特許 6407608 レンズ駆動装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6407608

(24)【登録日】2018年9月28日

(45)【発行日】2018年10月17日

(54)【発明の名称】レンズ駆動装置

(51)【国際特許分類】

   G02B 7/04 20060101AFI20181004BHJP

【ＦＩ】

   G02B7/04 E

   G02B7/04 D

【請求項の数】5

【全頁数】9

(21)【出願番号】特願2014-157234(P2014-157234)

(22)【出願日】2014年7月31日

(65)【公開番号】特開2016-33631(P2016-33631A)

(43)【公開日】2016年3月10日

【審査請求日】2017年4月26日

(73)【特許権者】

【識別番号】000001225

【氏名又は名称】日本電産コパル株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100137947

【弁理士】

【氏名又は名称】石井 貴文

(72)【発明者】

【氏名】山岸 茂

(72)【発明者】

【氏名】白 龍吉

(72)【発明者】

【氏名】植村 雅俊

【審査官】 草野 顕子

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００６−０４７３４２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−１３９６０１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭６０−２６０９２８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−１１２９７６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭６１−１４９９１３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−０６４８７０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０２Ｂ ７／０４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

レンズを光軸方向に駆動するレンズ駆動装置において、
光軸方向に延在する直線状の溝が形成される円筒部を有し、該円筒部のフランジ部に駆動コイル部を有するベースと、
前記円筒部の外周に配置されると共に、螺旋状の溝が形成され、前記駆動コイル部に対面するマグネットを有するカム環と、
前記円筒部の内周に配置されると共に、前記直線状の溝及び前記螺旋状の溝に係合するフォロワピンを有し、前記レンズを内嵌したレンズ枠と、を備え、
前記駆動コイル部は、前記フランジ部に埋め込まれている、
ことを特徴とするレンズ駆動装置。

【請求項2】

前記駆動コイル部は周方向に並置された複数の駆動コイルを有し、両端の前記駆動コイルの中心間距離と、前記光軸方向に着磁された少なくとも１つの前記マグネットの長さとが同じであることを特徴とする請求項１記載のレンズ駆動装置。

【請求項3】

前記駆動コイル部は、周方向に互いに密接して等間隔に並置された複数の駆動コイルを含む第１駆動コイル群と、前記第１駆動コイル群とは周方向において異なる位置に互いに密接して等間隔に並置された複数の駆動コイルを含む第２駆動コイル群と、を有し、
前記第１駆動コイル群と前記第２駆動コイル群とは、前記駆動コイル１個分周方向に離れて配置されており、
前記マグネットは、前記光軸方向に着磁されるとともに着磁方向が異なるよう周方向に組み合わされた２つの磁石からなり、
前記第１駆動コイル群の両端の前記駆動コイルの中心間距離と、前記マグネットの周方向の長さが同じである
ことを特徴とする請求項１に記載のレンズ駆動装置。

【請求項4】

請求項１から請求項３のいずれか１項に記載されたレンズ駆動装置と、撮像素子とを備えたカメラ。

【請求項5】

請求項１から請求項３のいずれか１項に記載されたレンズ駆動装置と、撮像素子とを備えた電子機器。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、レンズを光軸方向に駆動するレンズ駆動装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、このような分野の技術として、特開２００９−２８８６４８号公報がある。この公報に記載されているレンズ駆動装置は、円筒部を有するベース、円筒部に対して光軸方向に往復動自在に支持され外周にフォロワピンを有するレンズ枠、円筒部に対して光軸回りに回動自在に支持されフォロワピンに対して光軸方向にカム作用を及ぼすカム溝を有するカム筒、レンズ枠とベースの間に配置された付勢バネを備え、円筒部は、カム筒を光軸方向の一方側から外嵌させて回動自在に支持する外周面、レンズ保持枠を光軸方向の他方側から内嵌させて往復動自在に支持する内周面、フォロワピンを光軸方向にガイドするガイドスリットを有し、カム筒は、円筒部に外嵌された状態で、ガイドスリットに通されたフォロワピンをカム溝に導く導入溝を有する。

【0003】

このレンズ駆動装置は、円筒部を有するベースに駆動モータが設けられ、この駆動モータの回転軸に固定されたウォームギアとウォームギアに噛合する２段歯車とでギア機構が形成される。カム筒には歯列が形成され、この歯列にギア機構の２段歯車が噛合する。そして、駆動モータを駆動させることで、カム筒を回転させてレンズ保持枠を光軸方向に移動させる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００９−２８８６４８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、前述した従来のレンズ駆動装置には、次のような課題が存在している。即ち、ウォームギアとギア機構と歯列とが噛合している為、これら各部のギアからギア音等の機械的騒音が発生し易いという問題が起こる。各部のギアから発生する音は、特に動画撮影等の音声録音において騒音の要因の１つとなる。

【0006】

そこで本発明は、レンズ駆動装置において、機械的な連結部を削減し、レンズ枠の駆動時における機械的騒音の発生を低減することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明は、レンズを光軸方向に駆動するレンズ駆動装置において、光軸方向に延在する直線状の溝が形成される円筒部を有し、円筒部のフランジ部に駆動コイル部を有するベースと、円筒部の外周に配置されると共に、螺旋状の溝が形成され、駆動コイル部に対面するマグネットを有するカム環と、円筒部の内周に配置されると共に、直線状の溝及び螺旋状の溝に係合するフォロワピンを有し、レンズを内嵌したレンズ枠と、を有することを特徴とする。

【発明の効果】

【0008】

本発明によって、レンズ枠を駆動する際の機械的騒音の低減化が可能になる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】本発明の実施形態に係るレンズ駆動装置の分解斜視図である。

【図2】図１に示すレンズ駆動装置の断面図である。

【図3】駆動コイル部とマグネットとの関係を示す説明図であり、図２におけるＡ−Ａ断面図である。

【図4】駆動コイル部とマグネットとの関係を示す説明図であり、図２におけるＡ−Ａ断面図である。

【図5】本発明の他の実施形態に係るレンズ駆動装置の分解斜視図である。

【図6】駆動コイル部とマグネットとの関係を示す説明図である。

【図7】駆動コイル部とマグネットとの関係を示す説明図である。

【図8】駆動コイル部とマグネットとの関係を示す説明図である。

【図9】本発明の実施形態に係るレンズ駆動装置を備えた電子機器を示した説明図（（ａ）がカメラ、（ｂ）が携帯情報端末）である。

【発明を実施するための最良の形態】

【0010】

以下、図面を参照しつつ本発明に係るレンズ駆動装置の好適な実施形態について詳細に説明する。

【0011】

図１〜４に示すように、レンズ駆動装置Ａは、円筒部１ａを有し、この円筒部１ａのフランジ部１ｂに駆動コイル部５を組み込んだベース１と、このベース１の円筒部１ａの外周に配置されると共に、駆動コイル部５に対面するマグネット４を組み込んだカム環３と、ベース１の円筒部１ａの内周に配置されると共に、レンズＬを内嵌したレンズ枠２で構成されている。

【0012】

カム環３には３つの螺旋状の溝３ａが形成され、ベース１の円筒部１ａには光軸Ｏ方向に延在する３つの直線状の溝１ｃが形成されている。また、レンズ枠２の外周には、３つのフォロワピン６が形成されている。そして、レンズ枠２がベース１の円筒部１ａに内嵌した状態で、それぞれのフォロワピン６がベース１の溝１ｃに挿入され、フォロワピン６とベース１の溝１ｃが係合する。さらに、ベース１の円筒部１ａがカム環３に内嵌した状態で、それぞれのフォロワピン６がカム環３の溝３ａに挿入され、フォロワピン６とカム環の溝３ａが係合する。

【0013】

カム環３を回転させると、螺旋状の溝３ａがレンズ枠２のフォロワピン６に対して光軸Ｏ方向にカム作用を及ぼす。これによって、フォロワピン６は溝３ａに沿って光軸Ｏ方向に移動する。このとき、レンズ枠２は、直線状の溝１ｃによりベース１に対して光軸Ｏ方向に往復動自在に支持されるので、カム環３の回転の作用を受けずに、回転せずに光軸Ｏ方向の移動が可能になる。これにより、レンズＬの光軸Ｏ方向への移動動作を行う。

【0014】

ベース１のフランジ部１ｂには、円形状で且つ空芯状に巻き回された駆動コイル部５が設けられている。駆動コイル部５は、周方向に互いに密接して等間隔に並置される３個の駆動コイル５ａ，５ｂ，５ｃを有する。カム環３に設けられるマグネット４は、光軸Ｏ方向にＮ極とＳ極が着磁されると共に同形状であるマグネット４ａとマグネット４ｂを有する。そして、マグネット４ａとマグネット４ｂは、着磁方向が異なるように周方向に組み合わされている。

【0015】

マグネット４と駆動コイル部５との関係について詳述する。マグネット４ａにおける光軸Ｏに直交する面の中央が、駆動コイル５ａの中心と一致するとき、マグネット４ａの周方向の端面が、駆動コイル５ａに隣接する駆動コイル５ｂの中心と一致するように設けられる。すなわち、駆動コイル５ａ，５ｂの周方向の中心間距離とマグネット４ａの周方向の長さの半分とが同じである。言い換えれば、３個の駆動コイル５のうち、両端の駆動コイル５ａ，５ｃの周方向の中心間距離と、マグネット４ａ及びマグネット４ｂの周方向の長さとが同じである。本実施形態では、駆動コイル５ａ，５ｃのそれぞれの中心と光軸Ｏとを結ぶ線のなす角度を２２．５度としている。また、マグネット４ａは、駆動コイル部５に対面する側をＳ極とし、マグネット４ｂは、駆動コイル部５に対面する側をＮ極としている。

【0016】

図３、図４に示すように、駆動コイル部５に通電を行うことによって磁界を発生させ、マグネット４との吸引・反発力により、カム環３を回転させる。尚、図３がカム環３の初期位置、図４がカム環３の最大移動位置である。

【0017】

カム環３が図３に示す初期位置にあるとき、駆動コイル５ｂのマグネット４ａ側にＮ極を発生させるように通電する。すると、カム環３は、マグネット４ａの中央が駆動コイル５ｂの中心に位置するまで回転移動する。次に、駆動コイル５ｃのマグネット４ａ側にＮ極を発生させるように通電する。すると、カム環３は、マグネット４ａの中央が駆動コイル５ｃの中心に一致するまで回転移動する。このとき、マグネット４ｂの中央は、駆動コイル５ａの中心と一致している。したがって、次に駆動コイル５ｂのマグネット４ａ側にＮ極を発生させるように通電すれば、さらにカム環３が回転移動を行う。このように、駆動コイル５ｂ，５ｃに順に通電を行うことで、カム環３を図４に示す位置、すなわち、マグネット４ｂの中央と駆動コイル５ｃの中央が一致する位置まで回転移動できる。本実施形態では、カム環３は、４５度回転している。

【0018】

駆動コイル部５への通電の切り替えは、図示しないホール素子を用いてマグネット４の磁界を検出し、所定のタイミングで行う。カム環３を逆方向へ回転移動させるときは、前述と逆のパターンで駆動コイル５ｂ，５ａに通電を行えばよい。

【0019】

次に、他の実施形態について説明する。レンズ枠の移動範囲を拡大したい場合には駆動コイル部を増設しても良い。尚、前述の実施形態と同一の構成については同一の符号を付して説明を省略する。

【0020】

図５〜図８に示すように、レンズ駆動装置Ｂは、ベース１のフランジ部１ｂに駆動コイル部（第１の駆動コイル部）５と第２の駆動コイル部１５が設けられている。第２の駆動コイル部１５は、第１の駆動コイル部５と同じ形状および配置であって、互いに密接して等間隔に並置される３個の駆動コイル１５ａ，１５ｂ，１５ｃを有する。第１の駆動コイル部５と第２の駆動コイル部１５との間隔は、駆動コイル１個分だけ離れている。したがって、第２の駆動コイル１５ａの中心とマグネット４の一端面が一致するとき、第１の駆動コイル５ｃの中心とマグネット４ａの他端面が一致する。すなわち、駆動コイル５ｃと駆動コイル１５ａのそれぞれの中心と光軸Ｏとを結ぶ線のなす角度は２２．５度である。

【0021】

第１の駆動コイル部５と第２の駆動コイル部１５に順に通電を行うことによって磁界を発生させ、マグネット４との吸引・反発力により、カム環３を回転させる。尚、図６がカム環３の初期位置、図８がカム環３の最大移動位置である。

【0022】

このようにマグネット部１５を設けることにより、カム環３の回転角度を大きくすることができる。具体的には、カム環３は９０度回転する。したがって、レンズ枠２を光軸Ｏ方向に大きく移動させることができる。

【0023】

以上のように、本発明の実施形態に係るレンズ駆動装置Ａ，Ｂは、マグネット４と駆動コイル部５との吸引・反発力によりカム環３の回転を行うことでレンズ枠２を光軸Ｏ方向に移動させる。これにより、機械的な連結部を可能な限り排し、レンズ駆動装置Ａ，Ｂから発生する機械的騒音を低減できる。

【0024】

図９に示すように、本発明の実施形態に係るレンズ駆動装置Ａ，Ｂは、図示しない撮像素子が取り付けられて撮像ユニット５０として構成され、電子機器に搭載される。本発明の実施形態に係るレンズ駆動装置Ａ，Ｂを有する撮像ユニット５０は、図９（ａ）に示したカメラ１００に搭載することで、静音化が可能になり、動画撮影時に特に有効である。また、図９（ｂ）に示した携帯情報端末（携帯電話、スマートフォンなどを含む）２００に搭載することで、静音化が可能になり、動画撮影時に特に有効である。

【0025】

以上、本発明の実施の形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこれらの実施の形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても本発明に含まれる。

【符号の説明】

【0026】

１：ベース
１ａ：円筒部
１ｂ：フランジ部
１ｃ：直線状の溝
２：レンズ枠
３：カム環
３ａ：螺旋状の溝
４：マグネット
５，１５：駆動コイル部
６：フォロワピン
Ａ，Ｂ：レンズ駆動装置
Ｌ：レンズ
Ｏ：光軸

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】