(57)【要約】【課題】磁気効率の向上を図りつつ小型化を可能にしたレンズ駆動ユニットを提供する。【解決手段】レンズ駆動ユニット１では、前側マグネット部２２と前側マグネット部２０Ａ〜２０Ｄとの間に、第１のコイル部１３を径方向外方に向けて通る第１の磁束Ｂ１を形成し、後側マグネット部２３と後側マグネット部２１Ａ〜２１Ｄとの間に、第２のコイル部１４を径方向内方に向けて通る第２の磁束Ｂ２を形成し、可動側マグネット１２と固定側マグネット１０Ａ〜１０Ｄとの協働により、強い磁気回路を確実に形成することにより、磁気効率の向上を図る。さらに、レンズバレル２とコイル部１３，１４との間にヨークを配置しないことで、径方向における小型化を図る。従って、磁気効率の向上を図りつつ小型化を可能にする。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
レンズユニットを内側に保持する円筒状の可動側マグネットと、
前記レンズユニットの光軸を中心に巻かれて前記可動側マグネットの外周側に固定され、光軸方向に並設された第１のコイル部及び第２のコイル部と、
前記第１のコイル部及び前記第２のコイル部の外周側に対面して筐体に固定される固定側マグネットと、を備え、
前記可動側マグネットは、前記第１のコイル部及び前記第２のコイル部のそれぞれに対応する位置で前記光軸方向に並設されて、前記径方向において互いに逆向きに着磁された第１のマグネット部及び第２のマグネット部を有し、
前記固定側マグネットは、前記第１のコイル部及び前記第２のコイル部のそれぞれに対面して前記光軸方向に並設されて、前記第１のマグネット部及び前記第２のマグネット部と前記径方向においてそれぞれ同じ向きに着磁された第３のマグネット部及び第４のマグネット部を有し、
前記第１のマグネット部と前記第３のマグネット部との間には、前記第１のコイル部を前記径方向に通る第１の磁束が形成され、前記第２のマグネット部と前記第４のマグネット部との間には、前記第２のコイル部を前記第１の磁束とは逆向きに通る第２の磁束が形成されることを特徴とするレンズ駆動ユニット。
【請求項２】
前記レンズユニットの外周側と前記可動側マグネットの内周側とには、ねじ部がそれぞれ形成されており、前記レンズユニットは、前記可動側マグネット内に前記光軸方向にねじ込まれることを特徴とする請求項１記載のレンズ駆動ユニット。
【請求項３】
前記可動側マグネットは、磁化容易軸が前記レンズユニットの径方向に存在することを特徴とする請求項１又は２記載のレンズ駆動ユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、小型カメラ等に用いられるレンズ駆動ユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、このような分野の技術として、下記特許文献１，２がある。特許文献１に記載された装置は、レンズ支持体の外周に固定された２個のコイルと、このコイルの外周側に対面配置されたマグネットとを備えており、このマグネットは、径方向および光軸方向においてＮ極とＳ極とに分極されている。そして、２個のコイルは、それぞれマグネットのＮ極とＳ極とに対応して配置されており、各コイルに逆方向の電流を流すことで、レンズ支持体を光軸方向に駆動可能としている。
【０００３】
特許文献２に記載された装置は、レンズ支持体の外周側でレンズ支持体から径方向に離間して配置されたコイルと、このコイルの外周側に対面配置されたマグネットとを備えると共に、マグネットが固定されたヨークを備えており、このヨークは、断面がコ字状をなすようにしてレンズ支持体とコイルとの間の空間に延在している。このようにコイルを挟むようにしてコ字状のヨークを配置することで、コイル部分に効率良く磁気回路を形成するようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−２０６６８号公報
【特許文献２】特開２００８−３３２５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記特許文献１に記載の装置では、マグネット自体の磁界のみを利用しているため、形成し得る磁界の強さには限界があり、磁気効率が不十分になるという問題がある。また、上記特許文献２に記載の装置では、コイルを挟むようにしてヨークを配置することで磁気効率の向上を図ることができるが、レンズ支持体とコイルとの間にヨークを配置するための空間が必要となり、径方向に大型化してしまうという問題がある。
【０００６】
本発明は、磁気効率の向上を図りつつ小型化を可能にしたレンズ駆動ユニット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】
【０００７】
本発明に係るレンズ駆動ユニットは、レンズユニットを内側に保持する円筒状の可動側マグネットと、レンズユニットの光軸を中心に巻かれて可動側マグネットの外周側に固定され、光軸方向に並設された第１のコイル部及び第２のコイル部と、第１のコイル部及び第２のコイル部の外周側に対面して筐体に固定される固定側マグネットと、を備え、可動側マグネットは、第１のコイル部及び第２のコイル部のそれぞれに対応する位置で光軸方向に並設されて、径方向において互いに逆向きに着磁された第１のマグネット部及び第２のマグネット部を有し、固定側マグネットは、第１のコイル部及び第２のコイル部のそれぞれに対面して光軸方向に並設されて、第１のマグネット部及び第２のマグネット部と径方向においてそれぞれ同じ向きに着磁された第３のマグネット部及び第４のマグネット部を有し、第１のマグネット部と第３のマグネット部との間には、第１のコイル部を径方向に通る第１の磁束が形成され、第２のマグネット部と第４のマグネット部との間には、第２のコイル部を第１の磁束とは逆向きに通る第２の磁束が形成されることを特徴とする。
【０００８】
本発明に係るレンズ駆動ユニットによれば、第１のコイル部は、可動側マグネットの第１のマグネット部と固定側マグネットの第３のマグネット部との間に位置し、第２のコイル部は、可動側マグネットの第２のマグネット部と固定側マグネットの第４のマグネット部との間に位置する。そして、第１のマグネット部と第３のマグネット部との間には、第１のコイル部を径方向に通る第１の磁束が形成され、第２のマグネット部と第４のマグネット部との間には、第２のコイル部を第１の磁束とは逆向きに通る第２の磁束が形成される。このように、可動側マグネットと固定側マグネットとの協働により、固定側マグネットのみを用いる場合に比して、強い磁気回路を確実に形成することができ、磁気効率の向上が図られる。さらに、レンズユニットとコイル部との間にヨークを配置するための空間を設ける必要がなく、径方向における小型化が図られる。従って、磁気効率の向上を図りつつ小型化が可能になる。
【０００９】
本発明に係るレンズ駆動ユニットにおいて、レンズユニットの外周側と可動側マグネットの内周側とには、ねじ部がそれぞれ形成されており、レンズユニットは、可動側マグネット内に光軸方向にねじ込まれると好適である。
【００１０】
この場合、可動側マグネットに対してレンズユニットを容易に取り付けることができると共に、ねじ込み量を適宜調整することで、レンズユニットの光軸方向における位置の調整を容易に行うことができる。
【００１１】
また、可動側マグネットは、磁化容易軸がレンズユニットの径方向に存在すると好適である。
【００１２】
この場合、着磁方向に磁化容易軸が存在するので、磁化容易軸が存在しない場合に比して、より強力な磁力を得ることができる。よって、可動側マグネットを薄くしても磁力を確保することができる。このことは、特に、レンズ駆動ユニットを小型化するにあたって有利に作用する。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、磁気効率の向上を図りつつ小型化が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施形態に係るレンズ駆動ユニットの斜視図である。
【図２】図１のレンズ駆動ユニットの正面図である。
【図３】図１のレンズ駆動ユニットの分解斜視図である。
【図４】図３中の可動部を示す斜視図である。
【図５】図１のレンズ駆動ユニットの分解斜視図である。
【図６】図２のＶＩ−ＶＩ線断面図である。
【図７】図１のレンズ駆動ユニットを一部破断して示す側面図である。
【図８】図１のレンズ駆動ユニットを一部破断して示す側面図である。
【図９】固定側マグネット及び可動側マグネットにおける着磁状態を模式的に示す図である。
【図１０】固定側マグネット及び可動側マグネットの間に形成された磁気回路を模式的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明に係るレンズ駆動ユニットの実施形態について、図面を参照しながら説明する。
【００１６】
図１〜図５に示すように、レンズ駆動ユニット１は、例えば携帯電話などの小型カメラに用いられるムービングコイル型のボイスコイルモータである。レンズ駆動ユニット１は、レンズバレル２を内側に保持する略円筒状の可動部３を有しており、この可動部３が、略直方体の外形をなす筐体７内で前後方向（すなわち光軸Ａ方向）に移動することにより、レンズバレル２に内蔵された単焦点のレンズ群２ａの光軸Ａ方向への移動が可能になっている。
【００１７】
筐体７は、ベース４とカバー６とヨーク８とから構成されている。筐体７の後端に位置するベース４は、中央に円形の開口４ｅ（図５参照）を有する正方形の樹脂板であり、ベース４の前方には、中央に円形の開口６ｅを有する樹脂製のカバー６が取り付けられる。ベース４の四隅には、前方に向けて突出する柱部４ａ〜４ｄが設けられると共に、カバー６の四隅にも、後方に向けて突出する柱部６ａ〜６ｄが設けられている。柱部４ａ〜４ｄ及び柱部６ａ〜６ｄの各々は、光軸Ａ方向に突き合わせられ、互いに接合されている。そして、柱部４ａ〜４ｄ及び柱部６ａ〜６ｄを外から覆うようにして、四角筒状の枠体である磁性体（鉄製）のヨーク８が取り付けられている。
【００１８】
筐体７内に収容される可動部３と、柱部４ａ〜４ｄ及び柱部６ａ〜６ｄとの間の隙間には、可動部３を外周側から包囲する４個の固定側マグネット１０Ａ〜１０Ｄが配設されている。固定側マグネット１０Ａ〜１０Ｄは、光軸Ａ方向およびレンズバレル２の径方向に所定の厚みを有すると共に、後述するコイル部１３，１４の周方向に沿って延在している。固定側マグネット１０Ａ〜１０Ｄは、柱部４ａ〜４ｄ及び柱部６ａ〜６ｄの内側に接着剤などによって固定されている。
【００１９】
固定側マグネット１０Ａ〜１０Ｄの各々の磁化容易軸は、レンズバレル２の径方向に存在している。さらに、固定側マグネット１０Ａ〜１０Ｄの各々は、光軸Ａ方向およびレンズバレル２の径方向にＮ極とＳ極とが着磁されており、異なる極が互いに隣接するような４極の着磁パターンになっている（図９参照）。
【００２０】
より詳しくは、図９に示すように、固定側マグネット１０Ａ〜１０Ｄの各々は、前側マグネット部２０Ａ〜２０Ｄと、後側マグネット部２１Ａ〜２１Ｄとが光軸Ａ方向に並設された着磁構造になっている。前側マグネット部２０Ａ〜２０Ｄと後側マグネット部２１Ａ〜２１Ｄとは、略等しい形状になっており、径方向において着磁パターンが逆向きになっている。具体的には、前側マグネット部２０Ａ〜２０Ｄでは、径方向外方側にＮ極が着磁され、径方向内方側にＳ極が着磁されている。これに対し、後側マグネット部２１Ａ〜２１Ｄでは、径方向外方側にＳ極が着磁され、径方向内方側にＮ極が着磁されている。
【００２１】
図４〜図６に示すように、可動部３において、略円筒状の外形を有する樹脂製のコイルボビン１１の内周面には、レンズバレル２を内側に保持するための円筒状の可動側マグネット１２が固定され、コイルボビン１１には、光軸Ａ方向に並設された第１のコイル部１３と第２のコイル部１４とが固定されている。
【００２２】
さらに、可動側マグネット１２の前端には、円環状の前側板ばね１６が４点で固定されている。この前側板ばね１６には、径方向外方に突出する固定片１６ａが設けられ、各固定片１６ａは、カバー６の内面側（後面側）に周方向の４点で固定されている。また、コイルボビン１１の後端には、それぞれ半円状の２枚の後側板ばね１７Ａ，１７Ｂが６点で固定されている。これらの後側板ばね１７Ａ，１７Ｂには、径方向外方に突出する固定片１７ａ，１７ｂが設けられ、各固定片１７ａ，１７ｂは、ベース４の内面側（前面側）に周方向の４点で固定されている。可動部３を構成するコイルボビン１１と、可動側マグネット１２と、第１及び第２のコイル部１３，１４とは、前側板ばね１６及び後側板ばね１７Ａ，１７Ｂからの付勢力（与圧）を受けながら、一体となって筐体７内で光軸Ａ方向に移動可能に支持されている。
【００２３】
可動側マグネット１２は、プラスチックマグネットを用いて射出成型により成形される。可動側マグネット１２の内周側には、雌ねじ部１２ａが形成されている。レンズバレル２の外周側には、雄ねじ部２ｂが形成されている。このようにねじ部が形成されることで、レンズバレル２を可動側マグネット１２内に光軸Ａ方向にねじ込むことができる。
【００２４】
図９は、固定側マグネット１０Ａ〜１０Ｄ及び可動側マグネット１２における着磁状態を模式的に示す図である。可動側マグネット１２の磁化容易軸は、レンズバレル２の径方向に存在している。さらに、可動側マグネット１２は、光軸Ａ方向およびレンズバレル２の径方向にＮ極とＳ極とが着磁されており、異なる極が互いに隣接するような４極の着磁パターンになっている。
【００２５】
より詳しくは、可動側マグネット１２は、前側マグネット部２２と後側マグネット部２３とが光軸Ａ方向に並設された着磁構造になっている。前側マグネット部２２と後側マグネット部２３とは、略等しい形状になっており、径方向において着磁パターンが逆向きになっている。前側マグネット部２２では、径方向外方側にＮ極が着磁され、径方向内方側にＳ極が着磁されている。これに対し、後側マグネット部２３では、径方向外方側にＳ極が着磁され、径方向内方側にＮ極が着磁されている。
【００２６】
また、可動側マグネット１２と固定側マグネット１０Ａ〜１０Ｄとの関係において、前側マグネット部２２と前側マグネット部２０Ａ〜２０Ｄとでは、径方向における着磁パターンが同じになっており、後側マグネット部２３と後側マグネット部２１Ａ〜２１Ｄとでは、径方向における着磁パターンが同じになっている。そして、前側マグネット部２２のＮ極は、前側マグネット部２０Ａ〜２０ＤのＳ極に対面し、後側マグネット部２３のＳ極は、後側マグネット部２１Ａ〜２１ＤのＮ極に対面している。
【００２７】
コイルボビン１１の外周側には、円環状のコイル設置用溝２６，２７が光軸Ａ方向に並んで形成されている（図５参照）。第１のコイル部１３及び第２のコイル部１４は、これらのコイル設置用溝２６，２７に直接巻線がなされることにより、コイルボビン１１に固定されている。第１のコイル部１３及び第２のコイル部１４は、一本の電線が巻かれることで形成されており、電線は、コイル設置用溝２６，２７間を周方向の一部で連通させるように切り欠き形成されたコイル折り返し部２８（図８参照）を通り、溝２６と溝２７とで逆向きに巻かれている。これによって、第１のコイル部１３と第２のコイル部１４とで逆向きの電流を流すことができる。
【００２８】
そして、第１のコイル部１３及び第２のコイル部１４を構成する電線の両端は、前述した後側板ばね１７Ａ，１７Ｂにそれぞれ連結されている。後側板ばね１７Ａ，１７Ｂには、筐体７から延出する端子板２９Ａ，２９Ｂが形成されており、この端子板２９Ａ，２９Ｂに＋端子および−端子がそれぞれ結線されることにより、外部からの電流供給によって第１及び第２のコイル部１３，１４に逆向きの電流を流すことができる。このように、後側板ばね１７Ａ，１７Ｂは、コイルボビン１１を保持する弾性体としての機能と、導電板としての機能とを兼ね備えている。
【００２９】
コイルボビン１１に固定された第１のコイル部１３及び第２のコイル部１４は、前述した前側マグネット部２２と前側マグネット部２０Ａ〜２０Ｄとの間、及び後側マグネット部２３と後側マグネット部２１Ａ〜２１Ｄとの間にそれぞれ配置される（図１０参照）。
【００３０】
図１０に示すように、前側マグネット部２２と前側マグネット部２０Ａ〜２０Ｄとの間には、第１のコイル部１３を径方向外方に向けて通る第１の磁束Ｂ１が形成され、後側マグネット部２３と後側マグネット部２１Ａ〜２１Ｄとの間には、第２のコイル部１４を径方向内方に向けて通る第２の磁束Ｂ２が形成される。すなわち、可動側マグネット１２と固定側マグネット１０Ａ〜１０Ｄとの間に、磁気回路（磁束のループ）Ｃが形成される。なお、ここでは、ヨーク８も磁気回路の形成に寄与している。
【００３１】
以上説明したレンズ駆動ユニット１では、第１のコイル部１３及び第２のコイル部１４に外部から電流を供給すると、コイル部１３，１４の周辺に力場が発生し、コイルボビン１１、可動側マグネット１２、第１及び第２のコイル部１３，１４が、前側板ばね１６及び後側板ばね１７Ａ，１７Ｂからの付勢力を受けながら一体となって光軸Ａ方向に移動し、この移動により、レンズバレル２が駆動される。ここで、供給される電流あたりの移動量（駆動量）は、力場の発生力と板ばね１６，１７Ａ，１７Ｂによる与圧量とのバランスにより決定することができる。
【００３２】
レンズ駆動ユニット１によれば、前側マグネット部２２と前側マグネット部２０Ａ〜２０Ｄとの間には、第１のコイル部１３を径方向外方に向けて通る第１の磁束Ｂ１が形成され、後側マグネット部２３と後側マグネット部２１Ａ〜２１Ｄとの間には、第２のコイル部１４を径方向内方に向けて通る第２の磁束Ｂ２が形成される。よって、可動側マグネット１２と固定側マグネット１０Ａ〜１０Ｄとの協働により、強い磁気回路を確実に形成することができ、磁気効率の向上が図られる。ここで形成される磁気回路は、固定側マグネット１０Ａ〜１０Ｄのみを用いる場合に比して、より強く、磁束密度のバラツキが小さいものとなる。さらに、レンズバレル２とコイル部１３，１４との間にヨークを配置するための空間を設ける必要がなく、径方向における小型化が図られる。従って、磁気効率の向上を図りつつ小型化が可能になる。このことは、小型化が要求される携帯端末用小型カメラにおいて特に有効である。
【００３３】
なお、コイルの内周側にコイルと一体化されたヨークを配置する場合も考えられるが、レンズ駆動ユニット１では、コイル部１３，１４の内周側に可動側マグネット１２を配置するため、ヨークを配置する場合に比してより確実に且つ効率良く磁気回路を形成することができる。
【００３４】
また、レンズ駆動ユニット１では、レンズバレル２が、可動側マグネット１２内に光軸Ａ方向にねじ込まれるので、可動側マグネット１２に対してレンズバレル２を容易に取り付けることができると共に、ねじ込み量を適宜調整することで、レンズバレル２の光軸Ａ方向における位置の調整を容易に行うことができる。
【００３５】
また、可動側マグネット１２は、着磁方向（レンズバレル２の径方向）に磁化容易軸が存在しているので、磁化容易軸が存在しない場合に比して、より強力な磁力を得ることができる。よって、薄い可動側マグネット１２であっても磁力を確保することができる。特に、小型化されたレンズ駆動ユニット１において、この構成は有利に作用している。
【００３６】
また、コイルボビン１１は、前側板ばね１６及び後側板ばね１７Ａ，１７Ｂによって多点支持されるため、コイルボビン１１をバランス良く支持することができ、コイルボビン１１の光軸Ａに対する傾きを最小限に抑えることができる。さらに、筐体７の外側面を構成するヨーク８を設けることで、磁気回路を一層効率良く形成することができる。
【００３７】
また、レンズ駆動ユニット１では、可動側マグネット１２の着磁量を適宜設定することにより、力場の発生力を向上させることもできる。
【００３８】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限られるものではない。例えば、上記実施形態では、固定側マグネット１０Ａ〜１０Ｄが筐体７の４箇所の角部に設けられる場合について説明したが、固定側マグネットは、コイル部１３，１４を包囲する一体の円環状に形成されてもよい。また、上記実施形態では、コイル部１３，１４がコイルボビン１１に直接巻かれる場合について説明したが、コイルは、自己溶着などにより固体化されたものであってもよい。
【００３９】
また、可動側マグネット１２として等方性マグネットを用いてもよい。等方性マグネットを用いることで、容易に多極着磁を行うことができる。
【００４０】
また、レンズバレル２は、可動側マグネット１２内にねじ込まれる場合に限られず、単に光軸Ａ方向に嵌入されて、接着などにより固定されてもよい。
【符号の説明】
【００４１】
１…レンズ駆動ユニット、２…レンズバレル（レンズユニット）、２ｂ…雄ねじ部、７…筐体、１０Ａ〜１０Ｄ…固定側マグネット、１２…可動側マグネット、１２ａ…雌ねじ部、１３…第１のコイル部、１４…第２のコイル部、２０Ａ〜２０Ｄ…前側マグネット部（第３のマグネット部）、２１Ａ〜２１Ｄ…後側マグネット部（第４のマグネット部）、２２…前側マグネット部（第１のマグネット部）、２３…後側マグネット部（第２のマグネット部）、Ａ…光軸、Ｂ１，Ｂ２…磁束。
【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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【図１０】
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