JP2007226011A - レンズ駆動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 無駄な空間を少なくして様々な効率性を高めることが可能なレンズ駆動装置を提供する。
【解決手段】 レンズを保持するレンズホルダ１２と、マグネット１７及びコイル（コイル１４及びコイル１４'）を備え、レンズホルダ１２の外側に、レンズホルダ１２をレンズの光軸方向に移動させる磁気駆動部と、レンズホルダ１２と磁気駆動部の全部又は一部を覆うカバー部（ヨーク１６やホルダ受け１９など）と、を有するレンズ駆動装置１０であって、マグネット１７は、カバー部の内周形状に沿った形状である。
【選択図】 図２

Description

本発明は、レンズを光軸方向に変位駆動して被写体の像を結像させるレンズ駆動装置に関する。

近年、カメラが搭載されたカメラ付き携帯電話機が普及するにつれ、その携帯電話機を用いて様々な被写体を撮影する機会が増えている。例えば、友人や風景など、カメラのレンズからある程度離れた被写体を撮影（通常撮影）したり、バスの時刻表や花びらなど、カメラのレンズと近接した位置にある被写体を撮影（接写撮影）したりする場合がある。

接写撮影（マクロ撮影）の場合、カメラのレンズ位置は、通常撮影時のレンズ位置よりも、僅かに被写体側に近づいた位置にする必要がある。そのため、この種の撮影レンズ系では、レンズを光軸方向に変位駆動する駆動機構を備えており、スイッチの切り替えによってこの駆動機構を駆動し、レンズを光軸方向に移動させることができるようになっている（例えば特許文献１参照）。

特許文献１に開示されたレンズ駆動装置は、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方向に移動させる磁気駆動部（マグネットとコイルを備えている）と、レンズホルダと磁気駆動部の全部又は一部を覆うカバー部と、から構成されている。そして、レンズ駆動装置の凡そ中心に位置するレンズホルダが円筒形状であることから、その周辺を囲む部品（マグネットやコイル）も円環形状（ドーナツ形状）となっている。

特開２００５−３７８６５号公報（図７）

しかしながら、近年のレンズ駆動装置の外形デザインは位置決め、組立て性を考慮して四角（角柱）形状としているため、上述したようにマグネットやコイルが円環形状では、レンズ駆動装置内の四隅において、無駄な空間が生まれるという欠点があった。すなわち、マグネットやコイルの形状を設計する際には、それらの内周形状をレンズホルダの形状（円筒形状）に沿うような形にする必要がある、との意識が先行しているのが実情である。そのため、マグネットやコイルの外周形状も、内周形状と同様に円環形状に形成され、マグネットやコイルと、四角形状に形成されたレンズ駆動装置（カバー部）との間に、無駄な空間が生じてしまっていた。

本発明は、以上の点に鑑みてなされたものであり、その目的は、無駄な空間を少なくして様々な効率性を高めることが可能なレンズ駆動装置を提供することにある。

以上のような課題を解決するために、本発明は、以下のものを提供する。

（１） レンズを保持するレンズホルダと、マグネット及びコイルを備え、前記レンズホルダの外側に、前記レンズホルダをレンズの光軸方向に移動させる磁気駆動部と、前記レンズホルダと前記磁気駆動部の全部又は一部を覆うカバー部と、を有するレンズ駆動装置であって、前記マグネットは、前記カバー部の内周形状に沿った形状であることを特徴とするレンズ駆動装置。

本発明によれば、レンズホルダと、マグネット及びコイルを備え、レンズホルダをレンズの光軸方向に移動させる磁気駆動部と、レンズホルダ及び磁気駆動部の全部又は一部を覆うカバー部と、を有するレンズ駆動装置で、マグネットの形状をカバー部の内周形状に沿った形状にしたので、従来のレンズ駆動装置では無駄な空間となっていた場所にマグネットを充填することができる。

従って、レンズ駆動装置（カバー部）内の四隅で、マグネットとカバー部との間の無駄な空間を少なくすることができ、その分、マグネットの磁気力を強化することができ、ひいてはレンズホルダをレンズの光軸方向に移動させる際の駆動力を強化することができる。

そして、従来のレンズ駆動装置と比べて、コイルに流す電流を変えることなくレンズホルダの駆動力を強化することができるので、レンズホルダの駆動効率を高めることができる。一方で、コイルに流す電流を小さくしても、レンズホルダの駆動力を従来同様に確保することができるので、省エネ効率を高めることもできる。

（２） レンズを保持するレンズホルダと、マグネット及びコイルを備え、前記レンズホルダの外側に、前記レンズホルダをレンズの光軸方向に移動させる磁気駆動部と、前記レンズホルダと前記磁気駆動部の全部又は一部を覆うカバー部と、を有するレンズ駆動装置であって、前記カバー部の内周形状は、少なくとも１の平面を含んでおり、前記マグネットは、前記カバー部の内周形状に沿った形状であることを特徴とするレンズ駆動装置。

本発明によれば、レンズホルダと、マグネット及びコイルを備え、レンズホルダをレンズの光軸方向に移動させる磁気駆動部と、レンズホルダ及び磁気駆動部の全部又は一部を覆うカバー部と、を有するレンズ駆動装置で、マグネットの形状をカバー部の内周形状（少なくとも１の平面を含む）に沿った形状にしたので、従来のレンズ駆動装置では無駄な空間となっていた場所にマグネットを充填することができ、ひいてはレンズホルダをレンズの光軸方向に移動させる際の駆動効率を高めることができる。

（３） 前記マグネットと前記カバー部とは、互いの角部において位置決めされていることを特徴とする（１）又は（２）記載のレンズ駆動装置。

本発明によれば、マグネットとカバー部とは、互いの角部において位置決めされているので、マグネットをカバー部に位置決めするための治具等が不要になり、作業効率を高めることができる。

（４） 前記コイルの形状は、前記カバー部の内周形状に沿った形状であることを特徴とする（１）から（３）のいずれか記載のレンズ駆動装置。

本発明によれば、上述したコイルの形状も、カバー部の内周形状に沿った形状であることとしたので、従来のレンズ駆動装置では無駄な空間となっていた場所にコイルを配置することができる。

従って、レンズ駆動装置（カバー部）内の四隅で、コイルとカバー部との間の無駄な空間を少なくすることができ、その分、多くのコイルを巻くことができ、ひいてはレンズホルダの駆動効率を高めたり、省エネ効率を高めたりすることができる。

（５） 前記コイルに電流を供給して電磁力を発生させたとき、当該電磁力に基づく前記レンズホルダの移動を規制する規制手段を有し、前記規制手段の形状は、前記カバー部の内周形状に沿った形状であることを特徴とする（１）から（４）のいずれか記載のレンズ駆動装置。

本発明によれば、レンズ駆動装置に、コイルに電流を供給して電磁力を発生させたとき、この電磁力に基づくレンズホルダの移動を規制する規制手段を設け、規制手段の形状をカバー部の内周形状に沿った形状であることとしたので、従来のレンズ駆動装置では無駄な空間となっていた場所に規制手段を配置することができる。従って、従来のレンズ駆動装置よりも大きな規制力を得ることができ、ひいてはレンズホルダを保持する際の安定性を高めることができる。

（６） 前記カバー部の外周形状及び内周形状は、角部に面取り部を備えた略四角形状であることを特徴とする（１），（３），（４）及び（５）のいずれか記載のレンズ駆動装置。

本発明によれば、上述したカバー部の外周形状及び内周形状を、角部に面取り部を備えた略四角形状としたので、マグネットやコイルをカバー部に挿入し易くなり、ひいては作業性を向上させることができる。

（７） 前記マグネットの外周形状は、略四角形状であって前記カバー部の内周面に沿って形成されるとともに、その内周形状は、前記レンズホルダの外周形状に沿って円形状に形成されていることを特徴とする（１），（３），（４），（５）及び（６）のいずれか記載のレンズ駆動装置。

本発明によれば、マグネットの外周形状を略四角形状とし、カバー部の内周面に沿って形成するとともに、その内周形状をレンズホルダの外周形状に沿って円形状に形成することとしたので、一般的なレンズホルダの形状（円筒形状）に沿った形状にしつつ、マグネットとカバー部との間の無駄な空間を少なくすることができ、ひいてはレンズホルダの駆動効率を向上させることができる。また、電流利用効率や省エネ効率を高めることもできる。さらには、マグネット等の位置決めを容易にすることができる。

本発明に係るレンズ駆動装置によれば、レンズ駆動装置内のマグネットやコイルを、カバー部の内周形状に沿った形状にすることとしたので、従来のレンズ駆動装置では無駄な空間となっていた場所にマグネットを充填したりコイルを配置したりすることができ、ひいてはレンズホルダの駆動効率を高めたり、その他、電流利用効率や省エネ効率を高めたりすることができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照しながら説明する。

図１は、本発明の第１の実施の形態に係るレンズ駆動装置１０の外観構成を示す外観図である。図２は、図１に示すレンズ駆動装置１０の内部構成を示す断面図である。特に、図２（ａ）は、図１に示すレンズ駆動装置１０をレンズの光軸方向に切断したときの縦断面図である。また、図１（ａ）の縦断面図で示されるレンズ駆動装置１０において、Ａ−Ａ'の一点鎖線で切断したときの平面断面図が図２（ｂ）であって、Ｂ−Ｂ'の一転鎖線で切断したときの平面断面図が図２（ｃ）である。なお、図２（ａ）において、説明の便宜上、上を被写体に近い前側とし、下をカメラボディ背面に近い後ろ側とする。また、図２（ａ）に示すレンズ駆動装置１０は、右側が非通電時、左側が通電時を示している。

図１及び図２において、レンズ駆動装置１０は、主に、レンズ（を含む鏡筒）を保持するレンズホルダ１２と、レンズホルダ１２及びコイル１４，１４'並びにマグネット１７を覆うカバー部（本実施形態では、上カバー１１とヨーク１６とホルダ受け１９）と、から構成されている。なお、コイル１４，１４'及びマグネット１７は、レンズホルダ１２をレンズの光軸方向に移動させる磁気駆動部の一例として機能する。

図１に示すように、上カバー１１とホルダ受け１９は、それぞれヨーク１６に嵌め込み可能となっている。そして、このヨーク１６の内周面には、マグネット１７が固着されている。すなわち、マグネット１７は、ヨーク１６の内周面から内側に突出するように、ヨーク１６に固着されており（図２（ａ）参照）、レンズの光軸方向と直交する方向に着磁されている（ラジアル方向内向きがＮ極、ラジアル方向外向きがＳ極となっている）。ヨーク１６は、例えば鋼板などの強磁性体からなる。

図２（ａ）に示すように、レンズホルダ１２の外周において、前側に、コイル１４が固着されており、後ろ側に、コイル１４'が固着されている。すなわち、レンズホルダ１２の外周において、マグネット１７よりも前側に、このマグネット１７に対向するようにコイル１４が配置されており、このコイル１４との関係でレンズの光軸方向にマグネット１７が介在するように、コイル１４'が配置されている。その結果、コイル１４の後端面とマグネット１７の前端面とが対向し、コイル１４'の前端面とマグネット１７の後端面とが対向するようになっている。なお、本実施形態ではコイル１４，１４'の巻き数は同じにしてあるが、両者が異なっていても構わない。

マグネット１７のＮ極から出た磁束は、例えば、レンズホルダ１２，コイル１４，ヨーク１６を通過して、再びマグネット１７に戻ってくる。また、マグネット１７のＮ極から出た磁束は、例えば、レンズホルダ１２，コイル１４'，ヨーク１６を通過して、再びマグネット１７に戻ってくる。従って、レンズホルダ１２，コイル１４，コイル１４'，ヨーク１６といった部材によって、磁気回路（磁路）が形成されることになる。この場合、レンズホルダ１２の材料としては、磁性材料を用いることが好ましい。なお、レンズホルダ１２は、磁気回路（磁路）を構成する材料から除くことも可能である。

コイル１４とコイル１４'の対向面間距離は、マグネット１７のレンズの光軸方向の厚さよりも大きく、マグネット１７とコイル１４（又はコイル１４'）との間には、レンズの光軸方向に間隙が生じていて、この間隙の範囲内で、コイル１４及びコイル１４'と一体化されたレンズホルダ１２が、レンズの光軸方向に移動することができる。

上カバー１１の前側の中央には、被写体からの反射光をレンズに取り込むための円形の入射窓１８が設けられている。

レンズホルダ１２は、板バネ１３及び板バネ１３'によって移動が規制されるようになっている。すなわち、コイル１４及びコイル１４'に電流を供給して電磁力を発生させたとき、電磁力に基づくレンズホルダ１２の移動が、板バネ１３及び板バネ１３'によって規制されるようになっている。このうち板バネ１３'について、図２（ｃ）を用いて詳細に説明する。

図２（ｃ）において、ホルダ受け１９に取り付けられた板バネ１３'は、ホルダ受け１９に形成された回転防止溝１９ａと係合している。板バネ１３'は、電流を流す金属製のバネであって、最も内側の円周部分１３'ａに、レンズホルダ１２の後端が載置されるようになっている。また、円周部分１３'ａには、コイル１４'を通電するための端子１３'ｂが３箇所形成されており（図２（ｃ）参照）、端子１３'ｂを通じてコイル１４'に電流を供給することができる。

なお、ここでは詳細な説明を省略するが、板バネ１３についても板バネ１３'と同様に、コイル１４を通電するための端子が形成されており、その端子を通じてコイル１４に電流を流すことができる。これにより、板バネ１３及び板バネ１３'を、コイル１４及びコイル１４'の通電用配線として機能させることができるようになっている。

また、図２（ａ）では図示しないが、レンズホルダ１２に沿って、コイル１４及びコイル１４'の通電用配線を設けている。これにより、コイル１４に流れる電流とコイル１４'に流れる電流とを等しくすることができ、電流制御を容易にしている。

ここで、図２（ｂ）に示すように、本実施形態に係るレンズ駆動装置１では、マグネット１７が、カバー部（ヨーク１６）の内周形状に沿った形状となっている。すなわち、マグネット１７の外周形状は、略四角形状であって、ヨーク１６の内周面に沿って形成されている。また、マグネット１７の内周形状は、レンズホルダ１２の外周形状に沿って円環形状（円形状）に形成されている。また、マグネット１７とカバー部（ヨーク１６）とは、角部に形成された面取り部１６ａによって位置決めされている。さらに、マグネット１７は四分割されており、各マグネット１７の間には隙間Ｘが形成されている。

一方で、図２（ｂ）に示すように、レンズ駆動装置１では、コイル１４'（図中の点線部参照）の形状は、カバー部（ヨーク１６）の内周形状に沿った形状となっており、コイル１４'とカバー部（ヨーク１６）とは、角部に形成された面取り部１６ａによって位置決めされている。

以上説明したような構成からなるレンズ駆動装置１において、図２（ａ）を用いて、その動作を説明する。上述したように、図２（ａ）では、右側が非通電時、左側が通電時を示している。

図２（ａ）の右側（非通電時）において、マグネット１７のＮ極から出た磁束は、レンズホルダ１２→コイル１４→ヨーク１６の順番で通過する。勿論、漏れ磁束を考慮すれば、マグネット１７のＮ極から出た磁束は、コイル１４だけを通過して戻ってくるものもある。一方で、マグネット１７のＮ極から出た磁束は、レンズホルダ１２→コイル１４'→ヨーク１６の順番で通過する。勿論、漏れ磁束を考慮すれば、マグネット１７のＮ極から出た磁束は、コイル１４'だけを通過して戻ってくるものもある。従って、レンズホルダ１２，コイル１４，コイル１４'，ヨーク１６といった部材によって、磁気回路（磁路）が形成される。

このような状態において、コイル１４及びコイル１４'に同方向の電流を流す。そうすると、磁界の中におかれた通電中のコイル１４及びコイル１４'は、それぞれ上向き（前側）の電磁力を受けることになる。これにより、コイル１４及びコイル１４'が固着されたレンズホルダ１２は、前側に移動し始める。なお、本実施形態では、上述したように、レンズホルダ１２に通電用配線（図示せず）を設けており、コイル１４に流れる電流とコイル１４'に流れる電流とを等しくしている。そのため、コイル１４とコイル１４'には、ほぼ等しい電磁力が働く。また、レンズ駆動装置１０の大きさは小さいため（例えば、外径略１０ｍｍ×高さ略５ｍｍ）、コイル１４を通過する磁束とコイル１４'を通過する磁束とは、ほぼ等しいと考えられる。

レンズホルダ１２が前側に移動し始めると、板バネ１３とレンズホルダ１２の前端との間、板バネ１３'とレンズホルダ１２の後端との間に、それぞれレンズホルダ１２の移動を規制する力が発生する。このため、レンズホルダ１２を前側に移動させようとする電磁力と、レンズホルダ１２の移動を規制する弾性力とが釣り合ったとき、レンズホルダ１２は停止する。このようにして、コイル１４及びコイル１４'に流す電流量と、板バネ１３及び板バネ１３'によってレンズホルダ１２に働く弾性力とを調整することで、レンズホルダ１２を所望の位置に停止させることができる。

ここで、図２（ｂ）を用いて説明したように、レンズ駆動装置１０では、マグネット１７が、カバー部（ヨーク１６）の内周形状に沿った形状となっていることから、レンズホルダ１２の駆動効率を強化することができる。すなわち、図３を用いて詳細に説明すると、図３（ａ）に示す従来のレンズ駆動装置１０'では、レンズホルダ１２の外側にあるマグネット１７は円環形状（リング形状）になっていたことから、レンズ駆動装置１０内の四隅に、マグネット１７とヨーク１６により形成された無駄な空間３０が存在していた。しかし、図３（ｂ）に示すように、本実施形態に係るレンズ駆動装置１０によれば（説明の便宜上、ヨーク１６の面取り部１６ａは省略している）、従来のレンズ駆動装置１０'における無駄な空間３０（図３（ａ）参照）があった場所にマグネット１７を充填することができるので、その分だけ、マグネット１７の磁気力を強化することができる。従って、上述した磁気回路（磁路）において、レンズホルダ１２→コイル１４・コイル１４'→ヨーク１６の順で通過する磁束量を増加させることができる結果、コイル１４とコイル１４'に流す電流を大きくしなくても、コイル１４とコイル１４'に働く電磁力を大きくすることができ、ひいてはレンズホルダ１２の駆動効率を強化することができる。また、磁気回路における磁束量が増加する、ということは、コイル１４とコイル１４'に流す電流を小さくしても、レンズホルダ１２の駆動力を従来と同様に得ることができるので、省エネ効率を高めることができる。

また、マグネット１７とカバー部（ヨーク１６）とは、互いの角部において位置決めされていることから、治具等が不要になり、作業効率を高めることができる。また、図２（ｂ）に示すように、レンズ駆動装置１０では、コイル１４とコイル１４'の形状もカバー部（ヨーク１６）の内周形状に沿った形状としているので、コイル１４及びコイル１４'と、ヨーク１６との間における無駄な空間を少なくすることができ、その分、多くのコイルを巻くことができ、ひいてはレンズホルダ１２の駆動効率を高めたり、省エネ効率を高めたりすることができる。

さらに、カバー部（ヨーク１６）の外周形状及び内周形状を、角部に面取り部１６ａを備えた略四角形状としているので、マグネット１７やコイル１４及びコイル１４'をカバー部（ヨーク１６）に挿入し易くなり、ひいては作業性を向上させることができる。

［変形例］
上述したレンズ駆動装置１０では、板バネ１３，１３'を円環形状（リング形状）にすることとしたが（図２（ｃ）参照）、例えば、これらもカバー部（ヨーク１６又はホルダ受け１９）の内周形状に沿った形状としても構わない。これにより、従来は無駄な空間となっていた場所にも板バネ１３，１３'を配置することができることから、従来よりも大きな規制力を得ることができ、ひいてはレンズホルダ１２を保持（或いは規制）する際の安定性を高めることができる。

図４は、本発明の第２の実施の形態に係るレンズ駆動装置１０Ａの機械構成を示す平面断面図である。なお、図４では、コイル１４'を省略している。

レンズ駆動装置１０Ａでは、ヨーク１６の内周形状に１の平面１６ｂが含まれている。従って、このようなカバー部をもつレンズ駆動装置１０Ａであっても、無駄な空間を省くことができ、ひいてはレンズホルダ１２をレンズの光軸方向に移動させる際の駆動効率を高めることができる。

図５は、本発明の第３の実施の形態に係るレンズ駆動装置１０Ｂの機械構成を示す平面断面図である。

図５に示すように、レンズ駆動装置１０Ｂでは、マグネット１７は、ヨーク１６の内周形状に沿った形状であるものの、コイル１４'は円環形状（リング形状）となっている。このように、マグネット１７のみをヨーク１６の内周形状に沿った形状にすることも可能である。

図６は、本発明の第４の実施の形態に係るレンズ駆動装置１０Ｃの機械構成を示す平面断面図である。

図６に示すように、レンズ駆動装置１０Ｃでは、コイル１４'は円環形状（リング形状）である一方で（図２（ｂ）に示す形状と同じである一方で）、マグネット１７は、長方形となっている。これにより、コイル１４'（コイル１４）との対向面積は小さくなるものの、マグネット１７の接着面積を大きくとることができる。

以上説明したようなレンズ駆動装置１０〜１０Ｃは、カメラ付き携帯電話機の他にも、様々な電子機器に取り付けることが可能である。例えば、ＰＨＳ，ＰＤＡ，バーコードリーダ，薄型のデジタルカメラ，監視カメラ，車の背後確認用カメラ，光学的認証機能を有するドア等である。

本発明に係るレンズ駆動装置は、無駄な空間を少なくして様々な効率性を高めることが可能なものとして有用である。

本発明の第１の実施の形態に係るレンズ駆動装置の外観構成を示す外観図である。 図１に示すレンズ駆動装置の内部構成を示す断面図である。 従来のレンズ駆動装置と図１に示すレンズ駆動装置との比較図である。 本発明の第２の実施の形態に係るレンズ駆動装置の機械構成を示す平面断面図である。 本発明の第３の実施の形態に係るレンズ駆動装置の機械構成を示す平面断面図である。 本発明の第４の実施の形態に係るレンズ駆動装置の機械構成を示す平面断面図である。

符号の説明

１０〜１０Ｃ レンズ駆動装置
１１ 上カバー
１２ レンズホルダ
１３，１３' 板バネ
１４，１４' コイル
１６ ヨーク
１７ マグネット
１８ 入射窓
１９ ホルダ受け

Claims (7)

1. レンズを保持するレンズホルダと、
   マグネット及びコイルを備え、前記レンズホルダの外側に、前記レンズホルダをレンズの光軸方向に移動させる磁気駆動部と、
   前記レンズホルダと前記磁気駆動部の全部又は一部を覆うカバー部と、を有するレンズ駆動装置であって、
   前記マグネットは、前記カバー部の内周形状に沿った形状であることを特徴とするレンズ駆動装置。
2. レンズを保持するレンズホルダと、
   マグネット及びコイルを備え、前記レンズホルダの外側に、前記レンズホルダをレンズの光軸方向に移動させる磁気駆動部と、
   前記レンズホルダと前記磁気駆動部の全部又は一部を覆うカバー部と、を有するレンズ駆動装置であって、
   前記カバー部の内周形状は、少なくとも１の平面を含んでおり、
   前記マグネットは、前記カバー部の内周形状に沿った形状であることを特徴とするレンズ駆動装置。
3. 前記マグネットと前記カバー部とは、互いの角部において位置決めされていることを特徴とする請求項１又は２記載のレンズ駆動装置。
4. 前記コイルの形状は、前記カバー部の内周形状に沿った形状であることを特徴とする請求項１から３のいずれか記載のレンズ駆動装置。
5. 前記コイルに電流を供給して電磁力を発生させたとき、当該電磁力に基づく前記レンズホルダの移動を規制する規制手段を有し、
   前記規制手段の形状は、前記カバー部の内周形状に沿った形状であることを特徴とする請求項１から４のいずれか記載のレンズ駆動装置。
6. 前記カバー部の外周形状及び内周形状は、角部に面取り部を備えた略四角形状であることを特徴とする請求項１，３，４及び５のいずれか記載のレンズ駆動装置。
7. 前記マグネットの外周形状は、略四角形状であって前記カバー部の内周面に沿って形成されるとともに、その内周形状は、前記レンズホルダの外周形状に沿って円形状に形成されていることを特徴とする請求項１，３，４，５及び６のいずれか記載のレンズ駆動装置。

Images