JP4714845B2 - レンズ駆動装置 - Google Patents

Description

本発明は、レンズをレンズの光軸方向に駆動するレンズ駆動装置に関する。

特許文献１には、略円筒状のヨークと、ヨークが装着される外筒部と、レンズを備えるキャリアと、キャリアを外筒部の内周側に支持するスプリングと、コイルと、マグネットとを備え、コイルに通電して生じる電磁力により外筒部に対してキャリアをレンズの光軸方向に移動するレンズ駆動装置が開示されている。

特許文献１のスプリングは、平面視略円環状の板ばねであり、内環をキャリアに取り付け、外環を外筒部に取り付けている。

特開２００４−２８００３１号公報

しかし、上述の特許文献１に記載の従来技術では、キャリアに横方向（光軸に交差する方向）の力が作用して、スプリングの外環に対してキャリアに取り付けた内環が外環の半径方向に所定以上移動すると、スプリングが変形し、モータの特性が変化するおそれが生じるという問題がある。

また、スプリングが変形してキャリアの位置がずれると、キャリアと外筒部との間のクリアランスを一定に保てず、キャリアの外周面と外筒部の内周面との間で摺動摩擦が発生し、キャリアがレンズの光軸方向にスムーズに移動し難いという問題がある。

特に、従来技術では、キャリアに取り付けた内環と、外筒部取り付けた外環とが光軸方向においてずれた位置にある場合（スプリングの内環と外環とが面一の位置にないとき）には、キャリアに横方向の力が作用すると外環に対する内環の移動を規制し難い。

本発明は、スプリングの内環と外環とが面一の位置にないときでも、キャリアの横方向のずれやがたつきによるスプリングの変形を防止してモータ特性の変化を防止すると共にキャリアがレンズの光軸方向にスムーズに移動できるレンズ駆動装置を得ることを目的とする。

前記課題を解決するために、請求項１に記載された発明は、略円筒状のヨークと、ヨークが装着される外筒部と、レンズを取り付けた略円筒状のキャリアと、キャリアを外筒部の内周側に支持するスプリングと、コイルと、マグネットとを備え、コイルに通電して生じる電磁力により外筒部に対してキャリアをレンズの光軸方向に駆動するレンズ駆動装置であって、スプリングは平面視円環状の板ばねであり、キャリアに取り付ける内環と、外筒部に取り付ける外環とを有し、外環の内周縁部及び内環の外周縁部の少なくとも一方には、内環が外環に対して半径方向に相対的に移動したときに当接して半径方向の移動を規制する位置規制部を設けてあり、位置規制部はレンズの光軸方向に向けて突設していることを特徴とする。

請求項２に記載された発明は、請求項１に記載の発明において、位置規制部は、外環の内周縁部に一体成形した片部を折り曲げて形成していることを特徴とする。

請求項３に記載された発明は、請求項２に記載の発明において、位置規制部は、片部の周方向の端部を半径方向に折り目を付けて折り曲げ形成していることを特徴とする。

請求項４に記載された発明は、請求項１に記載の発明において、外環と別体であり且つ外環と略同一径の補助環を有し、補助環の内周縁に光軸方向に突設した位置規制部が設けてあり、外環の表面に補助環を取り付けることにより、スプリングの位置規制部を形成していることを特徴とする。

請求項５に記載された発明は、略円筒状のヨークと、ヨークが装着される外筒部と、レンズを取り付けた略円筒状のキャリアと、キャリアを外筒部に対して支持するスプリングと、コイルと、マグネットとを備え、コイルに通電して生じる電磁力により外筒部に対してキャリアをレンズの光軸方向に駆動するレンズ駆動装置であって、スプリングは平面視円環状の板ばねであり、キャリアに取り付ける内環と、外筒部に取り付ける外環とを有し、外環の内周縁部には、キャリアが半径方位に移動したときにキャリアの外周縁に当接して移動を規制する位置規制部を設けてあり、位置規制部は光軸方向に向けて突設していることを特徴とする。

請求項６に記載された発明は、請求項５に記載の発明において、位置規制部は、外環の内周縁部に一体成形してあり且つ外環から半径方向に突設した片部を光軸方向に折り曲げて形成していることを特徴とする。

請求項７に記載された発明は、請求項１〜６のいずれか一項に記載の発明において、スプリングは内環と外環とを繋ぐ複数の腕部を備え、腕部は周方向の円弧部を有し且つスプリングの円環方向に間隔をあけて設けてあり、腕部間に位置規制部を設けたことを特徴とする。

請求項１に記載の発明によれば、レンズ駆動装置が揺れや落下等の衝撃により横方向の力を受けたときに、外筒部に対してキャリアが相対的に径方向に移動すると、キャリアに取り付けた内環と外筒部に取り付けた外環との少なくとも一方に設けた位置規制部に他方の環が当接することにより、キャリアの径方向への動きが規制されるので、スプリングの変形を防止でき、モータ特性の変化を防止できる。

位置規制部は、光軸方向に突設しているから、内環と外環とが光軸方向でずれた位置にある場合（例えば、キャリアが外筒部に対して移動した位置にあるとき）でも、キャリアの径方向の移動を規制することができる。

位置規制部によってキャリアの横方向への動きが規制されているのでスプリングが変形し難く、キャリアと外筒部との間のクリアランスを一定に保つことができ、キャリアと外筒部の内周面との間で摺動摩擦が発生し難く、キャリアがレンズの光軸方向にスムーズに移動できる。

位置規制部は、スプリングの内環又は外環に設けて、内環に対する外環の相対的な位置を規制しているから、外筒部とキャリアとの間のクリアランスの設定をスプリングのみで行うことができ、組み立て時における外筒部とキャリアとの間の調整が不要であるから、組み立てが容易にできる。

請求項２に記載された発明によれば、請求項１に記載の発明と同様の効果を奏すると共に、位置規制部は、外環に一体成形した片部を折り曲げて形成しているから、打ち抜き等により成形したスプリングの片部を折り曲げるだけで位置規制部を設けることができ、製造が容易である。

板ばねの内環又は外環に位置規制部が一体に形成してあり、同じ材質である内環と外環とが当接して位置規制するので、キャリアや外筒部が樹脂製であっても樹脂材の削れによるゴミや塵の発生を防止できる。

外筒部に対してキャリアが相対的に横方向に移動しようとすると、共にスプリング材である内環と外環とが当接して位置規制するので、スプリングの弾性により当接時の衝撃を緩和できる。

請求項３に記載された発明によれば、請求項２に記載の発明と同様の効果を奏すると共に、位置規制部は、半径方向の折り目により周方向に折り曲げているから、外環に形成した片部の内周側端の位置が、折り曲げ前と折り曲げて位置規制部とした後とで変わらない。したがって、外環に設けた位置規制部と内環との間のクリアランスは、片部の折り曲げ前と後で変わらないから、スプリングの設計及び製造が容易である。

請求項４に記載された発明によれば、請求項１に記載の発明と同様の効果を奏すると共に、補助環を取り付けて位置規制部を設けているから、位置規制部のない既存のスプリングに後付けできると共に設計の自由度が高い。

請求項５に記載された発明によれば、レンズ駆動装置が揺れや落下等の衝撃により横方向の力を受けたときに、外筒部に対してキャリアが相対的に径方向に移動すると、キャリアと外筒部に取り付けた外環と位置規制部とが当接して、キャリアの径方向への動きが規制されるので、スプリングの変形を防止でき、モータ特性の変化を防止できる。

位置規制部は、光軸方向に突設しているから、キャリアと外環とが光軸方向でずれた位置にある場合（例えば、キャリアが外筒部に対して移動した位置にあるとき）でも、キャリアの径方向の移動を規制することができる。

位置規制部によってスプリングの変形を防止できるから、キャリアとフレームとの間のクリアランスを一定に保つことができ、キャリアと外筒部の内周面との間で摺動摩擦が発生し難く、キャリアがレンズの光軸方向にスムーズに移動できる。

請求項６に記載された発明によれば、請求項５に記載の発明と同様の効果を奏すると共に、位置規制部は、外環に一体成形した片部を折り曲げて形成しているから、打ち抜き等により成形したスプリングの片部を折り曲げるだけで位置規制部を設けることができ、製造が容易である。

位置規制部は内周縁部から半径方向に突設した片部を光軸方向に折り曲げているので、キャリアの外周縁に対面する位置規制部は面状を成している。したがって、位置規制部がキャリアに当接した場合でもキャリに位置規制部の面が当接するので樹脂製のキャリアが削れることを防止でき、削れによるゴミや塵の発生を防止できる。

請求項７に記載された発明によれば、請求項１〜６のいずれか一項に記載の発明と同様の効果を奏すると共に、スプリングは、腕部によりレンズの周方向の位置規制しているので、スプリングだけでレンズの光軸方向と周方向との三次元の位置規制ができる。

以下に、添付図面を参照して、本発明の実施の形態を詳細に説明する。図１はキャリアに前側スプリングと後側スプリングとを取り付けた状態を前側から見た斜視図であり、図２は前側スプリングを前側から見た斜視図であり、図３は後側スプリングを前側から見た斜視図であり、図４はキャリアに後側スプリングのみを取り付けた状態を後側から見た斜視図であり、図５は本実施の形態に係るレンズ駆動装置の分解斜視図であり、図６はレンズ駆動装置の縦断面図であり、図７がレンズ駆動装置全体の斜視図である。

本実施形態に係るレンズ駆動装置１は、携帯電話のオートフォーカスカメラに組み込むものであり、図５に示すように、略円筒状のヨーク３と、ヨーク３が装着される外筒部（ベース５、フレーム６）と、ヨーク３の内周側に配置されるキャリア７と、キャリア７の外周側に配置されるコイル１０と、キャリア７の前側に配置される前側スプリング９及び後側に配置される後側スプリング１１とを備えている。ベース（外筒部）５、フレーム（外筒部）６及びキャリア７は各々樹脂製である。尚、ベース５にはフレーム６が装着されて外筒部を構成しており、フレーム６にはカバー１５が貼着されており、カバー１５にはカバーテープ１７（図６では省略する）が貼着されている。

ヨーク３は、断面が略コ字状であり、コ字内にリング状のマグネット１３が配置されている。マグネット１３は、周方向に沿って４つの円弧状のブロックに分かれている。

前側スプリング９とヨーク３との間には前側スペーサ１９が配置され、後側スプリング１１とキャリア７との間に後側スペーサ２１が配置されている。キャリア７にはその内周側に複数のレンズからなるレンズ体２３が取り付けられている。

図１及び図２に示すように、前側スプリング９は平面視略円環状の板ばねであり、キャリア７の先端部（前側端部）に取り付ける内環９ａとフレーム（外筒部）６に取り付ける外環９ｂとが設けられている。内環９ａは円環状であり、外環９ｂは内環９ａよりも半径の大きな円環状を成し、内環９ａと外環９ｂとの間には両者を繋ぐ腕部９ｃを備えており、外環９ｂに対して内環９ａがレンズの光軸に沿う移動方向Ｓ（図１参照）へ移動自在になっている。腕部９ｃは前側スプリング９の円周方向に等間隔をあけて３つ設けており、外環９ｂにおける各腕部９ｃ、９ｃ間に位置規制部２５が設けられている。

位置規制部２５は、外環９ｂの内周側縁に設けてあり、内環９ａ側に突設すると共に光軸に沿う移動方向Ｓに向けて突設しており、内環９ａが外環９ｂに対して半径方向に相対的に移動したときに、内環９ａの外周縁に設けた当接部２７が位置規制部２５の内周側端に当接して内環９ａの移動を規制するようになっている。

位置規制部２５は、外環９ｂと一体成形してあり、図２に一点鎖線で抜き出して示すように、外環９ｂから内周側に突設して形成した片部３０の周方向の両端部２５ａ、２５ｂを、半径方向に折り目２９をつけて折り曲げ形成している。

内環９ａには、位置規制部２５に対向して当接部２７が設けてあり、当接部２７は内環９ａの外周側縁に外環９ｂに向けて突設してあり、本実施の形態では、２つの位置規制部２５の両端部２５ａ、２５ｂに対応させて２つ設けている。

後側スプリング１１は、図３及び図４に詳しく示すように、平面視略円環状の板ばねであり、内環１１ａは円環状であり、外環１１ｂは内環１１ａよりも半径の大きな円環状を成し、内環１１ａと外環１１ｂとの間には両者を繋ぐ腕部１１ｃを備えている。腕部１１ｃは後側スプリング１１の円環方向に等間隔をあけて３つ設けてある。

内環１１ａはキャリア７の後端部７ｂに固定されており、外環１１ｂはベース５の基底部５ａと後方スペーサ１９との間に挟まれて固定されている。

外環１１ｂの内周縁部には、キャリア７が半径方向に移動したときにキャリア７の後端部７ｂに当接して移動を規制する位置規制部２６が設けてあり、位置規制部２６は光軸に沿う移動方向Ｓに向けて突設している。位置規制部２６は、外環１１ｂの内周縁部に一体成形してあり且つ図３に一点鎖線で抜き出して示すように、外環１１ｂから半径方向に突設した片部を光軸に沿う移動方向Ｓに折り曲げて形成している。位置規制部２６は、折り曲げた面２６ａをキャリア７の後端部７ｂの外周縁に対向して位置している。

キャリア７の後端部７ｂの底面（後側面）には、当接部２８が突設している。当接部２８はキャリアの移動寸法分に対応してあり、当接部２８により位置規制部２６とキャリア７の後端部７ｂとの当接領域を長くしている。

尚、前側スプリング９と後側スプリング１１とは、組み立て前の状態（スプリングに負荷がかかっていない状態）においては、内環９ａ、１１ａと外環９ｂ、１１ｂとが略同一平面上に位置しており、組付け時後には、スプリングに光軸方向の予圧がかかるように、内環９ａ、１１ａと外環９ｂ、１１ｂとの間に光軸方向の段差が生じるように組み付けている。

次に、本実施の形態に係るレンズ駆動装置の組み立て及び作用効果を説明する。レンズ駆動装置１の組み立ては、キャリア７の後側端部７ｂに後側スプリング１１の内環１１ａを取り付け、マグネット１３と、キャリア７に固定したコイル１０とをヨーク３の内部に配置して、ベース５の基底部に後側スペーサ２１を介して後側スプリング１１の外環１１ｂを固定する。

そして、キャリア７の先端部に前側スプリング９の内環９ａを取付け、前側スペーサ１９とフレーム６との間に前側スプリング９の外環９ｂを配置してキャップ１５で固定すると共にフレーム６をベース５に取り付けて、前側スプリング９の外環９ｂをフレーム６で固定する。その後、キャリア７にレンズ体２３を取り付けてレンズ駆動装置１の組み立てが完了する。

携帯電話の携帯時における揺れや落下等の物理的外力が作用した場合に、外筒部（ベース５、フレーム６）に対してキャリア７が横方向の力を受けると、前側スプリング９では、内環９ａが外環９ｂの内周側で半径方向に移動し、クリアランスＫ分を移動したところで、内環９ａの当接部２７が外環９ｂの位置規制部２５に当接して移動を規制する。したがって、前側スプリング９において、外環９ｂに対する内環９ａの相対的な横移動方向が規制されているので、過剰な横移動による前側スプリング９の変形を防止でき、レンズ駆動装置１におけるモータ特性の変化を防止できる。尚、後側スプリング１１においても同様に作用する。

外筒部（ベース５、フレーム６）に対してキャリア７が相対的に横方向に移動しようとすると、前側スプリング９では、共にスプリング材である内環９ａと外環９ｂとが当接して位置規制するので、スプリング材の弾性により当接時の衝撃を緩和できる。

特に、レンズ駆動装置１では、位置規制部２５は光軸方向に突設して設けているから、例えば、キャリア７が外筒部（ベース５、フレーム６）に対して光軸方向に移動して内環９ａと外環９ｂとが光軸方向でずれた位置にある場合（図６参照）でも、キャリア７の径方向の移動を規制することができる。

後側スプリング１１においても、キャリア後端部７ｂの光軸方向の移動範囲において、外環１１ｂには光軸方向に突設した位置規制部２６が所定のクリアランスＫをあけてキャリア７の当接部２８に対向してあるから、キャリア７の光軸方向におけるいずれの位置にあるときでも、キャリア７の横方向の動きが規制される。

前側スプリング９と後側スプリング１１とは、各位置規制部２５、２６によって、キャリアの横方向への動きが規制されているので、変形が防止できるから、キャリア７と外筒（ベース５、フレーム６）との間のクリアランスＫを一定に保つことができ、キャリア７と外筒部（ベース５、フレーム６）の内周面との間で摺動摩擦が発生し難く、キャリアがレンズの光軸方向にスムーズに移動できる
また、前側スプリング９及び後側スプリング１１の変形を防止できるから、モータ特性の変化を防止できる。

前側スプリング９の外環９ｂに設けた位置規制部２５及び後側スプリング１１の外環１１ｂに設けた位置規制部２６の各々によって、内環９ａに対する外環９ｂの相対的な位置を規制しているから、外筒部（ベース５、フレーム６）とキャリア７との間のクリアランスＫの設定を各スプリング９のみで行うことができ、組み立て時における外筒部（ベース５、フレーム６）とキャリア７との間の調整が不要であるから、組み立てが容易にできる。

尚、後側スプリング１１では、クリアランスＫは、外環１１ｂの位置規制部２６とキャリア７の当接部２８との間で行われる。

前側スプリング９と後側スプリング１１とにおいて、位置規制部２５（２６）は、外環９ｂ（１１ｂ）に一体成形した片部を折り曲げて形成しているから、打ち抜き等により成形したスプリング９（１１）の片部を折り曲げるだけで容易に製造できる。

前側スプリング９には、内環９ａ又は外環９ｂに位置規制部２５が一体に形成してあり、同じ材質である金属性のばね材どうしが当接して位置規制するので、樹脂製のキャリ７や外筒部（ベース５、フレーム６）の削れによるゴミや塵の発生を防止できる。

また、後側スプリング１１においても、位置規制部２６は折り曲げた面が樹脂製のキャリア７に当接するから、樹脂材の削れを防止できる。

前側スプリング９の位置規制部２５は、半径方向の折り目２９、２９により周方向に折り曲げているから、外環９ｂに形成した片部の内周側端２５ａ、２５ｂの内環９ａに対する位置（クリアランスＫ）が、折り曲げ前と折り曲げた後とで変わらない。したがって、外環９ｂに設けた位置規制部と内環９ａとの間のクリアランスＫの設定が容易であり且つレンズ駆動装置１の組み立て時にクリアランスＫの調整が必要ないので、レンズ駆動装置１の製造が容易である。

本実施の形態では、前側スプリング９と後側スプリング１１とで、キャリア７の前後における横方向の動きが規制されるので、キャリア７とフレーム６との間のクリアランス、キャリア７とヨーク３との間のクリアランス、ヨーク３とコイル１０との間のクリアランス、及びマグネット１３とコイル１０との間のクリアランスを一定に保つことができ、キャリア７がレンズの光軸方向にスムーズに移動できる。

前側スプリング９（後側スプリング１１も同様）において、位置規制部２５（２６）はスプリングの腕部９ｃ（１１ｃ）間に設けてあるので、構成がコンパクトで簡易である。

次に、図８を参照して、本発明の他の実施の形態について説明する。図８は他の実施の形態に係る前側スプリング９の分解斜視図である。この実施の形態では、外環９ｂと別体に補助環３３を設けており、補助環３３は外環９ｂと略同一径を有し且つ内周縁に光軸方向に突設した位置規制部２５が設けてある。そして、外環９ｂの表面に補助環３３を貼着することにより、スプリングの位置規制部２５を形成するものである。

この実施の形態によれば、上述した実施の形態と同様の作用効果を奏することができると共に、既存の前側スプリングに後付けにより位置規制部２５を設けることができる。

尚、本発明は、上述した実施形態に限定されることなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施可能である。

レンズ駆動装置１は携帯電話に係るカメラに限らず、デジタルカメラに用いるものであっても良い。

前側スプリング９において、位置規制部２５は、外環９ｂに設けないで内環９ａの外周縁に設けて、内環９ａの内周縁から光軸方向に突設させるものでもよい。

上述した実施の形態に係るキャリア７の前側と後側との両方に前側スプリング９を取り付けてもよいし、両方に後側スプリング１１を取り付けてもよいし、前側に後側スプリング１１を取り付け、後側に前側スプリング９を取り付けてもよい。

位置規制部２５は、一端部２５ａを前側に他端部２５ｂを後側に向けて各々光軸方向に突設するものであってもよい。

キャリアに前側スプリングと後側スプリングとを取り付けた状態を前側から見た斜視図である。 前側スプリングを前側から見た斜視図である。 後側スプリングを前側から見た斜視図である。 キャリアに後側スプリングのみを取り付けた状態を後側から見た斜視図である。 本実施の形態に係るレンズ駆動装置の分解斜視図である。 レンズ駆動装置の縦断面図である。 レンズ駆動装置全体の外観を示す斜視図である。 第２実施の形態に係る前側スプリングの分解斜視図である。

符号の説明

１ レンズ駆動装置
３ ヨーク
５ ベース（外筒部）
６ フレーム（外筒部）
７ キャリア
９ 前側スプリング（スプリング）
９ａ 内環
９ｂ 外環
９ｃ 腕部
１０ コイル
１１ 後側スプリング（スプリング）
１１ａ 内環
１１ｂ 外環
１１ｃ 腕部
１３ マグネット
２３ レンズ体
２５、２６ 位置規制部

Claims (7)

1. 略円筒状のヨークと、ヨークが装着される外筒部と、レンズを取り付けた略円筒状のキャリアと、キャリアを外筒部の内周側に支持するスプリングと、コイルと、マグネットとを備え、コイルに通電して生じる電磁力により外筒部に対してキャリアをレンズの光軸方向に駆動するレンズ駆動装置であって、スプリングは平面視円環状の板ばねであり、キャリアに取り付ける内環と、外筒部に取り付ける外環とを有し、外環の内周縁部及び内環の外周縁部の少なくとも一方には、内環が外環に対して半径方向に相対的に移動したときに当接して半径方向の移動を規制する位置規制部を設けてあり、位置規制部はレンズの光軸方向に向けて突設していることを特徴とするレンズ駆動装置。
2. 位置規制部は、外環の内周縁部に一体成形した片部を折り曲げて形成していることを特徴とする請求項１に記載のレンズ駆動装置。
3. 位置規制部は、片部の周方向の端部を半径方向に折り目を付けて折り曲げ形成していることを特徴とする請求項２に記載のレンズ駆動装置。
4. 外環と別体であり且つ外環と略同一径の補助環を有し、補助環の内周縁に光軸方向に突設した位置規制部が設けてあり、外環の表面に補助環を取り付けることにより、スプリングの位置規制部を形成していることを特徴とする請求項１に記載のレンズ駆動装置。
5. 略円筒状のヨークと、ヨークが装着される外筒部と、レンズを取り付けた略円筒状のキャリアと、キャリアを外筒部に対して支持するスプリングと、コイルと、マグネットとを備え、コイルに通電して生じる電磁力により外筒部に対してキャリアをレンズの光軸方向に駆動するレンズ駆動装置であって、スプリングは平面視円環状の板ばねであり、キャリアに取り付ける内環と、外筒部に取り付ける外環とを有し、外環の内周縁部には、キャリアが半径方位に移動したときにキャリアの外周縁に当接して移動を規制する位置規制部を設けてあり、位置規制部は光軸方向に向けて突設していることを特徴とするレンズ駆動装置。
6. 位置規制部は、外環の内周縁部に一体成形してあり且つ外環から半径方向に突設した片部を光軸方向に折り曲げて形成していることを特徴とする請求項５に記載のレンズ駆動装置。
7. スプリングは内環と外環とを繋ぐ複数の腕部を備え、腕部は周方向の円弧部を有し且つスプリングの円環方向に間隔をあけて設けてあり、腕部間に位置規制部を設けたことを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載のレンズ駆動装置。

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