JP5669300B2 - レンズ駆動装置、オートフォーカスカメラ及びカメラ付きモバイル端末装置 - Google Patents

Description

本発明は、レンズ駆動装置、オートフォーカスカメラ及びカメラ付きモバイル端末装置に関する。

特許文献１には、環状ヨークの内周側にレンズ支持体を移動自在に配置し、レンズ支持体の外周に巻回した環状コイルに通電することにより、環状コイルに生じる電磁力により、レンズ支持体を光軸方向へ移動することが開示されている。
この特許文献１に記載のレンズ駆動装置では、ヨークは環状の外周側壁と外周側壁から径方向内側へ延出する径方向延出壁とを有しており、ヨークの外周側壁にはその内周側面にマグネットを設けている。

特開２００９−２１０８９７号公報

一方、特許文献１には記載されていないが、一般に、レンズ駆動装置の組立て後の検査工程では、環状コイルに通電したときに、レンズ支持体の傾き（チルト）、レンズ支持体が動き始める電流（始動電流）、レンズ支持体の移動量（変位量）を検査している。この検査工程で、チルト、始動電流、あるいは変位量のうち少なくとも一つが所定範囲内にない場合には、組立てた後の検査なので、そのまま不良品となり、歩留まりが低いという問題があった。

そこで、本発明は、レンズ駆動装置の組立て後でもチルト、始動電流及び変位量の調整をすることができ、歩留まりの向上を図ることができるレンズ駆動装置、オートフォーカスカメラ及びカメラ付きモバイル端末装置の提供を目的とする。

請求項１に記載の発明は、内周にレンズを支持するレンズ支持体と、レンズ支持体の外周に周方向に沿って巻回した環状コイルと、内周側にレンズ支持体を移動自在に配置した環状のヨークと、ヨークに取付けてあり且つ環状コイルの周方向に沿って所定の間隔に配置したマグネットと、レンズ支持体を移動自在に支持するスプリングとを備え、環状コイルに電流を流すことによりマグネットの磁界に対して環状コイルに作用す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において、ヨークは外周側壁と、外周側壁から半径方向内方に延出する径方向延出壁とを有し、マグネットは外周側壁の内周側面に取付けて環状コイルの外周側で環状コイルに対向してあり、径方向延出壁にはマグネットに対応した各位置にマグネット調整用の孔が形成してあり、レンズ駆動装置の組立て後にマグネット調整孔に治具を挿入してマグネットに押し当ててマグネットを光軸方向にずらすことにより、環状コイルに対するマグネットの位置を調整可能としてあることを特徴とするレンズ駆動装置である。

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、ヨークは外周側壁の内周に位置する内周側壁を有し、径方向延出壁は外周側壁と内周側壁とを連結してあり、内周側壁と外周側壁との間に環状コイルを配置してあ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に記載の発明において、マグネット調整孔の治具挿入側にはフレームが設けてあり、フレームにはマグネット調整孔の輪郭の一部に沿って外周側に凹む凹部が形成してあることを特徴とする。

請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか一項に記載のレンズ駆動装置と、レンズ支持体のレンズの結像側に設けた画像センサとを備えることを特徴とするオートフォーカスカメラである。

請求項５に記載の発明は、請求項４に記載のオートフォーカスカメラを搭載したことを特徴とするカメラ付きモバイル端末装置である。

請求項１に記載の発明によれば、レンズ駆動装置の組立て後の検査において、チルト、始動電流、又は変位量の少なくとも一つが所定範囲にない場合には、ヨークの径方向延出壁に設けてあるマグネット調整孔から治具を挿入して、治具でマグネットを押し当ててずらすことにより、マグネットの位置を調整することができる。尚、マグネットは、ヨークに磁力により付着しているので、治具を押し当てることによりマグネットはヨークに対してその位置をずらすことができる。
マグネットの位置をずらすことで、環状コイルに対するマグネットの位置を変え、環状コイルに作用するマグネットの磁束密度や磁束線の方向等を変える。このような調整を各マグネットに対して行う。このように、組立て後に各マグネットからのコイルに作用する磁束密度や磁束線の方向を最適化することにより、チルト、始動電流、及び変位量の最適なバランス点を見出してこれらの全てを所定の範囲内に入るように調整することができる。
そのためレンズ駆動装置の製造における歩留まり向上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奏すると共に、内周側壁はコイルに対していわゆるバックヨークとして機能し、マグネットの磁束密度を高めることができる。マグネットは外周側壁と内周側壁と径方向延出壁とにより３方を囲まれている場合でも、マグネット位置調整孔によりマグネットの位置を容易に調整することができる。

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奏すると共に、治具を使用するときに、フレームに形成された凹部で治具をマグネット調整孔に案内できるので、治具の挿入や押し当てを容易にでき、マグネットの位置調整操作がし易い。

請求項４に記載の発明によれば、請求項１〜３の作用効果を奏するオートフォーカスカメラを提供できる。

請求項５に記載の発明によれば、請求項４の作用効果を奏するカメラ付きモバイル端末を提供できる。

本実施の形態に係るレンズ駆動装置において、治具の挿入によりマグネットの位置を調整する工程を示す縦断面図であり、（ｂ）は（ａ）に示すＡ部を拡大して示す図である。 治具を挿入する前のレンズ駆動装置の斜視図である。 治具に挿入したレンズ駆動装置の斜視図である。 本実施の形態にかかるレンズ駆動装置（シールドケースを含む）の分解斜視図である。 本実施の形態にかかるレンズ駆動装置とシールドケースとを示す斜視図である。

以下に、図１〜図５を参照して、本発明の実施の形態を詳細に説明する。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１及び図４に示すように、環状のヨーク３と、レンズ支持体５と、ヨーク３の光軸方向前側に配置されるフレーム７及び前側スプリング９と、ヨーク３の後側に配置されるベース８及び後側スプリング１１とを備えており、後側スプリング１１とヨーク３との間には後側スペーサ１７が配置されている。後側スペーサ１７は絶縁材で構成されている。図５に示すように、フレーム７の前側にはシールドケース６が配置されており、ヨーク３の開口部以外のレンズ駆動装置１を前側から覆っている。

図４に示すように、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、外周側壁３ａと、内周側壁３ｂと、外周側壁３ａと内周側壁３ｂとを連結する連結壁（径方向延出壁）３ｃとからなり、外周側壁３ａと内周側壁３ｂと連結壁（径方向延出壁）３ｃとで断面が略コ字形状を成している。連結壁（径方向延出壁）３ｃは外周側壁３ａ及び内周側壁３ｂよりも前側に位置する。尚、ヨーク３の角部１４は面取りされた形状になっている。
ヨーク３の内周側壁３ｂは角部１４に対応した位置に設けてあり、隣り合う内周側壁３ｂ、３ｂ間には空間１２が形成されている。
また、ヨーク３の４つの各角部１４にはその外周側壁３ａの内周側面にマグネット１３がその磁力により固定されている。マグネット１３は、通常のレンズ駆動装置１の組立てではヨーク３に対して動くことは無いが、後述するように、治具３６で押してずらすことで動かすことができる。また、マグネット１３は、内周側壁３ｂと対向して配置される。

図４に示すように、マグネット１３は各々前側から見た平面が対称軸を持つ略台形を成し、外周側がヨーク３の外周側壁３ａの内周側面に沿った形状を成し、内周側がレンズ支持体５の外周に沿った円弧状を成している。マグネット１３は内周側と外周側とで磁極を異にしており、例えば内周側の面をＮ極とし、外周側の面をＳ極としてある。

ヨーク３の連結壁（径方向延出壁）３ｃには、マグネット１３が配置されている各角部にマグネット調整孔２１が形成されている。本実施の形態では、マグネット調整孔２１は輪郭が円状の孔であり、図２及び図３に示すように、円柱形状の治具３６の輪郭と同じ形状で少し大きくしている。
前側スプリング９を間に挟んでヨーク３の前側に取付けられるフレーム７は、ヨーク３の外周形状に沿った四角環形状を成している。フレーム７の角部はヨーク３の角部１４と同じ位置にあり、フレーム７の角部の内周側に、外周側に向けて凹んだ凹部２３が形成されている。この凹部２３は、治具３６の輪郭の一部と同じ形状で少し大きくしてあり、換言すればマグネット調整孔２１の輪郭の一部と同じ形状でもある。本実施の形態では大きさも同じとした。本実施の形態では、治具３６の輪郭とマグネット調整孔２１、凹部２３とは同じ形状としたが、異なる形状としてもかまわない。

図４に示すように、レンズ支持体５は略円筒形状であり、内周にレンズ（図示を省略する）を保持しており、ヨーク３の内周側をレンズの光軸方向（前後方向）に移動自在に設けられている。レンズ支持体５の外周には環状コイル１５が装着されており、環状コイル１５はレンズ支持体５に一体に設けたコイル固定部１９に接着固定されている。環状コイル１５は、ヨーク３の内周側壁３ｂとマグネット１３との間に配置される。したがって、マグネット１３は環状コイル１５の周方向に沿って所定の間隔に配置されることになる。

前側スプリング９は、組み付け前の自然状態が平板状であり、平面視矩形の環状を成す外周側部９ａと、外周側部９ａの内周に配置され平面視円形状の内周側部９ｂと、外周側部９ａと内周側部９ｂとを連結する４つの腕部９ｃとで構成されている。

後側スプリング１１は、組み付け前の自然状態が平板状であり、平面視矩形の環状を成す外周側部１１ａと、外周側部１１ａの内周に配置され平面視円形状の内周側部１１ｂと、外周側部１１ａと内周側部１１ｂとを連結する４つの腕部１１ｃとで構成されている。
給電端子体２０は後側スペーサ１７と後側スプリング１１との間に位置する。この給電端子体２０から後側スプリング１１を介して環状コイル１５に電流が供給される。

尚、前側スプリング９の外周側部９ａは、フレーム７とヨーク３との間に挟持されており、内周側部９ｂはレンズ支持体５の前端に固定されている。後側スプリング１１の外周側部１１ａはベース８と後側スペーサ１７との間に挟持されており、内周側部１１ｂはレンズ支持体５の後端に固定されている。これにより、レンズ支持体５は前側スプリング９と後側スプリング１１とにより、前後方向に移動自在に支持されている。

次に、本発明の実施の形態に係るレンズ駆動装置１の組立て、作用及び効果について説明する。レンズ駆動装置１の組み立てに先立って、環状コイル１５をレンズ支持体５の外周に固定する。
レンズ駆動装置１の組立ては、図４に示すように、ベース８に、後側スプリング１１、給電端子体２０、後側スペーサ１７、レンズ支持体５、各マグネット１３をその磁力により外周側壁３ａの内周側面に固定したヨーク３、前側スプリング９、及びフレーム７をこの順序で組み付ける。

そして、環状コイル１５を固定したレンズ支持体５と、マグネット１３を内周面に固定したヨーク３との組み付けは、ヨーク３の内周にその後側から前側に向けてレンズ支持体５を挿入して行う。

図２に示すように、組み付け後のレンズ駆動装置１（シールドケース６は取付けていない）において、図１に示すように検査を行う。この検査工程では、レンズ支持体５の前側面に反射ミラーを載置し、その前面側からレーザ光を照射する。その反射光を前側に配置した検査用画像センサで受光する。センサ上の受光位置から、予め実験で求めたデータに対応させることにより、レンズ支持体の傾き（チルト）、レンズ支持体が動き始める電流（始動電流）及びレンズ支持体の移動量（変位量）に変換する。反射ミラーは、チルト測定用の鏡面の反射ミラーと始動電流及び変位量測定用の乱反射ミラーの２枚としても良い。また、１枚の反射ミラーの前側面を鏡面の半透明反射ミラーとし、後側面を乱反射ミラーとしても良い。チルト、始動電流及び変位量の全てが所定範囲内の場合には、良品として次工程に送り、例えば、各マグネット調整孔２１から接着剤を注入して硬化させ、マグネット１３をヨーク３に接着固定する。さらにシールドケース６を取付けて、レンズ駆動装置１を完成させる。ここで、シールドケース６は前側からマグネット調整孔２１を覆うので、外部からはマグネット調整孔２１は見えなくなるので外観上の美観が保たれる。

一方、チルト、始動電流又は変位量の少なくともいずれか一つが所定範囲内でない場合、即ち、不良と判定された場合には、所定のマグネット調整孔２１に治具３６を挿入して、治具３６により所定のマグネット１３を押し下げて位置を調整し、チルト、始動電流、及び変位量の全てを所定の範囲内に入れ、良品として次工程へ送り、レンズ駆動装置１として完成させる。
この検査後の調整工程では、所定の各マグネット１３を少しずつ押し下げてコイルに対するマグネットの位置を変えることを行なう。即ち、マグネット１３と環状コイル１５との関係では、マグネット１３が位置を変えることにより、コイルに作用する磁束線の方向や磁束密度が変わるので、これにより、その部分における推進力が変わるため、チルト、始動電流、変位量が変化する。したがって４つのマグネット１３について、所定のマグネットの位置を変えることにより、環状コイル１５に作用する磁束密度、磁束線の方向を最適化して、チルト、始動電流、変位量の最適なバランス点を見出して全てを所定の範囲内に調整する。

尚、マグネット１３は磁力によりヨーク３に固定しているので、治具３６の押し当てによりその位置を変えることができる。

治具３６の押し込みはチルト、始動電流、及び変位量をパソコン画面を見ながら目視で行い、予めこれらパラメータと押し込み量の関係のデータを集積しておき、どのマグネット１３を何μｍずらせばよいかパソコン画面に表示するようにしても良い。

本実施の形態によれば、例えば、チルトの場合に５分〜２０分の角度調整が可能であった。また、始動電流については、各マグネットに対応する位置での推進力を略同じになるように調整することにより、所定範囲にすることが可能であった。また、変位量においても製品毎のばらつきが少なく一定の範囲内に収めることができた。更に、マグネット１３の位置を調整することにより、製品毎の速度にばらつきが少なく且つオートフォーカスにおけるレンズの移動スピードを高めることができた。

本実施の形態によれば、レンズ駆動装置１の組立て後に、マグネット調整孔２１からマグネット１３の位置を調整することにより、チルト、始動電流、及び変位量を所定範囲内に調整できるから、レンズ駆動装置１の製造における歩留まり向上を図ることができる。

なお、治具３６のマグネット１３を押す位置は前側から見た平面上マグネット１３の対称軸上が望ましい。対称軸上とすることで、マグネット１３が傾いてしまうことを防ぐことができる。
ヨーク３において、内周側壁３ｂはコイル１５に対していわゆるバックヨークとして機能し、マグネット１３の磁束密度を高めることができる。マグネット１３は外周側壁３ａと内周側壁３ｂと連結壁（径方向延出壁）３ｃとにより３方を囲まれている場合でも、マグネット位置調整孔２１によりマグネット１３の位置を容易に調整することができる。

フレーム７に形成された凹部２３により治具３６をマグネット調整孔２１に案内できるので、治具３６の挿入や押し込みを容易にでき、マグネット１３の位置調整操作がし易い。

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、上述した実施の形態において、ヨーク３の各角部１４にマグネット調整孔を複数設けて、一つのマグネット１３に対して複数個所で治具３６を押し当ててマグネット１３を移動させるものであっても良い。
マグネット調整孔２１は長孔として、長孔の任意の位置でマグネット１３を治具３６で押してマグネット１３を傾けるようにずらしても良い。
ヨーク３には内周側壁３ｂを設けないで、外周側壁３ａと連結壁（径方向延出壁）３ｃとで、断面略Ｌ字を成す形状としても良い。また、内周側壁３ｂを円環状に設けても良い。

１ レンズ駆動装置
３ ヨーク
３ａ 外周側壁
３ｂ 内周側壁
３ｃ 連結壁（径方向延出壁）
５ レンズ支持体
７ フレーム
１３ マグネット
１５ 環状コイル
２１ マグネット調整孔
２３ 凹部

Claims (5)

1. 内周にレンズを支持するレンズ支持体と、レンズ支持体の外周に周方向に沿って巻回した環状コイルと、内周側にレンズ支持体を移動自在に配置した環状のヨークと、ヨークに取付けてあり且つ環状コイルの周方向に沿って所定の間隔に配置したマグネットと、レンズ支持体を移動自在に支持するスプリングとを備え、環状コイルに電流を流すことによりマグネットの磁界に対して環状コイルに作用す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において、ヨークは外周側壁と、外周側壁から半径方向内方に延出する径方向延出壁とを有し、マグネットは外周側壁の内周側面に取付けて環状コイルの外周側で環状コイルに対向してあり、径方向延出壁にはマグネットに対応した各位置にマグネット調整用の孔が形成してあり、レンズ駆動装置の組立て後にマグネット調整孔に治具を挿入してマグネットに押し当ててマグネットを光軸方向にずらすことにより、環状コイルに対するマグネットの位置を調整可能としてあることを特徴とするレンズ駆動装置。
2. ヨークは外周側壁の内周に位置する内周側壁を有し、径方向延出壁は外周側壁と内周側壁とを連結してあり、内周側壁と外周側壁との間に環状コイルを配置してあ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. マグネット調整孔の治具挿入側にはフレームが設けてあり、フレームにはマグネット調整孔の輪郭の一部に沿って外周側に凹む凹部が形成してあ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. 請求項１〜３のいずれか一項に記載のレンズ駆動装置と、レンズ支持体のレンズの結像側に設けた画像センサとを備えることを特徴とするオートフォーカスカメラ。
5. 請求項４に記載のオートフォーカスカメラを搭載したことを特徴とするカメラ付きモバイル端末装置。

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