを保持するレンズ筒と、レンズ筒を光軸方向にガイドするべくケースに設けられたガイドシャフトと、レンズ筒を光軸方向に駆動する駆動機構と、を備えたレンズ駆動装置であって、上記駆動機構は、光軸方向においてレンズ筒とオーバーラップするようにケース内に配置され光軸に垂直な回転軸及び光軸方向にカム作用を及ぼすカム面をもつ板カムと、カム面に係合するようにレンズ筒から径方向に突出して形成されたフォロワ片と、光軸方向においてレンズ筒とオーバーラップするようにケース内に配置されフォロワ片をカム面に押圧するバネと、板カムを駆動する駆動源を含み、上記レンズ筒は、径方向に突出しガイドシャフトを摺動自在に嵌合させる嵌合部と、嵌合部の近傍に設けられ板カムのカム面に対して光軸方向に離脱可能に係合しるように形成された上記フォロワ片と、フォロワ片と反対側の嵌合部の近傍に又は嵌合部と同軸上に設けられたバネ受け片を含み、上記バネは、その一端がレンズ筒のバネ受け片に当接し、かつ、その他端がカバー又はケースの一部に当接するように光軸方向に伸長する圧縮型のコイルバネである、ことを特徴としている。
この構成によれば、駆動源が起動して板カムを回転させると、そのカム面がフォロワ片に対して光軸方向にカム作用を及ぼし、レンズ筒（レンズ）が光軸方向に駆動される。これにより、ギヤ式の駆動機構に比べて駆動音が低減されつつ、ＣＣＤ等の結像面に対してフォーカシングが行われる。
ここで、駆動機構をなす板カム及びバネが、レンズ筒を収容するケース内に配置されると共に、レンズ筒と光軸方向においてオーバーラップするように配置されている、すなわち、ケース内のレンズ筒の周りに形成される空きスペースを有効に利用して配置されているため、光軸方向における装置の薄型化、小型化等を達成することができる。
また、レンズ筒における嵌合部、フォロワ片、バネ受け片の相互の配置関係が、ガイドシャフトにより摺動自在にガイドされる嵌合部を基準として、嵌合部を挟んだ一方側近傍にフォロワ片及び他方側近傍にバネ受け片がそれぞれ配置されるか又は嵌合部と同軸上にバネ受け片が配置されかつ嵌合部の近傍にフォロワ片が配置されているため、フォロワ片に加わるカム作用力によるモーメント及びバネ受け片に加わるバネ付勢力によるモーメントが作用しても、基準となる嵌合部はガイドシャフトに沿って円滑に摺動するため、レンズ筒を光軸に対して傾斜させることなく光軸方向に円滑に移動させることができ、又、バネ受け片及びフォロワ片が嵌合部の近傍に集約して配置されているため、構造の集約化、装置の小型化を達成することができる。
さらに、バネとして、その一端がレンズ筒のバネ受け片に当接しかつその他端がカバー又はケースの一部に当接する圧縮型のコイルバネを採用するため、その配置を容易に行うことができる。

上記構成において、フォロワ片は、レンズ筒の光軸方向の一端側に偏倚した位置から突出するように形成されている、構成を採用することができる。
この構成によれば、フォロワ片がレンズ筒の一端側に寄せて形成されているため、レンズ筒の周りに空きスペースを積極的に形成することができ、板カムをレンズ筒と完全にオーバーラップするように配置することができる。これにより、レンズ筒を小型化及び板カムを小型化することができ、さらには、光軸方向において装置をより一層薄型化することができる。

上記構成において、レンズ筒は、嵌合部から離れた位置において径方向に突出した突起を含み、ケースは、突起を光軸方向に摺動自在にガイドするガイド溝を含む、構成を採用することができる。
この構成によれば、嵌合部にガイドシャフトが摺動自在に嵌合されることにより、レンズ筒が光軸方向に高精度に案内されると共に、突起がケースのガイド溝に摺動自在に嵌合されることにより、レンズ筒の回転が規制される。
すなわち、レンズ筒の回り止めを規制するために、回り止めシャフト等を別個に設けことなく、レンズ筒の回転を規制できるため、構造の簡素化、低コスト化等を達成することができる。

上記構成において、フォロワ片は、レンズ筒の嵌合部の近傍でかつ光軸方向の一端側に偏倚した位置から突出して形成され、バネ受け片は、レンズ筒の嵌合部の近傍でかつ光軸方向の他端側に偏倚した位置から突出して形成されている、構成を採用することができる。
この構成によれば、フォロワ片とバネ受け片とが、レンズ筒に対して光軸方向にお互いに離隔した位置に形成されるため、光軸方向の薄型化を図りつつもコイルバネ及び板カムの配置が容易になり、又、フォロワ片及びバネ受け片がガイドシャフトに案内される嵌合部の近傍に形成されているため、構造の集約化すなわち小型化を達成しつつ、ガイドシャフトを中心としてレンズ筒を傾かせるように作用するモーメントを極力小さくすることができ、その結果、レンズ筒の傾きを防止しつつ光軸方向に円滑にかつ高精度に駆動することができる。

上記構成において、フォロワ片は、レンズ筒の嵌合部の近傍でかつ光軸方向の一端側に偏倚した位置から突出して形成され、バネ受け片は、レンズ筒の嵌合部と同軸で光軸方向の他端側に偏倚した位置に形成され、コイルバネはガイドシャフトの周りに配置されている、構成を採用することができる。
この構成によれば、コイルバネがガイドシャフトの周りに配置される構成を採用するため、コイルバネを別個に配置するスペースが不要になり、その分だけ部品の集約化による装置の小型化を達成することができる。また、フォロワ片とバネ受け片とが、レンズ筒に対して光軸方向にお互いに離隔した位置に形成されるため、光軸方向の薄型化を図りつつもコイルバネ及び板カムの配置が容易になり、又、ガイドシャフトにより案内される嵌合部の近傍にフォロワ片及びガイドシャフトの周りにコイルバネが配置されるため、ガイドシャフトを中心としてレンズ筒を傾かせるように作用するモーメントを極力小さくすることができ、その結果、レンズ筒の傾きを防止しつつ光軸方向に円滑にかつ高精度に駆動することができる。

上記構成において、ケースは、板カムを所定の角度位置に停止させるストッパを有し、板カムは、ストッパに当接する当接部を有する、構成を採用することができる。
この構成によれば、板カムが所定角度回転すると、その当接部がケースのストッパに当接して回転が規制される。したがって、板カムの回転が規制された位置をもって、レンズ筒のホームポジションを容易に設定することができる。

上記構成において、駆動源は、板カムを直接駆動する駆動軸を有し、板カムは、そのカム面において、円弧状に伸びる突条部及び溝部の一方を有し、フォロワ片は、カム面に形成された突条部及び溝部の一方と係合する突条部及び溝部の他方を有する、構成を採用することができる。
この構成によれば、駆動源の起動により、板カムは、突条部が溝部に入り込んだ状態で回転しつつフォロワ片にカム作用を及ぼすため、板カムの回転軸方向への移動が規制され、その結果、駆動源の回転軸の移動すなわちスラスト方向のガタツキが規制され、騒音、振動等を防止することができる。

本発明の携帯情報端末装置は、カメラモジュールを備えた携帯情報端末装置であって、このカメラモジュールは、上記構成をなすいずれかのレンズ駆動装置を含む、ことを特徴としている。
この構成によれば、カメラモジュールのレンズ駆動装置として、光軸方向における薄型化及び小型化等が達成されたレンズ駆動装置を搭載するため、携帯情報端末装置の薄型化、小型化、軽量化等を達成することができる。

上記構成をなすレンズ駆動装置によれば、駆動機構をなす板カム及びバネを、光軸方向においてレンズ筒とオーバーラップするようにハウジング内に配置することにより、ハウジング内でレンズ筒の周りに形成される空きスペースが有効に利用され、光軸方向における装置の薄型化、小型化等を達成することができ、特に、薄型の携帯電話機、携帯型音楽プレーヤ等に搭載されるカメラモジュールに適したレンズ駆動装置が得られる。
また、上記構成をなすレンズ駆動装置を搭載した携帯情報端末装置によれば、薄型化、小型化、軽量化等が達成された携帯情報端末装置が得られる。

以下、本発明の最良の実施形態について、添付図面を参照しつつ説明する。
図１ないし図７は、本発明に係るレンズ駆動装置の一実施形態を示すものであり、図１は装置の分解斜視図、図２は装置の外観正面図、図３は装置の内部を示す正面図、図４及び図５は装置の断面図、図６は装置の一部をなす駆動源及び板カムを示す外観図及び断面図並びに端面図、図７は装置が休止位置（ホームポジション）〜マクロ撮影位置にある状態を示す断面図である。

このレンズ駆動装置は、図１ないし図４に示すように、全体を囲繞するハウジングとしてのケース１０及びカバー２０、レンズＧを保持するレンズ筒３０、レンズ筒３０を光軸方向Ｌにガイドするガイドシャフト４０、駆動機構としての板カム５０，レンズ筒３０に形成された後述するフォロワ片３５，コイルバネ６０，駆動源７０等を備えている。
そして、このレンズ駆動装置に対して、図５に示すように、ケース１０の後方Ｒにガラスフィルタ８０及び被写体を撮像する撮像素子としてのＣＣＤ９０等が配置されることにより、カメラモジュールを構成するようになっている。

ケース１０は、図１、図３、図４、図５に示すように、樹脂材料を用いてカバー２０と協働してハウジングを画定するように矩形の箱状に形成され、光軸方向Ｌの後方Ｒに開口部１１ａを画定する後壁部１１、側壁部１２、後壁部１１から光軸方向Ｌの前方Ｆに突出して形成されたシャフト１３、側壁部１２において光軸方向Ｌに伸長するように形成されたガイド溝１４、後壁部１１及び側壁部１２から内側に突出して形成されたストッパ１５、側壁部１２の前端面１２ａに形成された位置決めピン１６、側壁部１２に形成された貫通孔１７、側壁部１２の外面に形成された複数の掛止突起１８等を備えている。

カバー２０は、図１、図２に示すように、樹脂材料を用いてケース１０の前面を覆うように形成され、その前面略中央部に形成されてレンズ枠３０の先端部を出没自在にする開口部２１、シャフト１３を嵌合させる嵌合孔２２、ガイドシャフト４０を嵌合させる嵌合孔２３、位置決めピン１６を嵌合させる嵌合孔２４及び切り欠き２５、掛止突起１８に掛止される複数の掛止片２６等を備えている。

ここで、カバー２０は、ケース１０の前端面１２ａに接合された後、掛止片２６が掛止突起１８にスナップフィット結合されて固定され、ケース１０と協働してハウジングを画定する。そして、レンズ筒３０（レンズ筒３０の前面を除く）、ガイドシャフト４０、コイルバネ６０等を全て覆うように収容する。すなわち、駆動源７０を除いた他の部品は、全てケース１０及びカバー２０により覆われて、ハウジングの外面は、複雑な形状をなす突出部分がないように平滑に形成されているため、種々の光学ユニットへの搭載も容易になる。

レンズ筒３０は、図１、図３、図４、図５に示すように、レンズＧを保持する円筒部３１、ガイドシャフト４０を摺動自在に嵌合させる嵌合部３２、ガイド溝１４に摺動自在に嵌合される突起３３、コイルバネ６０の一端を受けるバネ受け片３４、板カム５０に係合するフォロワ片３５、レンズＧの開口径を規定する口径板３６等を備えている。

嵌合部３２は、図１、図３、図４、図５に示すように、円筒部３１から径方向に突出すると共に光軸方向Ｌに伸長する嵌合孔３２ａをもつように形成されている。そして、嵌合部３２（の嵌合孔３２ａ）にガイドシャフト４０が挿通されることにより、レンズ筒３０は、ガイドシャフト４０にガイドされて光軸方向Ｌに往復動自在に案内されるようになっている。

突起３３は、図１、図３に示すように、ケース１０のガイド溝１４に摺動自在に嵌合されるように、嵌合部３２から周方向に離れた位置において円筒部３１から径方向に突出すると共に先端が略円柱状に形成されている。そして、突起３３がガイド溝１４に挿入されることにより、レンズ筒３０は、光軸Ｌ回りの回転が規制されつつ、光軸方向Ｌにのみ移動自在に支持されるようになっている。

バネ受け片３４は、図３、図４に示すように、嵌合部３２に隣接しかつ光軸方向Ｌの後側（他端側）Ｒに偏倚した位置において、円筒部３１から径方向に平板状に突出すると共にシャフト１３を通す円孔３４ａを画定するように形成されている。そして、バネ受け片３４がシャフト１３に外嵌されて支持されたコイルバネ６０の一端をその前面で受けることにより、レンズ筒３０は、光軸方向Ｌの後方Ｒに向けて付勢力を受けるようになっている。

フォロワ片３５は、図１、図３、図４、図５に示すように、嵌合部３２に隣接しかつ光軸方向Ｌの前側（一端側）Ｆに偏倚した位置において、円筒部３１から径方向に平板状に突出するように形成されている。そして、フォロワ片３５が後述する板カム５０のカム面５３に当接することにより、レンズ筒３０は、板カム５０のカム作用により、光軸方向Ｌの所定位置に移動させられるようになっている。

ここで、レンズ筒３０に形成されるフォロワ片３５及びバネ受け片３４は、レンズ筒３０に対して光軸方向Ｌにお互いに離隔した位置（一端側及び他端側）に形成されるため、光軸方向Ｌの薄型化を図りつつも、板カム５０及びコイルバネ６０の配置が容易になる。また、フォロワ片３５及びバネ受け片３４は、ガイドシャフト４０に案内される嵌合部３２の近傍に形成されているため、構造の集約化すなわち小型化を達成しつつ、ガイドシャフト４０を中心としてレンズ筒３０を傾かせるように作用するモーメントを極力小さくすることができ、その結果、レンズ筒３０の傾きを防止しつつ光軸方向Ｌに円滑にかつ高精度に駆動することができる。

ガイドシャフト４０は、金属材料等の剛性の高い材料を用いて、図４に示すように、光軸方向Ｌに伸長する円柱状に形成されており、その一端がケース１０の後壁部１１に植設され、レンズ筒３０の嵌合部３２（の嵌合孔３２ａ）に摺動自在に挿通された後、その他端がカバー２０の嵌合孔２３に嵌合されて堅固に固定されている。
これにより、ガイドシャフト４０は、レンズ筒３０をガタツキ無く光軸方向Ｌに高精度に案内するようになっている。
尚、ここでは、ガイドシャフト４０をケース１０と別個に形成した場合を示したが、所定レベル以上の強度が確保され又レンズ筒３０の円滑な摺動が確保されれば、樹脂材料等を用いて、ガイドシャフトをケース１０と一体成型してもよい。

板カム５０は、樹脂材料等により形成され、図５及び図６に示すように、後述する駆動源７０の回転軸７２が嵌合される中心孔５１、所定の径をなす基礎円部５２、基礎円部５２から回転角度に応じて所定のリフト量を画定し光軸方向Ｌにカム作用を及ぼすカム面５３、カム面５３の最大リフト量に対応する端面に形成されケース１０のストッパ１５に当接し得る当接部５４等を備えている。
すなわち、板カム５０は、所定の角度範囲を回転することにより、レンズ筒３０（レンズＧ）をホームポジション〜マクロ撮影位置の範囲で移動させるようになっている。

そして、板カム５０は、図４及び図５に示すように、その回転軸７２の軸線が光軸Ｌと垂直な方向に伸長するように、ハウジング（ケース１０及びカバー２により画定される空間）内に配置されると共に、レンズ筒３０と光軸方向Ｌにおいてオーバーラップするように配置されている。
すなわち、板カム５０は、光軸方向Ｌにおいて、レンズ筒３０の配置スペースとは別個に設けられた専用のスペースに配置されるのではなく、レンズ筒３０の周りに形成される空きスペースを有効に利用して配置されるため、光軸方向Ｌにおける装置の薄型化、小型化を達成することができる。

コイルバネ６０は、図１、図３、図４に示すように、光軸方向Ｌに伸長したシャフト１３に外嵌されており、その一端がレンズ筒３０のバネ受け片３４に当接され、その他端がカバー２０の嵌合孔２２周りの裏面に当接されて、圧縮した状態で取り付けられている。そして、レンズ筒３０のフォロワ片３５を板カム５０のカム面５３（又は基礎円部５２）に押圧するようになっている。
また、コイルバネ６０は、図３及び図４に示すように、光軸方向Ｌに伸長するように、ハウジング（ケース１０及びカバー２により画定される空間）内に配置されると共に、レンズ筒３０と光軸方向Ｌにおいてオーバーラップするように配置されている。

すなわち、コイルバネ６０は、光軸方向Ｌにおいて、レンズ筒３０の配置スペースとは別個に設けられた専用のスペースに配置されるのではなく、レンズ筒３０の周りに形成される空きスペースを有効に利用して配置されるため、光軸方向Ｌにおける装置の薄型化、小型化を達成することができる。
また、コイルバネ６０は、ガイドシャフト４０に案内される嵌合部３２の近傍に配置されているため、構造の集約化すなわち小型化を達成しつつ、ガイドシャフト４０を中心としてレンズ筒３０を傾かせるように作用するモーメントを極力小さくすることができ、レンズ筒３０の傾きを防止することができる。

駆動源７０は、図１、図４、図６（ａ），（ｂ）に示すように、ケース７１、ケース７１に回動自在に支持されると共に板カム５０を直結する回転軸７２、回転軸７２に一体的に形成されたマグネット７３、周方向において多極に着磁されたマグネット７３の周りに配置された励磁用のコイル７４等を備えたステッピングモータである。
そして、駆動源７０は、その回転軸７２が光軸方向Ｌに垂直な方向を向くように、回転軸７２がケース１０の貫通孔１７を通してハウジングの内部に通されると共に、そのケース７１がブラケット７５を介してケース１０の側壁部１２に堅固に固定されている。
このように、駆動源７０は、その回転軸７２の軸線方向が光軸方向Ｌに垂直となるように配置されると共にハウジングの外部から着脱自在となっているため、装置の薄型化に寄与すると共に、故障した場合に着脱作業を伴うメンテナンスを容易に行うことができる。

次に、このレンズ駆動装置の動作について、図７（ａ），（ｂ），（ｃ）を参照しつつ説明する。
先ず、図７（ａ）に示すように、板カム５０が時計回りに回転してその当接部５４がケース１０のストッパ１５に当接して停止しているとき、レンズ筒３０（レンズＧ）は光軸方向Ｌの最も後退した位置すなわちホームポジションに位置している。

そして、駆動源７０が一方向に回転して、板カム５０が反時計回りに回転し始めると、そのカム面５３がフォロワ片３５にカム作用を及ぼして、所定ステップ数駆動されると、レンズ筒３０（レンズＧ）は、図７（ｂ）に示すように、ホームポジションから若干前方に繰り出した位置に位置付けられる。
レンズ筒３０（レンズＧ）は、この所定範囲の繰り出し位置にあるとき、ＣＣＤ９０の結像面に対して、１ｍ〜∞位置で撮影可能となる。

さらに、駆動源７０が所定ステップ数同一方向に回転して、板カム５０がさらに反時計回りに回転すると、そのカム面５３の最大リフト領域がフォロワ片３５に当接して、レンズ筒３０（レンズＧ）は、図７（ｃ）に示すように、ホームポジションから最も前方に繰り出した位置に位置付けられる。
レンズ筒３０（レンズＧ）は、この最大繰り出し位置にあるとき、ＣＣＤ９０の結像面に対して、被写体から数センチメートル離れたマクロ撮影（接写）が可能となる。

一方、駆動源７０が逆回転すると、板カム５０は時計回りに回転してカム作用によるリフト量を減少させ、レンズ筒３０はコイルバネ６０の付勢力により図７（ｃ）に示す位置から図７（ｂ）に示す位置を経て図７（ａ）に示す位置に後退し、板カム５０の当接部５４がストッパ１５に当接して停止する。

このように、光軸方向Ｌに垂直な回転軸７２をもつ板カム５０を、反時計回り又は時計回りに回転させるだけで撮影位置を選択的に確実に切替えることができるため、構造を簡素化でき、装置の薄型化、小型化等を達成することができる。
また、駆動機構として、板カム５０、フォロワ片３５、コイルバネ６０、板カム５０を直接回転駆動する駆動源７０等を採用するため、歯車を採用する場合に比べて騒音を低減でき、駆動力の伝達経路を簡略化することにより駆動抵抗を小さくでき、それ故に消費電力を抑制することができる。

図８及び図９は、携帯電話機、携帯型パーソナルコンピュータあるいは携帯型音楽プレーヤ等の携帯情報端末装置における実施形態を示すものである。
図８は、上記レンズ駆動装置を備えたカメラモジュールＭを搭載した携帯電話機を示すものである。
すなわち、携帯電話機１００は、図８に示すように、種々の操作ボタン１０１ａを含む本体１０１、本体１０１にヒンジ結合されて種々の情報を表示するモニター１０２ａを含む蓋体１０２等を備えている。
そして、蓋体１０２には、外側面に開口部１０３が形成され、その後方内部においてカメラモジュールＭが収容されている。
このように、薄型化された蓋体１０２に対して、本発明に係るレンズ駆動装置を備えたカメラモジュールＭを容易に搭載することができる。

図９は、上記レンズ駆動装置を備えたカメラモジュールＭを搭載した携帯型音楽プレーヤを示すものである。
すなわち、携帯型音楽プレーヤ１１０は、図９に示すように、本体１１１、本体１１１に設けられて種々の情報を表示するモニター１１２、本体１１１に接続されるイヤフォン（ヘッドフォン）１１３、本体１１１に設けられた開口部１１４等を備えている。
そして、本体１１１には、開口部１１４の後方内部においてカメラモジュールＭが収容されている。
このように、薄型化された本体１１１に対して、本発明に係るレンズ駆動装置を備えたカメラモジュールＭを容易に搭載することができる。

図１０及び図１１は、本発明に係るレンズ駆動装置の他の実施形態を示すものであり、図１０は装置の断面図、図１１は装置の一部をなす駆動源及び板カムを示す側面図及び断面図並びに端面図である。尚、この実施形態においては、フォロワ片と板カムの一部を変更した以外は前述の実施形態と同一であるため、同一の構成については同一の符号を付してその説明を省略する。

すなわち、この装置において、レンズ筒３０のフォロワ片３５´は、図１０に示すように、板カム５０´が当接する領域に円弧状に伸びる溝部３５ａ´をもつように形成されている。また、板カム５０´は、図１０及び図１１（ａ），（ｂ），（ｃ）に示すように、溝部３５ａ´に入り込む円弧状の突条部を画定するカム面５３´をもつように形成されている。

したがって、板カム５０´（のカム面５３´）は、フォロワ片３５´（の溝部３５ａ´）に入り込んで回転軸７２方向への移動が規制された状態で回転しつつフォロワ片３５´にカム作用を及ぼす。そして、板カム５０´の移動が規制されることにより、駆動源７０の回転軸７２のスラスト方向のガタツキが規制されるため、騒音、振動等を防止することができる。
尚、この実施形態においては、板カム５０´のカム面５３´に円弧状に伸びる突条部を設け、フォロワ片３５´にカム面５３´の突条部と係合する溝部３５ａ´を設けた場合を示したが、逆に、板カムのカム面に円弧状に伸びる溝部を設け、フォロワ片にカム面の溝部と係合する円弧状の突条部を設けてもよい。

図１２ないし図１４は、本発明に係るレンズ駆動装置のさらに他の実施形態を示すものであり、図１２は装置の外観正面図、図１３は装置の内部を示す正面図、図１４は装置の断面図である。この実施形態においては、コイルバネの配置及び駆動源並びにこれに付随する構成を変更した以外は、前述の実施形態と同一であるため、同一の構成については同一の符号を付してその説明を省略する。

この装置において、ケース１０´は、樹脂材料により形成されており、後壁部１１、検出センサ２００を収容するべく後壁部１１及び側壁部１２に亘って形成された凹部１１ｂ´、側壁部１２、ガイドシャフト４０´、前端面１２ａに形成されたネジ穴１９´、ストッパ１５等を備えている。
すなわち、ガイドシャフト４０´は、樹脂材料を用いてケース１０´に一体的に成型されており、拡径部４０ａ´及び縮径部４０ｂ´をもつ二段円柱形状に形成されている。
そして、ガイドシャフト４０´の縮径部４０ｂ´には、コイルバネ６０が外嵌されて同軸に配置されるようになっている。

カバー２０´は、樹脂材料を用いてケース１０´の前面を覆うように形成され、図１２に示すように、開口部２１、嵌合孔２３、嵌合孔２４、切り欠き２５、ネジＢを通す孔をもつ座面２７´等を備えている。
そして、カバー２０´は、ケース１０´に対して、スナップフィット結合されると共にネジＢにより締結されて堅固に固定されて、ケース１０´と協働してハウジングを画定し、レンズ筒３０´（レンズ筒３０´の前面を除く）、ガイドシャフト４０´、コイルバネ６０、板カム５０、駆動源７０´等を全て覆うように収容する。すなわち、全ての部品がケース１０´及びカバー２０´により覆われて、ハウジングの外面は平滑に形成されるため、種々の光学ユニットへの搭載が容易になる。

レンズ筒３０´は、樹脂材料により形成されて、図１２ないし図１４に示すように、円筒部３１、嵌合部３２´、突起３３、バネ受け片３４´、フォロワ片３５´´、口径板３６、被検出片３７´等を備えている。
嵌合部３２´は、ガイドシャフト４０´の拡径部４０ａ´に摺動自在に嵌合される拡径嵌合孔３２ａ´、ガイドシャフト４０´の縮径部４０ｂ´に摺動自在に嵌合される縮径嵌合孔３２ｂ´を画定するように形成されている。

バネ受け片３４´は、縮径嵌合孔３２ｂ´を画定する周りの端面壁部により形成されている。すなわち、バネ受け片３４´は、嵌合部３２と同軸で光軸方向Ｌの前端側に偏倚した位置において、レンズ筒３０から径方向に突出するように形成されている。
フォロワ片３５´´は、嵌合部３２´の近傍でかつ光軸方向Ｌの後端側（一端側）に偏倚した位置から径方向に突出するように形成されており、その前面に対して板カム５０が係合するようになっている。

被検出片３７´は、フォロワ片３５´´の後面から後方Ｒに向けて突出するように形成されている。そして、被検出片３７´が検出センサ２００により検出されることで、レンズ筒３０´（レンズＧ）のホームポジションが検出されるようになっている。

コイルバネ６０は、図１４に示すように、ガイドシャフト４０´の縮径部４０ｂ´に外嵌された後に嵌合部３２´がガイドシャフト４０´に摺動自在に外嵌されることで、その一端が拡径部３２ａ´の段差部に当接され、その他端がバネ受け片３４´に当接されて圧縮した状態で取り付けられている。そして、レンズ筒３０´のフォロワ片３５´´を板カム５０のカム面５３（又は基礎円部５２）に押圧するように、レンズ筒３０´を光軸方向Ｌの前方Ｆに向けて付勢している。
また、コイルバネ６０は、図１４に示すように、光軸方向Ｌに伸長するように、ハウジング（ケース１０´及びカバー２０´により画定される空間）内において嵌合部３２´と同軸に配置されると共に、レンズ筒３０´と光軸方向Ｌにおいてオーバーラップするように配置されている。

したがって、コイルバネ６０を配置するスペースを別個に設ける必要がなく、その分だけ部品の集約化による装置の小型化を達成することができる。また、フォロワ片３５´´とバネ受け片３４´とが、レンズ筒３０´に対して光軸方向Ｌにお互いに離隔した位置に形成されるため、光軸方向Ｌの薄型化を図りつつもコイルバネ６０及び板カム５０の配置が容易になる。さらに、ガイドシャフト４０´により案内される嵌合部３２´の近傍にフォロワ片３５´´及び同軸にコイルバネ６０が配置されるため、ガイドシャフト４０´を中心としてレンズ筒３０´を傾かせるように作用するモーメントを極力小さくすることができ、その結果、レンズ筒３０´の傾きを防止しつつ光軸方向Ｌに円滑にかつ高精度に駆動することができる。

駆動源７０´は、ケース７１、回転軸７２等を含むＤＣモータであり、ハウジング（ケース１０´及びカバー２０´により画定される空間）内に収容されている。
検出センサ２００は、投光素子及び受光素子を含む透過型の光センサであり、レンズ筒３０´がホームポジションに至ると、被検出片３７´が投光素子から発せられた光を遮ることにより、検出信号を発するようになっている。

この実施形態においては、フォロワ片３５´´が板カム５０の最大リフト量の位置と係合するとき、レンズ筒３０´（レンズＧ）はホームポジションに位置し、一方、板カム５０の当接部５４がケース１０´のストッパ１５に当接して停止したとき、フォロワ片３５´´が最小リフト量の位置と係合して、レンズ筒３０´（レンズＧ）は最大繰り出し位置に位置するようになっている。
尚、この実施形態に限らず、ホームポジションにおいて、板カム５０の当接部５４がベース１０´のストッパ１５と当接し、最も前方に繰り出した位置で、検出センサ２００から検出信号を発するようにしてもよい。

上記実施形態においては、駆動源として、ステッピングモータ７０、ＤＣモータ７０´を示したが、これに限定されるものではなく、板カム５０，５０´の回転軸を光軸Ｌと垂直な方向に方向付けるものであれば、その他のアクチュエータを採用してもよい。
また、ＤＣモータ７０´を採用する場合は、検出センサ２００を複数設けあるいは印加する電力を時間制御するようにしても、レンズ筒３０´を位置制御することができる。

以上述べたように、本発明のレンズ駆動装置は、光軸方向における薄型化、小型化、構造の簡素化、低コスト化、低騒音化等が達成されるため、薄型化が要求される携帯電話機、携帯型音楽プレーヤ等の携帯情報端末装置に搭載されるカメラモジュールに適用できるのは勿論のこと、薄型化が要求されないその他のレンズ光学系のレンズ駆動装置としても有用である。

本発明に係るレンズ駆動装置の一実施形態を示す分解斜視図である。 図１に示すレンズ駆動装置の外観正面図である。 図１に示すレンズ駆動装置の内部を示す正面図である。 図１に示すレンズ駆動装置の内部を示す断面図である。 図１に示すレンズ駆動装置の内部を示す断面図である。 図１に示すレンズ駆動装置の一部をなす駆動源及び板カムを示すものであり、（ａ）はその側面図、（ｂ）は（ａ）中のＥ１−Ｅ１にける断面図、（ｃ）は板カムの端面図である。 図１に示すレンズ駆動装置の動作を説明するためのものであり、（ａ）はホームポジションにある状態を示す断面図、（ｂ）は１ｍ〜∞位置にある状態を示す断面図、（ｃ）はマクロ撮影位置にある状態を示す断面図である。 図１に示すレンズ駆動装置を搭載した携帯電話機を示す斜視図である。 図１に示すレンズ駆動装置を搭載した携帯型音楽プレーヤを示す斜視図である。 本発明に係るレンズ駆動装置の他の実施形態を示す断面図である。 図１０に示すレンズ駆動装置の一部をなす駆動源及び板カムを示すものであり、（ａ）はその側面図、（ｂ）は（ａ）中のＥ２−Ｅ２にける断面図、（ｃ）は板カムの端面図である。 本発明に係るレンズ駆動装置のさらに他の実施形態を示す外観正面図である。 図１２に示すレンズ駆動装置の内部を示す正面図である。 図１２に示すレンズ駆動装置の内部を示す断面図である。

符号の説明

１０，１０´ ケース（ハウジング）
１１ 後壁部
１１ａ 開口部
１２ 側壁部
１３ シャフト
１４ ガイド溝
１５ ストッパ
１６ 位置決めピン
１７ 貫通孔
１８ 掛止突起
２０，２０´ カバー（ハウジング）
２１ 開口部
２２，２３，２４ 嵌合孔
２５ 切り欠き
２６ 掛止片
３０，３０´ レンズ筒
３１ 円筒部
３２，３２´ 嵌合部
３２ａ 嵌合孔
３２ａ´拡径嵌合孔
３２ｂ´ 縮径嵌合孔
３３ 突起
３４，３４´ バネ受け片
３５，３５´，３５´´ フォロワ片
３５ａ´ 溝部
３６ 口径板
３７´ 被検出片
４０，４０´ ガイドシャフト
５０，５０´ 板カム
５１ 中心孔
５２ 基礎円部
５３ カム面
５３´ カム面（突条部）
５４ 当接部
６０ コイルバネ
７０，７０´ 駆動源
７１ ケース
７２ 回転軸
８０ ガラスフィルタ
９０ ＣＣＤ
Ｌ 光軸方向
Ｇ レンズ
Ｍ カメラモジュール
１００ 携帯電話機
１１０ 携帯型音楽プレーヤ
２００ 検出センサ

Claims (8)

1. 光軸方向の前方に開口部を画定するべく箱状に形成されたケースと、前記開口部を覆うように前記ケースに着脱自在に結合されるカバーと、前記ケース内に配置されてレンズを保持するレンズ筒と、前記レンズ筒を光軸方向にガイドするべく前記ケースに設けられたガイドシャフトと、前記レンズ筒を光軸方向に駆動する駆動機構と、を備えたレンズ駆動装置であって、
   前記駆動機構は、光軸方向において前記レンズ筒とオーバーラップするように前記ケース内に配置され光軸に垂直な回転軸及び光軸方向にカム作用を及ぼすカム面をもつ板カムと、前記カム面に係合するように前記レンズ筒から径方向に突出して形成されたフォロワ片と、光軸方向において前記レンズ筒とオーバーラップするように前記ケース内に配置され前記フォロワ片を前記カム面に押圧するバネと、前記板カムを駆動する駆動源を含み、
   前記レンズ筒は、径方向に突出し前記ガイドシャフトを摺動自在に嵌合させる嵌合部と、前記嵌合部の近傍に設けられ前記板カムのカム面に対して光軸方向に離脱可能に係合しるように形成された前記フォロワ片と、前記フォロワ片と反対側の前記嵌合部の近傍に又は前記嵌合部と同軸上に設けられたバネ受け片を含み、
   前記バネは、前記嵌合部の近傍又は前記嵌合部と同軸上に配置され、その一端が前記レンズ筒のバネ受け片に当接し、かつ、その他端が前記カバー又はケースの一部に当接するように光軸方向に伸長する圧縮型のコイルバネである、
   ことを特徴とするレンズ駆動装置。
2. 前記フォロワ片は、前記レンズ筒の光軸方向の一端側に偏倚した位置から突出するように形成されている、
   ことを特徴とする請求項１記載のレンズ駆動装置。
3. 前記レンズ筒は、前記嵌合部から離れた位置において径方向に突出した突起を含み、
   前記ケースは、前記突起を光軸方向に摺動自在にガイドするガイド溝を含む、
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載のレンズ駆動装置。
4. 前記フォロワ片は、前記レンズ筒の前記嵌合部の近傍でかつ光軸方向の一端側に偏倚した位置から突出して形成され、
   前記バネ受け片は、前記レンズ筒の前記嵌合部の近傍でかつ光軸方向の他端側に偏倚した位置から突出して形成されている、
   ことを特徴とする請求項１ないし３いずれかに記載のレンズ駆動装置。
5. 前記フォロワ片は、前記レンズ筒の前記嵌合部の近傍でかつ光軸方向の一端側に偏倚した位置から突出して形成され、
   前記バネ受け片は、前記レンズ筒の前記嵌合部と同軸で光軸方向の他端側に偏倚した位置に形成され、
   前記コイルバネは、前記ガイドシャフトの周りに配置されている、
   ことを特徴とする請求項１ないし３いずれかに記載のレンズ駆動装置。
6. 前記ケースは、前記板カムを所定の角度位置に停止させるストッパを有し、
   前記板カムは、前記ストッパに当接する当接部を有する、
   ことを特徴とする請求項１ないし５いずれかに記載のレンズ駆動装置。
7. 前記駆動源は、前記板カムを直接駆動する駆動軸を有し、
   前記板カムは、そのカム面において、円弧状に伸びる突条部及び溝部の一方を有し、
   前記フォロワ片は、前記カム面に形成された突条部及び溝部の一方と係合する突条部及び溝部の他方を有する、
   ことを特徴とする請求項１ないし６いずれかに記載のレンズ駆動装置。
8. カメラモジュールを備えた携帯情報端末装置であって、
   前記カメラモジュールは、請求項１ないし７いずれか一つに記載のレンズ駆動装置を含む、
   ことを特徴とする携帯情報端末装置。

Images