JP2008185749A - Lens drive unit - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、レンズを光軸方向に駆動するレンズ駆動装置に関し、特に、ボイスコイル型モータを駆動源とし、小型化が要求される例えば携帯情報端末装置等に搭載されるレンズ駆動装置に関する。 The present invention relates to a lens driving device that drives a lens in the optical axis direction, and more particularly, to a lens driving device that is mounted on, for example, a portable information terminal device that is required to be downsized using a voice coil motor as a driving source.
従来のレンズ駆動装置としては、レンズを保持する環状のレンズ保持枠、レンズ保持枠の外周2箇所に設けられた2つの嵌合孔、2つの嵌合孔に摺動自在に挿入されてレンズ保持枠を光軸方向にガイドする2つのガイドシャフト、ガイドシャフトよりも径方向外側においてレンズ保持枠の周りに固定されたボビン及びボビンに巻回されたコイル、ガイドシャフトを固定すると共にレンズ保持枠及びコイル等を収容する鏡筒、コイルよりも径方向外側において鏡筒の内周面に固定された磁石、磁石に接合されコイルとレンズ保持枠の間に非接触にて屈曲して配置されたヨーク等を備え、磁石及びヨークが静止した状態でコイルが可動するボイスコイル型モータを駆動源とするものが知られている(例えば、特許文献1参照)。 As a conventional lens driving device, an annular lens holding frame for holding a lens, two fitting holes provided at two positions on the outer periphery of the lens holding frame, and a lens holding by being slidably inserted into two fitting holes Two guide shafts for guiding the frame in the optical axis direction, a bobbin fixed around the lens holding frame on the outer side in the radial direction from the guide shaft, a coil wound around the bobbin, a guide holding shaft and a lens holding frame A lens barrel that houses a coil, a magnet that is fixed to the inner peripheral surface of the lens barrel on the radially outer side of the coil, and a yoke that is joined to the magnet and bent in a non-contact manner between the coil and the lens holding frame Etc., and a voice coil type motor in which the coil moves while the magnet and the yoke are stationary is known (see, for example, Patent Document 1).
また、他のレンズ駆動装置としては、レンズを保持するレンズ保持枠、レンズ保持枠から径方向に突出する2つの腕部にそれぞれ形成された嵌合孔及びU字状の嵌合凹部、嵌合孔及び嵌合凹部に摺動自在に挿入されてレンズ保持枠を光軸方向にガイドする2つのガイドシャフト、嵌合孔を形成する腕部の径方向外側に固定されたコ字状に屈曲するヨーク、ヨークに固定された磁石、ガイドシャフトを固定すると共にレンズ保持枠及び磁石並びにヨーク等を収容する鏡筒、磁石よりも径方向外側において鏡筒の内周面に固定された環状のコイル等を備え、コイルが静止した状態で磁石及びヨークが可動するボイスコイル型モータを駆動源とするものが知られている(例えば、特許文献2参照)。 As other lens driving devices, there are a lens holding frame for holding the lens, fitting holes and U-shaped fitting recesses formed in two arm portions projecting radially from the lens holding frame, fitting Two guide shafts that are slidably inserted into the holes and fitting recesses to guide the lens holding frame in the optical axis direction, and are bent into a U-shape that is fixed to the radially outer side of the arm portion that forms the fitting hole. A yoke, a magnet fixed to the yoke, a lens barrel that holds the guide holding shaft and the lens holding frame, the magnet, and the yoke, an annular coil fixed to the inner peripheral surface of the lens barrel on the radially outer side from the magnet, etc. And a voice coil motor in which a magnet and a yoke move while the coil is stationary is known (see, for example, Patent Document 2).
しかしながら、これらのレンズ駆動装置においては、レンズ枠をガイドする2つのガイドシャフトが径方向において最も中心(光軸)よりに配置され、ガイドシャフトの外側において、順次に、コイル→磁石及びヨーク、又は、磁石及びヨーク→コイルが配置される構成となっている。
したがって、レンズ保持枠の外周近傍において、2つのガイドシャフトは2箇所に部分的に配置されるものの、磁石、ヨーク、コイル等を環状に形成すると、径方向において全体として大型化を招くことになる。
また、このボイスコイル型モータを駆動源としてレンズ保持枠(レンズ)を光軸方向に駆動制御する際に、レンズ保持枠の光軸方向の位置を検出するのではなく、レンズを通した像の結像状態をモニターし、CCD/AFの閉ループで制御しているため、制御が非常に困難であった。
さらに、携帯情報端末装置等に搭載する場合は、径方向の小型化(小径化)に加えて光軸方向の薄型化も図る必要があるが、従来のような磁石、ヨーク、及びコイル、並びにガイドシャフトの配置構成では、無駄な空間を招きその薄型化が困難であった。
However, in these lens driving devices, the two guide shafts for guiding the lens frame are arranged at the most center (optical axis) in the radial direction, and sequentially on the outside of the guide shaft, the coil → the magnet and the yoke, or The magnet and the yoke → coil are arranged.
Therefore, although the two guide shafts are partially disposed in two locations in the vicinity of the outer periphery of the lens holding frame, if a magnet, a yoke, a coil, or the like is formed in an annular shape, the overall size is increased in the radial direction. .
In addition, when driving the lens holding frame (lens) in the optical axis direction using this voice coil motor as a drive source, the position of the lens holding frame in the optical axis direction is not detected, but the image passing through the lens is not detected. Since the imaging state is monitored and controlled by a closed loop of CCD / AF, the control is very difficult.
Furthermore, when it is mounted on a portable information terminal device or the like, it is necessary to reduce the thickness in the optical axis direction in addition to the reduction in size in the radial direction (smaller diameter). In the arrangement configuration of the guide shaft, a useless space is caused and it is difficult to reduce the thickness.
本発明は、上記の事情に鑑みて成されたものであり、その目的とするところは、構造の簡素化、部品の集約化、光軸に垂直な径方向の小型化(小径化)、光軸方向の薄型化等を図りつつ、レンズを光軸方向に円滑に又高精度に駆動できるレンズ駆動装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above-mentioned circumstances, and the object is to simplify the structure, consolidate parts, downsize in the radial direction perpendicular to the optical axis (reduce the diameter), An object of the present invention is to provide a lens driving device capable of driving a lens smoothly and accurately in the optical axis direction while reducing the thickness in the axial direction.
本発明のレンズ駆動装置は、ベースと、レンズを保持する円筒状のレンズ枠と、レンズ枠を光軸方向にガイドするべくベースに固定された2つのガイドシャフトと、環状に成形されたコイルと、環状に形成された磁石と、コ字状の断面をなし内側円筒部及び外側円筒部をもつ二重円筒状に形成されたヨークと、を備えたレンズ駆動装置であって、上記磁石は、レンズ枠及びベースの一方に設けられ、上記コイル及びヨークは、レンズ枠及びベースの他方に設けられ、2つのガイドシャフトは、光軸に垂直な径方向において、磁石、コイル及びヨークの外側に配置され、上記レンズ枠は、径方向に突出して形成され2つのガイドシャフトに摺動自在に嵌合される嵌合部を有する、ことを特徴としている。
この構成によれば、レンズを保持する円筒状のレンズ枠の周りに、環状の磁石,環状のコイル,環状のヨークが配置され、それらの外側に2つのガイドシャフトが配置されるため、レンズ及びレンズ枠の周りにおいて、磁石,コイル,ヨークを中心(光軸)寄りに集約させて配置することができ、装置を光軸に垂直な径方向において小径化、及び光軸方向において薄型化することができ、全体として装置を小型化することができる。
The lens driving device of the present invention includes a base, a cylindrical lens frame that holds the lens, two guide shafts fixed to the base to guide the lens frame in the optical axis direction, and an annularly formed coil. A lens driving device comprising: a magnet formed in an annular shape; and a yoke formed in a double cylindrical shape having a U-shaped cross section and an inner cylindrical portion and an outer cylindrical portion, wherein the magnet includes: Provided on one of the lens frame and base, the coil and yoke are provided on the other of the lens frame and base, and the two guide shafts are arranged outside the magnet, coil and yoke in the radial direction perpendicular to the optical axis. The lens frame has a fitting portion that protrudes in the radial direction and is slidably fitted to two guide shafts.
According to this configuration, the annular magnet, the annular coil, and the annular yoke are disposed around the cylindrical lens frame that holds the lens, and the two guide shafts are disposed on the outside thereof. Around the lens frame, magnets, coils, and yokes can be arranged close to the center (optical axis), and the device can be reduced in diameter in the radial direction perpendicular to the optical axis and thinned in the optical axis direction. As a whole, the apparatus can be miniaturized.
上記構成において、2つのガイドシャフトは、光軸に直交する直線上又は近傍に配置されている、構成を採用することができる。
この構成によれば、例えば、ベースが略矩形又はそれに相当する略楕円形状をなす場合、その四隅のうち対角線上の二隅に又は長軸上の両端に2つのガイドシャフトが配置されるため、スペースの有効利用及び全体の集約化を図りつつ、装置をより小型化することができる。
In the above configuration, a configuration in which the two guide shafts are arranged on or near a straight line orthogonal to the optical axis can be adopted.
According to this configuration, for example, when the base has a substantially rectangular shape or a substantially elliptical shape corresponding thereto, two guide shafts are arranged at two corners on the diagonal line or at both ends on the long axis among the four corners. The apparatus can be further downsized while effectively utilizing the space and consolidating the whole.
上記構成において、コイル及びヨークはベースに固定され、磁石はレンズ枠の外周面の少なくとも一部を画定するようにレンズ枠に固定され、レンズ枠は、磁石よりも径方向内側において、ヨークの内側円筒部を非接触にて受け入れる環状凹部を有する、構成を採用することができる。
この構成によれば、環状をなす磁石がレンズ枠と一体的に移動する可動子として機能し、コイル及びヨークがベースに固定されて固定子として機能すると共に、磁石がレンズ枠の外周面と面一になるように形成され、かつ、ヨークの内側円筒部がレンズ枠の環状凹部に入り込むように形成されて、これらヨーク及び磁石を中心寄りにさらに集約して配置しているため、無駄な空間を極力省くことができ、装置を一層小型化(小径化)することができる。また、コイルをベースに固定して固定子として機能させるため、結線の取り回しが容易になり、コイルが可動する場合に比べて断線等をより確実に防止できる。
In the above configuration, the coil and the yoke are fixed to the base, and the magnet is fixed to the lens frame so as to define at least a part of the outer peripheral surface of the lens frame. A configuration having an annular recess that receives the cylindrical portion in a non-contact manner can be employed.
According to this configuration, the ring-shaped magnet functions as a mover that moves integrally with the lens frame, the coil and yoke are fixed to the base and function as a stator, and the magnet functions as the outer peripheral surface of the lens frame. Since the inner cylindrical part of the yoke is formed so as to enter the annular recess of the lens frame and these yokes and magnets are further concentrated closer to the center, the wasted space is formed. Can be saved as much as possible, and the apparatus can be further downsized (smaller diameter). Further, since the coil is fixed to the base and functions as a stator, the wiring can be easily routed, and disconnection or the like can be more reliably prevented as compared with the case where the coil is movable.
上記構成において、磁石及びレンズ枠は、樹脂材料を用いて2色成型されている、構成を採用することができる。
この構成によれば、樹脂化された磁石(プラスチックマグネット)と樹脂化されたレンズ枠を採用することで、軽量化でき、又、2色成型として一体的に形成することで、より小型化することができる。
In the above configuration, the magnet and the lens frame may employ a configuration in which two colors are molded using a resin material.
According to this configuration, it is possible to reduce the weight by adopting a resinized magnet (plastic magnet) and a resinized lens frame, and further reducing the size by integrally forming as a two-color molding. be able to.
上記構成において、レンズ枠を光軸方向の一方向に付勢する付勢部材を有する、構成を採用することができる。
この構成によれば、付勢部材の付勢力が作用した状態で、コイルが通電されると、付勢力に抗しつつ、発生した電磁駆動力がレンズ枠を移動させる。そして、付勢力と電磁駆動力が釣り合ったところで、レンズ枠は停止する。したがって、コイルに流す電流(印加電圧)を適宜制御することにより、レンズ枠(及びレンズ)を所望の位置に高精度に移動させることができる。
The said structure can employ | adopt the structure which has the urging member which urges | biases a lens frame to one direction of an optical axis direction.
According to this configuration, when the coil is energized with the urging force of the urging member applied, the generated electromagnetic driving force moves the lens frame against the urging force. When the urging force and the electromagnetic driving force are balanced, the lens frame stops. Therefore, the lens frame (and the lens) can be moved to a desired position with high accuracy by appropriately controlling the current (applied voltage) flowing through the coil.
上記構成において、付勢部材は、ガイドシャフトの周りに同軸に配置されると共にベースとレンズ枠の嵌合部の間に付勢力を及ぼすコイルバネである、構成を採用することができる。
この構成によれば、付勢部材がガイドシャフトの周りに嵌め込まれるコイルバネであるため、専用の配置スペースを必要とせず、部品の集約化、装置の小型化等も達成できる。
In the above configuration, the biasing member may be a coil spring that is coaxially disposed around the guide shaft and that exerts a biasing force between the fitting portion of the base and the lens frame.
According to this configuration, since the urging member is a coil spring that is fitted around the guide shaft, a dedicated arrangement space is not required, and parts can be integrated, and the apparatus can be downsized.
上記構成において、レンズ枠の移動に対して抵抗力を及ぼす抵抗部材を有する、構成を採用することができる。
この構成によれば、抵抗部材の抵抗力が作用した状態で、コイルが通電されると、発生した電磁駆動力が、抵抗力に打ち勝ってレンズ枠を移動させる。したがって、コイルに流す電流(印加電圧)を適宜制御することにより、レンズ枠(及びレンズ)を所望の位置に高精度に移動させることができる。
In the above configuration, a configuration having a resistance member that exerts a resistance force to the movement of the lens frame can be employed.
According to this configuration, when the coil is energized in a state where the resistance force of the resistance member is applied, the generated electromagnetic driving force overcomes the resistance force and moves the lens frame. Therefore, the lens frame (and the lens) can be moved to a desired position with high accuracy by appropriately controlling the current (applied voltage) flowing through the coil.
上記構成において、抵抗部材は、レンズ枠に一端が固定されかつガイドシャフトの外周面に他端が摺動自在に押圧された片持ちバネである、構成を採用することができる。
この構成によれば、抵抗部材がガイドシャフトに摺動自在に接触する片持ちバネであるため、専用の配置スペースを必要とせず、部品の集約化、装置の小型化等も達成できる。
In the above configuration, the resistance member may be a cantilever spring having one end fixed to the lens frame and the other end slidably pressed against the outer peripheral surface of the guide shaft.
According to this configuration, since the resistance member is a cantilever spring that slidably contacts the guide shaft, a dedicated arrangement space is not required, and parts can be consolidated and the apparatus can be downsized.
上記構成において、レンズ枠の光軸方向における位置を検出する検出手段を有する、構成を採用することができる。
この構成によれば、従来のようにモニターを介してレンズ枠(レンズ)の位置を制御するのではなく、検出手段の検出信号に基づいて直接駆動制御されるため、光軸方向の所望の位置に高精度に移動させて位置決めすることができる。
In the above configuration, it is possible to employ a configuration having detection means for detecting the position of the lens frame in the optical axis direction.
According to this configuration, the position of the lens frame (lens) is not controlled via a monitor as in the prior art, but is directly driven and controlled based on the detection signal of the detection means. It can be moved and positioned with high accuracy.
上記構成において、検出手段は、ベース及びレンズ枠の一方に設けられた磁気センサと、ベース及びレンズ枠の他方に設けられて光軸方向に複数配列して着磁された着磁部材を含む、構成を採用することができる。
この構成によれば、検出手段が磁気センサと着磁部材であるため、非接触にて高精度な検出を行うことができる。
例えば、着磁部材に高周波着磁(例えば、数KHz/移動量)の着磁を施して、磁気センサ(例えば、MR素子、ホール素子等)で着磁パターンを読み取って電圧変換し、そのパルス数をカウントすることにより、レンズ枠の相対的な位置を認識して駆動制御することができ、又、着磁部材に低周波着磁(例えば、0.5Hz/移動量)の着磁を施して、磁気センサ(例えば、MR素子、ホール素子等)で着磁パターンを読み取って電圧変換し、予め用意した電圧と移動量の関係を示す情報(マップ)から、レンズ枠の絶対位置を認識して駆動制御することができる。
In the above configuration, the detection means includes a magnetic sensor provided on one of the base and the lens frame, and a magnetized member provided on the other of the base and the lens frame and magnetized by being arrayed in the optical axis direction. A configuration can be employed.
According to this configuration, since the detection means is the magnetic sensor and the magnetized member, highly accurate detection can be performed without contact.
For example, high-frequency magnetization (for example, several KHz / movement amount) is applied to the magnetized member, the magnetized pattern is read by a magnetic sensor (for example, MR element, Hall element, etc.), and the voltage is converted. By counting the number, the relative position of the lens frame can be recognized and controlled, and the magnetized member is magnetized at a low frequency (for example, 0.5 Hz / movement amount). The magnetic sensor (for example, MR element, Hall element, etc.) reads the magnetized pattern, converts the voltage, and recognizes the absolute position of the lens frame from information (map) showing the relationship between the voltage and the amount of movement prepared in advance. Drive control.
上記構成において、磁気センサはレンズ枠に固定され、着磁部材はガイドシャフトを兼ねる、構成を採用することができる。
この構成によれば、着磁部材がガイドシャフトを兼ねるため、検出機能を増やしたにも拘わらず、部品点数を削減でき、装置を簡素化、小型化(小径化、薄型化)することができる。
In the above configuration, a configuration in which the magnetic sensor is fixed to the lens frame and the magnetized member also serves as a guide shaft can be adopted.
According to this configuration, since the magnetized member also serves as the guide shaft, the number of parts can be reduced despite the increased detection function, and the apparatus can be simplified and downsized (smaller diameter and thinner). .
上記構成において、検出手段は、ベースに設けられた光センサと、レンズ枠に設けられて光センサにより検出される被検出片を含む、構成を採用することができる。
この構成によれば、検出手段が光センサ(例えば、フォトインタラプタ)及び被検出片であるため、非接触にて高精度な検出を行うことができる。
例えば、光センサの出力のアナログ成分を抽出し、予め用意された電圧と移動量の関係を示す情報(マップ)から、レンズ枠の絶対位置を認識して駆動制御することができる。
In the above configuration, the detection means may employ a configuration including an optical sensor provided on the base and a detected piece provided on the lens frame and detected by the optical sensor.
According to this configuration, since the detection means is an optical sensor (for example, a photo interrupter) and a detected piece, highly accurate detection can be performed without contact.
For example, an analog component of the output of the optical sensor can be extracted, and drive control can be performed by recognizing the absolute position of the lens frame from information (map) indicating the relationship between the voltage and movement amount prepared in advance.
上記構成をなすレンズ駆動装置によれば、構造の簡素化、部品の集約化、光軸に垂直な径方向の小型化(小径化)、光軸方向の薄型化等を達成しつつ、レンズを光軸方向に円滑に又高精度に駆動することができる。したがって、小型化が要求される携帯情報端末装置等に搭載されるモバイルカメラ等に好適である。 According to the lens driving device having the above-described configuration, the lens can be manufactured while simplifying the structure, consolidating parts, reducing the size in the radial direction perpendicular to the optical axis (reducing the diameter), and reducing the thickness in the optical axis direction. It can be driven smoothly and accurately in the direction of the optical axis. Therefore, it is suitable for a mobile camera mounted on a portable information terminal device or the like that is required to be downsized.
以下、本発明の最良の実施形態について、添付図面を参照しつつ説明する。
図1ないし図3は、本発明に係るレンズ駆動装置の一実施形態を示すものであり、図1は装置の正面図、図2は装置の光軸を含む面での断面図、図3は装置の光軸に垂直な面での断面図である。
このレンズ駆動装置は、図1ないし図3に示すように、ベースとしての基板10及びカバー板20、レンズGを保持する円筒状のレンズ枠30、レンズ枠30を光軸方向Lにガイドするべくベース(基板10及びカバー板20)に固定された2つのガイドシャフト41,42、レンズ枠30に設けられた環状の磁石50、カバー板(ベース)20に設けられた環状のコイル60及び二重円筒状のヨーク70等を備えている。
DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, exemplary embodiments of the invention will be described with reference to the accompanying drawings.
1 to 3 show an embodiment of a lens driving device according to the present invention. FIG. 1 is a front view of the device, FIG. 2 is a cross-sectional view of the device including the optical axis, and FIG. It is sectional drawing in a surface perpendicular | vertical to the optical axis of an apparatus.
As shown in FIGS. 1 to 3, the lens driving device is configured to guide a
基板10は、樹脂材料等を用いて、図1ないし図3に示すように、二点鎖線で示す矩形Rの二隅を削除して湾曲させたような輪郭に形成され、レンズGを露出させる円形の開口部11、ガイドシャフト41,42をそれぞれ嵌合させて固定する固定穴12,13等を備えている。
カバー板20は、樹脂材料等を用いて、図1ないし図3に示すように、二点鎖線で示す矩形Rの二隅を削除して湾曲させたような基板10と同一の輪郭に形成され、レンズGを露出させる円形の開口部21、ガイドシャフト41,42をそれぞれ嵌合させて固定する固定孔22,23、ヨーク70を固定する円筒部24等を備えている。
As shown in FIGS. 1 to 3, the
The
レンズ枠30は、樹脂材料等を用いて、図1ないし図3に示すように、レンズGを保持する円筒部31、円筒部31の外周面から径方向に突出して形成された腕部32,33、腕部32の先端に二股状に分岐して形成されそれぞれガイドシャフト41を摺動自在に嵌合させる嵌合孔34aを画定する嵌合部34、腕部33の先端に略U字状の凹部35aに形成されてガイドシャフト42を摺動自在に嵌合(挿入)させる嵌合部35、円筒部31の外周面を縮径するように形成されて磁石50が結合される環状凹部36、環状凹部36よりもさらに縮径されて後述するヨーク70の内側円筒部71を受け入れる環状凹部37等を備えている。
As shown in FIGS. 1 to 3, the
磁石50は、ボイスコイル型モータの一部をなすものであり、図1ないし図3に示すように、環状(円筒状)に形成されており、レンズ枠30の円筒部31に一体的に成型されている。すなわち、磁石50は、円筒部31の環状凹部36に一端側が一体成型されて固定され、その外周面が円筒部31の外周面の一部を画定するように形成されている。
ここでは、磁石50及びレンズ枠30は、予め樹脂材料を用いて成型したレンズ枠30に対して、磁性粉末を混入した樹脂材料を用いて続けて成型する、いわゆる2色成型により形成されている。
このように、磁石50及びレンズ枠30を、樹脂材料を用いて2色成型により形成することで、軽量化を達成しつつ、より小型化することができる。
The
Here, the
Thus, by forming the
ガイドシャフト41は、剛性の高い金属材料等を用いて、図1ないし図3に示すように、円形断面をなし光軸方向Lに伸長するように形成されている。そして、ガイドシャフト41は、その一端が基板10の固定穴12に嵌合されて固定され、レンズ枠30の嵌合孔34aに摺動自在に挿入された状態で、その他端がカバー板20の固定孔22に嵌合されて固定されている。
すなわち、ガイドシャフト41は、主としてレンズ枠30を光軸方向Lにガタツキなく(傾斜することなく)案内するものである。
The
That is, the
ガイドシャフト42は、剛性の高い金属材料等を用いて、図1ないし図3に示すように、円形断面をなし光軸方向Lに伸長するように形成されている。そして、ガイドシャフト42は、その一端が基板10の固定穴13に嵌合されて固定され、レンズ枠30のU字状の凹部35aに摺動自在に挿入された状態で、その他端がカバー板20の固定孔23に嵌合されて固定されている。
すなわち、ガイドシャフト42はレンズ枠30を光軸方向Lに案内すると共に、主としてレンズ枠30がガイドシャフト41回りに回転するのを規制するものである。
また、2つのガイドシャフト41,42は、基板10とカバー板20を連結して固定する役割もなす。したがって、基板10とカバー板20を連結するための別の部材が不要になり、部品点数を削減することができる。
As shown in FIGS. 1 to 3, the
That is, the
The two
コイル60は、ボイスコイル型モータの一部をなすものであり、図1ないし図3に示すように、予め環状(円筒状)に成形され、その後、後述するヨーク70の外側円筒部72を介してカバー板20の円筒部24に固着されている。
そして、コイル60は、その外周面61がヨーク70の外側円筒部72に接合され、その内周面62が、所定の隙間をおいて、磁石50の外周面及び円筒部31の外周面と対向するように配置されている。
The
The
ヨーク70は、ボイスコイル型モータの一部をなすものであり、図1ないし図3に示すように、コ字状の断面をなし内側円筒部71及び外側円筒部72をもつ二重円筒状に予め形成され、その後、外側円筒部72がカバー板20の円筒部24に固着されると共に、コイル60を外側円筒部72に内嵌させて保持している。
また、内側円筒部71は、磁石50と円筒部31の間に形成された環状凹部37に対して非接触に挿入され、レンズ枠30及び磁石50が光軸方向Lに非接触にて移動するのを許容している。
The
The inner
上記構成においては、円筒状のレンズ枠30と面一に環状の磁石50が配置され、その外側に環状のコイル60及びヨーク70が配置され、それらの外側に2つのガイドシャフト41,42が配置されるため、レンズG及びレンズ枠30の周りにおいて、磁石50,コイル60,ヨーク70を中心(光軸L)寄りに集約させて配置することができ、装置を光軸Lに垂直な径方向において小径化、及び光軸方向Lにおいて薄型化することができ、全体として装置を小型化することができる。
また、2つのガイドシャフト41,42は、図1に示すように、光軸Lに直交する直線上、すなわち、矩形Rの四隅のうち対角線上の二隅に配置されるため、スペースの有効利用及び全体の集約化を図りつつ、装置をより小型化することができる。
In the above configuration, the
Further, as shown in FIG. 1, the two
特に、コイル60及びヨーク70をカバー板20に固定(コイル60及びヨーク70がカバー板(ベース)20に固定されて固定子として機能)し、磁石50をレンズ枠30の外周面を画定するようにレンズ枠30に固定(磁石50がレンズ枠30と一体的に移動する可動子として機能)し、磁石50よりも径方向内側においてヨーク70の内側円筒部71を非接触にて受け入れる環状凹部37をレンズ枠30に設けたことにより、これらヨーク70及び磁石50を中心寄りにさらに集約して配置できると共に、光軸方向Lにおいても磁石50及びヨーク70(内側円筒部71)とレンズ枠30の円筒部31が重なるような配置としているため、無駄な空間を極力省くことができ、装置を一層小型化(小径化)及び光軸方向Lの薄型化を達成することができる。
In particular, the
次に、この駆動装置の動作について簡単に説明すると、コイル60が一方向に通電されると、発生する電磁駆動力により、レンズ枠30及び磁石50は、即座に起動して、光軸方向Lの一方向に移動してカバー板20の一部に当接して停止し、又、コイル60が他方向に通電されると、発生する逆向きの電磁駆動力により、レンズ枠30及び磁石50は、即座に起動して、光軸方向Lの他方向に移動して基板10一部に当接して停止する。
このように、レンズ枠30の摺動抵抗あるいは慣性力に比べて、発生する電磁駆動力が大きいため、レンズ枠30(レンズG)は、光軸方向Lの二箇所の位置に即座に移動させられる。したがって、レンズGを光軸方向Lの二点の位置で切り替えるような場合に好適である。
Next, the operation of this driving device will be briefly described. When the
Thus, since the generated electromagnetic driving force is larger than the sliding resistance or inertial force of the
図4は、本発明に係るレンズ駆動装置の他の実施形態を示す断面図である。この実施形態においては、付勢部材としてのコイルバネ100を設けた以外は、前述の実施形態と同一であるため、同一の構成については同一の符号を付してその説明を省略する。
すなわち、この装置においては、図4に示すように、レンズ枠30を光軸方向Lの一方向に付勢するコイルバネ100が設けられている。
コイルバネ100は、図4に示すように、ガイドシャフト41の周りに同軸に配置されると共に、その一端がカバー板20の背面に当接され、その他端がレンズ枠30の嵌合部34の前面に当接されて圧縮した状態で取り付けられている。
FIG. 4 is a cross-sectional view showing another embodiment of the lens driving device according to the present invention. Since this embodiment is the same as the above-described embodiment except that the
That is, in this apparatus, as shown in FIG. 4, a
As shown in FIG. 4, the
したがって、コイルバネ100の付勢力が作用した状態で、コイル60が通電されると、この付勢力に抗しつつ、発生した電磁駆動力がレンズ枠30(及び磁石50)を移動させる。そして、付勢力と電磁駆動力が釣り合ったところで、レンズ枠30(及び磁石50)は停止する。すなわち、コイル60に流す電流(印加電圧)を適宜制御することにより、レンズ枠30(及びレンズG)を所望の位置に高精度に移動させることができる。
ここでは、付勢部材として、ガイドシャフトの周りに嵌め込まれるコイルバネ100を採用しているため、専用の配置スペースを必要とせず、部品の集約化、装置の小型化等も達成できる。
Therefore, when the
Here, since the
図5は、本発明に係るレンズ駆動装置のさらに他の実施形態を示す断面図である。この実施形態においては、抵抗部材としての片持ちバネ110を設けた以外は、前述の実施形態と同一であるため、同一の構成については同一の符号を付してその説明を省略する。
すなわち、この装置においては、図5に示すように、レンズ枠30の移動に対して抵抗力を及ぼす片持ちバネ110が設けられている。
片持ちバネ110は、図5に示すように、その一端がレンズ枠30の嵌合部34に固定され、その他端がガイドシャフト41の外周面との間で所定の摩擦抵抗力を発生するように摺動自在に押圧されている。
FIG. 5 is a cross-sectional view showing still another embodiment of the lens driving device according to the present invention. Since this embodiment is the same as the above-described embodiment except that the
That is, in this apparatus, as shown in FIG. 5, a
As shown in FIG. 5, the
したがって、片持ちバネ110の抵抗力が作用した状態で、コイル60が通電されると、発生した電磁駆動力が、抵抗力に打ち勝ってレンズ枠30及び磁石50を移動させる。すなわち、コイル60に流す電流(印加電圧)を適宜制御することにより、レンズ枠30(及びレンズG)を所望の位置に高精度に移動させることができる。
ここでは、抵抗部材としてガイドシャフト41に摺動自在に接触して配置される片持ちバネ110を採用しているため、専用の配置スペースを必要とせず、部品の集約化、装置の小型化等も達成できる。
Therefore, when the
Here, since the
図6及び図7は、本発明に係るレンズ駆動装置のさらに他の実施形態を示す正面図及び部分断面図である。この実施形態においては、レンズ枠30の光軸方向Lにおける位置を検出する検出手段を設けた以外は、前述の図1ないし図3に示す実施形態と同一であるため、同一の構成については同一の符号を付してその説明を省略する。
すなわち、この装置においては、図6及び図7に示すように、検出手段として、カバー板20に設けられた磁気センサ210、レンズ枠30に設けられて着磁部材としての着磁シャフト220が採用されている。
6 and 7 are a front view and a partial cross-sectional view showing still another embodiment of the lens driving device according to the present invention. This embodiment is the same as the embodiment shown in FIG. 1 to FIG. 3 described above except that a detection means for detecting the position of the
That is, in this apparatus, as shown in FIGS. 6 and 7, a
磁気センサ210は、図6及び図7に示すように、カバー板20に一体的に形成された取り付け片25に固定されている。取り付け片25は、2つのガイドシャフト41,42を結ぶ直線に略垂直な径方向に伸長すると共に光軸方向Lに屈曲するように形成され、磁気センサ210が径方向の外側から着磁シャフト220の外周面に対向するように、磁気センサ210を固定している。ここで、磁気センサ210としては、MR素子、ホール素子等が採用される。
As shown in FIGS. 6 and 7, the
着磁シャフト220は、図6及び図7に示すように、光軸方向LにS極及びN極の順で複数配列して着磁されている。そして、着磁シャフト220は、レンズ枠30の円筒部31から延出した腕部38の嵌合孔38aに嵌合されて、光軸方向Lに着磁パターンが並ぶように方向付けられている。
As shown in FIGS. 6 and 7, the
これによれば、例えば、着磁シャフト220に高周波着磁(例えば、数KHz/移動量)の着磁を施して、磁気センサ210で着磁パターンを読み取って電圧変換し、そのパルス数をカウントすることにより、レンズ枠30の相対的な位置を認識して駆動制御することができる。また、着磁シャフト220に低周波着磁(例えば、0.5Hz/移動量)の着磁を施して、磁気センサ210で着磁パターンを読み取って電圧変換し、予め用意した電圧と移動量の関係を示す情報(マップ)から、レンズ枠30の絶対位置を認識して駆動制御することができる。
このように、検出手段を設けたことにより、レンズ枠30(及びレンズG)の位置を、非接触にて検出することができ、レンズGを高精度に駆動制御することができる。
また、ここでは、磁気セン210及び着磁シャフト220が、略矩形Rの四隅の一つの領域に配置されているため、部品の集約化、装置全体としての小型化を達成することができる。
According to this, for example, high-frequency magnetization (for example, several KHz / movement amount) is applied to the
Thus, by providing the detection means, the position of the lens frame 30 (and the lens G) can be detected in a non-contact manner, and the lens G can be driven and controlled with high accuracy.
Here, since the
図8は、図6及び図7に示すレンズ駆動装置の変形例を示すものであり、この実施形態においては、磁気センサ210をレンズ枠30に固定し、着磁部材がガイドシャフト220´を兼ねるようにしたものである。
すなわち、この装置においては、磁気センサ210は、レンズ枠30の嵌合部34から延出する取り付け片34´に固定されている。また、ガイドシャフト220´は、その中央領域が光軸方向LにS極及びN極の順で複数配列して着磁され、その一端が基板10の固定穴12及びその他端がカバー板20の固定孔22にそれぞれ嵌合されて固定されると共にレンズ枠30の嵌合孔34aに摺動自在に嵌合されて、レンズ枠30を光軸方向Lに案内している。
これによれば、前述のように駆動制御が行えると共に、着磁部材がガイドシャフト220´を兼ねるため、検出機能を増やしたにも拘わらず、部品点数を削減でき、装置を簡素化、小型化(小径化、薄型化)することができる。
FIG. 8 shows a modification of the lens driving device shown in FIGS. 6 and 7. In this embodiment, the
That is, in this apparatus, the
According to this, the drive control can be performed as described above, and since the magnetized member also serves as the guide shaft 220 ', the number of parts can be reduced despite the increased detection function, and the apparatus is simplified and miniaturized. (Smaller diameter and thinner).
図9及び図10は、本発明に係るレンズ駆動装置のさらに他の実施形態を示す正面図及び部分断面図である。この実施形態においては、検出手段を変更した設けた以外は、前述の図6及び図7に示す実施形態と同一であるため、同一の構成については同一の符号を付してその説明を省略する。
すなわち、この装置においては、図9及び図10に示すように、検出手段として、カバー20に設けられた光センサ300、レンズ枠30に設けられて光センサ300により検出される被検出片39が採用されている。
9 and 10 are a front view and a partial cross-sectional view showing still another embodiment of the lens driving device according to the present invention. Since this embodiment is the same as the embodiment shown in FIGS. 6 and 7 except that the detection means is changed, the same components are denoted by the same reference numerals and the description thereof is omitted. .
That is, in this apparatus, as shown in FIGS. 9 and 10, as a detection means, a
光センサ300は、図9及び図10に示すように、カバー板20に一体的に形成された取り付け凹部26に固定されている。取り付け凹部26は、2つのガイドシャフト41,42を結ぶ直線に略垂直な径方向に伸長すると共に光軸方向Lの後方に向けて開口するように形成され、光センサ300が光軸方向Lの後方から被検出片39を受け入れるように配置されている。ここで、光センサ300としては、投光素子300a及び投光素子300aから出射された光をスリット300cを通して受光する受光素子300bをもつ透過型のフォトインタラプタ等が採用される。
被検出片39は、図10に示すように、レンズ枠30の円筒部31から径方向外側に突出すると共に光軸方向Lの前方に向かって延出して薄板状に形成されている。
As shown in FIGS. 9 and 10, the
As shown in FIG. 10, the
これによれば、光センサ300(フォトインタラプタ)で被検出片39を検出することにより、レンズ枠30の位置を非接触にて高精度に検出することができる。
例えば、被検出片39の進入量に応じてスリット300cを通過する受光量が変化するので、その受光量から光センサ300の出力のアナログ成分を抽出し、予め用意された電圧と移動量の関係を示す情報(マップ)から、レンズ枠30の絶対位置を認識して駆動制御することができる。
また、光センサ300及び被検出片39が、略矩形Rの四隅の一つの領域に配置されているため、部品の集約化、装置全体としての小型化を達成することができる。
According to this, the position of the
For example, since the amount of light received through the
In addition, since the
上記実施形態においては、磁石50をレンズ枠30に設けて可動子とし、コイル60及びヨーク70をベース(カバー板20)に設けて固定子としたが、逆に、コイル及びヨークをレンズ枠に設けて可動子とし、磁石をベースに設けて固定子としてもよい。
上記実施形態においては、付勢部材としてコイルバネ100を採用した場合を示したが、これに限定されず、付勢力を及ぼすものであればその他の部材を採用してもよい。
上記実施形態においては、抵抗部材として片持ちバネ110を採用した場合を示したが、これに限定されず、抵抗力を及ぼすものであればその他の部材を採用してもよい。
上記実施形態においては、検出手段として、磁気センサ210及び着磁部材220,220´、又は光センサ300及び被検出片39を採用した場合を示したが、これに限らず、レンズ枠30の光軸方向Lの位置を検出できるものであれば、その他の検出手段を採用してもよい。
In the above embodiment, the
In the said embodiment, although the case where the
Although the case where the
In the above-described embodiment, the case where the
以上述べたように、本発明のレンズ駆動装置は、構造の簡素化、部品の集約化、光軸に垂直な径方向の小型化(小径化)、光軸方向の薄型化等を達成しつつ、レンズを光軸方向に円滑に又高精度に駆動することができるため、小型化が要求される携帯電話機、PDA、携帯型音楽プレーヤ等の携帯情報端末装置等に搭載されるモバイルカメラのレンズ駆動装置として適用できるのは勿論のこと、特に小型化が要求されないレンズ光学系の駆動装置としても有用である。 As described above, the lens driving device of the present invention achieves the simplification of the structure, the consolidation of parts, the reduction in size in the radial direction perpendicular to the optical axis (the reduction in diameter), the reduction in the thickness in the optical axis direction, and the like. Since the lens can be driven smoothly and with high accuracy in the optical axis direction, the lens of a mobile camera mounted on a portable information terminal device such as a mobile phone, a PDA, or a portable music player that is required to be downsized Of course, it can be applied as a driving device, and is also useful as a driving device for a lens optical system that is not particularly required to be downsized.
10 基板(ベース)
11 開口部
12,13 固定穴
20 カバー板(ベース)
21 開口部
22,23 固定孔
24 円筒部
25 取り付け片
26 取り付け凹部
30 レンズ枠
G レンズ
L 光軸方向
31 円筒部
32,33 腕部
34 嵌合部
34´ 取り付け片
34a 嵌合孔
35 嵌合部
35a U字状の凹部
36,37 環状凹部
38 腕部
38a 嵌合孔
39 被検出片(検出手段)
41,42 ガイドシャフト
50 磁石
60 励磁用のコイル
70 ヨーク
71 内側円筒部
72 外側円筒部
100 コイルバネ(付勢部材)
110 片持ちバネ(抵抗部材)
210 磁気センサ(検出手段)
220 着磁シャフト(着磁部材、検出手段)
220´ ガイドシャフト(着磁部材、検出手段)
300 光センサ(検出手段)
10 Substrate (base)
11
21
41, 42
110 Cantilever spring (resistance member)
210 Magnetic sensor (detection means)
220 Magnetized shaft (magnetized member, detection means)
220 'guide shaft (magnetized member, detection means)
300 Optical sensor (detection means)
Claims (12)
前記磁石は、前記レンズ枠及びベースの一方に設けられ、
前記コイル及びヨークは、前記レンズ枠及びベースの他方に設けられ、
前記2つのガイドシャフトは、光軸に垂直な径方向において、前記磁石、コイル及びヨークの外側に配置され、
前記レンズ枠は、前記径方向に突出して形成され前記2つのガイドシャフトに摺動自在に嵌合される嵌合部を有する、
ことを特徴とするレンズ駆動装置。 A base, a cylindrical lens frame for holding a lens, two guide shafts fixed to the base to guide the lens frame in the optical axis direction, an annularly formed coil, and an annular shape A lens driving device comprising: a magnet; and a yoke formed in a double cylindrical shape having a U-shaped cross section and an inner cylindrical portion and an outer cylindrical portion,
The magnet is provided on one of the lens frame and the base,
The coil and the yoke are provided on the other of the lens frame and the base,
The two guide shafts are arranged outside the magnet, coil, and yoke in a radial direction perpendicular to the optical axis,
The lens frame has a fitting portion that protrudes in the radial direction and is slidably fitted to the two guide shafts.
A lens driving device.
ことを特徴とする請求項1記載のレンズ駆動装置。 The two guide shafts are arranged on or near a straight line perpendicular to the optical axis,
The lens driving device according to claim 1.
前記磁石は、前記レンズ枠の外周面の少なくとも一部を画定するように前記レンズ枠に固定され、
前記レンズ枠は、前記磁石よりも径方向内側において、前記ヨークの内側円筒部を非接触にて受け入れる環状凹部を有する、
ことを特徴とする請求項1記載のレンズ駆動装置。 The coil and the yoke are fixed to the base;
The magnet is fixed to the lens frame so as to define at least a part of an outer peripheral surface of the lens frame;
The lens frame has an annular recess that receives the inner cylindrical portion of the yoke in a non-contact manner on the radially inner side of the magnet.
The lens driving device according to claim 1.
ことを特徴とする請求項3記載のレンズ駆動装置。 The magnet and the lens frame are molded in two colors using a resin material.
The lens driving device according to claim 3.
ことを特徴とする請求項1ないし4いずれかに記載のレンズ駆動装置。 A biasing member that biases the lens frame in one direction along the optical axis is provided.
The lens driving device according to claim 1, wherein
ことを特徴とする請求項5記載のレンズ駆動装置。 The biasing member is a coil spring that is disposed coaxially around the guide shaft and exerts a biasing force between the base and the fitting portion of the lens frame.
The lens driving device according to claim 5.
ことを特徴とする請求項1ないし4いずれかに記載のレンズ駆動装置。 A resistance member is provided that exerts a resistance against the movement of the lens frame,
The lens driving device according to claim 1, wherein
ことを特徴とする請求項7記載のレンズ駆動装置。 The resistance member is a cantilever spring having one end fixed to the lens frame and the other end slidably pressed on the outer peripheral surface of the guide shaft.
The lens driving device according to claim 7.
ことを特徴とする請求項1ないし8いずれかに記載のレンズ駆動装置。 Having detection means for detecting the position of the lens frame in the optical axis direction;
The lens driving device according to claim 1, wherein the lens driving device is a lens driving device.
ことを特徴とする請求項9記載のレンズ駆動装置。 The detection means includes a magnetic sensor provided on one of the base and the lens frame, and a magnetized member provided on the other of the base and the lens frame and magnetized by being arrayed in the optical axis direction. ,
The lens driving device according to claim 9.
前記着磁部材は、前記ガイドシャフトを兼ねる、
ことを特徴とする請求項10記載のレンズ駆動装置。 The magnetic sensor is fixed to the lens frame,
The magnetized member also serves as the guide shaft;
The lens driving device according to claim 10.
ことを特徴とする請求項9記載のレンズ駆動装置。
The detection means includes an optical sensor provided on the base, and a detected piece provided on the lens frame and detected by the optical sensor,
The lens driving device according to claim 9.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2014197067A (en) * | 2013-03-29 | 2014-10-16 | Tdk株式会社 | Lens driving device |
JP2022037618A (en) * | 2020-08-25 | 2022-03-09 | ビクター ハッセルブラッド アクチボラーグ | Lens device, finder device, and image pickup device |
US12130542B2 (en) | 2020-07-30 | 2024-10-29 | Fujifilm Corporation | Lens barrel |
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2007
- 2007-01-30 JP JP2007018799A patent/JP2008185749A/en active Pending
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