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JP2004347890A - Lens driving device, thin camera and cellular phone with camera - Google Patents

Lens driving device, thin camera and cellular phone with camera Download PDF

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JP2004347890A
JP2004347890A JP2003145319A JP2003145319A JP2004347890A JP 2004347890 A JP2004347890 A JP 2004347890A JP 2003145319 A JP2003145319 A JP 2003145319A JP 2003145319 A JP2003145319 A JP 2003145319A JP 2004347890 A JP2004347890 A JP 2004347890A
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JP
Japan
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lens
optical axis
lens holder
driving device
camera
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Pending
Application number
JP2003145319A
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Japanese (ja)
Inventor
Noboru Otsuki
登 大槻
Yoshifusa Miyasaka
美房 宮坂
Yuji Fujita
雄二 藤田
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Nidec Instruments Corp
Original Assignee
Sankyo Seiki Manufacturing Co Ltd
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Publication date
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Priority to KR1020030071785A priority patent/KR100733258B1/en
Priority to US10/685,548 priority patent/US7064912B2/en
Priority to CNA2003101028148A priority patent/CN1538776A/en
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To hold the position of a lens in a state where power supply is stopped and also to attain miniaturization. <P>SOLUTION: A lens driving device 1 is provided with lens holders 4 and 5 to hold the lenses 2 and 3, respectively, and a driving means 6 to directly move the lens holders 4 and 5 along the optical axis F of the lenses 2 and 3. The driving means 6 possesses an electromagnetic mechanism 31 arranged so as to surround the lens holders 4 and 5 on the outer peripheral side and to generate driving force for directly moving the lens holders 4 and 5 in the direction of the optical axis F, and a guide shaft 13 arranged in an inside space surrounded by the electromagnetic mechanism 31, engaged with engaging parts provided to the lens holders 4 and 5 and to guide the direct movement operation along the optical axis F by suppressing inclination of the lens holders 4 and 5 to the optical axis F. The lens driving device 1 is incorporated in a thin camera and a cellular phone with a camera 10. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、カメラなどに用いられるレンズ駆動装置および薄型カメラならびにカメラ付き携帯電話機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
カメラ付き携帯電話機などに搭載される薄型カメラとしては、撮影における焦点調整やズーム調整を行うためのレンズ移動距離が通常のカメラに比べて短いので、レンズを直接、磁気駆動するレンズ駆動装置が適している。このような磁気駆動タイプのレンズ駆動装置としては、たとえば、次のようなものが知られている。すなわち、レンズを保持する筒状のレンズホルダと、レンズホルダの外周に取り付けたリング状のロータマグネットと、ロータマグネットに対向する駆動コイルとを有し、駆動コイルへの通電を制御することにより、レンズを保持するレンズホルダを変換機構を介さずに直接、光軸方向に直動させると共に、そこにレンズホルダを磁気保持する構成のものが案出されている（特許文献１参照）。
【０００３】
一方、モータの回転力を直進運動に変換する変換機構を利用する場合の例として、レンズが保持されたレンズホルダを光軸に沿って案内するガイド軸を採用しているものが知られている（たとえば特許文献２、３参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１０−１５０７５９号公報（第３−５頁、図１−３）
【特許文献２】
特開平９−１０６３１４号公報（図１）
【特許文献３】
特開平１０−１４２４７２号公報（要約書）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許文献１のような従来のレンズ駆動装置では、レンズホルダのガイドが不十分であるため、レンズの位置精度、特に周方向の位置精度が悪くなりがちとなったり、レンズの水平精度が落ちがちとなっている。また、駆動コイルに通電して励磁させることによってレンズホルダの位置を保持しているので、通電を停止すると、レンズホルダの位置保持が解除されてしまう。このため、通電を停止したときに、外力、振動によってレンズの位置が移動してしまうという問題点も存在する。かといって、常時、給電すると、消費電力が大きくなり、携帯電話機などといった携帯機器に搭載できなくなるという問題点がある。
【０００６】
また、特許文献２や３のような回転運動を直進運動に変えて力を伝達するレンズ駆動機構の場合、モータ機構からレンズホルダまでの力の伝達機構や変換機構が複雑化し、組み立て作業の効率が悪化すると共にレンズ駆動機構を組み込まれた装置が大型化しがちとなる。
【０００７】
本発明は、上述した問題点を解決するためになされたものであり、レンズの位置精度の向上を図り、かつ、小型化を図るという課題を解決可能なレンズ駆動装置および薄型カメラならびにカメラ付き携帯電話機を提案することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上述の課題を解決するために、本発明では、レンズを保持するレンズホルダと、このレンズホルダをレンズの光軸に沿って直動させる駆動手段とを有するレンズ駆動装置において、駆動手段は、レンズホルダを外周側で囲むように配置されてレンズホルダを光軸方向に沿って直動させるための駆動力を発生させる電磁機構と、この電磁機構で囲まれた内部空間に配置されると共に、レンズホルダに設けた係合部に係合し、このレンズホルダの光軸に対する傾きを抑制して光軸に沿った直動動作をガイドするガイド軸と、を有している。
【０００９】
本発明では、レンズホルダを外周側で囲むように電磁機構を設けたため、レンズホルダの側方に電磁機構を配置した場合と比較して、レンズ駆動装置を小型化できる。また、ガイド軸の存在によって、レンズの位置精度、特に周方向の位置精度を向上させ、レンズの水平精度を向上させることができる。さらに、レンズホルダをガイドするガイド軸が電磁機構で囲まれた内部空間、すなわち電磁機構とレンズの間にあるレンズホルダ部分に配置されることとなるため、レンズ駆動装置の径方向の大きさを抑えることができる。
【００１０】
他の発明は、上述の発明のレンズ駆動装置に加え、レンズホルダは、２本のガイド軸に同時にガイドされて直動動作し、係合部は、ガイド軸に対して光軸方向に摺動する摺動部をそれぞれ有し、一方の摺動部を他方より光軸方向に長く形成している。この発明では、ガイド軸が２本であるため、レンズホルダのこじれ現象が生じにくく、位置ずれも発生しにくい。しかも、長い摺動部を設けているので、レンズホルダの倒れが生じにくくなり、レンズが光軸と平行に直動することとなる。
【００１１】
また、レンズホルダには、他のレンズホルダをガイドする長く形成された摺動部を逃げる逃げ部が、ガイドしないガイド軸が挿通する部分に半径方向の内側に切り欠くことで形成されるのが好ましい。この構成を採用すると、長く形成された摺動部が逃げ部に入り込める構成とすることができ、小型化しやすくなる。しかも、ガイドしないガイド軸の回りに空間を形成でき、他の２本のガイド軸での案内の妨げとなることがない。
【００１２】
また、光軸方向に並べて配置される２つのレンズホルダと、周方向に等間隔に配置される３本のガイド軸とを有し、２つのレンズホルダは、共通する１本のガイド軸および異なる１本のガイド軸の計２本のガイド軸によってガイドされるのが好ましい。このように構成すると、３本のガイド軸がバランス良く配置されることとなり、スペースを有効活用することができる。また、２本のガイド軸によってガイドされるため、回り防止とスムーズな直動動作を図ることができる。
【００１３】
また、駆動手段は、レンズホルダを外周側で囲むように配置されて光軸周りの回転駆動力を発生させる電磁機構と、この電磁機構が発生させた回転駆動力を光軸に沿う直線方向への駆動力に変換してレンズホルダを直動させる変換機構とを備え、変換機構は、電磁機構で囲まれた内部空間に配置されると共に、ガイド軸を有するようにするのが好ましい。この発明では、電磁機構が発生させた回転駆動力を変換機構によって光軸に沿う直線方向への駆動力にメカ的に変換してレンズホルダを直動させるため、電磁機構に対する給電を停止した状態でレンズホルダに光軸方向の外力が加わっても、このような外力によってレンズホルダが光軸方向に移動することを変換機構のメカ的な作用によって阻止する。したがって、電磁機構に給電しなくても、レンズホルダを所定位置に保持することができる。しかも、変換機構が電磁機構で囲まれた内部空間、すなわち電磁機構とレンズの間に配置されることとなるため、レンズ駆動装置の径方向の大きさを抑えることができる。
【００１４】
また、電磁機構は、外周面が周方向にＮＳ交互に着磁されたリング状のマグネットを有するロータと、リング状のマグネットの外周面に対向する複数の極歯が周方向に配置されたステータとを備え、変換機構は、レンズホルダの外周面およびロータの内周面のうちの一方側の面に形成された案内溝と、レンズホルダの外周面およびロータの内周面のうちの他方側の面に保持され、案内溝内に入り込んでロータが回転したときに案内溝内を相対移動してレンズホルダを光軸に沿って直動させる突起部を有するようにするのが好ましい。このように構成すると、電磁機構に対する給電を停止した状態でレンズホルダに光軸方向の外力が加わっても、このような外力によってレンズホルダが光軸方向に移動することを、ステータとロータとの間に作用するディテントトルクによっても阻止する。したがって、電磁機構に給電しなくても、レンズホルダを所定位置に確実に保持することができる。また、電磁機構をステップモータとすることができるため、その場合、ステータへの給電によってステップ数を制御するだけで、レンズの光軸方向における位置を確実に制御することができる。また、この変換機構では、簡単な構成によってレンズを光軸周りに回転させることなく、光軸方向に移動させることができる。また、レンズホルダは、突起部が案内溝内を相対移動することにより直動するので、光軸に対する案内溝の傾斜角を調整することにより、ロータの回転によるレンズホルダの光軸方向の移動量や位置精度を最適条件に設定することができる。
【００１５】
また、係合部近傍に突起部を形成するのが好ましい。このように構成した場合、案内溝により案内される突起部とガイド軸に案内される係合部との距離が短くなるため、互いの案内動作に影響し合う力を共に小さいものとすることができる。
【００１６】
さらに、長く形成された摺動部が２つのレンズホルダではさまれる空間内に突出するように形成され、変換機構は、２つのレンズホルダがそれぞれ保持するレンズの間隔を可変とする機構とされ、その間隔がせばまったときに長く形成されたそれぞれの摺動部を対応する逃げ部にそれぞれ入り込み可能とすると共に、逃げ部に入り込んだ長く形成された各摺動部の外周面とその逃げ部の内周面との間に隙間を設けるのが好ましい。この構成とすると、ズームレンズ機構を採用した場合、レンズ案内のスムーズ化と共にズームレンズ機構の小型化を可能とすることができる。
【００１７】
また、他の発明では、上述の各発明のレンズ駆動装置に加え、レンズとレンズホルダとを樹脂の一体成型体で構成し、レンズ部分を非球面樹脂レンズとし、レンズホルダ部分の一部を係合部としている。この構成とすると、組み立て精度、特にレンズホルダをレンズの光軸とガイド軸の両軸に対して垂直となる状態を維持させつつ直動動作させる際の精度、を向上させるのが容易となる。
【００１８】
また、本発明の薄型カメラは、上述したレンズ駆動装置と、このレンズ駆動装置の対物側に固定配置されたカバーガラスと、光軸方向であってレンズ駆動装置中のレンズをはさんでカバーガラスとは反対側に固定配置された撮像素子と、レンズ駆動装置中のレンズホルダであって光軸方向に直動動作をすると共にレンズを保持するレンズホルダに固定された絞りと、を有している。
【００１９】
この薄型カメラは、レンズ駆動部分が偏平化可能とされているため、全体の薄型化が可能となる。また、通電を停止した状態でレンズの位置保持を行うことができるため、通電を常時行う必要が無くなり低消費電力化したカメラとなる。また、直動動作するレンズホルダに絞りが固定されているため、絞りをレンズホルダに固定して、レンズホルダを組み込めば自動的に絞りも組み込まれることとなり、絞りの組み込み作業が効率化される。また、レンズホルダのガイド軸に対する垂直度をそのまま利用して絞りが組み込まれることとなるため、光軸に対する絞りの垂直度を設定しやすいものとなる。
【００２０】
また、他の発明は、上述の薄型カメラに加え、レンズホルダを少なくとも２つ設け、レンズ間の間隔を可変とすることでズーミングを可能とし、間隔が可変とされるレンズホルダであって対物側に配置されるレンズホルダの撮像素子側に絞りを固定配置している。この発明では、ズーミング機構の対物側のレンズホルダの撮像素子側に絞りが固定されているので、ズーミング機構の対物側のレンズを通過した光であってレンズとして十分な機能を果たさない部分を通ってくる光を遮断できるので、対物側のレンズによって正しく屈折されてきた光のみを撮像素子側のレンズに案内することができる。
【００２１】
また、本発明のカメラ付き携帯電話機は、上述の薄型カメラをカメラ付き携帯電話機のカメラ部とし、薄型カメラ中のカバーガラスの表面とケースの表面とを一直線状に配置し、カバーガラスの表面から薄型カメラ中の撮像素子の裏面までの長さを６〜１０ｍｍとし、撮像素子とケースの裏面との間に撮像素子に接続される基板を配置している。
【００２２】
このカメラ付き携帯電話機は、カメラ部分が偏平小型化されており、しかもカバーガラスの表面から撮像素子の裏面までの長さが６〜１０ｍｍとなっているため、全体の薄型化が可能となる。また、レンズ駆動装置への通電を停止した状態でレンズの位置保持を行うことができるため、通電を常時行う必要が無くなり、低消費電力化したカメラ付き携帯電話機とすることができる。さらに、撮像素子の裏面とケースの裏面との間に撮像素子に接続される基板を配置しているので、撮像素子が基板に保護され、高長寿命化や高信頼性を達成することができる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態に係るレンズ駆動装置を説明する。なお、薄型カメラおよびカメラ付き携帯電話機については、レンズ駆動装置の説明と共に説明することとする。
【００２４】
（全体構成）
図１は、本発明の実施の形態に係るレンズ駆動装置を示す断面図である。
【００２５】
図１に示すように、このレンズ駆動装置１は、カメラ付き携帯電話機１０に搭載されている薄型カメラに組み込まれるものであり、その内部に配置される複数のレンズ２，３を駆動するためのものである。レンズ駆動装置１は、複数のレンズ２，３と、レンズ２を中心に備えたドーナッツ状のレンズホルダ４と、レンズ３を中心に備えたドーナッツ状のレンズホルダ５と、レンズホルダ４，５をレンズ２，３の光軸Ｆに沿って被写体に近づくＡ方向、および被写体から遠ざかるＢ方向の双方向に移動させる駆動手段となる駆動機構６と、レンズホルダ４，５および駆動機構６を収納したケース体とを備えている。
【００２６】
ケース体は、前側ケース７と、この前側ケース７に対して光軸Ｆに沿った方向から嵌る後側ケース８とを備えている。前側ケース７は、被写体光を導入するためにその中央に設置された円形の開口７ａが形成された端面７ｂと、端面７ｂの外周縁に形成された円錐状の斜面部７ｃと、ロータ１１（詳細は後述）の一方の端部を受けるベアリングボール１２が配置される円輪状のボール受け部７ｄと、ガイド軸１３（詳細は後述）の一端を支持するドーナッツ状に形成されたガイド支持部７ｅとを備えている。
【００２７】
後側ケース８は、円板状の背面部８ａと、被写体光を案内するために背面部８ａの中央に設置された円形の開口８ｂと、背面部８ａの外周縁から被写体側に延び前側ケース７の外周面に嵌る筒状となる筒状胴部８ｃと、ロータ１１の他方の端部を受けるベアリングボール１４が配置される円輪状のボール受け部８ｄと、ガイド軸１３の他端が挿入されることでガイド軸１３を支持すると共に開口８ｂの外周を囲むこととなるガイド保持部８ｅとを備えている。
【００２８】
なお、ベアリングボール１２は、円輪状の凹溝となるボール受け部７ｄにほぼ隙間なく円輪状に配置されている。また、ベアリングボール１４も、円輪状の凹溝となるボール受け部８ｄにほぼ隙間なく円輪状に配置されている。
【００２９】
ケース体の内部には駆動機構６が収納される。すなわち、前側ケース７の端面７ｂと後側ケース蓋７の背面部８ａの間に駆動機構６が収納される。前側ケース７の開口７ａから後側ケース８の開口８ｂの間に撮影光学系が配置される。
【００３０】
図１に示すカメラ付き携帯電話機１０は、折り畳み方式のもので、矢示Ｃ方向に折り畳まれるものとなっている。折り畳んだときの上面であって開いたときの背面側に、薄型カメラの一部（カバーガラス２１と前側ケース７の端面７ｂ）が露出する構造とされている。光学系の最前方には、カバーガラス２１が配置され、その内部に撮影光学系が配置されている。
【００３１】
この撮影光学系は、ズーミング光学系とされており、被写体側（対物側）から固定レンズ２２と、可動の対物側のレンズとなるレンズ２と、可動の撮像素子側のレンズとなるレンズ３とから構成されている。このズーミング光学系は、ズーム比２倍で、３群３枚のレンズ構成で焦点距離は２〜４ｍｍとされ、水平画角は５３度〜２８度で、Ｆ値は３．５〜５．３とされている。レンズ３の被写体とは反対側には、光軸Ｆに沿った方向にフィルタ２３と、撮像素子２４と、この撮像素子２４に接続される回路基板２５とが配置されている。また、レンズ２の撮像素子２４側の面には、中央に円形孔を有する円板状の絞り２６が固定されている。
【００３２】
カバーガラス２１は、その前面側となる表面が前側ケース７の端面７ｂやカメラ付き携帯電話機１０のケースの表面１０ａと同一平面（一直線状）となるように設置されている。このカバーガラス２１は、外部の塵等が撮影光学系部分に入り込むのを防止するものである。固定レンズ２２は、非球面樹脂レンズで、レンズ作用をする中央のレンズ部と、レンズを保持する作用をする外周部のレンズホルダ部がプラスチック（樹脂）で一体成型されたものとなっている。レンズ部は、両面が凹面とされた凹レンズとされている。その円形外周縁がガイド支持部７ｅに突き当たり係止されていると共に、ガイド支持部７ｅが外縁となる円形孔内に小径のレンズホルダ部が嵌入している。
【００３３】
レンズ２は、被写体側に突出した非球面の凸レンズで、このレンズ２を支えるレンズホルダ４と同一樹脂材で一体的に成型された一体成型体（詳細は後述）とされている。この一体成型体は、全体としては円盤状とされている。レンズ３は、撮像素子２４の側に突出した非球面の凸レンズで、このレンズ３を支えるレンズホルダ５と同一樹脂材で一体的に成型された一体成型体（詳細は後述）とされている。この一体成型体も、全体としては円盤状とされている。
【００３４】
フィルタ２３は、撮像素子２４の検出波長に対応させて所定の波長の光をカットするためのものである。撮像素子２４は、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ−Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）で構成されており、その検知信号を回路基板２５へ送る。検知信号は、フレキシブル基板２６を介して図示しない制御部（マイクロコンピュータ等で構成されている）へ送られる。
【００３５】
この薄型カメラでは、カバーガラス２１の表面から撮像素子２４の裏面までの長さＨは７．５ｍｍとされている。この長さＨを５ｍｍ以上とすると、ズーミング機構を余裕をもって組み込み易くなり、１０ｍｍ以下とすると、撮像素子２４の裏面とカメラ付き携帯電話機１０のケースの裏面１０ｂとの間に回路基板２５を配置しても、カメラ付き携帯電話機１０の厚さを薄くすることができる。
【００３６】
また、この薄型カメラは、その径φが１０ｍｍとされている。この径φを８ｍｍ以上とすると、駆動機構６の径を大きくでき動作性能が大きく向上する。また、レンズ２，３の性能を向上させ易くなる。一方、１５ｍｍ以下とすると、小型化の面で非常に有利となり、携帯電話機、モバイルコンピュータ、ＰＤＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｄｉｇｉｔａｌ Ａｓｓｉｓｔａｎｃｅ）等の小型な装置への組み込みが容易となる。
【００３７】
（駆動機構６の構成）
本実施の形態において、駆動機構６は、レンズホルダ４，５を外周側で囲むように配置されて、光軸Ｆ周りの回転駆動力を発生させる電磁機構３１と、この電磁機構３１が発生させた回転駆動力を光軸Ｆに沿う直線方向への駆動力に変換してレンズホルダ４，５を直動させる変換機構３２とを有している。
【００３８】
電磁機構３１は、ＰＭ型ステッピングモータと同一の構造を有しており、外周面が周方向にＮＳ交互に多極着磁されたリング状のマグネット４１と、筒状の溝付きリング４２からなるロータ１１と、リング状のマグネット４１の外周面に対向するステータ４３とを備えている。
【００３９】
ロータ１１は、全体として円筒状とされ、レンズホルダ４，５を外周側で囲むように配置される。ロータ１１は、マグネット４１をインサート樹脂成型することでマグネット４１と樹脂製の溝付きリング４２とが固定され、両者が一体的に回転するようになっている。
【００４０】
ステータ４３は、光軸Ｆ方向に沿って並べて配置された第１の駆動コイル４４と、第２の駆動コイル４５とを有している。第１の駆動コイル４４は、極歯の外周に巻回されることでドーナッツ状に形成され、光軸Ｆ方向の両側から第１の外ステータコア４６および第１の内ステータコア４７に挟まれている。第１の外ステータコア４６および第１の内ステータコア４７には、第１の駆動コイル４４の内周面に沿って交互に並ぶ複数の極歯が形成されている。
【００４１】
同様に、第２の駆動コイル４５も、極歯の外周に巻回されることでドーナッツ状に形成されており、光軸Ｆ方向の両側から第２の内ステータコア４８および第２の外ステータコア４９に挟まれている。第２の内ステータコア４８および第２の外ステータコア４９にも、第２の駆動コイル４５の内周面に沿って交互に並ぶ複数の極歯が形成されている。
【００４２】
ここで、ロータ１１は、ベアリングボール１２，１４によって、光軸Ｆ周りに回転可能に支持されている。ロータ１１とレンズホルダ４，５は、以下に説明する変換機構３２を介して機構的に結合している。このため、ロータ１１は、光軸Ｆに沿っての移動が規制された状態で光軸Ｆ周りに回転可能に支持されている。この実施の形態では、ベアリングボール１２，１４およびボール受け部７ｄ，８ｄによって、ロータ１１に対する支持手段が構成されている。また、レンズホルダ４，５は、回転阻止手段であり、ガイド手段ともなるガイド軸１３が挿通されることで光軸Ｆ周りの回転が阻止されている。
【００４３】
以下に、変換機構３２の詳細構造と動作について、図１および図２から図６を参照しながら説明する。
【００４４】
図２は、ロータ１１の内周面側に配置される溝付きリング４２に形成される溝５１，５２の状況を説明するための図で、（Ａ）は溝付きリング４２のイメージ図で、（Ｂ）は各溝５１，５２に対応した各レンズ２，３，２２の動きを示すレンズ動作図である。
【００４５】
図１および図２に示すように、変換機構３２は、ロータ１１の内周面、すなわち、溝付きリング４２に形成された２本の溝５１，５２（案内溝）と、レンズホルダ４，５の外周部に形成された突起部５３，５４（係合手段）とを有している。突起部５３は溝５１内に入り込み、突起部５４は溝５２内に入り込む。
【００４６】
図３は、変換機構３２によって直動動作する各レンズ２，３の動きを説明するための端面図で、（Ａ）は望遠撮影時の各レンズ２，３，２２の位置関係を示し、（Ｂ）は標準撮影時の各レンズ２，３，２２の位置関係を示し、（Ｃ）は広角撮影時の各レンズ２，３，２２の位置関係を示している。図２および図３に示すように、固定レンズ２２は常に位置が固定しており、一方、レンズ２とレンズ３はロータ１１が回転することで、光軸Ｆに沿って直動動作する。この動きの詳細は後述する。
【００４７】
図４から図６は、各レンズ２２，２，３の断面図と平面図である。樹脂製の一体成型体である固定レンズ２２は、図４に示すように、両面が凹となる円形状のレンズ部６１と、レンズ部６１を囲むドーナッツ形状のレンズホルダ部６２とを有している。レンズホルダ部６２は、レンズ部６１に続く厚さが厚い嵌合部６３と、その外周に配置される厚さが薄い係止部６４とを有している。嵌合部６３を厚くし、レンズ部６１を薄くしてしかも凹部としているため、レンズ部６１の光軸Ｆ方向の両側には、嵌合部６３の仮想水平面６５，６６とレンズ部６１のレンズ面６７，６８とではさまれた空間Ｓ１，Ｓ２が形成される。また、係止部６４の一部には、直線状に切り欠かれた切欠部６９が設けられている。この切欠部６９の部分は、樹脂を注入するためのゲート部が配置される部分または配置されていた部分である。
【００４８】
固定レンズ２２は、その嵌合部６３がガイド支持部７ｅで形成される開口部分に嵌合し、一方、係止部６４が開口７ａに嵌合すると共にガイド支持部７ｅに突き当たり、その位置、すなわち、ガイド支持部７ｅに係止された状態で固定される。
【００４９】
レンズ２とレンズホルダ４の一体成型体は、図５に示すように、非球面樹脂レンズとなる半球状のレンズ２を中心に有し、このレンズ２の外周に連続して形成されるドーナッツ状のレンズホルダ４とを有している。レンズホルダ４は、ガイドおよび回り止めとして機能する２つの係合部７１，７２と、ガイドとしても回り止めとしても機能しない１つの逃げ部７３と、一方の係合部７１の近傍に設置され溝５１に挿入される突起部５３と、を有する。なお、係合部７２は、ガイドと回り止めの各機能のうち、ガイドとしての機能はわずかであり、回り止めの機能が主たる機能となっている。
【００５０】
係合部７１は、３本のガイド軸１３のうちの１本（このガイド軸１３を以下ではガイド軸１３ａという。）が貫通すると共にガイド作用と回り止め作用をする貫通孔８１を備える長く形成された柱状の摺動部８２を有する。この摺動部８２は、その突出方向が光軸Ｆと平行となるように、かつ貫通孔８１の中心軸が光軸Ｆと平行となるように、撮像素子２４側に突出している。
【００５１】
係合部７２は、３本のガイド軸１３のうちの１本（このガイド軸１３を以下ではガイド軸１３ｂという。）が挿通すると共にガイド作用と回り止め作用を行う切欠部８３を有する。この切欠部８３のガイド軸１３ｂと摺動する部分が係合部７２の摺動部となる。
【００５２】
逃げ部７３は、切欠孔として形成され、３本のガイド軸１３のうちの残りの１本（このガイド軸１３を以下ではガイド軸１３ｃという。）が挿通すると共にレンズ３側の長く形成された摺動部１０２（詳細は後述）が入り込み可能とされることで摺動部１０２の逃げ空間Ｓ３を形成している。この逃げ部７３は、ガイドとしても回り止めとしても機能しないものとなっている。
【００５３】
レンズホルダ４は、さらに、レンズ２を囲むように配置される厚さが薄い連結部７４と、この連結部７４の外周に配置される厚さが厚い突き当たり部７５と、連結部８４および突き当たり部７５とをつなぐ円錐状の傾斜面となる傾斜部７６と、連結部７４と突き当たり部７５の各厚さの略中間の厚さとなる外周部７７と、絞り２６を囲む円輪状の係合突起７８とを有している。
【００５４】
なお、３本のガイド軸１３は、１２０度間隔で均等間隔配置されており、各ガイド軸１３が挿通する２つの係合部７１，７２と１つの逃げ部７３は、それらの各中心が同様に１２０度間隔となるように配置されている。また、貫通孔８１と切欠部８３は、共に外周部７７に形成され、逃げ部７３としての切欠孔は、外周部７７から突き当たり部７５に渡って形成されている。外周部７７の一部には、切欠部６９と同様な形状の切欠部８４が形成され、樹脂注入のゲート部とされている。また、レンズ２の突出高さは、突き当たり部７５の仮想水平面８５とその突出の頂点とが重なるように形成されているが、わずかに飛び出たり、または仮想水平面８５にわずかに届かないようにしても良い。
【００５５】
レンズ３とレンズホルダ５の一体成型体は、非球面樹脂レンズとなる半球状のレンズ３を中心に有し、レンズ３の外周に連続して形成されるドーナッツ形状のレンズホルダ５とを有している。レンズホルダ５は、ガイドおよび回り止めとして機能する２つの係合部９１，９２と、ガイドとしても回り止めとしても機能しない１つの逃げ部９３と、一方の係合部９１の近傍に設置され溝５２に挿入される突起部５４とを有する。なお、係合部９２は、係合部７２と同様に、ガイド機能と回り止め機能のうち、主に回り止め機能を有するものとなっている。
【００５６】
レンズホルダ５は、さらにレンズ３を囲むように配置される厚さが薄い連結部９４と、この連結部９４の外周に配置される厚さが厚い保護部９５と、連結部９４および保護部９５とをつなぐ円錐状の傾斜面となる傾斜部９６と、連結部９４と保護部９５の各厚さの略中間の厚さとなる外周部９７とを有している。
【００５７】
係合部９１は、ガイド軸１３ｃが貫通すると共にガイド作用と回り止め作用をする貫通孔１０１を有する長く形成された摺動部１０２を有する。この摺動部１０２は、被写体側（対物側）に突出すると共に、その突出方向や貫通孔１０１の中心軸が光軸Ｆと平行となるように形成されている。係合部９２は、ガイド軸１３ｂが挿通すると共にガイド作用と回り止め作用を行う切欠部１０３を有する。この切欠部１０３のガイド軸１３ｂと摺動する部分が係合部９２の摺動部となる。逃げ部９３は、切欠孔として形成され、ガイド軸１３ａが挿通すると共にレンズ２側の摺動部８２が入り込み可能とされることで、摺動部８２の逃げ空間Ｓ４を形成している。この逃げ部９３は、ガイドとしても回り止めとしても機能しないものとなっている。
【００５８】
なお、３本のガイド軸１３は、１２０度間隔で均等間隔配置されており、各ガイド軸１３が挿通する２つの係合部９１，９２と１つの逃げ部９３は、それらの各中心が同様に１２０度間隔となるように配置されている。また、貫通孔１０１と切欠部１０３は、共に外周部９７に形成され、逃げ部９３としての切欠孔は、外周部９７から保護部９５に渡って形成されている。外周部９７の一部には、切欠部８４と同様な形状でかつ同様な位置に切欠部１０４が形成され、樹脂注入のゲート部とされている。また、レンズ３の突出高さは、保護部９５の仮想水平面１０５とその突出の頂点とが重なるように形成されているが、わずかに飛び出たり、または仮想水平面１０５にわずかに届かないように形成しても良い。
【００５９】
長く形成した摺動部８２，１０２は、長く形成することで、ガイド軸１３ａ，１３ｃに対しての各レンズ２，３の傾き（倒れ）を防止している。これによって各レンズ２，３が光軸Ｆ方向に直動動作するとき、各レンズ２，３の中心が光軸Ｆと同一線上を動作することとなる。また、係合部７２，９２が短い摺動部とされているのは、直動動作するときのこじれ防止のためである。すなわち、ガイド作用による直動動作は、長く形成された摺動部８２，１０２が担っており、係合部７２，９２は回り止めとしての機能を特に担っている。また、係合部７２，９２が外周から中心方向に切り欠かれた切欠孔８３，１０３とされているのは、この各係合部７２，９２が、上述したように、各レンズ２，３の回り止めを行うことが主目的であり、できる限り摺動によるロスや不具合を発生させないためである。
【００６０】
長く形成された摺動部８２，１０２の長さＨ１，Ｈ２は、係合部７２，９２の厚さ、すなわち外周部７７，９７の厚さＨ３，Ｈ４の２〜５倍、この実施の形態では、Ｈ１：Ｈ３＝２３：６で、Ｈ２：Ｈ４＝２１：６とされている。上述のように長い摺動部が短い摺動部の２〜５倍となると、傾き防止とこじれ防止の両面で好ましいものとなる。特に、３〜４倍の場合、垂直度を保った状態での光軸Ｆ方向への移動が高精度かつ高摺動性をもって実行される。
【００６１】
また、係合部７２，９２の外周部７７，９７の厚さを連結部７４，９４の厚さより厚くしているのは、連結部７４，９４をできる限り薄くすることでレンズ２，３をできる限り大径とし、口径を大きくする一方、その薄くした連結部７４，９４ではガイド軸１３との摺動時の強度を保持できないためである。傾斜面７６，９６を設け、徐々に厚くすることで強度アップをひずみなく達成できると共に、最も厚い突き当たり部７５を形成することで、レンズ２が固定レンズ２２に突き当たることを確実に防止し、最も厚い保護部９５を形成することで、レンズ３がフィルタ２３に突き当たることを確実に防止している。
【００６２】
図１に示す構造では、ロータ１１の溝付きリング４２に形成された溝５１，５２は、貫通溝とされている。すなわち、溝５１，５２は、溝付きリング４２を貫通し、光軸Ｆから見てマグネット５１がその溝５１，５２の奥に確認できるようになっている。しかし、溝付きリング４２に、貫通しない凹溝を形成するようにしても良い。なお、溝付きリング４２は、樹脂材で形成されているが、鉄材で形成しても良い。樹脂材とすると、この実施の形態のように、マグネット４１をインサートするインサート成型によってロータ１１を形成することができる。また、溝付きリング４２を鉄材とすると、溝付きリング４２がマグネット４１のバックヨーク的な働きをし、電磁機構３１の能力を向上させることができる。
【００６３】
また、ガイド軸１３は、金属製とされているが樹脂製としても良い。さらに、前側ケース７と後側ケース８は共に樹脂製とされているが金属製としても良い。また、この実施の形態では、長く形成された摺動部８２は、その長さＨ１の範囲でガイド軸１３ａと摺動している。これは、貫通孔８１と突き当たり部７５との間にわずかな隙間ｈ（図５参照）が介在しているためである。一方、レンズホルダ５の長く形成された摺動部１０２は、その長さＨ２に、保護部９５の突出分が加えられた長さ範囲でガイド軸１３ｃと摺動している。このような構成を有しているため、長さＨ２は長さＨ１より小さくしても十分な摺動機能を果たすことができるのである。
【００６４】
このレンズ駆動装置１の組み込みにおいては、前側ケース７やガイド軸１３を組み込む前にレンズ２，３が組み込まれる。すなわち、後側ケース８に対してステータ４３やフィルタ２３やベアリングボール１４を組み込んだ後に、ロータ１１をまず組み込み、その後、レンズ２，３をロータ１１で囲まれる内部空間に入れ込む。このとき、突起部５３とレンズ２を有する一体成型体や、突起部５３とレンズ３を有する一体成型体の各最長径は、ロータ１１の内径よりわずかに小さくされているので、各一体成型体をロータ１１内に入れ込むことが可能である。
【００６５】
組み込みに当たっては、まず、突起部５４を有する一体成型体を奥側に入れ込んでいき、溝５２が形成されている部分に対向する位置に突起部５４がきたとき、この一体成型体を横方向にずらし、突起部５４を溝５２に入れ込む。また、その後、突起部５３を有する一体成型体をロータ１１内に入れていき、溝５１が形成されている部分に対向する位置に突起部５３がきたとき、この一体成型体を横方向にずらし、突起部５３を溝５１に入れ込む。
【００６６】
その後、３本のガイド軸１３をそれぞれ各一体成型体を挿通させ、その一端を後側ケース８に圧入して支柱状とする。次に、ベアリングボール１２を所定位置に保持させるようにして前側ケース７を後側ケース８と嵌合させる。その後、固定レンズ２２を組み込み、最後にカバーガラス２１を組み込む。
【００６７】
次に、以上のように構成されたレンズ駆動装置１および薄型カメラの動作について説明する。
【００６８】
この薄型カメラは、電源がオフされているときは、図３（Ａ）に示す望遠撮影位置で待機している。撮影用のスイッチ（図示省略）を動作させると、図示しない電源からフレキシブル基板２６、端子２７（後側ケース２８の軸方向端面からフレキシブル基板２６側に突出している部分）を介して電力が電磁機構３１に供給される。すると、ステータ４３が励磁され、ロータ１１は被写体側から見て時計方向（ＣＷ）に回転する。その回転は、変換機構３２によって直動動作に変換され、固定レンズ２２に対してレンズ２がさらに近づこうとする（図１の矢示Ａ方向に動こうとする）。
【００６９】
しかしながら、通常は、固定レンズ２２の嵌合部６３の先端と、レンズホルダ４の突き当たり部７５とが突き当たっているため、レンズ２は動かない。一方、振動等によって、嵌合部６３と突き当たり部７５とが突き当たっていないときは、突き当たり部７５は固定レンズ２２側に向かって動き、嵌合部６３に突き当たる。以上のような動作によって、原点の位置出しが行われる。なお、待機状態を図３（Ｂ）に示す標準撮影位置としたり、図３（Ｃ）に示す広角撮影位置としても良い。なお、待機状態を広角撮影位置としたときは、原点位置出しは広角側で行うのが好ましい。
【００７０】
原点位置出しが行われた後、ロータ１１は被写体側から見て反時計方向（ＣＣＷ）に回転する。このため、レンズ２，３は、共に被写体から遠ざかる方向に駆動され（直動動作し）、図３（Ｂ）に示す標準撮影位置で停止する。このとき、レンズ２側の溝５１がより急な斜線となっているため、レンズ２の方が、レンズ３に比べ、被写体からより大きく後退する。
【００７１】
図３（Ｂ）に示す標準撮影位置で停止する際、レンズ２側の長く形成された摺動部８２は、レンズ３側の逃げ部９３の逃げ空間Ｓ４内に入り、摺動部８２はレンズ３側のレンズホルダ５に衝突しない。このとき、摺動部８２の外周面と逃げ部９３の内周面との間にはわずかな隙間が生じており、直動動作に影響を与えることはない。一方、レンズ３側の長く形成された摺動部１０２もレンズ２側の逃げ部７３の逃げ空間Ｓ３に入り、摺動部１０２もレンズ２側のレンズホルダ４に衝突しない。このとき、摺動部１０２の外周面と逃げ部７３の内周面との間にもわずかな隙間が生じており、直動動作に影響を与えることはない。
【００７２】
この標準撮影位置となると、撮影が可能とされ、シャッタ（図示省略）が動作可能となる。ユーザは、図示しないズーミングボタンを操作することで、望遠方向や広角方向へレンズ２，３を動かすことができる。望遠方向に動かす場合は、ロータ１１を被写体側から見て時計方向へ回転させる。広角方向へ動かす場合は、ロータ１１を被写体側から見て反時計方向へ回転させる。
【００７３】
所定の倍率に設定し、撮影用ボタン（図示省略）を押し被写体を撮影する。撮影は撮像素子２４上の像を撮像素子２４が検出し、信号処理することで行われる。撮影終了後、撮影用ボタンをオフすることで、次の撮影チャンスまで待機させるようにしても良いが、この薄型カメラでは、撮影用ボタンをオフすることなく、そのままの状態とすることで、撮影待機モードで待機することとなる。この撮影待機モードでは、電磁機構３１への通電を停止させる一方、レンズ２，３は最終位置に保持される。制御部（図示省略）は、ステッピングモータとなる電磁機構３１によって動作するレンズ２，３の原点位置からのステップ数を記憶することで、レンズ２，３の最終位置を記憶する。
【００７４】
このため、撮影待機モードから撮影モードに移行する場合、レンズ２，３を所定の設定位置にすばやく移動させることができる。また、撮影待機モードでは、レンズ２，３の位置保持のための電力が不要となるため、低消費電力化されたものとなる。なお、撮影用ボタンを押し、電源をオフすると、カメラ部分は撮影待機モードではなく完全なオフ状態となる。このときも、電磁機構３１への通電は停止されるが、その直前にロータ１１は被写体側から見て時計方向に回転し、レンズ２，３は望遠撮影位置となる。この望遠撮影位置となったことを制御部が検知し、電磁機構３１への通電を制御部が停止することで完全なオフ状態となる。
【００７５】
この実施の形態においては、上述のような制御を行うようにしているが、撮影用ボタンを押し、オフさせたとき、レンズ２，３を最終停止位置で、そのまま位置保持させつつ、電磁機構３１への通電を停止するような制御としても良い。その場合、撮影のために撮影用ボタンを押したときには、上述のように原点出し動作を行わせるようにするのが好ましいが、原点出し動作を行わせず、すぐに記憶されているステップ数（すなわち制御部によって記憶されているレンズ２，３の位置）に基づいて、レンズ２，３を所定の方向へ移動させるようにしても良い。
【００７６】
（実施の形態の効果）
このように、この実施の形態のレンズ駆動装置１や薄型カメラにおいては、レンズホルダ４，５を外周側で囲むように電磁機構３１を配置したため、レンズホルダ４，５の側方に駆動手段、特に電磁機構を配置した場合と比較して、レンズ駆動装置１や薄型カメラを小型化できる。また、径方向に関しては、対称性の良いものとなり、振動防止の面で有利となる。また、ガイド軸の存在によって、レンズの位置精度、特に周方向の位置精度や水平精度の向上が図られる。
【００７７】
また、この実施の形態では、電磁機構３１が発生させた回転駆動力を変換機構３２によって光軸Ｆに沿う直線方向への駆動力に変換してレンズホルダ４，５を直動させるため、電磁機構３１に対する給電を停止した状態でレンズホルダ４，５に光軸Ｆ方向の外力や振動が加わっても、このような外力や振動によってレンズホルダ４，５が光軸Ｆ方向に移動することを変換機３２がメカ的な作用によって阻止する。したがって、電磁機構３１に給電しなくても、レンズホルダ４，５を所定位置に保持することができる。
【００７８】
また、電磁機構３１は、ステッピングモータの構造を備えているため、電磁機構３１に対する給電を停止した状態でレンズホルダ４，５に光軸Ｆ方向の外力や振動が加わっても、このような外力や振動によってレンズホルダ４，５が光軸Ｆ方向に移動することを、ステータ４３とロータ１１との間に作用するディテントトルクによっても阻止する。したがって、電磁機構３１に給電しなくても、レンズホルダ４，５を所定位置に確実に保持することができる。また、ステータ４３への給電によってステップ数を制御するだけで、レンズ２，３の光軸Ｆ方向における位置を確実に制御することができる。
【００７９】
また、この実施の形態では、レンズホルダ４，５とロータ１１との間に、それらやガイド軸１３を含めた変換機構３２を設けたため、径方向の厚みが増すことがない。また、溝５１，５２、突起部５３，５４および３本のガイド軸１３によって、レンズ２，３を光軸Ｆの周りに回転させることなく、光軸Ｆ方向に移動させることができる。また、レンズホルダ４，５は、突起部５３，５４が溝５１，５２内をそれぞれ相対移動することにより直動するので、光軸Ｆに対する溝５１，５２の傾斜角を調整することにより、ロータ１１の回転によるレンズホルダ４，５の光軸Ｆ方向の移動量や位置精度を最適条件に設定することができる。また、この種の設定によって、ズーミング動作を高倍率化したり、最適化することができる。
【００８０】
以上、本発明の好適な実施の形態の例を説明したが、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変更実施可能である。たとえば上述の例では、可動するレンズが２枚である例、すなわちレンズ２，３が可動する例を示したが、１つのレンズのみを可動とする場合や、３枚以上のレンズを可動させる場合にも本発明を適用することができる。また、レンズホルダ４，５をそれぞれ筒状にし、その部分の外周に溝５１，５２に相当する溝をそれぞれ設け、一方、ロータ１１の内周面に突起部５３，５４に相当する突起を設けるようにしても良い。
【００８１】
また、駆動手段としての駆動機構６を１つ設けた例を示したが、駆動機構６を光軸Ｆ方向に２つまたは３つ以上重ねて配置しても良い。その場合、ガイド軸１３は、すべての駆動機構６に共通して使用できるようにするのが好ましい。また、駆動機構６を２段重ねにした場合、被写体側をズーム機構とし、撮像素子２４側をオートフォーカス機構とするのが好ましいが、逆の配置としても良い。また、上述の実施の形態では、回転駆動力を直線方向への駆動力に変換する変換機構３２を備えているが、変換機構を備えないようにしても良い。この場合、電磁機構としては、たとえば、ムービングコイル型のリニアモータ等を採用し、レンズホルダをガイド軸に沿って直接リニア駆動させる構成などが考えられる。
【００８２】
また、ロータ１１の両端面を受けるベアリングボール１２，１４はそれぞれ円輪状に隙間なく配置されるものとしたが、等間隔に３個（１２０度間隔）、４個（９０度間隔）、５個（７２度間隔）等間隔をあけてベアリングボール１２，１４を配置するようにしても良い。また、ベアリングボール１２側を円輪状にベアリングボール１２を配置する構成とし、ベアリングボール１４側を間隔をあけて（たとえば１２０度間隔の３個）ベアリングボール１４を配置する構成としても良いし、またこの逆の関係としても良い。円輪状のベアリングボール１２，１４を配置した場合、摩擦が少なくなり、軽い回転が可能となる。間隔をあけてベアリングボール１２，１４を配置した場合、傾きが少なくなり、安定した回転を得ることができると共にコストの低減が可能となる。
【００８３】
また、上述の実施の形態では、突起部５３，５４を溝５１，５２に挿入する際、ガイド軸１３を設置する以前に、各一体成型体をロータ１１内に入れた後、光軸Ｆ方向に対して直角となる方向へ水平移動させて溝５１，５２へ突起部５３，５４を入れ込む方法を採用したが、溝付きリング４２の内周面に溝５１へつながる挿入案内溝と、溝５２へつながる挿入案内溝を設けるようにしても良い。この場合、挿入案内溝へ突起部５３，５４を入れ、その挿入案内溝に沿って突起部５３，５４を移動させ、所定のズーム用の溝５１，５２に入れ込むこととなる。この構成を採用すると、ガイド軸１３を設置する以前のみならず設置した後でも、レンズ２，３の組み込みが可能となる。
【００８４】
また、溝付きリング４２に溝５１，５２を設けるのではなく、溝付きリング４２を設けずマグネット４１に直接、溝５１，５２を設けるようにしても良い。また、レンズ２，３とレンズホルダ４，５とをそれぞれ一体成型したものとするのではなく、レンズ２に別体のレンズホルダ４を取り付け、レンズ３に別体のレンズホルダ５を取り付けるようにしたり、突起部５３，５４のみを後からレンズホルダ４，５に取り付けるようにしても良い。また、突起部としては、レンズホルダ４，５やロータ１１に固定させるのではなく、回動可能なボールと、そのボールを回動可能に保持する凹部とを設ける構成等、突起部を固定させないようにしても良い。
【００８５】
また、２つのレンズ２，３によってズーム機構を動作させる場合、ガイド軸１３としては、１２０度間隔に配置される３本のガイド軸１３が好ましいが、回り止めが他の手段でなされているときは２本のガイド軸１３（１３ａ、１３ｃ）のみとしても良い。また、１つのレンズのみを可動させるときも、２本のガイド軸１３とすることができる。２本のガイド軸１３とする場合は、１８０度対称に配置するのが好ましい。なお、複数のガイド軸１３を配置するときは、等間隔（等角度間隔）が好ましいが、不均等間隔で配置するようにしても良い。
【００８６】
絞り２６は、円形状で中央に円形穴を有する構成とされた薄板とされているが、厚板形状としたり、レンズ２の一部やレンズホルダ４に光の通過を阻止する部材を蒸着等で付け、レンズ２を有する一体成型体と一体的に取り扱えるようにしても良い。さらに、絞り２６は、レンズ３側に設けたり、フィルタ２３の近傍に固定したりしても良い。
【００８７】
電磁機構３１としては、上述したようにステッピングモータの構成が好ましいが、可動レンズとして２位置のみの状態が必要な場合など、簡易な機構で良い場合は、駆動コイルが１つの同期モータとしたり、マグネット４１が不要なリラクタンスモータとしても良い。また、精度の高い位置制御が必要とされる場合には、エンコーダ方式や駆動コイルに発生する逆起電力の検出などによってロータの位置を検知する方式を採用したステッピングモータや直流ブラシレスモータを、電磁機構３１として採用しても良い。
【００８８】
また、上述の実施の形態では、レンズ駆動装置１をカメラ付き携帯電話機のカメラ部分の機構として組み込んだ例を示したが、本発明のレンズ駆動装置や薄型カメラは、モバイルコンピュータ、ＰＤＡ等の他の携帯装置に使用したり、監視カメラ、医療用カメラ等他のカメラ装置や、自動車、テレビ等の装置にも組み込むことができる。
【００８９】
【発明の効果】
本発明では、レンズの位置精度の向上を図り、かつ、小型化を図ることができるレンズ駆動装置および薄型カメラならびにカメラ付き携帯電話機を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係るレンズ駆動装置および薄型カメラを示す断面図である。
【図２】図１に示されるレンズ駆動装置中のロータに形成される溝の状況を説明するための図で、（Ａ）は溝付きリングのイメージ図で、（Ｂ）は各溝に対応した各レンズの動きを示すレンズ動作図である。
【図３】図１に示されるレンズ駆動装置中の変換機構によって直動動作する各レンズの動きを説明するための端面図で、（Ａ）は望遠撮影時の各レンズの位置関係を示す図で、（Ｂ）は標準撮影時の各レンズの位置関係を示す図で、（Ｃ）は広角撮影時の各レンズの位置関係を示す図である。
【図４】図１に示されるレンズ駆動装置中の固定レンズを示す図で、（Ａ）は（Ｂ）に示すＡ−Ａ線断面図で、（Ｂ）は平面図である。
【図５】図１に示されるレンズ駆動装置中の可動するレンズであって対物側のレンズを示す図で、（Ａ）は（Ｂ）に示すＡ−Ａ線断面図にそのＣ−Ｃ線断面図を付加した図で、（Ｂ）は平面図である。
【図６】図１に示されるレンズ駆動装置中の可動するレンズであって撮像素子側のレンズを示す図で、（Ａ）は（Ｂ）に示すＡ−Ａ線断面図にそのＣ−Ｃ線断面図を付加した図で、（Ｂ）は平面図である。
【符号の説明】
１ レンズ駆動装置
２ レンズ（対物側の可動レンズ）
３ レンズ（撮像素子側の可動レンズ）
４，５ レンズホルダ
６ 駆動機構（駆動手段）
７ 前側ケース
８ 後側ケース
１０ カメラ付き携帯電話機
１０ａ ケースの表面
１０ｂ ケースの裏面
１１ ロータ
１２ ベアリングボール
１３ ガイド軸（回転阻止手段）
１４ ベアリングボール
２１ カバーガラス
２２ 固定レンズ
２３ フィルタ
２４ 撮像素子
２５ 回路基板（基板）
３１ 電磁機構
３２ 変換機構
４１ マグネット
４２ 溝付きリング
４３ ステータ
４４ 第１の駆動コイル
４５ 第２の駆動コイル
５１，５２ 溝（案内溝）
５３，５４ 突起部（係合手段）
７１，７２ 係合部
７３ 逃げ部
８２ 長く形成された摺動部
８３ 切欠部（摺動部）
９１，９２ 係合部
９３ 逃げ部
１０２ 長く形成された摺動部
１０３ 切欠部（摺動部）[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a lens driving device used for a camera and the like, a thin camera, and a camera-equipped mobile phone.
[0002]
[Prior art]
As a thin camera mounted on a camera-equipped mobile phone, etc., the lens moving distance for performing focus adjustment and zoom adjustment in shooting is shorter than that of a normal camera, so a lens drive device that directly drives the lens magnetically is suitable. ing. For example, the following is known as such a magnetic drive type lens drive device. That is, by having a cylindrical lens holder that holds the lens, a ring-shaped rotor magnet attached to the outer periphery of the lens holder, and a drive coil facing the rotor magnet, by controlling the energization of the drive coil, There has been proposed a configuration in which a lens holder for holding a lens is directly moved in the optical axis direction without using a conversion mechanism, and the lens holder is magnetically held there (see Patent Document 1).
[0003]
On the other hand, as an example of using a conversion mechanism that converts the rotational force of a motor into a linear motion, one that employs a guide shaft that guides a lens holder holding a lens along an optical axis is known. (For example, see Patent Documents 2 and 3).
[0004]
[Patent Document 1]
JP-A-10-150759 (page 3-5, FIG. 1-3)
[Patent Document 2]
JP-A-9-106314 (FIG. 1)
[Patent Document 3]
JP-A-10-142472 (abstract)
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the conventional lens driving device as disclosed in Patent Literature 1, since the guide of the lens holder is insufficient, the positional accuracy of the lens, particularly, the positional accuracy in the circumferential direction tends to deteriorate, and the horizontal accuracy of the lens becomes poor. It tends to fall. Further, since the position of the lens holder is held by energizing the drive coil to excite it, when the energization is stopped, the position holding of the lens holder is released. For this reason, there is also a problem that the position of the lens moves due to external force and vibration when the power supply is stopped. However, there is a problem that if power is supplied constantly, the power consumption increases, and it cannot be mounted on a portable device such as a mobile phone.
[0006]
Further, in the case of a lens driving mechanism for transmitting a force by changing a rotational motion into a linear motion as disclosed in Patent Documents 2 and 3, a mechanism for transmitting and converting a force from a motor mechanism to a lens holder is complicated, and the efficiency of assembly work is increased. And the size of the device incorporating the lens driving mechanism tends to increase.
[0007]
The present invention has been made in order to solve the above-described problems, and has a lens driving device, a thin camera, and a camera-equipped mobile phone capable of improving the positional accuracy of a lens and solving the problem of miniaturization. The aim is to propose a telephone.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-described problems, according to the present invention, in a lens driving device having a lens holder that holds a lens and a driving unit that linearly moves the lens holder along the optical axis of the lens, the driving unit includes a lens An electromagnetic mechanism that is arranged to surround the holder on the outer peripheral side and generates a driving force for linearly moving the lens holder along the optical axis direction; and a lens that is arranged in an internal space surrounded by the electromagnetic mechanism and And a guide shaft that engages with an engaging portion provided on the holder, suppresses the inclination of the lens holder with respect to the optical axis, and guides a linear motion along the optical axis.
[0009]
In the present invention, since the electromagnetic mechanism is provided so as to surround the lens holder on the outer peripheral side, the size of the lens driving device can be reduced as compared with the case where the electromagnetic mechanism is arranged on the side of the lens holder. In addition, the presence of the guide shaft can improve the positional accuracy of the lens, particularly the positional accuracy in the circumferential direction, and can improve the horizontal accuracy of the lens. Further, since the guide shaft for guiding the lens holder is disposed in the internal space surrounded by the electromagnetic mechanism, that is, in the lens holder portion between the electromagnetic mechanism and the lens, the size of the lens driving device in the radial direction is reduced. Can be suppressed.
[0010]
According to another aspect of the present invention, in addition to the above-described lens driving device, the lens holder is linearly operated while being simultaneously guided by the two guide shafts, and the engaging portion slides in the optical axis direction with respect to the guide shaft. And one of the sliding portions is formed longer in the optical axis direction than the other. In the present invention, since there are two guide shafts, the lens holder is less likely to be twisted, and is less likely to be displaced. In addition, since the long sliding portion is provided, the lens holder hardly falls down, and the lens moves linearly in parallel with the optical axis.
[0011]
Also, the lens holder is formed by cutting out a radially inward portion where a guide shaft that does not guide is inserted into a radially inward portion that escapes a long sliding portion that guides another lens holder. preferable. By adopting this configuration, it is possible to adopt a configuration in which the elongated sliding portion can enter the escape portion, and it is easy to reduce the size. In addition, a space can be formed around the guide shaft that does not guide, and there is no hindrance to the guide by the other two guide shafts.
[0012]
Further, it has two lens holders arranged side by side in the optical axis direction and three guide shafts arranged at equal intervals in the circumferential direction, and the two lens holders have a common one guide shaft and a different one. It is preferable to be guided by a total of two guide shafts, one guide shaft. With this configuration, the three guide shafts are arranged in a well-balanced manner, and the space can be effectively used. In addition, since the rotation is guided by the two guide shafts, rotation can be prevented and smooth linear motion can be achieved.
[0013]
The driving means includes an electromagnetic mechanism that is arranged so as to surround the lens holder on the outer peripheral side and generates a rotational driving force around the optical axis, and the rotational driving force generated by the electromagnetic mechanism in a linear direction along the optical axis. And a conversion mechanism for converting the driving force into a linear motion to directly move the lens holder. The conversion mechanism is preferably disposed in an internal space surrounded by an electromagnetic mechanism and has a guide shaft. In the present invention, the rotational drive force generated by the electromagnetic mechanism is mechanically converted by the conversion mechanism into a drive force in a linear direction along the optical axis to directly move the lens holder. Thus, even if an external force in the optical axis direction is applied to the lens holder, the lens holder is prevented from moving in the optical axis direction by such external force by the mechanical action of the conversion mechanism. Therefore, the lens holder can be held at a predetermined position without supplying power to the electromagnetic mechanism. In addition, since the conversion mechanism is disposed in the internal space surrounded by the electromagnetic mechanism, that is, between the electromagnetic mechanism and the lens, the size of the lens driving device in the radial direction can be suppressed.
[0014]
The electromagnetic mechanism includes a rotor having a ring-shaped magnet whose outer peripheral surface is alternately magnetized in the NS in a circumferential direction, and a stator having a plurality of pole teeth facing the outer peripheral surface of the ring-shaped magnet arranged in the circumferential direction. The conversion mechanism includes a guide groove formed on one of the outer peripheral surface of the lens holder and the inner peripheral surface of the rotor, and the other of the outer peripheral surface of the lens holder and the inner peripheral surface of the rotor. It is preferable that the projections have a projection that is held on the surface and moves relatively in the guide groove when the rotor enters the guide groove and rotates, thereby causing the lens holder to move directly along the optical axis. With such a configuration, even when external force is applied to the lens holder in the optical axis direction while power supply to the electromagnetic mechanism is stopped, such movement of the lens holder in the optical axis direction by such external force is caused by the fact that the stator and the rotor It is also blocked by the detent torque acting between them. Therefore, the lens holder can be reliably held at a predetermined position without supplying power to the electromagnetic mechanism. Further, since the electromagnetic mechanism can be a step motor, in this case, the position of the lens in the optical axis direction can be reliably controlled only by controlling the number of steps by feeding power to the stator. Further, in this conversion mechanism, the lens can be moved in the optical axis direction with a simple configuration without rotating the lens around the optical axis. Also, since the lens holder moves linearly by the relative movement of the protrusions in the guide groove, the amount of movement of the lens holder in the optical axis direction due to the rotation of the rotor is adjusted by adjusting the inclination angle of the guide groove with respect to the optical axis. And the position accuracy can be set to optimal conditions.
[0015]
Further, it is preferable to form a protrusion near the engaging portion. In such a configuration, the distance between the protrusion guided by the guide groove and the engagement part guided by the guide shaft is shortened, so that the forces that affect each other's guiding operation can be reduced. it can.
[0016]
Further, a long sliding portion is formed so as to protrude into a space sandwiched between the two lens holders, and the conversion mechanism is a mechanism that makes a distance between lenses held by the two lens holders variable, When the distance is short, each of the long sliding portions can enter the corresponding relief portion, and the outer peripheral surface of each of the long sliding portions entering the relief portion and its relief It is preferable to provide a gap between the inner peripheral surface of the portion and the inner peripheral surface. With this configuration, when a zoom lens mechanism is employed, it is possible to make the zoom lens mechanism smaller and to make the lens guide smoother.
[0017]
In another invention, in addition to the lens driving devices of the above-described inventions, the lens and the lens holder are formed of an integrally molded resin, the lens portion is an aspherical resin lens, and a part of the lens holder portion is engaged. It is a joint. With this configuration, it is easy to improve the assembling accuracy, particularly the accuracy when the lens holder is operated linearly while maintaining the lens holder perpendicular to both the optical axis and the guide axis of the lens.
[0018]
Further, the thin camera according to the present invention includes the above-described lens driving device, a cover glass fixedly arranged on the object side of the lens driving device, and a cover glass sandwiching the lens in the lens driving device in the optical axis direction. And an aperture fixed to a lens holder in the lens driving device that performs a linear motion in the optical axis direction and holds the lens. I have.
[0019]
In this thin camera, since the lens driving portion can be flattened, the overall thickness can be reduced. Further, since the position of the lens can be held in a state in which the power supply is stopped, it is not necessary to perform the power supply all the time, and the camera consumes less power. In addition, since the aperture is fixed to the lens holder that operates linearly, the aperture is automatically incorporated if the aperture is fixed to the lens holder and the lens holder is incorporated, thereby increasing the efficiency of the aperture installation work. . Further, since the aperture is incorporated by using the degree of perpendicularity of the lens holder to the guide axis as it is, it is easy to set the degree of perpendicularity of the aperture to the optical axis.
[0020]
According to another aspect of the present invention, there is provided a lens holder in which at least two lens holders are provided and a distance between lenses is variable to enable zooming, and the distance is variable. The stop is fixedly arranged on the image sensor side of the lens holder arranged at the position. In the present invention, since the stop is fixed to the image sensor side of the lens holder on the objective side of the zooming mechanism, the light passes through the lens on the objective side of the zooming mechanism and passes through a portion that does not function sufficiently as a lens. Since the incoming light can be blocked, only the light correctly refracted by the objective-side lens can be guided to the imaging element-side lens.
[0021]
In the camera-equipped mobile phone of the present invention, the above-described thin camera is used as a camera part of the camera-equipped mobile phone, and the surface of the cover glass in the thin camera and the surface of the case are arranged in a straight line. The length to the back surface of the imaging device in the thin camera is set to 6 to 10 mm, and a substrate connected to the imaging device is arranged between the imaging device and the back surface of the case.
[0022]
This camera-equipped mobile phone has a flat and small camera portion and a length of 6 to 10 mm from the front surface of the cover glass to the back surface of the image sensor, so that the overall thickness can be reduced. Further, since the position of the lens can be held in a state where the power supply to the lens driving device is stopped, it is not necessary to perform the power supply all the time, and a camera-equipped mobile phone with low power consumption can be provided. Furthermore, since the substrate connected to the image sensor is arranged between the back surface of the image sensor and the back surface of the case, the image sensor is protected by the substrate, and a long life and high reliability can be achieved. .
[0023]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, a lens driving device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. The thin camera and the camera-equipped mobile phone will be described together with the description of the lens driving device.
[0024]
(overall structure)
FIG. 1 is a sectional view showing a lens driving device according to an embodiment of the present invention.
[0025]
As shown in FIG. 1, the lens driving device 1 is incorporated in a thin camera mounted on a camera-equipped mobile phone 10 and drives a plurality of lenses 2 and 3 disposed therein. Things. The lens driving device 1 includes a plurality of lenses 2 and 3, a donut-shaped lens holder 4 having the lens 2 at the center, a donut-shaped lens holder 5 having the lens 3 at the center, and lens holders 4 and 5. A drive mechanism 6 serving as a drive unit for moving in both directions A along the optical axis F of the lenses 2 and 3 toward the subject and in a B direction away from the subject, and lens holders 4 and 5 and the drive mechanism 6 are housed. And a case body.
[0026]
The case body includes a front case 7 and a rear case 8 fitted into the front case 7 in a direction along the optical axis F. The front case 7 has an end face 7b formed with a circular opening 7a provided at the center thereof for introducing subject light, a conical slope 7c formed on an outer peripheral edge of the end face 7b, and a rotor 11 ( A ring-shaped ball receiving portion 7d in which a bearing ball 12 for receiving one end portion of which is described later is disposed, and a donut-shaped guide support portion 7e that supports one end of a guide shaft 13 (details will be described later). And
[0027]
The rear case 8 includes a disc-shaped back portion 8a, a circular opening 8b provided at the center of the back portion 8a for guiding the subject light, and a front case extending from the outer peripheral edge of the back portion 8a to the subject side. 7, a cylindrical cylindrical body 8c fitted on the outer peripheral surface, a ring-shaped ball receiving portion 8d on which a bearing ball 14 for receiving the other end of the rotor 11 is disposed, and the other end of the guide shaft 13 are inserted. And a guide holding portion 8e that supports the guide shaft 13 and surrounds the outer periphery of the opening 8b.
[0028]
The bearing balls 12 are arranged in a ring shape with almost no gap in the ball receiving portion 7d which is a ring-shaped groove. The bearing balls 14 are also arranged in a ring shape with almost no gap in the ball receiving portion 8d which is a ring-shaped groove.
[0029]
The drive mechanism 6 is housed inside the case body. That is, the drive mechanism 6 is housed between the end face 7 b of the front case 7 and the back surface 8 a of the rear case lid 7. An imaging optical system is arranged between the opening 7a of the front case 7 and the opening 8b of the rear case 8.
[0030]
The camera-equipped mobile phone 10 shown in FIG. 1 is of a foldable type and is foldable in the direction of arrow C. A part of the thin camera (the cover glass 21 and the end surface 7b of the front case 7) is exposed on the upper surface when folded and the rear surface when opened. A cover glass 21 is disposed at the forefront of the optical system, and a photographing optical system is disposed therein.
[0031]
This photographing optical system is a zooming optical system, and includes a fixed lens 22 from a subject side (object side), a lens 2 serving as a movable objective side lens, and a lens 3 serving as a movable imaging element side. It is composed of This zooming optical system has a zoom ratio of 2, a three-group three-lens configuration, a focal length of 2 to 4 mm, a horizontal angle of view of 53 to 28 degrees, and an F value of 3.5 to 5.3. It has been. On the opposite side of the lens 3 from the subject, a filter 23, an image sensor 24, and a circuit board 25 connected to the image sensor 24 are arranged in a direction along the optical axis F. A disk-shaped diaphragm 26 having a circular hole in the center is fixed to the surface of the lens 2 on the side of the image sensor 24.
[0032]
The cover glass 21 is installed such that the front surface thereof is flush with the end surface 7b of the front case 7 and the surface 10a of the case of the camera-equipped mobile phone 10 (in a straight line). The cover glass 21 prevents external dust and the like from entering the photographing optical system. The fixed lens 22 is an aspheric resin lens in which a central lens portion acting as a lens and a lens holder portion at an outer peripheral portion acting to hold the lens are integrally formed of plastic (resin). The lens section is a concave lens having both concave surfaces. The circular outer peripheral edge abuts on and is locked by the guide support portion 7e, and a small-diameter lens holder portion is fitted into a circular hole where the guide support portion 7e is an outer edge.
[0033]
The lens 2 is an aspherical convex lens protruding toward the subject side, and is an integrally molded body (details will be described later) integrally molded with the same resin material as the lens holder 4 supporting the lens 2. This integrally molded body has a disk shape as a whole. The lens 3 is an aspherical convex lens protruding toward the image sensor 24, and is an integrally molded body (details will be described later) integrally molded with the same resin material as the lens holder 5 supporting the lens 3. This integrally molded body also has a disk shape as a whole.
[0034]
The filter 23 cuts light having a predetermined wavelength in accordance with the detection wavelength of the image sensor 24. The image sensor 24 is configured by a CCD (Charge-Coupled Device), and sends a detection signal to the circuit board 25. The detection signal is sent to a controller (not shown) (including a microcomputer) via the flexible board 26.
[0035]
In this thin camera, the length H from the front surface of the cover glass 21 to the back surface of the image sensor 24 is 7.5 mm. When the length H is 5 mm or more, the zooming mechanism can be easily incorporated with a margin. When the length H is 10 mm or less, the circuit board 25 is disposed between the back surface of the imaging device 24 and the back surface 10 b of the case of the camera-equipped mobile phone 10. However, the thickness of the camera-equipped mobile phone 10 can be reduced.
[0036]
This thin camera has a diameter φ of 10 mm. When the diameter φ is 8 mm or more, the diameter of the drive mechanism 6 can be increased, and the operation performance is greatly improved. Further, the performance of the lenses 2 and 3 can be easily improved. On the other hand, if it is 15 mm or less, it is very advantageous in terms of miniaturization, and it can be easily incorporated into a small device such as a mobile phone, a mobile computer, or a PDA (Personal Digital Assistance).
[0037]
(Configuration of drive mechanism 6)
In the present embodiment, the drive mechanism 6 is disposed so as to surround the lens holders 4 and 5 on the outer peripheral side, and generates an rotational drive force around the optical axis F. And a conversion mechanism 32 that converts the rotational driving force into a driving force in a linear direction along the optical axis F to directly move the lens holders 4 and 5.
[0038]
The electromagnetic mechanism 31 has the same structure as that of the PM type stepping motor, and includes a ring-shaped magnet 41 whose outer peripheral surface is NS-polarized alternately in the circumferential direction, and a cylindrical grooved ring 42. A rotor 11 and a stator 43 facing the outer peripheral surface of the ring-shaped magnet 41 are provided.
[0039]
The rotor 11 has a cylindrical shape as a whole, and is arranged so as to surround the lens holders 4 and 5 on the outer peripheral side. In the rotor 11, the magnet 41 and the resin-made grooved ring 42 are fixed by insert resin molding of the magnet 41, and the two are integrally rotated.
[0040]
The stator 43 has a first drive coil 44 and a second drive coil 45 arranged side by side along the optical axis F direction. The first drive coil 44 is formed in a donut shape by being wound around the outer circumference of the pole teeth, and is sandwiched between the first outer stator core 46 and the first inner stator core 47 from both sides in the optical axis F direction. . The first outer stator core 46 and the first inner stator core 47 have a plurality of pole teeth alternately arranged along the inner peripheral surface of the first drive coil 44.
[0041]
Similarly, the second drive coil 45 is also formed in a donut shape by being wound around the outer circumference of the pole teeth, and the second inner stator core 48 and the second outer stator core 49 from both sides in the direction of the optical axis F. It is sandwiched between. The second inner stator core 48 and the second outer stator core 49 also have a plurality of pole teeth alternately arranged along the inner peripheral surface of the second drive coil 45.
[0042]
Here, the rotor 11 is rotatably supported by the bearing balls 12 and 14 around the optical axis F. The rotor 11 and the lens holders 4 and 5 are mechanically connected via a conversion mechanism 32 described below. For this reason, the rotor 11 is rotatably supported around the optical axis F in a state where movement along the optical axis F is restricted. In this embodiment, support means for the rotor 11 is constituted by the bearing balls 12, 14 and the ball receiving portions 7d, 8d. The lens holders 4 and 5 are rotation preventing means, and rotation around the optical axis F is prevented by inserting a guide shaft 13 also serving as a guide means.
[0043]
Hereinafter, the detailed structure and operation of the conversion mechanism 32 will be described with reference to FIGS. 1 and 2 to 6.
[0044]
FIGS. 2A and 2B are views for explaining the state of the grooves 51 and 52 formed in the grooved ring 42 arranged on the inner peripheral surface side of the rotor 11, and FIG. 2A is an image diagram of the grooved ring 42. (B) is a lens operation diagram showing the movement of each lens (2, 3, 22) corresponding to each groove (51, 52).
[0045]
As shown in FIGS. 1 and 2, the conversion mechanism 32 includes two grooves 51 and 52 (guide grooves) formed in the inner peripheral surface of the rotor 11, that is, the grooved ring 42, and the lens holders 4 and 5. And projections 53, 54 (engaging means) formed on the outer peripheral portion of the main body. The protrusion 53 enters the groove 51, and the protrusion 54 enters the groove 52.
[0046]
FIG. 3 is an end view for explaining the movement of each of the lenses 2 and 3 which directly move by the conversion mechanism 32. FIG. 3A shows the positional relationship between the lenses 2, 3, and 22 during telephoto shooting. (B) shows the positional relationship between the lenses 2, 3, and 22 during standard shooting, and (C) shows the positional relationship between the lenses 2, 3, and 22 during wide-angle shooting. As shown in FIGS. 2 and 3, the position of the fixed lens 22 is always fixed. On the other hand, the lens 2 and the lens 3 move linearly along the optical axis F when the rotor 11 rotates. Details of this movement will be described later.
[0047]
4 to 6 are a sectional view and a plan view of each of the lenses 22, 2, and 3, respectively. As shown in FIG. 4, the fixed lens 22, which is a resin integrally molded body, includes a circular lens portion 61 having concave surfaces on both sides, and a donut-shaped lens holder portion 62 surrounding the lens portion 61. I have. The lens holder part 62 has a fitting part 63 having a large thickness following the lens part 61, and a locking part 64 having a small thickness disposed on the outer periphery thereof. Since the fitting portion 63 is made thicker and the lens portion 61 is made thinner and concave, the virtual horizontal surfaces 65 and 66 of the fitting portion 63 and the lens of the lens portion 61 are provided on both sides of the lens portion 61 in the optical axis F direction. Spaces S1 and S2 sandwiched between the surfaces 67 and 68 are formed. In addition, a cutout portion 69 which is cut out linearly is provided in a part of the locking portion 64. The notch 69 is a portion where a gate for injecting resin is disposed or a portion where the gate is disposed.
[0048]
In the fixed lens 22, the fitting portion 63 fits into an opening formed by the guide support portion 7e, while the locking portion 64 fits into the opening 7a and abuts on the guide support portion 7e. That is, it is fixed while being locked to the guide support portion 7e.
[0049]
As shown in FIG. 5, the integrally molded body of the lens 2 and the lens holder 4 has a hemispherical lens 2 serving as an aspherical resin lens at the center, and has a donut shape formed continuously around the outer periphery of the lens 2. Lens holder 4. The lens holder 4 includes two engaging portions 71 and 72 functioning as a guide and a detent, one escape portion 73 not functioning as a guide and a detent, and a groove installed near one of the engaging portions 71. And a projection 53 inserted into the projection 51. The engagement portion 72 has only a small function as a guide among the functions of the guide and the detent, and the detent function is a main function.
[0050]
The engaging portion 71 is formed to be long and has a through hole 81 through which one of the three guide shafts 13 (hereinafter, the guide shaft 13 is referred to as a guide shaft 13a) and a guiding function and a detent function. It has a columnar sliding portion 82. The sliding portion 82 projects toward the image sensor 24 so that the projecting direction is parallel to the optical axis F and the center axis of the through hole 81 is parallel to the optical axis F.
[0051]
The engaging portion 72 has a cutout portion 83 through which one of the three guide shafts 13 (hereinafter, the guide shaft 13 is referred to as a guide shaft 13b) is inserted and performs a guide function and a detent function. The portion of the notch 83 that slides on the guide shaft 13b serves as the sliding portion of the engagement portion 72.
[0052]
The escape portion 73 is formed as a cutout hole, into which the remaining one of the three guide shafts 13 (hereinafter, this guide shaft 13 is referred to as a guide shaft 13c) is inserted, and is formed long on the lens 3 side. An escape space S3 for the sliding portion 102 is formed by allowing the sliding portion 102 (to be described in detail later) to enter. The escape portion 73 does not function as a guide or a detent.
[0053]
The lens holder 4 further includes a thin connecting portion 74 disposed so as to surround the lens 2, a thick end portion 75 disposed on the outer periphery of the connecting portion 74, a connecting portion 84 and the end portion. 75, an outer peripheral portion 77 having a thickness substantially intermediate between the thicknesses of the connecting portion 74 and the abutting portion 75, and a ring-shaped engaging projection 78 surrounding the diaphragm 26. And
[0054]
Note that the three guide shafts 13 are equally spaced at 120 degrees intervals, and the two engaging portions 71 and 72 and the escape portion 73 through which the guide shafts 13 are inserted have the same center at their respective centers. Are arranged at intervals of 120 degrees. Further, the through hole 81 and the cutout portion 83 are both formed in the outer peripheral portion 77, and the cutout hole serving as the escape portion 73 is formed from the outer peripheral portion 77 to the butting portion 75. A cutout 84 having a shape similar to that of the cutout 69 is formed in a part of the outer peripheral portion 77 to serve as a gate for resin injection. The projection height of the lens 2 is formed so that the imaginary horizontal plane 85 of the abutting portion 75 and the apex of the projection overlap, but the projection is made so as to slightly jump out or reach the imaginary horizontal plane 85 slightly. Is also good.
[0055]
The integrally molded body of the lens 3 and the lens holder 5 has a hemispherical lens 3 serving as an aspherical resin lens at the center and a donut-shaped lens holder 5 formed continuously on the outer periphery of the lens 3. ing. The lens holder 5 has two engaging portions 91 and 92 functioning as a guide and a detent, one escape portion 93 not functioning as a guide and a detent, and a groove installed near one of the engaging portions 91. And a projection 54 to be inserted into the projection 52. Note that, like the engaging portion 72, the engaging portion 92 mainly has a detent function among the guide function and the detent function.
[0056]
The lens holder 5 further includes a thin connecting portion 94 disposed so as to surround the lens 3, a thick protecting portion 95 disposed on the outer periphery of the connecting portion 94, the connecting portion 94 and the protecting portion 95. And an outer peripheral portion 97 having a thickness approximately intermediate between the thicknesses of the connecting portion 94 and the protection portion 95.
[0057]
The engaging portion 91 has a long sliding portion 102 having a through hole 101 through which the guide shaft 13c penetrates and has a guiding action and a detent action. The sliding portion 102 is formed so as to protrude toward the subject (object side), and to have the protruding direction and the center axis of the through hole 101 parallel to the optical axis F. The engaging portion 92 has a notch 103 through which the guide shaft 13b is inserted and which performs a guiding action and a detent action. A portion of the notch 103 that slides on the guide shaft 13b serves as a sliding portion of the engaging portion 92. The escape portion 93 is formed as a cutout hole, and the guide shaft 13a is inserted therethrough and the slide portion 82 on the lens 2 side can enter, thereby forming an escape space S4 for the slide portion 82. The escape portion 93 does not function as a guide or a detent.
[0058]
The three guide shafts 13 are equally spaced at 120 degrees, and the two engaging portions 91 and 92 and the escape portion 93 through which the respective guide shafts 13 are inserted have the same centers. Are arranged at intervals of 120 degrees. The through hole 101 and the notch 103 are both formed in the outer peripheral portion 97, and the notch hole serving as the escape portion 93 is formed from the outer peripheral portion 97 to the protection portion 95. A cutout 104 is formed in a part of the outer peripheral portion 97 in the same shape and at the same position as the cutout 84, and serves as a resin injection gate. The projection height of the lens 3 is formed so that the virtual horizontal surface 105 of the protection part 95 and the apex of the projection overlap, but it is formed so as to slightly protrude or to reach the virtual horizontal surface 105 slightly. You may.
[0059]
The elongated sliding portions 82 and 102 are formed long to prevent the lenses 2 and 3 from tilting (falling) with respect to the guide shafts 13a and 13c. As a result, when each of the lenses 2 and 3 moves linearly in the direction of the optical axis F, the center of each of the lenses 2 and 3 moves on the same line as the optical axis F. The reason why the engaging portions 72 and 92 are short sliding portions is to prevent twisting when performing a linear motion. That is, the linear motion by the guide action is performed by the elongated sliding portions 82 and 102, and the engaging portions 72 and 92 particularly have a function as a detent. The engaging portions 72, 92 are formed as cutout holes 83, 103 cut out from the outer periphery in the center direction, because the engaging portions 72, 92 are, as described above, the lenses 2, 3, respectively. The main purpose is to prevent rotation, and to prevent loss or trouble due to sliding as much as possible.
[0060]
The lengths H1 and H2 of the elongated sliding portions 82 and 102 are 2 to 5 times the thickness of the engaging portions 72 and 92, that is, the thicknesses H3 and H4 of the outer peripheral portions 77 and 97. In the example, H1: H3 = 23: 6 and H2: H4 = 21: 6. When the length of the long sliding portion is two to five times that of the short sliding portion as described above, it is preferable in terms of both prevention of inclination and prevention of kinking. In particular, in the case of 3 to 4 times, the movement in the direction of the optical axis F while maintaining the verticality is executed with high accuracy and high slidability.
[0061]
The reason that the outer peripheral portions 77 and 97 of the engaging portions 72 and 92 are made thicker than the connecting portions 74 and 94 is that the connecting portions 74 and 94 are made as thin as possible so that the lenses 2 and 3 are made thinner. This is because, while the diameter is made as large as possible and the diameter is made large, the thinned connecting portions 74 and 94 cannot maintain the strength when sliding with the guide shaft 13. By providing the inclined surfaces 76 and 96 and gradually increasing the thickness, it is possible to achieve an increase in strength without distortion, and by forming the thickest abutting portion 75, it is possible to reliably prevent the lens 2 from abutting the fixed lens 22, By forming the thick protective portion 95, the lens 3 is reliably prevented from hitting the filter 23.
[0062]
In the structure shown in FIG. 1, the grooves 51 and 52 formed in the grooved ring 42 of the rotor 11 are through grooves. That is, the grooves 51, 52 penetrate the grooved ring 42 so that the magnet 51 can be seen in the depth of the grooves 51, 52 when viewed from the optical axis F. However, a groove that does not penetrate may be formed in the grooved ring 42. The grooved ring 42 is formed of a resin material, but may be formed of an iron material. When a resin material is used, the rotor 11 can be formed by insert molding in which the magnet 41 is inserted as in this embodiment. When the grooved ring 42 is made of an iron material, the grooved ring 42 functions as a back yoke for the magnet 41, and the capability of the electromagnetic mechanism 31 can be improved.
[0063]
Although the guide shaft 13 is made of metal, it may be made of resin. Further, the front case 7 and the rear case 8 are both made of resin, but may be made of metal. Further, in this embodiment, the elongated sliding portion 82 slides on the guide shaft 13a within the range of the length H1. This is because a small gap h (see FIG. 5) is interposed between the through-hole 81 and the butting portion 75. On the other hand, the elongated sliding portion 102 of the lens holder 5 slides on the guide shaft 13c within a length range obtained by adding the protrusion of the protection portion 95 to the length H2. With such a configuration, a sufficient sliding function can be achieved even if the length H2 is smaller than the length H1.
[0064]
In assembling the lens driving device 1, the lenses 2 and 3 are assembled before the front case 7 and the guide shaft 13 are assembled. That is, after the stator 43, the filter 23, and the bearing balls 14 are assembled into the rear case 8, the rotor 11 is first assembled, and then the lenses 2 and 3 are inserted into the internal space surrounded by the rotor 11. At this time, since the longest diameters of the integrally formed body having the projection 53 and the lens 2 and the integrally formed body having the projection 53 and the lens 3 are slightly smaller than the inner diameter of the rotor 11, Can be put into the rotor 11.
[0065]
In assembling, first, the integrally molded body having the projection 54 is inserted into the back side, and when the projection 54 comes to a position facing the portion where the groove 52 is formed, the integrally molded body is moved in the lateral direction. And the projection 54 is inserted into the groove 52. Thereafter, the integrally molded body having the projection 53 is put into the rotor 11, and when the projection 53 comes to a position facing the portion where the groove 51 is formed, the integrally molded body is laterally shifted. Then, the protrusion 53 is inserted into the groove 51.
[0066]
Thereafter, each of the three guide shafts 13 is inserted into each integrally molded body, and one end thereof is pressed into the rear case 8 to form a column. Next, the front case 7 is fitted to the rear case 8 so as to hold the bearing ball 12 at a predetermined position. Thereafter, the fixed lens 22 is installed, and finally, the cover glass 21 is installed.
[0067]
Next, operations of the lens driving device 1 and the thin camera configured as described above will be described.
[0068]
When the power is turned off, the thin camera stands by at the telephoto shooting position shown in FIG. When a photographing switch (not shown) is operated, power is supplied from a power supply (not shown) to the electromagnetic mechanism via the flexible board 26 and the terminals 27 (portions protruding from the axial end surface of the rear case 28 toward the flexible board 26). 31. Then, the stator 43 is excited, and the rotor 11 rotates clockwise (CW) when viewed from the subject side. The rotation is converted into a linear motion by the conversion mechanism 32, and the lens 2 tries to move closer to the fixed lens 22 (moves in the direction of arrow A in FIG. 1).
[0069]
However, normally, the lens 2 does not move because the tip of the fitting portion 63 of the fixed lens 22 and the butting portion 75 of the lens holder 4 abut. On the other hand, when the fitting portion 63 and the abutting portion 75 do not abut due to vibration or the like, the abutting portion 75 moves toward the fixed lens 22 and abuts the fitting portion 63. With the above operation, the origin is located. The standby state may be set to the standard shooting position shown in FIG. 3B or the wide-angle shooting position shown in FIG. When the standby state is set to the wide-angle shooting position, it is preferable that the origin position is set on the wide-angle side.
[0070]
After the origin position is determined, the rotor 11 rotates counterclockwise (CCW) when viewed from the subject side. Therefore, the lenses 2 and 3 are both driven in a direction away from the subject (moving linearly) and stop at the standard photographing position shown in FIG. At this time, since the groove 51 on the lens 2 side is more steeply inclined, the lens 2 retreats farther from the subject than the lens 3.
[0071]
When stopping at the standard shooting position shown in FIG. 3B, the elongated sliding portion 82 on the lens 2 side enters the clearance space S4 of the escape portion 93 on the lens 3 side, and the sliding portion 82 It does not collide with the lens holder 5 on the third side. At this time, a slight gap is formed between the outer peripheral surface of the sliding portion 82 and the inner peripheral surface of the escape portion 93, and does not affect the linear motion. On the other hand, the elongated sliding portion 102 on the lens 3 side also enters the escape space S3 of the escape portion 73 on the lens 2 side, and the sliding portion 102 does not collide with the lens holder 4 on the lens 2 side. At this time, a slight gap is also formed between the outer peripheral surface of the sliding portion 102 and the inner peripheral surface of the escape portion 73, and does not affect the linear motion.
[0072]
When the standard photographing position is reached, photographing is enabled, and a shutter (not shown) becomes operable. The user can move the lenses 2 and 3 in the telephoto direction and the wide-angle direction by operating a zoom button (not shown). When moving in the telephoto direction, the rotor 11 is rotated clockwise as viewed from the subject side. When moving in the wide angle direction, the rotor 11 is rotated counterclockwise as viewed from the subject side.
[0073]
A predetermined magnification is set, and a photographing button (not shown) is pressed to photograph the subject. Photographing is performed by the image sensor 24 detecting an image on the image sensor 24 and performing signal processing. After shooting is completed, the shooting button may be turned off to wait until the next shooting chance.However, with this thin camera, the shooting button can be left as it is without turning off the shooting button. It will wait in standby mode. In the photographing standby mode, the power supply to the electromagnetic mechanism 31 is stopped, while the lenses 2 and 3 are held at the final positions. The control unit (not shown) stores the final positions of the lenses 2 and 3 by storing the number of steps from the origin position of the lenses 2 and 3 operated by the electromagnetic mechanism 31 serving as a stepping motor.
[0074]
Therefore, when shifting from the photographing standby mode to the photographing mode, the lenses 2 and 3 can be quickly moved to the predetermined set positions. Further, in the photographing standby mode, electric power for maintaining the positions of the lenses 2 and 3 is not required, so that power consumption is reduced. Note that when the photographing button is pressed and the power is turned off, the camera portion is completely turned off instead of in the photographing standby mode. Also at this time, the power supply to the electromagnetic mechanism 31 is stopped, but immediately before that, the rotor 11 rotates clockwise when viewed from the subject side, and the lenses 2 and 3 are at the telephoto shooting positions. The control unit detects that the telephoto shooting position has been reached, and the control unit stops supplying power to the electromagnetic mechanism 31 to be completely turned off.
[0075]
In this embodiment, the above-described control is performed. However, when the photographing button is pressed and turned off, the electromagnetic mechanism 31 is held while the lenses 2 and 3 are held at the final stop position. The control may be such that the power supply to the power supply is stopped. In this case, when the photographing button is pressed for photographing, it is preferable to perform the home search operation as described above. However, the home search operation is not performed, and the stored number of steps ( That is, the lenses 2 and 3 may be moved in a predetermined direction based on the positions of the lenses 2 and 3 stored by the control unit.
[0076]
(Effects of Embodiment)
As described above, in the lens driving device 1 and the thin camera of this embodiment, the electromagnetic mechanism 31 is disposed so as to surround the lens holders 4 and 5 on the outer peripheral side. In particular, the size of the lens driving device 1 and the thin camera can be reduced as compared with the case where an electromagnetic mechanism is provided. In the radial direction, the symmetry is good, which is advantageous in terms of preventing vibration. In addition, the presence of the guide shaft improves the positional accuracy of the lens, particularly the positional accuracy and the horizontal accuracy in the circumferential direction.
[0077]
Further, in this embodiment, since the rotational driving force generated by the electromagnetic mechanism 31 is converted into a driving force in a linear direction along the optical axis F by the conversion mechanism 32 to move the lens holders 4 and 5 directly, Even if an external force or vibration in the direction of the optical axis F is applied to the lens holders 4 and 5 in a state where the power supply to the mechanism 31 is stopped, it is possible to prevent the lens holders 4 and 5 from moving in the direction of the optical axis F due to such external force or vibration. The converter 32 blocks by a mechanical action. Therefore, the lens holders 4 and 5 can be held at predetermined positions without supplying power to the electromagnetic mechanism 31.
[0078]
Further, since the electromagnetic mechanism 31 has a stepping motor structure, even if external force or vibration in the direction of the optical axis F is applied to the lens holders 4 and 5 in a state where power supply to the electromagnetic mechanism 31 is stopped, such an external force Movement of the lens holders 4 and 5 in the direction of the optical axis F due to vibrations is also prevented by the detent torque acting between the stator 43 and the rotor 11. Therefore, the lens holders 4 and 5 can be reliably held at predetermined positions without supplying power to the electromagnetic mechanism 31. Further, the position of the lenses 2 and 3 in the direction of the optical axis F can be reliably controlled only by controlling the number of steps by supplying power to the stator 43.
[0079]
Further, in this embodiment, since the conversion mechanism 32 including these and the guide shaft 13 is provided between the lens holders 4 and 5 and the rotor 11, the thickness in the radial direction does not increase. The grooves 51 and 52, the projections 53 and 54, and the three guide shafts 13 allow the lenses 2 and 3 to move in the direction of the optical axis F without rotating around the optical axis F. Since the lens holders 4 and 5 move linearly by the protrusions 53 and 54 moving relative to each other in the grooves 51 and 52, the inclination angles of the grooves 51 and 52 with respect to the optical axis F are adjusted. The amount of movement and position accuracy of the lens holders 4 and 5 in the direction of the optical axis F due to the rotation of 11 can be set to optimal conditions. In addition, this type of setting can increase or optimize the zooming operation.
[0080]
The preferred embodiment of the present invention has been described above, but various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention. For example, in the above-described example, an example in which the number of movable lenses is two, that is, an example in which the lenses 2 and 3 are movable has been described. However, when only one lens is movable or when three or more lenses are movable. The present invention can also be applied to In addition, the lens holders 4 and 5 are each formed in a cylindrical shape, and grooves corresponding to the grooves 51 and 52 are provided on the outer periphery of the portions, respectively. You may do it.
[0081]
Further, although an example in which one drive mechanism 6 is provided as a drive unit has been described, two or three or more drive mechanisms 6 may be arranged in the optical axis F direction. In that case, it is preferable that the guide shaft 13 can be commonly used for all the drive mechanisms 6. Further, when the drive mechanism 6 is stacked in two stages, it is preferable that the object side be a zoom mechanism and the image sensor 24 side be an autofocus mechanism, but the arrangement may be reversed. Further, in the above-described embodiment, the conversion mechanism 32 that converts the rotational driving force into the driving force in the linear direction is provided, but the conversion mechanism may not be provided. In this case, as the electromagnetic mechanism, for example, a configuration in which a moving coil type linear motor or the like is employed and the lens holder is directly linearly driven along the guide shaft can be considered.
[0082]
The bearing balls 12 and 14 for receiving both end surfaces of the rotor 11 are arranged in a ring shape without any gap. However, three (120-degree intervals), four (90-degree intervals) and five (5) are equally spaced. The bearing balls 12 and 14 may be arranged at equal intervals (72-degree intervals). Further, the bearing balls 12 may be arranged in a ring shape on the bearing ball 12 side, and the bearing balls 14 may be arranged on the bearing ball 14 side at intervals (for example, three at 120 ° intervals). The relationship may be reversed. When the ring-shaped bearing balls 12 and 14 are arranged, friction is reduced and light rotation is possible. When the bearing balls 12 and 14 are arranged at intervals, the inclination is reduced, stable rotation can be obtained, and the cost can be reduced.
[0083]
In the above-described embodiment, when the protrusions 53 and 54 are inserted into the grooves 51 and 52, each of the integrally molded bodies is put into the rotor 11 before the guide shaft 13 is installed. The protrusions 53 and 54 are inserted into the grooves 51 and 52 by horizontally moving in a direction perpendicular to the groove 51, but an insertion guide groove connected to the groove 51 on the inner peripheral surface of the grooved ring 42, and a groove. An insertion guide groove leading to 52 may be provided. In this case, the projections 53 and 54 are inserted into the insertion guide grooves, and the projections 53 and 54 are moved along the insertion guide grooves to enter the predetermined zoom grooves 51 and 52. With this configuration, the lenses 2 and 3 can be incorporated not only before the guide shaft 13 is installed but also after the guide shaft 13 is installed.
[0084]
Instead of providing the grooves 51 and 52 on the grooved ring 42, the grooves 51 and 52 may be provided directly on the magnet 41 without providing the grooved ring 42. Also, instead of integrally molding the lenses 2 and 3 and the lens holders 4 and 5, respectively, a separate lens holder 4 is attached to the lens 2 and a separate lens holder 5 is attached to the lens 3. Alternatively, only the protrusions 53 and 54 may be attached to the lens holders 4 and 5 later. The protrusions are not fixed to the lens holders 4, 5 or the rotor 11, but are not fixed to the protrusions, such as a configuration in which a rotatable ball and a concave portion that holds the ball rotatably are provided. You may do it.
[0085]
When the zoom mechanism is operated by the two lenses 2 and 3, the guide shafts 13 are preferably three guide shafts 13 arranged at intervals of 120 degrees, but when the rotation is stopped by other means. May be only two guide shafts 13 (13a, 13c). Also, when only one lens is movable, two guide shafts 13 can be used. When two guide shafts 13 are provided, they are preferably arranged 180 degrees symmetrically. When a plurality of guide shafts 13 are arranged, they are preferably arranged at equal intervals (equal angle intervals), but may be arranged at irregular intervals.
[0086]
The diaphragm 26 is a thin plate having a circular configuration having a circular hole in the center. However, the diaphragm 26 may be formed in a thick plate shape, or a member for preventing light from passing through a part of the lens 2 or the lens holder 4 may be deposited. So that it can be handled integrally with the integrally molded body having the lens 2. Further, the diaphragm 26 may be provided on the lens 3 side or fixed near the filter 23.
[0087]
The electromagnetic mechanism 31 preferably has the configuration of a stepping motor as described above. However, if a simple mechanism is sufficient, such as when only two positions are required as a movable lens, a single drive coil may be used as a synchronous motor, A reluctance motor that does not require the magnet 41 may be used. When high-precision position control is required, a stepping motor or DC brushless motor adopting an encoder method or a method of detecting the position of the rotor by detecting back electromotive force generated in the drive coil is used. The mechanism 31 may be adopted.
[0088]
Further, in the above-described embodiment, an example has been described in which the lens driving device 1 is incorporated as a mechanism of a camera portion of a camera-equipped mobile phone. However, the lens driving device and the thin camera of the present invention are not limited to mobile computers and PDAs. , Or a camera device such as a surveillance camera or a medical camera, or a device such as an automobile or a television.
[0089]
【The invention's effect】
According to the present invention, it is possible to obtain a lens driving device, a thin camera, and a camera-equipped mobile phone that can improve the positional accuracy of the lens and can reduce the size.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a sectional view showing a lens driving device and a thin camera according to an embodiment of the present invention.
FIGS. 2A and 2B are views for explaining the condition of grooves formed in a rotor in the lens driving device shown in FIG. 1, wherein FIG. 2A is an image diagram of a grooved ring, and FIG. FIG. 4 is a lens operation diagram showing movement of each lens.
FIGS. 3A and 3B are end views for explaining movements of the respective lenses which are directly operated by the conversion mechanism in the lens driving device shown in FIG. 1, and FIG. 3A is a diagram showing a positional relationship between the respective lenses during telephoto shooting; (B) is a diagram showing the positional relationship of each lens at the time of standard shooting, and (C) is a diagram showing the positional relationship of each lens at the time of wide-angle shooting.
FIGS. 4A and 4B are views showing a fixed lens in the lens driving device shown in FIG. 1, wherein FIG. 4A is a cross-sectional view taken along the line AA shown in FIG.
5A and 5B are views showing a movable lens in the lens driving device shown in FIG. 1 and showing a lens on the object side, and FIG. 5A is a sectional view taken along line AA shown in FIG. (B) is a plan view with a sectional view added.
FIGS. 6A and 6B are diagrams showing a movable lens in the lens driving device shown in FIG. 1 and showing a lens on the image sensor side, and FIG. 6A is a sectional view taken along line AA shown in FIG. (B) is a plan view with a line sectional view added.
[Explanation of symbols]
1 Lens drive
2 lens (movable lens on the objective side)
3 lens (movable lens on the image sensor side)
4,5 lens holder
6. Drive mechanism (drive means)
7 Front case
8 Rear case
10 Mobile phone with camera
10a Case surface
10b Back of case
11 Rotor
12 Bearing ball
13 Guide shaft (rotation prevention means)
14 Bearing ball
21 Cover glass
22 Fixed lens
23 Filter
24 Image sensor
25 Circuit board (board)
31 Electromagnetic mechanism
32 conversion mechanism
41 magnet
42 Grooved ring
43 Stator
44 First drive coil
45 Second drive coil
51, 52 groove (guide groove)
53, 54 protrusion (engaging means)
71, 72 engaging part
73 Escape
82 Sliding part formed long
83 Notch (sliding part)
91, 92 engaging part
93 Escape
102 Sliding part formed long
103 Notch (sliding part)

Claims (12)

レンズを保持するレンズホルダと、このレンズホルダを上記レンズの光軸に沿って直動させる駆動手段とを有するレンズ駆動装置において、
上記駆動手段は、
上記レンズホルダを外周側で囲むように配置されて上記レンズホルダを上記光軸方向に沿って直動させるための駆動力を発生させる電磁機構と、
この電磁機構で囲まれた内部空間に配置されると共に、上記レンズホルダに設けた係合部に係合し、このレンズホルダの上記光軸に対する傾きを抑制して上記光軸に沿った直動動作をガイドするガイド軸と、
を有することを特徴とするレンズ駆動装置。In a lens driving device having a lens holder for holding a lens, and driving means for directly moving the lens holder along the optical axis of the lens,
The driving means includes:
An electromagnetic mechanism arranged to surround the lens holder on the outer peripheral side and generating a driving force for linearly moving the lens holder along the optical axis direction;
It is arranged in an internal space surrounded by the electromagnetic mechanism, and is engaged with an engaging portion provided on the lens holder, thereby suppressing the inclination of the lens holder with respect to the optical axis and moving linearly along the optical axis. A guide axis for guiding the movement,
A lens driving device comprising: 請求項１において、前記レンズホルダは、２本の前記ガイド軸に同時にガイドされて直動動作し、前記係合部は、前記ガイド軸に対して光軸方向に摺動する摺動部をそれぞれ有し、一方の摺動部を他方より前記光軸方向に長く形成したことを特徴とするレンズ駆動装置。2. The lens holder according to claim 1, wherein the lens holder is guided by the two guide shafts at the same time to perform a linear motion, and the engaging portions each include a sliding portion that slides in the optical axis direction with respect to the guide shaft. A lens driving device, wherein one of the sliding portions is formed longer in the optical axis direction than the other. 請求項１または２において、前記レンズホルダには、他の前記レンズホルダをガイドする前記長く形成された摺動部を逃げる逃げ部が、ガイドしない前記ガイド軸が挿通する部分に半径方向の内側に切り欠くことで形成されていることを特徴とするレンズ駆動装置。3. The lens holder according to claim 1, wherein a relief portion that escapes the elongated sliding portion that guides the other lens holder is provided radially inward of a portion through which the non-guided guide shaft is inserted. 4. A lens driving device characterized by being formed by notching. 請求項１，２または３において、前記光軸方向に並べて配置される２つの前記レンズホルダと、周方向に等間隔に配置される３本の前記ガイド軸とを有し、２つの前記レンズホルダは、共通する１本の前記ガイド軸および異なる１本の前記ガイド軸の計２本の前記ガイド軸によってガイドされることを特徴とするレンズ駆動装置。4. The lens holder according to claim 1, comprising two lens holders arranged side by side in the optical axis direction and three guide shafts arranged at equal intervals in a circumferential direction. 5. Are guided by a total of two guide shafts, one common guide shaft and one different guide shaft. 請求項１から４のいずれか１項において、
前記駆動手段は、前記レンズホルダを外周側で囲むように配置されて前記光軸周りの回転駆動力を発生させる前記電磁機構と、この電磁機構が発生させた回転駆動力を前記光軸に沿う直線方向への駆動力に変換して前記レンズホルダを直動させる変換機構とを備え、
上記変換機構は、前記電磁機構で囲まれた内部空間に配置されると共に、前記ガイド軸を有することを特徴とするレンズ駆動装置。In any one of claims 1 to 4,
The driving unit is arranged to surround the lens holder on the outer peripheral side and generates a rotational driving force around the optical axis; and the rotational driving force generated by the electromagnetic mechanism extends along the optical axis. A conversion mechanism that converts the driving force into a linear direction to directly move the lens holder,
The conversion mechanism is disposed in an internal space surrounded by the electromagnetic mechanism, and has the guide shaft. 請求項５において、前記電磁機構は、外周面が周方向にＮＳ交互に着磁されたリング状のマグネットを有するロータと、上記リング状のマグネットの外周面に対向する複数の極歯が周方向に配置されたステータとを備え、前記変換機構は、前記レンズホルダの外周面および前記ロータの内周面のうちの一方側の面に形成された案内溝と、前記レンズホルダの外周面および前記ロータの内周面のうちの他方側の面に保持され、前記案内溝内に入り込んで前記ロータが回転したときに前記案内溝内を相対移動して前記レンズホルダを前記光軸に沿って直動させる突起部を有することを特徴とするレンズ駆動装置。6. The electromagnetic mechanism according to claim 5, wherein the rotor has a ring-shaped magnet whose outer peripheral surface is alternately magnetized in the circumferential direction by NS, and a plurality of pole teeth facing the outer peripheral surface of the ring-shaped magnet are arranged in the circumferential direction. The conversion mechanism comprises: a guide groove formed on one of the outer peripheral surface of the lens holder and the inner peripheral surface of the rotor; and an outer peripheral surface of the lens holder and the The lens holder is held on the other surface of the inner peripheral surface of the rotor and moves relatively in the guide groove when the rotor rotates when the rotor enters the guide groove and moves the lens holder straight along the optical axis. A lens driving device having a protrusion for moving. 請求項６において、前記係合部近傍に前記突起部を形成したことを特徴とするレンズ駆動装置。7. The lens driving device according to claim 6, wherein the protrusion is formed near the engagement portion. 請求項７において、前記長く形成された摺動部が前記２つのレンズホルダではさまれる空間内に突出するように形成され、前記変換機構は、前記２つのレンズホルダがそれぞれ保持する前記レンズの間隔を可変とする機構とされ、その間隔がせばまったときに前記長く形成されたそれぞれの摺動部を対応する前記逃げ部にそれぞれ入り込み可能とすると共に、前記逃げ部に入り込んだ前記長く形成された各摺動部の外周面とその逃げ部の内周面との間に隙間を設けたことを特徴とするレンズ駆動装置。8. The lens according to claim 7, wherein the elongated sliding portion is formed so as to protrude into a space sandwiched between the two lens holders, and the conversion mechanism is configured to provide a distance between the lenses held by the two lens holders. When the distance between them is reduced, each of the elongated formed sliding portions can enter the corresponding relief portion, and the elongated formed portion enters the relief portion. A lens driving device characterized in that a gap is provided between the outer peripheral surface of each sliding portion and the inner peripheral surface of the relief portion. 請求項１から８のいずれか１項において、前記レンズと前記レンズホルダとを樹脂の一体成型体で構成し、レンズ部分を非球面樹脂レンズとし、レンズホルダ部分の一部を前記係合部としたことを特徴とするレンズ駆動装置。9. The lens according to claim 1, wherein the lens and the lens holder are formed of a resin integrally molded body, a lens part is an aspheric resin lens, and a part of the lens holder part is formed of the engagement part. A lens driving device characterized in that: 請求項１から９のいずれか１項のレンズ駆動装置と、
このレンズ駆動装置の対物側に固定配置されたカバーガラスと、
光軸方向であって上記レンズ駆動装置中のレンズをはさんで上記カバーガラスとは反対側に固定配置された撮像素子と、
上記レンズ駆動装置中のレンズホルダであって、光軸方向に直動動作をすると共にレンズを保持するレンズホルダに固定された絞りと、
を有することを特徴とする薄型カメラ。A lens driving device according to any one of claims 1 to 9,
A cover glass fixedly arranged on the objective side of the lens driving device,
An image sensor fixedly arranged on the opposite side to the cover glass with the lens in the lens driving device in the optical axis direction,
An aperture fixed to a lens holder that holds a lens while performing a linear motion in an optical axis direction, which is a lens holder in the lens driving device;
A thin camera comprising: 請求項１０において、前記レンズホルダを少なくとも２つ設け、前記レンズ間の間隔を可変とすることでズーミングを可能とし、上記間隔が可変とされる前記レンズホルダであって対物側に配置されるレンズホルダの前記撮像素子側に前記絞りを固定配置したことを特徴とする薄型カメラ。11. The lens holder according to claim 10, wherein at least two lens holders are provided, and a distance between the lenses is variable to enable zooming, and the distance is variable, and the lens is disposed on an object side. A thin camera, wherein the stop is fixedly arranged on the holder side of the image sensor. 請求項１０または１１記載の薄型カメラをカメラ付き携帯電話機のカメラ部とし、上記薄型カメラ中のカバーガラスの表面とケースの表面とを一直線状に配置し、上記カバーガラスの表面から上記薄型カメラ中の撮像素子の裏面までの長さを６〜１０ｍｍとし、上記撮像素子と上記ケースの裏面との間に上記撮像素子に接続される基板を配置したことを特徴とするカメラ付き携帯電話機。The thin camera according to claim 10 or 11, which is a camera unit of a camera-equipped mobile phone, wherein a surface of a cover glass in the thin camera and a surface of a case are arranged in a straight line, and the surface of the cover glass is inserted into the thin camera. A mobile phone with a camera, characterized in that the length to the back surface of the imaging device is 6 to 10 mm, and a substrate connected to the imaging device is arranged between the imaging device and the back surface of the case.
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