JP2005258355A - Leaf spring and lens actuator equipped therewith - Google Patents

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    • F16F1/32Belleville-type springs
    • F16F1/324Belleville-type springs characterised by having tongues or arms directed in a generally radial direction, i.e. diaphragm-type springs

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a leaf spring that is free from characteristic variation due to falling and exhibits linear deflection characteristics, and a lens actuator equipped therewith. <P>SOLUTION: An upper leaf spring 6 and lower leaf spring are formed by comprising an inner circumferential ring 6b, an outer circumferential ring 6a that is arranged apart from the inner circumferential ring 6b, and at least one circular arms 6c, 6c, 6c that extends from the inner circumferential ring 6b to the outer circumferential ring 6a. The inner circumferential ring 6b and outer circumferential ring 6a elastically expand and contract in the normal direction of plate surfaces by the circular arms 6c, 6c, 6c. Arm inner circumferential supports 6d, 6d, 6d are arranged which support the circular arms 6c, 6c, 6c at least at one side of the inner circumferential ring 6b or outer circumferential ring 6a, and bend the circular arms 6c, 6c, 6c in the direction of the external force by being elastically deformed against the external force in the direction to be perpendicular to the normal direction of the plate surfaces. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、小型機器に内蔵するレンズアクチュエータ、及びそれに用いる板バネに関するものである。   The present invention relates to a lens actuator built in a small device and a leaf spring used therefor.

近年、携帯電話や携帯型の小型カメラ等の携帯型小型機器に搭載するために、ボイスコイルモータを使用した例えば特許文献1に開示されたレンズアクチュエータが提案されている。   In recent years, for example, a lens actuator disclosed in Patent Document 1 using a voice coil motor has been proposed for mounting on a portable small device such as a cellular phone or a portable small camera.

上記レンズアクチュエータとしてのレンズ駆動装置101は、図5に示すように、前方レンズ102と、前方支持枠103と、前方コイル104と、前方バネ105と、後方レンズ106と、後方支持枠107と、後方コイル108と、後方バネ109と、マグネット110と、ヨーク111とを備えている。   As shown in FIG. 5, the lens driving device 101 as the lens actuator includes a front lens 102, a front support frame 103, a front coil 104, a front spring 105, a rear lens 106, a rear support frame 107, A rear coil 108, a rear spring 109, a magnet 110, and a yoke 111 are provided.

上記レンズ駆動装置101は、前方コイル104に直流電流を印加することにより前方レンズ102を前方に移動させる一方、後方コイル108に直流電流を印加することにより後方レンズ106を前方に移動させるようになっている。   The lens driving device 101 moves the front lens 102 forward by applying a direct current to the front coil 104, while moving the rear lens 106 forward by applying a direct current to the rear coil 108. ing.

具体的には、上記前方コイル104に電流が印加されると、前方レンズ102に前方(図5において上方)への電磁力が働くが、前方バネ105の弾性力は変位に比例して後方(図5において下方)へ働く。したがって、前方レンズ102は、該電磁力と弾性力とが釣り合った位置に移動する。つまり前方コイル104に印加する電流量によって、前方レンズ102の移動量を決定することができる。   Specifically, when a current is applied to the front coil 104, an electromagnetic force forward (upward in FIG. 5) acts on the front lens 102, but the elastic force of the front spring 105 is rearward in proportion to the displacement ( It works downward (in FIG. 5). Therefore, the front lens 102 moves to a position where the electromagnetic force and the elastic force are balanced. That is, the amount of movement of the front lens 102 can be determined by the amount of current applied to the front coil 104.

同様に、後方コイル108に印加する電流量によって、後方レンズ106の移動量を決定することができる。   Similarly, the amount of movement of the rear lens 106 can be determined by the amount of current applied to the rear coil 108.

すなわち、前方コイル104及び後方コイル108に印加するそれぞれの電流量によって、前方レンズ102及び後方レンズ106それぞれの移動量を決定することができる。このため、後方レンズ106のさらに後方(図5において下方)のカメラ内部に位置する固定レンズ114を介してCCD等による像平面115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。なお、前方コイル104を固着する前方支持枠103の形状、及び後方コイル108を固着する後方支持枠107の形状は、それぞれの印加電流によって前方支持枠103及び後方支持枠107が前方にそれぞれ移動しても鎖交磁束量が変化しないようなショートコイル構造を造り出すための形状となっている。   That is, the amount of movement of each of the front lens 102 and the rear lens 106 can be determined by the respective current amounts applied to the front coil 104 and the rear coil 108. Therefore, the subject image can be zoomed and focused on the image plane 115 by the CCD or the like via the fixed lens 114 positioned inside the camera further behind the rear lens 106 (downward in FIG. 5). The shape of the front support frame 103 to which the front coil 104 is fixed and the shape of the rear support frame 107 to which the rear coil 108 is fixed are such that the front support frame 103 and the rear support frame 107 are moved forward by the respective applied currents. However, it has a shape for creating a short coil structure in which the amount of flux linkage does not change.

このように、レンズ駆動装置101に供給する2つの電流量を制御するだけで、前方レンズ102及び後方レンズ106それぞれの移動量を制御して、被写像をズームすることができる。   In this way, the image can be zoomed by controlling the amounts of movement of the front lens 102 and the rear lens 106 only by controlling the two current amounts supplied to the lens driving device 101.

ここで、上記前方バネ105及び後方バネ109は、図6(a)(b)に示すように、それぞれ半分ずつに分割されており、外力が加わらない時は、図6(a)に示すように、折畳まれた形状を維持し、外力が加わると、図6(b)に示すように、押出された形状に変形する。なお、図5に示す前方バネ105及び後方バネ109は、外力が加わった状態の断面を示している。
特開2002−365514号(平成14年12月18日公開)
Here, as shown in FIGS. 6 (a) and 6 (b), the front spring 105 and the rear spring 109 are each divided in half, and when no external force is applied, as shown in FIG. 6 (a). Furthermore, when the folded shape is maintained and an external force is applied, as shown in FIG. Note that the front spring 105 and the rear spring 109 shown in FIG. 5 are cross sections in a state where an external force is applied.
JP 2002-365514 (released on December 18, 2002)

ところで、携帯型の小型機器はその使用中に誤って落下させてしまうことがある。例えば、小型機器が1.2mの高さから落下した場合、小型機器には2000Gを超える加速度がかかる。   By the way, a portable small device may be accidentally dropped during use. For example, when a small device falls from a height of 1.2 m, the small device is accelerated by over 2000G.

その場合、上記ボイスコイルを使用したレンズアクチュエータでは、板バネが小型機器の落下により塑性変形を起こし、レンズの傾き・光軸ずれが起こる恐れがあった。この理由は、落下の衝撃によりレンズ102・106及びレンズホルダである支持枠103・107が加速度を受けて瞬間的に変位する際に、例えば前方バネ105の4本のアーム部105a・105a・105a・105aに応力が集中し、該集中応力が板バネの降伏応力を越えることによって、板バネが塑性変形を起こすためである。   In this case, in the lens actuator using the voice coil, the leaf spring may be plastically deformed due to the fall of a small device, and the lens may be tilted or the optical axis may be shifted. This is because, for example, when the lenses 102 and 106 and the support frames 103 and 107 which are lens holders are subjected to acceleration due to a drop impact and are displaced momentarily, four arms 105a, 105a and 105a of the front spring 105, for example. This is because stress concentrates on 105a, and the concentrated stress exceeds the yield stress of the leaf spring, causing the leaf spring to undergo plastic deformation.

ここで、板バネが落下の衝撃に耐えるには、レンズホルダが落下による加速度を受けて変位する範囲内において、板バネのアーム部が弾性変形領域内にあれば良い。   Here, in order for the leaf spring to withstand the impact of dropping, the arm portion of the leaf spring may be in the elastic deformation region within a range in which the lens holder is displaced by receiving the acceleration due to dropping.

しかしながら、従来の板バネは、内周リング部と外周リング部とを互いに離間させる方向(以下、「フォーカス方向F」という)に外力が作用することによってのみ、アーム部が弾性変形する。つまり、フォーカス方向Fのみ柔らかく作られている。   However, in the conventional leaf spring, the arm portion is elastically deformed only when an external force acts in a direction in which the inner ring portion and the outer ring portion are separated from each other (hereinafter referred to as “focus direction F”). That is, only the focus direction F is made soft.

したがって、従来の板バネ及びそれを用いたレンズアクチュエータでは、小型機器の落下状態によっては、フォーカス方向Fと直交する面内方向(以下、「面内r・θ方向」という)においても外力が生じるが、それら方向に関しては硬く作られているため弾性変形できず、2000Gを越す落下の衝撃に耐えられないという問題点を有している。   Therefore, in a conventional leaf spring and a lens actuator using the same, an external force is generated even in an in-plane direction orthogonal to the focus direction F (hereinafter referred to as “in-plane r · θ direction”) depending on the falling state of the small device. However, since they are made hard with respect to these directions, they cannot be elastically deformed, and have a problem that they cannot withstand the impact of dropping over 2000G.

本発明の目的は、落下による特性変化がなく線形のたわみ特性を発揮し得る板バネ及びそれを備えたレンズアクチュエータを提供することにある。   An object of the present invention is to provide a leaf spring that can exhibit a linear deflection characteristic without a characteristic change caused by dropping, and a lens actuator including the same.

本発明の板バネは、上記課題を解決するために、内周板と、上記内周板と離間して設けられた外周板と、上記内周板から外周板まで延びる少なくとも一個のアーム部とが形成され、かつ上記内周板と外周板とは上記アーム部によって弾性的に板面の法線方向に伸縮する板バネにおいて、上記内周板又は外周板の少なくとも一方に、上記アーム部を支持し、かつ上記板面の法線方向と直交する方向の外力に対して弾性変形して該アーム部を該外力の方向に撓ませるアーム支持部が設けられていることを特徴としている。   In order to solve the above problems, the leaf spring of the present invention includes an inner peripheral plate, an outer peripheral plate provided apart from the inner peripheral plate, and at least one arm portion extending from the inner peripheral plate to the outer peripheral plate. In the leaf spring in which the inner peripheral plate and the outer peripheral plate are elastically stretched in the normal direction of the plate surface by the arm portion, the arm portion is attached to at least one of the inner peripheral plate or the outer peripheral plate. An arm support portion is provided that supports and flexibly deforms the arm portion in the direction of the external force by elastic deformation with respect to an external force in a direction perpendicular to the normal direction of the plate surface.

上記の発明によれば、板バネは、内周板と外周板とは上記アーム部によって弾性的に板面の法線方向に伸縮するので、例えば、板バネを落下したときに、板面の法線方向に対しては、塑性変形することはない。しかし、板面の法線方向と直交する方向の外力に対しては、塑性変形する可能性がある。   According to the above invention, since the inner peripheral plate and the outer peripheral plate elastically expand and contract in the normal direction of the plate surface by the arm portion, for example, when the plate spring is dropped, There is no plastic deformation in the normal direction. However, there is a possibility of plastic deformation with respect to an external force in a direction perpendicular to the normal direction of the plate surface.

そこで、本発明では、内周板又は外周板の少なくとも一方に、上記アーム部を支持し、かつ上記板面の法線方向と直交する方向の外力に対して弾性変形して該アーム部を該外力の方向に撓ませるアーム支持部が設けられている。   Therefore, in the present invention, the arm portion is supported on at least one of the inner peripheral plate and the outer peripheral plate, and is elastically deformed with respect to an external force in a direction perpendicular to the normal direction of the plate surface. An arm support portion that is bent in the direction of the external force is provided.

このため、板面の法線方向と直交する方向の外力に対して、アーム支持部が弾性変形してアーム部を外力の方向に撓ませるので、この外力を吸収できる一方、外力が解除された後には、アーム支持部及びアーム部が塑性変形することなく元の状態に戻る。   For this reason, since the arm support portion elastically deforms and deflects the arm portion in the direction of the external force with respect to the external force in the direction orthogonal to the normal direction of the plate surface, the external force can be absorbed while the external force is released. Later, the arm support part and the arm part return to the original state without plastic deformation.

したがって、落下による特性変化がなく線形のたわみ特性を発揮し得る板バネを提供することができる。   Therefore, it is possible to provide a leaf spring that can exhibit a linear deflection characteristic without a characteristic change caused by dropping.

また、本発明の板バネは、前記記載の板バネにおいて、前記アーム支持部は、前記アーム部を屈曲状態に支持すると共に、その屈曲部分の縦断面形状が、上記アーム部の前記外力の方向への撓みを容易とする形状に形成されていることを特徴としている。   Further, the leaf spring of the present invention is the leaf spring described above, wherein the arm support portion supports the arm portion in a bent state, and the longitudinal cross-sectional shape of the bent portion is the direction of the external force of the arm portion. It is characterized in that it is formed into a shape that facilitates bending.

上記の発明によれば、アーム支持部は、アーム部を屈曲状態に支持する。したがって、アーム支持部は、板面の法線方向と直交する方向の外力に対して、この屈曲部分を中心にしてアーム部を容易に撓ますことができる。   According to said invention, an arm support part supports an arm part in a bending state. Therefore, the arm support portion can easily bend the arm portion around the bent portion with respect to an external force in a direction orthogonal to the normal direction of the plate surface.

一方、この状態において、アーム部を容易に撓ますためには、アーム支持部の縦弾性係数いわゆるヤング率Eを小さくするか、断面二次モーメントIを小さくする方法がある。本発明では、断面二次モーメントを小さくする方法を採用すべく、屈曲部分の縦断面形状を、アーム部の外力の方向への撓みが容易となる形状に形成している。   On the other hand, in this state, in order to bend the arm part easily, there are methods of reducing the longitudinal elastic modulus so-called Young's modulus E of the arm support part or reducing the cross-sectional secondary moment I. In the present invention, the vertical cross-sectional shape of the bent portion is formed into a shape that facilitates bending of the arm portion in the direction of the external force in order to employ a method of reducing the cross-sectional secondary moment.

したがって、アーム支持部とアーム部との屈曲部分の断面形状を工夫することにより、容易に、落下による特性変化がなく線形のたわみ特性を発揮し得る板バネを提供することができる。   Therefore, by devising the cross-sectional shape of the bent portion of the arm support portion and the arm portion, it is possible to provide a leaf spring that can easily exhibit a linear deflection characteristic with no characteristic change due to dropping.

また、本発明の板バネは、前記記載の板バネにおいて、前記アーム部の少なくとも一部又は全部が、上記アーム部の前記外力の方向への撓みを容易とする断面形状にて形成されていることを特徴としている。   In the leaf spring of the present invention, in the leaf spring described above, at least a part or all of the arm portion is formed in a cross-sectional shape that facilitates bending of the arm portion in the direction of the external force. It is characterized by that.

上記の発明によれば、屈曲部分だけでなく、アーム部の少なくとも一部又は全部が、上記アーム部の前記外力の方向への撓みを容易とする断面形状にて形成されている。   According to the above invention, not only the bent portion but also at least part or all of the arm portion is formed in a cross-sectional shape that facilitates bending of the arm portion in the direction of the external force.

したがって、アーム部自体も撓み易くなり、線形のたわみ特性を発揮し得る板バネを提供することができる。   Therefore, the arm portion itself can be easily bent, and a leaf spring that can exhibit linear deflection characteristics can be provided.

また、本発明の板バネは、前記記載の板バネにおいて、前記アーム支持部には、前記アーム部の前記外力の方向への不要振動を除去する不要振動除去部が設けられていることを特徴としている。   In the leaf spring of the present invention, in the leaf spring described above, the arm support portion is provided with an unnecessary vibration removing portion for removing unnecessary vibration in the direction of the external force of the arm portion. It is said.

ところで、板面の法線方向と直交する方向の外力に対して容易に弾性変形して該アーム部を該外力の方向に撓ませることができると、新たな問題として、板面の法線方向と直交する方向に振動し易くなるという問題が発生する。   By the way, if it is possible to easily elastically deform an external force in a direction perpendicular to the normal direction of the plate surface and bend the arm portion in the direction of the external force, a new problem is that the normal direction of the plate surface The problem that it becomes easy to vibrate in the direction orthogonal to the direction occurs.

そこで、本発明では、前記アーム支持部には、前記アーム部の前記外力の方向への不要振動を除去する不要振動除去部が設けられている。   Therefore, in the present invention, the arm support portion is provided with an unnecessary vibration removing portion that removes unnecessary vibration of the arm portion in the direction of the external force.

したがって、不要振動除去部によって、アーム部の前記外力の方向への不要振動を除去することができる。   Therefore, unnecessary vibration in the direction of the external force of the arm portion can be removed by the unnecessary vibration removing unit.

また、本発明の板バネは、前記記載の板バネにおいて、前記不要振動除去部は、前記アーム支持部とアーム部との屈曲部分から前記内周板又は外周板に近接するように延びるアーム拡張部からなっていることを特徴としている。   Further, the leaf spring of the present invention is the above-described leaf spring, wherein the unnecessary vibration removing portion extends from a bent portion of the arm support portion and the arm portion so as to be close to the inner peripheral plate or the outer peripheral plate. It consists of parts.

上記の発明によれば、不要振動除去部は、アーム支持部とアーム部との屈曲部分から内周板又は外周板に近接するように延びるアーム拡張部からなっているので、屈曲部分に先端が自由端の片持ち梁状のアーム拡張部を形成することによって、不要振動を減衰することができる。   According to the above invention, the unnecessary vibration removing portion is composed of the arm extension portion extending from the bent portion between the arm support portion and the arm portion so as to be close to the inner peripheral plate or the outer peripheral plate. Unwanted vibration can be damped by forming a free-end cantilever arm extension.

また、本発明の板バネは、前記記載の板バネにおいて、前記アーム拡張部及びアーム支持部は、該アーム拡張部からアーム支持部に連なる粘弾性物質を有していることを特徴としている。   Further, the leaf spring of the present invention is characterized in that in the leaf spring described above, the arm extension portion and the arm support portion have a viscoelastic material continuous from the arm extension portion to the arm support portion.

上記の発明によれば、アーム拡張部及びアーム支持部は、該アーム拡張部からアーム支持部に連なる粘弾性物質を有している。したがって、この粘弾性物質によって、さらに、不要振動を減衰することができる。   According to the above invention, the arm extension part and the arm support part have the viscoelastic material that continues from the arm extension part to the arm support part. Therefore, unnecessary vibration can be further damped by this viscoelastic substance.

また、本発明のレンズアクチュエータは、上記課題を解決するために、前記請求項1〜6のいずれか1項に記載の少なくとも2枚の板バネと、レンズと、レンズを支持するレンズホルダと、レンズホルダに取り付けられたコイルと、マグネットと、ヨークとを備えていることを特徴としている。   Moreover, in order to solve the said subject, the lens actuator of this invention is the lens holder which supports at least 2 leaf | plate springs of any one of the said Claims 1-6, a lens, and a lens, A coil, a magnet, and a yoke attached to the lens holder are provided.

上記の発明によれば、レンズアクチュエータは、少なくとも2枚の前記記載の板バネと、レンズと、レンズを支持するレンズホルダと、レンズホルダに取り付けられたコイルと、マグネットと、ヨークとを備えている。   According to the above invention, the lens actuator comprises at least two leaf springs as described above, a lens, a lens holder that supports the lens, a coil attached to the lens holder, a magnet, and a yoke. Yes.

したがって、落下による特性変化がなく線形のたわみ特性を発揮し得る板バネを備えたレンズアクチュエータを提供することができる。   Therefore, it is possible to provide a lens actuator including a leaf spring that can exhibit a linear deflection characteristic without a characteristic change caused by dropping.

また、本発明のレンズアクチュエータは、前記記載のレンズアクチュエータにおいて、前記レンズホルダにおけるレンズ光軸と直交する方向の移動量の最大値は50μmであり、かつレンズ光軸方向の移動量の最大値は400μmに設定されていることを特徴としている。   In the lens actuator of the present invention, in the lens actuator described above, the maximum value of the movement amount in the direction orthogonal to the lens optical axis in the lens holder is 50 μm, and the maximum value of the movement amount in the lens optical axis direction is It is characterized by being set to 400 μm.

上記の発明によれば、レンズホルダにおけるレンズ光軸と直交する方向の移動量の最大値は50μmであり、かつレンズ光軸方向の移動量の最大値は400μmに設定されている。   According to the above invention, the maximum value of the movement amount in the direction orthogonal to the lens optical axis in the lens holder is 50 μm, and the maximum value of the movement amount in the lens optical axis direction is set to 400 μm.

すなわち、レンズホルダにおけるレンズ光軸と直交する方向の移動量は、耐落下特性を向上させるためにできるだけ少なくする必要がある一方で、レンズホルダを構成する各部品の組立ずれがあってもレンズホルダが可動出来るだけの隙間が必要となる。現状量産できる最小隙間量は50μmであり、組立公差が零であれば、該移動量は最大50μmとなるため、該移動量は最大50μmに設定するのが好ましい。また、レンズ光軸方向の移動量は、フォーカシングに最低必要な量と、上記同様にフォーカス方向Fの組立公差とを考慮して最大値400μmに設定するのが好ましい。   That is, the amount of movement of the lens holder in the direction orthogonal to the lens optical axis needs to be reduced as much as possible in order to improve the drop-proof characteristics. A gap that can move is required. The minimum gap amount that can be mass-produced at present is 50 μm, and if the assembly tolerance is zero, the moving amount is 50 μm at the maximum. Therefore, the moving amount is preferably set to 50 μm at the maximum. The moving amount in the lens optical axis direction is preferably set to a maximum value of 400 μm in consideration of the minimum amount required for focusing and the assembly tolerance in the focus direction F as described above.

また、本発明のレンズアクチュエータは、前記記載のレンズアクチュエータにおいて、前記板バネは、材質が燐青銅からなると共に、少なくとも1個のアーム部及びアーム支持部が、縦断面において幅100μm、厚み50〜100μmに設定されていることを特徴としている。   In the lens actuator of the present invention, in the lens actuator described above, the leaf spring is made of phosphor bronze, and at least one arm portion and an arm support portion have a width of 100 μm and a thickness of 50 to 50 in a longitudinal section. It is characterized by being set to 100 μm.

上記の発明によれば、板バネは、材質が燐青銅からなると共に、少なくとも1個のアーム部及びアーム支持部が、縦断面において幅100μm、厚み50〜100μmに設定されている。   According to the above invention, the leaf spring is made of phosphor bronze, and at least one arm portion and arm support portion are set to have a width of 100 μm and a thickness of 50 to 100 μm in the longitudinal section.

したがって、バネの機械的特性がよく、安価な燐青銅の板バネを用いた場合に、少なくとも1個のアーム部及びアーム支持部が、縦断面において幅100μm、厚み50〜100μmに設定することにより、前記レンズホルダの移動範囲においては、燐青銅の降伏応力を超えることはなく、アーム部及びアーム支持部が内周板及び外周板に対して相対的に弾性変位が可能となる。   Therefore, by using a phosphor bronze leaf spring that has good mechanical properties and is inexpensive, at least one arm portion and arm support portion are set to have a width of 100 μm and a thickness of 50 to 100 μm in the longitudinal section. In the movement range of the lens holder, the yield stress of phosphor bronze is not exceeded, and the arm portion and the arm support portion can be elastically displaced relative to the inner peripheral plate and the outer peripheral plate.

また、本発明のレンズアクチュエータは、前記記載のレンズアクチュエータにおいて、前記板バネは、材質がチタン銅からなると共に、少なくとも一個のアーム部及びアーム支持部が、縦断面において幅100〜180μm、厚み50〜170μmに設定されていることを特徴としている。   The lens actuator according to the present invention is the lens actuator described above, wherein the leaf spring is made of titanium copper, and at least one arm portion and an arm support portion have a width of 100 to 180 μm and a thickness of 50 in the longitudinal section. It is characterized by being set to ˜170 μm.

上記の発明によれば、板バネは、材質がチタン銅からなると共に、少なくとも一個のアーム部及びアーム支持部が、縦断面において幅100〜180μm、厚み50〜170μmに設定されている。   According to the above invention, the leaf spring is made of titanium copper, and at least one arm portion and arm support portion are set to have a width of 100 to 180 μm and a thickness of 50 to 170 μm in the longitudinal section.

したがって、バネの機械的特性がよく、安価なチタン銅の板バネを用いた場合に、少なくとも1個のアーム部及びアーム支持部が、縦断面において幅100〜180μm、厚み50〜170μmに設定することにより、前記レンズホルダの移動範囲においては、チタン銅の降伏応力を超えることはなく、アーム部及びアーム支持部が内周板及び外周板に対して相対的に弾性変位が可能となる。   Therefore, when a cheap titanium copper leaf spring having good mechanical characteristics is used, at least one arm portion and arm support portion are set to have a width of 100 to 180 μm and a thickness of 50 to 170 μm in the longitudinal section. Thus, the yield stress of titanium copper is not exceeded in the movement range of the lens holder, and the arm portion and the arm support portion can be elastically displaced relative to the inner peripheral plate and the outer peripheral plate.

また、本発明のレンズアクチュエータは、前記記載のレンズアクチュエータにおいて、前記板バネは、材質がベリリウム銅からなると共に、少なくとも一個のアーム部及びアーム支持部が、縦断面において幅100〜200μm、厚み50〜180μmに設定されていることを特徴としている。   In the lens actuator of the present invention, in the lens actuator described above, the leaf spring is made of beryllium copper, and at least one arm portion and an arm support portion have a width of 100 to 200 μm and a thickness of 50 in a longitudinal section. It is characterized by being set to ˜180 μm.

上記の発明によれば、板バネは、材質がベリリウム銅からなると共に、少なくとも一個のアーム部及びアーム支持部が、縦断面において幅100〜200μm、厚み50〜180μmに設定されている。   According to the above invention, the leaf spring is made of beryllium copper, and at least one arm portion and arm support portion are set to have a width of 100 to 200 μm and a thickness of 50 to 180 μm in the longitudinal section.

したがって、バネの機械的特性がよく、安価なベリリウム銅の板バネを用いた場合に、少なくとも1個のアーム部及びアーム支持部が、縦断面において幅100〜200μm、厚み50〜180μmに設定することにより、前記レンズホルダの移動範囲においては、ベリリウム銅の降伏応力を超えることはなく、アーム部及びアーム支持部が内周板及び外周板に対して相対的に弾性変位が可能となる。   Therefore, when an inexpensive beryllium copper leaf spring is used, the spring has good mechanical characteristics, and at least one arm portion and arm support portion are set to have a width of 100 to 200 μm and a thickness of 50 to 180 μm in the longitudinal section. As a result, in the moving range of the lens holder, the yield stress of beryllium copper is not exceeded, and the arm portion and the arm support portion can be elastically displaced relative to the inner peripheral plate and the outer peripheral plate.

本発明の板バネ及びそれを備えたレンズアクチュエータは、内周板又は外周板の少なくとも一方に、上記アーム部を支持し、かつ上記板面の法線方向と直交する方向の外力に対して弾性変形して該アーム部を該外力の方向に撓ませるアーム支持部が設けられているものである。   The plate spring of the present invention and the lens actuator provided with the same support the arm portion on at least one of the inner peripheral plate or the outer peripheral plate and are elastic with respect to an external force in a direction perpendicular to the normal direction of the plate surface. An arm support portion that deforms and bends the arm portion in the direction of the external force is provided.

それゆえ、板面の法線方向と直交する方向の外力に対して、アーム支持部が弾性変形してアーム部を外力の方向に撓ませるので、この外力を吸収できる一方、外力が解除された後には、アーム支持部及びアーム部が塑性変形することなく元の状態に戻る。   Therefore, the arm support portion elastically deforms and deflects the arm portion in the direction of the external force with respect to the external force in the direction orthogonal to the normal direction of the plate surface, so that the external force can be absorbed while the external force is released. Later, the arm support part and the arm part return to the original state without plastic deformation.

したがって、落下による特性変化がなく線形のたわみ特性を発揮し得る板バネ及びそれを備えたレンズアクチュエータを提供することがきるという効果を奏する。   Therefore, there is an effect that it is possible to provide a leaf spring that can exhibit a linear deflection characteristic without a characteristic change due to dropping, and a lens actuator including the same.

本発明の一実施形態について図1ないし図4に基づいて説明すれば、以下の通りである。なお、本実施の形態のレンズアクチュエータは、例えば、携帯小型機器に装備されるものとなっている。   An embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 4 as follows. In addition, the lens actuator of this Embodiment is equipped with a portable small apparatus, for example.

本実施の形態のレンズアクチュエータ10は、図2(a)(b)及び図3に示すように、レンズ1と、レンズ1を支持する筒状のレンズホルダ2と、レンズホルダ2の下端のフランジ2aに取り付けられた円筒状コイル3と、レンズホルダ2の外周部に取り付けられた上板バネ6及び下板バネ7と、円筒状コイル3を取り囲むように形成されたヨーク4と、ヨーク4の外側壁4aに接して取り付けられたマグネット5とによって構成されている。   As shown in FIGS. 2A and 2B and FIG. 3, the lens actuator 10 of the present embodiment includes a lens 1, a cylindrical lens holder 2 that supports the lens 1, and a flange at the lower end of the lens holder 2. A cylindrical coil 3 attached to 2a, an upper leaf spring 6 and a lower leaf spring 7 attached to the outer periphery of the lens holder 2, a yoke 4 formed so as to surround the cylindrical coil 3, and a yoke 4 It is comprised with the magnet 5 attached in contact with the outer side wall 4a.

上記のレンズアクチュエータ10では、円筒状コイル3に電流が印加されていないときは、レンズホルダ2は、図4(a)に示すように、その上端2bがほぼ上スペーサ8aの上端と同じ水平位置に配されているが、円筒状コイル3に直流電流を印加することにより、上記ヨーク4の外側壁4aとヨーク4の内側壁4bとの間には、レンズ1の光軸と直交する面内r・θ方向に円周状に磁束が形成され、レンズホルダ2が、図4(b)に示すように、上方に移動する。すなわち、円筒状コイル3に電流が印加されると、レンズホルダ2には上記光軸方向つまり板面の法線方向としてのフォーカス方向Fの+方向への電磁力が働くが、上板バネ6及び下板バネ7の弾性力はレンズホルダ2の変位に比例してフォーカス方向Fの−方向へ働く。この結果、レンズホルダ2の移動位置は、上記電磁力と弾性力が釣合った位置となり、円筒状コイル3に印加する電流量によって、レンズホルダ2つまりはレンズ1の移動量を決定できる。すなわち、円筒状コイル3に印加する電流量を制御することによって、レンズ1の下方(フォーカス方向Fの−方向)に位置するCCDユニット9の像面上に、被写体像をフォーカスさせることができる。   In the lens actuator 10 described above, when no current is applied to the cylindrical coil 3, the lens holder 2 has its upper end 2b substantially in the same horizontal position as the upper end of the upper spacer 8a as shown in FIG. However, when a direct current is applied to the cylindrical coil 3, an in-plane perpendicular to the optical axis of the lens 1 is provided between the outer wall 4 a of the yoke 4 and the inner wall 4 b of the yoke 4. Magnetic flux is formed circumferentially in the r · θ direction, and the lens holder 2 moves upward as shown in FIG. That is, when a current is applied to the cylindrical coil 3, an electromagnetic force acts in the positive direction of the focus direction F as the optical axis direction, that is, the normal direction of the plate surface, to the lens holder 2, but the upper plate spring 6 The elastic force of the lower plate spring 7 acts in the negative direction of the focus direction F in proportion to the displacement of the lens holder 2. As a result, the movement position of the lens holder 2 is a position where the electromagnetic force and the elastic force are balanced, and the movement amount of the lens holder 2, that is, the lens 1 can be determined by the amount of current applied to the cylindrical coil 3. That is, by controlling the amount of current applied to the cylindrical coil 3, the subject image can be focused on the image plane of the CCD unit 9 located below the lens 1 (in the minus direction of the focus direction F).

また、レンズホルダ2のフォーカス方向F及び面内r・θ方向の移動量を規制することによって、落下時の加速度による上板バネ6及び下板バネ7のアーム部としての円弧状アーム部6c・6c・6c自体の変位を抑え、円弧状アーム部6c・6c・6cに生じる集中応力を低下させることができる。   Further, by restricting the amount of movement of the lens holder 2 in the focus direction F and the in-plane r · θ direction, arc-shaped arm portions 6c as arm portions of the upper leaf spring 6 and the lower leaf spring 7 due to acceleration at the time of dropping. It is possible to suppress the displacement of 6c · 6c itself and to reduce the concentrated stress generated in the arc-shaped arm portions 6c · 6c · 6c.

本実施の形態では、レンズホルダ2のフォーカス方向Fの+方向の移動量は、図4(a)に示すように、寸法線t2で示された、ヨーク4と円筒状コイル3との隙間にて規定される一方、フォーカス方向F−方向への移動はCCDユニット9により規制されている。そして、図4(a)に示すようなレンズ1とCCDユニット9との距離において、無限遠にある被写体に対してジャストフォーカスするように設定することによって、風景のような使用頻度の高い無限遠被写体の撮影時に円筒状コイル3に通電せずとも撮影が可能になるため、低消費電力化ができ、携帯機器への搭載に有利となる。また、レンズホルダ2の面内r・θ方向の移動量は、同図4(a)に示すように、寸法線t1にて示された、レンズホルダ2の側壁2cとヨーク4の内側壁4bとによって規定されている。   In the present embodiment, the movement amount in the + direction of the focus direction F of the lens holder 2 is in the gap between the yoke 4 and the cylindrical coil 3 indicated by the dimension line t2, as shown in FIG. On the other hand, the movement in the focus direction F− direction is restricted by the CCD unit 9. Then, at a distance between the lens 1 and the CCD unit 9 as shown in FIG. 4A, the focus is set to be just focused on a subject at infinity, so that the infinity that is frequently used like a landscape is used. Since photographing can be performed without energizing the cylindrical coil 3 when photographing a subject, power consumption can be reduced, which is advantageous for mounting on a portable device. Further, as shown in FIG. 4A, the movement amount in the in-plane r · θ direction of the lens holder 2 is the side wall 2c of the lens holder 2 and the inner wall 4b of the yoke 4 indicated by the dimension line t1. It is prescribed by.

また、寸法線t2で示された隙間は、フォーカシングに最低必要な量とフォーカス方向Fの組立公差及び耐落下特性を考慮して最大値を400μmに設定している。また、寸法線t1にて示される面内r・θ方向の隙間は、耐落下特性を向上させるためには、できるだけ少なくする必要がある一方で、レンズホルダを構成する各部品の組立ずれがあってもレンズホルダが可動できるだけの隙間が必要となる。現状量産できる最小隙間量は50μmであり、組立公差が零であれば、該移動量は最大50μmとなるため、該移動量は最大50μmに設定している。   The gap indicated by the dimension line t2 is set to a maximum value of 400 μm in consideration of the minimum amount required for focusing, assembly tolerance in the focus direction F, and drop resistance. Further, in order to improve the drop resistance, the gap in the in-plane r · θ direction indicated by the dimension line t1 needs to be reduced as much as possible, but there is an assembly deviation of each component constituting the lens holder. However, a gap that allows the lens holder to move is necessary. The minimum gap amount that can be mass-produced at present is 50 μm, and if the assembly tolerance is zero, the movement amount is 50 μm at the maximum, so the movement amount is set to 50 μm at the maximum.

上板バネ6とヨーク4、及び下板バネ7とヨーク4の間には、それぞれ絶縁体の上スペーサ8a及び下スペーサ8bが挟まれており、これら上スペーサ8a及び下スペーサ8bは、上板バネ6とヨーク4及び下板バネ7との電気的に絶縁している。また、円筒状コイル3から引き出された一対の図示しない銅線をそれぞれ上板バネ6及び下板バネ7に半田付けすることにより、円筒状コイル3に対して上板バネ6及び下板バネ7を通して通電できるようになっている。そのため、上板バネ6及び下板バネ7の材質には、高導電性及び良半田付け特性及び非磁性が要求され、一般的には、銅合金であり、かつバネ性等の機械的特性が良好かつ安価な燐青銅、チタン銅、及びベリリウム銅等が使用される。   Between the upper plate spring 6 and the yoke 4 and between the lower plate spring 7 and the yoke 4, an upper spacer 8a and a lower spacer 8b of an insulator are sandwiched, respectively. The upper spacer 8a and the lower spacer 8b are The spring 6 is electrically insulated from the yoke 4 and the lower leaf spring 7. In addition, a pair of copper wires (not shown) drawn from the cylindrical coil 3 are soldered to the upper plate spring 6 and the lower plate spring 7, respectively, so that the upper plate spring 6 and the lower plate spring 7 are connected to the cylindrical coil 3. It can be energized through. Therefore, the material of the upper leaf spring 6 and the lower leaf spring 7 is required to have high conductivity, good soldering characteristics and non-magnetic properties, and is generally a copper alloy and has mechanical characteristics such as spring properties. Good and inexpensive phosphor bronze, titanium copper, and beryllium copper are used.

本実施の形態のレンズアクチュエータ10に用いた上板バネ6及び下板バネ7の構成について説明する。なお、上板バネ6及び下板バネ7は、いずれも同一形状を有しているので、上板バネ6の形状についてのみ説明する。   The configuration of the upper leaf spring 6 and the lower leaf spring 7 used in the lens actuator 10 of the present embodiment will be described. Since the upper leaf spring 6 and the lower leaf spring 7 have the same shape, only the shape of the upper leaf spring 6 will be described.

上記上板バネ6は、図1(a)に示すように、例えば、燐青銅にてなり、内径10.3mm、外径12.6mm、厚さ0.08mmの外周板としての外周リング部6aと、内径6.9mm、外径7.7mm、厚さ0.08mmの内周板としての内周リング部6bと、上記内周リング部6bと外周リング部6aとの間にあり120°の間隔で配置され、かつ該内周リング部6b及び外周リング部6aと同一中心を持つ内径8.8mm、外径8.9mmの3つの円弧状アーム部6c・6c・6cと、同じく120°の間隔で配置され、かつ3つの円弧状アーム部6c・6c・6cの一端と内周リング部6bとを半径方向でつなぎ、さらに該円弧状アーム部6c・6c・6cと同一縦断面をもつアーム内周支持部6d・6d・6dと、さらに同じく120度の間隔で配置され、かつ3つの円弧状アーム部6c・6c・6cの他端と外周リング部6aとを半径方向でつなぐアーム外周支持部6e・6e・6eとで構成されている。なお、本実施の形態では、円弧状アーム部6c・6c・6cは、3個設けられているが、必ずしもこれに限らず、例えば、1個でもよく、又は他の複数個でもよい。   As shown in FIG. 1A, the upper leaf spring 6 is made of phosphor bronze, for example, and an outer ring portion 6a as an outer plate having an inner diameter of 10.3 mm, an outer diameter of 12.6 mm, and a thickness of 0.08 mm. And an inner ring portion 6b as an inner peripheral plate having an inner diameter of 6.9 mm, an outer diameter of 7.7 mm, and a thickness of 0.08 mm, and the inner ring portion 6b and the outer ring portion 6a are 120 ° Three arc-shaped arm portions 6c, 6c and 6c having an inner diameter of 8.8 mm and an outer diameter of 8.9 mm, which are arranged at intervals and have the same center as the inner ring portion 6b and the outer ring portion 6a, Arms that are arranged at intervals and that connect one end of the three arc-shaped arm portions 6c, 6c, and 6c and the inner ring portion 6b in the radial direction, and further have the same longitudinal section as the arc-shaped arm portions 6c, 6c, and 6c Inner support 6d, 6d, 6d, and 1 It is arranged at intervals of 20 degrees, and is composed of arm outer peripheral support portions 6e, 6e, and 6e that connect the other end of the three arc-shaped arm portions 6c, 6c, and 6c and the outer peripheral ring portion 6a in the radial direction. In the present embodiment, three arc-shaped arm portions 6c, 6c, and 6c are provided. However, the number is not limited to this, and may be one, for example, or may be another plurality.

上記の各円弧状アーム部6c・6c・6cは、光軸を中心とする半径約5mmの円弧となっている。また、アーム内周支持部6d・6d・6dから内周リング部6bに近接して延びる不要振動除去部及びアーム拡張部としてのランド部6f・6f・6fが形成されている。   Each of the arc-shaped arm portions 6c, 6c, 6c is an arc having a radius of about 5 mm with the optical axis as the center. Also, land portions 6f, 6f, and 6f are formed as unnecessary vibration removing portions and arm extending portions extending from the arm inner peripheral support portions 6d, 6d, and 6d in the vicinity of the inner peripheral ring portion 6b.

上記アーム内周支持部6d・6d・6dは、3つの円弧状アーム部6c・6c・6cの一端と内周リング部6bとを半径方向でつないでいるため、3つの円弧状アーム部6c・6c・6cの幅方向面内への屈曲部分Aとなる。   Since the arm inner periphery support portions 6d, 6d, and 6d connect one end of the three arc-shaped arm portions 6c, 6c, and 6c and the inner ring portion 6b in the radial direction, the three arc-shaped arm portions 6c, It becomes the bending part A to the width direction surface of 6c * 6c.

レンズホルダ2が落下時の加速度を受けて任意の変位が生じる場合、屈曲部分Aの作用をもつアーム内周支持部6d・6d・6d及び円弧状アーム部6c・6c・6cの両端付近及び中央部に応力集中が起こるが、円弧状アーム部6c・6c・6c、及び屈曲部分Aの作用をするアーム内周支持部6d・6d・6dの縦断面は幅100μm、厚み80μmに設定されており、上述したレンズホルダ2の移動範囲内においては、応力集中部の値が燐青銅の降伏応力を超えることはなく、内周リング部6bは外周リング部6aに対して相対的に弾性変位が可能となる。   When the lens holder 2 receives an acceleration at the time of dropping and causes arbitrary displacement, the arm inner periphery supporting portions 6d, 6d, and 6d having the action of the bent portion A and the vicinity and the center of both ends of the arc-shaped arm portions 6c, 6c, and 6c Stress concentration occurs in the part, but the longitudinal cross sections of the arc-shaped arm portions 6c, 6c and 6c and the arm inner peripheral support portions 6d, 6d and 6d acting as the bent portion A are set to a width of 100 μm and a thickness of 80 μm. In the movement range of the lens holder 2 described above, the value of the stress concentration portion does not exceed the yield stress of phosphor bronze, and the inner ring portion 6b can be elastically displaced relative to the outer ring portion 6a. It becomes.

なお、上記円弧状アーム部6c・6c・6c及びアーム内周支持部6d・6d・6dの縦断面の幅及び厚みの値は、上述したようなそれぞれ幅100μm、厚み80μmの一通りだけではない。ただし、縦断面がほぼ長方形であることが好ましい。   Note that the values of the width and thickness of the longitudinal sections of the arc-shaped arm portions 6c, 6c, and 6c and the arm inner periphery support portions 6d, 6d, and 6d are not only one way of width 100 μm and thickness 80 μm, respectively, as described above. . However, it is preferable that the longitudinal section is substantially rectangular.

すなわち、表1及び表2は、燐青銅を使用した上板バネ6及び下板バネ7の幅及び厚みを変えて網羅的にシミュレーションした時の上板バネ6及び下板バネ7に発生する最大応力値を示している。   That is, Tables 1 and 2 show the maximum generated in the upper plate spring 6 and the lower plate spring 7 when comprehensive simulation is performed by changing the width and thickness of the upper plate spring 6 and the lower plate spring 7 using phosphor bronze. The stress value is shown.

詳細には、表1はレンズホルダ2がフォーカス方向Fの+方向へ最大許容変位量400μm変位した時の上板バネ6及び下板バネ7に発生する最大応力値を示しており、表2はレンズホルダ2が面内r・θ方向へ最大許容変位量50μm変位した時の上板バネ6及び下板バネ7に発生する最大応力値を示している。これらの値が燐青銅の降伏応力約500N/mm2を超えなければ、弾性変位内とみなすことができる。なお、シミュレーション時の材料定数は、ヤング率E:1.078×105N/mm2、ポアソン比0.3、密度約8.8g/cm3である。 Specifically, Table 1 shows the maximum stress values generated in the upper plate spring 6 and the lower plate spring 7 when the lens holder 2 is displaced in the + direction of the focus direction F by a maximum allowable displacement of 400 μm. The maximum stress value generated in the upper plate spring 6 and the lower plate spring 7 when the lens holder 2 is displaced in the in-plane r · θ direction by a maximum allowable displacement amount of 50 μm is shown. If these values do not exceed about 500 N / mm 2 of the yield stress of phosphor bronze, it can be regarded as being within elastic displacement. In addition, the material constant at the time of simulation is Young's modulus E: 1.078 × 105 N / mm 2 , Poisson's ratio 0.3, and density is about 8.8 g / cm 3 .

Figure 2005258355
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Figure 2005258355
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上記表1及び表2におけるそれぞれ点線で囲まれた範囲内は弾性変位内であることを示しており、表1及び表2の点線で囲まれた範囲のオーバラップする範囲内で、円弧状アーム部6c・6c・6c及びアーム内周支持部6d・6d・6dの縦断面の幅及び厚みを決定すれば、耐落下特性を満たす上板バネ6及び下板バネ7が作製できる。燐青銅を使った上板バネ6及び下板バネ7では、円弧状アーム部6c・6c・6c及びアーム内周支持部6d・6d・6dの縦断面の幅は100μm、厚みは50〜100μmとなる。   The ranges enclosed by dotted lines in Tables 1 and 2 above indicate that they are within elastic displacement, and the arc-shaped arm is within the overlapping range of the ranges enclosed by dotted lines in Tables 1 and 2. If the widths and thicknesses of the longitudinal sections of the portions 6c, 6c, 6c and the arm inner peripheral support portions 6d, 6d, 6d are determined, the upper leaf spring 6 and the lower leaf spring 7 that satisfy the drop resistance can be produced. In the upper leaf spring 6 and the lower leaf spring 7 using phosphor bronze, the arc-shaped arm portions 6c, 6c, and 6c and the arm inner peripheral support portions 6d, 6d, and 6d have a width of 100 μm and a thickness of 50 to 100 μm. Become.

なお、近年結晶粒を微細化することにより、降伏応力を約700N/mm2 程度まで改善した燐青銅が開発されている。その材料を使用した場合、上記と同様に表1及び表2から円弧状アーム部6c・6c・6c及びアーム内周支持部6d・6d・6dの縦断面の幅は100〜160μm、厚みは50〜150μmとなる。 In recent years, phosphor bronze whose yield stress has been improved to about 700 N / mm 2 by refining crystal grains has been developed. When that material is used, the widths of the longitudinal sections of the arc-shaped arm portions 6c, 6c, 6c and the arm inner peripheral support portions 6d, 6d, 6d are 100 to 160 μm and the thickness is 50 as in Tables 1 and 2 as described above. ˜150 μm.

同様にして、チタン銅を使用した場合の最大応力値を示す表を、表3及び表4に示す。   Similarly, tables showing maximum stress values when titanium copper is used are shown in Tables 3 and 4.

上記チタン銅は、燐青銅とほぼ同じヤング率E:1.078×105N/mm2、ほぼ同じ密度約8.7/cm3を持つが、板バネ形状を作製後、約400℃で2時間の熱処理を行うことによって、析出硬化を起こさせ、降伏応力を約800N/mm2程度にまで高めることができる。したがって、燐青銅に比べて弾性変位の範囲を大きくでき、円弧状アーム部6c・6c・6c及びアーム内周支持部6d・6d・6dの縦断面の幅を100〜180μm、厚みを50μm〜170μmの範囲内で上板バネ6及び下板バネ7を作製することにより、耐落下特性を満たすことができる。 Titanium copper has approximately the same Young's modulus E: 1.078 × 105 N / mm 2 and approximately the same density of about 8.7 / cm 3 as phosphor bronze, but after producing a leaf spring shape, it is about 400 ° C. for 2 hours. By performing this heat treatment, precipitation hardening can be caused and the yield stress can be increased to about 800 N / mm 2 . Therefore, the range of elastic displacement can be made larger than that of phosphor bronze, the widths of the longitudinal sections of the arc-shaped arm portions 6c, 6c, and 6c and the arm inner peripheral support portions 6d, 6d, and 6d are 100 to 180 μm, and the thickness is 50 to 170 μm. By manufacturing the upper leaf spring 6 and the lower leaf spring 7 within the range, drop resistance can be satisfied.

Figure 2005258355
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Figure 2005258355
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さらに、同様にして、ベリリウム銅を使用した場合の最大応力値を示す表を表5及び表6に示す。ベリリウム銅は、燐青銅及びチタン銅に比べて高いヤング率E:1.27×105N/mm2をもつため、最大応力値が1.2倍弱上昇するが、チタン銅と同様に板バネ形状を作製後、315℃で2時間の熱処理を行うことによって、析出硬化を起こさせ、降伏応力を約1000N/mm2程度にまで高めることができる。したがって、チタン銅に比べて弾性変位の範囲がさらに大きくでき、円弧状アーム部6c・6c・6c及びアーム内周支持部6d・6d・6dの縦断面の幅を100〜200μm、厚みを50μm〜180μmの範囲内で上板バネ6及び下板バネ7を作製することにより、耐落下特性を満たすことができる。なお、ベリリウム銅の他の材料定数は、ポアソン比0.3であり、密度約8.26/cm3である。 Further, similarly, Tables 5 and 6 show tables showing the maximum stress values when beryllium copper is used. Since beryllium copper has a higher Young's modulus E: 1.27 × 105 N / mm 2 than phosphor bronze and titanium copper, the maximum stress value rises slightly less than 1.2 times. Then, a heat treatment is performed at 315 ° C. for 2 hours to cause precipitation hardening and increase the yield stress to about 1000 N / mm 2 . Accordingly, the range of elastic displacement can be further increased compared to titanium copper, and the vertical cross-sectional widths of the arc-shaped arm portions 6c, 6c, and 6c and the arm inner peripheral support portions 6d, 6d, and 6d are 100 to 200 μm, and the thickness is 50 μm to 50 μm. By producing the upper leaf spring 6 and the lower leaf spring 7 within a range of 180 μm, the drop resistance can be satisfied. Other material constants of beryllium copper are Poisson's ratio of 0.3 and density is about 8.26 / cm 3 .

Figure 2005258355
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Figure 2005258355
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円弧状アーム部6c・6c・6c及びアーム内周支持部6d・6d・6dの縦断面の幅及び厚みを決定する要因はこれだけではなく、例えば、円筒状コイル3に通電する直流電流量に応じて、レンズホルダ2をどれだけ変位させるかといった電流−変位特性や、小型携帯機器の消費電力を小さくするといった観点からも検討される。   The factors that determine the width and thickness of the longitudinal sections of the arc-shaped arm portions 6c, 6c, and 6c and the arm inner periphery support portions 6d, 6d, and 6d are not only this, but, for example, according to the amount of direct current that flows through the cylindrical coil 3 The current-displacement characteristics such as how much the lens holder 2 is displaced and the viewpoint of reducing the power consumption of the small portable device are also studied.

しかし、いずれの材料を用いても上記範囲内であれば、耐落下特性を満たしつつその他所望の特性も考慮して設計することが可能になるため、設計のバリエーションが大きくなる。なお、板厚50μm未満の板バネは、一般的に普及しておらず、安価にかつ確実に入手することが難しくなるので、厚みの下限は50μmとした。また、板バネは、金型を使用し精密打ち抜きで形状を形成することによって大量生産が可能となり、コストを引き下げることができる。ただし、精密打ち抜きでは、現状において、幅100μm未満にすることは難しいため、円弧状アーム部6c・6c・6c及びアーム内周支持部6d・6d・6dの縦断面の幅の下限を100μmとした。   However, if any material is used within the above range, it is possible to design in consideration of other desired characteristics while satisfying the drop resistance characteristics, so that the design variation becomes large. Note that a leaf spring having a thickness of less than 50 μm is not widely used and it is difficult to obtain it inexpensively and reliably, so the lower limit of the thickness is set to 50 μm. In addition, the leaf spring can be mass-produced by forming a shape by precision punching using a mold, and the cost can be reduced. However, with precision punching, it is difficult to make the width less than 100 μm at present, so the lower limit of the vertical cross-sectional width of the arc-shaped arm portions 6 c, 6 c, 6 c and the arm inner peripheral support portions 6 d, 6 d, 6 d is set to 100 μm. .

以上に述べたような上板バネ6及び下板バネ7を用いることによって、耐落下特性を向上させることができる。また、合わせてレンズアクチュエータ10を上述のように構成することによって、さらに対落下特性を向上させることができる。   By using the upper leaf spring 6 and the lower leaf spring 7 as described above, the drop resistance can be improved. In addition, the anti-drop characteristics can be further improved by configuring the lens actuator 10 as described above.

しかし、そのために、新たな問題が発生する。すなわち、上述したような上板バネ6及び下板バネ7は、フォーカス方向F及び面内r・θ方向に自由度を持たせたために、通常、動作時において外乱を受けることにより、レンズホルダ2が面内r・θ方向に振動し易くなってしまう。   However, this creates new problems. That is, since the upper plate spring 6 and the lower plate spring 7 as described above have degrees of freedom in the focus direction F and the in-plane r · θ directions, the lens holder 2 is normally subjected to disturbance during operation. Tends to vibrate in the in-plane r · θ direction.

レンズホルダ2のこのような振動は、レンズ1の光軸ずれにつながるため、CCDユニット9で取り込む像がぶれてしまうことになる。上述したレンズアクチュエータ10は、CCDユニット9からの出力を基にフォーカス方向Fに対する振動に関してはフォーカスサーボにより補正が働くが、面内r・θ方向にはサーボ機能は無く、このままでは耐震性低下による解像度の低下を起こす。   Such vibration of the lens holder 2 leads to an optical axis shift of the lens 1, so that an image captured by the CCD unit 9 is blurred. The lens actuator 10 described above corrects the vibration in the focus direction F by the focus servo based on the output from the CCD unit 9, but there is no servo function in the in-plane r · θ direction, and this causes a decrease in the earthquake resistance. Reduces resolution.

この問題に対しては、図1(b)に示すように、アーム内周支持部6d・6d・6dから内周リング部6bに近接して延びるランド部6f・6f・6fを形成し、該ランド部6f・6f・6f及び内周リング部6bの領域6g・6g・6gを粘弾性物質にて形成する。なお、粘弾性とは、固体・液体の力学的性質の一つであり、外力を加えて生ずる変形が、時間に無関係な弾性的変形と時間に影響される粘性的流動の重なりとして現れる現象をいう。高分子物質などで特に著しい。   To solve this problem, as shown in FIG. 1 (b), land portions 6f, 6f, and 6f extending from the arm inner peripheral support portions 6d, 6d, and 6d in the vicinity of the inner peripheral ring portion 6b are formed. The regions 6g, 6g, and 6g of the land portions 6f, 6f, and 6f and the inner peripheral ring portion 6b are formed of a viscoelastic material. Viscoelasticity is one of the mechanical properties of solids and liquids, and the phenomenon that deformation caused by external force appears as an overlap between time-dependent elastic deformation and time-dependent viscous flow. Say. This is particularly noticeable for polymer substances.

これにより、粘弾性物質からなる領域6g・6g・6gは、ダッシュポットを形成し、発生する不要振動のピークを減衰させることにより、上板バネ6及び下板バネ7の面内r・θ方向に対する不要振動が除去できる。このため、上述する像ぶれを抑え、レンズアクチュエータ10の解像度を本来のまま良好に保つことができる。   As a result, the regions 6g, 6g, and 6g made of viscoelastic material form a dashpot and attenuate the peaks of unnecessary vibrations that occur, so that the in-plane r · θ directions of the upper leaf spring 6 and the lower leaf spring 7 are obtained. Unnecessary vibration can be removed. For this reason, the above-described image blur can be suppressed and the resolution of the lens actuator 10 can be kept good as it is.

粘弾性物質としては、加熱硬化型や紫外線効果型のシリコン樹脂といったものをデスペンサのような塗布装置で数滴塗布し、加熱又は紫外線照射するだけで良い。   As the viscoelastic substance, it is only necessary to apply a few drops of a thermosetting or ultraviolet effect type silicon resin with a coating device such as a dispenser, and to heat or irradiate with ultraviolet rays.

以上、本実施の形態の上板バネ6及び下板バネ7及びそれを用いたレンズアクチュエータ10について説明をした。すなわち、本実施の形態の上板バネ6及び下板バネ7は、内周リング部6bと、外周リング部6aと、内周リング部6bから外周リング部6aに向かって延びる複数の円弧状アーム部6c・6c・6cとを形成した板バネであって、各円弧状アーム部6c・6c・6cと内周リング部6b又は外周リング部6aとの近接部分の少なくとも一方に、円弧状アーム部6c・6c・6cの幅方向面内でのたわみを容易なものとする断面形状の屈曲部分Aが形成されている。   The upper plate spring 6 and the lower plate spring 7 and the lens actuator 10 using the same have been described above. That is, the upper leaf spring 6 and the lower leaf spring 7 of the present embodiment include an inner ring portion 6b, an outer ring portion 6a, and a plurality of arc-shaped arms extending from the inner ring portion 6b toward the outer ring portion 6a. A leaf spring formed with portions 6c, 6c, 6c, wherein at least one of the arc-shaped arm portions 6c, 6c, 6c and the inner ring portion 6b or the adjacent portion of the outer ring portion 6a has an arc-shaped arm portion A bent portion A having a cross-sectional shape that facilitates bending in the width direction plane of 6c, 6c, and 6c is formed.

したがって、屈曲部分Aは円弧状アーム部6c・6c・6cの幅方向面内でのたわみを容易なものとする断面形状を有しているため、フォーカス方向F及び面内r・θ方向に自由度を持つ。このため、上板バネ6及び下板バネ7は、通常動作時においてはフォーカス方向Fに外力が作用することによって円弧状アーム部6c・6c・6cが弾性変形し、落下時においては面内r・θ方向に作用する外力においても屈曲部分Aが弾性変形するため、従来に比べ落下の衝撃を吸収できる。   Accordingly, the bent portion A has a cross-sectional shape that facilitates bending in the width direction plane of the arc-shaped arm portions 6c, 6c, and 6c, so that it is free in the focus direction F and the in-plane r · θ directions. Have a degree. For this reason, the upper leaf spring 6 and the lower leaf spring 7 are elastically deformed by the arc-shaped arm portions 6c, 6c, 6c due to an external force acting in the focusing direction F during normal operation, and in-plane r when dropped. -Since the bent portion A is elastically deformed even by an external force acting in the θ direction, the impact of dropping can be absorbed compared to the conventional case.

また、円弧状アーム部6c・6c・6cの少なくとも一部又は全部が、円弧状アーム部6c・6c・6cの幅方向面内でのたわみを容易なものとする断面形状で形成されていることによって、円弧状アーム部6c・6c・6cでも面内r・θ方向に作用する外力においても弾性変形できるため、屈曲部分Aでの効果と相俟って、板バネ全体としての対落下特性を向上することができる。   Further, at least a part or all of the arc-shaped arm portions 6c, 6c, and 6c is formed in a cross-sectional shape that facilitates deflection in the width direction plane of the arc-shaped arm portions 6c, 6c, and 6c. Therefore, the arc-shaped arm portions 6c, 6c, and 6c can be elastically deformed even by an external force acting in the in-plane r / θ direction. Can be improved.

さらに、屈曲部分Aから内周リング部6b又は外周リング部6aに近接して伸びるランド部6f・6f・6fを形成し、このランド部6f・6f・6fと最も近接する内周リング部6b又は外周リング部6aとを粘弾性物質でつなぎ、ダッシュポットを形成することによって、上板バネ6及び下板バネ7の円弧状アーム部6c・6c・6c部の幅方向面内における不要振動を除去し、レンズアクチュエータ10の光学特性を良好に保つことができる。   Further, land portions 6f, 6f, 6f extending from the bent portion A in the vicinity of the inner ring portion 6b or the outer ring portion 6a are formed, and the inner ring portion 6b closest to the land portions 6f, 6f, 6f or By connecting the outer ring portion 6a with a viscoelastic material to form a dashpot, unnecessary vibrations in the width direction plane of the arc-shaped arm portions 6c, 6c, 6c of the upper leaf spring 6 and the lower leaf spring 7 are removed. In addition, the optical characteristics of the lens actuator 10 can be kept good.

また、レンズアクチュエータ10のレンズホルダ2のレンズ光軸と直交する面内方向の移動を最大50μm、レンズ光軸方向の移動量を最大400μmに規制することによって、レンズホルダ2が落下による加速度を受けて変位する範囲を小さくすることができ、上板バネ6及び下板バネ7に生じる集中応力を小さくすることができるため、さらに耐落下特性を向上できる。   In addition, by restricting the movement in the in-plane direction perpendicular to the lens optical axis of the lens holder 2 of the lens actuator 10 to a maximum of 50 μm and the movement amount in the lens optical axis direction to a maximum of 400 μm, the lens holder 2 is subjected to acceleration due to dropping. The displacement range can be reduced, and the concentrated stress generated in the upper leaf spring 6 and the lower leaf spring 7 can be reduced, so that the drop resistance can be further improved.

なお、本実施の形態では、上板バネ6及び下板バネ7は円板状のものとしたが、本発明の内周板及び外周板の形状は円形のリング状に限らず、矩形状、多角形状等でもよい。また、上板バネ6及び下板バネ7の用途は、レンズアクチュエータ10に限ることなく、携帯電話等に使用されるリンガー着信音響発生装置やページャー振動発生装置といった振動系の小型機器の落下特性の向上を目的とする等、線形性と強度に優れた弾性部材として広く利用することができる。   In the present embodiment, the upper plate spring 6 and the lower plate spring 7 are disk-shaped, but the shapes of the inner and outer plates of the present invention are not limited to a circular ring shape, but a rectangular shape, A polygonal shape or the like may be used. Further, the use of the upper leaf spring 6 and the lower leaf spring 7 is not limited to the lens actuator 10, but the drop characteristics of a small vibration-type device such as a ringer incoming sound generator or a pager vibration generator used in a mobile phone or the like. It can be widely used as an elastic member excellent in linearity and strength, such as for the purpose of improvement.

このように、本実施の形態の上板バネ6及び下板バネ7は、内周リング部6bと外周リング部6aとは円弧状アーム部6c・6c・6cによって弾性的にフォーカス方向Fに伸縮するので、例えば、上板バネ6及び下板バネ7を落下したときに、フォーカス方向Fに対しては、塑性変形することはない。しかし、フォーカス方向Fと直交する方向である面内r・θ方向の外力に対しては、塑性変形する可能性がある。   Thus, the upper leaf spring 6 and the lower leaf spring 7 of the present embodiment are elastically expanded and contracted in the focusing direction F by the arc-shaped arm portions 6c, 6c and 6c between the inner ring portion 6b and the outer ring portion 6a. Therefore, for example, when the upper leaf spring 6 and the lower leaf spring 7 are dropped, the focus direction F is not plastically deformed. However, an external force in the in-plane r · θ direction, which is a direction orthogonal to the focus direction F, may be plastically deformed.

そこで、本実施の形態では、内周リング部6b又は外周リング部6aの少なくとも一方に、円弧状アーム部6c・6c・6cを支持し、かつフォーカス方向Fと直交する方向である面内r・θ方向の外力に対して弾性変形して円弧状アーム部6c・6c・6cを該外力の方向に撓ませるアーム内周支持部6d・6d・6dが設けられている。   Therefore, in the present embodiment, the in-plane r ·· that is the direction orthogonal to the focus direction F and that supports the arc-shaped arm portions 6c · 6c · 6c on at least one of the inner ring portion 6b or the outer ring portion 6a. Arm inner peripheral support portions 6d, 6d, and 6d are provided that are elastically deformed with respect to an external force in the θ direction and bend the arc-shaped arm portions 6c, 6c, and 6c in the direction of the external force.

このため、面内r・θ方向の外力に対して、アーム内周支持部6d・6d・6dが弾性変形して円弧状アーム部6c・6c・6cを外力の方向に撓ませるので、この外力を吸収できる一方、外力が解除された後には、アーム内周支持部6d・6d・6d及び円弧状アーム部6c・6c・6cが塑性変形することなく元の状態に戻る。   For this reason, the arm inner periphery support portions 6d, 6d, and 6d are elastically deformed to bend the arc-shaped arm portions 6c, 6c, and 6c in the direction of the external force with respect to the external force in the in-plane r / θ direction. However, after the external force is released, the arm inner periphery support portions 6d, 6d, and 6d and the arc-shaped arm portions 6c, 6c, and 6c return to the original state without plastic deformation.

したがって、落下による特性変化がなく線形のたわみ特性を発揮し得る上板バネ6及び下板バネ7を提供することができる。   Therefore, it is possible to provide the upper leaf spring 6 and the lower leaf spring 7 that can exhibit a linear deflection characteristic without any characteristic change caused by dropping.

また、本実施の形態の上板バネ6及び下板バネ7では、アーム内周支持部6d・6d・6dは、円弧状アーム部6c・6c・6cを屈曲状態に支持する。したがって、アーム内周支持部6d・6d・6dは、面内r・θ方向の外力に対して、この屈曲部分Aを中心にして円弧状アーム部6c・6c・6cを容易に撓ますことができる。   In the upper leaf spring 6 and the lower leaf spring 7 of the present embodiment, the arm inner periphery support portions 6d, 6d, and 6d support the arc-shaped arm portions 6c, 6c, and 6c in a bent state. Therefore, the arm inner periphery support portions 6d, 6d, and 6d can easily bend the arcuate arm portions 6c, 6c, and 6c around the bent portion A with respect to the external force in the in-plane r and θ directions. it can.

一方、この状態において、円弧状アーム部6c・6c・6cを容易に撓ますためには、アーム内周支持部6d・6d・6dの縦弾性係数いわゆるヤング率Eを小さくするか、断面二次モーメントIを小さくする方法がある。本実施の形態では、断面二次モーメントIを小さくする方法を採用すべく、屈曲部分Aの縦断面形状を、円弧状アーム部6c・6c・6cの外力の方向への撓みが容易となる形状に形成している。   On the other hand, in this state, in order to easily bend the arc-shaped arm portions 6c, 6c, and 6c, the longitudinal elastic modulus of the arm inner peripheral support portions 6d, 6d, and 6d, that is, the so-called Young's modulus E is reduced, or the secondary cross section There is a method of reducing the moment I. In the present embodiment, the vertical cross-sectional shape of the bent portion A is made easy to bend in the direction of the external force of the arc-shaped arm portions 6c, 6c, 6c in order to adopt a method of reducing the cross-sectional secondary moment I. Is formed.

したがって、アーム内周支持部6d・6d・6dと円弧状アーム部6c・6c・6cとの屈曲部分Aの断面形状を工夫することにより、容易に、落下による特性変化がなく線形のたわみ特性を発揮し得る上板バネ6及び下板バネ7を提供することができる。   Therefore, by devising the cross-sectional shape of the bent portion A of the arm inner periphery support portions 6d, 6d, and 6d and the arc-shaped arm portions 6c, 6c, and 6c, linear deflection characteristics can be easily obtained without characteristic changes due to dropping. The upper leaf spring 6 and the lower leaf spring 7 that can be exhibited can be provided.

また、本実施の形態の上板バネ6及び下板バネ7では、屈曲部分Aだけでなく、円弧状アーム部6c・6c・6cの少なくとも一部又は全部が、円弧状アーム部6c・6c・6cの外力の方向への撓みを容易とする断面形状にて形成されている。   Further, in the upper leaf spring 6 and the lower leaf spring 7 of the present embodiment, not only the bent portion A but also at least a part or all of the arc-shaped arm portions 6c, 6c, and 6c are arc-shaped arm portions 6c, 6c, and 6c. It is formed in a cross-sectional shape that facilitates bending in the direction of the external force of 6c.

したがって、円弧状アーム部6c・6c・6c自体も撓み易くなり、線形のたわみ特性を発揮し得る上板バネ6及び下板バネ7を提供することができる。   Therefore, the arc-shaped arm portions 6c, 6c, and 6c themselves are easily bent, and the upper plate spring 6 and the lower plate spring 7 that can exhibit linear deflection characteristics can be provided.

ところで、面内r・θ方向の外力に対して容易に弾性変形して円弧状アーム部6c・6c・6cを該外力の方向に撓ませることができると、新たな問題として、面内r・θ方向に振動し易くなるという問題が発生する。   By the way, if the arc-shaped arm portions 6c, 6c, and 6c can be flexed in the direction of the external force by being easily elastically deformed with respect to the external force in the in-plane r · θ direction, a new problem arises. There arises a problem that the vibration easily occurs in the θ direction.

そこで、本実施の形態の上板バネ6及び下板バネ7では、アーム内周支持部6d・6d・6dには、円弧状アーム部6c・6c・6cの外力の方向への不要振動を除去するランド部6f・6f・6fが設けられている。   Therefore, in the upper leaf spring 6 and the lower leaf spring 7 of the present embodiment, unnecessary vibrations in the direction of the external force of the arc-shaped arm portions 6c, 6c, and 6c are removed from the arm inner peripheral support portions 6d, 6d, and 6d. Land portions 6f, 6f, 6f are provided.

したがって、ランド部6f・6f・6fによって、円弧状アーム部6c・6c・6cの外力の方向への不要振動を除去することができる。   Therefore, unnecessary vibration in the direction of the external force of the arc-shaped arm portions 6c, 6c, and 6c can be removed by the land portions 6f, 6f, and 6f.

また、本実施の形態の上板バネ6及び下板バネ7では、不要振動除去部は、アーム内周支持部6d・6d・6dと円弧状アーム部6c・6c・6cとの屈曲部分Aから内周リング部6b又は外周リング部6aに近接するように延びるアーム拡張部としてのランド部6f・6f・6fからなっているので、屈曲部分Aに先端が自由端の片持ち梁状のランド部6f・6f・6fを形成することによって、不要振動を減衰することができる。   Further, in the upper leaf spring 6 and the lower leaf spring 7 of the present embodiment, the unnecessary vibration removing portion is a bent portion A between the arm inner peripheral support portions 6d, 6d, and 6d and the arc-shaped arm portions 6c, 6c, and 6c. Since it is composed of land portions 6f, 6f, and 6f as arm extension portions that extend so as to be close to the inner ring portion 6b or the outer ring portion 6a, the bent portion A has a cantilevered land portion having a free end at the distal end. By forming 6f · 6f · 6f, unnecessary vibration can be damped.

また、本実施の形態の上板バネ6及び下板バネ7では、ランド部6f・6f・6f及びアーム内周支持部6d・6d・6dは、ランド部6f・6f・6fからアーム内周支持部6d・6d・6dに連なる粘弾性物質を有している。したがって、この粘弾性物質によって、さらに、不要振動を減衰することができる。   Further, in the upper leaf spring 6 and the lower leaf spring 7 of the present embodiment, the land portions 6f, 6f, and 6f and the arm inner periphery support portions 6d, 6d, and 6d are supported from the land portions 6f, 6f, and 6f in the arm inner periphery. It has a viscoelastic substance connected to the portions 6d, 6d, and 6d. Therefore, unnecessary vibration can be further damped by this viscoelastic substance.

また、本実施の形態のレンズアクチュエータ10は、少なくとも2枚の上板バネ6及び下板バネ7と、レンズ1と、レンズ1を支持するレンズホルダ2と、レンズホルダ2に取り付けられた円筒状コイル3と、マグネット5と、ヨーク4とを備えている。   The lens actuator 10 of the present embodiment includes at least two upper plate springs 6 and lower plate springs 7, a lens 1, a lens holder 2 that supports the lens 1, and a cylindrical shape that is attached to the lens holder 2. A coil 3, a magnet 5, and a yoke 4 are provided.

したがって、落下による特性変化がなく線形のたわみ特性を発揮し得る上板バネ6及び下板バネ7を備えたレンズアクチュエータ10を提供することができる。   Therefore, it is possible to provide the lens actuator 10 including the upper plate spring 6 and the lower plate spring 7 that can exhibit a linear deflection characteristic without any characteristic change caused by dropping.

また、本実施の形態のレンズアクチュエータ10では、レンズホルダ2におけるレンズ光軸と直交する方向の移動量の最大値は50μmであり、かつレンズ光軸方向の移動量の最大値は400μmに設定されている。   In the lens actuator 10 of the present embodiment, the maximum value of the movement amount in the direction orthogonal to the lens optical axis in the lens holder 2 is 50 μm, and the maximum value of the movement amount in the lens optical axis direction is set to 400 μm. ing.

すなわち、レンズホルダ2におけるレンズ光軸と直交する方向の移動量は、耐落下特性を向上させるためにはできるだけ少なくする必要があるが、現状量産できる最小隙間量50μmを考慮して、最大値50μmに設定するのが好ましい。また、レンズ光軸方向の移動量は、フォーカシングに最低必要な量とフォーカス方向Fの組立公差及び耐落下特性を考慮して最大値400μmに設定するのが好ましい。   That is, the amount of movement in the direction orthogonal to the lens optical axis in the lens holder 2 needs to be as small as possible in order to improve the drop resistance, but the maximum value 50 μm is considered in consideration of the minimum gap amount 50 μm that can be mass-produced at present. It is preferable to set to. The moving amount in the lens optical axis direction is preferably set to a maximum value of 400 μm in consideration of the minimum amount required for focusing, assembly tolerance in the focus direction F, and drop resistance.

また、本実施の形態のレンズアクチュエータ10では、上板バネ6及び下板バネ7は、材質が燐青銅からなると共に、少なくとも1個の円弧状アーム部6c・6c・6c及びアーム内周支持部6d・6d・6dが、縦断面において幅100μm、厚み50〜100μmに設定されている。   In the lens actuator 10 of the present embodiment, the upper leaf spring 6 and the lower leaf spring 7 are made of phosphor bronze, and include at least one arc-shaped arm portion 6c, 6c, 6c, and arm inner periphery support portion. 6d, 6d, and 6d are set to have a width of 100 μm and a thickness of 50 to 100 μm in the longitudinal section.

したがって、バネの機械的特性がよく、安価な燐青銅の上板バネ6及び下板バネ7を用いた場合に、少なくとも1個の円弧状アーム部6c・6c・6c及びアーム内周支持部6d・6d・6dが、縦断面において幅100μm、厚み50〜100μmに設定することにより、レンズホルダ2の移動範囲においては、燐青銅の降伏応力を超えることはなく、円弧状アーム部6c・6c・6c及びアーム内周支持部6d・6d・6dが内周リング部6b及び外周リング部6aに対して相対的に弾性変位が可能となる。また、耐落下特性を維持しつつ、通常動作時においても所望の特性に設定できる。   Therefore, when the upper plate spring 6 and the lower plate spring 7 of the phosphor bronze having good mechanical characteristics and low cost are used, at least one of the arc-shaped arm portions 6c, 6c, 6c and the arm inner peripheral support portion 6d. 6d and 6d are set to have a width of 100 μm and a thickness of 50 to 100 μm in the longitudinal section, so that the yield stress of phosphor bronze is not exceeded in the moving range of the lens holder 2, and the arc-shaped arm portions 6c, 6c, 6c and the arm inner peripheral support portions 6d, 6d, and 6d can be elastically displaced relative to the inner peripheral ring portion 6b and the outer peripheral ring portion 6a. In addition, the desired characteristics can be set even during normal operation while maintaining the drop resistance.

また、本実施の形態のレンズアクチュエータ10では、上板バネ6及び下板バネ7は、材質がチタン銅からなると共に、少なくとも一個の円弧状アーム部6c・6c・6c及び円弧状アーム部6c・6c・6cが、縦断面において幅100〜180μm、厚み50〜170μmに設定されている。   In the lens actuator 10 of the present embodiment, the upper leaf spring 6 and the lower leaf spring 7 are made of titanium copper, and at least one arc-shaped arm portion 6c, 6c, 6c and arc-shaped arm portion 6c. 6c and 6c are set to have a width of 100 to 180 μm and a thickness of 50 to 170 μm in the longitudinal section.

したがって、バネの機械的特性がよく、安価なチタン銅の板バネを用いた場合に、少なくとも1個の円弧状アーム部6c・6c・6c及びアーム内周支持部6d・6d・6dが、縦断面において幅100〜180μm、厚み50〜170μmに設定することにより、レンズホルダ2の移動範囲においては、チタン銅の降伏応力を超えることはなく、円弧状アーム部6c・6c・6c及び上板バネ6及びアーム内周支持部6d・6d・6dが内周リング部6b及び外周リング部6aに対して相対的に弾性変位が可能となる。また、耐落下特性を維持しつつ、通常動作時においても所望の特性に設定できる。   Therefore, when an inexpensive titanium copper leaf spring is used, the spring has good mechanical characteristics, and at least one of the arc-shaped arm portions 6c, 6c, and 6c and the arm inner peripheral support portions 6d, 6d, and 6d are vertically cut. By setting the width to 100 to 180 μm and the thickness to 50 to 170 μm on the surface, the yield stress of titanium copper is not exceeded in the movement range of the lens holder 2, and the arc-shaped arm portions 6 c, 6 c, 6 c and the upper leaf spring 6 and the arm inner peripheral support portions 6d, 6d, and 6d can be elastically displaced relative to the inner peripheral ring portion 6b and the outer peripheral ring portion 6a. In addition, the desired characteristics can be set even during normal operation while maintaining the drop resistance.

また、本実施の形態のレンズアクチュエータ10では、上板バネ6及び下板バネ7は、材質がベリリウム銅からなると共に、少なくとも一個の円弧状アーム部6c・6c・6c及びアーム内周支持部6d・6d・6dが、縦断面において幅100〜200μm、厚み50〜180μmに設定されている。   In the lens actuator 10 of the present embodiment, the upper plate spring 6 and the lower plate spring 7 are made of beryllium copper, and at least one arc-shaped arm portion 6c, 6c, 6c and arm inner peripheral support portion 6d. 6d and 6d are set to have a width of 100 to 200 μm and a thickness of 50 to 180 μm in the longitudinal section.

したがって、バネの機械的特性がよく、安価なベリリウム銅の上板バネ6及び下板バネ7を用いた場合に、少なくとも1個の円弧状アーム部6c・6c・6c及びアーム内周支持部6d・6d・6dが、縦断面において幅100〜200μm、厚み50〜180μmに設定することにより、レンズホルダ2の移動範囲においては、ベリリウム銅の降伏応力を超えることはなく、円弧状アーム部6c・6c・6c及びアーム内周支持部6d・6d・6dが内周リング部6b及び外周リング部6aに対して相対的に弾性変位が可能となる。また、耐落下特性を維持しつつ、通常動作時においても所望の特性に設定できる。   Therefore, when the upper plate spring 6 and the lower plate spring 7 having good mechanical characteristics and inexpensive beryllium copper are used, at least one of the arc-shaped arm portions 6c, 6c, 6c and the arm inner peripheral support portion 6d are used. By setting 6d and 6d to a width of 100 to 200 μm and a thickness of 50 to 180 μm in the longitudinal section, the yield stress of beryllium copper is not exceeded in the moving range of the lens holder 2, and the arc-shaped arm portion 6c 6c and 6c and the arm inner periphery support parts 6d, 6d and 6d can be elastically displaced relative to the inner ring part 6b and the outer ring part 6a. In addition, the desired characteristics can be set even during normal operation while maintaining the drop resistance.

本発明の板バネは、レンズアクチュエータに限ることなく、携帯電話等に使用されるリンガー着信音響発生装置やページャー振動発生装置といった振動系の小型機器の落下特性の向上を目的とする等、線形性と強度に優れた弾性部材として広く利用することができる。   The leaf spring of the present invention is not limited to a lens actuator, and is intended to improve the fall characteristics of small vibration devices such as ringer ringing sound generators and pager vibration generators used in mobile phones and the like. And can be widely used as an elastic member excellent in strength.

(a)(b)は、本発明における上板バネ及び下板バネの実施の一形態を示す斜視図である。(A) (b) is a perspective view which shows one Embodiment of the upper leaf | plate spring and lower leaf | plate spring in this invention. (a)は上板バネ及び下板バネを備えたレンズアクチュエータの構成を示す斜視図であり、(b)は、上記レンズアクチュエータの構成を、上記上板バネ及び下板バネを省略しかつ一部を破断して示す斜視図である。(A) is a perspective view which shows the structure of the lens actuator provided with the upper leaf | plate spring and the lower leaf | plate spring, (b) is the structure of the said lens actuator, abbreviate | omitting the said upper leaf | plate spring and a lower leaf | plate spring, and one. It is a perspective view which fractures | ruptures and shows a part. 上記レンズアクチュエータの構成を示す分解斜視図である。It is a disassembled perspective view which shows the structure of the said lens actuator. (a)は円筒状コイルに電流が印加されていないときのレンズアクチュエータを示す断面図であり、(b)は円筒状コイルに電流が印加されているときのレンズアクチュエータを示す断面図である。(A) is sectional drawing which shows a lens actuator when the electric current is not applied to the cylindrical coil, (b) is sectional drawing which shows a lens actuator when the electric current is applied to the cylindrical coil. 従来のレンズアクチュエータの構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of the conventional lens actuator. (a)(b)は、従来の板バネの構成を示す斜視図である。(A) and (b) are perspective views which show the structure of the conventional leaf | plate spring.

符号の説明Explanation of symbols

1 レンズ
2 レンズホルダ
3 円筒状コイル(コイル)
4 ヨーク
5 マグネット
6 上板バネ(板バネ)
6a 外周リング部(外周板)
6b 内周リング部(内周板)
6c 円弧状アーム部(アーム部)
6d アーム内周支持部(アーム支持部)
6e アーム外周支持部
6f ランド部(不要振動除去部、アーム拡張部)
6g 領域
7 下板バネ(板バネ)
8a 上スペーサ
8b 下スペーサ
9 CCDユニット
10 レンズアクチュエータ
F フォーカス方向(板面の法線方向)
1 Lens 2 Lens holder 3 Cylindrical coil (coil)
4 Yoke 5 Magnet 6 Upper leaf spring (leaf spring)
6a Outer ring part (outer plate)
6b Inner ring part (inner plate)
6c Arc-shaped arm part (arm part)
6d Arm inner periphery support part (arm support part)
6e Arm outer periphery support part 6f Land part (unnecessary vibration removing part, arm extension part)
6g area 7 Lower leaf spring (leaf spring)
8a Upper spacer 8b Lower spacer 9 CCD unit 10 Lens actuator F Focus direction (normal direction of the plate surface)

Claims (11)

内周板と、上記内周板と離間して設けられた外周板と、上記内周板から外周板まで延びる少なくとも一個のアーム部とが形成され、かつ上記内周板と外周板とは上記アーム部によって弾性的に板面の法線方向に伸縮する板バネにおいて、
上記内周板又は外周板の少なくとも一方に、上記アーム部を支持し、かつ上記板面の法線方向と直交する方向の外力に対して弾性変形して該アーム部を該外力の方向に撓ませるアーム支持部が設けられていることを特徴とする板バネ。
An inner peripheral plate, an outer peripheral plate provided apart from the inner peripheral plate, and at least one arm portion extending from the inner peripheral plate to the outer peripheral plate are formed, and the inner peripheral plate and the outer peripheral plate are In the leaf spring that elastically expands and contracts in the normal direction of the plate surface by the arm part,
The arm portion is supported on at least one of the inner peripheral plate and the outer peripheral plate, and is elastically deformed with respect to an external force in a direction orthogonal to the normal direction of the plate surface to bend the arm portion in the direction of the external force. A leaf spring characterized in that an arm support portion is provided.
前記アーム支持部は、前記アーム部を屈曲状態に支持すると共に、その屈曲部分の縦断面形状が、上記アーム部の前記外力の方向への撓みを容易とする形状に形成されていることを特徴とする請求項1記載の板バネ。   The arm support portion supports the arm portion in a bent state, and a longitudinal cross-sectional shape of the bent portion is formed into a shape that facilitates bending of the arm portion in the direction of the external force. The leaf spring according to claim 1. 前記アーム部の少なくとも一部又は全部が、上記アーム部の前記外力の方向への撓みを容易とする断面形状にて形成されていることを特徴とする請求項1又は2記載の板バネ。   The leaf spring according to claim 1 or 2, wherein at least a part or all of the arm portion is formed in a cross-sectional shape that facilitates bending of the arm portion in the direction of the external force. 前記アーム支持部には、前記アーム部の前記外力の方向への不要振動を除去する不要振動除去部が設けられていることを特徴とする請求項1、2又は3記載の板バネ。   The leaf spring according to claim 1, 2, or 3, wherein the arm support portion is provided with an unnecessary vibration removing portion for removing unnecessary vibration of the arm portion in the direction of the external force. 前記不要振動除去部は、前記アーム支持部とアーム部との屈曲部分から前記内周板又は外周板に近接するように延びるアーム拡張部からなっていることを特徴とする請求項4記載の板バネ。   5. The plate according to claim 4, wherein the unnecessary vibration removing portion includes an arm extension portion extending from a bent portion between the arm support portion and the arm portion so as to be close to the inner peripheral plate or the outer peripheral plate. Spring. 前記アーム拡張部及びアーム支持部は、該アーム拡張部からアーム支持部に連なる粘弾性物質を有していることを特徴とする請求項5記載の板バネ。   The leaf spring according to claim 5, wherein the arm extension part and the arm support part have a viscoelastic material continuous from the arm extension part to the arm support part. 前記請求項1〜6のいずれか1項に記載の少なくとも2枚の板バネと、レンズと、レンズを支持するレンズホルダと、レンズホルダに取り付けられたコイルと、マグネットと、ヨークとを備えていることを特徴とするレンズアクチュエータ。   It comprises at least two leaf springs according to any one of claims 1 to 6, a lens, a lens holder that supports the lens, a coil attached to the lens holder, a magnet, and a yoke. A lens actuator. 前記レンズホルダにおけるレンズ光軸と直交する方向の移動量の最大値は50μmであり、かつレンズ光軸方向の移動量の最大値は400μmに設定されていることを特徴とする請求項7記載のレンズアクチュエータ。   The maximum value of the movement amount in the direction orthogonal to the lens optical axis in the lens holder is 50 μm, and the maximum value of the movement amount in the lens optical axis direction is set to 400 μm. Lens actuator. 前記板バネは、材質が燐青銅からなると共に、少なくとも一個のアーム部及びアーム支持部が、縦断面において幅100μm、厚み50〜100μmに設定されていることを特徴とする請求項7又は8記載のレンズアクチュエータ。   9. The leaf spring is made of phosphor bronze, and at least one arm part and arm support part are set to have a width of 100 [mu] m and a thickness of 50 to 100 [mu] m in a longitudinal section. Lens actuator. 前記板バネは、材質がチタン銅からなると共に、少なくとも一個のアーム部及びアーム支持部が、縦断面において幅100〜180μm、厚み50〜170μmに設定されていることを特徴とする請求項7又は8記載のレンズアクチュエータ。   The material of the leaf spring is titanium copper, and at least one arm portion and arm support portion are set to have a width of 100 to 180 µm and a thickness of 50 to 170 µm in the longitudinal section. 9. The lens actuator according to 8. 前記板バネは、材質がベリリウム銅からなると共に、少なくとも一個のアーム部及びアーム支持部が、縦断面において幅100〜200μm、厚み50〜180μmに設定されていることを特徴とする請求項7又は8記載のレンズアクチュエータ。   The plate spring is made of beryllium copper, and at least one arm portion and arm support portion are set to have a width of 100 to 200 µm and a thickness of 50 to 180 µm in the longitudinal section. 9. The lens actuator according to 8.
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