JP2008112003A - レンズアクチュエータ - Google Patents

Abstract

【課題】主にカメラや携帯電話等に用いられるレンズアクチュエータに関し、小型化が図れ、動作の確実なものを提供することを目的とする。
【解決手段】キャリア１１に磁石２０を装着すると共に、キャリア１１外周に配置されたヨーク１９に上下コイル１７、１８を装着し、この磁石２０と上下コイル１７、１８を所定の空隙Ｌで対向配置することによって、上下動する磁石２０に必要な空隙が上下コイル１７、１８との間のみですむため、全体の小型化が図れると共に、上下コイル１７、１８は上下動せず固定されているため、安定した接続が可能となり、動作の確実なレンズアクチュエータを得ることができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、主にカメラや携帯電話等に用いられるレンズアクチュエータに関するものである。

近年、カメラや携帯電話等において、レンズアクチュエータを用いて、レンズのオートフォーカス動作を行うものが増えており、小型化が図れ、動作の安定したものが求められている。

このような従来のレンズアクチュエータについて、図６〜図８を用いて説明する。

図６は従来のレンズアクチュエータの断面図、図７は同分解斜視図であり、同図において、１は略円筒状で絶縁樹脂製のキャリア、２は絶縁樹脂製のカバー、３は絶縁樹脂製のケースで、キャリア１の中空部にはレンズ（図示せず）が装着されると共に、ケース３とこの上面を覆うカバー２の間に、キャリア１が上下動可能に収納されている。

そして、４は薄板金属製の上ばね、５は同じく下ばねで、上ばね４がカバー２下面とキャリア１上面の間に、下ばね５がキャリア１下面とケース３内底面の間に、各々やや撓んだ状態で装着され、この上下面に弾接した上ばね４と下ばね５によって、キャリア１が所定位置に保持されている。

また、６は銅合金線が略円環状に巻回されたコイル、７は略円筒状で鉄等のヨークで、コイル６がキャリア１外周下方の鍔部１Ａに装着固定されると共に、断面視略コの字状のヨーク７がキャリア１外周に、コイル６を覆うように対向配置されている。

さらに、８は略円弧状の複数の磁石で、この磁石８がヨーク７の内側壁に貼付され、図８の部分側面図に示すように、磁石８からヨーク７、コイル６を経路とした磁路が形成されると共に、磁石８内周面とコイル６外周面、及びコイル６内周面とヨーク７内側壁の間には、コイル６を上下方向へ移動させるための０．２ｍｍ前後の空隙Ｌが設けられている。

また、コイル６の両端が上下動のための弛みをもたせて、銅合金等の複数の電極９に半田付け等によって接続されると共に、この電極９下端がケース３底面から下方へ突出し、下ばね５上方には絶縁樹脂製のスペーサ１０が装着されて、レンズアクチュエータが構成されている。

そして、このように構成されたレンズアクチュエータが、カメラや携帯電話等の電子機器に装着されると共に、複数の電極９が機器の電子回路（図示せず）に接続される。

以上の構成において、機器の押釦（図示せず）等を操作すると、電子回路から電極９に電圧が印加されてコイル６に電流が流れ、図８に示したように、周囲に左右方向の磁界が形成されているコイル６には、これと直交する上下方向の力がはたらくため、コイル６及びこれが装着固定されたキャリア１が上または下方向へ移動して、オートフォーカス動作が行われ、キャリア１に装着されたレンズの焦点が調整される。

また、コイル６への電流を遮断した場合には、上下面の上ばね４や下ばね５の付勢力によってキャリア１が押圧され、上下面に弾接した上ばね４と下ばね５によって、キャリア１が所定位置に保持されるように構成されている。

なお、以上のようなレンズアクチュエータにおいては、図８に示したように、各構成部品の寸法ばらつきや組立て時のずれ等によって、コイル６が磁石８やヨーク７に当接し、コイル６の上下動に支障をきたさないように、空隙Ｌが設けられているが、この０．２ｍｍ前後の空隙Ｌはコイル６の内周側と外周側の両方に設けられており、さらにヨーク７の内周側の厚さも加わるため、径方向全体では１ｍｍ前後の寸法が必要となっている。

また、コイル６が上下動するため、コイル６の両端にはこの分の弛みをもたせる必要があり、さらに、これを弛ませた状態で断線等が生じないように電極９に半田付けする必要もあるため、コイル６の端末処理や組立てに手間がかかると共に、動作を繰返すとこれらの接続が不安定になることも生じる場合があるものであった。

なお、この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献１が知られている。
特開２００４−２８００３１号公報

しかしながら、上記従来のレンズアクチュエータにおいては、コイル６が上下動するため、コイル６の両側に空隙Ｌが必要となり、全体の小型化を図ることが困難であると共に、コイル６の端末処理や組立てにも時間を要するという課題があった。

本発明は、このような従来の課題を解決するものであり、小型化が図れ、動作の確実なレンズアクチュエータを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために本発明は、以下の構成を有するものである。

本発明の請求項１に記載の発明は、キャリアに磁石を装着すると共に、キャリア外周または内周に配置されたヨークにコイルを装着し、この磁石とコイルを所定の空隙で対向配置してレンズアクチュエータを構成したものであり、上下動する磁石に必要な空隙がコイルとの間のみですむため、全体の小型化が図れると共に、コイルは上下動せず固定されているため、安定した接続が可能となり、動作の確実なレンズアクチュエータを得ることができるという作用を有する。

請求項２に記載の発明は、請求項１記載の発明において、磁石の上下面に磁性体を設けたものであり、磁性体によって磁石の側面方向への漏れ磁束を少なくできるため、強い電磁力で磁石の上下動を行うことができるという作用を有する。

請求項３に記載の発明は、請求項１記載の発明において、コイルを上下に配列した上下コイルで形成すると共に、これらの間に間隙を設けたものであり、間隙によってコイル内を上下方向に通る磁束が少なくなるため、コイルを直交して通過しヨークに流れる磁束が増加し、磁石を確実に動作させることができるという作用を有する。

以上のように本発明によれば、小型化が図れ、動作の確実なレンズアクチュエータを実現することができるという有利な効果が得られる。

以下、本発明の実施の形態について、図１〜図５を用いて説明する。

（実施の形態）
図１は本発明の一実施の形態によるレンズアクチュエータの断面図、図２は同分解斜視図であり、同図において、１１は略円筒状でガラス入りポリカーボネート等の絶縁樹脂製のキャリア、１２はポリブチレンテレフタレート等の絶縁樹脂製の上カバー、１３は同じく絶縁樹脂製のケースで、キャリア１１の中空部にはレンズ（図示せず）が装着されると共に、ケース１３とこの上面を覆う上カバー１２の間に、キャリア１１が上下動可能に収納されている。

そして、１４は鋼や銅合金等の薄板金属製の上ばね、１５は同じく下ばねで、上ばね１４が上カバー１２下面とキャリア１１上面の間に、下ばね１５がキャリア１１下面とケース１３下面の下カバー１６の間に、各々やや撓んだ状態で装着され、この上下面に弾接した上ばね１４と下ばね１５によって、キャリア１１が所定位置に保持されている。

また、１７は絶縁樹脂で被覆された銅合金線が略円環状に巻回された上コイル、１８は同じく下コイル、１９は略円弧状で鉄等の複数のヨークで、上コイル１７と下コイル１８は逆方向に巻回されると共に、上コイル１７下端と下コイル１８上端が所定の間隙を空けて接続され、キャリア１１外周に配置されたヨーク１９内周に、接着等によって貼付装着されている。

さらに、２０は略リング状でネオジウム系等の磁石、２１は略リング状で鉄等の上磁性体、２２は同じく下磁性体で、上下面に上磁性体２１と下磁性体２２を装着した磁石２０が、鍔部１１Ａに載置されてキャリア１１外周に装着固定されている。

そして、この対向配置された磁石２０と上下コイル１７、１８によって、図３の部分側面図に示すように、磁石２０から上磁性体２１、上コイル１７、ヨーク１９、下コイル１８、下磁性体２２を経路とした磁路が形成されると共に、磁石２０と上下コイル１７、１８の間には、磁石２０を上下方向へ移動させるための０．２ｍｍ前後の空隙Ｌが設けられている。

また、上コイル１７上端と下コイル１８下端が銅合金等の複数の電極２３に半田付け等によって接続されると共に、この電極２３下端がケース１３底面から外方へ突出して、レンズアクチュエータが構成されている。

そして、このように構成されたレンズアクチュエータが、カメラや携帯電話等の電子機器に装着されると共に、複数の電極２３が機器の電子回路（図示せず）に接続される。

以上の構成において、機器の押釦（図示せず）等を操作すると、電子回路から電極２３に電圧が印加されて、図３に示したような磁路が形成された上下コイル１７、１８に電流が流れ、磁石２０にはこれと直交する上下方向の電磁力がはたらくため、磁石２０及びこれが装着固定されたキャリア１１が上または下方向へ移動して、オートフォーカス動作が行われ、キャリア１１に装着されたレンズの焦点が調整される。

また、上下コイル１７、１８への電流を遮断した場合には、上下面の上ばね１４または下ばね１５の付勢力によってキャリア１１が押圧されて移動し、上下面に弾接した上ばね１４と下ばね１５によって、キャリア１１が所定位置に保持されるように構成されている。

なお、この時、各構成部品の寸法ばらつきや組立て時のずれ等によって、磁石２０が他の構成部品に当接することを防ぐための空隙Ｌは、図３に示したように、上下動する磁石２０がキャリア１１外周に装着固定されているため、対向配置された上下コイル１７、１８との間、つまり、磁石２０外周と上下コイル１７、１８内周に各０．２ｍｍ前後ずつ設けるだけとなっている。

すなわち、上下動する磁石２０に必要な空隙Ｌが、上下コイル１７、１８との外周側のみですむため、この分だけ径方向全体の小型化を容易に図ることが可能なように構成されている。

また、上下コイル１７、１８は上下動せず固定されているため、これらの両端に弛みをもたせる必要もなく、端末処理や電極２３への半田付けも容易に行うことができると共に、動作を繰返した場合でも、安定した接続が保たれ、キャリア１１の確実な動作が行えるようになっている。

さらに、磁石２０の上下面に上磁性体２１と下磁性体２２を設けることによって、これらの磁性体により磁石２０の上下面からの外周や内周方向への漏れ磁束を少なくできるため、強い電磁力で磁石２０の上下動を行うことが可能なようになっている。

なお、図１や図３に示したように、上磁性体２１や下磁性体２２を磁石２０よりもやや小さくし、磁石２０上下面の内周側を露出することで、図３に破線で示すような、磁石２０の内周側への漏れ磁束を減少させ、上下コイル１７、１８方向への磁束を増加させることができる。

そして、コイルを上下に配列した上下コイル１７、１８で形成すると共に、上コイル１７下端と下コイル１８上端の間に所定の間隙を設けることによって、上下コイル１７、１８内を上下方向に通る漏れ磁束が少なくなるため、上下コイル１７、１８を直交して通過しヨーク１９に流れる磁束が増加し、磁石２０を確実に動作させることができる。

また、図４の部分側面図に示すように、上磁性体２１や下磁性体２２を磁石２０の外周側に突出させることで、この分だけ径方向の寸法は大きくはなるが、破線で示すような、磁石２０の外周側への漏れ磁束を減少させ、上下コイル１７、１８を直交しヨーク１９に流れる磁束を増加させることも可能となる。

さらに、図５の部分側面図に示すように、磁石２０の上下面に磁石２４を装着し、縦横着磁方向の異なる３つの磁石から形成された、所謂ハルバッハ型の磁石配置とすれば、より強い電磁力を得ることができる。

このように本実施の形態によれば、キャリア１１に磁石２０を装着すると共に、キャリア１１外周に配置されたヨーク１９に上下コイル１７、１８を装着し、この磁石２０と上下コイル１７、１８を所定の空隙Ｌで対向配置することによって、上下動する磁石２０に必要な空隙が上下コイル１７、１８との間のみですむため、全体の小型化が図れると共に、上下コイル１７、１８は上下動せず固定されているため、安定した接続が可能となり、動作の確実なレンズアクチュエータを得ることができるものである。

なお、以上の説明では、キャリア１１外周にヨーク１９を配置し、キャリア１１外周に磁石２０を、キャリア１１内周に上下コイル１７、１８を各々装着した構成について説明したが、構造はやや複雑になるが、キャリア１１内周にヨーク１９を配置し、これらに各々磁石２０やコイルを装着した構成としても、本発明の実施は可能である。

本発明によるレンズアクチュエータは小型化が図れ、動作の確実なものが得られ、主にカメラや携帯電話等のアクチュエータとして有用である。

本発明の一実施の形態によるレンズアクチュエータの断面図 同分解斜視図 同部分側面図 同他の実施の形態による部分側面図 同他の実施の形態による部分側面図 従来のレンズアクチュエータの断面図 同分解斜視図 同部分側面図

符号の説明

１１ キャリア
１１Ａ 鍔部
１２ 上カバー
１３ ケース
１４ 上ばね
１５ 下ばね
１６ 下カバー
１７ 上コイル
１８ 下コイル
１９ ヨーク
２０ 磁石
２１ 上磁性体
２２ 下磁性体
２３ 電極
２４ 磁石

Claims (3)

1. 略円筒状で中空部にレンズが装着されるキャリアと、このキャリアの上下面に弾接した複数のばねと、上記キャリア外周または内周に配置されたヨークからなり、上記キャリアに磁石を装着すると共に、上記ヨークにコイルを装着し、この磁石とコイルを所定の空隙で対向配置したレンズアクチュエータ。
2. 磁石の上下面に磁性体を設けた請求項１記載のレンズアクチュエータ。
3. コイルを上下に配列した上下コイルで形成すると共に、これらの間に間隙を設けた請求項１記載のレンズアクチュエータ。

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