JP2017201411A - Lens drive device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、たとえば携帯電話のカメラモジュールなどに好適に用いられるレンズ駆動装置に関する。 The present invention relates to a lens driving device suitably used for a camera module of a mobile phone, for example.
携帯電話のカメラモジュール等に好適に用いられるレンズ駆動装置では、ケース等の固定部の内部に、駆動手段等により移動可能な可動部が収納されたものが提案されている。このようなレンズ駆動装置では、可動部に保持されたレンズが撮像素子等に対して光軸方向及び光軸直交方向へ移動することにより、光学式手ぶれ補正(OIS)やオートフォーカス(AF)を実現することができる。 As a lens driving device suitably used for a camera module of a cellular phone, a lens driving device in which a movable part that can be moved by a driving means or the like is housed in a fixed part such as a case has been proposed. In such a lens driving device, the optical camera shake correction (OIS) and autofocus (AF) are performed by moving the lens held in the movable part in the optical axis direction and the optical axis orthogonal direction with respect to the image sensor or the like. Can be realized.
レンズ駆動装置に内蔵される駆動手段としては、例えばマグネットとコイルの組み合わせから成るボイスコイルモータ(VCM)が挙げられる。例えば特許文献1等では、レンズを光軸方向へ駆動するVCMと、レンズを光軸直交方向へ駆動するVCMを独立に制御することにより、光学式手ぶれ補正及びオートフォーカスを実現するレンズ駆動装置が提案されている。 As a driving means built in the lens driving device, for example, a voice coil motor (VCM) composed of a combination of a magnet and a coil can be cited. For example, in Patent Document 1 and the like, there is a lens driving device that realizes optical image stabilization and autofocus by independently controlling a VCM that drives a lens in the optical axis direction and a VCM that drives the lens in a direction orthogonal to the optical axis. Proposed.
レンズを光軸方向へ駆動するVCMと、レンズを光軸直交方向へ駆動するVCMを内蔵する従来のレンズ駆動装置では、VCMの数が増加することによる重量増加が問題となっている。また、レンズの光軸直交方向への移動をサスペンションワイヤで支持し、レンズの光軸方向への移動をバネ部材で支持する構造では、相互共振を避けるために駆動周波数が制約を受け、応答速度に関する課題を有している。 In a conventional lens driving device incorporating a VCM that drives the lens in the optical axis direction and a VCM that drives the lens in the direction orthogonal to the optical axis, an increase in weight due to an increase in the number of VCMs is a problem. Also, in the structure where the movement of the lens in the direction perpendicular to the optical axis is supported by the suspension wire and the movement of the lens in the optical axis direction is supported by the spring member, the drive frequency is restricted to avoid mutual resonance, and the response speed Have problems with.
本発明は、このような実状に鑑みてなされ、その目的は、軽量化に対して有利であって、相互共振の問題を防止できるレンズ駆動装置を提供することである。 The present invention has been made in view of such a situation, and an object thereof is to provide a lens driving device that is advantageous for weight reduction and can prevent the problem of mutual resonance.
上記目的を達成するために、本発明に係るレンズ駆動装置は、
レンズへの光を通過させる通過孔が形成されたプレート本体部を有するフロント基板と、
前記プレート本体部と略平行に配置されており、サスペンションワイヤ群を介して前記フロント基板を、前記レンズの光軸直交方向に相対移動可能に支持するベースと、
一方の端部が、前記プレート本体部における前記ベース側を向く面であるプレート下面に固定されており、前記レンズの光軸方向に伸縮する圧電素子部と、
前記圧電素子部の他方の端部に固定される駆動シャフトと、
前記駆動シャフトに摩擦係合されており、前記レンズを保持するレンズホルダと、を有する。
In order to achieve the above object, a lens driving device according to the present invention includes:
A front substrate having a plate body portion in which a passage hole for passing light to the lens is formed;
A base that is disposed substantially parallel to the plate body, and supports the front substrate via a suspension wire group so as to be relatively movable in the direction perpendicular to the optical axis of the lens;
One end portion is fixed to the lower surface of the plate, which is a surface facing the base side in the plate main body portion, and a piezoelectric element portion that expands and contracts in the optical axis direction of the lens;
A drive shaft fixed to the other end of the piezoelectric element portion;
A lens holder that is frictionally engaged with the drive shaft and holds the lens.
本発明に係るレンズ駆動装置は、レンズを光軸方向へ駆動させる駆動手段が圧電素子部であるため、VCMによりレンズを光軸方向へ駆動させるレンズ駆動手段に比べて、軽量化及び省電力化の観点で有利である。また、圧電素子部の一方の端部がプレート下面に固定されることにより、フロント基板が、レンズホルダを光軸方向へ移動させるための錘の役割を兼ねることができ、別途錘を準備する構造に比べて軽量化及び小型化に対して有利であり、部品点数が減少するためコスト抑制効果も期待できる。さらに、光軸垂直方向の駆動にVCMを用いる場合でも、光軸方向の駆動手段との磁気回路干渉の心配がなく、この点でも小型化に対して有利である。
また、本発明に係るレンズ駆動装置は、レンズホルダが駆動シャフトに摩擦係合する構造であるため、バネ部材等でレンズホルダを支持する従来の構造に比べて、サスペンションワイヤ群による支持構造と光軸移動方向に関する支持構造との相互共振を防止することができる。また、レンズホルダが駆動シャフトに摩擦係合する構造であるレンズ駆動装置は、バネ部材でレンズホルダを支持する従来の構造に比べて、耐衝撃性の観点でも有利である。
In the lens driving device according to the present invention, since the driving means for driving the lens in the optical axis direction is a piezoelectric element portion, the weight and power consumption are reduced compared to the lens driving means for driving the lens in the optical axis direction by VCM. From the viewpoint of In addition, by fixing one end of the piezoelectric element portion to the lower surface of the plate, the front substrate can also serve as a weight for moving the lens holder in the optical axis direction, and a structure for separately preparing a weight Compared to the above, it is advantageous for weight reduction and miniaturization, and since the number of parts is reduced, a cost suppressing effect can be expected. Further, even when a VCM is used for driving in the direction perpendicular to the optical axis, there is no concern about magnetic circuit interference with the driving means in the optical axis direction, which is advantageous for miniaturization.
In addition, since the lens driving device according to the present invention has a structure in which the lens holder is frictionally engaged with the driving shaft, the support structure by the suspension wire group and the light are compared with the conventional structure in which the lens holder is supported by a spring member or the like. Mutual resonance with the support structure in the axial movement direction can be prevented. In addition, the lens driving device in which the lens holder is frictionally engaged with the driving shaft is advantageous in terms of impact resistance as compared with the conventional structure in which the lens holder is supported by the spring member.
また、例えば、前記フロント基板は、前記プレート本体部から前記光軸方向と略平行になるように前記ベース側へ曲げられたセンサ取付面を有しており、
前記センサ取付面に設置されており、前記レンズの前記光軸方向の位置を検出する第1位置検出センサと、
前記第1位置検出センサに対して所定の間隔を空けて対向するように、前記レンズホルダに設置される第1マグネットと、をさらに有しても良い。
Further, for example, the front substrate has a sensor mounting surface that is bent from the plate main body portion to the base side so as to be substantially parallel to the optical axis direction.
A first position detection sensor that is installed on the sensor mounting surface and detects a position of the lens in the optical axis direction;
You may further have a 1st magnet installed in the said lens holder so that it may oppose with a predetermined space | interval with respect to a said 1st position detection sensor.
第1位置検出センサを用いてレンズの光軸方向の位置を検出することにより、クローズドループのレンズ位置制御を実現することが可能であり、圧電素子部を用いた高精度なオートフォーカス制御を実現できる。また、プレート本体部からベース側へ折り曲げられたセンサ取付面に第1位置検出センサを取り付け、レンズホルダに設置される第1マグネットと対向させることにより、容易かつ正確にレンズホルダの位置を検出できる。 By detecting the position of the lens in the optical axis direction using the first position detection sensor, it is possible to realize closed-loop lens position control, and realize high-precision autofocus control using the piezoelectric element. it can. Moreover, the position of the lens holder can be detected easily and accurately by attaching the first position detection sensor to the sensor mounting surface bent from the plate body to the base side and facing the first magnet installed on the lens holder. .
また、例えば、前記レンズホルダは、前記プレート本体部に接続されており前記プレート下面から前記ベース側へ向かって前記光軸方向と略平行に延在する補助軸部を、前記光軸直交方向の両側から挟む一対の回転止め突起を有してもよく、前記第1マグネットは、前記回転止め突起に設置されていても良い。 Further, for example, the lens holder is connected to the plate main body portion, and an auxiliary shaft portion extending substantially parallel to the optical axis direction from the lower surface of the plate toward the base side is provided in the direction orthogonal to the optical axis. A pair of anti-rotation protrusions may be sandwiched from both sides, and the first magnet may be installed on the anti-rotation protrusion.
補助軸部を挟むように設けられる回転止め突起は、レンズホルダがフロント基板に対して回転することを防止し、レンズホルダの安定した移動及び位置制御を実現する。また、第1マグネットを回転止め突起に設けることにより、レンズホルダのローテーション等に起因する第1マグネットと第1位置検出センサとの予期しない位置変化を防止することができ、精度の高い位置検出が可能となる。 The anti-rotation protrusion provided so as to sandwich the auxiliary shaft portion prevents the lens holder from rotating with respect to the front substrate, and realizes stable movement and position control of the lens holder. Further, by providing the first magnet on the rotation stop projection, it is possible to prevent an unexpected change in position between the first magnet and the first position detection sensor due to rotation of the lens holder and the like, and highly accurate position detection is possible. It becomes possible.
また、例えば、前記サスペンションワイヤ群は、4本のサスペンションワイヤにより構成されており、4本の前記サスペンションワイヤのうち2本は前記圧電素子部に電気的に接続されており、残りの2本は前記第1位置検出センサに電気的に接続されていても良い。 Further, for example, the suspension wire group includes four suspension wires, two of the four suspension wires are electrically connected to the piezoelectric element portion, and the remaining two are The first position detection sensor may be electrically connected.
サスペンションワイヤを4本とすることにより、ベース部は、光軸直交方向に移動可能な状態で、フロント基板をバランス良く支持することが可能である。また、4本のサスペンションワイヤのうち2本を圧電素子部駆動用、残りの2本を位置検出用の配線の一部として用いることにより、圧電素子部の制御処理及び第1位置検出センサからの検出信号処理を、双方ともベース部側で行うことが可能である。これにより、フロント基板にプロセッサ等を設けなくても、レンズ駆動部の動作をベース部から集中的に制御できる。 By using four suspension wires, the base portion can support the front substrate in a well-balanced manner while being movable in the direction perpendicular to the optical axis. In addition, by using two of the four suspension wires as a part for driving the piezoelectric element unit and the other two as part of the position detecting wiring, the control process of the piezoelectric element unit and the first position detection sensor Both detection signal processes can be performed on the base side. Thereby, the operation of the lens driving unit can be centrally controlled from the base unit without providing a processor or the like on the front substrate.
また、例えば、前記ベースには、前記レンズの前記光軸直交方向の位置を検出する第2位置検出センサ及び第3位置検出センサが設置されていても良く、
前記第2位置検出センサ及び前記第3位置検出センサは、互いの検出軸が略90度の角度をなし、かつ、互いの前記検出軸の延長線が前記レンズの光軸延長位置近傍で交わるように配置されていても良い。
Further, for example, the base may be provided with a second position detection sensor and a third position detection sensor for detecting the position of the lens in the direction perpendicular to the optical axis,
In the second position detection sensor and the third position detection sensor, the detection axes of each other form an angle of approximately 90 degrees, and the extension lines of the detection axes of the second position detection sensor and the third position detection sensor intersect in the vicinity of the optical axis extension position of the lens. May be arranged.
第2位置検出センサ及び第3位置検出センサにより、レンズ及びフロント基板の光軸直交方向の位置を検出することが可能であり、高精度な手ぶれ補正制御を行うことが可能である。また、第2及び第3位置検出センサを、互いの検出軸の延長線がレンズの光軸延長位置近傍で交わるように配置することにより、レンズ等のローリングによる検出位置ずれを防止し、高精度な位置検出が可能となる。 The second position detection sensor and the third position detection sensor can detect the positions of the lens and the front substrate in the direction perpendicular to the optical axis, and can perform highly accurate camera shake correction control. In addition, by disposing the second and third position detection sensors so that the extension lines of the detection axes intersect each other in the vicinity of the optical axis extension position of the lens, the detection position shift due to the rolling of the lens or the like can be prevented and high accuracy can be achieved. Position detection is possible.
また、例えば、前記ベースは前記光軸方向からみて略矩形の外周形状を有していても良く、
前記第2位置検出センサ及び前記第3位置検出センサは、前記ベースの角部に配置されていても良く、
前記角部の間に位置する前記ベースの辺部には、前記レンズを前記光軸直交方向に駆動するための駆動用コイルが、前記プレート下面に接続される駆動用マグネットに対して所定の間隔を空けて対向するように、配置されていても良い。
Further, for example, the base may have a substantially rectangular outer peripheral shape when viewed from the optical axis direction,
The second position detection sensor and the third position detection sensor may be arranged at a corner of the base,
A driving coil for driving the lens in the direction orthogonal to the optical axis is disposed at a predetermined distance from the driving magnet connected to the lower surface of the plate at the side of the base located between the corners. It may be arranged so as to be opposed to each other.
ベースの角部に位置検出センサを配置し、ベースの辺部にコイルを配置することにより、各辺を大きく使用して駆動用コイルを配置することが可能であるため、駆動用コイルと駆動用マグネットで構成されるVCMの推力を高めることができる。 By arranging the position detection sensor at the corner of the base and arranging the coil at the side of the base, it is possible to arrange the driving coil by using each side greatly. The thrust of the VCM composed of magnets can be increased.
前記フロント基板は、前記レンズの光軸を基準として、前記圧電素子部の固定位置に対して略対称な位置に配置される重心調整部を有しても良い。 The front substrate may include a center-of-gravity adjusting unit disposed at a position that is substantially symmetrical with respect to a fixed position of the piezoelectric element unit with respect to the optical axis of the lens.
このような重心調整部を有するレンズ駆動装置は、フロント基板とサスペンションワイヤ群の接続位置において、サスペンションワイヤ群が支える質量体の重心が光軸から大きく離れてしまうことを防止することにより、光軸直交方向の位置制御を容易にし、高精度な位置制御を実現する。 The lens driving device having such a center of gravity adjustment unit prevents the center of gravity of the mass body supported by the suspension wire group from being greatly separated from the optical axis at the connection position of the front substrate and the suspension wire group. It makes position control in the orthogonal direction easy and realizes highly accurate position control.
図1は、本発明の一実施形態に係るレンズ駆動装置10の斜視図である。レンズ駆動装置10は、略直方体形状の外形状を有しており、例えばカメラ用レンズを駆動する装置として携帯電話等に搭載される。レンズ駆動装置10の大きさは特に限定されないが、携帯電話に搭載される場合、上方(Z軸正方向)から見たときの外径寸法は、8.5mm×8.5mm程度に設定される。
FIG. 1 is a perspective view of a
概略分解図である図2に示すように、レンズ駆動装置10は、ケース12、第1ユニット14、第2ユニット16及びサスペンションワイヤ群70等を含む。ケース12は、上方から第1ユニット14を覆うようにして第2ユニット16に固定され、第2ユニット16と伴にレンズ駆動装置10の外装筐体を構成する。後述する第1ユニット14のレンズホルダ50(図3参照)には、図示しないレンズが取り付けられる。レンズ駆動装置10は、レンズホルダ50に取り付けられたレンズを、当該レンズの光軸方向及び光軸直交方向へ移動させることにより、光学式手ぶれ補正(OIS)やオートフォーカス(AF)を実現する。なお、レンズ駆動装置10の説明では、図1に示すように、光軸に平行な方向をZ軸方向、Z軸に直交する方向をX軸方向及びY軸方向として説明を行う。また、光軸方向には、Z軸及び光軸に平行な方向が含まれるものとし、光軸直交方向には、X軸及びY軸に平行な方向が含まれるものとする。
As shown in FIG. 2, which is a schematic exploded view, the
第1ユニット14は、ケース12と第2ユニット16とで構成される外装筐体の内部に収容される。第1ユニット14全体は、後述する駆動用VCMによって駆動され、第2ユニット16に対して光軸直交方向に相対移動する。図3は、図2に示す第1ユニット14の分解斜視図である。図3に示すように、第1ユニット14は、フロント基板20と、圧電素子部40及び駆動シャフト42を含む圧電アクチュエータユニットと、レンズホルダ50と、第1ベース60等を有する。
The
フロント基板20は、第1プレート20aと第1FPC20bの2層構造となっている。第1プレート20aの材料は、金属、セラミック、樹脂、複合材料など特に限定されないが、絶縁性の材料が好ましく、より具体的には絶縁性の金属若しくはセラミック材料が好ましい。第1FPC20bは、いわゆるフレキシブルプリント配線板(Flexible Printed Circuits)で構成される。なお、フロント基板20は、第1プレート20aのような板材とフレキシブルプリント配線板とを組み合わせて構成されるものに限定されず、例えばガラエポキシ基板のようなリジッド基板で構成されていても良い。
The
第1FPC20bは、上方から第1プレート20aを覆うように取り付けており、第1FPC20bがフロント基板20の上層を構成し、第1プレート20aがフロント基板20の下層を構成する。フロント基板20は、レンズへの光を通過させる通過孔22cが形成されたプレート本体部22と、プレート本体部22から光軸と略平行になるようにベース側へ折り曲げられたセンサ取付面24とを有する。
The
プレート本体部22における第2ベース90側(Z軸負方向側)を向く面であるプレート下面22bには、圧電素子部40の一方の端部40aが固定されている。図5は、フロント基板20、圧電アクチュエータユニット及びレンズホルダ50等の取り付け状態を、プレート下面22b側から観察した斜視図であり、図6は、図5における圧電アクチュエータユニット周辺を拡大した図である。
One
圧電アクチュエータユニットを固定する前の状態を表す図6(B)に示すように、プレート下面22bには、圧電素子部40を固定するための圧電素子取付部22baがある。圧電素子取付部22baの両側には、第1プレート20aに形成された貫通孔である孔部20aaが形成されており、第1FPC20bの一部である圧電素子接続部20baが、孔部20aaを通ってプレート下面22b側へ露出している。
As shown in FIG. 6B showing a state before the piezoelectric actuator unit is fixed, the plate
図6(A)に示すように、圧電素子部40は、上下方向を向く一対の端面と光軸直交方向を向く4つの側面を有する略直方体の外形状を有しており、側面に電圧信号を入力するための外部電極が形成されている。圧電素子部40は、圧電材料からなる圧電体層と、外部電極に接続する内部電極層とが交互に積層された積層構造を有しており、外部電極を介して入力された駆動信号(電圧信号)に応じて、光軸方向に伸縮する。
As shown in FIG. 6A, the
圧電素子部40は、一方の端部40aを圧電素子取付部22baに対して接着等により固定することで、プレート下面22bに取り付けられる。また、圧電素子部40の外部電極には、圧電素子接続部20baが電気的に接続され、圧電素子部40には第1FPC20bを介して駆動信号が入力される。
The
圧電素子部40の他方の端部40bには、駆動シャフト42が固定されている。駆動シャフト42は、略円柱状の外形状を有しており、上方の円形端面が、他方の端部40bに対して、接着等により固定される。駆動シャフト42は、圧電素子部40の伸縮に対応して、光軸方向(上下方向)に移動する。
A
図3に示すレンズホルダ50は、無底円筒形状の筒部51と、筒部51の側面に接続される支持部52及び回転止め突起54とを有している。筒部51の内周面にはレンズが固定される。プレート本体部22の通過孔22cを通過した光は、Z軸正方向側からレンズに入射し、レンズのZ軸負方向側から出射される。
A
支持部52の側面には、押圧スプリング34による弾性力を用いて駆動シャフト42の外周面と摩擦係合するシャフト受け面52aが形成されている。図5に示すように、シャフト受け面52aは駆動シャフト42と係合できるように外径側に開口する溝状となっており、押圧スプリング34の先端とシャフト受け面52aとの間で駆動シャフト42を挟み込むことで、レンズホルダ50が駆動シャフト42に摩擦係合される。なお、押圧スプリング34の基部は、支持部52に固定されている。
A
図5に示すように、レンズホルダ50では、一対の回転止め突起54が、筒部51から光軸直交方向に突出している。一対の回転止め突起54は、互いに略平行に延びており、補助軸部32を光軸直交方向の両側から挟むように配置されている。補助軸部32の上端はプレート本体部22に接続されており、補助軸部32は、プレート下面22bからベース側へ向かって光軸方向と略平行になるように延在している。回転止め突起54は、シャフト受け面52aに対して、光軸を中心とする回転方向に沿って離れた位置に設けられることが、レンズホルダ50の回転を防止する観点から好ましい。例えば、回転止め突起54は、シャフト受け面52aに対して、光軸を中心として90度〜270度回転した位置に設けられることが好ましい。
As shown in FIG. 5, in the
一方の回転止め突起54の側面には、第1マグネット44が設置されている。拡大図である図7に示すように、第1マグネット44は、第1位置検出センサ30に対して所定の間隔を空けて対向するように、回転止め突起54に設置されている。第1位置検出センサ30は、光軸方向に略平行であるセンサ取付面24に設置されており、光軸方向の検出軸を有する。第1位置検出センサ30は、例えばMRセンサ(磁気抵抗素子(MR素子)を用いたセンサ)等の磁気センサによって構成され、磁気媒体である第1マグネット44によるセンサ周辺の磁気の変化から、レンズ及びレンズホルダ50の光軸方向の位置を検出する。
A
図3に示す第1ベース60は、図9等に示すように、中央に貫通孔が形成された略矩形の外周形状を有する底面部60bと、底面部60bの両端から上方に突出する接続部とを有している。接続部の上端面60aはプレート本体部22のプレート下面22bに固定されており、第1ベース60は、上方に位置するフロント基板20によって支えられている(図2参照)。
As shown in FIG. 9 and the like, the
図9に示すように、底面部60bの下面には、駆動用着磁部62と検出用着磁部64が形成されている。駆動用着磁部62は、底面部60bにおける4つの辺部に配置されており、検出用着磁部64は2つの角部に配置されている。駆動用着磁部62と検出用着磁部64は永久磁石となっており、駆動用着磁部62を構成する永久磁石の分極方向はX軸方向又はY軸方向であり、検出用着磁部64を構成する永久磁石の分極方向はレンズの径方向である。
As shown in FIG. 9, a drive magnetized
駆動用着磁部62は、第2ユニット16のFPコイル80に含まれる駆動用コイル80aとともに、第1ユニット14全体を光軸直交方向へ移動させるVCMを構成する。また、検出用着磁部64は、第2ユニットの第2位置検出センサ84及び第3位置検出センサ86に対する磁気媒体として機能する。第1ベース60は、全体がプラスチックマグネットで一体的に形成されており、駆動用着磁部62と検出用着磁部64の部分のみが着磁されている。ただし、第1ベース60の構成としてはこれに限定されず、駆動用着磁部62と検出用着磁部64に相当する部分を除く他の部分を形成したのち、これに永久磁石を取り付けて駆動用着磁部及び検出用着磁部とすることにより、第1ベースを形成しても良い。
The
図2に示す第2ユニット16は、サスペンションワイヤ群70を介して第1ユニット14と接続している。図4は、第2ユニット16の分解斜視図である。第2ユニット16は、FPコイル80、テープ82、第2位置検出センサ84及び第3位置検出センサ86、ベース部としての第2ベース90等により構成される。
The
第2ベース90は、ボトム94と第2FPC92によって構成されており、第2FPC92は、ボトム94の上面に取り付けられている。第2FPC92は、第1FPC20bと同様にフレキシブルプリント配線板で構成される。第2FPC92には、レンズ駆動装置10の外部から制御信号を受け取ったり、電力の供給を受けたりするための端子部が設けられている。ボトム94の材質は特に限定されないが、樹脂等によってボトム94を形成することができる。
The
図8に示すように、第2ベース90は、フロント基板20のプレート本体部22と略平行に配置されている。第2ベース90は、サスペンションワイヤ群70を介してフロント基板20を、レンズの光軸直交方向に相対移動可能に支持する。
As shown in FIG. 8, the
サスペンションワイヤ群70は、4本のサスペンションワイヤ70a〜70dにより構成されている。各サスペンションワイヤ70a〜70dの上端部は、フロント基板20のワイヤ取付部25に固定されるとともに、第1FPC20bに電気的に接続されている。図8(B)に示すように、ワイヤ取付部25は、プレート本体部22の4隅から径方向に突出するアーム状の突起で構成されており、レンズ駆動装置10に予期せぬ衝撃が加えられた場合に衝撃緩衝部として機能し、サスペンションワイヤ70a〜70dの座屈を防止する。なお、サスペンションワイヤ群70に含まれるサスペンションワイヤの本数は、3本以上であれば特に限定されないが、容易に組み立て可能であって、レンズをバランス良く支持できる構造とする観点から、4本であることが好ましい。
The
また、各サスペンションワイヤ70a〜70dの下端部は、第2ベース90の四隅に固定されるとともに、第2FPC92に電気的に接続されている(図8(A)及び(B)参照)。したがって、各サスペンションワイヤ70a〜70dは、第1FPC20bと第2FPC92とを電気的に接続する配線部として機能する。4本のサスペンションワイヤ70a〜70dのうち2本は、第1FPC20bを介して圧電素子部40に電気的に接続されており、残りの2本は、第1FPC20bを介して第1位置検出センサ30に電気的に接続されている。これにより、レンズ駆動装置10では、フロント基板20にプロセッサ等を設けなくても、光軸方向に関するクローズドループのレンズ位置制御を含むレンズ駆動装置10の駆動動作を、第2ベース90側から制御できる。
The lower ends of the
図8(A)及び(B)に示すように、サスペンションワイヤ70a〜70dは、第1ベース60の4角に形成された溝部65を挿通している。溝部65の上部には、サスペンションワイヤ70a〜70dの上端部を通しやすくする円錐状部分65aが形成されている。溝部65には、ダンパーゲルが注入されていても良い。
As shown in FIGS. 8A and 8B, the
図4に示すように、第2ベース90の上部を構成する第2FPC92の上面には、第2位置検出センサ84と第3位置検出センサ86が設置される。さらに、第2FPC92の上面には、絶縁のためのテープ82を介してFPコイル80が設置される。第2位置検出センサ84及び第3位置検出センサ86は、ホールセンサやMRセンサ等の磁気センサによって構成される。FPコイル80は、いわゆるフレキシブルプリント配線板(Flexible Printed Circuits)を用いたコイルによって構成され、後述するように、FPコイル80には4つの駆動用コイル80aが含まれる。
As shown in FIG. 4, a second
図10に示すように、第2ベース90は、光軸方向からみて略矩形の外周形状を有している。第2位置検出センサ84及び第3位置検出センサ86は、第2ベース90における2箇所の角部90aに配置されており、第1ベース60の下面に形成された検出用着磁部64に対向する(図9参照)。第2位置検出センサ84及び第3位置検出センサ86は、フロント基板20と伴に移動する検出用着磁部64の磁気を検出することにより、レンズの光軸直交方向の位置を検出する。
As shown in FIG. 10, the
第2位置検出センサ84及び第3位置検出センサ86は、互いの検出軸84a、86aが略90度の角度をなし、かつ、互いの検出軸84a、86aの延長線がレンズの光軸延長位置L近傍で交わるように配置される。このような配置とすることにより、レンズの光軸直交方向の位置を容易に算出することが可能であり、また、レンズの外周方向が検出軸と略直交するため、レンズのローテーションに伴う偽信号の発生を抑制することができ、精度の高い位置検出を実現できる。
In the second
図10に示すように、FPコイル80に含まれる駆動用コイル80aは、角部
90aの間に位置する4箇所の辺部90bに配置される。駆動用コイル80aは、第1ベース60の下面に形成された駆動用着磁部62に対向(図9参照)する。なお、第2位置検出センサ84及び第2位置検出センサ86を辺部90b中央に配置し、辺部90bの駆動用コイルを、センサを両側から挟む2つのコイルによって構成することも可能であるが、VCMから高い推力を得る観点からは、第2位置検出センサ84及び第3位置検出センサ86を角部90aに配置するほうが有利である。
As shown in FIG. 10, the driving
駆動用コイル80aは、第2FPC92に電気的に接続されており、第2FPC92を介して給電される。また、図5に示す圧電素子部40も、第1FPC20b及びサスペンションワイヤ群70を介して、第2FPC92に電気的に接続されており、第2FPC92を介して駆動信号を入力される。さらに、センサ取付面24に設置される第1位置検出センサ30の出力も、第1FPC20b及びサスペンションワイヤ群70を介して第2FPC92に伝えられ、第2FPC92上に設置される第2位置検出センサ84及び第3位置検出センサ86の出力も第2FPC92に伝えられる。
The driving
上述したように、本実施形態に係るレンズ駆動装置10は、レンズを光軸方向へ駆動させる駆動手段が圧電素子部40であるため、軽量化及び省電力化の観点で有利である。また、圧電素子部40の一方の端部40aがプレート下面22bに固定されることにより、フロント基板20が、レンズホルダ50を光軸方向へ移動させるための錘の役割を兼ねることができ、この点でも軽量化及び小型化に対して有利であり、部品点数が減少するためコスト抑制効果も期待できる。さらに、圧電素子部40による駆動手段は、駆動用着磁部62のような他の永久磁石との磁気回路干渉の心配がなく、この点でも軽量化及び小型化に対して有利である。
As described above, the
また、レンズ駆動装置10は、レンズホルダ50が駆動シャフト42に摩擦係合する構造であるため、サスペンションワイヤ群70による支持構造と光軸移動方向に関する支持構造との相互共振を防止することができ、各駆動手段の駆動周波数を高めて応答性の良い駆動制御を実現できる。また、レンズホルダ50が駆動シャフト42に摩擦係合する構造であるレンズ駆動装置10は、バネ部材でレンズホルダを支持する従来の構造に比べて、耐衝撃性の観点でも有利である。さらに、レンズ駆動装置10は、圧電素子部40の一方の端部40aを配線板でもあるフロント基板20に固定する構造であるため、ワイヤによる接続等を用いなくても、FPCを直接接続するなどのシンプルな方法で、圧電素子部40への電気的な接続を容易に行うことができる。
Further, since the
また、レンズ駆動装置10は、フロント基板20に設置された第1位置検出センサ30とレンズホルダ50に設置された第1マグネット44により、クローズドループのレンズ位置制御を実現することが可能であり、性能の高いオートフォーカス制御を実現できる。なお、第1位置検出センサ30としてホールセンサではなくMRセンサを用いることにより、第1位置検出センサ30への配線として使用するサスペンションワイヤの数を2本に減少させることができるため、第2ベース90側から集中制御を実現する観点からは、第1位置検出センサ30としてMRセンサを用いることが好ましい。
The
上述した実施形態は、本発明の一例を説明したものであり、本発明は上述したレンズ駆動装置10に何ら限定されない。レンズ駆動装置10に含まれる各要素は、発明の要旨を逸脱しない範囲で変更することが可能である。
The above-described embodiment describes an example of the present invention, and the present invention is not limited to the
図11は、変形例に係るレンズ駆動装置100の内部構造を示す概略斜視図である。レンズ駆動装置100は、フロント基板120の形状が異なることを除きレンズ駆動装置10と同様であるため、共通部分については説明を省略する。なお、図11では、レンズ駆動装置100のケース12及び第1ベースを表示していない。
FIG. 11 is a schematic perspective view showing the internal structure of the
フロント基板120は、レンズの光軸を基準として、圧電素子部40の固定位置に対して略対称な位置に配置される重心調整部126を有している。重心調整部126は、第1プレート20aの一部が、プレート本体部122から下方へ延びることにより形成されている。重心調整部126は、フロント基板120がサスペンションワイヤ群70に接続されるZ方向の位置において、サスペンションワイヤ群70が支える質量体の重心が光軸から大きく離れてしまうことを防止することにより、光軸直交方向の位置制御を容易にする効果を奏する。
The
10、100…レンズ駆動装置
14…第1ユニット
20、120…フロント基板
20a…第1プレート
20b…第1FPC
22、122…プレート本体部
22c…通過孔
22b…プレート下面
24…センサ取付面
30…第1位置検出センサ
32…補助軸部
40…圧電素子部
40a…一方の端部
40b…他方の端部
42…駆動シャフト
44…第1マグネット
50…レンズホルダ
54…回転止め突起
60…第1ベース
62…駆動用着磁部
70a〜70d…サスペンションワイヤ
16…第2ユニット
80…FPコイル
80a…駆動用コイル
84…第2位置検出センサ
86…第3位置検出センサ
84a、86a…検出軸
90…第2ベース
90a…角部
90b…辺部
92…第2FPC
126…重心調整部
DESCRIPTION OF
22, 122 ... Plate body 22c ... Pass-through
126 ... Center of gravity adjustment section
Claims (7)
前記プレート本体部と略平行に配置されており、サスペンションワイヤ群を介して前記フロント基板を、前記レンズの光軸直交方向に相対移動可能に支持するベースと、
一方の端部が、前記プレート本体部における前記ベース側を向く面であるプレート下面に固定されており、前記レンズの光軸方向に伸縮する圧電素子部と、
前記圧電素子部の他方の端部に固定される駆動シャフトと、
前記駆動シャフトに摩擦係合されており、前記レンズを保持するレンズホルダと、を有するレンズ駆動装置。 A front substrate having a plate body portion in which a passage hole for passing light to the lens is formed;
A base that is disposed substantially parallel to the plate body, and supports the front substrate via a suspension wire group so as to be relatively movable in the direction perpendicular to the optical axis of the lens;
One end portion is fixed to the lower surface of the plate, which is a surface facing the base side in the plate main body portion, and a piezoelectric element portion that expands and contracts in the optical axis direction of the lens;
A drive shaft fixed to the other end of the piezoelectric element portion;
And a lens holder that is frictionally engaged with the drive shaft and holds the lens.
前記センサ取付面に設置されており、前記レンズの前記光軸方向の位置を検出する第1位置検出センサと、
前記第1位置検出センサに対して所定の間隔を空けて対向するように、前記レンズホルダに設置される第1マグネットと、をさらに有することを特徴とする請求項1に記載のレンズ駆動装置。 The front substrate has a sensor mounting surface bent from the plate main body portion toward the base side so as to be substantially parallel to the optical axis direction.
A first position detection sensor that is installed on the sensor mounting surface and detects a position of the lens in the optical axis direction;
The lens driving device according to claim 1, further comprising: a first magnet installed on the lens holder so as to face the first position detection sensor with a predetermined interval.
前記第1マグネットは、前記回転止め突起に設置されていることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載のレンズ駆動装置。 The lens holder is connected to the plate main body, and a pair of auxiliary shafts that extend from the lower surface of the plate toward the base and substantially parallel to the optical axis direction from both sides of the optical axis orthogonal direction. Have anti-rotation protrusions,
The lens driving device according to claim 1, wherein the first magnet is disposed on the rotation stop protrusion.
前記第2位置検出センサ及び前記第3位置検出センサは、互いの検出軸が略90度の角度をなし、かつ、互いの前記検出軸の延長線が前記レンズの光軸延長位置近傍で交わるように配置されていることを特徴とする請求項1から請求項4までのいずれかに記載のレンズ駆動装置。 The base is provided with a second position detection sensor and a third position detection sensor for detecting the position of the lens in the direction perpendicular to the optical axis,
In the second position detection sensor and the third position detection sensor, the detection axes of each other form an angle of approximately 90 degrees, and the extension lines of the detection axes of the second position detection sensor and the third position detection sensor intersect in the vicinity of the optical axis extension position of the lens. The lens driving device according to any one of claims 1 to 4, wherein the lens driving device is disposed on the lens.
前記第2位置検出センサ及び前記第3位置検出センサは、前記ベースの角部に配置されており、
前記角部の間に位置する前記ベースの辺部には、前記レンズを前記光軸直交方向に駆動するための駆動用コイルが、前記プレート下面に接続される駆動用マグネットに対して所定の間隔を空けて対向するように、配置され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。 The base has a substantially rectangular outer peripheral shape when viewed from the optical axis direction,
The second position detection sensor and the third position detection sensor are arranged at corners of the base,
A driving coil for driving the lens in the direction orthogonal to the optical axis is disposed at a predetermined distance from the driving magnet connected to the lower surface of the plate at the side of the base located between the corners. The lens driving device according to claim 5, wherein the lens driving device is disposed so as to face each other with a gap therebetween.
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