(57)【要約】【課題】  移動体の位置に因らず速度が安定で高精度なレンズの移動が可能な機構を有するレンズモジュールを提供する。【解決手段】  磁石１３が、柱状体で、磁化方向が厚さ又は径方向で、磁石１３の長手方向に平行な中心軸に垂直で、長手方向の中央を含む面で磁化方向が反転している構造を有している。移動体１４は、磁石１３の外周の２箇所以上に線接触または面接触で吸着保持されており、移動体１４の移動方向の高さ寸法が磁石１３の高さ寸法のより小さい構造とする。または、磁石１３の磁化方向が厚さ又は径方向で、移動体１４と吸着している移動体１４を構成する板状体２面の交線と磁石１３の長手方向に平行な中心軸とを結んだ面に対して磁化方向が平行である構造とする。【選択図】図１
2011028133.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動素子としての電気機械変換素子の一端側が磁石に接着され、他端側が静止部材に固定された駆動体と、前記磁石に対して吸着可能な材質から成る移動体と、前記移動体と一体に形成されたレンズホルダと、前記レンズホルダに支持又は一体に形成された光学レンズを備え、前記電気機械変換素子で発生する振動により前記磁石を振動させ前記移動体を駆動することにより前記レンズホルダを移動させる機能のレンズ駆動機構を有するレンズモジュールであって、前記磁石は柱状体で、磁化方向が厚さ又は径方向で、前記磁石の長手方向に平行な中心軸に直角で、長手方向の中央を含む面で磁化方向が反転している構造を有し、前記移動体は前記磁石の外周の２箇所以上に線接触又は面接触で吸着保持されており、前記移動体の移動方向の高さ寸法は前記磁石の高さ寸法より小さく、前記磁石の外周上を前記磁石の高さ方向に沿って移動するように構成されていることを特徴とするレンズモジュール。  
【請求項２】
駆動素子としての電気機械変換素子の一端側が磁石に接着され、他端側が静止部材に固定された駆動体と、前記磁石に対して吸着可能な材質から成る移動体と、前記移動体と一体に形成されたレンズホルダと、前記レンズホルダに支持又は一体に形成された光学レンズを備え、前記電気機械変換素子で発生する振動により前記磁石を振動させ前記移動体を駆動することにより前記レンズホルダを移動させる機能のレンズ駆動機構を有するレンズモジュールであって、前記磁石は柱状体で、磁化方向が厚さ又は径方向で、前記移動体と吸着している前記移動体を構成する板状体２面の交線と前記磁石の長手方向に平行な中心軸とを結んだ線に対して磁化方向が平行である構造を有し、前記移動体は前記磁石の外周の２箇所以上に線接触又は面接触で吸着保持されており、前記移動体の移動方向の高さ寸法は前記磁石の高さ寸法より小さく、前記磁石の外周上を前記磁石の高さ方向に沿って移動するように構成されていることを特徴とするレンズモジュール。
【請求項３】
前記磁石は、円柱状体の構造を有していることを特徴とする請求項１または２記載のレンズモジュール。
【請求項４】
前記移動体の前記磁石との接触面の１辺の長さが前記磁石の半径より大きく、かつ前記磁石の直径より小さいことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のレンズモジュール。
【請求項５】
前記移動体は、移動方向に垂直な断面がＶ字形状の断面を有していることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のレンズモジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、デジタルビデオカメラ、デジタルカメラ又は携帯電話機用カメラのように、オートフォーカスやズーム機構を有する光学機器において使用されるレンズモジュールに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
カメラにオートフォーカスやズーム機能を持たせるためには、光軸に沿って光学レンズを微小に移動させる機構が必要である。近年、デジタルカメラやカメラ付き携帯電話に見られるように、機器の小型化が急速に進み、それに伴って圧電素子に代表される電気機械変換素子によるレンズを移動させる機構がレンズモジュールに採用されている。
【０００３】
例えば、このような圧電素子等の電気機械変換素子を用いてレンズを移動させる機構が特許文献１および特許文献２に開示されている。前記特許文献に開示された機構は、電気機械変換素子の伸縮をレンズホルダに伝達するための摩擦手段を有している。これに対して、レンズの駆動を安定させるため、電気機械変換素子の伸縮をレンズホルダに伝達する部位に磁石を用いた機構が特許文献３に、また、磁石を駆動部材として用いた機構が特許文献４に開示されている。
【０００４】
また、本発明者は、携帯電話機用カメラ等のオートフォーカスやズーム機構を有する光学機器への使用が好適なレンズモジュールを提供するため、電気機械変換素子で発生する振動により前記電気機械変換素子に固定した略円柱の磁石を振動させ、磁石の振動を駆動力として磁石と２箇所で線接触もしくは面接点する移動体を摺動駆動することにより、移動体を取付けたレンズホルダを光学レンズの光軸方向に沿って移動させる発明を、提案している（特願２００８−００４４３０号）。
【０００５】
図面を用いて、電気機械変換素子が発生する振動を利用して、電気機械変換素子に固定された磁石の振動により移動させるレンズモジュールの参考例を説明する。図８は、参考例のレンズモジュールの基本構成を概略的に示す図である。図８（ａ）は平面図、図８（ｂ）は図８（ａ）の正面断面図である。図９は、参考例のレンズモジュールにおける磁石と移動体の配置を示す図である。図９（ａ）は平面図、図９（ｂ）は正面図である。
【０００６】
図８（ａ）および図８（ｂ）に示すように、参考例のレンズモジュール３０は、静止部材であるハウジング３６と、ハウジング３６に一端が固定された電気機械変換素子である圧電セラミック素子３２と、圧電セラミック素子３２の他端に固定された磁石３３と、レンズホルダ３５と、レンズホルダ３５に保持された光学レンズ３１と、レンズホルダ３５の一部に設けられた磁石に対して吸着可能な材質からなる移動体３４とを備えている。なお、静止部材は前記ハウジング３６に限定されない。例えば、圧電セラミック素子３２の一端に錘（図示せず）が固定されており、その錘が接着固定されたハウジング３６を静止部材として構成しても良い。また、レンズホルダ３５の少なくとも一部分を磁石に吸着可能な材質としても良い。この場合には、磁石３３と接するレンズホルダ３５の表面部分が移動体となる。
【０００７】
参考例のレンズモジュール３０は、圧電セラミック素子３２が発生する振動を利用して磁石３３を移動方向に振動させ、磁石３３の振動により移動体３４を摺動させる。これにより、レンズホルダ３５を光学レンズ３１の光軸方向（図８（ｂ）の上下方向）に沿って移動させることができる。
【０００８】
図９に示すように、参考例の磁石３３は径方向に磁化されている。また、磁石３３と移動体３４とは、磁化方向が移動体３４と吸着している面Ａと面Ｂの交線と磁石３３の中心軸とを結んだ線Ｃに対して磁化方向が略直角となるように、配置されている。さらに、移動体３４の高さ寸法は、磁石３３の高さ寸法より大きく、磁石３３の外周上を磁石３３の高さ方向に沿って移動するように構成されている。この構成により、携帯電話機用カメラ等のオートフォーカスやズーム機構を有する光学機器への適用が好適なレンズモジュールが提供できる。
【０００９】
しかしながら、参考例の構成において、図８に示すように、光学レンズ３１とレンズホルダ３５を一定量ずつ移動させる時、圧電セラミックス素子３２に同じ交流パルスを印加しても、光学レンズ３１とレンズホルダ３５の位置により、移動速度が一定でないため制御が難しく、安定した動作を行わせるという面では課題が残っていた。
【００１０】
また、近年カメラモジュールのイメージセンサの高画素化がますます加速している。それに伴いレンズモジュールに対しても、光軸方向のレンズの傾きに対する要求が一層厳しさを増している。その対策として、レンズ移動軸となる前記円柱磁石がハウジング底面に対して垂直であることを保証するために、図９に示すように前記磁石を円柱形状とし、かつ前記磁石と吸着する移動体の移動方向に垂直な断面がＶ字形状の断面として前記磁石と２箇所で線接触するように構成し、さらに前記磁石の上下端部をハウジングの勘合穴に通すような構造が要求されている。このような構造をもつモジュールでは、ハウジングの勘合穴の通ししろの分磁石の高さ寸法を大きくし、移動体寸法が磁石高さより小さくする必要がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開平７−２７４５４６号公報
【特許文献２】特開平７−１３０６１号公報
【特許文献３】特開平１０−１０４０１号公報
【特許文献４】特許第４２１４２６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、そのままで移動体の移動方向の高さ寸法が磁石の高さ寸法より小さいような寸法関係にしたのでは、磁石の上下部からの漏れ磁束が大きくなる。その結果、移動体に対して前記磁石の中心に引き戻そうとする力（以下、復元力）が働き、移動体を前記磁石中心方向に動作させたときに移動体の移動速度が見かけ速くなり、逆に前記磁石中心と逆方向に動作させたときに移動体の移動速度が見かけ遅くなる。つまり、移動体の移動範囲内で移動速度が一定とならないという事態が発生する。このように速度が位置により一定とならない動作特性では、レンズ位置のフィードバックを行わないオープンループで制御されるカメラのオートフォーカス動作において、適応が困難となるという問題が発生していた。
【００１３】
そこで本発明の課題は、上記のように移動体の位置によって速度が一定とならない問題を解決し、移動体の位置に因らず速度が安定で高精度なレンズの移動が可能な機構を有するレンズモジュールを提供することとする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記の課題を解決するために、本発明のレンズモジュールは、磁石が、柱状体で磁化方向が厚さ又は径方向で磁石の長手方向に平行な中心軸に垂直で、長手方向の中央を含む面で磁化方向が反転している構造を有している。移動体は、磁石の外周の２箇所以上に線接触または面接触で吸着保持されており、移動体の移動方向の高さ寸法が磁石の高さ寸法のより小さい構造としたものである。または、磁石の磁化方向が厚さ又は径方向で、移動体と吸着している前記移動体を構成する板状体２面の交線と前記磁石の長手方向に平行な中心軸とを結んだ面に対して磁化方向が平行である構造としたものである。
【００１５】
すなわち、本発明によれば、駆動素子としての電気機械変換素子の一端側が磁石に接着され、他端側が静止部材に固定された駆動体と、前記磁石に対して吸着可能な材質から成る移動体と、前記移動体と一体に形成されたレンズホルダと、前記レンズホルダに支持又は一体に形成された光学レンズを備え、前記電気機械変換素子で発生する振動により前記磁石を振動させ前記移動体を駆動することにより前記レンズホルダを移動させる機能のレンズ駆動機構を有するレンズモジュールであって、前記磁石は柱状体で、磁化方向が厚さ又は径方向で、前記磁石の長手方向に平行な中心軸に直角で、長手方向の中央を含む面で磁化方向が反転している構造を有し、前記移動体は前記磁石の外周の２箇所以上に線接触又は面接触で吸着保持されており、前記移動体の移動方向の高さ寸法は前記磁石の高さ寸法より小さく、前記磁石の外周上を前記磁石の高さ方向に沿って移動するように構成されていることを特徴とするレンズモジュールが得られる。
【００１６】
また、本発明によれば、駆動素子としての電気機械変換素子の一端側が磁石に接着され、他端側が静止部材に固定された駆動体と、前記磁石に対して吸着可能な材質から成る移動体と、前記移動体と一体に形成されたレンズホルダと、前記レンズホルダに支持又は一体に形成された光学レンズを備え、前記電気機械変換素子で発生する振動により前記磁石を振動させ前記移動体を駆動することにより前記レンズホルダを移動させる機能のレンズ駆動機構を有するレンズモジュールであって、前記磁石は柱状体で、磁化方向が厚さ又は径方向で、前記移動体と吸着している前記移動体を構成する板状体２面の交線と前記磁石の長手方向に平行な中心軸とを結んだ線に対して磁化方向が平行である構造を有し、前記移動体は前記磁石の外周の２箇所以上に線接触又は面接触で吸着保持されており、前記移動体の移動方向の高さ寸法は前記磁石の高さ寸法より小さく、前記磁石の外周上を前記磁石の高さ方向に沿って移動するように構成されていることを特徴とするレンズモジュールが得られる。
【００１７】
また、本発明によれば、前記磁石は、円柱状体の構造を有していることを特徴とするレンズモジュールが得られる。
【００１８】
また、本発明によれば、前記移動体の前記磁石との接触面の１辺の長さが前記磁石の半径より大きく、かつ前記磁石の直径より小さいことを特徴とするレンズモジュールが得られる。
【００１９】
また、本発明によれば、前記移動体は、移動方向に垂直な断面がＶ字形状の断面を有していることを特徴とするレンズモジュールが得られる。
【００２０】
なお、レンズホルダの少なくとも一部分を磁石に吸着可能な材質として、移動体としても良い。
【００２１】
なお、移動体は２箇所で保持されているが、３箇所以上で保持されていても良い。
【発明の効果】
【００２２】
本発明のレンズモジュールの場合、磁石に２つの相反する磁極が軸対称の形で存在する。前記移動体が双方の磁極に接触しているとき、移動体と磁石の間に２つの磁極を通るように閉磁路が形成され、漏れ磁束が小さくなる。その結果、移動体に対する復元力の発生を極微小に抑えることができ、移動体の移動距離内の移動速度が一定となり、カメラのオートフォーカスやズームなどの制御系に適した安定動作が可能になる。特に、２つの磁極が長手方向の中央を含む面で対称に存在している場合、移動体が双方の磁極に接していることで、あたかも移動体が２つの磁石と上下端部で吸着しているかのような形になる。そのとき移動体には上下の磁極からそれぞれ引っ張ろうとする力が発生するが、その力は相殺され結果的に移動体に対する復元力の発生を更に微小にすることができ、移動体の速度特性をより改善することができる。前記移動体の移動方向の高さ寸法は前記磁石の高さ寸法より小さい構造であると、復元力が発生し動作速度が前記磁石中心へ向かう時に早くなる。
【００２３】
また、前記磁石に吸着されている移動体の吸着方向は、前記磁化方向と平行にすることによっても、復元力の発生を極微小に抑えられ、移動距離内の移動速度が一定となり、カメラのオートフォーカスやズームなどの制御系に適した安定動作が可能となる。前記移動体の移動方向の高さ寸法は前記磁石の高さ寸法より小さい構造であると、復元力が発生し動作速度が前記磁石中心へ向かう時に早くなる。
【００２４】
さらに、磁石が、柱状体の構造を有していることにより、外周の２箇所以上に線接触又は面接触で吸着保持されやすい構造となり移動がスムーズに実施できる。前記移動体の移動方向に垂直な断面が略Ｖ字形状となっている。このとき、前記移動体の前記磁石との接触面の１辺の長さが前記磁石の外径より小さいことで復元力を小さくする効果があり、移動体の速度特性をさらに改善することができる。これは、復元力が発生する原因である磁石上下部からの漏れ磁束が低減されるからと考えられる。さらに、前記移動体の前記磁石との接触面の１辺の長さが前記磁石の半径より小さい場合は、磁石との吸着力が小さくなり安定な駆動ができなくなると考えられる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明のレンズモジュールの基本構成を概略的に示す図である。図１（ａ）は平面断面図、図１（ｂ）は図１（ａ）の正面断面図である。
【図２】本発明の実施の形態１のレンズモジュールにおける磁石と移動体の配置を示す図である。図２（ａ）は平面図、図２（ｂ）は正面図である。
【図３】本発明の実施の形態２のレンズモジュールにおける磁石と移動体の配置を示す図である。図３（ａ）は平面図、図３（ｂ）は正面図である。
【図４】比較例１及び比較例３のレンズモジュールにおける磁石と移動体の配置を示す図である。図４（ａ）は平面図、図４（ｂ）は正面図である。
【図５】比較例２におけるレンズモジュールの基本構成を概略的に示す図である。図５（ａ）は平面断面図、図５（ｂ）は図５（ａ）の正面断面図である。
【図６】本発明の実施例１のレンズモジュールの移動速度の評価結果を示したものである。
【図７】本発明の実施例２のレンズモジュールの移動速度の評価結果を示したものである。
【図８】参考例のレンズモジュールの基本構成を概略的に示す図である。図８（ａ）は平面図、図８（ｂ）は図８（ａ）の正面断面図である。
【図９】参考例のレンズモジュールにおける磁石と移動体の配置を示す図である。図９（ａ）は平面図、図９（ｂ）は正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。
【００２７】
図１は、本発明のレンズモジュールの基本構成を概略的に示す図である。図１（ａ）は平面断面図、図１（ｂ）は図１（ａ）の正面断面図である。ここで、ハウジングの正面部の壁は省略している。本発明の実施の形態のレンズモジュールは、移動体が磁石の外周の２箇所以上に線接触又は面接触で吸着保持されて、移動体の移動方向の高さ寸法は前記磁石の高さ寸法より小さく、磁石の外周上を磁石の高さ方向に沿って移動するように構成されているレンズモジュールである。
【００２８】
本実施の形態のレンズモジュール１０は、光学レンズ１１と静止部材であるハウジング１６に一端側が固定された電気機械変換素子である圧電セラミック素子１２と圧電セラミック素子１２の他端に固定された磁石１３とからなる駆動体と、光学レンズ１１を支持または一体化するレンズホルダ１５とを備えて成り、レンズホルダ１５の一部に磁石１３に対して吸着可能な部材からなる移動体１４が形成され、圧電セラミック素子１２で発生する振動により磁石１３を振動させ、磁石１３の振動を駆動力として移動体１４を摺動させることによりレンズホルダ１５を光学レンズ１１の光軸方向に沿って移動させる機能を有している。また、磁石１３はハウジング１６に設けられた２箇所の通し穴１７によって支持される構造を有する。
【００２９】
（実施の形態１）
図２は、本発明の実施の形態１のレンズモジュールにおける磁石と移動体の配置を示す図である。図２（ａ）は平面図、図２（ｂ）は正面図である。本発明の実施の形態１のレンズモジュールは、磁石の磁化方向が径方向で、前記磁石の長手方向に平行な中心軸に垂直で長手方向の中央を含む面で磁化方向が反転している構造となっている。本発明では図１及び図２で示したとおり磁石１３は円柱状体の構造をしている。この磁石１３に移動体１４が図２のように吸着されている。移動体１４は、移動方向の高さ寸法が磁石１３の高さ寸法より小さく、磁石１３の円周上の２箇所で線接触し、磁石１３との接触面の１辺の長さが磁石１３の半径より大きく、かつ磁石１３の直径より小さく、２枚の板状体は端部どうしを一方の端部に重ねて組み合わせ、移動方向に垂直な断面がＶ字形状の断面を有しており、磁石１３の円周上を高さ方向に移動できる構造を持っている。なお、磁石１３と移動体１４の接触状態については、線接触の他に面接触でも良い。また、磁石１３は図２に示したように、磁石１３の中心軸の長手方向の中央を含む直角な面Ｄを境界として上下部を反対方向に磁化されており、その間に磁化が相殺されて磁化方向が一様にならない領域（以下、ニュートラルゾーン１８）が存在している。さらに、移動体１４と吸着している面Ａと面Ｂの交線と磁石１３の中心軸とを結んだ線Ｃに対して略垂直となるように配置されている。なお、磁石１３の磁化状態については、磁化方向が径方向であって、軸中央面または中心軸を含む面で磁化方向が反転していれば良く、ニュートラルゾーンの有無も問わない。但し、ニュートラルゾーンの幅（すなわち２つの磁極間の距離）は広すぎると移動体への吸着力が減少してしまう問題が発生するため、移動体高さの半分未満にすることが望ましい。
【００３０】
（実施の形態２）
図３は、本発明の実施の形態２のレンズモジュールにおける磁石と移動体の配置を示す図である。図３（ａ）は平面図、図３（ｂ）は正面図である。本発明の実施の形態２のレンズモジュールは、磁石の磁化方向が径方向であり、磁石に吸着されている移動体の吸着方向は前記磁化方向と平行となる構成となっている。本発明では図１及び図３に示したとおり、磁石１３は円柱状体の構造をしている。この磁石１３に移動体１４が図３（ａ）のように吸着されている。移動体１４は、移動方向の高さ寸法が磁石１３の高さ寸法より小さく、磁石１３の円周上の２箇所で線接触し、磁石１３との接触面の１辺の長さが磁石１３の半径より大きく、かつ磁石１３の直径より小さく、移動方向に垂直な断面がＶ字形状の断面を有しており、磁石１３の円周上を高さ方向に移動できる構造を持っている。磁石１３と移動体１４の接触状態は線接触の他に角柱体のように面接触していても良い。また、図３に図示した通り、磁石１３は径方向に磁化されており、かつ移動体１４と吸着している面Ａと面Ｂの交線と磁石１３の中心軸とを結んだ線Ｃに対して、略平行となるように配置されている。
【実施例】
【００３１】
次に、本発明のレンズモジュールについて、実施例を説明する。
【００３２】
（実施例１）
実施例１として、図１及び図２に示すようなレンズモジュールを作成した。圧電セラミック素子１２として、直方体で長手方向に平行な中心軸に垂直な断面が１．０ｍｍ×１．０ｍｍ、高さが１．０ｍｍの圧電積層セラミック素子を準備した。この圧電セラミック素子１２は、±３Ｖの電圧印加に対しておおよそ０．１μｍの変位を発生する。この圧電セラミック素子１２の一端に、外径が１．２ｍｍ、高さが２ｍｍのネオジウム系磁石を磁石１３として熱硬化性エポキシ樹脂で接着し駆動体を構成した。この磁石１３について、図２に示したように長手方向に平行な中心軸に直角で長手方向の中央を含む面を軸として径方向に対称になるように磁化を行った。このとき、ニュートラルゾーン１８の幅は０．３ｍｍであった。さらに、ポリカーボネートを材質とするハウジング１６を作製し、図１に示した位置にエポキシ樹脂で上記駆動体を接着した。
【００３３】
一方、移動体１４は、ステンレス鋼ＳＵＳ４３０を材質として、長さ１．０ｍｍ、高さ１．０ｍｍ、厚み０．２ｍｍ、の板状体と長さ０．８ｍｍ、高さ１．０ｍｍ、厚み０．２ｍｍ、の板状体を、端部どうしを一方の端部に重ねて組み合わせて、移動方向に垂直な断面の一辺が１．０ｍｍのＶ字形状で、２辺の成す角度αが９０度（この場合は断面がＬ字形状とも言える）となるように作製した。この場合、移動体１４の磁石１３との接触面の幅は０．８ｍｍとなっている。この移動体１４を、ポリカーボネートを材料として作製したレンズホルダ１５と共にインサート成形で作製した。そして、上記移動体１４を磁石１３に吸着させながらレンズホルダ１５をハウジング１６の中に入れて光学レンズ１１を移動させるレンズモジュール１０を構成した。
【００３４】
また、比較例１として、図４に示す磁石を用いてレンズモジュールを作製した。図４は、比較例１のレンズモジュールにおける磁石と移動体の配置を示す図である。図４（ａ）は平面図、図４（ｂ）は正面図である。比較例１によるレンズモジュールは、磁石１３の磁化状態を除き全て上記実施例１と同様で、図１に示すような構造を有している。比較例による磁石の磁化条件は図４に示したとおり、径方向に一様に磁化されていて、磁化方向が移動体１４と吸着している面Ａと面Ｂの交線と磁石１３の中心軸とを結んだ線Ｃに対して略直角となるように配置されている。
【００３５】
さらに比較例２として、図５に示すレンズモジュールを作製した。図５は、比較例２におけるレンズモジュールの基本構成を概略的に示す図である。図５（ａ）は平面断面図、図５（ｂ）は図５（ａ）の正面断面図である。比較例２のレンズモジュール２０は、移動体１４は、ステンレス鋼ＳＵＳ４３０を材質として、移動体平面の断面の一辺が１．５ｍｍ（接触面幅は１．３ｍｍ）である磁石の直径よりも大きくした場合で、他は全て上記実施例１と同様である。
【００３６】
圧電セラミック素子２２として、直方体で中心軸に垂直な断面が１．０ｍｍ×１．０ｍｍ、高さが１．０ｍｍの圧電積層セラミック素子を準備した。この圧電セラミック素２２は、±３Ｖの電圧印加に対しておおよそ０．１μｍの変位を発生する。この圧電セラミック素子２２の一端に、外径が１．２ｍｍ、高さが２ｍｍのネオジウム系磁石を磁石２３として熱硬化性エポキシ樹脂で接着し駆動体を構成した。この磁石２３について、図２に示したように、磁化方向が径方向で磁石の中心軸の中央を含む垂直な面で磁化方向が反転して対称になるように磁化を行った。このとき、ニュートラルゾーン１８の幅は０．３ｍｍであった。さらに、ポリカーボネートを材質とするハウジング２６を作製し、図５に示した位置にエポキシ樹脂で上記駆動体を接着した。
【００３７】
一方移動体２４として、ステンレス鋼ＳＵＳ４３０を材質として、長さ１．５ｍｍ、高さ１．０ｍｍ、厚み０．２ｍｍ、の板状体と長さ１．３ｍｍ、高さ１．０ｍｍ、厚み０．２ｍｍ、の板状体を、端部どうしを一方の端部に重ねて組み合わせて、移動方向に垂直な断面の一辺が１．５ｍｍのＶ字形状で、２辺の成す角度αが９０度（この場合は断面がＬ字形状とも言える）となるように作製した。この場合、移動体２４の磁石２３との接触面の幅は１．３ｍｍとなっている。この移動体２４を、ポリカーボネートを材料として作製したレンズホルダ２５と共にインサート成形で作製した。そして、上記移動体２４を磁石２３に吸着させながらレンズホルダ２５をハウジング２６の中に入れて光学レンズ２１を移動させるレンズモジュール２０を構成した。また、磁石２３はハウジング２６に設けられた２箇所の通し穴２７によって支持される構造を有している。
【００３８】
これらの実施例１、比較例１、比較例２の３つのレンズモジュールについて、圧電セラミック素子に電圧±３Ｖのノコギリ波を印加し、レンズホルダを光軸方向に移動させ、移動距離３００μｍ（磁石中心から±１５０μｍとした）移動させたときのレンズホルダの速度を評価した。測定は、信号発生器により駆動用のノコギリ波を発生させて圧電セラミック素子に入力し、レンズホルダ上面の位置をレーザー変位計で測定することにより、移動速度を測定した。
【００３９】
図６に本発明のレンズモジュールの速度特性の測定結果を示す。図６は、本発明の実施例１のレンズモジュールの移動速度の評価結果を示したものである。前述の通り、レンズホルダの速度は場所に因らず一定であることが求められる。比較例１によるレンズモジュールでは、移動速度はレンズホルダが移動するに従い急激に変動していることがわかる。また、比較例２によるレンズモジュールにおいても、比較例１と比較すると改善しているもののまだ移動速度の変化が見られることがわかる。一方、本発明によるレンズモジュールによるレンズホルダの速度は場所に因らず一定であるということがわかる。
【００４０】
（実施例２）
実施例２として、図１及び図３に示すようなレンズモジュールを作成した。圧電セラミック素子１２として、断面が１．０ｍｍ×１．０ｍｍ、高さ１．０ｍｍの圧電積層セラミック素子を準備した。この圧電積層セラミック素子１２は、±３Ｖの電圧印加に対して、おおよそ０．１μｍの変位を発生する。この圧電積層セラミック素子１２の一端に、外径１．２ｍｍ、高さ２．２ｍｍのネオジウム系磁石を磁石１３として熱硬化性エポキシ樹脂で接着し駆動体を構成した。さらに、ポリカーボネートを材質とするハウジング１６を作製し、図１に示した位置にエポキシ樹脂で上記駆動体を接着した。
【００４１】
一方、移動体１４は、ステンレス鋼ＳＵＳ４３０を材質として、長さ１．０ｍｍ、高さ１．０ｍｍ、厚み０．２ｍｍ、の板状体と長さ０．８ｍｍ、高さ１．０ｍｍ、厚み０．２ｍｍ、の板状体を、端部どうしを一方に重ねて組み合わせて、移動方向に垂直な断面の一辺が１．０ｍｍのＶ字形状で、２辺の成す角度αが９０度（この場合は断面がＬ字形状とも言える）となるように作製した。この場合、移動体１４の磁石１３との接触面の幅は０．８ｍｍとなっている。この移動体１４を、ポリカーボネートを材料として作製したレンズホルダ１５と共にインサート成形で作製した。そして、上記移動体１４を磁石１３に吸着させながらレンズホルダ１５をハウジング１６の中に入れて光学レンズ１１を移動させるレンズモジュール１０を構成した。
【００４２】
また、比較例３として、図４に示す磁石１３を用いてレンズモジュールを作製した。図４は、比較例３のレンズモジュールにおける磁石と移動体の配置を示す図である。図４（ａ）は平面図、図４（ｂ）は正面図である。比較例３によるレンズモジュールは、磁石１３の磁化状態を除き全て上記実施例２と同様で、図１に示すような構造を有している。比較例による磁石の磁化条件は図４に示したとおり、径方向に一様に磁化されていて、磁化方向が移動体１４と吸着している面Ａと面Ｂの交線と磁石１３の中心軸とを結んだ線Ｃに対して略直角となるように配置されている。
【００４３】
さらに比較例４として、図８、９に示す参考例のレンズモジュールを作製した。比較例４によるレンズモジュールは、移動体の高さを３．０ｍｍと磁石より大きくし、移動方向に垂直な断面の一辺が１．５ｍｍ（接触面幅は１．３ｍｍ）であり、る磁石の直径よりも大きくした場合で、他は全て上記実施例２と同様である。
【００４４】
これらの実施例２、比較例３、比較例４の３つのレンズモジュールについて、このレンズモジュールの圧電セラミック素子に電圧±３Ｖのノコギリ波を印加し、レンズホルダを光軸方向に移動させ、移動距離４００μｍ（磁石中心から±２００μｍとした）移動させた時のレンズホルダの速度を評価した。測定は、実施例１同様に信号発生器により駆動用のノコギリ波を発生させて圧電セラミック素子に入力し、レンズホルダ上面の位置をレーザー変位計で測定することにより、移動速度を測定した。
【００４５】
図７に本発明のレンズモジュールの速度特性の測定結果を示す。図７は、本発明の実施例２のレンズモジュールの移動速度の評価結果を示したものである。本発明によるレンズモジュールの動作が移動距離によらず２ｍｍ／ｓと一定速度となることが分かる。前述の通り、レンズホルダの速度は光軸方向でどの位置でも速度が一定の方がオートフォーカス用レンズモジュールとしては望ましい。比較例３では中心（今回試作の場合は移動距離が２００μｍの場所）から遠くなるほど復元力が強くなり、結果として見かけの速度が一定とならないことが分かる。比較例４についても復元力の影響で速度が一定とならないことが分かる。
【００４６】
以上のように、本発明に因れば、高精度かつ移動特性の良好なオートフォーカスやズームに最適なレンズモジュールを得ることができる。
【００４７】
以上、実施例を用いて、この発明を説明したが、この発明は、これらの実施例に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更があっても本発明に含まれる。すなわち、当業者であれば、当然なしえるであろう各種変形、修正もまた本発明に含まれる。
【００４８】
本発明は、小型化した場合においても安定で高精度なレンズ移動が可能であるため、レンズモジュールの小型化に大きく貢献することができる。また、超小型直動／回転ステージや超小型アクチュエータなどへの応用も可能である。
【符号の説明】
【００４９】
１０、２０、３０      レンズモジュール
１１、２１、３１      光学レンズ
１２、２２、３２      圧電セラミック素子
１３、２３、３３      磁石
１４、２４、３４      移動体
１５、２５、３５      レンズホルダ
１６、２６、３６      ハウジング
１７、２７            通し穴
１８                  ニュートラルゾーン
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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