JP4891610B2 - 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）。

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）。

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、これらのレンズ駆動装置においては、カム部材のカム面（あるいはカム溝）に対してレンズ枠のフォロワ（あるいはフォロワピン）が常時接触した状態にあるため、外部からの衝撃あるいは振動等が相互に伝わり、又、カム部材を駆動する駆動機構に常時負荷が掛かっているため、耐衝撃性、耐久性等の点で劣る。特に、使用頻度の高い広角領域（ワイド領域）において常時接触状態にあると、ＣＣＤ等の撮像素子の結像面に対するレンズ枠の平行度が不安定となり、高画質の撮影画像が得られなくなる虞がある。

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、使用頻度の高い撮影領域でカム部材とフォロワとを非接触として耐衝撃性、耐久性等を高めると共に、レンズと撮像素子（結像面）との平行度を安定させることができ、高画質の撮影画像を得ることができ、例えば、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、ハウジングと、レンズを保持すると共にハウジング内において光軸方向に移動自在に支持されたレンズ筒と、レンズ筒に設けられたフォロワと、フォロワに係合してレンズ筒を光軸方向に移動させるべくカム作用を及ぼすカム部材と、を備えたレンズ駆動装置であって、上記カム部材は、レンズ筒の外側でかつハウジング内に配置されて光軸から逸脱した軸を中心に回転してカム作用を及ぼすように形成され、上記ハウジングは、レンズ筒の当接部を光軸方向において離脱可能に当接させる受け部を有し、上記レンズ筒は、光軸方向の所定位置にあるとき、その当接部がハウジングの受け部に当接して位置決めされると共に、そのフォロワをカム部材と非接触にするように形成されている、構成を特徴としている。
この構成によれば、カム部材が作動すると、フォロワが光軸方向にカム作用を受けて、レンズ筒（レンズ）が光軸方向に移動させられ、ＣＣＤ等の撮像素子の結像面に対してフォーカシングが行われる。
ここで、レンズ筒が光軸方向の所定位置にあるとき、レンズ筒はその当接部がハウジングの受け部に当接して位置決めされ、そのフォロワはカム部材と非接触になるため、外部から衝撃あるいは振動を受けても、レンズ筒とカム部材との間でのこれら衝撃力あるいは振動の伝達が遮断され、各々の耐衝撃性、耐久性等が高まる。
また、カム部材は、レンズ筒の外側でかつハウジング内に配置され、レンズの光軸から逸脱した軸（光軸と同軸ではない軸、例えば、光軸に垂直な方向に伸長する軸、又は光軸と平行に伸長する軸）を中心として回転してカム作用を及ぼすように形成されているため、レンズ筒の外側において光軸と同軸上を回転するように配置された環状のカム部材等に比べて、小型化でき、又、ハウジング内の空きスペースを有効に利用して配置でき、光軸方向における装置の薄型化、小型化等を達成でき、又、レンズ筒及びカム部材がハウジング内に収容されて覆われるため、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ることで、種々の光学ユニットへの搭載を容易に行うことができる。
特に、所定位置において、レンズ筒はその当接部がハウジングの受け部に当接して位置決めされるため、ハウジングに撮像素子が固定される場合において、レンズ筒の当接部が撮像素子に直接当接することはなく、それ故に、外部からの衝撃等の影響でレンズ筒が及ぼす衝撃力等はハウジングで受け止められて緩和されることにより撮像素子に直接影響が及ぶのを防止でき、又、ハウジングを基準として、レンズ筒（レンズ）と撮像素子の結像面との平行度を容易に安定させることができ、高画質の撮影画像を得ることができる。

上記構成において、カム部材及びフォロワは、光軸方向において、レンズ筒とオーバーラップする領域に配置されている、構成を採用することができる。
この構成によれば、カム部材及びフォロワがレンズ筒の周りに形成されるスペースを有効に利用して配置されているため、フォロワとカム部材とを非接触の状態に保持しつつも、光軸方向において装置の薄型化、小型化を達成することができる。

上記構成において、フォロワをカム部材に接触させる向きにかつレンズ筒の当接部をハウジングの受け部に当接させる向きに付勢力を及ぼすバネを含み、レンズ筒は、所定位置に達したときそれ以上の移動を規制するべく、その当接部がハウジングの受け部に当接するように形成され、カム部材は、レンズ筒の当接部がハウジングの受け部に当接した後に、フォロワから離脱するように形成されたカム部を有する、構成を採用することができる。
この構成によれば、バネの付勢力によりフォロワはカム部材に接触し、この接触状態においてカム部材が作動すると、フォロワがカム作用を受けてレンズ筒が光軸方向に移動する。そして、レンズ筒が所定位置に達すると、バネにより付勢されつつその当接部がハウジングの受け部に当接してそれ以上の移動が規制されて位置決めされ、その後、カム部材のカム部がフォロワから離れて非接触となる。
すなわち、レンズ筒は、所定位置にあるとき、バネの付勢力によりハウジングに押し付けられた状態で当接しているため、安定した状態に確実に保持され、ハウジングに撮像素子が固定された状態において、レンズ筒（レンズ）と撮像素子の結像面との平行度をより高精度に安定させることができる。また、カム部材は、レンズ筒の当接部がハウジングの受け部に当接して位置決めされた後にフォロワから離れるため、レンズ筒の停止及びカム部材の駆動を円滑に行わせることができる。
このように、光軸方向に付勢力を及ぼすバネを用いた構成において、フォロワとカム部材との接触→レンズ筒（の当接部）とハウジング（の受け部）との接触→フォロワとカム部材との非接触となるような構成を採用するため、構造の簡略化、小型化、薄型化等を達成しつつ、耐衝撃性、耐久性等を高めることができる。

上記構成において、ハウジングは、カム部材がフォロワから離脱した後に、カム部材を所定の角度位置に停止させるストッパを有し、カム部材は、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、レンズ筒がハウジングに当接して位置決めされた後に、カム部材がフォロワから離れ、所定角度回転した位置において当接部がストッパに当接することにより、カム部材の角度位置が位置決めされるため、カム部材を駆動制御する際の基準位置を簡略な構造にて容易に設定することができ、制御が容易になる。

上記構成において、レンズ筒の所定位置は、広角撮影位置に対応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、使用頻度の高い広角撮影位置において、レンズ筒とカム部材とが非接触となっているため、カム部材の駆動機構等に負荷が掛からず、耐久性、耐衝撃性等を向上させることができ、又、広角撮影位置において常時安定した高画質の撮影が可能になる。

上記構成において、レンズ筒の所定位置は、光軸方向の最も後方に繰り込んだ位置に設定されている、構成を採用することができる。
この構成によれば、所定位置を、最も繰り込んだ位置で広角撮影位置とすることにより、この広角撮影位置が休止位置（ホームポジション）を兼ねるため、電源オンで休止位置から広角撮影位置までの駆動操作が不要になり、電源オンと同時に広角撮影を行うことが可能になる。

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、小型化、薄型化、低コスト化等を達成しつつ、簡略な構造にて、特に使用頻度の高い撮影領域でカム部材とフォロワとを非接触として、耐久性、耐衝撃性等を高めることができ、又、レンズと撮像素子（結像面）との平行度を安定させて高画質の撮影画像を得ることができるレンズ駆動装置を得ることができる。
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を得ることができる。
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ないし図６は装置の断面図、図７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、カム部材としての板カム５０、バネとしてのコイルバネ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及び図６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ないし図６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及び３つ（１つは不図示）の受け部１１ｂ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。
受け部１１ｂは、レンズ筒３０の後述する当接部３７を当接させて位置決めするものである。すなわち、レンズ筒３０（の当接部３７）がケース１０（の受け部１１ｂ）に当接した状態で、レンズ筒３０（レンズＧ）は、ＣＣＤ９０の結像面に対して平行に保持されるようになっている。

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ないし図６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としてのフォロワ片３５、レンズＧの開口径を規定する口径板３６、ケース１０の受け部１１ｂに当接する当接部３７等を備えている。

嵌合部３２は、図１、図３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ないし図６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、すなわち、光軸方向Ｌにおいて円筒部３１から突出しないオーバーラップする領域において、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が板カム５０の後述するカム面５３に当接することにより、レンズ筒３０は、板カム５０のカム作用を受けて光軸方向Ｌ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。

当接部３７は、円筒部３１の後端から突出すると共に周方向の略三等分された位置に３個設けられている。そして、図５に示すように、レンズ筒３０が光軸方向Ｌの後方Ｒに最も繰り込んだ位置（所定位置）にあるとき、３つの当接部３７がケース１０の３つの受け部１１ｂにそれぞれ当接して光軸方向Ｌに位置決めされると共に、ＣＣＤ９０の結像面に対して平行に保持されるようになっている。

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。

カム部材としての板カム５０は、樹脂材料等により形成され、図５、図６、図７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部としてのカム面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、図４及び図５に示す状態から図５中の反時計回りの所定の角度範囲において、カム面５３がフォロワ片３５から離脱して非接触のままカム作用を及ぼさない空回り動作を行い、その後、カム面５３がフォロワ片３５に接触してカム作用を及ぼしてレンズ筒３０（レンズＧ）を図５に示すホームポジション（光軸方向Ｌの最も後方に繰り込んだ所定位置すなわち広角撮影位置）〜図６に示すマクロ撮影位置（光軸方Ｌの最も前方に繰り出した位置）の範囲で移動させるようになっている。

また、板カム５０は、図１、図３、図４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、コイルバネ６０は、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）に押圧して接触させる向きに、かつ、レンズ筒３０（の当接部３７）をケース１０（の受け部１１ｂ）に当接させる向きに付勢力を及ぼすようになっている。
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７（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５、図６を参照しつつ説明する。
先ず、図５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の最も後方に繰り込んだ位置（所定位置）すなわちホームポジションに位置している。このホームポジションは、広角撮影位置に対応しており、１ｍ〜∞位置の撮影が可能となっている。
このとき、レンズ筒３０は、その当接部３７がケース１０の受け部１１ｂに当接して、光軸方向Ｌに位置決めされると共にＣＣＤ９０の結像面に対して平行に保持され、板カム５０はそのカム面５３がフォロワ片３５から離脱して非接触の状態に維持されている。

すなわち、レンズ筒３０と板カム５０がホームポジションにおいて接触状態にある場合は、特に光軸方向Ｌにおいて外部から衝撃力や振動が加わると、比較的重い部材であるレンズ筒３０がシャフト１３，４０，ガイド溝１４に沿って移動し、板カム５０や回転軸７２にその衝撃力や振動を伝達させて変形させてしまう虞があるものの、ここでは板カム５０とフォロワ片３５が非接触状態にあるため、外部から衝撃あるいは振動を受けても、レンズ筒３０と板カム５０との間でのこれら衝撃力あるいは振動の伝達が遮断され、各々の耐衝撃性、耐久性等が高まる。
また、このホームポジションは使用頻度の高い広角撮影位置に対応するため、電源オンと同時に広角撮影が可能であり、さらに、レンズ筒３０はケース１０（ハウジング）に当接して位置決めされるため、レンズ筒３０（レンズＧ）とＣＣＤ９０の結像面との平行度を容易に安定させることができ、高画質の撮影画像を得ることができる。

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、所定の空回り動作（カム作用を及ぼさない回転）を経て、そのカム面５３がフォロワ片３５に接触してカム作用を及ぼし始め、レンズ筒３０（レンズＧ）は、光軸方向Ｌの前方Ｆに繰り出される。

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６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）がこの最大繰り出し位置にあるとき、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の付勢力により光軸方向Ｌの後方Ｒに繰り込み、レンズ筒３０の当接部３７がケース１０の受け部１１ｂに当接して停止し、その後、板カム５０はさらに時計回りに回転してそのカム面５３がフォロワ片３５から離脱して非接触の状態となり、その当接部５４がストッパ１５に当接して停止する。
このように、レンズ筒３０がケース１０（ハウジング）に当接して位置決めされた後に、板カム５０がフォロワ片３５から離れ、所定角度回転した位置において当接部５４がストッパ１５に当接して板カム５０の角度位置が位置決めされるため、板カム５０を駆動制御する際の基準位置を簡略な構造にて容易に設定することができ、制御が容易になる。

上記装置によれば、板カム５０及びフォロワ片３５は、光軸方向Ｌにおいて、レンズ筒３０とオーバーラップする領域、すなわち、レンズ筒３０の周りに形成されるスペースを有効に利用して配置されているため、フォロワ片３５と板カム５０とを非接触の状態に保持しつつも、光軸方向Ｌにおいて装置の薄型化、小型化を達成することができる。
また、光軸方向Ｌに付勢力を及ぼすコイルバネ６０を用いた構成において、フォロワ片３５と板カム５０との接触→レンズ筒３０とケース１０（ハウジング）との接触→フォロワ片３５と板カム５０との非接触となるような構成を採用するため、構造の簡略化、小型化、薄型化等を達成しつつ、耐衝撃性、耐久性等を高めることができる。
さらに、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ないし図１２（ａ），（ｂ）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は装置の外観正面図、図１１は装置の内部を示す正面図、図１２（ａ），（ｂ）は装置の断面図である。この実施形態においては、カム部材及びその駆動機構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。

この装置は、図１０ないし図１２（ａ），（ｂ）に示すように、ケース１０´、カバー２０´、レンズ筒３０´、ガイドシャフト４０、カム部材としての円柱カム５０´、コイルバネ６０、駆動源７０及びウォーム７６´、ウォームホイール５２´を一体的に有する円柱カム５０´を回動自在に支持する支軸４０´等を備えている。

ケース１０´は、樹脂材料により形成されており、図１１及び図１２（ａ），（ｂ）に示すように、後壁部１１、後壁部１１に形成された開口部１１ａ及び受け部１１ｂ´、側壁部１２、シャフト１３、側壁部１２の内側に突出すると共に光軸方向Ｌに伸長するように形成された突条ガイド部１４´、前端面１２ａに形成されたネジ穴１９´等を備えている。
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１０に示すように、開口部２１、嵌合孔２２、嵌合孔２３、嵌合孔２７´、後述する円柱カム５０´の当接部５４´を当接させるべく内側面に突出して形成されたストッパ２８´、ネジＢを通す孔をもつ座面２９´等を備えている。

そして、カバー２０´は、ケース１０´に対して、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Ｇの前面を除く）、ガイドシャフト４０，支軸４０´、コイルバネ６０、円柱カム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、図１１及び図１２（ａ），（ｂ）に示すように、円筒部３１、嵌合部３２、突条ガイド部１４´を受け入れるＵ字状の嵌合部３３´、バネ受け片３４、フォロワ片３５´、口径板３６、複数の当接部３７等を備えている。
フォロワ片３５´は、円柱カム５０´の後述するカム面５３´と接触する部分が半円柱状に突出して形成されており、カム面５３´上を円滑に摺動し得るようになっている。

支軸４０´は、金属材料等の剛性の高い材料により形成されて、その一端がケース１０´に植設され、その他端がカバー２０´の嵌合孔２７´に嵌合されて堅固に固定されている。そして、支軸４０´は、円柱カム５０´を光軸方向Ｌの所定位置に位置決めしつつ回動自在に支持するようになっている。尚、支軸４０´は、機能上の信頼性が確保される限り、樹脂材料を用いてケース１０´と一体成型されてもよい。

円柱カム５０´は、樹脂材料等により形成され、図１１、図１２（ａ），（ｂ）に示すように、支軸４０´に回動自在に嵌合される中心孔５１´、外周面に形成されたウォームホイール５２´、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べく光軸方向Ｌの前端面にスパイラル状に形成されたカム部としてのカム面５３´、カム面５３´上の一部に突出して形成されカバー２０´のストッパ２８´に当接し得る当接部５４´等を備えている。

すなわち、円柱カム５０´は、図１１及び図１２（ａ）に示す状態から図１１中の時計回りの所定の角度範囲において、カム面５３´がフォロワ片３５´から離脱して非接触のまま所定の空回り動作（カム作用を及ぼさない回転）を経て、カム面５３´がフォロワ片３５´に接触してカム作用を及ぼし始め、レンズ筒３０´（レンズＧ）を、図１１及び図１２（ａ）に示すホームポジション（光軸方向Ｌの後方に最も繰り込んだ所定位置すなわち広角撮影位置）〜図１２（ｂ）に示すマクロ撮影位置（光軸方Ｌの前方に最も繰り出した位置）の範囲で移動させるようになっている。

次に、このレンズ駆動装置の動作について、図１１、図１２（ａ），（ｂ）を参照しつつ説明する。
先ず、図１１及び図１２（ａ）に示すように、円柱カム５０´が図１１中の反時計回りに回転してその当接部５４´がカバー２０´のストッパ２８´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の最も後方に繰り込んだ位置（所定位置）すなわちホームポジションに位置している。このホームポジションは、広角撮影位置に対応しており、１ｍ〜∞位置で撮影可能となっている。
このとき、レンズ筒３０´は、その当接部３７がケース１０´の受け部１１ｂ´に当接して、光軸方向Ｌに位置決めされると共にＣＣＤ９０の結像面に対して平行に保持され、そのフォロワ片３５´が円柱カム５０´のカム面５３´から離脱して非接触の状態に維持されている。

したがって、本実施形態においても、前述同様の理由により、外部から衝撃あるいは振動を受けても、レンズ筒３０´と円柱カム５０´との間でのこれら衝撃力あるいは振動の伝達が遮断され、ウォームホイール５２´及びウォーム７６´等の駆動機構の耐衝撃性、耐久性等が高まる。また、このホームポジションは使用頻度の高い広角撮影位置に対応するため、電源オンと同時に広角撮影が可能であり、さらに、レンズ筒３０´はケース１０´（ハウジング）に当接して位置決めされるため、レンズ筒３０´（レンズＧ）とＣＣＤ９０の結像面との平行度を容易に安定させることができ、高画質の撮影画像を得ることができる。

そして、駆動源７０が一方向に回転して、円柱カム５０´が図１１中の時計回りに回転し始めると、所定の空回り動作（カム作用を及ぼさない回転）を経て、カム面５３´がフォロワ片３５´に接触してカム作用を及ぼし始め、レンズ筒３０´（レンズＧ）は、光軸方向Ｌの前方Ｆに繰り出される。

さらに、駆動源７０が所定ステップ数同一方向に回転して、円柱カム５０´がさらに時計回りに回転すると、カム面５３´の最大リフト領域がフォロワ片３５´にカム作用を及ぼして、レンズ筒３０´（レンズＧ）は、図１２（ｂ）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）がこの最大繰り出し位置にあるとき、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、円柱カム５０´は図１１中の反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の付勢力により光軸方向Ｌの後方Ｒに繰り込み、レンズ筒３０´の当接部３７がケース１０´の受け部１１ｂ´に当接して停止し、その後、円柱カム５０´はさらに反時計回りに回転してフォロワ片３５´から離脱して非接触の状態となり、その当接部５４´がストッパ２８´に当接して停止する。
このように、レンズ筒３０´がケース１０´（ハウジング）に当接して位置決めされた後に、円柱カム５０´がフォロワ片３５´から離れ、所定角度回転した位置において当接部５４´がストッパ２８´に当接して円柱カム５０´の角度位置が位置決めされるため、円柱カム５０´を駆動制御する際の基準位置を簡略な構造にて容易に設定することができ、制御が容易になる。

上記装置によれば、円柱カム５０´及びフォロワ片３５´は、光軸方向Ｌにおいて、レンズ筒３０´とオーバーラップする領域、すなわち、レンズ筒３０´の周りに形成されるスペースを有効に利用して配置されているため、フォロワ片３５´と円柱カム５０´とを非接触の状態に保持しつつも、光軸方向Ｌにおいて装置の薄型化、小型化を達成することができる。
また、光軸方向Ｌに付勢力を及ぼすコイルバネ６０を用いた構成において、フォロワ片３５´と円柱カム５０´との接触→レンズ筒３０´とケース１０´（ハウジング）との接触→フォロワ片３５´と円柱カム５０´との非接触となるような構成を採用するため、構造の簡略化、小型化、薄型化等を達成しつつ、耐衝撃性、耐久性等を高めることができる。

上記実施形態においては、駆動機構を構成するバネとして、圧縮型のコイルバネ６０を示したが、これに限定されるものではなく、引張り型のコイルバネでもよく、あるいは、レンズ筒３０，３０´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るものであればその他のバネを採用してもよい。
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を示したが、これに限定されるものではなく、ＤＣモータ、その他のアクチュエータを採用してもよい。
また、ＤＣモータを採用する場合は、レンズ筒の位置を検出する検出センサを設けあるいはＤＣモータに印加する電力を時間制御することにより、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、耐久性及び耐衝撃性の向上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が最も後方に繰り込んだホームポジション（広角撮影位置）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が最も前方に繰り出した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Ｅ−Ｅ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外観正面図である。 図１０に示すレンズ駆動装置の内部を示す正面図である。 図１０に示すレンズ駆動装置の内部を示す断面図であり、（ａ）は装置がホームポジション（広角撮影位置）にある状態を示す断面図、（ｂ）は装置がマクロ撮影位置にある状態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
１１ｂ，１１ｂ´ 受け部
１２ 側壁部
１３ シャフト
１４ ガイド溝
１４´ 突条ガイド部
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
２２，２３，２４，２７´ 嵌合孔
２５ 切り欠き
２６ 掛止片
２８´ ストッパ
３０，３０´ レンズ筒
３１ 円筒部
３２ 嵌合部
３２ａ 嵌合孔
３３ 突起
３３´ 嵌合部
３４ バネ受け片
３５，３５´ フォロワ片（フォロワ）
３６ 口径板
３７ 当接部
４０ ガイドシャフト
４０´ 支軸
５０ 板カム（カム部材）
５０´ 円柱カム（カム部材）
５１，５１´ 中心孔
５２ 基礎円部
５２´ ウォームホイール
５３，５３´ カム面（カム部）
５４，５４´ 当接部
６０ コイルバネ
７０ 駆動源
７１ ケース
７２ 回転軸
７６´ ウォーム
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

Claims (7)

1. ハウジングと、レンズを保持すると共に前記ハウジング内において光軸方向に移動自在に支持されたレンズ筒と、前記レンズ筒に設けられたフォロワと、前記フォロワに係合して前記レンズ筒を光軸方向に移動させるべくカム作用を及ぼすカム部材と、を備えたレンズ駆動装置であって、
   前記カム部材は、前記レンズ筒の外側でかつ前記ハウジング内に配置されて光軸から逸脱した軸を中心に回転してカム作用を及ぼすように形成され、
   前記ハウジングは、前記レンズ筒の当接部を光軸方向において離脱可能に当接させる受け部を有し、
   前記レンズ筒は、光軸方向の所定位置にあるとき、その当接部が前記ハウジングの受け部に当接して位置決めされると共に、前記フォロワを前記カム部材と非接触にするように形成されている、
   ことを特徴とするレンズ駆動装置。
2. 前記カム部材及びフォロワは、光軸方向において、前記レンズ筒とオーバーラップする領域に配置されている、
   ことを特徴とする請求項１記載のレンズ駆動装置。
3. 前記フォロワを前記カム部材に接触させる向きにかつ前記レンズ筒の当接部を前記ハウジングの受け部に当接させる向きに付勢力を及ぼすバネを含み、
   前記レンズ筒は、前記所定位置に達したときそれ以上の移動を規制するべく、前記当接部が前記ハウジングの受け部に当接するように形成され、
   前記カム部材は、前記レンズ筒の当接部が前記ハウジングの受け部に当接した後に、前記フォロワから離脱するように形成されたカム部を有する、
   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. 前記ハウジングは、前記カム部材が前記フォロワから離脱した後に、前記カム部材を所定の角度位置に停止させるストッパを有し、
   前記カム部材は、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３いずれかに記載のレンズ駆動装置。
5. 前記レンズ筒の所定位置は、広角撮影位置に対応するように形成されている、
   ことを特徴とする請求項１ないし４いずれかに記載のレンズ駆動装置。
6. 前記レンズ筒の所定位置は、光軸方向の最も後方に繰り込んだ位置に設定されている、
   ことを特徴とする請求項５記載のレンズ駆動装置。
7. 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６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。

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