(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の外周に周方向に間隔をあけて配置した複数の環状コイル１９ａ〜１９ｄと、ベース８に固定したマグネット１７と、環状コイル１９ａ〜１９ｄへの通電を制御する制御部２５とを備え、環状コイル１９ａ〜１９ｄは中空２０をレンズ支持体の周方向に沿った長孔にしてあり且つレンズ支持体５の径方向に巻いてあると共にレンズ支持体の側面に固定した内周側部２３とレンズ支持体の側面から離れた外周側部２１とを形成しており、マグネット１７は外周側部２１に対面しており、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４
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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、レンズ支持体の外周面に周方向に間隔をあけて配置した複数の環状コイルと、レンズ支持体の外周に設けてレンズ支持体を前後に移動自在に支持する筺体と、筺体に固定して且つ各環状コイルに対面して配置したマグネットと、環状コイルへの通電を制御する制御部とを備え、環状コイルは中空をレンズ支持体の周方向に沿った長孔にしてあり且つレンズ支持体の径方向に巻いてあると共にレンズ支持体の側面に固定した内周側部とレンズ支持体の側面から離れた外周側部とを形成しており、マグネットは各環状コイルの外周側部に対面しており、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】
筺体にはヨークが設けてあり、ヨークは内周側部と、外周側部と、内周側部と外周側部を連結する中間部を有し、ヨークの外周側部の内周にマグネットが固定してあり、ヨークの内周側部は環状コイルの中空内に配置してある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】
請求項１又は２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４】
請求項３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あ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】
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】
【０００６】
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、レンズ支持体の外周面に周方向に間隔をあけて配置した複数の環状コイルと、レンズ支持体の外周に設けてレンズ支持体を前後に移動自在に支持する筺体と、筺体に固定して且つ各環状コイルに対面して配置したマグネットと、環状コイルへの通電を制御する制御部とを備え、環状コイルは中空をレンズ支持体の周方向に沿った長孔にしてあり且つレンズ支持体の径方向に巻いてあると共にレンズ支持体の側面に固定した内周側部とレンズ支持体の側面から離れた外周側部とを形成しており、マグネットは各環状コイルの外周側部に対面しており、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。
【０００７】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、筺体にはヨークが設けてあり、ヨークは内周側部と、外周側部と、内周側部と外周側部を連結する中間部を有し、ヨークの外周側部の内周にマグネットが固定してあり、ヨークの内周側部は環状コイルの中空内に配置してあることを特徴とする。
【０００８】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２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４に記載の発明は、請求項３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、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。
【００１１】
環状コイルは、中空をレンズ支持体の周方向に沿った長孔にしてあり且つレンズ支持体の径方向に巻いてあると共にレンズ支持体の側面に固定した内周側部とレンズ支持体の側面から離れた外周側部とを形成しているから、レンズ支持体の外周面に固定する環状コイル面積を小さくできる。
【００１２】
環状コイルはレンズ支持体の周方向に配置しているので、レンズ支持体の周囲面に沿って推力を付与する領域を長く取ることができ、レンズ支持体を安定駆動することができる。
【００１３】
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、レンズの光軸方向への移動及び光軸の傾きを補正することができる。
【００１４】
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。
【００１５】
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と共に、ヨークを設けているので磁界密度を高め各環状コイルに作用する推力を大きくすることができる。また、ヨークは内周側部を環状コイルの中空内に配置しているから、ヨークの設置スペースを小さくできる。
【００１６】
請求項３に記載の発明によれば、請求項１又は２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。
【００１７】
請求項４に記載の発明によれば、請求項３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】
【００１８】
【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縦断面図である。
【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】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】
【００１９】
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。
【００２０】
このレンズ駆動装置１は、図１及び図３に示すように、環状のヨーク３と、レンズ支持体５と、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、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。
【００２１】
ヨーク３は外形が略四角筒形状を成しており、ヨーク３の４つの各角度にはその内周側にマグネット１７が固定されている。ヨーク３は外周側壁３ａと、内周側壁３ｂと、外周側壁３ａ及び内周側壁３ｂを連結する中間部３ｃとからなり、内周側壁３ｂはヨークの角部分にのみ設けてある。そして、ヨーク３の各角部では外周側壁３ａ、内周側壁３ｂ及び中間部３ｃとで断面略コ字形状を成している。尚、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。
【００２２】
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。
【００２３】
レンズ支持体５は、略円筒形状であり、その内周側にレンズ（図示せず）が固定されている。レンズ支持体５の外周面には周方向に沿って４つの環状コイル１９ａ、１９ｂ、１９ｃ、１９ｄが周囲方向に等間隔で取付けてある。
【００２４】
図１〜図３に示すように、各環状コイル１９ａ、１９ｂ、１９ｃ、１９ｄは、中空２０をレンズ支持体５の周方向に沿った長孔にしてあり且つレンズ支持体５の径方向に巻いてあり、側面視帯状になっている（図４参照）。即ち、各環状コイル１９ａ〜１９ｄは、レンズ支持体５の側面に固定した帯状の内周側部２３とレンズ支持体の側面から離れた帯状の外周側部２１とを形成しており、マグネット１７は各環状コイル１９ａ〜１９ｄの外周側部２１に対面している。
【００２５】
各環状コイル１９ａ〜１９ｄの中空２０には、ヨーク３の内周側壁３ｂが挿入されており、内周側壁３ｂに対してレンズ支持体５が光軸方向（前後方向）に移動自在になっている。
【００２６】
図４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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
前側スプリング９の外周側部９ａはフレーム７とヨーク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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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、環状コイル１９ａ、１９ｂ、１９ｃ、１９ｄの内周側部２３を外周面に固定したレンズ支持体５、４つのマグネット１７を内側角部に固定したヨーク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。
【００３３】
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。
【００３４】
本実施の形態に係るレンズ駆動装置１の駆動は、図４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。
【００３５】
レンズ支持体５の直線移動の際には、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を流すことにより生じるマグネット１７との間で生じる電磁力と、前側スプリング９と後側スプリング１１との付勢力の合力とが吊り合う位置で停止する。
【００３６】
尚、各環状コイル１９ａ、１９ｂ、１９ｃ、１９ｄでは、外周側部２１と内周側部２３とで互いに逆方向に電流が流れるが、外周側部２１にマグネット１７を対面させているので、外周側部２１との間に生じる電磁力により推力を得ることができる。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
本実施の形態では、各環状コイル（例えば１９ａ）とこれに対応するマグネット１７により、一つの駆動手段を形成しており、４つの環状コイル１９ａ、１９ｂ、１９ｃ、１９ｄと、各環状コイルに対応するマグネット１７により合計４つの駆動手段をレンズ支持体５の周囲に配置している。
【００４０】
従って、本実施の形態によれば、レンズ支持体５の外周に周方向に等間隔に配置した環状コイル１９ａ〜１９ｄと対面するマグネット１７とで各々レンジ支持体５に推力を付与しているので、レンズ支持体５の光軸方向の移動と、レンズの光軸補正との２つの機能を兼用できる。
【００４１】
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とマグネット１７とは、レンズ支持体５の外周面に配置しており、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。
【００４２】
環状コイル１９ａ〜１９ｄは側面視帯状にしてレンズ支持体５の周方向に配置しているので、レンズ支持体の周囲面に沿って推力を付与する領域を長く取ることができ、レンズ支持体５を安定して駆動することができる。
【００４３】
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。
【００４４】
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、上述した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。
【００４５】
環状コイル１９ａ〜１９ｄ及び各環状コイルに対応するマグネット１７は、レンズ支持体５の周囲に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。
【００４６】
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】
【００４７】
１      レンズ駆動装置
５      レンズ支持体
１７    マグネット
１９ａ、１９ｂ、１９ｃ、１９ｄ  環状コイル
２１    外周側部
２３    内周側部
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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