(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
前記液状物は磁性流体であり、前記固定体又は前記移動体の少なくとも一方において、前記磁性流体が接触する接触領域には磁石が配置されている請求項1乃至3の何れか一項に記載のレンズ駆動装置。
前記固定体において前記封止部材が接触する接触領域と前記移動体において前記封止部材が接触する接触領域とは互いに前記光軸方向で対向している請求項1乃至4の何れか一項に記載のレンズ駆動装置。
前記固定体において前記封止部材が接触する接触領域と前記移動体において前記封止部材が接触する接触領域とは互いに前記光軸と直交する方向で対向している請求項1乃至4の何れか一項に記載のレンズ駆動装置。
前記固定体又は前記移動体の一方は凸部を有し、前記固定体又は前記移動体の他方は前記凸部を収容する凹部を有し、前記封止部材が前記凹部の内部に配置されている請求項1乃至4の何れか一項に記載のレンズ駆動装置。
前記固定体において前記封止部材が接触する接触領域と前記移動体において前記封止部材が接触する接触領域とは互いに当接しない請求項1乃至4の何れか一項に記載のレンズ駆動装置。
前記固定体は光軸方向で前記移動体の当接部が当接する被当接部を有し、前記被当接部は全て前記固定体において前記封止部材が接触する接触領域よりも外側に設けられている請求項1乃至4の何れか一項に記載のレンズ駆動装置。
【発明を実施するための形態】
【0010】
以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。各図において共通する構成については同一の符号を付し説明を省略する。
【0011】
本実施形態のレンズ駆動装置は、一例として、携帯電話機、スマートフォン、等の電子機器に採用されているオートフォーカスカメラに用いられる。
【0012】
[レンズ駆動装置の構成]
図1(a)における上方を上、下方を下として説明する。図の上下方向が図示していないレンズの光軸方向であり、上側が被写体側、下側が撮像素子側である。
【0013】
まず、本実施形態のレンズ駆動装置1の本体部分の構成について説明する。
図1においてレンズ駆動装置1は、フレーム4、上側スプリング9、ヨーク5、磁石6、コイル8、レンズキャリア7、下側スプリング10、ベース2を備えている。後述する塵、埃などの異物が及ぼす影響を分かりやすく説明するために、
図1において、このレンズ駆動装置1にさらにIRフィルタ12と、基板24に取付けられた撮像素子11と、を取付けたものを示している。レンズ駆動装置1において、ベース2、ヨーク5、磁石6及びフレーム4が固定体を構成する。レンズキャリア7及びコイル8が固定体に対して光軸方向に沿って移動する移動体を構成する。
【0014】
レンズキャリア7は筒状体で、当該筒状体の内周側にレンズ保持部7aが形成されている。レンズ保持部7aに不図示のレンズが保持される。レンズキャリア7はその下面から下方に突出した当接部19を有している。当接部19はベース2の被当接部23に当接する。
【0015】
ベース2は板状体で、レンズキャリア7に保持されているレンズ(不図示)を透過した光が通過するための貫通孔3を備えている。ベース2の上方にヨーク5が取付けられる。貫通孔3の下方に撮像素子11が配備されている。撮像素子11を取付けた基板24の上方にベース2が取付けられる。撮像素子11の上方に貫通孔3を塞ぐようにIRフィルタ12が配備されている。このため、仮に貫通孔3に塵、埃などの異物が落下してもIRフィルタ12上に落下するので、撮像素子11上に落下して画質に致命的な影響を及ぼすことは無い。なお、ベース2は、ヨーク5が取付けられる部分と、IRフィルタ12及び基板24が取付けられる部分と、を別体としても良い。
【0016】
フレーム4は板状体で、光が通過するための孔をベース2の貫通孔3に対応する箇所に備えている。フレーム4はヨーク5の上側壁に取り付けられる。
【0017】
ヨーク5は、光軸方向に延在する外周側壁と、外周側壁の上端から内周側へ延在する上側壁と、上側壁の内端から下方へ延在する内周側壁と、を有する。外周側壁の下方側がベース2の上方側に取り付けられる。また、光が通過するための孔をベース2の貫通孔3に対応する箇所に備えている。この孔は上側壁の内端と内周側壁で構成される。
【0018】
ヨーク5を構成する外周側壁の内側に駆動用の磁石6が固定されている。
【0019】
コイル8は環状でレンズキャリア7に固定されている。図示の実施形態では、筒状のレンズキャリア7の下端側に径方向で外側に向かう鍔部が形成されている。当該鍔部の上側にコイル8が固定され、コイル8の径方向外側の外周面が磁石6の径方向内側の内周面に対面する。
【0020】
上側スプリング9は移動体であるレンズキャリア7の上側に固定される内周側部と、内周側部よりも径方向外側で固定体に固定される外周側部と、当該内周側部と外周側部とを連結して弾性的に変形する複数の腕部と、を備えている。
【0021】
上側スプリング9の外周側部は、図示の実施形態では、フレーム4とヨーク5との間に固定される。
【0022】
下側スプリング10は2分割されており、それぞれの分割体は、移動体であるレンズキャリア7の下側に固定される内周側部と、内周側部よりも径方向外側で固定体に固定される外周側部と、当該内周側部と外周側部とを連結して弾性的に変形する腕部と、を備えている。
【0023】
下側スプリング10の外周側部は、図示の実施形態では、ベース2に固定されている。
【0024】
上側スプリング9の内周側部と下側スプリング10の内周側部とがレンズキャリア7の上方と下方でそれぞれレンズキャリア7に固定され、レンズキャリア7は光軸方向で移動自在に支持されている。
【0025】
下側スプリング10の分割体の外周側部はそれぞれ端子(不図示)に電気的に接続される。前記端子(不図示)から下側スプリング10の外周側部を介してコイル8に電流が供給される。
【0026】
コイル8に電流を供給する前において、レンズキャリア7の当接部19がベース2の被当接部23に当接している。この状態で、上側スプリング9と下側スプリング10はレンズキャリア7をベース2に付勢している。
【0027】
図2に示すように、コイル8に電流を供給すると、磁石6の磁束により推力(電磁力)が発生し、レンズキャリア7及びこれに支持されているレンズ(不図示)が光軸方向に移動する。レンズは、上側スプリング9、下側スプリング10の復元力と推力(電磁力)が釣り合う位置まで移動し、合焦点の動作などが行われる。
【0028】
次に、本実施形態のレンズ駆動装置1における防塵構造について説明する。
【0029】
図1に示すように、本実施形態のレンズ駆動装置1は、固定体であるベース2の貫通孔3の径方向よりも外側の周辺部と移動体であるレンズキャリア7との間に形成されている間隙22を塞いでいる封止部材13を備えている。封止部材13はこの間隙22を貫通孔3の全周にわたって塞いでいる。この封止部材13はレンズキャリア7の上述した光軸方向の移動に追随して伸縮する。
【0030】
封止部材13によって、レンズキャリア7とベース2との間に形成されている間隙22が貫通孔3の全周にわたって塞がれる。封止部材13がレンズキャリア7の光軸方向の移動に追随して伸縮することにより、レンズキャリア7の光軸方向への移動があっても間隙22は貫通孔3の全周にわたって塞がれ続ける。これによって、レンズキャリア7の光軸方向への移動があっても封止部材13の外側から貫通孔3がある封止部材13の内側に塵、埃などの異物が侵入することを防止できる防塵構造が構築される。そのため、レンズ(不図示)が移動する際に異物が貫通孔3へ侵入することを防止できる。これによって、レンズ駆動装置1がカメラモジュールとしてIRフィルタ12及び撮像素子11とともに組み込まれたとき、異物がIRフィルタ12に付着し、撮像素子11の撮像性能が低下することを防止できる。
【0031】
封止部材13は、レンズの光軸方向に沿ったレンズキャリア7の移動に追随して伸縮する部材である。このような部材としては、液状物、常温で半固体又は半流動性を有する潤滑剤、あるいは、無定形かつ軟質の高分子物質などを採用することができる。液状物としては、潤滑油、磁性流体などが例示される。常温で半固体又は半流動性を有する潤滑剤としては、グリースなどが例示される。無定形かつ軟質の高分子物質としては天然ゴム、合成ゴムなどが例示される。
【0032】
次に、封止部材13が所定の領域を越えて広がらないようにするための構造について説明する。ベース2及びレンズキャリア7において封止部材13が接触する領域を接触領域14とする。また、ベース2及びレンズキャリア7において、接触領域14と隣接していて封止部材13が接触しない領域を非接触領域15とする。
【0033】
この実施形態では、ベース2における非接触領域15を、ベース2における接触領域14に対して親液性が低い構造にすることができる。また、レンズキャリア7における非接触領域15を、レンズキャリア7における接触領域14に対して親液性が低い構造にすることができる。親液性(lyophilic)とは、物質表面と液体の親和性を表す性質で、特に液体が水の場合、親水性(hydrophilic)という。
【0034】
接触領域14よりも非接触領域15の方が親液性が低いので、封止部材13は接触領域14を越えて非接触領域15へ移動しにくい。そのため、封止部材13が接触領域14からはみ出して非接触領域15へ広がることを防止する上でこのような構造にすることが望ましい。
【0035】
なお、ベース2、レンズキャリア7のどちらか一方がこのような構造を有しているものとしてもよいし、ベース2、レンズキャリア7の双方ともこのような構造を有しているものとすることもできる。
【0036】
前記において、親液性は、封止部材13が接触するベース2及びレンズキャリア7の表面に対する封止部材13の濡れ性や、ベース2及びレンズキャリア7の表面の表面粗さで表すことができる。
【0037】
濡れ性で親液性を表す場合、親液性が高い、低いとは、濡れ性が高い、低い(接触角が小さい、大きい)ことをいう。この場合、非接触領域15は接触領域14に対して濡れ性が低い。従って、封止部材13は接触領域14では濡れ広がるが、非接触領域15では濡れにくいので、封止部材13は接触領域14からはみ出して非接触領域15へ広がりにくい。例えば、接触領域14の表面には濡れ性が高い材料で薄膜を形成したり、非接触領域15の表面に濡れ性が低い材料で薄膜を形成したりすることができる。
【0038】
表面粗さで親液性を表す場合、親液性が高い、低いとは、表面粗さが大きい、小さいことをいう。この場合、非接触領域15は接触領域14に対して表面粗さが小さい。すなわち、接触領域14はその表面の微細な凹凸が大きい(粗い)ために封止部材13が保持される表面積が大きく、封止部材13が保持されやすい。しかし、非接触領域15はその表面の微細な凹凸が小さい(平滑である)ために封止部材13が保持される表面積が小さく、封止部材13が保持されにくい。そのため、封止部材13は接触領域14からはみ出して非接触領域15へ広がりにくい。例えば、接触領域14の表面を粗したり、非接触領域15の表面を平滑にしたりすることができる。
【0039】
この実施形態では、固定体であるベース2における接触領域14はベース2の上方側20に設けられている。また、移動体であるレンズキャリア7における接触領域14はレンズキャリア7の下方側21に設けられている。そしてこの二つの接触領域14、14は互いに光軸方向で対向している。簡単な構成なので安価に製造できる。
【0040】
また、この実施形態では、ベース2における接触領域14と、レンズキャリア7における接触領域14とは互いに当接しない構造にすることができる。レンズキャリア7が光軸方向に移動している間に当接が生じると、封止部材13が接触領域14から非接触領域15に流動したり、封止部材13が飛び散ったり、封止部材13の中に気泡を巻き込んだりするおそれがある。これを未然に防止する上で、ベース2における接触領域14と、レンズキャリア7における接触領域14とは互いに当接しない構造にすると有利である。
【0041】
また、この実施形態では、上述のように、レンズキャリア7はその下面から下方に突出した当接部19を有している。当接部19はベース2の被当接部23に当接する。このため、ベース2における接触領域14と、レンズキャリア7における接触領域14とが互いに当接しない。
【0042】
また、被当接部23はいずれもベース2における接触領域14よりも外側に設けられている。このため、当接部19が被当接部23に当接することによって発生する異物は全て封止部材13の外側で発生する。したがって、この当接によって発生する異物が貫通孔3に侵入することを防止することができる。
【0043】
本実施形態では当接部19が突出する構成としたが、どちらが突出しても構わない。被当接部23が突出するような構成としても良い。また、例えば、被当接部23を凹状としても良い。
【0044】
この実施形態のレンズ駆動装置1は、上述したように、レンズキャリア7の下方側21とベース2の貫通孔3よりも外側の周辺部の上方側20との間に形成されている間隙22を貫通孔3の全周にわたって封止部材13が塞ぐ防塵構造を備えている。封止部材13によって構成されるこの防塵構造は、レンズキャリア7の光軸方向の移動に追随して伸縮し、レンズ駆動装置1の駆動時に柔軟にその形状を変化させる。そこで、間隙22への塵、埃などの異物侵入を防止することができる。
【0045】
この実施形態における防塵構造としては種々の形態を例示することができる。
【0046】
図1、
図2図示の実施形態では、ベース2において封止部材13が接触する接触領域14と、レンズキャリア7において封止部材13が接触する接触領域14とが互いに光軸方向で対向している。
【0047】
これに対し、
図3、
図4図示の実施形態では、固定体であるベース2において封止部材13が接触する接触領域14と、移動体であるレンズキャリア7において封止部材13が接触する接触領域14とが互いに光軸と直交する方向で対向している。この構造においても、レンズキャリア7の下方側21とベース2の貫通孔3よりも外側の周辺部の上方側20との間に形成されている間隙22を貫通孔3の全周にわたって封止部材13が塞いでいる。
【0048】
この実施形態の場合にはベース2の接触領域14と、レンズキャリア7の接触領域14とは互いに光軸と直交する方向で対向しているのでレンズキャリア7が光軸方向に移動しても両者は当接しない。
【0049】
図5、
図6図示の実施形態では、レンズキャリア7がその下方側において下方に向かって突出する凸部17を有し、ベース2がその上方側において凹部18を有している。凹部18は凸部17を収容する。そして、封止部材13が凹部18の内部に配置されている。この構造においても、レンズキャリア7の下方側21とベース2の上方側20との間に形成されている間隙22を封止部材13が貫通孔3の全周にわたって塞いでいる。凹部18の内部に封止部材13を配置しているので、封止部材13が凹部18を越えて凹部18の外部にはみ出しにくい。また、封止部材13を多く蓄えることができるので、時間が経過しても封止部材13を失いにくい。
【0050】
図5、
図6図示の実施形態では、レンズキャリア7が凸部17を有し、ベース2が凹部18を備えているが、これに替えて、ベース2が凸部を有し、レンズキャリア7がこの凸部を収容する凹部を備えていて、この凹部の内部に封止部材13が配置される構造にすることもできる。
【0051】
図7、
図8図示の実施形態では、封止部材13として磁性流体が採用されている。そして、ベース2において磁性流体からなる封止部材13が接触する接触領域14に磁性流体吸着用の磁石16が配置されている。図示の実施形態ではベース2の上方側20に環状の段差部20aを形成し、段差部20aに環状の磁石16を配置している。磁性流体は微小な磁性粉が分散している液体であり、磁性粉が磁石16に引き寄せられるため、磁石16以外の領域に拡散しにくい。そのため、レンズの光軸方向に沿ったレンズキャリア7の移動に追随して封止部材13が伸縮し、レンズキャリア7の下方側21とベース2の上方側20との間に形成されている間隙22を貫通孔3の全周にわたって封止部材13が塞ぐ状態を維持する上で有利である。
【0052】
また、この図示の実施形態においては、レンズキャリア7における接触領域14に磁石を採用せず、
図1、
図2を用いて説明した封止部材13が所定の領域を越えて広がらないようにするための構造を採用している。
【0053】
磁性流体からなる封止部材13が接触する接触領域14に磁性流体吸着用の磁石16を配置する構造は図示の実施形態に限られない。レンズキャリア7において磁性流体からなる封止部材13が接触する接触領域14に磁性流体吸着用の磁石16を配備しておく構造にすることも可能であるし、ベース2、レンズキャリア7において磁性流体からなる封止部材13が接触する接触領域14にそれぞれ磁性流体吸着用の磁石16を配備しておく構造にすることもできる。
【0054】
図3、4図示の実施形態、
図5、
図6図示の実施形態のいずれにおいても、封止部材13を磁性流体とし、ベース2、レンズキャリア7のいずれか一方あるいは双方において封止部材13が接触する接触領域14に磁性流体吸着用の磁石16を配備しておく構造にすることもできる。
【0055】
なお、本実施形態のレンズ駆動装置1は貫通孔3の全周にわたって封止部材13を備える構造としている。しかし、例えば貫通孔3よりも外側の周辺部の一部に他の防塵機能を有する構造があり、その構造部分には封止部材13を備えることができないような場合には、全周というのは、その構造部分を除いた部分であることは言うまでもない。
【0056】
なお、本実施形態のレンズ駆動装置1はコイル8に電流を流していない初期状態において、レンズキャリア7はベース2に付勢されている構成であった。しかし、この初期状態において、レンズキャリア7がベース2から離れた構成であっても構わない。
【0057】
また、本実施形態のレンズ駆動装置1は磁石6とコイル8を駆動源とし、上側スプリング9と下側スプリング10とでレンズキャリア7を支持する構成であった。しかし、それに限るものでは無く、ボールでレンズキャリア7の移動を案内するような構成のものであっても構わない。また、駆動源についても、圧電素子を用いたり、ステッピングモータを用いたりするようなものであっても構わない。
【0058】
[カメラ装置、電子機器の実施形態]
上述した実施形態のレンズ駆動装置1によれば、レンズキャリア7が光軸方向に沿って移動する際に、封止部材13は当該移動に追随して光軸方向に伸縮する。そのため、レンズキャリア7の下方側21とベース2の上方側20との間に形成されている間隙22を貫通孔3の全周にわたって封止部材13は塞ぎ続けることができる。そのため、レンズ(不図示)が移動する際に異物が貫通孔3へ侵入することを防止できる。
【0059】
レンズ駆動装置1は図示しないレンズ、IRフィルタ12、撮像素子11を取付けた基板24とともにカメラモジュールとして組み立てられる。カメラモジュールはカメラ装置や電子機器に組み込まれる。
【0060】
そこで、上述した実施形態のレンズ駆動装置1が採用されているカメラ装置や、電子機器は、塵、埃などの異物が貫通孔3へ侵入することを防止でき、そのため塵、埃などの異物がIRフィルタ12に付着し、撮像素子11の撮像性能が低下することが防止できる。
【0061】
以上、添付図面を参照して本発明の好ましい実施形態を説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲の記載から把握される技術的範囲において種々の形態に変更可能である。