JP3200481U - レンズ駆動装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】レンズを傾けることなく光軸方向に駆動するとともに、高い駆動力を維持しながらもボビンとカバーの間に配置されるボールとボビンおよびカバーの摩擦力を大きくすることがなくボビンを光軸方向に潤滑に駆動するレンズ駆動装置を提供する。【解決手段】レンズ駆動装置は、レンズを収容する角筒形状のボビン2と、ボビンを収納する箱形状のカバー1と、ボビンをレンズの光軸方向に移動させるコイル31とマグネット32を有する駆動ユニットと、ボビンを支持する支持ユニットとを備える。支持ユニットはカバーに設けられた第1の溝41とボビンに設けられた第2の溝42との間に配されたボール43とから構成される。第1の溝と第2の溝の境界を駆動ユニットに平行でない方向に向けることで、駆動の際にボビンを傾けることなくボビンを光軸方向に駆動することができる。【選択図】図3

Description

本考案は、レンズを駆動するレンズ駆動装置に関する。
携帯電話等に搭載されるカメラには、撮影用に用いられるレンズ等の光学素子を、焦点合わせやズームのために駆動するレンズ駆動装置が設けられている。多くのレンズ駆動装置は、光学素子を保持するボビン、ボビンをその内部に収容するカバー、ボビンをレンズの光軸方向に移動させる駆動ユニットを備えていた。
ボビンが駆動ユニットによって移動すると、ボビンの駆動ユニットの箇所は所定の距離だけ移動する。一方、他の箇所は、駆動方向と逆向きの重力等によって駆動ユニットの箇所と同一の距離の移動が行われず、ボビンの向きに傾斜を生じ、レンズの光軸方向がずれてしまう場合がある。この対策として、ボビンを支持してボビンの向き(レンズの光軸方向)を安定させ光軸方向に案内する支持ユニットを備えていた。
支持ユニットとしては、ボビンとカバーに対向する溝を設け、その中に球形のボールが配置されたものが広く用いられていた。ボールがボビンとカバーとに接触して回転することでボビンを移動させる際に支持ユニットにおいて発生する摩擦力の影響を抑制するためである。
従来、断面矩形の角筒形状のボビンの一面に沿って駆動ユニットが設けられ、支持ユニットは駆動ユニットに対向する面に沿って設けられていた(例えば特許文献1、2参照)。すなわち、駆動ユニットと支持ユニットとが平行に配置されていた。このため、例えば、駆動ユニットがボビンを上方に移動させ、支持ユニット側に移動方向と逆向きの重力が加わる場合に、ボビンの支持ユニットの面を重力に抗して駆動ユニットの面と等距離だけ移動させることが困難であり、ボビンは、カバーに対して、すなわち光軸に対して傾くこととなってしまっていた。
また、ボビンを光軸方向に潤滑に駆動させるために駆動用マグネットを大きくして駆動用マグネットの磁力を高めたりすることで駆動力を高めることが好ましい。
しかしながら、駆動用マグネットの磁力を高めたりすると、駆動用マグネットとカバーの磁気的吸引力によってボビンとカバーの間に配置されるボールとボビンおよびカバーの摩擦力が大きくなる。そのため、駆動用マグネットの磁力を高めてもボビンが光軸方向に潤滑に駆動しないといった状況が生じていた。
特開2013−061666号公報 特開2015−007804号公報
本考案は、レンズを傾けることなくその光軸方向に駆動するレンズ駆動装置を提供するとともに、高い駆動力を維持しながらもボビンとカバーの間に配置されるボールとボビンおよびカバーの摩擦力を大きくすることがなくボビンを光軸方向に潤滑に駆動するレンズ移動装置を提供することを課題とする。
本考案のレンズ駆動装置は、
レンズを収容する角筒形状のボビンと、
前記ボビンを収納する箱形状のカバーと、
前記ボビンをレンズの光軸方向に移動させる駆動ユニットと、
前記ボビンを支持し、光軸方向に案内する支持ユニットを備えたレンズ駆動装置であって、
前記駆動ユニットは、前記カバーの内面の少なくとも1に装着されるコイルと、前記ボビンの外面の 前記コイルに対向する駆動面に収容されて前記光軸方向の両側に異なる磁極を有する駆動用マグネットとから構成され、
前記支持ユニットは、前記カバーの内周の少なくとも2箇所に設けられてレンズの光軸方向に平行に伸びる複数の第1の溝と、前記ボビンの外周の少なくとも2箇所に設けられてレンズの光軸方向に平行に伸びて前記第1の溝の各々に対向する前記第1の溝と同数の第2の溝と、前記第1の溝とそれに対向する前記第2の溝との間に配されたボールとから構成され、
前記第2の溝のうち少なくとも1は、前記駆動面と非平行な支持面に設けられている、
ことを特徴とする。
第2の溝(支持ユニット)を、駆動ユニットの設けられた駆動面とは非平行な支持面に設ける。これにより、駆動面とそれに対向する面との間で移動距離の差が生じてボビンが傾斜する場合には、カバーに設けられた第1の溝に対してボビンに設けられた第2の溝が傾斜することになる。第1の溝及び第2の溝の長さがあるので、傾斜によって発生する2つの溝の位置の乖離は大きくなる。溝の中のボールによって、この乖離が防止される。すなわち、ボビンが傾くことがない。なお、駆動ユニットを1のみならず2以上の面に設けてもよい。この場合、2以上の駆動面が存在するが、いずれの駆動面についてもそれと非平行な支持面を有するものとする。2以上の駆動面が平行であれば、それと非平行な1の支持面でよい。
本考案のレンズ駆動装置は、
前記支持面に設けられた前記第2の溝及び該第2の溝に対向する前記第1の溝は、少なくとも1が断面V字形状を有することを特徴とする。
断面V字形状を有することで、溝の内部の溝幅が狭くなる。ボールが溝に係合し、溝の位置の乖離が確実に防止される。ここで「V字形状」は、開口部から溝幅が狭くなる形状を意味する。V字の下端の鋭角部は他の形状でもよい。
本考案のレンズ駆動装置は、
前記ボビンの位置を検出する検出ユニットを備え、
前記検出ユニットは、前記カバーの外面の1に装着されるホール素子を搭載した基板と、前記ボビンの外面の前記基盤に対向する検出面に装着された検出用マグネットとから構成されることを特徴とする。
検出ユニットは、レンズを駆動するために必要なものである。ここに検出用マグネットを備えることで、ボビンが磁性体(鉄)プレートに近接することによりカバーに近接することにより第1の溝とそれに対向する第2の溝との間に配されたボールが当接される。
さらに、検出用マグネットと駆動用マグネットを別体にすることで高い駆動力を維持しながらも検出マグネットの磁力を小さく調整できるため、ボビンとカバーの間に配置されるボールとボビン及びカバーの接触圧を調整することにより摩擦力を低減することが可能になる。
本考案のレンズ駆動装置は、
前記カバーと前記ボビンとを近接させ前記第1の溝とそれに対向する前記第2の溝との間に配された前記ボールを前記第1の溝と前記第2の溝に当接させることができる位置に前記検出用マグネットを設けたことを特徴とする。
支持面においてボビンとカバーを近接させる。より少ない傾斜でボールを溝に係合させてボビンを支持し、光軸方向に案内することができる。
本考案のレンズ駆動装置は、
前記検出面の前記基盤の両側に各々1の前記第2の溝が設けられていることを特徴とする。
検出面の両側でボビンを支持する。検出面に対するボビンの傾きが確実に防止される。特に、検出面が駆動面と直交する場合に有効である。
本考案のレンズ駆動装置によれば、レンズを傾けることなく、また光軸方向に潤滑に駆動することが可能となる。
図1は、レンズ駆動装置の構成を示す分解斜視図である。 図2は、レンズ駆動装置の構成を示す分解斜視図である。 図3は、レンズ駆動装置の構成を示す断面図である。 図4は、支持ユニットの作用を説明する図である。 図5は、支持ユニットの作用を説明する図である。 図6は、支持ユニットの作用を説明する図である。 図7は、支持ユニットの詳細を説明する断面図である。 図8は、レンズ駆動装置の例を示す図である。 図9は、レンズ駆動装置の例を示す図である。 図10は、レンズ駆動装置の構成を示す分解斜視図である。 図11は、ボール係止具を示す図である。
以下、本考案の実施例について説明する。
図1は、レンズ駆動装置の構成を示す分解斜視図である。レンズ駆動装置は、カバー1、ボビン2、プレート6及びベース7から構成され、駆動ユニット3、支持ユニット4及び検出ユニット5を備えている。図1(A)はカバー1及びプレート6を示し、図1(B)はボビン2及びベース7を示す。カバー1とボビン2との間に嵌挿されるボール43を、図1(A)及び図1(B)の双方に示し、図1(A)と図1(B)の関連を表した。
ボビン2は、レンズ(非図示)を保持するレンズ保持部21を備え、カバー1内でレンズの光軸方向(紙面垂直方向)に移動する。ボビン2は、一例として樹脂を用いて、正方形状の上面を有する角筒状に成形されている。
駆動ユニット3は、カバー1に付されたコイル31とボビン2に駆動用マグネット32とから構成される。駆動用マグネット32はレンズの光軸方向(図の上下方向)に異なる磁極を有する。コイル31に流れる電流によってボビン2に対して上向きの電磁力を与えることができ、それと逆向きの電流によってボビン2に対して下向きの電磁力を与えることができる。すなわち、コイル31に流す電流を制御してボビン2を上下の任意の位置に駆動することができる。
支持ユニット4は、カバー1に設けられた2の第1の溝41、ボビン2に設けられた2の第2の溝42、及び第1の溝41と第2の溝42の間に配された3のボール43から構成される。図1には第1の溝41が表されていないが、図1と逆方向から見た分解斜視図である図2に第1の溝41を示す。図2では1のみの第1の溝41が表されているが、それと左右方向に対象のカバー1本体の後方にもう1の第1の溝41が設けられている。2の第1の溝41と第2の溝42は対向している。なお、ボール43の数は、3でなく、2又は4以上でもよい。第1の溝41及び第2の溝42の数は、2でなく3以上でもよいが、安定した支持のため、2であることが好ましい。
ボビン2は、ボール43を介してカバー1に圧着され、支持される。ボール43が第1の溝41と第2の溝42に接触して転がるので、ボビン2の光軸方向(図の上下方向)の移動については大きな抵抗力を持たずに行われる。
検出ユニット5は、ホール素子51、それをカバー1に装着するための基板52、及びボビン2に装着される検出用マグネット53から構成される。ホール素子51が検出用マグネット53の磁界を検出し、ボビン2の位置(カバー1に対する相対位置)を検出する。
検出ユニット5によって検出されたボビン2の位置とボビン2を配置したい位置とが相違する場合には、コイル31に電流を流し駆動ユニット3によってボビン2を移動させることができる。
図3は、レンズ駆動装置の構成を示す断面図である。図1及び図2においては分解斜視図を示したが、レンズ駆動装置の構成を分解せずに示したものである。
駆動ユニット3(コイル31及び駆動用マグネット32)が、断面矩形状のカバー1及びボビン2の、矩形の1辺に設けられている。支持ユニット4(第1の溝41、第2の溝42及びボール43)並びに検出ユニット5(ホール素子51、基板52及び検出用マグネット53)は、駆動ユニット3が設けられた1辺と直交する他辺に設けられている。なお、駆動ユニット3が設けられた1辺と、支持ユニット4及び検出ユニット5が設けられた他辺とは直交しなくても、平行でなければよい(この理由については後述する)。
駆動ユニット3は、矩形の1辺のみに設けられている。ここで、駆動ユニット3によってボビン2が移動される場合に、ボビン2の(駆動ユニット3のない)他の3辺に対向する面を駆動ユニットの面と等距離だけ移動させることが課題となる。等距離の移動がない場合には、ボビン2がカバー1に対して、すなわち光軸に対して傾くこととなってしまい、レンズの光軸も傾いてしまう。
図4は、支持ユニットの作用を説明する図である。図4は従来技術のものである。図3において駆動ユニット3が設けられた1辺と直交する他辺に設けられていた支持ユニット4が、駆動ユニット3と同一の辺に設けられている。(図4(A)参照)
図4(B)は、図4(A)のB−B線断面を示す。駆動ユニット3によりボビン2が図の上方に移動する場合のものである。ボビン2には図において上方から下方に向かう重力が作用しているものとする。
第1の溝41及び第2の溝42の加工精度によっては、第1の溝41及び第2の溝42のそれぞれとボール43との間に間隙が生ずることがある。また、カバー1とボビン2とが遊離することもある。このため、図4(B)に示すように、ボビン2がカバー1に対して、すなわち光軸に対して傾くこととなってしまう。
以上、支持ユニット4が、駆動ユニット3と同一の辺に設けられている例を説明した。図4(B)に示すように、ボビン2がカバー1に対して、すなわち光軸に対して傾くこととなってしまうことは、支持ユニット4が、駆動ユニット3と同一の辺でなくても、平行な辺に設けられている場合には、同様に発生する。
図5は、支持ユニットの作用を説明する図である。図5も、図4と同様に従来技術のものである(特許文献2参照)。支持ユニット4が、駆動ユニット3と対向する平行な辺に設けられている。
図5(B)に示すように、図4(B)と同様に、ボビン2がカバー1に対して、すなわち光軸に対して傾くこととなってしまう。
図6は、支持ユニットの作用を説明する図である。図6は本考案のものであり、図6(A)は図3に示したものである。支持ユニット4が、駆動ユニット3が設けられた1辺と直交する他辺に設けられている。
図6(B)は、図6(A)のB−B線断面を示す。駆動ユニット3によりボビン2が図の上方に移動する場合のものである。ボビン2には図において上方から下方に向かう重力が作用しているものとする。
第1の溝41及び第2の溝42のそれぞれとボール43との間に間隙が生ずることや、カバー1とボビン2とが遊離することを防止し、ボビン2がカバー1に対して、すなわち光軸に対して傾くことはないことを、以下説明する。
図において、左方にボビン2を上方に駆動する電磁力が、右方(全体)にボビン2を下方に駆動する重力が作用するので、ボビン2がカバー1に対して傾く場合には、図において時計回りに回転する。図4においては、第1の溝41及び第2の溝42のそれぞれとボール43との間に間隙が生ずることや、カバー1とボビン2とが遊離することにより、かかる回転が発生し得た。しかし、図6においては、かかる回転は第1の溝41と第2の溝42との対向関係が、図6(C)に示すようにずれることになる。カバー1に設けられた第1の溝41(図において実線)は不動であり、ボビン2に設けられた第2の溝42(図において破線)が傾く。ボール43により、図6(C)に示すような傾きは防止される。
以上、駆動ユニット3が設けられた1辺と支持ユニット4が設けられた他辺とが直交している例を説明した。直交していなくても、駆動ユニット3が設けられた1辺と支持ユニット4が設けられた他辺とが平行でないのであれば、図6(C)に示すような第1の溝41と第2の溝42との対向関係のずれが防止される。平行でないならば必ずしも直交していなくてもよい。直交している場合にボビン2の傾斜が最も効率的に防止されるので、直交していることが好ましい。
図7は、支持ユニットの詳細を説明する断面図である。第1の溝41及び第2の溝42は、第1の溝41と第2の溝42とが対向する開口部から奥に向かって狭幅となるV字状である(Vの下端の鋭角部を除く)。ボール43が第1の溝41及び第2の溝42とそれぞれ2点で接する。第1の溝41と第2の溝42とが図の白色矢印方向にずれることがなく、ボビン2の傾斜が防止される。
支持ユニット4は、検出ユニット5と同一の辺に設けられている。これにより、磁性体(鉄)のプレート6(又は基板52)が、検出用マグネット53によりボビン2に吸引されることでカバー1にも吸引される。カバー1とボビン2とが遊離することが予防され、ボール43が第1の溝41及び第2の溝42とそれぞれ2点で接することが確実になる。なお、図7における黒色矢印方向のずれも防止される。駆動ユニット3の電磁力が図6(A)における重力の影響及びボール43と第1の溝41及び第2の溝42摩擦抵抗力で不均一である場合のボビン2の傾斜を予防している。
第2の溝42のうち少なくとも1を駆動ユニット3と平行でない辺に設けることで、ボビン2の傾斜が防止される。以下、かかる例を示す。
図8は、レンズ駆動装置の例を示す図である。2の第2の溝42が、異なる辺に設けられている。第2の溝42が設けられた2の辺は、いずれも、駆動ユニット3と直交する辺に設けられている。図6に示したものと同様に、第1の溝41と第2の溝42との対向関係のずれが発生しないので、ボビン2が傾斜することがない。
図9は、レンズ駆動装置の例を示す図である。支持ユニット4は図6に示したものと同位置に設けられている。図6に示したものとの相違は、駆動ユニット3(コイル31及び駆動用マグネット32)が対向する辺に2つ(31a及び31b、32a及び32b)設けられていることである。
ボビン2は、2つの駆動ユニット3によって駆動されるので、1つのみの駆動ユニット3が設けられていた場合に発生した駆動ユニット3に対向する辺の側が重力に影響されて移動しなく(又は移動が遅く)なることがない。支持ユニット4による効果と合わせ、ボビン2の傾斜を確実に防止することができる。
以上詳細に説明したように、本実施例のレンズ駆動装置1は、ボビン2を傾けることなく光軸方向に駆動することができる。
本実施例は、実施例1とは別の構造によるものである。第1の溝41、第2の溝42及びボール43によるボビンの傾斜防止、並びに、ボビン2、駆動ユニット3及び検出ユニット5の機構は、実施例1と共通であり、詳細な説明を省略する。
図10は、レンズ駆動装置の構成を示す分解斜視図である。レンズ駆動装置は、カバー1、ボビン2、プレート6及びトップカバー71から構成され、駆動ユニット3、支持ユニット4及び検出ユニット5を備えている。図10(A)はボビン2及びトップカバー71を示し、図10(B)はカバー1及びプレート6を示す。カバー1とボビン2との間に嵌挿されるボール43を、図10(A)及び図10(B)の双方に示し、図10(A)と図10(B)の関連を表した。
実施例1のもの(図1参照)と比較すると、カバー1が下方に配されている。厳密には、実施例1におけるベース7とカバー1とを一体化したものが本実施例のカバー1に相当し、上方をカバーするトップカバー71が追加されたものである。
駆動ユニット3(コイル31及び駆動用マグネット32)は、対向する辺に2つが設けられている。これにより、駆動ユニット3に対向する辺の側に加わる重力の作用がなくなり、ボビン2の傾斜が小さくなる。
検出ユニット5(ホール素子51、基板52及び検出用マグネット53)は、駆動ユニット3の設けられていない辺に設けられている。
支持ユニット4は、カバー1に設けられた2の第1の溝41、ボビン2に設けられた2の第2の溝42、及び第1の溝41と第2の溝42の間に配された3のボール43から構成される。2つの支持ユニット4(第1の溝41a及び第2の溝42aによるもの、第1の溝41b及び第2の溝42bによるもの)が設けられている。以下、第1の溝41a及び第2の溝42aによるものを支持ユニット4a、第1の溝41b及び第2の溝42bによるものを支持ユニット4bと表す。
支持ユニット4aは、駆動ユニット3と同一の面に設けられている。駆動用マグネット32によって、カバー1とボビン2とを近接させ、ボビンの傾斜防止を確実にしている。
支持ユニット4bは、検出ユニット5と同一の面に設けられている。検出用マグネット53によって、カバー1とボビン2とを近接させ、ボビンの傾斜防止を確実にしている。また、2つの駆動ユニット3が設けられた面とは非平行な面に設けられ、ボビンの傾斜防止をさらに確実にしている。
図11は、ボール係止具を示す図である。支持ユニット4a及び4bの箇所の断面を表したものである。トップカバー71の、ボール43の上方にボール係止具44(凸部)が設けられ、ボール43をカバー1とボビン2との間に安定させている。
なお、ボール係止具44として、トップカバー71の凸部に替えて樹脂部材等を用いてもよい。
本考案のレンズ駆動装置は、レンズを傾けることなくその光軸方向に駆動するのに好適である。
1 カバー
2 ボビン
21 レンズ保持部
3 駆動ユニット
31 コイル
32 駆動用マグネット
4 支持ユニット
41 第1の溝
42 第2の溝
43 ボール
44 ボール係止具
5 検出ユニット
51 ホール素子
52 基板
53 検出用マグネット
6 プレート
7 ベース
71 トップカバー
本考案のレンズ駆動装置は、
レンズを収容する角筒形状のボビンと、
前記ボビンを収納する箱形状のカバーと、
前記ボビンをレンズの光軸方向に移動させる駆動ユニットと、
前記ボビンを支持し、光軸方向に案内する支持ユニットを備えたレンズ駆動装置であって、
前記駆動ユニットは、前記カバーの内面の少なくとも1に装着されるコイルと、前記ボビンの外面の前記コイルに対向する駆動面に収容されて前記光軸方向の両側に異なる磁極を有する駆動用マグネットとから構成され、
前記支持ユニットは、前記カバーの内周の少なくとも2箇所に設けられて前記光軸方向に平行に伸びる複数の第1の溝と、前記ボビンの外周の少なくとも2箇所に設けられてレンズの光軸方向に平行に伸びて前記第1の溝の各々に対向する前記第1の溝と同数の第2の溝と、前記第1の溝とそれに対向する前記第2の溝との間に配されたボールとから構成され、
前記第2の溝のうち少なくとも1は、前記駆動面と非平行であり、前記ボビン外周に装着される検出用マグネットと略平行の支持面に設けられている、
ことを特徴とする。
本考案のレンズ駆動装置は、
前記ボビンの位置を検出する検出ユニットを備え、
前記検出ユニットは、前記カバーの外面の1に装着されるホール素子を搭載した基板と、前記ボビンの外面の前記基盤に対向する検出面に装着された前記検出用マグネットとから構成されることを特徴とする。
支持ユニット4a及び4bは、検出ユニット5と同一の面に設けられている。
検出用マグネット53によって、カバー1とボビン2とを近接させ、ボビンの傾斜防止を確実にしている。また、2つの駆動ユニット3が設けられた面とは非平行な面に設けられ、ボビンの傾斜防止をさらに確実にしている。

Claims (5)

  1. レンズを収容する角筒形状のボビンと、
    前記ボビンを収納する箱形状のカバーと、
    前記ボビンをレンズの光軸方向に移動させる駆動ユニットと、
    前記ボビンを支持し、光軸方向に案内する支持ユニットを備えたレンズ駆動装置であって、
    前記駆動ユニットは、前記カバーの内面の少なくとも1に装着されるコイルと、前記ボビンの外面の前記コイルに対向する駆動面に収容されて前記光軸方向の両側に異なる磁極を有する駆動用マグネットとから構成され、
    前記支持ユニットは、前記カバーの内周の少なくとも2箇所に設けられて前記光軸方向に平行に伸びる複数の第1の溝と、前記ボビンの外周の少なくとも2箇所に設けられてレンズの光軸方向に平行に伸びて前記第1の溝の各々に対向する前記第1の溝と同数の第2の溝と、前記第1の溝とそれに対向する前記第2の溝との間に配されたボールとから構成され、
    前記第2の溝のうち少なくとも1は、前記駆動面と非平行な支持面に設けられている、
    ことを特徴とする、レンズ駆動装置。
  2. 前記支持面に設けられた前記第2の溝及び該第2の溝に対向する前記第1の溝は、少なくとも1が断面V字形状を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。
  3. 前記ボビンの位置を検出する検出ユニットを備え、
    前記検出ユニットは、前記カバーの内面の1に装着されるホール素子を搭載した基板と、前記ボビンの外面の前記基盤に対向する検出面に装着された検出用マグネットとから構成されることを特徴とする、請求項1又は2に記載のレンズ駆動装置。
  4. 前記カバーと前記ボビンとを近接させ前記第1の溝とそれに対向する前記第2の溝との間に配された前記ボールを前記第1の溝と前記第2の溝に当接させることができる位置に前記検出用マグネットを設けたことを特徴とする、請求項3に記載のレンズ駆動装置。
  5. 前記検出面の前記基盤の両側に各々1の前記第2の溝が設けら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。
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