JP2004138992A - レンズ駆動装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】前方レンズ2を支持する前方レンズ枠31と、該枠を支持する前方支持体3、前方支持体3に取り付けられる前方コイル4と前方バネ5、後方レンズ6を支持する後方支持体7及び後方支持体7に取り付けられる後方コイル8と後方バネ9並びにマグネット、マグネット支持体21及びヨーク11とを備え、前方コイル4はマグネットとヨーク11間の外側ギャップに配置し、後方コイル8はマグネットとヨーク11間の内側ギャップに配置し、前方コイル4に電流を印加することによって、前方レンズ2を前方バネ5の弾性力と釣合う位置に移動させ、後方コイル8に電流を印加することによって、後方レンズ6を後方バネ9の弾性力と釣合う位置に移動させる。
【選択図】 図4
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、携帯型小形カメラに用いられ、被写像をズームするレンズ駆動装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
この種のレンズ駆動装置としては、ステッピングモータと送りねじ伝動機構との組合せによる装置が知られており、このレンズ駆動装置を図5に示す。
図5に示すように、レンズ駆動装置100は、回転するステッピングモータ101のシャフトを歯車102を介して送りねじ103に伝達して、回転運動を直運動に変換している。送りねじ103上を案内駆動されるナット104上には、レンズ105が固定されている。従って、ステッピングモータ101の回転角度に従って、レンズ105の直線位置が決定される。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上述の技術では、ステッピングモータ101、歯車102、送りねじ103及びナット104と言った複雑な伝動機構が必要となるので、装置が大形となり且つ、レンズ105の位置の精度が悪いという課題がある。
【0004】
そこで、本発明は、小型軽量で且つ、レンズを直線移動させても位置精度の良いレンズ駆動装置を提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】
請求項1に記載の発明は、前方レンズと、前方レンズを支持する前方レンズ枠と、前方レンズ枠を支持する前方支持体と、前方支持体に取り付けられる前方コイルと、前方支持体に取り付けられる前方バネと、後方レンズと、後方レンズを支持する後方支持体と、後方支持体に取り付けられる後方コイルと、後方支持体に取り付けられる後方バネと、マグネットと、マグネット支持体と、ヨークとを備え、前方コイルは、マグネットとヨーク間の外側ギャップに配置し、後方コイルは、マグネットとヨーク間の内側ギャップに配置し、内側ギャップを構成するヨークの内壁に切欠きを設け、後方支持体の腕部を切欠きを貫通するように備え、マグネット支持体は上下のリングを4本の支柱で支える籠形状とし、前方コイルに電流を印加することによって、前方レンズを前方バネの弾性力と釣合う位置に移動させ、後方コイルに電流を印加することによって、後方レンズを後方バネの弾性力と釣合う位置に移動させることを特徴とする。
【0006】
この請求項1に記載の発明では、内側ギャップを構成するヨークの内壁に切欠きを設け、後方支持枠の腕部を切欠きを貫通するように備えたので、後方レンズをマグネットの内側に配置することができ、装置の構造を小型なものにすることができる。更に、前方コイルおよび後方コイルを印加する電流と両バネの弾性力が釣合う位置に移動させているので、それぞれのコイルに流す電流量だけで、移動量を決定することができる。これによって、装置の構造を更に小形なものにすることができる。加えるに、マグネット支持体を上下にリングを持った籠形状としたので、マグネット支持体の強度を向上させることができる。
【0007】
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の発明において、前方バネおよび後方バネは、最後方に納められた状態でも伸ばされて組立てられる構造としたことを特徴とする。
【0008】
この請求項2に記載の発明では、請求項1に記載の発明と同様な作用効果を奏するとともに、前方バネおよび後方バネは、最後方に納められた状態でも伸ばされて組立てられる構造としたので、バネ定数の初期歪を避けることができる。
【0009】
【発明の実施の形態】
以下、添付した図面を参照しながら、本発明の実施の形態を説明する。
図1は、本発明に係るレンズ駆動装置を示す断面図であり、図2は図1のレンズ駆動装置の60度異なる断面を示す断面図であり、図3は図1のレンズ駆動装置の分解斜視図であり、図4は、図1のレンズ駆動装置の動作を示す断面図である。
【0010】
レンズ駆動装置1は、前方レンズ2と、前方レンズ枠31と、前方支持体3と、前方コイル4と前方バネ5と、後方レンズ6と、後方支持体7と、後方コイル8と、後方バネ9と、マグネット10と、マグネット支持体21と、ヨーク11とを備えており、前方コイル4はマグネット10とヨーク11間の外側ギャップに配置し、後方コイル8はマグネット10とヨーク11間の内側ギャップに配置し、前方コイル4に直流電流を印加することにより、前方レンズ2を前方に移動し、後方コイル8に直流電流を印加することにより、後方レンズ6を前方に移動するようになっている。尚、本明細書においては、前方及び後方の文言を適宜、使用するが、これはカメラから被写体に向って、相対的に前方及び後方の位置関係を表わすものである。
【0011】
リング状D前方支持体3は合成樹脂等の成形品(電気的絶縁体)であり、上部で前方レンズ枠31を支持し、外周後方に前方コイル4を備え、最前方部分の突起には、前方バネ5の外端部5aが固着されており、内周部後方部分の90度毎4個所に突起22を設けて抜け止めとして作用させているとともに、最後尾には小さな突起であるリブ23を備えて、マグネット支持体21の外周部との摺動を行わせている。前方コイル4のリード線は、前方支持体3の外周部分の溝を通って、最前方部分の突起の近傍で前方バネ5の外端部5aに半田付接続される。前方レンズ枠31は、内周部分で前方レンズ2を支持している。
【0012】
同様に、リング状の後方支持体7は、合成樹脂等の成形品(電気的絶縁体)であり、中央部で後方レンズ6を支持し、内周部と腕部7aの間に後方コイル8を備え、後方部の底面上の突起には後方バネ9の内端部9bが固着されている。
【0013】
リング状のヨーク11は、軟鉄等の磁性体であり、外壁11aと内壁11b及び底面11cから成る形状を有し、外壁11aは内壁11bより壁高が大であり、内壁11bには90度間隔で4個所の切欠11dを備え、後方支持枠7の腕部7aは切欠11dを貫通している。
【0014】
マグネット支持体21は合成樹脂等の成形品(電気的絶縁体)であり、上下のリングを4本の支柱が支える籠形状とし、4本の支柱の間には、4個のマグネット10がハメ込まれて支持されている。量産時には一体成形で製作すると好都合である。マグネット10は、矩形の円弧形状の同一の4片から成り、ラジアル方向に磁化されており、マグネット支持体21の籠形状は、マグネット10の反発力に対抗できる構造の堅固さを確保している。
【0015】
マグネット支持体21は、底部でヨーク11の底部11cに勘合固定され、最前方部分の突起には、前方バネ5の内端部5bが固着され、本突起の近傍の内周部分に縦溝21aを備えている。縦溝21aには、金属性の前方端子32が挿入されており、最前方部分で前方バネ5の内端部5bと半田付接続され、前後方部分は、ヨーク11の底面11cを貫通して前方コイル4への給電端子として作用する。周辺部の外周上端部には突部21cを備えて、前方支持体3の突起22と突き当たる抜け止めとして作用し、また、突起21cの側面部は、前方バネ5に対して径方向の衝撃から掛る変位を機械的に抑える構造となっている。周辺部の内周部(4個所)には、細長のリブを設け、後方支持体7の外周部との摺動を容易にしている。
【0016】
後方コイル8のリード線は、腕部7aの側面に沿って切欠11dを貫通して、後方バネ9の内端部9bに半田付接続される。後方バネ9の外端部9aは、マグネット支持体21の最後方底部の突起に固着され、バネ押さえと共に給電端子として作用する。
【0017】
前方コイル4は、マグネット10と外壁11aから成る外側ギャップ間に配置されており、同様に後方コイル8は、マグネット10と内壁11bから成る内側ギャップ間に配置されており、マグネット10から外壁11a、底面11c、内壁11bを経由してマグネット10に戻る磁路を形成している。
【0018】
前方バネ5及び後方バネ9は、リン青銅等金属性の板バネであり、バネ性を持つと共に、前方コイル4及び後方コイル8への給電経路としても作用している。前方バネ5の外端部5aは前方支持体3の突起にハメ込まれてバネ押さえ5aaで押さえて固着(熱カシメ)され、内端部5bはマグネット支持体21の突起にハメ込まれてバネ押さえ5bbで押さえて固着される。前方支持体3をヨーク11に挿入する時点で、前方支持体3のフランジ部3aがヨーク11の外壁11aの上面部に突き当たることによって、外端部5aと内端部5b間に段差が生じ、前方バネ5は伸ばされて組立てられる。バネ押さえ5bbは、内周方向に突出した形状とされ、後方支持体7に対する抜け止めの役割をも担っている。
【0019】
後方バネ9の外端部9aは、マグネット支持体21の突起にハメ込まれてバネ押さえ9aaで押さえて固着され、内端部9bは後方支持体7の突起にハメ込まれてバネ押さえ9bbで押さえて固着される。後方支持体7をヨーク11に挿入する時点で、後方支持体7の突起部7b(4個所)がヨーク11の底面11cに突き当たることによって、外端部9aと内端部9b間に段差が生じ、後方バネ9も伸ばされて組立てられている。この様に、前方バネ5及び後方バネ9は、最後方に納められた状態でも伸ばされて組立てられているので、板バネに固有のバネ定数の初期歪を避けることができる。
【0020】
次に、上述した構成に基づき、本実施の形態の作用を説明する。レンズ駆動装置1を組立てるには、まず最初に、前方コイル4を前方支持体3に組込み、後方レンズ6と後方コイル8を後方支持体7に組込んで、それぞれを固着する。前方コイル4のリード線は、予め前方支持体3の2箇所の外周凹部内に沿わせて固着し、引出しておく。また、マグネット10をマグネット支持体21に組込んでおく。
【0021】
次に、後方支持体7をマグネット支持体21に組込み、後方バネ9及びバネ押さえ9aa,9bbを取付け、続いて前方支持体3と前方端子32をマグネット支持体21に組込み、前方バネ5及びバネ押さえ5aa,5bbを取付ける。後方コイル8のリード線及び前方コイル4のリード線はそれぞれ内端部9b、外端部5aに半田付接続し、前方端子32も半田付接続する。
【0022】
引続き、ヨーク11をマグネット支持体21に組込み、底面11c部分で固定(圧入)する。前方レンズ2は予め、前方レンズ枠31に組込んでおき、前方レンズ枠31をマグネット支持体21の最前方部分に固着する。
【0023】
上述した組立結線によって、ヨーク11の底面11cの貫通孔部分に、前方コイル4への2個の外部入力が2個の前方端子32として得られ、後方コイル8への2個の外部入力は、後方バネ9の2個の外端部9aとして得られる。
【0024】
図4は、前方コイル4及び、後方コイル8に直流電流を印加して、レンズ駆動装置1をズーム状態に作動させた時の断面図を示している。
【0025】
前方コイル4に電流が印加されると、前方レンズ2に前方(図4では、上方)への電磁力が働くが、前方バネ5の弾性力は変位に比例して後方(図4では、下方)へ働く。従って、前方レンズ2の位置即ち前方への移動距離は、電磁力と弾性力が釣合った点となる。
【0026】
これによって、前方コイル4に印加する電流量によって、前方レンズ2の移動量を決定することができる。同様に、後方コイル8に印加する電流量によって、後方レンズ6の移動量を決定することができる。
【0027】
即ち、前方コイル4及び後方コイル8に印加するそれぞれの電流量によって、前方レンズ2及び後方レンズ6それぞれの移動量を決定することができるので、後方レンズ6のさらに後方(図4では、下方)のカメラ内部に位置する固定レンズの作用と共に、CCDなどによる像平面上に、被写体像をズームしてフォーカスさせることができる。
【0028】
後方支持体7は、内周部と腕部7aの間に後方コイル8を備え、後方コイル8の2本のリード線は、腕部7aの側面に沿って切欠11dを貫通して2個の後方バネ9の内端部9bbに接続する構造としたので、後方支持体7をマグネットの内側に配置することができ、小形な構造を実現している。
【0029】
前方支持体3は、突起22の最後尾部分で、90度間隔4個所で極く小さな突起であるリブ23を備えてマグネット支持体21の外周部と摺動する。4個のリブ23は対抗配置となるので精度良く成形でき且つ、摺動面積が小さいので、前方レンズ2のスムーズでブレの少ない移動を実現している。
【0030】
マグネット支持体21は、外周上端部に突部21cを備え、前方支持枠3の突起22と突き当たる抜け止めとして作用し、前方支持体3の脱落を防止するとともに、突起21cの側面部は、前方バネ5に対して径方向の衝撃から掛る変位を機械的に抑える構造となっている。
【0031】
また、マグネット支持体21は、上下のリングを4本の支柱が支える籠形状としたので、マグネット10の反発力に対して堅固な構造を実現している。
【0032】
更に、前方バネ5及び後方バネ9は、最後方に納められた状態でも伸ばされて組立てられるようにしたので、バネ定数の初期歪を避けることができる。
【0033】
【発明の効果】
請求項1に記載の発明では、後方レンズをマグネットの内側に配置することができ且つ、印加する電流量を制御することによって、前方レンズ及び後方レンズ、それぞれの移動量を制御できるので、装置の構造を小形で廉価なものにすることができるとともに、強度を向上することができる。。
【0034】
請求項2に記載の発明では、請求項1に記載の発明と同様な効果を奏するとともに、バネ定数の歪を抑制して前方レンズ及び後方レンズの位置の精度を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るレンズ駆動装置を示す断面図である。
【図2】図1のレンズ駆動装置の60度異なる断面を示す断面図である。
【図3】図1のレンズ駆動装置の分解斜視図である。
【図4】図1のレンズ駆動装置の動作を示す断面図である。
【図5】従来に係るレンズ駆動装置を示す斜視図である。
【符号の説明】
1 レンズ駆動装置
2 前方レンズ
3 前方支持体
4 前方コイル
5 前方バネ
6 後方レンズ
7 後方支持体
8 後方コイル
9 後方バネ
10 マグネット
11 ヨーク
21 マグネット支持体
31 前方レンズ枠
Claims (2)
- 前方レンズと、前方レンズを支持する前方レンズ枠と、前方レンズ枠を支持する前方支持体と、前方支持体に取り付けられる前方コイルと、前方支持体に取り付けられる前方バネと、後方レンズと、後方レンズを支持する後方支持体と、後方支持体に取り付けられる後方コイルと、後方支持体に取り付けられる後方バネと、マグネットと、マグネット支持体と、ヨークとを備え、前方コイルは、マグネットとヨーク間の外側ギャップに配置し、後方コイルは、マグネットとヨーク間の内側ギャップに配置し、内側ギャップを構成するヨークの内壁に切欠きを設け、後方支持体の腕部を切欠きを貫通するように備え、マグネット支持体は上下のリングを4本の支柱で支える籠形状とし、前方コイルに電流を印加することによって、前方レンズを前方バネの弾性力と釣合う位置に移動させ、後方コイルに電流を印加することによって、後方レンズを後方バネの弾性力と釣合う位置に移動させることを特徴とするレンズ駆動装置。
- 前方バネおよび後方バネは、最後方に納められた状態でも伸ばされて組立てられる構造としたことを特徴とする請求項1に記載のレンズ駆動装置。
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