JP2011141517A - レンズアクチュエータ - Google Patents

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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、確実で安定した動作が可能なものを提供することを目的とする。
【解決手段】キャリア1外方に配置された移動用コイル26と移動用磁石27を、上下方向に対向形成することによって、キャリア1外方の移動用磁石27の磁界が上下方向に形成されているため、この磁力の影響を内方の駆動用コイル2や駆動用磁石4が受けることを防ぎ、中空部にレンズが装着されたキャリア1の、確実で安定した動作を行うことが可能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や手振れ補正等を行うものが増えており、使い易く、確実な動作を行える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8〜図11を用いて説明する。
図8は従来のレンズアクチュエータの断面図、図9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は銅合金線が略円環状に巻回された駆動用コイル、3は略箱型で中央に円形の通孔が形成された鉄等の駆動用ヨークで、キャリア1外周に駆動用コイル2が巻回固着されると共に、このキャリア1が駆動用ヨーク3内に上下動可能に収納されている。
また、4は略円弧状の駆動用磁石、5は絶縁樹脂製のスペーサで、複数の駆動用磁石4が駆動用ヨーク3の内側壁に装着され、駆動用コイル2と所定の間隙を空けて対向配置されると共に、スペーサ5が駆動用ヨーク3の外周下面を覆っている。
そして、6は金属薄板製の上ばね、7は同じく下ばね、8は絶縁樹脂製のケースで、上ばね6がやや撓んだ状態で駆動用ヨーク3上面に、下ばね7がケース8上面に各々固着されると共に、この上ばね6と下ばね7がキャリア1の上下面に弾接し、キャリア1が上下方向の所定位置に保持されて、駆動手段10が形成されている。
さらに、11は絶縁樹脂製の基台、12は同じくスライダで、円柱状の支持ピン13Aがスライダ12の支持孔12Aに挿入されると共に、支持ピン13A両端が基台11の保持部11Aに係止されて、スライダ12が基台11上に前後方向に移動可能に載置されている。
また、支持ピン13Bが駆動手段10のケース8の支持孔(図示せず)に挿入されると共に、この両端がスライダ12の保持部12Bに係止されて、駆動手段10がスライダ12上に左右方向に移動可能に載置されている。
つまり、駆動手段10が基台11に対して、スライダ12を介して前後方向及び左右方向に移動可能なようにして、基台11上に載置されている。
そして、14は銅合金線が略額縁状に巻回された移動用コイル、15は略矩形状の移動用磁石、16は略箱型で中央に円形の通孔が形成された金属板製のカバーで、複数の移動用コイル14が駆動手段10の駆動用ヨーク3の前後左右側面に固着されると共に、複数の移動用磁石15がカバー16の内側壁に固着され、複数の移動用コイル14と所定の間隙を空けて対向配置されている。
また、この複数の移動用磁石15は、図10の部分斜視図に示すように、前後または左右方向にN極とS極が並列に形成されて、対向する移動用コイル14には移動用磁石15から、上下方向とは直交する内方への磁界B1が形成されている。
さらに、これらの基台11やスライダ12、複数の移動用コイル14や移動用磁石15によって、図11の部分斜視図に示すような移動手段18が形成されると共に、この移動手段18や駆動手段10をカバー16が覆って、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、キャリア1の中空部にレンズ(図示せず)が固着され、背面に撮像素子が配置されて、カメラや携帯電話等の電子機器に装着されると共に、駆動用コイル2と移動用コイル14がリード線やコネクタ(図示せず)等を介して、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、例えばカメラのシャッター用の押釦(図示せず)を軽く押圧操作すると、電子回路から電圧が印加されて駆動用コイル2に電流が流れ、駆動用磁石4と駆動用ヨーク3によって周囲に外方または内方への方向の磁界が形成されている駆動用コイル2には、これと直交する上下方向の力がはたらくため、駆動用コイル2及びこれが巻回固着されたキャリア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の中空部に装着されたレンズの焦点が調整される。
なお、駆動用コイル2への電流が遮断された場合には、上下面に弾接した上ばね6や下ばね7の付勢力によってキャリア1が押圧されて移動し、所定位置に戻って保持される。
また、シャッター用の押釦をさらに押圧操作して撮影を行った際に、手振れが生じた場合には、これを別途設けたセンサ(図示せず)等によって機器の電子回路が検出し、電子回路から電圧が印加されて移動用コイル14に電流が流れ、移動用コイル14に前後または左右方向の力がはたらいて、移動用コイル14及びこれが固着された駆動手段10の駆動用ヨーク3が、前後または左右方向のぶれた方向へ移動して、手振れ補正が行われる。
なお、この時、図10に示すように、移動用磁石15によって周囲に内方への磁界B1が形成されている移動用コイル14に、時計方向の電流I1が流れた場合には、移動用コイル14に前方向の力F1がはたらいて駆動手段10が前方向へ移動し、反時計方向の電流I2が流れた場合には、力F2がはたらいて駆動手段10は後方向へ移動する。
つまり、図11において、移動用コイル14Aや14Bに電流が流れた場合には、スライダ12に載置された駆動手段10は前後方向へ移動し、移動用コイル14Cや14Dに電流が流れた場合には、駆動手段10は左右方向へ移動する。
すなわち、駆動用磁石4に対向した駆動用コイル2に電流を流してキャリア1を上下方向へ移動し、この中空部に装着されたレンズを上下動させてオートフォーカス動作を行うと共に、移動用磁石15に対向した移動用コイル14に電流を流し、駆動手段10の駆動用ヨーク3を前後または左右方向へ移動して、手振れ補正を行うように構成されているものであった。
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2008−32768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、キャリア1外方に配置された複数の移動用磁石15の磁力が内方、つまり駆動用コイル2や駆動用磁石4が収納された駆動用ヨーク3の方向に向いた磁界B1となっているため、特に移動用磁石15の磁力が強いものであった場合、この移動用磁石15によって駆動用コイル2や駆動用磁石4が影響を受け、キャリア1の上下動が不確実なものになってしまう場合があ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、確実で安定した動作が可能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、キャリア外方に配置された移動用コイルと移動用磁石を、上下方向に対向形成してレンズアクチュエータを構成したものであり、キャリア外方の移動用磁石の磁界が上下方向に形成されているため、この磁力の影響を内方の駆動用コイルや駆動用磁石が受けることを防ぎ、中空部にレンズが装着されたキャリアの、確実で安定した動作を行うことが可能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、移動用磁石に所定の間隙を空けて、移動用ヨークを対向配置したものであり、移動用磁石と移動用ヨーク間の吸引力によって、ケースや基台等の間のがたつきがなくなるため、キャリアの前後左右方向への移動を確実に行う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、確実で安定した動作が可能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。
本発明の第1の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 同部分斜視図 同部分斜視図 同他の実施の形態による分解斜視図 本発明の第2の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 従来のレンズアクチュエータの断面図 同分解斜視図 同部分斜視図 同部分斜視図
以下、本発明の実施の形態について、図1〜図7を用いて説明する。
なお、背景技術の項で説明した構成と同一構成の部分には同一符号を付して、詳細な説明を簡略化する。
(実施の形態1)
実施の形態1を用いて、本発明の特に請求項1記載の発明について説明する。
図1は本発明の第1の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、1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、2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駆動用コイル、23は略箱型で中央に円形の通孔が形成された鉄等の駆動用ヨークで、キャリア1外周に駆動用コイル2が接着剤等によって巻回固着されると共に、このキャリア1が駆動用ヨーク23内に上下動可能に収納されている。
また、4は略円弧状でネオジム系等の駆動用磁石、5はポリフタルアミド等の絶縁樹脂製のスペーサで、複数の、例えば四つの駆動用磁石4が駆動用ヨーク23の内側壁に装着され、駆動用コイル2と所定の間隙を空けて対向配置されると共に、スペーサ5が駆動用ヨーク23の外周下面を覆っている。
なお、この四つの駆動用磁石4は内周側と外周側が異なる磁極、例えば内周側がN極で外周側がS極となっており、駆動用コイル2の巻回方向に対して直交する、外方または内方への磁界が形成されている。
そして、6は鋼や銅合金等の金属薄板製の上ばね、7は同じく下ばね、24はポリフタルアミド等の絶縁樹脂製のケースで、上ばね6がやや撓んだ状態で駆動用ヨーク23上面に、下ばね7がケース24上面に各々固着されると共に、この上ばね6と下ばね7がキャリア1の上下面に弾接し、キャリア1が上下方向の所定位置に保持されて、駆動手段20が形成されている。
さらに、25は絶縁樹脂製の基台、13は円柱状の支持ピンで、支持ピン13がケース24の左右方向に長孔となった支持孔24Aに挿入されると共に、支持ピン13両端が基台25の保持部25Aに係止され、駆動手段20が基台25に対して、前後方向及び左右方向に移動可能なようにして、基台25上に載置されている。
そして、26は絶縁樹脂で被覆された銅合金線が略楕円筒状に巻回された移動用コイル、27は略角柱状でネオジム系等の移動用磁石で、複数の移動用磁石27がキャリア1外方の、前方及び右方の基台25上面に固着されると共に、複数の移動用コイル26が駆動用ヨーク23外周下面に固着され、この二つずつの移動用コイル26と移動用磁石27が、上下方向に所定の間隙を空けて対向配置されている。
また、この移動用磁石27は、図3の部分斜視図に示すように、前後または左右方向の上下面にN極とS極が並列に形成され、対向する移動用コイル26には移動用磁石27から、上または下方向への磁界B2が形成されている。
つまり、キャリア1外方に配置された移動用磁石27の磁界B2が、駆動用コイル2や駆動用磁石4が収納された駆動用ヨーク23の方向である内方ではなく、上下方向に形成されているため、移動用磁石27が多少磁力の強いものであった場合でも、この磁力によって内方の駆動用コイル2や駆動用磁石4が影響を受けることのないようになっている。
さらに、16は略箱型で中央に円形の通孔が形成されたニッケルめっき鋼板等の金属板製のカバーで、基台25やケース24、複数の移動用コイル26や移動用磁石27等によって、図4の部分斜視図に示すような移動手段30が形成されると共に、この移動手段30や駆動手段20をカバー16が覆って、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、キャリア1の中空部にレンズ(図示せず)が固着され、背面に撮像素子が配置されて、カメラや携帯電話等の電子機器に装着されると共に、駆動用コイル2と移動用コイル26がリード線やコネクタ(図示せず)等を介して、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、例えばカメラのシャッター用の押釦(図示せず)を軽く押圧操作すると、電子回路から電圧が印加されて駆動用コイル2に電流が流れ、駆動用磁石4と駆動用ヨーク23によって周囲に外方または内方への方向の磁界が形成されている駆動用コイル2には、これと直交する上下方向の力がはたらくため、駆動用コイル2及びこれが巻回固着されたキャリア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の中空部に装着されたレンズの焦点が調整される。
なお、駆動用コイル2への電流が遮断された場合には、上下面に弾接した上ばね6や下ばね7の付勢力によってキャリア1が押圧されて移動し、所定位置に戻って保持される。
また、シャッター用の押釦をさらに押圧操作して撮影を行った際に、手振れが生じた場合には、これを別途設けたセンサ(図示せず)等によって機器の電子回路が検出し、電子回路から電圧が印加されて移動用コイル26に電流が流れ、移動用コイル26に前後または左右方向の力がはたらいて、移動用コイル26及びこれが固着された駆動手段20の駆動用ヨーク23が、前後または左右方向のぶれた方向へ移動して、手振れ補正が行われる。
なお、この時、図3に示すように、移動用磁石27によって周囲に例えば下方向への磁界B2が形成されている移動用コイル26に、時計方向の電流I1が流れた場合には、移動用コイル26に右方向の力F1がはたらいて駆動手段20が右方向へ移動し、反時計方向の電流I2が流れた場合には、力F2がはたらいて駆動手段20は左方向へ移動する。
つまり、図4において、右方の移動用コイル26Aに電流が流れた場合には、駆動手段20は左右方向へ移動し、前方の移動用コイル26Bに電流が流れた場合には、駆動手段20は前後方向へ移動する。
すなわち、駆動用磁石4に対向した駆動用コイル2に電流を流してキャリア1を上下方向へ移動し、この中空部に装着されたレンズを上下動させてオートフォーカス動作を行うと共に、移動用磁石27に対向した移動用コイル26に電流を流し、駆動手段20の駆動用ヨーク23を前後または左右方向へ移動して、手振れ補正を行うように構成されている。
そして、この時、キャリア1外方に配置された移動用磁石27の磁界B2が、上述したように内方ではなく、上下方向に形成されているため、外方の移動用磁石27の磁力の影響を、内方の駆動用コイル2や駆動用磁石4が受けることのないようになっている。
つまり、キャリア1外方の移動用コイル26と移動用磁石27を上下方向に対向配置し、移動用磁石27の磁界B2を上下方向に形成することによって、この磁力の影響を内方の駆動用コイル2や駆動用磁石4が受けることを防ぎ、中空部にレンズが装着されたキャリア1が、確実で安定した上下動動作を行えるように構成されている。
なお、以上の説明では、支持ピン13によってケース24と基台25を、前後及び左右方向に移動可能に直接連結することで、構成部品数を少なくした構成について説明したが、図5の分解斜視図に示すように、背景技術の項で説明した構成と同様にスライダ12を設け、このスライダ12を介して駆動手段20が基台25に対して、前後及び左右方向に移動可能なように構成しても、本発明の実施は可能である。
すなわち、同図においては、支持ピン13Aがスライダ12の支持孔12Aに挿入されると共に、支持ピン13A両端が基台25の保持部25Aに係止されて、スライダ12が基台25上に前後方向に移動可能に載置されている。
そして、支持ピン13Bが駆動手段20のケース24の円形の支持孔(図示せず)に挿入されると共に、この両端がスライダ12の保持部12Bに係止され、駆動手段20がスライダ12上に左右方向に移動可能に載置されることで、スライダ12を介して駆動手段20が基台25に対して、前後及び左右方向に移動可能な構成となっている。
また、以上の説明では、キャリア1の外周に駆動用コイル2を巻回固着し、これに駆動用磁石4を対向配置して、駆動手段20を形成した構成について説明したが、キャリア1の内周に駆動用コイル2を巻回固着し、これに駆動用磁石4を対向配置した構成や、あるいは、これらとは逆にキャリア1の側に駆動用磁石4を装着し、これに駆動用コイル2を対向配置した構成としても、本発明の実施は可能である。
このように本実施の形態によれば、キャリア1外方に配置された移動用コイル26と移動用磁石27を、上下方向に対向形成することによって、キャリア1外方の移動用磁石27の磁界B2が上下方向に形成されているため、この磁力の影響を内方の駆動用コイル2や駆動用磁石4が受けることを防ぎ、中空部にレンズが装着されたキャリア1の、確実で安定した動作を行うことが可能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。
(実施の形態2)
実施の形態2を用いて、本発明の特に請求項2記載の発明について説明する。
なお、実施の形態1の構成と同一構成の部分には同一符号を付して、詳細な説明を省略する。
図6は本発明の第2の実施の形態による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、キャリア1外周に駆動用コイル2が巻回固着されると共に、このキャリア1が駆動用ヨーク23内に上下動可能に収納されていることや、複数の、例えば四つの駆動用磁石4が駆動用ヨーク23の内側壁に装着され、駆動用コイル2と所定の間隙を空けて対向配置されると共に、スペーサ5が駆動用ヨーク23の外周下面を覆っていることは実施の形態1の場合と同様である。
また、この四つの駆動用磁石4によって、駆動用コイル2の巻回方向に対して直交する、外方または内方への磁界が形成されていることや、駆動用ヨーク23上面に固着された上ばね6と、ケース24上面に固着された下ばね7が、各々やや撓んだ状態でキャリア1の上下面に弾接し、キャリア1が上下方向の所定位置に保持されて、駆動手段20が形成されていることも実施の形態1の場合と同様である。
そして、ケース24の左右方向に長孔となった支持孔24Aに挿入され、両端が基台25の保持部25Aに係止された支持ピン13によって、駆動手段20が基台25に対して、前後方向及び左右方向に移動可能なようにして、基台25上に載置されていることや、複数の移動用コイル26と移動用磁石27が、上下方向に所定の間隙を空けて対向配置されていることも、実施の形態1の場合と同様であるが、複数の移動用磁石27は前方及び右方の駆動用ヨーク23外周下面に、複数の移動用コイル26は基台25上面に各々固着されている。
なお、図3に示した場合とは、移動用磁石27と移動用コイル26の上下位置が逆にはなるが、移動用磁石27の磁界B2が上下方向に形成され、内方の駆動用コイル2や駆動用磁石4に影響を及ぼさないようになっていることは、実施の形態1の場合と同様である。
さらに、基台25下面には鉄等の複数の移動用ヨーク28が、移動用磁石27や移動用コイル26と所定の間隙を空けて固着され、これらの複数の移動用コイル26や移動用磁石27、移動用ヨーク28や基台25等によって移動手段30が形成されると共に、この移動手段30や駆動手段20をカバー16が覆い、駆動用ヨーク23上面にはスペーサ29が装着されて、レンズアクチュエータが構成されている。
つまり、本実施の形態においては、実施の形態1の場合とは逆に、複数の移動用コイル26が基台25上面に、これと上下方向に対向形成された複数の移動用磁石27が、駆動用ヨーク23下面に各々固着されると共に、基台25下面には移動用磁石27と所定の間隙を空けて、移動用ヨーク28が固着されているため、この移動用磁石27と移動用ヨーク28の間には、移動用磁石27の磁力によって常に吸引力が生じるようになっている。
すなわち、図6に示すように、移動用磁石27と移動用ヨーク28間の磁力によって、移動用磁石27が固着された駆動用ヨーク23やケース24が、移動用ヨーク28が固着された基台25の方向に吸引されているため、支持孔24A下面と支持ピン13下面の間には隙間tが生じているが、支持孔24A上面と支持ピン13上面の間は隙間がなく密接した状態、つまりケース24が基台25に対し、上下方向にがたつきのない状態で保持されている。
そして、このように構成されたレンズアクチュエータが、キャリア1の中空部にレンズ(図示せず)が固着され、背面に撮像素子が配置されて、カメラや携帯電話等の電子機器に装着されると共に、駆動用コイル2と移動用コイル26がリード線やコネクタ(図示せず)等を介して、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、例えばカメラのシャッター用の押釦(図示せず)を軽く押圧操作すると、実施の形態1の場合と同様に、電子回路から電圧が印加されて駆動用コイル2に電流が流れ、駆動用コイル2及びこれが巻回固着されたキャリア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の中空部に装着されたレンズの焦点が調整される。
また、シャッター用の押釦をさらに押圧操作して撮影を行った際に、手振れが生じた場合には、これを別途設けたセンサ(図示せず)等によって機器の電子回路が検出し、電子回路から電圧が印加されて移動用コイル26に電流が流れ、これによって実施の形態1の場合とは逆に、移動用磁石27に前後または左右方向の力がはたらいて、移動用磁石27及びこれが固着された駆動手段20の駆動用ヨーク23が、前後または左右方向のぶれた方向へ移動して、手振れ補正が行われる。
なお、この時、キャリア1外方の移動用コイル26と移動用磁石27が上下方向に対向配置され、移動用磁石27の磁界B2が内方ではなく、上下方向に形成されているため、外方の移動用磁石27の磁力の影響を、内方の駆動用コイル2や駆動用磁石4が受けることなく、中空部にレンズが装着されたキャリア1が、確実で安定した上下動動作を行えるようになっていることは、実施の形態1の場合と同様である。
さらに、本実施の形態においては、上述したように、移動用磁石27と所定の間隙を空けて、基台25下面に移動用ヨーク28が固着され、この移動用磁石27と移動用ヨーク28の間の吸引力によって、ケース24や駆動用ヨーク23、すなわち駆動手段20が基台25に対し、上下方向にがたつきのない状態で保持されているため、キャリア1の前後左右方向への移動もがたつきがなく、確実に行われるように構成されている。
なお、電子回路からの移動用コイル26への電圧印加は、上記のように支持孔24A上面と支持ピン13上面が密接し、ケース24と基台25の間にがたつきのない状態の場合には、所定時間の間連続して電圧を印加するのではなく、間欠的にパルス状の電圧を印加することによって、キャリア1の前後左右方向への移動をより確実に行うことができる。
また、移動用磁石27と移動用ヨーク28の間の吸引力、すなわち移動用磁石27の磁力を所定の大きさに設定することで、移動用コイル26へ電圧を印加しない状態でも、移動用磁石27と移動用ヨーク28間の吸引力によって、ケース24やキャリア1を所定位置に保持することができるため、例えば、手振れ補正が不要な状態でのキャリア1の中央位置への保持を、消費電力が0のままで行うことができる。
このように本実施の形態によれば、キャリア1外方に配置された移動用コイル26と移動用磁石27を、上下方向に対向形成することによって、キャリア1外方の移動用磁石27の磁力の影響を、内方の駆動用コイル2や駆動用磁石4が受けることを防ぎ、中空部にレンズが装着されたキャリア1の、確実で安定した動作を行うことができると共に、移動用磁石27に所定の間隙を空けて、移動用ヨーク28を対向配置することによって、ケース24や基台25等の間のがたつきをなくし、キャリア1の前後左右方向への移動を確実に行うことが可能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。
本発明によるレンズアクチュエータは、確実で安定した動作が可能なものが得られ、主にカメラや携帯電話等のレンズ動作用として有用である。
1 キャリア
2 駆動用コイル
4 駆動用磁石
5、29 スペーサ
6 上ばね
7 下ばね
12 スライダ
12A 支持孔
13、13A、13B 支持ピン
16 カバー
20 駆動手段
23 駆動用ヨーク
24 ケース
24A 支持孔
25 基台
25A 保持部
26、26A、26B 移動用コイル
27 移動用磁石
28 移動用ヨーク
30 移動手段

Claims (2)

  1. 上下動可能で中空部にレンズが装着される略円筒状のキャリアと、このキャリアに一方が装着され、他方がこれに対向配置された駆動用コイル及び駆動用磁石と、上記キャリア外方に配置された移動用コイル及び移動用磁石からなり、上記移動用コイルと移動用磁石を上下方向に対向形成したレンズアクチュエータ。
  2. 移動用磁石に所定の間隙を空けて、移動用ヨークを対向配置した請求項1記載のレンズアクチュエータ。
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