JP7324821B2 - レンズ駆動装置、カメラ装置、及び電子機器 - Google Patents

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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、小型のカメラ装置が搭載されている。この種の小型カメラとして、例えば特許文献1に示すように、手振れ補正機能を備えたものが知られている。
特開2019-78850号公報
上記特許文献1においては、レンズ支持体を移動自在とするための案内機構が設けられており、この案内機構は、案内突起と、この案内突起が摺動する案内溝とから構成されている。XYZ直交座標系において、摺動方向をX方向、高さ方向をZ方向とすると、案内突起は、案内溝の底面に摺動するZ方向端面を有しており、このZ方向端面におけるYZ平面の断面形状は案内溝の底面側が凸となる曲線状に形成されている。また、案内突起は、案内溝の側面に摺動するY方向端面を有しており、このY方向端面におけるXY平面の断面形状は案内溝の側面側が凸となる曲線状に形成されている。このため、案内突起と案内溝とは、線接触するので、摩擦を小さくしてレンズ支持体のスムーズな移動を確保している。
しかしながら、それでも案内機構における摩擦力が大きく、レンズ支持体のスムーズな移動を確保できなくなる可能性があるという問題があった。
本発明は、上記従来の問題点を解消し、レンズ支持体のスムーズな移動を確保す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。
本発明の一態様はレンズ駆動装置であり、このレンズ駆動装置は、レンズの移動を案内する案内機構を有し、前記案内機構は、案内溝と該案内溝に摺動自在に嵌る案内突起とを有し、前記案内溝は、平面状に形成された底面を有し、XYZ直交座標系において、摺動方向をX方向、高さ方向をZ方向とすると、前記案内突起は前記案内溝の底面に対向するZ方向端面を有し、XZ平面で切断した前記Z方向端面の断面形状は前記案内溝の底面側が凸となる曲線状に形成され、且つYZ平面で切断した前記Z方向端面の断面形状は前記案内溝の底面側が凸となる曲線状に形成されている。
好適には、前記Z方向端面のY方向及びX方向の中央で前記案内溝の底面に接触する。
また、好適には、前記案内溝は、前記底面から垂直に立ち上がり、X方向に延びる側面を有し、前記案内突起は、前記案内溝の側面に摺動するY方向端面を有し、XY平面で切断した前記Y方向端面の断面形状は前記案内溝の側面側が凸となる曲線状に形成されている。
また、好適には、前記案内機構は、前記レンズの外側の四方に形成されている。
また、好適には、前記案内突起は、X方向幅がY方向幅の2倍である。
また、前記XZ平面で切断した前記Z方向端面の断面形状が呈する曲線は、Y方向幅に対して1~10倍の半径を有する円弧である。
さらに、前記YZ平面で切断した前記Z方向端面の断面形状が呈する曲線は、Y方向幅に対して10~20倍の半径を有する円弧である。
本発明の他の態様はカメラ装置であり、このカメラ装置は、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、を有する。
本発明の他の態様は電子機器であり、この電子機器は、前記カメラ装置を有する。
本発明によれば、前記案内突起は前記案内溝の底面に対向するZ方向端面を有し、XZ平面で切断した前記Z方向端面の断面形状は前記案内溝の底面側が凸となる曲線状に形成され、且つYZ平面で切断した前記Z方向端面の断面形状は前記案内溝の底面側が凸となる曲線状に形成されているようにしたので、案内突起が案内溝の底面に点接触し、レンズ支持体のスムーズな移動を確保できる。
本発明の実施形態のカメラ装置10を分解して斜め上方から見た場合の分解斜視図である。 図1のカメラ装置10を構成する移動体18を分解して斜め上方から見た場合の分解斜視図である。 図2の移動体18を斜め下方から見た場合の分解斜視図である。 本発明の実施形態のカメラ装置10に用いる固定体16の一部を、斜め上方から見た場合の分解斜視図である。 図4の固定体16に取り付けられるフレキシブルプリント基板78の斜視図である。 図2の移動体18を上方から見た場合の平面図である。 図7(A)は、図6のVIIA-VIIA線断面図であり、図7(B)は図6のVIIB-VIIB線断面図である。 図8(A)は、図7(A)のVIIIA部分の拡大断面図、図8(B)は、図7(A)のVIIIB部分の拡大断面図である。 図9(A)は、図7(B)のIXA部分の拡大断面図、図9(B)は、図7(B)のIXB部分の拡大断面図である。 本実施形態の光軸方向案内機構102を上方から見た拡大平面図である。 本発明の実施形態の下側案内突起を示す斜視図である。 図12(A)は、本発明の実施形態の下側案内突起を示す平面図、図12(B)は、本発明の実施形態の下側案内突起を示す図12(A)のXIIB線断面図、12(C)は、本発明の実施形態の下側案内突起を示す図12(A)のXIIC線断面図である。
本発明の一実施形態を、図面を参照して説明する。なお、以下の実施形態は、本発明のレンズ駆動装置、カメラ装置、及び電子機器を例示して示すものであり、本発明を以下の実施形態に限定することを意図するものではない。
図1は、本発明の実施形態に係るカメラ装置10を示す。カメラ装置10は、携帯電話やスマートフォン等の電子機器に搭載されるもので、レンズ駆動装置12と、このレンズ駆動装置12に装着されたレンズ14と、を有する。
なお、以下の説明においては、便宜上、レンズ14の光軸方向をZ方向、Z方向と直交する一方向をX方向、Z方向とX方向の両方と直交する方向をY方向と呼ぶものとする。また、光軸の被写体側(図1における上方に相当)を上側、その反対側であって図示しない画像センサが配置される側を下側と呼ぶものとする。また、XY平面、XZ平面、YZ平面は、それぞれZ方向、Y方向、X方向が法線方向である平面である。
レンズ駆動装置12は、固定体16と、この固定体16に対して光軸方向に移動自在に支持された移動体18と、を有する。移動体18は固定体16の内部に配置される。
移動体18は、図2、図3に示すように、レンズ14を支持するためのレンズ支持体20と、このレンズ支持体20の周囲を囲む枠体である第1枠体22とを有する。レンズ支持体20及び第1枠体22は、上方から見た外形が略四角形状となっている。
レンズ支持体20には、内側に、Z方向から見て円形のレンズ取付け用孔24が上側から下側を貫通して形成される。このレンズ取付け用孔24にはレンズ14が取り付けられる。
第1枠体22は、上方から見た外形がそれぞれ略四角形状をなす第1移動体プレート26、第2移動体プレート28、及び第1カバー30を含む。第1移動体プレート26と第2移動体プレート28は、例えば液晶ポリマー(LCP)、ポリアセタール、ポリアミド、ポリカーボネート、変性ポリフェニレンエーテル、ポリブチレンテレフタレート等のエンジニアリングプラスチックで形成される。第1カバー30は、例えば金属で形成される。第1移動体プレート26、第2移動体プレート28、及び第1カバー30には、それぞれ光を通過させるための開口32、34、36がそれぞれ上側から下側を貫通するように形成されている。開口32、34、36はそれぞれ略円形である。
第1枠体22は、レンズ支持体20を第1方向であるX方向及び第2方向であるY方向の両方に移動自在に支持している。具体的には、レンズ支持体20及び第1枠体22には、案内機構である直交方向案内機構38が設けられ、枠体を構成する所定の部材である第2移動体プレート28に対してレンズ支持体20をX方向及びY方向の両方に移動自在に支持する。この直交方向案内機構38は、Z方向の一方側(下側)に設けられた第1案内機構40と、Z方向の他方側(上側)に設けられた第2案内機構42と、から構成される。
第1案内機構40は、第1移動体プレート26の下面から-Z方向に突出して形成された下側案内突起44と、第2移動体プレート28の上面に、この下側案内突起が嵌まり込むように-Z方向に向けて凹んで形成された下側案内溝46と、から構成される。下側案内突起44と下側案内溝46は、レンズ14の外側の四方である第1移動体プレート26及び第2移動体プレート28の4つの角部近傍に、それぞれX方向に沿って延在するように形成されている。
下側案内突起44と下側案内溝46は、それぞれX方向に延在しているため、X方向のみに相対移動が可能であり、Y方向への移動が規制される。従って、第1移動体プレート26は、第2移動体プレート28に対して、X方向のみに移動が可能であり、Y方向への移動が規制される。つまり、レンズ支持体20は、第1案内機構40によって、第1移動体プレート26とともに、第2移動体プレート28に対して、X方向に移動できる。
下側案内溝46は、図7~図9に示すように、平面状に形成された底面と、この底面からZ方向へ垂直に立ち上がり、X方向に延びる平面状の側面と、底面からZ方向へ垂直に立ち上がり、Y方向に延びる平面状の側面とから構成されている。
下側案内突起44は、図11及び図12に示すように、下側案内溝46の底面に対向するZ方向端面122と、下側案内溝46のX方向に延びる側面に対向するY方向端面124、124と、下側案内溝46のY方向に延びる側面に対向するX方向端面126,126とから構成されている。
Z方向端面122は、図12(B)に最も良く示すように、XZ平面で切断した断面において、下側案内溝46の底面側が凸となる曲線、この実施形態においては、円弧となるように形成されている。また、Z方向端面122は、図12(C)に最も良く示すように、YZ平面で切断した断面において、下側案内溝46の底面側が凸となる曲線、この実施形態においては、円弧となるように形成されている。XZ平面で切断した断面における円弧とYZ平面で切断した断面における円弧は、Z方向端面122の中心Oで交わる。即ち、中心OがZ方向端面122において-Z方向に最も高い点となり、この中心Oが下側案内溝46の底面に点接触する。
また、下側案内突起44のY方向端面124,124は、XY平面で切断した断面において、下側案内溝46のX方向に延びる側面側が凸となる曲面状に形成されている。このY方向端面124,124は、下側案内溝46のX方向に延びる側面に線接触する。また、このY方向端面の線接触するX方向位置は下側案内突起44の中心OのX方向位置と一致する。
図12(C)に示すように、下側案内突起44の中央におけるY方向の幅をLy、YZ平面で切断した断面におけるZ方向端面122の円弧の半径をRyとすれば、半径Ryは、幅Lyの1~10倍、好ましくは2~5倍である。
図12(B)に示すように、下側案内突起44の中央におけるX方向の幅をLx、XZ平面で切断した断面におけるZ方向端面122の円弧の半径をRxとすれば、半径Rxは、幅Lxの10~20倍、好ましくは12~15倍である。
下側案内突起44のX方向端面126,126は、下側案内溝46との摺動部分ではないので、曲面状とする必要はなく、図12(A)に示すように平面状であってもよい。下側案内突起44のX方向幅Lxは、Y方向幅Lyの約2倍である。
第2案内機構42は、第1移動体プレート26の上面から+Z方向に突出して形成された上側案内突起48と、レンズ支持体20の下面に、この上側案内突起48が嵌まり込むように+Z方向に向けて凹んで形成された上側案内溝50と、から構成される。上側案内突起48と上側案内溝50は、レンズ14の外側の四方である第1移動体プレート26及びレンズ支持体20の4つの角部近傍に、それぞれY方向に沿って延在するように形成されている。
上側案内突起48と上側案内溝50は、それぞれY方向に延在しているため、Y方向のみに相対移動可能であり、X方向への移動が規制される。従って、レンズ支持体20は、第1移動体プレート26に対して、Y方向のみに移動が可能であり、X方向への移動が規制される。つまり、レンズ支持体20は、第2案内機構42によって、第1移動体プレート26に対してY方向に移動できる。これにより、レンズ支持体20は、第2移動体プレート28に対して、X方向及びY方向に移動できる。また、第1案内機構40と第2案内機構42は互いに独立した案内機構となっており、X-Y方向に対して同時に駆動したとしてもZ方向周りの回転方向への力が作用せず、レンズ支持体20が回転方向へ振動するのを防止できる。
この第2案内機構42の上側案内突起48と上側案内溝50は、第1案内機構40の下側案内突起44と下側案内溝46と同様の構成を有する。ただし、第2案内機構42のX方向をY方向と、Y方向をX方向と、それぞれ読み替える必要がある。
レンズ支持体20の外側には、板状の第1磁石52、第2磁石54が固定される。第1磁石52は、Y方向の一方側である下側案内突起44A、44Aと下側案内溝46A、46Aとが線接触している側に、その板面をY方向に向けて配置されている。第2磁石54は、X方向の一方側である上側案内突起48A、48Aと上側案内溝50A、50Aとが線接触している側に、その板面をX方向に向けて配置されている。第1磁石52は、Y方向を向いた一方の板面にS極が設けられ、他方の板面にN極が設けられている。第2磁石54は、X方向を向いた一方の板面にS極が設けられ、他方の板面にN極が設けられている。
第2移動体プレート28の下面には、それぞれ磁性体からなる第1磁性部材56と第2磁性部材58が配置される。第1磁性部材56は、Y方向の一方側に、第1磁石52と平行になるようにX方向に沿って配置される。第2磁性部材58は、X方向の一方側に、第2磁石54と平行になるようにY方向に沿って配置される。したがって、第1磁性部材56は、第1磁石52と第2移動体プレート28を挟んでZ方向で対向し、同様に第2磁性部材58は、第2磁石54と第2移動体プレート28を挟んでZ方向で対向する。
第1カバー30の四隅には、取付け部60がZ方向下方へ延びるように設けられている。それぞれの取付け部60には、四角形状の取付け孔62が形成されている。また、第2移動体プレート28の四隅には、被取付け部64が側方に突出するように形成されている。取付け孔62は被取付け部64に嵌り、これにより第1カバー30が第2移動体プレート28に固定される。なお、この第1カバー30の下面とレンズ支持体20の上面との間は、図7(A)、図7(B)に示すように、公差等で生じる誤差を含んだ必要最小限の隙間となっている。これにより、衝撃を受けたような場合においても、レンズ支持体20と第1移動体プレート26と第2移動体プレート28が、互いに過度に離れないように規制される。
第2移動体プレート28には、第1磁石52が設けられている側とは反対側の+Y側の外面に、板状の第3磁石66がその板面をY方向に向けて固定されている。この第3磁石66は、Z方向の上側と下側に2分割されており、板面にS極とN極が設けられ、その極性が上下で逆になるように配置されている。
図1に示すように、固定体16は、ベース80と第2カバー82を有する第2枠体68と、この第2枠体68に取り付けられる第3磁性部材70、第1コイル72、第2コイル74、第3コイル76、及びフレキシブルプリント基板78を含む。ベース80と第2カバー82はそれぞれ樹脂又は非磁性の金属から構成され、Z方向上方から見て四角形状である。ベース80の外側に第2カバー82が嵌め込まれることによって第2枠体68が構成される。この第2枠体68は、移動体18の第1枠体22の周囲を囲む。ベース80及び第2カバー82には、光を通過させる、或いはレンズ14を挿入するための通孔84、86が形成されている。
また、図1、図4に示すように、ベース80の4つの側面にはそれぞれZ方向の上方側が開放された開口部88が形成されている。また、ベース80の3つの側面を囲むように、上述のフレキシブルプリント基板78が配置される。即ち、フレキシブルプリント基板78は、ベース80のY方向に直交する2つの側面と、X方向に直交する1つの側面(-X側)を囲むようにコの字状に折り曲げられる。
フレキシブルプリント基板78の内側には、Y方向に直交する2面に第1コイル72、第3コイル76が固定され、X方向に直交する1面に第2コイル74が固定される。フレキシブルプリント基板78のZ方向下部には、端子部90が設けられ、この端子部90を介して電流供給、信号出力等が行われる。
さらに、図5に示すように、フレキシブルプリント基板78の内側にあって、第1コイル72の中側にはY方向位置検知素子92が配置され、第2コイル74の中側にはX方向位置検知素子94が配置され、第3コイル76に隣接した位置にはZ方向位置検知素子96が配置されている。
第1コイル72、Y方向位置検知素子92は、開口部88内においてベース80の内側に臨み、第1磁石52に対向するように配置されている。同様に、第2コイル74、X方向位置検知素子94は、開口部88内において、第2磁石54に対向するように配置されている。また、第3コイル76、Z方向位置検知素子96は、開口部88内において、第3磁石66に対向するように配置されている。
また、図1に示すように、フレキシブルプリント基板78の、第3コイル76が固定された部分の外側には、磁性体からなる第3磁性部材70が第3コイル76と平行に配置される。第3磁性部材70は、フレキシブルプリント基板78を介して、ベース80の側面に密着して固定される。この第3磁性部材70は、フレキシブルプリント基板78及び第3コイル76を間に挟んで第3磁石66に対向している。
第3磁性部材70には、第3磁石66からの磁束が流れ、第3磁石66と第3磁性部材70との間には吸引力が生じる。このため、移動体18には、固定体16に対してY方向の吸引力が作用する。
第3磁性部材70には、Z方向に延在する連結部98によってX方向に2分割された2つの分割開口100、100が形成されている。連結部98はX方向に延在していてもよく、その場合、分割開口100、100は、Z方向に2分割される。第3磁性部材70は、磁性を有するステンレススチール、あるいはメッキ処理を施した鉄で形成される。第3磁性部材70に分割開口100、100を形成することにより、第3磁石66との間の吸引力を所望の強さに調節できる。つまり、第3磁石66と第3磁性部材70との吸引力を、第3コイル76と第3磁石66とのZ方向への駆動力に対して相対的に弱めることが可能となる。これにより、Z方向への移動に必要となる駆動力を小さくすることができるとともに、外部から衝撃が加わったときに後述する光軸方向案内機構102に与えるダメージを小さくすることができる。
図1に示すように、移動体18は、固定体16に対して光軸方向案内機構102によりZ方向に移動可能に支持される。つまり、光軸方向案内機構102は、第2枠体68に対して第1枠体22をZ軸方向に移動自在に案内する。即ち、これにより、レンズ支持体20は、第1枠体22とともに光軸方向に移動自在に案内される。光軸方向案内機構102は、第3案内機構104と第4案内機構106により構成される。第3案内機構104は、第2枠体68に設けられる+X側案内軸108と、移動体18に設けられ、+X側案内軸108を収容する+X側案内孔110とから構成される。第4案内機構106は、第2枠体68に設けられる-X側案内軸112と、移動体18に設けられる-X側案内溝114とから構成される。
+X側案内軸108と-X側案内軸112は、本実施形態においては、Z方向へ延在する円柱の形をとり、例えばセラミック、金属又は樹脂から形成される。+X側案内軸108と-X側案内軸112は、ベース80の、第3コイル76が配置される側面内側の角部近傍に配置される。なお、+X側案内軸108と-X側案内軸112は、X-Y方向断面において円形としたが、一部のみが円形であってもよいし、楕円形であってもよい。四角形等の多角形状であってもよい。
ベース80の通孔84の周囲の底面部の、第3コイル76が配置される側面の角部近傍には、円筒状の挿入溝が形成された下側固定部116、116が設けられる。この下側固定部116、116には、+X側案内軸108と-X側案内軸112の下端が挿入固定される。また、上述した第3磁性部材70の上端はX方向両端においてY方向に折り曲げられた上側固定部118、118が形成される。それぞれの上側固定部118には挿入孔120が形成される。この挿入孔120、120に+X側案内軸108、-X側案内軸112の上端が挿入固定される。これにより、+X側案内軸108、-X側案内軸112がベース80に固定される。第3磁性部材70は+X側案内軸108、-X側案内軸112の支持機能を兼ねており、別部品を用いて支持する場合と比較して部品点数を少なくでき、+X側案内軸108、-X側案内軸112を安定して支持できる。
図2、図6に示すように、+X側案内孔110は第2移動体プレート28のZ方向の上面から下面を貫通する中空の通し孔として形成される。また、-X側案内溝114は、第2移動体プレート28のZ方向の上面から下面を貫通するように延在し、-X方向が外部に向けて開いた溝として形成される。
図6、図10に示すように、+X側案内孔110のX-Y平面における断面形状は、-Y側は、固定体側である+Y側に向けて開いたV字形状となっており、+Y側は方形である。+Y側の断面形状は半円形状であってもよい。
移動体18に取り付けられた第3磁石66と第3磁性部材70との間の吸着力により、移動体18は+Y方向に引き寄せられる。したがって、少なくとも+X側案内孔110の-Y側でV字形状を形成する案内面110A、110Aが、Z方向から見た場合に、+X側案内軸108の外表面に2箇所で線接触する。これにより、移動体18の固定体16に対するX方向及びY方向の位置決めを正確に行うことが可能となる。なお、+X側案内孔110の方形部分は、+X側案内軸108の外表面とはごくわずかな隙間を設けて線接触しないことが望ましいが、線接触してもかまわない。
また、-X側案内溝114は、X-Y平面の断面において、Y方向で対向する2つの壁面から構成される。これら2つの壁面には、曲面状にY方向に突出する突出部114A、114Aが形成される。図10に示すように、少なくとも-Y側の突出部114Aの中央が、-X側案内軸112の外表面に接触する。すなわち、-X側案内溝114と-X側案内軸112は、互いに少なくとも1点で点接触し、これにより摩擦抵抗が小さくなっている。なお、+Y側の突出部114Aは、-X側案内軸112の外表面とはごくわずかな隙間を設けて点接触しないことが望ましいが、線接触してもかまわない。このように、移動体18は、+X側案内軸108、-X側案内軸112に磁力によって押圧されているので、+X側案内軸108、-X側案内軸112に対して傾かない。さらに、レンズ14が大きくなると、レンズ14を搭載した移動体18の重量も大きくなる。この場合、従来、この磁力による必要な吸着力も大きくする必要があり、その結果、摩擦力が増えて、レンズの重量の増加分以上に、駆動力を大きくしなければならなかった。しかし、本実施形態において、案内軸構造としているために、この磁力による必要な吸着力を大きくする必要がなく、駆動力も小さくて済む。
上記レンズ駆動装置12において、第1磁石52、第1コイル72は第2移動体プレート28に対してレンズ支持体20をY軸方向に移動させる駆動機構を構成している。第1コイル72に通電すると、第1コイル72にはX方向の電流が流れる。第1コイル72に対向する第1磁石52はZ方向の成分を有する磁束を生じさせているから、第1コイル72にはY方向のローレンツ力が作用する。第1コイル72はベース80に固定されているから、第1磁石52に働くその反作用がレンズ支持体20に対する駆動力となる。レンズ支持体20は第2案内機構42に案内されてY方向に移動する。
第2案内機構42においては、上側案内突起48と上側案内溝50とが摺動する。上側案内突起48のZ方向端面が上側案内溝50の底面とは点接触し、上側案内突起48のX方向端面と上側案内溝50の側面とは線接触するので、上側案内突起48と上側案内溝50との間の摺動に対する摩擦は小さく、レンズ支持体20をスムーズに移動させることができる。
Y方向にレンズ支持体20が移動した後に、第1コイル72への通電を中止する。すると、第1磁石52と第1磁性部材56との間の吸引力、第2磁石54と第2磁性部材58との間の吸引力、下側案内突起44と下側案内溝46との間の摩擦、及び上側案内突起48と上側案内溝50との間の摩擦により、レンズ支持体20は、第1コイル72への通電を中止した際の位置に停止する。
また、第2磁石54、第2コイル74は第2移動体プレート28に対してレンズ支持体20を第1移動体プレート26とともにX軸方向に移動させる駆動機構を構成している。第2コイル74に通電すると、第2コイル74にはY方向の電流が流れる。第2コイル74に対向する第2磁石54はZ方向の成分を有する磁束を生じさせているから、第2コイル74にはX方向のローレンツ力が作用する。第2コイル74はベース80に固定されているから、第2磁石54に働くその反作用がレンズ支持体20及び第1移動体プレート26に対する駆動力となる。レンズ支持体20及び第1移動体プレート26は、第1案内機構40に案内されてX方向に移動する。
第1案内機構40においては、下側案内突起44と下側案内溝46とが摺動する。下側案内突起44のZ方向端面が下側案内溝46の底面とは点接触し、下側案内突起44のY方向端面と下側案内溝46の側面とは線接触するので、下側案内突起44と下側案内溝46との間の摺動に対する摩擦は小さく、レンズ支持体20をスムーズに移動させることができる。
X方向にレンズ支持体20と第1移動体プレート26が移動した後に、第2コイル74への通電を中止する。すると、第1磁石52と第1磁性部材56との間の吸引力、第2磁石54と第2磁性部材58との間の吸引力、下側案内突起44と下側案内溝46との間の摩擦、及び上側案内突起48と上側案内溝50との間の摩擦により、レンズ支持体20は第1移動体プレート26とともに、第2コイル74への通電を中止した際の位置に停止する。
第3磁石66、第3コイル76、及び第3磁性部材70は固定体16に対して移動体18を光軸方向に移動させる駆動機構を構成している。第3コイル76に通電すると、第3コイル76にはX方向の電流が流れる。第3コイル76に対向する第3磁石66はY方向の磁束を生じさせているから、第3コイル76にはZ方向のローレンツ力が作用する。第3コイル76はベース80に固定されているから、第3磁石66に働くその反作用が移動体18に対する駆動力となり、移動体18は、光軸方向案内機構102に案内されてZ方向へ移動する。即ち、レンズ支持体20は、光軸方向へ移動する。
移動体18がZ方向に移動した後に第3コイル76への通電を中止すると、第3磁石66と第3磁性部材70との間の吸引力、及び+X側案内軸108と+X側案内孔110、-X側案内軸112と-X側案内溝114の摩擦により、移動体18に含まれるレンズ支持体20は第3コイル76への通電を中止した位置に停止する。
ここで、カメラ装置10がY方向に衝撃を受けたとする。+X側案内軸108と+X側案内孔110、及び-X側案内軸112と-X側案内溝114は、離れたとしてもそれぞれわずかな距離だけ離れてすぐに元の位置に戻るので、ダメージはごく小さい。下側案内突起44と下側案内溝46、及び上側案内突起48と上側案内溝50は、それぞれ接触状態を保つので、ダメージはほぼ無い。
カメラ装置10がX方向に衝撃を受けたとする。+X側案内軸108と+X側案内孔110、-X側案内軸112と-X側案内溝114、下側案内突起44と下側案内溝46、及び上側案内突起48と上側案内溝50は、それぞれ接触状態を保つので、ダメージはほぼ無い。
カメラ装置10がZ方向に衝撃を受けたとする。+X側案内軸108と+X側案内孔110、及び-X側案内軸112と-X側案内溝114は、それぞれ接触状態を保つので、ダメージはほぼ無い。下側案内突起44と下側案内溝46、及び上側案内突起48と上側案内溝50は、離れたとしてもそれぞれわずかな距離だけ離れてすぐに元の位置に戻るとともに、接触状態が線接触又は面接触であるので、ダメージはほぼ無い。また、下側案内突起44と上側案内突起48とは、下側案内溝46及び上側案内溝50に点接触しているが、衝撃を受けた場合は、頂点の点接触している部分とその周囲が弾性変形する。頂点付近は大きな曲率半径で緩やかな頂点となるように構成しているので、接触面積が大きな面接触となって衝撃を吸収し、変形が残らない。
このように、カメラ装置10がどの方向に衝撃を受けたとしても、本実施形態のレンズ駆動装置12は、ダメージがごく小さいか、ほぼ無い。従って、レンズ支持体20のX、Y、Z方向へのスムーズな移動を確保できる。
上記実施形態においては、第1移動体プレート26に下側案内突起44、上側案内突起48を設け、これらに対向する第2移動体プレート28に下側案内溝46、レンズ支持体20に上側案内溝50を形成した例を説明した。しかしながら、突起と溝を入れ替えて、第1移動体プレート26の上下の面に案内溝を形成し、これに対向するように、第2移動体プレート28とレンズ支持体20に案内突起を形成してもよい。また、上側のみ又は下側のみを入れ替えてもよい。
また、上記実施形態では、第1コイル72、第2コイル74、第3コイル76、及び第3磁性部材70を固定体16に取り付け、第1磁石52、第2磁石54、第3磁石66を移動体18に取り付けた例を説明したが、第1コイル72、第2コイル74、第3コイル76、及び第3磁性部材70を移動体18に取り付け、第1磁石52、第2磁石54、第3磁石66を固定体16に取り付けてもよい。
また、上記実施形態では、案内突起を曲面状に形成し、平面状の案内溝に摺動させるようにしたが、案内溝を曲面状に形成し、平面状の案内突起を摺動させるようにしてもよい。
また、上記実施形態では、カメラ装置10に用いられるレンズ駆動装置12について説明したが、本発明は、他の装置にも適用可能である。
10 カメラ装置
12 レンズ駆動装置
14 レンズ
16 固定体
18 移動体
20 レンズ支持体
22 第1枠体
24 レンズ取付け用孔
26 第1移動体プレート
28 第2移動体プレート
30 第1カバー
32、34、36 開口
38 直交方向案内機構
40 第1案内機構
42 第2案内機構
44 下側案内突起
46 下側案内溝
48 上側案内突起
50 上側案内溝
52 第1磁石
54 第2磁石
56 第1磁性部材
58 第2磁性部材
60 取付け部
62 取付け孔
64 被取付け部
66 第3磁石
68 第2枠体
70 第3磁性部材
72 第1コイル
74 第2コイル
76 第3コイル
78 フレキシブルプリント基板
80 ベース
82 第2カバー
84、86 通孔
88 開口部
90 端子部
92 Y方向位置検知素子
94 X方向位置検知素子
96 Z方向位置検知素子
98 連結部
100 分割開口
102 光軸方向案内機構
104 第3案内機構
106 第4案内機構
108 +X側案内軸
110 +X側案内孔
110A 案内面
110B Y側面
112 -X側案内軸
114 -X側案内溝
114A 突出部
116 下側固定部
118 上側固定部
120 挿入孔
122 Z方向端面
124 Y方向端面
126 X方向端面

Claims (7)

  1. レンズの移動を案内する案内機構を有し、
    前記案内機構は、案内溝と該案内溝に摺動自在に嵌る案内突起とを有し、
    前記案内溝は、平面状に形成された底面を有し、
    XYZ直交座標系において、摺動方向をX方向、高さ方向をZ方向とすると、
    前記案内突起は前記案内溝の底面に対向するZ方向端面を有し、
    XZ平面で切断した前記Z方向端面の断面形状は前記案内溝の底面側が凸となる曲線状に形成され、前記XZ平面で切断したZ方向端面の断面形状が呈する曲線は、X方向幅に対して10~20倍の半径を有する円弧であり、且つYZ平面で切断した前記Z方向端面の断面形状は前記案内溝の底面側が凸となる曲線状に形成され、前記YZ平面で切断した断面形状が呈する曲線は、Y方向幅に対して1~10倍の半径を有する円弧である
    レンズ駆動装置。
  2. 前記案内突起は、前記Z方向端面のY方向及びX方向の中央で前記案内溝の底面に接触する請求項1記載のレンズ駆動装置。
  3. 前記案内溝は、前記底面から垂直に立ち上がり、X方向に延びる側面を有し、前記案内突起は、前記案内溝の側面に摺動するY方向端面を有し、XY平面で切断した前記Y方向端面の断面形状は前記案内溝の側面側が凸となる曲線状に形成されている請求項1記載のレンズ駆動装置。
  4. 前記案内機構は、前記レンズの外側の四方に形成されている請求項1記載のレンズ駆動装置。
  5. 前記案内突起は、X方向幅がY方向幅の2倍である請求項1記載のレンズ駆動装置。
  6. 請求項1からのいずれか1項記載のレンズ駆動装置と、レンズ支持体に支持されたレンズと、を有するカメラ装置。
  7. 請求項記載のカメラ装置を有する電子機器。
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