JP2005070609A - Method for driving lens driving device and lens driving device and camera - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、レンズ駆動装置の駆動方法およびレンズ駆動装置ならびにカメラに関する。 The present invention relates to a lens driving device driving method, a lens driving device, and a camera.
カメラ付き携帯電話機などに搭載される薄型カメラは、撮影における焦点調整やズーム調整を行うためのレンズ移動距離が通常のカメラに比べて短い。このため、これらのカメラに適用されるレンズ駆動装置としては、レンズを直接、磁気駆動するレンズ駆動装置が適している。 A thin camera mounted on a camera-equipped mobile phone or the like has a shorter lens movement distance for performing focus adjustment and zoom adjustment in shooting than a normal camera. For this reason, as a lens driving device applied to these cameras, a lens driving device that directly magnetically drives the lens is suitable.
このような磁気駆動タイプのレンズ駆動装置としては、たとえば、次のようなものが知られている。すなわち、レンズを保持する筒状のレンズホルダと、レンズホルダの外周に取り付けたリング状のロータマグネットと、ロータマグネットに対向する駆動コイルとを有し、駆動コイルへの通電を制御することにより、レンズを保持するレンズホルダを変換機構を介さずに直接、光軸方向に直動させると共に、そこにレンズホルダを磁気保持する構成のものが案出されている(特許文献1参照)。 As such a magnetic drive type lens driving device, for example, the following is known. That is, it has a cylindrical lens holder that holds the lens, a ring-shaped rotor magnet attached to the outer periphery of the lens holder, and a drive coil that faces the rotor magnet, and by controlling energization to the drive coil, A configuration has been devised in which a lens holder for holding a lens is directly moved in the optical axis direction without using a conversion mechanism, and the lens holder is magnetically held therein (see Patent Document 1).
一方、モータの回転力を直進運動に変換する変換機構を利用する場合の例として、レンズが保持されたレンズホルダを光軸に沿って案内するガイド軸を採用しているものが知られている(たとえば特許文献2、3参照)。 On the other hand, what employs a guide shaft that guides a lens holder holding a lens along the optical axis is known as an example of using a conversion mechanism that converts the rotational force of the motor into a straight motion. (For example, refer to Patent Documents 2 and 3).
また、カメラが搭載された携帯電話では、片手で携帯電話を持って自己の顔やその他の近接位置となる被写体を撮影する場合が多い。このため、この種のカメラに用いられる撮影レンズ系は、接写撮影機能を保有しているものが多い。このような接写撮影機能を有する撮影レンズ系の場合、通常の撮影を行うときのレンズ位置と接写撮影すなわちマクロ撮影を行うときのレンズ位置が異なるものとなる。すなわち、接写撮影時のレンズ位置は、通常撮影時のレンズ位置よりも僅かに一定の距離だけ被写体側に近づけた位置になる。 In many cases, a mobile phone equipped with a camera is used to take a picture of a subject that is in the vicinity of the user's face or other hand with the mobile phone in one hand. For this reason, many photographic lens systems used in this type of camera have a close-up photographing function. In the case of a photographing lens system having such a close-up photographing function, the lens position when performing normal photographing differs from the lens position when performing close-up photographing, that is, macro photographing. That is, the lens position during close-up photography is a position that is closer to the subject side by a slightly fixed distance than the lens position during normal photography.
このため、この種の撮影レンズ系では、レンズ位置を通常の撮影位置とマクロ撮影位置との間で移動させるための駆動源を備え、スイッチの切り替えによって駆動源を駆動し、上述の2点の撮影位置の間をレンズが移動するようになっている。しかし、携帯電話などの携帯機器においては、機器の小型化、軽量化などの理由から、駆動源としてモータを採用することは難しい。また、2位置のみでの撮影のため、電磁力をレンズ駆動に直接利用し、レンズを移動させる形式のレンズ駆動装置、すなわち、上述した特許文献1のような磁気式のレンズ駆動装置が有利となる。
For this reason, this type of photographic lens system includes a drive source for moving the lens position between the normal photographic position and the macro photographic position, and the drive source is driven by switching the switch. The lens moves between shooting positions. However, in portable devices such as mobile phones, it is difficult to employ a motor as a drive source because of the reduction in size and weight of the device. In addition, a lens driving device of a type in which electromagnetic force is directly used for lens driving and the lens is moved for photographing at only two positions, that is, a magnetic lens driving device as described in
従来のレンズ駆動装置のうち、特許文献1記載のもの、すなわち、レンズを保持するケースを光軸方向に磁気駆動し、そこに磁気的保持するタイプのものでは、レンズを長い時間所定の位置に保持しようとすると、保持している間も駆動コイルに通電する必要がある。そのため、消費電力が多くなり、もともと電源電池容量に制限がある携帯電話などに搭載するには適していないという問題点がある。
Among conventional lens driving devices described in
これに対して特許文献2、3に記載されているものは、回転力を直線移動に変換するための機構が複雑になり、かつ、部品点数が多くなり、携帯電話などの携帯機器に搭載するには適していないという問題点がある。また、レンズの径方向の側方に変換機構が配置されるため、半径方向の長さが大きくなり小型化の面では問題となりやすい。 On the other hand, what is described in Patent Documents 2 and 3 has a complicated mechanism for converting rotational force into linear movement, increases the number of parts, and is mounted on a portable device such as a cellular phone. There is a problem that it is not suitable for. In addition, since the conversion mechanism is arranged on the side of the lens in the radial direction, the length in the radial direction becomes large, which tends to be a problem in terms of miniaturization.
また、従来の2位置の撮影のみが実行されるレンズ駆動装置は、カメラに組み込んだ場合、機能が絞り込まれたものとなり柔軟性に欠けたものとなる。また、得られる画像もレベルが低い画像のものとなりがちである。 In addition, when the conventional lens driving device that executes only two-position imaging is incorporated in a camera, the functions are narrowed down and the flexibility is lacking. Also, the obtained image tends to be an image with a low level.
本発明は、上述した問題点を解決するためになされたものであり、低い消費電力化を可能とすると共に撮影機能を拡張でき、しかも、レンズの移動制御をしやすいレンズ駆動装置の駆動方法を提案することを目的とする。また、他の発明は、小型化に適すると共に撮影機能を拡張できるようにしたレンズ駆動装置およびカメラを提案することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and provides a driving method of a lens driving device that enables low power consumption, expands an imaging function, and facilitates lens movement control. The purpose is to propose. Another object of the present invention is to propose a lens driving device and a camera that are suitable for downsizing and capable of extending the photographing function.
上述した目的を達成するため、本発明のレンズ駆動装置の駆動方法は、レンズを備えた移動体と、この移動体を光軸方向に移動可能に保持する固定体とを有するレンズ駆動装置の駆動方法において、固定体は、光軸方向に離間された一対の駆動コイルを備え、移動体は、一対の駆動コイルと磁気作用可能な位置に配設された第1の磁気的手段を備え、さらに、固定体は、この第1の磁気的手段と磁気作用可能な位置に配設された第2の磁気的手段を有し、一対の駆動コイルの両者から方向が反対となる力を受けながら第1の磁気的手段を移動させると共に第2の磁気的手段の磁気作用によって、この第1の磁気的手段を全移動範囲の中間位置に停止させている。 In order to achieve the above-described object, a driving method for a lens driving device according to the present invention is a driving method for a lens driving device including a moving body including a lens and a fixed body that holds the moving body so as to be movable in the optical axis direction. In the method, the fixed body includes a pair of drive coils spaced apart in the optical axis direction, the moving body includes a first magnetic means disposed at a position capable of magnetically acting with the pair of drive coils, and The fixed body has the first magnetic means and the second magnetic means arranged at a position where the magnetic action can be performed, and receives the force whose directions are opposite from both of the pair of drive coils. One magnetic means is moved and the first magnetic means is stopped at an intermediate position of the entire moving range by the magnetic action of the second magnetic means.
この発明では、一対の駆動コイルと磁気作用可能な位置に配設された第1の磁気的手段を備える構成なので、停止させるための構造が複雑化せず低消費電力化が可能となると共に小型化に適するものとなる。しかも、移動体が一対の駆動コイルの両者から相反する力、たとえば互いに反発する力を受け、移動していくので、受ける力が均衡する中間の位置へと自然と移動していくことになり、移動制御がしやすいものとなる。また、停止位置を全移動範囲の中間位置とできるので、撮影機能を拡張させることができる。 In the present invention, the first magnetic means disposed at a position capable of magnetic action with the pair of drive coils is provided, so that the structure for stopping is not complicated and the power consumption can be reduced and the size can be reduced. It will be suitable for conversion. In addition, the moving body receives and moves the reciprocal forces from both of the pair of drive coils, for example, repulsive forces, so that the moving body naturally moves to an intermediate position where the received forces are balanced, Movement control is easy. Further, since the stop position can be an intermediate position in the entire movement range, the photographing function can be expanded.
また、他の発明のレンズ駆動装置の駆動方法は、上述の発明に加え、一対の駆動コイルから発生する力の強度を適宜調整可能とし、第1の磁気的手段を全移動範囲の複数の中間位置に停止させている。この構成を採用すると、停止位置が4位置以上となるので、撮影機能の拡張を一層達成することが可能となる。 In addition to the above-described invention, the driving method of the lens driving device according to another invention can appropriately adjust the strength of the force generated from the pair of driving coils, and the first magnetic means can be adjusted to a plurality of intermediate positions in the entire movement range. Stopped in position. When this configuration is adopted, the stop position becomes four or more positions, so that it is possible to further expand the photographing function.
また、他の発明は、上述の発明のレンズ駆動装置の駆動方法に加え、第1の磁気的手段は、一対の駆動コイルの対向面に光軸方向に重なるように配設されると共に、光軸と交差する方向にNS着磁が施されたマグネットとしている。この機構を採用すると、マグネットが光軸方向に重合されるので半径方向の短縮が図れると共に、磁気効率の高いものとなる。 According to another aspect of the invention, in addition to the driving method of the lens driving device according to the above-described invention, the first magnetic means is disposed so as to overlap the opposing surfaces of the pair of driving coils in the optical axis direction. The magnet is NS magnetized in the direction intersecting the axis. When this mechanism is adopted, the magnets are superposed in the optical axis direction, so that the radial direction can be shortened and the magnetic efficiency is high.
また、本発明のレンズ駆動装置は、レンズを備えた移動体と、この移動体と光軸方向に移動可能に保持する固定体とを有するレンズ駆動装置において、固定体は、光軸方向に離間された一対の駆動コイルと、移動体に設けられた第1の磁気的手段に磁気作用可能に配設されると共に一対の駆動コイル間に配設された第2の磁気的手段とを有し、第1の磁気的手段は、一対の駆動コイル間に配され、該一対の駆動コイルと磁気作用可能に配設され、第1の磁気的手段を、一対の駆動コイルの一方側に近づく第1位置、一対の駆動コイルの他方側に近づく第2位置、および両位置の間であって第2の磁気的手段に近づく第3位置で停止可能に構成し、第1位置または第2位置から第3位置へは、一対の駆動コイルのそれぞれから、遠ざけられる力であって近くほど大きな力となる力を第1の磁気的手段が受けることで移動している。 The lens driving device of the present invention is a lens driving device including a moving body including a lens and a fixed body that is movably held in the optical axis direction. The fixed body is separated in the optical axis direction. A pair of drive coils, and a second magnetic means disposed between the pair of drive coils and arranged to be capable of magnetic action on a first magnetic means provided on the moving body. The first magnetic means is disposed between the pair of drive coils and is arranged so as to be able to act magnetically with the pair of drive coils, and the first magnetic means approaches the first side of the pair of drive coils. It is configured to be able to stop at one position, a second position approaching the other side of the pair of drive coils, and a third position between both positions and approaching the second magnetic means, and from the first position or the second position. The force moved away from each of the pair of drive coils to the third position The force to be close enough large force there is moving by the first magnetic means receives.
この発明では、レンズが連続的に停止可能とされておらず、間欠的に停止されるので、停止させるための構造が複雑化せず小型化に適するものとなる。また、停止位置が、2位置に中間位置が加わった位置となるので、撮影機能を拡張させることができる。しかも、遠ざけられる力であって近くほど大きくなる力で移動体が移動させられるので、安定した均衡位置を得やすくなり、中間位置への誘導制御がしやすいものとなる。 In the present invention, since the lens cannot be stopped continuously but is stopped intermittently, the structure for stopping does not become complicated and is suitable for miniaturization. Further, since the stop position is a position obtained by adding an intermediate position to the two positions, the photographing function can be expanded. In addition, since the moving body is moved by a force that is moved away and becomes larger as it is closer, it becomes easier to obtain a stable balanced position, and guidance control to the intermediate position is facilitated.
また、本発明のカメラは、請求項4記載のレンズ駆動装置と、このレンズ駆動装置によって得られた画像表示する表示手段と、を有している。 According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a camera having the lens driving device according to claim 4 and display means for displaying an image obtained by the lens driving device.
この発明では、カメラの小型化が達成可能となると共に撮影機能が拡張されたカメラとすることができる。 According to the present invention, the camera can be reduced in size and the camera can have an extended photographing function.
本発明のレンズ駆動装置の駆動方法は、低消費電力化が可能となると共に撮影機能が拡張でき、しかも、レンズの移動制御をしやすいものとなる。また、本発明のレンズ駆動装置およびカメラは、小型化に適したものになると共に撮影機能が拡張されたものとなる。 The driving method of the lens driving device of the present invention can reduce the power consumption, expand the photographing function, and facilitate the lens movement control. In addition, the lens driving device and the camera according to the present invention are suitable for downsizing and have an extended photographing function.
以下、図面を参照しながら本発明にかかるレンズ駆動装置の駆動方法およびレンズ駆動装置ならびにカメラの実施の形態について説明する。なお、以下では、カメラの主要部となるレンズ駆動装置を中心にして説明することとする。各実施の形態で示すレンズ駆動装置は、携帯電話のような携帯機器のカメラ部分として搭載するのに適した構成となっているが、PDA(Personal Digital Assistance)等他の携帯機器に搭載するようにしても良い。 Embodiments of a lens driving device driving method, a lens driving device, and a camera according to the present invention will be described below with reference to the drawings. In the following, description will be made with a focus on a lens driving device as a main part of the camera. The lens driving device shown in each embodiment has a configuration suitable for mounting as a camera portion of a mobile device such as a mobile phone, but is mounted on another mobile device such as a PDA (Personal Digital Assistance). Anyway.
図1から図4に示す第1の実施の形態のレンズ駆動装置は、移動体10と、固定体24から主に構成されている。移動体10は、光軸11がその中心に位置することとなる略円筒形状のレンズ鏡筒12を有していて、レンズ鏡筒12の内部にレンズ14が備えられている。レンズ14は、カメラの撮影レンズで、複数枚のレンズが組み合わせられることによって構成されている。
The lens driving device according to the first embodiment shown in FIGS. 1 to 4 mainly includes a moving
図1の上側が被写体側のレンズ14aで、下側がカメラボディ側レンズ14bである。両レンズ14a、14bの間には間隔保持部材14cが配置され、カメラボディ側レンズ14bのさらに奥側には位置固定部材14dが両レンズ14a、14bを位置決めすべくレンズ鏡筒12に固定されている。
The upper side of FIG. 1 is a
レンズ鏡筒12の外周は、前側が大径に、後側が小径に形成されて、その境界に段部が形成されている。後側の小径部には、リング状に形成された第1の磁気的手段となる駆動マグネット16が嵌められている。この駆動マグネット16は、上述した段部に当接された状態でレンズ鏡筒12に一体に固定されている。駆動マグネット16は、あたかもレンズ鏡筒12の鍔部であるかのようにレンズ鏡筒12の外周面から外方に突出している。
The outer periphery of the
レンズ鏡筒12の前端部、すなわち被写体側の端部には、被写体からの反射光をレンズ14に取り込む円形の入射窓18が前端面20の中央に形成されている。入射窓18の前方には、レンズ保持用の開閉自在のバリアが設けられるが、図示は省略されている。
At the front end of the
レンズ鏡筒12は、固定体24内に挿入されている。固定体24も略円筒形状に形成されていて、その後端部内周25にレンズ鏡筒12の後端部22の外周が、固定体24の後端部内周25をガイドとしてレンズ14の光軸11方向に移動可能に嵌められている。奧側、すなわちカメラボディ側へのレンズ鏡筒12の移動限界は、レンズ鏡筒12の後端部が固定体24を形成する筒部26の後端に内向きに形成された突出縁27に当接することによってその位置が決められるようになっている。 図1は、レンズ鏡筒12が最も奧側へ移動した状態を示している。
The
レンズ鏡筒12と一体動作する駆動マグネット16は、図2および図3に示すように、リング状となっており、中央の孔16aを囲む部分がN極に着磁され、全体の外周部分がS極にそれぞれ単極着磁されている。なお、この着磁関係はNSが逆となるようにしても良い。この駆動マグネット16は、筒部26の後端部内周25の前側であってこの後端部内周25よりもその内径が大径に形成された筒部26の内周に僅かな隙間を持って対向するように設置されている。また、駆動マグネット16は、筒部26に対し光軸11の方向に相対移動可能に納められている。
As shown in FIGS. 2 and 3, the
また、固定体24の内周には、駆動マグネット16よりも奧側に、その駆動マグネット16に対向するようにリング状に巻かれた第1の駆動コイル28が配置されている。この第1駆動コイル28に対して駆動マグネット16を挟むようにして第2駆動コイル30が配置されている。
Further, on the inner periphery of the fixed
第1駆動コイル28の奧側にリング状の第1磁性片32が嵌められ、この第1磁性片32と第1駆動コイル28は、共に固定体24の筒部26に接着等によって固定されている。上述したように、第1駆動コイル28の前端面と駆動マグネット16の後端面は対向している。
A ring-shaped first
固定体24の前端部内周には、駆動マグネット16よりも前側位置に、上述したように、リング状の円形に巻回された第2駆動コイル30が嵌められている。さらに、この駆動コイル30に重ねてリング状の第2磁性片34が嵌められており、固定体24の筒部26に接着等によって固定されている。駆動マグネット16の前端面と第2駆動コイル30の後端面が対向している。したがって、駆動マグネット16を挟んで光軸11の方向に並んだ第1駆動コイル28と第2駆動コイル30の光軸方向外端面にそれぞれ第1磁性片32および第2磁性片34が配置されていることとなる。また、駆動マグネット16は、第1、第2駆動コイル28、30で光軸11の方向に挟まれる構成となる。
As described above, the
第1、第2磁性片32,34は、座金状の強磁性体、たとえば鋼板からなる。
駆動マグネット16からでた磁束は、第1駆動コイル28や第1磁性片32をその中心側から外周側に通過し駆動マグネット16に戻る。また、駆動マグネット16からの磁束は、第2磁性片34や第2駆動コイル30をその中心側から外周側にとおり、駆動マグネット16に至るようになっていて、これらの部材によって磁気回路が構成されている。したがって、駆動マグネット16によって形成される磁界中に、第1、第2駆動コイル28,30が位置することとなる。
The first and second
The magnetic flux generated from the
第1、第2駆動コイル28,30の対向面間距離は、駆動マグネット16の光軸11の方向の厚さよりも大きく、駆動マグネット16と第1駆動コイル28または第2駆動コイル30との間には光軸11の方向の間隙が生じていて、この間隙の範囲内で駆動マグネット16が、したがって駆動マグネット16と一体の鏡筒12が光軸11の方向に移動することができる。
The distance between the opposing surfaces of the first and second drive coils 28 and 30 is greater than the thickness of the
この第1の実施の形態に係るレンズ駆動装置1は、第1駆動コイル28と第2駆動コイル30の間に第2の磁気的手段となるリング状の第3磁性片35を配置している。 第3磁性片35は、強磁性体、たとえば、鋼板から形成されている。この第3磁性片35の存在によって、駆動マグネット16を稼働途中で停止保持できるようにしている。すなわち、3位置のステップ駆動を可能としている。具体的な例で示せば、通常撮影位置とマクロ撮影位置の両位置に加え、それらの中間の3m前後での撮影がきれいに行える位置を持たせるようにしている。この中間に配置される第3磁性片35を1つではなく複数とすることで、4ステップ以上の駆動が可能となる。
In the
後述する電磁力でレンズ鏡筒12が前方に進出する際に、そのレンズ鏡筒12の位置決め精度を確保するために、レンズ鏡筒12の前端面20に対向する固定体24の面に位置決め突起36が形成されている。この位置決め突起36は、固定体24を構成する円形の皿状のカバー37の移動体10と対向する面に複数の突起として形成されている。カバー37は、被写体からの光をレンズ14側に通過させると共に、レンズ14側に外部のゴミやチリが入り込まないようにしているもので、固定体24の筒部26に嵌合し、接着材38等で筒部26に固定されている。
When the
レンズ駆動装置1の光軸11に沿った奧側には、台座部41に固定された後端部材42にフィルタ43が配置され、さらにその奧に撮像素子44が固定配置されている。フィルタ43は、撮像素子44の検出波長に対応させて所定の波長の光をカットするためのものである。撮像素子44は、CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)で構成されており、その検知信号を回路基板45へ送る。検知信号となる画像信号は、回路基板45を介して図示しない制御部(マイクロコンピュータ等で構成されている)へ送られる。
On the heel side along the
なお、回路基板45の外径は、固定体24を構成する筒部26の直径より小さくされ、筒部26の外へはみ出さないようにされている。なお、撮像素子44としては、CMOS以外にCCDやVMIS等を採用することができる。
The outer diameter of the
なお、このレンズ駆動装置1では、被写体側レンズ14aは枠部46と一体的に樹脂成型された非球面レンズとされている。また、カメラボディ側レンズ14bも枠部47と一体的に樹脂成型された非球面レンズとされている。また、カバー37と筒部26とは接着材38によって固定され、筒部26と台座部41とは、接着材48によって固定されている。
In the
また、レンズ鏡筒12の外周と第2駆動コイル30および第2磁性片34の各内周との間には隙間g1が、駆動マグネット16の外周と筒部26の内周との間には隙間g2が、レンズ鏡筒12の外周と第1駆動コイル28および第1磁性片28の各内周との間には隙間g3がそれぞれ形成されている。このレンズ駆動装置1では、各隙間g1,g2,g3の間には、g3>g2やg3>g1の関係が存在している。また、隙間g1,g2の間には、g2>g1の関係を持たせるのが好ましい。
Further, there is a gap g1 between the outer periphery of the
また、このレンズ駆動装置1は、携帯機器となる携帯電話機のケース表面49aとカバー37の表面とが同一平面または略同一平面となるように配置されている。また、携帯電話機のケース裏面49bとレンズ14との間に撮像素子44や回路基板45が配置される構成となっている。このため、レンズ駆動装置1の外周部分に、十分なスペースをとることができ、このレンズ駆動装置1を携帯機器に組み込みやすくなる。このケース表面49aとケース裏面49bは、他の図では省略しているが、全てこの図1と同様な位置関係となっている。
In addition, the
次に、第1の実施の形態に係るレンズ駆動装置1の組み立て方法について、図1および図2を参照しながら説明する。
Next, a method for assembling the
まず、撮像素子44,回路基板45およびフィルタ43等を有する後端部材42を台座部41に嵌合固定する。一方、固定体24の筒部26に第3磁性片35を嵌合固定する。この固定は、棒状とされた第3磁性片35を固定体24の第3磁性片35用の溝部(この溝部に接着材が入っている)に嵌め込み、1周した他端を嵌め込み始めの一端に当接または近接させるリング状とすることで行う。その後、筒部26に第1磁性片32を入れ固定する。次に、第1駆動コイル28を第1磁性片32に重ねて配置し固定する。その後、駆動マグネット16が固定され、レンズ14を内部に有する移動体10を筒部26に組み込む。
First, the
その後、第2駆動コイル30を筒部26に入れ固定し、さらに、第2磁性片34を第2駆動コイル30に重ねて配置固定する。次に、カバー37を筒部26に嵌合し仮固定する。この状態で、筒部26を台座部41に入れ、撮像素子44とレンズ14との距離を調節し、レンズ14が通常撮影位置で適切な画像が得られるようにする。そのような状態となった位置で接着材48を台座部41と筒部26との間に挿入し両者を固定する。
Thereafter, the
次に、カバー37を光軸11の方向に前後移動させ、レンズ14がマクロ撮像位置となるときに適切な撮影が可能となる位置で、カバー37を固定する。すなわち、レンズ鏡筒12の前端面20が位置決め突起36に突き当たった状態となるマクロ位置で適切なマクロ画像が得られるように、カバー37を筒部26に対して光軸11方向に前後させ、適切な位置で両者を接着材38等を利用して固定する。なお、位置決め突起36は、図2に示すように、120度間隔で3ヶ所に設けるのが好ましい。
Next, the
次に、このように構成されるレンズ駆動装置1の動作について説明する。
Next, the operation of the
まず、図1に示すように、駆動マグネット16がレンズ鏡筒12と共に奧側に移動し、駆動コイル28,30に通電されなくても、駆動マグネット16と第1磁性体32との間に生じる磁気吸引力によって移動した位置に保持されている状態であるとする。このときのレンズ14の位置は、通常の撮影位置(以下、通常撮影位置という。)となっている。このとき、図1に示すように、第1駆動コイル28と駆動マグネット16とが衝突すると、いずれか一方または両者が損傷してしまうためであり、その衝突を防止しているのである。
First, as shown in FIG. 1, the
図1に示す状態において、所定のマクロ切り換えスイッチ(図示されず)が操作されると、第1、第2駆動コイル28,30の少なくとも一方の向きに通電され、この電流の向きと駆動マグネット16による磁界の向きとによって、フレミングの左手の法則により駆動マグネット16を前方に押し出す向きの電磁力が働き、駆動マグネット16と共にレンズ鏡筒12が前方に進出する。この進出量は、駆動マグネット16と第1、第2駆動コイル28,30との間に生じる上述した間隙の範囲内である。レンズ鏡筒12と共にレンズ14が前方に進出して接写での撮影位置(以下、マクロ撮影位置という。)が可能となる。
In the state shown in FIG. 1, when a predetermined macro changeover switch (not shown) is operated, current is supplied in at least one direction of the first and second drive coils 28, 30. Depending on the direction of the magnetic field, the electromagnetic force in the direction of pushing the
なお、フレミングの左手の法則は、磁界中に線電流が流れているときに、その線電流を流している物体に働く力の関係を示すものであるが、この実施の形態では、駆動コイル28,30が共に固定されているため、反作用として駆動マグネット16に力が働くこととなる。
Note that Fleming's left-hand rule shows the relationship of forces acting on an object that is carrying a line current when a line current flows in the magnetic field. In this embodiment, the driving
レンズ鏡筒12が前方に進出すると、その前端面20が位置決め突起36に衝突することで、その前方進出が阻止される。この前方に進出したレンズ14の位置は、駆動コイル28,30に通電されなくても、駆動マグネット16と第2磁性体34との間に生じる磁気吸引力によって保持される。このときも、第2駆動コイル30と駆動マグネット16との間にはわずかな隙間を発生させている。これも第2駆動コイル30と駆動マグネット16とが衝突し、それらが損傷することを防止するためである。
When the
前方への移動の際に生ずる電磁力は、第1の駆動コイル28への通電では駆動マグネット16を前方側に移動させる向きに発生させ、第2の駆動コイル30への通電でも駆動マグネット16を前方側に移動させる向きを発生させる。第1、第2駆動コイル28,30の両方に同時に通電しても良いし、いずれか一方に通電しても良い。
The electromagnetic force generated during the forward movement is generated in the direction in which the
マクロ撮影位置から通常撮影位置に切り換えるには、切り換えスイッチを通常撮影位置に切り換える。この切り換えによって、第1、第2駆動コイル28,30の少なくとも一方に先ほどとは逆向きに通電される。この電流の向きと駆動マグネット16による磁界の向きとによって、フレミングの左手の法則により駆動マグネット16を後方に引き戻す向きの電磁力が働き、駆動マグネット16と共にレンズ鏡筒12が後退して、図1に示す通常撮影位置となる。
To switch from the macro shooting position to the normal shooting position, the changeover switch is switched to the normal shooting position. By this switching, at least one of the first and second drive coils 28 and 30 is energized in the opposite direction. Depending on the direction of the current and the direction of the magnetic field generated by the
通常撮影位置から中間位置となる中間撮影位置に切り換えるには、切り換えスイッチを中間撮影位置に切り換える。この切り換えによって、駆動マグネット16を前方に駆動しようとする力が第1駆動コイル28によって発生するように、第1駆動コイル28に電流が流される。同時に、駆動マグネット16を後方(奧側)に駆動しようとする力が第2駆動コイル30に発生するように、第2駆動コイル30に電流が流される。
To switch from the normal shooting position to the intermediate shooting position, which is the intermediate position, the changeover switch is switched to the intermediate shooting position. By this switching, a current is passed through the
駆動マグネット16は、両駆動コイル28,30から共に遠ざけられる力を受けることとなる。この方向が反対となる力は、力自体は同じとされており、駆動マグネット16は、それらの力を受けて第3磁性片35と対向する位置まで移動し、そこで、受ける力が均衡することで停止する。なお、駆動マグネット16が受ける力は、距離の2乗に反比例する力である。この駆動マグネット16に働く力を両者に差を設ける等をして調節することで、駆動コイル28,30の中間位置のどこに駆動マグネット16を停止させるかを調整することができる。
The
第3磁性片35と対向する位置に駆動された駆動マグネット16は、第3磁性片35との間で働く磁気作用によって位置保持される。すなわち、移動体10が移動し中間位置となった後は、第1、第2駆動コイル28,30には、電流は流さない。なお、中間位置となった後も、第1、第2駆動コイル28,30に移動時の電流を流したり、移動後の数分の1程度の電流を流すようにしても良い。
The
中間撮影位置からマクロ撮影位置に切り換えるには、切り換えスイッチを中間撮影位置からマクロ撮影位置に切り換える。この切り換えによって、第1、第2駆動コイル28,30の少なくとも一方に、駆動マグネット16を前方に移動させる力が働くように電流が流される。これによって、駆動マグネット16と共にレンズ鏡筒12が前進してマクロ撮影位置となる。
To switch from the intermediate shooting position to the macro shooting position, the changeover switch is switched from the intermediate shooting position to the macro shooting position. By this switching, an electric current is applied to at least one of the first and second drive coils 28 and 30 so that a force for moving the
マクロ撮影位置から中間撮影位置への切り換えは、切り換えスイッチの切り換えにより、第1、第2駆動コイル28,30へ同時に電流を流すことにより行われる。この電流は、駆動マグネット16をそれぞれ駆動コイル28,30から遠ざけるような力が駆動マグネット16に働くように流される。この状態およびその後の動作は、通常撮影位置から中間撮影位置への切り換えの時と同一である。
Switching from the macro shooting position to the intermediate shooting position is performed by simultaneously supplying current to the first and second drive coils 28 and 30 by switching the changeover switch. This current is applied so that a force that moves the
中間撮影位置から通常撮影位置に切り換えるには、切り換えスイッチを中間撮影位置から通常撮影位置に切り換える。この切り換えによって、第1、第2駆動コイル28,30の少なくとも一方に、駆動マグネット16を後方に移動させる力が働くように電流が流される。これによって、駆動マグネット16と共にレンズ鏡筒12が後退して通常撮影位置となる。
To switch from the intermediate shooting position to the normal shooting position, the changeover switch is switched from the intermediate shooting position to the normal shooting position. As a result of this switching, an electric current is applied to at least one of the first and second drive coils 28 and 30 so that a force for moving the
以上のように、このレンズ駆動装置1は、通常撮影位置、中間撮影位置、マクロ撮影位置の3位置での撮影が可能となる。しかも、その3位置では、駆動コイル28,30に電流を流さなくて良いため、低消費電力化が達成される。
As described above, the
なお、図1に示す第1の実施の形態の寸法データの例を示すと、固定体24の筒部26の外径は10.5mm、筒部26の高さは5.5mm、鏡筒12の移動ストロークは0.5〜1.5mm程度とすることができる。また、マクロ撮影と通常撮影との切り換えや両撮影と中間撮影との切り換えのために、第1駆動コイル28や第2駆動コイル30へ電流を流す駆動時間は最小で5msecとなっている。
In the example of the dimension data of the first embodiment shown in FIG. 1, the outer diameter of the
この第1の実施の形態のレンズ駆動装置1では、固定体24の枠を構成する部材として、筒部26とカバー37とが存在することを述べたが、この筒部26は、フィルタ43や撮像素子44を保持する後端部材42を嵌合保持する台座部41に接着材48等で固定されている。このため、この実施の形態では、後端部材42や台座部41も固定体24の一部を形成している。
In the
図1等に示す第1の実施の形態において、駆動マグネット16から第1駆動コイル28や第2駆動コイル30への磁束の流れは、第1駆動コイル28と第2駆動コイル30の部分で駆動マグネット16の駆動に必要な方向成分になれば良い。したがって、駆動マグネット16は、これを駆動コイルの内径より内側に配置しても良いし、駆動コイルの外径より外側に配置しても良い。なお、半径方向の短縮を図るには、駆動マグネット16と2つの駆動コイル28,30とが光軸11方向に重合する構成、すなわち光軸11の方向に少なくともその一部が重ね合わされる構成とするのが好ましい。
In the first embodiment shown in FIG. 1 and the like, the flow of magnetic flux from the
次に、図4参照しながら、このレンズ駆動装置1含むカメラ50のシステム構成を説明する。
Next, the system configuration of the
このカメラ50は、レンズ14を有する移動体10を駆動して切り換え動作を実現するドライバ51と、撮像素子44から得られる画像信号を処理するISP(Image Signal Processor)52と、画像データを保存するストレージデバイス53と、コントロールロジック部54と、電子処理をするため画像を一時保管する単数または複数のメモリ55と、光学画像や電子処理された電子画像を表示する表示手段56と、これらの各部材をコントロールするシステムコントローラとしてのMPU(Micro Processing Unit)57とを有している。
The
ここで、レンズ駆動装置1に相当するカメラモジュールは、レンズ14を含む移動体10等からなるレンズ駆動装置1のメカ部分と、撮像素子44と、ドライバ51と、ISP52とから構成される。コントロールロジック部54とMPU57とで制御部が構成される。撮像素子44とISP52と制御部とで、画像取得手段が構成される。MPU57は、切り換え指令を読み取る切り換え指令読取手段となり、レンズ14の操作位置を確認する操作位置確認手段となり、また、レンズ14の位置を検出する現在位置検出手段ともなる。
Here, the camera module corresponding to the
なお、レンズ14の位置、すなわち移動体10の位置を検出するセンサを設けることで、そのセンサが現在位置検出手段の一部を構成するようにしても良いが、特別なセンサを設けず、第1駆動コイル28や第2駆動コイル30をセンサとして使用するようにしても良い。その場合、第1、第2駆動コイル28,30が現在位置検出手段の一部を構成することとなる。
It should be noted that by providing a sensor for detecting the position of the
また、コントロールロジック部54は、MPU57の内部に組み込むようにしても良い。また、表示手段56は、液晶からなる表示素子とその表示素子を駆動する表示ドライバとからなる。表示ドライバは、回路基板45内に配置するようにしても良い。なお、表示素子としては、LED(Light Emitting Diode)やEL(Electro Luminescent)としたり、その他の表示素子としても良い。また、メモリ55を図4に示すように複数設けると、一時的に保存した画像を利用して、よりスムーズな電子処理(デジタル処理)を行ってデジタルズームを実行したり、複数の異なる解像度の画像を合成することができる。
Further, the
次に、第2の実施の形態のレンズ駆動装置1Aについて説明する。なお、第1の実施の形態における部材と同一の部材には同一符号を付し、その説明を省略または簡易化することとする。
Next, a
図5および図6に示す第2の実施の形態のレンズ駆動装置1Aは、移動体10と、固定体24から主に構成されている。移動体10は、光軸11がその中心に位置することとなる略円筒形状のレンズホルダとなるレンズ鏡筒12を有していて、レンズ鏡筒12の内部に第2群となるレンズ13が備えられている。レンズ13は、複数のレンズが組み合わせられることによって構成されても良いし、一枚のレンズによって構成されても良い。図5の上側(被写体側)には、第1群となるレンズ15aが配置され、下側(カメラボディ側)には第3群となるレンズ15bが配置されている。
The
ここで第1群のレンズ15aは、カバー37に固定され、第3群のレンズ15bは固定体24に固定される。第2群のレンズ13のみが光軸方向に前後動可能となっている(図6参照)。第1群のレンズ15aの前方には、レンズ保護用の開閉自在のバリヤが設けられるが、図示は省略されている。
Here, the first group of
レンズ鏡筒12は、固定体24内に挿入されている。固定体24も略円筒形状に形成されていて、その後端部内周25に、レンズ鏡筒12の後端部22の外周が、固定体24の後端部内周25をガイドとしてレンズ13の光軸11方向に移動可能に嵌められている。奧側、すなわちカメラボディ側へのレンズ鏡筒12の移動限界は、レンズ鏡筒12の後端面が、固定体24を形成する筒部26の後端の内向きに形成された凹状の底面27Aに当接することによって、その位置が決められるようになっている。図5は、レンズ鏡筒12が最も奧側へ移動した状態を示している。
The
固定体24の奧側であって底面27Aを囲む凹状部の中心側には、第3群のレンズ15bが接着材によって固定されている。また、固定体24の内周には、駆動マグネット16よりも奧側に、その駆動マグネット16に対向するようにリング状に巻かれた第1駆動コイル28が配置され、この第1駆動コイル28に対して駆動マグネット16を挟むようにして第2駆動コイル30が配置されている。
The
第1、第2駆動コイル28,30の対向面間距離は、駆動マグネット16の光軸11の方向の厚さよりも大きく、駆動マグネット16と第1駆動コイル28または第2駆動コイル30との間には光軸11の方向の間隙が生じていて、この間隙の範囲内で駆動マグネット16が、したがって、駆動マグネット16と一体の鏡筒12が光軸11の方向に移動することができる。
The distance between the opposing surfaces of the first and second drive coils 28 and 30 is greater than the thickness of the
第2の実施の形態では、図5に示すように、駆動マグネット16がレンズ鏡筒12と共に奧側に移動し、駆動コイル28,30に通電されなくても、駆動マグネット16と第1磁性体32との間に生じる磁気吸引力によって移動した位置に保持される。このときのレンズ13の位置は、広角での撮影位置(以下、広角位置という。)となっている。このとき、図5に示すように、第1駆動コイル28と駆動マグネット16とのわずかな隙間が生じている。これは第1駆動コイル28と駆動マグネット16とが衝突すると、いずれか一方または両者が損傷してしまうためであり、その衝突を防止しているのである。
In the second embodiment, as shown in FIG. 5, the
図5に示す状態において、所定のズームスイッチ(図示されず)が拡大側に操作されると、第1、第2駆動コイル28,30の少なくとも一方に、所定の向きに通電され、この電流の向きと駆動マグネット16による磁界の向きとによって、フレミングの左手の法則により駆動マグネット16を前方に押し出す向きの電磁力が働き、駆動マグネット16と共にレンズ鏡筒12が前方に進出する。この進出量は、駆動マグネット16と第1、第2駆動コイル28,30との間に生じる上述した間隙の範囲内である。レンズ鏡筒12と共にレンズ13が前方に進出して望遠での撮影の位置(以下、望遠位置という。)となる。
In the state shown in FIG. 5, when a predetermined zoom switch (not shown) is operated to the enlargement side, at least one of the first and second drive coils 28 and 30 is energized in a predetermined direction. Depending on the direction and the direction of the magnetic field generated by the
この広角位置から望遠位置までの間は、電子処理によって拡大のズーミング画像が形成されるようにしても良い。この拡大のズーミング画像は広角位置で撮影された光学画像を利用して電子処理されたものである。 An enlarged zoomed image may be formed by electronic processing between the wide-angle position and the telephoto position. This enlarged zoomed image has been electronically processed using an optical image taken at a wide-angle position.
レンズ鏡筒12が前方に進出すると、その前端面20が位置決め突起36に衝突することで、その前方進出が阻止される。この前方に進出したレンズ13の位置は、駆動コイル28,30に通電されなくても、駆動マグネット16と第2磁性体34との間に生じる磁気吸引力によって保持される。このときも、第2の駆動コイル30と駆動マグネット16とのわずかな隙間を発生させている。これも第2駆動コイル30と駆動マグネット16とが衝突し、それらが損傷することを防止するためである。
When the
前方への移動の際に生ずる電磁力は、第1の駆動コイル28への通電では駆動マグネット16を前方に移動させる向きに発生させ、第2の駆動コイル30への通電でも駆動マグネット16を前方側に移動させる向きに発生させる。第1、第2駆動コイル28,30の両方に同時に通電しても良いし、いずれか一方に通電しても良い。
The electromagnetic force generated when moving forward is generated in a direction to move the
望遠位置から広角位置に切り換えるには、ズームスイッチを縮小側(広角側)に切り換える。この切り換えによって、第1、第2駆動コイル28,30の少なくとも一方に逆向きに通電され、この電流の向きと駆動マグネット16による磁界に向きによってフレミングの左手の法則により駆動マグネット16を後方に引き戻す向きの電磁力が働き、駆動マグネット16と共にレンズ鏡筒12が後退して、図5に示す広角位置となる。この望遠位置から広角位置までの間も、電子処理によって縮小のズーミング画像を形成しても良い。このときの縮小のズーミング画像も、広角位置での光学画像を利用する。
To switch from the telephoto position to the wide angle position, the zoom switch is switched to the reduction side (wide angle side). By this switching, at least one of the first and second drive coils 28 and 30 is energized in the opposite direction, and the
なお、図5に示す第2の実施の形態の寸法データの例を示すと、固定体24の筒部26の外径は9.5mm、筒部26の高さは5.0mm、鏡筒12の移動ストロークは0.2〜1.5mm程度とすることができる。また、3つのレンズ13,15a、15bを図5に示すように非球面レンズとし、かつ樹脂レンズとするのが好ましい。さらに、広角位置と望遠位置との切り換えのために第1駆動コイル28や第2駆動コイル30へ電流を流す駆動時間は、最小で5msecとなっている。
In the example of the dimension data of the second embodiment shown in FIG. 5, the outer diameter of the
このレンズ駆動装置1Aは、第1駆動コイル28と第2駆動コイル30の間にリング状の第3磁性片35を配置することで、駆動マグネット16を可動途中で停止保持できるようにしている。すなわち、3位置のステップ駆動を可能としたもので、広角位置と望遠位置の両位置に加え、マクロ撮影が行える中間位置を持たせている。この中間に配置される第3磁性片35を1つではなく複数とすることで、4ステップ以上の駆動が可能となる。また、図5では、第3群のレンズ15bが固定され光軸11の方向に移動できないものとして示しているが、レンズ15bはわずかに光軸11の方向に移動できるようにしても良い。
In this
次に、図7に基づいて第1、第2の実施の形態に係るレンズ駆動装置1,1Aの第1、第2駆動コイル28,30への電流の流し方について説明する。
Next, how to flow current to the first and second drive coils 28 and 30 of the
図7に示す矢印は、駆動マグネット16に加わる力を表しており、上矢印は、前方に押し出す力が加えられるように電流が流されるとことを示し、下矢印は、後方に押し戻される力が加えられるように電流が流されることを示している。図7では、(A)(B)(C)(D)の4種類の流し方を示している。なお、ここで働く力は、距離の2乗に反比例する。
The arrow shown in FIG. 7 represents the force applied to the
図7(A)に示すのは、奧側(第1位置)、すなわち、第1駆動コイル28側に移動体10を動かす場合は、第1、第2駆動コイル28,30へ同一容量の電流を流し、駆動マグネット16を奧側へ移行させる力を共に生じさせている。換言すれば、第1駆動コイル28には、駆動マグネット16を引きつける力を生じさせるように、第2駆動コイル30には、駆動マグネット16を遠ざける力を生じさせるように、それぞれ電流を流している。これによって移動体10は第2位置または中間位置から奧側の第1位置(図1の通常撮影位置,図5の広角位置)に位置することとなる。
FIG. 7A shows a current of the same capacity to the first and second drive coils 28 and 30 when the moving
前方側(第2位置)、すなわち第2駆動コイル30側へ移動体10を動かす場合は、第1、第2駆動コイル28,30へ、奧側に移動させたときと逆の方向に電流を流す。電流の大きさは奧側への移動時と同一である。これによって、移動体10は、第1の実施の形態ではマクロ撮影位置に、第2の実施の形態では、望遠位置にそれぞれ位置することになる。すなわち、移動体10は、第1位置または中間位置から第2位置へ移動することとなる。
When moving the moving
第1位置または第2位置から中間位置へ移動体10を動かす場合は、第1駆動コイル28へは駆動マグネット16を遠ざける力が働くように電流を流し、第2駆動コイル30へも駆動マグネット16を遠ざける力が働くように電流を流す。中間位置は、駆動マグネット16の全移動範囲のほぼ中間に当たる位置にあり、遠ざけられる力がほぼ均衡する位置に相当することとなる。仮に、勢いあまって
移動体10が一方の駆動コイル側に近づくと、大きな反発力を受けて押し戻される。このため、平衡点で停止しやすくなる。
When the moving
図7(B)に示すものは、第1位置への移動時は第2駆動コイル30へのみ電流を流し、第2位置への移動時は、第1駆動コイル28へのみ電流を流すものである。中間位置への駆動は、図7(A)と同一である。図7(C)に示すものは、第1位置への移動時は第1駆動コイル28へのみ電流を流し、第2位置への移動時は第2駆動コイル30へのみ電流を流すもので、中間位置への移動は図7(A)(B)と同一である。図7(D)に示すものは、流す電流の大きさを変えるもので、第1位置への移動の時は第2駆動コイル30に流す電流を第1駆動コイル28への電流の倍とし、第2位置への移動の時は、第1駆動コイル28に流す電流を第2駆動コイル30への電流の倍とするものである。そして、中間位置への移動の時は、第1、第2駆動コイル28,30へ共に倍の電流を流している。
FIG. 7B shows that the current flows only to the
駆動コイル28,30への電流の流し方は、図7(A)(B)(C)(D)に示した4種類に限られない。たとえば、図7では、中間位置への駆動に当たり、駆動マグネット16に遠ざけられる力が働くようにしているが、引きつける力が働くようにしても良い。また、上述した4種類の方法の中のいずれか複数を混合させたものとしても良い。
The manner of current flow to the drive coils 28 and 30 is not limited to the four types shown in FIGS. 7 (A), (B), (C), and (D). For example, in FIG. 7, when driving to the intermediate position, a force that moves away from the
また、上述の実施の形態では、移動時に電流を流し、停止位置では電流を流さないものとしたが、停止位置で移動時の数分の1程度の電流を流し、位置保持させるようにしても良い。特に、中間位置の位置保持力をアップしにくいため、中間位置では、電流をわずかに流し続けるようにしても良い。また、中間位置での撮影時にシャッターを押した瞬間の加振によるガタを抑えるため、シャッターを押したときのみ、駆動マグネット16を遠ざける力が働くように各駆動コイル28,30に電流を流すようにしても良い。すなわち、図7の中間位置への移動時に流す電流と同様の電流を流すこととなる。また、第1位置や第2位置での撮影時にも、同様な目的で、駆動コイル28,30のいずれか一方または両者に電流を流し、移動体10を第1位置や第2位置に押しつける状態としても良い。
Further, in the above-described embodiment, a current is supplied at the time of movement and no current is supplied at the stop position. However, a current that is a fraction of that at the stop position is supplied to hold the position. good. In particular, since it is difficult to increase the position holding force at the intermediate position, the current may be kept flowing slightly at the intermediate position. Further, in order to suppress the play due to the vibration at the moment when the shutter is pressed at the time of shooting at the intermediate position, only when the shutter is pressed, a current is passed through each of the drive coils 28 and 30 so that the force to move the
以上に説明した本発明の各実施の形態は、本発明の好適な例であるが、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変更実施可能である。たとえば、レンズホルダとしては円筒状のレンズ鏡筒12を示したが、レンズホルダをレンズとは別体とせず、レンズと同材料の樹脂材でレンズと一体にレンズホルダを設けるようにしても良い。
Each embodiment of the present invention described above is a preferred example of the present invention, but various modifications can be made without departing from the gist of the present invention. For example, although the
また、レンズ鏡筒12の周りを囲むように、駆動手段となる第1、第2駆動コイル28,30を設けているが、逆に、駆動手段を囲むようにレンズホルダを配置する構成としても良い。また、駆動マグネット16を径方向にNS着磁されたものとしているが、光軸11の方向にNS着磁されたものとしても良い。
In addition, the first and second drive coils 28 and 30 serving as driving means are provided so as to surround the
また、図8に示す第1の変形例のように、第2の磁気的手段となるリング状の途中停止用磁性体61(第3磁性片35に相当)を複数個設けるようにしても良い。途中停止用磁性体61としては鋼板またはマグネットが採用できる。なお、図8から図16では、説明を分かり易くするため、主要構成部品の光軸11の右半分だけを示す。
Further, as in the first modification shown in FIG. 8, a plurality of ring-shaped midway stopping magnetic bodies 61 (corresponding to the third magnetic pieces 35) serving as the second magnetic means may be provided. . A steel plate or a magnet can be used as the midway stopping
また、図9に示す第2の変形例のように、中間位置に停止させる途中停止用磁性体62としては、磁性体63にコイル64を加えた構成のものとしても良い。こうすると、コイル64によって吸引力を強くすることができ、途中停止位置でのガタを抑制することができる。この場合、コイル64と磁性体63の組み合わせ構成は、リング型としても、プランジャー型としても良い。リング型の場合、各部材は、光軸11を囲むドーナツ形状となり、積層される構成となる。プランジャー型の場合、1つ1つが棒状の磁性体63の周りにコイル64が巻回される構成となり、光軸11の周囲に少なくとも2ヶ所以上好ましくは4ヶ所以上均等間隔に設置される。途中停止用磁性体62の磁性体63は、鋼板などの強磁性やマグネットが採用される。また、図10に示す第3の変形例のように、図9の途中停止用磁性体62を複数個設けても良い。
Further, as in the second modified example shown in FIG. 9, the midway stopping
さらに、図11に示す第4の変形例のように、途中停止させるための第2の磁気的手段として、磁性片ではなくコイル65を設けるようにしても良い。コイル65とした場合、コイル65の反発磁界および駆動コイル28の反発磁界によって駆動コイル28とコイル65の途中位置に駆動マグネット16を停止させたり、コイル65の反発磁界および駆動コイル30の反発磁界によって駆動コイル30とコイル65の途中位置に駆動マグネット16を停止させることができる。さらに、図12に示す第5の変形例のように、コイル65を複数設けても良い。このようにすると、各コイル65の途中位置にも停止させることができる。なお、コイル65の場合、停止位置で停止を継続させるためには、コイル65に電流を流し続ける必要がある。
Furthermore, as in the fourth modified example shown in FIG. 11, a
また、図13に示す第6の変形例のように、駆動コイル28,30にマイクロステップ的な電流を流して駆動マグネット16の停止位置を多段階にすることができる。図13に示す例では、第1位置と第2位置の2位置に加え、3つの中間位置の計5位置で停止可能となる。電流ステップをさらに細かくすれば6位置以上での停止が可能となる。この例での停止位置検出は、駆動コイル28,30へ高周波の小信号を流し、それらを励磁し、駆動マグネット16が動いたときのインダタタンス変化を検出することにより行う。なお、マイクロステップ的電流制御は、図8から図12に示す各例にも適用できる。
In addition, as in the sixth modification shown in FIG. 13, the stop position of the
上述した駆動マグネット16は、径方向にNS着磁したものを示したが、光軸11方向(軸方向)にNS着磁したものも、第1、第2実施の形態や図8から図13の変形例に適用できる。光軸11方向にNS着磁した場合、駆動マグネット16が駆動コイル28,30と光軸11方向に重なり合う位置からわずかにずれるようにした方が磁気効率上好ましいが、一部重なるようにしても良い。
The
また、図14に示す第7の変形例のように、駆動マグネット16の代わりに、磁性体付きコイル71としても良い。磁性体付きコイル71は、磁性体72とコイル73とから構成されている。この構成は、図9に示したように、リング型としたり、プランジャー型とすることができる。磁性体付きコイル71を採用した構成は、図8から図13に示した変形例にも応用(適用)できる。また、図15に示す第8の変形例のように、駆動マグネット16の代わりに、コイル75としても良い。この場合も、図8から図13の変更にも適用できる。図14および図15に示す例では、全ての位置保持のためにコイル73、コイル75に電流が流される。ただし、第1位置と第2位置での位置保持に電流を流さないようにすることができ、そうするためには、第1、第2磁性片32,34をマグネットとすることで対応できる。
Further, a
さらに、図16に示す第9の変形例のように、駆動マグネット16の代わりに磁性片81としても良い。この場合、第2の磁気的手段としては、マグネット82や、図9のような磁性体63にコイル64を加えた途中停止用磁性体62や、図12のようなコイル65とすることができる。このように、磁性片81の場合も、図8から図13の変形例にも適用することができる。なお、図16に示す例では、磁性片81を位置保持するためには、駆動コイル28が当接するのは、第1磁性片32ではなく第1マグネット83であり、駆動コイル30に当接するのは、第2磁性片34ではなく第2マグネット84である。これら両マグネット83,84は、磁性片81の位置保持として機能する。
Further, a
また、カメラ50の構成としては図17に示すようなカメラ50Aとしても良い。このカメラ50Aは、メモリ55をカメラモジュール側に配置することで、ISP52による画像処理を高速化させると共に、MPU57によるシステムコントロールとの干渉を避けているものである。
The configuration of the
また、本発明は、レンズ14やレンズ13の位置を3つ以上の位置に切り換える必要があるものすべてに適用可能である。具体的には、上述した2つの実施の形態の場合の他、不使用時にレンズ鏡筒をカメラまたは携帯機器などの本体内に収納する沈胴式カメラの沈胴機構として、あるいは、焦点距離を複数の位置に切り換えることができるカメラの焦点距離切り換え機構にも適用できる。
Further, the present invention is applicable to all the lenses that need to switch the positions of the
また、レンズ14としては、2枚のレンズ14a,14bを有するものとしたが、1つのみのレンズとしたり、3枚以上のレンズを組み合わせたものとしても良い。また、各レンズ14a,14bやレンズ13を非球面レンズとしたが、球面ガラスレンズとしたり、非球面ガラスレンズとしても良い。
The
また、移動体10と固定体24をそれぞれ1つとした例を示したが、移動体10と固定体24を光軸11の方向に2つまたは3つ以上重ねるように配置したものとしても良い。また、固定体24は1つとし、移動体10や固定体側の駆動コイル等を複数組設けるようにしても良い。
In addition, although an example in which each of the moving
また、上述の各実施の形態や変形例では、レンズ駆動装置1,1Aをカメラ付き携帯電話機のカメラ部分の機構として組み込んだ例を示したが、これらのレンズ駆動装置や薄型カメラは、モバイルコンピュータ、PDA等の他の携帯機器に使用したり、監視カメラ、医療用カメラ等他のカメラ装置や、自動車、テレビ等の電子機器にも組み込むことができる。
Further, in each of the above-described embodiments and modifications, the example in which the
本発明は、カメラ装置に応用できる。また、カメラ機能を有する携帯電話機等の携帯機器に適用できる。さらには、レンズの位置切り換え機構を備えている電子機器であれば、すべての電子機器に組み込むことが可能である。 The present invention can be applied to a camera device. Further, the present invention can be applied to a mobile device such as a mobile phone having a camera function. Furthermore, any electronic device having a lens position switching mechanism can be incorporated into all electronic devices.
1,1A レンズ駆動装置
10 移動体
11 光軸
12 鏡筒(レンズホルダ)
13 レンズ(第2群のレンズ)
14 レンズ
14a 被写体側レンズ
14b カメラボディ側レンズ
15a 第1群のレンズ
15b 第3群のレンズ
16 駆動マグネット(第1の磁気的手段)
18 入射窓
20 前端面
24 固定体
26 筒部
28 第1駆動コイル
30 第2駆動コイル
32 第1磁性片
34 第2磁性片
35 第3磁性片(第2の磁気的手段)
36 位置決め突起
37 カバー
41 台座部
42 後端部材
43 フィルタ
44 撮像素子
45 回路基板
50,50A カメラ
51 ドライバ
52 ISP
53 ストレージデバイス
54 コントロールロジック部
55 メモリ
56 表示手段
57 MPU
DESCRIPTION OF
13 Lens (second lens group)
14
18
36
53
Claims (5)
上記固定体は、光軸方向に離間された一対の駆動コイルを備え、上記移動体は、上記一対の駆動コイルと磁気作用可能な位置に配設された第1の磁気的手段を備え、さらに、上記固定体は、この第1の磁気的手段と磁気作用可能な位置に配設された第2の磁気的手段を有し、
上記一対の駆動コイルの両者から方向が反対となる力を受けながら上記第1の磁気的手段を移動させると共に上記第2の磁気的手段の磁気作用によって、この第1の磁気的手段を全移動範囲の中間位置に停止させたことを特徴とするレンズ駆動装置の駆動方法。 In a driving method of a lens driving device having a moving body including a lens and a fixed body that holds the moving body in an optical axis direction,
The fixed body includes a pair of drive coils spaced apart in the optical axis direction, the moving body includes a first magnetic means disposed at a position capable of magnetically acting with the pair of drive coils, and The fixed body has second magnetic means disposed at a position capable of magnetically acting with the first magnetic means,
The first magnetic means is moved while receiving a force in opposite directions from both of the pair of drive coils, and the first magnetic means is moved entirely by the magnetic action of the second magnetic means. A driving method of a lens driving device, wherein the driving method is stopped at an intermediate position of the range.
上記固定体は、光軸方向に離間された一対の駆動コイルと、上記移動体に設けられた第1の磁気的手段に磁気作用可能に配設されると共に上記一対の駆動コイル間に配設された第2の磁気的手段とを有し、
上記第1の磁気的手段は、上記一対の駆動コイル間に配され、該一対の駆動コイルと磁気作用可能に配設され、
上記第1の磁気的手段を、上記一対の駆動コイルの一方側に近づく第1位置、上記一対の駆動コイルの他方側に近づく第2位置、および上記両位置の間であって上記第2の磁気的手段に近づく第3位置で停止可能に構成し、
上記第1位置または上記第2位置から上記第3位置へは、上記一対の駆動コイルのそれぞれから、共に遠ざけられる力であって、近くほど大きな力となる力を上記第1の磁気的手段が受けることで移動することを特徴とするレンズ駆動装置。 In a lens driving device having a moving body provided with a lens, and a fixed body that is movably held in the optical axis direction.
The fixed body is disposed between a pair of drive coils spaced apart in the optical axis direction and a first magnetic means provided on the movable body so as to be magnetically operable, and disposed between the pair of drive coils. A second magnetic means arranged,
The first magnetic means is disposed between the pair of drive coils and is disposed so as to be magnetically operable with the pair of drive coils.
The first magnetic means is located between a first position approaching one side of the pair of drive coils, a second position approaching the other side of the pair of drive coils, and the second position. Configured to be able to stop at a third position approaching the magnetic means,
From the first position or the second position to the third position, the first magnetic means applies a force that is both a force away from each of the pair of drive coils, and becomes a larger force as it is closer. A lens driving device characterized by moving by receiving.
このレンズ駆動装置によって得られた画像表示する表示手段と、
を有することを特徴とするカメラ。 A lens driving device according to claim 4;
Display means for displaying an image obtained by the lens driving device;
A camera characterized by comprising:
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