JP7037912B2 - 位置検出装置、レンズ駆動装置、カメラ装置及び電子機器 - Google Patents

位置検出装置、レンズ駆動装置、カメラ装置及び電子機器 Download PDF

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Description

本発明は、位置検出装置、この位置検出装置を備えるレンズ駆動装置、カメラ装置及び電子機器に関する。
従来、位置検出装置として、レンズを保持し、レンズの光軸方向に移動する移動枠を備える光学装置に、コイルが印刷された基板を光軸と平行に設けるとともに、基板に対向する平板状の導電部材を設けた構成のものがあった。導電部材はコイルへの投影面の光軸に直交する方向の幅が光軸方向の位置に応じて変化するように台形状に形成されており、レンズの移動に伴ってコイルのインダクタンスが変化する。この変化に基づいてレンズの位置が検出される（例えば、特許文献１）。
特開２００６－１７８３６２号公報
しかしながら、コイルと導電部材が相対移動をして、導電部材の縁部がコイルの最内周部の折り返し部に至ると移動距離に対して対向面積の変化が線形ではなくなる。そのため、コイルの大きさの半分ほどしか使えないため、長い距離の位置検出ができない、コイルの残りの半分が無駄になるため、必要とするコイルの面積が大きい、コイルを全部使おうとすると、正確な位置検出ができない、のいずれかのような問題を生じる場合があった。
本発明は、小型で所定の長さを正確に検出することのできる位置検出装置、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位置検出装置にあり、この位置検出装置は、コイルと、導電部材と、を備え、前記コイルは、固定体又は前記固定体に対して所定のＬ方向へ移動する移動体のいずれか一方に取り付けられ、前記導電部材は、いずれか他方に取り付けられ、前記コイルは、前記Ｌ方向に直交するＭ方向を法線方向とする面内に形成されて、ミアンダ配線（ｍｅａｎｄｅｒ ｗｉｒｉｎｇ）部を有し、前記ミアンダ配線部は、端部に形成される折り返し部と、前記折り返し部の両端から延出する折り返し幅部と、を有し、前記折り返し幅部はそれぞれ互いに平行に延在する直進部を有し、前記導電部材は、前記Ｍ方向で前記コイルと一定の空隙を隔てて対向し、前記Ｍ方向から見て、前記導電部材の縁部は、前記ミアンダ配線部の前記折り返し部とは対向せず、前記ミアンダ配線部の前記直進部のみと対向するように設けてあり、前記直進部の延在方向及び前記Ｌ方向に対して非平行な方向に延在して複数の前記直進部を横切ることを特徴とする。
好適には、前記直進部は、前記Ｌ方向と同一方向へ延在しており、前記導電部材の縁部は、前記移動体の移動に伴い、一の前記直進部に対して同じ位置が対向していることを特徴とする。
好適には、前記直進部は、前記Ｌ方向と異なる方向へ延在しており、前記導電部材の縁部は、直線状に延在していることを特徴とする。
好適には、前記直進部は前記Ｌ方向及び前記Ｍ方向に直交するＮ方向へ延在しており、前記導電部材は複数の前記直進部を横切る縁部を二つ有しており、前記Ｎ方向における前記二つの縁部間の距離は前記Ｌ方向に対して線形に変化することを特徴とする。
好適には、前記二つの縁部はそれぞれ直線状に延在し、互いに非平行であることを特徴とする。
好適には、前記折り返し部は前記ミアンダ配線部の両端部に形成されており、少なくとも一方の端部に形成された前記折り返し部と前記導電部材とは対向しないことを特徴とする。
好適には、前記導電部材とは対向しない前記折り返し部が複数並ぶその配列方向と前記導電部材の縁部の延在方向とはほぼ平行であることを特徴とする。
好適には、前記コイルに交流電流を供給することによって前記コイルに対向する前記導電部材に生じる渦電流によって変化する前記コイルのインダクタンスを検出することを特徴とする。
本発明の他の態様はレンズ駆動装置にあり、前記位置検出装置を備え、前記移動体は、レンズを支持するためのレンズホルダを含み、前記レンズホルダは前記レンズの光軸が前記Ｌ方向に平行となるように設け、前記位置検出装置は前記移動体の前記光軸と平行な方向の位置を検出することを特徴とする。
本発明の他の態様はレンズ駆動装置にあり、前記位置検出装置を備え、前記移動体は、レンズを支持するためのレンズホルダを含み、前記レンズホルダは前記レンズの光軸が前記Ｍ方向に平行となるように設け、前記位置検出装置は前記移動体の前記光軸と直交する方向の位置を検出することを特徴とする。
本発明の他の態様はレンズ駆動装置にあり、二つの前記位置検出装置を備え、前記移動体は、レンズを支持するためのレンズホルダを含み、前記レンズホルダは前記レンズの光軸が前記Ｍ方向に平行となるように設け、二つの前記位置検出装置はそれぞれの前記Ｌ方向が互いに直交するように配置され、二つの前記位置検出装置は前記移動体の前記光軸と直交し、且つ互いに直交する方向の位置をそれぞれ検出することを特徴とする。
本発明のさらに他の態様はカメラ装置にあり、前記レンズ駆動装置と、前記レンズと、前記レンズを透過した光を受ける受光センサと、を備えることを特徴とする。
本発明のさらに他の態様は電子機器にあり、前記カメラ装置を備えることを特徴とする。
コイルにミアンダ配線部を設けることにより、導電部材とコイルとの対向面積が移動体の移動距離に対して線形に変化するため、コイルのインダクタンスも移動体の移動距離に対して線形に変化する。その結果、コイルの大きさを有効に使うことができ、小型で所定の長さを正確に検出することのできる位置検出装置を実現できる。
なお、前記発明の概要は、本発明の必要な全ての特徴を列挙したものではなく、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となりうる。
本発明の実施の形態に係る位置検出装置を搭載したレンズ駆動装置の例を示す平面図及び分解斜視図である。 本発明の実施の形態に係る位置検出装置の例を示す平面図である。 本発明の実施の形態に係る位置検出装置を搭載したレンズ駆動装置の他の例を示す平面図及び要部斜視図である。 本発明の実施の形態に係る位置検出装置を搭載したレンズ駆動装置のさらに他の例を示す平面図及び分解斜視図である。 本発明の実施の形態に係る位置検出装置を搭載したレンズ駆動装置のさらに他の例を示す分解斜視図である。 本発明の実施の形態に係る位置検出装置を搭載したレンズ駆動装置のさらに他の例を示す斜視図，分解斜視図及び位置検出装置の装着を説明する要部平面図である。
以下、本発明を実施するための形態を詳説するが、以下の実施の形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではなく、また、実施の形態の中で説明される特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。
図１（ａ）は、本実施の形態に係る位置検出装置１７を搭載したレンズ駆動装置１０の要部外観を示す平面図であり、図１（ｂ）は分解斜視図である。また、図２（ａ）～図２（ｄ）は本実施の形態における位置検出装置１７が備える位置検出用コイル（以下、単にコイルという）１７Ｃ及び位置検出用導電部材（以下、単に導電部材という）１７Ｒを示す平面図である。
このレンズ駆動装置１０と、レンズ１１と、レンズ１１を透過した光を受ける図示しない受光センサを備えて、カメラ装置が構成される。このカメラ装置が携帯電話やスマートフォン等の電子機器に搭載される。
図１（ａ）に板状バネ部材１６を省略して示すように、このレンズ駆動装置１０は全体として直方体形状をなしている。レンズホルダ１４はＺ方向を向いた八角筒形状をなしており、レンズ１１を保持するための円形空洞部が中央に設けられている。ここで、レンズ１１の光軸方向をＺ方向とし、Ｚ方向に直交する２方向をＸ方向及びＹ方向とする。Ｚ方向において、被写体側を前側、図示しない受光センサ側を後側という。
レンズ駆動装置１０は図１（ｂ）に示すように、４個の磁石１３と、レンズホルダ１４と、フォーカス用コイル１５と、板状バネ部材１６と、を備えている。各々の磁石１３は概略三角形状であり、四角枠状の磁石ホルダ１２の四隅にそれぞれ取付けられる。フォーカス用コイル１５はレンズホルダ１４の外径に沿ってＺ方向を軸にして巻回されてレンズホルダ１４に装着され、レンズホルダ１４を駆動するための駆動用コイルとして用いられる。板状バネ部材１６はレンズホルダ１４をＺ方向に移動可能に懸架支持する前側板状バネ部材１６Ｆおよび後側板状バネ部材１６Ｂを備えている。前側板状バネ部材１６Ｆは前側でレンズホルダ１４を支持し、後側板状バネ部材１６Ｂは後側でレンズホルダ１４を支持する。
レンズ駆動装置１０において、磁石ホルダ１２及び磁石１３が固定体に相当し、レンズホルダ１４及びフォーカス用コイル１５が移動体に相当する。移動体は固定体に対してレンズ１１の光軸方向であるＺ方向に移動する。
図１（ａ），図１（ｂ）及び図２（ａ）に示すように、位置検出装置１７はコイル１７Ｃと導電部材１７Ｒとを備えている。コイル１７Ｃは印刷基板１７Ｂの基板面に形成される。導電部材１７Ｒは板状の導電材料で形成される。位置検出装置１７は、印刷基板１７Ｂに形成されたコイル１７Ｃと導電部材１７Ｒとがそれぞれの板面が対向するように構成される。
磁石ホルダ１２の枠面１２ａの内側にコイル１７Ｃが形成された四角板状の印刷基板１７Ｂが装着される。レンズホルダ１４の八角筒の側面のひとつには導電部材取り付け部１４ｒが設けられている。導電部材取り付け部１４ｒはフォーカス用コイル１５のＺ方向前方及び後方において径方向の外側に向けて突出して設けられ、導電部材取り付け部１４ｒには導電部材１７Ｒがフォーカス用コイル１５の外側から装着される。導電部材１７Ｒは一辺が斜めにカットされた縁部１７ｆを有する五角形の板状をなす。
ここで位置検出装置１７に関して、上記ＸＹＺ三次元座標系と共にＬＭＮ三次元座標系を併用して説明する。ここで移動体が移動する方向をＬ方向と定義する。すなわち、レンズ駆動装置１０において、レンズ１１はその光軸方向であるＺ方向に移動され、Ｚ方向はＬ方向と一致する。また、Ｍ方向をＬ方向に直交する方向と定義し、Ｎ方向をＬ方向及びＭ方向に直交する方向と定義し、Ｍ方向はＸ方向と一致する方向とし、Ｎ方向はＹ方向と一致する方向とする。
図２（ａ）～図２（ｄ）に示すように、印刷基板１７Ｂの板面はＭ方向を法線方向とし、コイル１７Ｃはミアンダ配線されるミアンダ配線（ｍｅａｎｄｅｒ ｗｉｒｉｎｇ）部１７ｍを有する。ミアンダ配線部１７ｍは端部に形成される折り返し部１７ａと、この折り返し部１７ａの両端から延出する折り返し幅部１７ｈと、を有する。また、本実施の形態のコイル１７Ｃの折り返し幅部１７ｈは直進部１７ｂを有し、直進部１７ｂは互いに平行である。
図２（ａ）に示すミアンダ配線部１７ｍにおいて、複数の折り返し部１７ａがＬ方向の両端においてＮ方向に向けて配列され、両端の折り返し部１７ａを繋ぐように折り返し幅部１７ｈが形成されている。そのため、ミアンダ配線されたコイル１７Ｃは導線がジグザグ状に折り返しされている。そして、Ｌ方向に伸びていて（延在して）互いに平行な直進部１７ｂが交互に繰り返されている。従って、図２（ａ）のコイル１７Ｃにおけるミアンダ配線部１７ｍの直進部１７ｂが伸びている延在方向はＬ方向と平行である。図２（ａ）に示されるコイル１７Ｃのミアンダ配線部１７ｍは繰り返しに伴って直進部１７ｂの長さが変化している。コイル１７Ｃには例えば数１００ｋＨｚの交流電流が供給される。
図２（ａ）～図２（ｄ）に示すように、導電部材１７Ｒはコイル１７Ｃと平行になるようにＭ方向を法線方向として配置される。すなわち、コイル１７Ｃと導電部材１７Ｒとは、その板面が平行に配置される。コイル１７Ｃの一部（黒塗り部分）は導電部材１７Ｒと空隙を隔ててＭ方向に対向し、コイル１７Ｃの他部（白塗り部分）は導電部材１７Ｒと対向しない。すなわち、Ｍ方向から見たときに、縁部１７ｆはコイル１７Ｃの直進部１７ｂと対向する位置にあり、直進部１７ｂの延在方向及びＬ方向に対して非平行な方向に延在して複数の直進部１７ｂを横切っている。導電部材１７Ｒは、縁部１７ｆの内側にあるコイル１７Ｃの直進部１７ｂとは対向するが、縁部１７ｆの外側にある直進部１７ｂ及び折り返し部１７ａとは対向しない。
コイル１７Ｃに通電されるとコイル１７Ｃの周りに誘導磁界が発生し、コイル１７Ｃに対向する導電部材１７Ｒには誘導磁界を打ち消すように渦電流が励起されて、導電部材１７Ｒから反射磁界が生じる。この反射磁界によって変化するコイル１７Ｃのインダクタンスが検出される。従って、コイル１７Ｃは渦電流誘導コイルであり、導電部材１７Ｒは渦電流反射部材である。
フォーカス用コイル１５に所定の電圧を印加して通電することにより、フォーカス用コイル１５にはＺ方向を向いたローレンツ力が発生して、板状バネ部材１６の復元力と釣り合いを保ちつつレンズホルダ１４がＺ方向すなわちＬ方向へ移動される。
レンズホルダ１４に取付けられた導電部材１７Ｒはレンズホルダ１４の移動に伴ってＬ方向へ進行または後退し（移動し）、導電部材１７Ｒの縁部１７ｆもＬ方向へ移動する。よってコイル１７Ｃの導電部材１７Ｒとの対向面積はレンズホルダ１４の移動距離に応じて線形に増減する。その結果、導電部材１７Ｒから生じる反射磁界の量が増減して、コイル１７Ｃのインダクタンスがレンズホルダ１４の移動距離に応じて線形に増減する。
ミアンダ配線部１７ｍにおいては折り返し部１７ａがＬ方向の端部に配置されており、その直前まで直進部１７ｂとすることができる。そのため、コイル１７Ｃの大きさを有効に使うことができ、小型で所定の長さを正確に検出することのできる位置検出装置１７を実現できる。
また、その結果、コイル１７Ｃのインダクタンスを測定することによって、レンズホルダ１４のＬ方向に関する移動距離を正確に知ることができる。従って、コイル１７Ｃのインダクタンスを一定に維持するようにフィードバック制御してフォーカス用コイル１５への通電量を増減させることにより、レンズ１１を光軸方向の正確な位置にフォーカス移動させることができる。
図２（ａ）において、縁部１７ｆは直線状に延在するように描かれている。しかし、直進部１７ｂがＬ方向と同一方向へ延在する場合、常に縁部１７ｆの同じ位置が一の直進部１７ｂに対して対向するため、縁部１７ｆは直線状である必要が無い。
また、図２（ａ）において、導電部材１７Ｒとは対向しない折り返し部１７ａが複数並ぶその配列方向と導電部材１７Ｒの縁部１７ｆの延在する方向とをほぼ平行であるようにした。そのため、直進部１７ｂに要する面積を小さくできるので、コイル１７Ｃの面積を小さくできる。
また、本実施の形態において、コイル１７Ｃを固定体に、導電部材１７Ｒを移動体に取り付けたが、逆でも構わない。これはこの後で説明する他の形態においても同様である。
次に、位置検出装置１７を構成するコイル１７Ｃ及び導電部材１７Ｒの変形例を図２（ｂ）～図２（ｄ）に示す。図２（ｂ）に示す位置検出装置１７におけるコイル１７Ｃは、Ｎ方向の両端部に形成される折り返し部１７ａと、両端の折り返し部１７ａを繋ぎＮ方向に延在された直進部１７ｂとが交互に繰り返されたミアンダ配線部１７ｍが印刷基板１７Ｂに形成されている。従って図２（ｂ）のコイル１７Ｃにおけるミアンダ配線部１７ｍの直進部１７ｂの延伸方向はＬ方向と直角をなす。
導電部材１７Ｒは台形板状をなし、コイル１７Ｃの一部（黒塗り部分）は導電部材１７Ｒと空隙を隔てて対向し、コイル１７Ｃの他部（白塗り部分）は導電部材１７Ｒと対向しない。すなわち、Ｍ方向から見たときに、台形の脚に相当する２つの縁部１７ｆはコイル１７Ｃの直進部１７ｂと対向する位置にあり、導電部材１７Ｒは、２つの縁部１７ｆの内側にあるコイル１７Ｃの直進部１７ｂとは対向するが、縁部１７ｆの外側にある直進部１７ｂ及び両側の折り返し部１７ａとは対向しない。
本変形例による位置検出装置１７を用いた場合も、レンズホルダ１４のＬ方向への移動に伴って、コイル１７Ｃの導電部材１７Ｒとの対向面積はレンズホルダ１４の移動距離に応じて線形に増減する。そして、導電部材１７Ｒの移動の際に縁部１７ｆが折り返し部１７ａと対向しないので、移動距離に対して対向面積の変化は線形であり、レンズホルダ１４の移動距離を正確に反映してコイル１７Ｃのインダクタンスを線形に変化させることができる。
また、レンズホルダ１４がＮ方向へ移動しても対向面積は変わらないのでインダクタンスが変化しない。従って、Ｌ方向への移動に対してのみ感知させ、Ｎ方向への移動に対して感知させない用途に有効である。
なお、縁部１７ｆが直進部１７ｂとは対向し折り返し部１７ａとは対向しない条件が満たされていれば導電部材１７Ｒの外形形状は台形に限らず他の任意の形状で良い。例えば、三角形状でも構わない。
また、Ｎ方向における二つの縁部１７ｆ間の距離はＬ方向に対して線形に変化するようにすると、コイル１７Ｃの導電部材１７Ｒとの対向面積はレンズホルダ１４の移動距離に応じて線形に増減する。従って直線状の二つの縁部１７ｆが線対称になるように配置する必要はない。また、この場合、二つの縁部１７ｆは直線状である必要もない。例えば、凸と凹の二つの弧状の縁部１７ｆを組み合わせても構わない。また、図２（ｄ）に示すように、縁部１７ｆを三つ以上設けても構わない。
図２（ｃ）に示す位置検出装置１７におけるコイル１７Ｃは、図２（ｂ）に示したコイル１７ＣをＭ軸周りに４５度回転させている。
また、導電部材１７Ｒは四角板の角部を４５度方向に面取りされて実質五角形をなしている。コイル１７Ｃの一部（黒塗り部分）は導電部材１７Ｒと空隙を隔てて対向し、コイル１７Ｃの他部（白塗り部分）は導電部材１７Ｒと対向しない。縁部１７ｆは直進部１７ｂの延伸方向に対して直角である。Ｍ方向から見たときに、面取り部に相当する縁部１７ｆはコイル１７Ｃの直進部１７ｂと対向する位置にあり、導電部材１７Ｒは、縁部１７ｆの内側にあるコイル１７Ｃの直進部１７ｂとは対向するが、縁部１７ｆの外側にある直進部１７ｂ及び両側の折り返し部１７ａとは対向しない。図２（ｃ）に示す位置検出装置１７は、移動体がＬ方向へ移動してもＮ方向へ移動しても同じ移動距離であれば、対向面積の変化量は同じである。従って、この位置検出装置１７によれば、Ｌ方向への移動とともにＮ方向への移動に対しても同等に感知する。
本変形例による位置検出装置１７を用いた場合も、レンズホルダ１４のＬ方向への移動に伴って、コイル１７Ｃの導電部材１７Ｒとの対向面積はレンズホルダ１４の移動距離に応じて線形に増減する。そして、導電部材１７Ｒの移動の際に縁部１７ｆが折り返し部１７ａと対向しないので、移動距離に対して対向面積の変化は線形であり、レンズホルダ１４の移動距離を正確に反映してコイル１７Ｃのインダクタンスを線形に変化させることができる。
直進部１７ｂの延在方向とＬ方向と縁部１７ｆの延在方向が互いに異なる場合、導電部材１７Ｒの縁部１７ｆは、複数の直進部１７ｂを横切る直線状のものとすることにより、移動距離に対して対向面積の変化を線形にすることができる。
なお、ミアンダ配線部１７ｍにおいて、移動体の移動によらず、常に導電部材１７Ｒに対向している折り返し幅部１７ｈの部分については、直進部１７ｂとして形成される必要は無い。例えば、湾曲していても構わない。また、図１に示したレンズ駆動装置１０において、図２（ａ）から図２（ｄ）に示す本実施の形態のいずれの位置検出装置１７を搭載しても良い。
図３（ａ）は、本実施の形態に係る位置検出装置１７を搭載したレンズ駆動装置１０の変形例の外観を示す平面図であり、図３（ｂ）は要部の分解斜視図である。なお、図１に示した前出の実施の形態と同様の部分は図示を省略している。
図３（ａ）に板状バネ部材１６を省略して示すように、このレンズ駆動装置１０は全体として直方体形状をなしている。レンズホルダ１４は、Ｚ方向を向いた八角筒形状をなしており、レンズ（不図示）を保持するための円形空洞部が中央に設けられている。レンズ駆動装置１０は図３（ｂ）に示すように、４個の磁石１３と、レンズホルダ１４と、フォーカス用コイル１５と、バネ部材（不図示）とを備えている。
各々の磁石１３は直方体形状であり、四角枠状の磁石ホルダ１２の四辺部に取付けられる。フォーカス用コイル１５はレンズホルダ１４の外径に沿ってＺ方向を軸にして巻回されてレンズホルダ１４に装着され、駆動用コイルとして用いられる。バネ部材はレンズホルダ１４をＺ方向の前後でＺ方向に移動可能に懸架支持する。
レンズ駆動装置１０において、磁石ホルダ１２及び磁石１３が固定体に相当し、レンズホルダ１４及びフォーカス用コイル１５が移動体に相当する。移動体は固定体に対してレンズ１１の光軸方向であるＺ方向に移動する。
磁石ホルダ１２の隅部１２ｂの内側には四角板状の印刷基板１７Ｂが装着され、位置検出装置１７の一方を構成するコイル１７Ｃが印刷基板１７Ｂに形成される。レンズホルダ１４の八角筒の側面のひとつには導電部材取り付け部１４ｒが設けられている。導電部材取り付け部１４ｒはフォーカス用コイル１５のＺ方向前方及び後方において径方向の外側に向けて突出して設けられ、導電部材取り付け部１４ｒには位置検出装置１７の他方を構成する導電部材１７Ｒがフォーカス用コイル１５の外側から装着される。導電部材１７Ｒは一辺が斜めにカットされた縁部１７ｆを有する五角形の板状をなす。
このレンズ駆動装置１０の変形例においてレンズ（不図示）はその光軸方向であるＺ方向に移動され、Ｚ方向はＬ方向と一致する。また、Ｘ方向はＭ方向からＬ軸周りに４５度回転させた方向であり、Ｙ方向はＮ方向からＬ軸周りに４５度回転させた方向である。位置検出装置１７は、図２（ａ）に示される位置検出装置１７が用いられているが、本実施の形態の他の形態の位置検出装置１７が用いられても良い。
フォーカス用コイル１５に所定の電圧を印加して通電することにより、フォーカス用コイル１５にはＬ方向（Ｚ方向）を向いたローレンツ力が発生して、バネ部材（不図示）の復元力と釣り合いを保ちつつレンズホルダ１４がＺ方向すなわちＬ方向へ移動される。
レンズホルダ１４のＬ方向への移動に伴って、前述のように、コイル１７Ｃの導電部材１７Ｒとの対向面積はレンズホルダ１４の移動距離に応じて線形に正確に増減する。そのため、小型で所定の長さを正確に検出することのできる位置検出装置１７を実現できる。
従って、コイル１７Ｃのインダクタンスを一定に維持するようにフィードバック制御してフォーカス用コイル１５への通電量を増減させることにより、レンズ１１を光軸方向の正確な位置にフォーカス移動させることができる。
尚、図１及び図３に示すレンズ駆動装置１０において、磁石ホルダ１２の側面に貫通孔が設けられ、磁石１３はこの貫通孔に嵌め合うように設けられている。しかし、このような貫通孔を設けず、磁石１３を内側面に取り付けても良い。また、この場合、磁石ホルダ１２を磁性材料で形成して、磁気ヨークとして用いても良い。
図４（ａ）は、本実施の形態に係る位置検出装置１７を搭載したレンズ駆動装置１０のさらに他の例の外観を示す平面図であり、図４（ｂ）はその分解斜視図である。このレンズ駆動装置１０は、レンズホルダ１４と、磁石１３と、フォーカス用コイル１５と、ベース枠１８と、位置検出装置１７と、を備える。レンズホルダ１４はレンズ（不図示）の光軸方向に開口する筒状をなしており、レンズをこの筒の内部に保持してレンズの光軸方向に移動可能に支持するために用いられる。位置検出装置１７はレンズホルダ１４の光軸方向の移動距離を測定する。ここでレンズの光軸方向をＺ方向とし、移動方向をＬ方向とする。すなわちＬ方向はＺ方向と一致する。Ｚ方向と直交する２方向をＸ方向及びＹ方向とし、Ｍ方向はＸ方向と一致し、Ｎ方向はＹ方向と一致する。
レンズホルダ１４の外側側面には駆動部装着部１４ｍが設けられ、駆動部の一方である磁石１３が取付けられる。ベース枠１８の内側側面には駆動部装着部１８ｍが設けられ、駆動部の他方であるフォーカス用コイル１５が取付けられる。磁石１３とフォーカス用コイル１５とは空隙を隔ててＸ方向（Ｍ方向）に対向する。フォーカス用コイル１５はＸ方向を軸にして巻回される。磁石１３は前側磁石１３Ｆと後側磁石１３Ｂとよりなり、それぞれ異なる極性の磁極面がフォーカス用コイル１５の前側辺と後側辺に対向する。
レンズホルダ１４の駆動部装着部１４ｍのＹ方向の両側にはＺ方向に延伸するホルダ側ガイド溝１４ｓが設けられ、ベース枠１８の駆動部装着部１８ｍのＹ方向の両側にはＺ方向に延伸する枠側ガイド溝１８ｓが設けられている。ホルダ側ガイド溝１４ｓと枠側ガイド溝１８ｓとの間には球体１９が挿入される。また、磁気ヨーク２０がフォーカス用コイル１５の背面においてベース枠１８に取付けられているため、レンズホルダ１４とベース枠１８とは、磁石１３と磁気ヨーク２０との間に生じる吸引力により、引き合った状態とされる。そのため、球体１９はホルダ側ガイド溝１４ｓと枠側ガイド溝１８ｓとにより挟持され、レンズホルダ１４はＺ方向にスライドすることができる。
駆動部装着部１４ｍが設けられたレンズホルダ１４の反対側の側面には位置検出装置装着部１４ｎが設けられ、駆動部装着部１８ｍが設けられたベース枠１８の反対側の側面の内側には位置検出装置装着部１８ｎが設けられる。位置検出装置１７は図２（ａ）に示されるものが用いられるが、本実施の形態の他の形態の位置検出装置１７が用いられても良い。レンズホルダ１４の位置検出装置装着部１４ｎには位置検出装置１７の導電部材１７Ｒが装着され、ベース枠１８の位置検出装置装着部１８ｎにはコイル１７Ｃの形成された印刷基板１７Ｂが装着される。印刷基板１７Ｂの板面はＭ方向を法線方向としている。
フォーカス用コイル１５に所定の電圧を印加して通電することにより、フォーカス用コイル１５にはＬ方向（Ｚ方向）を向いたローレンツ力が発生して、磁石１３と磁気ヨーク２０との吸引力と釣り合いを保ちつつレンズホルダ１４がＺ方向すなわちＬ方向へ移動される。
レンズホルダ１４に取付けられた導電部材１７Ｒはレンズホルダ１４の移動に伴ってＬ方向へ移動し、導電部材１７Ｒの縁部１７ｆもＬ方向へ移動する。よって、前述のように、コイル１７Ｃの導電部材１７Ｒとの対向面積はレンズホルダ１４の移動距離に応じて線形に増減する。そのため、小型で所定の長さを正確に検出することのできる位置検出装置１７を実現できる。
従って、コイル１７Ｃのインダクタンスを一定に維持するようにフィードバック制御してフォーカス用コイル１５への通電量を増減させることにより、レンズ１１を光軸方向の正確な位置にフォーカス移動させることができる。
図５は、本実施の形態に係る位置検出装置１７を搭載したレンズ駆動装置１０の変形例を示す分解斜視図である。レンズホルダ１４の駆動部装着部１４ｍに磁石１３が取付けられ、ベース枠１８の駆動部装着部１８ｍにフォーカス用コイル１５が取付けられる点が上述の実施の形態と異なる。また、フォーカス用コイル１５の背面に磁気ヨーク（不図示）が取り付けられる。これにより、レンズホルダ１４とベース枠１８とは、ガイド溝１４ｓとガイド溝１８ｓとの間に球体１９を介した状態で、磁石１３と磁気ヨークとの間に生じる吸引力により、引き合った状態とされる。
位置検出装置１７は図２（ｂ）に示されるものと同様のものが用いられる。位置検出装置１７の印刷基板１７Ｂはレンズホルダ１４に装着されたフォーカス用コイル１５の巻回内周部に装着される。印刷基板１７Ｂにはコイル１７Ｃが形成される。また、導電部材１７Ｒはベース枠１８に装着された磁石１３の磁極面に装着される。印刷基板１７Ｂの板面はＭ方向を法線方向とし、コイル１７Ｃは基板１７Ｂの板面にミアンダ配線部１７ｍを有する。
フォーカス用コイル１５に所定の電圧を印加して通電することにより、フォーカス用コイル１５にはＬ方向（Ｚ方向）を向いたローレンツ力が発生して、磁石１３と磁気ヨークとの吸引力と釣り合いを保ちつつレンズホルダ１４がＺ方向すなわちＬ方向へ移動される。
レンズホルダ１４に装着されたコイル１７Ｃはレンズホルダ１４の移動に伴ってＬ方向へ移動するのでベース枠１８に装着された導電部材１７Ｒは相対的にコイル１７Ｃの移動方向とは反対向きのＬ方向へ移動する。従って導電部材１７Ｒの縁部１７ｆも反対向きのＬ方向へ移動する。よってコイル１７Ｃの導電部材１７Ｒとの対向面積はレンズホルダ１４の移動距離に応じて線形に増減する。そのため、小型で所定の長さを正確に検出することのできる位置検出装置１７を実現できる。
従って、コイル１７Ｃのインダクタンスを一定に維持するようにフィードバック制御してフォーカス用コイル１５への通電量を増減させることにより、レンズ１１を光軸方向の正確な位置にフォーカス移動させることができる。
図６（ａ）は、本実施の形態に係る位置検出装置１７を装着したレンズ駆動装置１０のさらに他の例の外観を示す斜視図であり、図６（ｂ）は分解斜視図であり、図６（ｃ）は位置検出装置の装着を説明する要部平面図である。
このレンズ駆動装置１０は全体として直方体形状をなしており、フォーカスユニット２３と揺動ユニット２４とを備える。フォーカスユニット２３は光軸方向であるＺ方向を向いた筒状のレンズホルダ１４をＺ方向に移動させる。レンズホルダ１４の中央にはレンズ１１を支持するための円形空洞部が設けられている。揺動ユニット２４はこのフォーカスユニット２３を支持してＸ方向及びＹ方向に揺動させる。
フォーカスユニット２３は、４個の磁石１３と、レンズホルダ１４と、フォーカス用コイル１５と、板状バネ部材１６とを備える。４個の磁石１３は直方体形状をなし、それぞれ四角枠状の磁石ホルダ１２の四辺部に取付けられる。フォーカス用コイル１５は駆動用コイルであって、レンズホルダ１４の外径に沿ってＺ方向を軸にして巻回されてレンズホルダ１４に装着される。板状バネ部材１６はレンズホルダ１４をＺ方向に移動可能に懸架支持する前側板状バネ部材１６Ｆおよび後側板状バネ部材１６Ｂを備えている。前側板状バネ部材１６Ｆは前側でレンズホルダ１４を支持し、後側板状バネ部材１６Ｂは後側でレンズホルダ１４を支持する。この図６に示す実施形態では位置検出装置１７をフォーカスユニット２３に設けていないが、レンズホルダ１４の位置を検出するための位置検出装置１７をフォーカスユニット２３に配置しても良い。
揺動ユニット２４は、ベース板２１と、揺動用コイル２２と、４本の線状バネ部材２５とを備える。ベース板２１はフォーカスユニット２３の後方に配置され、その中央部には円形の開口部２１ｋを有する。
揺動用コイル２２は駆動用コイルであって、Ｘ側揺動用コイル２２ＸとＹ側揺動用コイル２２Ｙとを有し、それぞれＺ方向を軸にして巻回されている。Ｘ側揺動用コイル２２ＸはＹ方向に長い角丸長方形をなしており、開口部２１ｋのＸ方向の両側にそれぞれ配置されてベース板２１の板面に取付けられる。Ｙ側揺動用コイル２２ＹはＸ方向に長い角丸長方形をなしており、開口部２１ｋのＹ方向の両側にそれぞれ配置されてベース板２１の板面に取付けられる。Ｘ側揺動用コイル２２Ｘ及びＹ側揺動用コイル２２Ｙはそれぞれ磁石１３のＺ方向の後方を向いた側面と空隙を隔ててＺ方向に対向する。
４本の線状バネ部材２５は、それぞれＺ方向に延在する。線状バネ部材２５のＺ方向の前方の端部は前側板状バネ部材１６Ｆの四隅に接続され、Ｚ方向の後方の端部はベース板２１の四隅に接続されて、線状バネ部材２５はフォーカスユニット２３をＸ方向及びＹ方向に揺動可能に支持する。
フォーカスユニット２３は、以下のように動作する。フォーカス用コイル１５に所定の電圧を印加して通電することにより、フォーカス用コイル１５にはＺ方向を向いたローレンツ力が発生して、板状バネ部材１６の復元力と釣り合いを保ちつつレンズホルダ１４がＺ方向へ移動される。従って、フォーカスユニット２３において、磁石ホルダ１２及び磁石１３が固定体に相当し、レンズホルダ１４及びフォーカス用コイル１５が移動体に相当する。移動体は固定体に対してレンズ１１の光軸方向であるＺ方向に移動する。
揺動ユニット２４は以下のように動作する。Ｘ側揺動用コイル２２Ｘに所定の電圧を印加して通電することにより、Ｘ側揺動用コイル２２ＸにはＸ方向を向いたローレンツ力が発生する。その結果Ｘ側揺動用コイル２２Ｘに対向する磁石１３にはＸ方向を向いた反力が生じて、線状バネ部材２５の復元力と釣り合いを保ちつつ磁石ホルダ１２に支持されたレンズホルダ１４はＸ方向へ揺動される。Ｙ側揺動用コイル２２Ｙに所定の電圧を印加して通電することにより、Ｙ側揺動用コイル２２ＹにはＹ方向を向いたローレンツ力が発生する。その結果Ｙ側揺動用コイル２２Ｙに対向する磁石１３にはＹ方向を向いた反力が生じて、線状バネ部材２５の復元力と釣り合いを保ちつつ磁石ホルダ１２に支持されたレンズホルダ１４はＹ方向へ揺動される。
従って、揺動ユニット２４において、ベース板２１及び揺動用コイル２２が固定体に相当し、フォーカスユニット２３全体が移動体に相当する。従って、移動体はレンズホルダ１４、磁石ホルダ１２、磁石１３、フォーカス用コイル１５、及び板状バネ部材１６を含んでいる。
また、揺動ユニット２４において、Ｘ方向へ揺動される場合、移動体の移動方向はＸ方向であり、この場合の移動方向をＬ（ｘ）方向とする。同様に、Ｙ方向へ揺動される場合、移動体の移動方向はＹ方向であり、この場合の移動方向をＬ（ｙ）方向とする。
位置検出装置１７として、図２（ｂ）に示した形態のＬ（ｘ）方向の位置検出装置１７Ｘ及びＬ（ｙ）方向の位置検出装置１７Ｙが用いられることが望ましい。位置検出装置１７Ｘのコイル１７Ｃは板面をＺ方向に向けた印刷基板１７Ｂに形成され、導電部材１７Ｒと空隙を隔ててＺ方向に対向する。印刷基板１７Ｂは一つのＸ側揺動用コイル２２Ｘの巻回内周部に取付けられ、導電部材１７Ｒは対向する磁石１３のＺ方向の後方に向いた側面に取付けられる。すなわち、光軸方向であるＺ方向がＭ方向に相当し、Ｙ方向がＮ方向に相当する。このＭ方向、Ｎ方向をそれぞれＭ（ｘ）方向、Ｎ（ｘ）方向とする。
位置検出装置１７Ｘのコイル１７Ｃはミアンダ配線部１７ｍを有し、その直進部１７ｂはＮ（ｘ）方向に延在されるように配置される。また、Ｍ（ｘ）方向から見たときに、導電部材１７Ｒの二つの縁部１７ｆがコイル１７Ｃの直進部１７ｂと対向する位置に配置される。
位置検出装置１７Ｙのコイル１７Ｃは板面をＺ方向に向けた印刷基板１７Ｂに形成され、導電部材１７Ｒと空隙を隔ててＺ方向に対向する。印刷基板１７Ｂは一つのＹ側揺動用コイル２２Ｙの巻回内周部に取付けられ、導電部材１７Ｒは対向する磁石１３のＺ方向の後方に向いた側面に取付けられる。すなわち、光軸方向であるＺ方向がＭ方向に相当し、Ｘ方向がＮ方向に相当する。このＭ方向、Ｎ方向をそれぞれＭ（ｙ）方向、Ｎ（ｙ）方向とする。
位置検出装置１７Ｙのコイル１７Ｃはミアンダ配線部１７ｍを有し、その直進部１７ｂはＮ（ｙ）方向に延在されるように配置される。また、Ｍ（ｙ）方向から見たときに、導電部材１７Ｒの二つの縁部１７ｆがコイル１７Ｃの直進部１７ｂと対向する位置に配置される。
位置検出装置１７Ｘにおいて、移動体である磁石１３に装着された導電部材１７Ｒは磁石１３の移動に伴ってコイル１７Ｃに対してＬ（ｘ）方向へ移動する。従って導電部材１７Ｒの縁部１７ｆもＬ（ｘ）方向へ移動する。よって、コイル１７Ｃの導電部材１７Ｒとの対向面積はレンズホルダ１４の移動距離に応じて線形に増減する。そのため、小型で所定の長さを正確に検出することのできる位置検出装置１７を実現できる。
従って、コイル１７Ｃのインダクタンスを一定に維持するようにフィードバック制御してＸ側揺動用コイル２２Ｘへの通電量を増減させることにより、レンズ１１を光軸方向に直交するＸ方向の正確な位置に揺動移動させることができる。
位置検出装置１７Ｙにおいて、移動体である磁石１３に装着された導電部材１７Ｒは磁石１３の移動に伴ってコイル１７Ｃに対してＬ（ｙ）方向へ移動する。従って導電部材１７Ｒの縁部１７ｆもＬ（ｙ）方向へ移動する。よって、コイル１７Ｃの導電部材１７Ｒとの対向面積はレンズホルダ１４の移動距離に応じて線形に増減する。そのため、小型で所定の長さを正確に検出することのできる位置検出装置１７を実現できる。
従って、コイル１７Ｃのインダクタンスを一定に維持するようにフィードバック制御してＹ側揺動用コイル２２Ｙへの通電量を増減させることにより、レンズ１１を光軸方向に直交するＹ方向の正確な位置に揺動移動させることができる。
特に、この位置検出装置１７Ｘ、１７Ｙとして採用した構造において、移動体がＬ（ｙ）方向に移動することは、位置検出装置１７Ｘにとっては移動体がＮ（ｘ）方向に移動することに等しい。そのため、位置検出装置１７Ｘは、Ｌ（ｙ）方向の移動によらず、移動体のＬ（ｘ）方向の移動距離を正確に感知できる。同様に、位置検出装置１７Ｙは、Ｌ（ｘ）方向の移動によらず、移動体のＬ（ｙ）方向の移動距離を正確に感知できる。そのため、移動体が任意のＸＹ方向に移動したとしても、位置検出装置１７ＸはＹ方向の移動距離によらずＸ方向のみの移動距離を感知できる。また、位置検出装置１７ＹはＸ方向の移動距離によらずＹ方向のみの移動距離を感知できる。
従って、Ｘ側の位置検出装置１７Ｘのコイル１７Ｃのインダクタンスを一定に維持するようにフィードバック制御してＸ側揺動用コイル２２Ｘへの通電量を増減させることにより、レンズ１１をＸ方向に関して正確な速度で揺動させることができる。
また、Ｙ側の位置検出装置１７Ｙのコイル１７Ｃのインダクタンスを一定に維持するようにフィードバック制御してＹ側揺動用コイル２２Ｙへの通電量を増減させることにより、レンズ１１をＹ方向に関して正確な速度で揺動させることができる。
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は前記実施の形態に記載の範囲には限定されない。前記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者にも明らかである。そのような変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲から明らかである。
１０ レンズ駆動装置
１１ レンズ
１２ 磁石ホルダ
１３ 磁石
１４ レンズホルダ
１５ フォーカス用コイル
１６ 板状バネ部材
１７ 位置検出装置
１７Ｂ 印刷基板
１７Ｃ コイル
１７Ｒ 導電部材
１７ａ 折り返し部
１７ｂ 直進部
１７ｆ 縁部
１７ｈ 折り返し幅
１７ｍ ミアンダ配線部
１８ ベース枠
１９ 球体
２０ 磁気ヨーク
２１ ベース板
２２ 揺動用コイル
２３ フォーカスユニット
２４ 揺動ユニット
２５ 線状バネ部材

Claims (13)

  1. コイルと、導電部材と、を備え、
    前記コイルは、固定体又は前記固定体に対して所定のＬ方向へ移動する移動体のいずれか一方に取り付けられ、前記導電部材は、いずれか他方に取り付けられ、
    前記コイルは、前記Ｌ方向に直交するＭ方向を法線方向とする面内に形成されて、ミアンダ配線部を有し、
    前記ミアンダ配線部は、端部に形成される折り返し部と、前記折り返し部の両端から延出する折り返し幅部と、を有し、
    前記折り返し幅部はそれぞれ互いに平行に延在する直進部を有し、
    前記導電部材は、前記Ｍ方向で前記コイルと一定の空隙を隔てて対向し、前記Ｍ方向から見て、前記導電部材の縁部は、前記ミアンダ配線部の前記折り返し部とは対向せず、前記ミアンダ配線部の前記直進部のみと対向するように設けてあり、前記直進部の延在方向及び前記Ｌ方向に対して非平行な方向に延在して複数の前記直進部を横切る
    ことを特徴とする位置検出装置。
  2. 前記直進部は、前記Ｌ方向と同一方向へ延在しており、
    前記導電部材の縁部は、前記移動体の移動に伴い、一の前記直進部に対して同じ位置が対向している
    ことを特徴とする請求項１に記載の位置検出装置。
  3. 前記直進部は、前記Ｌ方向と異なる方向へ延在しており、
    前記導電部材の縁部は、直線状に延在している
    ことを特徴とする請求項１に記載の位置検出装置。
  4. 前記直進部は前記Ｌ方向及び前記Ｍ方向に直交するＮ方向へ延在しており、
    前記導電部材は複数の前記直進部を横切る縁部を二つ有しており、
    前記Ｎ方向における前記二つの縁部間の距離は前記Ｌ方向に対して線形に変化する
    ことを特徴とする請求項１に記載の位置検出装置。
  5. 前記二つの縁部はそれぞれ直線状に延在し、互いに非平行である
    ことを特徴とする請求項４に記載の位置検出装置。
  6. 前記折り返し部は前記ミアンダ配線部の両端部に形成されており、少なくとも一方の端部に形成された前記折り返し部と前記導電部材とは対向しない
    ことを特徴とする請求項１に記載の位置検出装置。
  7. 前記導電部材とは対向しない前記折り返し部が複数並ぶその配列方向と前記導電部材の縁部の延在方向とはほぼ平行である
    ことを特徴とする請求項６に記載の位置検出装置。
  8. 前記コイルに交流電流を供給することによって前記コイルに対向する前記導電部材に生じる渦電流によって変化する前記コイルのインダクタンスを検出する
    ことを特徴とする請求項１に記載の位置検出装置。
  9. 請求項１に記載の位置検出装置を備え、
    前記移動体は、レンズを支持するためのレンズホルダを含み、
    前記レンズホルダは前記レンズの光軸が前記Ｌ方向に平行となるように設け、
    前記位置検出装置は前記移動体の前記光軸と平行な方向の位置を検出する
    ことを特徴とするレンズ駆動装置。
  10. 請求項１に記載の位置検出装置を備え、
    前記移動体は、レンズを支持するためのレンズホルダを含み、
    前記レンズホルダは前記レンズの光軸が前記Ｍ方向に平行となるように設け、
    前記位置検出装置は前記移動体の前記光軸と直交する方向の位置を検出する
    ことを特徴とするレンズ駆動装置。
  11. 二つの請求項４に記載の位置検出装置を備え、
    前記移動体は、レンズを支持するためのレンズホルダを含み、
    前記レンズホルダは前記レンズの光軸が前記Ｍ方向に平行となるように設け、
    二つの前記位置検出装置はそれぞれの前記Ｌ方向が互いに直交するように配置され、
    二つの前記位置検出装置は前記移動体の前記光軸と直交し、且つ互いに直交する方向の位置をそれぞれ検出する
    ことを特徴とするレンズ駆動装置。
  12. 請求項９から請求項１１のいずれかに記載のレンズ駆動装置と、前記レンズと、前記レンズを透過した光を受ける受光センサと、を備える
    ことを特徴とするカメラ装置。
  13. 請求項１２記載のカメラ装置を備えることを特徴とする電子機器。
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