JP5765362B2 - レンズ保持装置 - Google Patents

Description

本発明は、たとえば携帯電話のカメラモジュールなどに好適に用いられるレンズ保持装置に関する。

携帯電話のカメラモジュール等に好適に用いられるレンズ保持装置では、フォーカシング動作等を行うことができるように、レンズホルダを相対移動させる機能を有するものが提案されている。

また、このようなレンズ保持装置として、マグネットによって形成される磁場中にレンズホルダに取り付けられたコイルを配置し、コイルの電流値に応じて生じる電磁力によりレンズホルダを移動させる機構や、レンズホルダを光軸方向の両側からスプリングによって支持する機構が提案されている（特許文献１等参照）。

特開２００５−１２８３９２号公報

しかし、従来技術に係るレンズ保持装置に用いられるマグネットは、形状の自由度が低いために周方向に複数に分離されているため、駆動力を発生する方向とは逆方向にコイルを鎖交する磁場が発生して駆動力が低下する問題があった。また、従来のレンズ保持装置では、スプリングを正確に位置決めすることが難しく、例えば入射側スプリングと出射側スプリングとの相対配置に誤差が生じた場合に、レンズホルダ及びレンズが傾いたり斜めに移動したりする問題があった。

本発明は、このような実状に鑑みてなされ、その目的は、マグネットの形状を改良したレンズ保持装置を提供することである。

上記目的を達成するために、本発明の第１の観点に係るレンズ保持装置は、
レンズを保持するレンズホルダと、前記レンズホルダに取り付けられたコイルと、を有する移動部と、
前記コイルに対向するように前記移動部の外周側に配置されているマグネット部を有し、前記移動部を相対移動自在に支持する支持部と、
前記移動部と前記支持部とを弾性的に接続するスプリングと、を有し、
前記マグネット部は、樹脂を含んでおり、
前記マグネット部は、前記スプリングを位置決めする位置決め部を有する。

本発明の第１の観点に係るレンズ保持装置が有するマグネット部は、樹脂を含むため、金属やフェライト等の磁性材料のみから成る従来の磁石に比べて成形の自由度が高く、マグネット部には、この成形の自由度を利用して、スプリングのための位置決め部が形成されている。このようなレンズ保持装置は、スプリングを支持部に対して高精度に取り付けることが可能である。

また、本発明の第２の観点に係るレンズ保持装置は、
レンズを保持するレンズホルダと、前記レンズホルダに取り付けられたコイルと、を有する移動部と、
前記コイルに対向するように前記移動部の外周側に配置されているマグネット部を有し、前記移動部を相対移動自在に支持する支持部と、
前記移動部と前記レンズホルダとを弾性的に接続するスプリングと、を有し、
前記マグネット部は、樹脂を含んでおり、
前記マグネット部は、前記移動部の周方向に、一体的に連続している。

本発明の第２の観点に係るレンズ保持装置が有するマグネット部は樹脂を含むため、金属やフェライト等の磁性材料のみから成る従来の磁石に比べて成形の自由度が高く、この成形の自由度を利用して移動部の周方向に一体的に連続した形状を有している。このようなレンズ保持装置は、駆動力を発生する方向とは逆方向にコイルを鎖交する磁場が発生することを防止し、駆動力を向上させることができる。

また、例えば、前記位置決め部は、前記マグネット部のマグネット本体部に設けられた凸部または凹部であっても良い。

位置決め部の形状は特に限定されないが、前記位置決め部を、マグネット本体部に設けられた凸部または凹部とし、スプリングに前記凸部や凹部に接触する形状を設けることにより、スプリングをマグネットに対して容易かつ精度良く位置決めすることができる。

また、例えば、前記コイルに対して前記レンズの入射側に配置される入射側スプリングと、前記コイルに対して前記レンズの出射側に配置される出射側スプリングと、を含む複数の前記スプリングを有しても良く、
前記マグネット部は、前記入射側スプリングを位置決めする入射側位置決め部と、前記出射側スプリングを位置決めする出射側位置決め部とを含む複数の前記位置決め部を有しても良い。

マグネット部が入射側スプリングを位置決めする入射側位置決め部と、出射側スプリングを位置決めする出射側位置決め部とを有することにより、入射側スプリングと出射側スプリングとの相対配置に誤差が生じることを効果的に防止し、レンズホルダ及びレンズが傾いたり斜めに移動したりする問題を低減できる。

また、例えば、前記コイルに対して前記レンズの出射側に配置される出射側スプリングを含む１以上の前記スプリングを有しても良く、
前記支持部は、前記マグネット部に対して前記レンズの出射側に配置されるベース部を有しても良く、
前記マグネット部は、前記出射側スプリングを位置決めする出射側位置決め部を有しても良く、
前記出射側位置決め部は、前記出射側スプリングに加えて、前記ベース部を位置決めしても良い。

このようなレンズ保持装置は、出射側位置決め部が、出射側スプリングとベース部とをまとめて位置決めすることができるため、容易かつ高精度に組み立てを行うことができる。

また、例えば、前記マグネット部は、前記レンズの光軸方向から見た場合、角部の肉厚が相対的に厚い額縁形状であっても良い。

前記マグネット部を角部の肉厚が相対的に厚い額縁形状とすることにより、レンズの直径が大きい場合にもコイルの周辺に強い磁場を形成することが可能となり、このようなレンズ保持装置は、高い駆動力を奏する。また、肉厚が相対的に厚い角部に位置決め部を容易に設けることができ、複数の角部に位置決め部を設けることにより、スプリングをより精度良く位置決めすることができる。

図１は、本発明の一実施形態に係るレンズ保持装置の斜視図である。 図２は、図１に示すレンズ保持装置の分解斜視図である。 図３は、図１に示す断面線III-IIIに沿う断面図である。 図４は、図１に示す断面線IV-IVに沿う断面図である。 図５は、入射側スプリングとマグネット部の部分組み立て状態を表す斜視図である。 図６は、出射側スプリングとマグネット部の部分組み立て状態を表す斜視図である。 図７は、出射側スプリングとマグネット部の変形例に係る部分組み立て状態を表す斜視図である。

図１は、本発明の一実施形態に係るレンズ保持装置１０の斜視図である。レンズ保持装置１０は、略直方体形状の外形状を有している。レンズ保持装置１０の中心部には、図示省略のレンズを保持するレンズホルダ５０が配置されており、レンズホルダ５０の外周側には、レンズホルダ５０を囲むように、カバー１２が配置されている。

図２は、図１に示すレンズ保持装置１０の分解斜視図である。レンズ保持装置１０は、レンズホルダ５０及びレンズホルダ５０に取り付けられたコイル８０等を有する移動部１１ａと、マグネット部４０やベース部７０等を有する支持部１１ｂと、移動部１１ａと支持部１１ｂとを弾性的に接続する入射側スプリング３０及び出射側スプリング６０とを有する（移動部１１ａ及び支持部１１ｂについては図３及び図４参照）。断面図である図３及び図４に示すように、支持部１１ｂは、スプリング４０，６０を介して、移動部１１ａを相対移動自在に支持する。レンズ保持装置１０は、出射側に配置される撮像素子と組み合わせて、フォーカス機構を有するカメラモジュール等として使用されるが、レンズ保持装置１０の用途はこれに限定されない。

図２に示すように、レンズ保持装置１０は、カバー１２、スペーサ２０、入射側スプリング３０、マグネット部４０、コイル８０、レンズホルダ５０、出射側スプリング６０、ベース部７０を有する。なお、レンズ保持装置１０の説明では、レンズの光軸αに沿って、撮影光がレンズに入射してくる側を入射側とし、入射した撮影光を出射する側を出射側として説明を行う。

カバー１２は、ベース部７０と伴にレンズ保持装置１０の外装部を構成しており、内部にマグネット部４０やレンズホルダ５０等を収納する。カバー１２は、マグネット部４０の磁束をコイル８０に対して導くヨークの機能も有しており、鉄等の軟磁性材料によって作製されているが、カバー１２の材質は特に限定されない。例えば、レンズ保持装置１０は、カバー１２とは別に、マグネット部４０の近傍に配置されるヨークを有していても良い。図３及び図４に示すように、カバー１２は、スペーサ２０等を介して間接的に、若しくは直接マグネット部４０に接着等によって固定されており、支持部１１ｂの一部を構成している。

図２に示すスペーサ２０は、入射側スプリング３０とカバー１２との間に挿入されており、スペーサ２０が存在することにより、入射側スプリング３０とカバー１２とが直接接触しない。スペーサ２０は、略矩形の額縁形状を有しており、図３等に示すように、入射側スプリング３０の外環部３２を光軸α方向に挟んだ状態で、マグネット部４０に固定されている。

レンズ保持装置１０は、コイル８０に対して入射側に配置される入射側スプリング３０と、コイル８０に対して出射側に配置される出射側スプリング６０とによって構成される２つのスプリング３０，６０を有する。図２に示す入射側スプリング３０は、マグネット部４０等を有する支持部１１ｂとレンズホルダ５０等を有する移動部１１ａとを弾性的に接続する。入射側スプリング３０は、外環部３２と、内環部３４と、アーム部３６とからなる多重のリング形状を有している。

図３に示すように、入射側スプリング３０の外周部分を構成する外環部３２は、マグネット部４０の入射側端面とスペーサ２０の間に挟まれた状態で、支持部１１ｂに固定される。これに対して、入射側スプリング３０の内周部分を構成する内環部３４は、レンズホルダ５０の入射側内環設置部５４に、接着剤等によって固定される。外環部３２と内環部３４は、アーム部３６によって連結されている。入射側スプリング３０の組み立て構造については、後程詳述する。

入射側スプリング３０は、金属等の弾性材料によって構成されており、アーム部３６は、弾性変形することができる。アーム部３６が弾性変形することによって、内環部３４は、外環部３２に対して光軸α方向に相対移動することができる。

マグネット部４０は、レンズホルダ５０に取り付けられたコイル８０に対向するように移動部１１ａの外周側に配置される（図３及び図４参照）。マグネット部４０は、フェライト又は金属等の磁性材料と樹脂とを含むプラスチック磁石であり、通常のプラスチックと同様に比較的自由な形状に成形することができる。マグネット部４０の具体的材質、製造方法等は特に限定されないが、マグネット部４０は、マグネット部４０に含まれる磁性材料中の磁化容易軸が揃えられた異方性磁石であることが好ましい。

図２に示すように、マグネット部４０は、マグネット本体部４１と、マグネット部４０に対して入射側スプリング３０を位置決めする入射側位置決め部４２と、マグネット部４０に対して出射側スプリング６０を位置決めする出射側位置決め部４４とを有している。マグネット本体部４１及びこれを含むマグネット部４０は、レンズホルダ５０を含む移動部１１ａの周方向に一体的に連続しており、光軸α方向から見た場合、角部４１ａの肉厚が相対的に厚い額縁形状を有している。なお、マグネット部４０とスプリング３０，６０との組み立て構造については、後程詳述する。

コイル８０は、レンズホルダ５０の外周部に形成されているコイル設置部５２に固定されており、コイル８０を構成する巻線がレンズホルダ５０の外周面とマグネット部４０の内周面との間を周回するように配置されている。コイル８０を構成する巻線の端部は、出射側スプリング６０を構成する出射側スプリングＲ６０ａ及び出射側スプリングＬ６０ｂに電気的に接続されており、コイル８０には、出射側スプリング６０を介して、移動部１１ａを光軸α方向に移動させるための電力が供給される。

レンズホルダ５０は、中空無底の円筒形状を有しており、レンズホルダ５０の内周面にはレンズ（不図示）が固定される。レンズホルダ５０には、入射側スプリング３０の内環部３４が固定される入射側内環設置部５４と、出射側スプリング６０の内環部６４が固定される出射側内環設置部５６（図３参照）とが形成されている。

出射側スプリング６０は、入射側スプリング３０と同様に、支持部１１ｂと移動部１１ａとを弾性的に接続する。出射側スプリング６０は、互いに分離及び絶縁されている２つの部材である出射側スプリングＲ６０ａと、出射側スプリングＬ６０ｂによって構成されており、コイル８０に電力を供給するための配線の一部を兼ねている。出射側スプリング６０は、２つに分離されていることを除いて、入射側スプリング３０と類似する構造を有している。図３に示すように、出射側スプリング６０を構成する出射側スプリングＲ６０ａと出射側スプリングＬ６０ｂは、それぞれ、外環部６２と、内環部６４と、アーム部６６と、接続部６８とを有する。

図３に示すように、出射側スプリング６０の外周部分を構成する外環部６２は、マグネット部４０の出射側端面に固定される。出射側スプリング６０の内環部６４は、レンズホルダ５０の出射側内環設置部５６（図２参照）に、接着等により固定される。出射側スプリングＲ６０ａ及び出射側スプリングＬ６０ｂの各外環部６２と内環部６４とは、アーム部６６によって連結されている。接続部６８は、外環部６２から光軸α方向へ突出しており、外部基板等に対して電気的に接続される。なお、出射側スプリング６０がコイル８０への給電経路となる場合、出射側スプリング６０の外環部６２とマグネット部４０との絶縁性を確保するために、出射側スプリング６０やマグネット部４０の表面に絶縁被膜処理等が施されてもよく、また、出射側スプリング６０とマグネット部４０の間に絶縁シート等が挿入されても良い。

出射側スプリング６０は、入射側スプリング３０と同様に、金属等の弾性材料によって構成されており、アーム部６６は弾性変形することができる。出射側スプリング６０の内環部６４は、入射側スプリング３０と同様に、アーム部６６が弾性変形することにより、外環部６２に対して光軸α方向に相対移動することができる。

図２に示すベース部７０は、マグネット部４０に対して出射側から取り付けられており、支持部１１ｂの一部を構成する。ベース部７０は、中央部に貫通孔が形成されており、光軸α方向から見て略矩形の外周形状を有するベース枠部７２と、ベース枠部７２の４角から光軸α方向の入射側に突出するベース柱部７４とを有する。図３に示すように、ベース柱部７４の先端はマグネット部４０の角部４１ａに当接しており、ベース部７０とマグネット部４０は、ベース柱部７４と角部４１ａとの当接部分を接着等することにより固定されている。

図５は、入射側スプリング３０とマグネット部４０との取り付け構造を表す斜視図である。マグネット部４０の入射側端面には、入射側スプリング３０を位置決めする入射側位置決め部４２が形成されている。入射側位置決め部４２は、マグネット本体部４１の入射側端面に設けられた凹部であり、凹部である入射側位置決め部４２に、４角にストレート部３２ａが形成された入射側スプリング３０の外環部３２が係合することにより、当該外環部３２が、マグネット部４０に対して位置決めされる。入射側スプリング３０は、マグネット部４０に接着されて固定されても良く、スペーサ２０とマグネット部４０に挟まれることにより固定されても良い。

図６は、出射側スプリング６０とマグネット部４０との取り付け構造を表す斜視図である。マグネット部４０の出射側端面には、出射側スプリング６０を位置決めする出射側位置決め部４４が形成されている。出射側位置決め部４４は、マグネット本体部４１から光軸α方向に突出する凸部であり、マグネット本体部４１の４つの角部４１ａと、４つの角部４１ａを繋ぐ４つの辺部４１ｂに設けられている。凸部である出射側位置決め部４４が、出射側スプリング６０の外環部６２に形成された貫通孔６２ａに対して係合することにより、出射側スプリング６０がマグネット部４０に対して位置決めされる。出射側スプリング６０の外環部６２は、マグネット部４０に対して接着等により固定されても良いが、出射側位置決め部４４が凸部である場合、外環部６２は、出射側位置決め部４４をカシメることにより、マグネット部４０に固定されても良い。

図３及び図４に示すように、レンズホルダ５０の外周側に固定されたコイル８０と、コイル８０に対向するようにその外周側に配置されたマグネット部４０とは、レンズが固定される移動部１１ａを駆動するボイスコイルモータを構成する。レンズ保持装置１０は、コイル８０の電流値を制御することにより、移動部１１ａを支持部１１ｂに対して光軸α方向に相対移動させることが可能であり、このような作用により、レンズ保持装置１０はフォーカス動作を実現することができる。

上述したように、レンズ保持装置１０が有するマグネット部４０は、樹脂を含むため、金属やフェライト等の磁性材料のみから成る従来の磁石に比べて成形の自由度が高く、このような自由度を利用して形成されたスプリング３０，６０のための位置決め部４２，４４を有する。このようなレンズ保持装置１０は、スプリング３０，６０をマグネット部４０又はこれを含む支持部１１ｂに対して高精度に取り付けることが可能である。特に、マグネット部４０が入射側位置決め部４２と出射側位置決め部４４とを含む複数の位置決め部４２，４４を有することにより、入射側スプリング３０と出射側スプリング６０とが、同一の部材であるマグネット部４０に対して位置決めされる。これにより、レンズ保持装置１０は、入射側スプリング３０と出射側スプリング６０との間の同軸度を高めることが可能であり、レンズホルダ５０及びレンズが傾いたり斜めに移動したりする問題を低減できる。また、レンズホルダ５０及びレンズを精度良く位置決めできるため、レンズのチルト調整工程等を省略若しくは簡略化することが可能であり、レンズ保持装置１０は、組み立てが容易である。

また、マグネット部４０は、レンズホルダ５０を含む移動部１１ａの周方向に一体的に連続した形状を有しているため、駆動力を発生する方向とは逆方向にコイル８０を鎖交する磁場が発生することを防止し、ボイスコイルモータの駆動力を向上させることができる。特に、マグネット部４０を角部４１ａの肉厚が、角部４１ａを接続する辺部４１ｂに対して相対的に厚い額縁形状とすることにより、レンズの直径が大きい場合にもコイル８０の周辺に強い磁場を形成することが可能であり、ボイスコイルモータの駆動力を向上させることができる。

その他の実施形態
上述のようなレンズ保持装置１０は、レンズ保持装置１０全体を、光軸αに直交する方向に移動させるボイスコイルモータと組み合わせることによって、フォーカス機構とブレ補正機構を有する光学装置として、使用されてもよい。また、マグネット部の出射側位置決め部は、出射側スプリングに加えて、出射側スプリングと同様にマグネット部の出射側に接続されるベース部を位置決めしても良い。出射側位置決め部が、出射側スプリングとベース部とをまとめて位置決めすることができるため、このようなレンズ保持装置は容易かつ高精度に組み立てを行うことができる。

また、図７に示すように、マグネット部４０Ａの成形時に、入射側スプリング３０及び出射側スプリング６０のいずれかを金型内に位置決めし射出成形することにより、スプリング３０，６０がマグネット部４０Ａに取り付けられても良い。この場合も、金型内で取り付けられたスプリング（出射側スプリング６０）は、マグネット部４０Ａの出射側端面に形成されたアンカー部４４Ａによって、マグネット部４０Ａに対して保持され、マグネット部４０Ａに対して高精度に位置決め及び固定される。

１０…レンズ保持装置
１２…カバー
２０…スペーサ
３０…入射側スプリング
６０…出射側スプリング
６０ａ…出射側スプリングＲ
６０ｂ…出射側スプリングＬ
３２，６２…外環部
６２ａ…貫通孔
３２ａ…ストレート部
３４，６４…内環部
３６，６６…アーム部
６８…接続部
４０…マグネット部
４１…マグネット本体部
４１ａ…角部
４１ｂ…辺部
４２…入射側位置決め部
４４…出射側位置決め部
５０…レンズホルダ
５２…コイル設置部
５４…入射側内環設置部
５６…出射側内環設置部
７０…ベース部
８０…コイル

Claims (5)

1. レンズを保持するレンズホルダと、前記レンズホルダに取り付けられたコイルと、を有する移動部と、
   前記コイルに対向するように前記移動部の外周側に配置されているマグネット部を有し、前記移動部を相対移動自在に支持する支持部と、
   前記移動部と前記支持部とを弾性的に接続するスプリングと、を有し、
   前記マグネット部は、樹脂を含み、かつ磁化容易軸が揃えられた異方性磁石であり、
   前記マグネット部は、前記異方性磁石自体に形成されており前記スプリングと係合して当該スプリングを位置決めする凸部または凹部である位置決め部を有することを特徴とするレンズ保持装置。
2. 前記マグネット部は、前記移動部の周方向に、一体的に連続していることを特徴とする請求項１に記載のレンズ保持装置。
3. 前記コイルに対して前記レンズの入射側に配置される入射側スプリングと、前記コイルに対して前記レンズの出射側に配置される出射側スプリングと、を含む複数の前記スプリングを有し、
   前記マグネット部は、前記入射側スプリングを位置決めする入射側位置決め部と、前記出射側スプリングを位置決めする出射側位置決め部とを含む複数の前記位置決め部を有することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のレンズ保持装置。
4. 前記コイルに対して前記レンズの出射側に配置される出射側スプリングを含む１以上の前記スプリングを有し、
   前記支持部は、前記マグネット部に対して前記レンズの出射側に配置されるベース部を有し、
   前記マグネット部は、前記出射側スプリングを位置決めする出射側位置決め部を有し、
   前記出射側位置決め部は、前記出射側スプリングに加えて、前記ベース部を位置決めすることを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれかに記載のレンズ保持装置。
5. レンズを保持するレンズホルダと、前記レンズホルダに取り付けられたコイルと、を有する移動部と、
   前記コイルに対向するように前記移動部の外周側に配置されているマグネット部を有し、前記移動部を相対移動自在に支持する支持部と、
   前記移動部と前記支持部とを弾性的に接続するスプリングと、を有し、
   前記マグネット部は、樹脂を含んでおり、
   前記マグネット部は、前記移動部の周方向に、一体的に連続しており、前記マグネット部は、前記レンズの光軸方向から見た場合、角部の肉厚が相対的に厚い額縁形状であることを特徴とするレンズ保持装置。

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