JP2005121893A - レンズ駆動装置およびカメラ付き携帯機器ならびにレンズ駆動装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】精度が出しやすく、組み立て作業が容易なレンズ駆動装置およびカメラ付き携帯機器を提供すること。
【解決手段】レンズ駆動装置１は、レンズ１２を有する移動レンズ体１０と、移動レンズ体１０をレンズ１２の光軸Ｆ方向に沿って移動させる駆動機構と、移動レンズ体１０および駆動機構を収納するケース体５０とを有する。ケース体５０は、少なくとも第１ケース分割体６０と第２ケース分割体７０とから構成され、第１ケース分割体６０の内側を移動レンズ体１０の最大径部分が光軸Ｆ方向に移動するように構成されており、第１ケース分割体６０の開口突出部６０ａと第２ケース分割体７０の開口突出部７０ａとが、開口突出部６０ａが内側に、開口突出部７０ａが外側になるように配置され、開口突出部６０ａの弾性変形量を、開口突出部７０ａの弾性変形量より小さくして、開口突出部７０ａが開口突出部６０ａに圧入されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、カメラ付き携帯電話のカメラなどに用いられるレンズ駆動装置およびカメラ付き携帯機器ならびにレンズ駆動装置の製造方法に関する。

カメラ付き携帯電話では、片手で携帯電話を持って自己の顔やその他の近接位置となる被写体を撮影する場合が多い。このため、カメラ付き携帯電話に用いられる撮影レンズ系は、接写撮影機能を有しているものが多い。このような接写撮影機能を有する撮影レンズ系の場合、通常の撮影を行うときのレンズ位置と接写撮影すなわちマクロ撮影を行うときのレンズ位置が異なるものとなる。接写撮影時のレンズ位置は、通常撮影時のレンズ位置よりも僅かに一定の距離だけ被写体側に近づけた位置になる。

このため、接写撮影機能を有する撮影レンズ系では、レンズ位置を通常撮影の位置とマクロ撮影の位置との間で移動させるための駆動機構を備え、スイッチの切り換えによって駆動機構を駆動し、これら２つの撮影位置の間をレンズが移動するようになっている。

このような２つの撮影位置の間をレンズが移動するレンズ駆動装置の例として、レンズを取り付けたケースを光軸の周りに回転させながらケースを光軸方向に移動させるように構成したものが提案されている（たとえば、特許文献１参照）。

さらに別の例として、コイルが巻かれた可動部を軸に揺動自在に取り付け、その可動部を、軸方向両側からマグネットとヨークで挟むように対向させて配置し、コイルとマグネットとの間に生じ、かつ対向面に平行な方向に生じる電磁的推力によって、可動部を上述の軸中心に揺動させ、この揺動をカム機構によってレンズ系の直線移動に変換するように構成したカメラ用電磁アクチュエータが提案されている（たとえば、特許文献２参照）。

特開平４−２２２４４４号公報（要約） 特開２００１−９１９８１号公報（要約）

特許文献１に記載されているものは、ケースを光軸の周りに回転させながらケースを回転軸線方向すなわち光軸方向に移動させる形式のレンズ駆動装置であるため、回転力を直線移動に変換するための機構が複雑になり、かつ、部品点数が多くなり、精度が出しづらく携帯電話などの携帯機器に搭載するには適していないという問題点がある。

また、特許文献２に記載されているカメラ用電磁アクチュエータは、可動部を電磁力によって揺動させる機構と、この揺動を直線移動に変換するカム機構を備える必要があるため、構成が複雑で部品点数が多くなるため、精度が出しづらく、携帯電話などの携帯機器に搭載するには適していないという問題点がある。

本発明は、以上のような従来技術の問題点を解消するためになされたもので、精度が出しやすく、組み立て作業が容易なレンズ駆動装置およびカメラ付き携帯機器を提供することを目的とする。また他の発明は、レンズの焦点距離の調整を容易にしたレンズ駆動装置の製造方法を提供とすることを目的とする。

上述の目的を達成するため、本発明は、レンズを有する移動レンズ体と、移動レンズ体をレンズの光軸方向に沿って移動させる駆動機構と、移動レンズ体および駆動機構を収納するケース体とを有するレンズ駆動装置において、ケース体は、少なくとも第１ケース分割体と第２ケース分割体とから構成され、第１ケース分割体の内側を移動レンズ体の最大径部分が光軸方向に移動するように構成されており、第１ケース分割体の第１開口突出部と第２ケース分割体の第２開口突出部とが、第１開口突出部が内側に、第２開口突出部が外側になるように配置され、第２開口突出部が第１開口突出部に圧入できるように構成されており、第１開口突出部の弾性変形量を、第２開口突出部の弾性変形量より小さくして、第２開口突出部が第１開口突出部に圧入されている。

この発明では、圧入の際、第１開口突出部の弾性変形量を、第２開口突出部の弾性変形量より小さくするので、精度が出しやすく、組み立て作業が容易となる。特に、組み立て作業において第１ケース分割体と第２ケース分割体との距離を変更させながらレンズの焦点距離を調整する工程を採用した場合では、第２ケース分割体が第１ケース分割体に弾性的に仮固定できるため、両ケース分割体の開口突出部同士を単に係合させた場合に生じる両ケース分割体間の位置精度の低下を抑制することができる。また、第２開口突出部の外側への変形量に比べ、第１開口突出部の内側への変形量を少なくできるため、移動レンズ体を含む移動物体が移動しても、第１ケース分割体の内壁に接触しないだけの移動物体と第１ケース分割体の内壁との間隔を小さくでき、レンズ駆動装置のより一層の小型化が可能となる。

駆動機構は、移動レンズ体の周囲に保持された駆動マグネットと、駆動マグネットを挟むように光軸方向に対向配置された第１駆動コイルと第２駆動コイルとを有し、駆動マグネットは、第１ケース分割体の内壁に近接して配置されている構成を採用することができる。この構成を採用することで、駆動マグネットを第１ケース分割体の内壁に接触させずにレンズ駆動装置を小型化できる。

第１ケース分割体は、レンズから取り込んだ光を処理する撮像素子を有する撮像素子ユニットが光軸を中心とした径方向に位置決めされるように当接される第１基準と、第２ケース分割体が径方向に位置決めされるように当接される第２基準面とを有し、第２ケース分割体は、移動レンズ体が径方向に位置決めされるように当接される第３基準面を有し、第３基準面は、移動レンズ体の光軸方向への移動を許容し、第３基準面は、第２基準面の径方向の内側に配置されることが好ましい。

この構成を採用することで、移動レンズ体および本発明に係るレンズ駆動装置の後側に配置されて使用される撮像素子ケースの径方向の位置を高精度に決めることができる。

上述の目的を達成するための他の発明は、上記のレンズ駆動装置と、このレンズ駆動装置によって得られた画像を表示する表示手段とを有するカメラ付き携帯機器である。この発明では、カメラ付き携帯機器中のレンズ駆動装置部分が精度の良いものとなり、その結果、得られる画像が高品質なものとなる。

上述の目的を達成するための他の発明は、レンズを有する移動レンズ体と、移動レンズ体をレンズの光軸方向に沿って移動させる駆動機構と、移動レンズ体と駆動機構とを収納するケース体と、レンズから取り込んだ光を処理する撮像素子を有する撮像素子ユニットとを有するレンズ駆動装置の製造方法であって、ケース体は、少なくとも第１ケース分割体と第２ケース分割体とから構成されており、第２ケース分割体を第１ケース分割体に仮圧入する工程と、撮像素子ユニットを第１ケース分割体に仮係合する工程と、移動レンズ体を第１ケース分割体に設けられた移動限界に当接させた状態で、第１ケース分割体と撮像素子ユニットの少なくとも一方を光軸方向に直動させて第１ケース分割体と撮像素子ユニットとの距離を変更させながらレンズの焦点距離を調整する工程と、第１ケース分割体と撮像素子ユニットとを固定する工程と、移動レンズ体を第２ケース分割体に設けられた移動限界に当接させた状態で、第２ケース分割体と第１ケース分割体の少なくとも一方を光軸方向に直動させて第２ケース分割体と第１ケース分割体との距離を変更させながらレンズの焦点距離を調整する工程と、第２ケース分割体と第１ケース分割体とを固定する工程と、を有するレンズ駆動装置の製造方法である。

この発明では、第２ケース分割体および撮像素子ユニットが第１ケース分割体に圧入等によって仮固定されるので、レンズの焦点距離を調整する工程で、第１ケース分割体と第２ケース分割体および第１ケース分割体と撮像素子ユニットが単に係合されている場合に生じる第１ケース分割体と第２ケース分割体間または第１ケース分割体と撮像素子ユニット間の位置精度の低下を抑制することができる。

本発明によれば、精度が出しやすく、組み立て作業が容易なレンズ駆動装置およびカメラ付き携帯機器を提供することができる。また、レンズの焦点距離の調整を容易にしたレンズ駆動装置の製造方法を提供することができる。

以下、図面を参照しながら本発明に係るレンズ駆動装置およびその製造方法の実施の形態について説明する。各実施の形態に係るレンズ駆動装置は、カメラ付き携帯電話等の携帯機器のカメラ部分として搭載するのに適した構成となっているが、ＰＤＡ（Personal Degital Assistance)等の他の携帯機器に搭載してもよい。また、本発明に係るカメラ付き携帯機器については、レンズ駆動装置と併せて説明する。

図１は、本発明の実施の形態に係るレンズ駆動装置１の断面図である。このレンズ駆動装置１は、主に、移動レンズ体１０と、移動レンズ体１０をレンズ１２の光軸Ｆ方向に沿って移動させる駆動機構と、駆動機構の一部を位置決めする位置決め部材４０と、これらを収納するケース体５０とから構成されている。

移動レンズ体１０は、レンズ１２と、レンズ１２を保持する第１レンズ保持部材１４および第２レンズ保持部材１５からなるレンズホルダ１６とから構成されている。

レンズ１２は、カメラの撮影レンズで、複数枚のレンズ部材が組み合わせられることによって構成されている。図１の上側（レンズ駆動装置１の前側）が被写体側レンズ部材１２ａで、下側（レンズ駆動装置１の後側）がカメラボディ側レンズ部材１２ｂである。なお、本実施の形態に係るレンズ駆動装置１では、移動レンズ体１０が、レンズ１２とレンズホルダ１６（第１レンズ保持部材１４、第２レンズ保持部材１５）という複数の部材から構成されているが、これらが同一部材で一体に構成されていても良い。

被写体側レンズ部材１２ａは、中央にレンズ機能を持つ円形のレンズ部を有し、外周にレンズ部を保持して支えるためのホルダ部を有している。ホルダ部は後述する中間部材１７に当接している。カメラボディ側レンズ部材１２ｂは、中央にレンズ機能を持つレンズ部を有し、外周にレンズ部を保持して支えるためのホルダ部を有している。カメラボディ側レンズ部材１２ｂのホルダ部も中間部材１７に当接している。

被写体側レンズ部材１２ａおよびカメラボディ側レンズ部材１２ｂのレンズ部は、樹脂製の非球面レンズとされており、ホルダ部とレンズ部は、樹脂で一体成型されて形成されている。

レンズホルダ１６が、第１レンズ保持部材１４と第２レンズ保持部材１５とから構成されており、また、中間部材１７が存在することによって、レンズ１２の取り付け作業を簡易にしている。第１レンズ保持部材１４は、底部に孔が設けられた有底筒形状をしており、レンズ１０がその筒部内に嵌め込まれている。第２レンズ保持部材１５は、第１レンズ保持部材１４に組み込まれたレンズ１２を後側から押さえつけて支持している。

第２レンズ保持部材１５は、第１レンズ保持部材１４の後方の開口端部に嵌められている。第２レンズ保持部材１５の内周側の先端は、カメラボディ側レンズ部材１２ｂのホルダ部に当接し、レンズ１２がレンズホルダ１６内の所定位置からずれないようにしている。移動レンズ体１０が最も後側に移動した位置（以下、通常撮影位置という。）は、ケース体５０を構成している第１ケース分割体６０の内側張出部６１に突き当たる位置となる。

中間部材１７は、中央に孔１７ａを有する円板状部材とされている。この中間部材１７によって、被写体側レンズ部材１２ａとカメラ側レンズ部材１２ｂの間隔を一定に保持している。

第１レンズ保持部材１４の外周は、前側が大径に、後側が小径になっており、その境界には段部が形成されている。後側の小径部の周囲であって、前側の大径部と第２レンズ保持部材１５との間の位置には、リング状に形成された駆動マグネット１９が嵌められている。この段部に当接された状態では、駆動マグネット１９は、第２レンズ保持部材１５との間にわずかな隙間を有している。また、駆動マグネット１９は、レンズ駆動装置１を小型化するため、第１ケース分割体６０の内壁に近接して配置されている。なお、第１レンズ保持部材１４の後端面と、この後端面と光軸Ｆ方向に対向している第２レンズ保持部材１５の面との間には隙間が形成されている。これは、レンズ１２に第２レンズ保持部材１５が確実に当接するようにするためである。

第１レンズ保持部材１４の前面には、移動レンズ体１０が最も前方に進出した位置（以下、マクロ撮影位置という。）で、移動レンズ体１０の位置決めをするための突起部２０が形成されている。突起部２０は、第１レンズ保持部材１４の前面に円周形状に設けられている。なお、突起部２０は、第１レンズ保持部材１４の前面には設けず平らな面とし、第２ケース分割体７０の底部７１の後側面７１ａの方に設けても良い。

また、第１レンズ保持部材１４の前面には、被写体からの反射光をレンズ１２に取り込む円形の入射窓２１が形成されている。入射窓２１の前方には、図示されないレンズ保持用の開閉自在のバリヤが設けられている。

移動レンズ体１０をレンズ１２の光軸Ｆ方向に沿って移動させる駆動機構は、駆動マグネット１９および第１、第２駆動コイル２２，２３から構成されている。

第１、第２駆動コイル２２，２３は、図２に示すように、１本の導線を互いに逆向きに巻くことによって、それぞれリング状に形成されている。第１、第２駆動コイル２２，２３の本体から引き出されている一方の導線同士は連結線２４として互いにつながっており、他方の導線、すなわち、第１駆動コイル２２の巻線端末２５および第２駆動コイル２３の巻線端末２６は、レンズ駆動装置１の外部にある図示されない電源にそれぞれ接続されている。第１、第２駆動コイル２２，２３の形成方法の詳細および巻線端末２５，２６の第１、第２駆動コイル２２，２３の本体から電源までの配置についは後述する。

第１、第２駆動コイル２２，２３は、被写体側から見たら巻回方向が互いに同じになるように、駆動マグネット１９を挟んで光軸Ｆ方向に対向配置されている。第１、第２駆動コイル２２，２３に通電することによって、駆動マグネット１９との間で電磁力が発生し、移動レンズ体１０が光軸Ｆ方向に移動する。この移動の仕組みについては後述する。

駆動マグネット１９は、リング状となっており、図３に示すように中央の孔を囲む部分がＮ極に着磁され、全体の外周部分がＳ極にそれぞれ単極着磁されている。なお、この着磁関係は、ＮＳが逆となるようにしても良い。

図１に示しように、第１駆動コイル２２の後側には、リング状の第１磁性体３２が配置されている。また、第２駆動コイル２３の前側には、リング状の第２磁性体３３が配置されている。したがって、駆動マグネット１９を挟んで光軸Ｆ方向に並んだ第１駆動コイル２２と第２駆動コイル２３の光軸Ｆ方向の外側にそれぞれ第１磁性体３２と第２磁性体３３が配置されている。

第１駆動コイル２２は、第１駆動コイル２２と第１磁性体３２との中心がほぼ一致するように、第１磁性体３２に固着されている。同様に、第２駆動コイル２３は、第２駆動コイル２３と第２磁性体３３との中心がほぼ一致するように、第２磁性体３３に固着されている。

次に、第１、第２磁性体３２，３３の形状について図４および図５を参照しながら説明する。なお、第１、第２磁性体３２，３３の形状は、基本的に同一であるため、主に第１磁性体３２について説明する。

図４に示すように、第１磁性体３２の第１駆動コイル２２との固着面には、凸部３２ａと凹部３２ｂを有する凹凸形状が設けられている。図１には示されていないが、図５の第１駆動コイル２２と第１磁性体３２との固着部付近の断面図に示すように、この凹凸形状の凹部３２ｂの少なくとも一部には接着剤３０が充填されており、この接着剤３０によって第１駆動コイル２２が第１磁性体３２に固着されている。

この構成によって、第１駆動コイル２２と第１磁性体３２とは凹凸形状の凸部３２ａで接触するので、平面全体で接触する場合と比べて接触面積が少なくなる。したがって、第１駆動コイル２２の導線の絶縁被膜に孔が開いていたり、絶縁被膜の一部が剥離している場合でも、第１駆動コイル２２の導線と第１磁性体３２とが短絡する確率を減少させることができる。また、凹凸形状の凹部３２ｂは接着剤の充填部として使用でき、第１駆動コイル２２と第１磁性体３２とを確実に固着することができる。なお、第１駆動コイル２２の導線の絶縁被膜に孔が開いていたり、絶縁被膜の一部が剥離している可能性と、第１磁性体３２の表面を凹凸加工するコストや困難性とを比較考量して、第１磁性体３２の表面を平坦にしても良い。

第１磁性体３２の外周部には、図４に示すように、光軸Ｆを中心とした径方向に突出した複数の突出部３４が設けられている。後述するように、この突出部３４が、位置決め部材４０で抑えられて、第１磁性体３２、すなわち第１磁性体３２に固着されている第１コイル２２が位置決めされる。

突出部３４の外周が第１ケース分割体６０の内壁に当接されることによって第１コイル２２の中心と光軸Ｆとが略一致するように、第１ケース分割体６０が加工されている。この構成によって、レンズ駆動装置１の組み立て時に、第１コイル２２の中心と光軸Ｆとの位置合わせを容易に行うことができる。

複数の隣接する突出部３４の間の１つには、リング形状を横断するスリット３５が形成されている。第１駆動コイル２２の本体から引き出され第２駆動コイル２３につながっている連結線２４は、このスリット３５を通過している。すなわち、第１駆動コイル２２の内周端末は、第１駆動コイル２２の内周の底部に存在する第１磁性体３２の一方のスリット端３５ａから他方のスリット端３５ｂに向かい、連結線２４となり、第２駆動コイル２３の本体につながる。第２駆動コイル２３の巻線端末２６も同様に第２磁性体３３のスリット３５を通過することとなる。

連結線２４や巻線端末２６がスリット３５を通過しているため、スリット３５がない場合と比べて、コイル導線の直径の２倍分だけレンズ駆動装置１の前後方向（厚さ方向）の小型化が可能になる。なお、第１磁性体３２と同様に、第２磁性体３３にも突出部３４およびスリット３５が形成されている。なお、スリット３５に代えて、スリット３５の位置に凹部を第１磁性体３２や第２磁性体３３の表面に設けても良い。

位置決め部材４０は筒形状をしており、第１、第２駆動コイル２２，２３の本体を囲むように配置されていると共に、第１、第２駆動コイル２２，２３の光軸Ｆ方向の位置決めをしている。

図１に示すように、第１磁性体３２は、第１ケース分割体６０と位置決め部材４０によって挟持されている。すなわち、第１磁性体３２の突出部３４の前面側は、位置決め部材４０の隣接する張出部４２の間に入り、位置決め部材４０の端面に当接し、第１磁性体３２の後面側は、第１ケース分割体６０の内側張出部６１の上段部に当接し支持されている。第２磁性体３３も、第１磁性体３２と同様に、位置決め部材４０の隣接する張出部４４の間の端面と、第２ケース分割体７０の底部７１とで挟持されている。

移動レンズ体１０と、駆動マグネット１９と、第１、第２駆動コイル２２，２３と、第１、第２磁性体３２，３３と、位置決め部材４０とを収納するケース体５０は、それぞれ有底筒形状を主体とする後側の第１ケース分割体６０と前側の第２ケース分割体７０とからなる。

第１、第２ケース分割体６０，７０は、図１に示すように、内側に位置することとなる第１ケース分割体６０の開口突出部６０ａと、外側に位置することとなる第２ケース分割体７０の開口突出部７０ａとが、第２ケース分割体７０の開口突出部７０ａが弾性変形しながら圧入されている。第１開口突出部となる開口突出部６０ａもわずかに弾性変形するが、開口突出部６０ａの弾性変形量は、第２開口突出部となる開口突出部７０ａの弾性変形量より小さい。なお、本実施の形態に係るレンズ駆動装置１では、ケース体５０を２つに分割してあるが、３つ以上に分割しても良い。

第１ケース分割体６０は、図１，図６および図７に示すように、筒の後側に内側張出部６１と外側張出部６２が設けられた形状をしている。内側張出部６１は、中央側のリング状の低段部６１ａと、外周側のリング状の高段部６１ｂから構成されている。内側張出部６１の高段部６１ｂには、位置決め部材４０の張出部４２を嵌合する円形状の溝６４が形成されている。溝６４は、位置決め部材４０の外壁と第１ケース分割体６０の内壁とが接するような位置に形成されている。さらに、図１に示すように、第１ケース分割体６０の内壁面には、巻線端末２５，２６と連結線２４をそれぞれ配置するための溝６６，６７が、また、第１ケース分割体６０の開口突出部６０ａには、第１、第２駆動コイル２２，２３のそれぞれ本体から引き出された巻線端末２５，２６が通過するための切欠部６８が形成されている。

すなわち、第１駆動コイル２２の本体から引き出された巻線端末２５は、位置決め部材４０の外周に引き出され、位置決め部材４０の外壁と第１ケース分割体６０の内壁との間の溝６６を経由し、第１ケース分割体６０の切欠部６８を通過して第１ケース分割体６０の外部に延伸している。外部に延伸した巻線端末２５は、第１ケース分割体６０の外周に設けられた導線保護部６９に囲まれた孔を通過して、後述する回路基板８４上の給電端子８６に接続されている。

第１ケース分割体６０の低段部６１ａの上面６１ｃは、レンズホルダ１６が突き当たるホルダ基準面とされている。また、高段部６１ｂの上面６１ｄは、第１磁性体３２が当接するヨーク基準面とされている。さらに、内側張出部６１の下面６１ｅは、後述する撮像素子８２を含む撮像素子ユニット８０の高さ方向の基準面とされている。

第２ケース分割体７０は、図１，図８，図９および図１０に示すように、レンズ窓７３となる孔部が形成された底部７１が前側となる有底筒形状をしている。底部７１には、位置決め部材４０の張出部４４を嵌合する円形状の溝７４が形成されている。溝７４は、位置決め部材４０の外壁と第２ケース分割体７０の内壁とが接するような位置に形成されている。さらに、図１に示すように、第２ケース分割体７０の内壁面には、ゆるんだ巻線端末２６を収納するための溝７６が形成されている。溝７４と溝７６は、図９に示すように、一体的に設けられると共に、溝７６が溝７４の外周の一部を形成している。

溝７６と光軸Ｆを中心とした対称位置に、連結線２４を収納するための溝７７が設けられている。溝７７は、溝６７に対応する位置に配置され、溝７４と一体的に設けられる。第２ケース分割体７０の中央下端面には、図１０に示すように、移動レンズ体１０の上端の突起部２０が突き当たる上端基準面７１ａが、わずかに撮像素子８２側に突出するように設けられている。

第２駆動コイル２３の本体から引き出された巻線端末２６は、第２磁性体３３のスリット３５、第２磁性体３３の隣接する突出部３４の間、位置決め部材４０の隣接する前側の張出部４４の間、位置決め部材４０の外壁と第２ケース分割体７０の内壁との間のスペース７８を経由し、第１ケース分割体６０の切欠部６８を通過して第２ケース分割体７０の外部に延伸している。外部に延伸した第２駆動コイル２３の巻線端末２６は、第１駆動コイル２２の巻線端末２５と同様に、導線保護部６９に囲まれた孔を通過して、後述する回路基板８４上の巻線端末２５が接続されている給電端子８６とは別の給電端子８８に接続されている。

また、図１に示すように、第１、第２駆動コイル２２，２３の本体同士をつないでいる連結線２４は、第１駆動コイル２２、第１磁性体３２のスリット３５、第１磁性体３２の隣接する突出部３４の間、位置決め部材４０の隣接する後側の張出部４２の間、位置決め部材４０の外周と第１ケース分割体６０の内壁との間の溝６７を経由し、第２駆動コイル２３の本体につながっている。

このように、移動レンズ体１０に保持された駆動マグネット１９の移動空間には、第１、第２駆動コイル２２，２３の巻線端末２５，２６や第１、第２駆動コイル２２，２３の本体同士をつないでいる連結線２４が存在しないので、駆動マグネット１９と巻線端末２５，２６や連結線２４とが絡み合うことがない。

レンズ駆動装置１の光軸Ｆに沿った後側には、撮像素子ユニット８０が配置されている。撮像素子ユニット８０は、図１，図１１および図１２に示すように、フィルタ８１、撮像素子８２および回路基板８４等を有する。フィルタ８１は、撮像素子８２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８２は、ＣＭＯＳ(Complementary Metal Oxide Semiconductor)で構成されており、その検知信号をフレキシブル印刷回路基板からなる回路基板８４へ送る。検知信号となる画像信号は、回路基板８４上の複数の画像信号端子８５から図示されないマイクロコンピュータ等で構成されている制御部へ送られる。なお、撮像素子８２としては、ＣＭＯＳ以外にＣＣＤやＶＭＩＳ等を採用することができる。

また、回路基板８４には、上述のように第１、第２駆動コイル２２，２３に給電するための給電端子８６，８８も設けられており、画像信号伝達用の回路基板８４と給電端子８６，８８を形成する基板とを兼用することで部品数の削減を図っている。なお、巻線端末２５，２６をツイスト（ねじり巻き）させたり、らせん状にして導線保護部６９内を通過させることで断線のおそれを減少させることができる。また、回路基板８４上に給電端子８６，８８を設けず、第１、第２駆動コイル２２，２３の巻線端末２５，２６をねじり巻いたり、らせん状等にして導線保護部６９内に接着剤等で固定して、それから先は、金属端子を利用して接続しても良い。この構成によれば、巻線端末２５，２６を回路基板８４に固定しなくても断線するおそれがほとんどない。

撮像素子ユニット８０は、第１ケース分割体６０の底面に取り付けられている。第１ケース分割体６０の底面には、図１３および図１４に示すように、中央の露光用空間孔部６０ｂと、４つの爪部６３と、外側張出部６２と一体の３つのユニット寸法保持部６５とが設けられている。

露光用空間孔部６０ｂは、被写体からの光を通過させ、撮像素子ユニット８０への入射させる働きを有している。爪部６３は、撮像素子ユニット８０が、図１８の矢示Ａ方向から圧入される（組み込まれる）とき、その圧入された撮像素子ユニット８０に当接して径方向の概略位置を決める共に、撮像素子ユニット８０を保持する機能を有する。

次に、第１の実施の形態に係るレンズ駆動装置１の組み立て方法について図２を用いて説明する

まず、円柱形状の巻回治具を２つ並べ、巻線端末２６側から第２駆動コイル２３を形成して行く。すなわち、第２駆動コイル２３の内側から巻回していく。そして、図２（ａ）に示すように、時計方向に巻いていき、第２駆動コイル２３の形成が終了したら、その最外周から連結線２４を引き伸ばし、次に第１駆動コイル２２を形成する。第１駆動コイル２２も、内側から外側に向けて巻回していき、その最外周から巻線端末２５を引き出す。第１駆動コイル２２の巻回方向は、第２駆動コイル２３とは逆となる方向である。第１、第２駆動コイル２２，２３が所定の巻数となるように巻回し、第１、第２駆動コイル２２，２３を作成したら、巻回治具を外す（図２（ａ）（ｂ））。

その後、第１駆動コイル２２の本体を第１磁性体３２に、第２駆動コイル２３の本体を第２磁性体３３にそれぞれ接着剤等で固着する（図２（ｃ））。この際、第１、第２駆動コイル２２，２３の本体同士をつなぐ連結線２４は、第１磁性体３２に設けられたスリット３５を通過させ、第２駆動コイル２３から引き出された巻線端末２６は第２磁性体３３に設けられたスリット３５を通過させている。

そして、第１ケース分割体６０の中に、第１磁性体３２に固着された第１駆動コイル２２を配置する。この際、第１、第２駆動コイル２２，２３の本体同士をつないでいる連結線２４が第１ケース分割体６０の内壁の溝６７に配置され、第１駆動コイル２２の本体から引き出された巻線端末２５が第１ケース分割体６０の内壁の溝６６に配置されるようにする。

次いで、位置決め部材４０を、第１ケース分割体６０の溝６４に嵌め込む。この際、位置決め部材４０の後側の張出部４２は、第１磁性体３２の隣接している突出部３４の間に配置されるようにする。その後、駆動マグネット１９を保持した移動レンズ体１０を、第２レンズ保持部材１６が第１ケース分割体６０の内側張出部６１の低段部６１ａの上面６１ｃに当接するように、第１ケース分割体６０内に挿入する。このとき、内側張出部６１の高段部６１ｂの内壁と第２レンズ保持部材１５の外周には、ほんのわずなだけ隙間が形成されている。

そして、第２磁性体３３に固着された第２駆動コイル２３を第１駆動コイル２２と同じ巻回方向になるように位置決め部材４０の内側に配置する。この際、第２磁性体３３の突出部３４が位置決め部材４０の隣接している前側の張出部４４の間に位置するようにする。さらに、第１、第２駆動コイル２２，２３の本体同士をつないでいる連結線２４が位置決め部材４０の端面をまたぎ、また、第２駆動コイル２３から引き出された巻線端末２６が第１ケース分割体６０の切欠部６８をそれぞれ通過するように配置する。

その後、第２ケース分割体７０を、第２ケース分割体７０の開口突出部７０ａと第１ケース分割体６０の開口突出部６０ａとを開口突出部７０ａが外側に、開口突出部６０ａが内側にそれぞれ配置されるように、第２ケース分割体７０の開口突出部７０ａを弾性変形させながら、第１ケース分割体６０に圧入する。この際、第２ケース分割体７０の底部７１の大径内壁７１ｂが移動レンズ体１０の第１レンズ保持部材１４の外周に当接して移動レンズ体１０の径方向の位置決めをするように、また、第２ケース分割体７０の溝７４が位置決め部材４０の前側の張出部４４に嵌合するように配置される。大径内壁７１ｂは、第２ケース分割体７０との当接面でもある第１ケース分割体６０の開口突出部６０ａの光軸Ｆを中心とした径方向の内側に配置されると共に、移動レンズ体１０の光軸Ｆ方向への移動を許容している。このとき、第２ケース分割体７０の内壁の溝７６および図１０で示すその下方のスペース７８が、第２駆動コイル２３から引き出された巻線端末２６の収納スペースとなるように配置する。この時点では、第１、第２ケース分割体６０，７０同士は仮固定となっている。

本実施の形態に係るレンズ駆動装置１では、第２ケース分割体７０を第１ケース分割体６０に圧入しても、第１ケース分割体６０の開口突出部６０ａが、光軸Ｆを中心とした径方向にほとんど変形しないため、移動レンズ体１０に当接している第２ケース分割体７０の大径内壁７１ｂも径方向にほとんど変形しない。また、後述するように、撮像素子ユニット８０もユニット寸法保持部６５と爪部６３によって、径方向に精度良く第１ケース分割体６０の後方に配置されている。したがって、第１ケース分割体６０にこのような移動レンズ体１０と撮像素子ユニット８０の径方向の位置を精度良く配置することができる。

次に、上述の組立工程にて組み立てられた移動レンズ体１０や駆動機構等が組み込まれているケース体５０、詳しくは第１ケース分割体６０の後部の爪部６３に、撮像素子ユニット８０を底面側から圧入する（図１５矢示Ａ）。この際、図１に示したように、第１ケース分割体６０の外側張出部６２と一体のユニット寸法保持部６５の内壁６５ａと撮像素子ユニットの外壁８０ａとが係合するように行う。このとき、爪部６３が、図１５の矢示Ｂのように曲げられることで、撮像素子ユニット８０は、爪部６３に係止させられる。この時点では、第１ケース分割体６０と撮像素子ユニット８０とは仮固定となっている。

その後、第１、第２駆動コイル２２，２３に通電して移動レンズ体１０を第１ケース分割体６０に設けられた移動限界に当接させた状態で、すなわち、移動レンズ体１０を通常撮影位置に移動した状態で、第１ケース分割体６０と撮像素子ユニット８０の少なくとも一方を光軸Ｆ方向に直動させて第１ケース分割体６０と撮像素子ユニット８０との距離を変更させながらレンズ１２の焦点距離を調整し、通常撮影画像が最適となる位置で第１ケース分割体６０と撮像素子ユニット８０とをレーザ溶接や接着等で本固定する。

そして、第１、第２駆動コイル２２，２３に通電して移動レンズ体１０を第２ケース分割体７０に設けられた移動限界に当接させた状態で、すなわち、移動レンズ体１０をマクロ撮影位置に移動した状態で、第２ケース分割体７０と第１ケース分割体６０の少なくとも一方を光軸Ｆ方向に直動させて第２ケース分割体７０と第１ケース分割体６０との距離を変更させながらレンズ１２の焦点距離を調整し、マクロ撮影画像が最適となる位置で第２ケース分割体７０と第１ケース分割体６０とをレーザ溶接や接着等で本固定する。

撮像素子ユニット８０および第２ケース分割体７０が、第１ケース分割体６０に圧入されて仮固定されているため、レンズ１２の焦点距離を調整する工程で、第２ケース分割体７０および撮像素子ユニット８０を支えていなくても、これらが不意に動いてしまうことはない。

その後、第１、第２駆動コイル２２，２３から引き出された巻線端末２５，２６を第１ケース分割体６０の外周の導線保護部６９に通過させて、回路基板８４上の給電端子８６，８８にそれぞれ接続する。

次に、図１６を参照しながら、このレンズ駆動装置１を含むカメラ９０のシステム構成を説明する。

このカメラ９０は、レンズ１２を有する移動レンズ体１０を駆動して切り換え動作を実現するドライバ９１と、撮像素子８２から得られる画像信号を処理するＩＳＰ（Image Signal Processor）９２と、画像データを保存するストレージデバイス９３と、コントロールロジック部９４と、電子処理をするための画像を一時保管する単数または複数のメモリ９５と、光学画像や電子処理された電子画像を表示する表示手段９６と、これらの各部材をコントロールするシステムコントローラとしてのＭＰＵ（Micro Processing Unit）９７とを有している。

ここで、レンズ駆動装置１に相当するカメラモジュールは、レンズ１２を有する移動レンズ体１０等からなるレンズ駆動装置１のメカ部分と、撮像素子８２と、ドライバ９１と、ＩＳＰ９２とから構成される。撮像素子８２とドライバ９１とＩＳＰ９２とは撮像素子ユニット８０に設置される。コントロールロジック部９４とＭＰＵ９７とで制御部が構成される。撮像素子８２とＩＳＰ９２と制御部とで、画像取得手段が構成される。ＭＰＵ９７は、切り換え指令を読み取る切り換え指令読取手段となり、レンズ１２の操作位置を確認する操作位置確認手段となり、また、レンズ１２の位置を検出する現在位置検出手段ともなる。

なお、レンズ１２の位置、すなわち移動レンズ体１０の位置を検出するセンサを設けることで、そのセンサが現在位置検出手段の一部を構成するようにしても良いが、特別なセンサを設けず、第１、第２駆動コイル２２，２３をセンサとして使用するようにしても良い。その場合、第１、第２駆動コイル２２，２３が現在位置検出手段の一部を構成することとなる。

また、コントロールロジック部９４は、ＭＰＵ９７の内部に組み込むようにしても良い。また、表示手段９６は、液晶からなる表示素子とその表示素子を駆動する表示ドライバとからなる。表示ドライバは、回路基板８４内に配置するようにしても良い。なお、表示素子は、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）やＥＬ（Electro Luminescence）としたり、その他の表示素子としても良い。また、メモリ９５を図１５に示すように複数設けると、一時的に保存した画像を利用して、よりスムーズな電子処理（デジタル処理）を行ってデジタルズーム（徐々に画像が拡大したり縮小したりするズーミング）を実行したり、複数の異なる解像度の画像を合成することができる。

このようなカメラ９０を携帯電話などの携帯機器に組み込む。この携帯機器は、各部材の組み込み精度や各部材とケース体５０との間での精度を高くできるため、得られる画像の品質をさらに高いものとすることができる。

次に、レンズ駆動装置１における移動レンズ体１０の光軸Ｆ方向の移動の仕組みについて説明する。

図１に示す状態では、駆動マグネット１９が移動レンズ体１０と共に後側に移動し、第１、第２駆動コイル２２，２３に通電されなくても、駆動マグネット２１と第１磁性体３２との間に生じる磁気吸引力によって通常撮影位置に保持されている。このとき、図１に示すように、第１駆動コイル２２と駆動マグネット１９との間にわずかな隙間が生じている。これは第１駆動コイル２２と駆動マグネット１９とが衝突すると、いずれか一方または両者が損傷してしまうためであり、その衝突を防止しているのである。

図１に示す状態において、図示されない所定のマクロ切り換えスイッチが操作されると、第１、第２駆動コイル２２，２３に通電され、電流の向きと駆動マグネット１９による磁界の向きとによって、フレミングの左手の法則により駆動マグネット１９を前方に押し出す向きの力が働き、駆動マグネット１９と共に移動レンズ体１０が前方に進出し、移動レンズ体１０がマクロ撮影位置となる。なお、フレミングの左手の法則は、磁界中に線電流が流れているときに、その線電流を流している物体に働く力の関係を示すものであるが、この実施の形態では、第１、第２駆動コイル２２，２３が共に固定されているため反作用として駆動マグネット１９に力が働くこととなる。

マクロ撮影位置における移動レンズ体１０は、第１、第２駆動コイル２２，２３が通電されなくても、駆動マグネット１９と第２磁性体３３との間に生じる磁気吸引力によって保持される。このとき、第２駆動コイル２３と駆動マグネット１９との間にはわずかな隙間を発生させている。これは第２駆動コイル２３と駆動マグネット１９とが衝突し、それらが損傷することを防止するためである。

前方への移動の際に生ずる電磁力は、第１駆動コイル２２への通電では駆動マグネット１９を前側に押し出す向きに発生させ、第２駆動コイル２３への通電では駆動マグネット１９を前側に引き寄せる向きに発生させる。なお、本実施の形態に係るレンズ駆動装置１では、第１、第２駆動コイル２２，２３が連結線２４でつながっているが、第１、第２駆動コイル２２，２６のそれぞれに独立して給電するような構成にして、移動レンズ体１０を光軸Ｆ方向の移動する際には、第１、第２駆動コイル２２，２３のいずれか一方に通電するようにしても良い。

移動レンズ体１０をマクロ撮影位置から通常撮影位置に切り換えるには、切り換えスイッチを通常撮影位置に切り換える。この切り換えによって、第１、第２駆動コイル２２，２３に逆向きに通電され、この電流の向きと駆動マグネット１９による磁界の向きとによって、フレミングの左手の法則により駆動マグネット１９を後方に引き戻す向きの電磁力が働き、駆動マグネット１９と共に移動レンズ体１０が後退して、図１に示す通常撮影位置となる。

以上に説明した実施の形態は、本発明の好適な例であるが、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、本発明は、撮影位置を３箇所、たとえば、テレ，マクロ，ワイドや４箇所以上で切り換えるレンズ駆動装置にも適用可能である。

また、本発明は、マクロ撮影位置と通常撮影位置とを切り替えるレンズ駆動装置に限らず、２つのレンズを駆動モータ等で独立に駆動するズーム撮影機能を有するレンズ駆動装置にも適用することもできる。

また、本実施の形態では、可動側に駆動マグネット１９を、固定側に第１、第２駆動コイル２２，２３を配置したムービングマグネット型の構成となっているが、これに代えて、可動側に駆動コイルを、固定側に駆動マグネットを配置したムービングコイル型の構成、すなわち、一方の駆動部材が駆動コイルを、他方の駆動部材が２つの駆動マグネットをそれぞれ有している構成としても良い。

ムービングコイル型レンズ駆動装置は、たとえば次の構成を採用することができる。レンズを有する移動レンズ体は、レンズの光軸方向に移動可能な駆動コイルと磁性体を備え、支持体の内部には、上記駆動コイルを挟んでレンズの光軸方向に配置された第１駆動マグネットおよび第２駆動マグネットを備えると共に、上記駆動マグネットと磁気回路を構成し、駆動コイルへの通電を停止したときに第１駆動マグネットと第２駆動マグネットの一方と磁性体との磁気吸着により移動体を所定の位置に保持し、駆動コイルへの通電によって移動レンズ体を第１駆動マグネットと第２駆動マグネットとの間で移動させる。

本実施の形態では、第１、第２駆動コイル２２，２３は、図２に示すように、互いに逆方向に巻いているが、同方向に巻いて形成した駆動コイルの一方を１８０°回転（コイルの上面と下面を反転）させてから上下方向に重ねるように配置しても良い。また、図１７（Ａ）（Ｂ）に示すように、第１、第２駆動コイル２２，２３を独立させても良い。この場合、コイルの色を第１、第２駆動コイル２２，２３で相違させたり、コイルの巻き始めと巻き終わりの導線の長さを変えることよって、第１、第２駆動コイル２２，２３の結線ミスを防いでも良い。

また、回路基板は、図１８のように、ＣＣＤ用フレキシブル印刷回路基板１２０とレンズ駆動用フレキシブル印刷回路基板１３０とをそれぞれ独立のものとしても良い。

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のカメラ部分の機能として組み込んだ例を示したが、これら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等の他の携帯機器に使用したり、監視カメラ、医療用カメラ等他のカメラ装置や、自動車、テレビ等の電子機器にも組み込むことができる。

本発明は、カメラ装置に応用できる。また、カメラ機能を有する携帯電話等の携帯機器に適用できる。さらには、レンズの位置切り換え機構を備えている電子機器であれば、すべての電子機器に組み込むことが可能である。

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。 本発明の実施の形態に係るレンズ駆動装置の第１、第２駆動コイルを示す図で、（ａ）は両コイルの平面図、（ｂ）は両コイルの側面断面図、（ｃ）は両コイルが第１、第２磁性体に固着された状態の側面断面図である。 本発明の実施の形態に係るレンズ駆動装置の駆動マグネットを示す平面図である。 本発明の実施の形態に係るレンズ駆動装置の磁性体を示す平面図である。 本発明の実施の形態に係るレンズ駆動装置の駆動コイルと磁性体との固着面付近を示す拡大断面模式図である。 本発明の実施の形態に係るレンズ駆動装置の第１ケース分割体の平面図である。 図９のＡ−Ｏ−Ｂ線断面図である。 本発明の実施の形態に係るレンズ駆動装置の第２ケース分割体の断面図で、図９のＡ−Ｂ線断面図である。 図８の矢示Ｘ方向から見た図で、一部を省略して示す図である。 本発明の実施の形態に係るレンズ駆動装置の第２ケース分割体の部分拡大図である。 本発明の実施の形態に係るレンズ駆動装置の撮像素子ユニットの側面図である。 本発明の実施の形態に係るレンズ駆動装置の撮像素子ユニットの平面図である。 本発明の実施の形態に係るレンズ駆動装置の第１ケース分割体を後方から見た平面図である。 本発明の実施の形態に係るレンズ駆動装置を後方から見た平面図である。 本発明の実施の形態に係るレンズ駆動装置の第１ケース分割体の後方と撮像素子ユニットを示す外観模式図であり、図１を光軸中心に９０°回転した方向から見た図である。 図１のレンズ駆動装置を含むカメラのシステム構成を示すブロック図である。 本発明の他の実施の形態に係るレンズ駆動装置の第１、第２駆動コイルを示す外観模式図で、（Ａ）は第１駆動コイル、（Ｂ）は第２駆動コイルである。 本発明の他の実施の形態に係るレンズ駆動装置の平面図である。

符号の説明

１ レンズ駆動装置
１０ 移動レンズ体
１２ レンズ
１６ レンズホルダ
１９ 駆動マグネット
２２ 第１駆動コイル
２３ 第２駆動コイル
２４ 連結線
２５ 第１駆動コイルの巻線端末
２６ 第２駆動コイルの巻線端末
３２ 第１磁性体
３３ 第２磁性体
４０ 位置決め部材
５０ ケース体
６０ 第１ケース分割体
７０ 第２ケース分割体
８０ 撮像素子ユニット
８１ フィルタ
８２ 撮像素子
８４ 回路基板
９０ カメラ

Claims (5)

1. レンズを有する移動レンズ体と、上記移動レンズ体を上記レンズの光軸方向に沿って移動させる駆動機構と、上記移動レンズ体および上記駆動機構を収納するケース体とを有するレンズ駆動装置において、
   上記ケース体は、少なくとも第１ケース分割体と第２ケース分割体とから構成され、上記第１ケース分割体の内側を上記移動レンズ体の最大径部分が上記光軸方向に移動するように構成されており、
   上記第１ケース分割体の第１開口突出部と上記第２ケース分割体の第２開口突出部とが、上記第１開口突出部が内側に、上記第２開口突出部が外側になるように配置され、
   上記第２開口突出部が上記第１開口突出部に圧入できるように構成されており、上記第１開口突出部の弾性変形量を、上記第２開口突出部の弾性変形量より小さくして、上記第２開口突出部が上記第１開口突出部に圧入されていることを特徴とするレンズ駆動装置。
2. 前記駆動機構は、前記移動レンズ体の周囲に保持された駆動マグネットと、上記駆動マグネットを挟むように前記光軸方向に対向配置された第１駆動コイルと第２駆動コイルとを有し、
   上記駆動マグネットは、前記第１ケース分割体の内壁に近接して配置されていることを特徴とする請求項１記載のレンズ駆動装置。
3. 前記第１ケース分割体は、前記レンズから取り込んだ光を処理する撮像素子を有する撮像素子ユニットが前記光軸を中心とした径方向に位置決めされるように当接される第１基準と、前記第２ケース分割体が上記径方向に位置決めされるように当接される第２基準面とを有し、
   前記第２ケース分割体は、前記移動レンズ体が上記径方向に位置決めされるように当接される第３基準面を有し、上記第３基準面は、前記移動レンズ体の前記光軸方向への移動を許容し、
   上記第３基準面は、上記第２基準面の上記径方向の内側に配置されることを特徴とする請求項１記載のレンズ駆動装置。
4. 請求項１から３のいずれか１項記載のレンズ駆動装置と、このレンズ駆動装置によって得られた画像を表示する表示手段とを有することを特徴とするカメラ付き携帯機器。
5. レンズを有する移動レンズ体と、上記移動レンズ体を上記レンズの光軸方向に沿って移動させる駆動機構と、上記移動レンズ体と上記駆動機構とを収納するケース体と、上記レンズから取り込んだ光を処理する撮像素子を有する撮像素子ユニットとを有するレンズ駆動装置の製造方法であって、
   上記ケース体は、少なくとも第１ケース分割体と第２ケース分割体とから構成されており、
   上記第２ケース分割体を上記第１ケース分割体に仮圧入する工程と、
   上記撮像素子ユニットを上記第１ケース分割体に仮係合する工程と、
   上記移動レンズ体を上記第１ケース分割体に設けられた移動限界に当接させた状態で、上記第１ケース分割体と上記撮像素子ユニットの少なくとも一方を上記光軸方向に直動させて上記第１ケース分割体と上記撮像素子ユニットとの距離を変更させながら上記レンズの焦点距離を調整する工程と、
   上記第１ケース分割体と上記撮像素子ユニットとを固定する工程と、
   上記移動レンズ体を上記第２ケース分割体に設けられた移動限界に当接させた状態で、上記第２ケース分割体と上記第１ケース分割体の少なくとも一方を上記光軸方向に直動させて上記第２ケース分割体と上記第１ケース分割体との距離を変更させながら上記レンズの焦点距離を調整する工程と、
   上記第２ケース分割体と上記第１ケース分割体とを固定する工程と、
   を有することを特徴とするレンズ駆動装置の製造方法。
   

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