JP5817413B2 - レンズ駆動装置 - Google Patents

Description

本発明は、例えば携帯電話機などに搭載されるカメラ用レンズを駆動するレンズ駆動装置に関する。

レンズ駆動装置として、レンズを保持するレンズホルダと、ヨーク、マグネット及びコイルを含んで構成され、レンズホルダをレンズの光軸方向に移動させる駆動機構を備えているものが知られている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に記載のレンズ装置では、レンズホルダを囲うように円筒形状のコイルが配置され、その外側に円筒形状のマグネットが配置されていると共に、コイルの内側面及びマグネットの外側面と対向するようにヨークが配置されている。

特許第３９５０１０３号明細書

ところで、近年、携帯電話機などに搭載されるカメラ用レンズは、高画質化、高解像度化への要求に応じて、レンズ径が大きくなっている。一方で、携帯電話機では、高性能化と共に小型化、薄型化が進められている。したがって、携帯電話機などに搭載されるレンズ駆動装置では、レンズ径の拡大に応じてサイズを大きくすることは困難であり、現状のサイズを維持しつつ、径の大きいレンズに対応することが要請されている。

しかしながら、レンズの径が大きくなると、以下のような問題が生じる。すなわち、レンズの径が拡大すると、ハウジングとレンズとの間のスペースを十分に確保することが困難であるため、磁石及びヨークを上記従来のレンズ駆動装置のように配置することができない。したがって、レンズ駆動装置では、大径のレンズに対応しつつ、駆動力を維持できる構成について検討する必要がある。

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、各部品の性能を維持しつつ、限られたスペースに各部品を配置可能なレンズ駆動装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明に係るレンズ駆動装置は、レンズを保持すると共に、第１の胴部と当該第１の胴部よりも径の大きい第２の胴部とを有するレンズバレルと、レンズバレルを保持するレンズホルダと、レンズホルダをレンズの光軸方向に移動させるようにレンズホルダに駆動力を与える駆動機構と、レンズバレル、レンズホルダ及び駆動機構を収容するハウジングと、を備え、駆動機構は、レンズホルダを囲んで配置されるコイルと、コイルの外側で且つハウジングの角部に配置される複数の磁石と、コイル及び複数の磁石を囲んで配置される外側ヨークと、ハウジングの角部に対応する位置においてレンズホルダとコイルとの間に配置され、コイルの内側面と対向する内側ヨークとを有するヨークとを含んで構成されており、レンズホルダは、レンズバレルの第１の胴部側に配置されると共に、レンズバレルと結合する第１の筒状部と、レンズバレルの第２の胴部側に配置されると共に、第１の筒状部よりも径が大きく且つコイルを保持する第２の筒状部と、第１の筒状部と第２の筒状部とを光軸方向において同心状に連結すると共に、ハウジングの角部に対応する位置以外の部分に設けられる連結部とを有していることを特徴とする。

このレンズ駆動装置では、磁石がハウジングの角部に配置されている。そして、レンズホルダにおいて、第１の筒状部と第２の筒状部とは、第１の筒状部と第２の筒状部とを光軸方向において同心状に連結すると共に、ハウジングの角部以外の位置に設けられる連結部により連結されている。このような構成により、レンズホルダにおいては、ハウジングの角部において、コイルを保持する第２の筒状部と第１の筒状部との間にスペースを確保できる。したがって、径の大きいレンズを保持するレンズバレルを用いた場合であっても、磁石が配置されたハウジングの角部において、コイルと対面するように内側ヨークを配置できる。したがって、駆動機構において駆動力を十分に確保できる。その結果、レンズ駆動装置では、各部品の性能を維持しつつ、限られたスペースに各部品を配置できる。

ヨークは、外側ヨークの上端部と内側ヨークの上端部とを連結する連結ヨークを有し、内側ヨークの下端部は、第１の筒状部の下端部よりも下方に位置していることが好ましい。これにより、内側ヨークとコイルとの対向面積を確保できる。したがって、駆動機構における駆動力を更に向上させることができる。

第２の筒状部の下端部には、その外面から径方向の外側に張り出すフランジ部が設けられており、コイルは、第２の筒状部のフランジ部に保持されていることが好ましい。このような構成によれば、第２の筒状部においてコイルを好適に保持できる。

本発明によれば、各部品の性能を維持しつつ、限られたスペースに各部品を配置できる。

本実施形態に係るレンズ駆動装置を示す斜視図である。 図１に示すレンズ駆動装置の分解斜視図である。 図１におけるａ−ａ線断面図である。 図１におけるｂ−ｂ線断面図である。 レンズ体を保持した状態のレンズバレルを示す断面図である。 レンズホルダを上方から見た斜視図である。 レンズホルダを下方から見た斜視図である。

以下、添付図面を参照して、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、説明において、同一要素又は同一機能を有する要素には、同一符号を用いることとし、重複する説明は省略する。

図１は、本実施形態に係るレンズ駆動装置を示す斜視図である。図２は、図１に示すレンズ駆動装置の分解斜視図である。図３は、図１におけるａ−ａ線断面図である。図４は、図１におけるｂ−ｂ線断面図である。図１では、レンズバレル１２がレンズ駆動装置１に装着された状態を示している。

各図に示すように、レンズ駆動装置１は、ベース３と、カバー５と、レンズホルダ７と、駆動機構９とを備えている。レンズ駆動装置１は、例えば携帯電話機などに搭載されるカメラ用のレンズ体１０（レンズバレル１２）を駆動する。レンズ駆動装置１は、平面形状が、例えば８．５ｍｍ×８．５ｍｍに設定されている。本実施形態では、ベース３とカバー５とがハウジングとして機能する。

図５は、レンズ体を保持した状態のレンズバレルを示す斜視図である。図５に示すように、レンズ体１０は、複数のレンズＬにより構成されている。レンズ体１０は、他のレンズＬよりも径の大きい大径レンズ（第２レンズ）Ｌ１を含んでおり、大径レンズＬ１は、イメージセンサ（図示しない）側（反被写体側）に配置される。レンズ体１０を保持するレンズバレル１２の最大直径は、約６．５ｍｍである。なお、レンズ体１０は、複数のレンズＬが一体に形成されていてもよい。

レンズ体１０は、レンズバレル１２により保持されている。レンズバレル１２は、凸形状を有しており、筒状の第１胴部１２ａと、第１胴部１２ａよりも径の大きい筒状の第２胴部１２ｂとから構成されている。レンズバレル１２は、第１胴部１２ａ及び第２胴部１２ｂの内側面で各レンズＬの外側面を保持固定している。第２胴部１２ｂは、大径レンズＬ１を保持固定している。第１胴部１２ａの外側面には、雄ねじ１３が形成されている。第２胴部１２ｂの下端部は、ベース３の底部１４の開口１４ａに位置する。

図１〜図４に戻って、ベース３は、真円形状の開口１４ａが形成された底部１４と、底部１４から立設された柱部１５ａ〜１５ｄとを有している。ベース３（底部１４）は、平面視で略矩形形状を呈している。柱部１５ａ〜１５ｄは、底部１４の角部１４ｂ（四隅）に設けられており、底部１４と一体に形成されている。ベース３は、例えばガラスファイバや無機質などのフィラーを含んだ液晶ポリマーにより形成される。略矩形形状とは、角が直角とされた形状のみならず、角が面取りされた形状のものも含む。

カバー５は、一面側が開口した中空の略直方体形状を呈している。カバー５は、底部１４に対向する表面部１７と、表面部１７の四辺からそれぞれ延びる側面部１８とを有している。表面部１７には、開口１４ａに対向する位置に、開口１７ａが形成されている。カバー５は、例えばＳＰＣＣ（冷間圧延鋼）により形成される。

図６は、レンズホルダを上方から見た斜視図であり、図７は、レンズホルダを下方から見た斜視図である。図６及び図７に示すように、レンズホルダ７は、レンズバレル１２を保持固定している。レンズホルダ７は、第１筒部（第１の筒状部）１９と、第１筒部１９よりも径の大きい第２筒部（第２の筒状部）２０と、第１筒部１９と第２筒部２０とを連結する連結部２１とにより構成されている。

第１筒部１９は、レンズバレル１２の第１胴部１２ａと結合する部分であり、被写体側（レンズＬの光軸方向の上側）に設けられている。第１筒部１９の内側面には、レンズホルダ７の第１胴部１２ａに形成された雄ねじ１３と螺合する雌ねじ２２が形成されている。これにより、レンズホルダ７は、レンズバレル１２が第１筒部１９に取り付けられることにより、レンズＬを保持することとなる。レンズバレル１２に保持されたレンズＬは、開口１４ａ及び開口１７ａを通して露出することとなる。また、第１筒部１９の上部には、上端面から上方に突出する突出片１９ａが所定の間隔をあけて複数（ここでは８個）設けられている。

第２筒部２０は、後述するコイル３０を保持する部分であり、イメージセンサ側（レンズＬの光軸方向の下側）に設けられている。第２筒部２０は、レンズホルダ７にレンズバレル１２が装着された状態において、レンズバレル１２の第２胴部１２ｂの径方向の外側に配置される。第２筒部２０には、外側面から径方向の外側に張り出すフランジ部２３が設けられている。フランジ部２３は、外形が略円形形状を呈しており、第２筒部２０の全周に亘って設けられている。第２筒部２０は、フランジ部２３にコイル３０を載置することにより、コイル３０を保持している。

連結部２１は、第１筒部１９と第２筒部２０とをレンズＬの光軸方向において同心状に連結する部分であり、第１及び第２筒部１９，２０の周方向に所定の間隔をあけて複数設けられている。連結部２１は、第１及び第２筒部１９，２０の外側面に沿って所定の幅を有して湾曲すると共に、レンズＬの光軸方向に延在する板状の部材である。連結部２１は、レンズホルダ７がハウジングに収容されたときに、ベース３の底部１４の四辺に対応する位置、言い換えればベース３の底部１４の角部１４ｂ（四隅）に対応する位置以外の部分に設けられている。

連結部２１は、第１筒部１９と第２筒部２０とを、レンズＬの光軸方向において所定の間隔をあけて連結している。このような構成により、レンズホルダ７には、連結部２１の間で且つ第１筒部１９と第２筒部２０との間に、開口部２４が形成されている。レンズホルダ７には、ベース３の底部１４の角部１４ｂに対応する位置に、スペースＳが形成される。スペースＳは、第１筒部１９の外側面、第２筒部２０及び連結部２１により画成される空間であり、後述する内側ヨーク部３４ｂが配置される。

第１筒部１９、第２筒部２０及び連結部２１は、一体成形されている。レンズホルダ７は、例えばカーボンファイバ又はガラスファイバを含んだ液晶ポリマー又はナイロンによって形成される。

駆動機構９は、レンズホルダ７をレンズＬの光軸方向に移動させるようにレンズホルダ７に駆動力を与える機構である。駆動機構９は、コイル３０と、複数（ここでは４個）の磁石３２ａ〜３２ｄと、ヨーク３４と、上側板ばね３６と、下側板ばね３８とを含んで構成されている。

コイル３０は、略筒形状を呈しており、レンズホルダ７を囲んで配置される。コイル３０は、レンズホルダ７の第２筒部２０のフランジ部２３に載置されている。コイル３０の外側面は、後述する磁石３２ａ〜３２ｄと対向配置される。コイル３０の内側面は、レンズホルダ７の第２筒部２０と当接すると共に、第１筒部１９の外側面と所定の間隔をあけて対向配置される。

磁石３２ａ〜３２ｄは、コイル３０の外側で、且つベース３の底部１４の角部１４ｂに対応する位置に配置される。磁石３２ａ〜３２ｄのコイル３０と対向する内面は、コイル３０の外側面に沿うようにコイル３０の外側面と略同等の曲率を有する湾曲面となっている。

ヨーク３４は、コイル３０及び磁石３２ａ〜３２ｄを上方から覆うように設けられている。ヨーク３４は、外側ヨーク部３４ａと、内側ヨーク部３４ｂと、外側ヨーク部３４ａの上端部と内側ヨーク部３４ｂの上端部とを連結し、カバー５の表面部１７に対向する連結部（連結ヨーク）３４ｃとにより構成されている。外側ヨーク部３４ａは、環状を呈しており、コイル３０及び磁石３２ａ〜３２ｄを囲んでいる。外側ヨーク部３４ａの角部分は、磁石３２ａ〜３２ｄの外面に当接している。外側ヨーク部３４ａは、カバー５の側面部１８に沿って延びており、外側ヨーク部３４ａの下端部は、下側板ばね３８及びスペーサー４２を間に挟んでベース３に載置されている。

内側ヨーク部３４ｂは、ヨーク３４の角部に設けられている。すなわち、内側ヨーク部３４ｂは、磁石３２ａ〜３２ｄの配置位置に対応する４箇所に設けられている。内側ヨーク部３４ｂは、連結部３４ｃから下方に延びており、図４に示すように、ヨーク３４は、角部において断面Ｕ字形状を呈している。内側ヨーク部３４ｂは、レンズホルダ７のスペースＳに位置している。

内側ヨーク部３４ｂは、コイル３０とレンズホルダ７の第１筒部１９との間に、コイル３０及びレンズホルダ７のそれぞれと所定の間隔をあけて配置される。内側ヨーク部３４ｂの長さは、外側ヨーク部３４ａの長さよりも短く形成されている。具体的には、図４に示すように、内側ヨーク部３４ｂの下端部（先端）は、レンズホルダ７の第１筒部１９の下端部よりも下方に位置している。内側ヨーク部３４ｂは、コイル３０の外側面と略同等の曲率を有する円弧状を呈している。

連結部３４ｃは、平坦面であり、磁石３２ａ〜３２ｄの上端面と当接する。また、連結部３４ｃは、コイル３０よりも上方に位置し、コイル３０の上端面との間に所定の間隔を有している。

上側板ばね３６は、ヨーク３４の上面側とスペーサー４０を介してカバー５との間に配置されている。レンズホルダ７の第１筒部１９の突出片１９ａは、上側板ばね３６の表面よりも上方に突出する。上側板ばね３６は、導電性の材料によって形成される。下側板ばね３８は、ベース３上に配置されている。下側板ばね３８は、導電性の材料によって形成される。

上記の構成を有するレンズ駆動装置１の駆動機構９では、コイル３０に電流が流れると、コイル３０に流れる電流が磁石３２ａ〜３２ｄから発生する磁界と作用することにより、コイル３０を光軸方向に沿って上下方向に移動させる駆動力が発生する。

次に、本実施形態の作用効果について説明する。上記のように、直径が６．５ｍｍのレンズバレル１２を８．５ｍｍ×８．５ｍｍのハウジングに収容する場合には、以下のような課題がある。レンズホルダ７を駆動させるための十分な駆動力を得るためには、磁石をベース３の四辺に沿って配置することが好ましい。しかしながら、レンズバレル１２とカバー５の側面部１８との間は１ｍｍ程度しかないため、レンズホルダ７を囲うように磁石やヨークを配置することが困難である。

そこで、本実施形態では、磁石３２ａ〜３２ｄをベース３の底部１４の角部１４ｂに配置している。そして、レンズホルダ７において、第１筒部１９と第２筒部２０とは、第１筒部１９と第２筒部２０とをレンズＬの光軸方向において同心状に連結すると共に、角部１４ｂ以外の位置に設けられる連結部２１により連結されている。

このような構成により、レンズホルダ７においては、ハウジングの角部１４ｂにおいて、コイル３０を保持する第２筒部２０と第１筒部１９との間にスペースＳを確保できる。したがって、径の大きい大径レンズＬ１を含むレンズＬを保持する凸形状のレンズバレル１２を用いた場合であっても、磁石３２ａ〜３２ｄが配置されたハウジングの角部１４ｂにおいて、コイル３０と対面するように内側ヨーク部３４ｂを配置できる。したがって、駆動機構９において駆動力を十分に確保できる。その結果、レンズ駆動装置１では、各部品の性能を維持しつつ、限られたスペースに各部品を配置できる。

また、第１筒部１９と第２筒部２０とを連結部２１で連結する構成により、内側ヨーク部３４ｂの下端部が第１筒部１９の下端部よりも下方に位置するように、内側ヨーク部３４ｂを配置できる。これにより、コイル３０と内側ヨーク部３４ｂとの対向面積を増大させることができる。したがって、駆動機構９における駆動力を更に向上させることができる。

以上、本発明の好適な実施形態について説明してきたが、本発明は必ずしも上述した実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で様々な変更が可能である。

１…レンズ駆動装置、３…ベース（ハウジング）、５…カバー（ハウジング）、７…レンズホルダ、９…駆動機構、１９…第１胴部（第１の筒状部）、２０…第２胴部（第２の筒状部）、２１…連結部、３０…コイル、３２ａ〜３２ｄ…磁石、３４…ヨーク、３４ａ…外側ヨーク部（外側ヨーク）、３４ｂ…内側ヨーク部（内側ヨーク）、３４ｃ…連結部（連結ヨーク）。

Claims (2)

1. レンズを保持すると共に、第１の胴部と当該第１の胴部よりも径の大きい第２の胴部とを有するレンズバレルと、
   前記レンズバレルを保持するレンズホルダと、
   前記レンズホルダを前記レンズの光軸方向に移動させるように前記レンズホルダに駆動力を与える駆動機構と、
   前記レンズバレル、前記レンズホルダ及び前記駆動機構を収容するハウジングと、を備え、
   前記駆動機構は、
   前記レンズホルダを囲んで配置されるコイルと、
   前記コイルの外側で且つ前記ハウジングの角部に配置される複数の磁石と、
   前記コイル及び前記複数の磁石を囲んで配置される外側ヨーク、前記ハウジングの前記角部に対応する位置において前記レンズホルダと前記コイルとの間に配置され、前記コイルの内側面と対向する内側ヨーク、及び、前記外側ヨークの上端部と前記内側ヨークの上端部とを連結する連結ヨークを有するヨークと、を含んで構成されており、
   前記レンズホルダは、
   前記レンズバレルの前記第１の胴部側に配置されると共に、前記レンズバレルと結合する第１の筒状部と、
   前記レンズバレルの前記第２の胴部側に配置されると共に、前記第１の筒状部よりも径が大きく且つ前記コイルを保持する第２の筒状部と、
   前記第１の筒状部と前記第２の筒状部とを前記光軸方向において同心状に連結すると共に、前記ハウジングの前記角部に対応する位置以外の部分に設けられる複数の連結部と、
   隣り合う前記連結部の間で且つ前記第１の筒状部と前記第２の筒状部との間に形成された開口部と、を有し、
   前記内側ヨークは、前記開口部まで延び、下端部が前記第１の筒状部の下端部よりも下方に位置していることを特徴とするレンズ駆動装置。
2. 前記第２の筒状部の下端部には、その外側面から径方向の外側に張り出すフランジ部が設けられており、
   前記コイルは、前記第２の筒状部の前記フランジ部に保持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。

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