JP6589097B2 - レンズ駆動装置、カメラ装置及び電子機器 - Google Patents

Description

本発明は、レンズ駆動装置、カメラ装置及び電子機器に関する。

携帯電話やスマートフォン等の電子機器には、小型カメラが搭載されている。この種の小型カメラには、自動焦点タイプのものがある。自動焦点タイプの小型カメラには、レンズを駆動するレンズ駆動装置が設けられている。

特許文献１は、レンズを支持するレンズ支持体がフレーム内に設けられ、このレンズ支持体を光軸方向両側からばね部材により支持し、レンズ支持体が光軸の両方向に移動できるようにしたレンズ駆動装置を開示する。

実用新案登録第３１８６５１９号公報

上記従来例においては、ばね部材は、フレーム側に固定された部分と、レンズ支持体側に固定された部分と、これら部分を接続する弾性腕部とから構成されている。弾性腕部は、フレーム側の接続点とレンズ支持体側の接続点とが周方向でずれている。レンズ支持体が光軸方向に移動すると、弾性腕部が光軸方向に弾性変形して追随する。弾性腕部が弾性変形すると、弾性腕部は、腕部自体の全体の長さが変わらず、フレーム側の接続点とレンズ支持体側の接続点とが周方向でずれているので、レンズ支持体を周方向に回転させるように作用する。このため、レンズ支持体の姿勢が不安定になるという問題点があった。

本発明は、上記従来の問題点を解消し、レンズ支持体の姿勢を安定させることができるレンズ駆動装置、カメラ装置及び電子機器を提供することを目的とする。

本発明の一つの態様はレンズ駆動装置にあり、このレンズ駆動装置は、筐体と、前記筐体内に配置され、レンズを支持するレンズ支持体と、前記レンズ支持体を光軸方向両側で移動自在に支持する第一のばね部材及び第二のばね部材と、を有し、前記第一のばね部材及び前記第二のばね部材は、それぞれ筐体側に固定される筐体側固定部と、前記レンズ支持体側に固定されるレンズ支持体側固定部と、前記筐体側固定部と前記レンズ支持体側固定部とを接続する弾性腕部と、を有し、前記第一のばね部材及び前記第二のばね部材は、前記第一のばね部材及び前記第二のばね部材のレンズ支持体側固定部が前記第一のばね部材及び前記第二のばね部材の筐体側固定部の光軸方向幅において予め定められた距離だけ内側に配置されているか又は光軸方向幅において予め定められた距離だけ外側に配置され、前記弾性腕部が前記筐体側固定部に接続される第一の接続点と、前記弾性腕部が前記レンズ支持体側固定部に接続される第二の接続点とが、周方向にずれており、前記第一のばね部材と前記第二のばね部材とでは前記第一の接続点に対する前記第二の接続点のずれの向きが光軸方向の一方側から見て反対であり、前記レンズ支持体が前記光軸方向に移動する際に、前記第一のばね部材の前記弾性腕部と前記第二のばね部材の前記弾性腕部とは、それぞれ初期状態の長さを保持したまま前記レンズ支持体が同じ方向に回転するように弾性変形する。

また、本発明の他の態様のレンズ駆動装置は、筐体と、記筐体内に配置され、レンズを支持するレンズ支持体と、前記レンズ支持体を光軸方向両側で移動自在に支持する第一のばね部材及び第二のばね部材と、を有し、前記第一のばね部材及び前記第二のばね部材は、それぞれ筐体側に固定される筐体側固定部と、前記レンズ支持体側に固定されるレンズ支持体側固定部と、前記筐体側固定部と前記レンズ支持体側固定部とを接続する弾性腕部と、を有し、前記弾性腕部が前記筐体側固定部に接続される第一の接続点と、前記弾性腕部が前記レンズ支持体側固定部に接続される第二の接続点とが、周方向にずれており、前記第一のばね部材と前記第二のばね部材とでは前記第一の接続点に対する前記第二の接続点のずれの向きが光軸方向の一方側から見て反対であり、前記レンズ支持体が前記光軸方向に移動して前記第一のばね部材において前記レンズ支持体側固定部が前記筐体側固定部に近づくときに、前記第二のばね部材において前記レンズ支持体側固定部が前記筐体側固定部から離れ、前記レンズ支持体が前記光軸方向に移動する際に、前記第一のばね部材の前記弾性腕部と前記第二のばね部材の前記弾性腕部とは、それぞれ初期状態の長さを保持したまま前記レンズ支持体が同じ方向に回転するように弾性変形する。

好適には、前記レンズ支持体は、光軸方向の移動がない状態において前記筐体に対して非接触である。

好適には、前記第一のばね部材及び前記第二のばね部材の少なくとも一方は、前記弾性腕部を複数有し、一つのばね部材においてはそれぞれの弾性腕部の接続点のずれの向きが同一である。

好適には、前記第一のばね部材及び前記第二のばね部材の少なくとも一方の弾性腕部は一条の円弧状部として形成されている。

前記筐体にはその内面に磁石が固定されており、前記第一のばね部材及び前記第二のばね部材の少なくとも一方の弾性腕部は、光軸方向一方から見た前記磁石の形成領域から内側に離れている。

本発明の他の態様は、前記レンズ駆動装置と、前記レンズ支持体に支持されたレンズと、前記レンズからの光を受ける受光センサと、を備えたカメラ装置である。

本発明のさらに他の態様は、前記カメラ装置を搭載した電子装置である。

本発明によれば、レンズ支持体が光軸方向に沿って移動する場合、第一のばね部材と第二のばね部材の一方の弾性腕部は弾性変形量が増加し、他方の弾性腕部は弾性変形量が減少する。この場合、一方の弾性腕部は、光軸方向の一方側から見て、第二の接続点が第一の接続点に周方向で近づくようにレンズ支持体を回転させる。また、他方の弾性腕部は、第二の接続点が第一の接続点から周方向で離れるようにレンズ支持体を回転させる。第一のばね部材と前記第二のばね部材とでは前記第一の接続点と前記第二の接続点のずれ方向が光軸方向の一方側から見て反対であるため、レンズ支持体は、第一のばね部材の位置と第二のばね部材の位置とで周方向の同じ向きに回転する。そのため、レンズ支持体が光軸方向に対して傾くおそれが少ないので、レンズ支持体の姿勢を安定させることができる。

本発明の第一の実施形態に係るレンズ駆動装置を示す斜視図である。 本発明の第一の実施形態に係るレンズ駆動装置を示し、図１のＡ−Ａ線断面図である。 本発明の第一の実施形態に係るレンズ駆動装置を示し、図２のＢ−Ｂ線断面図である。 本発明の第一の実施形態に係るレンズ駆動装置に用いた第一のばね部材を示し、光軸方向前側から見た平面図である。 本発明の第一の実施形態に係るレンズ駆動装置に用いた第二のばね部材を示し、光軸方向前側から見た平面図である。 本発明の第一の実施形態における第一のばね部材及び第二のばね部材の作用を示す説明図である。 本発明の第二の実施形態における第一のばね部材及び第二のばね部材の作用を示す説明図である。

本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明の第一の実施形態に係るレンズ駆動装置１０を示す斜視図である。レンズ駆動装置１０は、略直方体形状に形成された筐体１２を有する。筐体１２は、ヨーク１４とベース１６とを含んで構成されている。

ヨーク１４は、略直方体であり、側方を囲む外壁部１８と、上方に設けられた上壁部２０とを有する。上壁部２０には、略円形の第一の孔２１が形成されている。この第一の孔２１を介して光が通過する。また、この第一の孔２１の内側四隅には、下方に突出する内壁部２２が形成されている。また、上壁部２０の四隅には、凹部２４が下方に凹むように形成されている。
なお、この明細書においては、図１の紙面上方を上方、紙面下方を下方と便宜上称し、それぞれ光軸方向前方、後方に対応している。

ベース１６からは、２つの端子２６，２６が下方に突出している。また、筐体１２内には、後述するレンズ支持体２８が配置されている。

図２は、図１のＡ−Ａ線断面図であり、図３は、図２のＢ−Ｂ線断面図である。
図２及び図３において、レンズ支持体２８は、円筒状であり、内側に例えばねじが形成され、図示しないレンズがねじ止めされるようになっている。このレンズ支持体２８は、該レンズ支持体２８の上部が第一のばね部材３０により、該レンズ支持体２８の下部が第二のばね部材３２によりそれぞれ支持され、上下動自在となっている。

レンズ支持体２８には、コイル３４が該レンズ支持体２８の外周に固定されている。コイル３４は、ほぼ円形リング状に形成されている。このコイル３４は、例えば銅等の芯線が巻かれて構成されている。また、コイル３４は、ヨーク１４の四隅において、レンズ支持体２０との間に隙間が形成されており、この隙間に前述したヨーク１４の内壁部２２が挿入されている。この内壁部２２により、後述する磁石３６とヨーク１４との間にコイル３４を挟んだ磁気回路が形成されるようになっている。

磁石３６は、例えば４つの断片から構成されている。それぞれの磁石３６は、ヨーク１４の内側四隅に固定されている。それぞれの磁石３６は、略三日月形状に形成されている。この磁石３６は、平面状の上面３８と下面４０とを有する。また、この磁石３６のコイル３４と対向するコイル対向面４２は、コイル３４との距離が一定となるように円弧面として形成されている。このコイル対向面４２とは反対側である背面側には、２つのヨーク固定面４４，４４が形成されている。磁石３６は、例えば接着剤を介してヨーク固定面４４，４４がヨーク１４の外壁部１８の内面に固定されている。

第一のばね部材３０及び第二のばね部材３２は、それぞれ筐体側固定部４６、レンズ支持体側固定部４８及び筐体側固定部４６とレンズ支持体側固定部４８とを接続する弾性腕部５０とを有する。第一のばね部材３０の筐体側固定部４６は、ヨーク１４の凹部２４と磁石３６の上面３８との間に挟まれて固定されている。第二のばね部材３２の筐体側固定部４６は、第二のばね部材３２に形成された嵌合孔５２（図５にも示す）がベース１６に形成された位置決め突起５４に嵌合して固定されている。

第一のばね部材３０及び第二のばね部材３２は、筐体側固定部４６，４６の光軸方向幅内にレンズ支持体側固定部４８，４８が配置されている。即ち、第一のばね部材３０においては、筐体側固定部４６の下方にレンズ支持体側固定部４８が位置し、第二のばね部材３２においては、筐体側固定部４６の上方にレンズ支持体側固定部４８が位置している。レンズ支持体２８は、第一のばね部材３０と第二のばね３２とによりそれぞれ反対向きの付勢力が与えられ、第一のばね部材３０及び第二のばね３２に抗して、第一のばね部材３０又は第二のばね部材３２のレンズ支持体側固定部４８が筐体側固定部４６と略同じ高さとなるまで移動する。なお、コイル３４に電流を流さない初期状態において、レンズ支持体２８はベース１６に接触せずに第一のばね部材３０及び第二のばね部材３２によって宙に浮いた状態に支持されている。

この場合、レンズ支持体２８を光軸方向に移動させるためにばね部材として必要な高さは、筐体側固定部４６、４６の光軸方向幅、すなわち第一のばね部材３０の筐体側固定部４６と第二のばね部材３２の筐体側固定部４６との高さの差である。一方、初期状態において筐体側固定部４６とレンズ支持体側固定部４８とが同じ高さの場合、筐体側固定部４６、４６の光軸方向幅に加えてレンズ支持体２８の光軸方向の移動距離分が必要である。したがって、本第一の実施形態のレンズ駆動装置１０は、筐体側固定部４６とレンズ支持体側固定部４８とが初期状態において同じ高さであるレンズ駆動装置と比較すると、光軸方向に必要なギャップを小さくすることができる。

また、第一のばね部材３０と第二のばね部材３２の筐体側固定部４６同士が離れているので、後述する弾性腕部５０の構成と相まって磁石３６を大きく（光軸方向の幅を大きく）することができるため、コイル３４を低くすることにより、レンズ駆動装置１０を低背化（光軸方向の高さを低く）することができる。なお、第一のばね部材３０及び第二のばね部材３２がレンズ駆動装置１０に組み込まれる前の自然状態において筐体側固定部４６とレンズ支持体側固定部４８とが同じ高さであり、且つ、第一のばね部材３０及び第二のばね部材３２の弾性腕部５０、５０のばね係数が同じである場合、コイル３４に通電していない初期状態においては、第一のばね部材３０の筐体側固定部４６とレンズ支持体側固定部４８との間の距離Ｌ１と第二のばね部材３２の筐体固定部４６とレンズ支持体側固定部４８との間の距離Ｌ２は、Ｌ１＝Ｌ２である。

ベース１６は、四角形状のベース本体部５６の内側に円形の第二の孔５８が形成され、この第二の孔５８を介して光が通過する。ベース本体部５６の四隅には突出部６０が上方へ突出して形成されており、突出部６０の外面にヨーク１４の下部内面が嵌り、その間に接着剤が介されてヨーク１４とベース１６とが固定されている。また、第二の孔５８の周縁のベース本体部５６には防塵壁６２が立設されており、第二の孔５８の内部に異物が落下することを防いでいる。

なお、第二のばね部材３２は、図５に示すように、第一の部位６４と第二の部位６６とに分かれている。第一の部位６４の筐体側固定部４６に前述した端子２６，２６（図１に示す）の一方が接続され、第二の部位６６の筐体側固定部４６に端子２６，２６の他方が接続されている。さらに、第一の部位６４のレンズ支持体側固定部４８にコイル３４の一端が接続され、第二の部位６６のレンズ支持体側固定部４８にコイル３４の他端が接続されるようになっている。

前述したレンズ支持体２８には、レンズが支持される。レンズ支持体２８にレンズが支持されたレンズ駆動装置１０は、カメラ装置に搭載される。カメラ装置においては、被写体からこのレンズを介して入力された光は受光センサにより検出される。被写体のピントを合せるためのレンズの移動量がカメラに備えられたコントローラにより演算される。このコントローラは、レンズの移動量に対応した電流がコイル３４に流れるように制御する。電流は一方の端子２６から第二のばね部材３２を経てコイル３４に流れ、さらにコイル３４から第二のばね部材３２を経て他方の端子２６に流れる。コイル３４に電流が流れると、磁石３６からの磁束によって、コイル３４には上方又は下方へ移動しようとする電磁力が生じる。コイル３４に電磁力が生じると、レンズがコイル３４及びレンズ支持体２８と共に、第一のばね部材３０及び第二のばね部材３２に抗して移動する。

第一のばね部材３０及び第二のばね部材３２についてさらに詳述する。
図４は、第一のばね３０を上方から見た平面図であり、図５は第二のばね部材３２を上方から見た平面図である。

第一のばね部材３０及び第二のばね部材３２の弾性腕部５０は、折り返すことなく一条の円弧状部として構成されている。弾性腕部５０は、それぞれ略９０度ずつ離れて４本設けられている。弾性腕部５０の筐体側固定部４６に接続される接続点を第一の接続点Ｃ１、レンズ支持体側固定部４８に接続される接続点を第二の接続点Ｃ２とそれぞれすると、第二の接続点Ｃ２は第一の接続点Ｃ１に対して周方向にずれている。第一のばね部材３０においては、４本の弾性腕部５０それぞれの第二の接続点Ｃ２は第一の接続点Ｃ１に対して光軸方向前側から見て例えば反時計方向にずれている。一方、第二のばね部材３２においては、４本の弾性腕部５０それぞれの第二の接続点Ｃ２は第一の接続点Ｃ１に対して光軸方向前側から見て例えば時計方向にずれている。

即ち、第一のばね部材３０及び第二のばね部材３２それぞれにおいては、弾性腕部５０の接続点Ｃ１，Ｃ２の周方向のずれの向きは同一であるが、第一のばね部材３０と第二のばね部材３２とを比較すると、弾性腕部５０の接続点Ｃ１，Ｃ２の周方向のずれの向きが反対となっている。

このように弾性腕部５０の接続点ずれ方向を設定している理由は次の通りである。
レンズ支持体側固定部４８はレンズ支持体２８と共に移動するので、図６に示すように、例えばレンズ支持体が上方に移動すると、第一のばね部材３０においては、レンズ支持体側固定部４８が筐体側固定部４６に近づくように移動する。このとき、弾性腕部５０は、その弾性変形量が減少するが、初期状態の長さＬ３は弾性変形量が減少しても変わらないので、第二の接続点Ｃ２が第一の接続点Ｃ１から周方向で離れるように変形する。即ち、レンズ支持体２８は図４に示すようにレンズ側固定部４８とともに反時計方向ＣＣＷに回転する。一方、第二のばね部材３２においては、レンズ支持体側固定部４８が筐体側固定部４６からさらに離れる方向に移動する。このとき、弾性固定部５０は、その弾性変形量が増加するが、初期状態の長さＬ４は弾性変形量が増加しても変わらないので、第二の接続点Ｃ２が第一の接続点Ｃ１に周方向で近づくように変形する。即ち、レンズ支持体２８は図５に示すようにレンズ側固定部４８とともに反時計方向ＣＣＷに回転する。このように、第一のばね部材３０の弾性腕部５０と第二のばね部材３２の弾性腕部５０とは、レンズ支持体２８が同じ方向ＣＣＷに回転するように弾性変形するので、レンズ支持体２８は光軸方向の移動に際して光軸に対して略平行に保つことができる。

第一のばね部材３０の弾性腕部５０は、前述したように折り返すことなく一条の円弧状部として形成され、図３に示すように、上方から見た磁石３６の形成領域から内側に離れている。したがって、光軸方向においては、磁石３６の形成領域が弾性腕部５０の移動範囲に含まれていても弾性腕部５０と磁石３６とは干渉することがなく、レンズ駆動装置１０を低背化することができる。

また、図３に示すように、第一のばね部材３０のレンズ支持体側固定部４８と弾性腕部５０との間には、円弧状の空間が形成されている。この空間内にヨーク１４の円弧状の内壁部２２が配置され、第一のばね部材３０とヨーク１４の内壁部２２との干渉が避けられている。

次に本発明に係る第二の実施形態について説明する。
前述した第一の実施形態においては、筐体側固定部４６，４６の光軸方向幅内にレンズ支持体側固定部４８，４８を配置したが、この第二の実施形態においては、筐体側固定部４６，４６の光軸方向幅外にレンズ支持体側固定部４８，４８を配置する。即ち、図７に示すように、初期状態にあっては、第一のばね部材３０のレンズ支持体側固定部４８が筐体側固定部４６の上方に位置し、第二のばね部材３２のレンズ支持体側固定部４８が筐体側固定部４６の下方に位置する。

このような初期状態からレンズ支持体が上方へ移動すると、第一のばね部材３０の弾性腕部５０は、その弾性変形量が増加するが、初期状態の長さＬ５は弾性変形量が増加しても変わらないので、第二の接続点Ｃ２が第一の接続点Ｃ１に周方向で近づくように変形する。一方、第二のばね部材３２の弾性腕部５０は、その弾性変形量が減少するが、初期状態の長さＬ６は弾性変形量が減少しても変わらないので、第二の接続点Ｃ２が第一の接続点Ｃ１から周方向で離れるように変形する。即ち、図３、図４と同様構成とすると、第一のばね部材３０の弾性腕部５０と第二のばね部材３２の弾性腕部５０とは、レンズ支持体２８が同じ時計方向ＣＷに回転するように弾性変形する。したがって、前述した第一の実施形態と同様に、第一のばね部材３０における弾性腕部５０と第二のばね部材３２における弾性腕部５０の接続点の周方向のずれを反対にすれば、レンズ支持体の回転方向を一致させることができる。

なお、上記実施形態においては、初期状態において、第一のばね部材３０と第二のばね部材３２とにより、レンズ支持体２８に対して光軸方向反対向きの付勢力を与えるようにしたが、一方のみが付勢力を与えるようにしてもよいし、双方とも付勢力を与えないようにすることもできる。
また、初期状態において、レンズ支持体２８はベース１６に接触せずに第一のばね部材３０及び第二のばね部材３２によって宙に浮いた状態に支持されている構成にしたが、ベース１６に付勢されている構成としても構わない。
また、弾性腕部５０は折り返すことなく円弧状に形成される構成としたが、少なくとも一度折り返すような構成としても構わない。

１０ レンズ駆動装置
１２ 筐体
１４ ヨーク
１６ ベース
１８ 外壁部
２２ 内壁部
２４ 凹部
２６ 端子
２８ レンズ支持体
３０ 第一のばね部材
３２ 第二のばね部材
３４ コイル
３６ 磁石
４６ 筐体側固定部
４８ レンズ支持体側固定部
５０ 弾性腕部
Ｃ１ 第一の接続点
Ｃ２ 第二の接続点

Claims (8)

1. 筐体と、
   前記筐体内に配置され、レンズを支持するレンズ支持体と、
   前記レンズ支持体を光軸方向両側で移動自在に支持する第一のばね部材及び第二のばね部材と、を有し、
   前記第一のばね部材及び前記第二のばね部材は、それぞれ筐体側に固定される筐体側固定部と、前記レンズ支持体側に固定されるレンズ支持体側固定部と、前記筐体側固定部と前記レンズ支持体側固定部とを接続する弾性腕部と、を有し、
   前記第一のばね部材及び前記第二のばね部材は、前記第一のばね部材及び前記第二のばね部材のレンズ支持体側固定部が前記第一のばね部材及び前記第二のばね部材の筐体側固定部の光軸方向幅において予め定められた距離だけ内側に配置されているか又は光軸方向幅において予め定められた距離だけ外側に配置され、
   前記弾性腕部が前記筐体側固定部に接続される第一の接続点と、前記弾性腕部が前記レンズ支持体側固定部に接続される第二の接続点とが、周方向にずれており、前記第一のばね部材と前記第二のばね部材とでは前記第一の接続点に対する前記第二の接続点のずれの向きが光軸方向の一方側から見て反対であり、
   前記レンズ支持体が前記光軸方向に移動する際に、前記第一のばね部材の前記弾性腕部と前記第二のばね部材の前記弾性腕部とは、それぞれ初期状態の長さを保持したまま前記レンズ支持体が同じ方向に回転するように弾性変形するレンズ駆動装置。
2. 筐体と、
   前記筐体内に配置され、レンズを支持するレンズ支持体と、
   前記レンズ支持体を光軸方向両側で移動自在に支持する第一のばね部材及び第二のばね部材と、を有し、
   前記第一のばね部材及び前記第二のばね部材は、それぞれ筐体側に固定される筐体側固定部と、前記レンズ支持体側に固定されるレンズ支持体側固定部と、前記筐体側固定部と前記レンズ支持体側固定部とを接続する弾性腕部と、を有し、
   前記弾性腕部が前記筐体側固定部に接続される第一の接続点と、前記弾性腕部が前記レンズ支持体側固定部に接続される第二の接続点とが、周方向にずれており、前記第一のばね部材と前記第二のばね部材とでは前記第一の接続点に対する前記第二の接続点のずれの向きが光軸方向の一方側から見て反対であり、
   前記レンズ支持体が前記光軸方向に移動して前記第一のばね部材において前記レンズ支持体側固定部が前記筐体側固定部に近づくときに、前記第二のばね部材において前記レンズ支持体側固定部が前記筐体側固定部から離れ、
   前記レンズ支持体が前記光軸方向に移動する際に、前記第一のばね部材の前記弾性腕部と前記第二のばね部材の前記弾性腕部とは、それぞれ初期状態の長さを保持したまま前記レンズ支持体が同じ方向に回転するように弾性変形するレンズ駆動装置。
3. 前記レンズ支持体は、光軸方向の移動がない状態において前記筐体に対して非接触である請求項１又は２記載のレンズ駆動装置。
4. 前記第一のばね部材及び前記第二のばね部材の少なくとも一方は、前記弾性腕部を複数有し、一つのばね部材においてはそれぞれの弾性腕部の接続点のずれの向きが同一である請求項１乃至３いずれか記載のレンズ駆動装置。
5. 前記第一のばね部材及び前記第二のばね部材の少なくとも一方の弾性腕部は一条の円弧状部として形成されている請求項１乃至４いずれか記載のレンズ駆動装置。
6. 前記筐体にはその内面に磁石が固定されており、前記第一のばね部材及び前記第二のばね部材の少なくとも一方の弾性腕部は、光軸方向一方から見た前記磁石の形成領域から内側に離れている請求項５記載のレンズ駆動装置。
7. 請求項１又は２記載のレンズ駆動装置と、前記レンズ支持体に支持されたレンズと、前記レンズからの光を受ける受光センサと、を備えたカメラ装置。
8. 請求項７記載のカメラ装置を備えた電子機器。

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