JP2009229789A - Lens displacement mechanism for automatic focus or zoom lens module - Google Patents

Lens displacement mechanism for automatic focus or zoom lens module Download PDF

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Tengjian You
騰健 游
Shr-Bin Wu
詩斌 呉
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a lens displacement structure for automatic focus enduring reflow temperature. <P>SOLUTION: This lens displacement mechanism employs an electromagnet having thermal resistance as a magnet for driving an automatic focus lens. A lens module 1 stores the lens displacement mechanism 3 and a lens 2 formed of a lens piece group 21 and a lens holder 22 between an upper lid 11 and a bottom lid 12. A coil 31 is fixed to the lens side of the lens displacement mechanism, and can be slid by a return spring 38, electromagnets 321-324 for drive are arranged on its outer periphery, and a coil-side lens is slid and driven. By individually controlling current carrying to each electromagnet, the excursion operation of the lens can be performed, and a shake-prevention mechanism can be provided. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、オートフォーカスまたはズームレンズモジュール用レンズ変位機構に関し、コイルと電磁石とにより、両者間に発生する電磁力によってレンズを駆動し、スライド変位を行うレンズ変位機構に関する。   The present invention relates to a lens displacement mechanism for an autofocus or zoom lens module, and more particularly to a lens displacement mechanism that drives a lens by an electromagnetic force generated between the coil and an electromagnet to perform a slide displacement.

現在のデジタルカメラ、撮影機能付きの携帯電話、ノート型パソコン等の移動式の電子装置上にオートフォーカスまたはズーム動作を行えるコンパクトカメラモジュールを備えたものにおいては、ＣＣＭは、上蓋と底蓋の間に介在するハウジングと、ハウジング内に設置され中心軸方向上に前後スライド変位でき、レンズ片群とレンズホルダーから組成されるレンズと、レンズを駆動し、中心軸に前後変位動作を発生させ、オートフォーカスまたはズームの効果を達成することに用いるレンズ変位機構またはアクチュエーターと呼ばれるものとからなる。   In a digital camera, a mobile phone with a photographing function, a portable electronic device such as a notebook computer, and the like equipped with a compact camera module capable of performing autofocus or zoom operation, the CCM is between the top cover and the bottom cover. And a housing that is installed in the housing and can be slid back and forth in the direction of the central axis. The lens is composed of a lens piece group and a lens holder, and the lens is driven to generate a longitudinal displacement operation on the central axis. It consists of what is called a lens displacement mechanism or actuator used to achieve the focus or zoom effect.

よく見かけるレンズ変位機構は、各種設計、例えば、圧電モータを有し、それは、圧電材料の原理を利用して形成され、ＵＳ７２１２３５８、ＵＳ２００３/０２２７５６０、ＪＰ２００６−２９３０８３、ＪＰ２００６−１０１６１１等があるが、一般に使用する圧電材料は、リフロー作業の高温（約２６０℃）に耐えることができず、高温に耐えることができる特別な圧電材料は、非常に高価であり、量産化またはコスト低減に不利である。ボイスコイルモーターと呼ばれるものは、コイル、磁石、弾性部材から組成され、例えば、ＵＳ７２６２９２７、ＵＳ７１９６９７８、ＵＳ７００２８７９、ＵＳ６９６１０９０、ＵＳ６６８７０６２、ＵＳ２００７０１３３１１０、ＪＰ２００５０３７８６５、ＪＰ２００５２５８３５５、ＷＯ２００７０２６８３０等があり、その大部分は、コイルと永久磁石を組み合せて使用することにより、例えば、図１は、コイル３１の内周または外周に１つまたは数個の永久磁石７０を環状に配列設置し、コイル３１を通電して、永久磁石７０により形成された磁場中に上向きまたは下向きに電磁力を発生させ、レンズの移動を駆動する。但し、永久磁石は、リフロー高温時、磁石を減衰させる。従って、上記の従来の圧電モータとＶＣＭを組み合わせる時は、いずれもリフロー方式を使用できず、量産効率が制限される。もう１種のＳＭＡ（Shaped memory alloy）を利用したレンズ変位機構は、ＳＭＡの熱圧縮冷却膨張の特性を利用して、駆動力源とし、例えば、ＵＳ６３０７６７８Ｂ２、ＵＳ６４４９４３４Ｂ１、ＵＳ２００７０５８０７０、ＵＳ２００７０４９３８、ＪＰ２００５２７５２７０、ＪＰ２００５１９５９９８等があるが、ＳＭＡ熱圧縮冷却膨張の動作は、比較的ゆっくりであり、即時のオートフォーカスまたはズームの効果を簡易に達成することができない。   The lens displacement mechanism often seen has various designs, for example, piezoelectric motors, which are formed using the principle of piezoelectric materials, such as US7212358, US2003 / 0227560, JP2006-293083, JP2006-101611, etc. The piezoelectric material used cannot withstand the high temperature (about 260 ° C.) of the reflow operation, and the special piezoelectric material that can withstand the high temperature is very expensive, which is disadvantageous for mass production or cost reduction. The so-called voice coil motor is composed of a coil, a magnet, and an elastic member, and includes, for example, US Pat. For example, in FIG. 1, one or several permanent magnets 70 are arranged in an annular shape on the inner or outer periphery of the coil 31, and the coil 31 is energized to form the permanent magnet 70. An electromagnetic force is generated upward or downward in the applied magnetic field to drive the movement of the lens. However, the permanent magnet attenuates the magnet when the reflow temperature is high. Therefore, when combining the above-described conventional piezoelectric motor and VCM, the reflow method cannot be used, and mass production efficiency is limited. Another type of lens displacement mechanism using SMA (Shaped Memory Alloy) is a driving force source using the characteristics of thermal compression / cooling / expansion of SMA. However, the operation of SMA thermal compression cooling expansion is relatively slow and the immediate autofocus or zoom effect cannot be easily achieved.

高画質を要する使用者にとって、低照度の環境で優れた行動力と撮影品質を維持するため、手振れ防止機能は、相当重視されるようになっている。従来技術中、手振れ防止技術は、幾つかの方式によって達成され、例えば、結像ユニット（ＣＣＤ）が機械支持によって補償運動することによって振動過程中に起こすイメージのぼやけの影響を低減、または、レンズが設ける機械式構造が手振れを除去、または、ソフトウェアの補償を計算する方式、または感光度能力の向上、または２つのジャイロスコープによってＣＣＤの水平と垂直振動を検測し、磁力の推進運動を利用し動作を補償する等であり、例えば、ＥＰ１７２９５０９、ＵＳ２００７０２９２１１９、ＵＳ２００７０００９２４３、ＪＰ０８１２２８４０、ＪＰ１１３０５２８０、ＪＰ１１２２０６５１等がある。   For users who require high image quality, in order to maintain excellent behavior and shooting quality in a low-light environment, the camera shake prevention function is given considerable importance. In the prior art, the image stabilization technique is achieved by several methods, for example, reducing the influence of image blur caused during the vibration process by the compensating movement of the imaging unit (CCD) by the mechanical support, or the lens. The mechanical structure provided by the system eliminates camera shake or calculates software compensation, or improves the sensitivity capability, or uses two gyroscopes to measure horizontal and vertical vibrations of the CCD and uses magnetic force propulsion For example, there are EP 1729509, US20070292119, US20070009243, JP08122840, JP1130280, JP11220651, and the like.

電磁力をレンジ変位機構の主要な動力源として使用することは、便利性と通用性を有し、リフロー高温時（約２６０℃）に磁力が破壊されず、特殊な材料を使用し、耐高温の永久磁石で構成することは、価格が高く且つ磁力が弱いので、普及させることができない。従って、新技術を発展させ、レンズ変位機構のリフロー問題を解決することは、依然として切迫した需要を有する。
特開２００７−１２１７０１号公報 Using electromagnetic force as the main power source of the range displacement mechanism has convenience and versatility, the magnetic force is not destroyed at reflow high temperature (about 260 ° C), special materials are used, and high temperature resistance This permanent magnet cannot be widely used because of its high price and low magnetic force. Therefore, there is still an urgent need to develop new technologies and solve the reflow problem of lens displacement mechanisms.
JP2007-121701A

本発明は、コイルとコイル周囲に配列した電磁石を利用し、該コイルは、レンズの外周に固定され、レンズと結合し同一ステップでスライド変位するレンズ連動体としてなり、該電磁石は、複数の電磁石から構成され、且つレンズモジュール内に動かないように固定され、これにより、コイルと電磁石セットがそれぞれ電流を入力した後、コイルと電磁石セットの間に発生する電磁力によってレンズを駆動し、中心軸方向において前後にスライド変位を行うことができるレンズ変位機構を提供することを目的とする。この構造によって、リフロー高温に耐えることができ、量産化でき、従来技術の永久磁石を使用しリフロープロセスを使用できない困難を生じることがない。   The present invention uses a coil and an electromagnet arranged around the coil, and the coil is fixed to the outer periphery of the lens, and is coupled to the lens as a lens interlocking body that slides and displaces in the same step. The electromagnet includes a plurality of electromagnets. And is fixed so as not to move in the lens module, so that after the coil and the electromagnet set respectively input current, the lens is driven by the electromagnetic force generated between the coil and the electromagnet set, and the central axis It is an object of the present invention to provide a lens displacement mechanism capable of sliding displacement back and forth in a direction. This structure can withstand the high temperature of reflow, can be mass-produced, and does not cause the difficulty of using a reflow process using a conventional permanent magnet.

本発明は、電磁石セットが複数の電磁石から構成され、各電磁石の電流の大きさまたは電流の向きを制御することによってコイル通電後に異なる電磁力を受ける作用を持たせ、レンズの光軸とレンズモジュールの中心軸に偏移角度を発生させ、撮影対象に対して照準し、手振れ防止のオートフォーカスまたはズーム効果を達成するレンズ変位機構を提供することを目的とする。   According to the present invention, an electromagnet set is composed of a plurality of electromagnets, and controls the magnitude of current or the direction of current of each electromagnet so as to have a function of receiving different electromagnetic forces after energization of a coil. It is an object of the present invention to provide a lens displacement mechanism that generates a deviation angle in the central axis of the lens and is aimed at a subject to be photographed to achieve an autofocus or zoom effect for preventing camera shake.

本発明は、更に、レンズホルダー上にバネを配置し、コイルと電磁石セットとの間の電磁力が消失、または作用を発生させない時、該バネがレンズホルダーに対応する回復力を提供し、該レンズホルダーを平衡状態または元の位置に復帰させるレンズ変位機構を提供することを目的とする。   The present invention further provides a recovery force corresponding to the lens holder when the spring is disposed on the lens holder and the electromagnetic force between the coil and the electromagnet set disappears or does not cause an action. It is an object of the present invention to provide a lens displacement mechanism for returning a lens holder to an equilibrium state or an original position.

本発明のレンズ変位機構は、オートフォーカスまたはズームレンズモジュールに適用し、該レンズモジュールが少なくとも１つのハウジングと、レンズと、レンズ変位機構とを含み、そのうち、該レンズは、レンズ片群とレンズホルダーを含み、ハウジング内に設置し、中心軸上に物体に接近または離脱する方向のスライド変位を行うことができ、該レンズ変位機構は、コイルとコイルに相対してコイル外周に配置される電磁石セットから構成され、そのうち、該コイルは、レンズの外周に固定され、レンズと結合し同一ステップでスライド変位する連動体としてなり、該電磁石セットは、複数の電磁石から構成され、レンズモジュール内に動かないように固定され、これによって、コイルと電磁石セットがそれぞれ電流を入力した後、コイルと電磁石セットの間に発生する電磁力によってレンズを駆動し、中心軸方向にスライド変位させることができる。 The lens displacement mechanism of the present invention is applied to an autofocus or zoom lens module, and the lens module includes at least one housing, a lens, and a lens displacement mechanism, and the lens includes a lens piece group and a lens holder. The lens displacement mechanism is an electromagnet set that is disposed on the outer periphery of the coil relative to the coil. Among them, the coil is fixed to the outer periphery of the lens and becomes an interlocking body that is coupled to the lens and slide-displaced in the same step. The electromagnet set is composed of a plurality of electromagnets and does not move in the lens module. Thus, after the coil and the electromagnet set each input current, the coil And the lens is driven by an electromagnetic force generated between the electromagnet sets can be slid displaced in axial direction.

本発明の構造設計と従来の技術を比較し、少なくとも以下の利点を有する：
＜１＞本発明のレンズ変位機構３は、電磁石を使用して永久磁石に置き換え、リフロ ー高温に耐えることができ、量産化の可能性を向上させることができる。
＜２＞本発明のレンズ変位機構３は、電磁石セット３２中の各電磁石を独立制御でき 、手振れ防止機能を具備させることができる。 Compares the structural design of the present invention with the prior art and has at least the following advantages:
<1> The lens displacement mechanism 3 of the present invention can be replaced with a permanent magnet using an electromagnet, can withstand a high temperature of reflow, and can improve the possibility of mass production.
<2> The lens displacement mechanism 3 of the present invention can independently control each electromagnet in the electromagnet set 32 and can be provided with a camera shake preventing function.

本発明の以下に開示する実施例は、レンズ変位機構の構成要素について説明するが、レンズモジュールのその他の構成要素の構造を制限するものではなく、即ち、レンズモジュールのその他の構成要素は、多様に変化、修正を行うことができ、例えば、レンズモジュールのハウジングの形状は、制限はない。レンズ（レンズ片群とレンズホルダー）の形状または構造は制限はなく、レンズ片群は、単一のレンズ片または複数のレンズ片であってよく、且つレンズ片群は、固定部材内に収容され、レンズホルダーと結合され１つのレンズを構成することができる。本発明のコイルは、電磁石セットの個別各コイル巻数、コイル内径（またはコイル内径の遮断面積）、コイル温度、電磁石コイルの厚さ、または電流進行方向および大きさ等は制限はなく、且つBiot-Savartの法則、Ampereの法則に基づき計算でき、計算式は以下の式（１）および式（２）である。

Figure 2009229789
ここで、Ｂは磁束密度、μ0が真空導磁率（permeability）であり、Ｉがコイル電流（Amp）であり、ｌは、コイルの長さ、ｒは、距離であり、Ｆは、受ける力の大きさである。式（１）と式（２）は、それぞれ、本発明の電磁石の磁束密度とコイルの受ける力の大きさを計算することができ、レンズの重さに合わせて好適な駆動力を設計することができる。 The embodiments disclosed below of the present invention describe the components of the lens displacement mechanism, but do not limit the structure of the other components of the lens module, that is, the other components of the lens module may vary. For example, the shape of the housing of the lens module is not limited. The shape or structure of the lens (lens piece group and lens holder) is not limited, and the lens piece group may be a single lens piece or a plurality of lens pieces, and the lens piece group is accommodated in a fixing member. The lens holder can be combined to form one lens. The coil of the present invention has no limitation on the number of individual coils of the electromagnet set, the coil inner diameter (or the cut-off area of the coil inner diameter), the coil temperature, the thickness of the electromagnet coil, or the current traveling direction and size, etc. It can be calculated based on Savart's law and Ampere's law, and the calculation formulas are the following formulas (1) and (2).
Figure 2009229789
 Where B is the magnetic flux density, μ 0 is the vacuum magnetic permeability (permeability), I is the coil current (Amp), l is the length of the coil, r is the distance, and F is the force applied Is the size of Equations (1) and (2) can calculate the magnetic flux density of the electromagnet of the present invention and the magnitude of the force received by the coil, respectively, and design a suitable driving force according to the weight of the lens. Can do.

図２、図３を参照すると、本発明のレンズ変位機構３は、コイル３１と電磁石セット３２を具え、コイル３１は、レンズ２のレンズホルダー２２上に固定され、レンズ片群２１と共同で連動体を構成し、同一ステップで移動する。
電磁石セット３２は、複数、例えば４つの電磁石３２１〜３２４から構成され、且つ動かないように固定される。使用時、制御器（図４参照）、例えば、デジタルカメラの制御器によってコイル３１と電磁石セットに対して異なる方向（流入または流出）または異なる大きさの電流を出力し、電磁作用によって、電磁石セット３２の各電磁石３２１〜３２４の端面に磁極を発生し、コイル３１が電流を通電後、アンペアの法則により電磁力を発生し、コイル３１が受ける電磁力の大きさ及び方向を計算し、コイル３１をレンズ中心軸Ｚに沿って運動させ、オートフォーカスまたはズーム効果を達成する。 2 and 3, the lens displacement mechanism 3 of the present invention includes a coil 31 and an electromagnet set 32, and the coil 31 is fixed on the lens holder 22 of the lens 2 and interlocked with the lens piece group 21. Configure the body and move in the same step.
The electromagnet set 32 includes a plurality of, for example, four electromagnets 321 to 324 and is fixed so as not to move. In use, a controller (see FIG. 4), for example, a controller of a digital camera outputs currents of different directions (inflow or outflow) or different magnitudes to the coil 31 and the electromagnet set, and the electromagnet set by electromagnetic action. Magnetic poles are generated on the end faces of the 32 electromagnets 321 to 324, and after the coil 31 is energized, an electromagnetic force is generated according to Ampere's law, and the magnitude and direction of the electromagnetic force received by the coil 31 are calculated. Is moved along the lens central axis Z to achieve an autofocus or zoom effect.

本発明のレンズ変位機構３は、各電磁石３２１〜３２４を流れる電流の大きさまたは電流方向を制御でき、各電磁石が発生する磁力（電磁強度）の大きさを制御し、コイル３１に通電後、各電磁石、例えば３２１〜３２４との間の電磁力の大きさが異なることによって平衡ではない電磁力の作用を受け、レンズ２の光軸とレンズ中心軸Ｚの間で角度を偏移させ対象物に照準することができる。   The lens displacement mechanism 3 of the present invention can control the magnitude or direction of current flowing through the electromagnets 321 to 324, controls the magnitude of magnetic force (electromagnetic strength) generated by each electromagnet, Different electromagnetic forces between the electromagnets, for example, 321 to 324, are affected by an electromagnetic force that is not balanced, and the angle is shifted between the optical axis of the lens 2 and the lens central axis Z. Can be aimed at.

前記の電磁石セット３２の電磁石心３６がフェライトにより作成される。フェライトは磁化し易く且つ消磁し易い特性を有し、電磁石セット３２に通電後、非常に磁化されやすく、磁力線を電磁石心３６端面に集中させることができるが、電磁石セット３２に通電を遮断すると電磁石心３６の磁力もすぐに消失し、即ち、フェライト自身は磁化の能力を保持することがない。現在のフェライト材料は、高純度鉄（純鉄、軟鉄）、低炭素鋼、シリコン、鉄ニッケル合金（Fe-Ni AlloyまたはPermalloys）、マグネシウム亜鉛合金（Mg-Zn alloy）、ニッケル亜鉛合金、マンガン亜鉛合金、または金属アモロファス等であって、いずれもリフローの高温に耐えることができ、目的に応じて選択することができる。   The electromagnet core 36 of the electromagnet set 32 is made of ferrite. Ferrite has the property of being easily magnetized and easily demagnetized. It is very easy to be magnetized after energization of the electromagnet set 32, and the magnetic field lines can be concentrated on the end face of the electromagnet core 36. The magnetic force of the core 36 also disappears immediately, that is, the ferrite itself does not retain the ability of magnetization. Current ferrite materials include high purity iron (pure iron, soft iron), low carbon steel, silicon, iron-nickel alloy (Fe-Ni Alloy or Permalloys), magnesium zinc alloy (Mg-Zn alloy), nickel zinc alloy, manganese zinc An alloy, a metal amorphous, or the like, which can withstand the high temperature of reflow and can be selected according to the purpose.

本発明のレンズ変位機構３は、更にレンズ２上に弾性機能を有するバネ３８を配置し、コイル３１または電磁石３２の間の電磁力が消失すると、該バネ３８はレンズ２に対して電磁力と反対の弾性力を提供し、レンズを元の位置に復帰させる。また、該バネ３８の弾性型態、例えば、圧縮式（compression）バネまたは延伸式バネ、構造形態、例えば、コイルバネまたは非コイルバネ、数、または設置位置等は制限はなく、レンズモジュール２の設計の必要性またはコイル３１の運動方向に応じて変更できる。   In the lens displacement mechanism 3 according to the present invention, a spring 38 having an elastic function is further disposed on the lens 2, and when the electromagnetic force between the coil 31 or the electromagnet 32 disappears, the spring 38 exerts an electromagnetic force on the lens 2. Provides the opposite elastic force to return the lens to its original position. Further, the elastic form of the spring 38, for example, a compression spring or an extension spring, a structural form, for example, a coil spring or a non-coil spring, the number, or the installation position is not limited, and the design of the lens module 2 is not limited. It can be changed according to the necessity or the direction of movement of the coil 31.

<第１実施例>
図２、図３を参照すると、本実施例は、４個の電磁石３２１−３２４を有するレンズ変位機構３であり、小型デジタルカメラのオートフォーカスまたはズームレンズモジュール１中に応用でき、レンズモジュール１は、１０ｍｍ×１０ｍｍの方形モジュールであり、少なくとも上蓋１１と底蓋１２が形成するハウジングを具え、レンズ２をハウジング内の中心軸Ｚ方向にスライド変位させることができる。すなわち、該レンズ２は、レンズ片群２１とレンズホルダー２２を具えて同一ステップの移動体を構成し、且つハウジング内に設置されて中心軸Ｚ上で前進（物体側向き）または後退（像側向き）のスライド変位をする。 <First embodiment>
2 and 3, the present embodiment is a lens displacement mechanism 3 having four electromagnets 321 to 324, and can be applied to an autofocus or zoom lens module 1 of a small digital camera. It is a 10 mm × 10 mm rectangular module, and includes a housing formed by at least the top lid 11 and the bottom lid 12, and the lens 2 can be slid in the central axis Z direction in the housing. That is, the lens 2 includes a lens piece group 21 and a lens holder 22 to form a moving body in the same step, and is installed in the housing to move forward (object side direction) or backward (image side) on the central axis Z. Direction).

該レンズ変位機構３は、コイル３１と電磁石セット３２、及び２つ一組の導電片３３、コイル電極３４および電磁石電極３５から構成され、コイル３１は、レンズ２のレンズホルダー２２上に固定されてレンズ２と連動体を構成して同一ステップで移動する。該電磁石セット３２は、４個の電磁石３２１，３２２，３２３，３２４から構成され、且つ動かないように固定される。デジタルカメラの制御器（例えば、図４の制御器３７）は、異なる方向または異なる大きさの電流（流入または流出）を出力し、電磁石電極３５は４個の電磁石電極３５１，３５２，３５３，３５４を経由してしてそれぞれ電磁石セット３２の各電磁石３２１−３２４に入力する。
本実施例の４個の電磁石３２１−３２４は、９０度間隔で均等にコイル３１の外周に配置、固定される。制御器３７は、電流（Ｉ1、Ｉ2、Ｉ3、Ｉ4）をそれぞれ出力し、各電磁石電極３５１−３５４を経由し各電磁石３２１−３２４に通電し、電磁作用によって各電磁石３２１〜３２４の磁心３６にＮ極またはＳ極の磁力を発生し、この磁力の大きさ及び方向は、入力する電流大きさ及び方向により制御される。本実施例において、該４個の電磁石３２１〜３２４の磁力に相当する磁心３６のＮ極は、いずれもレンズの中心軸Ｚ方向に沿う。また、電磁石セット３２の電磁効率を最強にするため、４個の電磁石３２１〜３２４の磁心３６には、ケイ素鉄を使用する。 The lens displacement mechanism 3 includes a coil 31, an electromagnet set 32, a pair of conductive pieces 33, a coil electrode 34, and an electromagnet electrode 35. The coil 31 is fixed on the lens holder 22 of the lens 2. The lens 2 and the interlocking body are configured and moved in the same step. The electromagnet set 32 includes four electromagnets 321, 322, 323, and 324 and is fixed so as not to move. The controller of the digital camera (for example, the controller 37 of FIG. 4) outputs currents (inflow or outflow) in different directions or different magnitudes, and the electromagnet electrode 35 has four electromagnet electrodes 351, 352, 353, and 354. To the electromagnets 321 to 324 of the electromagnet set 32.
The four electromagnets 321 to 324 of the present embodiment are arranged and fixed on the outer periphery of the coil 31 evenly at intervals of 90 degrees. The controller 37 outputs currents (I 1 , I 2 , I 3 , I 4 ), energizes the electromagnets 321-324 via the electromagnet electrodes 351-354, and electromagnets 321-324 by electromagnetic action. N-pole or S-pole magnetic force is generated in the magnetic core 36, and the magnitude and direction of the magnetic force are controlled by the magnitude and direction of the input current. In this embodiment, the N poles of the magnetic core 36 corresponding to the magnetic forces of the four electromagnets 321 to 324 are all along the central axis Z direction of the lens. Moreover, in order to make the electromagnetic efficiency of the electromagnet set 32 the strongest, silicon iron is used for the magnetic cores 36 of the four electromagnets 321 to 324.

制御器３７は、電流Ｉを出力し、コイル電極３４と接続した導電片３３を経由してコイル３１に電源を供給する。電流（Ｉ）の方向が反時計回りである時、アンペアの法則によって、コイル３１は上向きの方向（物体側方向）の電磁力を受け、レンズ２をレンズ中心軸Ｚに沿って上向きに移動させる。電流Ｉの方向が順時計回りの方向である時、コイル３１は、下方向（像側方向）の電磁力を受け、レンズ２をレンズ中心軸Ｚに沿って下向き移動させ、このようして、レンズを移動させて照準の目的を達成する。   The controller 37 outputs a current I and supplies power to the coil 31 via the conductive piece 33 connected to the coil electrode 34. When the direction of the current (I) is counterclockwise, the coil 31 receives electromagnetic force in the upward direction (object side direction) according to Ampere's law, and moves the lens 2 upward along the lens central axis Z. . When the direction of the current I is a clockwise direction, the coil 31 receives an electromagnetic force in the downward direction (image side direction) and moves the lens 2 downward along the lens central axis Z, thus Move the lens to achieve the aim of aiming.

制御器３７が電流Ｉの出力を遮断する時、コイル３１は、磁場を発生せず、電磁力の作用も受けずレンズ２は、移動しない。または、制御器３７が電流Ｉ1、Ｉ2、Ｉ3、Ｉ4の出力を遮断する時、電磁石３２１−３２４は、磁力を発生せず、レンズ２も移動しない。下表は、本実施例の使用する電流の方向及び電流の大きさの参考である：

Figure 2009229789
When the controller 37 cuts off the output of the current I, the coil 31 does not generate a magnetic field, is not affected by electromagnetic force, and the lens 2 does not move. Alternatively, when the controller 37 cuts off the outputs of the currents I 1 , I 2 , I 3 , and I 4 , the electromagnets 321 to 324 generate no magnetic force and the lens 2 does not move. The table below is a reference for the direction and magnitude of the current used in this example:
Figure 2009229789

本実施例が使用するバネ３８は、バネで構成された圧縮式コイルバネであり、レンズホルダー２２と上蓋１１との間に配置され、コイル３１が電流を通し、レンズ２を上に移動させる時、バネ３８が圧縮されて変形する。コイル３１の電流が遮断された後、上向きの電磁力を消失し、バネ３８は、圧迫を受けず、元の状態を自動復帰し、レンズ２を元の位置に押し戻す。   The spring 38 used in this embodiment is a compression type coil spring composed of a spring, and is disposed between the lens holder 22 and the upper lid 11. When the coil 31 passes an electric current and moves the lens 2 upward, The spring 38 is compressed and deformed. After the current of the coil 31 is cut off, the upward electromagnetic force disappears, and the spring 38 is not compressed and automatically returns to its original state, and pushes the lens 2 back to its original position.

<第２実施例>
図６を参照すると、本実施例は、３個の電磁石３２１−３２３を有するレンズ変位機構３であり、小型デジタルカメラのオートフォーカスまたはズームレンズモジュール１中に応用できる。該レンズモジュール１は、直径８ｍｍの円型モジュールであり、構造は、第１実施例と同一である。本実施例の電磁石セット３２は、３個の電磁石３２１−３２３から構成され、１２０度間隔で均等にコイル３１の外周に配置され、動かないように固定される。制御器３７が電流（Ｉ1、Ｉ2、Ｉ3、Ｉ4）を出力し、各電磁石３２１−３２３に通電して電流Ｉを出力し、コイル３１に通電する時、コイル３１は、上向き（物体側方向）の電磁力を受け、レンズ２をレンズ中心軸Ｚに沿って上向きに移動させる。制御器３７が電流の出力を遮断すれば、コイル３１は電磁力を受けない。下表２は、本実施例の使用する電流の方向及び電流の大きさの参考である：

Figure 2009229789
<Second embodiment>
Referring to FIG. 6, the present embodiment is a lens displacement mechanism 3 having three electromagnets 321 to 323, and can be applied to an autofocus or zoom lens module 1 of a small digital camera. The lens module 1 is a circular module having a diameter of 8 mm, and the structure is the same as that of the first embodiment. The electromagnet set 32 of the present embodiment is composed of three electromagnets 321 to 323, and is equally disposed on the outer periphery of the coil 31 at intervals of 120 degrees and fixed so as not to move. When the controller 37 outputs current (I 1 , I 2 , I 3 , I 4 ), energizes each electromagnet 321-323 to output current I, and energizes the coil 31, the coil 31 faces upward ( The lens 2 is moved upward along the lens central axis Z in response to the electromagnetic force in the object side direction). If the controller 37 cuts off the output of current, the coil 31 does not receive electromagnetic force. Table 2 below is a reference for the direction and magnitude of the current used in this example:
Figure 2009229789

<第３実施例>
図２、図５を参照すると、本実施例は、手振れ防止機能を有するカメラのレンズ変位機構３としてオートフォーカスまたはズームモジュール１中に応用できる。
その構造形態は第１実施例と同一であるが、本実施例の電磁石セット３２の４個の電磁石３２１〜３２４の電磁力は、更に独立してそれぞれ制御するように構成することができ、例えば、Ｎ極がレンズの中心軸Ｚ向きとして、そのうちの１つの電磁石がＳ極をレンズの中心軸Ｚ向きとして単独に制御することもできる。本実施例が使用する４個の電磁石３２１〜３２４の電磁石心３６は、鉄ニッケル合金を使用して作成され、鉄ニッケル合金の導磁性は低く、高い電磁感度を有し、電磁石３２１〜３２４に対して迅速に変換される電流を通す時、迅速な電磁力を反応でき、各電磁石の電磁力の大きさを独立制御できる。図５を参照すると、電磁石３２１、３２３は、相互に１８０度の方位に対応し、使用者がデジタルカメラを上向きに動揺させた時、撮影対象物がレンズの中心軸Ｚから偏移し、Ｘ軸方向に移動し、この振動量を補足し、この時、制御器３７によって電磁石３２１、３２３に対して異なる電流を加え、例えば、電磁石３２１に対して小さな電流を加え、電磁石３２３に対して大きな電流を加え、この時コイル３１は、電磁石３２１と３２３の間に異なる電磁力を受け、レンズ２の光軸を対応させ、該受ける力の方向に角度θの偏移を発生させ、レンズ２を対象物に向けさせて、手振れ防止の目的を達成する。下表３は、本実施例の使用する電流の方向及び電流の大きさの参考例である：

Figure 2009229789
<Third embodiment>
2 and 5, the present embodiment can be applied to the autofocus or zoom module 1 as the lens displacement mechanism 3 of the camera having a camera shake prevention function.
The structural form is the same as that of the first embodiment, but the electromagnetic forces of the four electromagnets 321 to 324 of the electromagnet set 32 of the present embodiment can be further controlled independently, for example, , N pole can be controlled in the direction of the central axis Z of the lens, and one of the electromagnets can be controlled independently with the S pole as the direction of the central axis Z of the lens. The electromagnet core 36 of the four electromagnets 321 to 324 used in the present embodiment is made using an iron nickel alloy, and the magnetic conductivity of the iron nickel alloy is low and has high electromagnetic sensitivity. On the other hand, when a current that is rapidly converted is passed, a rapid electromagnetic force can be reacted, and the magnitude of the electromagnetic force of each electromagnet can be independently controlled. Referring to FIG. 5, the electromagnets 321 and 323 correspond to an orientation of 180 degrees with each other. When the user shakes the digital camera upward, the object to be photographed shifts from the central axis Z of the lens, It moves in the axial direction to supplement the amount of vibration. At this time, the controller 37 applies different currents to the electromagnets 321 and 323, for example, applies a small current to the electromagnet 321, and increases a large current to the electromagnet 323. At this time, the coil 31 receives different electromagnetic forces between the electromagnets 321 and 323, causes the optical axis of the lens 2 to correspond, generates a shift of the angle θ in the direction of the received force, Aim at the object to achieve the purpose of preventing camera shake. Table 3 below is a reference example of the direction of current and the magnitude of the current used in this example:
Figure 2009229789

更に、迅速な制御を行えるように、この時、制御器３７によって電磁石３２１，３２３に対して異なる方向の電流を流すことができ、例えば、電磁石３２１が反時計回り方向の電流を施し、電磁石３２３が順時計回り方向の電流を施す。この時、コイル３１は電磁石３２１，３２３の異なる方向の電磁力を受け、レンズ２の光軸に偏移角度θを発生させ、対象物に向けて手振れ防止の迅速な制御の目的を達成する。表４は、使用する電流の方向及び電流の大きさの例である。

Figure 2009229789
Further, at this time, the controller 37 can flow currents in different directions to the electromagnets 321 and 323 so that quick control can be performed. For example, the electromagnet 321 applies current in the counterclockwise direction, and the electromagnet 323. Applies a current in the clockwise direction. At this time, the coil 31 receives electromagnetic forces of the electromagnets 321 and 323 in different directions, generates a deviation angle θ in the optical axis of the lens 2, and achieves the purpose of quick control for preventing camera shake toward the object. Table 4 is an example of the direction of current used and the magnitude of the current.
Figure 2009229789

なお、本発明では好ましい実施例を前述の通り開示したが、これらは決して本発明に限定するものではなく、当該技術を熟知する者なら誰でも、本発明の精神と領域を脱しない均等の範囲内で各種の変動や潤色を加えることができることは勿論である。 In the present invention, the preferred embodiments have been disclosed as described above, but these are not intended to limit the present invention in any way, and anyone who is familiar with the technology can make an equivalent scope without departing from the spirit and scope of the present invention. Of course, various fluctuations and hydration colors can be added.

従来のレンズ変位機構の説明図である。It is explanatory drawing of the conventional lens displacement mechanism. 本発明の第１実施例の立体分解説明図である。It is a three-dimensional decomposition explanatory drawing of 1st Example of this invention. 本発明の説明図である。It is explanatory drawing of this invention. 本発明のフォーカス説明図である。It is focus explanatory drawing of this invention. 本発明の手振れ防止の説明図である。It is explanatory drawing of the camera shake prevention of this invention. 本発明の第２実施例の立体分解説明図である。It is a three-dimensional decomposition explanatory drawing of 2nd Example of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

＜従来技術＞
１ レンズモジュール
１１ 上蓋
１２ 底蓋
２ レンズ
２１ レンズ片群
２２ レンズホルダー
３ レンズ変位機構
３１ コイル
３２ 電磁石セット
３２１−３２４ 電磁石
３３ 導電片
３４ コイル電極
３５ 電磁石電極
３５１−３５４ 電磁石電極
３６ 電磁石フェライト
３７ 制御器
３８ バネ
７０ 永久磁石 <Conventional technology>
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Lens module 11 Top cover 12 Bottom cover 2 Lens 21 Lens piece group 22 Lens holder 3 Lens displacement mechanism 31 Coil 32 Electromagnet set 321-324 Electromagnet 33 Conductive piece 34 Coil electrode 35 Electromagnet electrode 351-354 Electromagnet electrode 36 Electromagnet ferrite 37 Controller 38 Spring 70 Permanent magnet

Claims (6)

ハウジングに収容されたレンズと、レンズ変位機構とからなり、
該レンズは、レンズ片群とレンズホルダーから構成され、ハウジング内に配置されて中心軸上で被写体に接近または離隔する方向のスライド変位を行うことができるレンズ変位機構であって、
該レンズ変位機構は、コイルとコイルに相対してコイル外周に配置される電磁石セットから構成され、そのうち、該コイルは、レンズの外周に固定されてレンズと結合して同一ステップでスライド変位する連動体を構成し、該電磁石セットは、複数の電磁石から構成され、レンズモジュール内に動かないように固定されて、コイルと電磁石セットにそれぞれ電流が供給されたとき、コイルと電磁石セットの間に発生する電磁力によってレンズを駆動し、中心軸方向にスライド変位させることを特徴とするオートフォーカスまたはズームレンズモジュール用レンズ変位機構。 It consists of a lens housed in a housing and a lens displacement mechanism,
The lens includes a lens piece group and a lens holder, and is a lens displacement mechanism that is arranged in a housing and can perform slide displacement in a direction approaching or separating from a subject on a central axis,
The lens displacement mechanism is composed of a coil and an electromagnet set disposed on the outer periphery of the coil relative to the coil, and the coil is coupled to the lens and coupled to the lens to slide and displace in the same step. The electromagnet set is composed of a plurality of electromagnets, fixed so as not to move in the lens module, and is generated between the coil and the electromagnet set when current is supplied to the coil and the electromagnet set, respectively. A lens displacement mechanism for an auto focus or zoom lens module, wherein the lens is driven by electromagnetic force to slide and displaced in the direction of the central axis. 前記電磁石セットの各電磁石は、等角度でコイルの外周に均等に配置され、且つ各電磁石心の一端面は、レンズ中心軸に相対して配置された請求項１記載のオートフォーカスまたはズームレンズモジュール用レンズ変位機構。 2. The autofocus or zoom lens module according to claim 1, wherein the electromagnets of the electromagnet set are equally arranged on the outer periphery of the coil at an equal angle, and one end surface of each electromagnet core is disposed relative to the lens central axis. Lens displacement mechanism. 前記レンズの中心軸方向にスライド変位を駆動する前進または後退がコイルに入力する電流の方向により制御される請求項１記載のオートフォーカスまたはズームレンズモジュール用レンズ変位機構。 2. A lens displacement mechanism for an autofocus or zoom lens module according to claim 1, wherein the forward or backward movement for driving the slide displacement in the central axis direction of the lens is controlled by the direction of the current input to the coil. 前記複数の電磁石が、更に、異なる大きさまたは方向の電流により、レンズ光軸とレンズモジュールの中心軸の間の角度を制御する請求項１記載のオートフォーカスまたはズームレンズモジュール用レンズ変位機構。 2. The lens displacement mechanism for an autofocus or zoom lens module according to claim 1, wherein the plurality of electromagnets further controls an angle between the lens optical axis and the central axis of the lens module by currents having different sizes or directions. さらに、レンズ上にバネを配置し、コイルと電磁石セットの電磁力が消失時、該バネがレンズに対して復帰力を提供しレンズを元の位置に復帰させることを請求項１記載のレンズオートフォーカスまたはズームレンズモジュール用レンズ変位機構。 2. The lens auto according to claim 1, further comprising a spring disposed on the lens, wherein when the electromagnetic force of the coil and the electromagnet set disappears, the spring provides a restoring force to the lens to return the lens to its original position. Lens displacement mechanism for focus or zoom lens module. 前記バネが圧縮式バネまたは延伸式バネであることができる請求項１記載のズームレンズモジュール用レンズ変位機構。 The lens displacement mechanism for a zoom lens module according to claim 1, wherein the spring can be a compression spring or an extension spring.
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