(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
前方レンズと、前方レンズを支持する前方レンズ枠と、前方レンズ枠を支持する前方支持体と、前方支持体に取り付けられる前方コイルと、前方支持体に取り付けられる前方バネと、後方レンズと、後方レンズを支持する後方支持体と、後方支持体に取り付けられる後方コイルと、後方支持体に取り付けられる後方バネと、マグネットと、マグネット支持体と、内壁と外壁とを筒状に形成して底壁で連結したヨークとを備え、マグネット支持体はヨークの内壁と外壁との間に設けてこれらの各壁との間に隙間をあけてマグネットを配置しており、マグネットはラジアル方向に磁化してあり、前方コイルは、マグネットとヨーク外壁との間の外側ギャップに周方向に巻回して配置し、後方コイルは、マグネットとヨーク内壁との間の内側ギャップに周方向に巻回して配置し、前方コイルに電流を印加することによって前側レンズに前後方向の駆動力を付与し、前方レンズを前方バネの弾性力と釣合う位置に移動させ、後方コイルに電流を印加することによって後側レンズに前後方向の駆動力を付与し、後方レンズを後方バネの弾性力と釣合う位置に移動させるレンズ駆動装置であって、
前方バネ及び後方バネは各々、略半円状の内周側部と外周側部とを有し、内周側部と外周側部は周方向の一端が連結してあり、内周側部の周方向の他端である内端部と外周側部の周方向の他端である外端部とを有する板バネを２つ組合わせて略リング状としてあり、各板バネは組付け前は平坦であり、組付け時に内端部と外端部とで段差を生じる様に伸ばして弾性変形した状態で組付けてあり、前方バネは外端部が前方支持体の前端に固着され内端部がマグネット支持体の前端に固着されており、後方バネは内端部がマグネット支持体の後端に固着され外端部が後方支持体の後端に固着されていることを特徴とするレンズ駆動装置。
【請求項２】
前方バネを前方コイルへの給電経路としてあり、後方バネを後方コイルへの供電経路と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。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、携帯型小形カメラに用いられ、被写像をズームするレンズ駆動装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種のレンズ駆動装置としては、ステッピングモータと送りねじ伝動機構との組合せによる装置が知られており、このレンズ駆動装置を図５に示す。
図５に示す様に、レンズ駆動装置１００は、回転するステッピングモータ１０１のシャフトを歯車１０２を介して送りねじ１０３に伝達して、回転運動を直運動に変換している。送りねじ１０３上を案内駆動されるナット１０４上には、レンズ１０５が固定されている。従って、ステッピングモータ１０１の回転角度に従って、レンズ１０５の直線位置が決定される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上述の技術では、ステッピングモータ１０１、歯車１０２、送りねじ１０３及びナット１０４と言った複雑な伝動機構が必要となるので、装置が大形となり且つ、レンズ１０５の位置の精度が悪いという課題がある。
【０００４】
そこで、本発明は、小型軽量で且つ、レンズを直線移動させても位置精度の良いレンズ駆動装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、前方レンズと、前方レンズを支持する前方レンズ枠と、前方レンズ枠を支持する前方支持体と、前方支持体に取り付けられる前方コイルと、前方支持体に取り付けられる前方バネと、後方レンズと、後方レンズを支持する後方支持体と、後方支持体に取り付けられる後方コイルと、後方支持体に取り付けられる後方バネと、マグネットと、マグネット支持体と、内壁と外壁とを筒状に形成して底壁で連結したヨークとを備え、マグネット支持体はヨークの内壁と外壁との間に設けてこれらの各壁との間に隙間をあけてマグネットを配置しており、マグネットはラジアル方向に磁化してあり、前方コイルは、マグネットとヨーク外壁との間の外側ギャップに周方向に巻回して配置し、後方コイルは、マグネットとヨーク内壁との間の内側ギャップに周方向に巻回して配置し、前方コイルに電流を印加することによって前側レンズに前後方向の駆動力を付与し、前方レンズを前方バネの弾性力と釣合う位置に移動させ、後方コイルに電流を印加することによって後側レンズに前後方向の駆動力を付与し、後方レンズを後方バネの弾性力と釣合う位置に移動させるレンズ駆動装置であって、前方バネ及び後方バネは各々、略半円状の内周側部と外周側部とを有し、内周側部と外周側部は周方向の一端が連結してあり、内周側部の周方向の他端である内端部と外周側部の周方向の他端である外端部とを有する板バネを２つ組合わせて略リング状としてあり、各板バネは組付け前は平坦であり、組付け時に内端部と外端部とで段差を生じる様に伸ばして弾性変形した状態で組付けてあり、前方バネは外端部が前方支持体の前端に固着され内端部がマグネット支持体の前端に固着されており、後方バネは内端部がマグネット支持体の後端に固着され外端部が後方支持体の後端に固着されていることを特徴とする。
【０００６】
この請求項１に記載の発明では、ヨークの内壁と外壁との間にこれらと隙間をあけてラジアル方向に磁化したマグネットを配置し、各隙間に対応する前方コイルと後方コイルをヨークの周方向に巻回してヨーク内に配置しているので、装置の構造を小型なものにすることができる。更に、前方コイル及び後方コイルに印加する電流によって生じる各レンズの前後方向の駆動力と両バネの弾性力とが釣合う位置に移動させているので、それぞれのコイルに流す電流量だけで、移動量を決定することができる。これによって、装置の構造を更に小形なものにすることができる。尚、図５に示す従来技術に比較して、モータ１０１、歯車１０２、送りねじ１０３を用いていないので、装置が小型軽量であり、歯車やねじのがたがないので位置精度が良い。
前方バネ及び後方バネは、伸ばされて組立てられる構造としたので、バネ定数の初期歪を避けることができる。
【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、前方バネを前方コイルへの給電経路としてあり、後方バネを後方コイルへの供電経路としてあることを特徴とする。
【０００８】
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、添付した図面を参照しながら、本発明の実施の形態を説明する。
図１は、本発明に係るレンズ駆動装置を示す断面図であり、図２は図１のレンズ駆動装置の６０度異なる断面を示す断面図であり、図３は図１のレンズ駆動装置の分解斜視図であり、図４は、図１のレンズ駆動装置の動作を示す断面図である。
【００１０】
レンズ駆動装置１は、前方レンズ２と、前方レンズ枠３１と、前方支持体３と、前方コイル４と前方バネ５と、後方レンズ６と、後方支持体７と、後方コイル８と、後方バネ９と、マグネット１０と、マグネット支持体２１と、ヨーク１１とを備えており、前方コイル４はマグネット１０とヨーク１１間の外側ギャップに周方向に巻回して配置し、後方コイル８はマグネット１０とヨーク１１間の内側ギャップに周方向に巻回して配置し、前方コイル４に直流電流を印加することにより、前方レンズ２に前方の駆動力を付与して移動し、後方コイル８に直流電流を印加することにより、後方レンズ６に前方の駆動力を付与して移動する様になっている。尚、本明細書においては、前方及び後方の文言を適宜、使用するが、これはカメラから被写体に向って、相対的に前方及び後方の位置関係を表わすものである。
【００１１】
リング状Ｄ前方支持体３は合成樹脂等の成形品（電気的絶縁体）であり、上部で前方レンズ枠３１を支持し、外周後方に前方コイル４を備え、最前方部分の突起には、前方バネ５の外端部５ａが固着されており、内周部後方部分の９０度毎４個所に突起２２を設けて抜け止めとして作用させていると共に、最後尾には小さな突起であるリブ２３を備えて、マグネット支持体２１の外周部との摺動を行わせている。前方コイル４のリード線は、前方支持体３の外周部分の溝を通って、最前方部分の突起の近傍で前方バネ５の外端部５ａに半田付接続される。前方レンズ枠３１は、内周部分で前方レンズ２を支持している。
【００１２】
同様に、リング状の後方支持体７は、合成樹脂等の成形品（電気的絶縁体）であり、中央部で後方レンズ６を支持し、内周部と腕部７ａの間に後方コイル８を備え、後方部の底面上の突起には後方バネ９の内端部９ｂが固着されている。
【００１３】
リング状のヨーク１１は、軟鉄等の磁性体であり、外壁１１ａと内壁１１ｂ及び底面１１ｃから成る形状を有し、外壁１１ａは内壁１１ｂより壁高が大であり、内壁１１ｂには９０度間隔で４個所の切欠１１ｄを備え、後方支持枠７の腕部７ａは切欠１１ｄを貫通している。
【００１４】
マグネット支持体２１は合成樹脂等の成形品（電気的絶縁体）であり、上下のリングを４本の支柱が支える籠形状とし、４本の支柱の間には、４個のマグネット１０がハメ込まれて支持されている。量産時には一体成形で製作すると好都合である。マグネット１０は、矩形の円弧形状の同一の４片から成り、ラジアル方向に磁化されており、マグネット支持体２１の籠形状は、マグネット１０の反発力に対抗できる構造の堅固さを確保している。
【００１５】
マグネット支持体２１は、底部でヨーク１１の底部１１ｃに勘合固定され、最前方部分の突起には、前方バネ５の内端部５ｂが固着され、本突起の近傍の内周部分に縦溝２１ａを備えている。縦溝２１ａには、金属性の前方端子３２が挿入されており、最前方部分で前方バネ５の内端部５ｂと半田付接続され、前後方部分は、ヨーク１１の底面１１ｃを貫通して前方コイル４への給電端子として作用する。周辺部の外周上端部には突部２１ｃを備えて、前方支持体３の突起２２と突き当たる抜け止めとして作用し、また、突起２１ｃの側面部は、前方バネ５に対して径方向の衝撃から掛る変位を機械的に抑える構造となっている。周辺部の内周部（４個所）には、細長のリブを設け、後方支持体７の外周部との摺動を容易にしている。
【００１６】
後方コイル８のリード線は、腕部７ａの側面に沿って切欠１１ｄを貫通して、後方バネ９の内端部９ｂに半田付接続される。後方バネ９の外端部９ａは、マグネット支持体２１の最後方底部の突起に固着され、バネ押さえと共に給電端子として作用する。
【００１７】
前方コイル４は、マグネット１０と外壁１１ａから成る外側ギャップ間に配置されており、同様に後方コイル８は、マグネット１０と内壁１１ｂから成る内側ギャップ間に配置されており、マグネット１０から外壁１１ａ、底面１１ｃ、内壁１１ｂを経由してマグネット１０に戻る磁路を形成している。
【００１８】
前方バネ５及び後方バネ９は、リン青銅等金属性の板バネであり、バネ性を持つと共に、前方コイル４及び後方コイル８への給電経路としても作用している。前方バネ５の外端部５ａは前方支持体３の突起にハメ込まれてバネ押さえ５ａａで押さえて固着（熱カシメ）され、内端部５ｂはマグネット支持体２１の突起にハメ込まれてバネ押さえ５ｂｂで押さえて固着される。前方支持体３をヨーク１１に挿入する時点で、前方支持体３のフランジ部３ａがヨーク１１の外壁１１ａの上面部に突き当たることによって、外端部５ａと内端部５ｂ間に段差が生じ、前方バネ５は伸ばされて組立てられる。バネ押さえ５ｂｂは、内周方向に突出した形状とされ、後方支持体７に対する抜け止めの役割をも担っている。
前方バネ５及び後方バネ９は各々、略半円状の内周側部と外周側部とを有し、内周側部と外周側部は周方向の一端が連結してあり、内周側部の周方向の他端である内端部と外周側部の周方向の他端である外端部とを有する板バネを２つ組合わせて略リング状としてある。
【００１９】
後方バネ９の外端部９ａは、マグネット支持体２１の突起にハメ込まれてバネ押さえ９ａａで押さえて固着され、内端部９ｂは後方支持体７の突起にハメ込まれてバネ押さえ９ｂｂで押さえて固着される。後方支持体７をヨーク１１に挿入する時点で、後方支持体７の突起部７ｂ（４個所）がヨーク１１の底面１１ｃに突き当たることによって、外端部９ａと内端部９ｂ間に段差が生じ、後方バネ９も伸ばされて組立てられている。この様に、前方バネ５及び後方バネ９は、最後方に納められた状態でも伸ばされて組立てられているので、板バネに固有のバネ定数の初期歪を避けることができる。
【００２０】
次に、上述した構成に基づき、本実施の形態の作用を説明する。レンズ駆動装置１を組立てるには、先ず最初に、前方コイル４を前方支持体３に組込み、後方レンズ６と後方コイル８を後方支持体７に組込んで、それぞれを固着する。前方コイル４のリード線は、予め前方支持体３の２箇所の外周凹部内に沿わせて固着し、引出しておく。また、マグネット１０をマグネット支持体２１に組込んでおく。
【００２１】
次に、後方支持体７をマグネット支持体２１に組込み、後方バネ９及びバネ押さえ９ａａ，９ｂｂを取付け、続いて前方支持体３と前方端子３２をマグネット支持体２１に組込み、前方バネ５及びバネ押さえ５ａａ，５ｂｂを取り付ける。後方コイル８のリード線及び前方コイル４のリード線はそれぞれ内端部９ｂ、外端部５ａに半田付接続し、前方端子３２も半田付接続する。
【００２２】
引続き、ヨーク１１をマグネット支持体２１に組込み、底面１１ｃ部分で固定（圧入）する。前方レンズ２は予め、前方レンズ枠３１に組込んでおき、前方レンズ枠３１をマグネット支持体２１の最前方部分に固着する。
【００２３】
上述した組立結線によって、ヨーク１１の底面１１ｃの貫通孔部分に、前方コイル４への２個の外部入力が２個の前方端子３２として得られ、後方コイル８への２個の外部入力は、後方バネ９の２個の外端部９ａとして得られる。
【００２４】
図４は、前方コイル４及び、後方コイル８に直流電流を印加して、レンズ駆動装置１をズーム状態に作動させた時の断面図を示している。
【００２５】
前方コイル４に電流が印加されると、前方レンズ２に前方（図４では、上方）への電磁力が働くが、前方バネ５の弾性力は変位に比例して後方（図４では、下方）へ働く。従って、前方レンズ２の位置即ち前方への移動距離は、電磁力と弾性力が釣合った点となる。
【００２６】
これによって、前方コイル４に印加する電流量によって、前方レンズ２の移動量を決定することができる。同様に、後方コイル８に印加する電流量によって、後方レンズ６の移動量を決定することができる。
【００２７】
即ち、前方コイル４及び後方コイル８に印加するそれぞれの電流量によって、前方レンズ２及び後方レンズ６それぞれの移動量を決定することができるので、後方レンズ６の更に後方（図４では、下方）のカメラ内部に位置する固定レンズの作用と共に、ＣＣＤなどによる像平面上に、被写体像をズームしてフォーカスさせることができる。
【００２８】
後方支持体７は、内周部と腕部７ａの間に後方コイル８を備え、後方コイル８の２本のリード線は、腕部７ａの側面に沿って切欠１１ｄを貫通して２個の後方バネ９の内端部９ｂｂに接続する構造としたので、後方支持体７をマグネットの内側に配置することができ、小形な構造を実現している。
【００２９】
前方支持体３は、突起２２の最後尾部分で、９０度間隔４個所で極く小さな突起であるリブ２３を備えてマグネット支持体２１の外周部と摺動する。４個のリブ２３は対抗配置となるので精度良く成形でき且つ、摺動面積が小さいので、前方レンズ２のスムーズでブレの少ない移動を実現している。
【００３０】
マグネット支持体２１は、外周上端部に突部２１ｃを備え、前方支持枠３の突起２２と突き当たる抜け止めとして作用し、前方支持体３の脱落を防止すると共に、突起２１ｃの側面部は、前方バネ５に対して径方向の衝撃から掛る変位を機械的に抑える構造となっている。
【００３１】
また、マグネット支持体２１は、上下のリングを４本の支柱が支える籠形状としたので、マグネット１０の反発力に対して堅固な構造を実現している。
【００３２】
更に、前方バネ５及び後方バネ９は、最後方に納められた状態でも伸ばされて組立てられる様にしたので、バネ定数の初期歪を避けることができる。
【００３３】
【発明の効果】
請求項１に記載の発明では、後方レンズをマグネットの内側に配置することができ且つ、印加する電流量を制御することによって、前方レンズ及び後方レンズ、それぞれの移動量を制御できるので、装置の構造を小形で廉価なものにすることができると共に、強度を向上することができる。
【００３４】
請求項２に記載の発明では、請求項１に記載の発明と同様な効果を奏すると共に、バネ定数の歪を抑制して前方レンズ及び後方レンズの位置の精度を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るレンズ駆動装置を示す断面図である。
【図２】図１のレンズ駆動装置の６０度異なる断面を示す断面図である。
【図３】図１のレンズ駆動装置の分解斜視図である。
【図４】図１のレンズ駆動装置の動作を示す断面図である。
【図５】従来に係るレンズ駆動装置を示す斜視図である。
【符号の説明】
１      レンズ駆動装置
２      前方レンズ
３      前方支持体
４      前方コイル
５      前方バネ
６      後方レンズ
７      後方支持体
８      後方コイル
９      後方バネ
１０    マグネット
１１    ヨーク
２１    マグネット支持体
３１    前方レンズ枠
【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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