JP5286606B2 - レンズ駆動装置、カメラ及びカメラ付き携帯電話 - Google Patents

Description

本発明は、小型カメラに用いられるオートフォーカス用のレンズ駆動装置、そのレンズ駆動装置を搭載したカメラ及びカメラ付き携帯電話に関する。

特許文献１には、レンズ支持体の外周面に半径方向外方に突設したコイル固定部を設け、コイル固定部に取り付けたコイルをヨークの外周壁と内側壁との間に配置したレンズ駆動装置が開示されている。

この特許文献１には直接の記載はないが、一般にレンズ支持体の内周面にはねじ溝が設けてあり、レンズ支持体の内側にレンズバレルを螺合により取り付けている。

レンズ駆動装置は、ヨークに対してレンズ支持体をスプリングで支持して組み付けており、レンズバレルは、レンズ駆動装置の組立て後、レンズ支持体の内周に螺合するが、螺合するときにレンズ支持体が回転するとスプリングを損傷するおそれがあるので、回転防止治具を用いてレンズ支持体の回転を防止すると共に筺体やスプリングには回転防止治具を取り付ける為の加工を必要としていた。

特開２００８−３３２５２号公報

しかし、上述した従来のレンズ駆動装置では、レンズバレルを組み付けるときには、レンズ支持体の回転を防止する回転防止用治具を用いて、レンズ支持体が回らないように固定するので、組立て作業に手間がかかるという問題があった。また、レンズ駆動装置の構成部品、例えばスプリングに回転防止用治具を取り付ける為の加工（孔や溝）を施しておく必要があるので、スプリング等の構成部品の設計に制限があった。

そこで、本発明は、回転防止用治具を用いることなくレンズバレルの組み付けができ且つ設計の自由度が高いレンズ駆動装置、そのレンズ駆動装置を搭載したカメラ及びカメラ付き携帯電話の提供を目的とする。

請求項１に記載の発明は、ヨークと、外周にコイルが固定されたレンズ支持体と、複数のマグネットと、スプリングとを備え、ヨークは、外周壁と、外周壁の内周側で周方向に間隔を空けて配置した内側壁と、外周壁と内側壁とを連結する連結壁とを有し、各マグネットはヨーク内側壁との間に間隔を空けてヨーク外周壁の内周面に固定してあり且つ隣り合うマグネットが周方向に間隔を空けて配置してあり、レンズ支持体はヨークの内周側に配置して内周にレンズバレルが回転により装着されるものであり、コイルはヨーク外周側壁の内周側に配置され、ヨーク内側壁がある箇所ではヨーク内側壁とマグネットとの間に配置されており、スプリングはレンズ支持体を光軸方向の前後に移動自在に支持しており、コイルに通電して生じる電磁力によりレンズ支持体をレンズの光軸方向に移動するレンズ駆動装置であって、レンズ支持体には外周に複数のコイル固定部が設けてあり、各コイル固定部は半径方向外方に突設し且つ周方向端面がヨーク内側壁の周方向端面に対面して配置されており、スプリングは、外周側部をヨーク連結壁の光軸方向の後側でスペーサを介在して連結壁に固定してあり、内周側部をレンズ支持体に固定してあり、内周側部と外周側部とは弾性変形可能な腕部により連結してあり且つ内周側部が外周側部よりも光軸方向の前方に位置していることを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、レンズ支持体のコイル固定部には、周方向の端面に嵌合部が形成されており、レンズバレルには外周にレンズ支持体のコイル固定部間に位置する被嵌合部が形成されており、レンズバレルを周方向に一回転しない角度だけ回転するとコイル固定部の嵌合部とレンズバレルの被嵌合部が嵌合することを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載のレンズ駆動装置を搭載したことを特徴とするカメラである。

請求項４に記載の発明は、請求項３に記載のカメラを搭載したことを特徴とするカメラ付き携帯電話である。

請求項１に記載の発明によれば、レンズバレルの組み付けは、レンズ支持体の内周にレンズバレルを挿入してレンズバレルを回転して組み付ける。レンズバレルの回転に連れ回りしてレンズ支持体が回転しようとするが、レンズ支持体が回転しようとするとレンズ支持体のコイル固定部の端面が、ヨーク内側壁の周方向端面に当接して回転が阻止される。

従って、本発明によれば、従来用いていた回転防止治具を用いることなくレンズバレルの組み付けができ、組み付け作業が容易である。

また、スプリング等の構成部品に回転防止治具取付け用の穴等の加工を施す必要がないので、設計の自由度が高いと共に部品強度を高めることができる。

レンズバレルの組付後において、レンズ駆動装置が落下や揺れ等から外力を受けてレンズ支持体が回転しようとしても、レンズ支持体のコイル固定部がヨークの内側壁に当接してレンズ支持体の回転が防止できるので、落下や揺れ等によるスプリングの損傷（変形を含む）を防止できる。

ヨークの内部に前側スプリングを収めているので、前側スプリングをヨークの外面に固定するフレーム等の部品が不要になり、部品点数の削減ができると共にレンズ光軸方向の寸法を小さくでき、更なる小型化を図ることができる。
請求項２に記載の発明によれば、請求項１に記載の作用効果を得ることができると共に、レンズバレルの組み付け時に、レンズバレルは一回転（３６０度）以上回転する必要がなく、所定角度回転すれば組み付けできるから、レンズバレルを何回転もしてねじ螺合する場合に比較して組み付け作業が容易である。

請求項３に記載の発明によれば、請求項１又は２に記載の作用効果を得ることができるカメラを提供できる。

請求項４に記載の発明によれば、請求項３に記載の作用効果を奏するカメラ付き携帯電話を提供できる。

以下に、添付図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。図１は本発明の実施の形態に係るレンズ駆動装置であり、（ａ）はレンズ駆動装置の角部においてヨークとレンズ支持体とベースとを抜き出して示す斜視図であり、（ｂ）は（ａ）を内周側から見た正面図であり、図２は本発明の実施の形態に係るレンズ駆動装置の角部をレンズバレルを取り付けた状態で切断した斜視図であり、図３はコイルとレンズ支持体の斜視図であり、図４はレンズバレルの斜視図であり、図５は本発明の実施の形態に係るレンズ駆動装置の分解斜視図であり、図６はレンズ駆動装置を角部と辺部との位置で切断して示す縦断面図である。

本実施の形態に係るレンズ駆動装置１は、携帯電話に組み込まれるオートフォーカスカメラのレンズ駆動装置である。このレンズ駆動装置１は、図５及び図６に示すように、環状のヨーク３と、レンズ支持体７と、前側スプリング９と、後側スプリング１１と、ベース５とを備えており、レンズ支持体７には、外周にコイル１５が固定されている。ヨーク３と後側スプリング１１との間には後側絶縁体（後側スペーサ）１７が配置されており、ヨーク３と前側スプリング９との間には前側スペーサ１８が配置されている。このレンズ駆動装置１は、縦横が約１０ｍｍ、高さが約３．５ｍｍで非常に小さいものである。

ヨーク３は前側から見て外周が平面視四角形であり、内周が平面視円形になっており、外周壁３ａと、外周壁３ａの内周側で周方向に間隔を空けて配置した内側壁３ｂと、外周壁３ａと内側壁３ｂとを連結する連結壁３ｃとからなり、外周壁３ａと内側壁３ｂと連結壁３ｃとで断面がコ字形状を成している。内側壁３ｂは連結壁３ｃに連続する部分を折り曲げて形成してあり、その周方向両側には折り曲げを容易にする切込み部１６が形成されている。

各内側壁３ｂは周方向に間隔を空けて設けており、各内側壁３ｂは平面視四角形状のヨークの角部１４に対応する位置にのみ設けてある。

ヨーク３の各角部１４において、外周壁３ａの内周面にはマグネット１３が固定されている。マグネット１３は、角部１４のみに設けてある。

レンズ支持体７は、ヨーク３の内周側に配置して前側スプリング９と後側スプリング１１とで支持してあり、その内周にレンズバレル（図２及び図４参照）２０が組み付けてあり、ヨーク３の内周側を光軸方向（前後方向）に移動自在に設けられている。レンズ支持体７の外周には環状のコイル１５が装着されており、コイル１５はレンズ支持体７に一体に設けたコイル固定部１９に接着固定されている。コイル固定部１９は、図２及び図３に示すように、コイル１５の後端面を受けるコイル載置部１９ａと、コイルの内周側面を受けるコイル内周受部１９ｂとを有し、コイル内周受部１９ｂはヨーク内側壁３ｂと干渉する位置まで半径方向外方に突設して設けてあり、コイル載置部１９ａはヨーク内側壁３ｂよりも半径方向外側に突設して、コイル内周受部１９ｂとコイル載置部１９ａとは段状に形成されている。

図１及び図３に示すように、コイル内周受部１９ｂの周方向端面には、レンズバレルを嵌合固定する嵌合部２３が形成されている。本実施の形態では、嵌合部２３は凹である。

コイル１５は、ヨーク外周壁３ａの内周側に配置するが、マグネット１３が配置されているヨーク３の角部１４では、マグネット１３と内側壁３ｂとの間に位置し、レンズ支持体７と共にヨーク３内を前後方向に移動するようになっている。

コイル１５は、コイル載置部１９ａとコイル内周受部１９ｂとの２面に各々接着剤で固定されている。

図２及び図５に示すように、ベース５には後側スプリング１１の外周側部１１ｂが載置されており、後側スプリング１１の外周側部１１ｂには後側絶縁体１７を介してヨーク５が載置されている。

前側スプリング９は環状の板ばねであり、内周側部９ａと外周側部９ｂとが設けてあり、内周側部９ａはレンズ支持体７のコイル固定部１９に取り付けてあり、外周側部９ｂはヨーク連結壁３ｃのコイル１５側で、ヨーク連結壁３ｃに前側スペーサ１８を介在して固定されている。内周側部９ａと外周側部９ｂとは弾性変形可能な腕部９ｃにより連結してある。

後側スプリング１１は全体として環状の板ばねであるが、本実施の形態では、左右に分割した一方側部３０と他方側部３２とから構成されている。後側スプリング１１の各外周側部１１ｂ、１１ｂは、絶縁体（スペーサ）１７を介してベース５とヨーク３との間に挟持されており、絶縁体１７は後側スプリング１１とヨーク３との間の電気的絶縁を図っている。各内周側部１１ａ、１１ａは、レンズ支持体７の後端に取り付けてある。後側スプリング１１の各内周側部９ａと外周側部９ｂとは弾性変形可能な腕部１１ｃにより連結してある。

本実施の形態では、後側スプリング１１を構成する一方側部３０には端子３３が形成されており、他方側部３２には端子３５が形成されて各端子３３、３５が電源供給端子に接続されるようになっている。尚、一方側部３０と他方側部３２とは、各々コイル１５にハンダ付け等により電気的に接続されており、後側スプリング１１からコイル１５に通電するようになっている。

これらの前側スプリング９と後側スプリング１１とは、組立て前の自然状態（フレーム６を組付ける前の状態）において平坦であるが（図５参照）、少なくとも前側スプリング９は、組み付け後には、内周側部９ａが外周側部９ｂよりも前方に位置するように弾性変形した状態で取り付けてある。これにより、ばねの復帰力（付勢力）により内周側部９ａがレンズ支持体７をベース５側に向けた付勢力で常時付勢するようにしている。

図４に示すように、レンズバレル２０は、上面に等間隔に４つの凹（穴）を形成して治具の差し込み穴２５としてあり、外周面には、被嵌合２７が形成されている。この被嵌合部２７は、周方向に突設する凸部であり、レンズ支持体７のコイル内周受部１９ｂに形成された嵌合部２３と嵌合するようになっている。

次に、本発明に係るレンズ駆動装置１にレンズバレル２０を組み付ける方法、作用及び効果について説明する。

本発明に係るレンズ駆動装置１にレンズバレル２０を組み付けるときには、レンズバレルの治具差し込み穴２５に、例えばピンセットを差し込んでレンズバレル２０を摘み、レンズ支持体の内周側に挿入し、数度（例えば２〜５度）レンズバレル２０を回すと、レンズバレル２０の被嵌合部２７がレンズ支持体７の嵌合部２３に嵌合してレンズバレル２０がレンズ支持体７に固定される。

レンズバレル２０を回すときにレンズ支持体７が連れ回りしようとすると、図１（ｂ）に示すように、レンズ支持体７のコイル固定部１９においてコイル内周受部１９ｂの周方向端面１９ｅがヨーク内側壁３ｂの周方向端面３ｅに当接してレンズ支持体７の回転が阻止される。

従って、本発明によれば、レンズバレル２０の組み付けに、従来用いていた回転防止治具を用いる必要がないので、組み付け作業が容易にできる。

レンズバレル２０の組み付け後においても、カメラ付き携帯電話の落下や揺れ等によりレンズ支持体７が回転しようとすると、コイル内周受部１９ｂの周方向端面１９ｅがヨーク内側壁３ｂの周方向端面３ｅに当接してレンズ支持体７の回転が防止できるので、落下や揺れ等による前側スプリング９や後側スプリング１１の損傷を防止できる。

レンズ駆動装置１の構成部品、例えばベース５や前側スプリング９等に回転防止治具の挿入孔等の加工を施す必要がないので設計しやすいと共に部品強度を高めることができる。

レンズ支持体７のコイル固定部１９には周方向端部に嵌合部２３を形成し、レンズバレル２０の外周に被嵌合部２７を形成してレンズバレル２０を周方向に回転することによりレンズバレル２０がレンズ支持体７に嵌合する構成であるから、レンズバレル２０をレンズ支持体７に組み付けるときに、レンズバレル２０は３６０度よりも少ない角度回転すれば組み付けできるから、レンズバレル２０を何回転もしてねじ螺合する場合に比較して組み付け作業が容易にできる。

ヨーク３の内部に前側スプリング９を収めているので、前側スプリング９をヨーク３の外面に固定する為に従来使用していたフレームが不要になり、部品点数の削減ができると共にフレームがない分レンズ光軸方向の寸法を小さくでき、更なる小型化を図ることができる。

レンズバレル２０は、上面に複数の治具の差し込み穴２５を形成しているので、ピンセット等で用意にレンズバレル２０を掴むことができ、組み付け作業がし易い。

また、レンズバレル２０の上面に突設部がないから、レンズバレル２０の光軸方向寸法を小さくできる。

本発明は、上述した実施の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形可能である。

例えば、図７に示すように、レンズ支持体７には内周面に雌ねじ５２を形成し、レンズバレル２０（図示せず）の外周面にはレンズ支持体７雌ねじ５２に歯合する雄ねじを形成して、レンズ支持体７にレンズバレル２０を螺合により取り付けるものであっても良い。尚、図７ではコイル１５、マグネット１３及び後側スプリングを除いて示していると共に、ヨーク３の前側にフレーム５１を配置し、フレーム５１とヨーク３との間に前側スプリング９を挟持している。

レンズ支持体７は隣り合うコイル固定部１９、１９間を空間としたが、コイル固定部１９、１９間に壁を設け、全体として筒状に形成しても良い。

ヨーク３の外周壁３ａの形状（ヨークの外形）は、平面視矩形に限らず、５角形や６角形等であっても良く、その角部１４ごとにマグネット１３を配置し、レンズ支持体７の外周には角部１４に対応する位置にコイル固定部１９を設ける構成であってもよい。

レンズ支持体７の嵌合部２３が凸状でレンズバレル２０の被嵌合部２７が凹状であっても良い。

本発明の実施の形態に係るレンズ駆動装置であり、（ａ）はレンズ駆動装置の角部においてヨークとレンズ支持体とベースとを抜き出して示す斜視図であり、（ｂ）は（ａ）を内周側から見た正面図である。 本発明の実施の形態に係るレンズ駆動装置の角部をレンズバレルを取り付けた状態で切断した斜視図である。 コイルとレンズ支持体の斜視図である。 レンズバレルの斜視図である。 本発明の実施の形態に係るレンズ駆動装置の分解斜視図である。 レンズ駆動装置を角部と辺部との位置で切断して示す縦断面図である。 他の実施の形態に係るレンズ駆動装置において、ベースとフレームを切断して示すと共にヨークとレンズ支持体とを示す斜視図である。

１ レンズ駆動装置
３ ヨーク
３ａ 外周壁
３ｂ 内側壁
３ｃ 連結壁
５ ベース
７ レンズ支持体
９ 前側スプリング
１１ 後側スプリング
１４ 角部
１３ マグネット
１５ コイル
１９ コイル固定部
１９ｂ コイル内周受部
２３ 嵌合部
２７ 被嵌合部

Claims (4)

1. ヨークと、外周にコイルが固定されたレンズ支持体と、複数のマグネットと、スプリングとを備え、ヨークは、外周壁と、外周壁の内周側で周方向に間隔を空けて配置した内側壁と、外周壁と内側壁とを連結する連結壁とを有し、各マグネットはヨーク内側壁との間に間隔を空けてヨーク外周壁の内周面に固定してあり且つ隣り合うマグネットが周方向に間隔を空けて配置してあり、レンズ支持体はヨークの内周側に配置して内周にレンズバレルが回転により装着されるものであり、コイルはヨーク外周側壁の内周側に配置され、ヨーク内側壁がある箇所ではヨーク内側壁とマグネットとの間に配置されており、スプリングはレンズ支持体を光軸方向の前後に移動自在に支持しており、コイルに通電して生じる電磁力によりレンズ支持体をレンズの光軸方向に移動するレンズ駆動装置であって、
   レンズ支持体には外周に複数のコイル固定部が設けてあり、各コイル固定部は半径方向外方に突設し且つ周方向端面がヨーク内側壁の周方向端面に対面して配置されており、
   スプリングは、外周側部をヨーク連結壁の光軸方向の後側でスペーサを介在して連結壁に固定してあり、内周側部をレンズ支持体に固定してあり、内周側部と外周側部とは弾性変形可能な腕部により連結してあり且つ内周側部が外周側部よりも光軸方向の前方に位置していることを特徴とするレンズ駆動装置。
2. レンズ支持体のコイル固定部には、周方向の端面に嵌合部が形成されており、レンズバレルには外周にレンズ支持体のコイル固定部間に位置する被嵌合部が形成されており、レンズバレルを周方向に一回転しない角度だけ回転するとコイル固定部の嵌合部とレンズバレルの被嵌合部が嵌合することを特徴とする請求項１に記載のレンズ駆動装置。
3. 請求項１又は２に記載のレンズ駆動装置を搭載したことを特徴とするカメラ。
4. 請求項３に記載のカメラを搭載したことを特徴とするカメラ付き携帯電話。

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