レンズ駆動装置、オートフォーカスカメラ及びカメラ付きモバイル端末装置
【課題】製造コストが安価であり簡易な構成で且つ周辺部品等に与える影響を防止しつつレンズ支持体の位置検知ができるレンズ駆動装置、オートフォーカスカメラ及びカメラ付きモバイル端末装置を提供する。
【解決手段】レンズ支持体を光軸方向及び光軸と直交するＸ−Ｙ方向に移動する駆動機構とを備えるレンズ駆動装置１において、レンズ支持体はＸ方向の端部に固定したＸ方向金属体４３と、Ｙ方向の端部に固定したＹ方向金属体４５とを備え、固定体８はＸ方向金属体４３に対向するＸ方向位置検知コイル４９と、Ｙ方向の金属体４５に対向するＹ方向位置検知コイル５１とを備え、Ｘ方向位置検知コイル４９及びＹ方向位置検知コイル５１に電流を流したときのインダクタンスの変化を測定することによりレンズ支持体のＸ方向の位置及びＹ方向の位置を検知する。
【解決手段】レンズ支持体を光軸方向及び光軸と直交するＸ−Ｙ方向に移動する駆動機構とを備えるレンズ駆動装置１において、レンズ支持体はＸ方向の端部に固定したＸ方向金属体４３と、Ｙ方向の端部に固定したＹ方向金属体４５とを備え、固定体８はＸ方向金属体４３に対向するＸ方向位置検知コイル４９と、Ｙ方向の金属体４５に対向するＹ方向位置検知コイル５１とを備え、Ｘ方向位置検知コイル４９及びＹ方向位置検知コイル５１に電流を流したときのインダクタンスの変化を測定することによりレンズ支持体のＸ方向の位置及びＹ方向の位置を検知する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レンズ駆動装置、オートフォーカスカメラ及びカメラ付きモバイル端末装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、手振れセンサに応答してレンズ支持体をＸ−Ｙ方向に移動するレンズ駆動装置において、固定体に位置検知用マグネットを設けレンズ支持体に磁気検知センサを設けてＸ方向及びＹ方向におけるレンズ支持体の移動量を検知することが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−８５４４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、特許文献１の技術では、レンズ支持体の位置検知にマグネットを用いているので、レンズ駆動装置の周囲にある電子部品にマグネットによる磁界の影響を与えるおそれがある。また、レンズ支持体の駆動にマグネットを用いている場合には、位置検知素子がこの駆動用マグネットの磁界の影響を受けるおそれがある。
更に、磁気検知素子は高価であるため製造コストが高価になると共に位置検知の為の回路が複雑になるという問題がある。
【０００５】
そこで、本発明は、製造コストが安価であり簡易な構成で且つ周辺部品等に与える影響を防止しつつレンズ支持体の位置検知ができるレンズ駆動装置、オートフォーカスカメラ及びカメラ付きモバイル端末装置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、レンズを支持するレンズ支持体と、レンズ支持体を移動自在に支持する固定体と、レンズ支持体を光軸方向及び光軸と直交するＸ−Ｙ方向に移動する駆動機構とを備えるレンズ駆動装置において、レンズ支持体はＸ方向の端部に固定した金属体と、Ｙ方向の端部に固定した金属体とを備え、固定体はＸ方向端部の金属体に対向するＸ方向位置検知コイルと、Ｙ方向端部の金属体に対向するＹ方向位置検知コイルとを備え、Ｘ方向位置検知コイル及びＹ方向位置検知コイルに電流を流したときのインダクタンスの変化を測定することによりレンズ支持体のＸ方向の位置及びＹ方向の位置を検知することを特徴とするレンズ駆動装置である。
【０００７】
請求項２に記載の発明は、レンズを支持するレンズ支持体と、レンズ支持体を移動自在に支持する固定体と、レンズ支持体を光軸方向及び光軸と直交するＸ−Ｙ方向に移動する駆動機構とを備えるレンズ駆動装置において、レンズ支持体はＸ方向の端部に固定した反射体と、Ｙ方向の端部に固定した反射体とを備え、固定体はレンズ支持体のＸ方向端部の反射体に向けて光を照射するＸ方向用光源及びＸ方向端部の反射体からの反射光を受けるＸ方向用受光素子と、レンズ支持体のＹ方向端部の反射体に向けて光を照射するＹ方向用光源及びＹ方向端部の反射体からの反射光を受けるＹ方向用受光素子とを備え、各受光素子が受ける光の位置を検知することによりレンズ支持体のＸ方向の位置及びＹ方向の位置を検知することを特徴とするレンズ駆動装置である。
【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、前記金属体又は前記反射体は、非磁性体であ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のいずれか一項に記載の発明において、レンズ支持体は錘を備え、レンズ支持体のＸ方向及びＹ方向の端部に固定した位置検知用の前記金属体又は前記反射体との重量バランスを均衡させていることを特徴とする。
【００１０】
請求項５に記載の発明は、請求項１〜４のいずれか一項に記載のレンズ駆動装置と、レンズ支持体のレンズの結像側に設けた画像センサとを備えることを特徴とするオートフォーカスカメラである。
【００１１】
請求項６に記載の発明は、請求項５に記載のオートフォーカスカメラを搭載したことを特徴とするカメラ付きモバイル端末装置である。
モバイル端末装置とは、携帯電話、携帯情報端末（ＰＤＡ）、ノートパソコン等を言う。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１に記載の発明によれば、レンズ支持体のＸ方向における位置検知は、Ｘ方向位置検知コイルに電流を流すことで、レンズ支持体のＸ方向端部に固定した金属体との間の距離に応じて電磁誘導作用によりコイルのインダクタンスが変化するので、このインダクタンスの変化を測定することにより、Ｘ方向位置検知コイルに対向する金属体の位置を検知することができる。同様に、レンズ支持体のＹ方向における位置検知もＹ方向位置検知コイルのインダクタンスの変化を測定することにより、Ｙ方向位置検知コイルに対向する金属体の位置を検知することができる。
本発明によれば、レンズ支持体のＸ−Ｙ方向の位置を、金属体とこれに対向するコイルのみで検知できるから、従来技術のような高価な磁気検知素子を用いないので、安価に製造できると共に各位置検知コイルに流す電流の発信振幅を測定するだけで済み位置検知回路も簡単にできる。
位置検知にマグネットを用いていないので、周辺の電子部品に磁界による影響を与えることがなく且つレンズ支持体の駆動にマグネットを用いている場合にはそのマグネットの影響による位置検知精度の低下や誤検知を防止できる。
【００１３】
請求項２に記載の発明によれば、レンズ支持体のＸ方向における位置検知は、Ｘ方向用光源から対向する反射体に光を照射し、Ｘ方向用受光素子が受けた反射光の位置により、Ｘ方向受光素子に対する反射体の位置を検知することができる。同様に、レンズ支持体のＹ方向における位置検知もＸ方向用受光素子が受けた反射光の位置によりＹ方向受光素子に対する反射体の位置を検知することができる。
本発明によれば、レンズ支持体のＸ−Ｙ方向の位置を、反射体とこれに対向位置に設けた光源及び受光素子のみで検知できるから、従来技術のような高価な磁気検知素子を用いないので、安価に製造できると共に受光素子の受ける反射光の位置のみを検知するだけで済み位置検知回路も簡単にできる。
位置検知にマグネットを用いていないので、周辺の電子部品に磁界による影響を与えることがなく且つレンズ支持体の駆動にマグネットを用いている場合にはそのマグネットの影響による位置検知精度の低下や誤検知を防止できる。
【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、位置検知用の金属体又は反射体として非磁性体を用いているので、レンズ支持体の駆動にマグネットを用いた場合でも位置検知用の金属体が駆動用マグネットに吸引される等の悪影響を防止できる。
【００１５】
請求項４に記載の発明によれば、請求項１〜３のいずれか一項に記載の作用効果を奏すると共に、レンズ支持体の重量バランスを均衡することにより、レンズ支持体の移動をスムーズに行うことができる。
【００１６】
請求項５に記載の発明によれば、請求項１〜４のいずれか一項に記載の作用効果を奏するオートフォーカス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モバイル端末装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施の形態にかかるレンズ駆動装置の分解斜視図である。
【図２】（ａ）は本実施の形態にかかるレンズ駆動装置の水平断面図であり、（ｂ）は（ａ）に示すＢ部の作用を模式的に示した図である。
【図３】本実施の形態に係るオートフォーカスカメラにおける、コイル体と駆動部との関係を示すブロック図である。
【図４】本実施の形態にかかるレンズ駆動装置を図５に示すＡ−Ａ位置で切断した縦断面図である。
【図５】本実施の形態にかかるレンズ駆動装置の外観を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下に、添付図面の図１〜図５を参照して本発明の第１実施の形態を詳細に説明する。第１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オートフォーカスカメラのレンズ駆動装置である。
【００２０】
このレンズ駆動装置１は、図１に示すように、内周にレンズ（図示せず）を支持するレンズ支持体５と、内周側にレンズ支持体５を移動自在に設けたヨーク３と、ヨーク３の光軸方向前側に配置されるフレーム７及び前側スプリング９と、ヨーク３の後側に配置されるベース８及び後側スプリング１１とを備えており、後側スプリング１１とヨーク３との間にはスペーサ（絶縁材）１５が配置されている。また、レンズ支持体５の外周にはコイル体４が固定されている。本実施の形態では、ヨーク３、フレーム７、ベース８及びスペーサ１５が固定体である。
【００２１】
ヨーク３は外周側壁３ａと内周側壁３ｂと連結壁３ｃとを備えており、図４に示すように断面が略コ字形状を成している。図１に示すように、外周側壁３ａは前側から見て略四角形状を成しており、四角の角部１４は面取りされた形状になっている。
【００２２】
図１及び図２（ａ）に示すように、ヨーク３の外周側壁３ａの各角部１４にはその内周に駆動用マグネット１７が固定されている。マグネット１７及び外周側壁３ａと内周側壁３ｂとの間にはコイル体４が配置されている。尚、図２では、ヨークの３の内周側壁３ｂを省略している。
【００２３】
図２（ａ）に示すように、各駆動用マグネット１７は、前側から見た平面視が略台形形状を成しており、その内周側が後述する第１コイル１９の外周面に沿った円弧状を成している。また、駆動用マグネット１７は内周側と外周側とで磁極を異にしており、例えば内周側をＮ極とし、外周側をＳ極としてある。
【００２４】
図１に示すように、レンズ支持体５の外周に固定されているコイル体４は、第１コイル１９と第２コイル１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、１６ｄとから構成されている。
第１コイル１９は、レンズ支持体５の周方向全周に亘って巻回した円環状を成していると共に帯状をなしている。
【００２５】
更に、図２（ａ）に示すように、第１コイル１９の外周には、４つの第２コイル１６ａ〜１６ｄが周方向に等間隔（９０度の間隔）で合計４つ配置されている。図１に示すように、各第２コイル１６ａ〜１６ｄは各々、レンズ支持体５の半径方向外側から見て側面視台形状の環状を成している。
【００２６】
各第２コイル１６ａ〜１６ｄは、第１コイル１９の外周面に重ねて配置しており、前側辺部２２、後側辺部２５及び左右側辺部２４、２６を第１コイル１９に重ねている。
【００２７】
各駆動用マグネット１７は、第２コイル１６ａ〜１６ｄに対面して設けてあり、図２（ｂ）に示すように、駆動用マグネット１７の内周側面１７ａは、第２コイルの各辺部２２、２５、２４、２６に対面してあり、駆動用マグネット１７の周方向の寸法は第２コイル１６ａ〜１６ｄの周方向の寸法と略同じ寸法としてあると共にマグネット１７の内周側面１７ａの面積は、対面する第２コイル１６ａ〜１６ｄの面積と略同じ面積になっている。
【００２８】
また、各駆動用マグネット１７は、対面する第２コイル１６ａ〜１６ｄを介して第１コイル１９にも対向している。
【００２９】
図２（ｂ）に示すように、駆動用マグネット１７の内周面のうち右（左）側部から出た磁束線の向きは半径方向内方と円周方向右（左）方の成分を持ち、駆動用マグネット１７の内周面１７ａから離れるほど右（左）側へカーブする。即ち、磁束線の向きは半径方向内方と半径方向に対する左右方向の成分を持つ。同様に、駆動用マグネット１７の内周面１７ａのうち光軸方向前側部から出た磁束線は、内周面１７ａから離れるほど前方側へカーブする。また、駆動用マグネット１７の内周面１７ａのうち光軸方向後側部から出た磁束線の向きは半径方向内方と光軸方向後方の成分を持ち、内周面１７ａから離れるほど後方側へカーブする。
【００３０】
例えば、第１コイル１９に前方側から見て反時計方向に電流Ｉ１を流すと、半径方向内方の鎖交磁束成分が寄与してフレミングの左手の法則により光軸方向前方へ推力が生じ、レンズ支持体５は光軸方向前方へ移動する。第２コイル１６ａに外方から見て反時計方向に電流Ｉ２を流すと、第２コイル１６ａの光軸方向前の前側辺部２２では光軸方向前方の鎖交磁束成分が寄与して半径方向内方へ推力が生じる。同様に、第２コイル１６ａの後側辺部２５、右側辺部２６、左側辺部２４においても半径方向内方へ推力が生じる。そのため、レンズ支持体５は第２コイル１６ａが半径方向内方へ移動するように移動する。
【００３１】
即ち、第２コイル１６ａ、１６ｃは、駆動用マグネット１７の磁力線のうち第２コイル１６ａ、１６ｃに直交する成分の磁力と、第２コイル１６ａ、１６ｃに流れる電流によって、フレミングの左手の法則により、図２（ａ）に示すように、レンズ支持体５の半径方向に推力Ｅが作用し、第２コイル１６ｂ、１６ｄも同様に、レンズ支持体５の半径方向に推力Ｆが作用する。推力Ｅと推力Ｆとは互いに直交している。本実施の形態において、駆動用マグネット１７、コイル体４及びヨーク３とでレンズ支持体５の駆動機構を構成する。尚、ヨーク３は駆動用マグネット１７による磁束密度及び向きを変えて適正化する。
【００３２】
図３に模式的に示すように、第１コイル１９はＺ駆動部３２に接続されており、各第２コイル１６ａ〜１６ｄはＸ―Ｙ駆動部３３に接続されており、各々駆動部３２、３３から所定値の電流が通電される。尚、図３において、一点鎖線で示すＺ駆動部３２と第１コイル１９との接続線及びＸ―Ｙ駆動部３３と第２コイル１６ａ〜１６ｄとの接続線は、電流の入力側又は出力側のみの接続を示している。
本実施の形態では、第２コイル１６ａ及び１６ｃと、１６ｂ及び１６ｄとが直列に接続されており、２つのコイル１６ａ及び１６ｃで推力Ｅの方向に、１６ｂ及び１６ｄで推力Ｆの方向に駆動するようになっている。
【００３３】
例えば、Ｚ駆動部３２では、レンズ支持体５をフォーカス位置へ移動（光軸方向への移動）する場合には、第１コイル１９に電流Ｚを流す。
同様に、手振れ補正をする場合には、Ｘ―Ｙ駆動部３３では、第２コイル１６ａ及び１６ｃに電流Ｅを流してＥ方向にレンズ支持体５を移動させ、第２コイル１６ｂ及び１６ｄに電流Ｆを流してＦ方向にレンズ支持体５を移動させる。これにより、レンズ支持体５をＥ−Ｆ方向に移動して手振れ補正を行う。
【００３４】
Ｚ駆動部３２では、画像センサ３１から受けるコントラストの高域成分のピークを比較しつつ、合焦点位置へレンズ支持体５をＺ方向へ直線移動する。
Ｘ―Ｙ駆動部３３には、ジャイロセンサ等の手振れセンサ３７が接続されており、Ｘ方向及びＹ方向の手振れ量を算出し、その算出結果に基づいてＸ−Ｙ駆動部３３に駆動信号を発する。
【００３５】
尚、図２及び図３において、符合Ｚ、Ｅ、Ｆは流した電流に基づいて生じる推力の方向と大きさを示している。
但し、図２（ａ）に示すように、本実施の形態では、Ｘ方向は前面視四角形状のヨーク３の一辺方向であり、Ｙ方向は前面視四角形状のヨーク３の隣りの辺の方向としてあり、ヨーク３の対角線方向に生じる推力Ｅ、Ｆについて、Ｘ方向の分力ＥＸとＦＸの和がＸ方向の推力として、Ｙ方向の分力ＥＹとＦＹの和がＹ方向の推力として作用することになり、ＸーＹ駆動部３３では、各Ｘ方向の分力の和ＥＸ＋ＦＸをＸ方向推力として、各Ｙ方向の分力の和ＥＹ＋ＦＹをＹ方向推力となるように制御している。
【００３６】
次に、レンズ支持体５のＸ方向及びＹ方向の位置を検出する位置検出手段４１について説明する。図１及び図４に示すように、位置検出手段４１は、レンズ支持体５のＸ方向の端部に固定したＸ方向金属体４３及びレンズ支持体５のＹ方向の端部に固定したＹ方向金属体４５と、スペーサ１５に固定したＸ方向位置検知コイル４９及びＹ方向位置検知コイル５１とを備えている。
【００３７】
Ｘ方向金属体４３及びＹ方向金属体４５は各々レンズ支持体５の後端部に固定してあり且つ同じ材質及び形状である。本実施の形態では、非磁性の金属材であり、例えば、アルミニウム材である。また、Ｘ方向金属体４３及びＹ方向金属体４５は平板であり、それぞれＸ軸、Ｙ軸と直交する方向に平板面が対向する。
尚、レンズ支持体５には、Ｘ方向金属体４３及びＹ方向金属体４５との重量バランスを均衡させる為に、Ｘ方向金属体４３及びＹ方向金属体４５に対応する２箇所に錘５９が固定してある。本実施の形態では、錘５９はＸ方向金属体４３及びＹ方向金属体４５と同種の金属材を用いている。
【００３８】
スペーサ１５において、Ｘ方向位置検知コイル４９はＸ方向金属体４３に対向する位置に固定してあり、Ｙ方向位置検知コイル５１はＹ方向金属体４５に対向する位置に固定してあり、各々円環状を成している。各検知コイル４９、５１の環の内側には鉄心５３が配置されている。
スペーサ１５は樹脂製であり、図１に示すように、前側から見て平面視四角形状の環状を成しており、四角の辺部に貫通孔を設けて各検知コイル４９、５１を環の外側から挿入して固定してある。
【００３９】
各位置検知コイル４９、５１は回路基板５５を介して位置検出回路部５４に接続されている。位置検出回路部５４では各位置検知コイル４９、５１に流す電流の振幅を比較しており、振幅を計測することにより、各位置検知コイル４９、５１から各々対向する金属体４３、４５までの位置（距離）を決定する。即ち、Ｘ方向位置検知コイル４９に高周波電流を流すとＸ方向金属体４３に渦電流が生じる。その渦電流により、対向するＸ方向金属体４３との距離に応じて電磁誘導作用によりＸ方向位置検知コイル４９のインダクタンスが変化して電流の発信振幅が変化する。したがって、Ｘ方向位置検知コイル４９に流した電流の発信振幅を検出することにより、Ｘ方向位置検知コイル４９に対向するＸ方向金属体４３の位置、換言すれば、Ｘ方向位置検知コイル４９とＸ方向金属体４３との間の距離を検知することができる。Ｙ方向位置検知コイル５１とＹ方向金属体４５との関係についても同様である。
【００４０】
図１に示すように、２つの各位置検知コイル４９、５１は、１つの回路基板５５に設けてあり、回路基板５５は９０度曲げてスペーサ１５の外周側に固定してある。
回路基板５５は位置検出回路部５４に接続されており、位置検出回路部５４は、Ｘ方向位置検知コイル４９及びＹ方向位置検知コイル５１に対する各金属板４３、４５の位置を演算し、その検知信号をＸ―Ｙ駆動部３３へ送信する。
【００４１】
図１及び図４に示すように、Ｘ方向金属体４３及びＹ方向金属体４５の面積は、各々Ｘ方向位置検知コイル４９及びＹ方向位置検知コイル５１の対向面に対して十分に大きな面積を有し、例えば、レンズ支持体５がＸ方向に移動してもＹ方向位置検知コイル５１がＹ方向金属体４５のＹ方向の移動を検知できるようになっている。また、レンズ支持体５が光軸方向に移動しても、各検知コイル４９、５１は対応する金属体４３、４５の移動を検知できるようになっている。
【００４２】
図１に示すように、前側スプリング９は、組み付け前の自然状態が平板状であり、平面視矩形の環状を成す外周側部９ａと、外周側部９ａの内周に配置され平面視円弧形状の内周側部９ｂと、外周側部９ａと内周側部９ｂとを連結する４つの腕部９ｃとで構成されており、Ｚ方向及びＸ―Ｙ方向への変形が自在にできるようになっている。
【００４３】
後側スプリング１１は、組み付け前の自然状態が平板状であり、平面視矩形の環状を成す外周側部１１ａと、外周側部１１ａの内周に配置され平面視円形状の内周側部１１ｂと、外周側部１１ａと内周側部１１ｂとを連結する４つの腕部１１ｃとで構成されている。
【００４４】
前側スプリング９の外周側部９ａは、フレーム７とヨーク３との間に挟持されており、内周側部９ｂはレンズ支持体５の前端に固定されている。後側スプリング１１の外周側部１１ａはベース８と後側スペーサ１５との間に挟持されており、内周側部１１ｂはレンズ支持体５の後端に固定されている。これにより、レンズ支持体５は前側スプリング９と後側スプリング１１とにより、光軸方向（Ｚ方向）及びＸ―Ｙ方向に移動自在に支持されている。
【００４５】
そして、第１コイル１９に電流を流すことにより、レンズ支持体５が光軸方向前方に移動すると、レンズ支持体５は、前側スプリング９及び後側スプリング１１の前後方向の付勢力の合力と、第１コイル１９及びマグネット１７との間で生じる電磁力とが吊り合う位置で停止する。
【００４６】
レンズ支持体５がＸ―Ｙ方向に移動する場合には、所定の第２コイル１６ａ〜１６ｄに所定値の電流を流すことにより、前側スプリング９及び後側スプリング１１のＸ―Ｙ方向のスプリングの合力と、第２コイル１６ａ〜１６ｄと各対応するマグネット１７との間で生じる電磁力とが吊り合う位置で停止する。
【００４７】
次に、本発明の実施の形態に係るレンズ駆動装置１の組立て、作用及び効果について説明する。レンズ駆動装置１の組み立てに先立って、第１コイル１９の外周面に各第２コイル１６ａ〜１６ｄを接着固定してコイル体４を形成し、レンズ支持体５の外周に固定する。また、レンズ支持体５の後端部には、Ｘ方向金属体４３、Ｙ方向金属体４５及び錘５９を取り付ける。回路基板５５には、Ｘ方向位置検知コイル４９及びＹ方向位置検知コイル５１を取り付けておき、スペーサ１５の２箇所に形成された各孔１５ａにＸ方向位置検知コイル４９及びＹ方向位置検知コイル５１を嵌合する。
【００４８】
レンズ駆動装置１の組立ては、図１に示すように、ベース８に、後側スプリング１１、スペーサ１５、レンズ支持体５、各マグネット１７を内周側面に固定したヨーク３、前側スプリング９及びフレーム７をこの順序で組み付けて固定する。
【００４９】
コイル体４を固定したレンズ支持体５と、マグネット１７を内周面に固定したヨーク３との組み付けは、ヨーク３の内周にその後側から前側に向けてレンズ支持体５を挿入して行う。
【００５０】
そして、第１コイル１９はＺ駆動部３２に接続し、第２コイル１６ａ〜１６ｄは、対向するコイル１６ａと１６ｃ、１６ｂと１６ｄを直列に接続した後、Ｘ―Ｙ駆動部３３に接続する。
【００５１】
本実施の形態に係るレンズ駆動装置１は、画像センサ３１から受ける高域成分（コントラスト）のピークを比較しつつ、合焦点位置へレンズ支持体５をＺ方向へ直線移動する。
【００５２】
レンズ支持体５のＺ方向への直線移動の際には、第１コイル１９に電流Ｚを流すことにより生じるマグネット１７との間で生じる電磁力と、前側スプリング９及び後側スプリング１１との付勢力の合力とが吊り合う位置で停止する。
【００５３】
また、レンズ支持体５のＸ―Ｙ制御（手振れ補正）は、ジャイロセンサ等によりＸ―Ｙ方向の手振れ量の大きさを信号として受け、Ｘ方向及びＹ方向の手振れ補正量を演算してレンズ支持体５の移動するべき目標位置Ｅ、Ｆ（Ｘ、Ｙ）を各々決定して、第２コイル１６ａ、１６ｃと、第２コイル１６ｂ、１６ｄとに通電することにより行う。
【００５４】
そして、Ｘ方向位置検知コイル４９がＸ方向金属体４３の位置を検知することにより、レンズ支持体５のＸ方向位置を検知し、Ｘ−Ｙ駆動部３３に送る。Ｘ−Ｙ駆動部３３では、レンズ支持体５が手振れセンサがＸ方向の目標位置に達したかどうかを監視する。
【００５５】
同様に、レンズ支持体５のＹ方向の移動においても、Ｙ方向位置検知コイル５１がＹ方向金属体４５の位置を検知することにより、レンズ支持体５のＹ方向位置を検知し、Ｘ−Ｙ駆動部３３に送る。Ｘ−Ｙ駆動部３３では、レンズ支持体５がＹ方向の目標位置に達したかどうかを監視する。
【００５６】
本実施の形態によれば、手振れセンサ３７がＸ方向及びＹ方向の手振れ量を検知し、Ｘ―Ｙ駆動部３３では、手振れ量に基づくレンズ支持体５の移動するべき目標位置Ｅ、Ｆ（Ｘ、Ｙ）を決定し、目標位置にレンズ支持体５がＸ方向及びＹ方向へ移動するように電流を流す。
尚、レンズ支持体５をＸ方向及びＹ方向に移動するための電流を流すときには、目標位置に移動する移動量よりも移動量が大きくなるような電流を流し、Ｘ方向位置検知コイル４９及びＹ方向位置検知コイル５１が目標位置に達したことを検知したところで、その位置を維持する為の電流値の電流を流し、レンズ支持体のＸ方向及びＹ方向の移動を停止する。
【００５７】
レンズ支持体５にはＸ方向金属体４３及びＹ方向金属体４５を設けているので、これらに各々対応して設けた位置検知コイル４９、５１が各金属体４３、４５の位置を検知する。手振れセンサ３７が検知した手振れ量を打ち消す目標位置Ｅ、Ｆ（Ｘ、Ｙ）にレンズ支持体５が移動したか否かを検知する。これにより、レンズ支持体５の手振れ補正が正確に且つ迅速に行うことができる。
【００５８】
レンズ支持体５のＸ−Ｙ方向の位置は、レンズ支持体５に設けた金属体４３、４５と、固定体であるスペーサ１５に設けた位置検知コイル４９、５１とで検知できるから、小型で且つ簡易な構成である。
【００５９】
また、各金属体４３、４５の面積を、位置検知コイル４９、５１の対向面よりも大きな面積としているので、レンズ支持体５が光軸方向に移動した場合でも、各金属体４３、４５と位置検知コイル４９、５１とを対向させることができ、レンズ支持体５の手振れ補正を正確に行うことができる。
【００６０】
レンズ支持体５は、第１コイル１９及び第２コイル１６ａ〜１６ｄに電流を流したときの電磁力により、光軸方向及びＸ―Ｙ方向移動ができ、コンパクトな構成でレンズ支持体５の駆動ができる。
Ｘ方向金属体４３及びＹ方向金属体４５は、非磁性体であるから、これらの金属体４３、４５がヨーク３や駆動用マグネット１７に吸引されるのを防止できる。
【００６１】
Ｘ方向金属体４３及びＹ方向金属体４５をレンズ支持体５に取り付け、Ｘ方向位置検知コイル４９、Ｙ方向位置検知コイル５１をスペーサ１５に取り付けて、レンズ支持体５とスペーサ１５とを組み付ければ良いので組み付けが容易にできる。また、レンズ駆動装置１の周囲にある電子部品に位置検出手段４１による磁界の影響を与えるおそれは小さい。さらに、位置検知素子である位置検知コイル４９、５１が駆動用マグネット１７の磁界の影響を受けるおそれもそ小さい。
【００６２】
レンズ支持体５には、錘５９を設けて、Ｘ方向金属体４３、Ｙ方向金属体４５との間で、重量バランスを均衡にしているから、レンズ支持体５の移動をスムーズに行うことができる。
【００６３】
マグネット１７及び手振れ補正として機能する第２コイル１６ａ〜１６ｄを前側から見た平面視四角形のヨーク３の奥ゆきのある角部３ｂに配置することにより、手振れ補正機能を有しながら、手振れ補正機能を搭載していないレンズ駆動装置と同様なサイズで且つコンパクトな構成にできる。
【００６４】
次に、本発明の第２実施の形態について説明するが、以下に説明する第２実施の形態では、第１実施の形態と異なる点のみを説明する。この第２実施の形態では、レンズ支持体５のＸ方向の位置検知は、レンズ支持体のＸ方向の端部に固定するＸ方向金属体４３に代えて反射体を固定し、固定体にはＸ方向位置検知コイル４９に代えて対向する反射体に向けて光を照射するＸ方向用光源及びＸ方向端部の反射体からの反射光を受けるＸ方向用受光素子を設けて、光源から対向する反射体に向けて光を照射し、Ｘ方向受光素子が受ける反射体からの反射光の位置を検知することにより、レンズ支持体５のＸ方向の位置を検出する。レンズ支持体５のＹ方向の位置検知もＸ方向の位置検知と同様に、レンズ支持体のＹ方向の端部に固定するＹ方向金属体４５に代えて反射体を固定し、固定体にはＹ方向位置検知コイル５１に代えて対向する反射体に向けて光を照射するＹ方向用光源及びＹ方向端部の反射体からの反射光を受けるＹ方向用受光素子を設けて、光源から対向する反射体に向けて光を照射し、Ｙ方向受光素子が受ける反射体からの反射光の位置を検知することにより、レンズ支持体５のＹ方向の位置を検出する。
この第２実施の形態によれば、第１実施の形態と同様の作用効果を奏することができる。
【００６５】
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。例えば、第１及び第２実施の形態において、第２コイル１６ａ〜１６ｄ及びマグネット１７はヨーク３の各角部３ｂに設けることに限らず、互いに周方向に９０度の間隔をあけていれば良い。
【００６６】
第２コイル１６ａ〜１６ｄは、互いに９０度間隔をあけて隣合わせに２つだけ設けても良い。
【００６７】
第２コイル１６ａ〜１６ｄは、第１コイル１９の内周側に配置しても良い。
上述した実施の形態において、レンズ支持体５は、ズームレンズを保持して、ズーム倍率に応じてＺ方向に移動するものであってもよい。
【００６８】
第１実施の形態において、Ｘ方向金属体４３及びＹ方向金属体４５は、アルミニウムに限らず、銅でも良いし、鋼材等の磁性体であっても良い。
【００６９】
第１実施の形態において、レンズ支持体５の後端に更にＺ方向金属体を設け、このＺ方向金属体に対向してベース８にＺ方向位置検知コイルを設けて、レンズ支持体５のＺ方向の位置を検知するものであっても良い。同様に、第２実施の形態においても、レンズ支持体５の後端にＺ方向反射体を設け、このＺ方向反射体に対向してベース８に光源及び受光素子を設けて、レンズ支持体５のＺ方向の位置を検知するものであっても良い。
【符号の説明】
【００７０】
１ レンズ駆動装置
３ ヨーク
５ レンズ支持体
１３ 空間部
３２ Ｚ駆動部
３３ Ｘ−Ｙ駆動部
３５ 合焦点演算手段
３７ 手振れセンサ
４３ Ｘ方向金属体
４５ Ｙ方向金属体
４９ Ｘ方向位置検知コイル
５１ Ｙ方向位置検知コイル
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レンズ駆動装置、オートフォーカスカメラ及びカメラ付きモバイル端末装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、手振れセンサに応答してレンズ支持体をＸ−Ｙ方向に移動するレンズ駆動装置において、固定体に位置検知用マグネットを設けレンズ支持体に磁気検知センサを設けてＸ方向及びＹ方向におけるレンズ支持体の移動量を検知することが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−８５４４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、特許文献１の技術では、レンズ支持体の位置検知にマグネットを用いているので、レンズ駆動装置の周囲にある電子部品にマグネットによる磁界の影響を与えるおそれがある。また、レンズ支持体の駆動にマグネットを用いている場合には、位置検知素子がこの駆動用マグネットの磁界の影響を受けるおそれがある。
更に、磁気検知素子は高価であるため製造コストが高価になると共に位置検知の為の回路が複雑になるという問題がある。
【０００５】
そこで、本発明は、製造コストが安価であり簡易な構成で且つ周辺部品等に与える影響を防止しつつレンズ支持体の位置検知ができるレンズ駆動装置、オートフォーカスカメラ及びカメラ付きモバイル端末装置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、レンズを支持するレンズ支持体と、レンズ支持体を移動自在に支持する固定体と、レンズ支持体を光軸方向及び光軸と直交するＸ−Ｙ方向に移動する駆動機構とを備えるレンズ駆動装置において、レンズ支持体はＸ方向の端部に固定した金属体と、Ｙ方向の端部に固定した金属体とを備え、固定体はＸ方向端部の金属体に対向するＸ方向位置検知コイルと、Ｙ方向端部の金属体に対向するＹ方向位置検知コイルとを備え、Ｘ方向位置検知コイル及びＹ方向位置検知コイルに電流を流したときのインダクタンスの変化を測定することによりレンズ支持体のＸ方向の位置及びＹ方向の位置を検知することを特徴とするレンズ駆動装置である。
【０００７】
請求項２に記載の発明は、レンズを支持するレンズ支持体と、レンズ支持体を移動自在に支持する固定体と、レンズ支持体を光軸方向及び光軸と直交するＸ−Ｙ方向に移動する駆動機構とを備えるレンズ駆動装置において、レンズ支持体はＸ方向の端部に固定した反射体と、Ｙ方向の端部に固定した反射体とを備え、固定体はレンズ支持体のＸ方向端部の反射体に向けて光を照射するＸ方向用光源及びＸ方向端部の反射体からの反射光を受けるＸ方向用受光素子と、レンズ支持体のＹ方向端部の反射体に向けて光を照射するＹ方向用光源及びＹ方向端部の反射体からの反射光を受けるＹ方向用受光素子とを備え、各受光素子が受ける光の位置を検知することによりレンズ支持体のＸ方向の位置及びＹ方向の位置を検知することを特徴とするレンズ駆動装置である。
【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、前記金属体又は前記反射体は、非磁性体であ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のいずれか一項に記載の発明において、レンズ支持体は錘を備え、レンズ支持体のＸ方向及びＹ方向の端部に固定した位置検知用の前記金属体又は前記反射体との重量バランスを均衡させていることを特徴とする。
【００１０】
請求項５に記載の発明は、請求項１〜４のいずれか一項に記載のレンズ駆動装置と、レンズ支持体のレンズの結像側に設けた画像センサとを備えることを特徴とするオートフォーカスカメラである。
【００１１】
請求項６に記載の発明は、請求項５に記載のオートフォーカスカメラを搭載したことを特徴とするカメラ付きモバイル端末装置である。
モバイル端末装置とは、携帯電話、携帯情報端末（ＰＤＡ）、ノートパソコン等を言う。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１に記載の発明によれば、レンズ支持体のＸ方向における位置検知は、Ｘ方向位置検知コイルに電流を流すことで、レンズ支持体のＸ方向端部に固定した金属体との間の距離に応じて電磁誘導作用によりコイルのインダクタンスが変化するので、このインダクタンスの変化を測定することにより、Ｘ方向位置検知コイルに対向する金属体の位置を検知することができる。同様に、レンズ支持体のＹ方向における位置検知もＹ方向位置検知コイルのインダクタンスの変化を測定することにより、Ｙ方向位置検知コイルに対向する金属体の位置を検知することができる。
本発明によれば、レンズ支持体のＸ−Ｙ方向の位置を、金属体とこれに対向するコイルのみで検知できるから、従来技術のような高価な磁気検知素子を用いないので、安価に製造できると共に各位置検知コイルに流す電流の発信振幅を測定するだけで済み位置検知回路も簡単にできる。
位置検知にマグネットを用いていないので、周辺の電子部品に磁界による影響を与えることがなく且つレンズ支持体の駆動にマグネットを用いている場合にはそのマグネットの影響による位置検知精度の低下や誤検知を防止できる。
【００１３】
請求項２に記載の発明によれば、レンズ支持体のＸ方向における位置検知は、Ｘ方向用光源から対向する反射体に光を照射し、Ｘ方向用受光素子が受けた反射光の位置により、Ｘ方向受光素子に対する反射体の位置を検知することができる。同様に、レンズ支持体のＹ方向における位置検知もＸ方向用受光素子が受けた反射光の位置によりＹ方向受光素子に対する反射体の位置を検知することができる。
本発明によれば、レンズ支持体のＸ−Ｙ方向の位置を、反射体とこれに対向位置に設けた光源及び受光素子のみで検知できるから、従来技術のような高価な磁気検知素子を用いないので、安価に製造できると共に受光素子の受ける反射光の位置のみを検知するだけで済み位置検知回路も簡単にできる。
位置検知にマグネットを用いていないので、周辺の電子部品に磁界による影響を与えることがなく且つレンズ支持体の駆動にマグネットを用いている場合にはそのマグネットの影響による位置検知精度の低下や誤検知を防止できる。
【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、位置検知用の金属体又は反射体として非磁性体を用いているので、レンズ支持体の駆動にマグネットを用いた場合でも位置検知用の金属体が駆動用マグネットに吸引される等の悪影響を防止できる。
【００１５】
請求項４に記載の発明によれば、請求項１〜３のいずれか一項に記載の作用効果を奏すると共に、レンズ支持体の重量バランスを均衡することにより、レンズ支持体の移動をスムーズに行うことができる。
【００１６】
請求項５に記載の発明によれば、請求項１〜４のいずれか一項に記載の作用効果を奏するオートフォーカス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モバイル端末装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施の形態にかかるレンズ駆動装置の分解斜視図である。
【図２】（ａ）は本実施の形態にかかるレンズ駆動装置の水平断面図であり、（ｂ）は（ａ）に示すＢ部の作用を模式的に示した図である。
【図３】本実施の形態に係るオートフォーカスカメラにおける、コイル体と駆動部との関係を示すブロック図である。
【図４】本実施の形態にかかるレンズ駆動装置を図５に示すＡ−Ａ位置で切断した縦断面図である。
【図５】本実施の形態にかかるレンズ駆動装置の外観を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下に、添付図面の図１〜図５を参照して本発明の第１実施の形態を詳細に説明する。第１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オートフォーカスカメラのレンズ駆動装置である。
【００２０】
このレンズ駆動装置１は、図１に示すように、内周にレンズ（図示せず）を支持するレンズ支持体５と、内周側にレンズ支持体５を移動自在に設けたヨーク３と、ヨーク３の光軸方向前側に配置されるフレーム７及び前側スプリング９と、ヨーク３の後側に配置されるベース８及び後側スプリング１１とを備えており、後側スプリング１１とヨーク３との間にはスペーサ（絶縁材）１５が配置されている。また、レンズ支持体５の外周にはコイル体４が固定されている。本実施の形態では、ヨーク３、フレーム７、ベース８及びスペーサ１５が固定体である。
【００２１】
ヨーク３は外周側壁３ａと内周側壁３ｂと連結壁３ｃとを備えており、図４に示すように断面が略コ字形状を成している。図１に示すように、外周側壁３ａは前側から見て略四角形状を成しており、四角の角部１４は面取りされた形状になっている。
【００２２】
図１及び図２（ａ）に示すように、ヨーク３の外周側壁３ａの各角部１４にはその内周に駆動用マグネット１７が固定されている。マグネット１７及び外周側壁３ａと内周側壁３ｂとの間にはコイル体４が配置されている。尚、図２では、ヨークの３の内周側壁３ｂを省略している。
【００２３】
図２（ａ）に示すように、各駆動用マグネット１７は、前側から見た平面視が略台形形状を成しており、その内周側が後述する第１コイル１９の外周面に沿った円弧状を成している。また、駆動用マグネット１７は内周側と外周側とで磁極を異にしており、例えば内周側をＮ極とし、外周側をＳ極としてある。
【００２４】
図１に示すように、レンズ支持体５の外周に固定されているコイル体４は、第１コイル１９と第２コイル１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、１６ｄとから構成されている。
第１コイル１９は、レンズ支持体５の周方向全周に亘って巻回した円環状を成していると共に帯状をなしている。
【００２５】
更に、図２（ａ）に示すように、第１コイル１９の外周には、４つの第２コイル１６ａ〜１６ｄが周方向に等間隔（９０度の間隔）で合計４つ配置されている。図１に示すように、各第２コイル１６ａ〜１６ｄは各々、レンズ支持体５の半径方向外側から見て側面視台形状の環状を成している。
【００２６】
各第２コイル１６ａ〜１６ｄは、第１コイル１９の外周面に重ねて配置しており、前側辺部２２、後側辺部２５及び左右側辺部２４、２６を第１コイル１９に重ねている。
【００２７】
各駆動用マグネット１７は、第２コイル１６ａ〜１６ｄに対面して設けてあり、図２（ｂ）に示すように、駆動用マグネット１７の内周側面１７ａは、第２コイルの各辺部２２、２５、２４、２６に対面してあり、駆動用マグネット１７の周方向の寸法は第２コイル１６ａ〜１６ｄの周方向の寸法と略同じ寸法としてあると共にマグネット１７の内周側面１７ａの面積は、対面する第２コイル１６ａ〜１６ｄの面積と略同じ面積になっている。
【００２８】
また、各駆動用マグネット１７は、対面する第２コイル１６ａ〜１６ｄを介して第１コイル１９にも対向している。
【００２９】
図２（ｂ）に示すように、駆動用マグネット１７の内周面のうち右（左）側部から出た磁束線の向きは半径方向内方と円周方向右（左）方の成分を持ち、駆動用マグネット１７の内周面１７ａから離れるほど右（左）側へカーブする。即ち、磁束線の向きは半径方向内方と半径方向に対する左右方向の成分を持つ。同様に、駆動用マグネット１７の内周面１７ａのうち光軸方向前側部から出た磁束線は、内周面１７ａから離れるほど前方側へカーブする。また、駆動用マグネット１７の内周面１７ａのうち光軸方向後側部から出た磁束線の向きは半径方向内方と光軸方向後方の成分を持ち、内周面１７ａから離れるほど後方側へカーブする。
【００３０】
例えば、第１コイル１９に前方側から見て反時計方向に電流Ｉ１を流すと、半径方向内方の鎖交磁束成分が寄与してフレミングの左手の法則により光軸方向前方へ推力が生じ、レンズ支持体５は光軸方向前方へ移動する。第２コイル１６ａに外方から見て反時計方向に電流Ｉ２を流すと、第２コイル１６ａの光軸方向前の前側辺部２２では光軸方向前方の鎖交磁束成分が寄与して半径方向内方へ推力が生じる。同様に、第２コイル１６ａの後側辺部２５、右側辺部２６、左側辺部２４においても半径方向内方へ推力が生じる。そのため、レンズ支持体５は第２コイル１６ａが半径方向内方へ移動するように移動する。
【００３１】
即ち、第２コイル１６ａ、１６ｃは、駆動用マグネット１７の磁力線のうち第２コイル１６ａ、１６ｃに直交する成分の磁力と、第２コイル１６ａ、１６ｃに流れる電流によって、フレミングの左手の法則により、図２（ａ）に示すように、レンズ支持体５の半径方向に推力Ｅが作用し、第２コイル１６ｂ、１６ｄも同様に、レンズ支持体５の半径方向に推力Ｆが作用する。推力Ｅと推力Ｆとは互いに直交している。本実施の形態において、駆動用マグネット１７、コイル体４及びヨーク３とでレンズ支持体５の駆動機構を構成する。尚、ヨーク３は駆動用マグネット１７による磁束密度及び向きを変えて適正化する。
【００３２】
図３に模式的に示すように、第１コイル１９はＺ駆動部３２に接続されており、各第２コイル１６ａ〜１６ｄはＸ―Ｙ駆動部３３に接続されており、各々駆動部３２、３３から所定値の電流が通電される。尚、図３において、一点鎖線で示すＺ駆動部３２と第１コイル１９との接続線及びＸ―Ｙ駆動部３３と第２コイル１６ａ〜１６ｄとの接続線は、電流の入力側又は出力側のみの接続を示している。
本実施の形態では、第２コイル１６ａ及び１６ｃと、１６ｂ及び１６ｄとが直列に接続されており、２つのコイル１６ａ及び１６ｃで推力Ｅの方向に、１６ｂ及び１６ｄで推力Ｆの方向に駆動するようになっている。
【００３３】
例えば、Ｚ駆動部３２では、レンズ支持体５をフォーカス位置へ移動（光軸方向への移動）する場合には、第１コイル１９に電流Ｚを流す。
同様に、手振れ補正をする場合には、Ｘ―Ｙ駆動部３３では、第２コイル１６ａ及び１６ｃに電流Ｅを流してＥ方向にレンズ支持体５を移動させ、第２コイル１６ｂ及び１６ｄに電流Ｆを流してＦ方向にレンズ支持体５を移動させる。これにより、レンズ支持体５をＥ−Ｆ方向に移動して手振れ補正を行う。
【００３４】
Ｚ駆動部３２では、画像センサ３１から受けるコントラストの高域成分のピークを比較しつつ、合焦点位置へレンズ支持体５をＺ方向へ直線移動する。
Ｘ―Ｙ駆動部３３には、ジャイロセンサ等の手振れセンサ３７が接続されており、Ｘ方向及びＹ方向の手振れ量を算出し、その算出結果に基づいてＸ−Ｙ駆動部３３に駆動信号を発する。
【００３５】
尚、図２及び図３において、符合Ｚ、Ｅ、Ｆは流した電流に基づいて生じる推力の方向と大きさを示している。
但し、図２（ａ）に示すように、本実施の形態では、Ｘ方向は前面視四角形状のヨーク３の一辺方向であり、Ｙ方向は前面視四角形状のヨーク３の隣りの辺の方向としてあり、ヨーク３の対角線方向に生じる推力Ｅ、Ｆについて、Ｘ方向の分力ＥＸとＦＸの和がＸ方向の推力として、Ｙ方向の分力ＥＹとＦＹの和がＹ方向の推力として作用することになり、ＸーＹ駆動部３３では、各Ｘ方向の分力の和ＥＸ＋ＦＸをＸ方向推力として、各Ｙ方向の分力の和ＥＹ＋ＦＹをＹ方向推力となるように制御している。
【００３６】
次に、レンズ支持体５のＸ方向及びＹ方向の位置を検出する位置検出手段４１について説明する。図１及び図４に示すように、位置検出手段４１は、レンズ支持体５のＸ方向の端部に固定したＸ方向金属体４３及びレンズ支持体５のＹ方向の端部に固定したＹ方向金属体４５と、スペーサ１５に固定したＸ方向位置検知コイル４９及びＹ方向位置検知コイル５１とを備えている。
【００３７】
Ｘ方向金属体４３及びＹ方向金属体４５は各々レンズ支持体５の後端部に固定してあり且つ同じ材質及び形状である。本実施の形態では、非磁性の金属材であり、例えば、アルミニウム材である。また、Ｘ方向金属体４３及びＹ方向金属体４５は平板であり、それぞれＸ軸、Ｙ軸と直交する方向に平板面が対向する。
尚、レンズ支持体５には、Ｘ方向金属体４３及びＹ方向金属体４５との重量バランスを均衡させる為に、Ｘ方向金属体４３及びＹ方向金属体４５に対応する２箇所に錘５９が固定してある。本実施の形態では、錘５９はＸ方向金属体４３及びＹ方向金属体４５と同種の金属材を用いている。
【００３８】
スペーサ１５において、Ｘ方向位置検知コイル４９はＸ方向金属体４３に対向する位置に固定してあり、Ｙ方向位置検知コイル５１はＹ方向金属体４５に対向する位置に固定してあり、各々円環状を成している。各検知コイル４９、５１の環の内側には鉄心５３が配置されている。
スペーサ１５は樹脂製であり、図１に示すように、前側から見て平面視四角形状の環状を成しており、四角の辺部に貫通孔を設けて各検知コイル４９、５１を環の外側から挿入して固定してある。
【００３９】
各位置検知コイル４９、５１は回路基板５５を介して位置検出回路部５４に接続されている。位置検出回路部５４では各位置検知コイル４９、５１に流す電流の振幅を比較しており、振幅を計測することにより、各位置検知コイル４９、５１から各々対向する金属体４３、４５までの位置（距離）を決定する。即ち、Ｘ方向位置検知コイル４９に高周波電流を流すとＸ方向金属体４３に渦電流が生じる。その渦電流により、対向するＸ方向金属体４３との距離に応じて電磁誘導作用によりＸ方向位置検知コイル４９のインダクタンスが変化して電流の発信振幅が変化する。したがって、Ｘ方向位置検知コイル４９に流した電流の発信振幅を検出することにより、Ｘ方向位置検知コイル４９に対向するＸ方向金属体４３の位置、換言すれば、Ｘ方向位置検知コイル４９とＸ方向金属体４３との間の距離を検知することができる。Ｙ方向位置検知コイル５１とＹ方向金属体４５との関係についても同様である。
【００４０】
図１に示すように、２つの各位置検知コイル４９、５１は、１つの回路基板５５に設けてあり、回路基板５５は９０度曲げてスペーサ１５の外周側に固定してある。
回路基板５５は位置検出回路部５４に接続されており、位置検出回路部５４は、Ｘ方向位置検知コイル４９及びＹ方向位置検知コイル５１に対する各金属板４３、４５の位置を演算し、その検知信号をＸ―Ｙ駆動部３３へ送信する。
【００４１】
図１及び図４に示すように、Ｘ方向金属体４３及びＹ方向金属体４５の面積は、各々Ｘ方向位置検知コイル４９及びＹ方向位置検知コイル５１の対向面に対して十分に大きな面積を有し、例えば、レンズ支持体５がＸ方向に移動してもＹ方向位置検知コイル５１がＹ方向金属体４５のＹ方向の移動を検知できるようになっている。また、レンズ支持体５が光軸方向に移動しても、各検知コイル４９、５１は対応する金属体４３、４５の移動を検知できるようになっている。
【００４２】
図１に示すように、前側スプリング９は、組み付け前の自然状態が平板状であり、平面視矩形の環状を成す外周側部９ａと、外周側部９ａの内周に配置され平面視円弧形状の内周側部９ｂと、外周側部９ａと内周側部９ｂとを連結する４つの腕部９ｃとで構成されており、Ｚ方向及びＸ―Ｙ方向への変形が自在にできるようになっている。
【００４３】
後側スプリング１１は、組み付け前の自然状態が平板状であり、平面視矩形の環状を成す外周側部１１ａと、外周側部１１ａの内周に配置され平面視円形状の内周側部１１ｂと、外周側部１１ａと内周側部１１ｂとを連結する４つの腕部１１ｃとで構成されている。
【００４４】
前側スプリング９の外周側部９ａは、フレーム７とヨーク３との間に挟持されており、内周側部９ｂはレンズ支持体５の前端に固定されている。後側スプリング１１の外周側部１１ａはベース８と後側スペーサ１５との間に挟持されており、内周側部１１ｂはレンズ支持体５の後端に固定されている。これにより、レンズ支持体５は前側スプリング９と後側スプリング１１とにより、光軸方向（Ｚ方向）及びＸ―Ｙ方向に移動自在に支持されている。
【００４５】
そして、第１コイル１９に電流を流すことにより、レンズ支持体５が光軸方向前方に移動すると、レンズ支持体５は、前側スプリング９及び後側スプリング１１の前後方向の付勢力の合力と、第１コイル１９及びマグネット１７との間で生じる電磁力とが吊り合う位置で停止する。
【００４６】
レンズ支持体５がＸ―Ｙ方向に移動する場合には、所定の第２コイル１６ａ〜１６ｄに所定値の電流を流すことにより、前側スプリング９及び後側スプリング１１のＸ―Ｙ方向のスプリングの合力と、第２コイル１６ａ〜１６ｄと各対応するマグネット１７との間で生じる電磁力とが吊り合う位置で停止する。
【００４７】
次に、本発明の実施の形態に係るレンズ駆動装置１の組立て、作用及び効果について説明する。レンズ駆動装置１の組み立てに先立って、第１コイル１９の外周面に各第２コイル１６ａ〜１６ｄを接着固定してコイル体４を形成し、レンズ支持体５の外周に固定する。また、レンズ支持体５の後端部には、Ｘ方向金属体４３、Ｙ方向金属体４５及び錘５９を取り付ける。回路基板５５には、Ｘ方向位置検知コイル４９及びＹ方向位置検知コイル５１を取り付けておき、スペーサ１５の２箇所に形成された各孔１５ａにＸ方向位置検知コイル４９及びＹ方向位置検知コイル５１を嵌合する。
【００４８】
レンズ駆動装置１の組立ては、図１に示すように、ベース８に、後側スプリング１１、スペーサ１５、レンズ支持体５、各マグネット１７を内周側面に固定したヨーク３、前側スプリング９及びフレーム７をこの順序で組み付けて固定する。
【００４９】
コイル体４を固定したレンズ支持体５と、マグネット１７を内周面に固定したヨーク３との組み付けは、ヨーク３の内周にその後側から前側に向けてレンズ支持体５を挿入して行う。
【００５０】
そして、第１コイル１９はＺ駆動部３２に接続し、第２コイル１６ａ〜１６ｄは、対向するコイル１６ａと１６ｃ、１６ｂと１６ｄを直列に接続した後、Ｘ―Ｙ駆動部３３に接続する。
【００５１】
本実施の形態に係るレンズ駆動装置１は、画像センサ３１から受ける高域成分（コントラスト）のピークを比較しつつ、合焦点位置へレンズ支持体５をＺ方向へ直線移動する。
【００５２】
レンズ支持体５のＺ方向への直線移動の際には、第１コイル１９に電流Ｚを流すことにより生じるマグネット１７との間で生じる電磁力と、前側スプリング９及び後側スプリング１１との付勢力の合力とが吊り合う位置で停止する。
【００５３】
また、レンズ支持体５のＸ―Ｙ制御（手振れ補正）は、ジャイロセンサ等によりＸ―Ｙ方向の手振れ量の大きさを信号として受け、Ｘ方向及びＹ方向の手振れ補正量を演算してレンズ支持体５の移動するべき目標位置Ｅ、Ｆ（Ｘ、Ｙ）を各々決定して、第２コイル１６ａ、１６ｃと、第２コイル１６ｂ、１６ｄとに通電することにより行う。
【００５４】
そして、Ｘ方向位置検知コイル４９がＸ方向金属体４３の位置を検知することにより、レンズ支持体５のＸ方向位置を検知し、Ｘ−Ｙ駆動部３３に送る。Ｘ−Ｙ駆動部３３では、レンズ支持体５が手振れセンサがＸ方向の目標位置に達したかどうかを監視する。
【００５５】
同様に、レンズ支持体５のＹ方向の移動においても、Ｙ方向位置検知コイル５１がＹ方向金属体４５の位置を検知することにより、レンズ支持体５のＹ方向位置を検知し、Ｘ−Ｙ駆動部３３に送る。Ｘ−Ｙ駆動部３３では、レンズ支持体５がＹ方向の目標位置に達したかどうかを監視する。
【００５６】
本実施の形態によれば、手振れセンサ３７がＸ方向及びＹ方向の手振れ量を検知し、Ｘ―Ｙ駆動部３３では、手振れ量に基づくレンズ支持体５の移動するべき目標位置Ｅ、Ｆ（Ｘ、Ｙ）を決定し、目標位置にレンズ支持体５がＸ方向及びＹ方向へ移動するように電流を流す。
尚、レンズ支持体５をＸ方向及びＹ方向に移動するための電流を流すときには、目標位置に移動する移動量よりも移動量が大きくなるような電流を流し、Ｘ方向位置検知コイル４９及びＹ方向位置検知コイル５１が目標位置に達したことを検知したところで、その位置を維持する為の電流値の電流を流し、レンズ支持体のＸ方向及びＹ方向の移動を停止する。
【００５７】
レンズ支持体５にはＸ方向金属体４３及びＹ方向金属体４５を設けているので、これらに各々対応して設けた位置検知コイル４９、５１が各金属体４３、４５の位置を検知する。手振れセンサ３７が検知した手振れ量を打ち消す目標位置Ｅ、Ｆ（Ｘ、Ｙ）にレンズ支持体５が移動したか否かを検知する。これにより、レンズ支持体５の手振れ補正が正確に且つ迅速に行うことができる。
【００５８】
レンズ支持体５のＸ−Ｙ方向の位置は、レンズ支持体５に設けた金属体４３、４５と、固定体であるスペーサ１５に設けた位置検知コイル４９、５１とで検知できるから、小型で且つ簡易な構成である。
【００５９】
また、各金属体４３、４５の面積を、位置検知コイル４９、５１の対向面よりも大きな面積としているので、レンズ支持体５が光軸方向に移動した場合でも、各金属体４３、４５と位置検知コイル４９、５１とを対向させることができ、レンズ支持体５の手振れ補正を正確に行うことができる。
【００６０】
レンズ支持体５は、第１コイル１９及び第２コイル１６ａ〜１６ｄに電流を流したときの電磁力により、光軸方向及びＸ―Ｙ方向移動ができ、コンパクトな構成でレンズ支持体５の駆動ができる。
Ｘ方向金属体４３及びＹ方向金属体４５は、非磁性体であるから、これらの金属体４３、４５がヨーク３や駆動用マグネット１７に吸引されるのを防止できる。
【００６１】
Ｘ方向金属体４３及びＹ方向金属体４５をレンズ支持体５に取り付け、Ｘ方向位置検知コイル４９、Ｙ方向位置検知コイル５１をスペーサ１５に取り付けて、レンズ支持体５とスペーサ１５とを組み付ければ良いので組み付けが容易にできる。また、レンズ駆動装置１の周囲にある電子部品に位置検出手段４１による磁界の影響を与えるおそれは小さい。さらに、位置検知素子である位置検知コイル４９、５１が駆動用マグネット１７の磁界の影響を受けるおそれもそ小さい。
【００６２】
レンズ支持体５には、錘５９を設けて、Ｘ方向金属体４３、Ｙ方向金属体４５との間で、重量バランスを均衡にしているから、レンズ支持体５の移動をスムーズに行うことができる。
【００６３】
マグネット１７及び手振れ補正として機能する第２コイル１６ａ〜１６ｄを前側から見た平面視四角形のヨーク３の奥ゆきのある角部３ｂに配置することにより、手振れ補正機能を有しながら、手振れ補正機能を搭載していないレンズ駆動装置と同様なサイズで且つコンパクトな構成にできる。
【００６４】
次に、本発明の第２実施の形態について説明するが、以下に説明する第２実施の形態では、第１実施の形態と異なる点のみを説明する。この第２実施の形態では、レンズ支持体５のＸ方向の位置検知は、レンズ支持体のＸ方向の端部に固定するＸ方向金属体４３に代えて反射体を固定し、固定体にはＸ方向位置検知コイル４９に代えて対向する反射体に向けて光を照射するＸ方向用光源及びＸ方向端部の反射体からの反射光を受けるＸ方向用受光素子を設けて、光源から対向する反射体に向けて光を照射し、Ｘ方向受光素子が受ける反射体からの反射光の位置を検知することにより、レンズ支持体５のＸ方向の位置を検出する。レンズ支持体５のＹ方向の位置検知もＸ方向の位置検知と同様に、レンズ支持体のＹ方向の端部に固定するＹ方向金属体４５に代えて反射体を固定し、固定体にはＹ方向位置検知コイル５１に代えて対向する反射体に向けて光を照射するＹ方向用光源及びＹ方向端部の反射体からの反射光を受けるＹ方向用受光素子を設けて、光源から対向する反射体に向けて光を照射し、Ｙ方向受光素子が受ける反射体からの反射光の位置を検知することにより、レンズ支持体５のＹ方向の位置を検出する。
この第２実施の形態によれば、第１実施の形態と同様の作用効果を奏することができる。
【００６５】
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。例えば、第１及び第２実施の形態において、第２コイル１６ａ〜１６ｄ及びマグネット１７はヨーク３の各角部３ｂに設けることに限らず、互いに周方向に９０度の間隔をあけていれば良い。
【００６６】
第２コイル１６ａ〜１６ｄは、互いに９０度間隔をあけて隣合わせに２つだけ設けても良い。
【００６７】
第２コイル１６ａ〜１６ｄは、第１コイル１９の内周側に配置しても良い。
上述した実施の形態において、レンズ支持体５は、ズームレンズを保持して、ズーム倍率に応じてＺ方向に移動するものであってもよい。
【００６８】
第１実施の形態において、Ｘ方向金属体４３及びＹ方向金属体４５は、アルミニウムに限らず、銅でも良いし、鋼材等の磁性体であっても良い。
【００６９】
第１実施の形態において、レンズ支持体５の後端に更にＺ方向金属体を設け、このＺ方向金属体に対向してベース８にＺ方向位置検知コイルを設けて、レンズ支持体５のＺ方向の位置を検知するものであっても良い。同様に、第２実施の形態においても、レンズ支持体５の後端にＺ方向反射体を設け、このＺ方向反射体に対向してベース８に光源及び受光素子を設けて、レンズ支持体５のＺ方向の位置を検知するものであっても良い。
【符号の説明】
【００７０】
１ レンズ駆動装置
３ ヨーク
５ レンズ支持体
１３ 空間部
３２ Ｚ駆動部
３３ Ｘ−Ｙ駆動部
３５ 合焦点演算手段
３７ 手振れセンサ
４３ Ｘ方向金属体
４５ Ｙ方向金属体
４９ Ｘ方向位置検知コイル
５１ Ｙ方向位置検知コイル
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レンズを支持するレンズ支持体と、レンズ支持体を移動自在に支持する固定体と、レンズ支持体を光軸方向及び光軸と直交するＸ−Ｙ方向に移動する駆動機構とを備えるレンズ駆動装置において、
レンズ支持体はＸ方向の端部に固定した金属体と、Ｙ方向の端部に固定した金属体とを備え、固定体はＸ方向端部の金属体に対向するＸ方向位置検知コイルと、Ｙ方向端部の金属体に対向するＹ方向位置検知コイルとを備え、Ｘ方向位置検知コイル及びＹ方向位置検知コイルに電流を流したときのインダクタンスの変化を測定することによりレンズ支持体のＸ方向の位置及びＹ方向の位置を検知することを特徴とするレンズ駆動装置。
【請求項２】
レンズを支持するレンズ支持体と、レンズ支持体を移動自在に支持する固定体と、レンズ支持体を光軸方向及び光軸と直交するＸ−Ｙ方向に移動する駆動機構とを備えるレンズ駆動装置において、
レンズ支持体はＸ方向の端部に固定した反射体と、Ｙ方向の端部に固定した反射体とを備え、固定体はレンズ支持体のＸ方向端部の反射体に向けて光を照射するＸ方向用光源及びＸ方向端部の反射体からの反射光を受けるＸ方向用受光素子と、レンズ支持体のＹ方向端部の反射体に向けて光を照射するＹ方向用光源及びＹ方向端部の反射体からの反射光を受けるＹ方向用受光素子とを備え、各受光素子が受ける光の位置を検知することによりレンズ支持体のＸ方向の位置及びＹ方向の位置を検知することを特徴とするレンズ駆動装置。
【請求項３】
前記金属体又は前記反射体は、非磁性体であ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】
レンズ支持体は錘を備え、レンズ支持体のＸ方向及びＹ方向の端部に固定した位置検知用の前記金属体又は前記反射体との重量バランスを均衡させていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のレンズ駆動装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一項に記載のレンズ駆動装置と、レンズ支持体のレンズの結像側に設けた画像センサとを備えることを特徴とするオートフォーカスカメラ。
【請求項６】
請求項５に記載のオートフォーカスカメラを搭載したことを特徴とするカメラ付きモバイル端末装置。
【請求項１】
レンズを支持するレンズ支持体と、レンズ支持体を移動自在に支持する固定体と、レンズ支持体を光軸方向及び光軸と直交するＸ−Ｙ方向に移動する駆動機構とを備えるレンズ駆動装置において、
レンズ支持体はＸ方向の端部に固定した金属体と、Ｙ方向の端部に固定した金属体とを備え、固定体はＸ方向端部の金属体に対向するＸ方向位置検知コイルと、Ｙ方向端部の金属体に対向するＹ方向位置検知コイルとを備え、Ｘ方向位置検知コイル及びＹ方向位置検知コイルに電流を流したときのインダクタンスの変化を測定することによりレンズ支持体のＸ方向の位置及びＹ方向の位置を検知することを特徴とするレンズ駆動装置。
【請求項２】
レンズを支持するレンズ支持体と、レンズ支持体を移動自在に支持する固定体と、レンズ支持体を光軸方向及び光軸と直交するＸ−Ｙ方向に移動する駆動機構とを備えるレンズ駆動装置において、
レンズ支持体はＸ方向の端部に固定した反射体と、Ｙ方向の端部に固定した反射体とを備え、固定体はレンズ支持体のＸ方向端部の反射体に向けて光を照射するＸ方向用光源及びＸ方向端部の反射体からの反射光を受けるＸ方向用受光素子と、レンズ支持体のＹ方向端部の反射体に向けて光を照射するＹ方向用光源及びＹ方向端部の反射体からの反射光を受けるＹ方向用受光素子とを備え、各受光素子が受ける光の位置を検知することによりレンズ支持体のＸ方向の位置及びＹ方向の位置を検知することを特徴とするレンズ駆動装置。
【請求項３】
前記金属体又は前記反射体は、非磁性体であ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】
レンズ支持体は錘を備え、レンズ支持体のＸ方向及びＹ方向の端部に固定した位置検知用の前記金属体又は前記反射体との重量バランスを均衡させていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のレンズ駆動装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一項に記載のレンズ駆動装置と、レンズ支持体のレンズの結像側に設けた画像センサとを備えることを特徴とするオートフォーカスカメラ。
【請求項６】
請求項５に記載のオートフォーカスカメラを搭載したことを特徴とするカメラ付きモバイル端末装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１２−１７７７５４（Ｐ２０１２−１７７７５４Ａ）
【公開日】平成２４年９月１３日（２０１２．９．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−３９７３０（Ｐ２０１１−３９７３０）
【出願日】平成２３年２月２５日（２０１１．２．２５）
【出願人】（０００１３１３４８）シコー株式会社 (168)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年９月１３日（２０１２．９．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年２月２５日（２０１１．２．２５）
【出願人】（０００１３１３４８）シコー株式会社 (168)
【Ｆターム（参考）】
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