JP2016133805A - レンズ駆動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】組立が簡単なレンズ駆動装置を提供する。【解決手段】レンズ駆動装置はベースと、ベースに接続され、収容空間を形成する蓋体と、収容空間に収容された支持フレームと、支持フレームに懸置されたレンズモジュールと、支持フレームに装着固持された磁鋼と、レンズモジュールに装着され、磁鋼の内面に対向するフォーカスコイルと、蓋体に固定され、磁鋼の外面に対向設置された防振コイルと、防振コイルの中心孔内に位置する位置検出素子、及び第１弾性素子とを含み、前記第１弾性素子は一対の中心に対して対称な第１バネ片を含み、各第１バネ片はレンズモジュールと支持フレームとを接続する第１弾性部、支持フレームとベースとを接続する第２弾性部及び第１弾性部と第２弾性部とを接続する第３弾性部を含む。【選択図】図２

Description

本発明は駆動装置分野に関し、特にレンズ駆動装置に関する。

近年、携帯用カメラ、スマートフォン、タブレットＰＣなどの携帯端末装置において、いずれも高性能のレンズ駆動装置が配置されている。これらのレンズ駆動装置は一般にオートフォーカス及び防振機能を有する。防振機能により外部の振動又は使用者の手振れによる模糊を軽減することができる。

従来の防振機能を有するレンズ駆動装置において、オートフォーカスを実現するために、フォーカスコイルを通電し、レンズを駆動し、レンズがその光軸の方向に沿って昇降するようにする。しかしながら、これらのレンズ駆動装置において、電流をレンズモジュールの外部からフォーカスコイルに流すために、サスペンションワイヤ(ｓｕｓｐｅｎｓｉｏｎ ｗｉｒｅ)やワイヤーバネ（ｗｉｒｅ ｓｐｒｉｎｇ）のような部品が必要である。サスペンションワイヤは弾性回復力により振動を防止し、レンズ駆動装置が迅速に初期位置に戻るように促す。但し、このようなサスペンションワイヤなどの部品が存在するため、レンズ駆動装置の組み立てが非常に困難になり、生産効率が低下する。

従って、上述した欠陥を解決するために、新型のレンズ駆動装置を提供することが必要である。

本発明は組立が簡単なレンズ駆動装置を提供する。

以下のように、本発明の目的を実現する。レンズ駆動装置であって、前記レンズ駆動装置は以下のものを含む。
ベース、
蓋体であって、前記蓋体は前記ベースに接続され、収容空間を形成し、
支持フレームであって、前記支持フレームは前記収容空間に収容され、
レンズモジュールであって、前記レンズモジュールは前記支持フレームに懸置され、
磁鋼であって、前記磁鋼は前記支持フレームに装着固持され、
フォーカスコイルであって、前記フォーカスコイルは前記レンズモジュールに装着され、前記磁鋼の内面に対向設置され、前記フォーカスコイルと磁鋼との間における電磁作用は前記レンズモジュールがレンズモジュールの光軸に平行な方向に沿って移動するようにし、
防振コイルであって、前記防振コイルは前記蓋体に固定され、前記磁鋼の外面に対向設置され、前記防振コイルと磁鋼との間における電磁作用は前記支持フレームが前記光軸に垂直な方向に沿って移動するようにし、
位置検出素子であって、前記位置検出素子は前記防振コイルの中心孔内に位置し、
第１弾性素子であって、前記第１弾性素子は前記レンズモジュールと支持フレームとベースとを接続し、前記第１弾性素子は中心に対して対称な一対の第１バネ片を含み、各前記第１バネ片は前記レンズモジュールと前記支持フレームとを接続する第１弾性部、前記支持フレームと前記ベースとを接続する第２弾性部、及び前記第１弾性部と前記第２弾性部とを接続する第３弾性部を含む。

好ましくは、前記第１弾性部は前記レンズモジュールに接続される第１接続部及び前記支持フレームに接続される第２接続部を含む。
好ましくは、前記第１接続部は前記レンズモジュールの上面におけるバンプに係合する第１接続片及び前記第１接続片と前記第２接続部との間に接続されている第１リンクを含む。

好ましくは、前記第２接続部は前記支持フレームに固定接続される一対の第２接続片及び前記一対の第１接続片の間に接続されている第２リンクを含み、前記第１リンクはそのうちの一つの前記第２接続片に固定接続されている。

好ましくは、前記第２弾性部は前記ベースにそれぞれ固定接続される一対の第３接続片及び一対の前記第３接続片に接続されている第３リンクを含む。
好ましくは、前記第３弾性部は前記第２リンクと前記第３リンクとの間に位置する蛇行ばね部を含み、前記蛇行ばね部は前記第２リンクの長手方向と平行に延びている。

好ましくは、前記第３弾性部は前記蛇行ばね部の一端と前記第２リンクとの間に接続されている第１直線ばね部及び前記蛇行ばね部の他端と前記第３リンクとの間に接続されている第２直線ばね部をさらに含む。
好ましくは、前記第１直線ばね部は前記第２リンクの長手方向と平行に延びており、前記第２直線ばね部は前記第３リンクの長手方向と平行に延びている。
好ましくは、前記レンズ駆動装置は前記支持フレームと前記蓋体の天井壁との間に位置するスペーサモジュールをさらに含み、前記スペーサモジュールは前記ベースに固定接続されている。

好ましくは、前記レンズ駆動装置は前記スペーサモジュールと前記支持フレームとの間に位置する複数のボールをさらに含み、前記支持フレームにおいて、前記複数のボールの下端部を収容する第２収容溝が開設されており、前記スペーサモジュールにおいて、前記複数のボールの上端部を収容する第１収容溝が開設されており、前記第１収容溝は前記ボールによりも直径が大きい。
本発明の有益な効果は以下のとおりである。本発明が提供するレンズ駆動装置は、組み合わせられたバネ片でサスペンションワイヤ等の部品を替え、レンズ駆動装置を上から下へ組み立てることができるようにし、組立工程を簡素化し、生産效率を向上させる。

図１は本発明が提供するレンズ駆動装置の斜視図である。 図２は図１に示されているレンズ駆動装置の爆発図である。 図３は図１に示されているレンズ駆動装置のＡ−Ａ線における断面図である。 図４は図１に示されているレンズ駆動装置のＢ−Ｂ線における断面図である。 図５は図２におけるスペーサの斜視図である。 図６は図５におけるスペーサのもう一つの視角における斜視図である。 図７は図２における第１弾性素子の斜視図である。 図８は図２における移動ユニット及びベースの組立概念図である。

以下、図面を参照しながら本発明について詳細な説明を行う。
図１乃至図８に示すように、本発明が提供するレンズ駆動装置１００であって、前記レンズ駆動装置１００は収容空間１６を有するハウジング１０、ハウジング１０に固定された配線板１５、及び収容空間１６に収容された移動ユニット２０を含む。

前記ハウジング１０はベース１１及び前記ベース１１とともに囲んで収容空間１６を形成した蓋体１２を含む。蓋体１２は略四角形の天井壁１２１及びそれぞれ天井壁１２１の四つのエッジに沿って折り曲げ伸び、形成されている四つの側壁１２２〜１２５を含む。光線が入射できるように、天井壁１２１の中心位置に第１貫通孔１２０が開設されている。
ベース１１は略四角形の底壁１１１及びそれぞれ底壁１１１の四つの角部に沿って前記蓋体１２の方向へ突出し、形成されている四つの隅柱１１２を含む。各隅柱１１２の上面は蓋体１２の方向へ突出し、第１位置決めポスト１１３が形成されている。底壁１１１の中心に第１貫通孔１２０と位置合わせた第２貫通孔１１０が開設されている。

ハウジング１０はスペーサ１３をさらに含み、スペーサ１３は略四角形をなし、ハウジング１０の収容空間内に収容されており、その中心に第１貫通孔１２０と位置合わせた第３貫通孔１３０が開設されている。本実施例において、スペーサ１３の上面１３１に第３貫通孔１３０を取り囲んだ環状溝１３１０が開設されている。スペーサ１３とベース１１との間の固定接続を実現するために、スペーサ１３の下面１３２の四つの角には、いずれもそれぞれ第１位置決めポスト１１３を収容する第１收容孔１３２２が開設されている。スペーサ１３における各第１收容孔１３２２に近い位置に第１収容溝１３２１が開設されている。

配線板１５はハウジング１０の収容空間内に収容されており、具体的に、接着などにより、蓋体１２における四つの側壁１２２-１２５に固定されている。
移動ユニット２０は支持フレーム２６、支持フレーム２６に固定された磁鋼２５、支持フレーム２６に懸置されたレンズモジュール２３、及び支持フレーム２６とレンズモジュール２３との間に接続されている第１弾性素子２２と第２弾性素子２７を含む。

レンズモジュール２３はレンズ鏡筒２３１及び光軸Ｚの周りに巻き付けられ、レンズ鏡筒２３１の外面に巻設されたフォーカスコイル２４を含む。レンズ鏡筒２３１の上端面に蓋体１２に突出する複数のバンプ２３１１が形成されている。
支持フレーム２６はベース１１の底壁１１１とスペーサ１３との間に位置し、略四方型箱体を成しており、その中心にレンズモジュール２３を収容する收容孔２６０が開設されており、それぞれ光軸Ｚの第１方向Ｘと垂直に支持フレーム２６の側壁に開設された一対の第１収容溝２６１ａ、２６１cと、光軸Ｚの第２方向Ｙと垂直に支持フレーム２６の側壁に開設された一対の第２収容溝２６１ｂ、２６１ｄと、各角部において形成されている、第１収容溝１３２１と対応して設置されている第２収容溝２６２と、それぞれ第２収容溝２６２の両側に位置している一対の第２位置決めポスト２６３とを含む。第２収容溝２６２は略半球状をなしている。

磁鋼２５は略長尺形状をなし、それぞれ一対の第１収容溝２６１ａ、２６１cに収容された一対の第１磁鋼２５ａ及びそれぞれ一対の第２収容溝２６１ｂ、２６１ｄに収容された一対の第２磁鋼２５ｂを含む。通電時にフォーカスコイル２４との相互作用により駆動力を生成し、レンズモジュール２３が光軸Ｚに沿って移動するように、レンズモジュール２３を駆動するために、一対の第１磁鋼２５ａ及び一対の第２磁鋼２５ｂはフォーカスコイル２４の外部を取り囲んでおり、フォーカスコイル２４に対向設置されている。
第２弾性素子２７はレンズ鏡筒２３１の下端と支持フレーム２６との下端との間に接続され、レンズ鏡筒２３１の下端に固定接続される内輪２７１、支持フレーム２６に固定接続される外輪２７２、及び内輪２７１と外輪２７２との間に接続されている弾性接続部材２７３を含む。

第１弾性素子２２はスペーサ１３と支持フレーム２６との間に位置し、それは中心に対して対称に設置された一対の第１バネ片２２０を含む。各第１バネ片２２０はレンズ鏡筒２３１を支持フレーム２６に接続する第１弾性部２２０ａ、２２０ｂと、支持フレーム２６をベース１１に接続する第２弾性部２２０ｃと、第１弾性部２２０ａ、２２０ｂと第２弾性部２２０ｃとの間に接続されている第３弾性部２２０ｄとを含む。具体的に、第１バネ片２２０はレンズ鏡筒２３１に固定接続される第１接続部２２０ａ、支持フレーム２６に固定接続される第２接続部２２０ｂ、ベース１１に固定接続される第３接続部２２０ｃ及び第３接続部２２０ｃと第２接続部２２０ｂとの間に接続されている第３弾性部２２０ｄを含む。第１接続部２２０ａはレンズ鏡筒２３１のバンプ２３１１に係合する第１接続片２２１及び第１接続片２２１と第２接続部２２０ｂとの間に接続されている第１リンク２２２を含む。第２接続部２２０ｂは支持フレーム２６に接続される一対の第２接続片２２３及び一対の第２接続片２２３の間に接続されている第２リンク２２４を含む。第１リンク２２２は第１接続片２２１とそのうちの一つの第２接続片２２３との間に接続されている。第２接続片２２３は略片状をなし、それにおいて、支持フレーム２６の第２位置決めポスト２６３を收容する第１貫通孔２２３０が二つ開設されている。第２接続片２２３は二つの第１貫通孔２２３０の間に設置された退避部２２３１をさらに含む。第３接続部２２０ｃはベース１１に固定接続される一対の第３接続片２２５及び一対の第３接続片２２５の間に接続されている第３リンク２２６を含む。第３接続片２２５において、ベース１１の第１位置決めポスト１１３を収容する第２貫通孔２２５０が開設されている。第３弾性部２２０ｄは第２リンク２２４の長手方向と平行に延びた蛇行ばね部２２８、第２リンク２２４と蛇行ばね部２２８の一端との間に接続されている第１直線ばね部２２９、及び第３リンク２２６と蛇行ばね部２２８の他端との間に接続されている第２直線ばね部２２７を含む。第１直線ばね部２２９は第２リンク２２４の長手方向と平行に延び、第２直線ばね部２２７は第３リンク２２６の長手方向と平行に延びている。第１弾性素子２２は、このような構造が採用されることにより、振動が発生したときに、移動ユニット２０は第１弾性素子２２の弾力作用の下で迅速に、且つ確実に初期位置に戻ることができる。本実施例において、第１弾性素子２２は導電材料により制作され、第１接続部２２０ａはフォーカスコイル２４の末端に電気的に接続され、通電を実現し、第３接続部２２０ｃは配線板１５に電気的に接続され、通電を実現する。

組立時に、レンズ駆動装置１００の移動ユニット２０における第１弾性素子２２、レンズ鏡筒２３１及び支持フレーム２６は上から下へ順次に組み立てることができ、サスペンションワイヤなどの部材を省略し、組立がより容易に、生産效率がより高くなる。
移動ユニット２０は第２弾性素子２７の下方に位置する制動フレーム２８をさらに含み、レンズ鏡筒２３１が光軸のＺ方向に移動する幅を制限するために、該制動フレーム２８は支持フレーム２６に固定接続されている。

レンズ駆動装置１００はそれぞれ配線板１５に設置され、磁鋼２５の外面に対向設置された防振コイルをさらに含む。具体的に、該防振コイルは光軸Ｚ方向に垂直な第１方向Ｘにおいて対向設置された二つの第１防振コイル３１及び光軸Ｚ方向に垂直な第２方向Ｙにおいて対向設置された二つの第２防振コイル３２を含む。第１方向Ｘと第２方向Ｙとは互いに垂直である。各第１防振コイル３１及び第２防振コイル３２にいずれも中心孔が設けられている。
本実施例において、それぞれ移動ユニット２０が第１方向Ｘにおいて移動する位置及び第２方向Ｙにおいて移動する位置を検知するために、位置検出素子はそれぞれ第１防振コイル３１の中心孔に設置された第１位置検出素子４１及び第２防振コイル３２の中心孔に設置された第２位置検出素子（図示せず）を含む。本実施例において、位置検出素子はホールセンサである。

本実施例において、移動ユニット２０はスペーサ１３と支持フレーム２６との間に位置する複数のボール２１をさらに含む。本実施例において、四つのボール２１が設けられ、ボール２１の下端部はそれぞれ第２収容溝２６２に収容され、ボール２１の上端部は退避部２２３１を通し、第１収容溝１３２１に収容され、ボール２１は第１収容溝１３２１よりも直径が小さいので、ボール２１が自由に往復移動することができ、移動ユニット２０が第１方向Ｘ及び第２方向Ｙにおいて移動するときの摩擦が減少することになる。
本実施例において、レンズ駆動装置１００はスペーサ１３の上面１３１に貼設された磁気チップ１４をさらに含む。具体的に、磁気チップ１４は接着などにより、環状溝１３１０に貼設され、これにより、磁気チップ１４が占める空間を小さくすることができる。磁気チップ１４と磁鋼２５との間に磁力が生成し、スペーサ１３とボール２１との間を密着するようにする。

フォーカスコイル２４を通電すると、フォーカスコイル２４と磁鋼２５との間に、電磁力が生成し、レンズモジュール２３がハウジング１０内において、光軸Ｚに平行な方向に沿って移動するように、レンズモジュール２３を駆動する。防振コイル３１、３２を通電すると、防振コイル３１、３２と磁鋼２５との間に電磁力が生成し、移動ユニット２０が光軸Ｚに垂直な方向において移動するように、移動ユニット２０を駆動し、移動する過程で、第１弾性素子２２の第３弾性部２２０ｄによる弾性変形は支持フレーム２６に電磁力の方向と相反する弾力を提供し、最終的に移動ユニット２０が弾力及び電磁力をバランスさせた位置に位置するようにする。防振コイル３１、３２において電流が切断されたときに、第３弾性部２２０ｄが提供する弾力は、移動ユニット２０が初期位置に戻るように移動ユニット２０を駆動する。位置検出素子により移動ユニット２０の位置を検知し、防振コイル３１、３２に適切な電流を流し、移動ユニット２０が迅速に初期位置に戻ることをさらに促す。

上述したのは本発明における好ましい実施形態のみであり、本発明の保護範囲は上述した実施形態に限定されなく、当業者は本発明に掲示されている主旨に基づいて完成しうる等価修飾又は変更等は、特許請求の範囲に記載の保護範囲内に含まれる。

Claims (10)

1. レンズ駆動装置であって、前記レンズ駆動装置は、
   ベースと、
   前記ベースに接続され、収容空間を形成する蓋体と、
   前記収容空間に収容された支持フレームと、
   前記支持フレームに懸置されたレンズモジュールと、
   前記支持フレームに装着固持された磁鋼と、
   前記レンズモジュールに装着され、前記磁鋼の内面に対向設置されたフォーカスコイルと、
   前記蓋体に固定され、前記磁鋼の外面に対向設置された防振コイルと、
   前記防振コイルの中心孔内に位置する位置検出素子と、
   前記レンズモジュール、支持フレーム及びベースを接続する第１弾性素子とを含み、
   前記フォーカスコイルと磁鋼との間における電磁作用は前記レンズモジュールがレンズモジュールの光軸に平行な方向に沿って移動するようにし、
   前記防振コイルと磁鋼との間における電磁作用は前記支持フレームが前記光軸に垂直な方向に沿って移動するようにし、
   前記第１弾性素子は中心に対して対称な一対の第１バネ片を含み、各前記第１バネ片は前記レンズモジュールと前記支持フレームとを接続する第１弾性部、前記支持フレームと前記ベースとを接続する第２弾性部及び前記第１弾性部と前記第２弾性部とを接続する第３弾性部を含むことを特徴とするレンズ駆動装置。
2. 前記第１弾性部は前記レンズモジュールに接続される第１接続部及び前記支持フレームに接続される第２接続部を含むことを特徴とする請求項１に記載のレンズ駆動装置。
3. 前記第１接続部は前記レンズモジュールの上面におけるバンプに係合する第１接続片及び前記第１接続片と前記第２接続部との間に接続されている第１リンクを含むことを特徴とする請求項２に記載のレンズ駆動装置。
4. 前記第２接続部は前記支持フレームに固定接続される一対の第２接続片及び前記一対の第１接続片の間に接続されている第２リンクを含み、前記第１リンクはそのうちの一つの前記第２接続片に固定接続されていることを特徴とする請求項３に記載のレンズ駆動装置。
5. 前記第２弾性部は前記ベースにそれぞれ固定接続される一対の第３接続片及び一対の前記第３接続片を接続する第３リンクを含むことを特徴とする請求項４に記載のレンズ駆動装置。
6. 前記第３弾性部は前記第２リンクと前記第３リンクとの間に位置する蛇行ばね部を含み、前記蛇行ばね部は前記第２リンクの長手方向と平行に延びていることを特徴とする請求項５に記載のレンズ駆動装置。
7. 前記第３弾性部は前記蛇行ばね部の一端と前記第２リンクとの間に接続されている第１直線ばね部及び前記蛇行ばね部の他端と前記第３リンクとの間に接続されている第２直線ばね部をさらに含むことを特徴とする請求項６に記載のレンズ駆動装置。
8. 前記第１直線ばね部は前記第２リンクの長手方向と平行に延び、前記第２直線ばね部は前記第３リンクの長手方向と平行に延びていることを特徴とする請求項７に記載のレンズ駆動装置。
9. 前記レンズ駆動装置は前記支持フレームと前記蓋体の天井壁との間に位置するスペーサモジュールを含み、前記スペーサモジュールは前記ベースに固定接続され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。
10. 前記レンズ駆動装置は前記スペーサモジュールと前記支持フレームとの間に位置する複数のボールをさらに含み、
    前記支持フレームにおいて、前記複数のボールの下端部を収容する第２収容溝が開設され、
    前記スペーサモジュールにおいて、前記複数のボールの上端部を収容する第１収容溝が開設され、
    前記第１収容溝は前記ボールよりも直径が大きいことを特徴とする請求項９に記載のレンズ駆動装置。

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