JP5424000B2 - レンズホルダ駆動装置 - Google Patents

Description

本発明はレンズホルダ駆動装置に関し、特に、携帯型小型カメラに用いられるオートフォーカス用レンズホルダ駆動装置に関する。

カメラ付携帯電話には携帯型小型カメラが搭載されている。この携帯型小型カメラには、オートフォーカス用レンズホルダ駆動装置が用いられる。従来から、種々のオートフォーカス用レンズホルダ駆動装置が提案されている。

例えば、特許文献１（特開２００７−７２２７１号公報）は、駆動用コイルに磁界を印加する磁石からの磁束漏れを少なくして、レンズホルダの駆動効率を向上させることができるとともに、磁束漏れによる他のデバイスへの悪影響を減少させることができるレンズ駆動装置を開示している。この特許文献１に開示されたレンズ駆動装置は、レンズを保持するホルダと、このホルダに装着された環状の駆動コイルと、固定部材側に設けられたヨークと、このヨークの内面側に設けられた磁石と、上記ホルダと上記固定部材とを上記レンズの開口部側である上部側及び上記開口部側とは反対側の下部側にてそれぞれ連結する上部バネ部材及び下部バネ部材とを備える。上記ヨークは、軟鉄等の磁性体から成る断面がコの字型の筒状の上部ヨークと、断面がＬ字型の筒状の下部ヨークとから成る。

この特許文献１では、ヨークは、固定部材によって支持され、かつ固定部材によって覆われている。そして、上部バネ部材及び下部バネ部材は、ヨークと固定部材との間に設けられている。換言すれば、ヨークの外側に、上部バネ部材及び下部バネ部材が配置されている。

特開２００７−７２２７１号公報（図１、図２）

前述した特許文献１に開示されたレンズ駆動装置では、ヨークを覆うための固定部材が必要になるので、部品点数が多くなるという問題がある。また、ヨークを固定部材で覆う構造であるため、大型になってしまうという問題もある。

本発明の目的は、部品点数を削減できる、レンズホルダ駆動装置を提供することにある。

本発明の他の目的は、小型化可能な、レンズホルダ駆動装置を提供することにある。

本発明の他の目的は、説明が進むにつれて明らかになるだろう。

本発明によれば、レンズ組立体を取り付けることが可能なレンズホルダ（１４）と、このレンズホルダの周囲に固定される駆動コイル（１６）と、この駆動コイルと対向する磁石（１８）と、この磁石を備えた外側ヨーク（２０；２０Ａ）と、レンズホルダを光軸（Ｏ）方向に変位可能に支持する弾性部材（２２；２４）と、レンズホルダの下側に配置されたベース（１２）と、からなるレンズホルダ駆動装置（１０）において、外側ヨーク（２０；２０Ａ）とは別部材で、駆動コイル（１６）の内側に配置される部分を有する内側ヨーク（３０）を備え、外側ヨーク（２０；２０Ａ）は、外筒部（２０２；２０２Ａ）と、この外筒部の上端に設けられ、開口（２０４ａ）を有する外側リング端部（２０４；２０４Ａ）とからなり、内側ヨーク（３０）は、内側リング端部（３０２）と、この内側リング端部の内側で、光軸（Ｏ）と平行に垂直方向へ延在する垂直延在部（３０４）とからなり、弾性部材（２２；２４）は、外側ヨーク（２０；２０Ａ）の内部に収容されていることを特徴とするレンズホルダ駆動装置が得られる。

上記本発明によるレンズホルダ駆動装置（１０）において、外側ヨーク（２０；２０Ａ）の外筒部（２０２；２０２Ａ）は、四角筒状であり、その四隅に磁石（１８）が配置されることが好ましく、内側ヨーク（３０）の内側リング端部（３０２）は、四角環状であり、その四隅の内側に垂直延在部（３０３）が配置されることが好ましい。また、内側ヨーク（３０）の内側リング端部（３０２）と磁石（１８）との間は離間されていることが望ましい。その場合、内側ヨーク（３０）の内側リング端部（３０２）と磁石（１８）との間には、例えば、離間部材（２８）が配置されてよい。

また、上記本発明によるレンズホルダ駆動装置（１０）において、内側ヨーク（３０）に弾性部材（２４）を載置してよい。内側ヨーク（３０）は、外側ヨーク（２０；２０Ａ）内に取り付けられることが好ましい。弾性部材は、レンズホルダ（１４）の下側に配置される下側弾性部材（２４）であってよい。下側弾性部材（２４）は、レンズホルダ（１４）に取り付けられる内周側端部（２４２）と、内側ヨーク（３０）に取り付けられる外周側端部（２４４）とからなってよく、垂直延在部（３０４）は、外周側端部（２４４）と内周側端部（２４２）との間の隙間を介して、垂直に上方へ延在していてよい。

さらに、上記本発明によるレンズホルダ駆動装置（１０）において、外側ヨーク（２０Ａ）の外側リング端部（２０４Ａ）と弾性部材（２２）との間にスペーサ（３４）を設けてよい。弾性部材は、レンズホルダ（１４）の上側に配置される上側弾性部材（２２）であってよい。

さらにまた、上記本発明によるレンズホルダ駆動装置（１０）において、ベース（１２）には、撮像素子が取付け可能である。

尚、上記括弧内の参照符号は、理解を容易にするために付したものであり、一例に過ぎず、これらに限定されないのは勿論である。

本発明では、外側ヨークとは別部材として、内側ヨークを備えているので、部品点数を削減でき、小型化可能である。

本発明の第１の実施の形態によるレンズホルダ駆動装置の外観斜視図である。 図１に示したレンズホルダ駆動装置の断面斜視図である。 図１に示したレンズホルダ駆動装置の分解斜視図である。 図１に示したレンズホルダ駆動装置に使用される外側ヨークと上側弾性部材の左半分のみを、拡大して示す断面図である。 本発明の第２の実施の形態によるレンズホルダ駆動装置に使用される外側ヨークと上側弾性部材の左半分のみを、拡大して示す断面図である。

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。

図１乃至図３を参照して、本発明の第１の実施の形態によるレンズホルダ駆動装置１０について説明する。図１はレンズホルダ駆動装置１０の外観斜視図であり、図２はレンズホルダ駆動装置１０の断面斜視図であり、図３はレンズホルダ駆動装置１０の分解斜視図である。

ここでは、図１乃至図３に示されるように、直交座標系（Ｘ，Ｙ，Ｚ）を使用している。図１乃至図３に図示した状態では、直交座標系（Ｘ，Ｙ，Ｚ）において、Ｘ軸は前後方向（奥行方向）であり、Ｙ軸は左右方向（幅方向）であり、Ｚ軸は上下方向（高さ方向）である。そして、図１乃至図３に示す例においては、上下方向Ｚがレンズの光軸Ｏ方向である。

但し、実際の使用状況においては、光軸Ｏ方向、すなわち、Ｚ軸方向が前後方向となる。換言すれば、Ｚ軸の上方向が前方向となり、Ｚ軸の下方向が後方向となる。

図示のレンズホルダ駆動装置１０は、オートフォーカス可能なカメラ付き携帯電話に備えられる。レンズホルダ駆動装置１０は、レンズ組立体（バレル）（図示せず）を取り付けることが可能なレンズホルダ１４（後述する）を光軸Ｏ方向に移動させるためのものである。レンズホルダ駆動装置１０は、Ｚ軸方向（光軸Ｏ方向）の下側（後側）に配置されたアクチュエータ・ベース１２を有する。このアクチュエータ・ベース１２の下部（後部）には、図示はしないが、基板に配置された撮像素子が搭載される。この撮像素子は、レンズ組立体により結像された被写体像を撮像して電気信号に変換する。撮像素子は、例えば、ＣＣＤ（charge coupled device）型イメージセンサ、ＣＭＯＳ（complementary metal oxide semiconductor）型イメージセンサ等により構成される。したがって、レンズホルダ駆動装置１０と、基板と、撮像素子との組み合わせによって、カメラモジュールが構成される。

レンズホルダ駆動装置１０は、レンズ組立体（バレル）を保持するための筒状部１４０を有するレンズホルダ１４と、このレンズホルダ１４に筒状部１４０の周囲に位置するように固定された駆動コイル１６と、この駆動コイル１６と対向する永久磁石１８と、永久磁石１８を内壁面に備えた外側ヨーク２０と、レンズホルダ１４の筒状部１４０の光軸Ｏ方向両側に設けられた一対の弾性部材２２、２４とを備える。レンズ組立体とレンズホルダ１４との組み合わせは、レンズ体と呼ばれる。

一対の弾性部材２２、２４は、レンズホルダ１４を径方向に位置決めした状態で光軸Ｏ方向に変位可能に支持する。一対の弾性部材２２、２４のうち、一方の弾性部材２２は上側弾性部材と呼ばれ、他方の弾性部材２４は下側弾性部材と呼ばれる、尚、図示の弾性部材は板バネから構成される。従って、上側弾性部材２２は上側板バネとも呼ばれ、下側弾性部材バネ２４は下側板バネとも呼ばれる。

また、前述したように、実際の使用状況においては、Ｚ軸方向（光軸Ｏ方向）の上方向が前方向、Ｚ軸方向（光軸Ｏ方向）の下方向が後方向となる。したがって、上側弾性部材（上側板バネ）２２は前側スプリングとも呼ばれ、下側弾性部材（下側板バネ）２４は後側スプリングとも呼ばれる。

図示の外側ヨーク２０は、四角筒状をしている。したがって、図示の駆動コイル１６も、四角筒状の外側ヨーク２０の形状に合わせた、実質的に四角筒状をしている。永久磁石１８は、ヨーク２０の四角筒の各角部に配置された、４個の矩形状の永久磁石片１８２から成る。

外側ヨーク２０は、四角筒形状の外筒部２０２と、この外筒部２０２の上端（前端）に設けられた四角形の外側リング端部２０４とを有する。外筒部２０２の内壁に上記永久磁石が備えられている。外側リング端部２０４は、光軸Ｏと同心の中心を持つ円形開口２０４ａを持つ。また、外側ヨーク２０は、その上端（前端）の四隅に、内側に凹んだ４つ凹部（段差部）２０６を有する。これら４つの凹部（段差部）２０６は、上側弾性部材２２の外周側端部２２４（後述する）を、永久磁石１８の上端との間に挟んで、上側弾性部材２２の外周側端部２２４を保持固定するためのものである。すなわち、これら４つの凹部（段差部）２０６は、上側弾性部材２２の外周側端部２２４を保持する保持部材として作用する。

図２に示されるように、外側ヨーク２０の外筒部２０２の内周面に、駆動コイル１６と間隔を置いて、永久磁石１８が配置されている。

上側弾性部材（上側板バネ，前側スプリング）２２はレンズホルダ１４における光軸Ｏ方向上側（前側）に配置され、下側弾性部材（下側板バネ、後側スプリング）２４はレンズホルダ１４における光軸Ｏ方向下端（後側）に配置される。上側弾性部材（上側板バネ、前側スプリング）２２と下側弾性部材（下側板バネ、後側スプリング）２４とは、略同一構成をしている。

上側弾性部材（上側板バネ、前側スプリング）２２は、レンズホルダ１４に取り付けられた内周側端部２２２と、外側ヨーク２０に取り付けられた外周側端部２２４と、内周側端部２２２と外周側端部２２４との間を連結するために周方向に沿って設けられた４つのアーム部（図示せず）とを有する。内周側端部２２２は円環状をしている。外周側端部２２４は、内周側端部２２２から離間して設けられ、内周側端部２２２よりも大きい四角環状をしている。各アーム部は周方向に沿って延出している。

同様に、下側弾性部材（下側板バネ、後側スプリング）２４は、レンズホルダ１４に取り付けられた内周側端部２４２と、外側ヨーク２０に取り付けられた外周側端部２４４と、内周側端部２４２と外周側端部２４４との間を連結するために周方向に沿って設けられた４つのアーム部（図示せず）とを有する。内周側端部２４２は円環状をしている。外周側端部２４４は、内周側端部２４２から離間して設けられ、内周側端部２４２よりも大きい四角環状をしている。各アーム部は周方向に沿って延出している。

尚、内周側端部２２２、２４２は内輪とも呼ばれ、外周側端部２２４、２４４は外輪とも呼ばれる。

上側弾性部材（上側板バネ、前側スプリング）２２の内周側端部２２２は、レンズホルダ１４とストッパ２６に挟持されて固定されている。換言すれば、ストッパ２６は、上側弾性部材（上側板バネ、前側スプリング）２２の内周側端部２２２を、レンズホルダ１４との間で挟持するように、レンズホルダ１４と嵌合する。一方、上側弾性部材（上側板バネ、前側スプリング）２２の外周側端部２２４は、外側ヨーク２０の４つの凹部（段差部）２０６と永久磁石１８の上端との間に挟持され固定されている。

ストッパ２６には、次に述べるような機能がある。すなわち、ストッパ２６は、上側弾性部材（上側板バネ、前側スプリング）２２の内周側端部２２２をレンズホルダ１４にバラツキなく高精度に密着させる機能を持つ。これにより、ＶＣＭ（ボイス・コイル・モータ）特性のバラツキを改善できる。また、ストッパ２６は、上側弾性部材（上側板バネ、前側スプリング）２２の接着強度を向上させる機能をもつ。これにより、レンズホルダ駆動装置１０の耐衝撃性を向上させている。さらに、ストッパ２６は、レンズホルダ駆動装置１０の落下衝撃の際の上側弾性部材（上側板バネ、前側スプリング）２２の変形を防止する機能を持つ。これによっても、レンズホルダ駆動装置１０の耐衝撃性を向上させている。

一方、下側弾性部材（下側板バネ、後側スプリング）２４の外周側端部２４４は、スペーサ２８を介して内側ヨーク３０に固定されている。換言すれば、スペーサ２８と下側弾性部材（下側板バネ、後側スプリング）２４の外周側端部２４４とは、内側ヨーク３０と永久磁石１８の下端との間に挟持されて固定されている。下側弾性部材（下側板バネ、後側スプリング）２４の内周側端部２４２は、レンズホルダ１４の下端（後端）側に樹脂の接着力で固定されている。

駆動コイル１６に通電することで、永久磁石１８の磁界と駆動コイル１６に流れる電流による磁界との相互作用によって、レンズホルダ１４（レンズア組立体）を光軸Ｏ方向に位置調整することが可能である。

尚、内側ヨーク３０は、外側ヨーク２０の外筒部２０２の内壁に下端で取り付けられた四角環状の内側リング端部３０２と、この内側リング端部３０２の四隅の内側で光軸Ｏと平行に垂直方向へ延在する４つの垂直延在部３０４とを有する。

アクチュエータ・ベース１２上に内側ヨーク３０の内側リング端部３０２が搭載され、この内側ヨーク３０の内側リング端部３０２上にスペーサ２８が搭載され、スペーサ２８上に下側弾性部材（下側板バネ、後側スプリング）２４の外周側端部２４４が搭載されている。そして、内側ヨーク３０の４つの垂直延在部３０４は、下側弾性部材（下側板バネ、後側スプリング）２４の外周側端部２４４と内周側端部２４２との間の隙間を介して、垂直に上方へ延在している。

また、図２に示されるように、外側ヨーク２０の外側リング端部２０４の内壁には、円環状の緩衝材３２が固着されている。緩衝材３２は、外側リング端部２０４の円形開口２０４ａと同心である。緩衝材３２は、この円形開口２０４ａの直径よりも大きい外径を持ち、円形開口２０４ａの直径よりも小さい内径を持つ。

このように、上側弾性部材２２と下側弾性部材２４は、外側ヨーク１０の内部に収容されている。そのため、上記特許文献１に開示されているような従来のレンズ駆動装置において必要であった、弾性部材（バネ部材）をヨークの外側で固定するための固定部材が不要となる。

詳述すると、従来のレンズホルダ駆動装置では、バネ部材（弾性部材）がヨークの外側に配置されている。そのため、バネ部材（弾性部材）を固定するための固定部材がヨークの外側に必要となる。これに対して、本実施の形態によるレンズホルダ駆動装置２０は、上側弾性部材２２と下側弾性部材２４を外側ヨーク１０の内部に収容しているので、外側ヨークを覆う固定部材（カバー）が不要となる。また、固定部材（カバー）が不要であるので、部品点数を少なくでき、レンズホルダ駆動装置２０の小型化を図ることができる。

永久磁石１８と外側ヨーク２０と内側ヨーク３０によって磁気回路が構成される。そして、外側ヨーク２０において、外側リング端部２０４は光軸Ｏ対物側の面を形成し、外筒部２０２は側面を形成している。すなわち、光軸Ｏ対物側の面及び側面が、磁気回路の一部でかつシールド性能を持つ強磁性材の外側ヨーク２０によって形成されている。外側リング端部２０４に形成された円形開口２０４ａは、カメラモジュールで必要とされる画角から割り出した最小径の孔である。このように、本実施の形態に係るレンズホルダ駆動装置２０は、その外観が外側ヨーク２０で覆われているので、防塵性に優れている。更に、本実施の形態では、外側ヨーク２０とは別に、強磁性部品としての内側ヨーク３０を備えている。内側ヨーク３０の４つの垂直延在部３０４と永久磁石１８との間の空間に、駆動コイル１６が配置されている。

尚、図４に示されるように、上側弾性部材２２の外周側端部２２４を保持固定するために、外側ヨーク２０は凹部（段差部）２０６を備えている。そのため、外側ヨーク２０の形状は複雑である。

そのため、複雑な形状の外側ヨーク２０の代わりに、図５に示されるような、凹部（段差部）２０６の無い外側ヨーク２０Ａを用いても良い。図５に示された外側ヨーク２０Ａは、四角筒形状の外筒部２０２Ａと、この外筒部２０２Ａの上端（前端）に設けられた四角形の外側リング端部２０４Ａとを有する。外側リング端部２０４Ａは、光軸Ｏと同心の中心を持つ円形開口２０４ａを持つ。

外側ヨーク２０Ａは、図４に示されるような、凹部（段差部）２０６が無い。その代わりに、外側ヨーク２０Ａの内壁の角部には、図５に示されるような、環状のスペーサ３４が設けられる。従って、この環状のスペーサ３４に、上側弾性部材２２の外周側端部２２４が保持固定される。尚、スペーサ３４は、環状には限定されず、複数個所に設けるようにしても良い。

以上、本発明についてその好ましい実施の形態によって説明してきたが、本発明の精神を逸脱しない範囲内で、種々の変形が当業者によって可能であるのは明らかである。例えば、アクチュエータ・ベース１２を外側ヨークで覆うようにしても良い。

１０ レンズホルダ駆動装置
１２ アクチュエータ・ベース
１４ レンズホルダ
１４０ 筒状部
１６ 駆動コイル
１８ 永久磁石
２０、２０Ａ 外側ヨーク
２０２、２０２Ａ 外筒部
２０４、２０４Ａ 外側リング端部
２０４ａ 円形開口２０４ａ
２０６ 凹部（段差部）
２２ 上側弾性部材
２２２ 内周側端部（内輪）
２２４ 外周側端部（外輪）
２４ 下側弾性部材
２４２ 内周側端部（内輪）
２４４ 外周側端部（外輪）
２６ ストッパ
２８ スペーサ
３０ 内側ヨーク
３０２ 内側リング端部
３０４ 垂直延在部
３２ 緩衝材
３４ スペーサ
Ｏ 光軸

Claims (12)

1. レンズ組立体を取り付けることが可能なレンズホルダと、該レンズホルダの周囲に固定される駆動コイルと、該駆動コイルと対向する磁石と、前記磁石を備えた外側ヨークと、前記レンズホルダを光軸方向に変位可能に支持する弾性部材と、前記レンズホルダの下側に配置されたベースと、からなるレンズホルダ駆動装置において、
   前記外側ヨークとは別部材で、前記駆動コイルの内側に配置される部分を有する内側ヨークを備え、
   前記外側ヨークは、外筒部と、該外筒部の上端に設けられ、開口を有する外側リング端部とからなり、
   前記内側ヨークは、内側リング端部と、該内側リング端部の内側で、前記光軸と平行に垂直方向へ延在する垂直延在部とからなり、
   前記弾性部材は、前記外側ヨークの内部に収容されていることを特徴とするレンズホルダ駆動装置。
2. 前記外側ヨークの前記外筒部は、四角筒状であり、その四隅に前記磁石が配置され、
   前記内側ヨークの前記内側リング端部は、四角環状であり、その四隅の内側に前記垂直延在部が配置される、
   ことを特徴とする請求項１に記載のレンズホルダ駆動装置。
3. 前記内側ヨークの前記内側リング端部と前記磁石との間は離間されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のレンズホルダ駆動装置。
4. 前記内側ヨークの前記内側リング端部と前記磁石との間には、離間部材が配置されていることを特徴とする請求項３に記載のレンズホルダ駆動装置。
5. 前記内側ヨークに前記弾性部材を載置したことを特徴とする請求項１から４のいずれか１つに記載のレンズホルダ駆動装置。
6. 前記内側ヨークは、前記外側ヨーク内に取り付けられることを特徴とする請求項５に記載のレンズホルダ駆動装置。
7. 前記弾性部材は、前記レンズホルダの下側に配置される下側弾性部材であることを特徴とする請求項６に記載のレンズホルダ駆動装置。
8. 前記下側弾性部材は、前記レンズホルダに取り付けられる内周側端部と、前記内側ヨークに取り付けられる外周側端部とからなり、
   前記垂直延在部は、前記外周側端部と前記内周側端部との間の隙間を介して、垂直に上方へ延在していることを特徴とする請求項７に記載のレンズホルダ駆動装置。
9. 前記外側ヨークの前記外側リング端部と前記弾性部材との間にスペーサを設けたことを特徴とする請求項１又は２に記載のレンズホルダ駆動装置。
10. 前記弾性部材は、前記レンズホルダの上側に配置される上側弾性部材であることを特徴とする請求項９に記載のレンズホルダ駆動装置。
11. 前記ベースには、撮像素子が取付け可能であることを特徴とする、請求項１から１０のいずれか１つに記載のレンズホルダ駆動装置。
12. 請求項１から１１のいずれか１つに記載されたレンズホルダ駆動装置を組み込んだことを特徴とするカメラ。

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