JP4250409B2 - レンズ駆動装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、カメラ付き携帯電話などのカメラに用いられるレンズ駆動装置に関するものである。さらに詳しくは、レンズを光軸方向に駆動および位置保持するための技術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
カメラ付き携帯電話などに搭載されるカメラ装置では、通常撮影を行う位置と、接写撮影時に通常撮影時より一定の距離だけ被写体にわずかに近づけた位置の２点間でレンズを駆動するようになっている。但し、このような機器は、サイズ面などからみて、モータを備えたレンズ駆動装置を搭載することは不可能である。このため、カメラ付き携帯電話などには、レンズを直接、磁気駆動するタイプのレンズ駆動装置が搭載されている。
【０００３】
ここで、磁気駆動タイプのレンズ駆動装置としては、従来、レンズを保持する筒状のケースと、ケースの外周に取り付けたリング状の駆動マグネットと、駆動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、レンズを保持するケースを光軸方向に磁気駆動するとともに、そこにケースを磁気保持する構成のものがある（例えば、特許文献１、２参照）。
【０００４】
また、レンズを取り付けたケースを周方向に回転させながらケースを光軸方向に送り駆動するレンズ駆動装置もある（例えば、特許文献３参照）。
【０００５】
【特許文献１】
特開２０００−１８７８６２号公報（第２−３頁、図１−３）
【特許文献２】
特開平１０−１５０７５９号公報（第３−５頁、図１−３）
【特許文献３】
特開平４−２２２４４４号公報（第２−３頁、図１−９）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のレンズ駆動装置のうち、前者、すなわち、レンズを保持するケースを光軸方向に磁気駆動し、そこに磁気的に保持するタイプのものでは、レンズを長い時間、保持しようとすると、その間も駆動コイルに通電する必要がある。このため、消費電力が大きいため、カメラ付き携帯電話などに搭載するのには適していないという問題点がある。
【０００７】
これに対して、後者、すなわち、ケースを周方向に回転させながらケースを回転軸線方向（光軸方向）に動かすタイプのレンズ駆動装置は、消費電力が比較的、少なくて済むという利点があるが、構造が複雑で、かつ、部品点数が多いため、カメラ付き携帯電話などに搭載するのには適していないという問題点がある。
【０００８】
以上の問題点に鑑みて、本発明の課題は、簡単な構造であって、レンズを駆動、位置保持する際の消費電力を低く抑えることができるレンズ駆動装置を提案することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明は、レンズを備えた移動体と、該移動体を前記レンズの光軸方向の第１のレンズ保持位置と第２のレンズ保持位置との間で移動させ、当該２つのレンズ保持位置の各々で前記移動体を保持するための固定体とを有するレンズ駆動装置において、前記移動体は、前記レンズと、前記レンズに取り付けた駆動マグネットを備え、前記固定体は、前記駆動マグネットと磁気回路を構成する駆動コイルと、前記駆動マグネットにおいて前記光軸方向に位置する両端部に対向配置された第１および第２の磁性片とを備え、前記第１の磁性片は前記第１のレンズ保持位置側に配置されており、前記第２の磁性片は前記第２のレンズ保持位置側に配置されており、前記移動体は、前記駆動マグネットと前記第１の磁性片との磁気吸着により前記駆動コイルへの通電を停止したときでも前記第１のレンズ保持位置に保持され、前記駆動マグネットと前記第２の磁性片との磁気吸着により前記駆動コイルへの通電を停止したときでも前記第２のレンズ保持位置に保持され、前記駆動コイルへの通電によって前記移動体を前記第１のレンズ保持位置と前記第２のレンズ保持位置との間で移動させるように構成されていることを特徴とする。
【００１０】
本発明では、レンズを第１のレンズ保持位置と第２のレンズ保持位置との間で移動させるときには、駆動コイルに通電して移動体を磁気駆動するが、第１のレンズ保持位置にレンズを保持する際には、駆動コイルへの通電を停止して駆動マグネットと第１の磁性片との磁気吸着力を利用する。従って、レンズを第１のレンズ保持位置に保持している間、駆動コイルへの通電が必要ないので、消費電力を低く抑えることができる。また、第２のレンズ保持位置にレンズを保持する場合にも、駆動コイルへの通電を停止して駆動マグネットと第２の磁性片との磁気吸着力を利用することができる。従って、レンズを第２のレンズ保持位置に保持している間も駆動コイルへの通電が必要ないので、消費電力を低く抑えることができる。
【００１１】
本発明において、前記固定体は、前記移動体を光軸方向に移動可能に支持するバネ部材を備えていることが好ましい。このように構成すると、バネ部材の付勢力を、例えば、第１のレンズ保持位置でのレンズの保持、第１のレンズ保持位置から第２のレンズ保持位置へのレンズの移動、第２のレンズ保持位置から第１のレンズ保持位置へのレンズの移動、あるいは、第２のレンズ保持位置でのレンズの保持に利用できる。
【００１２】
本発明において、前記移動体は、前記駆動マグネットに対して前記駆動コイルと反対側位置にバックヨークを備えていることが好ましい。このように構成すると、磁気効率を高めることができる。
【００１３】
本発明において、前記駆動コイルは、前記移動体を囲む筒状に形成され、前記固定体は、当該駆動コイルを囲む断面コの字形状あるいは断面Ｃ字形状のステータヨークを備えていることが好ましい。このように構成すると、駆動マグネットと駆動コイルの間の磁路を最適にすることができるので、磁気効率を高めることができる。
【００１４】
本発明において、前記第１の磁性片には、第２のレンズ保持位置側に非磁性の弾性体からなる第１のスペーサ部材が取り付けられており、前記第２の磁性片には、第１のレンズ保持位置側に非磁性の弾性体からなる第２のスペーサ部材が取り付けられており、前記駆動コイルへの通電を停止したときに、前記駆動マグネットは前記第１のスペーサ部材を介して前記第１の磁性片と磁気吸着し、または、前記第２のスペーサ部材を介して前記第２の磁性片と磁気吸着することが好ましい。このようにすれば、駆動マグネットは磁気吸着する際にスペーサ部材に突き当たるため、衝撃が吸収される。
【００１５】
【発明の実施の形態】
図面を参照して、本発明を適用したレンズ駆動装置を説明する。
【００１６】
［全体構成］
図１（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）はそれぞれ、本発明を適用したレンズ駆動装置において、レンズを第１のレンズ保持位置に保持した状態を模式的に示す縦断面図、レンズが第１のレンズ保持位置から第２のレンズ保持位置に移動している途中の状態を模式的に示す縦断面図、およびレンズを第２のレンズ保持位置に保持した状態を模式的に示す縦断面図である。図２は、図１に示すレンズ駆動装置の要部を拡大して示す斜視図である。
【００１７】
図１（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）および図２に示すように、レンズ駆動装置１は、カメラ付き携帯電話などに搭載されている薄型カメラにおいてレンズ２を駆動するためのものであり、レンズ２を備えたレンズ移動体３と、この移動体３をレンズ２の光軸方向Ｆ（フォーカシング方向）の第１のレンズ保持位置Ｐ１と第２のレンズ保持位置Ｐ２との間で移動させ、これら２つのレンズ保持位置Ｐ１、Ｐ２の各々に移動体３を保持するための固定体４と、移動体３および固定体４が収納されたケース５とを有している。ケース５において、被写体側（図面に向かって上方）には開口が形成されているとともに、装置内側（図面に向かって下方）に向けて光路が確保されている。
【００１８】
レンズ移動体３は、レンズ２と、このレンズ２の外周に取り付けたリング状の駆動マグネット６とを備えている。駆動マグネット６は、レンズ２との間に環状のバックヨーク７を挟んで取り付けられ、バックヨーク７は、レンズ２の鏡筒も兼ねている。
【００１９】
固定体４は、レンズ移動体３をレンズ２の光軸方向Ｆに移動可能に弾性をもって支持する板バネやコイルバネなどのバネ部材（図示せず）と、駆動マグネット６の外周を囲む円筒状の駆動コイル８と、この駆動コイル８を囲むように断面コの字形状あるいは断面Ｃ字形状に形成されたステータヨーク１１と、第１および第２のレンズ保持位置Ｐ１、Ｐ２の各々の側において駆動マグネット６の端面６１、６２の各々に対向するように配置された第１および第２の座金９、１０とを備えている。第１および第２の座金９、１０はいずれも、強磁性体からなるリング状の磁性片であり、駆動マグネット６の端面６１、６２に対向する面の各々には、非磁性の弾性体からなるスペーサ部材１２、１３が取り付けられている。
【００２０】
ここで、各部の寸法は、例えば、
駆動マグネット６
外径３．７ｍｍ、内径３．１ｍｍ、高さ１．６ｍｍ
バックヨーク７
外径３．１ｍｍ、内径２．９ｍｍ、高さ１．６ｍｍ
駆動コイル８
外径４．５ｍｍ、内径４．１ｍｍ、高さ１．４ｍｍ
座金９、１０
外径３．９ｍｍ、内径３．１ｍｍ、高さ０．２５ｍｍ
ステータヨーク１１
外径４．７ｍｍ、内径３．９ｍｍ、高さ１．６ｍｍ、板厚１．６ｍｍ
スペーサ部材１２、１３
外径３．９ｍｍ、内径３．１ｍｍ、高さ０．１ｍｍ
に設定されている。
【００２１】
また、本形態では、駆動マグネット６として、ネオジプラスチックマグネットが用いられており、そのｂＨｃは４４８ｋＡ／ｍ以上である。一方、駆動コイル８は、１００ｍＮ以上の推力を発生するように構成されている。
【００２２】
［レンズ駆動動作］
このように構成したレンズ駆動装置１において、レンズ２に対して行われる駆動は以下の通りである。
【００２３】
まず、図１（Ａ）に示す状態では、レンズ２（移動体３）は第１のレンズ保持位置Ｐ１にあり、この状態では駆動コイル８への通電は停止されている。但し、駆動マグネット６と第１の座金９とがスペーサ部材１２を介して磁気吸着しているので、移動体３は、第１のレンズ保持位置Ｐ１に保持されている。従って、カメラ付き携帯電話において接写撮影を行うことができる。
【００２４】
この状態から、レンズ２（移動体３）を第２のレンズ保持位置Ｐ２に移動させる際には、駆動コイル８への通電が行われる。その結果、図１（Ｂ）に示すように、駆動コイル８と駆動マグネット６とによって発生する磁気力によって、駆動マグネット６が第１の座金９から引き離され、移動体３は、図１（Ｃ）に示すように、第２のレンズ保持位置Ｐ２に移動する。その結果、駆動マグネット６と第２の座金１０とがスペーサ部材１３を介して磁気吸着する状態となる。この際、駆動マグネット６は、スペーサ部材１３に突き当たるため、衝撃が吸収される。
【００２５】
ここで、駆動マグネット６と第２の座金１０とがスペーサ部材１３を介して磁気吸着する状態では、駆動コイル８への通電を停止しても、移動体３は、第２のレンズ保持位置Ｐ２に保持されることになる。従ってカメラ付き携帯電話において通常撮影を行うことができる。
【００２６】
なお、レンズ２（移動体３）を第２のレンズ保持位置Ｐ２から第１のレンズ保持位置Ｐ１に移動する動作については、上記の動作と原理的には同じであるため、説明を省略する。
【００２７】
このように本形態では、レンズ２を第１のレンズ保持位置Ｐ１と第２のレンズ保持位置Ｐ２との間で移動させるときには、駆動コイル８に通電して移動体３を磁気駆動するが、第１のレンズ保持位置Ｐ１および第２のレンズ保持位置Ｐ２にレンズ２を保持する場合には、駆動コイル８への通電を停止して駆動マグネット６と磁性片９、１０との磁気吸着力を利用する。従って、レンズ２を第１のレンズ保持位置Ｐ１あるいは第２のレンズ保持位置Ｐ２に保持している間、駆動コイル８への通電が必要ないので、消費電力を低く抑えることができる。
【００２８】
ここで、固定体４は、図示を省略してあるが、移動体３を光軸方向Ｆに移動可能に支持するバネ部材を備えているため、このバネ部材の付勢力を移動体３（レンズ２）の駆動および位置保持に利用できる。
【００２９】
すなわち、バネ部材の付勢力が常に移動体３を第１のレンズ保持位置Ｐ１から第２のレンズ保持位置Ｐ２に向かうように作用している場合には、バネ部材の付勢力を第１のレンズ保持位置Ｐ１から第２のレンズ保持位置Ｐ２へのレンズ２の移動、第２のレンズ保持位置Ｐ２でのレンズ２の保持に利用できる。これに対して、バネ部材の付勢力が常に移動体３を第２のレンズ保持位置Ｐ２から第１のレンズ保持位置Ｐ１に向かうように作用している場合には、バネ部材の付勢力を第２のレンズ保持位置Ｐ２から第１のレンズ保持位置Ｐ１へのレンズ２の移動、第１のレンズ保持位置Ｐ１でのレンズ２の保持に利用できる。また、バネ部材の付勢力が移動体３を第２のレンズ保持位置Ｐ２と第１のレンズ保持位置Ｐ１との間に保持しようとする方向に作用している場合には、バネ部材の付勢力を第１のレンズ保持位置Ｐ１から第２のレンズ保持位置Ｐ２へのレンズ２の移動、および第２のレンズ保持位置Ｐ２から第１のレンズ保持位置Ｐ１へのレンズ２の移動に利用できる。
【００３１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のレンズ駆動装置では、レンズを備えた移動体を第１のレンズ保持位置と第２のレンズ保持位置との間で移動させるときには、駆動コイルに通電して移動体を磁気駆動するが、第１のレンズ保持位置にレンズを保持する場合には、駆動コイルへの通電を停止して駆動マグネットと第１の磁性片との磁気吸着力を利用する。従って、レンズを第１のレンズ保持位置に保持している間、駆動コイルへの通電が必要ないので、消費電力を低く抑えることができる。また、第２のレンズ保持位置にレンズを保持する場合にも、駆動コイルへの通電を停止して駆動マグネットと第２の磁性片との磁気吸着力を利用することができる。従って、レンズを第２のレンズ保持位置に保持している間も駆動コイルへの通電が必要ないので、消費電力を低く抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）はそれぞれ、本発明を適用したレンズ駆動装置において、レンズを第１のレンズ保持位置に保持した状態を模式的に示す縦断面図、レンズが第１のレンズ保持位置から第２のレンズ保持位置に移動している途中の状態を模式的に示す縦断面図、およびレンズを第２のレンズ保持位置に保持した状態を模式的に示す縦断面図である。
【図２】図１に示したレンズ駆動装置の要部を拡大して示す斜視図である。
【符号の説明】
１ レンズ駆動装置
２ レンズ
３ 移動体
４ 固定体
５ ケース
６ 駆動マグネット
７ バックヨーク
８ 駆動コイル
９、１０ 座金
１１ ステータヨーク
１２、１３ スペーサ部材

Claims (5)

1. レンズを備えた移動体と、該移動体を前記レンズの光軸方向の第１のレンズ保持位置と第２のレンズ保持位置との間で移動させ、当該２つのレンズ保持位置の各々で前記移動体を保持するための固定体とを有するレンズ駆動装置において、
   前記移動体は、前記レンズと、前記レンズに取り付けた駆動マグネットを備え、
   前記固定体は、前記駆動マグネットと磁気回路を構成する駆動コイルと、前記駆動マグネットにおいて前記光軸方向に位置する両端部に対向配置された第１および第２の磁性片とを備え、前記第１の磁性片は前記第１のレンズ保持位置側に配置されており、前記第２の磁性片は前記第２のレンズ保持位置側に配置されており、
   前記移動体は、前記駆動マグネットと前記第１の磁性片との磁気吸着により前記駆動コイルへの通電を停止したときでも前記第１のレンズ保持位置に保持され、前記駆動マグネットと前記第２の磁性片との磁気吸着により前記駆動コイルへの通電を停止したときでも前記第２のレンズ保持位置に保持され、
   前記駆動コイルへの通電によって前記移動体を前記第１のレンズ保持位置と前記第２のレンズ保持位置との間で移動させるように構成されていることを特徴とするレンズ駆動装置。
2. 請求項１において、前記固定体は、前記移動体を光軸方向に移動可能に支持するバネ部材を備えていることを特徴とするレンズ駆動装置。
3. 請求項１において、前記移動体は、前記駆動マグネットに対して前記駆動コイルと反対側位置にバックヨークを備えていることを特徴とするレンズ駆動装置。
4. 請求項１または２において、前記駆動コイルは、前記移動体を囲む筒状に形成され、
   前記固定体は、当該駆動コイルを囲む断面コの字形状あるいは断面Ｃ字形状のステータヨークを備えていることを特徴とするレンズ駆動装置。
5. 請求項１ないし４のいずれかにおいて、
   前記第１の磁性片には、第２のレンズ保持位置側に非磁性の弾性体からなる第１のスペーサ部材が取り付けられており、
   前記第２の磁性片には、第１のレンズ保持位置側に非磁性の弾性体からなる第２のスペーサ部材が取り付けられており、
   前記駆動コイルへの通電を停止したときに、前記駆動マグネットは前記第１のスペーサ部材を介して前記第１の磁性片と磁気吸着し、または、前記第２のスペーサ部材を介して前記第２の磁性片と磁気吸着することを特徴とするレンズ駆動装置。

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