(57)【要約】【課題】レンズの光軸方向への移動及び光軸の傾きを補正できると共に、光軸方向の寸法を小さくでき且つコイルに流す電流を小さくできるレンズ駆動装置、オートフォーカスカメラ及びカメラ付き携帯電話を提供する。【解決手段】レンズ支持体５の外周に沿って設けた環状の主ヨーク３は、外周壁３ａと径方向壁３ｂとで断面Ｌ字形状を成し、レンズ支持体５の外周面に設けた円筒状の補助ヨーク２４は前後の一端が径方向壁３ｂに対面して主ヨーク３と補助ヨーク２４とで断面コ字形状を成しており、環状コイル１９ａ〜１９ｄは側面視矩形の環を形成しており、マグネット１９と補助ヨーク２４との間には矩形の環状コイル１９ａ〜１９ｄにおける前側辺部分２１が介在しており、制御部２５はレンズ支持体５を光軸方向に移動するときには各環状コイル１９ａ〜１９ｄに均等な電流値Ａの電流を流し、レンズの光軸の傾きを補正するときには対応する環状コイルに流す電流値Ａ＋Ｂに異ならせる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内周にレンズを支持するレンズ支持体と、内周にレンズ支持体を配置してレンズ支持体を前後に移動自在に支持する筺体と、筺体に固定してあり且つレンズ支持体の外周に沿って設けた環状の主ヨークと、主ヨークの内周側に固定してあり且つ主ヨークの周方向に沿って間隔をあけて配置した複数のマグネットと、主ヨークの内周側に固定した環状コイルと、レンズ支持体の外周面に設けた円筒状の補助ヨークと、環状コイルへの通電を制御する制御部とを備え、主ヨークは外周壁と外周壁からレンズ支持体に向けて突設する径方向壁とを有し、外周壁と径方向壁とで断面Ｌ字形状を成し、補助ヨークは前後の一端が径方向壁の内周端に対面して主ヨークと補助ヨークとで断面コ字形状を成しており、環状コイルは側面視矩形の環を形成しており、マグネットと補助ヨークとの間には矩形の環状コイルにおける前側又は後側の一辺部分が介在しており、制御部はレンズ支持体を光軸方向に移動するときには各環状コイルに均等な電流値の電流を流し、レンズの光軸の傾きを補正するときには対応する環状コイルに流す電流の電流値を異ならせることを特徴とするレンズ駆動装置。
【請求項２】
請求項１に記載のレンズ駆動装置と、レンズ支持体のレンズの結像側に設けた画像センサとを備え、制御部は画像センサの高域成分のピークを検出するように、各環状コイルに流す電流値を制御していることを特徴とするオートフォーカスカメラ。
【請求項３】
請求項２に記載のオートフォーカスカメラを搭載したことを特徴とするカメラ付き携帯電話。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レンズ駆動装置、オートフォーカスカメラ及びカメラ付き携帯電話に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、レンズ支持体の外周に周囲方向に間隔を空けて複数のマグネットを固定し、レンズ支持体を光軸方向に移動自在に支持する筺体には各マグネットに対面する位置にコイルを設けて、各コイルに流す電流を制御することで、レンズ支持体のリニア移動と、光軸の傾きを補正するようにレンズ支持体を傾けることが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】国際公開ＷＯ２００８／１２８４０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、特許文献１の技術では、コイルは円筒状に巻いて、円筒の中心線を光軸と平行にしており且つその円筒の端に対面するようにマグネットを配置しているから、レンズ駆動装置における光軸方向（前後方向）の寸法が大きくなるという問題がある。
【０００５】
また、レンズ支持体にはマグネットを固定しているから、レンズ支持体が重くなり、そのコイルに流す電流には大きな電流が必要になるという問題がある。
【０００６】
そこで、本発明は、レンズの光軸方向への移動及び光軸の傾きを補正できると共に、光軸方向の寸法を小さくでき且つコイルに流す電流を小さくできるレンズ駆動装置、オートフォーカスカメラ及びカメラ付き携帯電話の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１に記載の発明は、内周にレンズを支持するレンズ支持体と、内周にレンズ支持体を配置してレンズ支持体を前後に移動自在に支持する筺体と、筺体に固定してあり且つレンズ支持体の外周に沿って設けた環状の主ヨークと、主ヨークの内周側に固定してあり且つ主ヨークの周方向に沿って間隔をあけて配置した複数のマグネットと、主ヨークの内周側に固定した環状コイルと、レンズ支持体の外周面に設けた円筒状の補助ヨークと、環状コイルへの通電を制御する制御部とを備え、主ヨークは外周壁と外周壁からレンズ支持体に向けて突設する径方向壁とを有し、外周壁と径方向壁とで断面Ｌ字形状を成し、補助ヨークは前後の一端が径方向壁の内周端に対面して主ヨークと補助ヨークとで断面コ字形状を成しており、環状コイルは側面視矩形の環を形成しており、マグネットと補助ヨークとの間には矩形の環状コイルにおける前側又は後側の一辺部分が介在しており、制御部はレンズ支持体を光軸方向に移動するときには各環状コイルに均等な電流値の電流を流し、レンズの光軸の傾きを補正するときには対応する環状コイルに流す電流の電流値を異ならせることを特徴とするレンズ駆動装置である。
【０００８】
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と、レンズ支持体のレンズの結像側に設けた画像センサとを備え、制御部は画像センサの高域成分のピークを検出するように、各環状コイルに流す電流値を制御していることを特徴とするオートフォーカスカメラである。
【０００９】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載のオートフォーカスカメラを搭載したことを特徴とするカメラ付き携帯電話である。
【発明の効果】
【００１０】
請求項１に記載の発明によれば、マグネットを固定した主ヨークと補助ヨークとで磁界経路を形成しており、所定の環状コイルに電流を流すと、環状コイルに対面している補助ヨークの部分にはフレミングの左手の法則と逆方向の推力が生じる。
【００１１】
このような推力が生じる理由は定かでないが、環状コイルに電流を流すと、マグネットと補助ヨークとの間に位置する環状コイルの一辺部分に光軸方向の推力が作用するが、環状コイルは固定しているので、この推力を打ち消すように一辺部分に対面している補助ヨークの部分に電流が流れることにより、補助ヨークには環状コイルの一辺部分に作用する推力と逆方向の推力が生じると考えられる。
【００１２】
したがって、本発明によれば、制御手段は各環状コイルに流す電流を個別に制御することにより、レンズ支持体の補助ヨークにはその環状コイルに対面する部分に推力が生じるので、レンズ支持体の光軸方向への移動及び光軸の傾き補正（光軸補正）を簡単に行うことができる。
【００１３】
レンズ支持体の外周に周方向に環状コイルを配置しており、マグネットは環状コイルに対面して筺体に固定しているので、従来技術と異なりレンズの光軸方向にコイル及びマグネットを配置していないから、従来技術に比較してレンズ支持体の前後方向（光軸方向）の寸法を小さくできる。
【００１４】
環状コイルはレンズ支持体の周方向に間隔をあけて配置しているので、レンズ支持体の外周面に沿って推力を付与する領域を長く取ることができ、レンズの光軸方向への移動及び光軸の傾き補正を安定して行うことができる。
【００１５】
レンズ支持体には、環状コイルやマグネットを固定することなく、環状の補助ヨークを設けるだけであるから、レンズ支持体を軽くでき、レンズ支持体を駆動するために流す電流を小さくできる。
【００１６】
環状コイルやマグネットは筺体側に組み付けるので、組み付け作業が集約でき製造し易い。
【００１７】
また、光軸補正が簡単にできるから、レンズ支持体やレンズ支持体を移動自在に保持する部品等の精度や組立て精度を低くできると共に部品不良やレンズ駆動装置の不良を低減できる。
【００１８】
請求項２に記載の発明によれば、請求項１に記載の作用効果を奏するオートフォーカスカメラを提供できる。
【００１９】
請求項３に記載の発明によれば、請求項２に記載の作用効果を奏するカメラ付き携帯電話を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の実施の形態に係るレンズ駆動装置の一部を切断して示す斜視図である。
【図２】本発明の実施の形態に係るレンズ駆動装置の断面図である。
【図３】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である。
【図４】（ａ）は本発明の実施の形態におけるレンズ支持体と制御部との関係を示すブロック図であり、（ｂ）はレンズ支持体に生じる推力を説明する図である。
【図５】本発明の実施の形態に係るレンズ駆動装置の外観を示す斜視図である。
【図６】本発明の実施の形態に係るレンズ駆動装置の作用を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下に、添付図面の図１〜図６を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。本実施の形態に係るレンズ駆動装置１は、携帯電話に組み込まれるオートフォーカスカメラのレンズ駆動装置である。
【００２２】
このレンズ駆動装置１は、図１及び図３に示すように、環状の主ヨーク３と、レンズ支持体５と、主ヨーク３の光軸方向前側に配置されるフレーム（筺体）７及び前側スプリング９と、主ヨーク３の後側に配置されるベース（筺体）８及び後側スプリング１１とを備えており、後側スプリング１１と主ヨーク３との間には後側スペーサ（絶縁体）１５が配置されている。
【００２３】
主ヨーク３は略四角筒形状を成しており、主ヨーク３の内周側の４つの各角部には、マグネット１７が固定されている。主ヨーク３は外周壁３ａと、外周壁３ａの前側端からレンズ支持体５に向けて突設する径方向壁３ｂとを有し、外周壁ａと径方向壁３ｂとで断面Ｌ字形状を成している。尚、主ヨーク３はベース８とフレーム７との間に固定されている。
【００２４】
マグネット１７は前側から見た平面が略三角形状を成し、内周側がレンズ支持体５の外周に沿った円弧状を成している。マグネット１７は内周側を例えばＮ極とし、外周側をＳ極としてある。
【００２５】
図１〜図３に示すように、各マグネット１７にはその内周側面と後側面に環状コイル１９ａ、１９ｂ、１９ｃ、１９ｄが固定されている。
【００２６】
各環状コイル１９ａ、１９ｂ、１９ｃ、１９ｄは、略長方形の環状を成し、長方形の環状コイルにおける前側辺部２１が後側辺部２３よりも、径方向内側に突設して形成されており、前側辺部２１をマグネット１７の内周側面に固定し、後側辺部２３をマグネット１７の後側面に固定している。即ち、各環状コイル１９ａ、１９ｂ、１９ｃ、１９ｄの前側辺部２１は、マグネット１７の内周側に位置している。
【００２７】
レンズ支持体５は略円筒形状を成しており、内周にレンズ（図示せず）を支持している。レンズ支持体５の外周面には、帯状の突起２２が形成されており、この帯状の突起２２の外周面に円筒形状の補助ヨーク２４が固定されている。補助ヨーク２４は電流を通す金属板である。
【００２８】
図４（ａ）に示すように、各環状コイル１９ａ、１９ｂ、１９ｃ、１９ｄは各々制御部２５に接続されており、制御部２５から各々所定値の電流が通電されるようになっている。制御部２５は、レンズの結像側に配置された画像センサ３１に接続されており、図６に示すように、画像センサ３１の高域成分のピーク又はコントラストのピークを検出して、合焦点ｅ１及び光軸の傾き（ずれ）ｅ２を検知している。図４（ａ）に示すように、制御部２５には移動部２７及び傾き補正部２９が設けてあり、移動部２５はレンズ支持体５の移動量に応じて各環状コイル１９ａ、１９ｂ、１９ｃ、１９ｄに通電する電流Ａを演算し、傾き補正部２９はレンズの光軸の傾きｅ２に応じたレンズ支持体５の傾きを調整するために対応する各環状コイル１９ａ、１９ｂ、１９ｃ、１９ｄに通電する電流Ｂを演算する。そして、制御部２５では移動部２７及び傾き補正部２９で演算した値の電流Ａ＋Ｂ又は電流値Ａを、各環状コイル１９ａ、１９ｂ、１９ｃ、１９ｄに通電するようになっている。
【００２９】
ここで、図４（ｂ）を参照して、環状コイル１９ａ、１９ｂ、１９ｃ、１９ｄに通電したときにレンズ支持体５に作用する推力について説明する。
【００３０】
マグネット１７を固定した主ヨーク３と、補助ヨーク２４とで磁界経路を形成しており、所定の環状コイル（例えば１９ａ）に電流を流すと、環状コイル１９ａの前側辺部２１にはフレミングの左手の法則による推力Ｆ１が作用するが、環状コイル１９ａは固定している為に動かないので、この推力を打ち消すように前側辺部２１に対面している補助ヨーク２４の部分に電流が流れることにより、前側辺部２１に対面している補助ヨーク２４の部分では前側辺部２１に作用する推力Ｆ１と逆方向の推力Ｆ２が生じる。
【００３１】
図３に示すように、前側スプリング９は、組み付け前の自然状態が平板状であり、平面視矩形の環状を成す外周側部９ａと、外周側部９ａの内周に配置され平面視円弧形状の内周側部９ｂと、外周側部９ａと内周側部９ｂとを連結する各腕部９ｃとで構成されている。
【００３２】
同様に、後側スプリング１１は、組み付け前の自然状態が平板状であり、平面視矩形の環状を成す外周側部１１ａと、外周側部１１ａの内周に配置され平面視円弧形状の内周側部１１ｂと、外周側部１１ａと内周側部１１ｂとを連結する各腕部１１ｃとで構成されている。
【００３３】
前側スプリング９の外周側部９ａはフレーム７と主ヨーク３との間に挟持されており、内周側部９ｂはレンズ支持体５の前端に固定されている。後側スプリング１１の外周側部１１ａはベース８と後側スペーサ１５との間に挟持されており、内周側部１１ｂはレンズ支持体５の後端に固定されている。これにより、レンズ支持体５は前側スプリング９と後側スプリング１１とにより、前後方向に移動自在に支持されている。
【００３４】
そして、レンズ支持体５が前方に移動すると、レンズ支持体５は、前側スプリング９及び後側スプリング１１の付勢力の合力と、各環状コイル１９ａ、１９ｂ、１９ｃ、１９ｄ及びマグネット１７との間で生じる電磁力とが吊り合う位置で停止する。
【００３５】
次に、本発明の実施の形態に係るレンズ駆動装置１の組立て、作用及び効果について説明する。
【００３６】
レンズ駆動装置１の組立ては、図１、図２及び図３に示すように、ベース８に、後側スプリング１１、後側スペーサ１５、外周面に補助ヨーク２４を固定したレンズ支持体５、環状コイル１９ａ、１９ｂ、１９ｃ、１９ｄ及びマグネット１７を内側角部に固定した主ヨーク３、前側スプリング９、フレーム７をこの順序で組み付け固定する。
【００３７】
環状コイル１９ａ、１９ｂ、１９ｃ、１９ｄは、各々入力端と出力端とを制御部（電源）２５に接続し、制御部２５は各環状コイル１９ａ、１９ｂ、１９ｃ、１９ｄに流す直流電流を個別に制御する。
【００３８】
本実施の形態に係るレンズ駆動装置１の駆動は、図４（ａ）に示すように、制御部２５が画像センサ３１から受ける高域成分（コントラスト）のピークを比較しつつ、合焦点位置ｅ１（図６参照）へレンズ支持体５を直線移動する。
【００３９】
レンズ支持体５の直線移動の際には、図４に示すように、制御部２５から各環状コイル１９ａ、１９ｂ、１９ｃ、１９ｄに各々同じ電流値Ａを流すことにより、各環状コイル１９ａ、１９ｂ、１９ｃ、１９ｄに対面する補助ヨーク２４の部分で各々同じ推力が生じてレンズ支持体が移動し、前側スプリング９と後側スプリング１１との付勢力（合力）と吊り合う位置で停止する。
【００４０】
尚、各環状コイル１９ａ、１９ｂ、１９ｃ、１９ｄでは、前側辺部２１と後側辺部２３とで互いに逆方向に電流が流れるが、前側辺部２１はマグネット１７と補助ヨーク２４との間に配置しているので、前側辺部２１に対面している補助ヨーク２４の部分が電磁力により推力を得ることができる。即ち、本実施の形態では、補助ヨーク２４において各環状コイル１９ａ、１９ｂ、１９ｃ、１９ｄが対面している各位置でそれぞれ電流値Ａに基づく推力を得ることができる。
【００４１】
一方、図６に示すように、光軸に傾き（ずれ）が生じている場合（ｅ２）には、光軸を補正するために、レンズ支持体５を傾ける必要がある。この場合には、図４に示すように、環状コイル１９ａ、１９ｂ、１９ｃ、１９ｄのうちの所定の環状コイル（一つ又は、２つ、３つ）に電流値Ｂを加えた電流Ａ＋Ｂを流すことにより、レンズ支持体５の姿勢（傾き）を制御する。尚、電流値Ｂを差し引いてＡーＢの電流を流すことにより相対的に流す電流を異なるようにしてもよい。
【００４２】
また、レンズ支持体５の光軸の傾き補正は、レンズ支持体５を所定位置に移動後にしても良いし、レンズ支持体５を移動するときに傾きを制御したまま移動する（各環状コイルに流す電流を移動するときから傾きを制御する電流値Ａ＋Ｂとする）ものであってもよい。
【００４３】
第１実施の形態によれば、制御部２５は各環状コイル１９ａ〜１９ｄに流す電流を個別に制御することにより、レンズ支持体５の補助ヨーク２４にはその環状コイルに対面する部分に推力が生じるので、レンズの光軸方向への移動及び光軸の傾き補正（光軸補正）を簡単に行うことができる。
【００４４】
レンズ支持体５の周方向の各部で推力を付与する環状コイル１９ａ〜１９ｄ、マグネット１７、主ヨーク３及び補助ヨーク２４は、レンズ支持体５の外周（レンズの径方向）に配置しており、従来技術と異なりレンズの光軸方向にコイル及びマグネットを配置していないから、従来技術に比較してレンズ支持体５の前後方向（光軸方向）の寸法を小さくできる。
【００４５】
環状コイル１９ａ〜１９ｄはレンズ支持体５の周方向に間隔をあけて配置しているので、レンズ支持体５の外周面に沿って推力を付与する領域を長く取ることができ、レンズの光軸方向への移動及び光軸の傾き補正を安定して行うことができる。
【００４６】
レンズ支持体５には、環状コイル１９ａ〜１９ｄやマグネット１７を固定することなく、環状の補助ヨーク２４を設けるだけであるから、レンズ支持体５を軽くでき、レンズ支持体を駆動するために流す電流を小さくできる。
【００４７】
環状コイル１９ａ〜１９ｄやマグネット１７は固定側である主ヨーク３に組み付ける構成であるから、レンズ駆動装置１の組み付け作業が集約でき製造し易い。
【００４８】
光軸補正が簡単にできるから、レンズ支持体５やレンズ支持体５を移動自在に保持する部品（例えば、スプリング９、１１）等に要求される精度や組立て精度を低くできると共にこれらの部品不良やレンズ駆動装置１の不良を低減できる。
【００４９】
本発明は、上述した実施の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形可能である。例えば、第１及び第２実施の形態において、光軸の傾きｅ２（図６参照）は、加速度センサにより検出するものであっても良いし、ジャイロセンサで検出するものであっても良い。
【００５０】
各環状コイルを固定したマグネット１７は、主ヨーク３に４つ設けることに限らず、３つでも、５つでも良く、その数は制限されない。この場合、マグネット１７の数に応じて主ヨーク３を円筒形状や五角筒形状にすることが望ましい。
【００５１】
レンズ駆動装置１は、ズームレンズを備えて、ズーム機能を合わせ持つものであっても良い。
【符号の説明】
【００５２】
１      レンズ駆動装置
３      主ヨーク
５      レンズ支持体
１７    マグネット
１９ａ、１９ｂ、１９ｃ、１９ｄ  環状コイル
２１    前側部分（一辺部分）
２３    後側部分（他辺部分）
２４    補助ヨーク
２５    制御部
２７    移動部
２９    傾き補正部
３１    画像センサ
【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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