JP6736182B2 - レンズ駆動装置、カメラ装置及び電子機器 - Google Patents

Description

本発明は、レンズ駆動装置、カメラ装置及び電子機器に関する。

携帯電話やスマートフォン等の電子機器には、小型カメラが搭載されている。この種の小型カメラには、自動焦点タイプのものがある。自動焦点タイプの小型カメラには、レンズバレルを駆動するレンズ駆動装置が設けられている。

特許文献１は、レンズバレルをレンズキャリアの内部に固定し、レンズキャリアをレンズバレルの光軸方向に移動させることで焦点を調整するレンズ駆動装置を開示する。

特開２０１０−１３４４０９号公報

上記従来例においては、レンズバレルの光軸方向に開口する開口部を本体に形成し、この開口部を介してレンズバレルを光軸方向に向けて挿入し、レンズバレルをレンズキャリアに固定する構成となっている。レンズバレルとレンズキャリアとの間にはねじ切りを形成することなく、レンズバレルをレンズキャリアに摺動させて挿入するようにしている。このため、上記特許文献１においては、レンズバレルとレンズキャリアの双方にねじ山を形成する必要がないので、その分レンズ駆動装置を小型化することができると述べられている。

しかしながら、レンズバレルを光軸方向からレンズキャリアに摺動させて挿入する構成なので、レンズキャリアの周囲全体にレンズバレルを摺動させる壁面が必要となり、レンズキャリアを小さくすることができず、レンズ駆動装置の小型化に対する妨げとなっていた。

本発明は、上記従来の問題点を解消し、小型化することができるレンズ駆動装置、カメラ装置及び電子機器を提供することを目的とする。

本発明の一つの態様はレンズ駆動装置にあり、このレンズ駆動装置は、筐体と、前記筐体内にあって、レンズバレルを内部に固定するために配置されたレンズキャリアと、前記レンズバレルの光軸方向に前記レンズキャリアを移動させるための駆動手段と、前記レンズキャリアを前記レンズバレルの光軸方向に移動可能に支持する支持手段と、を有し、前記レンズキャリアは、前記レンズバレルの光軸方向と交わる方向の前側と後側にそれぞれ開口部が設けられており、前記筐体は、前記前側の開口部に対向する前部蓋体と、前記後側の開口部に対向する後部蓋体と、を有している。

好適には、前記前部蓋体は、前記筐体を構成する他の部材と協働して、前記前側において前記筐体全体としてほぼ面一をなしている。

好適には、前記後部蓋体は、前記筐体を構成する他の部材と協働して、前記後側において前記筐体全体としてほぼ面一をなしている。

好適には、前記レンズキャリアの光軸方向には、屈曲光軸の光学系を形成する光学部材が配置されている。

好適には、前記前側の開口部は、前記レンズキャリアを前記筐体内に配置した状態で前記レンズバレルを挿入可能とするものである。また、好適には、前記レンズバレルを更に備え、前記レンズバレルは、前記前側の開口部を介して前記前部蓋体に直接対向し、前記後側の開口部を介して前記後部蓋体に直接対向する。

本発明の他の態様は、前記レンズ駆動装置と、前記レンズバレルを通過した光を受ける受光センサと、を備えたカメラ装置である。

本発明のさらに他の態様は、前記カメラ装置を搭載した電子装置である。

本発明によれば、レンズバレルの光軸方向と交わる方向から前記レンズバレルを挿入可能とする開口部をレンズキャリアに設けたので、レンズキャリアの大きさを小さくすることができ、レンズ駆動装置、カメラ装置及び電子装置を小型化することができる。

本発明の第一実施形態に係るレンズ駆動装置を示し、レンズ駆動装置の右端やや手前で上下方向に切った断面図である。 本発明の第一実施形態に係るレンズ駆動装置を示し、図１のII−II面で切った断面図である。 本発明の第一実施形態に係るレンズ駆動装置を示し、カバー及び前部蓋体を除いた斜視図である。 本発明の第一実施形態に係るレンズ駆動装置を示し、図３の側面図である。 本発明の第一実施形態に係るレンズ駆動装置を示し、図３及び図４からプリズム及びレンズバレルを除いた断面斜視図である。 本発明の第一実施形態に係るレンズ駆動装置を示し、図５からレンズキャリアを除いた斜視図である。 本発明の第二実施形態に係るレンズ駆動装置を示し、レンズバレルの光軸方向と直交する平面で切った断面図である。 本発明の第二実施形態に係るレンズ駆動装置を示し、図７のVIII−VIII面で切った断面図である。 本発明の第三実施形態に係るレンズ駆動装置を示し、レンズバレルの光軸方向と直交する平面で切った断面図である。 本発明の第三実施形態に係るレンズ駆動装置の変形例を説明するための図であり、図１０（ａ）は第三実施形態を簡略化して示す断面図、（ｂ）〜（ｄ）はそれぞれ簡略化した変形例を示す断面図である。

本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

図１乃至図６において、本発明の第一実施形態に係るレンズ駆動装置１０が示されている。

レンズ駆動装置１０は、筐体１２を有する。この筐体１２は、カバー１４、前部蓋体１６、後部蓋体１８及びベース２０から構成されている。カバー１４は、上部及び左右の３面で囲まれて構成され、ベース２０に固定されている。

なお、この明細書においては、図１に示すように、後述するレンズバレル２８の光軸方向の一方を上、他方を下、レンズバレル２８の光軸方向に対して直交する一方向の一方を前、他方を後、さらにこれと直交する一方向の一方を左、他方を右と称する。

ベース２０は、下面部２０ａと後面部２０ｂとを有する。下面部２０ａと後面部２０ｂとは、左右両側で連結部２０ｃを介して連結されている。また、前部蓋体１６は板状に形成され、ベース２０の下面部２０ａとカバー１４との間で固定されている。後部蓋体１８も同様に板状に形成され、ベース２０の下面部２０ａ、後面部２０ｂ及び連結部２０ｃとの間で固定されている。

入射用孔２２は、カバー１４と前部蓋体１６とに囲まれて構成され、前方からの光がこの入射用孔２２を介して入射するようになっている。

プリズム２４は、ベース２０に固定されている。このプリズム２４は、屈曲光軸の光学系を形成する光学部材を構成し、断面が三角形状をしている。このプリズム２４の前面は、入射用孔２２に向けられている。このプリズム２４の後側斜面は、図２に示すように、ベース２０の後面部２０ｂの中央で前方へ立ち上がるように形成されたプリズム固定用壁部２０ｄに固定されている。また、このプリズム２４の下面は、下方に向けられている。このプリズム２４は、入射用孔２２を介して前方から光を受け、斜面で反射させ、下方へ導くようになっている。

レンズキャリア２６は、円柱状のレンズバレル２８を固定するレンズバレル固定部２６ａを有する。レンズバレル固定部２６ａは、レンズバレル２８を挿入可能とする開口部２６ｂが設けられている。この開口部２６ｂは、前側に向けて開かれている。組立時には、前部蓋体１６の取付け前に、この開口部２６ｂを介してレンズバレル２８を前方からレンズキャリア２６に挿入するようになっている。また、レンズキャリア２６のレンズバレル固定部２６ａの後側内面にはレンズバレル当接面２６ｃが形成されている。円柱状のレンズバレル２８の外面はレンズバレル当接面２６ｃに当接し、接着剤等を介してレンズキャリア２６に固定される。また、レンズバレル固定部２６ａのレンズバレル当接面２６ｃの内側は開口部となっており、この開口部が後部蓋体１８に対向している。

レンズキャリア２６を支持する支持手段について説明する。前述したベース２０には、ボール３０を受けるボール受け部２０ｅが設けられている。このボール受け部２０ｅは、プリズム固定用壁部２０ｄの左右両側にあって、上下方向が長い凹溝状に形成されている。左右それぞれのボール受け部２０ｅに例えば３個のボール３０が嵌っている。

一方、レンズキャリア２６には、被支持部２６ｅがレンズバレル固定部２６ａから前側に延びてボール受け部２０ｅに対向するように設けられている。この被支持部２６ｅは上下方向に伸びるＶ溝状に形成され、この被支持部２６ｅにボール３０が嵌り、レンズキャリア２６が筐体１２に対して上下方向に移動自在であるように支持されている。

レンズキャリア２６を移動させるための駆動手段について説明する。レンズキャリア２６には、磁石固定部２６ｆがレンズバレル固定部２６ａから前側に延びて形成されている。即ち、この磁石固定部２６ｆは、被支持部２６ｅとの間にベース２０のボール受け部２０ｅを挟む形で設けられている。この磁石固定部２６ｆの後側面には、第１磁性体３２を挟んで磁石３４が固定されている。

一方、ベース２０の後面部２０ｂには、第２磁性体３６を挟んでコイル３８が固定されている。このコイル３８は、左右方向に長い直線部分の両側を半円形の部分で接続した形になっている。磁石３４は、上下方向に磁極が分かれるように形成され、第１磁性体３２及び第２磁性体３６により磁気回路が形成され、コイル３８の直線部分に磁束が通るようになっている。したがって、コイル３８の直線部分には左右方向に電流が流れ、コイル３８の前後方向に磁束が通るので、レンズキャリア２６には上下方向の電磁力が与えられる。また、レンズキャリア２６は、磁石３４が第２磁性体３６に引き寄せられるとともに上記の支持手段によって支持されているので、上下方向の片側で支持されても傾かない。

また、ベース２０の下面部２０ａには、出射用孔４０が形成されている。さらに下面部２０ａの下方側に、ＩＲフィルタ４２を介してレンズバレル２８を通過した光を受ける受光センサが設けられ、カメラ装置を構成するようになっている。受光センサは基板５２上に設けられている。

カメラ装置においては、被写体からこのプリズム２４に入った光は、プリズム２４により光軸が９０度曲げられ、レンズバレル２８により集光され、受光センサにより検出される。また、レンズバレル２８の位置が図示しない位置センサにより検出される。被写体のピントを合せるためのコントローラがカメラ装置に備えられる。このコントローラは、レンズバレル２８の位置に対応した電流がコイル３８に流れるように制御する。コントローラがコイル３８にピントが合う位置に向かうように電流を流すと、磁石３４とコイル３８との間に電磁力が発生し、ボール３０に支持されたレンズキャリア２６がレンズバレル２８と共に移動し、ピントが合せられる。ピントが合うとその位置にレンズバレル２８が留まるように電流を制御する。

図７及び図８において、本発明の第二実施形態に係るレンズ駆動装置１０が示されている。図７及び図８において、屈曲光軸の光学系は省略して示してある。

この第二実施形態にあっては、筐体１２は、本体部４４と蓋体４６とから構成されている。前述した第一実施形態においては、ボール３０がレンズバレル２８の光軸方向の一方に偏って配置され、レンズキャリア２６が上下方向の片側で支持されていたが、この第二実施形態においては、レンズキャリア２６は上下方向の両側から支持されている。

即ち、ボール３０は、左右、前後及び上下の合計８個配置される。ボール３０に対応して、筐体１２の左右、前後及び上下の８箇所にはボール受け部２０ｅが設けられる。それぞれのボール受け部２０ｅは上下方向に伸びるＶ溝形状である。後方のボール受け部２０ｅは筐体１２の本体部４４で形成される。前方のボール受け部２０ｅは本体部４４と蓋体４６で形成される。また、レンズキャリア２６にはボール受け部２０ｅに対向して被支持部２６ｅが設けられる。被支持部２６ｅは上下方向に伸びる平面である。それぞれのボール受け部２０ｅと被支持部２６ｅとの間にボール３０が嵌っている。レンズバレル２８が固定されたレンズキャリア２６は、これら８個のボール３０を介して筐体１２に上下方向に移動自在に支持されている。

この第二実施形態においても、第一実施形態と同様に、レンズキャリア２６には、前方に開口した開口部２６ｂが設けられている。組立時には、蓋体４６の取付け前に、この開口部２６ｂを介してレンズバレル２８を前方からレンズキャリア２６に挿入して固定するようになっている。

この第二実施形態のレンズキャリア２６を移動させるための駆動手段は、前後の被支持部２６ｅの間のレンズキャリア２６の外側面にコイル３８又は磁石３４の一方を、筐体１２の内側面に他方を前記一方に対向するように配置しても良い。その場合、このコイル３８と磁石３４の組を左右両側に設けても良い。図７、図８においては、コイル３８が筐体１２に、磁石３４がレンズキャリア２６に設けられている。また、図示しないが、第一実施形態と同様にレンズキャリア２６を上方に延ばし、コイル３８又は磁石３４の何れか一方をレンズキャリア２６に他方を筐体１２に配置しても良い。

図９において、本発明の第三実施形態が示されている。

第三実施形態においては、第一枠体４８ａと第二枠体４８ｂとにより構成された枠体４８を有する。この枠体４８の周囲はカバー１４により覆われている。レンズキャリア２６は、枠体４８内にあってボール３０を介して上下方向に移動自在であるように支持されている。ボール３０は各箇所で例えば３個ずつ上下方向に設けてある。また、プリズム２４のような屈曲光軸の光学系は設けていない。

前方のボール３０は、第一枠体４８ａと第二枠体４８ｂとにより構成されたボール受け部２０ｅに嵌り、後方のボール３０は、第二枠体４８ｂに形成されたボール受け部２０ｅに嵌り、それぞれのボール３０がレンズキャリア２６に形成された被支持部２６ｅに当接している。

第一枠体４８ａは、組立時には第二枠体４８ｂに対して摺動自在であるように載置され、第一枠体４８ａをボール３０に向けて摺動させることにより、ボール３０の移動を規制するボール受け部２０ｅを形成するようになっている。

第二枠体４８ｂの後面には磁石３４及び第１磁性体３２が固定されている。コイル３８は、磁石３４に対向して、レンズキャリア２６に固定されている。

枠体４８、レンズキャリア２６、ボール３０、磁性体３２、磁石３４及びコイル３８は、前後及び左右の４隅でサスペンションワイヤ５０により支持され、前後及び左右方向に移動自在であるように支持されている。

この第三実施形態においても、第一実施形態及び第二実施形態と同様に、レンズキャリア２６には、前方に開口した開口部２６ｂが設けられている。組立時には、カバー１４及び第一枠体４８ａの取付け前に、この開口部２６ｂを介してレンズバレル２８を前方からレンズキャリア２６に挿入して固定するようになっている。

上記第三の実施形態の変形例について図１０に基づいて説明する。図１０（ａ）に示す上述した例に対し、図１０（ｂ）に示す例は、第一枠体４８ａの左右両端を後側に伸ばし、前方のボール受け部２０ｅを第一枠体４８ａのみで構成している。

また、図１０（ｃ）に示すように、後方のボール受け部２０ｅと被支持部２６ｅをその中間位置に一つに集約して設けても良い。その際、第二枠体４８ｂの中央部及びレンズキャリア２６の中央部にはそれぞれ二つの平面で構成されるＶ溝が形成される。また、この場合、駆動手段はこの後方の支持手段を避けて設ける。

さらに、図１０（ｄ）に示すように、右及び左のボール受け部２０ｅと被支持部２６ｅのそれぞれをその中間位置に一つに集約して設けても良い。その際、第一枠体４８ａは組立時に右方から摺動させている。また、レンズバレル２８は前方からレンズキャリア２６に挿入、固定されて、第三枠体４８ｃが取付けられる。

なお、上記実施形態のように、レンズバレル２８の前方向には特別な部材が無いので、レンズバレル２８をレンズキャリア２６に挿入する方向としては都合がよいが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば左右方向又は後方向からレンズバレル２８を挿入するように、レンズキャリア２６の開口部２６ａを形成してもよい。また、本発明は、レンズバレル２８の光軸方向と直交する方向から挿入する構成に限定されるものではなく、レンズバレル２８の光軸方向と交わる方向であればよく、例えば光軸方向に対して斜めからレンズバレル２８を挿入するようにしてもよい。

１０ レンズ駆動装置
１２ 筐体
１４ カバー
１６ 前部蓋体
１８ 後部蓋体
２０ ベース
２２ 入射用孔
２４ プリズム
２６ レンズキャリア
２６ａ レンズバレル固定部
２８ レンズバレル
３０ ボール
３２ 第１磁性体
３４ 磁石
３６ 第２磁性体
３８ コイル
４０ 出射用孔
４２ ＩＲフィルタ
４８ 枠体

Claims (8)

1. 筐体と、
   前記筐体内にあって、レンズバレルの側面を内部に固定するための側部が前記レンズバレルの光軸方向と交わる方向で対向するように設けられたレンズキャリアと、
   前記レンズバレルの光軸方向に前記レンズキャリアを移動させるための駆動手段と、
   前記レンズキャリアを前記レンズバレルの光軸方向に移動可能に支持する支持手段と、
   を有し、
   前記レンズキャリアは、前記側部間にあって前記レンズバレルの光軸方向と交わる方向の前側と後側にそれぞれ開口部が設けられ、
   前記筐体は、前記前側の開口部に対向する前部蓋体と、前記後側の開口部に対向する後部蓋体と、を有している
   レンズ駆動装置。
2. 前記前部蓋体は、前記筐体を構成する他の部材と協働して、前記前側において前記筐体全体としてほぼ面一をなしている請求項１記載のレンズ駆動装置。
3. 前記後部蓋体は、前記筐体を構成する他の部材と協働して、前記後側において前記筐体全体としてほぼ面一をなしている請求項１又は２記載のレンズ駆動装置。
4. 前記レンズキャリアの光軸方向には、屈曲光軸の光学系を形成する光学部材が配置されている請求項１乃至３いずれか記載のレンズ駆動装置。
5. 前記前側の開口部は、前記レンズキャリアを前記筐体内に配置した状態で前記レンズバレルを挿入可能とするものである請求項１乃至４いずれか記載のレンズ駆動装置。
6. 前記レンズバレルを更に備え、前記レンズバレルは、前記前側の開口部を介して前記前部蓋体に直接対向し、前記後側の開口部を介して前記後部蓋体に直接対向する請求項１乃至５いずれか記載のレンズ駆動装置。
7. 請求項１乃至６いずれか記載のレンズ駆動装置と、前記レンズバレルを通過した光を受ける受光センサと、を備えたカメラ装置。
8. 請求項７記載のカメラ装置を備えた電子機器。

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