JP2007072271A - Lens driving device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、カメラ等の対物レンズの駆動装置に関するもので、特に、ボイスコイルモータを用いたレンズ駆動装置の駆動効率の改善に関する。 The present invention relates to a drive device for an objective lens such as a camera, and more particularly to improvement of drive efficiency of a lens drive device using a voice coil motor.
近年、携帯電話等に搭載されるカメラは画素数が増大されるとともに、ズーム処理やマクロ処理等の高機能化が進んでいることから、搭載されるレンズ系についても、従来の固定焦点のものだけでなく、可動焦点のものも投入されてきている。この可動焦点のレンズ系の駆動方式としては、圧電素子を動力源に用いたもの(例えば、特許文献1参照)や、ステッピングモータを動力源に用いたもの(例えば、特許文献2参照)、あるいは、ボイスコイルモータを動力源に用いたもの等が提案されている(例えば、特許文献3参照)。
図6(a)は、ボイスコイルモータを用いたレンズ駆動装置の一構成例を示す図で、このレンズ駆動装置50は、軟鉄等の磁性体から成るコの字型円筒形状ヨーク51と、上記ヨーク51の外壁に取付けられるリング状のマグネット52と、中央位置にレンズ53を保持するキャリア(以下、レンズホルダという)54と、このレンズホルダ54に装着される駆動コイル55と、上記ヨーク51が装着されるベース56と、上記ベース56を支えるフレーム57と、上記レンズホルダ54を上下で支持する2個のスプリング58A,58Bと、このスプリング58A,58Bの上下を覆う2個のキャップ59A,58Bとを備えている。
In recent years, cameras mounted on mobile phones and the like have increased the number of pixels, and advanced functions such as zoom processing and macro processing have been advanced. Not only that, but those with movable focus have been introduced. As a driving system for the movable focus lens system, a piezoelectric element is used as a power source (for example, refer to Patent Document 1), a stepping motor is used as a power source (for example, refer to Patent Document 2), or A device using a voice coil motor as a power source has been proposed (see, for example, Patent Document 3).
FIG. 6A is a diagram showing a configuration example of a lens driving device using a voice coil motor. The
上記駆動コイル55は、上記ヨーク51と上記マグネット52とにより印加される、コイル周りに放射状に分布する磁界中に設置されているので、上記駆動コイル55に通電すると、上記駆動コイル55には、同図の矢印に示すような、被写体の方向(上方)へ向けたローレンツ力が発生して、上記レンズホルダ54を上記スプリング58A,58Bの復元力と釣り合った位置に移動させることができる。したがって、上記駆動コイル55に通電する電流値を制御することにより、上記レンズホルダ54の移動量を制御して、上記レンズ53の位置を制御することができる。
しかしながら、上記のようなレンズ駆動装置50では、ヨーク51がマグネット52のレンズ開口部側(同図の上側)にしか配置されていないため、図6(b)に示すように、マグネット52の下部側では磁気抵抗が大きくなって、磁束がレンズ駆動装置50の外部に漏れてしまうといった問題点があった。外部への磁束漏れが大きいと駆動コイル55へ印加する磁界の磁気効率が低くなり、上記レンズホルダ54の駆動効率が悪いだけでなく、上記漏れた磁束が他のデバイスへの悪影響を与える恐れがあった。
However, in the
本発明は、従来の問題点に鑑みてなされたもので、駆動用コイルに磁界を印加する磁石からの磁束漏れを少なくして、レンズホルダの駆動効率を向上させることができるとともに、磁束漏れによる他のデバイスへの悪影響を減少させることができるレンズ駆動装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the conventional problems, and can reduce the leakage of magnetic flux from the magnet that applies a magnetic field to the driving coil, thereby improving the driving efficiency of the lens holder. An object of the present invention is to provide a lens driving device that can reduce adverse effects on other devices.
本願の請求項1に記載の発明は、レンズを保持するホルダと、上記ホルダに装着された環状の駆動コイルと、固定部材側に設けられたヨークと、このヨークの内面側に取付けられた磁石と、上記ホルダと上記固定部材とを上記レンズの開口部側である上部側及び上記開口部側とは反対側の下部側にてそれぞれ連結する上部バネ部材及び下部バネ部材とを備え、上記駆動コイルに通電する電流値と上記各バネ部材の復元力とにより上記レンズの移動量を制御するレンズ駆動装置において、上記ヨークを、上記駆動コイルと上記永久磁石とを上面側から囲む円環状の水平片と、この水平片のホルダ側から下部方向に突出する内筒とを備えた断面形状がコの字型の上部ヨークと、上記永久磁石の下面側に突出する円環状の水平片を有する下部ヨークとから構成したものである。
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載のレンズ駆動装置において、上記ホルダの外周部に、上記駆動コイルの内周側と下端部とをそれぞれ固定して支持するコイル支持部材を設けて、このコイル支持部材に上記駆動コイルを装着するとともに、上記上部ヨークの内筒に切り欠き部を設けて、上記コイルを上記上部ヨークの内筒の内側に配置したものである。
請求項3に記載の発明は、請求項2に記載のレンズ駆動装置において、上記下部ヨークの水平片を上記磁石の内周側よりも内側に突出させたものである。
また、請求項4に記載の発明は、請求項2に記載のレンズ駆動装置において、上記下部ヨークを、上記駆動コイルと上記永久磁石とを下面側から囲む円環状の水平片と、この水平片のホルダ側から上部方向に突出する内筒とを備えた断面形状がコの字型のヨークとするとともに、上記下部ヨークの内筒に切り欠き部を設けて、上記コイルを上記上部及び下部ヨークの内筒の内側に配置したものである。
請求項5に記載の発明は、請求項1〜請求項4のいずれかに記載のレンズ駆動装置において、上記ホルダに、上記固定部材の下部にて、上記ホルダの上部方向に向けて予荷重を付与したものである。
According to the first aspect of the present invention, there is provided a holder for holding a lens, an annular drive coil attached to the holder, a yoke provided on the fixed member side, and a magnet attached to the inner surface side of the yoke. And an upper spring member and a lower spring member that connect the holder and the fixing member respectively on the upper side that is the opening side of the lens and the lower side that is opposite to the opening side. In a lens driving device that controls the amount of movement of the lens by a current value energized to the coil and a restoring force of each spring member, an annular horizontal that surrounds the yoke and the driving coil and the permanent magnet from the upper surface side. An upper yoke having a U-shaped cross section including a piece and an inner cylinder protruding downward from the holder side of the horizontal piece, and a lower part having an annular horizontal piece protruding to the lower surface side of the permanent magnet yoke One in which was formed from.
According to a second aspect of the present invention, in the lens driving device according to the first aspect, a coil support member for fixing and supporting the inner peripheral side and the lower end of the drive coil is provided on the outer peripheral portion of the holder. The drive coil is mounted on the coil support member, and a notch is provided in the inner cylinder of the upper yoke, and the coil is arranged inside the inner cylinder of the upper yoke.
According to a third aspect of the present invention, in the lens driving device according to the second aspect, the horizontal piece of the lower yoke is projected inward from the inner peripheral side of the magnet.
According to a fourth aspect of the present invention, in the lens driving device according to the second aspect, the lower yoke, an annular horizontal piece surrounding the drive coil and the permanent magnet from the lower surface side, and the horizontal piece A yoke having a U-shaped cross section including an inner cylinder projecting upward from the holder side of the holder, and a notch is provided in the inner cylinder of the lower yoke so that the coil is connected to the upper and lower yokes. It is arranged inside the inner cylinder.
According to a fifth aspect of the present invention, in the lens driving device according to any one of the first to fourth aspects, a preload is applied to the holder at a lower portion of the fixing member toward an upper direction of the holder. It has been granted.
本発明によれば、レンズ駆動装置の固定部材側に設けられ、その内面側に、レンズを保持するホルダに装着された環状の駆動コイルに放射状の磁界を印加する磁石が取付けられるヨークを、上記駆動コイルと上記永久磁石とを上面側から囲む円環状の水平片と、この水平片のホルダ側から下部方向に突出する内筒とを備えた断面形状がコの字型の上部ヨークと、上記永久磁石の下面側に突出する円環状の水平片を有する下部ヨークとから構成し、駆動コイルと上記磁石とを上記ヨークにより上下から囲むようにしたので、外部への磁束の漏れを少なくすることができる。したがって、磁気効率を高めることができ、レンズホルダの駆動効率を向上させることができるとともに、磁束漏れによる他のデバイスへの悪影響を減少させることができる。
このとき、上記ホルダの外周部に、上記駆動コイルの内周側と下端部とを固定して支持するコイル支持部材を設け、このコイル支持部材に上記駆動コイルを装着するとともに、上記上部ヨークの内筒に切り欠き部を設けて、上記コイルを上記上部ヨークの内筒の内側に配置するとともに、上記下部ヨークを上記磁石の内周側よりも内側に突出させるようにしたり、上記下部ヨークも上記上部ヨークと同様の構成として、上記コイルを上記上部及び下部ヨークの内筒の内側に配置したりすれば、磁束は更に漏れにくくなるので、磁気効率を更に高めることができる。
According to the present invention, the yoke provided on the fixed member side of the lens driving device, on which the magnet for applying a radial magnetic field to the annular driving coil attached to the holder for holding the lens is attached to the inner surface thereof, An upper yoke having a U-shaped cross section including an annular horizontal piece surrounding the drive coil and the permanent magnet from the upper surface side, and an inner cylinder protruding downward from the holder side of the horizontal piece, Since it is composed of a lower yoke having an annular horizontal piece projecting to the lower surface side of the permanent magnet, and the drive coil and the magnet are surrounded by the yoke from above and below, leakage of magnetic flux to the outside is reduced. Can do. Therefore, the magnetic efficiency can be increased, the driving efficiency of the lens holder can be improved, and adverse effects on other devices due to magnetic flux leakage can be reduced.
At this time, a coil support member that fixes and supports the inner peripheral side and the lower end of the drive coil is provided on the outer periphery of the holder, and the drive coil is mounted on the coil support member, and the upper yoke A notch is provided in the inner cylinder so that the coil is disposed inside the inner cylinder of the upper yoke, and the lower yoke is protruded inward from the inner peripheral side of the magnet. If the coil is arranged inside the inner cylinders of the upper and lower yokes with the same configuration as the upper yoke, the magnetic flux can be further prevented from leaking, so that the magnetic efficiency can be further increased.
以下、本発明の最良の形態について、図面に基づき説明する。
図1は、本発明の最良の形態に係るレンズ駆動装置10の構成を示す模式図で、同図において、11はレンズ、12はこのレンズ11を保持するホルダ(レンズホルダ)、13は上記レンズホルダ12の外周側に配置される環状の駆動コイル、14は上記駆動コイル13を支持するコイル支持部材で、本例では、上記レンズホルダ12の外周側に設けられた、上記レンズホルダ12の軸方向に延長する第1の支持部材14aに上記駆動コイル13の内周側を接着固定するとともに、上記第1の支持部材14aの下端部(上記レンズ11の開口部側とは反対側の端部)から径方向外側に突出する第2の支持部材14bに上記駆動コイル13の下端部を接着固定するようにしている。
15は上記駆動コイル13の外周側に設けられ、上記駆動コイル13に放射状の磁界を印加する円筒状の磁石、16は軟鉄等の磁性体から成る断面がコの字型の筒状の上部ヨーク16Aと断面がL字型の筒状の下部ヨーク16Bとから成るヨーク、17A,17Bは上記磁石15及び上記ヨーク16A,16Bを支持する上部及び下部の固定部材、18Aは上記レンズホルダ12のレンズ開口部側である上部側と上記上部固定部材16Aとを連結する第1のバネ部材、18Bは上記レンズホルダ12の下部側と上記下部固定部材16Bとを連結する第2のバネ部材である。
上記下部の固定部材17Bには、その内周側にレンズホルダ12の底部方向に突出する円環状の突起部17mが設けられており、この突起部17mにより、上記第2のバネ部材18Bを上方に押上げるようにしている。これにより、上記レンズホルダ12には上部方向に向けて予荷重が付与されるので、レンズ駆動装置10に揺れや衝撃が入力された場合でも、上記レンズホルダ12に生じる揺れや衝撃を低減することができる。
Hereinafter, the best mode of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic diagram showing the configuration of a
A
The lower fixing member 17B is provided with an
図2は、上部ヨーク16Aと下部ヨーク16Bの詳細を示す図で、上記ヨーク16A,16Bはいずれも、上記駆動コイル13と上記磁石15とを上面側または下面側から囲む円環状の水平片16aと、上記レンズホルダ12と上記駆動コイル13との間に突出する内筒16bと、その内周側に上記磁石15が取付けられた外筒16cとを備えており、上記内筒16bには、切り欠き部16kが設けられている。この切り欠き部16kは、上記コイル支持部材14に接着固定された駆動コイル13を上記内筒16bと磁石15との間に配置するために設けられたもので、これにより、コイル支持部材14に上記駆動コイル13を接着固定した構造であっても、上記駆動コイル13と磁石15とを上記ヨーク16A,16Bにより囲むようにすることができる。したがって、図3に示すように、上記磁石15の内周側からの磁束は上記駆動コイル13をほぼ垂直に貫くようにすることができるとともに、上記駆動コイル13を貫いた磁束は、それぞれ、上記上部ヨーク16Aの内筒16b,水平片16a,外筒16c、及び、下部ヨーク16Bの内筒16b,水平片16a,外筒16cを通って上記磁石15の外周側に導かれるので、磁束は外部に漏れにくくなる。したがって、磁束漏れによる他のデバイスへの悪影響を減少させることができるとともに、磁気効率を大幅に高めることができ、レンズホルダの駆動効率を向上させることができる。
FIG. 2 is a diagram showing details of the upper yoke 16A and the lower yoke 16B. Each of the yokes 16A and 16B is an annular
このように、本最良の形態によれば、磁石15のヨーク16を、上記駆動コイル13と上記磁石15とを上面側または下面側から囲む円環状の水平片16aと、上記レンズホルダ12と上記駆動コイル13との間に突出する内筒16bと、その内周側に上記磁石15が取付けられた外筒16cとを備え、上記内筒16bに切り欠き部16kが設けられた上部ヨーク16Aと下部ヨーク16Bとから構成し、レンズ11を保持するレンズホルダ12の外周側に設けられたコイル支持部材14に接着固定された上記駆動コイル13とこの駆動コイル13に放射状の磁界を印加する磁石15とを上記ヨーク16A,16Bにより囲むようにしたので、上記磁石15からの磁束漏れを大幅に減少させることができる。したがって、磁束漏れによる他のデバイスへの悪影響を減少させることができるとともに、磁気効率を大幅に高めることができるので、レンズホルダの駆動効率を向上させることができる。
また、上記下部の固定部材17Bに円環状の突起部17mを設けて、上記レンズホルダ12を下部側から支持する第2のバネ部材18Bを上方に押上げ、上記レンズホルダ12には上部方向に向けて予荷重を付与するようにしたので、上記レンズホルダ12に生じる揺れや衝撃を低減することができる。
Thus, according to this best mode, the
Further, an
なお、上記最良の形態では、上部ヨーク16Aと下部ヨーク16Bとをほぼ同様の構成にしたが、上記下部ヨーク16Bに代えて、図4(a)に示すような、断面形状がL字状の下部ヨーク16Cを用いるとともに、上記下部ヨーク16Cの水平片16aの先端側を上記磁石15の内周側よりも突出させるようにすれば、図4(b)に示すように、上記磁石15からの磁束を上記磁石15の外周側に十分に導くことができるので、磁気効率を大幅に高めることができ、レンズホルダの駆動効率を向上させることができる。
また、図5(a)に示すように、水平片16aの先端側が上記磁石15の下面まで延長した下部ヨーク16Dであっても、上記磁石15の上下を上記上部ヨーク16Aと上記下部ヨーク16Dとで上下から囲む構造とすることができるので、上記図6に示した従来例に比較して、磁束の漏れを減少させることができる。なお、図5(b)に示すように、上記従来例のヨーク51の下部に、上記断面がL字型のヨーク16Dを追加した構造としても、磁束の漏れを減少させることができ、磁気効率を高めることができる。なお、この場合には、上記ヨーク51には、上部ヨーク16Aのような切り欠き部16kを設ける必要はないが、駆動コイル13の内周側を強固に接着固定できないので、本例のように、駆動コイル13をコイル支持部材14に接着固定する構成とする方が好ましい。
In the best mode, the upper yoke 16A and the lower yoke 16B have substantially the same configuration. However, instead of the lower yoke 16B, the cross-sectional shape as shown in FIG. If the lower yoke 16C is used and the front end side of the
Further, as shown in FIG. 5A, even if the tip of the
以上説明したように、本発明によれば、駆動用コイルに磁界を印加する磁石からの磁束の漏れを少なくして、レンズホルダの駆動効率を向上させることができるので、駆動コイルの消費電力を改善することができるとともに、磁束漏れによる他のデバイスへの悪影響を減少させることができる。 As described above, according to the present invention, leakage of magnetic flux from a magnet that applies a magnetic field to the driving coil can be reduced, and the driving efficiency of the lens holder can be improved. It can be improved, and adverse effects on other devices due to magnetic flux leakage can be reduced.
10 レンズ駆動装置、11 レンズ、12 レンズホルダ、13 駆動コイル、
14 コイル支持部材、14a 第1の支持部材、14b 第2の支持部材、
15 磁石、16 ヨーク、16A 上部ヨーク、16B 下部ヨーク、
16a 水平片、16b 内筒、16c 外筒、16k 切り欠き部、
17A 上部の固定部材、17B 下部の固定部材、17m 突起部、
18A 第1のバネ部材、18B 第2のバネ部材。
10 lens drive device, 11 lens, 12 lens holder, 13 drive coil,
14 coil support member, 14a first support member, 14b second support member,
15 magnet, 16 yoke, 16A upper yoke, 16B lower yoke,
16a horizontal piece, 16b inner cylinder, 16c outer cylinder, 16k notch,
17A Upper fixing member, 17B Lower fixing member, 17m protrusion,
18A 1st spring member, 18B 2nd spring member.
Claims (5)
The lens driving device according to any one of claims 1 to 4, wherein a preload is applied to the holder at a lower portion of the fixing member toward an upper portion of the holder.
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