JP2012083582A - レンズ駆動装置およびカメラモジュール - Google Patents

Abstract

【課題】レンズ駆動時におけるチルトの発生を抑制し且つ部品点数とコスト削減、小型化を図ることができるレンズ駆動装置を提供する
【解決手段】ベース１０には、断面が鉤状の突部１３が形成され、ホルダ４０には、ベース１０の突部１３に当接する回転抑止部４３が形成されている。また、ベース１０に対してホルダ４０が１つのシャフト６０により支持されている。磁性板３１は、磁石５１の中心に対しシャフト６０から離れるように配置され、磁性板３２は、磁石５２の中心に対しシャフト６０に近づくように配置されている。これにより、磁性板３１、３２と磁石５１、５２との間に生じる磁力によって、ホルダ４０に、シャフト６０を軸とするトルクが生じ、このトルクにより、回転抑止部４３が突部１３に軽く押し付けられる。
【選択図】図４

Description

本発明は、レンズ駆動装置およびカメラモジュールに関し、特に、小型カメラ等に搭載されるオートフォーカス用のレンズ駆動装置およびこれを搭載したカメラモジュールに用いて好適なものである。

従来、携帯電話機等にはカメラモジュールが搭載されている。かかるカメラモジュールは、フォーカス調節のためにレンズ駆動装置を備えている。レンズ駆動装置は、制御信号に応じてレンズを光軸方向に変位させる。これにより、被写体に対するフォーカス調節が行われる。

たとえば、以下の特許文献１には、カメラレンズのオートフォーカス駆動用として搭載可能なムービングマグネット方式のレンズ駆動装置が示されている。このレンズ駆動装置では、レンズを保持するホルダの周囲に４つの磁石が装着される。ベースには、ホルダをレンズの光軸方向に変位可能に案内する２つのシャフトと、ホルダ側の磁石に向き合うようにコイルが配置される。コイルに電流を印加することで生じる電磁駆動力によって、ホルダがレンズの光軸方向に駆動される。

この構成では、磁性板が、コイルを囲むように配置されている。磁石と磁性板との配置を調整することにより、磁石と磁性板との間に働く磁力を、レンズの光軸に垂直な面内方向において不均衡にできる。これにより、ホルダが、２つのシャフトに押し付けられる。コイルに対する電流の印加を中止すると、上記磁力によりホルダが２つのシャフトに押し付けられ、その位置に静止する。

特開２００９−６９６１１号公報

しかしながら、上記構成のレンズ駆動装置では、ホルダが複数のシャフトに押し付けられつつ、これらシャフトに沿って移動するため、シャフトと、シャフトが挿入されるホルダ側の孔との間の摩擦力の差により、ホルダが傾いて移動する、いわゆるチルトの問題が生じる虞がある。

また、ホルダに４つの磁石が装着され、ベースに２つのシャフトが配置されるため、部品点数が増加し、コストの上昇および装置全体としての大型化を招くこととなってしまう。

本発明は、かかる課題を解消するために為されたものであり、レンズ駆動時におけるチルトの発生を抑制し且つ部品点数とコスト削減、小型化を図ることができるレンズ駆動装置およびこれを備えたカメラモジュールを提供することを目的とする。

本発明の第１の態様は、レンズ駆動装置に関する。本態様に係るレンズ駆動装置は、ベースと、前記ベースに装着された１つのシャフトと、レンズを保持するとともに前記シャフトによって前記レンズの光軸に平行な方向に変位可能に支持されたホルダと、前記ホル
ダに前記シャフトを挟むように装着された磁石と、前記磁石に向き合うように前記ベースに装着されたコイルと、前記コイルを挟んで前記磁石と向き合うように前記ベース側に配置された磁性板と、を備える。ここで、前記ホルダと前記ベースには、前記シャフトを軸とする回転方向において互いに当接する第１当接部と第２当接部がそれぞれ配置される。また、前記磁性板は、前記磁石と前記磁性板との間に生じる磁力によって、前記第１当接部を第２当接部に押し付ける方向の、前記シャフトを軸とするトルクが前記ホルダに付与されるように配置される。

本態様のレンズ駆動装置によれば、ホルダが一つのシャフトに沿って移動するため、２つのシャフトに沿ってホルダが移動する場合に比べて、ホルダにチルトが生じ難くなる。また、シャフトを挟むように磁石が配置されるため、コイルに電流を流したときの駆動力をシャフトの近くに生じさせることができ、ホルダの駆動を安定に行うことができる。さらに、シャフトを挟むように磁石が配置されるため、ホルダをシャフトに押し付けるための磁力をホルダに掛け易くなる。

また、本態様のレンズ駆動装置によれば、シャフトを挟むように磁石がホルダに装着されるのみであるため、ホルダの周囲を囲むように磁石が配される場合に比べて、磁石の個数を削減できる。さらに、ベースには、１つのシャフトのみが配置されるため、シャフトの個数も削減できる。よって、レンズ駆動装置を構成する部品の数を削減でき、コストの抑制および装置全体の小型化を図ることができる。

本態様のレンズ駆動装置において、前記第１当接部と前記第２当接部は、前記ホルダが前記光軸に平行な方向に移動したときに、一点で連続的に接するように形成され得る。この構成によれば、ホルダの移動時に、第１当接部と第２当接部が点接触するため、第１当接部と第２当接部との間に生じる摩擦力を顕著に小さくすることができる。よって、ホルダの駆動動作に対する第１当接部と第２当接部との間の摩擦力の影響を、極めて小さくすることができ、安定したレンズ駆動動作を実現することができる。

この構成において、前記第１当接部は、前記光軸に垂直な方向に連続的に形成された第１突部とすることができ、前記第２当接部は、前記光軸に垂直な方向に連続的に形成された第２突部とすることができる。ここで、前記第２突部は、少なくとも、前記ホルダの移動範囲を含む範囲に形成されている。こうすると、第１突部と第２突部とを容易に点接触させることができる。

この場合、前記第１突部は、頂部が前記光軸に平行な方向に丸みを帯びた形状を有するものとすることができ、前記第２突部は、頂部が前記光軸に垂直な方向に丸みを帯びた形状を有するものとすることができる。こうすると、２つの丸みを帯びた頂部が互いに接触するため、ホルダを滑らかに移動させることができる。また、このように互いに摺接する部分に丸みを持たせることで、摺動による摩耗を小さくすることができる。

本態様のレンズ駆動装置は、前記ホルダの前記シャフトを挟む２つの側面に、それぞれ一つずつ、前記磁石が配置される構成とされ得る。こうすると、ホルダに２つの磁石のみを装着すれば良く、また、各側面に容易に磁石を配置することができる。

また、本態様のレンズ駆動装置は、前記ベースの前記シャフトを挟む２つの側面に、それぞれ一つずつ、前記磁性板が配置され、前記シャフトから各磁性板までの距離が互いに異なるように、前記磁性板の位置が設定されるよう構成され得る。こうすると、磁性板の配置を調整するのみで、磁石と磁性板との間に生じる磁力によって、シャフトを軸とするトルクをホルダに付与することができ、これによりホルダの不要な回転を抑制することができる。

本発明の第２の態様は、カメラモジュールに関する。本態様に係るカメラモジュールは、上記第１の態様に係るレンズ駆動装置と、前記レンズによって集光された光を受光する撮像素子と、前記コイルの制御信号を印加する制御部と、を備える。

本態様のカメラモジュールによれば、上記第１の態様のレンズ駆動装置と同様の効果が奏され得る。

以上のとおり、本発明によれば、レンズ駆動時におけるチルトの発生を抑制し且つ部品点数とコスト削減、小型化を図ることができるレンズ駆動装置およびこれを備えたカメラモジュールを提供することができる。

本発明の実施の形態に係るレンズ駆動装置の分解斜視図。 本発明の実施の形態に係るホルダとベースの構成を示す図。 本発明の実施の形態に係るホルダのベースへの取り付け方法を説明する斜視図。 本発明の実施の形態に係るホルダとベースの関係を示す上面図。 本発明の実施の形態に係るレンズ駆動装置の組立図。 （ａ）本発明の実施の形態に係るレンズ駆動装置の斜視図、（ｂ）図６（ａ）のＡ−Ａ’断面図。 （ａ）本発明の実施の形態に係るレンズ駆動装置の斜視図、（ｂ）図７（ａ）のＢ−Ｂ’断面図。 本発明の実施の形態に係る磁性板の配置にかかる力の関係を説明する図。 本発明の実施の形態に係るホルダに発生するトルクを説明する図。 本発明の実施の形態に係るレンズ駆動装置の動作を説明する図。 本発明の実施の形態に係るカメラモジュールの構成を示す図。 本発明の実施の形態の変更例に係るレンズ駆動装置の構成を示す図。 本発明の実施の形態の他の変更例に係るレンズ駆動装置の構成を示す図。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。

図１は、レンズ駆動装置の分解斜視図である。本実施の形態では、便宜上、レンズを不図示としている。

図１を参照して、レンズ駆動装置は、ベース１０と、コイル２０と、磁性板３１、３２と、ホルダ４０と、磁石５１、５２と、シャフト６０と、カバー７０とを備えている。

コイル２０は、一続きとなっており、ベース１０の側面に一方向に巻回されている。磁石５１、５２は、ホルダ４０の２つの側面に、それぞれ装着されている。シャフト６０は、断面が円形で、ホルダ４０の孔４２の内径よりもやや小さい径を有する。

カバー７０は、底面が開放された箱形状となっている。カバー７０は、平面視で、角が面取りされた正方形の形状を有する。平面視におけるカバー７０の外形は、ベース１０の外形と略等しい。平面視におけるカバー７０の内側面の形状は、ベース１０のコイル２０と磁性板３１、３２が装着された部分の外形と略同じである。カバー７０の上面には、光を通すための開口７１が形成されている。

図２（ｂ）は、ベース１０を、図１の状態から略１８０度回転させた状態の斜視図、図２（ｃ）は、ベース１０を、図１の状態から時計方向に略９０度回転させた状態の斜視図である。

図２（ｂ）、（ｃ）を参照して、ベース１０は、平面視で、角が面取りされた正方形の形状を有する。ベース１０には、その中央位置に、レンズを透過した光をイメージセンサへと導くための開口１１が形成されている。また、ベース１０には、対角の位置に、シャフト６０を挿入するための孔１２ａ、１２ｂと、断面が鉤状の突部１３が形成されている。孔１２ａ、１２ｂは、上下方向に並ぶ位置に形成されている。突部１３は、ベース１０の上面からベース１０内の底面１６まで連続的に形成されている。突部１３の先端１３ａは、円弧状に丸みを帯びた形状となっている。

ベース１０の側面には、コイル２０を巻き付けるためのコイル装着部１４が全周に亘って形成されている。コイル装着部１４には、ホルダ４０に装着された２つの磁石５１、５２とコイル２０が対面するように開口１５が形成されている。

ベース１０には、コイル装着部１４にコイル２０が巻回され、巻回されたコイル２０の外側面に、図１に示す磁性板３１、３２が接着固定される。磁性板３１、３２は、孔１２ａ、１２ｂを挟むように、コイル２０の外側面に接着される。磁性板３１、３２のサイズと材質は、同じである。磁性板３１、３２の配置方法については、追って、図８を参照して説明する。

図２（ａ）は、ホルダ４０の構成を示す斜視図である。

図２（ａ）を参照して、ホルダ４０は、平面視で略八角形の形状を有する。ホルダ４０は、枠状の部材からなっている。ホルダ４０には、その中央位置に、レンズバレルを収容するための円形の開口４１が形成されている。また、ホルダ４０には、対角の位置に、シャフト６０が挿入される孔４２と、ベース１０の突部１３に当接する回転抑止部４３が形成されている。回転抑止部４３は、壁面４３ａの下部に、壁面４３ａから突出するように形成されている。回転抑止部４３は、上下方向の断面が半円形状となっている。

さらに、ホルダ４０の孔４２を挟む２つの側面には、孔４２に対して同じ距離の位置に、磁石５１、５２を装着するための磁石装着部４４、４５が形成されている。磁石装着部４４、４５には、それぞれ、図１に示す磁石５１、５２が嵌め込まれ、接着固定される。

なお、磁石５１、５２は、たとえば、ネオジウム等からなる焼結磁石であり、片面にＮが着磁された１極配置構造を有している。各磁石５１、５２のサイズおよび磁気強度は、互いに等しくなっている。

組立時には、まず、図２（ａ）に示されるホルダ４０の磁石装着部４４、４５に磁石５１、５２が装着される。さらに、ベース１０のコイル装着部１４にコイル２０が装着される。その後、ホルダ４０が、ベース１０の上方からベース１０の枠内に収容される。

図３（ａ）は、ホルダ４０がベース１０に収容される過程を示す斜視図である。

図３（ａ）に示すように、ベース１０の上方からベース１０の孔１２ａとホルダ４０の孔４２が整合するように、本体を傾けてホルダ４０がベース１０内に収容される。このようにホルダ４０がベース１０内に収容されると、ホルダ４０の回転抑止部４３がベース１０の突部１３に対向する。

図３（ｂ）は、ベース１０内にホルダ４０が収容された状態を示す図である。この状態において、シャフト６０をベース１０の孔１２ａから圧入する。シャフト６０の先端は、ベース１０の孔１２ａに圧入された後、ホルダ４０の孔４２を通り、その後、ベース１０
の孔１２ｂ（図２（ｂ）、（ｃ）参照）に圧入される。この状態では、シャフト６０の上端が孔１２ａに、下端が孔１２ｂに支持される。こうして、シャフト６０のベース１０に対する装着が完了する。

このようにシャフト６０が装着されると、ホルダ４０が、レンズの光軸方向に変位可能となるように、ベース１０に装着される。この状態では、ホルダ４０の回転抑止部４３が、ベース１０の突部１３に向き合っている。

さらに、この状態において、磁性板３１、３２が、孔１２ａ、１２ｂを挟むように、コイル２０の外側面に接着される。こうして、磁性板３１、３２が装着されると、磁性板３１、３２と磁石５１、５２との間に磁力によって、ホルダ４０が、レンズの光軸に垂直な方向に付勢される。これにより、ホルダ４０の孔４２がシャフト６０に押し付けられる。

図４は、かかる組立状態におけるホルダ４０とベース１０の位置関係を示す図である。同図（ａ）は、ホルダ４０と磁性板３１、３２がベース１０に装着された状態の上面図、同図（ｂ）は、同図（ａ）からホルダ４０が取り外された状態の上面図である。

同図（ａ）に示すように、ホルダ４０がベース１０に装着された状態では、ホルダ４０とベース１０の内側面との間に、若干の隙間が生じる。このため、ホルダ４０は、シャフト６０の周りに僅かに回転可能となる。よって、この状態では、ホルダ４０に対する重力の掛かり具合等によって、ホルダ４０がシャフト６０を軸として変位し、レンズの駆動動作が不安定となる。

本実施の形態では、２つの磁性板３１、３２の配置を調整することで、磁性板３１、３２と磁石５１、５２との間の磁力により、同図（ｂ）の時計方向に、ホルダ４０に軽くトルクが掛かるようになっている。このようにトルクを掛けることによって、ホルダ４０の回転抑止部４３がベース１０の突部１３に軽く押し付けられる。このとき、ホルダ４０の回転抑止部４３は、上記のように断面が半円形状となっているため、ベース１０側の鉤状の突部１３に略点接触するようになる。このため、回転抑止部４３と突部１３との接触面積は極めて小さくなり、両者の間に生じる摩擦力は、顕著に小さなものとなる。

なお、回転抑止部４３が突部１３に押し付けられた状態において、磁石５１、５２は、それぞれ、磁性板３１、３２と平行となり、磁石５１と磁性板３１との距離と、磁石５２と磁性板３２との距離が同じとなる。

こうして、ホルダ４０がベース１０に収容され、さらに、コイル２０の外側面に磁性板３１、３２が装着された後、図１に示すように、上方からカバー７０がベース１０に装着される。これにより、図５に示すレンズ駆動装置の組み立てが完了する。

図６は、レンズ駆動装置の組立状態におけるコイル２０と磁性板３１、磁石５１の位置関係を示す図である。同図（ａ）は、組立状態におけるレンズ駆動装置の斜視図、同図（ｂ）は、同図（ａ）のＡ−Ａ’断面図である。

同図（ｂ）に示すように、ホルダ４０の側面に磁石５１が装着されている。磁石５１の外側面に対面する形でベース１０にコイル２０が装着されている。さらに、その外方に磁性板３１がコイル２０に接着されている。コイル２０に電流が流れると磁石に発生する磁力との関係により、上下方向の推進力が発生する。

図７は、レンズ駆動装置の組立状態におけるホルダ４０と回転抑止部４３、シャフト６０の位置関係を示す図である。同図（ａ）は、組立状態におけるレンズ駆動装置の斜視図
、同図（ｂ）は、同図（ａ）のＢ−Ｂ’断面図である。

同図（ｂ）に示すように、シャフト６０が、ベース１０の孔１２ａ、ホルダ４０の孔４２、ベース１０の孔１２ｂに圧入されている。

また、ホルダ４０の孔４２と対角の位置には、回転抑止部４３が配置されている。ホルダ４０は、シャフト６０を軸として回転可能であるが、上記のように回転抑止部４３がベース１０側の突部１３に当たることで、ホルダ４０の回転が規制される。不要な摩擦力が発生しないよう、ベース１０の突部１３以外の回転抑止部４３の面は、ベース１０の内側面等に接触しない。

さらに、シャフト６０が配されているホルダ４０の上部面と、それに対面するベース１０の間には、若干の隙間が設けられている。この隙間により、ホルダ４０をレンズの光軸方向に変位させることが可能となる。

このように、本実施の形態では、１つのシャフト６０、２つの磁石５１、５２でレンズ駆動装置を構成することができるため、部品点数の削減を図りつつ、装置をより小型化することができる。

図８、９は、磁性板３１、３２の配置による効果を説明する図である。平面視における、磁石５１、５２の中心は、それぞれ、同図のＬ１、Ｌ２である。

図８（ａ）では、平面視において、磁性板３１の中心が磁石５１の中心Ｌ１とシャフト６０から離れるように、磁性板３１が配置されている。また、磁性板３２の中心が磁石５２の中心Ｌ２からシャフト６０に近づくように、磁性板３２が配置されている。なお、磁性板３１、３２は、それぞれ、磁石５１、５２の磁極面からはみ出さないように配置されている。

これら２つの磁性板３１、３２と磁石５１、５２との間の磁力によって、ホルダ４０には、レンズの光軸に垂直な方向の力が加わる。この力によって、上記のように、ホルダ４０はシャフト６０に押し付けられる。これにより、コイル２０に対する電流の印加が中止されても、ホルダ４０を電流印加中止時の位置に位置づけることができる。

図８（ｂ）には、レンズの光軸に対して、垂直な平面の面内方向に発生する力の関係が示されている。磁性板３１、３２と磁石５１、５２との間に生じる磁力の合力Ｎと、合力Ｎでホルダ４０がシャフト６０に押し付けられたときのシャフト６０に生じる抗力Ｅ、回転抑止部４３に生じる抗力Ｄが模式的に示されている。また、ホルダ４０の中心から回転抑止部４３までの距離、および、ホルダ４０の中心から孔４２の抗力Ｅが掛かる端縁までの距離がｘとされている。

同図のように磁性板３１、３２が偏って配置されることにより、磁力の合力Ｎの中心は、ホルダ４０の中心から距離ａだけＹ軸負方向にずれている。このため、合力Ｎによりホルダ４０がシャフト６０に押し付けられることによって発生する抗力Ｅは、シャフト６０を軸として時計方向に角度θをもつ。よって、抗力Ｅの同図Ｘ軸方向における力は、Ｅｃｏｓθ、抗力Ｅの同図Ｙ軸方向における力は、Ｅｓｉｎθで示される。

そうすると、Ｘ座標における力の釣り合いは、以下の式により算出される。

Ｎ＝Ｅｃｏｓθ … （１）

また、Ｙ座標における力の釣り合いは、以下の式により算出される。

Ｄ＝Ｅｓｉｎθ … （２）

さらに、ホルダ４０を中心として、ホルダ４０に発生する時計方向のトルクは、Ｎａ、反時計方向のトルクは、（Ｅｓｉｎθ＋Ｄ）ｘで示される。

ここで、それぞれのトルクの釣り合いは、以下の式により算出される。

Ｎａ＝（Ｅｓｉｎθ＋Ｄ）ｘ … （３）

上記式（１）〜（３）から整理すると、ａとｘの寸法は、以下の式により表すことができる。

ｔａｎθ＝ａ／２ｘ … （４）

上記式（４）において、θが小さくなる程、回転抑止部４３に生じる抗力Ｄが小さくなる。θは、磁性板３１と磁性板３２をシャフト６０に対して均等に配置するほど、すなわち、シャフト６０に対する磁性板３１と磁性板３２の距離の差が小さくなるほど小さくなる。つまり、シャフト６０に対する磁性板３１、３２の位置を調節することで、θを制御でき、これにより、抗力Ｅと抗力Ｄの比を調節することができる。たとえば、磁性板３１、３２の位置によってθを調節することにより、抗力Ｅと抗力Ｄの比率を、１０：１程度とすることができる。これにより、回転抑止部４３にかかる抗力Ｄを顕著に小さくでき、回転抑止部４３に働く摩擦力を小さくすることができる。加えて、上記のように、回転抑止部４３とベース１０側の鉤状の突部１３は、略点接触するようになっているため、回転抑止部４３に発生する摩擦力は、極めて小さくなる。

その結果、本実施の形態では、コイル２０に電流を印加したときのホルダ４０の移動を滑らかに行うことができる。

図９は、レンズ駆動時におけるレンズ光軸方向に発生する力の関係を模式的に示す図である。図９は、レンズ駆動装置を図７（ａ）のＢ−Ｂ’方向に見たときの内部透視図である。

同図（ａ）は、コイル２０に電流が印加されることにより、ホルダ４０に上向きの駆動力Ｆが掛かった状態を示す図である。同図（ａ）において、ホルダ４０の中心は、Ｌ３、Ｌ４により示されている。ホルダ４０の孔４２とシャフト６０間には、駆動のため、若干の隙間が形成されている。

ホルダ４０には、駆動力Ｆの他、図８（ｂ）に示す磁力の合力Ｎが掛かっている。この合力Ｎにより、ホルダ４０の孔４２は、内側の側面（同図の右側面）がシャフト６０に押し付けられている。このとき、孔４２の内側の上端に支点ｐを設定し、この支点ｐから駆動力Ｆと合力Ｎまでの距離を、それぞれ、ｂ、ｈとすると、支点ｐを中心として発生する反時計方向のトルクは、Ｆｂ、時計方向のトルクは、Ｎｈとなる。反時計方向のトルクが時計方向のトルクより大きい場合、すなわち、Ｆｂ−Ｎｈ＞０が成り立つとき、同図（ｂ）に示すように、シャフト６０と孔４２の隙間によって、ホルダ４０に回転抑止部４３側が上がりのチルトが発生する。よって、ホルダ４０のチルトを抑制するためには、Ｆｂ−Ｎｈ≦０に設定する必要がある。

なお、孔４２の内側の下端に支点ｐ’を設定した場合には、合力Ｎと駆動力Ｆによって
生じる２つのトルクは、何れも、反時計方向であって、孔４２の内面をシャフト６０に押し付けるように作用するため、ホルダ４０に、支点ｐ’を中心とするチルトは生じない。よって、ホルダ４０に上向きの駆動力Ｆが掛かる場合には、Ｆｂ−Ｎｈ≦０となるように、駆動力Ｆ、合力Ｎ、距離ｂ、ｈを設定することにより、ホルダ４０のチルトを抑制することができる。

同図（ｃ）は、コイル２０に電流が印加されることにより、ホルダ４０に下向きの駆動力Ｆが掛かった状態を示す図である。このとき、支点ｐ’を中心として発生する時計方向のトルクは、Ｆｂ、反時計方向のトルクは、Ｎｈとなる。時計方向のトルクが反時計方向のトルクより大きい場合、すなわち、Ｆｂ−Ｎｈ＞０が成り立つとき、同図（ｄ）に示すように、シャフト６０と孔４２の隙間によって、ホルダ４０に回転抑止部４３側が下がりのチルトが発生する。よって、ホルダ４０のチルトを抑制するためには、Ｆｂ−Ｎｈ≦０に設定する必要がある。

なお、孔４２の内側の上端に支点ｐを設定した場合には、合力Ｎと駆動力Ｆによって生じる２つのトルクは、何れも、時計方向であって、孔４２の内面をシャフト６０に押し付けるように作用するため、ホルダ４０に、支点ｐを中心とするチルトは生じない。よって、ホルダ４０に下向きの駆動力Ｆが掛かる場合には、Ｆｂ−Ｎｈ≦０となるように、駆動力Ｆ、合力Ｎ、距離ｂ、ｈを設定することにより、ホルダ４０のチルトを抑制することができる。

以上の関係から、ホルダ４０に掛かる上向きおよび下向きの最大の駆動力を共にＦとすると、Ｆｂ−Ｎｈ≦０となるように、磁性板３１、３２と磁石５１、５２間に発生する磁力を調整することで、ホルダ４０における時計方向、反時計方向のチルトを抑制することができる。よって、かかる調整を行うことにより、一つのシャフト６０による支持によっても、安定したレンズの駆動動作を実現することができる。

なお、ここでは、レンズやホルダに掛かる重力が考慮されなかったが、実際には、レンズやホルダに掛かる重力をも加味して、チルトの抑制を検討する必要がある。レンズやホルダに掛かる重力をも加味すると、トルクＦｂがトルクＮｈよりもある程度小さくなるように、駆動力Ｆ、合力Ｎ、距離ｂ、ｈが設定される必要がある。

図１０は、レンズ駆動装置の駆動動作を説明する図である。同図（ａ）は、図６（ａ）のＡ−Ａ’断面を模式的に示す図である。なお、図中、円に黒点のマークおよび円にバツのマークは、電流が流れる方向を示す。円に黒点のマークは図面参照者に向かってくる方向を示し、円にバツのマークは図面参照者から遠ざかる方向を示す。

図示のように、コイル２０には、磁石５１のＮ極の領域が対向している。コイル２０に図１０（ａ）に示す方向の電流が流れると、磁石５１に図の上方向の推進力が作用し、ホルダ４０は図の上方向に変位する。これにより、ホルダ４０は、同図（ｂ）に示すように、上方向に変位する。この状態で、電流の印加が中止されると、ホルダ４０は、磁性板３１、３２と磁石５１、５２との間の磁力によってシャフト６０に押し付けられ、電流印加中止時の位置に保持される。また、図１０（ｂ）の状態において、コイル２０に逆方向の電流が印加されると、ホルダ４０は下方向に変位される。

このようにして、ホルダ４０が上方向と下方向に変位されることにより、レンズがオンフォーカス位置に位置づけられる。なお、ホルダ４０のホームポジションは、ホルダ４０の下面がベース１０に当接する位置である。

図１１は、上記構成のレンズ駆動装置を搭載するカメラモジュールの概略構成を示す図
である。図中、１がレンズ駆動装置である。

ベース１０の下方には、イメージセンサ２００が配されている。また、ベース１０には、位置センサとしてホール素子１１０が配され、ホール素子１１０からの信号をもとにホルダ４０の位置検出が行われる。

フォーカス動作時、ＣＰＵ（Central Processing Unit）３０１は、ドライバ３０２を
制御して、ホルダ４０をホームポジションから予め定められた位置までレンズの光軸方向に変位させる。このとき、ホール素子１１０からの位置検出信号がＣＰＵ３０１に入力される。同時に、ＣＰＵ３０１は、イメージセンサ２００から入力される信号を処理して撮像画像のコンストラスト値を取得する。そして、このコンストラスト値が最良となるホルダ４０の位置をオンフォーカス位置として取得する。

その後、ＣＰＵ３０１は、取得したオンフォーカス位置に向けてホルダ４０を駆動する。その際、ＣＰＵ３０１は、ホール素子１１０からの信号をモニタし、ホール素子１１０からの信号がオンフォーカス位置に対応する状態になるまで、ホルダ４０を駆動する。これにより、ホルダ４０がオンフォーカス位置に位置づけられる。

以上、本実施の形態によれば、ホルダ４０が一つのシャフト６０に押し付けられつつ、シャフト６０に沿って移動するため、２つのシャフトに沿ってホルダ４０が移動する場合に比べて、ホルダ４０にチルトが生じ難くなる。図９を参照して説明したように磁性板３１、３２と磁石５１、５２間に発生する磁力を調整することで、レンズ光軸方向に駆動される際のホルダ４０のチルトを抑制することができ、安定したレンズの駆動動作を実現することができる。

また、本実施の形態によれば、回転抑止部４３が突部１３に軽く押し当てられることによりホルダ４０の回転が抑制されるため、回転抑止部４３に生じる摩擦力を極めて小さくできる。加えて、本実施の形態によれば、回転抑止部４３と突部１３が略点接触する状態で、回転抑止部４３が突部１３に押し当てられるため、回転抑止部４３に生じる摩擦力を顕著に小さくすることができる。すなわち、ホルダ４０がレンズの光軸に平行な方向に移動するときに、回転抑止部４３と突部１３が一点で連続的に接するため、ホルダ４０移動時の摩擦力を顕著に小さくすることができる。よって、本実施の形態によれば、ホルダ４０の駆動動作に対する回転抑止部４３と突部１３との当接の影響を、無視できる程度に抑制することができ、極めて安定したレンズ駆動動作を実現することができる。

また、本実施の形態によれば、シャフト６０を挟むように磁石５１、５２が配置されるため、コイル２０に電流を流したときの駆動力をシャフト６０の近くに生じさせることができ、ホルダ４０の駆動を安定に行うことができる。また、シャフト６０を挟むように磁石５１、５２が配置されるため、ホルダ４０をシャフト６０に押し付けるための磁力をホルダ４０に容易に付与することができる。

さらに、本実施の形態によれば、ホルダ４０に２つの磁石５１、５２が装着され、ベース１０には、１つのシャフトのみが配置されるため、部品点数を削減でき、コストの抑制および装置全体の小型化を図ることができる。

以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は、上記実施の形態に何ら制限されるものではなく、また、本発明の実施形態も上記以外に種々の変更が可能である。

たとえば、上記実施の形態では、ホルダ４０の側面には２つの磁石５１、５２、その外側に磁性板３１、３２が偏って配置されるようにしたが、図１２（ａ）に示すように、シ
ャフト６０が配されている側面に対して、１つの円弧状もしくは、１つの方形の磁石５３とその外側に磁性板３３が偏って配置するようにしても良い。

これによって、上記実施の形態と同様、磁性板３３と磁石５３の間に発生する磁力Ｎが中心からずれるため、時計方向のトルクが発生することとなり、コイル２０に電流を印加したときのホルダ４０の移動を滑らかに行うことができ得る。また、磁力Ｎを調整することにより、レンズ駆動時に発生するチルトを抑制することができる。

この変更例では、１つの磁石５３、１つの磁性板３３からレンズ駆動装置を構成できるため、さらなる部品点数の減少、レンズ駆動装置の小型化が見込まれる。

また、上記実施の形態では、ホルダ４０の回転を抑止するための構成を、ベース１０に形成された断面が丸みを帯びた鉤状の突部１３と、ホルダ４０に形成された上下方向の断面が半円形上の回転抑止部４３とにより実現したが、図１２（ｂ）に示すように、ベース１０に形成された断面が三角形の突部１７と、ホルダ４０に形成された上下方向の断面が三角形の回転抑止部４６のようにしてもよい。この場合も、突部１７は、ベース１０の上面からベース１０内の底面１６まで形成されている。また、回転抑止部４６は、壁面４６ａの下部に、壁面４６ａから突出するように形成されている。

これによって、図１２（ｃ）に示すように、上記実施の形態と同様、突部１７と回転抑止部４６との接触面積は小さくなり、両者の間に生じる摩擦力は、顕著に小さなものとなり、コイル２０に電流を印加したときのホルダ４０の移動を滑らかに行うことができ得る。なお、この変更例では、突部１７と回転抑止部４６の両方が、何れも、頂部が尖った形状を有しているが、これらのうち何れか一方が、上記実施の形態と同様、頂部が丸みを帯びた形状を有していても良い。なお、上記実施の形態のように、突部１３と回転抑止部４３の頂部に丸みを持たせると、ホルダ４０が、レンズの光軸方向に滑らかに移動できるようになる。よって、突部１３と回転抑止部４３の頂部は、丸みを持った形状とするのが好ましい。

また、図１３（ａ）のように、ホルダ４０に半球状の突部４７を形成し、ベース１０側には、突部４７が当接する平面状の壁部１８が形成されても良く、あるいは、図１３（ｂ）のように、ベース１０の方に半球状の突部１９を形成し、ホルダ４０側には、突部１９が当接する平面状の壁部４８が形成されても良い。なお、突部４７、１９の形状は、半球状の他、先端が丸みを帯びた柱形状または円錐形状のように、他の形状とすることもできる。

また、上記実施の形態では、磁性板３１、３２の両方を偏らせて配置させたが、片方のみを偏らせても良い。また、上記実施の形態では、磁性板３１、３２を同じサイズおよび同じ材料にて形成したが、磁性板３１、３２のサイズまたは材料を異ならせることにより、合力Ｎの位置をずらし、ホルダ４０に、シャフト６０を軸とするトルクが掛かるようにしても良い。さらに、上記実施の形態では、磁石５１、５２のサイズおよび磁気強度が、互いに等しくされたが、磁石５１、５２のサイズおよび磁気強度を異ならせることにより、合力Ｎの位置をずらし、ホルダ４０に、シャフト６０を軸とするトルクが掛かるようにしても良い。

また、上記実施の形態では、ホルダ４０の２つの側面に対して、それぞれ磁石が１つずつ、その外側に配されているコイル２０の側面に対して、それぞれ磁性板を１つずつ配置させたが、ホルダ４０の２つの側面に対して、それぞれ２つ以上の磁石を配置しても良く、これら磁石の外側のコイル２０の側面に対して、それぞれ２つ以上の磁性板を配置するようにしても良い。ただし、これらの場合も、上記実施の形態と同様、磁石と磁性板との
間に生じる磁力がレンズの光軸に垂直な面内においてアンバランスとなり、回転抑止部に対して、軽くトルクが掛るよう磁性板が配置されるのが望ましい。

また、本実施の形態では１極構造の磁石と１つのコイルを利用したが、磁石は２極配置構造でもよく、コイル２０も２つのコイルとしてもよい。

さらに、ベース１０やホルダ４０等の形状も、上記に限られるものではなく、適宜変更が可能である。また、シャフト６０は、シャフト以外のガイド機構によって、ホルダ４０がレンズの光軸方向に案内されるようにしても良い。

この他、本発明の実施の形態は、特許請求の範囲に示された技術的思想の範囲内において、適宜、種々の変更が可能である。

１ レンズ駆動装置
１０ ベース
１３、１７ 突部（第２当接部、第２突部）
１８ 壁部（第２当接部）
１９ 突部（第２当接部）
２０ コイル
３１、３２ 磁性板
４０ ホルダ
４３、４６ 回転抑止部（第１当接部、第１突部）
４７ 突部（第１当接部）
４８ 壁部（第１当接部）
５１、５２ 磁石
６０ シャフト
２００ イメージセンサ（撮像素子）
３０１ ＣＰＵ（制御部）

Claims (7)

1. ベースと、
   前記ベースに装着された１つのシャフトと、
   レンズを保持するとともに前記シャフトによって前記レンズの光軸に平行な方向に変位可能に支持されたホルダと、
   前記ホルダに前記シャフトを挟むように装着された磁石と、
   前記磁石に向き合うように前記ベースに装着されたコイルと、
   前記コイルを挟んで前記磁石と向き合うように前記ベース側に配置された磁性板と、を備え、
   前記ホルダと前記ベースには、前記シャフトを軸とする回転方向において互いに当接する第１当接部と第２当接部がそれぞれ配置され、
   前記磁性板は、前記磁石と前記磁性板との間に生じる磁力によって、前記第１当接部を第２当接部に押し付ける方向の、前記シャフトを軸とするトルクが前記ホルダに付与されるように配置される、
   ことを特徴とするレンズ駆動装置。
2. 請求項１に記載のレンズ駆動装置において、
   前記第１当接部と前記第２当接部は、前記ホルダが前記光軸に平行な方向に移動したときに、一点で連続的に接するように形成される、
   ことを特徴とするレンズ駆動装置。
3. 請求項２に記載のレンズ駆動装置において、
   前記第１当接部は、前記光軸に垂直な方向に連続的に形成された第１突部であり、
   前記第２当接部は、前記光軸に垂直な方向に連続的に形成された第２突部であり、
   前記第２突部は、少なくとも、前記ホルダの移動範囲を含む範囲に形成されている、
   ことを特徴とするレンズ駆動装置。
4. 請求項３に記載のレンズ駆動装置において、
   前記第１突部は、頂部が前記光軸に平行な方向に丸みを帯びた形状を有し、
   前記第２突部は、頂部が前記光軸に垂直な方向に丸みを帯びた形状を有する、
   ことを特徴とするレンズ駆動装置。
5. 請求項１ないし４の何れか一項に記載のレンズ駆動装置において、
   前記ホルダの前記シャフトを挟む２つの側面に、それぞれ一つずつ、前記磁石が配置されている、
   ことを特徴とするレンズ駆動装置。
6. 請求項１ないし５の何れか一項に記載のレンズ駆動装置において、
   前記ベースの前記シャフトを挟む２つの側面に、それぞれ一つずつ、前記磁性板が配置され、前記シャフトから各磁性板までの距離が互いに異なるように、前記磁性板の位置が設定されている、
   ことを特徴とするレンズ駆動装置。
7. 請求項１から６の何れか一項に記載のレンズ駆動装置と、
   前記レンズによって集光された光を受光する撮像素子と、
   前記コイルの制御信号を印加する制御部と、を備える、
   ことを特徴とするカメラモジュール。

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