发明内容
但是,在专利文件1的构成中,与延伸向第2线圈和光轴正交方向的二边相交链的磁力线在光轴方向上虽然和光轴正交方向产生的电磁力成分较多,但通常情况下,前侧的边和后侧的边会互相抵消。但是,根据透镜支撑体的移动,其位置一旦变化,延伸向第2线圈和光轴正交方向的二边同交链磁力线之间是不平衡的,无法完全抵消而会有光轴方向的部分电磁力残留。此光轴方向的电磁力成分通过4个第2线圈,其有各自的面向和大小,所以根据透镜支撑体的移位情况,透镜支撑体就会产生倾斜的问题。
本发明为解决上述现有课题,致力于提供一种:即便透镜支撑体位置发生变化,也难令透镜支撑体产生倾斜状况的透镜驱动装置、自动对焦照相机装置及附带照相机的便携式终端装置为目的的。
为实现上述目的的透镜驱动装置,其特点是,从透镜光轴方向看呈四角形状,具有:透镜支撑体,将上述透镜支撑于内部;第1线圈,以上述透镜的光轴方向作轴向卷绕于上述透镜支撑体的周围;第2线圈,在上述透镜支撑体的周围,被配置在上述透镜驱动装置的四角形状的各侧面部所对应位置上,以和上述光轴正交的方向作轴向卷绕;以及磁石,于上述透镜驱动装置的四角形状的各角部所对应位置空出一定间隙配置,针对上述第1线圈及上述第2线圈作同磁极对向;上述第2线圈的延伸向上述光轴方向的二边分别于远离相邻上述磁石的上述磁极的中心的位置而相对向;上述第2线圈的延伸向和上述光轴正交的方向的二边配置在上述相邻磁石的上述间隙中。
上述的透镜驱动装置,其进一步的特点是,还具有与上述透镜驱动装置的四角形状相对应的四角筒形状环口,上述环口将上述透镜支撑体收容在内部;上述环口具有立设于光轴方向的外侧壁;上述磁石沿上述外侧壁内侧面得以配置。
上述的透镜驱动装置,其进一步的特点是,上述环口还具有从上述外侧壁的光轴方向一端侧向内侧延伸出的延出部。
上述的透镜驱动装置,其进一步的特点是,上述环口还具有在上述四角形状的角部中从上述延出部的内侧端部开始沿上述光轴方向立设、在介入上述第1线圈后与上述磁石相对向的内侧壁。
上述的透镜驱动装置,其进一步的特点是,相邻的上述磁石具有相互对向的对向面,上述第2线圈配置在上述相互对向的对向面之间的空间部。
上述的透镜驱动装置,其进一步的特点是,上述第2线圈的延伸向上述光轴方向的边的卷绕面与上述磁石的内周侧的端部相对向。
一种自动对焦照相机,其特点是,具有任意上述的透镜驱动装置。
一种便携式终端装置,其特点是具有上述的自动对焦照相机。
在前述技术方案中,同上述第2线圈的延伸向和上述光轴正交方向的二边交链的磁力线就少,即便透镜支撑体位置发生变化,由于此二边上产生的电磁力的不平衡绝对值要小,故透镜支撑体难以发生倾斜。
另外,由于平板状磁石并非配置在透镜驱动装置侧面部而是配置在角部上,所以仅通过平板状的磁石厚度就可使透镜驱动装置趋于小型化。
由于将上述透镜支撑体收容于内部且与上述透镜驱动装置的四角形状相对应的四角筒形状的环口;上述环口具有立设于光轴方向的外侧壁;上述磁石沿上述外侧壁的内侧面进行配置。磁石的第1线圈及第2线圈对向面端部发来的磁力线被环口所吸收,与第2线圈相交链的磁力线在透镜驱动装置四角形的侧面部上相平行成分就会增加,所以通过第2线圈得到的驱动力就会变大。
另外,磁石被配置于闲置空间的四角形角部上,可使透镜驱动装置趋于小型化。
由于上述环口还具有从上述外侧壁的光轴方向一端侧向内侧延伸出的延出部和在上述四角形状的角部中从上述延出部的内侧端部开始沿上述光轴方向进行立设且介入上述第1线圈后与上述磁石相对向的内侧壁。在环口的外侧壁和内侧壁夹入了磁石、第2线圈及第1线圈,特别是同第1线圈之间有效交链的磁通量会增加,这样就能大大增加移动向光轴方向的推力。另外,延伸向第2线圈的光轴和正交方向的二边被配置在相邻的二个磁石及二个内侧壁间的间隙中,此第2线圈的二边相交链的磁通量的不平衡就难以产生。所以,透镜支撑体的倾斜就难以发生。
相邻的上述磁石具有相互对向的对向面,且上述第2线圈配置在对向的上述对向面之间的空间部。因此能有效利用相邻磁石间的闲置空间,所以能将透镜驱动装置趋于小型。
由于延伸向上述第2线圈的上述光轴方向的边的卷绕面与上述磁石的内周侧的端部相对向,因此用较大磁石、特别是与第2线圈相交链的磁力线得到增加能大大增进推力。
由于可使透驱动装置趋于小型化,所以也可使自动对焦照相机装置趋于小型化。
由于可使自动对焦照相机装置趋于小型化,所以也能对附带照相机的便携式移动终端装置趋势向小型化。
具体实施方式
以下,根据附图对本发明的实施形态1进行说明。关于透镜的光轴方向,被摄体侧称为前侧;反向侧则称为后侧。
图1所示本实施形态1的透镜驱动装置10是用于搭载在附带照相机的便携式终端装置(无图示)上的自动对焦照相机装置(无图示)上的。
首先,对本实施形态1进行扼要地说明。如图1所示,透镜驱动装置10从透镜(无图示)的光轴方向看呈四角形状。透镜驱动装置10具有透镜支撑体28、第1线圈24、第2线圈26及磁石22。透镜支撑体28在内部支撑透镜(无图示)。第1线圈24以透镜的光轴方向为轴向卷绕于透镜支撑体28的周围。第2线圈26在透镜支撑体28的周围被配置在透镜驱动装置10的四角形状的各侧面部所对应的位置上,且以和光轴正交的方向作轴向卷绕。磁石22在环口20的透镜驱动装置10的四角形状的各角部所对应位置上以一定间隙相配置,且针对第1线圈24及第2线圈26以同磁极相对向。如图2所示,延伸向光轴方向的第2线圈26的二边26a、26a分别在远离相邻磁石22、22和磁极的中心C位置上相对向;延伸向和光轴正交方向的第2线圈26的二边26b、26b是配置在了相邻磁石22、22的间隙中。
为此,如图2上部的第2线圈26所示,由于远离磁石22、22位置,延伸向和光轴正交的方向的二边26b、26b交链的磁力线M就少。为此,透镜支撑体28的位置即便发生变化,在此二边26b、26b上产生出电磁力本身就小,在各第2线圈26上产生的光轴方向的电磁力的不平衡绝对值也小。因此,透镜支撑体28的位置即便发生变化,透镜支撑体28中的各第2线圈26导致的光轴方向推力偏差会小,所以透镜支撑体很难产生倾斜。
另外,如图2所示,因为平板状磁石没有配置在透镜驱动装置10的侧面部而将磁石22配置在了呈闲置空间的角部上,故仅通过平板状磁石的厚度就可使透镜驱动装置10趋于小型化。
接下来,对本实施形态1的构成进行详细说明。
如图1所示,透镜支撑体28略呈圆筒形状。透镜(无图示)被固定在其内部。突出于外部的凸缘部被设置于透镜支撑体28的后侧,且第1线圈24、第2线圈26被配置在凸缘部上。另外,前侧弹簧16的内侧部被固定在透镜支撑体28的前侧段部,后侧弹簧34的内侧部被固定在后侧端部上。固定第1线圈24和第2线圈26的透镜支撑体28构成为移动向光轴方向和与光轴相正交方向的移动体。
第1线圈24在透镜支撑体28的周围以透镜光轴方向作轴向卷绕,且被固定在透镜支撑体28的凸缘部。第1线圈24被电气性连接在前侧弹簧16或后侧弹簧34的至少其中一个上后得以供给电流。在磁石22导致的磁场中,通过向第1线圈24进行通电,在第1线圈24上就会产生向光轴方向的电磁力。
第2线圈26作为线圈体被固定在第1线圈24上而成一体,且被固定在透镜支撑体28的凸缘部上。第2线圈26被等间隔配置在透镜驱动装置10的四角形状的各侧面部相当的、后面有讲到的环口20的四角形状的各外侧壁20a所对应的位置上。各第二线圈26的卷绕轴被配置在和光轴正交的方向上,更具体说是被配置在环口20所对应的各外侧壁20a的法线方向上。四个第2线圈26中对向的二个线圈之间是由1根漆包线所制成,或由电气性串联而成。然后,前侧弹簧16或后侧弹簧34的其中至少1个被电气性连接后而供给电流。磁石22所形成的磁场中,通过向第2线圈26进行通电,在第2线圈26上产生出和光轴正交方向的电磁力。
环口20采用的是软磁性金属材料。环口20从透镜驱动装置10的光轴方向看为四角形状相对应的四角筒形状。在本实施的形态1中,其角部是倒角形状。环口20在此四角形状的边缘,具有立设于光轴方向的外侧部20a。磁石22沿此外侧壁20a的内侧面配置。另外,环口20具有在外侧壁20a的光轴方向前侧向内侧延伸出的延出部20b和在四角形状角部从延出部20b内侧的端部沿着光轴方向立设于后侧的内侧壁20c。内侧壁20c在介入第1线圈24后与磁石22相对向。开口部被设置在环口20的中心部。透镜支撑体28被配置在此开口部后,可自在移动性地被收容于环口20的内部。
磁石22如图2所示,从光轴方向看其平面为沿着环口20的倒角各角部呈梯形形状,相邻之间空出一定间隔配置。各磁石22在内周侧面22a和外周侧面上磁极互为不同,且内周侧面22a上都为相同磁极。在本实施形态1中,内周侧面22a作为N极,外周侧面作为S极。磁石22同第1线圈24及第2线圈26相对向。
在本实施形态1中,如图2所示,磁石22也与环口20的内侧壁20c相对向。在磁石22和内侧壁20c之间配置有第1线圈24。另外,相邻磁石22具有相对向的对向面22b、22b。第2线圈26配置在对向的对向面22b、22b之间的空间中。
底座36成为透镜驱动装置10的底盘。透镜驱动装置10是基于底座36上得以构筑,且在介入底座36后与摄像元件(无图示)相连接,摄像元件接受从被摄体处透过透镜而来的光。底座36从透镜驱动装置10的光轴方向来看,呈现出与四角形状相对应的四角形状。在中央部设置有从被摄体处光通过的贯通孔。另外,当电流不流向第1线圈24和第2线圈26时,透镜支撑体28的后端面对接于底座36的底面上。另外,面向光轴方向前侧的凸部设置在各角部上,与框架12的各角部的凸部相结合,且将透镜驱动装置10整体包裹住起到框体的作用。
框架12做成四角形状,在中央设有被摄体光通过的贯通孔。在四角形状的各角部上,设置有面向光轴方向后侧的凸部,且使之与底座36的凸部相结合。包括框架12、底座36、环口20,构成为保持移动体作自在移动的固定体。
如图1所示,前侧弹簧16具有:固定于透镜支撑体28上的内侧部;固定于固定体上的外侧部;连接内侧部和外侧部的腕部。前侧弹簧16的外侧部在介入端子14和绝缘垫片18后,被夹持在环口20和框架12上而能进行通电。前侧弹簧16和端子14分别被分割成2块,可以用作电流供给。前侧弹簧16和端子14的顺序即便同图1相反也没关系,前侧弹簧16的外侧部也可以固定在固定体上。
后侧弹簧34具有:固定于透镜支撑体28上的内侧部;固定于固定体上的外侧部;连接内侧部和外侧部的腕部。后侧弹簧34在介入端子32和绝缘垫片30后被夹持在环口20和底座36上,从而能进行通电。后侧弹簧34和端子32分别被分割成4块,可以用作电流供给。后侧弹簧34和端子32的顺序同图1相反也没关系,后侧弹簧34的外侧部也可固定在固定体上。
因为电流供给是由第1线圈24的1系统、第2线圈26的2系统,合计呈3系统。所以,前侧弹簧16和后侧弹簧34最好全部成6分割。
关于透镜驱动装置10的组装,例如可通过下列方式进行。首先,在环口20上事先固定住磁石22。另外,将第1线圈24和第2线圈26做成一体后作为线圈体,将线圈体固定在透镜支撑体28上。进一步,可事先将前侧弹簧16固定在透镜支撑体28上。首先,在框架12上依次固定端子14、前侧弹簧16、绝缘垫片18、环口20。接下来,在环口20上配置上绝缘垫片30、端子32、后侧弹簧34,同时固定后侧弹簧34和透镜支撑体28,配置上底座36,从环口20开始直至固定到底座36为止。组装之际,前侧弹簧16或后侧弹簧34的至少其中一个的内侧部相比外侧部也要更靠近于光轴方向的前侧。根据弹簧力,透镜支撑体28被压固在底座36上。另外,再行将第1线圈24、第2线圈26和前侧弹簧16、后侧弹簧34通过焊锡等进行电气性连接。
接下来,关于用图2对本实施形态1的透镜驱动装置10的磁力线M的分布和推力加以说明。磁石22的内周侧面22a发出的磁力线M是朝向环口20的内侧壁20c的方向。为此,磁力线M几乎与第1线圈24成直角交链。另外,从磁石22的对向面22b发出的磁力线M面向对向面22b正交方向的环口20的外侧壁20a相平行方向,面向环口20的外侧壁20a。此时,磁力线M对于第2线圈26的边26a,同对应于透镜驱动装置10的侧面部的外侧壁20a保持有平行成分且交链。同第2线圈26的边26b交链的磁力线M由于磁石22和边26b之间的距离较大,故任何方向上的成分都较少。
向第1线圈24一旦通上电流,则根据夫累铭的左手法则(Fleming's lefthand rule),在光轴方向上会产生电磁力。据此,透镜支撑体28就能得到光轴方向的推力,就会向光轴方向移动,直到前侧弹簧16及后侧弹簧34的弹簧力之间抵达力的均衡位置时停住。
另外,例如,一旦从图2的图纸上部的第2线圈26的图纸右方的边26a上从图纸前方向里边通电,根据与环口20的外侧壁20a相平行方向的磁力线M的成分作用,在此图纸右方的边26a上产生出从图纸下方朝上方的电磁力。假定对于此第2线圈26的边26a,环口20的外侧壁20a同直角方向的磁力线M成分即便交链,也会由于图纸右方的边26a和左方的边26a之间相互抵消而不会产生推力。另外,在边26b上发生的推力较小。据此,一旦向第2线圈26进行通电,透镜支撑体28与光轴相正交且得到环口20对应的外侧壁20a的法线方向的推力。移动向光轴方向和正交方向,当前侧弹簧16及后侧弹簧34的弹簧力之间达到均衡位置时移动停止。
接下来,对本实施形态1的透镜驱动装置10的效果进行说明。
在本实施形态1的透镜驱动装置10中,延伸向和光轴正交的方向的二边26b、26b由于时被配置在远离磁石22、22的位置,故与此二边26b、26b相交链的磁力线M就小。为此,即便改变透镜支撑体28的位置,在此二边26b、26b上产生的电磁力本身要小,在各第2线圈26上产生的光轴方向的电磁力的不平衡绝对值也小。因此,根据透镜支撑体28中各第2线圈26的光轴方向的推力的偏差就小,所以透镜支撑体28难以倾斜。
另外,如图2所示,平板状的磁石没有配置在透镜驱动装置10的侧面部,而是将磁石22配置在了闲置空间的各角部上,故仅通过平板状的磁石的厚度就能力图使透镜驱动装置10趋于小型化。
另外,相邻的磁石22具有相互对向的对向面22b、22b,第2线圈26配置在了对向的对向面22b、22b之间的空间上。为此,就能有效利用相邻磁石22、22间的闲置空间,所以能进一步将透镜驱动装置10做得小型。
另外,环口20将透镜支撑体28收容在内部,且做成与透镜驱动装置10的四角形状相对应的四角筒形状,从而具有立设于光轴方向的外侧壁20a。磁石22沿着此外侧壁20a的内侧面进行配置。从对向于第1线圈24及第2线圈26的磁石22处发出的磁力线M由于被环口20所吸收,与第2线圈26交链的磁力线M在透镜驱动装置10的四角形状侧面部上会增加平行成分,第2线圈26产生的和光轴正交的方向的驱动力就会变大。
另外,磁石22被配置在闲置空间的四角形状角部上,可力图将透镜驱动装置10小型化。
另外,环口20具有:从外侧壁20a的光轴方向一端侧向内侧延伸出的延出部20b;在四角形状的角部,从延出部20b的内侧的端部开始沿光轴方向立设后,在介入第1线圈24后,与磁石22相对向的内侧壁20c。环口的外侧壁20a和内侧壁20c之间由于配置磁石22和第1线圈24,特别是增加了同第1线圈24进行有效交链的磁力线M,能增加移动向光轴方向的推力。另外,延伸向第2线圈26的光轴相正交方向的二边26b、26b被配置在相邻二个磁石22、22及二个内侧壁20c、20c之间的间隙中,对此第2线圈26二边26b、26b进行交链的磁力线就很难产生,透镜支撑体28的倾斜也难以产生。
(实施形态2)
以下,对本发明的实施形态2根据附图加以说明。
本实施形态2的透镜驱动装置40是对实施形态1的透镜驱动装置10的环口20、磁石22及第2线圈26的形状和配置加以改变。关于其它的构成,如同实施形态1相同,则援用其说明。
如图3所示,本实施形态2的透镜驱动装置40的环口42,在四角形状的边缘具有立设于光轴方向的外侧壁42a。磁石44沿着此外侧壁42a的内侧面而配置。另外,环口42在外侧壁42a的光轴方向前侧具有向内侧延伸出的延出部42b,不具有内侧壁。
磁石44从光轴方向看其平面呈沿环口42的倒角各角部呈梯形形状,但无对向面。内周侧面44a一直形成至环口42的外侧壁42a的地方。仅凭无对向面就能使磁石44的大小比磁石22要大,且可增加与第2线圈46相交链的磁力线M,能得到更大推力。
第2线圈46为使延伸向光轴方向的二边46a、46a的部分能沿着第1线圈24的磁石44所对向的部分而折弯。即,延伸向第2线圈46的光轴方向的边46a、46a的卷绕面是与磁石46、46的内周面端部相对向的。其结果,延伸向第2线圈46的光轴方向的二边46a、46a分别与所对应的磁石44、44的内周面44a、44a的端部相对向。延伸向第2线圈46的与光轴相正交方向的二边46b、46b被配置在相邻磁石44、44的间隙中。
从磁石44的内周侧面44a发出的磁力线M朝向透镜驱动装置40的中心方向。为此,磁力线M即便在环口42上无内侧壁,几乎直角交链于第1线圈24。另外,针对延伸向第2线圈46的光轴方向的二边46a、46a,从磁石44的内周侧面44a的端部发出的磁力线M斜着交链,并朝向于环口42的外侧壁42a。为此,在图3图面上方中的第2线圈46上就会产生图面上下方向的电磁力、即产生出推力。
另外,由于第2线圈46的边46b、46b交链的磁力线M与磁石44和边46b、46b间的距离较大,故在无论哪一方向上其成分也都较少。为此,透镜支撑体28的位置即便发生变化,发生于此二边46b、46b的电磁力本身较小,通过各第2线圈46产生出的光轴方向的电磁力的不平衡绝对值也小。因此,根据在透镜支撑体28中的各第2线圈46产生出的光轴方向的偏差就小。所以,透镜支撑体28就难以倾斜。
另外,在上述实施形态中,如图2、图3所示,磁石22、44的内周侧面22a、44a做成平面,即便是圆弧面也没有关系。另外,磁石22、44的内周面22a、44a对向的第1线圈24的面做成平面,即便是圆弧面也没有关系。不管何种场合,磁石22、44的内周侧面22a、44a和与此对向的第1线圈24的外周面最好是平行的。另外,第1线圈24并非是八角形,也可以卷绕成圆形和圆角四角形等。第2线圈26、46的形成和配置最好是沿着第1线圈24的外周面。
另外,在图1中,从卷绕的轴方向看,延伸向第2线圈26的光轴方向的二边26a、26a呈圆弧状,也可以是直线状或其它形状,可延伸向光轴方向。同样,延伸向第2线圈26的光轴和正交方向的二边26b、26b呈直线状,即便是圆弧状和其它形状也没关系,可延伸向光轴和正交方向。关于第2线圈46也是同样。
另外,特别是如实施形态2那样的场合,即便第2线圈46是被配置在第1线圈24的内侧也没有关系。
另外,在上述实施形态中,前侧弹簧16、后侧弹簧34任意一个外侧部是通过被夹持在其它部件中得以固定住的。例如,也可单独采用接着或铆合等方法将后侧弹簧34固定在底座36上。