(57)【要約】 【課題】  インパクト駆動方式における光学レンズの移動量を安定化し、高精度で信頼性に優れたレンズモジュールを提供すること。【解決手段】  磁石の他端には圧電セラミック素子を形成し、該圧電セラミック素子の振動を駆動力として、光学レンズ１０を備えたレンズホルダー４１の一部に前記磁石２１に対して吸着する移動体３５が形成された被駆動体を、前記移動体３５と磁石２１の一端を吸着させながら、光学レンズ１０の光軸方向に沿って移動させるもので、被駆動体の重量ｍ（単位：ｇ）は、磁石２１と移動体３５との摺動部における動摩擦力Ｆ（単位：ｍＮ）に対して０．０３５Ｆ以下とし、前記磁石が前記移動体を吸引する力をＰ（単位：ｍＮ）とし、前記移動体が駆動範囲の端に位置する際の、前記被駆動体の重心と摺動部を結んだうちの最大距離をＬとして、磁石２１の摺動方向の長さを２ＬＦ／Ｐ以上に構成する。【選択図】  図１
2009168920.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
静止部材に一端側が固定された電気機械変換素子と該電気機械変換素子の他端に固定された磁石とからなる駆動体と、レンズホルダーと該レンズホルダーに支持された光学レンズと該レンズホルダーの一部に前記磁石に対して吸着可能な材質で形成された移動体から成る被駆動体とによって構成され、前記電気機械変換素子で発生する振動により前記磁石を振動させ、該磁石の振動を駆動力として前記移動体を摺動駆動することにより前記レンズホルダーを前記光学レンズの光軸方向に沿って移動させる機能を有するレンズモジュールであって、前記磁石が前記移動体を吸引する力をＰとし、前記移動体を光軸方向に沿って移動させる際に前記磁石との間に働く動摩擦力をＦとし、前記移動体が駆動範囲の端に位置する際の、前記被駆動部材の重心と摺動部を結んだうちの最大距離をＬとした場合に、前記磁石の摺動方向の長さが２ＬＦ／Ｐ以上であることを特徴とするレンズモジュール。
【請求項２】
前記磁石と前記移動体の摺動部における動摩擦力をＦ（ｍＮ）とするとき、前記被駆動部材の重量が０．０３５Ｆ（ｇ）以下であることを特徴とする請求項１に記載のレンズモジュール。
【請求項３】
前記磁石の表面または前記移動体の前記磁石に吸着し摺動する部分の表面の少なくとも一方に潤滑剤もしくは潤滑性を高める薄膜がコーティングされていることを特徴とする請求項１、または請求項２に記載のレンズモジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、所定の方向に移動する光学レンズを備えるレンズモジュールであって、特に、デジタルビデオカメラ、デジタルカメラあるいは携帯電話のカメラに用いて好適なレンズモジュールに関し、さらに詳しくは、オートフォーカスやズーム機構を有する光学機器に好適なレンズモジュールに関する。                                              
【背景技術】
【０００２】
カメラにオートフォーカスやズーム機能を持たせるためには、光軸に沿って光学レンズを微小に移動させる機構が必要であり、従来から電磁式のモーターを用いた方法が知られている。近年、デジタルカメラやカメラ付き携帯電話にみられるように、機器の小型化が急速に進み、それに伴って電磁式のモーターによる方法の代わりに、圧電素子に代表される電気機械変換素子によるレンズ移動の方法が提案されている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、電気機械変換素子に結合され、これと共に変位する駆動部材に被駆動部材を摩擦結合して成る駆動機構を備えた駆動装置であって、駆動部材と被駆動部材とを摩擦係合するための押圧力を付与する手段として、磁石を用いたものが示されている。
【０００４】
【特許文献１】特開平７−２７４５４６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ただし、特許文献１に示されるような電気機械変換素子による光学レンズの移動方法を用いた従来技術の場合、小型で安定な駆動を実現するためには構造上の問題がある。例えば、特許文献１に開示されている方法では、光学レンズを移動させる移動軸が他の部材と実質的に摩擦係合している箇所が多いため、摩擦係合部分の摩擦力を制御するのが煩雑となることにより、光学レンズを安定駆動することが困難である。
【０００６】
これらを解決し、小型で安定な駆動を可能とする方法としては、例えば図２に示すような本出願人の発明によるレンズモジュールの構造が考えられる。図２はレンズモジュールの基本構成を示す概略図で、図２（ａ）は上面方向からの外観平面図、図２（ｂ）は図２（ａ）のＢ−Ｂ線方向における側面断面図である。ハウジング５１に一端側が固定された圧電セラミック素子１１と圧電セラミック素子１１の他端側に固定された磁石２１から成る駆動体と、磁石２１に対して吸着可能な材質から成るリング状の移動体３１と、移動体３１を一体として支持するレンズホルダー４１と、レンズホルダー４１に支持または一体化された光学レンズ１０とを備えて成り、圧電セラミック素子１１で発生する振動により磁石２１を振動させ、その振動を駆動力として移動体３１を駆動することによりレンズホルダー４１を光軸方向に沿って移動させる機能のレンズ駆動機構を有している。レンズホルダー４１は、チルトあるいは回転防止のために、ガイドピン６１に移動可能に支持されている。
【０００７】
このレンズモジュールのレンズ移動機構は、伸長時と縮小時とで異なる速度で伸縮をする電圧を圧電セラミック素子１１に印加して、伸縮時間の差による摩擦と滑りを利用したインパクト駆動方式である。すなわち、駆動体をゆっくりと伸ばし、その後、急速に縮めるようなノコギリ波形の連続パルスで駆動し、前半では摩擦力によって移動体３１が磁石２１とともに変位し、後半では慣性力が摩擦力を超えて滑りが起こり移動体３１が変位しないようにすることで、移動体３１に係合されたレンズホルダー４１および光学レンズ１０を光軸方向に移動させる。駆動体の磁石２１と移動体３１とは物理的に接触しているが、滑りが発生している時間には、摺動面の凹凸やガイド部分での接触によってチルトおよび回転運動が発生しやすくなる。
【０００８】
特許文献１に開示されている技術においても、光学レンズの駆動に関してはインパクト駆動方式が採用されている。インパクト駆動方式では、上述のように摩擦力と慣性力の関係が重要であるが、特許文献１には摩擦係合部の摩擦力と光学レンズを含む移動部材の重量との関係については、特に開示がなされていない。
【０００９】
図２のレンズモジュールは、特許文献１等の公知の従来技術と比較して、レンズモジュールでの光学レンズの移動速度を安定化できるレンズ駆動機構を備えており、レンズホルダー４１は回転防止等のためのガイドピン６１に支持されているが、チルトおよび回転によって移動量のバラツキを生じる可能性がある。
【００１０】
以上のように、本出願人による発明であり、現時点では未公開の発明である図２のようなレンズモジュールにおいても、更なる改良が求められる。本発明は、上記の課題を解決すべくなされたものであり、小型化可能で、微小駆動の繰り返しにおける光学レンズの移動量を安定化した、信頼性に優れたレンズモジュールを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するために、インパクト駆動方式では、摩擦力と慣性力の関係が重要であると考えられることから、レンズモジュールの構造を検討することにより、摩擦力と光学レンズを含む移動部材の重量との関係について明らかにして、本発明に至ったものである。
【００１２】
本発明のレンズモジュールは、静止部材に一端側が固定された電気機械変換素子と該電気機械変換素子の他端に固定された磁石とからなる駆動体と、レンズホルダーと該レンズホルダーに支持された光学レンズと該レンズホルダーの一部に前記磁石に対して吸着可能な材質で形成された移動体から成る被駆動体とによって構成され、前記電気機械変換素子で発生する振動により前記磁石を振動させ、該磁石の振動を駆動力として前記移動体を摺動駆動することにより前記レンズホルダーを前記光学レンズの光軸方向に沿って移動させる機能を有するレンズモジュールであって、前記磁石が前記移動体を吸引する力をＰ（単位：ｍＮ）とし、前記移動体を光軸方向に沿って移動させる際に前記磁石との間に働く動摩擦力をＦ（単位：ｍＮ）とし、前記移動体が駆動範囲の端に位置する際の、前記被駆動部材の重心と摺動部を結んだうちの最大距離をＬ（単位：ｍｍ）とした場合に、前記磁石の摺動方向の長さ（単位：ｍｍ）が２ＬＦ／Ｐ以上であることを特徴とする。
【００１３】
また、本発明では、前記磁石と前記移動体の摺動部における動摩擦力をＦ（単位：ｍＮ）とするとき、前記被駆動部材の重量ｍ（単位：ｇ）が０．０３５Ｆ以下であることが望ましい。この被駆動部材の重量ｍの規定は、被駆動部材の重量ｍが前記範囲を外れる場合には、摩擦力と慣性力の関係がインパクト駆動をするにあたって不適切となり、レンズを望ましい速度で移動させることができなくなると考えられるためである。
【００１４】
さらに、本発明では、前記磁石の表面または前記移動体の前記磁石に吸着し摺動する部分の表面の少なくとも一方に潤滑剤もしくは潤滑性を高める薄膜がコーティングされていることが望ましい。
【発明の効果】
【００１５】
以上のように、本発明においては、電気機械変換素子に接着された磁石と、磁石に吸着可能な材質からなる移動体とを磁石の発生する磁力によって吸着係合しており、前記磁石が前記移動体を吸引する力をＰ（単位：ｍＮ）とし、前記移動体を光軸方向に沿って移動させる際に前記磁石との間に働く動摩擦力をＦ（単位：ｍＮ）とし、前記移動体が駆動範囲の端に位置する際の、前記被駆動部材の重心と摺動部を結んだうちの最大距離をＬ（単位：ｍｍ）とした場合に、前記磁石の摺動方向の長さ（単位：ｍｍ）を２ＬＦ／Ｐ以上にすることで、安定したレンズ移動量を得ることができる。
【００１６】
加えて、磁石と移動体との摺動部における動摩擦力をＦ（単位：ｍＮ）とするとき、被駆動部材の重量ｍ（単位：ｇ）を０．０３５Ｆ以下とすることで、インパクト駆動をするにあたって摩擦力と慣性力の関係が適切となり、オートフォーカスやズーム機能のために望ましい、光学レンズを１ｍｍ／ｓｅｃ以上の速度で移動させることが可能である。
【００１７】
さらに、磁石の表面または移動体の摺動部分の表面の少なくとも一方に潤滑剤もしくは潤滑性を高める薄膜、例えばＤＬＣ（ダイヤモンドライクカーボン）膜をコーティングすることで、摩擦抵抗力を低減し、光学レンズを駆動する上で、安定して大きな移動量を得ることができる。
【００１８】
以上のように、本発明により、小型化可能で、微小駆動の繰り返しにおける光学レンズの移動量を安定化した高精度で、高機能の信頼性に優れたレンズモジュールが得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００２０】
図１は本発明によるレンズモジュールの第１の実施の形態の基本構成を示す概略図であり、図１（ａ）は上面方向からの外観平面図、図１（ｂ）は図１（ａ）のＡ−Ａ線方向における側面断面図である。図１においても、図２のレンズモジュールと同様に、静止部材であるハウジング５１に一端側が固定された電気機械変換素子である圧電セラミック素子１１と圧電セラミック素子１１の他端に固定された磁石２１とからなる駆動体と、レンズホルダー４１と、レンズホルダー４１に支持された光学レンズ１０とを備えて成り、レンズホルダー４１の一部に磁石２１に対して吸着可能な材質から成る移動体３５が形成されている。
【００２１】
但し、本実施の形態では、磁石２１の摺動方向の長さを次のように設定する。即ち、磁石２１が移動体３５を吸引する力をＰ（単位：ｍＮ）とし、移動体３５を光軸方向に沿って移動させる際に、移動体３５と磁石２１との間に働く動摩擦力をＦ（単位：ｍＮ）とする。また、移動体が駆動範囲内にある状態で、移動体３５を含むレンズホルダー４１と光学レンズ１０からなる被駆動部材の重心と、磁石２１と移動体３５の摺動部を結んだうちの最大距離をＬ（単位：ｍｍ）とする。これらの値から、磁石２１の長さ（単位：ｍｍ）を２ＬＦ／Ｐ以上に設定する。
【００２２】
このような構造として、圧電セラミック素子１１に伸長時と縮小時とでは異なる速度で伸縮する様な電圧を印加して、磁石２１を光学レンズ１０の光軸と平行に振動させ、移動体３５を伸縮方向へ移動させることで、レンズホルダー４１を光軸方向に移動させる。この際に本願では、磁石２１の摺動方向の長さを２ＬＦ／Ｐ以上の長さとしていることにより、移動量のばらつきを低減することができる。従って、高精度のレンズモジュールを構成できる。
【００２３】
また、移動体３５を含むレンズホルダー４１とレンズホルダー４１に支持された光学レンズ１０とから成る被駆動部材の重量ｍ（単位：ｇ）は０．０３５Ｆ以下と軽くすることが望ましく、レンズホルダー４１を高速に移動させることができる。
【００２４】
また移動体３５の摺動部分には摺動機能を高めるため、潤滑性の良い薄膜部３６が形成されている。薄膜部３６としては、４フッ化エチレン粉を含有した無電解ＮｉメッキやＤＬＣ（ダイヤモンドライクカーボン）膜が好ましい。また、移動体３５の替わりに磁石２１の摺動部分に薄膜部を形成しても同様な効果が得られる。もちろん、移動体３５と磁石２１の摺動部分の表面、両方に摩擦係数の小さい薄膜が形成されていても良い。また、摺動機能を高めるための潤滑性の良い薄膜部を設けると共に、もしくは設ける替わりに、磁石２１と移動体３５の摺動部分に潤滑剤を用いることも効果がある。
【００２５】
なお、図１に示す第１の実施の形態では、移動体３５の摺動部分の表面形状は曲線（円筒面）であり、磁石２１との摺動は線接触で行われているが、移動体３５の摺動部分の表面形状は平面であっても良く、磁石２１の摺動部との接触状態は面接触であっても良い。
【００２６】
図３は本発明によるレンズモジュールの第２の実施の形態の基本構成を示す概略図で、図３（ａ）は上面方向からの外観平面図、図３（ｂ）は正面図（ハウジングの正面部の壁を省略）である。本発明の第２の実施の形態のレンズモジュールは、静止部材であるハウジング５１に一端側が固定された電気機械変換素子である圧電セラミック素子１１と圧電セラミック素子１１の他端に固定された磁石２１とからなる駆動体と、レンズホルダー４１と、レンズホルダー４１に支持または一体化された光学レンズ１０とを備えて成り、レンズホルダー４１の一部に磁石２１に対して吸着可能な材質から成る移動体３１’が形成されている。
【００２７】
ただし、第２の実施の形態でも磁石２１の摺動方向の長さ（単位：ｍｍ）は２ＬＦ／Ｐ以上に設定する。Ｌ、Ｆ、Ｐは第１の実施の形態と同じである。即ち、磁石２１が移動体３１’を吸引する力をＰ（単位：ｍＮ）とし、移動体３１’を光軸方向に沿って移動させる際に、移動体３１’と磁石２１との間に働く動摩擦力をＦ（単位：ｍＮ）とする。また、移動体が駆動範囲内にある状態で、移動体３１’を含むレンズホルダー４１と光学レンズ１０からなる被駆動部材の重心と、磁石２１と移動体３１’の摺動部を結んだうちの最大距離をＬ（単位：ｍｍ）とする。
【００２８】
この第２の実施の形態のレンズモジュールにおいても、圧電セラミック素子１１で発生する振動により磁石２１を振動させ、磁石２１の振動を駆動力として移動体３１’を摺動駆動することによりレンズホルダー４１を光学レンズ１０の光軸方向に沿って移動させる機能を有しており、移動量のばらつきを低減することができる。従って、高精度のレンズモジュールを構成できる。
【００２９】
また、移動体３１’を含むレンズホルダー４１とレンズホルダー４１に支持された光学レンズ１０とから成る被駆動部材の重量ｍ（単位：ｇ）は０．０３５Ｆ以下と軽いほうが望ましく、レンズホルダー４１を高速に移動させることができる。
【００３０】
さらに、移動体３１’及び磁石２１の摺動部分の表面に潤滑性の良い薄膜部３６’を設けること、潤滑剤を用いることが望ましい。
【００３１】
第２の実施の形態では、図３に示した通り、磁石２１は略円柱状をしている。この磁石２１に移動体３１’が吸着される。この時移動体３１’は磁石２１の円周上の２カ所で線接触していて、磁石２１の円周上を高さ方向に移動できるようになっている。なお、第２の実施の形態では、磁石２１の形状は、図３のように移動体３１’と線接触させるために円柱形状としているので、同様に線接触するのであれば、厳密な円柱形状でなくともかまわない。さらに、摺動する際の摩擦が移動に支障をきたすほど過剰にならなければ問題がないため、磁石２１と移動体３１’の接触状態は線接触の他に面接触していても良い。
【００３２】
以上のように、図１に示すような第１の実施の形態では、移動体３５の摺動部分の表面形状が凸面となっているが、図３に示す第２の実施の形態のように、磁石２１を円柱形状とし、移動体３１’をＬ型形状とし、移動体３１’の摺動部分の表面形状が凹面とするなど、磁石２１と移動体３５の形状が異なっていても良く、本願の構成を採用することにより、移動量のばらつきを低減することができ、高精度のレンズモジュールを提供できる。
【実施例】
【００３３】
（実施例１）
次に、図１に示した第１の実施の形態のレンズモジュールの実施例について説明する。圧電セラミック素子１１として、断面が１．０ｍｍ×１．０ｍｍ、高さ２．０ｍｍの圧電積層セラミック素子を準備した。この圧電積層セラミック素子は、±３Ｖの電圧印加に対して、大略０．１μｍの変位を発生する。この圧電セラミック素子の一端に、磁石の摺動方向の長さを変えたネオジウム系磁石を磁石２１として熱硬化性エポキシ樹脂で接着し駆動体を構成した。このネオジウム系の磁石２１の寸法は１．２ｍｍ×１．５ｍｍ、高さ１．０〜１．４ｍｍである。さらに、ポリカーボネートを材質とするハウジング５１を作製し、図１に示した位置にエポキシ樹脂で上記駆動体を接着した。
【００３４】
一方、移動体３５は、ステンレス鋼ＳＵＳ４３０を材質として外径８．５ｍｍ、内径７．５ｍｍ、高さ２．０ｍｍの形状で作製し、ポリカーボネートを材質とするレンズホルダー４１にエポキシ樹脂で接着した。なお、上記ステンレス鋼ＳＵＳ４３０製移動体の摺動部の表面には、ＤＬＣ薄膜が約２μｍの厚さでコーティングされている。
【００３５】
このレンズモジュールの圧電セラミック素子１１に、所定数の交流パルスを所定の時間間隔で印加し、レンズホルダー４１を光軸方向に一定量ずつ段階的に移動させた場合について、レンズ移動量の安定性を評価した。なお、印加した交流パルスは、電圧±３Ｖのノコギリ波形であり、所定の時間間隔で入力した回数は２０回である。また、レンズホルダー４１の段階的な移動において、１回あたりの移動量は１２μｍを目標とした。
【００３６】
なお、本構成の磁石の寸法範囲では、磁石２１が移動体３５、３１を吸引する力Ｐと、磁石２１と移動体３５、３１との摺動において働く動摩擦力Ｆとの比（Ｆ／Ｐ）は、いずれも０．１５であり、前記移動体が駆動範囲の端に位置する際の、上記被駆動体の重心と摺動部を結んだうちの最大距離Ｌは４．３７ｍｍであるから、２ＬＦ／Ｐ＝１．３１である。従って、磁石２１の高さが１．３１ｍｍ以上の場合が実施例であり、磁石２１の高さが１．３１ｍｍ未満の場合には本発明範囲外の比較例である。
【００３７】
表１は、作製した２つのレンズモジュールについて、安定性評価試験の結果をまとめたものであり、上記の駆動条件でのレンズ移動量の標準偏差を示す。横向きとは、レンズの駆動（光軸）方向が重力の方向に対して直交するようにレンズモジュールを配置した場合であり、上向きとは無限遠からマクロ側へのレンズ駆動が重力に逆らうようにレンズモジュールを配置した場合（図１（ｂ）の向き）、下向きとは無限遠からマクロ側へ焦点を移動する際のレンズ駆動方向が重力方向と同じになるようにレンズモジュールを配置した場合（図１（ｂ）を反転した向き）を示す。
【００３８】
【表１】
2009168920.tif 000003
【００３９】
表１から、発明範囲外の例では全てのモジュール配置において、レンズ移動量の標準偏差が２μｍ以上であったものが、本発明の実施例では１．５μｍ以下と飛躍的に向上する結果が得られた。すなわち、磁石の長さが短い場合はレンズが回転運動しやすい構造であると考えられ、磁石の摺動方向の長さを２ＬＦ／Ｐ以上と長くすることで、光学レンズを安定して移動させることができたと言える。
【００４０】
（実施例２）
続いて、図３に示した第２の実施の形態のレンズモジュールで、薄膜コーティングの例について説明する。圧電セラミック素子１１として、断面が１．０ｍｍ×１．０ｍｍ、高さ２．０ｍｍの圧電積層セラミック素子を準備した。この圧電積層セラミック素子は、±３Ｖの電圧印加に対して、大略０．１μｍの変位を発生する。この圧電セラミック素子の一端に、直径１．５ｍｍ、高さ１．６ｍｍのネオジム系磁石を磁石２１として熱硬化性エポキシ樹脂で接着し駆動体を構成した。さらに、ポリカーボネートを材質とするハウジング５１を作製し、図３に示した位置にエポキシ樹脂で上記駆動体を接着した。
【００４１】
一方、移動体３１’は、ステンレス鋼ＳＵＳ４３０を材質として、断面が１辺を３．５ｍｍ、２辺の成す角度を９０°とするＶ字形状で、厚み０．２ｍｍ、高さ２．０ｍｍで作製し、ポリカーボネートを材質とするレンズホルダー４１にエポキシ樹脂で接着した。なお、上記ステンレス鋼ＳＵＳ４３０製移動体の摺動部の表面には、ＤＬＣ薄膜が約４μｍの厚さでコーティングされている。加えて、潤滑性を高める薄膜を摺動部に形成しない場合との比較のために、ＤＬＣ薄膜をコーティングしない移動体３１’についてもあわせて作製し、比較例とした。
【００４２】
これらのレンズモジュールについて、圧電セラミック素子１１に交流パルスを印加して、レンズホルダー４１を無限遠からマクロ側へ移動させた後、逆向きの交流パルスを印加して、マクロ側から無限遠側へ移動させる駆動、すなわち、所定ストロークにおける往復駆動を実施した。なお、ストロークは３５０μｍとした。
【００４３】
表２は、移動体３１’の摺動部の表面にＤＬＣ薄膜を形成したレンズモジュールと形成していないレンズモジュールについての往復駆動の結果である。
【００４４】
【表２】
2009168920.tif 000004
【００４５】
表２から、ＤＬＣ薄膜を形成した実施例においては１０００回以上安定して駆動できたのに対して、ＤＬＣ薄膜を形成しない比較例では約６００回駆動後に光学レンズの移動量が減少してしまった。すなわち、比較例では摺動初期において摩耗期への遷移が始まっているが、実施例においては潤滑性を高める薄膜によって光学レンズを安定して移動させることができたと言える。
【００４６】
（実施例３）
図３に示した第２の実施の形態のレンズモジュールの実施例について説明する。実施例２と同様に、圧電セラミック素子１１として、断面が１．０ｍｍ×１．０ｍｍ、高さ２．０ｍｍの圧電積層セラミック素子を準備した。この圧電積層セラミック素子は、±３Ｖの電圧印加に対して、大略０．１μｍの変位を発生する。圧電セラミック素子の一端に、直径１．５ｍｍ、高さ１．２、１．４、１．６ｍｍの３種類のネオジム系磁石を磁石２１として、熱硬化性エポキシ樹脂で接着し、３種類の駆動体を構成した。さらに、ポリカーボネートを材質とするハウジング５１を作製し、図３に示した位置にエポキシ樹脂で上記駆動体を接着した。なお、磁石２１の高さを変えることで、磁石と移動体との摺動における摩擦力を調整している。
【００４７】
一方、移動体３１’は、ステンレス鋼ＳＵＳ４３０を材質として、断面が１辺を３．５ｍｍ、２辺の成す角度を９０°とするＶ字形状で、厚み０．２ｍｍ、高さ２．０ｍｍで作製し、ポリカーボネートを材質とするレンズホルダー４１にエポキシ樹脂で接着した。なお、上記ステンレス鋼ＳＵＳ４３０製移動体の摺動部の表面には、ＤＬＣ薄膜が約４μｍの厚さでコーティングされている。
【００４８】
これらのレンズモジュールについて、圧電セラミック素子１１に、所定数の交流パルスを所定の時間間隔で印加し、レンズホルダー４１を光軸方向に段階的に移動させ、レンズ移動量と電圧印加時間からレンズの移動速度を算出した。なお、印加した交流パルスは、電圧±３Ｖのノコギリ波形である。
【００４９】
図４は、磁石２１の高さを変えて磁石と移動体との摺動部における摩擦力を調整したモジュールについて、負荷特性を評価した結果である。なお、各磁石と移動体の摺動部における動摩擦力Ｆは５０，７０，９０ｍＮであり、負荷特性は所定重量の部材をレンズホルダー４１に追加した際の速度変化から評価した。また、負荷については、前記動摩擦力に対する負荷の総重量ｍ（これを負荷率とする）を基準単位としている。前記総重量とは、レンズホルダー４１と光学レンズ１０と移動体３１’からなる被駆動部材と前記所定重量の部材とをあわせた重量ｍのことであり、負荷率ＳはＳ＝ｍ／Ｆ（単位：ｇ／ｍＮ）で表される。
【００５０】
図４から、磁石と移動体の摺動部における動摩擦力Ｆがいずれの場合でも、負荷率Ｓが増加するのに従って、速度が減少していることがわかる。前述のとおり、オートフォーカスやズーム機能のためには、光学レンズの移動速度は１ｍｍ／ｓｅｃ以上が望ましい。これらの結果から、負荷率Ｓが０．０３５以下の場合は１ｍｍ／ｓｅｃ以上の速度で移動させることができるので、レンズホルダー４１とレンズホルダーに支持された光学レンズ１０と移動体３１’から成る被駆動部材の総重量ｍを０．０３５Ｆ（単位：ｇ）以下と設定することが望ましいことが分かる。
【００５１】
また、負荷率Ｓが同じ場合には、動摩擦力Ｆが小さい方が大きな移動速度が得られることがわかる。この結果は、潤滑性を高める薄膜には大きなレンズ移動量を得る効果があることも示唆している。
【００５２】
以上説明したように、本発明によれば、磁石の摺動方向の長さを２ＬＴ／Ｐ以上とすることで、被駆動部材の回転運動を抑制することができるため、レンズの移動量バラツキが低減され、安定な駆動が可能になる。また、移動体の摺動部の表面に潤滑性を高める薄膜をコーティングすることで、摺動接触面の摩擦係数を小さくすることができ、大きな移動量を安定に得ることができる。さらに、光学レンズ、レンズホルダー、移動体からなる被駆動部材の重量ｍを０．０３５Ｆ以下とすることで、摩擦と滑りを利用して光学レンズを１ｍｍ／ｓｅｃ以上の速度で移動させることが可能になる。
【００５３】
以上述べたことから、本発明では、レンズ駆動における安定性が向上し、高機能で信頼性に優れた小型のレンズモジュールを得ることができる。
【００５４】
なお、本発明は上記の実施の形態や実施例に限定されるものではないことは言うまでもなく、磁石と移動体との摺動面における動摩擦力を、被駆動部材の重量に応じて変更することができる。また、コーティングする薄膜の材質や厚さ、摺動面の形状、寸法などは他の部分の形状や質量に対応させて、必要とする動摩擦力が得られるように変更可能である。さらに、レンズモジュールの用途に応じて、圧電素子や磁石の構造や形状、材質、移動体やレンズホルダー、ハウジングの材質、形状などを選択、設計することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明によるレンズモジュールの第１の実施の形態の基本構成を示す概略図、図１（ａ）は上面方向からの外観平面図、図１（ｂ）は図１（ａ）のＡ−Ａ線方向における側面断面図。
【図２】レンズモジュールの基本構成を示す概略図、図２（ａ）は上面方向からの外観平面図、図２（ｂ）は図２（ａ）のＢ−Ｂ線方向における側面断面図。
【図３】本発明によるレンズモジュールの第２の実施の形態の基本構成を示す概略図、図３（ａ）は上面方向からの外観平面図、図３（ｂ）は正面図（ハウジングの正面部の壁を省略）。
【図４】本発明（図３）のレンズモジュールの負荷特性を示し、縦軸はレンズ移動速度、横軸は負荷率。
【符号の説明】
【００５６】
１０    光学レンズ
１１    圧電セラミック素子
２１    磁石
３１、３５、３１’    移動体
３６、３６’    薄膜部
４１    レンズホルダー
５１    ハウジング
６１    ガイドピン
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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