(57)【要約】【課題】  レンズ駆動時にホルダーに作用する不要な回転モーメントをなくして、レンズを一方向に安定して移動させることのできるレンズ駆動装置を提供する。【解決手段】  環状の駆動用コイルを装着した、レンズを保持するホルダーと、上下の固定部材とを、１２０°毎に設けられた３つの切り欠き溝１５ｋにより連結部１５ｃが形成された２枚の板バネ１５Ａ，１５Ｂで可動支持するとともに、上側の板バネ１５Ａの接続箇所と下側の板バネ１５Ｂの接続箇所とを、上記レンズの光軸に対して対角の位置になるように、上記切り欠き溝１５ｋをそれぞれ設けて、ホルダーに作用する回転モーメントを打ち消し合うようにした。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
レンズを保持するホルダーと、内周部が上記ホルダーに固定され、外周部が固定部材に固定され、上記内周部と外周部とが、複数の切り欠き溝により形成された複数の連結部により連結された、レンズ光軸方向に所定距離だけ離隔して配置された２枚の板バネと、上記ホルダーに装着された環状の駆動用コイルと、上記コイルに放射状の駆動用磁界を印加する磁界発生手段とを備え、上記駆動用コイルに通電する電流値と上記各板バネの復元力とにより上記レンズの移動量を制御するレンズ駆動装置において、上記ホルダーと上記固定部材とを奇数箇所で接続するとともに、一方の板バネの上記接続箇所と他方の板バネの上記接続箇所とを、上記レンズの光軸に対して対角の位置になるように、上記切り欠き溝を設けたことを特徴とするレンズ駆動装置。
【請求項２】
上記切り欠き溝の本数をＮとし、この切り欠き溝の、上記板バネ中心とホルダーとの接続箇所を結ぶ線分と、板バネ中心と固定部材との接続箇所とを結ぶ線分とのなす角を（２π／Ｎ）よりも大きくしたことを特徴とする請求項１に記載のレンズ駆動装置。
【請求項３】
上記ホルダーと上記板バネとの接続箇所近傍、および、上記固定部材との上記板バネとの接続箇所近傍に緩衝部材を配設したことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のレンズ駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カメラ等の対物レンズの駆動装置に関するもので、特に、レンズ移動時における姿勢の不安定性を防止する機能を有するレンズ駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、携帯電話等に搭載されるカメラは画素数が増大されるとともに、ズーム処理やマクロ処理等の高機能化が進んでいることから、搭載されるレンズ系についても、従来の固定焦点のものだけでなく、可動焦点のものも投入されてきている。この可動焦点のレンズ系の駆動方式としては、圧電素子を動力源に用いたもの（例えば、特許文献１参照）や、ステッピングモータを動力源に用いたもの（例えば、特許文献２参照）、あるいは、ボイスコイルモータを動力源に用いたもの（例えば、特許文献３参照）等が提案されている。
図５（ａ）は、ボイスコイルモータを用いたレンズ駆動装置の一構成例を示す図で、このレンズ駆動装置５０は、軟鉄等の磁性体から成るコの字型円筒形状のヨーク５１と、上記ヨーク５１の外壁に取付けられるリング状のマグネット５２と、中央位置にレンズ５３を保持するキャリア（レンズホルダー）５４と、このキャリア５４に装着される駆動用コイル５５と、上記ヨーク５１が装着されるベース５６と、上記ベース５６を支えるフレーム５７と、上記キャリア５４を上下で支持する２個のスプリング５８Ａ，５８Ｂと、このスプリング５８Ａ，５８Ｂの上下を覆う２個のキャップ５９Ａ，５９Ｂとを備えている。
上記駆動用コイル５５は、上記ヨーク５１と上記マグネット５２とにより印加される、コイル周りに放射状に分布する磁界中に設置されているので、上記駆動用コイル５５に通電すると、図５（ｂ）に示すように、上記駆動用コイル５５に被写体の方向へ向けたローレンツ力が発生して、上記キャリア５４を上記スプリング５８Ａ，５８Ｂの復元力と釣り合った位置に移動させることができる。したがって、上記駆動用コイル５５に通電する電流値を制御することにより、上記キャリア５４の移動量を制御して、上記レンズ５３の位置を制御することができる。
【０００３】
下側のスプリング５８Ｂは、詳細には、上記キャリア５４の底部とベース５６との間に固定され、上側のスプリング５８Ａは、上記キャリア５４の最上部とフレーム５７との間に固着される。上記２個のスプリング５８Ａ，５８Ｂは、同一の形状を有するリン青銅等の金属性の板バネから成る同一品であり、図６に示すように、板バネの内周側に形成された１２０°毎の切り欠き溝５８ｋにより、内周部と外周部と、内周部５８ａと外周部５８ｂとを連結する３つの連結部５８ｃとに分けられ、この連結部５８ｃが可動部である上記キャリア５４と固定部であるフレーム５７及びベース５６とを可動支持するバネ部材の機能を有する。なお、上記スプリング５８Ａ，５８Ｂは、詳細には、その内周部５８ａにおいて、上記キャリア５４に勘合し、熱カシメ等により固定され、その外周部５８ｂは、フレーム５７及びベース５６に接着及び熱カシメ等により固定され、その上部及び下部には、それぞれ、キャップ５９Ａ及びキャップ５９Ｂが取付けられる。
【特許文献１】特開２００２−１８９１６５号公報
【特許文献２】特開２００４−２５８１１１号公報
【特許文献３】特開２００４−２８００３１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
この種のボイスコイルモータ式のレンズ駆動装置においては、駆動用コイル５５に発生するローレンツ力は上記駆動用コイル５５の全周に生じるため、図６に示すように、その合力である駆動力Ｌは、コイルのほぼ中心部Ｃに発生することになる。一方、上記キャリア５４は同一品から成るスプリング５８Ａ，５８Ｂによって、上下同一の位置関係で挟持されているため、上記上下のスプリング５８Ａ，５８Ｂを対とみなした場合、一対の挟持点は上記キャリア５４の片側に偏った位置となって、バネの復元力は、上下のスプリング５８Ａ，５８Ｂのそれぞれの接続点Ｓ１，Ｓ２の中間点Ｓに発生する。すなわち、上記スプリング５８Ａ，５８Ｂの接続点５８ｐ，５８ｑのレンズ光軸に対する対角の位置５８ｐ’，５８ｑ’は接続点ではないので、駆動用コイル５５に通電したとき、スプリング５８Ａ，５８Ｂの各接続点５８ｐ，５８ｑの位置精度がかなり高くないとバランスを崩してしまい、上記キャリア５４に、ローレンツ力と復元力とによる回転モーメントＭが生じてしまう。このため、上記スプリング５８Ａ，５８Ｂの内周部５８ａと外周部５８ｂとを連結する連結部５８ｃが上記キャリア５４と複数の接続箇所（ここでは、３箇所）で支持されていたとしても、基本的には、上記キャリア５４に保持されたレンズ５３が回転し易いといった欠点があった。また、上記キャリア５４は上記スプリング５８Ａ，５８Ｂと上記各接続点５８ｐ、５８ｑのみで支持されているため、外部からの振動を受けた場合にもバランスを崩し易く、そのため、レンズ５３がキャリア５４とともに共振して、撮影した画像にぶれが生じ易いといった問題点があった。
【０００５】
本発明は、従来の問題点に鑑みてなされたもので、レンズ駆動時にホルダーに作用する不要な回転モーメントをなくして、レンズを一方向に安定して移動させることのできるレンズ駆動装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者らは、鋭意検討を重ねた結果、上側の板バネと下側の板バネに作用するモーメントの方向が逆になるように、ホルダーと固定部材とを接続すれば、寸法精度をそれほど必要とすることなく、不要な回転モーメントを低減することができるだけでなく、ホルダーの横揺れについても防止することができることを見出し、本発明に到ったものである。
すなわち、本発明の請求項１に記載の発明は、レンズを保持するホルダーと、内周部が上記ホルダーに固定され、外周部が固定部材に固定され、上記内周部と外周部とが、複数の切り欠き溝により形成された複数の連結部により連結された、レンズ光軸方向に所定距離だけ離隔して配置された２枚の板バネと、上記ホルダーに装着された環状の駆動用コイルと、上記コイルに放射状の駆動用磁界を印加する磁界発生手段とを備え、上記駆動用コイルに通電する電流値と上記各板バネの復元力とにより上記レンズの移動量を制御するレンズ駆動装置であって、上記ホルダーと上記固定部材とを奇数箇所で接続するとともに、一方の板バネの上記接続箇所と他方の板バネの上記接続箇所とを、上記レンズの光軸に対して対角の位置になるように、上記切り欠き溝を設けたものである。
【０００７】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のレンズ駆動装置において、上記切り欠き溝の本数をＮとし、この切り欠き溝の、上記板バネ中心とホルダーとの接続箇所を結ぶ線分と、板バネ中心と固定部材との接続箇所とを結ぶ線分とのなす角を（２π／Ｎ）よりも大きくしたものである。
また、請求項３に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載のレンズ駆動装置において、上記ホルダーと上記板バネとの接続箇所近傍、および、上記固定部材との上記板バネとの接続箇所近傍に緩衝部材を配設したものである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、レンズ光軸方向に所定距離だけ離隔して配置された、レンズを保持するホルダーを固定部材に対して変位可能に支持する板バネを備えたレンズ駆動装置において、上記各板バネを上記ホルダーに固定される内周部と、固定部材に固定される外周部と、上記内周部と外周部とを連結する、複数の切り欠き溝により形成された複数の連結部とを備えた板バネとするとともに、上記ホルダーと上記固定部材とを奇数箇所で接続し、かつ、一方の板バネの上記接続箇所と他方の板バネの上記接続箇所とを、上記レンズ光軸に対して対角の位置になるようにしたので、上記板バネがレンズ光軸方向に動く時には、上側の板バネと下側の板バネに作用するモーメントの方向が逆になり、レンズ駆動時におけるホルダーの不要な回転やホルダーの横揺れを確実に防止することができる。
【０００９】
また、上記切り欠き溝の本数をＮとし、この切り欠き溝の、上記板バネ中心とホルダーとの接続箇所を結ぶ線分と、板バネ中心と上記固定部材との接続箇所とを結ぶ線分とのなす角を（２π／Ｎ）よりも大きく設定すれば、レンズホルダーを大きなストロークにて移動させることができる。
更に、上記ホルダーと上記板バネとの接続箇所近傍、および、上記固定部材との上記板バネとの接続箇所近傍に緩衝部材を配設したり、緩衝部材を塗布したりして、外部からの振動を吸収するようにすれば、上記レンズを安定して駆動することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の最良の形態について、図面に基づき説明する。
図１は、本発明の最良の形態に係るレンズ駆動装置１０の構成を示す模式図で、同図において、１１はレンズ、１２はこのレンズ１１を保持するホルダー、１３は上記ホルダーに装着される環状の駆動用コイルで、この駆動用コイル１３は、図示しない磁界発生手段により印可される、コイル周りに放射状に分布する磁界Ｈ中に設置されている。また、１５Ａ，１５Ｂは、その外周部１５ｂが上記上部及び下部の固定部材１４Ａ，１４Ｂに固定され、その内周部１５ａが上記ホルダー１２に固定された、上記ホルダー１２を上記固定部材１４Ａ，１４Ｂに可動支持する板バネで、この板バネ１５Ａ，１５Ｂに複数の切り欠き部１５ｋを設けることにより、上記ホルダー１２と上記固定部材１４Ａ，１４Ｂとの連結部１５ｃを形成する。
本実施の形態のレンズ駆動装置１０では、レンズ駆動時や外部からの振動に対して、ホルダー１２に保持されたレンズ１１が回転しないように、上記切り欠き溝１５ｋを設ける際に、図２に示すように、上記ホルダー１２と上記固定部材１４Ａ，１４Ｂとを奇数箇所（ここでは、３箇所）で接続するとともに、上側の板バネ１５Ａの接続箇所と他方の板バネの上記接続箇所とを、上記レンズ１１の光軸に対して対角の位置になるようにしている。
また、本例では、板バネ１５Ａ，１５Ｂの連結部１５ｃを形成する際に、上側の板バネ１５Ａでは、上記切り欠き溝１５ｋの内周側端部である上記内周部１５ａとの接続部１５ｐから、外周側端部である上記外周部１５ｂとの接続部１５ｑへ向かう方向（固定部材１４Ａ，１４Ｂ側端部からホルダー側の端部へ向かう方向）を、上記板バネ１５Ａの中心から見て反時計周りとし、下側の板バネ１５Ｂでは時計回りになるように、上記切り欠き溝１５ｋをそれぞれ設けている。
【００１１】
上記板バネ１５Ａ，１５Ｂは、詳細には、リン青銅等から成る円板状のバネ部材に、２本の円弧状の滑らかな曲線で囲まれた３つの切り欠き溝１５ｋを、上記板バネの中心に対して互いに点対称な位置に設けたもので、これにより、上記板バネ１５は、上記ホルダー１２の上部側及び下部側に固定される内周部１５ａと、上記固定部材１４Ａ，１４Ｂに連結される外周部１５ｂと、上記内周部１５ａと外周部１５ｂとを連結する、それぞれが所定の角度間隔（ここでは、１２０°毎）に配置された３つの連結部１５ｃとが形成される。したがって、上記板バネ１５の上記ホルダー１２との接続箇所となる、上記連結部１５ｃと上記内周部１５ａとの接続部１５ｐと、上記板バネ１５の上記固定部材１４Ａ，１４Ｂとの接続箇所となる、上記連結部１５ｃと上記外周部１５ｂとの接続部１５ｑとは、ともに滑らかな曲線で連結されるとともに、上側の板バネ１５Ａの接続箇所と下側の板バネ１５Ｂの接続箇所とを、上記レンズ１１の光軸に対して対角の位置になるようにすることができる。
また、本例では、上記切り欠き溝１５ｋを形成する範囲を、上記切り欠き溝１５ｋ，１５ｋ間の角度θ＝１２０°よりも大きくして、板バネ１５の径方向に、上記切り欠き溝１５ｋが２個ある部分を設けている。
【００１２】
図３は、上記板バネ１５の取付方法を示す図で、上側の板バネ１５Ａは上部の固定部材１４Ａと上記ホルダー１２の頂部側とに取付けられ、下側の板バネ１５Ｂは下部の固定部材１４Ｂと上記ホルダー１２の底部側に取付けられる。なお、同図の符号１２ｍ，１２ｎは、上記ホルダー１２の頂部側と底部側にそれぞれ設けられた、上記ホルダー１２と板バネ１５とを接着するための接着層で、符号１４ｔ，１４ｔは、上記固定部材１４Ａ，１４Ｂと板バネ１５とをそれぞれ接着するための接着層である。
これにより、上記連結部１５ｃの内周側の各接続部１５ｐが上記ホルダー１２の各接続部１２ｐにおいて接続され、外周側の各接続部１５ｑが上記固定部材１４Ａ，１４Ｂの各接続部１４ｑにおいて接続される。すなわち、上記ホルダー１２は、帯状のバネ部材である上記板バネの連結部１５ｃにより、上記固定部材１４Ａ，１４Ｂに可動支持される。なお、本例では、図２に示すように、上記ホルダー１２と板バネ１５との接続部、及び、上記固定部材１４Ａ，１４Ｂと上記板バネ１５との上記接続部（接続部１５ｐまたは，接続部１５ｑ）近傍に、例えば、弾性を有する樹脂などを塗布して、これを緩衝部材１６としている。
【００１３】
次に、本発明による板バネ１５Ａ，１５Ｂの動作について説明する。
磁界中に設置された駆動用コイル１３に通電すると、図４に示すように、上記駆動用コイル１３にはローレンツ力（駆動力）Ｌが発生し、ホルダー１２は上方または下方に移動する。このとき、上記板バネ１５は上方に凸または下方に凸となるように変形するので、上記板バネ１５Ａ，１５Ｂには復元力が発生する。この復元力は、上下の板バネ１５Ａ，１５Ｂの接続部１５ｐ，１５ｐの中間点に発生する。
ここで、上側の板バネ１５Ａの接続部１５ｐをＳ１１，Ｓ１２，Ｓ１３とし、下側の板バネ１５Ｂの接続部１５ｐをＳ２１，Ｓ２２，Ｓ２３とすると、上側の板バネ１５Ａでは接続部１５ｐから接続部１５ｑへ向かう方向が上記板バネ１５Ａの中心から見て反時計周りであり、下側の板バネ１５Ｂでは時計回りであり、上側の板バネ１５Ａの接続箇所と下側の板バネ１５Ｂの接続箇所であるＳ１１とＳ２１、Ｓ１２とＳ２２，Ｓ１３とＳ２３とが、上記板バネ１５Ａ，１５Ｂの中心、すなわち、上記レンズ１１の光軸に対して対角の位置にある。したがって、ホルダー１２に、上記ローレンツ力と復元力とによって生じる回転モーメントＭが生じた場合でも、上記回転モーメントＭと逆方向の回転モーメントＭが同時に生じるため、上記回転モーメントＭは打ち消し合い、その結果、上記ホルダー１２は回転しないので、接続部１５ｐ，１５ｑの位置精度が高くなくても、レンズ１１を一方向に安定して移動させることができる。
また、外部からの振動入力を受けた場合でも、上記入力による回転モーメントＭは打ち消し合うので、上記ホルダー１２に保持されたレンズ１１が横揺れすることはない。
更に、本例では、上記ホルダー１２と板バネ１５との接続部、及び、上記固定部材１４Ａ，１４Ｂと上記板バネ１５との上記接続部近傍に緩衝部材１６を配置して、外部からの振動入力を緩和するようにしているので、レンズ１１の横揺れを確実に防止することができる。
【００１４】
このように、本最良の形態によれば、環状の駆動用コイル１３を装着した、レンズ１１を保持するホルダー１２と、上下の固定部材１４Ａ，１４Ｂとを、１２０°毎に設けられた、２本の円弧状の滑らかな曲線で囲まれた３つの切り欠き溝１５ｋにより連結部１５ｃが形成された２枚の板バネ１５Ａ，１５Ｂで可動支持するとともに、上側の板バネ１５Ａの接続箇所と下側の板バネ１５Ｂの接続箇所とを、上記レンズ１１の光軸に対して対角の位置になるように、上記切り欠き溝１５ｋをそれぞれ設けて、ホルダー１２に作用する回転モーメントＭを打ち消し合うようにしたので、レンズ１１を一方向に安定して移動させることができるとともに、外部からの不要な振動に対しても、レンズ１１を安定して保持することができる。
【００１５】
なお、上記最良の形態では、２本の円弧状の滑らかな曲線で囲まれた切り欠き溝１５ｋを有する板バネ１５Ａ，１５Ｂについて説明したが、切り欠き溝の形状についてはこれに限定されるものではなく、図６に示した従来の円弧と直線から成る切り欠き溝を有する板バネ（スプリング５８Ａ，５８Ｂ）など、他の形状の切り欠き溝を有する板バネであってもよい。
また、上記例では、切り欠き溝１５ｋの本数を３本としたが、これに限るものではなく、上記切り欠き溝１５ｋの本数は、板バネ１５の寸法や必要とされるバネ定数の値などにより適宜決定されるものである。なお、上記切り欠き溝３ｋの本数をＮとした場合には、上記切り欠き溝３ｋをθ＝（２π／Ｎ）毎に配置するとともに、上記切り欠き溝３ｋの板バネ中心とホルダー１２との接続箇所を結ぶ線分と、板バネ中心と固定部材１４Ａ，１４Ｂとの接続箇所とを結ぶ線分との成す角を上記θよりも大きく設定すれば、ホルダー１２を大きなストロークにて移動させることができる。
【産業上の利用可能性】
【００１６】
以上説明したように、本発明によれば、レンズ駆動時におけるホルダーの不要な回転やホルダーの横揺れを防止することができるので、画像にぶれのない、安定したレンズ駆動装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の最良の形態に係るレンズ駆動装置の構成を示す模式図である。
【図２】本発明による板バネの一例を示す平面図である。
【図３】本発明の最良の形態に係る板バネの取付方法を示す図である。
【図４】本発明による板バネの動作を説明するための図である。
【図５】従来のレンズ駆動装置の構成を示す図である。
【図６】従来の板バネの動作を説明するための図である。
【符号の説明】
【００１８】
１０  レンズ駆動装置、１１  レンズ、１２  ホルダー、１３  駆動用コイル、
１４Ａ，１４Ｂ  固定部材、１５，１５Ａ，１５Ｂ  板バネ、１５ａ  内周部、
１５ｂ  外周部、１５ｃ  連結部、１５ｋ  切り欠き溝、１６  緩衝部材。
【図１】
2006251111.tif 000003
【図２】
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【図３】
2006251111.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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