JP2005257835A - Optical module - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、薄型電子機器例えばカード形デジタルカメラやカメラ付き携帯電話等に搭載されて、焦点調節やズーミング等のために移動される光学部品を備えた光学モジュールに関する。 The present invention relates to an optical module that is mounted on a thin electronic device such as a card-type digital camera or a camera-equipped mobile phone and includes an optical component that is moved for focus adjustment, zooming, and the like.
従来、レンズを保持した鏡筒を移動させて焦点調節をするために、筒型のステッピングモータの駆動軸を送りねじで形成し、この送りねじに、鏡筒を支持する鏡筒ホルダから突出されたラック部材を噛み合わせ、ステッピングモータの正逆回転に伴ってラック部材を介して鏡筒をその光軸に沿って移動させて、合焦動作を行わせるレンズ駆動装置(光学モジュール)が知られている(例えば特許文献1参照。)。 Conventionally, in order to adjust the focus by moving a lens barrel that holds a lens, a drive shaft of a cylindrical stepping motor is formed by a feed screw, and the feed screw protrudes from a lens barrel holder that supports the lens barrel. A lens driving device (optical module) is known that engages the rack member and moves the lens barrel along the optical axis via the rack member in accordance with the forward / reverse rotation of the stepping motor to perform the focusing operation. (For example, refer to Patent Document 1).
又、特許文献1のように筒型ステッピングモータを、その軸線が光軸と平行となる、いわゆる縦置きとして鏡筒の周りに配置するのではなく、筒型ステッピングモータを、その軸線が光軸に対して直交するような関係に配置する、いわゆる横置きとすることも提案されている(図11及び図12参照。)。
In addition, as in
すなわち、図11及び図12中符号1で示す矩形のベースと符号2で示すカバーとの間には、これらにわたっている複数のガイド3に沿って移動可能であってコイルばね3aで付勢された鏡筒ホルダ4が配設され、このホルダ4には複数のレンズを有した鏡筒5が保持されている。ベース1には撮像素子6が実装された回路基板7が鏡筒5と対向して取付けられている。ベース1には鏡筒ホルダ4から外れて筒型のステッピングモータ8が取付けられている。ステッピングモータ8は、その駆動軸8aをベース1の板面と平行とした横置きに設けられていて、駆動軸8aにはウォーム9が固定されている。ベース1とカバー2とにわたって設けられた送りねじ10は、鏡筒ホルダ4の外方張出し部4aを貫通し、この送りねじ10に固定されたウォームホイール11はウォーム9に噛み合わされている。外方張出し部4aにはナット部材12が固定されていて、このナット部材12は送りねじ10に噛み合わされている。
That is, between the rectangular base indicated by
したがって、ステッピングモータ8を駆動することにより、ウォーギャ(ウォーム9及びウォームホイール11)を介して、回転動力が減速されるとともにその伝達方向が90°変換されて送りねじ10に伝えられるので、この送りねじ10の回転とナット部材12との噛み合いに基づいて鏡筒ホルダ4を介して鏡筒5を光軸に沿って移動させ、それにより合焦動作を行わせることができる。
特許文献1のように筒型ステッピングモータを縦置きとして鏡筒の周りに配置した光学モジュールでは、光学モジュールをその鏡筒の光軸周りに回して配置しようとする場合、鏡筒から見て凸部となっている筒型ステッピングモータが配置される位置が変化する。この変化によって、光学モジュールの周囲に配置される部品に筒型ステッピングモータが干渉する恐れがある。このように光学モジュールをその向きを自由に選択して配置することは、周囲部品との関係で難がある。なお、光学モジュールをその鏡筒の光軸周りに一回りしたときの筒型ステッピングモータの移動軌跡を避けて周囲部品を配置すれば、光学モジュールの向きの自由度を得ることは可能である。しかし、この場合、前記移動軌跡内に周囲部品を配置できないので、光学モジュールを搭載した機器のコンパクト化を図る上では好ましくない。
In an optical module in which a cylindrical stepping motor is arranged vertically as in
又、図11及び図12に示した光学モジュールでは、鏡筒及び横置きの筒型ステッピングモータが配置された矩形のベースが例え正方形であっても、このベースの中心を中心として光学モジュールを回して配置しようとする場合、ベースの各角部が配置される位置が変化する。この変化によって、光学モジュールの周囲に配置される部品にベースの各角部が干渉する恐れがある。このように光学モジュールの向きを自由に選択して配置することは、周囲部品との関係で難がある。なお、光学モジュールをその鏡筒の光軸周りに一回りした場合でのベースの各角部の移動軌跡を避けて周囲部品を配置すれば、光学モジュールの向きの自由度を得ることは可能である。しかし、この場合、前記移動軌跡内に周囲部品を配置できないので、光学モジュールを搭載した機器のコンパクト化を図る上では好ましくない。 In the optical module shown in FIGS. 11 and 12, even if the rectangular base on which the lens barrel and the horizontal cylindrical stepping motor are arranged is a square, for example, the optical module is rotated around the center of the base. When trying to arrange, the position where each corner of the base is arranged changes. This change may cause each corner of the base to interfere with parts arranged around the optical module. Thus, it is difficult to freely select and arrange the orientation of the optical module because of the relationship with surrounding components. It is possible to obtain the degree of freedom of the orientation of the optical module if the surrounding parts are arranged avoiding the movement trajectory of each corner of the base when the optical module is turned around the optical axis of the lens barrel. is there. However, in this case, peripheral components cannot be arranged in the movement locus, which is not preferable for reducing the size of the device equipped with the optical module.
本発明の目的は、配置上の自由度が高い光学モジュールを提供することにある。 An object of the present invention is to provide an optical module having a high degree of freedom in arrangement.
前記課題を解決するために、本発明は、平面的に見て円形状をなすベースの周縁より内側に、ステッピングモータと、軸方向に延びる光軸を有して外周が円形に形成された光学部品と、この光学部品を前記光軸に沿って移動させる移動手段と、この移動手段と前記ステッピングモータのロータとを連動させる減速歯車列とを配置したものである。 In order to solve the above-described problems, the present invention provides an optical device having a stepper motor and an optical axis extending in the axial direction, the outer periphery of which is formed in a circular shape on the inner side of the periphery of a base that is circular when viewed in plan. A component, a moving unit that moves the optical component along the optical axis, and a reduction gear train that links the moving unit and the rotor of the stepping motor are arranged.
この発明では、ベースに対するステッピングモータ、光学部品、移動手段、及び減速歯車列の配置によって、光学モジュールを平面視略円形とできる。これにより、光学部品の光軸周りに光学モジュールを回しても、このモジュールが周囲部品と干渉することを抑制できる。 In the present invention, the optical module can be substantially circular in plan view by the arrangement of the stepping motor, the optical component, the moving means, and the reduction gear train with respect to the base. Thereby, even if the optical module is rotated around the optical axis of the optical component, it can be suppressed that the module interferes with the peripheral component.
又、前記課題を解決するために、本発明は、励磁コイルを有したコイルブロック、このブロックに連結された端部以外の磁路部分が前記コイルブロックに重なることなく設けられたヨーク、及びこのヨークのロータ通孔内に配置されたロータを備えるステッピングモータと、軸方向に延びる光軸を有して外周が円形に形成された光学部品と、この光学部品を前記光軸に沿って移動させる移動手段と、この移動手段と前記ロータとを連動させる減速歯車列と、平面的に見て円形状をなし、その周縁より内側に前記ステッピングモータ、光学部品、移動手段、及び減速歯車列を配置したベースとを具備し、前記ベースの中央部に前記光学部品を配置するとともに、この光学部品の光軸を共有して前記ステッピングモータを前記光学部品と同心的に配置し、かつ、前記移動手段及び減速歯車列を平面的に見て前記光学部品の外周に沿って配置したものである。 In order to solve the above-described problems, the present invention provides a coil block having an exciting coil, a yoke provided with a magnetic path portion other than the end connected to the block without overlapping the coil block, and this A stepping motor having a rotor disposed in the rotor through-hole of the yoke; an optical component having an optical axis extending in the axial direction and having a circular outer periphery; and moving the optical component along the optical axis A moving means, a reduction gear train that interlocks the moving means and the rotor, and a circular shape when seen in a plan view, and the stepping motor, the optical component, the moving means, and the reduction gear train are arranged inside the periphery. And the optical component is arranged at the center of the base, and the optical axis of the optical component is shared so that the stepping motor is concentrically with the optical component. And location, and, in which are arranged along the outer periphery of the optical component watching the moving means and the reduction gear train in a plane.
この発明では、ベースに対するステッピングモータ、光学部品、移動手段、及び減速歯車列の配置とともに、ベースの中央部に配置された外周が円形の光学部品に対するステッピングモータ、移動手段、及び減速歯車列の配置によって、光学モジュールを平面視略円形とできる。これにより、光学部品の光軸周りに光学モジュールを回しても、このモジュールが周囲部品と干渉することを抑制できる。 In the present invention, the arrangement of the stepping motor, the moving means, and the reduction gear train with respect to the optical component having a circular outer periphery arranged at the center of the base as well as the arrangement of the stepping motor, the optical component, the moving means, and the reduction gear train with respect to the base. Thus, the optical module can be made substantially circular in plan view. Thereby, even if the optical module is rotated around the optical axis of the optical component, it can be suppressed that the module interferes with the peripheral component.
又、前記課題を解決するために、本発明は、励磁コイルを有したコイルブロック、このブロックに連結された端部以外の磁路部分が前記コイルブロックに重なることなく設けられたヨーク、及びこのヨークのロータ通孔内に配置されたロータを備えるステッピングモータと、軸方向に延びる光軸を有して外周が円形に形成された光学部品と、この光学部品を前記光軸に沿って移動させる移動手段と、この移動手段と前記ロータとを連動させる減速歯車列と、平面的に見て円形状をなし、その周縁より内側に前記ステッピングモータ、光学部品、移動手段、及び減速歯車列を配置したベースとを具備し、前記ベースの中央部に前記光学部品を配置するとともに、環状をなした互いに連結された前記コイルブロック及びヨークを、平面的に見て前記光学部品の外周に沿って配置し、前記ロータ、移動手段、及び減速歯車列を、前記コイルブロックと前記光学部品との間から外しかつ平面的に見て前記光学部品の外周に沿って配置したものである。 In order to solve the above-described problems, the present invention provides a coil block having an exciting coil, a yoke provided with a magnetic path portion other than the end connected to the block without overlapping the coil block, and this A stepping motor having a rotor disposed in the rotor through-hole of the yoke; an optical component having an optical axis extending in the axial direction and having a circular outer periphery; and moving the optical component along the optical axis A moving means, a reduction gear train that interlocks the moving means and the rotor, and a circular shape when seen in a plan view, and the stepping motor, the optical component, the moving means, and the reduction gear train are arranged inside the periphery. The optical component is disposed at the center of the base, and the coil block and the yoke connected to each other in a ring shape are viewed in plan view. Arranged along the outer periphery of the optical component, the rotor, the moving means, and the reduction gear train are removed from between the coil block and the optical component and arranged along the outer periphery of the optical component in plan view. Is.
この発明では、ベースに対するステッピングモータ、光学部品、移動手段、及び減速歯車列の配置とともに、ベースの中央部に配置された外周が円形の光学部品に対するコイルブロック、ヨーク、ロータ、移動手段、及び減速歯車列の配置によって、光学モジュールを平面視略円形とできる。これにより、光学部品の光軸周りに光学モジュールを回しても、このモジュールが周囲部品と干渉することを抑制できる。 According to the present invention, a coil block, a yoke, a rotor, a moving means, and a reduction gear for an optical component having a circular outer periphery arranged at the center of the base, together with the arrangement of the stepping motor, the optical component, the moving means, and the reduction gear train with respect to the base Depending on the arrangement of the gear train, the optical module can be substantially circular in plan view. Thereby, even if the optical module is rotated around the optical axis of the optical component, it can be suppressed that the module interferes with the peripheral component.
又、本発明の好ましい形態では、前記コイルブロックを平面的に見て前記光学部品の外周に沿うように曲げている。すなわち、コイルブロックが円弧形状に近似されている。これにより、コイルブロック及びヨークがなす環状の形を、より円形に近似させることができるので、光学モジュールの平面形状を円形状とするのに好適である。 In a preferred embodiment of the present invention, the coil block is bent along the outer periphery of the optical component in plan view. That is, the coil block is approximated to an arc shape. Accordingly, the annular shape formed by the coil block and the yoke can be approximated to a more circular shape, which is suitable for making the planar shape of the optical module circular.
又、本発明の好ましい形態では、前記ロータ、移動手段、及び減速歯車列を、前記光学部品を境に前記コイルブロックと反対側に配置している。これにより、光学部品の移動を導くガイドを、ロータ、移動手段、減速歯車列、及びコイルブロックとの干渉を避けて、これらロータ、移動手段、及び減速歯車列とコイルブロックとの間に設けることができる。 In a preferred embodiment of the present invention, the rotor, the moving means, and the reduction gear train are arranged on the opposite side of the coil block with the optical component as a boundary. As a result, guides that guide the movement of the optical components are provided between the rotor, the moving means, the reduction gear train, and the coil block, avoiding interference with the rotor, the moving means, the reduction gear train, and the coil block. Can do.
又、本発明の好ましい形態では、前記光学部品、移動手段、及び減速歯車列を、環状をなして互いに連結された前記コイルブロック及びヨークの外周の内側に、平面的に見て配置している。これにより、光学モジュールを平面視したときに移動手段及び減速歯車列等が外側に出っ張ることがないので、光学部品の光軸周りに光学モジュールを回しても、このモジュールが周囲部品と干渉することをより確実に抑制できる。 Further, in a preferred embodiment of the present invention, the optical component, the moving means, and the reduction gear train are arranged in an inner periphery of the outer periphery of the coil block and the yoke that are connected to each other in an annular shape. . As a result, when the optical module is viewed in plan, the moving means, the reduction gear train, and the like do not protrude outward, so that even if the optical module is rotated around the optical axis of the optical component, the module interferes with surrounding components. Can be suppressed more reliably.
又、本発明の好ましい形態では、環状をなして互いに連結された前記コイルブロック及びヨークを、前記ロータの軸線と前記光軸とを通る直線を境に対称に設けている。この線対称配置により、光学モジュールの重量バランスがよくなるとともに、コイルブロックとロータ通孔とにわたる磁路部分の長さが同じとなるに伴い、磁気バランスがよくなる。 In a preferred embodiment of the present invention, the coil block and the yoke connected in an annular shape are provided symmetrically with respect to a straight line passing through the axis of the rotor and the optical axis. This line-symmetric arrangement improves the weight balance of the optical module and improves the magnetic balance as the length of the magnetic path portion extending between the coil block and the rotor through hole becomes the same.
又、本発明の好ましい形態では、前記コイルブロックがその両端に位置する第1、第2のヨーク連結部と中央に位置する第3のヨーク連結部との間に夫々前記励磁コイルを設けてなり、前記ヨークが、前記第1、第2のヨーク連結部に一端部が個別に連結され他端が前記ロータ通孔に臨んだ第1、第2の磁路部分と、これら第1、第2の磁路部分間に位置して前記第3のヨーク連結部に一端部が連結され他端が前記ロータ通孔に臨んだリング状の第3の磁路部分とを有し、前記第3の磁路部分と前記第1の磁路部分及び前記第2の磁路部分との間に夫々空隙を設けている。これにより、コイルブロックの第3のヨーク連結部からロータ通孔に磁束を導く第3の磁路部分の内側に、光学部品と対向して使用される部品の配置スペースを確保して、このスペースに光学部品と対向して使用される部品を配置できる。 In a preferred embodiment of the present invention, the exciting coil is provided between the first and second yoke connecting portions located at both ends of the coil block and the third yoke connecting portion located at the center. The yoke has first and second magnetic path portions with one end individually connected to the first and second yoke connecting portions and the other end facing the rotor through-hole, and the first and second And a ring-shaped third magnetic path portion with one end connected to the third yoke connecting portion and the other end facing the rotor through hole, A gap is provided between the magnetic path portion and the first magnetic path portion and the second magnetic path portion. As a result, an arrangement space for the components used facing the optical components is secured inside the third magnetic path portion for guiding the magnetic flux from the third yoke coupling portion of the coil block to the rotor through hole. The parts used opposite to the optical parts can be arranged.
又、本発明の好ましい形態では、前記光学部品の移動を導くガイドを前記空隙に貫通させて配置している。又、本発明の好ましい形態では、前記ヨークの磁路部分に通孔を設け、この通孔に前記光学部品の移動を導くガイドを通している。これらの発明の形態により、ガイドが、互いに連結されて環状をなしたコイルブロック及びヨークの外周の内側に配置されて、光学モジュールを平面視したときに外側に出っ張らないようにできる。 In a preferred embodiment of the present invention, a guide for guiding the movement of the optical component is disposed through the gap. In a preferred embodiment of the present invention, a through hole is provided in the magnetic path portion of the yoke, and a guide for guiding the movement of the optical component is passed through the through hole. According to the embodiments of the present invention, the guide is disposed inside the outer periphery of the coil block and the yoke that are connected to each other to form an annular shape so that the guide does not protrude outward when the optical module is viewed in plan.
又、本発明の好ましい形態では、前記減速歯車列が有する歯車軸を前記空隙に貫通させて配置している。又、本発明の好ましい形態では、前記ヨークの磁路部分に通孔を設け、この通孔に前記減速歯車列が有する歯車軸を通している。これらの発明の形態により、歯車軸に固定されている歯車の少なくとも一部を、ステッピングモータに重ねて配置できる。 In a preferred embodiment of the present invention, a gear shaft included in the reduction gear train is disposed through the gap. In a preferred embodiment of the present invention, a through hole is provided in the magnetic path portion of the yoke, and a gear shaft included in the reduction gear train is passed through the through hole. According to these aspects of the invention, at least a part of the gear fixed to the gear shaft can be disposed so as to overlap the stepping motor.
又、本発明の好ましい形態では、光軸に沿う前記光学部品の移動量を検出するセンサを備え、このセンサを、環状をなして互いに連結された前記コイルブロック及びヨークの外周の内側に配置している。これにより、センサを含んだ光学モジュールを平面視略円形とでき、この光学部品の光軸周りに光学モジュールを回しても、このモジュールが周囲部品と干渉することを抑制できる。 In a preferred embodiment of the present invention, a sensor for detecting the amount of movement of the optical component along the optical axis is provided, and the sensor is arranged inside the outer periphery of the coil block and the yoke connected to each other in an annular shape. ing. Thereby, the optical module including the sensor can be substantially circular in a plan view, and even when the optical module is rotated around the optical axis of the optical component, the module can be prevented from interfering with the peripheral components.
本発明に係る光学モジュールは、平面視略円形であるので、光学部品の光軸を中心に回しても周囲部品との干渉が抑制され、配置上の自由度が高い。 Since the optical module according to the present invention has a substantially circular shape in plan view, interference with surrounding components is suppressed even when the optical axis of the optical component is rotated, and the degree of freedom in arrangement is high.
図1から図6を参照して本発明の第1実施形態を説明する。 A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
図1及び図2中符号21で示す光学モジュール例えばレンズ駆動装置は、カード形デジタルカメラやカメラ付き携帯電話等の薄型電子機器に搭載される。このレンズ駆動装置21は、回路基板22が一面に装着されたベース23と、歯車支え24と、カバー25と、光学部品例えば鏡筒26と、移動手段27と、ステッピングモータ28と、減速歯車列29とを具備している。
An optical module, for example, a lens driving device indicated by
図1に示すように電気絶縁材からなるベース23は円形状をなす平らな板からなる。このベース23の中央部一面に回路基板22が装着されている。回路基板22の表面にはCCD又はCMOS等の撮像素子30が実装されている。ベース23上には、このベース23に所定距離隔てて対向する歯車支え24が配置されている。図6に示すように歯車支え24は、曲がった形状をなしていて、その中間部に通孔24aを有している。この歯車支え24は、その一端24bをベース23から起立した軸状の支え31(図2参照)にねじ32で止めるとともに、他端24cを後述する一方のヨーク連結部48cにねじ56で止めることにより取付けられている。歯車支え24は、ベース23の周縁23aからはみ出すことなくこの周縁の内側、言い換えれば、ベース23の投影領域内に配置されている。
As shown in FIG. 1, the
図1及び図2に示すようにベース23には、撮像素子30を間において複数例えば2本のガイド34が、ベース23の中心を通る直線上に位置して取付けられている。これらのガイド34にはカバー25がねじ止め等により取付けられている。カバー25は、ベース23の直径以下の外径を有していて、歯車支え24等を覆っている。カバー25は、その中央部に鏡筒26の入射面と対向する窓孔25aを有しており、このため図5に示すようにドーナツ状に形成されている。
As shown in FIGS. 1 and 2, a plurality of
鏡筒26はその内部に収められた複数のレンズ26aを有している。鏡筒26はその外周にねじ込んで取付けられた鏡筒ホルダ35を有している。この鏡筒ホルダ35の外周には複数例えば一対の摺動部35aが好ましくは略径方向に対応して突設され、これら摺動部35aは通孔又は凹溝等からなる軸摺動要素を有している。この軸摺動要素には、鏡筒26の周りに配置されているガイド34が個別に通されている。これにより、鏡筒26は、撮像素子30と対向してベース23の中央部に配置され、撮像素子30に対して接離する方向に複数のガイド34に沿って移動可能に支持される。この移動により、撮像素子30に対する鏡筒26の合焦点動作が行われる。なお、図2中符号Oは鏡筒26の光軸を示している。
The
一方のガイド34にはコイルばね36が巻き付けられている。このコイルばね36は前記一方のガイド34が貫通した一方の摺動部35aとベース23との間に挟まれて、鏡筒ホルダ35を介して鏡筒26を撮像素子30から離れる方向に付勢している。
A
図1及び図2に示すように鏡筒ホルダ35の外周には、例えばコイルばね36が巻き付けられた方のガイド34に寄せて外方突出部37が突設されている。更に、図1及び図3に示すように鏡筒ホルダ35の外周には、外方突出部37から周方向に離間して板状をなす位置検出用の突部38が突設されている。
As shown in FIGS. 1 and 2, an
前記移動手段27は送りねじ41とナット部材42とを備えている。図2に示すように送りねじ41は歯車軸43の一部をなしている。歯車軸43は歯車支え24の通孔24a及びこれに近接して対向している外方突出部37を貫通し、この歯車軸43の両端部はベース23とカバー25とに回転自在に支持されている。ナット部材42は外方突出部37に固定されていて、これには送りねじ41が噛み合わされて通されている。したがって、歯車軸43が回転されることにより、その回転は、移動手段27により鏡筒ホルダ35を送りねじ41の軸方向に沿って移動させる運動に変換される。このため、鏡筒26がその光軸Oに沿って移動される。
The moving means 27 includes a
ステッピングモータ28は、例えばステップ角が180°の2極のモータであって、図1及び図4に示すようにコイルブロック45と、ヨーク46と、ロータ47とを備えている。コイルブロック45とヨーク46とはステ−タを形成している。
The stepping
コイルブロック45は、鉄心48及び励磁コイル49を有している。鉄心48は、コア部48a(図1及び図4参照)の長手方向両端に夫々ヨーク連結部48b又は48cを一体に設けてなり、ヨーク連結部48cが共用されているため、この連結部48cの両側にコア部48aを介してヨーク連結部48bが夫々設けられている。励磁コイル49はコア部48aに夫々巻き付けられている。
The
ヨーク連結部48cに対して一方の励磁コイル49及びこれに隣接した一方のヨーク連結部48bは曲がっているとともに、ヨーク連結部48cに対して他方の励磁コイル49及びこれに隣接した他方のヨーク連結部48bは曲がっている。これにより、コイルブロック45は、略円弧に近似した形状をなしていて、ベース23上への設置により、図1に示すように平面的に見て鏡筒26の外周に沿うようになっている。
One
励磁コイル49の励磁によって発生する磁束を導くヨーク46は、平板状であって、図4に示すようにヨーク連結部48b、48cに連結される端部46b、46cを有している。一対の端部46bはヨーク連結部48bに個別に連結され、これら一対の端部46b間に位置する他の一つの端部46cはヨーク連結部48cに連結されている。ヨーク46は、その端部46b、46cを除いた第1〜第3の磁路部分46X〜46Zは、コイルブロック45に重なることなく、コイルブロック45の側方に突出されている。第1〜第3の磁路部分46X〜46Zの各他端が合わさった部分にはロータ通孔50が形成されている。
The
第1の磁路部分46Xと第2の磁路部分46Yとは円弧状をなしている。これら第1、第2の磁路部分46X、46Y間に位置された第3の磁路部分46Zは、リング状に形成されている。第3の磁路部分46Zは、ベース23上にステッピングモータ28が配置された状態で、図1に示すように平面的にみて鏡筒26の外周に沿って配置される大きさに作られている。この第3の磁路部分46Zの内側スペースSは、鏡筒26に向かい合って使用される部品、例えば撮像素子30を収容できる大きさである。
The first
第3の磁路部分46Zの一部分とこれに対向する第1の磁路部分46Xとの間には空隙G1が形成されている。空隙G1はコイルブロック45で閉じられている。この空隙G1には、第1の磁路部分46Xの端部46bが連結したヨーク連結部48b側の励磁コイル49が臨んでいる。第3の磁路部分46Zの他の部分とこれに対向する第2の磁路部分46Yとの間には空隙G2が形成されている。空隙G2はコイルブロック45で閉じられている。この空隙G2には、第2の磁路部分46Yの端部46bが連結したヨーク連結部48b側の励磁コイル49が臨んでいる。
A gap G1 is formed between a part of the third magnetic path portion 46Z and the first
図1及び図4中符号51はロータ通孔50の周りに設けた凹みを示している。この凹み51とロータ通孔50との間、空隙G1とロータ通孔50との間、及び空隙G2とロータ通孔50との間は、いずれも磁路断面積が極小で、きわめて容易に磁気飽和する。このため、ロータ通孔50の内周面は前記磁路断面積が極小な部分で実質的に区切られている。この区切られた領域は、夫々磁極端として機能し、励磁コイル49に駆動パルスが印加される度にS極又はN極が前記磁極端にあらわれるようになっている。
1 and 4,
ロータ通孔50内にはロータ47が配置されている。ロータ47の外周部は周方向に隣接する所定領域ごとに互いに異なる極性に着磁されている。したがって、ステッピングモータ28は、その励磁コイル49に図示しないモータドライバを介して駆動パルスが印加されるたびに、前記磁極端とロータ47の磁極との間の磁気作用によって、180°のステップ角で回転される。図1及び図2に示すようにロータ47には駆動歯車53が連結又は一体に成形されている。ロータ47の回転軸54の両端部は、ベース23と歯車支え24とに回転自在に支持されている。
A
ステッピングモータ28は、コイルブロック45とヨーク46とを連結する第1〜第3のねじ55〜57(図1参照)によりベース23の一面に固定されている。具体的には、第1のねじ55は、鉄心48の一方のヨーク連結部48b及びこれに重なった第1の磁路部分46Xの端部46bを通ってベース23にねじ込まれ、一方のヨーク連結部48bと第1の磁路部分46Xとを連結している。第2のねじ56は、鉄心48の他方のヨーク連結部48b及びこれに重なった第2の磁路部分46Yの端部46bを通ってベース23にねじ込まれて、他方のヨーク連結部48bと第2の磁路部分46Yとを連結している。この第2のねじ56は前記歯車支え24の他端24cを共締めしている。第3のねじ57は、鉄心48の中央の連結部48c及びこれに重なった第3の磁路部分46Zの端部46cを通ってベース23にねじ込まれて、連結部48cと第3の磁路部分46Zとを連結している。
The stepping
第1磁路部分46X及び第2の磁路部分46Yとコイルブロック45とが連結されることによって、これらは、ベース23の周縁23aの形状に近似した略円形の環状構造をなして連続する。これら第1磁路部分46X及び第2の磁路部分46Yとコイルブロック45がなす略円形の大きさは、ベース23の直径以下で、かつ、鏡筒26の直径より大きい。ステッピングモータ28は、ベース23への既述のねじ止めにより、図1に示すように第1磁路部分46X及び第2の磁路部分46Yとコイルブロック45とを、ベース23の周縁23aに沿わせて配置されている。
By connecting the first
これにより、ベース23に取付けられたステッピングモータ28は、ベース23の周縁23aからはみ出すことなく、鏡筒26の光軸Oを共用して鏡筒26に対して同心的に配置されている。言い換えれば、コイルブロック45とヨーク46の第1磁路部分46X及び第2の磁路部分46Yとがなす略円形の環状構造は、図1に示すように平面的にみて鏡筒26の外周に沿って配置されている。
Accordingly, the stepping
ベース23に取付けられたステッピングモータ28のロータ47は、鏡筒26を境にコイルブロック45と反対側に配置されている。しかも、コイルブロック45及びヨーク46の夫々は、ロータ47の軸線47a(図2参照)と光軸Oとを通る直線(B−B線)を境に対称に設けられている。この線対称配置により、レンズ駆動装置21の重量バランスがよくなるとともに、コイルブロック45とロータ通孔50とにわたる第1、第2の磁路部分46X、46Yの長さ、及び第3の磁路部分46Zの空隙G1又はG2に臨んだ各部の長さが同じとなるに伴い、磁気バランスがよくなる。
The
鏡筒26の移動を導くガイド34は、空隙G1又はG2を利用してそこに貫通して配置されている。このため、ガイド34及びこれに係合した鏡筒26の摺動部35aが、コイルブロック45及びヨーク46が作る環構造の内側に配置されるので、レンズ駆動装置21を平面的に視認したときに、ガイド34及び摺動部35aが前記環構造及びベース23の外側に出っ張らないようにできる。更に、空隙G1又はG2にガイド34を配置したことにより、磁路部分46X、46Yにガイド34を貫通させる構成に比較して、磁路部分46X、46Yの磁路断面積が減少しない。このため、ガイド34の配置がステッピングモータ28のモータ性能に悪影響を及ぼさない点で好ましい。
The
前記移動手段27とロータ47とは、ベース23の一面側に配置された減速歯車列29を介して接続されている。図1及び図2に示すように減速歯車列29は、平歯車からなる複数例えば第1〜第3の減速歯車61〜63を有している。第1の減速歯車61はロータ47の駆動歯車53に噛み合わされ、この第1の減速歯車61と一緒に回転される第2の減速歯車62は第3の減速歯車63に噛み合わされ、更に、この第3の減速歯車63は歯車軸43に取付けられている。第1の減速歯車61及び第2の減速歯車62を支持した歯車軸64の両端部は、ベース23とカバー25とに回転自在に支持されている。したがって、ステッピングモータ28が駆動してそのロータ47が回転されると、その回転は減速歯車列29により減速されて移動手段27に与えられる。
The moving means 27 and the
歯車軸43及び歯車軸64は、いずれも一方の空隙G2を利用しこの空隙G2を貫通して配置されている。これにより、歯車軸43に固定されている減速歯車63の少なくとも一部好ましくは全体を、ステッピングモータ28に重ねて配置できるとともに、歯車軸64に固定されている減速歯車61,62の少なくとも一部好ましくは全体を、ステッピングモータ28に重ねて配置できる。したがって、減速歯車列29が前記環構造及びベース23の外側に出っ張らないようにできる。
The
図1及び図3中符号67は光軸Oに沿う鏡筒26の移動量を検出する非接触形のセンサを示している。このセンサ67は例えば凹溝67aを有し、この凹溝67aには鏡筒26の突部38が挿入されている。突部38が凹溝67a内でこの凹溝67aが延びる方向に移動することにより、センサ67は鏡筒26の移動量を検出する。このセンサ67の検出情報はステッピングモータ28の制御情報として使用される。センサ67は、平面的に見てベース23の外側に出っ張らないようにベース23の周縁の内側、具体的には環状に配置されたコイルブロック45及びヨーク46の磁路部分46X,46Yの外周の内側に配置されている。
前記構成のレンズ駆動装置21は、図1に示されるように円形状をなしたベース23の周縁23aの内側に、ステッピングモータ28と、外周が円形に形成された鏡筒26と、鏡筒26をその光軸方向に沿って移動させる移動手段27と、移動手段27とステッピングモータ28のロータ47とを連動させる減速歯車列29とを配置している。
As shown in FIG. 1, the
このため、光学モジュールであるレンズ駆動装置21を平面視略円形とできるので、鏡筒26の光軸O周りにレンズ駆動装置21を回しても、このレンズ駆動装置21のベース23上に配置された各部品が、レンズ駆動装置21の周囲に配置される部品と干渉することを抑制できる。
For this reason, the
これにより、レンズ駆動装置21が搭載される機器に対するレンズ駆動装置21の配置上の高い自由度を得ることができる。したがって、例えば、励磁コイル49に及びセンサ67に夫々リード線を介して接続されたコネクタと、これに接続される機器側のコネクタとの位置関係、及び周囲部品に前記リード線が引っ掛からないようにすることなどを考慮して、鏡筒26の光軸O周りにレンズ駆動装置21を回して、このレンズ駆動装置21の向きを対応させることができる。しかも、このレンズ駆動装置21が搭載される機器をコンパクトにする場合に、このコンパクト化を、前記配置上の自由度が、抑制する因子となることもない。
Thereby, a high degree of freedom in arrangement of the
更に、前記配置において、ステッピングモータ28の互いに連結されて環状をなしたコイルブロック45及びヨーク46を、平面的に見て、ベース23の中央部に配置された鏡筒26の外周に沿って配置するとともに、ロータ47、移動手段27、減速歯車列29、及びセンサ67を、コイルブロック45と鏡筒26との間から外しかつ平面的に見て鏡筒26の外周に沿って配置している。これにより、平面的に見てステッピングモータ28を鏡筒26に対してその光軸Oを共有する同心的配置とすることができるので、レンズ駆動装置21を小径とするのに適しており、レンズ駆動装置21の配置スペースを小さくすることが可能である。
Further, in the above arrangement, the
しかも、前記配置において、ロータ47、移動手段27、減速歯車列29、及びセンサ67を、鏡筒26を境にコイルブロック45と反対側に配置している。これにより、鏡筒26の移動を導くガイド34を、ロータ47、移動手段27、減速歯車列29、センサ67、及びコイルブロック45に干渉することなく、これらロータ47、移動手段27、減速歯車列29、及びセンサ67の群と、コイルブロック45との間に設けることができる。
Moreover, in the above arrangement, the
ステッピングモータ28は、駆動パルスが印加されることによって磁束を発生する励磁コイル49と、ロータ47が配置されたロータ通孔50とを、ベース23の一面に沿ってずらしていて、発生した磁束をヨーク46の磁路部分46X〜46Zでロータ通孔50に導いてロータ47を回転させる構成である。このため、励磁コイル49とロータ47との位置関係には格別な制約がなく、コイルブロック45をロータ47に対して任意に配置しても、モータとして機能できる。したがって、平面的に見て鏡筒26と同心的に配置されているヨーク46の任意の位置に、ロータ通孔50及びロータ47を配設できる。これにより、ロータ47及びこれに連動する減速歯車列29、及び移動手段27の配置を、周囲部品の配置状況に対応させて自由に設計することが可能である。
The stepping
更に、コイルブロック45は、平面的に見て鏡筒26の外周に沿って配置されるので、その長さに大きな制約がない。このため、コイルブロック45の励磁コイル49の巻数を自由に変えることによって、ステッピングモータ28の性能を変えても、それは、レンズ駆動装置21を大径とする因子とならない。したがって、ステッピングモータ28の性能変更の自由度が高い。
Furthermore, since the
前記構成のレンズ駆動装置21に使用したステッピングモータ28は、筒型ではなく、ベース23の一面に沿って配置される励磁コイル49を有したコイルブロック45と、このブロック45に連結された端部46b、46c以外の磁路部分46X〜46Zがコイルブロック45に重なることなくベース23に沿って設けられたヨーク46と、このヨーク46のロータ通孔50内に配置されたロータ47とを備えているので、扁平型に構成できる。このため、ステッピングモータ28がレンズ駆動装置21の厚みを増やす要素とはならない。しかも、ステッピングモータ28の励磁コイル49は、その周面がベース23に沿った横置きに設けられているから、磁束を増やすためにコア部48aに対する励磁コイル49の巻き付け長さを増やした場合であっても、それが、ステッピングモータ28の厚み、ひいてはレンズ駆動装置21の厚みを増やす要素とはならない。
The stepping
したがって、鏡筒26の光軸Oとロータ47の軸線47aとが平行であるにも拘わらず、筒型ステッピングモータを縦置きにして用いたレンズ駆動装置に比較して、レンズ駆動装置21全体の厚みを薄くできる。
Therefore, although the optical axis O of the
前記構成のレンズ駆動装置21は、鏡筒26を移動させる移動手段27にロータ47の回転を伝達するのに、既述のように平歯車からなる減速歯車列29を用いている。この減速歯車列29は、ウォームギャのように1段で大きな減速比を得るものではないので、すべり摩擦による動力損失が少なく、それに伴いステッピングモータ28の消費電力も少なくできる。それだけではなく、ステップ角が180°であるにも拘わらず、減速歯車列29の減速比に応じて移動手段27の送りねじ51を減速回転させるから、ナット部材52を介して鏡筒26を例えば10ミクロンオーダーで高精度に移動させて、合焦動作を行わせることができる。
The
図7から図10は本発明の第2実施形態を示している。この実施形態は基本的には第1実施形態と同じであるので、第1実施形態と同じ構成については同一符号を付してその説明を省略し、以下、第1実施形態とは異なる点を説明する。 7 to 10 show a second embodiment of the present invention. Since this embodiment is basically the same as the first embodiment, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted. Hereinafter, the differences from the first embodiment are described. explain.
第2実施形態では、図9に示すようにヨーク46の磁路部分46X、46Yに通孔71が夫々設けられている。図7及び図8に示すように磁路部分46Xの通孔71には一方のガイド34が通され、磁路部分46Yの通孔71には他方のガイド34及びこれに巻き付けられたコイルばね36が通されている。このような構成でも、ガイド34を環状に配置されたコイルブロック45及びヨーク46の磁路部分46X、46Yの外周の内側に配置でき、円形状のベース23の周縁23aにより最大径が規定された光学モジュールとしてのレンズ駆動装置21を平面視したときに、ガイド34及びこれに係合した摺動部35aがベース23の外側に出っ張らないようにできる。なお、図10に示した歯車支え24の一部は、前記他方のガイド34に係合した片方の摺動部35aとヨーク46との間に設けられている。なお、以上説明した点以外の構成は第1実施形態と同じである。
In the second embodiment, as shown in FIG. 9, through
したがって、この第2実施形態でも第1実施形態と同じ作用を得て本発明の課題を解決できる。 Therefore, this second embodiment can solve the problems of the present invention by obtaining the same action as the first embodiment.
本発明は前記各実施形態には制約されない。例えば、減速歯車列29の歯車軸43,64を空隙G2(空隙G1でもよい。)に通すことに代えて、ヨーク46の磁路部分46Y(磁路部分46Xでもよい。)に通孔を設け、この通孔に減速歯車列29が有する歯車軸43,64を通して、これら歯車軸43,64をベース23と歯車支え24とに回転自在に両端支持させることもできる。
The present invention is not limited to the above embodiments. For example, instead of passing the
又、本発明において、光学部品の移動は、合焦動作以外にも、例えばズーミング動作のためであってもよい。又、移動手段には、送りねじとナット部材に代えて、歯車軸43の回転で筒カムを動かし、このカムで鏡筒などの光学部品を移動させる構成とすることも可能である。
In the present invention, the optical component may be moved other than the focusing operation, for example, for a zooming operation. Further, instead of the feed screw and the nut member, the moving means may be configured such that the cylindrical cam is moved by the rotation of the
21…レンズ駆動装置(光学モジュール)
22…回路基板
23…ベース
23a…ベースの周縁
24…歯車支え
25…カバー
26…鏡筒(光学部品)
27…移動手段
28…ステッピングモータ
29…減速歯車列
30…撮像素子
34…ガイド
35…鏡筒の鏡筒ホルダ
35a…鏡筒ホルダの摺動部
37…鏡筒ホルダの外方突出部
O…鏡筒の光軸(光学部品の光軸)
41…移動手段の送りねじ
42…移動手段のナット部材
43…歯車軸
45…コイルブロック
46…ヨーク
46b、46c…ヨークの端部
46X…ヨークの第1の磁路部分
46Y…ヨークの第2の磁路部分
46Z…ヨークの第3の磁路部分
S…第3の磁路部分の内側スペース
47…ロータ
47a…ロータの軸線
48…鉄心
48a…鉄心のコア部
48b、48c…鉄心のヨーク連結部
49…励磁コイル
50…ロータ通孔
G1、G2…空隙
53…駆動歯車
54…回転軸
61…第1の減速歯車
62…第2の減速歯車
63…第3の減速歯車
64…歯車軸
67…センサ
71…磁路部分の通孔
21 ... Lens driving device (optical module)
DESCRIPTION OF
DESCRIPTION OF
41 ... Feed screw of moving
Claims (13)
軸方向に延びる光軸を有して外周が円形に形成された光学部品と、
この光学部品を前記光軸に沿って移動させる移動手段と、
この移動手段と前記ロータとを連動させる減速歯車列と、
平面的に見て円形状をなし、その周縁より内側に前記ステッピングモータ、光学部品、移動手段、及び減速歯車列を配置したベースとを具備し、
前記ベースの中央部に前記光学部品を配置するとともに、この光学部品の光軸を共有して前記ステッピングモータを前記光学部品と同心的に配置し、かつ、前記移動手段及び減速歯車列を平面的に見て前記光学部品の外周に沿って配置した光学モジュール。 Stepping comprising a coil block having an exciting coil, a yoke provided with a magnetic path portion other than the end connected to the block without overlapping the coil block, and a rotor disposed in a rotor through hole of the yoke A motor,
An optical component having an optical axis extending in the axial direction and having a circular outer periphery;
Moving means for moving the optical component along the optical axis;
A reduction gear train for interlocking the moving means and the rotor;
It has a circular shape in plan view, and includes a base on which the stepping motor, the optical component, the moving means, and the reduction gear train are arranged on the inner side of the periphery thereof,
The optical component is arranged at the center of the base, the stepping motor is arranged concentrically with the optical component by sharing the optical axis of the optical component, and the moving means and the reduction gear train are planar. And an optical module disposed along the outer periphery of the optical component.
軸方向に延びる光軸を有して外周が円形に形成された光学部品と、
この光学部品を前記光軸に沿って移動させる移動手段と、
この移動手段と前記ロータとを連動させる減速歯車列と、
平面的に見て円形状をなし、その周縁より内側に前記ステッピングモータ、光学部品、移動手段、及び減速歯車列を配置したベースとを具備し、
前記ベースの中央部に前記光学部品を配置するとともに、環状をなして互いに連結された前記コイルブロック及びヨークを、平面的に見て前記光学部品の外周に沿って配置し、前記ロータ、移動手段、及び減速歯車列を、前記コイルブロックと前記光学部品との間から外しかつ平面的に見て前記光学部品の外周に沿って配置した光学モジュール。 Stepping comprising a coil block having an exciting coil, a yoke provided with a magnetic path portion other than the end connected to the block without overlapping the coil block, and a rotor disposed in a rotor through hole of the yoke A motor,
An optical component having an optical axis extending in the axial direction and having a circular outer periphery;
Moving means for moving the optical component along the optical axis;
A reduction gear train for interlocking the moving means and the rotor;
It has a circular shape in plan view, and includes a base on which the stepping motor, the optical component, the moving means, and the reduction gear train are arranged on the inner side of the periphery thereof,
The optical component is disposed at the center of the base, and the coil block and the yoke connected to each other in an annular shape are disposed along the outer periphery of the optical component in plan view, and the rotor and moving means And an optical module in which a reduction gear train is removed from between the coil block and the optical component and arranged along the outer periphery of the optical component in plan view.
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