JP6449183B2

JP6449183B2 - レンズ駆動装置、カメラ装置及び電子機器

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Publication number: JP6449183B2
Application number: JP2016027741A
Authority: JP
Inventors: 関口　直樹; 直樹関口
Original assignee: 新シコー科技株式会社
Priority date: 2016-02-17
Filing date: 2016-02-17
Publication date: 2019-01-09
Anticipated expiration: 2036-02-17
Also published as: US20170235093A1; CN107092070A; JP2017146439A; US10175450B2; CN107092070B

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、レンズバレルを内部に固定するためのレンズキャリアと、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、前記光軸方向の上部及び下部においてその板面が前記光軸と直交する方向に取り付けられて、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上部及び下部板ばねと、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から前記レンズバレルを挿入可能とする開口部が設けられている。

好適には、前記駆動手段は、コイルと磁石とを有し、前記コイルは、前記レンズバレルの光軸を挟んだ両側で前記レンズキャリアに設けられている。

好適には、前記両側のコイルは並列に接続されている。

好適には、前記レンズバレルの光軸方向で、前記レンズキャリアの一方側に、前記コイルに通電する導電部材が設けられている。

好適には、前記導電部材に接続された端子が前記レンズバレルの中心から離れた片側に配置されている。

好適には、前記磁石を支持するヨークをさらに有し、前記ヨークは、前記レンズキャリアの開口部を除く三面で前記レンズキャリアの周囲を囲んでいる。

好適には、前記磁石は、前記コイルに対向し、前記レンズバレルの光軸を挟んだ両側で前記ヨークに固定されている。

好適には、前記磁石は、磁極が異なるように対向配置されている。

好適には、前記レンズキャリアは、樹脂から成る本体部と、金属からなる補強部とを有し、前記本体部は、前記補強部により前記レンズバレルの光軸方向と交わる方向の補強がなされている。

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。

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。

本発明の実施形態に係るレンズ駆動装置を示す分解斜視図である。本発明の実施形態に係るレンズ駆動装置を示す斜視図である。本発明の実施形態に係るレンズ駆動装置を示し、図２から蓋体を除いた斜視図である。本発明の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を含む左右方向の平面で切った断面斜視図である。本発明の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を含む前後方向の平面で切った断面斜視図である。本発明の実施形態に係るレンズ駆動装置に用いたレンズキャリアを示す斜視図である。本発明の実施形態に係るレンズ駆動装置において、上部板ばね付近を示す斜視図である。本発明の実施形態に係るレンズ駆動装置において、下部板ばね付近を示し、下方から見た斜視図である。

本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

図１は、本発明の実施形態に係るレンズ駆動装置１０を示す分解斜視図である。
レンズ駆動装置１０は、上方部材１２、蓋体１４、下方部材１６、ヨーク１８、補強部材２０、レンズキャリア本体部２２、磁石２４、コイル２６、上部板ばね２８、下方板ばね３０及び端子３２を有する。

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４０の光軸方向の一方を上、他方を下、レンズバレル４０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、さらに上下方向および前後方向の両方と直交する方向の一方を左、他方を右と称する。

上方部材１２は、上面部１２ａと、この上面部１２ａの左右及び後で下方へ延びる側面部１２ｂとが形成されている。また、左右の側面部１２ｂの内側には、後述するプリズム３６の位置決めを行う斜面部１２ｃが形成されている。

蓋体１４には、光が入射する入射用孔１４ａが形成されている。また、下方部材１６は、方形状に形成され、内側には光を出射させるための出射用孔１６ａが形成されている。また、下方部材１６には、後述するカメラ装置を組み立てる際にＩＲフィルタと光学センサが取り付けられる。

ヨーク１８は、コ字状（Ｕ字状）に形成され、左面部１８ａ、右面部１８ｂ及び後面部１８ｃから成り、前方を残して三面で囲われている。前方については左面部１８ａと右面部１８ｂの先端が折り曲げられて互いに向き合うようにしてある。

上方部材１２、蓋体１４、下方部材１６及びヨーク１８により、レンズ駆動装置筐体３４が構成されている。即ち、上方部材１２の側面部１２ｂの外面にヨーク１８の左面部１８ａ、右面部１８ｂ及び後面部１８ｃの内面が嵌り、下方部材１６にヨーク１８の左面部１８ａ、右面部１８ｂ及び後面部１８ｃの内面が嵌り、さらにヨーク１８の前面を塞ぐように、蓋体１４が上方部材１２、下方部材１６及びヨーク１８に嵌り、レンズ駆動装置筐体３４が構成されている。レンズ駆動装置筐体３４は、方形状で、内部が空洞となっている。

図２〜図５に示すように、プリズム３６は、上方部材１２の内側に固定されている。このプリズム３６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３６は、前面が蓋体１４の入射用孔１４ａに嵌り、後側の斜面左右両側が上方部材１２の斜面部１２ｃに当接し、下面が下方に向くように配置されている。このプリズム３６は、前側から光を受け、斜面で反射させ、下方へ導くようになっている。

図６に最も良く示すように、補強部材２０とレンズキャリア本体部２２とは結合されてレンズキャリア３８が構成されている。レンズキャリア本体部２２は、例えば樹脂から構成され、四角枠状の下面部２２ａと、この下面部２２ａの左右から上方へ延びるコイル取付け部２２ｂとを有する。補強部材２０は、ステンレス等の金属で四角枠状に形成されている。この補強部材２０は、左右両側がレンズキャリア本体２２のコイル取付け部２２ｂの上端に内側から固定され、レンズキャリア本体部２２を補強している。

レンズキャリア３８には、図３及び図５にも示すように、レンズバレル４０を挿入可能とする開口部３８ａが設けられている。この開口部３８ａは、補強部材２０、レンズキャリア本体部２２の下面部２２ａ及びコイル取付け部２２ｂに囲まれて構成されている。この開口部３８ａは、前側に向けて開かれている。組立時には、図３に示すように、蓋体１４の取付け前に、この開口部３８ａを介してレンズバレル４０を前方からレンズキャリア３８に挿入するようになっている。

また、レンズキャリア本体部２２のコイル取付け部２２ｂの後側内面には、レンズバレル当接面２２ｃが形成されている。レンズバレル４０はレンズを含んでいて円柱状で、コイル取付け部２２ｂの内面とレンズバレル当接面２２ｃに当接し、接着剤等を介してレンズキャリア３８に固定される。

図４に最も良く示すように、磁石２４は、方形状の４つの断片２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄから構成されている。２つの断片２４ａ、２４ｂは、上下方向に並べられてヨーク１８の左面部１８ａの内面に固定されている。また、他の２つの断片２４ｃ、２４ｄは、上下方向に並べられてヨーク１８の右面部１８ｂの内面に断片２４ａ、２４ｂと上下方向の位置を合わせて固定されている。各断片２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄはそれぞれ内側を向く面と外側を向く面とで異なる磁極となるように着磁してある。さらに、断片２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄの内側を向く面の磁極は隣り合う同士、向かい合う同士で異なる。例えば、断片２４ａの内側を向く面をＮ極とすると、断片２４ｂと断片２４ｃの内側を向く面はＳ極であり、断片２４ｄの内側を向く面はＮ極である。また、断片２４ａと断片２４ｂ及び断片２４ｃと断片２４ｄはそれぞれ一体で形成しても良い。その際、断片２４ａ（２４ｃ）に相当する部分と断片２４ｂ（２４ｄ）に相当する部分の内側を向く面の磁極が異なるように着磁する。

また、図６に示すように、レンズキャリア本体部２２のコイル取付け部２２ｂには、２つの位置決め用突起２２ｄが前後方向で外側に向けて突出するように形成されている。

コイル２６は、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。このコイル２６の空芯部が位置決め用突起２２ｄに嵌ることにより位置決めされ、レンズキャリア３８に接着剤等を介して固定されている。コイル２６の直線部分が磁石２４の断片２４ａ〜２４ｄに対向している。したがって、コイル２６の直線部分には前後方向に電流が流れ、コイル２６の左右方向に磁束が通るので、レンズキャリア３８には上下方向の電磁力が与えられる。

上部板ばね２８は、左右に一対設けてあり、図７に示すように、それぞれ装置本体側固定部２８ａ、レンズキャリア側固定部２８ｂ及び２つのばね部２８ｃとから構成されている。装置本体側固定部２８ａは、例えば磁石２４の上端に固定されている。また、レンズキャリア側固定部２８ｂは、レンズキャリア本体部２２のコイル取付け部２２ｂの上端に固定されている。ばね部２８ｃは、ワイヤ状であり、例えば２回曲げられ、装置本体側固定部２８ａとレンズキャリア側固定部２８ｂとを弾性を持って接続している。上部板ばね２８はばね部２８ｃを４つ有しており、レンズキャリア３８の周囲を４箇所で支持している。上部板ばね２８は、レンズキャリア３８の左右両側にあって、板面が光軸と直交する方向に取り付けられて、レンズキャリア３８をレンズ駆動装置筐体３４に対して、レンズバレル４０の光軸方向に移動自在であるように支持している。

下部板ばね３０は、左右に一対設けてあるとともにそれぞれ前後で２つに分かれている。下部板ばね３０は、図８に示すように、装置本体側固定部３０ａ、レンズキャリア側固定部３０ｂ及びばね部３０ｃとから構成されている。装置本体側固定部３０ａは、下方部材１６の上端に固定されている。また、レンズキャリア側固定部３０ｂは、レンズキャリア本体部２２の例えば下面部２２ａに固定されている。ばね部３０ｃは、ワイヤ状であり、例えば２回曲げられ、装置本体側固定部３０ａとレンズキャリア側固定部３０ｂとを弾性を持って接続している。下部板ばね３０はばね部３０ｃを４つ有しており、レンズキャリア３８の周囲を４箇所で支持している。下部板ばね３０は、レンズキャリア３８の前後・左右のそれぞれ両側にあって、板面が光軸と直交する方向に取り付けられて、レンズキャリア３８をレンズ駆動装置筐体３４に対して、レンズバレル４０の光軸方向に移動自在であるように支持している。

また、下部板ばね３０は、導電部材としても利用されている。図８に示すように、前述したコイル２６の端部２６ａは、それぞれ分かれている下部板ばね３０のレンズキャリア側固定部３０ｂに接続されている。

２つの端子３２は、下部板ばね３０の装置本体側固定部３０ａに接続され、装置本体側固定部３０ａと共に下方部材１６に固定されている。この端子３２は、レンズバレル４０の中心から例えば右側に離れ、下方部材１６の側面にあって下方に延びている。一方の端子３２から入った電流は、一方の下部板ばね３０を介して２つのコイル２６に流れ、他方の下部板ばね３０を介して他方の端子３２から出ていく。端子３２に対してコイル２６が並列に接続されている。

なお、下方部材１６の下方側に、ＩＲフィルタを介してレンズバレル４０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。

カメラ装置においては、被写体からこのプリズム３６に入った光は、プリズム３６により光軸が９０度曲げられ、レンズバレル４０により集光され、受光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レンズバレル４０の移動量がカメラに備えられたコントローラにより演算される。このコントローラは、レンズの移動量に対応した電圧が端子３２に印加されるように制御する。端子３２及び下部板ばね３０を介してコイル２６に電流が流れると、磁石２４からの磁束がコイル２６に作用し、コイル２６には上下方向に移動しようとする電磁力が生じる。コイル２６に電磁力が生じると、レンズキャリア３８がレンズバレル４０と共に上部板ばね２８及び下部板ばね３０に抗して移動し、ピントが合せられる。

なお、上記実施形態のように、レンズバレル４０の前方向には特別な部材が無いので、レンズバレル４０をレンズキャリア３８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４０を挿入するように、レンズキャリア３８の開口部３８ａを形成してもよい。また、本発明は、レンズバレル４０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４０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４０を挿入するようにしてもよい。さらに、上記実施形態においては、屈曲光軸の光学系を形成する光学部材であるプリズム３６をレンズバレル４０の光軸方向に設ける構成となっているが、本発明は、このような光学部材を設けていないものも含む。

１０レンズ駆動装置
１２上方部材
１４蓋体
１６下方部材
１８ヨーク
２０補強部材
２２レンズキャリア本体部
２４磁石
２６コイル
２８上部板ばね
３０下部板ばね
３２端子
３４レンズ駆動装置筐体
３６プリズム
３８レンズキャリア
３８ａ開口部
４０レンズバレル

Claims

レンズバレルを内部に固定するためのレンズキャリアと、
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、
前記光軸方向の上部及び下部においてその板面が前記光軸と直交する方向に取り付けられて、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上部及び下部板ばねと、
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から前記レンズバレルを挿入可能とする開口部が設けられている
レンズ駆動装置。
前記駆動手段は、コイルと磁石とを有し、前記コイルは、前記レンズバレルの光軸を挟んだ両側で前記レンズキャリアに設けられている請求項１記載のレンズ駆動装置。
前記両側のコイルは並列に接続されている請求項２記載のレンズ駆動装置。
前記レンズバレルの光軸方向で、前記レンズキャリアの一方側に、前記コイルに通電する導電部材が設けられている請求項２又は３記載のレンズ駆動装置。
前記導電部材に接続された端子が前記レンズバレルの中心から離れた片側に配置されている請求項４記載のレンズ駆動装置。
前記磁石を支持するヨークをさらに有し、前記ヨークは、前記レンズキャリアの開口部を除く三面で前記レンズキャリアの周囲を囲んでいる請求項２乃至５いずれか記載のレンズ駆動装置。
前記磁石は、前記コイルに対向し、前記レンズバレルの光軸を挟んだ両側で前記ヨークに固定されている請求項６記載のレンズ駆動装置。
前記磁石は、磁極が異なるように対向配置されている請求項７記載のレンズ駆動装置。
前記レンズキャリアは、樹脂から成る本体部と、金属からなる補強部とを有し、前記本体部は、前記補強部により前記レンズバレルの光軸方向と交わる方向に対して補強がなされている請求項１乃至８いずれか記載のレンズ駆動装置。
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９いずれか記載のレンズ駆動装置。
請求項１乃至１０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。
請求項１１記載のカメラ装置を備えた電子機器。