(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
物体側から像側への光路に沿って順に、レンズ体を保持可能なレンズホルダと、第１レンズと、第２レンズとを備えたレンズ駆動装置であって、
さらに、
前記レンズホルダを前記レンズ体の光軸方向に沿って移動させるレンズホルダ移動機構と、
前記第１レンズを前記光軸方向と交差する第１方向に沿って移動させる第１レンズ移動機構と、
前記第２レンズを、前記光軸方向と交差する第２方向に沿って移動させる第２レンズ移動機構とを備え、
前記第１レンズと前記第２レンズは、入射面及び出射面の少なくとも一方に自由曲面を有し、
前記レンズホルダ移動機構は、前記レンズホルダに設けられたフォーカス用コイルと、このフォーカス用コイルの外周に対向するように配設された磁石とを有し、前記フォーカス用コイルへの通電に基づいて前記レンズホルダを前記光軸方向に沿って移動させ、
前記第１レンズ移動機構は、前記磁石と、第１コイルとを有し、前記第１コイルへの通電に基づいて前記第１コイルと前記第１レンズとを前記第１方向に沿って移動させることを特徴とするレンズ駆動装置。
【請求項２】
前記第２レンズ移動機構は、前記磁石と、第２コイルとを有し、前記第２コイルへの通電に基づいて前記第２コイルと前記第２レンズとを前記第２方向に沿って移動させ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】
物体側から像側への光路に沿って順に、レンズ体を保持可能なレンズホルダと、第１レンズと、第２レンズとを備えたレンズ駆動装置であって、
さらに、
前記レンズホルダを前記レンズ体の光軸方向に沿って移動させるレンズホルダ移動機構と、
前記第１レンズを前記光軸方向と交差する第１方向に沿って移動させる第１レンズ移動機構と、
前記第２レンズを、前記光軸方向と交差する第２方向に沿って移動させる第２レンズ移動機構とを備え、
前記第１レンズと前記第２レンズは、入射面及び出射面の少なくとも一方に自由曲面を有し、
前記レンズホルダ移動機構は、前記レンズホルダに設けられたフォーカス用コイルと、このフォーカス用コイルの外周に対向するように配設された磁石とを有し、前記フォーカス用コイルへの通電に基づいて前記レンズホルダを前記光軸方向に沿って移動させ、
前記第２レンズ移動機構は、前記磁石と、第２コイルとを有し、前記第２コイルへの通電に基づいて前記第２コイルと前記第２レンズとを前記第２方向に沿って移動させることを特徴とするレンズ駆動装置。
【請求項４】
前記第１レンズ及び前記第２レンズは、それぞれサスペンションワイヤを介して、前記第２レンズの下方に配設されたベース部に支持されていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のレンズ駆動装置。
【請求項５】
前記磁石は前記レンズホルダを収容する本体部に固定され、
前記本体部と前記磁石は固定側部材を構成しており、
前記レンズホルダは、前記レンズホルダを前記光軸方向に沿った方向に付勢する付勢部材を介して、前記固定側部材に支持されていることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のレンズ駆動装置。
【請求項６】
前記第１方向と前記第２方向は交差することを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項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、オートフォーカス及びズーミングが可能なレンズ駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話、スマートフォンその他の携帯情報端末に搭載されるレンズ駆動装置においては、携帯情報端末の小型化・薄型化にともなって、レンズ及びその駆動装置についても小型化・薄型化が求められている。一方、近年では、オートフォーカス及びズームレンズの採用の要求が高まっているが、ズームレンズは、一般に、３つ以上のレンズ群の間隔を変化させてズーム倍率を変える構成をとるため、光学長が長くなり、光軸方向に沿った高さ方向のサイズが大きくなりやすい。このため、ズームレンズを採用した、レンズ及び駆動装置においては、薄型化を図るのが困難であった。
これに対して、特許文献１に記載の撮像装置においては、光路中に、入射光の進行方向を進行方向と直交する方向に偏向して出射する光学素子、例えばプリズムを配置することによって、１つの直線上に全てのレンズ群が並ぶ構成を避けることができ、これによって、ズームレンズの高さを抑えて薄型化を図ることが可能となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−５７７６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載の撮像装置では、ズームレンズの高さを抑えることは可能になったものの、複数のレンズ群が平面に展開されることとなるため、レンズ及び駆動装置の占める面積が大きくなってしまうことから、小型化の要求に応えるのは困難となっていた。
【０００５】
そこで本発明は、オートフォーカスが可能なズームレンズとしてのレンズ体を駆動するレンズ駆動装置であって、小型化・薄型化が可能な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】
上記課題を解決するために、本発明のレンズ駆動装置は、物体側から像側への光路に沿って順に、レンズ体を保持可能なレンズホルダと、第１レンズと、第２レンズとを備えたレンズ駆動装置であって、さらに、レンズホルダをレンズ体の光軸方向に沿って移動させるレンズホルダ移動機構と、第１レンズを光軸方向と交差する第１方向に沿って移動させる第１レンズ移動機構と、第２レンズを、光軸方向と交差する第２方向に沿って移動させる第２レンズ移動機構とを備え、第１レンズと第２レンズは、入射面及び出射面の少なくとも一方に自由曲面を有することを特徴としている。
【０００７】
この構成においては、レンズホルダ、第１レンズ、及び第２レンズを、レンズホルダに保持されるレンズ体の光軸方向に積層するように配置しているため、光軸に直交する面における占有面積を小さくすることができる。また、自由曲面を備えた、第１レンズと第２レンズを光軸方向と交差する方向へそれぞれ移動させて、これらのレンズの対向状態を変えることによってズームを可能としている。このため、従来の光学系のようにレンズ間隔を変えてズーム倍率を変更するものと比較して、光軸方向、すなわちレンズの厚み方向のサイズが大きくなることを抑制することができ、これによって薄型化を実現することが可能となる。さらにまた、レンズホルダとともにレンズ体を移動させることによってオートフォーカスも可能としている。
【０００８】
本発明のレンズ駆動装置において、レンズホルダ移動機構は、レンズホルダに設けられたフォーカス用コイルと、このフォーカス用コイルの外周に対向するように配設された磁石とを有し、フォーカス用コイルへの通電に基づいてレンズホルダを光軸方向に沿って移動させる。
これにより、簡単な構成で、レンズホルダ及びこれに保持されたレンズ体を移動させることができる。
【０００９】
本発明のレンズ駆動装置において、第１レンズ移動機構は、磁石と、第１コイルとを有し、第１コイルへの通電に基づいて前記第１コイルと前記第１レンズとを第１方向に沿って移動させる。
これにより、レンズホルダ移動機構に用いる磁石を第１レンズ移動機構にも利用するため、レンズ駆動装置の小型化及び軽量化に寄与することができる。
【００１０】
本発明のレンズ駆動装置において、第２レンズ移動機構は、磁石と、第２コイルとを有し、第２コイルへの通電に基づいて前記第２コイルと前記第２レンズとを第２方向に沿って移動させる。
これにより、レンズホルダ移動機構及び第１レンズ移動機構に用いる磁石を第２レンズ移動機構にも利用するため、レンズ駆動装置の小型化及び軽量化に寄与することができる。
【００１１】
本発明のレンズ駆動装置において、第１レンズ及び第２レンズは、それぞれサスペンションワイヤを介して、第２レンズの下方に配設されたベース部に支持されていることが好ましい。
これにより、第１レンズ及び第２レンズを安定して動作させることができる。また、第１コイルと第２コイルに電流を印加していない状態では、サスペンションワイヤによって両レンズの位置が規制されるため、ブレのない安定した撮影を行うことができる。
【００１２】
本発明のレンズ駆動装置において、磁石はレンズホルダを収容する本体部に固定され、本体部と磁石は固定側部材を構成しており、レンズホルダは、レンズホルダを光軸方向に沿った方向に付勢する付勢部材を介して、固定側部材に支持されていることが好ましい。
これにより、レンズホルダを安定して動作させることができるため、レンズホルダに保持されたレンズ体を正確に移動させることができることから、合焦精度の高いフォーカシングを実現できる。
【００１３】
本発明のレンズ駆動装置において、第１方向と第２方向は交差することが好ましい。
これにより、第１レンズ及び第２レンズの移動範囲を小さな平面積内に抑えることが可能となるため、ズーム機能を備えながら小型化を図ることができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によると、オートフォーカスが可能なズームレンズとしてのレンズ体を駆動するレンズ駆動装置において、高さを抑えて薄型化を可能にするとともに、レンズ及び駆動装置の占める面積を抑えることによって小型化を可能としている。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施形態に係るレンズ駆動装置の構成を示す断面図である。
【図２】本発明の実施形態に係るレンズ駆動装置の機能ブロック図である。
【図３】図１のＩＩＩ−ＩＩＩ’線においてＺ２方向を見た平面図である。
【図４】図１のＩＶ−ＩＶ’線においてＺ２方向を見た平面図である。
【図５】図１に示すレンズ駆動装置における、フォーカス用コイル及び第１コイルと、磁石との関係を概念的に示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施形態に係るレンズ駆動装置について図面を参照しつつ詳しく説明する。
図１は、本実施形態に係るレンズ駆動装置１０の構成を示す断面図である。図２は、レンズ駆動装置１０の機能ブロック図である。図３は、図１のＩＩＩ−ＩＩＩ’線においてＺ２方向を見た平面図である。図４は、図１のＩＶ−ＩＶ’線においてＺ２方向を見た平面図である。図５は、レンズ駆動装置１０における、フォーカス用コイル２３及び第１コイル３３ａ、３３ｂと、磁石２２ａ、２２ｃとの関係を概念的に示す説明図である。
ここで、図１は、円筒形のレンズホルダ２１の中心軸ＡＸを含むＸＺ平面に沿った断面図であり、中心軸ＡＸは、レンズホルダ２１に保持されるレンズ体（不図示）の光軸と一致する。また、図１、図３、及び図４は、第１コイル３３ａ、３３ｂと第２コイル４３ａ、４３ｂに通電していない状態を示している。図５は、中心軸ＡＸを通り、図３に示す矢印Ｄ２１の方向を見た図である。さらにまた、図１、図３、図４、及び図５には、基準座標としてＸ−Ｙ−Ｚ座標が示されている。Ｚ１−Ｚ２方向は、レンズホルダ２１の中心軸ＡＸ、レンズホルダ２１に保持されるレンズ体の光軸、第１レンズ３１の光軸、及び、第２レンズ４１の光軸に沿った方向である。ＸＹ平面はＺ１−Ｚ２方向と垂直な平面であって、第１レンズ３１及び第２レンズ４１はＸＹ平面に沿って移動する。以下の説明において、Ｚ方向から見た状態を平面視ということがある。
【００１７】
図１に示すように、本実施形態のレンズ駆動装置１０は、箱状の筐体である本体部内に、被写体が存在する側である物体側から像側への光路に沿って順に、レンズ体（不図示）を保持可能なレンズホルダ２１と、第１レンズ３１と、第２レンズ４１とを備える。レンズ体（不図示）、第１レンズ３１、及び、第２レンズ４１による像が、第２レンズ４１のＺ２方向下側に配置された、イメージセンサ５０の撮像面５１に形成される。上記光路は、物体側からの入射光、すなわち上壁部１３の入射開口部１３ａからの入射光が、レンズ体、第１レンズ３１、及び、第２レンズ４１を経て、底壁部１１の出射開口部１１ａから出射する経路である。ここで、イメージセンサ５０は、例えば、ＣＣＤ（電荷結合素子）やＣＭＯＳ（相補型金属酸化膜半導体）で構成され、撮像面５１における物体像の画素ごとの光量を電気信号に変換し、増幅処理やアナログ／デジタル変換を経て画像データを生成する。
【００１８】
レンズ駆動装置１０の本体部は、中心軸ＡＸに対して直交するように配置された底壁部１１と、底壁部１１の４辺から上側、すなわちＺ１方向へそれぞれ延びる４つの側壁部１２と、各側壁部１２の上端から中心軸ＡＸ側へ延びる上壁部１３とを備える。すなわち、本体部は、レンズホルダ２１、第１レンズ３１、及び第２レンズ４１を収容する筐体であり、それぞれ可動するレンズホルダ２１、第１レンズ３１、及び第２レンズ４１に対し、可動しない固定側部材と言うことができる。底壁部１１は、平面視正方形をなしており、上記中心軸ＡＸを含む中央部分には、厚み方向に貫通する出射開口部１１ａが設けられている。また、上壁部１３には、上記中心軸ＡＸを含む中央部分に、厚み方向に貫通する入射開口部１３ａが設けられている。なお、底壁部１１は、後述する第２レンズ４１及びレンズ保持板４２の下方に配設されるベース部を構成する。
【００１９】
レンズホルダ２１は、中心軸ＡＸを軸とする円筒状をなしており、内部に、中心軸ＡＸに光軸が一致するようにレンズ体（不図示）を収容する。レンズ体は、イメージセンサ５０の撮像面５１上に入射開口部１３ａからの入射光の像を合焦させる１枚又は複数枚のレンズを含む部材（鏡筒又はレンズ自体）であって、レンズホルダ２１の内面に対して接着剤等によって固定される。なお、レンズ体を構成するレンズの形状や枚数は任意に設定することができる。
【００２０】
レンズホルダ２１の外周面２１ａには、中心軸ＡＸを中心とした螺旋状にフォーカス用コイル２３が巻かれ、このフォーカス用コイル２３は接着剤等によってレンズホルダ２１の外周面２１ａに固定されている。レンズホルダ２１は、板ばね２４、２５を介して、本体部に固定された４つの磁石２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄに支持されている。板ばね２４は、一部がレンズホルダ２１の上面２１ｂに固定され、他部が４つの磁石２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄのそれぞれの上面に固定されている。板ばね２４の一部と他部との間には、弾性変形可能な弾性変形部が設けられている。板ばね２５は、一部がレンズホルダ２１の下面２１ｃに固定され、他部が４つの磁石２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄのそれぞれの下面に固定されている。板ばね２５の一部と他部との間にも、弾性変形可能な弾性変形部が設けられている。磁石２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄは、平面視正方形状の側壁部１２の４つの角部１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄの内側にそれぞれ固定されており、磁石２２ａと磁石２２ｃは一対の対角をなす２つの角部１２ａ、１２ｃにそれぞれ配置され、磁石２２ｂと磁石２２ｄは別の一対の対角をなす２つの角部１２ｂ、１２ｄにそれぞれ配置されている。したがって、レンズホルダ２１は、板ばね２４、２５を介して、磁石２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄに支持される。なお、磁石２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄは、本体部の側壁部１２に固定されることから、本体部とともに、可動しない固定側部材を構成するものとなる。
また、磁石２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄは、フォーカス用コイル２３の外周に隙間を有して対向するように配設されている。板ばね２４、２５は、付勢部材として、レンズホルダ２１が、レンズ体の光軸に沿った上下方向（Ｚ１−Ｚ２方向）に移動可能な状態で、レンズホルダ２１を下側（Ｚ２方向）へ付勢する。フォーカス用コイル２３と４つの磁石２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄは、レンズホルダ２１をレンズ体の光軸方向に沿って移動させるレンズホルダ移動機構を構成する。
【００２１】
磁石２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄは、図３に示すように平面視台形状をなしており、それぞれが中心軸ＡＸ側へ向かう磁界を発生するように着磁されている。この着磁としては、例えば、中心軸ＡＸ側の内側の側面にＮ極を、この面に対向する外側の側面にＳ極を配置するものが挙げられ、例えば、図３又は図５に示すように、内側の側面２２ａ１、２２ｂ１、２２ｃ１、２２ｄ１をそれぞれＮ極とし、外側の側面２２ａ２、２２ｂ２、２２ｃ２、２２ｄ２をＳ極とする。
【００２２】
図２に示すように、フォーカス用コイル２３は、フォーカス用コイル駆動回路６２に電気的に接続され、フォーカス用コイル駆動回路６２から電流が与えられると、レンズホルダ２１の外周面２１ａにおいて中心軸ＡＸを中心とした螺旋状に電流が流される。フォーカス用コイル駆動回路６２からの電流の印加のタイミングは制御部６１によって制御される。ここで、フォーカス用コイル２３とフォーカス用コイル駆動回路６２との電気的な接続は、金属製の板ばね２４、２５を介して行うことができる。
【００２３】
フォーカス用コイル２３は、磁石２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄによる、中心軸ＡＸ側へ向かう磁界中にあるため、フォーカス用コイル２３に一定方向の電流を流すと、フォーカス用コイル２３には磁界方向及び電流方向に応じたローレンツ力が働く。具体的には、図５に示すように、磁石２２ａの内側の側面２２ａ１と、磁石２２ａに対向する磁石２２ｃの内側の側面２２ｃ１にＮ極を設定し、磁石２２ａの外側の側面２２ａ２と磁石２２ｃの外側の側面２２ｃ２にＳ極を設定し、さらに、フォーカス用コイル２３に流す電流を、磁石２２ａ側では、矢印Ｄ２２（図５の紙面手前向き）（図３参照）の方向に沿った電流Ｉ１１とし、磁石２２ｃ側では、矢印Ｄ２１（図５の紙面奥向き）の方向に沿った電流Ｉ１２としている。ここで、矢印Ｄ２１と矢印Ｄ２２は、図３に示すように、互いに対向する、角部１２ｂと角部１２ｄを結ぶ、側壁部１２の対角線ＤＬ２に沿った方向であって、矢印Ｄ２１は角部１２ｂに向かう方向を示し、矢印Ｄ２２は角部１２ｄに向かう方向を示している。磁石２２ａのＺ１−Ｚ２方向の中央近傍では、中心軸ＡＸに向かう磁界Ｂ１１が発生し、磁石２２ｃのＺ１−Ｚ２方向の中央近傍では、中心軸ＡＸに向かう磁界Ｂ２１が発生しているため、磁界Ｂ１１、Ｂ２１の向き、及び、フォーカス用コイル２３に流れる電流の向きによって、フォーカス用コイル２３には上向き（Ｚ１方向）の力Ｆ１が働く。この力Ｆ１は、フォーカス用コイル２３に流す電流量を変えることによって変化させることができるため、この電流量を調整することによって、フォーカス用コイル２３の移動量を変えることができる。一方、フォーカス用コイル２３に逆向きの電流を流すと、フォーカス用コイル２３に下向きの力を働せることができる。
【００２４】
このようにフォーカス用コイル２３にローレンツ力が働くと、フォーカス用コイル２３と、フォーカス用コイル２３が固定されたレンズホルダ２１とが一体となって、Ｚ１方向又はＺ２方向に移動し、この移動によって、上壁部１３の入射開口部１３ａから入射し、レンズホルダ２１内のレンズ体、第１レンズ３１、及び第２レンズ４１を経て形成される像の焦点がイメージセンサ５０の撮像面５１に合致するように調節される。この焦点調節は、不図示の焦点調節用センサからの出力に基づいて制御部６１がフォーカス用コイル２３に流す電流を調節することによって自動的に行うことができる。
【００２５】
第１レンズ３１は、図１の状態では光軸が中心軸ＡＸと重なり、平面視正方形状をなしており（図３、図４参照）、入射面３１ａ及び出射面３１ｂの少なくとも一方に自由曲面を有している。図１に示す例では、入射面３１ａは平面であって、出射面３１ｂに自由曲面が形成されている。ここで、自由曲面は、球面や非球面を含み、一部に平面を含んでもよい。また、自由曲面中の曲面の数、大きさ、凹凸方向は任意に設定できる。また、第１レンズ３１の平面形状は、正方形に限定されず、円形、正方形以外の矩形、矩形以外の多角形でもよい。
【００２６】
図１、図３に示すように、第１レンズ３１は、レンズ保持板３２の中央において厚み方向に貫通するように設けられた開口部からなる枠部３２ａ内に固定されている。第１レンズ３１は、合成樹脂からなり、接着剤等によって、側面が枠部３２ａの内面に固定されている。レンズ保持板３２は、一端がベース部である底壁部１１にそれぞれ固定されたサスペンションワイヤ３４ａ、３４ｂ、３４ｃ、３４ｄによって、Ｚ１−Ｚ２方向に垂直な面内で移動可能な状態で支持されている。サスペンションワイヤ３４ａ、３４ｂ、３４ｃ、３４ｄは、例えばベリリウム鋼やりん青銅で構成され、底壁部１１に対して垂直な方向（Ｚ１−Ｚ２方向）に延びる姿勢にもどろうとする弾性を有している。
【００２７】
レンズ保持板３２には、ＸＹ平面において、磁石２２ａ、２２ｃに対応する位置に、第１コイル３３ａ、３３ｂがそれぞれ固定されており、第１コイル３３ａ、３３ｂは、磁石２２ａ、２２ｃの下方にそれぞれ配置されている。したがって、第１コイル３３ａ、３３ｂは、レンズ保持板３２を介して第１レンズ３１に一体化されたものとなる。
第１コイル３３ａ、３３ｂは、それぞれＺ１−Ｚ２方向に沿った軸を中心に巻かれており、第１コイル３３ａと第１コイル３３ｂとは、直列接続されている。第１コイル３３ａ、３３ｂには、第１コイル駆動回路６３から電流が与えられる。第１コイル３３ａ、３３ｂと第１コイル駆動回路６３との電気的な接続は、金属製のサスペンションワイヤ３４ａ、３４ｂ、３４ｃ、３４ｄのうちの少なくとも２本を介して行うことができる。また、第１コイル駆動回路６３からの電流の印加のタイミングは制御部６１によって制御される。第１コイル３３ａ、３３ｂと、これらにそれぞれ対向する磁石２２ａ、２２ｃとは、第１レンズ３１を、レンズホルダ２１に保持されたレンズ体の光軸方向と直交する第１方向に沿って移動させる第１レンズ移動機構を構成する。
【００２８】
図５に示すように、第１コイル３３ａは、磁石２２ａの内側の側面２２ａ１から外側の側面２２ａ２へ向かう磁界Ｂ１２中にある。このため、第１コイル３３ａにおいて電流が流れる方向を、中心軸ＡＸ側では、矢印Ｄ２２の方向に沿った電流Ｉ２１とし、中心軸ＡＸから遠い側では矢印Ｄ２１の方向に沿った電流Ｉ２２とすると、この電流の向きと磁界Ｂ１２の方向に応じて、第１コイル３３ａには、中心軸ＡＸ側に向かう方向のローレンツ力Ｆ２が働く。一方、第１コイル３３ｂは、磁石２２ｃの内側の側面２２ｃ１から外側の側面２２ｃ２へ向かう磁界Ｂ２２中にある。このため、第１コイル３３ｂにおいて電流が流れる方向を、中心軸ＡＸ側では、矢印Ｄ２２の方向に沿った電流Ｉ３１とし、中心軸ＡＸから遠い側では矢印Ｄ２１の方向に沿った電流Ｉ３２とすると、この電流の向きと磁界Ｂ２２の方向に応じて、第１コイル３３ｂには、中心軸ＡＸから離れる方向のローレンツ力Ｆ３が働く。したがって、２つの第１コイル３３ａ、３３ｂには同じ方向の力Ｆ２、Ｆ３が働いている。この力は、対角線ＤＬ１に沿った方向（図３の矢印Ｄ１２の方向）に沿った力である。この力Ｆ２、Ｆ３は、第１コイル３３ａ、３３ｂに流す電流量を変えることによって変化させることができるため、この電流量を調整することによって、第１コイル３３ａ、３３ｂの移動量を変えることができる。一方、第１コイル３３ａ、３３ｂに逆向きの電流を流すと、第１コイル３３ａ、３３ｂに矢印Ｄ１１の方向の力を働せることができる。ここで、対角線ＤＬ１は、互いに対向する、角部１２ａと角部１２ｃを結ぶ、側壁部１２の対角線であり、矢印Ｄ１１は対角線ＤＬ１に沿って角部１２ａに向かう方向を示し、矢印Ｄ１２は対角線ＤＬ１に沿って角部１２ｃに向かう方向を示している。
【００２９】
このような第１コイル３３ａ、３３ｂの移動に伴って、第１コイル３３ａ、３３ｂが固定されたレンズ保持板３２、及び、レンズ保持板３２に保持された第１レンズ３１も第１コイル３３ａ、３３ｂと一体となって移動する。第１レンズ３１の移動方向（第１方向）、すなわち図３の矢印Ｄ１１方向又は矢印Ｄ１２方向は、中心軸ＡＸに直交する方向であり、レンズホルダ２１に保持されたレンズ体の光軸と直交する方向である。ここで、側壁部１２が平面視正方形であるため、２本の対角線ＤＬ１、ＤＬ２は互いに直交している。
【００３０】
ここで、第１コイル駆動回路６３から第１コイル３３ａ、３３ｂに対する電流の印加を止めた場合、第１コイル３３ａ、３３ｂによる磁界が消失するため、サスペンションワイヤ３４ａ、３４ｂ、３４ｃ、３４ｄは、その弾性力によってＺ１−Ｚ２方向に延びた直線状の状態にもどろうとし、これによって、第１レンズ３１は、図３に示すように、中心３１ｃが中心軸ＡＸ上にある位置にもどる。
【００３１】
第２レンズ４１は、図１の状態では光軸が中心軸ＡＸと重なり、平面視正方形状をなしており（図４）、入射面４１ａ及び出射面４１ｂの少なくとも一方に自由曲面を有している（図１）。図１に示す例では、入射面４１ａに自由曲面が形成され、出射面４１ｂは平面である。ここで、第２レンズ４１の平面形状は、正方形に限定されず、円形、正方形以外の矩形、矩形以外の多角形でもよい。
【００３２】
図１、図４に示すように、第２レンズ４１は、レンズ保持板４２の中央において厚み方向に貫通するように設けられた開口部からなる枠部４２ａ内に固定されている。第２レンズ４１は、合成樹脂からなり、接着剤等によって、側面が枠部４２ａの内面に固定されている。レンズ保持板４２は、一端がベース部である底壁部１１にそれぞれ固定された、サスペンションワイヤ４４ａ、４４ｂ、４４ｃ、４４ｄによって、Ｚ１−Ｚ２方向に垂直な面内で移動可能な状態で支持されている。サスペンションワイヤ４４ａ、４４ｂ、４４ｃ、４４ｄは、例えばベリリウム鋼やりん青銅で構成され、底壁部１１に対して垂直な方向（Ｚ１−Ｚ２方向）に延びる姿勢にもどろうとする弾性を有している。
【００３３】
レンズ保持板４２には、ＸＹ平面において、磁石２２ｂ、２２ｄに対応する位置に、第２コイル４３ａ、４３ｂがそれぞれ固定されており、第２コイル４３ａ、４３ｂは、磁石２２ｂ、２２ｄの下方にそれぞれ配置されている。したがって、第２コイル４３ａ、４３ｂは、レンズ保持板４２を介して第２レンズ４１と一体化されている。
第２コイル４３ａ、４３ｂは、それぞれＺ１−Ｚ２方向に沿った軸を中心に巻かれており、第２コイル４３ａと第２コイル４３ｂとは、直列に接続されている。第２コイル４３ａ、４３ｂには、第２コイル駆動回路６４から電流が与えられる。第２コイル４３ａ、４３ｂと第２コイル駆動回路６４との電気的な接続は、金属製のサスペンションワイヤ４４ａ、４４ｂ、４４ｃ、４４ｄのうちの少なくとも２本を介して行うことができる。また、第２コイル駆動回路６４からの電流の印加のタイミングは制御部６１によって制御される。第２コイル４３ａ、４３ｂと、これらにそれぞれ対向する磁石２２ｂ、２２ｄとは第２レンズ移動機構を構成する。なお、レンズ保持板４２のＸ１−Ｘ２方向における側部には、図４に示すように、第２コイル４３ａ、４３ｂが配置される部分４５ａ、４５ｂを残して切り欠き部が形成されている。そして、この切り欠き部に、サスペンションワイヤ３４ａ、３４ｂ、３４ｃ、３４ｄが位置している。
【００３４】
第２コイル４３ａ、４３ｂに電流を流すと、図５を用いて説明した、第１コイル３３ａ、３３ｂの場合と同様に、流した電流の向きと、対応する磁石２２ｂ、２２ｄが発生する磁界の向きに応じて、第２コイル４３ａ、４３ｂにローレンツ力がそれぞれ働き、その方向は同一である。これらの力は、対角線ＤＬ２に沿った方向（図３の矢印Ｄ２１又は矢印Ｄ２２の方向）に沿った力である。これらの力は、第２コイル４３ａ、４３ｂに流す電流量を変えることによって変化させることができるため、この電流量を調整することによって、第２コイル４３ａ、４３ｂの移動量を変えることができる。また、第２コイル４３ａ、４３ｂに逆向きの電流を流すと、第２コイル４３ａ、４３ｂに逆向きの力を働せることができる。
【００３５】
このような第２コイル４３ａ、４３ｂの移動に伴って、第２コイル４３ａ、４３ｂが固定されたレンズ保持板４２、及び、レンズ保持板４２に保持された第２レンズ４１も第２コイル４３ａ、４３ｂと一体となって移動する。第２レンズ４１の移動方向（第２方向）、すなわち図４の矢印Ｄ２１方向又は矢印Ｄ２２方向は、中心軸ＡＸに直交する方向であり、レンズホルダ２１に保持されたレンズ体の光軸と直交する方向である。また、第１レンズ３１の移動方向と第２レンズ４１の移動方向は互いに直交している。なお、第１レンズ３１の移動方向と第２レンズ４１の移動方向は、互いに直交しない方向としてもよい。また、同一方向であっても、コイルへの通電によって、互いに逆向きに移動するものであってもよい。ただし、本実施形態のように、第１レンズ３１と第２レンズ４１の移動方向が交差する場合には、コイルを配置しやすく、それぞれのレンズ移動機構を簡単に構成できて好ましい。
【００３６】
ここで、第２コイル駆動回路６４から第２コイル４３ａ、４３ｂに対する電流の印加を止めた場合、第２コイル４３ａ、４３ｂによる磁界が消失するため、サスペンションワイヤ４４ａ、４４ｂ、４４ｃ、４４ｄは、その弾性力によってＺ１−Ｚ２方向に延びた直線状の状態にもどろうとし、これによって、第２レンズ４１は、図４に示すように、中心４１ｃが中心軸ＡＸ上にある位置にもどる。
【００３７】
第１コイル駆動回路６３から第１コイル３３ａ、３３ｂへ電流を印加するタイミングと、第２コイル駆動回路６４から第２コイル４３ａ、４３ｂへ電流を印加するタイミングとは、それぞれのコイルで発生する磁界の影響を避けるため、制御部６１の制御によってずらして行うことが好ましい。ただし、タイミングをずらすことが困難な場合であっても、第１コイル３３ａ、３３ｂと第２コイル４３ａ、４３ｂとが、離間した異なる位置に設けられているので、一方のコイルで発生した磁界の影響が他方のコイルに及びにくいものとすることができる。
【００３８】
以上の構成のレンズ駆動装置１０においては、第１レンズ３１と第２レンズ４１をＺ１−Ｚ２方向に垂直な面内で移動させることによって、中心軸ＡＸ上に位置する第１レンズ３１及び第２レンズ４１のレンズ面の形状の組み合わせが変化することから、イメージセンサ５０の撮像面５１に形成される画像の倍率が変更される。また、レンズホルダ２１をＺ１−Ｚ２方向に沿って移動させることによってイメージセンサ５０の撮像面５１上に所望の画像が結ばれる。第１レンズ３１と第２レンズ４１の移動によって変更される倍率としては、例えば、第１コイル３３ａ、３３ｂと第２コイル４３ａ、４３ｂのいずれにも電流を印加せず、図１に示すように、レンズホルダ２１の中心軸ＡＸ上に第１レンズ３１と第２レンズ４１の光軸が重なるときを第１の倍率（例えば等倍）とし、第１コイル３３ａ、３３ｂと第２コイル４３ａ、４３ｂに所定の電流をそれぞれ流すことによって第１レンズ３１と第２レンズ４１を所定量だけそれぞれ移動させたときを第２の倍率（例えば、等倍以外の倍率）とする。
【００３９】
以上のように構成されたことから、上記実施形態によれば、次の効果を奏する。
（１）レンズホルダ２１、第１レンズ３１、及び第２レンズ４１を、レンズホルダ２１に保持されるレンズ体の光軸方向（レンズホルダ２１の中心軸ＡＸ方向）に積層するように配置しているため、レンズ体の光軸に直交する面（ＸＹ平面）における占有面積を小さくすることができる。また、自由曲面を備えた、第１レンズ３１と第２レンズ４１をレンズ体の光軸方向と交差する方向へそれぞれ移動させて、これらのレンズの対向状態を変えることによってズームを可能としているため、従来の光学系のようにレンズ間隔を変えてズーム倍率を変更するものと比較して、光軸方向、すなわちレンズの厚み方向のサイズが大きくなることを抑制することができ、これによって薄型化を実現することが可能となる。さらにまた、レンズホルダ２１とともにレンズ体を移動させることによってオートフォーカスも可能としている。
【００４０】
（２）レンズホルダ２１に設けられたフォーカス用コイル２３と、フォーカス用コイル２３の外周に対向するように配設された磁石２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄとでレンズホルダ移動機構を構成し、フォーカス用コイル２３への通電に基づいてレンズホルダ２１を光軸方向に沿って移動させているため、簡単な構成で、レンズホルダ２１及びこれに保持されたレンズ体を移動させることができる。
【００４１】
（３）磁石２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄと、第１レンズ３１に一体的に設けられた第１コイル３３ａ、３３ｂとで第１レンズ移動機構を構成し、第１コイル３３ａ、３３ｂへの通電に基づいて第１レンズ３１を移動させている。このように、レンズホルダ移動機構に用いる磁石２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄを第１レンズ移動機構にも利用するため、レンズ駆動装置１０の小型化及び軽量化に寄与することができる。
【００４２】
（４）磁石２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄと、第２レンズ４１に一体的に設けられた第２コイル４３ａ、４３ｂとで第２レンズ移動機構を構成し、第２コイル４３ａ、４３ｂへの通電に基づいて第２レンズ４１移動させている。このように、レンズホルダ移動機構及び第１レンズ移動機構に用いる磁石２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄを第２レンズ移動機構にも利用するため、レンズ駆動装置の小型化及び軽量化に寄与することができる。
【００４３】
（５）第１レンズ３１及び第２レンズ４１が、サスペンションワイヤ３４ａ〜３４ｄ、４４ａ〜４４ｄを介して、レンズ駆動装置１０のベース部である底壁部１１に支持されているため、第１レンズ３１及び第２レンズ４１を安定して動作させることができる。また、第１コイル３３ａ、３３ｂと第２コイル４３ａ、４３ｂに電流を印加していない状態では、サスペンションワイヤ３４ａ〜３４ｄ、４４ａ〜４４ｄによって両レンズの位置が規制されるため、ブレのない安定した撮影を行うことができる。
【００４４】
（６）磁石２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄはレンズ駆動装置１０の本体部（側壁部１２）に固定され、レンズホルダ２１は、レンズホルダ２１を光軸方向に沿った方向に付勢する板ばね２４、２５を介して、本体部と磁石２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄを有して構成される固定側部材に支持されている。これにより、レンズホルダ２１を安定して動作させることができるため、レンズホルダ２１に保持されたレンズ体を正確に移動させることができることから、合焦精度の高いフォーカシングを実現できる。
【００４５】
（７）第１レンズ３１の移動方向（第１方向）と第２レンズ４１の移動方向（第２方向）が交差するため、第１レンズ３１及び第２レンズ４１の移動範囲を小さな平面積内に抑えることが可能となるため、ズーム機能を備えながら小型化を図ることができる。
【００４６】
以下に変形例について説明する。
第１コイル３３ａ、３３ｂは、２つのコイルのうちの１つのみで構成してもよい。また、第１コイル３３ａ、３３ｂを直列に接続せず、個別に通電可能とし、第１レンズ３１を移動させたい方向に応じて、移動方向に対応するコイルのみに電流を印加するようにしてもよい。さらにまた、第１コイルは３つ以上設けてもよいし、第１レンズ３１の移動方向は、側壁部１２の対角線ＤＬ１、ＤＬ２に沿った方向以外の方向であってもよい。
第１コイル３３ａ、３３ｂと同様に、第２コイル４３ａ、４３ｂについても、２つのコイルのうちの１つのみで構成してもよい。また、第２コイル４３ａ、４３ｂを直列に接続せず、個別に通電可能とし、第２レンズ４１を移動させたい方向に応じて、２つの第２コイルのうちの移動方向に対応するコイルのみに電流を印加するようにしてもよい。さらにまた、第２コイルは３つ以上設けてもよいし、第２レンズ４１の移動方向は、側壁部１２の対角線ＤＬ１、ＤＬ２に沿った方向以外の方向であってもよい。
第１レンズと第２レンズは、上記実施形態のようにレンズホルダ２１よりもイメージセンサ５０側に配置する構成に限定されず、中心軸ＡＸ上であって物体側に第１レンズと第２レンズを配置してもよいし、レンズホルダ２１を挟むように第１レンズと第２レンズを配置してもよい。また、第１レンズと第２レンズの順序を逆にしてもよい。
磁石２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄの配置は、角部１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄに限定されず、例えば、４辺の側壁部１２にそれぞれ配置してもよい。
レンズホルダ２１をＺ１−Ｚ２方向に移動可能な状態で付勢できれば、板ばね２４、２５以外の部材でレンズホルダ２１を支持させてもよい。また、レンズ保持板３２、４２を、Ｚ１−Ｚ２方向に垂直な方向に移動可能に支持できるのであれば、サスペンションワイヤ３４ａ〜３４ｄ、４４ａ〜４４ｄ以外の部材で構成してもよい。
本発明について上記実施形態を参照しつつ説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、改良の目的または本発明の思想の範囲内において改良または変更が可能である。
【産業上の利用可能性】
【００４７】
以上のように、本発明に係るレンズ駆動装置は、携帯情報端末等の小型のデバイスに用いるズームレンズの駆動装置に有用である。
【符号の説明】
【００４８】
１０    レンズ駆動装置
１１    底壁部
１２    側壁部
１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ  角部
１３    上壁部
２１    レンズホルダ
２１ａ  外周面
２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄ  磁石
２３    フォーカス用コイル
２４、２５  板ばね
３１    第１レンズ
３１ａ  入射面
３１ｂ  出射面
３１ｃ  中心
３２    レンズ保持板
３２ａ  枠部
３３ａ、３３ｂ  第１コイル
３４ａ、３４ｂ、３４ｃ、３４ｄ  サスペンションワイヤ
４１    第２レンズ
４１ａ  入射面
４１ｂ  出射面
４１ｃ  中心
４２    レンズ保持板
４２ａ  枠部
４３ａ、４３ｂ  第２コイル
４４ａ、４４ｂ、４４ｃ、４４ｄ  サスペンションワイヤ
５０    イメージセンサ
５１    撮像面
６１    制御部
６２    フォーカス用コイル駆動回路
６３    第１コイル駆動回路
６４    第２コイル駆動回路
【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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