JP2007065432A - カメラ用アクチュエータ - Google Patents

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Abstract

【課題】耐衝撃性に優れると共に、アクチュエータ全体の高さが小さなカメラ用アクチュエータを提供することを目的とする。
【解決手段】カメラ用アクチュエータ1は、カメラの光学系を構成するレンズユニット10と、レンズユニット10を収容すると共にカメラ用アクチュエータの光軸方向に沿って移動可能なホルダ8と、ホルダ8に設けられているコイル7と、コイル7に磁界を提供するヨーク5及びマグネット6と、ホルダ8を支持する板バネ41と、ホルダ8を覆うように設けられるとともに金属板から形成されたカバー2と、ホルダ8に設けられるとともにカバー2と間隔を隔てて設けられているストッパ3とを有し、ホルダ8が急激に変位しストッパ3とカバー2とが接触した際にカバー2が弾性変形することを特徴とする。
【選択図】図1

Description

本発明は、カメラ用アクチュエータに関し、さらに詳しくは、比較的小型のデジタルカメラやカメラ付携帯電話などのカメラ付き小型電子機器に用いることができるカメラ用アクチュエータに関する。
比較的小型のデジタルカメラなどにおいて、オートフォーカスおよびズームを目的として、コイルに流れる電流により発生する磁界と、マグネットによる磁界との相互作用によって、光軸方向にレンズを移動させることができるカメラ用アクチュエータが使用されている。また、最近では、携帯電話に搭載されている小型のカメラも、撮像素子の画素数が100万画素以上のメガピクセル化するに伴い、オートフォーカス機能が要求されるようになってきている。こうした携帯電話に搭載されるカメラ用アクチュエータの外形寸法は、例えば、縦約10mm、横約10mm、厚さ約5mmというような大きさを有している。
従来のカメラ用アクチュエータとしては、特許文献1に開示されているようなものが知られている。従来のカメラ用アクチュエータ100は、図9に示されるように、内筒部131と外筒部132を備えた円筒形状のヨーク130と、ヨーク130の外筒部132の内壁に取り付けられているマグネット140と、中央位置にレンズユニット105を備える合成樹脂製のホルダ110と、ホルダ110のフランジ110bに装着されているコイル120と、ヨーク130が装着されている合成樹脂製のベース185と、ベース185を支える合成樹脂製のフレーム180と、ホルダ110を支持する2枚の板バネ160U、160Lとを備えている。
さらに、板バネ160Uの上部には上カバー102が、また板バネ160Lの下部には下カバー103が設けられている。この上カバー102の断面形状は、上方に延出する筒状の形状を有しており、ホルダ110が上方に移動した際、ホルダ110の上端部である110aと外部の物体(図示せず)との接触を防止している。
ホルダ110は、ヨーク130の内筒部131によって形成される挿通孔に挿入されている。また、2枚の板バネ160U、160Lは同一形状の部品であり、ホルダ110を上下から挟むように支持し、ホルダ110を上下方向に移動可能に支持するように配置されている。また、2枚の板バネ160U、160Lは、コイル120の給電経路としての機能を有している。
この従来のカメラ用アクチュエータ100では、コイル120に印加される電流と2枚の板バネ160U、160Lの復元力との釣り合いによってホルダ110に装着されたレンズユニット105の移動量が制御されている。図10は、コイル120に電流が供給され、ホルダ110が上方に移動した状態が示されている。
特開2004−280031
上記のカメラ用アクチュエータ100は、ホルダ110の上方への移動は、図10に示されているように、ヨーク130の内筒部131の下端131aと、ホルダ110のフランジ110bの上面が接触することにより制限されている。
このため、落下等によりカメラ用アクチュエータ100を搭載している携帯電話等に衝撃が加わると、上記下端131aと上記フランジ110bの上面が激しく衝突し、レンズユニット105や板バネ160U、160Lにその衝突による衝撃がそのまま伝達されてしまうという問題点がある。
このような衝撃が与えられると、レンズユニット105の光軸のズレや、板バネ160U、160Lの損傷を招く。また、板バネ160U、160Lの固定部分が損傷を受ける場合もある。
また、上記のカメラ用アクチュエータ100は、板バネ160Uの上カバー102の断面形状は、上方に延出する筒状の形状を有しており、このアクチュエータ100の全体の高さをより高くしているという問題点がある。
本発明は上記問題点に鑑み、耐衝撃性に優れると共に、アクチュエータ全体の高さが低いカメラ用アクチュエータを提供することを目的とする。
請求項1記載の発明に係るカメラモジュール用アクチュエータは、カメラの光学系を構成するレンズユニットと、前記レンズユニットを収容すると共にカメラ用アクチュエータの光軸方向に沿って移動可能なホルダと、前記ホルダに設けられているコイルと、前記コイルに磁界を提供するヨーク及びマグネットと、前記ホルダを支持する板バネと、前記ホルダを覆うように設けられるとともに金属板から形成されたカバーと、前記ホルダに設けられるとともに前記カバーと間隔を隔てて設けられているストッパとを有し、前記ホルダが急激に変位し前記ストッパと前記カバーとが接触した際に前記カバーが弾性変形することを特徴とする。
請求項2記載の発明に係るカメラモジュール用アクチュエータは、前記ストッパは非磁性体の金属板から形成されていることを特徴とする。
請求項3記載の発明に係るカメラモジュール用アクチュエータは、前記カバー及びストッパはステンレス製金属板から形成されていることを特徴とする。
請求項4記載の発明に係るカメラモジュール用アクチュエータは、前記カバーと前記ストッパとの間の間隙には、ゲル状の樹脂がまたがるように付着されていることを特徴とする。
請求項5記載の発明に係るカメラモジュール用アクチュエータは、前記カバーは、さらに傾斜した押え板を備えており、カメラ用アクチュエータの組立時において、前記押え板は前記板バネをヨークに対して付勢することを特徴とする。
請求項6記載の発明に係るカメラ用モジュールは、前記板バネが、前記カバーと前記ストッパとを離間させる方向に付勢して取り付けられていることを特徴とする。
請求項7記載の発明に係るカメラ用モジュールは、前記カメラ用アクチュエータが、さらにベースを備え、前記カバーは前記ベースと係合手段により結合されていることを特徴とする。
請求項1記載の発明に係るカメラモジュール用アクチュエータは、ホルダを覆うように設けられるとともに金属板から形成されたカバーと、ホルダに設けられるとともにカバーと間隔を隔てて設けられているストッパとを有し、ホルダが急激に変位しストッパとカバーとが接触した際にカバーが弾性変形することを特徴とする。このため、カメラ用アクチュエータを搭載している携帯電話等に衝撃が加わった際、ストッパがカバーと接触し、カバーが弾性変形することによりカバーが撓み、その衝撃を緩和することができる。さらに、カバーが金属板から形成されているため、カメラ用アクチュエータの全高を低くすることができる。
請求項2記載の発明に係るカメラ用モジュールは、ストッパが非磁性体の金属板から形成されていることを特徴とする。このため、カメラ用アクチュエータに衝撃が加わりストッパとカバーが衝突した際、ストッパが備えている弾性によりストッパが撓み、このような衝撃を緩和することができる。また、ストッパは非磁性体であるため、ヨーク及びマグネットにより形成されている磁界へ影響を与えない。
請求項3記載の発明に係るカメラ用モジュールは、カバー及びストッパがステンレス製金属板から形成されていることを特徴とする。ステンレスは非磁性体であるためにヨーク及びマグネットにより形成されている磁界に影響を与えない。
請求項4記載の発明に係るカメラ用モジュールは、カバーとストッパとの間の間隙にゲル状の樹脂がまたがるように付着されていることを特徴とする。このため、カバーが設けられているホルダの無用な振動を減衰することができる。このホルダの無用な振動は、コイルへの電流供給によって生じるホルダの望ましくない過剰な移動のほか、カメラ用アクチュエータに外部から加わる衝撃等によって生じるホルダの望ましくない移動により生じるホルダの振動が含まれる。
請求項5記載の発明に係るカメラ用モジュールは、カバーが、さらに傾斜した押え板を備えており、カメラ用アクチュエータの組立時において、押え板は板バネをヨークに対して付勢することを特徴とする。従って、本発明によれば、板バネを押え板とヨークとの間に非常に堅固に固定することができる。
請求項6記載の発明に係るカメラ用モジュールは、板バネが、カバーとストッパとを離間させる方向に付勢して取り付けられていることを特徴とする。このため、コイルに電流が供給されない状態において、ホルダは一方向に付勢された安定した状態で支持されている。
請求項7記載の発明に係るカメラ用アクチュエータは、さらにベースを備え、カバーはベースと係合手段により結合されている。本発明によれば、係合手段を備えているために、カメラ用アクチュエータの組立容易性が確保される。
以下、本発明に係る実施形態のカメラ用アクチュエータ1について添付図面を参照しつつ詳細に説明する。図1は、本実施形態のカメラ用アクチュエータ1の断面説明図であり、図2は、その分解斜視図である。なお、本明細書において用いられている上及び下という文言は、カメラ用アクチュエータのカバー2が配設されている方向を上、また、ベース9が配設されている方向を下としている。
カメラ用アクチュエータ1は、カメラの光学系を構成するレンズユニット10と、レンズユニット10を収容すると共にカメラ用アクチュエータの光軸方向に沿って移動可能なホルダ8と、ホルダ8に設けられているコイル7と、コイル7に磁界を提供するヨーク5及びマグネット6と、ホルダ8を支持する板バネ41と、ホルダ8を覆うように設けられるとともに金属板から形成されたカバー2と、ホルダ8に設けられるとともにカバー2と間隔を隔てて設けられているストッパ3とを有し、ホルダ8が急激に変位しストッパ3とカバー2とが接触した際にカバー2が弾性変形することを特徴とする。
さらに、カメラ用アクチュエータ1は、補助板バネ42とベース9とを備えている。なお、レンズユニット10は、後述するようにホルダ8の中央孔82内に収容されている。
カバー2は、図3に示すように、ステンレス製の金属板を加工して一体に形成されたものであり、略矩形の上板21と、上板21の中央部に設けられている中央孔22と、上板21の外側4辺から下方に向かって連設されている4つの側板23と、各側板23の下端からカバー2の内側に向かってやや下方に傾斜するように水平方向に延在するように設けられている押え板24と、側板23の下方に延在するように設けられている係止片25とから構成されている。
上板21に設けられている中央孔22は、外光をレンズユニット(図示せず)に導入するために設けられており、その縁部22aの下方部分は、ホルダ8が最も上方に移動した際に後述するストッパ3の外周縁の上面31aと接触するようになっている(図1参照)。
中央孔22は、縁部22aの一部分に設けた切欠き部22bを備えている(図4参照)。この切欠き部22bとストッパ3の樹脂塗着部31bとの間の間隙には、後述するように樹脂22cがまたがるように付着されている。また、この切欠き部22bは、カバー2の上板21から一段低く設けられている。このため、樹脂22cを付着しても、その樹脂22cが上板21よりも上方に延出しない。
押え板24は、図3に示すように、各側板23の下端からカバー2の内側に向かってやや下方に傾斜するように水平方向に延在するように設けられている。押え板24がやや下方に向かって傾斜しているのは、後述するように板バネ41の固定片41dをヨーク5の上面に向かって付勢するためである。また、後述するようにカバー2とベース9が結合された際には、押え板24は水平方向に延在する。
係止片25は、その下方部分に係合孔25aが形成されている(図2参照)。この係合孔25aは、後述するようにベース9の柱部93a〜dに設けられている係合突起94と係止される。
ストッパ3は、図2に示すように、リング状のステンレス製の金属板から形成されている。このストッパ3は、その中央に中央孔32が形成されている。この中央孔32の直径は、後述するホルダ8の中央孔82の直径と略同じ大きさとなっている。また、このストッパ3の外周の直径は、上述したカバー2の中央孔22の直径よりも大きい。
ストッパ3は、中央孔32の縁周囲の下面32aにおいて、ホルダ8の上端面81と接着されている。このため、ストッパ3は、ホルダ8と共にカメラ用アクチュエータ1の光軸に沿って移動する。そして、ホルダ8が最も上方に移動した際に、ストッパ3は、上面31aにおいて、上記カバー2の縁部22aの下方部分と接触する。
ストッパ3の上面31aは、図4及び図5に示すように、カバー2の切欠き部22bと対応する位置において、樹脂塗着部31bを有している。この切欠き部22bと樹脂塗着部31bとは、長期に渡り柔軟性を維持することができるUV樹脂等であるゲル状の樹脂22cが塗着されている。この樹脂22cは、図5に示すように、切欠き部22bと樹脂塗着部31bとの間の間隙にまたがるように付着されており、後述するようにホルダ8の無用な振動を減衰する役割を果たす。
図6に示す板バネ41は、ベリリウム銅合金板から形成されており、外環部41aと、連結部41bと、内環部41cと、固定片41dとを有している。図1に示すように内環部41cの下面はホルダ8の上端面81に接着されており、また、固定片41dはヨーク5の上面とカバー2の押え板24との間に支持されている。なお、カバー2の押え板24は、カバー2とベース9が結合される以前には、下方に傾斜するように延在し、カバー2とベース9が結合された際には、固定片41dをヨーク5の上面に押し付けるように付勢する。このため、固定片41dは非常に堅固に固定される。
さらに、この取付け状態において、内環部41cは、外環部41aに対し、カメラ用アクチュエータ1の光軸上方に向かって変位した状態となる(図1参照)。このため、板バネ41は、ホルダ8をカメラ用アクチュエータ1の光軸下方に付勢するように支持している。従って、コイル7に電流が供給されない状態において、ホルダ8はベース9側に付勢された安定した状態で支持されている。
内環部41cは、3本の連結部41bを介して外環部41aに支持されている。このため、板バネ41は、後述する補助板バネ42と協動してカメラ用アクチュエータ1の光軸を傾斜させることなく、ホルダ8を揺動自在に支持することができる。
図7に示すように、ヨーク5はカメラ用アクチュエータ1の光軸に直交する方向の断面が12角形状であり、その内壁面に6個の平板状マグネット6を備えている。ヨーク5は、平板状マグネット6と共にカメラ用アクチュエータ1の磁気回路を構成している。ヨーク5は、ヨーク5の下方に設けられているタブ状部51により、後述する補助板バネ42を介してベース9のベース本体91の上面に接着されている(図1及び図2参照)。
図2に示すように、ホルダ8は円筒状の合成樹脂製部材であり、中央孔82の内部にカメラ用アクチュエータ1の光学系部材を構成するレンズユニット10を収容している。また、ホルダ8は、ホルダ8の下方に設けられているフランジ83を有しており、このフランジ83の上面にコイル7が接着して設けられている。そして、このコイル7はヨーク5及びマグネット6から形成されている磁気回路の磁界に配置されている(図1参照)。
図8に示すように、補助板バネ42は、板バネ41と同様にベリリウム銅合金板から形成されており、外環部42aと、連結部42bと、内環部42cと、固定片42dとを備えている。内環部42cの下面はホルダ8のフランジ83の底面に接着されており、また、固定片42dはヨーク5の下面とベース9の上面との間に支持されている。
補助板バネ42は、コイル7への電流供給を行うために電極片42fと電極片42gを備えている。この補助板バネ42は、主に板バネ41と協動してカメラ用アクチュエータ1の光軸を傾斜させることなく、ホルダ8を揺動自在に支持するための部材である。したがって、カバー2、ヨーク5及びベース9は、板バネ41と補助板バネ42を介してホルダ8を光軸に直交する方向に位置決めした状態(すなわち、光軸に直交する方向へのホルダ8の変位を制限した状態)で光軸方向に変位可能に支持している。
なお、コイル7の2本のリード線は、電極片42fの半田付け部分42hと電極片42gの半田付け部分42jに半田付けされている。
図2に示すように、ベース9は合成樹脂製の成型品であり、全体が略矩形であり、その中央に中央孔92を有しているベース本体91と、ベース本体91の4つの角部から立設されている柱部93a〜dを有している。これら柱部93a〜dは、それぞれ係合突起94を有している。これら係合突起94は、カメラ用アクチュエータ1の組立時において、カバー2の係止片25に形成されている各係合孔25aと係合される。
以下、本実施形態のカメラ用アクチュエータ1の作用効果を説明する。
このカメラ用アクチュエータ1は、補助板バネ42の電極片42f、42gを介してコイル7に印加される電流量と、板バネ41と補助板バネ42との復元力との釣り合いによってホルダ8に装着されたレンズユニットのカメラ用アクチュエータ1の光軸方向における移動が制御される。
従って、レンズユニットを備えたホルダ8とコイル7が、ヨーク5及びマグネット6に対して移動し、また、ホルダ8に固定されているストッパ3が、ヨーク5及びマグネット6に対して固定されているカバー2に対して移動する。そして、このホルダ8の支持は、主に板バネ41によって支持されている。
本実施形態において、カバー2は、ステンレス製の金属板から形成されている。このため、カメラ用アクチュエータ1を搭載している携帯電話等に衝撃が加わった際、ストッパ3外周の縁の上面31aがカバー2の中央孔縁部22aの下方部分と接触し、カバー2が弾性変形することによりカバー2が撓み、その衝撃を緩和することができる。
さらに、カバー2は、金属板であるため、上板21を薄く形成することができ、カメラ用アクチュエータ1の全高を低くすることができる。さらに、金属板として非磁性体であるステンレス板を用いたため、ヨーク5及びマグネット6により構成された磁気回路の磁界に影響を与えることがない。なお、カバー2を形成するための金属板は非磁性体であり弾性を有していれば、他の材料、例えば銅合金等を用いることができる。
さらに、カバー2の押え板24は、やや下方に傾斜するように水平方向に延在して設けられており、カメラ用アクチュエータ1の組立の際、板バネ41の固定片41dをヨーク5の上面に向かって付勢することができる。このため、板バネ41の固定片41dは、非常に堅固に固定される。これは、カバー2がステンレス板から形成されているため、押え板24を傾斜して設けることにより、この押え板24全体に弾性を与えることができるからである。このように板バネ41は、押え板24とヨーク5との間に非常に堅固に固定されるため、板バネ41をヨーク5に必ずしも接着しなくてもよい。このため、製造コストを低減することができる。
本実施形態のストッパ3は、ステンレス製の金属板から形成されている。このため、カメラ用アクチュエータ1に衝撃が加わりストッパ3とカバー2が衝突した際、ストッパ3が備えている弾性によりストッパ3が撓み、このような衝撃を緩和することができる。さらに、ストッパ3は非常に薄い金属板から形成した部材であるため、これをカメラ用アクチュエータ1が備えることによりアクチュエータ1の全高が高くなることを回避することができる。
また、ストッパ3はカバー2と同様に非磁性体であるため、ヨーク5及びマグネット6により構成された磁気回路の磁界に影響を与えることがない。なお、カバー2と同様、ストッパ3を形成するための金属板は非磁性体であり弾性を有していれば、他の材料、例えば銅合金等を用いることができる。
本実施形態のカバー2の切欠き部22bとストッパ3の樹脂塗着部31bとの間の間隙には、UV樹脂等であるゲル状の樹脂22cがまたがるように付着されている。この樹脂22cにより、カバー2とストッパ3の両部材が柔軟性を持たせるように結合されている。このため、ストッパ3に固定されているホルダ8の無用な振動を減衰することができる。このホルダ8の無用な振動は、コイル7への電流供給によって生じるホルダ8の望ましくない過剰な移動のほか、カメラ用アクチュエータ1に外部から加わる衝撃等によって生じるホルダ8の望ましくない移動により生じるホルダ8の振動が含まれる。なお、ゲル状の樹脂22cは、長期間に渡り柔軟性を維持できるものであれば、UV樹脂以外の樹脂を用いることができる。
なお、切欠き部22bはカバー2の上板21から一段低くなった段部であるため、樹脂22cを付着しても、その樹脂22cが上板21よりも上方に延出しない。
本実施形態の板バネ41は、内環部41cが外環部41aに対し光軸外側方向に向かって変位した状態で取り付けられている。即ち、この板バネ41は、カバー2とストッパ3とを離間させる方向に付勢して取り付けられている。このため、コイル7に電流が供給されない状態において、ホルダ8は一方向(ベース9側)に付勢された安定した状態で支持されている。
本実施形態のカバー2とベース9とは、カメラ用アクチュエータ1の組立時において、ベース9に形成されている係合突起94がカバー2の係止片25に形成されている各係合孔25aが係合することにより結合される。即ち、係合突起94と係合孔25aは、カバー2とベース9との係合手段を構成しカメラ用アクチュエータ1の組立容易性を確保している。さらに、本実施形態のカバー2の押え板24が下方に傾斜するように設けられており、この押え板24がヨーク5の上面に対して反発しているため、この係合突起94と係合孔25aとが係合すると、この係合状態は堅固に維持される。
本発明に係る実施形態のカメラ用アクチュエータ1の断面説明図である。 図1に示すカメラ用アクチュエータ1の分解斜視図である。 図1に示すカメラ用アクチュエータ1のカバー2の断面概略図である。 図1に示すカメラ用アクチュエータ1の平面図である。 図4に示すA−A断面図である。 図1に示すカメラ用アクチュエータ1の板バネ41を示す平面図である。 図1に示すカメラ用アクチュエータ1のヨーク5及びマグネット6を示す底面図である。 図1に示すカメラ用アクチュエータ1の補助板バネ42を示す底面図である。 従来のカメラ用アクチュエータ100の断面説明図である。 図9に示すカメラ用アクチュエータ100の断面説明図であり、コイル120に電流が供給され、ホルダ110が上方に移動した状態が示されている。
符号の説明
1、100 カメラ用アクチュエータ
10、105 レンズユニット
2 カバー
21 カバー上板
22 カバー中央孔
22a 中央孔縁部
22b 切欠き部
22c 樹脂
23 側板
24 押え板
25 係止片
25a 係合孔
3 ストッパ
31a ストッパ外周縁上面
31b 樹脂塗着部
32 中央孔
32a 中央孔縁周囲下面
41、160U、160L 板バネ
41a、42a 外環部
41b、42b 連結部
41c、42c 内環部
41d、42d 固定片
42 補助板バネ
42f、42g 電極片
42h、42j 半田付け部分
5、130 ヨーク
51 タブ状部
6 マグネット
7、120 コイル
8、110 ホルダ
81 ホルダ上端面
82 ホルダ中央孔
83 フランジ
9、185 ベース
91 ベース本体
92 中央孔
93a〜d ベース柱部
94 係合突起
102 上カバー
103 下カバー
110a ホルダ上端部
110b フランジ
131 ヨーク内筒部
131a ヨーク内筒部下端
132 ヨーク外筒部
140 マグネット
180 フレーム

Claims (7)

  1. カメラの光学系を構成するレンズユニットと、
    前記レンズユニットを収容すると共にカメラ用アクチュエータの光軸方向に沿って移動可能なホルダと、
    前記ホルダに設けられているコイルと、
    前記コイルに磁界を提供するヨーク及びマグネットと、
    前記ホルダを支持する板バネと、
    前記ホルダを覆うように設けられるとともに金属板から形成されたカバーと、
    前記ホルダに設けられるとともに前記カバーと間隔を隔てて設けられているストッパとを有し、
    前記ホルダが急激に変位し前記ストッパと前記カバーとが接触した際に前記カバーが弾性変形することを特徴とするカメラ用アクチュエータ。
  2. 前記ストッパは非磁性体の金属板から形成されていることを特徴とする請求項1記載のカメラ用アクチュエータ。
  3. 前記カバー及びストッパはステンレス製金属板から形成されていることを特徴とする請求項1記載のカメラ用アクチュエータ。
  4. 前記カバーと前記ストッパとの間の間隙には、ゲル状の樹脂がまたがるように付着されていることを特徴とする請求項1記載のカメラ用アクチュエータ。
  5. 前記カバーは、さらに傾斜した押え板を備えており、カメラ用アクチュエータの組立時において、前記押え板は前記板バネをヨークに対して付勢することを特徴とする請求項1記載のカメラ用アクチュエータ。
  6. 前記板バネは、前記カバーと前記ストッパとを離間させる方向に付勢して取り付けられている請求項1記載のカメラ用アクチュエータ。
  7. 前記カメラ用アクチュエータは、さらにベースを備え、前記カバーは前記ベースと係合手段により結合されている請求項1記載のカメラ用アクチュエータ。
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