JP2017067908A - レンズ駆動装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】 サスペンションワイヤで支持されている可動ユニット内で、レンズホルダに設けられた軸駆動コイルと磁石との対向距離のばらつきを低減できるレンズ駆動装置を提供する。
【解決手段】 可動ユニットに設けられた支持部材21に、板ばねによってレンズホルダ30が動作自在に支持されている。支持部材21の脚部23にX方向位置決め部25xとY方向位置決め部25yが形成され、磁石28xの内側対向面28aがX方向位置決め部25xに突き当てられて位置決めされ、磁石28yの内側対向面28aがY方向位置決め部25yに突き当てられて位置決めされている。よって、磁石の厚みのばらつきの影響を受けることなく対向距離δ2を設定することができる。
【選択図】図5
【解決手段】 可動ユニットに設けられた支持部材21に、板ばねによってレンズホルダ30が動作自在に支持されている。支持部材21の脚部23にX方向位置決め部25xとY方向位置決め部25yが形成され、磁石28xの内側対向面28aがX方向位置決め部25xに突き当てられて位置決めされ、磁石28yの内側対向面28aがY方向位置決め部25yに突き当てられて位置決めされている。よって、磁石の厚みのばらつきの影響を受けることなく対向距離δ2を設定することができる。
【選択図】図5
Description
本発明は、支持部材にレンズホルダがレンズの光軸方向へ移動自在に支持されているレンズ駆動装置に係り、特にレンズホルダに設けられた軸駆動コイルと支持部材に固定された磁石との対向間隔を高精度に決めることができるレンズ駆動装置に関する。
特許文献1にレンズ駆動装置に関する発明が記載されている。
特許文献1に記載されたレンズ駆動装置は、ベースに4本のサスペンションワイヤが固定されており、サスペンションワイヤの先端部にAFユニットが支持されている。
特許文献1に記載されたレンズ駆動装置は、ベースに4本のサスペンションワイヤが固定されており、サスペンションワイヤの先端部にAFユニットが支持されている。
AFユニットでは、マグネットホルダの内側にレンズを搭載するレンズホルダが設けられている。マグネットホルダの上端に上側板ばねが固定され、上側板ばねによってレンズホルダの上端部が支持されている。マグネットホルダの下端に下側板ばねが固定されており、下側板ばねによってレンズホルダの下端部が支持されている。そして、前記サスペンションワイヤの上端部が上側板ばねに固定されている。
AFユニットでは、レンズホルダにフォーカスコイルが設けられ、マグネットホルダに永久磁石が固定されており、フォーカスコイルに流れる電流によってAFユニット内でレンズホルダがレンズの光軸方向へ駆動される。また、ベースには前記永久磁石の下端面に対向する手振れ補正用コイルが設けられており、手振れ補正用コイルに流れる電流によって、サスペンションワイヤで支持されているAFユニットが光軸と直交する方向へ移動させられて、手振れ補正が行われる。
特許文献2に記載されたレンズアクチュエータは、特許文献1に記載されたレンズ駆動装置と同様に、サスペンションワイヤで可動ユニットが光軸と交差する方向へ移動自在に支持されている。可動ユニットは、磁石ホルダの内側でレンズホルダが板ばねによって光軸方向へ移動自在に支持されている。
レンズホルダには第一のコイルが設けられ、ベースに第二のコイルが設けられ、磁石ホルダに両コイルに対向する磁石が設けられている。第一のコイルに流れる電流によってレンズホルダが光軸方向へ駆動され、第二のコイルに流れる電流によって可動ユニットが光軸と交差する方向へ駆動される。
特許文献1と特許文献2に記載されたレンズ駆動装置(レンズアクチュエータ)においては、マグネットホルダに固定された複数の磁石のそれぞれと、フォーカスコイル(第一のコイル)との対向距離を可能な限り均一にすることが必要である。同じレンズ駆動装置において、複数設けられた磁石とフォーカスコイルとの距離に磁石毎のばらつきが生じていると、レンズホルダを光軸方向へ駆動するときの駆動力が磁石との対向部毎に不均一になり、レンズホルダを安定した姿勢で光軸方向へ駆動できなくなる。
また、磁石とフォーカスコイルとの距離にばらつきがあると、フォーカスコイルに所定の制御電流を与えたときに、個々のレンズ駆動装置ごとに光軸方向への駆動力に差が発生し、製品ごとに合焦のための動作感度が異なることになる。
特許文献1に記載されたものでは、永久磁石のフォーカスコイルと対向する面とは逆側の背面がマグネットホルダに当接して、永久磁石が位置決めされている。この構造では、永久磁石の厚さ寸法のばらつきが、そのままフォーカスコイルと永久磁石との対向距離のばらつきとして現れることになる。そのため、永久磁石の厚さ寸法の公差をきわめて微小に制御することが必要になり、永久磁石の製造コストが高くならざるを得ない。
特許文献2に記載されたものでは、磁石ホルダの壁部に形成された開口部内に磁石が固定されているが、第一のコイルと対向する方向で磁石を位置決めする構造を有していないため、個々の磁石と第一のコイルとの距離を精度良く管理するのが困難である。
本発明は、上記従来の課題を解決するものであり、レンズホルダを光軸方向へ駆動する軸駆動コイルと磁石との対向間隔を高精度に管理して組み立てることができるレンズ駆動装置を提供することを目的としている。
本発明は、支持部材と、レンズ体を搭載可能なレンズホルダと、前記支持部材と前記レンズホルダとを連結するように設けられて前記レンズホルダを光軸方向へ移動自在に支持する板ばねと、前記支持部材に対して前記レンズホルダを前記光軸方向へ移動させる軸方向駆動機構とが設けられているレンズ駆動装置において、
前記軸方向駆動機構は、前記レンズホルダに固定されて当該レンズホルダを囲むように巻かれた軸駆動コイルと、前記支持部材に固定されて前記軸駆動コイルと対向する磁石とを有しており、
前記支持部材には、前記磁石の前記レンズホルダ側に向く内側対向部に当接して、前記磁石を位置決めする位置決め部が設けられていることを特徴とするものである。
前記軸方向駆動機構は、前記レンズホルダに固定されて当該レンズホルダを囲むように巻かれた軸駆動コイルと、前記支持部材に固定されて前記軸駆動コイルと対向する磁石とを有しており、
前記支持部材には、前記磁石の前記レンズホルダ側に向く内側対向部に当接して、前記磁石を位置決めする位置決め部が設けられていることを特徴とするものである。
本発明のレンズ駆動装置は、前記磁石は板状をなしており、前記支持部材に、前記光軸に沿うように延びる複数の脚部が備えられて、前記脚部の間に前記磁石が設置されており、
それぞれの前記脚部には、前記脚部どうしが対向する側部に前記位置決め部が形成されて、前記磁石の前記光軸と交差する方向の両端部に位置する前記内側対向部が、前記位置決め部に当接するものとして構成できる。
それぞれの前記脚部には、前記脚部どうしが対向する側部に前記位置決め部が形成されて、前記磁石の前記光軸と交差する方向の両端部に位置する前記内側対向部が、前記位置決め部に当接するものとして構成できる。
本発明のレンズ駆動装置は、磁石の内側対向部の位置が支持部材に形成された位置決め部で決められているため、光軸と直交する方向で磁石の厚さ寸法にばらつきがあったとしても、このばらつきが磁石と軸駆動コイルとの間隔の変動として現れることがなく、磁石と軸駆動コイルとの間隔をばらつきを抑えて設定できるようになる。
本発明のレンズ駆動装置では、前記軸駆動コイルは、前記磁石に対向する磁石対向部と、前記脚部に対向する脚部対向部とを有しており、前記磁石対向部には、前記磁石と対面する平坦部が形成されていることが好ましい。
この場合に、前記軸駆動コイルは、前記光軸に沿う上方から見た巻き形状が八角形状である。
上記構成では、軸駆動コイルの平坦部が磁石の表面に対向するようになり、軸駆動コイルと磁石との対向面積を広がることができ、レンズホルダを光軸方向へ移動させるときの推力(駆動力)を高めることができる。
本発明のレンズ駆動装置では、前記支持部材は、基台に固定されたサスペンションワイヤによって前記光軸と交差する方向へ移動自在に支持されて、前記基台の上側には、前記支持部材を前記光軸と交差する方向へ移動させる軸交差駆動機構が設けられているものとして構成できる。
本発明のレンズ駆動装置は、前記軸交差駆動機構では、前記基台に、前記磁石の下端面に対向する軸交差駆動コイルが設けられており、
前記支持部材の前記基台に対向する下部に基準面が形成されて、前記磁石は、前記下端面が前記基準面と同一面となるように前記支持部材に固定されているものが好ましい。
前記支持部材の前記基台に対向する下部に基準面が形成されて、前記磁石は、前記下端面が前記基準面と同一面となるように前記支持部材に固定されているものが好ましい。
上記構成では、軸交差駆動コイルと磁石の下端面との間隔を、各磁石毎に均一に設定できるようになり、軸交差駆動機構の効率を高め、支持部材を安定した姿勢で光軸と交差する方向へ移動させることができるようになる。
本発明のレンズ駆動装置は、前記レンズホルダに、前記光軸から離れる向きに突出する規制突起が一体に形成されており、前記規制突起が前記支持部材に対向して、前記支持部材に対する前記レンズホルダの前記光軸と交差する向きの移動が規制されていることが好ましい。
上記構成では、レンズホルダが光軸と交差する方向へ大きく動くことがないので、軸駆動コイルと磁石との対向間隔が極端に変動するのを規制できるようになる。
本発明のレンズ駆動装置は、前記支持部材には、前記規制突起を挿入可能なストッパ凹部が設けられており、前記規制突起が前記ストッパ凹部内で前記支持部材と対向していることが好ましい。
上記構成では、規制突起をストッパ凹部に挿入することで、レンズホルダの移動を規制できるようになる。
本発明のレンズ駆動装置は、支持部材に固定された複数の磁石と軸駆動コイルとの距離のばらつきを抑制できる。そのため、各磁石から軸駆動コイルに与えられる電磁力を均一化させることができ、軸方向駆動機構によって、レンズホルダを安定した姿勢で光軸方向へ移動させることが可能になる。
また、それぞれのレンズ駆動装置毎で軸方向駆動機構の駆動性能のばらつきを小さくできるようになり、制御電流によって個々のレンズ駆動装置をほぼ同等の特性で動作させることが可能になる。
図1に示すレンズ駆動装置1は、携帯用電話機や携帯用情報端末装置などに撮像素子と共に搭載される。以下の実施の形態では省略されているが、レンズ駆動装置1のレンズホルダ30には前記撮像素子に対向するレンズ体(レンズバレル)が搭載可能である。レンズホルダ30がレンズ体の光軸方向へ駆動されて自動焦点調整が行われ、またレンズホルダ30が光軸と交差する方向へ駆動されて手振れ補正が行われる。
各図では、Z1方向がレンズ駆動装置1の上方であり、Z2方向がレンズ駆動装置1の下方である。Z1方向は、撮像素子で撮影すべき対象物が存在する前方であり、Z2方向は撮像素子が存在する後方である。
図1にはレンズ駆動装置1の全体構造が示されており、図2にはカバー2を外した状態のレンズ駆動装置1が示され、図3には主要部別に分解されたレンズ駆動装置1が示されている。各図には、レンズ駆動装置1の中心線Oが示されている。レンズ駆動装置1にレンズ体が搭載されると、前記中心線Oはレンズ体(レンズ)の光軸と一致する。
図3に示すように、レンズ駆動装置1は、基台構造部10を有している。基台構造部10には合成樹脂製の基台11が設けられており、この基台11に、複数に分割された金属板製の金属ベースが埋設されている。金属ベースと基台11はいわゆるインサート成形法で一体化されている。金属ベースには、4本のサスペンションワイヤ8の基端部(下端部)が固定されており、サスペンションワイヤ8の上端部8aによって可動ユニット20がZ軸と交差する方向(直交する方向)へ動作自在に支持されている。
サスペンションワイヤ8は、導電性を有し且つ弾性に優れた金属材料で形成されており、例えば銅合金で形成されている。サスペンションワイヤ8は、断面が円形で直線状に延びており、直径が50μm程度で、基台11上で可動ユニット20を支持する支持スパンが3mm程度である。
図3に示すように、可動ユニット20は支持部材(可動ベース)21を有している。支持部材21は合成樹脂材料で形成されている。
図3と図4に示すように、支持部材21には、平面視が矩形状(ほぼ正方形状)の枠部22と、4つの角部から光軸に沿った下方向(Z2方向)に延び出る4つの脚部23とが一体に形成されている。枠部22の下側には、X方向に対向する脚部23と脚部23との間に磁石保持凹部(磁石保持空間)24y,24yが形成されており、Y方向に対向する脚部23と脚部23との間に磁石保持凹部(磁石保持空間)24x,24xが形成されている。磁石保持凹部24x,24x,24y,24yは合計4箇所に設けられている。
図4と図5に示すように、4箇所に設けられたそれぞれの脚部23には、X方向位置決め部25xとY方向位置決め部25yが形成されている。1つの脚部23において、X方向位置決め部25xとY方向位置決め部25yは、互い直交する側部から突出して形成されている。X方向位置決め部25xはY−Z面と平行な平面であり、Y方向位置決め部25yはX−Z面と平行な平面である。
図5に示すように、1つの磁石保持凹部24xの両側に設けられた一対のX方向位置決め部25x,25xは、Y−Z平面と平行な同一の面上に位置しており、1つの磁石保持凹部24yの両側に設けられた一対のY方向位置決め部25y,25yは、X−Z平面と平行な同一の面上に位置している。
図4に示すように、それぞれの脚部23のZ2側に向く下端面23bには、それぞれ一対の基準面26が設けられている。基準面26は、下端面23bから下側へ突出する突部の先端面である。1個の脚部23の下端面23bに基準面26が2個ずつ設けられている。それぞれの磁石保持凹部24xの両端部に基準面26が1個ずつ配置されており、それぞれの磁石保持凹部24yの両端部にも基準面26が1個ずつ配置されている。
図3と図4と図7および図9に示すように、支持部材21に設けられた脚部23の内側に、ストッパ凹部27が形成されている。支持部材21にはストッパ凹部27が合計4箇所に形成されている。それぞれのストッパ凹部27は上方(Z1方向)に向け開口し、さらに中心線O(内側)に向けて開口している。図4と図9に示すように、ストッパ凹部27は、Z2側に位置する底部が下側ストッパ部27aであり、中心線Oと放射線方向(径方向)に対向してZ方向に立ち上がる壁面が、光軸交差ストッパ部27bである。また、中心線Oを中心とする回転方向(周方向)において互いに対向する対を成す壁面が回転ストッパ部27c,27cである。
支持部材21に形成された磁石保持凹部24x,24xに磁石28x,28xが配置され、磁石保持凹部24y,24yに磁石28y,28yが配置されている。4個の磁石28x,28x,28y,28yは全て同じ板形状(平板形状)で同じ寸法である。それぞれの磁石は、長辺が中心線O(光軸)と直交する方向に沿った長方形の内側対向部28aが内側(中心線O側)に向けられており、同じく長方形の外面部28bが外側に向けられている。長方形の長辺である上端面28cは上方(Z1方向)に向けられており、下端面28dは下方(Z2方向)に向けられている。
それぞれの磁石28x,28x,28y,28yは、内側対向部28aと外面部28bとが互いに逆の磁極となるように着磁されている。例えば内側対向部28aがN極で、外面部28bがS極である。
図5に示すように、磁石28x,28xは、内側対向部28aのうちのY方向の両端部29x,29xが、脚部23に形成されたX方向位置決め部25xに突き当てられて位置決めされる。これにより、X方向で対向する一対の磁石28x,28xのそれぞれの内側対向部28aと中心線Oとの距離を均一に設定できるようになる。磁石28y,28yは、内側対向部28aのうちのX方向の両端部29y,29yが、脚部23に形成されたY方向位置決め部25yに突き当てられて位置決めされる。これにより、Y方向で対向する一対の磁石28y,28yの内側対向部28aと中心線Oとの距離を均一に設定できるようになる。
また、それぞれの磁石28x,28x,28y,28yは、その下端面28dが、脚部23の下端面23bから突出する基準面26と同一面となるように位置決めされる。これは、磁石28x,28x,28y,28yの下端面28dと、それぞれの基準面26を同一の基準平面に突き当てることで実現できる。
それぞれの磁石28x,28x,28y,28yが、X方向位置決め部25x,25xとY方向位置決め部25y,25yに突き当てられて位置決めされ、さらに磁石28x,28x,28y,28yの下端面28dと前記基準面26とが同一面となるように各磁石が位置決めされた状態で、それぞれの磁石と支持部材21とが接着剤で固定される。
可動ユニット20では、支持部材21の内側にレンズホルダ30が設けられている。レンズホルダ30は、合成樹脂製であり、中央部に上下方向(Z方向)に貫通する円形の保持穴31が開口して、筒状に形成されている。撮像用のレンズは鏡筒に保持され、レンズを保持した鏡筒(レンズ体)が保持穴31に装着可能となっている。そのため、レンズホルダ30の保持穴31には、レンズ体を取り付けるためのネジ溝が設けられている。なお、実施の形態ではレンズと鏡筒の図示を省略している。
レンズホルダ30の中心軸はこれに保持されるレンズの光軸と一致しており、且つ前記中心線Oに一致している。
図3と図6などに示すように、支持部材21の上側に第1の板ばね40が固定され、支持部材21の脚部23の下側に第2の板ばね50が固定されており、第1の板ばね40と第2の板ばね50によって、レンズホルダ30が支持部材21内で中心線Oに沿って(光軸に沿って)移動できるように支持されている。
図3に示すように、第1の板ばね40は、互いに独立している2つの分割ばね部41,41で構成されている。それぞれの分割ばね部41は、銅合金やリン青銅板などの導電性のばね性金属板で形成されている。それぞれの分割ばね部41は、外側固定部42と内側固定部43、ならびに外側固定部42と内側固定部43とを連結するばね変形部44とが一体に形成されている。外側固定部42には固定穴42aが開口し、内側固定部43には固定穴43aが開口している。
図8に示すように、分割ばね部41の角部には、ワイヤ連結部45が設けられ、ワイヤ連結部45に連結穴45aが開口している。前記外側固定部42とワイヤ連結部45との間には弾性腕45b,45bが一体に形成されている。
図8に示すように、支持部材21の枠部22の上面22aに、固定突起22bが一体に形成されている。枠部22の上面22aと脚部23の上面23aとの間には段差部が形成されており、脚部23の上面23aは、枠部22の上面22aよりもZ2側に一段下がった位置に形成されている。
図3と図8に示すように、可動ユニット20では、第1の板ばね40の上に合成樹脂製の押え部材47が固定される。押え部材47は四角形(矩形状)の枠状であり、中央に円形状の開口部47aが形成されている。押え部材47のそれぞれの角部には固定穴48が2箇所ずつ開口している。
第1の板ばね40の分割ばね部41に形成された外側固定部42は、支持部材21の枠部22の上面22aに設置され、その上に押え部材47が設置される。支持部材21の枠部22の上面22aから突出する固定突起22bは、分割ばね部41の外側固定部42に形成された固定穴42aに挿入され、さらに押え部材47の固定穴48に挿入される。固定突起22bの先部が固定穴48内で冷間かしめ加工または熱かしめ加工、あるいは接着工程により固定される。その結果、分割ばね部41の外側固定部42が、支持部材21と押え部材47とで挟まれて固定される。
図3と図8に示すように、レンズホルダ30の上部には固定突起36が一体に形成されている。分割ばね部41に設けられた内側固定部43はレンズホルダ30の上面に設置され、固定突起36が固定穴43aに挿入され、冷間かしめ加工または熱かしめ加工で固定される。すなわち、レンズホルダ30の上部において、第1の板ばね40(分割ばね部41,41)は、レンズホルダ30と支持部材21とを連結するように設けられる。これにより、レンズホルダ30の上部が、第1の板ばね40を介して支持部材21に支持される。
図8に示すように、分割ばね部41の角部では、一対の固定穴42aの中間に上側ストッパ部46が形成されている。分割ばね部41の外側固定部42が、支持部材21の枠部22の上面22aに固定されると、支持部材21の脚部23の内側に形成されていたストッパ凹部27の上方開口部が上側ストッパ部46で塞がれる。
図3と図7に示すように、レンズホルダ30の4つの角部には規制突起35が一体に形成されている。それぞれの規制突起35は、外側(より具体的には、中心線Oから離れる方向)へ放射状に突出している。図7と図9に示すように、レンズホルダ30が支持部材21の内部に配置されると、それぞれの規制突起35が、支持部材21に形成されたストッパ凹部27の内部に挿入される。
図9に示すように、規制突起35は、ストッパ凹部27の底部である下側ストッパ部27aと、分割ばね部41の一部である上側ストッパ部46とで、上下の動きが規制される。
図8に示す分割ばね部41の外側固定部42が支持部材21の枠部22の上面22aに固定されると、分割ばね部41の弾性腕45b,45bとワイヤ連結部45が、押え部材47の角部側面47bよりも外側へ突出する。また、弾性腕45b,45bとワイヤ連結部45は、脚部23の上面23aの上に位置するが、上面23aは、枠部22の上面22aよりも一段低く形成されているため、脚部23の上面23aとの間にすき間を有するものとなり、弾性腕45b,45bが上下に弾性変形可能である。
基台11に固定されたサスペンションワイヤ8の上端部8aは、ワイヤ連結部45に形成された連結穴45aに挿通され、上端部8aとワイヤ連結部45とが半田付けで固定される。これにより、支持部材21と押え部材47およびレンズホルダ30を含む可動ユニット20が、基台11上で中心線Oと交差する方向へ移動自在になる。
図3に示すように、第2の板ばね50はばね性を有する金属板で一体に形成されている。第2の板ばね50は、外側固定部51と内側固定部52、および前記外側固定部51と前記内側固定部52とを連結するばね変形部53が一体に形成されている。
第2の板ばね50の外側固定部51は、前記支持部材21の4箇所で下向きに形成された脚部23の下端面(Z2側に向く下端面)23bにかしめ加工などで固定されており、図6に示すように、内側固定部52は、レンズホルダ30の下面に接着剤などで固定されている。すなわち、第2の板ばね50は、レンズホルダ30の下部において、レンズホルダ30と支持部材21とを連結するように設けられる。
レンズホルダ30は、第1の板ばね40と第2の板ばね50とで上下が支持されて、前記支持部材21の内側で中心線Oの延びる方向(レンズの光軸方向)へ上下に移動可能となっている。
図3と図5および図6に示すように、レンズホルダ30の外周には、筒状のレンズホルダ30を囲むように軸駆動コイル(フォーカスコイル)32が巻かれている。軸駆動コイル32は、導線が中心線Oの周囲を周回する方向に巻かれており、軸駆動コイル32に与えられる制御電流は中心線Oと交差する向きに流れる。
軸駆動コイル32を形成している導線の一方の端部は、第1の板ばね40の一方の分割ばね部41に半田付けで接続され、導線の他方の端部は、他方の分割ばね部41に半田付けで接続されている。そして、サスペンションワイヤ8から分割ばね部41を経て、軸駆動コイル32に制御電流が与えられる。
図5に軸駆動コイル32の平面形状が示されている。軸駆動コイル32は、それぞれの磁石28x,28xの内側対向部28aと対向する磁石対向部32x,32xと、磁石28y,28yの内側対向部28aと対向する磁石対向部32y,32yおよび脚部23に対向する脚部対向部32aとを有している。軸駆動コイル32の平面形状は八角形状である。
図5に示すように、レンズホルダ30は、X方向に向く外側面がY−Z平面と平行に延びるコイル支持面33x,33xであり、Y方向に向く外側面がX−Z平面と平行に延びるコイル支持面33y,33yである。軸駆動コイル32の磁石対向部32x,32xの内側部は前記コイル支持面33x,33xに密着して固定され、磁石対向部32y,32yの内側部は前記コイル支持面33y,33yに密着して固定されている。なお、脚部対向部32aの内側部は、レンズホルダ30の外周面と離間した状態となっている。
図6にも示すように、軸駆動コイル32の磁石対向部32x,32xの外側面はY−Z面と平行な平坦部となっており、この平坦部が磁石28x,28xの内側対向部28aと平行に対向している。同様に、軸駆動コイル32の磁石対向部32y,32yの外側面はX−Z面と平行な平坦部となっており、この平坦部が磁石28y,28yの内側対向部28aと平行に対向している。
図5に示すように、支持部材21では、X方向位置決め部25x,25xが磁石28xのY方向の両側部を支持する構造であるため、軸駆動コイル32の磁石対向部32xを磁石28xの内側対向部28aに接近させることができる。すなわち、磁石28xの両端部29xから脚部23が内側へ突出する寸法δ1よりも、軸駆動コイル32の磁石対向部32xと磁石28xの内側対向部28aとの対向距離δ2の方を短くすることができる。
また、軸駆動コイル32の磁石対向部32xの平坦部を、脚部対向部32aの平坦部よりもY方向に十分に長く形成でき、磁石対向部32xと磁石28xとを、短い対向距離δ2で且つ長い範囲で接近して対向させることができる。また、磁石28xの内側対向部28aがX方向位置決め部25xに突き当てられて内側対向部28aの位置が決められているため、図5と図6に示す前記対向距離δ2を高精度に管理できる。
なお、磁石対向部32yと磁石28yとの対向関係は、前記の磁石対向部32xと磁石28xとの対向関係と同じである。
本実施の形態では、軸駆動コイル32の磁石対向部32x,32yと磁石28x,28yとで、レンズホルダ30を光軸方向へ移動させる軸方向駆動機構が構成されている。
図2と図3および図8に示すように、基台構造部10では、基台11の上に絶縁基板12が固定されている。絶縁基板12の上面の4箇所に軸交差駆動コイル60が設けられている。軸交差駆動コイル60は絶縁基板12の表面で銅箔などの薄膜で形成されている。それぞれの軸交差駆動コイル60は細長い平面に沿って渦巻パターンとなるように形成されており、中心線Oから離れる位置にある外側電磁作用部61と、中心線Oに近い位置にある内側電磁作用部62とを有している。
基台11に固定されたサスペンションワイヤ8で可動ユニット20が支持されると、図2と図8に示すように、支持部材21に固定された4個の磁石28x,28x,28y,28yのそれぞれの下端面28dが、軸交差駆動コイル60の外側電磁作用部61の上に対向する。軸交差駆動コイル60と磁石28x,28yとで、可動ユニット20を中心線Oと交差する向きに移動させる軸交差駆動機構が構成されている。
図示省略されているが、絶縁基板12には位置検知素子が設けられている。位置検知素子はホール素子または磁気抵抗効果素子である。位置検知素子は、少なくとも2個設けられており、一方は磁石28xの下端面28dに対向し、他方が磁石28yの下端面28dに対向している。
図1に示すように、レンズ駆動装置1には、可動ユニット20を覆うカバー2が設けられている。カバー2は非磁性のステンレス鋼板などで形成されている。カバー2は立方体形状であり、4つの側板2aと上方(Z1方向に)に位置する天井板2bとが一体に形成されている。天井板2bには、光を透過させるための略円形の窓2cが開口している。それぞれの側板2aの下縁部は、基台構造部10に設けられた基台11の上面に突き当てられ、基台11とカバー2とが接着剤などで固定されている。
次に、前記構造のレンズ駆動装置1の動作を説明する。
レンズ駆動装置1は、それぞれのサスペンションワイヤ8→第1の板ばね40のそれぞれの分割ばね部41→軸駆動コイル32の導線の両端部、が個別の通電路となっており、前記通電路を経て軸駆動コイル32に制御電流が与えられる。
レンズ駆動装置1は、それぞれのサスペンションワイヤ8→第1の板ばね40のそれぞれの分割ばね部41→軸駆動コイル32の導線の両端部、が個別の通電路となっており、前記通電路を経て軸駆動コイル32に制御電流が与えられる。
軸方向駆動機構を構成する軸駆動コイル32に制御電流が与えられると、軸駆動コイル32の磁石対向部32x,32yに流れる電流と磁石28x,28x,28y,28yから発せられる磁界とで、可動ユニット20内においてレンズホルダ30が中心線Oに沿って移動させられる。基台構造部10の後方(Z2方向)に撮像素子が設けられており、レンズホルダ30の中心線Oに沿う動きにより、撮像素子に対する焦点合わせが行われる。
また、軸交差駆動機構では、軸交差駆動コイル60に制御電流が与えられると、主に外側電磁作用部61に流れる電流と、磁石の下方において内側対向部28aから外面部28bに至る磁束とによって、サスペンションワイヤ8で支持されている可動ユニット20が中心線Oと交差する方向へ駆動される。可動ユニット20の中心線Oと交差する向きへの移動量は絶縁基板12に設けられた位置検知素子で検知され、その検知出力がフィードバックされて、軸交差駆動コイル60に与えられる制御電流の電流量が制御される。この制御動作により、撮影時の手振れ補正などが行われる。
前記レンズ駆動装置1では、図5に示すように、可動ユニット20において、磁石28xは、内側対向部28aの長手方向(光軸と交差する方向であるY方向)の両端部29xが、支持部材21のX方向位置決め部25xに突き当てられて位置決めされ、磁石28yは、内側対向部28aの長手方向(光軸と交差する方向であるX方向)の両端部29yがY方向位置決め部25yに突き当てられて位置決めされている。
磁石28x,28yは内側対向部28aが位置決め基準とされて支持部材21に固定されているため、磁石28x,28yの厚さ寸法にばらつきがあったとしても、各磁石28x,28yと、軸駆動コイル32の磁石対向部32x,32yとの対向距離δ2に影響を与えることがない。したがって、磁石28x,28yは厚さ寸法を必要以上に高精度に管理する必要がなくなり、磁石の製造コイルを低減できるようになる。
4箇所に設けられた磁石28x,28x,28y,28yと軸駆動コイル32との距離δ2のばらつきを小さくできるため、それぞれの磁石から軸駆動コイル32の磁石対向部32x,32x,32y,32yに与えられる駆動力を均一にできる。その結果、可動ユニット20内においてレンズホルダ30に余分な傾きを与えることなく、レンズホルダ30を安定した姿勢で光軸に沿う方向へ移動させることができる。
また、第1の板ばね40のばね変形部44の弾性変形や第2の板ばね50のばね変形部53の弾性変形によって、支持部材21の内側でレンズホルダ30が中心線Oと交差する方向へ動くことがあったとしても、図7と図9に示すように、レンズホルダ30に形成された規制突起35が、支持部材21に形成されたストッパ凹部27の光軸交差ストッパ部27bに当たることで、前記レンズホルダ30の移動が規制される。これによっても、レンズホルダ30が駆動されているときに、磁石と軸駆動コイルとの対向距離δ2が極端に変化することがなくなり、軸方向駆動機構によって、レンズホルダ30を安定した姿勢で光軸方向へ移動させることが可能になる。
図5に示すように、軸駆動コイル32の磁石対向部32x,32yは、その平坦部が長い距離でそれぞれの磁石の内側対向部28aに対向し、しかも対向距離δ2を小さくでき、距離δ2のばらつきも小さい。そのため、軸方向駆動機構では、レンズホルダ30を効率良く安定して動作させることが可能になる。
また、支持部材21に固定されたそれぞれの磁石28x,28yは、下端面28dが、脚部23の下面に設けられた基準面26と同一面となるように固定されている。よって、全ての磁石の下端面28dと軸交差駆動コイル60との間隔を均一に設定できるようになり、軸交差駆動機構により可動ユニット20を光軸と交差する方向へバランス良く駆動できるようになる。
図6と図9には、軸駆動コイル32に通電されていないときのレンズホルダ30の位置が示されている。軸駆動コイル32に通電されると、レンズホルダ30はZ1方向あるいはZ2方向へ移動させられるが、この移動の際に、設計上は図9に示す規制突起35が、下側ストッパ部27aと上側ストッパ部46のいずれにも当たらないようになっている。
ただし、軸駆動コイル32に正常ではない大きな電流が流れてレンズホルダ30が光軸方向へ通常よりも長い距離動いたり、あるいは外部からの衝撃によってレンズホルダ30が光軸方向へ動いたときは、規制突起35が下側ストッパ部27aまたは上側ストッパ部46に当たることで、レンズホルダ30の過剰な動きを規制できるようになっている。その結果、第1の板ばね40と第2の板ばね50に過大な変形力が作用するのを防止することができる。
なお、上側ストッパ部46は、第1の板ばね40の一部で構成されるが、上側ストッパ部46にはその上面に押え部材47が重ねられているため、第1の板ばね40が薄くても確実にストッパとしての機能を果たす。したがって。押え部材47も上側ストッパ部の一部を構成していると言うこともできる。
さらに、可動ユニット20に中心線Oと交差する方向の大きな加速度が作用し、第1の板ばね40のばね変形部44と第2の板ばね50のばね変形部53が変形し、可動ユニット20の内部でレンズホルダ30が光軸と交差する向きに大きく移動しようとすると、レンズホルダ30に設けられた規制突起35が、ストッパ凹部27の光軸交差ストッパ部27bに当たってその動きが規制される。またレンズホルダ30が中心線Oの回りで回動しようとしたときも、規制突起35がストッパ凹部27の回転ストッパ部27c,27cに当たることでその動きが規制される。
その結果、第1の板ばね40と第2の板ばね50に過大な変形力が作用するのを防止することができる。
前記ストッパ凹部27は、支持部材21に形成されているため、サスペンションワイヤ8の変形により支持部材21が中心線Oと交差する方向へ動いたとしても、レンズホルダ30に設けられた規制突起35と各ストッパ部27a,27b,27c,46との相対位置関係は変化しない。したがって、支持部材21が、光軸と交差する方向へ動いているときも動いていないときも、常に可動ユニット20内でのレンズホルダ30の動きを適正に規制できるようになる。
1 レンズ駆動装置
2 カバー
8 サスペンションワイヤ
11 基台
12 絶縁基板
20 可動ユニット
21 支持部材
22 枠部
23 脚部
23a 上面
24x,24y 磁石保持凹部
25x X方向位置決め部
25y Y方向位置決め部
26 基準面
27 ストッパ凹部
27a 下側ストッパ部
27b 光軸交差ストッパ部
27c 回転ストッパ部
28x,28y 磁石
28a 内側対向部
28d 下端面
30 レンズホルダ
32 軸駆動コイル
32x,32y 磁石対向部
33x,33y コイル支持面
35 規制突起
40 第1の板ばね
41 分割ばね部
45 ワイヤ連結部
45a 連結穴
45b 弾性腕
46 上側ストッパ部
47 押え部材
47b 角部側面
50 第2の板ばね
60 軸交差駆動コイル
O 中心線
2 カバー
8 サスペンションワイヤ
11 基台
12 絶縁基板
20 可動ユニット
21 支持部材
22 枠部
23 脚部
23a 上面
24x,24y 磁石保持凹部
25x X方向位置決め部
25y Y方向位置決め部
26 基準面
27 ストッパ凹部
27a 下側ストッパ部
27b 光軸交差ストッパ部
27c 回転ストッパ部
28x,28y 磁石
28a 内側対向部
28d 下端面
30 レンズホルダ
32 軸駆動コイル
32x,32y 磁石対向部
33x,33y コイル支持面
35 規制突起
40 第1の板ばね
41 分割ばね部
45 ワイヤ連結部
45a 連結穴
45b 弾性腕
46 上側ストッパ部
47 押え部材
47b 角部側面
50 第2の板ばね
60 軸交差駆動コイル
O 中心線
Claims (8)
- 支持部材と、レンズ体を搭載可能なレンズホルダと、前記支持部材と前記レンズホルダとを連結するように設けられて前記レンズホルダを光軸方向へ移動自在に支持する板ばねと、前記支持部材に対して前記レンズホルダを前記光軸方向へ移動させる軸方向駆動機構とが設けられているレンズ駆動装置において、
前記軸方向駆動機構は、前記レンズホルダに固定されて当該レンズホルダを囲むように巻かれた軸駆動コイルと、前記支持部材に固定されて前記軸駆動コイルと対向する磁石とを有しており、
前記支持部材には、前記磁石の前記レンズホルダ側に向く内側対向部に当接して、前記磁石を位置決めする位置決め部が設けられていることを特徴とするレンズ駆動装置。 - 前記磁石は板状をなしており、前記支持部材に、前記光軸に沿うように延びる複数の脚部が備えられて、前記脚部の間に前記磁石が設置されており、
それぞれの前記脚部には、前記脚部どうしが対向する側部に前記位置決め部が形成されて、前記磁石の前記光軸と交差する方向の両端部に位置する前記内側対向部が、前記位置決め部に当接する請求項1記載のレンズ駆動装置。 - 前記軸駆動コイルは、前記磁石に対向する磁石対向部と、前記脚部に対向する脚部対向部とを有しており、前記磁石対向部には、前記磁石と対面する平坦部が形成されている請求項2記載のレンズ駆動装置。
- 前記軸駆動コイルは、前記光軸に沿う上方から見た巻き形状が八角形状である請求項3記載のレンズ駆動装置。
- 前記支持部材は、基台に固定されたサスペンションワイヤによって前記光軸と交差する方向へ移動自在に支持されて、前記基台の上側には、前記支持部材を前記光軸と交差する方向へ移動させる軸交差駆動機構が設けられている請求項1ないし4のいずれかに記載のレンズ駆動装置。
- 前記軸交差駆動機構では、前記基台に、前記磁石の下端面に対向する軸交差駆動コイルが設けられており、
前記支持部材の前記基台に対向する下部に基準面が形成されて、前記磁石は、前記下端面が前記基準面と同一面となるように前記支持部材に固定されている請求項5記載のレンズ駆動装置。 - 前記レンズホルダに、前記光軸から離れる向きに突出する規制突起が一体に形成されており、前記規制突起が前記支持部材に対向して、前記支持部材に対する前記レンズホルダの前記光軸と交差する向きの移動が規制されている請求項1ないし6のいずれかに記載のレンズ駆動装置。
- 前記支持部材には、前記規制突起を挿入可能なストッパ凹部が設けられており、前記規制突起が前記ストッパ凹部内で前記支持部材と対向している請求項7記載のレンズ駆動装置。
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