JP2010061031A - レンズ駆動装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】外部からの衝撃によって移動体が変位しても、バネ部材の大きな変形や、移動体の光透過穴への引っ掛かりなどを確実に防止することのできるレンズ駆動装置を提供すること。
【解決手段】レンズ駆動装置1では、スラスト方向ストッパ機構1a、1cおよびラジアル方向ストッパ機構1b、1dは各々、全周で連続して形成された構成、あるいは周方向の複数個所に形成された構成を備えているため、外部からの衝撃によって、移動体3が斜めに傾いたままラジアル方向に移動したときでも、スラスト方向ストッパ機構1a、1cおよびラジアル方向ストッパ機構1b、1dによって移動体3の変位が制限される。従って、第1バネ部材14xおよび第2バネ部材14yが大きな変形しない。
【選択図】図10

Description

本発明は、レンズを備えた移動体にコイルが保持されたレンズ駆動装置に関するものである。
カメラ付き携帯電話機やデジタルカメラなどに搭載されるレンズ駆動装置は、固定体と、レンズを備えた移動体と、この移動体をレンズ光軸方向に磁気駆動する磁気駆動機構と、固定体と移動体との間に接続されたバネ部材とを有しており、磁気駆動機構による推力とバネ部材の付勢力とを利用して、移動体を光軸方向に駆動する。
このようなレンズ駆動装置では、外部からの衝撃によって、移動体が光軸方向(スラスト方向)あるいはラジアル方向にブレると、バネ部材が大きく変形し、バネ部材に塑性変形などといった致命的な不具合が発生する。
そこで、移動体と固定体との間には、移動体側のスラスト移動規制用当接部と固定体側のスラスト移動規制用被当接部との当接により移動体の被写体側への移動範囲を制限するスラスト方向ストッパ機構と、移動体側のラジアル移動規制用当接部と固定体側のラジアル移動規制用被当接部との当接により移動体のラジアル方向の移動範囲を制限するラジアル方向ストッパ機構とが構成されている(特許文献1参照)。
特開2007−94235号公報
レンズ駆動装置では、外部からの衝撃によって発生する移動体の変位は、スラスト方向やラジアル方向だけでなく、移動体が斜めに傾くという変位も発生するとともに、これらの変位が組み合わさることもある。
しかしながら、従来のレンズ駆動装置では、移動体が斜めに傾いたままラジアル方向に移動するという変位については一切考慮されていないため、バネ部材が大きな変形し、バネ部材に塑性変形などといった致命的な不具合が発生することを確実に防止できる構成になっていない。また、移動体が斜めに傾いたままラジアル方向に移動すると、天板部に形成された光透過穴に移動体の被写体側端部が引っ掛かって元の状態に戻らないという問題を確実に防止できる構成になっていない。
以上の問題点に鑑みて、本発明の課題は、外部からの衝撃によって移動体が変位しても、バネ部材の大きな変形や、移動体の光透過穴への引っ掛かりなどを確実に防止することのできるレンズ駆動装置を提供することにある。
上記課題を解決するために、本発明では、固定体と、レンズを備えた移動体と、前記固定体側のマグネットおよび前記移動体側のコイルにより前記移動体をレンズ光軸方向に磁気駆動する磁気駆動機構と、前記固定体と前記移動体とを接続するバネ部材と、を有するレンズ駆動装置において、前記固定体では、前記移動体を被写体側で覆う天板部に前記レンズへの光の入射を可能とする光透過穴が形成され、前記固定体と前記移動体との間には、前記移動体側のスラスト移動規制用当接部と前記固定体側のスラスト移動規制用被当接部との当接により前記移動体の被写体側への移動範囲を制限するスラスト方向ストッパ機構と、前記移動体側のラジアル移動規制用当接部と前記固定体側のラジアル移動規制用被当接部との当接により前記移動体のラジアル方向の移動範囲を制限するラジアル方向ストッパ機構とを備え、前記スラスト方向ストッパ機構および前記ラジアル方向ストッパ機構は各々、全周で連続して形成された構成、あるいは周方向の複数個所に形成された構成を備え、光軸に対して傾斜した姿勢での前記移動体のラジアル方向の移動範囲は、全方位にわたって前記ラジアル方向ストッパ機構と前記スラスト方向ストッパ機構とにより制限されていることを特徴とする。
本発明において、スラスト方向ストッパ機構およびラジアル方向ストッパ機構は各々、全周で連続して形成された構成、あるいは周方向の複数個所に形成された構成を備えているため、移動体が光軸に対して傾斜した姿勢でラジアル方向のいずれの方向に移動したときでも、かかる移動の範囲は、全方位にわたってラジアル方向ストッパ機構よびスラスト方向ストッパ機構により制限される。従って、外部からの衝撃によって、移動体が斜めに傾いたままラジアル方向に移動したときでも、バネ部材が大きな変形しないので、バネ部材に塑性変形などといった致命的な不具合が発生することを確実に防止することができる。また、移動体が斜めに傾いたままラジアル方向に移動したときでも、天板部に形成された光透過穴に移動体の被写体側端部が引っ掛かることを確実に防止することができる。
本発明において、前記ラジアル方向移動規制用被当接部は、前記移動体のスラスト方向の全可動範囲において前記ラジアル方向移動規制用当接部が当接可能な寸法を備えていることが好ましい。このように構成すると、移動体がスラスト方向のいずれの位置にあっても、移動体が光軸に対して傾斜した姿勢でラジアル方向に移動したときでも、かかる移動の範囲を制限することができる。
本発明において、前記固定体が撮像素子側端部にベースを備えている場合、当該ベースは、被写体に向けて突出する突部からなる前記ラジアル方向移動規制用被当接部を周方向の4箇所以上に備え、当該ラジアル方向移動規制用被当接部は、前記移動体のスラスト方向の全可動範囲において前記ラジアル方向移動規制用当接部が当接可能な突出寸法を備えていることが好ましい。
本発明において、前記スラスト移動規制用当接部は、前記移動体の被写体側端面において被写体側からみたとき前記透光穴よりも大きな径をもつ円形状あるいは略円形状に配置され、前記スラスト方向移動規制用被当接部は、前記天板部において前記透光穴を囲む部分により形成されている構成を採用することができる。
本発明において、前記スラスト方向移動規制用当接部は、前記バネ部材より被写体側位置において当該バネ部材の内径寸法より小の外径寸法の円形状あるいは略円形状に配置されていることが好ましい。このように構成すると、移動体が光軸に対して傾斜したときでも、バネ部材が天板部に接触しないので、バネ部材の変形を防止することができる。
本発明において、前記ラジアル方向移動規制用当接部は、光軸方向において離間した位置に複数形成されていることが好ましい。このように構成した場合には、移動体が光軸に対して一方側に傾いた姿勢で、ラジアル方向のうち、移動体が傾いている方向に移動した場合、あるいはその反対側に移動した場合のいずれであっても、移動範囲を確実に制限することができる。
本発明において、前記複数のラジアル方向移動規制用当接部のうち、光軸方向で隣接する2つのラジアル方向移動規制用当接部は、前記移動体においてラジアル方向に突出して当該移動体の外周面に前記コイルの巻回部を構成していることが好ましい。
本発明において、前記ベースに対して被写体側に被さるヨークを備えている場合、当該ヨークに前記ラジアル移動規制用被当接部が形成されている構成を採用することができる。
本発明において、本発明において、スラスト方向ストッパ機構およびラジアル方向ストッパ機構は各々、全周で連続して形成された構成、あるいは周方向の複数個所に形成された構成を備えているため、移動体が光軸に対して傾斜した姿勢でラジアル方向のいずれの方向に移動したときでも、かかる移動の範囲は、全方位にわたってラジアル方向ストッパ機構よびスラスト方向ストッパ機構により制限される。従って、外部からの衝撃によって、移動体が斜めに傾いたままラジアル方向に移動したときでも、バネ部材が大きな変形しないので、バネ部材に塑性変形などといった致命的な不具合が発生することを確実に防止することができる。また、移動体が斜めに傾いたままラジアル方向に移動したときでも、天板部に形成された光透過穴に移動体の被写体側端部が引っ掛かることを確実に防止することができる。
以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、以下に説明するレンズ駆動装置は、カメラ付き携帯電話機の他にも、様々な電子機器に取り付けることが可能である。例えば、薄型のデジタルカメラ、PHS、PDA、バーコードリーダ、監視カメラ、車の背後確認用カメラ、光学的認証機能を有するドア等に用いることができる。
(レンズ駆動装置の全体構成)
図1(a)、(b)は各々、本発明を適用したレンズ駆動装置を斜め上方からみた外観図、および分解斜視図である。図2(a)、(b)、(c)、(d)は各々、本発明を適用したレンズ駆動装置を別の斜め上方からみた外観図、ヨークの斜視図、ヨークにおいてグランド端子とハンダ付けされるハンダ付け用突部の平面図、およびハンダ付け用突部の変形例を示す平面図である。図3(a)、(b)、(c)は各々、本発明を適用したレンズ駆動装置からヨークやスペーサを取り外した状態の斜視図、かかる状態を別の方向からみた斜視図、および移動体3の斜視図である。図4(a)、(b)は各々、本発明を適用したレンズ駆動装置における端子構造を示す分解斜視図、およびホルダに端子を取り付けた様子を示す斜視図である。
図1(a)、(b)および図2(a)において、本形態のレンズ駆動装置1は、カメラ付き携帯電話機などに用いられる薄型カメラにおいて、レンズ36や絞りを光軸方向L(レンズ光軸方向/スラスト方向)に沿って被写体(物体側)に近づくA方向(前側)、および被写体とは反対側(像側)に近づくB方向(後側)の双方向に移動させるためのものであり、略直方体形状を有している。レンズ駆動装置1は、概ね、1枚乃至複数枚のレンズ36および固定絞りを内側に備えた円筒状のレンズホルダ30を備えた移動体3と、この移動体3を光軸方向Lに沿って移動させる磁気駆動機構5と、磁気駆動機構5および移動体3などが搭載された固定体2とを有している。移動体3は、円筒状のスリーブ13を備えており、その内側に円筒状のレンズホルダ30が固着されている。従って、移動体3の外形形状はスリーブ13によって規定され、略円柱形状を備えている。
固定体2は、像側に撮像素子(図示せず)を保持するための矩形の樹脂板からなるホルダ19(ベース)を有しているとともに、被写体側には、箱状のヨーク18、および矩形枠状のスペーサ11を有している。ヨーク18は、鋼板などの強磁性板からなり、後述するように、マグネット17とともに、スリーブ13に保持された第1コイル31および第2コイル32に鎖交磁界を発生させる鎖交磁界発生体4を構成している。また、ヨーク18は、シールド部材としても利用されている。
(磁気駆動機構5の構成)
図1(b)および図3(a)、(b)、(c)に示すように、磁気駆動機構5は、スリーブ13の外周面に巻回された第1コイル31および第2コイル32と、第1コイル31および第2コイル32に鎖交磁界を発生させる鎖交磁界発生体4とを備え、第1コイル31、第2コイル32および鎖交磁界発生体4により磁気駆動機構5が構成されている。鎖交磁界発生体4は、第1コイル31および第2コイル32に対して外周側で対向する4つのマグネット17およびヨーク18を備えている。
4つのマグネット17は各々、略三角柱形状を備えており、ヨーク18の内周面において4つの角部分に周方向で離間した状態で固定されている。このようにマグネット17を四隅に分割して配置すれば、ヨーク18の辺部の中央部分において、ヨーク18とスリーブ13との隙間が狭くなっている場合でも、マグネット17に薄い部分が発生することを防止でき、マグネット17の強度を高めることができる。また、移動体3に搭載された第1コイル31および第2コイル32に対して、効率よくマグネット17の磁気力を作用させることができる。さらに、移動体3とヨーク18との間の四隅の空間を、マグネット17の配置スペースとして有効利用することにより、レンズ駆動装置1全体の小型化を図ることができる。
本形態において、4つのマグネット17はいずれも光軸方向Lにおいて2分割されており、いずれにおいても内面と外面とが異なる極に着磁されている。また、4つのマグネット17は、例えば、上半分では内面がN極に着磁され、外面がS極に着磁され、下半分では、内面がS極に着磁され、外面がN極に着磁されている。従って、第1コイル31と第2コイル32とでは、コイル線の巻回方向は反対である。
移動体3において、スリーブ13の撮像素子側の端部の外周面には、周方向の4箇所に突起136a、136b、136c、136dが形成されている。また、スリーブ13のスラスト方向の略中間位置の外周面にも、周方向の4箇所に突起137a、137b、137c、137dが形成されている。さらに、スリーブ13の被写体側端部の外周面には、全周にわたって略環状の突起138が形成されている。このようにして、スリーブ13の外周面には、突起136a、136b、136c、136dと突起137a、137b、137c、137dとによって第1コイル31の巻回部が形成され、突起138と突起137a、137b、137c、137dとによって第2コイル32の巻回部が形成されている。
図1(a)、(b)に示すように、ヨーク18は、厚さが150μm程度の金属製の絞り加工品であり、移動体3を被写体側で覆う矩形の天板部185と、第1コイル31および第2コイル32を外周側で囲む4枚の側板部181、182、183、184とを備えている。かかるヨーク18は、マグネット17と第1コイル31および第2コイル32との間に構成される磁路からの漏れ磁束を少なくする機能を担っており、かかる構成により、移動体3の移動量と、第1コイル31および第2コイル32に流す電流との間のリニアリティを向上することができる。ヨーク18の天板部185の中央には、被写体からの光をレンズ36に取り込むための円形の光透過穴180が形成されている。
本形態において、ヨーク18は、移動体3および磁気駆動機構5を覆うシールド部材としても利用されている。かかるヨーク18は、側板部181、182、183、184の撮像素子側端部187がホルダ19の被写体側の面に当接した状態に搭載される。このため、ヨーク18は、ホルダ19において被写体側に位置する面を基準に搭載されて、マグネット17などの光軸方向Lの位置や、レンズ駆動装置1全体の寸法を規定する。
(バネ部材およびその周辺の構成)
図1(b)、図3(a)、(b)および図4(a)、(b)に示すように、本形態のレンズ駆動装置1は、さらに、ホルダ19とスリーブ13との間(撮像素子側)、およびスペーサ11とスリーブ13との間(被写体側)の各々に、固定体2と移動体3とに接続された第1バネ部材14xおよび第2バネ部材14yを備えている。第1バネ部材14xおよび第2バネ部材14yはいずれも、ベリリウム銅やSUS系鋼材などといった金属製であり、厚さが80μm程度の薄板に対するプレス加工、あるいはフォトリソグラフィ技術を用いたエッチング加工により形成したものである。第1バネ部材14xおよび第2バネ部材14yは各々、固定体2に保持される外側の4つの固定体側連結部143と、スリーブ13の端部に連結された内側の円環枠状の移動体側連結部144と、固定体側連結部143と移動体側連結部144とを連結する4本のアーム部145とを備えている。
第1バネ部材14xは、ホルダ19およびスリーブ13に連結されており、移動体3をレンズ光軸に沿って移動可能に固定体2に支持された状態とする。第2バネ部材14yは、スペーサ11およびスリーブ13に連結されており、移動体3をレンズ光軸に沿って移動可能に固定体2に支持された状態とする。
図4(a)、(b)に示すように、ホルダ19側に配置された第1バネ部材14xは、2つのバネ片14a、14bに2分割されており、第1コイル31および第2コイル32の2本の端部(巻き始め端部および巻き終わり端部)は各々、バネ片14a、14bに接続される。従って、第1バネ部材14x(バネ片14a、14b)は第1コイル31および第2コイル32に対する給電部材としても機能する。
かかるバネ片14a、14bについては、それを折り曲げ加工を行なって固定体2の外側まで引き出して外部と電気的な接続に利用することができる。但し、本形態では、バネ片14a、14bやヨーク18とは別体の給電端子12x、12yをホルダ19に固着してある。
ホルダ19の被写体側の面には、その四隅に、被写体側に延びる小突起192が形成されている。ホルダ19の小突起192は、第1バネ部材14xを保持する際に用いられる。また、ホルダ19の被写体側の面には、周方向の複数個所に被写体側に突出する柱状突起196が形成されており、かかる柱状突起196は、マグネット17の撮像素子側の端面を支持するマグネット支持部になっている。ここで、柱状突起196は、ホルダ19の辺に相当する部分では、辺の中央部分を挟んで対向するように配置されて、後述するラジアル方向移動規制用被当接部として利用される。
再び図1(a)、(b)において、スペーサ11は、ヨーク18の天板部185の内面に取り付けられ、四隅には、撮像素子側に突き出た三角形のバネ押さえ部112が形成されている。かかるバネ押さえ部112は、マグネット17の被写体側端面との間に第2バネ部材14yの固定体側連結部143を挟持する。
(給電端子の構成)
図1(a)、(b)、図3(b)および図4(a)、(b)に示すように、本形態のレンズ駆動装置1において、ヨーク18から外側には、2本の給電端子12x、12yが突出している。給電端子12x、12yは、バネ部材14xおよびヨーク18とは別の部品からなり、厚さが200μm程度の金属板をプレス加工してなる。2本の給電端子12x、12yはいずれも、ホルダ19の側面壁191に沿って光軸方向Lに延びた板状部121と、板状部121の上端部からヨーク18の内側に向けて屈曲した内部接続端子部122と、板状部121の下端部から内部接続端子部122とは反対側(外側)に向けて屈曲した外部接続端子部123とを備えており、ヨーク18の撮像素子側端部187がホルダ19の被写体側の面に対して重なる部分の一部から外側に向けて引き出されている。板状部121には、円形の穴121aが形成されており、かかる穴121aには、ホルダ19の側面壁191から突出した小突起191aが嵌っている。板状部121は、ホルダ19の側面壁191に形成された溝191eに嵌っている。かかる給電端子12x、12yの内部接続端子部122には、第1バネ部材14xの端部147がハンダ付けにより接続されている。
ホルダ19の被写体側の面において、その角部には、給電端子12x、12yの内部接続端子部122との重なり部分に凹部194が形成されており、かかる凹部194の底部は、給電端子支持部194aとして、内部接続端子部122の被写体側とは反対側に位置する面(撮像素子側の面)を面支持している。また、ヨーク18において、側板部181の撮像素子側端部187には切り欠き181aが形成されている。このため、バネ部材14xの端部147において被写体側に位置する面と、ヨーク18の撮像素子側端部187との間には、隙間G21が形成されている。このため、給電端子12x、12yが、ホルダ19とヨーク18との当接部分に不要な隙間を発生させることがない。それ故、ホルダ19を基準にヨーク18を重ねても、レンズ駆動装置1全体のサイズに影響を及ぼすことがない。
(グランド端子の構成)
図5は、本発明を適用したレンズ駆動装置においてグランド端子とヨークとの接続構造の正面図であり、図5(a)、(b)、(c)は各々、本発明を適用したレンズ駆動装置においてグランド端子の正面図、ヨークを取り外した状態の正面図、およびグランド端子を取り外した状態のホルダ19の正面図である。図6は、本発明を適用したレンズ駆動装置においてグランド端子とヨークとの接続構造を示す斜視図であり、図6(a)、(b)、(c)は各々、本発明を適用したレンズ駆動装置においてグランド端子の斜視図、ヨークを取り外した状態の斜視図、およびグランド端子を取り外した状態のホルダの斜視図である。図7(a)、(b)は各々、本発明を適用したレンズ駆動装置のグランド端子を通る位置で切断したときの縦断面図、および給電端子を通る位置で切断したときの縦断面図である。
図2(a)、(b)、図3(a)、図4(a)、(b)、図5、図6、および図7(a)において、本形態のレンズ駆動装置1では、外部からの電磁ノイズの侵入防止、あるいは外部への電磁ノイズの放出防止のためのシールド部材としてヨーク18を利用している。このため、ヨーク18から外側には、1本のグランド端子12zが突出しており、かかるグランド端子12zは、ヨーク18に電気的に接続されている。グランド端子12zは、給電端子12x、12yと同様、バネ部材14xおよびヨーク18とは別の部品からなり、バネ部材14xおよびヨーク18とは厚さの異なる金属板を加工してなる。例えば、グランド端子12zは、バネ部材14xおよびヨーク18より厚く、例えば、厚さが200μm程度の金属板にプレス加工による折り曲げ加工を施したものである。また、グランド端子12zおよびヨーク18には、ハンダ付けを行いやすいように表面処理が施されている。かかるグランド端子12zは、給電端子12x、12yと同様な構成を有している。
本形態において、グランド端子12zは、ホルダ19の側面壁191に沿って光軸方向Lに延びた板状部126と、板状部126の上端部からヨーク18の内側に向けて屈曲したヨーク接続端子部127と、板状部126の下端部からヨーク接続端子部127とは反対側(ヨーク18の外側)に向けて屈曲した外部接続端子部128とを備えている。かかるグランド端子12zは、ヨーク18の撮像素子側端部187とホルダ19の被写体側の面とが重なる部分の一部から外側に向けて引き出されている。板状部126は、ホルダ19の側面壁191に形成された溝191eに嵌っている。
ホルダ19において被写体側の面の辺部には、グランド端子12zのヨーク接続端子部127と重なる部分に凹部195が形成されており、かかる凹部195の底部は、グランド端子支持部195aとして、ヨーク接続端子部127の被写体側とは反対側の面(撮像素子側の面)を面支持している。一方、ヨーク18において、側板部183の撮像素子側端部187には切り欠きなどが形成されていない。それでも、凹部195の深さ寸法は、ヨーク接続端子部127の厚さ寸法より大であるため、グランド端子12zにおいて被写体側に位置する面と、ヨーク18の撮像素子側端部187との間には、隙間G22が形成されている。
かかるグランド端子12zにおいて、ヨーク接続端子部127の被写体側の面は、ヨーク18の側板部183の外面側とハンダ付け、溶接などの方法で接続される。本形態では、ヨーク18の側板部183には、ヨーク接続端子部127に対して被写体側で重なるようにハンダ付け用突部188が形成されており、かかるハンダ付け用突部188とヨーク接続端子部127とがハンダ付けにより接続される。かかる構成によれば、ヨーク接続端子部127をヨーク18の側板部183の平板部分にハンダ付けする場合と比較して、ハンダ付け用突部188を形成した分、ハンダ付け用突部188とヨーク接続端子部127とのハンダ付け面積が広いという利点がある。また、本形態では、グランド端子12zおよびヨーク18のいずれにおいても、破断面以外の個所でハンダ付けするため、破断面でのハンダ付けと比較して、ハンダ付け作業が容易かつ確実である。
ハンダ付け用突部188は、図2(c)に示すように、ヨーク18の側板部183から略矩形形状をもって突出し、長手方向の両端部は湾曲しながら側板部183の外面に繋がっている。なお、ハンダ付け用突部188については、図2(d)に示すように、両端部をさらに深く凹ませる切り欠き188aを形成し、先端部188bが括れている形状とすれば、その分、熱容量が小さくなる。それ故、ヨーク接続端子部127とハンダ付け用突部188とのハンダ付けを容易かつ確実に行なうことができる。
ここで、ホルダ19の側面壁191は、端子固定部として、ヨーク18の側板部183よりもさらに外側に張り出している。このため、グランド端子支持部195aは、ヨーク18の側板部183よりもさらに外側に張り出している。従って、ハンダ付け用突部188とヨーク接続端子部127とのハンダ付け個所は、ヨーク18の側板部183よりもさらに外側に張り出している。このため、ハンダ付け用突部188とヨーク接続端子部127とのハンダ付け個所は、マグネット17から離れているので、ハンダ付けの熱でマグネット17が劣化することがない。すなわち、本形態では、グランド端子12zのハンダ付け時の熱がマグネット17に届かないように、グランド端子12zをマグネット17から周方向で離れた位置に配置したが、さらに、本形態では、ハンダ付け用突部188とヨーク接続端子部127とのハンダ付け個所をマグネット17から離したので、ハンダ付けの熱でマグネット17が劣化することを確実に防止することができる。
再び図2(a)、(b)、図4(a)、(b)、図5、図6、および図7(a)において、グランド端子12zの板状部126には、直径が0.8mm程度の内径をもつ半円形状の穴129が形成されている。穴129は、ハンダ付け部分(ヨーク接続端子部127とヨーク18のハンダ付け用突部188との重なり部分)に位置する側が直線129aになっており、ハンダ付け部分(ヨーク接続端子部127とヨーク18のハンダ付け用突部188との重なり部分)に位置する側とは反対側は円弧129bになっている。このように構成すると、ヨーク接続端子部127とハンダ付け用突部188とをハンダ付けする際、ハンダの熱がグランド端子12zの先端側に伝わりにくいので、ハンダの広がり領域を制限することができ、ヨーク接続端子部127とハンダ付け用突部188とのハンダ付けを確実に行なうことができる。
穴129の内側には、ヨーク接続端子部127とヨーク18のハンダ付け用突部188との半田付け後、接着剤120が充填され、グランド端子12zとホルダ19とは穴129において接着剤120よって接着固定されている。
また、ホルダ19において、凹部195に対してラジアル方向の内側に隣接する位置には、被写体側に向けて突出する突部197が形成されており、かかる突部197は、ヨーク接続端子部127において被写体側に位置する面と、ヨーク18の撮像素子側端部187との間に形成された隙間G22よりもラジアル方向の内側に位置する。かかる突部197は、ホルダ19の他の3辺に相当する位置にも形成されている。ここで、突部197は、移動体3(スリーブ13)の撮像素子側端部のラジアル方向外側に位置し、スリーブ13からラジアル方向外側に向けて突出した突起136a、136b、136c、136dと重なる。このため、レンズ駆動装置1の組み立て途中、第1コイル31及び第2コイル32に通電が行なわれていない期間中、移動体3に磁気的な推力が印加されていないため、スリーブ13が撮像素子側に位置することになるが、突起136a、136b、136c、136dが突部197に当接するので、移動体3(スリーブ13)はホルダ19からわずかに浮いた状態となる。従って、ヨーク接続端子部127とヨーク18のハンダ付け用突部188との半田付けの際、フラックスがラジアル方向の内側に侵入した場合でも、フラックスは、スリーブ13の下端面には付着しない。また、フラックスが移動体3とホルダ19とに跨るように付着することもない。さらに、フラックスが第1バネ部材14xのアーム部145に付着することもない。それ故、フラックスの付着によって、移動体3の移動や、第1バネ部材14xのアーム部145の正常な変形が妨げられることがない。
すなわち、図7(b)に示すように、給電端子12x、12yについては、第1バネ部材14xと接続する必要があるので、給電端子12x、12yと移動体3は十分離間しているが、図7(a)に示すように、グランド端子12zは、移動体3の近くに配置してあるため、突部197によって、フラックスが移動体3や第1バネ部材14xのバネ部分に付着するのを避けている。
このように本形態では、グランド端子12zについては、シールド部材やバネ部材とは別の部品により形成されているため、ヨーク18(シールド部材)や第1バネ部材14xの材質や厚さなどの影響を受けることなく、十分な機械強度などといった端子としての特性に優れたグランド端子を用いることができる。また、グランド端子12zについては、ホルダ19に形成した凹部195の底部からなるグランド端子支持部195aで面支持した状態で外部に引き出しているため、グランド端子12zを安定した状態に固定体側に保持できるとともに、ハンダ付けを容易に行なうことができる。さらに、ホルダ19とヨーク18とは、グランド端子12zが配置されている部分以外では直接、当接しているが、グランド端子12zの被写体側の面と、ヨーク18の撮像素子側端部187との間には、隙間G22が形成されているため、グランド端子12zが、ホルダ19とヨーク18との当接部分に不要な隙間を発生させることがない。それ故、ホルダ19を基準にヨーク18を重ねても、レンズ駆動装置1全体のサイズに影響を及ぼすことがない。
また、グランド端子12zと同様、給電端子12x、12yについても、シールド部材やバネ部材とは別の部品により形成されているため、ヨーク18(シールド部材)や第1バネ部材14xの材質や厚さなどの影響を受けることなく、十分な機械強度などといった端子としての特性を確保することができる。
また、グランド端子支持部195aは、グランド端子12zの厚さ寸法より深い凹部195の底部であるため、ヨーク18の側板部183の撮像素子側端部187を複雑な形状にしなくても、グランド端子12zの被写体側の面と、ヨーク18の撮像素子側端部187との間に隙間G22を形成することができる。
なお、本形態では、給電端子12x、12yをヨーク18の側板部181に配置し、グランド端子12zをヨーク18の側板部183に配置したが、給電端子12x、12yおよびグランド端子12zの配置位置については、上記形態に限定されるものではなく、いずれの箇所に配置してもよい。
(基本的な動作)
図8は、本発明を適用したレンズ駆動装置を、その対角線を通る位置で切断したときの縦断面図である。図8において、本形態のレンズ駆動装置1では、移動体3は、通常は撮像素子側(像側)に位置しており、このような状態において、第1コイル31および第2コイル32に所定方向の電流を流すと、第1コイル31および第2コイル32は、それぞれ上向き(前側)の電磁力を受けることになる。これにより、第1コイル31および第2コイル32が固着されたスリーブ13は、被写体側(前側/矢印Aで示す方向))に移動し始めることになる。このとき、第2バネ部材14yとスリーブ13の前端との間、および第1バネ部材14xとスリーブ13の後端との間には、それぞれスリーブ13の移動を規制する弾性力が発生する。このため、スリーブ13を前側に移動させようとする電磁力と、スリーブ13の移動を規制する弾性力とが釣り合ったとき、スリーブ13は停止する。その際、第1バネ部材14xおよび第2バネ部材14yによってスリーブ13に働く弾性力に応じて、第1コイル31および第2コイル32に流す電流量を調整することで、スリーブ13(移動体3)を所望の位置に停止させることができる。
本形態では、第1バネ部材14xおよび第2バネ部材14yとして、弾性力(応力)と変位量(歪み量)との間に線形関係が成立する板バネ(ジンバルバネ)を用いていることから、スリーブ13の移動量と第1コイル31および第2コイル32に流す電流との間のリニアリティを向上させることができる。また、第1バネ部材14xおよび第2バネ部材14yからなる2つのバネ部材を用いていることから、スリーブ13が停止したときに光軸の方向に大きな釣り合いの力が加わることになり、光軸の方向に遠心力や衝撃力等の他の力が働いたとしても、より安定にスリーブ13を停止させることができる。さらに、レンズ駆動装置1では、スリーブ13を停止させるのに、衝突材(緩衝材)等に衝突させて停止させるのではなく、電磁力と弾性力との釣り合いを利用して停止させることとしているので、衝突音の発生を防ぐことも可能である。
(スラスト方向ストッパ機構およびラジアル方向ストッパ機構)
図9(a)、(b)、(c)は、本発明を適用したレンズ駆動装置のヨークの平面図、移動体に用いたスリーブの平面図、およびヨークの光透過穴とスリーブとの位置関係を示す平面図である。図10(a)、(b)、(c)は各々、本発明を適用したレンズ駆動装置において移動体が基準位置にある様子を模式的に示す縦断面図、移動体が傾いた姿勢で傾いている方向とは反対の方向に移動した様子を模式的に示す縦断面図、および移動体が傾いた姿勢で傾いている方向と同一の方向に移動した様子を模式的に示す縦断面図である。
本形態のレンズ駆動装置1は、移動体3を駆動するにあたって磁気駆動機構5を採用するとともに、固定体2と移動体3とを接続する第1バネ部材14xおよび第2バネ部材14yで接続している。このため、衝撃などの外力が加わって、移動体3が光軸方向L(スラスト方向)あるいはラジアル方向にブレると、第1バネ部材14xおよび第2バネ部材14yが大きく変形し、塑性変形などといった致命的な不具合が発生する。
そこで、本形態では、図7(a)および図10(a)に示すように、固定体2と移動体3との間には、移動体3の被写体側への移動範囲を制限するスラスト方向ストッパ機構1aが構成されている。すなわち、本形態では、スリーブ13の被写体側の円筒部135(スラスト移動規制用当接部)を第2バネ部材14yよりさらに被写体側に突出させるとともに、図9(a)、(b)、(c)および図10(a)に示すように、円筒部135の外径寸法D1については、ヨーク18の天板部185に形成した光透過穴180の内径D2よりも十分、大きく設定してある。このため、ヨーク18の天板部185とスリーブ13の円筒部135と間には、十分に大きなオーバーラップC10が存在する。このため、衝撃が加わって、移動体3が被写体側に変位した際、スリーブ13の円筒部135の先端部は、天板部185において光透過穴180を囲む部分(スラスト移動規制用被当接部)に当接するので、移動体3のそれ以上のスラスト方向への変位を阻止することができる。
また、移動体3の撮像素子側への移動範囲については、ホルダ19に形成した突部197(スラスト移動規制用被当接部)、および移動体3(スリーブ13)の突起136a、136b、136c、136d(スラスト移動規制用当接部)により構成されたスラスト方向ストッパ機構1cにより制限されている。
また、図7(a)および図10(a)に示すように、固定体2と移動体3との間には、移動体3のラジアル方向への移動範囲を制限するラジアル方向ストッパ機構1bが構成され、本形態において、ラジアル方向ストッパ機構1bは、スラスト方向で離間する2箇所に構成されている。
かかるラジアル方向ストッパ機構1bを構成するにあたって、本形態では、図3(a)(b)、図7(a)および図10(a)に示すように、スリーブ13の外周面に形成された突起136a、136b、136c、136d(ラジアル移動規制用当接部)、および突起137a、137b、137c、137d(ラジアル移動規制用当接部)と、ヨーク18の側板部181、182、183、184(ラジアル移動規制用被当接部)との当接を利用する。すなわち、突起136a、136b、136c、136dおよび突起137a、137b、137c、137dは各々、隣接するマグネット17の間に位置し、ヨーク18の側板部181、182、183、184(ラジアル移動規制用被当接部)にラジアル方向で対向する。このため、衝撃が加わって、移動体3がラジアル方向に変位した際、スリーブ13の突起136a、136b、136c、136dおよび突起137a、137b、137c、137dは、ヨーク18の側板部181、182、183、184に当接するので、移動体3のそれ以上のラジアル方向への変位を阻止することができる。かかるラジアル方向ストッパ機構1bでは、ヨーク18の側板部181、182、183、184をラジアル移動規制用被当接部として利用しているので、移動体3のスラスト方向の全範囲で移動体3のラジアル方向の移動範囲を制限することができる。
また、突起136a、136b、136c、136dは、ホルダ19の柱状突起196の間に位置し、突起137a、137b、137c、137dは各々、隣接するマグネット17の間に位置する。このため、突起136a、136b、136c、136d、突起137a、137b、137c、137d、マグネット17および柱状突起196によっても、ラジアル方向ストッパ機構1dが構成されている。すなわち、衝撃が加わって、移動体3が光軸周りに回転しようとした際、かかる回転は、突起136a、136b、136c、136d、および突起137a、137b、137c、137dがマグネット17や柱状突起196の側面に当接することによって阻止される。かかるラジアル方向ストッパ機構1dでは、スラスト方向に十分な寸法を備えたマグネット17およびヨーク18の柱状突起196をラジアル移動規制用被当接部として利用しているので、移動体3のスラスト方向の全範囲で移動体3のラジアル方向の移動範囲を制限することができる。
なお、スリーブ13の被写体側端部に端部において、スリーブ13の外周面には、全周にわたって突起138が形成されているが、かかる突起138の突出寸法は、他の突起136a、136b、136c、136dおよび突起137a、137b、137c、137dに比較して小さい。従って、突起138は、移動体3がラジアル方向に変位する機能を有しておらず、第2コイル32の巻回部を構成する機能のみを担っている。
(移動体3の傾き姿勢でのラジアル方向への移動対策)
本形態では、スラスト方向ストッパ機構1a、1cおよびラジアル方向ストッパ機構1b、1dは各々、全周で連続して形成された構成、あるいは周方向の複数個所に形成された構成にしてある。すなわち、図1(a)に示すように、ヨーク18の天板部185では、光透過穴180の外周縁に切り欠き180a、180bが形成されているが、光透過穴180は略円径で、スリーブ13の円筒部135も円径である。このため、被写体側へのスラスト方向ストッパ機構1aは、全周で連続して形成された構成になっている。
また、ラジアル方向ストッパ機構1b、撮像素子側へのスラスト方向ストッパ機構1c、およびラジアル方向ストッパ機構1dは各々、周方向の4個所に形成された構成を有している。
このため、図10(b)、(c)に示すように、光軸に対して傾斜した姿勢での移動体3のラジアル方向の移動範囲は、全方位にわたってスラスト方向ストッパ機構1a、1b、およびラジアル方向ストッパ機構1b、1dにより制限される。
まず、図10(b)、(c)に示すように、衝撃が加わって、例えば、移動体3がヨーク18の側板部181が位置する方に傾いたとする。かかる傾きが発生した際には、スリーブ13の円筒部135がヨーク18の天板部185に当接し、ホルダ19に形成した突部197に対して、スリーブ13の突起136aが当接するので、移動体3のこれ以上の傾きが阻止される。
次に、移動体3が側板部181の位置する方に傾いた状態で、図10(b)に示すように、ヨーク18において側板部181とは反対側の側板部183の方に移動体3が平行移動したとする。かかる移動が発生すると、2段のラジアル方向ストッパ機構1bのうち、撮像素子側の2段のラジアル方向ストッパ機構1bでは、突起136cが側板部183に当接し、それ以上の変位が阻止される。また、かかるラジアル方向の変位が起こった際でも、スリーブ13の円筒部135は、オーバーラップC11をもってヨーク18の天板部185に当接し、ホルダ19に形成した突部197に対して、スリーブ13の突起136aが当接した状態のままである。なお、移動体3が側板部181の位置する方に傾いた状態で、図10(b)に示すように、側板部183の方に移動体3が平行移動した際、かかる移動は、ラジアル方向ストッパ機構1dを構成する突起136bと柱状突起196とによって阻止されることもある。
かかる変位とは逆に、移動体3が側板部181の位置する方に傾いた状態で、図10(c)に示すように、側板部181の方に移動体3が平行移動したとする。かかる移動が発生すると、2段のラジアル方向ストッパ機構1bのうち、被写体側のラジアル方向ストッパ機構1bでは、突起137aが側板部181に当接し、それ以上の変位が阻止される。また、かかるラジアル方向の変位が起こった際でも、スリーブ13の円筒部135は、オーバーラップC12をもってヨーク18の天板部185に当接し、ホルダ19に形成した突部197に対して、スリーブ13の突起136aが当接した状態のままである。なお、移動体3が側板部181の位置する方に傾いた状態で、図10(c)に示すように、側板部181の方に移動体3が平行移動した際、かかる移動は、ラジアル方向ストッパ機構1dを構成する突起136bと柱状突起196とによって阻止されることもある。
このように本形態のレンズ駆動装置1では、スラスト方向ストッパ機構1a、1bおよびラジアル方向ストッパ機構1b、1dは各々、全周で連続して形成された構成、あるいは周方向の複数個所に形成された構成を備えているため、外部からの衝撃によって、移動体3がいずれの方向に斜めに傾いたまま、ラジアル方向のいずれの方向に移動したときでも、第1バネ部材14xおよび第2バネ部材14yが大きな変形しない。従って、第1バネ部材14xおよび第2バネ部材14yに塑性変形などといった致命的な不具合が発生することを確実に防止することができる。また、移動体3が斜めに傾いたままラジアル方向に移動したときでも、天板部185に形成された光透過穴180に移動体3の被写体側端部が引っ掛かることを確実に防止することができる。
また、ラジアル方向ストッパ機構1b、1dは、移動体3のスラスト方向の全可動範囲において機能を発揮する。このため、移動体3がスラスト方向のいずれの位置にあっても、移動体3が光軸に対して傾斜した姿勢でラジアル方向に移動した場合でも、かかる移動の範囲を制限することができる。
さらに、ラジアル方向ストッパ機構1b、1dのラジアル方向移動規制用当接部(突起136a、136b、136c、136d、および突起137a、137b、137c、137d)は、光軸方向Lにおいて離間した位置に2組形成されているため、図10(b)、(c)を参照して説明したように、光軸に対して移動体3が一方側に傾いた姿勢で、ラジアル方向のうち、移動体3が傾いている方向に移動した場合、あるいはその反対側に移動した場合のいずれであっても、移動範囲を確実に制限することができる。
(a)、(b)は各々、本発明を適用したレンズ駆動装置を斜め上方からみた外観図、および分解斜視図である。 (a)、(b)、(c)、(d)は各々、本発明を適用したレンズ駆動装置を別の斜め上方からみた外観図、ヨークの斜視図、ヨークにおいてグランド端子とハンダ付けされるハンダ付け用突部の平面図、およびハンダ付け用突部の変形例を示す平面図である。 (a)、(b)、(c)は各々、本発明を適用したレンズ駆動装置からヨークやスペーサを取り外した状態の斜視図、かかる状態を別の方向からみた斜視図、および移動体の斜視図である。 (a)、(b)は各々、本発明を適用したレンズ駆動装置における端子構造を示す分解斜視図、およびホルダに端子を取り付けた様子を示す斜視図である。 本発明を適用したレンズ駆動装置においてグランド端子とヨークとの接続構造を示す正面図である。 本発明を適用したレンズ駆動装置においてグランド端子とヨークとの接続構造を示す斜視図である。 (a)、(b)は各々、本発明を適用したレンズ駆動装置のグランド端子を通る位置で切断したときの縦断面図、および給電端子を通る位置で切断したときの縦断面図である。 本発明を適用したレンズ駆動装置を、その対角線を通る位置で切断したときの縦断面図である。 (a)、(b)、(c)は、本発明を適用したレンズ駆動装置のヨークの平面図、移動体に用いたスリーブの平面図、およびヨークの光透過穴とスリーブとの位置関係を示す平面図である。 (a)、(b)、(c)は各々、本発明を適用したレンズ駆動装置において移動体が基準位置にある様子を模式的に示す縦断面図、移動体が傾いた姿勢で傾いている方向とは反対の方向に移動した様子を模式的に示す縦断面図、および移動体が傾いた姿勢で傾いている方向と同一の方向に移動した様子を模式的に示す縦断面図である。
符号の説明
1 レンズ駆動装置
1a、1c スラスト方向ストッパ機構
1b、1d ラジアル方向ストッパ機構
2 固定体
3 移動体
5 磁気駆動機構
11 スペーサ
12x、12y 給電端子
12z グランド端子
13 スリーブ
14x 第1バネ部材
14y 第2バネ部材
17 マグネット
18 ヨーク(シールド部材)
19 ホルダ(ベース)
31 第1コイル
32 第2コイル
36 レンズ

Claims (8)

  1. 固定体と、レンズを備えた移動体と、前記固定体側のマグネットおよび前記移動体側のコイルにより前記移動体をレンズ光軸方向に磁気駆動する磁気駆動機構と、前記固定体と前記移動体とを接続するバネ部材と、を有するレンズ駆動装置において、
    前記固定体では、前記移動体を被写体側で覆う天板部に前記レンズへの光の入射を可能とする光透過穴が形成され、
    前記固定体と前記移動体との間には、前記移動体側のスラスト移動規制用当接部と前記固定体側のスラスト移動規制用被当接部との当接により前記移動体の被写体側への移動範囲を制限するスラスト方向ストッパ機構と、前記移動体側のラジアル移動規制用当接部と前記固定体側のラジアル移動規制用被当接部との当接により前記移動体のラジアル方向の移動範囲を制限するラジアル方向ストッパ機構とを備え、
    前記スラスト方向ストッパ機構および前記ラジアル方向ストッパ機構は各々、全周で連続して形成された構成、あるいは周方向の複数個所に形成された構成を備え、
    光軸に対して傾斜した姿勢での前記移動体のラジアル方向の移動範囲は、全方位にわたって前記ラジアル方向ストッパ機構と前記スラスト方向ストッパ機構とにより制限されていることを特徴とするレンズ駆動装置。
  2. 前記ラジアル方向移動規制用被当接部は、前記移動体のスラスト方向の全可動範囲において前記ラジアル方向移動規制用当接部が当接可能な寸法を備えていることを特徴とする請求項1に記載のレンズ駆動装置。
  3. 前記固定体は、撮像素子側端部にベースを備え、
    当該ベースは、被写体に向けて突出する突部からなる前記ラジアル方向移動規制用被当接部を周方向の4箇所以上に備え、
    当該ラジアル方向移動規制用被当接部は、前記移動体のスラスト方向の全可動範囲において前記ラジアル方向移動規制用当接部が当接可能な突出寸法を備えていることを特徴とする請求項2に記載のレンズ駆動装置。
  4. 前記スラスト移動規制用当接部は、前記移動体の被写体側端面において被写体側からみたとき前記透光穴よりも大きな径をもつ円形状あるいは略円形状に配置され、
    前記スラスト方向移動規制用被当接部は、前記天板部において前記透光穴を囲む部分により形成されていることを特徴とする請求項1乃至3の何れか一項に記載のレンズ駆動装置。
  5. 前記スラスト方向移動規制用当接部は、前記バネ部材より被写体側位置において当該バネ部材の内径寸法より小の外径寸法の円形状あるいは略円形状に配置されていることを特徴とする請求項4に記載のレンズ駆動装置。
  6. 前記ラジアル方向移動規制用当接部は、光軸方向において離間した位置に複数形成されていることを特徴とする請求項1乃至5の何れか一項に記載のレンズ駆動装置。
  7. 前記複数のラジアル方向移動規制用当接部のうち、光軸方向で隣接する2つのラジアル方向移動規制用当接部は、前記移動体においてラジアル方向に突出して当該移動体の外周面に前記コイルの巻回部を構成していることを特徴とする請求項6に記載のレンズ駆動装置。
  8. 前記ベースに対して被写体側に被さるヨークを備え、
    当該ヨークに前記ラジアル移動規制用被当接部が形成されていることを特徴とする請求項1乃至7の何れか一項に記載のレンズ駆動装置。
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