レンズ駆動装置
【課題】永久磁石を使用しない、安価で小型なレンズ駆動装置を提供すること。
【解決手段】レンズアセンブリをレンズの光軸（Ｏ）方向に沿って移動可能に支持するレンズ駆動装置（１０）は、光軸（Ｏ）方向の下側に配置されたアクチュエータ・ベース（１２）と、このアクチュエータ・ベースより上方に配置され、レンズアセンブリを保持するための筒状部（１４０）を有する、強磁性体から成るレンズホルダ（１４）と、このレンズホルダに筒状部の外周囲に位置するように固定されたリング状の駆動コイル（１６）と、この駆動コイルから離間し、且つ駆動コイルを間に挟んでレンズホルダと対向するように、レンズホルダを覆うヨーク（２０）と、レンズホルダを光軸方向に沿って案内する案内手段（２２;１２２ａ）と、を備える。
【解決手段】レンズアセンブリをレンズの光軸（Ｏ）方向に沿って移動可能に支持するレンズ駆動装置（１０）は、光軸（Ｏ）方向の下側に配置されたアクチュエータ・ベース（１２）と、このアクチュエータ・ベースより上方に配置され、レンズアセンブリを保持するための筒状部（１４０）を有する、強磁性体から成るレンズホルダ（１４）と、このレンズホルダに筒状部の外周囲に位置するように固定されたリング状の駆動コイル（１６）と、この駆動コイルから離間し、且つ駆動コイルを間に挟んでレンズホルダと対向するように、レンズホルダを覆うヨーク（２０）と、レンズホルダを光軸方向に沿って案内する案内手段（２２;１２２ａ）と、を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はレンズ駆動装置に関し、特に、レンズアセンブリ（レンズバレル）を保持するレンズホルダ（可動部）を、レンズの光軸方向に移動可能なレンズ駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
カメラ付携帯電話機には携帯型小型カメラが搭載されている。この携帯型小型カメラには、オートフォーカス用レンズ駆動装置が用いられる。従来から、種々のオートフォーカス用レンズ駆動装置が提案されている。このようなレンズ駆動装置に使用される駆動源（駆動方法）として、ボイス・コイル・モータ（ＶＣＭ）を使用したＶＣＭ方式が知られている。
【０００３】
従来のＶＣＭ方式のレンズ駆動装置では、駆動源（駆動部）として、駆動コイルと、ヨークおよび永久磁石（マグネット）から構成される磁気回路とを備えている。レンズ駆動装置は、アクチュエータとも呼ばれる（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
詳述すると、従来のＶＣＭ方式のレンズ駆動装置では、レンズアセンブリ（レンズバレル）をインフィニティー（無限大）ポジションからマクロポジションまでＶＣＭにより無段階に駆動している。通常、駆動コイルは、レンズアセンブリ（レンズバレル）を保持するレンズホルダに固定される。そのような構造の場合、ＶＣＭ方式のレンズ駆動装置は、ムービングコイル方式となる。ムービングコイル方式のレンズ駆動装置では、フレミングの左手の法則に基づく力（ローレンツ力）によりレンズホルダを駆動しており、永久磁石による磁界とその磁界中にある駆動コイルに電流を流すことにより発生する磁界との関係（相互作用）により、レンズホルダがレンズの光軸方向に移動する構造になっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−２７１８７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に開示されているような、従来のＶＣＭ方式のレンズ駆動装置では、磁気回路として、永久磁石（マグネット）を必須の構成要素として含んでいる。
【０００７】
周知のように、永久磁石（マグネット）は、その組成物としてレアメタルを含んでいるので、磁気回路が高価となる。また、従来のＶＣＭ方式のレンズ駆動装置では、永久磁石（マグネット）を必要とするので、小型化することが困難である。
【０００８】
一方、近年のレンズ駆動装置の小型化に伴い、従来のＶＣＭ方式のレンズ駆動装置での推力が小さくなってきている。
【０００９】
したがって、本発明の課題は、永久磁石を使用しない、安価で小型なレンズ駆動装置を提供することにある。
【００１０】
本発明の他の目的は、説明が進むにつれて明らかになるだろう。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の態様によるレンズ駆動装置（１０;１０Ａ;１０Ｂ）は、レンズアセンブリ（１１）をレンズの光軸（Ｏ）方向に沿って移動可能に支持するレンズ駆動装置であって、光軸（Ｏ）方向の下側に配置されたアクチュエータ・ベース（１２）と、このアクチュエータ・ベースより上方に配置され、レンズアセンブリ（１１）を保持するための筒状部（１４０;１４０Ａ）を有する、強磁性体から成るレンズホルダ（１４；１４’；１４Ａ）と、このレンズホルダに筒状部の外周囲に位置するように固定されたリング状の駆動コイル（１６;１６Ａ）と、この駆動コイルから離間し、且つ駆動コイルを間に挟んでレンズホルダと対向するように、レンズホルダを覆うヨーク（２０）と、レンズホルダを光軸（Ｏ）方向に沿って案内する案内手段（２２;１２２ａ）と、を備える。
【００１２】
上記本発明に係るレンズ駆動装置（１０;１０Ａ;１０Ｂ）において、アクチュエータ・ベース（１２）とヨーク（２０）とによって筺体（２４）が構成されてよい。レンズホルダ（１４;１４’;１４Ａ）は、その上端で半径方向外側へ突出するフランジ（１４２）を持ち、ヨーク（２０）は、駆動コイル（１６；１６Ａ）の周囲に配置された外筒部（２０２）と、この外筒部の上端で外筒部の内側へ延出するリング状端部（２０４）とを備え、フランジ（１４２）とリング状端部（２０４）とが対向していることが好ましい。上記案内手段は、レンズホルダ（１４;１４’;１４Ａ）と筺体（１２，２０）との間に配置された弾性部材（２２）を含んでよい。この弾性部材（２２）は、レンズホルダ（１４;１４’;１４Ａ）を径方向に位置決めした状態でレンズホルダ（１４;１４’;１４Ａ）を光軸（Ｏ）方向にのみ変位可能に支持する。弾性部材は、例えば、レンズホルダの筒状部の上側に設けられた板バネ（２２）から構成されてよい。アクチュエータ・ベース（１２）は、リング状のベース部（１２２）と、このベース部の四隅で上方へ突出する４つのベース突出部（１２４）とを有してよい。この場合、板バネ（２２）は、レンズホルダのフランジ（１４２）に取り付けられるリング部（２２２）と、４つのベース突起部（１２４）の上端にそれぞれ取り付けられる４つの端部（２２４）と、リング部と４つの端部との間に橋架された４本の腕部（２２６）とから構成される。レンズ駆動装置（１０Ａ）は、レンズホルダ（１４）の下方に配置された複数本のコイル渡り線（２６）を更にしてよい。
【００１３】
また、上記本発明に係るレンズ駆動装置（１０;１０Ａ;１０Ｂ）において、ヨーク（２０）の外筒部（２０２）は四角筒状をしていてよい。ヨーク（２０）の外筒部（２０２）は、その四隅の下端部に４つの開口部（２０２ａ）を持ってよい。この場合、レンズホルダ（１４’）の筒状部（１４０）は、４つの開口部に対応する位置にそれぞれ開口（１４０ａ）を持つことが好ましい。
【００１４】
さらに、上記本発明に係るレンズ駆動装置（１０;１０Ａ;１０Ｂ）において、ヨーク（２０）は磁化されていてよい。レンズ駆動装置（１０;１０Ａ）において、レンズホルダ（１４；１４’）の筒状部（１４０）は円筒状をしており、駆動コイル（１６）は円筒状をしていてよい。レンズ駆動装置（１０Ｂ）において、レンズホルダ（１４Ａ）の筒状部（１４０Ａ）が八角筒状をしており、駆動コイル（１６Ａ）は八角筒状をしていてよい。
【００１５】
尚、上記括弧内の参照符号は、理解を容易にするために付したものであり、一例に過ぎず、これらに限定されないのは勿論である。
【発明の効果】
【００１６】
本発明では、レンズホルダを強磁性体で構成し、そのレンズホルダの筒状部の外周囲に駆動コイルを設けたので、永久磁石を使用しない、安価で小型なレンズ駆動装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の第１の実施の形態によるレンズ駆動装置の外観を斜め前方上方から観た斜視図である。
【図２】図１に示したレンズ駆動装置からヨークを省いて、斜め前方上方から観た斜視図である。
【図３】図１に示したレンズ駆動装置を、斜め前方上方から観た分解斜視図である。
【図４】図１に示したレンズ駆動装置において、駆動コイルに通電していない状態を示す部分斜視断面図である。
【図５】図１に示したレンズ駆動装置において、一対の電極を介して駆動コイルに最大電流で通電したときの状態を示す部分斜視断面図である。
【図６】図１に示したレンズ駆動装置の第１の動作モードでの電流−ストローク特性を示す図である。
【図７】図１に示したレンズ駆動装置の第２の動作モードでの電流−ストロークカーブを示す特性図である。
【図８】図１乃至図３に示したレンズ駆動装置の第１の変形例に使用されるレンズホルダを示す斜視図である。
【図９】本発明の第１の実施の形態の第２の変形例に係るレンズ駆動装置を、ヨークを省いた状態で、斜め前方上方から観た斜視図である。
【図１０】本発明の第２の実施の形態によるレンズ駆動装置を、ヨークを省いた状態で、斜め前方上方から観た斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。
【００１９】
［第１の実施の形態］
図１乃至図３を参照して、本発明の第１の実施の形態によるレンズ駆動装置１０について説明する。図１はレンズ駆動装置１０の外観を前方上方から観た斜視図である。図２はレンズ駆動装置１０を、ヨーク２０を省いた状態で、斜め前方上方から観た斜視図である。図３はレンズ駆動装置１０を斜め上方から観た分解斜視図である。
【００２０】
ここでは、図１乃至図３に示されるように、直交座標系（Ｘ，Ｙ，Ｚ）を使用している。図１乃至図３に図示した状態では、直交座標系（Ｘ，Ｙ，Ｚ）において、Ｘ軸方向は前後方向（奥行方向）であり、Ｙ軸方向は左右方向（幅方向）であり、Ｚ軸方向は上下方向（高さ方向）である。そして、図１乃至図３に示す例においては、上下方向Ｚがレンズの光軸Ｏ方向である。
【００２１】
但し、実際の使用状況においては、光軸Ｏ方向、すなわち、Ｚ軸方向が前後方向となる。換言すれば、Ｚ軸の上方向が前方向となり、Ｚ軸の下方向が後方向となる。
【００２２】
図示のレンズ駆動装置１０は、光軸Ｏを通り、かつ前後方向Ｘおよび上下方向Ｚによって規定される（に延在する）平面に対して、実質的に（後述する板バネ２２を除き）面対称の構造を有する。
【００２３】
図示のレンズ駆動装置１０は、例えば、オートフォーカス可能なカメラ付き携帯電話機に備えられる。レンズ駆動装置１０は、可動レンズであるオートフォーカスレンズを内蔵するレンズアセンブリ（レンズバレル）１１（図４および図５参照）を含む。レンズ駆動装置１０は、レンズアセンブリ１１を光軸Ｏ方向にのみ移動させるためのものである。したがって、光軸Ｏは駆動軸である。レンズ駆動装置１０はアクチュエータとも呼ばれる。
【００２４】
レンズ駆動装置１０は、Ｚ軸方向（光軸Ｏ方向）の下側（後側）に配置されたアクチュエータ・ベース１２を有する。このアクチュエータ・ベース１２の下部（後部）には、図示はしないが、センサ基板に配置された撮像素子が搭載される。この撮像素子は、レンズアセンブリにより結像された被写体像を撮像して電気信号に変換する。撮像素子は、例えば、ＣＣＤ（charge coupled device）型イメージセンサ、ＣＭＯＳ（complementary metal oxide semiconductor）型イメージセンサ等により構成される。したがって、レンズ駆動装置１０と、センサ基板と、撮像素子との組み合わせによって、カメラモジュールが構成される。
【００２５】
レンズ駆動装置１０は、レンズアセンブリ（レンズバレル）１１を保持するための筒状部１４０を有するレンズホルダ１４と、このレンズホルダ１４に筒状部１４０の周囲に固定された駆動コイル１６と、この駆動コイル１６から離間し、且つ駆動コイル１６と対向して配置されたヨーク２０と、レンズホルダ１４の筒状部１４０の光軸Ｏ方向上端に後述するように設けられた板バネ２２とを備える。
【００２６】
図示のレンズ駆動装置１０において、レンズホルダ１４は鉄系金属等の強磁性体から構成されている。
【００２７】
従って、本第１の実施の形態に係るレンズ駆動装置１０では、強磁性体から成るレンズホルダ１４とヨーク２０とによって磁気回路が構成されている。磁気回路（１４，２０）と駆動コイル１６との組み合わせによって、ムービングコイル方式の駆動部が構成される。
【００２８】
従来のレンズ駆動装置では、永久磁石とヨークとによって磁気回路が構成されていた。これに対して、本第１の実施の形態に係るレンズ駆動装置１０では、強磁性体から成るレンズホルダ１４とヨーク２０とによって磁気回路が構成されている。すなわち、レンズホルダ１４の外周に巻き回された駆動コイル１６に電流を流すことによって、レンズホルダ１４が電磁石として働く。本第１の実施の形態に係るレンズ駆動装置１０では、磁気回路として永久磁石を備えていないので、安価で小型になるという利点がある。
【００２９】
アクチュエータ・ベース１２は、リング状のベース部１２２と、ベース部１２２の四隅で上下方向Ｚの上方へ突出する４本のベース突出部１２４とを有する。４本のベース突出部１２４は、それぞれ、その上端で上方へ突出するベース突起１２４ａを持つ。また、ベース部１２２は、その前方部分に、一対の電極３６を挿設するための一対の挿入孔（図示せず）を持つ。ベース部１２２は、その中央部に円形開口部１２２ａを持つ。
【００３０】
尚、一対の電極３６は、駆動コイル１６に電力を供給するためのものである。一対の電極３６の各々は、図３に示されるように、Ｌ字形状をしている。
【００３１】
アクチュエータ・ベース１２とヨーク２０とによって筺体２４が構成される。板バネ２２は、レンズホルダ１４と筺体２４との間に配置された弾性部材として働く。すなわち、板バネ（弾性部材）２２は、レンズホルダ１４を位置決めした状態でレンズホルダ１４を光軸Ｏ方向にのみ変位可能に支持する。
【００３２】
レンズホルダ１４の下端部１４１は、アクチュエータ・ベース１２のベース部１２２の円形開口部１２２ａに遊嵌される。すなわち、レンズホルダ１４の筒状部１４０の外径は、ベース部１２２の円形開口部１２２ａの直径よりも僅かに小さい。その結果、レンズホルダ１４の下端部１４１は、アクチュエータ・ベース１２のベース部１２２の円形開口部１２２ａとクリアランスを持って対向する。したがって、板バネ（弾性部材）２２と、アクチュエータ・ベース１２のベース部１２２の円形開口部１２２ａとの組み合わせは、レンズホルダ１４を光軸Ｏ方向に沿って案内する案内手段として働く。
【００３３】
尚、板バネ２２は上側板バネとも呼ばれる。また、前述したように、実際の使用状況においては、Ｚ軸方向（光軸Ｏ方向）の上方向が前方向、Ｚ軸方向（光軸Ｏ方向）の下方向が後方向となる。したがって、上側板バネ２２は前側スプリングとも呼ばれる。
【００３４】
上側板バネ（前側スプリング）２２は、例えば、ステンレス鋼やベリリウム銅などの金属製からなる。そして、上側板バネ（前側スプリング）２２は、所定の薄板に対するプレス加工、あるいはフォトリソグラフィ技術を用いたエッチング加工により製造される。尚、プレス加工よりもエッチング加工の方が好ましい。その理由は、エッチング加工では、板バネに残留応力が残らないからである。
【００３５】
図１および図３に示されるように、ヨーク２０は四角筒状をしている。すなわち、ヨーク２０は、実質的に四角筒形状の外筒部２０２と、この外筒部２０２の上端で、外筒部の内側へ延出する四角形のリング状端部２０４とから構成される。
【００３６】
ヨーク２０の外筒部２０２は、その四隅の下端部に、４つの開口部２０２ａを持つ。
【００３７】
レンズホルダ１４は、その上端で半径方向外側へ突出するフランジ１４２を持つ。このフランジ１４２とリング状端部２０４とが対向している。レンズホルダ１４の筒状部１４０は、円筒状をしている。
【００３８】
一方、駆動コイル１６も、円筒状をしている。駆動コイル１６は、レンズホルダ１４の筒状部１４０の外壁面に接着されている。
【００３９】
前述したように、板バネ２２はレンズホルダ１４における光軸Ｏ方向の上端側に配置される。
【００４０】
板バネ２２は、レンズホルダ１４のフランジ１４２に後述のようにして取り付けられるリング部２２２と、後述するように筺体２４の四隅に取り付けられる４つの端部２２４とを有する。リング部２２２と４つの端部２２４との間には、４本の腕部２２６が橋架されている。各腕部２２６は、内周側端部２２２と外周側端部２２４とを繋いでいる。
【００４１】
板バネ２２のリング部２２２は、レンズホルダ１４のフランジ１４２に固定される。詳述すると、フランジ１４２は、筺体２４の四隅近傍で、下方へ突出する４つのホルダ突起部（図示せず）を持つ。板バネ２２のリング２２２は、これら４つのホルダ突起部がそれぞれ挿入される４つのバネ穴２２２ａを持つ。
【００４２】
一方、板バネ２２の４つの端部２２４は、それぞれ、アクチュエータ・ベース１２の４本のベース突出部１２４に固定される。詳述すると、板バネ２２の４つの端部２２４は、それぞれ、４本のベース突出部１２４の４つのベース突起１２４ａが嵌入される４つの端部穴２２４ａを持つ。
【００４３】
図４及び図５に示されるように、レンズホルダ１４の筒状部１４０の内周壁にレンズアセンブリ（レンズバレル）１１が収容され、接着剤などによって互いに接合される。
【００４４】
上記レンズ駆動装置（アクチュエータ）１０において、レンズアセンブリ１１を保持するレンズホルダ１４と駆動コイル１６との組み合わせは、中央部に配置された柱状の可動部（１１，１４，１６）として働く。また、ヨーク２０およびアクチュエータ・ベース１２の組み合わせは、可動部（１１，１４，１６）の周囲に配置された筒状の固定部（２０、１２）として働く。
【００４５】
次に、図１乃至図３に加えて図４乃至図７をも参照して、レンズ駆動装置１０の動作について説明する。図示のレンズ駆動装置１０は、２つの異なるモードで動作することが可能である。第１の動作モードは、２つの位置の間での切替のみをサポートする動作モードである。第２の動作モードは、オートフォーカス（ＡＦ）動作をも行える動作モードである。
【００４６】
最初に、図１乃至図６を参照して、第１の動作モードについて説明し、その後に、図１乃至図５および図７を参照して、第２の動作モードについて動作する。
【００４７】
図４は、駆動コイル１６に通電していない状態を示すレンズ駆動装置１０の部分斜視断面図であり、図５は、一対の電極３６を介して駆動コイル１６に最大電流で通電したときの状態を示すレンズ駆動装置１０の部分斜視断面図である。
【００４８】
図４に示されるように、駆動コイル１６に通電していない場合、レンズホルダ１４は、そのフランジ１４２がヨーク２０のリング状端部２０４から離間した位置にあって、板バネ２２によって支持された状態にある。この離間した位置は、レンズ駆動装置１０の「無限大（ＩＮＦ）ポジション」と呼ばれる。
【００４９】
一方、図５に示されるように、一対の電極３６を介して駆動コイル１６に所定の電流値（以下、「規定電流値」と呼ぶ）以上の電流で通電した場合、レンズホルダ１４が電磁石となるので、板バネ２２の下向きの付勢力に打ち勝つ電磁力によって、レンズホルダ１４のフランジ１４２とヨーク２０のリング状端部２０４とが磁気的に吸引して互いに当接する状態となる。この当接している状態の位置は、レンズ駆動装置１０の「マクロポジション」と呼ばれる。尚、このとき、上記電磁石による磁界と駆動コイル１６に流れる電流による磁界との相互作用によって、フレミングの左手の法則に基づく力（ローレンツ力）も働いていることに注意されたい。したがって、上記電磁力とローレンツ力とが、板バネ２２の下向きの付勢力に打ち勝つことによって、レンズホルダ１４のフランジ１４２をヨーク２０のリング状端部２０４に当接させることができる。
【００５０】
図６は、レンズ駆動装置１０の電流−ストローク特性を示す図である。図６において、横軸は駆動コイル１６に流した電流（ｍＡ）を示し、縦軸はレンズホルダ１４の移動距離（ストローク）（μｍ）を示す。ここで、０μｍとは、駆動コイル１６に電流を流さずに、レンズホルダ１４が板バネ２２によって支持された状態の位置（無限大（ＩＮＦ）ポジション）を示している。図６の例においては、規定電流値は７０ｍＡであることが分かる。
【００５１】
図６から明らかように、駆動コイル１６に、規定電流値以上の電流、例えば８０ｍＡの電流を流すことにより、レンズホルダ１４を１２０μｍ移動させて、レンズ駆動装置１０をマクロポジションにさせることができることが分かる。一方、レンズ駆動装置１０を無限大（ＩＮＦ）ポジションに復帰させるには、駆動コイル１６に流す電流を遮断すれば良いことが分かる。
【００５２】
このように、一対の電極３６を介して駆動コイル１６に通電するか否かによって、レンズホルダ１４（レンズアセンブリ１２）を、２つの位置（無限大（ＩＮＦ）ポジションとマクロポジション）の間で光軸Ｏ方向に沿って移動させることができることが分かる。
【００５３】
尚、図６は、レンズホルダ１４の位置を、無限大（ＩＮＦ）ポジションとマクロポジションとの２つの位置の間で切り替える、第１の動作モードでの動作を説明するための図である。したがって、この第１の動作モードにおいては、中間動作挙動（０μｍ〜１２０μｍ）を問題としていない。
【００５４】
次に、第２の動作モードについて説明する。
【００５５】
第２の動作モードにおいては、レンズ駆動装置１０のヨーク２０を予め磁化させておく。図示の例では、ヨーク２０のリング状端部２０４がＮ極に、ヨーク２０の下端部がＳ極となるように、ヨーク２０を磁化させている。
【００５６】
図７はレンズ駆動装置１０の電流−ストロークカーブを示す特性図である。図７において、横軸は駆動コイル１６に流した電流（ｍＡ）を示し、縦軸はレンズホルダ１４の移動距離（ストローク）（μｍ）を示す。ここで、０μｍとは、駆動コイル１６に電流を流さずに、レンズホルダ１４が板バネ２２によって支持された状態の位置（無限大（ＩＮＦ）ポジション）を示している。
【００５７】
図７に示す例では、レンズホルダ１４のストロークが０μｍ〜６０μｍの間をレンズ駆動装置１０のＡＦ動作範囲として使用可能である。また、レンズ駆動装置１０のマクロポジションは、レンズホルダ１４の移動距離（ストローク）が１４０μｍだけ移動した位置とする。
【００５８】
尚、ここでは、レンズホルダ１４のフランジ１４２がＳ極に、レンズホルダ１４の下端部１４１がＮ極に磁化されるように、駆動コイル１６に流す電流の方向を「正方向」と呼ぶことにする。すなわち、正方向とは、レンズ駆動装置１０を上面側から平面視したときに、光軸Ｏを中心として時計回りに駆動コイル１６に電流を流す方向である。一方、逆に、レンズホルダ１４のフランジ１４２がＮ極に、レンズホルダ１４の下端部１４１がＳ極に磁化されるように、駆動コイル１６に流す電流の方向を「逆方向」と呼ぶことにする。すなわち、逆方向とは、レンズ駆動装置１０を上面側から平面視したときに、光軸Ｏを中心として反時計回り駆動コイル１６に電流を流す方向である。
【００５９】
図７から明らかなように、駆動コイル１６に正方向（時計回り）に流す電流が０ｍＡから７０ｍＡまでの範囲では、レンズホルダ１４のストロークが、０μｍから６０μｍまで、なだらかな曲線で推移することが分かる。したがって、駆動コイル１６に流す電流値を０ｍＡと７０ｍＡとの間で制御することによって、レンズホルダ１４を０μｍ（無限大（ＩＮＦ）ポジション）から６０μｍまでの間で、無段階にオートフォーカス制御駆動できることが分かる。
【００６０】
前述したように、レンズ駆動装置１０のマクロポジションが、レンズホルダ１４のストロークが１４０μｍとなる位置であるので、駆動コイル１６に正方向（時計回り）に８０ｍＡの電流を流したとする。図７から、この８０ｍＡの電流値では、レンズホルダ１４のストロークが１４０μｍを超えることが分かる。したがって、上述した電磁力とローレンツ力とにより、板バネ２２の下方向の付勢力に抗して、レンズホルダ１４のフランジ１４２がヨーク２０のリング状端部２０４に当接し、保持される。
【００６１】
この状態で、駆動コイル１６に流した電流を遮断し、電流値を０ｍＡとする。前述したように、ヨーク２０は、そのリング状端部２０４がＮ極に、その下端部がＳ極となるように、磁化されているので、レンズホルダ１４のフランジ１４２はヨーク２０のリング状端部２０４に当接した状態に維持される。
【００６２】
この状態から、レンズ駆動装置１０を無限大（ＩＮＦ）ポジション（レンズホルダ１４のストロークが０μｍ）に戻すためには、駆動コイル１６に逆方向（反時計回り）の電流を流せばよい。何故なら、駆動コイル１６に逆方向（反時計回り）の電流を流すと、レンズホルダ１４のフランジ１４２がＮ極に磁化されるので、Ｎ極に磁化されているヨーク２０のリング状端部２０４と磁気的に反発するからである。その後、駆動コイル１６に流す電流を０ｍＡとする。
【００６３】
これにより、レンズ駆動装置１０が無限大（ＩＮＦ）ポジションにリセット（復帰）される。
【００６４】
尚、マクロポジションとは、被写体として二次元バーコード等の識別子を撮像するための接写位置であって、カメラのレンズから二次元バーコート（被写体）までの位置（焦点距離）が例えば１０ｃｍ程度の位置に相当する。一方、無限大（ＩＮＦ）ポジションとは、被写体が実質的に無限大の位置にあるものを撮像するための無限遠位置であって、カメラのレンズから被写体までの位置（焦点距離）が無限大∞の位置に相当する。そして、レンズホルダ１４のストロークが６０μｍの位置とは、カメラのレンズから被写体までの距離（焦点距離）が例えば６０ｃｍ程度の位置に相当する。
【００６５】
したがって、本第１の実施の形態に係るレンズ駆動装置１０は、焦点距離（レンズから被写体までの距離）が約１０ｃｍと、約６０ｃｍ〜無限大の間の範囲とをカバーすることができる。その結果、実際のカメラの使用状況を考慮すると、ほとんど全ての範囲をカバーできていることが分かる。
【００６６】
以上の説明から明らかなように、レンズ駆動装置１０を、第１の動作モード又は第２の動作モードのいずれかで動作させることができる。
【００６７】
［第１の変形例］
図８を参照して、本発明の第１の実施の形態の第１の変形例について説明する。図８は、図１乃至図３に示したレンズ駆動装置１０の第１の変形例に使用されるレンズホルダ１４’を示す斜視図である。レンズホルダ１４’以外の構成は、図１乃至図３に示したレンズ駆動装置１０と同様である。
【００６８】
図３に示されるように、ヨーク２０の外筒部２０２は、その四隅の下端部に、４つの開口部２０２ａを持っている。従って、ヨーク２０の４つの開口部２０２ａは、フレミングの左手法則に基づくローレンツ力が作用しない部分である。
【００６９】
そこで、図８に示したレンズホルダ１４’の筒状部１４０は、このヨーク２０の４つの開口部２０２ａに対応する位置に、それぞれ、４つの開口１４０ａを持っている。
【００７０】
これにより、レンズホルダ１４’の軽量化を図ることができる。
【００７１】
［第２の変形例］
図９を参照して、本発明の第１の実施の形態の第２の変形例に係るレンズ駆動装置１０Ａについて説明する。図９は、レンズ駆動装置１０Ａを、ヨーク２０を省いた状態で、斜め前方上方から観た斜視図である。
【００７２】
図示のレンズ駆動装置１０Ａは、図１乃至図３に示したレンズ駆動装置１０と、駆動コイル１６の両端と一対の電極３６との間の接続するコイル渡り線の構成（配線の仕方）が相違する点を除いて、同様の構成を有する。
【００７３】
すなわち、レンズ駆動装置１０では、図示はしていないが、コイル渡り線を使用して、通常の仕方で（何ら工夫をすることなく）、駆動コイル１６の両端と一対の電極３６との間の接続している。
【００７４】
これに対して、図９に示したレンズ駆動装置１０Ａにおいては、コイル渡り線２６を、レンズホルダ１４の下方に配置している。詳述すると、４本のコイル渡り線２６を、バイファイラー巻で、駆動コイル１６の下端より均等に引き出し端子（電極）３６にはんだ付けする。
【００７５】
このような構成のコイル渡り線は、下側板バネと同様の働きを奏することができる。
【００７６】
［第２の実施の形態］
図１０を参照して、本発明の第２の実施の形態によるレンズ駆動装置１０Ｂについて説明する。図１０はレンズ駆動装置１０Ｂを、ヨーク２０を省いた状態で、斜め前方上方から観た斜視図である。
【００７７】
図示のレンズ駆動装置１０Ｂは、後述するように、レンズホルダおよび駆動コイルの構成（形状）が相違する点を除いて、図１乃至図３に示した第１の実施の形態によるレンズ駆動装置１０と同様の構成を有する。したがって、レンズホルダおよび駆動コイルに、それぞれ、１４Ａおよび１６Ａの参照符号を付してある。
【００７８】
第１の実施の形態によるレンズ駆動装置１０では、図２及び図３に示されるように、レンズホルダ１４の筒状部１４０は円筒状をしており、駆動コイル１６も円筒状をしている。駆動コイル１６は、レンズホルダ１４の筒状部１４０の外壁面に接着される。
【００７９】
これに対して、第２の実施の形態によるレンズ駆動装置１０Ｂでは、図１０に示されるように、レンズホルダ１４Ａの筒状部１４０Ａは八角筒状をしており、駆動コイル１６Ａも八角筒状をしている。駆動コイル１６Ａは、レンズホルダ１４Ａの筒状部１４０Ａの外壁面に接着される。
【００８０】
レンズホルダ１４Ａおよび駆動コイル１６Ａを八角筒状とすることにより、円筒状のレンズホルダ１４および駆動コイル１６と比較して、面積を広くすることができる。その結果、第１の実施の形態に比較して、上述した電磁力やローレンツ力を大きくすることができる。
【００８１】
以上、本発明についてその好ましい実施の形態によって説明してきたが、本発明の精神を逸脱しない範囲内で、種々の変形が当業者によって可能であるのは明らかである。例えば、上述した実施の形態では、レンズホルダおよび駆動コイルの外形として、円筒状や八角筒状のものについてのみ示しているが、レンズホルダおよび駆動コイルの外形はこれらに限定されない。レンズホルダおよび駆動コイルは、例えば、四角筒状などの他の形状のものを使用してもよい。また、上述した第１の実施の形態では、レンズ駆動装置を第２の動作モードで動作させるために、ヨークのみを磁化しているが、ヨークとレンズホルダの両方を磁化しても良いし、レンズホルダのみを磁化しても良い。
【符号の説明】
【００８２】
１０、１０Ａ、１０Ｂ レンズ駆動装置（アクチュエータ）
１１ レンズアセンブリ（レンズバレル）
１２ アクチュエータ・ベース
１２２ ベース部
１２２ａ 円形開口部
１２４ ベース突出部
１２４ａ ベース突起
１４、１４’、１４Ａ 強磁性体から成るレンズホルダ
１４０、１４０Ａ 筒状部
１４０ａ 開口
１４１ 下端部
１４２ フランジ
１６、１６Ａ 駆動コイル
２０ ヨーク
２０２ 外筒部
２０２ａ 開口部
２０４ リング状端部
２２ 板バネ（弾性部材）
２２２ リング部
２２２ａ バネ穴
２２４ 端部
２２４ａ 端部穴
２２６ 腕部
２４ 筺体
２６ コイル渡り線
３６ 電極
Ｏ 光軸（駆動軸）
【技術分野】
【０００１】
本発明はレンズ駆動装置に関し、特に、レンズアセンブリ（レンズバレル）を保持するレンズホルダ（可動部）を、レンズの光軸方向に移動可能なレンズ駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
カメラ付携帯電話機には携帯型小型カメラが搭載されている。この携帯型小型カメラには、オートフォーカス用レンズ駆動装置が用いられる。従来から、種々のオートフォーカス用レンズ駆動装置が提案されている。このようなレンズ駆動装置に使用される駆動源（駆動方法）として、ボイス・コイル・モータ（ＶＣＭ）を使用したＶＣＭ方式が知られている。
【０００３】
従来のＶＣＭ方式のレンズ駆動装置では、駆動源（駆動部）として、駆動コイルと、ヨークおよび永久磁石（マグネット）から構成される磁気回路とを備えている。レンズ駆動装置は、アクチュエータとも呼ばれる（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
詳述すると、従来のＶＣＭ方式のレンズ駆動装置では、レンズアセンブリ（レンズバレル）をインフィニティー（無限大）ポジションからマクロポジションまでＶＣＭにより無段階に駆動している。通常、駆動コイルは、レンズアセンブリ（レンズバレル）を保持するレンズホルダに固定される。そのような構造の場合、ＶＣＭ方式のレンズ駆動装置は、ムービングコイル方式となる。ムービングコイル方式のレンズ駆動装置では、フレミングの左手の法則に基づく力（ローレンツ力）によりレンズホルダを駆動しており、永久磁石による磁界とその磁界中にある駆動コイルに電流を流すことにより発生する磁界との関係（相互作用）により、レンズホルダがレンズの光軸方向に移動する構造になっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−２７１８７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に開示されているような、従来のＶＣＭ方式のレンズ駆動装置では、磁気回路として、永久磁石（マグネット）を必須の構成要素として含んでいる。
【０００７】
周知のように、永久磁石（マグネット）は、その組成物としてレアメタルを含んでいるので、磁気回路が高価となる。また、従来のＶＣＭ方式のレンズ駆動装置では、永久磁石（マグネット）を必要とするので、小型化することが困難である。
【０００８】
一方、近年のレンズ駆動装置の小型化に伴い、従来のＶＣＭ方式のレンズ駆動装置での推力が小さくなってきている。
【０００９】
したがって、本発明の課題は、永久磁石を使用しない、安価で小型なレンズ駆動装置を提供することにある。
【００１０】
本発明の他の目的は、説明が進むにつれて明らかになるだろう。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の態様によるレンズ駆動装置（１０;１０Ａ;１０Ｂ）は、レンズアセンブリ（１１）をレンズの光軸（Ｏ）方向に沿って移動可能に支持するレンズ駆動装置であって、光軸（Ｏ）方向の下側に配置されたアクチュエータ・ベース（１２）と、このアクチュエータ・ベースより上方に配置され、レンズアセンブリ（１１）を保持するための筒状部（１４０;１４０Ａ）を有する、強磁性体から成るレンズホルダ（１４；１４’；１４Ａ）と、このレンズホルダに筒状部の外周囲に位置するように固定されたリング状の駆動コイル（１６;１６Ａ）と、この駆動コイルから離間し、且つ駆動コイルを間に挟んでレンズホルダと対向するように、レンズホルダを覆うヨーク（２０）と、レンズホルダを光軸（Ｏ）方向に沿って案内する案内手段（２２;１２２ａ）と、を備える。
【００１２】
上記本発明に係るレンズ駆動装置（１０;１０Ａ;１０Ｂ）において、アクチュエータ・ベース（１２）とヨーク（２０）とによって筺体（２４）が構成されてよい。レンズホルダ（１４;１４’;１４Ａ）は、その上端で半径方向外側へ突出するフランジ（１４２）を持ち、ヨーク（２０）は、駆動コイル（１６；１６Ａ）の周囲に配置された外筒部（２０２）と、この外筒部の上端で外筒部の内側へ延出するリング状端部（２０４）とを備え、フランジ（１４２）とリング状端部（２０４）とが対向していることが好ましい。上記案内手段は、レンズホルダ（１４;１４’;１４Ａ）と筺体（１２，２０）との間に配置された弾性部材（２２）を含んでよい。この弾性部材（２２）は、レンズホルダ（１４;１４’;１４Ａ）を径方向に位置決めした状態でレンズホルダ（１４;１４’;１４Ａ）を光軸（Ｏ）方向にのみ変位可能に支持する。弾性部材は、例えば、レンズホルダの筒状部の上側に設けられた板バネ（２２）から構成されてよい。アクチュエータ・ベース（１２）は、リング状のベース部（１２２）と、このベース部の四隅で上方へ突出する４つのベース突出部（１２４）とを有してよい。この場合、板バネ（２２）は、レンズホルダのフランジ（１４２）に取り付けられるリング部（２２２）と、４つのベース突起部（１２４）の上端にそれぞれ取り付けられる４つの端部（２２４）と、リング部と４つの端部との間に橋架された４本の腕部（２２６）とから構成される。レンズ駆動装置（１０Ａ）は、レンズホルダ（１４）の下方に配置された複数本のコイル渡り線（２６）を更にしてよい。
【００１３】
また、上記本発明に係るレンズ駆動装置（１０;１０Ａ;１０Ｂ）において、ヨーク（２０）の外筒部（２０２）は四角筒状をしていてよい。ヨーク（２０）の外筒部（２０２）は、その四隅の下端部に４つの開口部（２０２ａ）を持ってよい。この場合、レンズホルダ（１４’）の筒状部（１４０）は、４つの開口部に対応する位置にそれぞれ開口（１４０ａ）を持つことが好ましい。
【００１４】
さらに、上記本発明に係るレンズ駆動装置（１０;１０Ａ;１０Ｂ）において、ヨーク（２０）は磁化されていてよい。レンズ駆動装置（１０;１０Ａ）において、レンズホルダ（１４；１４’）の筒状部（１４０）は円筒状をしており、駆動コイル（１６）は円筒状をしていてよい。レンズ駆動装置（１０Ｂ）において、レンズホルダ（１４Ａ）の筒状部（１４０Ａ）が八角筒状をしており、駆動コイル（１６Ａ）は八角筒状をしていてよい。
【００１５】
尚、上記括弧内の参照符号は、理解を容易にするために付したものであり、一例に過ぎず、これらに限定されないのは勿論である。
【発明の効果】
【００１６】
本発明では、レンズホルダを強磁性体で構成し、そのレンズホルダの筒状部の外周囲に駆動コイルを設けたので、永久磁石を使用しない、安価で小型なレンズ駆動装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の第１の実施の形態によるレンズ駆動装置の外観を斜め前方上方から観た斜視図である。
【図２】図１に示したレンズ駆動装置からヨークを省いて、斜め前方上方から観た斜視図である。
【図３】図１に示したレンズ駆動装置を、斜め前方上方から観た分解斜視図である。
【図４】図１に示したレンズ駆動装置において、駆動コイルに通電していない状態を示す部分斜視断面図である。
【図５】図１に示したレンズ駆動装置において、一対の電極を介して駆動コイルに最大電流で通電したときの状態を示す部分斜視断面図である。
【図６】図１に示したレンズ駆動装置の第１の動作モードでの電流−ストローク特性を示す図である。
【図７】図１に示したレンズ駆動装置の第２の動作モードでの電流−ストロークカーブを示す特性図である。
【図８】図１乃至図３に示したレンズ駆動装置の第１の変形例に使用されるレンズホルダを示す斜視図である。
【図９】本発明の第１の実施の形態の第２の変形例に係るレンズ駆動装置を、ヨークを省いた状態で、斜め前方上方から観た斜視図である。
【図１０】本発明の第２の実施の形態によるレンズ駆動装置を、ヨークを省いた状態で、斜め前方上方から観た斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。
【００１９】
［第１の実施の形態］
図１乃至図３を参照して、本発明の第１の実施の形態によるレンズ駆動装置１０について説明する。図１はレンズ駆動装置１０の外観を前方上方から観た斜視図である。図２はレンズ駆動装置１０を、ヨーク２０を省いた状態で、斜め前方上方から観た斜視図である。図３はレンズ駆動装置１０を斜め上方から観た分解斜視図である。
【００２０】
ここでは、図１乃至図３に示されるように、直交座標系（Ｘ，Ｙ，Ｚ）を使用している。図１乃至図３に図示した状態では、直交座標系（Ｘ，Ｙ，Ｚ）において、Ｘ軸方向は前後方向（奥行方向）であり、Ｙ軸方向は左右方向（幅方向）であり、Ｚ軸方向は上下方向（高さ方向）である。そして、図１乃至図３に示す例においては、上下方向Ｚがレンズの光軸Ｏ方向である。
【００２１】
但し、実際の使用状況においては、光軸Ｏ方向、すなわち、Ｚ軸方向が前後方向となる。換言すれば、Ｚ軸の上方向が前方向となり、Ｚ軸の下方向が後方向となる。
【００２２】
図示のレンズ駆動装置１０は、光軸Ｏを通り、かつ前後方向Ｘおよび上下方向Ｚによって規定される（に延在する）平面に対して、実質的に（後述する板バネ２２を除き）面対称の構造を有する。
【００２３】
図示のレンズ駆動装置１０は、例えば、オートフォーカス可能なカメラ付き携帯電話機に備えられる。レンズ駆動装置１０は、可動レンズであるオートフォーカスレンズを内蔵するレンズアセンブリ（レンズバレル）１１（図４および図５参照）を含む。レンズ駆動装置１０は、レンズアセンブリ１１を光軸Ｏ方向にのみ移動させるためのものである。したがって、光軸Ｏは駆動軸である。レンズ駆動装置１０はアクチュエータとも呼ばれる。
【００２４】
レンズ駆動装置１０は、Ｚ軸方向（光軸Ｏ方向）の下側（後側）に配置されたアクチュエータ・ベース１２を有する。このアクチュエータ・ベース１２の下部（後部）には、図示はしないが、センサ基板に配置された撮像素子が搭載される。この撮像素子は、レンズアセンブリにより結像された被写体像を撮像して電気信号に変換する。撮像素子は、例えば、ＣＣＤ（charge coupled device）型イメージセンサ、ＣＭＯＳ（complementary metal oxide semiconductor）型イメージセンサ等により構成される。したがって、レンズ駆動装置１０と、センサ基板と、撮像素子との組み合わせによって、カメラモジュールが構成される。
【００２５】
レンズ駆動装置１０は、レンズアセンブリ（レンズバレル）１１を保持するための筒状部１４０を有するレンズホルダ１４と、このレンズホルダ１４に筒状部１４０の周囲に固定された駆動コイル１６と、この駆動コイル１６から離間し、且つ駆動コイル１６と対向して配置されたヨーク２０と、レンズホルダ１４の筒状部１４０の光軸Ｏ方向上端に後述するように設けられた板バネ２２とを備える。
【００２６】
図示のレンズ駆動装置１０において、レンズホルダ１４は鉄系金属等の強磁性体から構成されている。
【００２７】
従って、本第１の実施の形態に係るレンズ駆動装置１０では、強磁性体から成るレンズホルダ１４とヨーク２０とによって磁気回路が構成されている。磁気回路（１４，２０）と駆動コイル１６との組み合わせによって、ムービングコイル方式の駆動部が構成される。
【００２８】
従来のレンズ駆動装置では、永久磁石とヨークとによって磁気回路が構成されていた。これに対して、本第１の実施の形態に係るレンズ駆動装置１０では、強磁性体から成るレンズホルダ１４とヨーク２０とによって磁気回路が構成されている。すなわち、レンズホルダ１４の外周に巻き回された駆動コイル１６に電流を流すことによって、レンズホルダ１４が電磁石として働く。本第１の実施の形態に係るレンズ駆動装置１０では、磁気回路として永久磁石を備えていないので、安価で小型になるという利点がある。
【００２９】
アクチュエータ・ベース１２は、リング状のベース部１２２と、ベース部１２２の四隅で上下方向Ｚの上方へ突出する４本のベース突出部１２４とを有する。４本のベース突出部１２４は、それぞれ、その上端で上方へ突出するベース突起１２４ａを持つ。また、ベース部１２２は、その前方部分に、一対の電極３６を挿設するための一対の挿入孔（図示せず）を持つ。ベース部１２２は、その中央部に円形開口部１２２ａを持つ。
【００３０】
尚、一対の電極３６は、駆動コイル１６に電力を供給するためのものである。一対の電極３６の各々は、図３に示されるように、Ｌ字形状をしている。
【００３１】
アクチュエータ・ベース１２とヨーク２０とによって筺体２４が構成される。板バネ２２は、レンズホルダ１４と筺体２４との間に配置された弾性部材として働く。すなわち、板バネ（弾性部材）２２は、レンズホルダ１４を位置決めした状態でレンズホルダ１４を光軸Ｏ方向にのみ変位可能に支持する。
【００３２】
レンズホルダ１４の下端部１４１は、アクチュエータ・ベース１２のベース部１２２の円形開口部１２２ａに遊嵌される。すなわち、レンズホルダ１４の筒状部１４０の外径は、ベース部１２２の円形開口部１２２ａの直径よりも僅かに小さい。その結果、レンズホルダ１４の下端部１４１は、アクチュエータ・ベース１２のベース部１２２の円形開口部１２２ａとクリアランスを持って対向する。したがって、板バネ（弾性部材）２２と、アクチュエータ・ベース１２のベース部１２２の円形開口部１２２ａとの組み合わせは、レンズホルダ１４を光軸Ｏ方向に沿って案内する案内手段として働く。
【００３３】
尚、板バネ２２は上側板バネとも呼ばれる。また、前述したように、実際の使用状況においては、Ｚ軸方向（光軸Ｏ方向）の上方向が前方向、Ｚ軸方向（光軸Ｏ方向）の下方向が後方向となる。したがって、上側板バネ２２は前側スプリングとも呼ばれる。
【００３４】
上側板バネ（前側スプリング）２２は、例えば、ステンレス鋼やベリリウム銅などの金属製からなる。そして、上側板バネ（前側スプリング）２２は、所定の薄板に対するプレス加工、あるいはフォトリソグラフィ技術を用いたエッチング加工により製造される。尚、プレス加工よりもエッチング加工の方が好ましい。その理由は、エッチング加工では、板バネに残留応力が残らないからである。
【００３５】
図１および図３に示されるように、ヨーク２０は四角筒状をしている。すなわち、ヨーク２０は、実質的に四角筒形状の外筒部２０２と、この外筒部２０２の上端で、外筒部の内側へ延出する四角形のリング状端部２０４とから構成される。
【００３６】
ヨーク２０の外筒部２０２は、その四隅の下端部に、４つの開口部２０２ａを持つ。
【００３７】
レンズホルダ１４は、その上端で半径方向外側へ突出するフランジ１４２を持つ。このフランジ１４２とリング状端部２０４とが対向している。レンズホルダ１４の筒状部１４０は、円筒状をしている。
【００３８】
一方、駆動コイル１６も、円筒状をしている。駆動コイル１６は、レンズホルダ１４の筒状部１４０の外壁面に接着されている。
【００３９】
前述したように、板バネ２２はレンズホルダ１４における光軸Ｏ方向の上端側に配置される。
【００４０】
板バネ２２は、レンズホルダ１４のフランジ１４２に後述のようにして取り付けられるリング部２２２と、後述するように筺体２４の四隅に取り付けられる４つの端部２２４とを有する。リング部２２２と４つの端部２２４との間には、４本の腕部２２６が橋架されている。各腕部２２６は、内周側端部２２２と外周側端部２２４とを繋いでいる。
【００４１】
板バネ２２のリング部２２２は、レンズホルダ１４のフランジ１４２に固定される。詳述すると、フランジ１４２は、筺体２４の四隅近傍で、下方へ突出する４つのホルダ突起部（図示せず）を持つ。板バネ２２のリング２２２は、これら４つのホルダ突起部がそれぞれ挿入される４つのバネ穴２２２ａを持つ。
【００４２】
一方、板バネ２２の４つの端部２２４は、それぞれ、アクチュエータ・ベース１２の４本のベース突出部１２４に固定される。詳述すると、板バネ２２の４つの端部２２４は、それぞれ、４本のベース突出部１２４の４つのベース突起１２４ａが嵌入される４つの端部穴２２４ａを持つ。
【００４３】
図４及び図５に示されるように、レンズホルダ１４の筒状部１４０の内周壁にレンズアセンブリ（レンズバレル）１１が収容され、接着剤などによって互いに接合される。
【００４４】
上記レンズ駆動装置（アクチュエータ）１０において、レンズアセンブリ１１を保持するレンズホルダ１４と駆動コイル１６との組み合わせは、中央部に配置された柱状の可動部（１１，１４，１６）として働く。また、ヨーク２０およびアクチュエータ・ベース１２の組み合わせは、可動部（１１，１４，１６）の周囲に配置された筒状の固定部（２０、１２）として働く。
【００４５】
次に、図１乃至図３に加えて図４乃至図７をも参照して、レンズ駆動装置１０の動作について説明する。図示のレンズ駆動装置１０は、２つの異なるモードで動作することが可能である。第１の動作モードは、２つの位置の間での切替のみをサポートする動作モードである。第２の動作モードは、オートフォーカス（ＡＦ）動作をも行える動作モードである。
【００４６】
最初に、図１乃至図６を参照して、第１の動作モードについて説明し、その後に、図１乃至図５および図７を参照して、第２の動作モードについて動作する。
【００４７】
図４は、駆動コイル１６に通電していない状態を示すレンズ駆動装置１０の部分斜視断面図であり、図５は、一対の電極３６を介して駆動コイル１６に最大電流で通電したときの状態を示すレンズ駆動装置１０の部分斜視断面図である。
【００４８】
図４に示されるように、駆動コイル１６に通電していない場合、レンズホルダ１４は、そのフランジ１４２がヨーク２０のリング状端部２０４から離間した位置にあって、板バネ２２によって支持された状態にある。この離間した位置は、レンズ駆動装置１０の「無限大（ＩＮＦ）ポジション」と呼ばれる。
【００４９】
一方、図５に示されるように、一対の電極３６を介して駆動コイル１６に所定の電流値（以下、「規定電流値」と呼ぶ）以上の電流で通電した場合、レンズホルダ１４が電磁石となるので、板バネ２２の下向きの付勢力に打ち勝つ電磁力によって、レンズホルダ１４のフランジ１４２とヨーク２０のリング状端部２０４とが磁気的に吸引して互いに当接する状態となる。この当接している状態の位置は、レンズ駆動装置１０の「マクロポジション」と呼ばれる。尚、このとき、上記電磁石による磁界と駆動コイル１６に流れる電流による磁界との相互作用によって、フレミングの左手の法則に基づく力（ローレンツ力）も働いていることに注意されたい。したがって、上記電磁力とローレンツ力とが、板バネ２２の下向きの付勢力に打ち勝つことによって、レンズホルダ１４のフランジ１４２をヨーク２０のリング状端部２０４に当接させることができる。
【００５０】
図６は、レンズ駆動装置１０の電流−ストローク特性を示す図である。図６において、横軸は駆動コイル１６に流した電流（ｍＡ）を示し、縦軸はレンズホルダ１４の移動距離（ストローク）（μｍ）を示す。ここで、０μｍとは、駆動コイル１６に電流を流さずに、レンズホルダ１４が板バネ２２によって支持された状態の位置（無限大（ＩＮＦ）ポジション）を示している。図６の例においては、規定電流値は７０ｍＡであることが分かる。
【００５１】
図６から明らかように、駆動コイル１６に、規定電流値以上の電流、例えば８０ｍＡの電流を流すことにより、レンズホルダ１４を１２０μｍ移動させて、レンズ駆動装置１０をマクロポジションにさせることができることが分かる。一方、レンズ駆動装置１０を無限大（ＩＮＦ）ポジションに復帰させるには、駆動コイル１６に流す電流を遮断すれば良いことが分かる。
【００５２】
このように、一対の電極３６を介して駆動コイル１６に通電するか否かによって、レンズホルダ１４（レンズアセンブリ１２）を、２つの位置（無限大（ＩＮＦ）ポジションとマクロポジション）の間で光軸Ｏ方向に沿って移動させることができることが分かる。
【００５３】
尚、図６は、レンズホルダ１４の位置を、無限大（ＩＮＦ）ポジションとマクロポジションとの２つの位置の間で切り替える、第１の動作モードでの動作を説明するための図である。したがって、この第１の動作モードにおいては、中間動作挙動（０μｍ〜１２０μｍ）を問題としていない。
【００５４】
次に、第２の動作モードについて説明する。
【００５５】
第２の動作モードにおいては、レンズ駆動装置１０のヨーク２０を予め磁化させておく。図示の例では、ヨーク２０のリング状端部２０４がＮ極に、ヨーク２０の下端部がＳ極となるように、ヨーク２０を磁化させている。
【００５６】
図７はレンズ駆動装置１０の電流−ストロークカーブを示す特性図である。図７において、横軸は駆動コイル１６に流した電流（ｍＡ）を示し、縦軸はレンズホルダ１４の移動距離（ストローク）（μｍ）を示す。ここで、０μｍとは、駆動コイル１６に電流を流さずに、レンズホルダ１４が板バネ２２によって支持された状態の位置（無限大（ＩＮＦ）ポジション）を示している。
【００５７】
図７に示す例では、レンズホルダ１４のストロークが０μｍ〜６０μｍの間をレンズ駆動装置１０のＡＦ動作範囲として使用可能である。また、レンズ駆動装置１０のマクロポジションは、レンズホルダ１４の移動距離（ストローク）が１４０μｍだけ移動した位置とする。
【００５８】
尚、ここでは、レンズホルダ１４のフランジ１４２がＳ極に、レンズホルダ１４の下端部１４１がＮ極に磁化されるように、駆動コイル１６に流す電流の方向を「正方向」と呼ぶことにする。すなわち、正方向とは、レンズ駆動装置１０を上面側から平面視したときに、光軸Ｏを中心として時計回りに駆動コイル１６に電流を流す方向である。一方、逆に、レンズホルダ１４のフランジ１４２がＮ極に、レンズホルダ１４の下端部１４１がＳ極に磁化されるように、駆動コイル１６に流す電流の方向を「逆方向」と呼ぶことにする。すなわち、逆方向とは、レンズ駆動装置１０を上面側から平面視したときに、光軸Ｏを中心として反時計回り駆動コイル１６に電流を流す方向である。
【００５９】
図７から明らかなように、駆動コイル１６に正方向（時計回り）に流す電流が０ｍＡから７０ｍＡまでの範囲では、レンズホルダ１４のストロークが、０μｍから６０μｍまで、なだらかな曲線で推移することが分かる。したがって、駆動コイル１６に流す電流値を０ｍＡと７０ｍＡとの間で制御することによって、レンズホルダ１４を０μｍ（無限大（ＩＮＦ）ポジション）から６０μｍまでの間で、無段階にオートフォーカス制御駆動できることが分かる。
【００６０】
前述したように、レンズ駆動装置１０のマクロポジションが、レンズホルダ１４のストロークが１４０μｍとなる位置であるので、駆動コイル１６に正方向（時計回り）に８０ｍＡの電流を流したとする。図７から、この８０ｍＡの電流値では、レンズホルダ１４のストロークが１４０μｍを超えることが分かる。したがって、上述した電磁力とローレンツ力とにより、板バネ２２の下方向の付勢力に抗して、レンズホルダ１４のフランジ１４２がヨーク２０のリング状端部２０４に当接し、保持される。
【００６１】
この状態で、駆動コイル１６に流した電流を遮断し、電流値を０ｍＡとする。前述したように、ヨーク２０は、そのリング状端部２０４がＮ極に、その下端部がＳ極となるように、磁化されているので、レンズホルダ１４のフランジ１４２はヨーク２０のリング状端部２０４に当接した状態に維持される。
【００６２】
この状態から、レンズ駆動装置１０を無限大（ＩＮＦ）ポジション（レンズホルダ１４のストロークが０μｍ）に戻すためには、駆動コイル１６に逆方向（反時計回り）の電流を流せばよい。何故なら、駆動コイル１６に逆方向（反時計回り）の電流を流すと、レンズホルダ１４のフランジ１４２がＮ極に磁化されるので、Ｎ極に磁化されているヨーク２０のリング状端部２０４と磁気的に反発するからである。その後、駆動コイル１６に流す電流を０ｍＡとする。
【００６３】
これにより、レンズ駆動装置１０が無限大（ＩＮＦ）ポジションにリセット（復帰）される。
【００６４】
尚、マクロポジションとは、被写体として二次元バーコード等の識別子を撮像するための接写位置であって、カメラのレンズから二次元バーコート（被写体）までの位置（焦点距離）が例えば１０ｃｍ程度の位置に相当する。一方、無限大（ＩＮＦ）ポジションとは、被写体が実質的に無限大の位置にあるものを撮像するための無限遠位置であって、カメラのレンズから被写体までの位置（焦点距離）が無限大∞の位置に相当する。そして、レンズホルダ１４のストロークが６０μｍの位置とは、カメラのレンズから被写体までの距離（焦点距離）が例えば６０ｃｍ程度の位置に相当する。
【００６５】
したがって、本第１の実施の形態に係るレンズ駆動装置１０は、焦点距離（レンズから被写体までの距離）が約１０ｃｍと、約６０ｃｍ〜無限大の間の範囲とをカバーすることができる。その結果、実際のカメラの使用状況を考慮すると、ほとんど全ての範囲をカバーできていることが分かる。
【００６６】
以上の説明から明らかなように、レンズ駆動装置１０を、第１の動作モード又は第２の動作モードのいずれかで動作させることができる。
【００６７】
［第１の変形例］
図８を参照して、本発明の第１の実施の形態の第１の変形例について説明する。図８は、図１乃至図３に示したレンズ駆動装置１０の第１の変形例に使用されるレンズホルダ１４’を示す斜視図である。レンズホルダ１４’以外の構成は、図１乃至図３に示したレンズ駆動装置１０と同様である。
【００６８】
図３に示されるように、ヨーク２０の外筒部２０２は、その四隅の下端部に、４つの開口部２０２ａを持っている。従って、ヨーク２０の４つの開口部２０２ａは、フレミングの左手法則に基づくローレンツ力が作用しない部分である。
【００６９】
そこで、図８に示したレンズホルダ１４’の筒状部１４０は、このヨーク２０の４つの開口部２０２ａに対応する位置に、それぞれ、４つの開口１４０ａを持っている。
【００７０】
これにより、レンズホルダ１４’の軽量化を図ることができる。
【００７１】
［第２の変形例］
図９を参照して、本発明の第１の実施の形態の第２の変形例に係るレンズ駆動装置１０Ａについて説明する。図９は、レンズ駆動装置１０Ａを、ヨーク２０を省いた状態で、斜め前方上方から観た斜視図である。
【００７２】
図示のレンズ駆動装置１０Ａは、図１乃至図３に示したレンズ駆動装置１０と、駆動コイル１６の両端と一対の電極３６との間の接続するコイル渡り線の構成（配線の仕方）が相違する点を除いて、同様の構成を有する。
【００７３】
すなわち、レンズ駆動装置１０では、図示はしていないが、コイル渡り線を使用して、通常の仕方で（何ら工夫をすることなく）、駆動コイル１６の両端と一対の電極３６との間の接続している。
【００７４】
これに対して、図９に示したレンズ駆動装置１０Ａにおいては、コイル渡り線２６を、レンズホルダ１４の下方に配置している。詳述すると、４本のコイル渡り線２６を、バイファイラー巻で、駆動コイル１６の下端より均等に引き出し端子（電極）３６にはんだ付けする。
【００７５】
このような構成のコイル渡り線は、下側板バネと同様の働きを奏することができる。
【００７６】
［第２の実施の形態］
図１０を参照して、本発明の第２の実施の形態によるレンズ駆動装置１０Ｂについて説明する。図１０はレンズ駆動装置１０Ｂを、ヨーク２０を省いた状態で、斜め前方上方から観た斜視図である。
【００７７】
図示のレンズ駆動装置１０Ｂは、後述するように、レンズホルダおよび駆動コイルの構成（形状）が相違する点を除いて、図１乃至図３に示した第１の実施の形態によるレンズ駆動装置１０と同様の構成を有する。したがって、レンズホルダおよび駆動コイルに、それぞれ、１４Ａおよび１６Ａの参照符号を付してある。
【００７８】
第１の実施の形態によるレンズ駆動装置１０では、図２及び図３に示されるように、レンズホルダ１４の筒状部１４０は円筒状をしており、駆動コイル１６も円筒状をしている。駆動コイル１６は、レンズホルダ１４の筒状部１４０の外壁面に接着される。
【００７９】
これに対して、第２の実施の形態によるレンズ駆動装置１０Ｂでは、図１０に示されるように、レンズホルダ１４Ａの筒状部１４０Ａは八角筒状をしており、駆動コイル１６Ａも八角筒状をしている。駆動コイル１６Ａは、レンズホルダ１４Ａの筒状部１４０Ａの外壁面に接着される。
【００８０】
レンズホルダ１４Ａおよび駆動コイル１６Ａを八角筒状とすることにより、円筒状のレンズホルダ１４および駆動コイル１６と比較して、面積を広くすることができる。その結果、第１の実施の形態に比較して、上述した電磁力やローレンツ力を大きくすることができる。
【００８１】
以上、本発明についてその好ましい実施の形態によって説明してきたが、本発明の精神を逸脱しない範囲内で、種々の変形が当業者によって可能であるのは明らかである。例えば、上述した実施の形態では、レンズホルダおよび駆動コイルの外形として、円筒状や八角筒状のものについてのみ示しているが、レンズホルダおよび駆動コイルの外形はこれらに限定されない。レンズホルダおよび駆動コイルは、例えば、四角筒状などの他の形状のものを使用してもよい。また、上述した第１の実施の形態では、レンズ駆動装置を第２の動作モードで動作させるために、ヨークのみを磁化しているが、ヨークとレンズホルダの両方を磁化しても良いし、レンズホルダのみを磁化しても良い。
【符号の説明】
【００８２】
１０、１０Ａ、１０Ｂ レンズ駆動装置（アクチュエータ）
１１ レンズアセンブリ（レンズバレル）
１２ アクチュエータ・ベース
１２２ ベース部
１２２ａ 円形開口部
１２４ ベース突出部
１２４ａ ベース突起
１４、１４’、１４Ａ 強磁性体から成るレンズホルダ
１４０、１４０Ａ 筒状部
１４０ａ 開口
１４１ 下端部
１４２ フランジ
１６、１６Ａ 駆動コイル
２０ ヨーク
２０２ 外筒部
２０２ａ 開口部
２０４ リング状端部
２２ 板バネ（弾性部材）
２２２ リング部
２２２ａ バネ穴
２２４ 端部
２２４ａ 端部穴
２２６ 腕部
２４ 筺体
２６ コイル渡り線
３６ 電極
Ｏ 光軸（駆動軸）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レンズアセンブリをレンズの光軸方向に沿って移動可能に支持するレンズ駆動装置であって、
前記光軸方向の下側に配置されたアクチュエータ・ベースと、
該アクチュエータ・ベースより上方に配置され、前記レンズアセンブリを保持するための筒状部を有する、強磁性体から成るレンズホルダと、
該レンズホルダに前記筒状部の外周囲に位置するように固定されたリング状の駆動コイルと、
該駆動コイルから離間し、且つ前記駆動コイルを間に挟んで前記レンズホルダと対向するように、前記レンズホルダを覆うヨークと、
前記レンズホルダを前記光軸方向に沿って案内する案内手段と、
を備える、レンズ駆動装置。
【請求項２】
前記アクチュエータ・ベースと前記ヨークとによって筺体が構成される、請求項１に記載のレンズ駆動装置。
【請求項３】
前記レンズホルダは、その上端で半径方向外側へ突出するフランジを持ち、
前記ヨークは、前記駆動コイルの周囲に配置された外筒部と、該外筒部の上端で前記外筒部の内側へ延出するリング状端部とを備え、
前記フランジと前記リング状端部とが対向している、請求項１又は２に記載のレンズ駆動装置。
【請求項４】
前記案内手段は、前記レンズホルダと前記筺体との間に配置された弾性部材を含み、該弾性部材は、前記レンズホルダを径方向に位置決めした状態で前記レンズホルダを前記光軸方向にのみ変位可能に支持する、請求項２又は３に記載のレンズ駆動装置。
【請求項５】
前記弾性部材は、前記レンズホルダの筒状部の上側に設けられた板バネから構成される、請求項４に記載のレンズ駆動装置。
【請求項６】
前記アクチュエータ・ベースは、リング状のベース部と、該ベース部の四隅で上方へ突出する４つのベース突出部とを有し、
前記板バネは、前記レンズホルダの前記フランジに取り付けられるリング部と、前記４つのベース突起部の上端にそれぞれ取り付けられる４つの端部と、前記リング部と前記４つの端部との間に橋架された４本の腕部とから構成される、
請求項５に記載のレンズ駆動装置。
【請求項７】
前記レンズホルダの下方に配置された複数本のコイル渡り線を更にする、請求項５又は６に記載のレンズ駆動装置。
【請求項８】
前記ヨークの前記外筒部は四角筒状をしている、請求項３乃至７のいずれか１つに記載のレンズ駆動装置。
【請求項９】
前記ヨークの前記外筒部は、その四隅の下端部に４つの開口部を持ち、
前記レンズホルダの前記筒状部は、前記４つの開口部に対応する位置にそれぞれ開口を持つ、請求項８に記載のレンズ駆動装置。
【請求項１０】
前記ヨークは磁化されている、請求項１乃至９のいずれか１つに記載のレンズ駆動装置。
【請求項１１】
前記レンズホルダの前記筒状部が円筒状をしており、
前記駆動コイルは円筒状をしている、請求項１乃至１０のいずれか１つに記載のレンズ駆動装置。
【請求項１２】
前記レンズホルダの前記筒状部が八角筒状をしており、
前記駆動コイルは八角筒状をしている、請求項１乃至１０のいずれか１つに記載のレンズ駆動装置。
【請求項１】
レンズアセンブリをレンズの光軸方向に沿って移動可能に支持するレンズ駆動装置であって、
前記光軸方向の下側に配置されたアクチュエータ・ベースと、
該アクチュエータ・ベースより上方に配置され、前記レンズアセンブリを保持するための筒状部を有する、強磁性体から成るレンズホルダと、
該レンズホルダに前記筒状部の外周囲に位置するように固定されたリング状の駆動コイルと、
該駆動コイルから離間し、且つ前記駆動コイルを間に挟んで前記レンズホルダと対向するように、前記レンズホルダを覆うヨークと、
前記レンズホルダを前記光軸方向に沿って案内する案内手段と、
を備える、レンズ駆動装置。
【請求項２】
前記アクチュエータ・ベースと前記ヨークとによって筺体が構成される、請求項１に記載のレンズ駆動装置。
【請求項３】
前記レンズホルダは、その上端で半径方向外側へ突出するフランジを持ち、
前記ヨークは、前記駆動コイルの周囲に配置された外筒部と、該外筒部の上端で前記外筒部の内側へ延出するリング状端部とを備え、
前記フランジと前記リング状端部とが対向している、請求項１又は２に記載のレンズ駆動装置。
【請求項４】
前記案内手段は、前記レンズホルダと前記筺体との間に配置された弾性部材を含み、該弾性部材は、前記レンズホルダを径方向に位置決めした状態で前記レンズホルダを前記光軸方向にのみ変位可能に支持する、請求項２又は３に記載のレンズ駆動装置。
【請求項５】
前記弾性部材は、前記レンズホルダの筒状部の上側に設けられた板バネから構成される、請求項４に記載のレンズ駆動装置。
【請求項６】
前記アクチュエータ・ベースは、リング状のベース部と、該ベース部の四隅で上方へ突出する４つのベース突出部とを有し、
前記板バネは、前記レンズホルダの前記フランジに取り付けられるリング部と、前記４つのベース突起部の上端にそれぞれ取り付けられる４つの端部と、前記リング部と前記４つの端部との間に橋架された４本の腕部とから構成される、
請求項５に記載のレンズ駆動装置。
【請求項７】
前記レンズホルダの下方に配置された複数本のコイル渡り線を更にする、請求項５又は６に記載のレンズ駆動装置。
【請求項８】
前記ヨークの前記外筒部は四角筒状をしている、請求項３乃至７のいずれか１つに記載のレンズ駆動装置。
【請求項９】
前記ヨークの前記外筒部は、その四隅の下端部に４つの開口部を持ち、
前記レンズホルダの前記筒状部は、前記４つの開口部に対応する位置にそれぞれ開口を持つ、請求項８に記載のレンズ駆動装置。
【請求項１０】
前記ヨークは磁化されている、請求項１乃至９のいずれか１つに記載のレンズ駆動装置。
【請求項１１】
前記レンズホルダの前記筒状部が円筒状をしており、
前記駆動コイルは円筒状をしている、請求項１乃至１０のいずれか１つに記載のレンズ駆動装置。
【請求項１２】
前記レンズホルダの前記筒状部が八角筒状をしており、
前記駆動コイルは八角筒状をしている、請求項１乃至１０のいずれか１つに記載のレンズ駆動装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１３−７３０９４（Ｐ２０１３−７３０９４Ａ）
【公開日】平成２５年４月２２日（２０１３．４．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２１３０６１（Ｐ２０１１−２１３０６１）
【出願日】平成２３年９月２８日（２０１１．９．２８）
【出願人】（０００００６２２０）ミツミ電機株式会社 (1,651)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年４月２２日（２０１３．４．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月２８日（２０１１．９．２８）
【出願人】（０００００６２２０）ミツミ電機株式会社 (1,651)
【Ｆターム（参考）】
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