(57)【要約】【課題】本発明の課題は、装置の小型化を図ることができるレンズ駆動装置、このレンズ駆動装置を搭載したカメラ及びカメラ付き携帯電話を提供することである。【解決手段】本発明に係るレンズ駆動装置１において、各レンズホルダ３、５は、駆動軸２１、２７と摩擦接触する一方及び他方の摩擦部材２９、３３と、一方の摩擦部材２９を駆動軸２１、２７の側面に向けて付勢する板ばね（板状の付勢部材）４３とを備え、一方の摩擦部材２９は各レンズホルダ３、５の外側面（側面）３７よりも外方に突出しており、板ばね４３は、各レンズホルダ３、５の外側面３７に沿って装着されており、一方の摩擦部材２９と圧接していることを特徴とする。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
振動部材と、振動部材に基端を固定した駆動軸とを備え、振動部材の振動により駆動軸が軸線方向に振動することにより、駆動軸に摩擦接触したレンズホルダが直線移動するレンズ駆動装置において、レンズホルダは、駆動軸と摩擦接触する摩擦部材と、摩擦部材を駆動軸の側面に向けて付勢する板状の付勢部材とを備え、摩擦部材はレンズホルダの側面よりも外方に突出しており、付勢部材は、レンズホルダの側面に沿って装着されており、摩擦部材と圧接していることを特徴とするレンズ駆動装置。
【請求項２】
レンズホルダは、付勢部材を係止する係止部と、付勢部材の係止を解除する係止解除部とを側部に備え、付勢部材を係止解除部と係止部との間をスライドさせてレンズホルダに着脱自在な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】
レンズホルダの位置を検知する位置検知センサを備え、位置検知センサはレンズホルダの側部に且つ駆動軸に対向するように固定されており、付勢部材は、摩擦部材を付勢する先端部が駆動軸側に位置し且つ基端部が位置検知センサ側に位置していることを特徴とする請求項１又は２に記載のレンズ駆動装置。
【請求項４】
駆動軸に摩擦接触するレンズホルダは、フォーカスレンズホルダ及びズームレンズホルダの少なくとも一方であることを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載のレンズ駆動装置。
【請求項５】
請求項４に記載のレンズ駆動装置と、レンズの光軸上に設けた画像センサとを有することを特徴とするカメラ。
【請求項６】
請求項５に記載の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、レンズホルダを直線移動させるレンズ駆動装置、このレンズ駆動装置を搭載した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及び特許文献２には、振動部材の振動により駆動軸が軸線方向に振動することにより、駆動軸に摩擦接触したレンズホルダが直線移動するレンズ駆動装置が開示されている。特許文献１のレンズ駆動装置においては、金属板を略Ｕ字状に形成したばね（駆動軸に摩擦接触する摩擦部材）で駆動軸を挟持して、駆動軸を加圧している。特許文献２のレンズ駆動装置においては、摩擦部材の一端を固定し他端をコイルスプリングにより駆動軸側に付勢して、駆動軸を加圧している。
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−４９８７８号公報
【特許文献２】特開２００６−３１１７８８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、特許文献１においては、Ｕ字状のばねを設けるためのスペースが必要となり装置が大型化する問題がある。一方、特許文献２においては、コイルスプリングを設けるためのスペースが必要となり装置が大型化する問題がある。
【０００５】
そこで、本発明は、装置の小型化を図ることができるレンズ駆動装置、このレンズ駆動装置を搭載した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、振動部材と、振動部材に基端を固定した駆動軸とを備え、振動部材の振動により駆動軸が軸線方向に振動することにより、駆動軸に摩擦接触したレンズホルダが直線移動するレンズ駆動装置において、レンズホルダは、駆動軸と摩擦接触する摩擦部材と、摩擦部材を駆動軸の側面に向けて付勢する板状の付勢部材とを備え、摩擦部材はレンズホルダの側面よりも外方に突出しており、付勢部材は、レンズホルダの側面に沿って装着されており、摩擦部材と圧接していることを特徴とする。
【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、レンズホルダは、付勢部材を係止する係止部と、付勢部材の係止を解除する係止解除部とを側部に備え、付勢部材を係止解除部と係止部との間をスライドさせてレンズホルダに着脱自在なことを特徴とする。
【０００８】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の発明において、レンズホルダの位置を検知する位置検知センサを備え、位置検知センサはレンズホルダの側部に且つ駆動軸に対向するように固定されており、付勢部材は、摩擦部材を付勢する先端部が駆動軸側に位置し且つ基端部が位置検知手段側に位置してい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の何れか一項に記載の発明において、駆動軸に摩擦接触するレンズホルダは、フォーカスレンズホルダ及びズームレンズホルダの少なくとも一方であることを特徴とする。
【００１０】
請求項５に記載の発明は、請求項４に記載のレンズ駆動装置と、レンズの光軸上に設けた画像センサとを有することを特徴とするカメラである。
【００１１】
請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の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】
【００１２】
請求項１に記載の発明によれば、摩擦部材を駆動軸側に付勢する板状の付勢部材をレンズホルダの側面に沿って装着しているので、付勢部材の設置スペースを小さくすることができ且つコイルスプリングを設けるスペースも必要ないので、装置の小型化を図ることができる。
【００１３】
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、付勢部材をレンズホルダの側部に簡単に着脱することができる。これにより、各レンズホルダの製造時に板ばねの組み付けが容易になると共に、板ばねに金属疲労によるへたりが発生した場合やばね圧を変更する必要がある場合等に、他の板ばねに交換することを容易にできる。
【００１４】
請求項３に記載の発明によれば、請求項１又は２に記載の作用効果を奏すると共に、付勢部材の先端部を駆動軸側に位置させて且つ基端部を位置検知手段側に位置させているので、位置検知手段と駆動軸との間の距離に応じて、付勢部材がレンズホルダから突出しない範囲で、付勢部材の寸法（付勢力の支点から作用点までの距離）を長くすることができる。従って、駆動軸と位置検知手段との間のスペースを有効利用しつつ、小さい弾性係数のばねで大きな付勢力を得ることができると共に付勢力の微調整がし易い。
【００１５】
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カメラを提供できる。
【００１６】
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を提供できる。
【００１７】
請求項６に記載の発明によれば、請求項５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。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下に、添付図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。図１は本実施の形態に係るレンズ駆動装置の嵌合部周辺を抜き出して示す斜視図であり、図２は板ばねを装着する前の嵌合部周辺を抜き出して示す斜視図であり、図３は板ばねを係止解除部の側方に位置させた状態の嵌合部周辺を抜き出して示す斜視図であり、図４は図１のＡ―Ａ断面図であり、図５は嵌合部周辺を抜き出して示す平面図であり、図６は本実施の形態に係るレンズ駆動装置のカバーを外した状態を示す斜視図であり、図７は本実施の形態に係るレンズ駆動装置の概略的構成を示す縦断面図である。
【００１９】
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デジタルカメラに用いられるものであり、光学ズーム付きオートフォーカスデジタルカメラのレンズ駆動装置である。
【００２０】
レンズ駆動装置１は、図７に示すように、電磁力により駆動する第１レンズホルダ３及び第２レンズホルダ５と、第１レンズホルダ３を駆動する第１駆動機構７と、第２レンズホルダ５を駆動する第２駆動機構９とを備えている。このレンズ駆動装置１は画像センサ１１が設けてある基板４に装着されている。
【００２１】
第１レンズホルダ３は、本実施の形態では光学ズームレンズ１４を保持しており、第２レンズホルダ５は、フォーカスレンズ１６を保持しており、光学ズームレンズ１４とフォーカスレンズ１６とは光軸を同一にしてあり、光軸上には結象位置に画像センサ１１が設けてある。
【００２２】
第１レンズホルダ３を駆動する構成と第２レンズホルダ５を駆動する構成とは略同一であるから、主に第１レンズホルダ３を駆動する構成を説明して、第２レンズホルダ５を駆動する構成には同一作用効果を奏する部分には同一の符号を付することによりその部分の説明を省略する。
【００２３】
第１駆動機構７及び第２駆動機構９は、各々、筐体１３の基底１５に固定したピエゾ素子１７と、ピエゾ素子１７の振動子１９に固定した駆動軸２１、２７とから構成されている。
【００２４】
ピエゾ素子１７は、駆動軸２１の軸線に設けた前側対向電極２３と後側対向電極２５と、これらの対向電極間に位置する振動子１９を有している。尚、本実施の形態では、前側は光学ズームの望遠側であり、後側は光学ズームの拡大側である。
【００２５】
このピエゾ素子１７には、前側対向電極２３と後側対向電極２５とにパルス電流を供給する電源制御部が接続されており、前側対向電極２３にパルス電流を供給すると、振動子１９が移動し、反力で元の位置に戻ることによる変形を繰り返して振動する。同様に、後側対向電極２３にパルス電流を供給すると、振動子１９が移動し、反力で戻ることによる変形を繰り返して振動する。
【００２６】
駆動軸２１は基端２１аをピエゾ素子１７の振動子１９に固定してあり、先端２１ｂは筐体１３に樹脂製部材を介して固定されている。この駆動軸２１は横断面が円形である（図５参照）。
【００２７】
第１レンズホルダ３は、図１及び図５に示すように、一端部に駆動軸２１との嵌合部３１を有しており、嵌合部３１は、第１レンズホルダ３の外側から駆動軸２１と接触する一方の摩擦部材２９と、第１レンズホルダ３の内側から駆動軸２１と接触する他方の摩擦部材３３とから構成されている。各摩擦部材２９、３３は、横断面が略へ字状であり、円形の駆動軸２１と横断面において２点で点接触している。このように、点接触することにより、駆動軸２１と第１レンズホルダ３の嵌合部３１との間の摩擦により生じる粉や塵等を非接触箇所に逃すことができるので、駆動の信頼性が高くできる。図６及び図７に示すように、第１レンズホルダ３の一端部と対角線上に位置する他端部５０には、第２レンズホルダ５の駆動軸２７が挿通されて、第１レンズホルダ３の移動をガイドするようになっている。
【００２８】
一方の摩擦部材２９には、図２に示すように、第１レンズホルダ３の外側面３７に平行に且つ駆動軸２１と直交する方向に突出した突起３５а、３５ｂが形成されており、第１レンズホルダ３の外側面３７に形成された溝３９а、３９ｂに嵌まり込んでいる。他方の摩擦部材３３は、図５に示すように、第１レンズホルダ３の横断面がへ字状の内側面４１に固定されている。
【００２９】
一方の摩擦部材２９は、図５に示すように、へ字の頂部が第１レンズホルダ３の外側面３７よりも外方に突出しており、レンズホルダの外側面３７に沿って装着された板ばね（付勢部材）４３により、レンズホルダ３の外側から駆動軸２１側に付勢されている。
【００３０】
板ばね４３は、図１及び図５に示すように、一方の摩擦部材２９に当接する当接部（先端部）５２と、第１レンズホルダ３の側部に係止される被係止部４９とを有している。
【００３１】
板ばね４３は、図２に示すように、板ばね４３の中央部（支点）５６から当接部（作用点）５２にかけて弾性変形する。即ち、図２及び図５に示すように、板ばね４３の付勢力の支点から作用点までの距離はＮである。
【００３２】
被係止部４９は、図４に示すように、縦断面において、直線部５３の上部及び下部に位置し且つ直線部５３に対して同じ側に略Ｕ字状に湾曲させた部分である。被係止部４９のＵ字の内幅Ｔは、板ばね４３を第１レンズホルダ３の側部に装着する前は、後述する係止部４７の幅よりも僅かに小さくなっている。
【００３３】
第１レンズホルダ３の側部には、図２に示すように、板ばね４３を係止する係止部４７と、板ばね４３の係止を解除する係止解除部５１とが形成されている。図４に示すように、係止解除部５１同士の距離Ｍは係止部４７同士の距離Ｌよりも短くなっており、係止部４７と係止解除部５１との境界は段差になっている。被係止部４９のＵ字の内幅Ｔは、係止部４７の厚みと同一になっている。図２に示すように、係止解除部５１の駆動軸２１に直交する方向の長さＲは、被係止部４９の駆動軸２１に直交する方向の長さＷよりも長くなっている。
【００３４】
即ち、板ばね４３は、被係止部４９を係止解除部５１と係止部４７との間をスライドさせて、着脱自在となっている。
【００３５】
図２に示すように、係止部４７の駆動軸２１側に隣接した位置には、板ばね４３のスライド方向の位置決めをする位置決め部６３が形成されている。位置決め部６３は、係止部４７よりも駆動軸２１方向に突出している。即ち、係止部４７と位置決め部６３との境界は段差になっている。
【００３６】
図６に示すように、筐体１３内には、第１レンズホルダ３の位置を検知する第１位置検知手段５４と、第２レンズホルダ５の位置を検知する第２位置検知手段５５とが設けてある。第１位置検知手段５４と第２位置検知手段５５とは同じ構成であり、各々、レンズの光軸０方向に沿って異なる磁極（Ｓ極とＮ極）を交互に配置した磁極部材５７と、磁界強度を検知するＭＲセンサ５９とから構成されている。ＭＲセンサ５９は、第１レンズホルダ３の側部及び第２レンズホルダ５の側部に且つ各駆動軸２１、２７に対向するように固定されている。ＭＲセンサ５９は、各ホルダ３、５と共に移動して、各ホルダの基準位置（又は初期位置）からの移動量及び移動方向を検知可能になっている。各ＭＲセンサ５９の位置情報信号は、フレキシブル配線板６０により位置制御部に送られるようになっている。
【００３７】
フレキシブル配線板６０は、図６に示すように、一端を駆動軸２１とＭＲセンサ５９との間の空間部６１（図１参照）においてＭＲセンサ５９に接続されて、第１レンズホルダ３の外側面３７側に向けて弧を描いて下側に向けて延出し、他端を配線基板６５に接続されている。
【００３８】
次に、本発明に係る実施の形態の作用及び効果について説明する。
【００３９】
先ず、板ばね４３の装着手順を説明する。図３に示すように、板ばね４３の当接部５２を駆動軸２１側に、板ばね４３の基端を第１位置検知手段５４側に向けて、被係止部４９を係止解除部５１に対向する位置に位置させる。次に、被係止部４９のＵ字を開きつつ板ばね４３をハンマー等で叩いて（板ばね４３に係止部４７に向かう強い力を作用させて）、駆動軸２１側にスライドさせて被係止部４９を係止部４７に嵌め込んで（圧入して）いく。被係止部４９を位置決め部６３に当接するまで嵌め込んで装着完了となる（図１参照）。
【００４０】
板ばね４３が装着されると、当接部３２は一方の摩擦部材２９に圧接状態となり、一方及び他方の摩擦部材２９、３３は駆動軸２１に圧接状態となる。
尚、板ばね４３を係止部４７から外す手順は、板ばね４３をハンマー等で叩いて（板ばね４３に係止解除部５１に向かう強い力を作用させて）、係止解除部５１側にスライドさせることにより行う。
【００４１】
本実施の形態では、第１レンズホルダ３を移動して光学ズームで倍率を変え、同時に第２レンズホルダ５を移動して焦点距離をあわせるものである。
【００４２】
第１レンズホルダ３を、望遠側（前側）に移動する場合には、ピエゾ素子１７の前側対向電極２３に所定パルスの電流を供給して、振動子１９を振動させる。振動子１９はパルス電流が供給されると前側に突設するようにして変形し、駆動軸２１は、前側に向けて移動し、第１レンズホルダ３は嵌合部３１で駆動軸２１との摩擦力があるので前側に移動する。次に、振動子１９が反力により素早く元の位置に戻ると、慣性力により駆動軸２１のみが振動子１９と共に初期位置に戻る。このような動作を繰り返すことにより、第１ホルダ３は駆動軸２１に沿って前進する。尚、パルス電流は周波数を変えることにより、第１レンズホルダ３の移動速度を変えることができる。
【００４３】
同様に、第１レンズホルダ３を、拡大側（後側）に移動する場合には、ピエゾ素子１７の後側対向電極２５に同様のパルスの電流を供給して、振動子１９を振動させれば、第１レンズホルダ３は後退する。
【００４４】
また、第２レンズホルダ５の駆動も第１レンズホルダ３と同様にピエゾ素子１７に所定パルスの電流を供給することにより、第２レンズホルダ５を前進又は後退させることができる。
【００４５】
本実施の形態によれば、一方の摩擦部材２９を駆動軸２１、２７側に付勢する板ばね４３（板状の付勢部材）を各レンズホルダ（レンズホルダ）３、５の外側面（側面）３７に沿って装着しているので、板ばね４３の設置スペースを小さくすることができ且つコイルスプリングを設けるスペースも必要ないので、装置の小型化を図ることができる。
【００４６】
板ばね４３は、金属疲労によるへたりが生じにくいので、長期に亘って駆動軸を安定して加圧できる。
【００４７】
板ばね４３を係止解除部５１と係止部４７との間をスライドさせることにより、板ばね４３を各レンズホルダ３、５の側部に容易に着脱することができる。これにより、各レンズホルダ３、５の製造時に板ばね４３の組み付けが容易になると共に、板ばね４３に金属疲労によるへたりが発生した場合やばね圧を変更する必要がある場合等に、他の板ばねに交換することを容易にできる。
【００４８】
板ばね４３の当接部５２を駆動軸２１側に位置させて且つ基端部を位置検知手段５４、５５側に位置させているので、各位置検知手段５４、５５と駆動軸２１、２７との間の距離に応じて、板ばね４３が各レンズホルダ３、５から突出しない範囲で、板ばね４３の寸法（付勢力の支点から作用点までの距離Ｎ）を長くできる。従って、各位置検知手段５４、５５と駆動軸２１、２７との間の空間部（スペース）６１を有効利用しつつ、小さい弾性係数のばねで大きな付勢力を得ることができると共に付勢力の微調整がし易い。
【００４９】
また、駆動軸２７、２１より、各々、第１レンズホルダ３、第２レンズホルダ５を支持しているので、各レンズホルダ３、５を安定に移動できる。
【００５０】
本実施の形態と同様な作用効果を奏するレンズ駆動装置を搭載したカメラ及びカメラ付き携帯電話を提供できる。
【００５１】
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。
【００５２】
係止部４７と係止解除部５１との境界が段差になっているが、これに代えて、係止部４７と係止解除部４９とを緩やかな斜面で連続させても良い。板ばね４３の被係止部４９を係止部４７に向けてスライドさせるときに、斜面がガイドとなるので、被係止部４９を係止部４７にスムーズに嵌め込むことができる。
【００５３】
板ばね４３をスライドして第１レンズホルダ３の側部に装着しているが、これに代えて、上側の被係止部４９を上側の係止部４７に引っ掛けるようにしてから、下側の被係止部４９をハンマー等で叩いて、下側の係止部４７に嵌め込むようにしても良い。
【００５４】
第１又は第２レンズホルダ３、５の嵌合部３１と駆動軸２１、２７とは、断面において点接触するものであればよく、嵌合部が四角にすることに限らず、三角や六角形としてもよいし、駆動軸２１は横断面が楕円であってもよい。
【００５５】
レンズ駆動装置１は、フォーカス用の第２レンズホルダのみとし、一つの駆動軸２７とピエゾ素子１７とで構成するものであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本実施の形態に係るレンズ駆動装置の嵌合部周辺を抜き出して示す斜視図である。
【図２】板ばねを装着する前の嵌合部周辺を抜き出して示す斜視図である。
【図３】板ばねを係止解除部の側方に位置させた状態の嵌合部周辺を抜き出して示す斜視図である。
【図４】図１に示すＡ―Ａ断面図である。
【図５】嵌合部周辺を抜き出して示す平面図である。
【図６】本実施の形態に係るレンズ駆動装置のカバーを外した状態を示す斜視図である。
【図７】本実施の形態に係るレンズ駆動装置の構成を示す縦断面図である。
【００５７】
１      レンズ駆動装置
３      第１レンズホルダ
５      第２レンズホルダ
１７    ピエゾ素子
１９    振動子
２１    第１レンズホルダの駆動軸
２７    第２レンズホルダの駆動軸
２９    一方の摩擦部材
３３    他方の摩擦部材
３７    外側面（側面）
４３    板ばね（付勢部材）
４７    係止部
５１    係止解除部
５２    当接部（先端部）
５９    ＭＲセンサ（位置検知センサ）
【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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【図７】
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