(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、レンズ支持体の外周面に周方向に巻回した巻回コイル１６と、ベース８に固定したマグネット１７と、各コイルへの通電を制御する制御部２５とを備え、巻回コイル１６と各環状コイル１９ａ〜１９ｄとは光軸方向に隣接して配置し、各マグネット１７は巻回コイル１６と環状コイル１９ａ〜１９ｄとの両方に対面しており、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巻回コイル１６に電流Ａ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１９ａ〜１９ｄに電流Ｂを流す。【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巻回した巻回コイルと、レンズ支持体の外周面に周方向に間隔を空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、筺体に固定した複数のマグネットと、巻回コイル及び環状コイルへの通電を制御する制御部とを備え、巻回コイルと各環状コイルとは光軸方向に隣接して配置し、各マグネットは巻回コイルと環状コイルとの両方に対面しており、制御部はレンズ支持体を光軸方向に移動するときには巻回コイルに電流を流し、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電流を流すことを特徴とするレンズ駆動装置。
【請求項２】
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い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】
巻回コイルの内径はレンズ支持体の外径よりも大きく且つレンズ支持体の外周面との間に隙間を空けて配置してあり、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と、巻回コイルとレンズ支持体との間の隙間とに配置してあることを特徴とする請求項２に記載のレンズ駆動装置。
【請求項４】
請求項１〜３の何れか一項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５】
請求項４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巻回した巻回コイルと、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、筺体に固定した複数のマグネットと、巻回コイル及び環状コイルへの通電を制御する制御部とを備え、巻回コイルと各環状コイルとは光軸方向に隣接して配置し、各マグネットは巻回コイルと環状コイルとの両方に対面しており、制御部はレンズ支持体を光軸方向に移動するときには巻回コイルに電流を流し、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電流を流す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、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いることを特徴とする。
【０００８】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の発明において、巻回コイルの内径はレンズ支持体の外径よりも大きく且つレンズ支持体の外周面との間に隙間を空けて配置してあり、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と、巻回コイルとレンズ支持体との間の隙間とに配置してあることを特徴とする。
【０００９】
請求項４に記載の発明は、請求項１〜３の何れ一項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。
【００１０】
請求項５に記載の発明は、請求項４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】
【００１１】
請求項１に記載の発明によれば、レンズ支持体を光軸方向に移動するときには巻回コイルに電流を流し、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電流を流すことにより、レンズ支持体の光軸方向への移動とレンズの光軸の傾き補正とができる。
【００１２】
レンズ支持体が外周に巻回コイルと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。
【００１３】
レンズ支持体を光軸方向に移動するときにはレンズ支持体の外周に巻回した巻回コイルに電流を流し、レンズ支持体の全周に推力を与えているので、光軸方向への移動をスムーズに且つ安定して行うことができる。
【００１４】
マグネットは隣接した巻回コイルと環状コイルとの両方に対面しているので、巻回コイルと環状コイルとに磁界を作用するマグネットを兼用できるから、部品点数が少なく且つ構成を簡易にできる。
【００１５】
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。
【００１６】
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、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の面積を小さくできる。
【００１７】
請求項３に記載の発明によれば、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、巻回コイルとレンズ支持体の間の隙間と、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と共に組立て性に優れる。
【００１８】
請求項４に記載の発明によれば、請求項１〜３の何れか一項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５に記載の発明によれば、請求項４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】
【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。
【００２３】
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。
【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】
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の外周面には外周面に周方向に巻回した巻回コイル１６と、巻回コイル１６の光軸方向前側に配置した４つの環状コイル１９ａ、１９ｂ、１９ｃ、１９ｄとが設けてある。４つの環状コイル１９ａ、１９ｂ、１９ｃ、１９ｄは、レンズ支持体５の外周面に周囲方向に等間隔で取付けてあり、図１、２及び図４に示すように、各環状コイル１９ａ、１９ｂ、１９ｃ、１９ｄは巻回コイル１６の前側端に隣接して配置されている。
図１及び２に示すように、巻回コイル１６の内径はレンズ支持体５の外周面の外径よりも大きく且つレンズ支持体５の外周面との間に隙間１８を空けて配置してある。
【００２６】
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。
【００２７】
各環状コイル１９ａ〜１９ｄの中空２０と、巻回コイル１６とレンズ支持体５との間の隙間１８とは連通しており、これらの中空２０と隙間１８とには、ヨーク３の内周側壁３ｂが挿入されており、ヨーク３の内周側壁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。
【００２８】
図４に示すように、巻回コイル１６と、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の移動量に応じて巻回コイル１６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ではレンズ支持体５を光軸方向へ移動する場合には巻回コイル１６に電流値Ａを流し、レンズの光軸の傾きを補正する場合には、傾き補正部２９で演算した値の電流Ｂを、所定の環状コイル１９ａ、１９ｂ、１９ｃ、１９ｄに通電するようになっている。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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、巻回コイル１６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。
【００３３】
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。
【００３４】
レンズ駆動装置１の組立ては、図１〜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、巻回コイル１６と環状コイル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。
【００３５】
巻回コイル１６及び環状コイル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。
【００３６】
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。
【００３７】
レンズ支持体５の直線移動の際には、制御部２５から巻回コイル１６に電流値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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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（巻回コイル１６と何れかの環状コイル１９ａ〜１９ｄに同時に電流を流す）ものであってもよい。
【００４１】
本実施の形態によれば、レンズ支持体５を光軸方向に移動するときには巻回コイル１６に電流を流し、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１９ａ〜１９ｄに電流を流すことにより、レンズ支持体５の光軸方向への移動とレンズの光軸の傾き補正とができる。
レンズ支持体５が外周に巻回コイル１６と環状コイル１９ａ〜１９ｄを配置しており、マグネット１７は巻回コイル１６と環状コイル１９ａ〜１９ｄとの両方に対面しているので、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。
【００４２】
レンズ支持体５を光軸方向に移動するときにはレンズ支持体５の外周に巻回した巻回コイル１６に電流を流し、レンズ支持体５の全周に推力を与えているので、光軸方向への移動をスムーズに且つ安定して行うことができる。
【００４３】
マグネット１７は隣接した巻回コイル１６と各環状コイル１９ａ〜１９ｄとの両方に対面しているので、巻回コイル１６と環状コイル１９ａ〜１９ｄとに磁界を作用するマグネット１７を兼用できるから、部品点数が少なく且つ構成を簡易にできる。
【００４４】
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（例えば前側スプリング９や後側スプリング１１）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１の不良を低減できる。
【００４５】
環状コイル１９ａ〜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ると共にレンズ支持体５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とを形成しているから、レンズ支持体５の外周面に固定する環状コイル１９ａ〜１９ｄの面積を小さくできる。
【００４６】
ヨーク５を設けているので磁界密度を高め、巻回コイル１６及び各環状コイル１９ａ〜１９ｄに作用する推力を大きくすることができる。また、ヨーク３は内周側部３ｂを、巻回コイル１６とレンズ支持体５の間の隙間１８と、環状コイル１９ａ〜１９ｄの中空２０内に挿通しているから、ヨーク３の設置スペースを小さくできると共に組立て性に優れる。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
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】
【００５０】
１      レンズ駆動装置
５      レンズ支持体
７      フレーム（筺体）
８      ベース（筺体）
１６    巻回コイル
１７    マグネット
１８    隙間
１９ａ、１９ｂ、１９ｃ、１９ｄ  環状コイル
２０    中空
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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