JP4882305B2 - オートフォーカス用アクチュエータ - Google Patents

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Description

本発明は、オートフォーカス用アクチュエータに関し、さらに詳しくは、デジタルカメラや携帯電話などのカメラ付き小型電子機器に用いることができるオートフォーカス用アクチュエータに関する。
デジタルカメラなどにおいて、オートフォーカスおよびズームを目的として、光軸方向にレンズを移動させることができるアクチュエータが使用されている。この種のアクチュエータは、コイルに流れる電流により発生する磁界と、永久磁石による磁界との相互作用によって、光軸方向にレンズを移動させるようになっている。また、最近では、携帯電話に搭載されているカメラにおいても撮像素子の画素数が100万画素以上のメガピクセル化しているため、オートフォーカス機能が要求されるようになってきている。
従来のオートフォーカス用アクチュエータとしては、特開2003−295033号に開示されているようなものが知られている。このアクチュエータは、概略、前方レンズと、前方レンズを支持する前方支持枠と、前方支持枠に取り付けられた前方コイルと、前方支持枠に取り付けられた前方バネと、後方レンズと、後方レンズを支持する後方支持枠と、後方支持枠に取り付けられた後方コイルと、後方支持枠に取り付けられた後方バネと、マグネットと、マグネット支持体と、ヨークと、を備える。前方コイルは、マグネットとヨークとの間の外側ギャップに配置されている。また、後方コイルは、マグネットとヨークとの間の内側ギャップに配置されている。前方コイルに電流を印加することによって、前方レンズを前方バネの弾性力と釣合う位置に移動させることができる。また、後方コイルに電流を印加することによって、後方レンズを後方バネの弾性力と釣合う位置に移動させることができる。
上記従来のアクチュエータは、前方バネおよび後方バネを介してコイルに給電される構造を有する。したがって、前方バネおよび後方バネにそれぞれコイル用および電源用の電極部を設ける必要がある。このような電極部を形成するためには、前方バネおよび後方バネに曲げ加工を施す必要がある。そのために、バネの歩留まりや生産性が低下するという問題が生じる。
また、バネ自体にコイルや導線を直接はんだ付けして導通をとっているため、バネを他の部品から絶縁する必要がある。これによって、アクチュエータの部品点数が増えるという問題が生じる。
さらに、前方バネと後方バネが異形状になっているため、バネの製造コストが増加してしまうという問題が生じる。
以上のような問題点を解消すべく、本発明者によって、図1ないし図14のオートフォーカス用アクチュエータが考案された。
特開2003−295033号公報
従来のアクチュエータにおける問題点は、図1ないし図14のオートフォーカス用アクチュエータによって解消することができた。しかしながら、このオートフォーカス用アクチュエータは一対の板バネ(ジンバルバネ)を使用しており、この板バネは、ヨークの両端面と対応する支持枠との間にそれぞれ挟持された状態で接着剤によって固定されている。そのため、詳細については後述するが、ヨークの一方の端面はヨークの外筒部の端面であるため、板バネと接着する部分の接着面積が極めて小さく、ヨークと板バネの十分な接着強度を得ることができない。その結果、オートフォーカス用アクチュエータに何らかの拍子に衝撃が加わった場合、板バネが外れたり、ずれたりするおそれがある。したがって、このような問題をできる限り回避できるようにすることが望ましい。
また、特許文献1のアクチュエータでは、組立の際に、ヨークと支持枠とを位置決めするために治具等が必要となり、それによって組立工程が煩雑になる。したがって、このような問題も回避できるようにすることが望ましい。
本発明は、これらの要望に鑑みなされたものであり、その目的は、板バネとの接着面が大きいヨークを有するオートフォーカス用アクチュエータを提供することにある。
上記目的を達成するために、本発明のオートフォーカス用アクチュエータは、一端にレンズが取り付けられる筒状部を有するホルダと、前記ホルダの前記筒状部の周囲に位置するように前記ホルダに固定されたコイルと、前記ホルダの前記筒状部の光軸方向両側に設けられ、前記ホルダを径方向に位置決めした状態で光軸方向に変位可能に支持する一対の板バネと、前記コイルと対向するように設けられた永久磁石を備え、前記コイルに通電することにより、前記コイルに発生する磁界と前記永久磁石の磁界との相互作用によって、前記ホルダに取り付けられるレンズを光軸方向に位置調節可能にするためのヨークと、を備えたオートフォーカス用アクチュエータにおいて、前記一対の板バネは、前記ホルダの前記筒状部の一端側に位置する第1の板バネと、前記ホルダの前記筒状部の他端側に位置する第2の板バネとからなり、該第2の板バネは、前記ホルダの前記筒状部の他端に固定される内環部と、該内環部の外側に所定間隔をおいて設けられた外環部と、前記内環部と前記外環部とを弾性変形可能に連結する連結部とを有し、前記ヨークは、筒状であり、その内周面によって規定される空間が前記ホルダの前記筒状部が挿通する挿通孔をなす内筒部と、該内筒部の外側に所定間隔をおいて設けられ、該内筒部との間に前記永久磁石が取り付けられた外筒部と、前記内筒部および前記外筒部の前記ホルダの前記筒状部の一端側の端部を一体に連結する連結部とを有し、前記外筒部には、該外筒部の前記ホルダの前記筒状部の他端側の端面と連続面をなし、前記外筒部の外側に延出するように一体に形成されたタブ状部が設けられており、前記ヨークの前記外筒部の前記端面をなす端部および前記タブ状部の外縁と前記第2の板バネの前記外環部の外縁とは同一形状であり、前記ヨークのタブ状部は、前記第2の板バネの前記外環部を接着保持していることを特徴とする。
また、本発明のオートフォーカス用アクチュエータは、前記タブ状部が前記ヨークの前記外筒部の端面に、略90度間隔で4つ設けられていることが好ましい。
また、本発明のオートフォーカス用アクチュエータは、前記4つのタブ状部がそれぞれの外縁が前記ヨークの前記外筒部の端面の接線とほぼ一致していることが好ましい。
さらに、本発明のオートフォーカス用アクチュエータは、前記4つのタブ状部が隣接するタブ状部との間に凹部を有するように形成されていることが好ましい。
請求項1に記載のオートフォーカス用アクチュエータによれば、ホルダの筒状部の他端側に位置する第2の板バネの外環部がヨークのタブ状部に接着保持される。したがって、ヨークの端面のみに接着される場合に比べて、より安定かつ確実に板バネをヨークに接着することができる。さらに、請求項1記載のオートフォーカス用アクチュエータによれば、タブ状部を有するヨークを一体成形によって容易に製造することができる
請求項2に記載のオートフォーカス用アクチュエータによれば、4つのタブ状部によって、安定かつ確実に板バネをヨークに接着することができる。
請求項3に記載のオートフォーカス用アクチュエータによれば、タブ状部がないヨークと同じ直径のままで、板バネが接着されるヨークの接着面を大きくすることができる。
請求項4に記載のオートフォーカス用アクチュエータによれば、凹部に支持枠の柱部を位置せしめることができ、支持枠に対してヨークを位置決めすることができる。
上述したおよびその他の本発明の構成、作用および効果は、図面を参照して行う以下の基本構成および好適実施形態の説明からより明らかとなるであろう。
以下、添付図面に基づいて、先ず、本発明の前提となっており、本発明者によって提案されたオートフォーカス用アクチュエータについて説明する。
図1は、オートフォーカス用アクチュエータの外観の斜視図である。図2は、図1に示すオートフォーカス用アクチュエータの分解斜視図である。図3は、図1に示すオートフォーカス用アクチュエータの断面概略図である。
このオートフォーカス用アクチュエータ(以下、単に「アクチュエータ」とも言う)1は、概略、図1、図2および図3に示すように、一端にレンズ組立体100が取り付けられた筒状部11とその筒状部11の他端の外周に設けられたフランジ部12とを有するホルダ10と;ホルダ10の筒状部11の周囲と間隔をおいてフランジ部12に固定されたコイル20と;ホルダ10の筒状部11が挿通される挿通孔35を有する内筒部31と、内筒部31の外側に所定間隔をおいて設けられた外筒部32と、内筒部31および外筒部32のホルダ10のフランジ部12と反対側の端部が一体に連結する連結部34(図4および図5参照)とを有し、内筒部31と外筒部32との間にある所定間隔のスペースにコイル20を収容するように構成された円筒状のヨーク30と;円筒状のヨーク30の外筒部32の内周面の磁石取付面33(図4参照)にコイル20と間隔を置いて対向するように配置された複数の永久磁石40と;複数の永久磁石40の円筒状のヨーク30の連結部34と反対側の面に当接した状態で、複数の永久磁石40を連結するように配置された磁性部材50と;ホルダ10の筒状部11の光軸方向両側に設けられ、ホルダ10を径方向に位置決めした状態で光軸方向に変位可能に支持する上側板バネ60Uおよび下側板バネ60Lから成る一対の板バネ60と;上側板バネ60Uを、ホルダ10との間で挟持するように、ホルダ10に取り付けられたストッパ70と;一対の板バネ60のそれぞれの光軸方向外側に設けられ、板バネ60をヨーク30の光軸方向両端面との間でそれぞれ挟持するとともに、少なくともホルダ10に取り付けられるレンズ組立体100に対応する部分にそれぞれ開口部80a、85aを有する一対の支持枠をなすカバー80およびベース85と;下側板バネ60Lとベース85との間に、コイル20に電力を供給するために設けられたシート状電極90と;を備えている。
上記のようなアクチュエータでは、レンズ組立体100は、複数のレンズ(図示せず)を有する。言い換えると、複数のレンズは、筒状部11の一端に取り付けられている。しかしながら、複数のレンズ(レンズ組立体100)を筒状部11に取り付ける位置は、それに限定されない。
以下、各構成部材の詳細について説明する。なお、本明細書においては、上及び下の文言を適宜使用するが、各部材の説明において、図2に示す矢印の向きを上方向とし、この矢印の逆の向きを下方向とする。
ホルダ10は、合成樹脂からなる成型品である。一端側(上端側)からレンズ組立体100が取り付けられる円筒状の筒状部11とその筒状部11の他端側(下端側)の外周に一体に設けられた円形のフランジ部12とを有する。図3に示すように、ホルダ10の筒状部11は中空になっている。筒状部11の内周面には、レンズ組立体100の外周に形成された雄ネジ部と螺合するための雌ネジ部が形成されている。また、フランジ部12の上面(筒状部11側の面)の周縁部には、コイル20をホルダ10に対して位置決めした状態で接着するための段部12aが設けられている(図3参照)。また、フランジ部12の下面には、下側板バネ60Lをホルダ10に対して位置決めするためのリング状の凸部(段部)15が略同心状に形成されている。この凸部15には、光軸と平行な方向に延出する3本の細い突起13が等間隔で該凸部15と一体に形成されている。
コイル20は、前述したように、ホルダ10のフランジ部12の上面の段部12aに、ホルダ10の筒状部11の周囲と間隔を置くようにして固定されている。コイル20は、表面を被覆した銅線を使用する。また、コイル20は、銅線の10回巻の層と9回巻の層とを交互に積層する異数巻きによって形成される。コイル20の断面は円形状をなす空芯コイルである。また、このコイル20は、その巻き線の両端の引き出し部21がフランジ部12側に位置するように巻かれている。このような空芯コイルがホルダ10のフランジ部12の上面の段部12aに接着剤により固定されている。なお、コイル20は、以上のような空芯コイルに限定されず、例えば筒状部11に直接コイルを巻回したものであってもよい。
図4に示すように、ヨーク30は、ホルダ10の筒状部11が挿通する挿通孔35を有する円筒状の内筒部31と、内筒部31の外側に所定間隔をおいて設けられた円筒状の外筒部32と、内筒部31と外筒部32のホルダ10のフランジ部12と反対側の端部が一体に連結する連結部34とを有する。ヨーク30の内筒部31と外筒部32との間にある所定間隔のスペースにコイル20が収容される。
このヨーク30は、例えば磁性材料である鉄の表面をニッケルメッキしたものからなる。ホルダ10の筒状部11を、光軸方向に移動可能な状態で内筒部31の挿通孔35に挿入する。そのため、内筒部31の挿通孔35の直径は、ホルダ10の筒状部11の外周面の直径より大きく、ホルダ10のフランジ部12の周縁部の直径よりは小さくなるように形成されている。
また、図2ないし図4に示すように、連結部34を基準とした内筒部31の光軸方向の高さは外筒部32の光軸方向の高さより低くなるように形成されている。
また、円筒状のヨーク30の外筒部32の内周面の磁石取付面33には、コイル20と間隔を置いて対向するように複数(4片)の永久磁石40が配置されている。なお、磁石取付面33は、以上のようなヨーク30の外筒部32の内周面に設けられていることに限られず、内筒部31の外周面に設けられてもよい。
これらの永久磁石40は、それぞれ円形の磁石取付面33の形状に沿うように略90度の円弧状に湾曲した永久磁石から形成されている。永久磁石40は、ネオジウム磁石からなる。例えば、磁石取付面33に当接する側の曲面をS極、その曲面と略対向する曲面をN極となるように磁化されている。これらの円弧状に湾曲した永久磁石40が円筒状のヨーク30に取り付けられることによって、ヨーク30の内筒部31の外周面はS極となる。これにより、円弧状に湾曲した永久磁石40から内筒部31に向かう磁界が形成される。コイル20に通電した際に、コイル20を流れる電流により発生する磁界と永久磁石40によって形成される磁界との相互作用によって、コイル20には光軸方向の力が作用する。これにより、ホルダ10(すなわち、レンズ組立体100)を光軸方向に移動させることが可能になる。なお、永久磁石の個数は4片に限定されることなく、それ以外の複数個の永久磁石であってもよい。また、永久磁石は、1個の例えばC字状の永久磁石であってもよい。
ところで、以上のようなヨーク30では、図5中に示す矢印のように、円筒状のヨーク30の連結部34と反対側の開放部において、隣接する永久磁石40の間の下方に磁束が漏れてしまう。このような磁束の漏れを防ぐために、ヨーク30に磁束漏れ防止手段を設け、ホルダ10の駆動力を増加させることが望ましい。
この磁束漏れの防止手段として、永久磁石40の下側端面、すなわち円筒状のヨーク30の連結部34と当接している面と反対側の面に当接した状態で永久磁石40と連結する磁性部材50が配置されている。
この磁性部材50を設けることによって、図6に示すように、下方に漏れる磁束を減少させる。これにより、永久磁石40から円筒状のヨーク30の内筒部31に向かう磁束が増加する。このアクチュエータ1では、図7に示すような円形リング状の磁性部材50を永久磁石40に吸着させて、さらに磁性部材50と永久磁石40とを接着剤で固定している。図6に示すように、リング形状を有する磁性部材50の幅は、各円弧状に湾曲した永久磁石40の半径方向の厚さに等しくなっている。これにより、ヨーク30に収容されるコイル20の配置を妨げることがない。また、リング形状を有する磁性部材50の底面は、磁性部材50が永久磁石40に取り付けられた状態で、ヨーク30の外筒部32の端面より上側に位置するようになっている。これにより、ヨーク30の外筒部32の端面に接着される下側板バネ60Lの取り付けを妨げることがない。また、磁性部材50の底面を、ヨーク30の外筒部32の端面と光軸方向に同じ位置になるようなサイズに構成し、当該磁性部材50を永久磁石40の下側端面に取り付けてもよく、そのようにすれば、磁性部材50の底面を下側板バネ60Lとの接着面として利用することが可能となる。
また、ヨーク30の磁石取付面33および連結部34がなす角部の形状と、永久磁石40の対応する角部の形状とが異なる場合がある。したがって、ヨーク30の磁石取付面33に、永久磁石40の対応する面が面接触できない場合があり、磁気効率の低下を生じる。このような場合に、ヨーク30の連結部34と永久磁石40の上面との間に別の磁性部材50を挟み込むことにより、ヨーク30の磁石取付面33および連結部34がなす角部の形状の影響をうけることなく、永久磁石40をヨーク30の磁石取付面33に面接触させることができる。
このアクチュエータ1では、磁性部材50は、冷間圧延鋼板を使用しているが、それに限られることなく、鉄、ニッケル、コバルトおよびそれらの合金などからなる磁性材料から形成してもよい。
なお、1個の例えばC字状の永久磁石を使用する場合も同様に、永久磁石40の下側端面に当接した状態で磁性部材50を配置する。これにより、C字型永久磁石の向かい合う円周方向の端面間において下方に漏れる磁束を減少させることができる。
図8に示すように、板バネ60(上側板バネ60U、下側板バネ60L)は、金属の薄板からなる。上側板バネ60Uおよび下側板バネ60Lは、それぞれ内環部61と、内環部61と所定の間隔をおいて設けられた外環部62と、内環部61と外環部62とを接続する複数の連結部63とを有する。外環部62が固定された状態で、内環部61に荷重がかかった場合、連結部63が弾性変形する。これにより、内環部61が接着されるホルダ10を径方向に位置決めした状態(すなわち、ホルダ10の径方向への変位を制限した状態)で、上側板バネ60Uおよび下側板バネ60Lは、ホルダ10を光軸方向に変位可能に支持する。
ホルダ10の上面には、組立の際、上側板バネ60Uをホルダ10に対して位置決めするための段部16が形成されている(図2参照)。この段部16の横断面形状は、内環部61の内周縁に対応した形状を有している。ホルダ10の上面に上側板バネ60Uの内環部61が段部16と嵌合した状態で載置され、さらにその上にストッパ70が取り付けられる。これにより、内環部61はホルダ10の上面とストッパ70の下面との間に挟持された状態でホルダ10に接着される。また、外環部62は、カバー80の下面とヨーク30の連結部34の上面との間で挟持された状態でカバー80およびヨーク30に接着される。
前述したように、フランジ部12の下面にも、組立の際、下側板バネ60Lを位置決めするための段部15が形成されている。段部15の横断面形状は内環部61の内周縁に対応した形状を有している。内環部61がホルダ10に対して位置決めされた状態で接着される。また外環部62は、円筒状のヨーク30の外筒部32の端面とベース85の上面との間で挟持された状態でベース85およびヨーク30に接着される。
図3に示すように、シート状電極90は、コイル20に電力を供給するために、下側板バネ60Lとベース85との間に設けられている。図9に示すように、シート状電極90は、ポリイミドのシート材からなる。また、シート状電極90は、略円形リング状に形成したリング状部91と、リング状部91から径方向外側に延出する延出部92とを有する。
シート状電極90の一面には、銅からなる端子部93が延出部92からリング状部91にかけて2本設けられている。また、リング状部91において、2本の端子部93の先端間に、後述するダミーワイヤー23をはんだ付けするためのダミー端子部95が設けられている。
さらに、シート状電極90の他面には、シート状電極90を下側板バネ60Lの外環部62の下面に接着するための粘着層(図示せず)が、リング状部91と、延出部92のリング状部91との接続部近傍と、延出部92の先端部近傍とに設けられている。
さらに、延出部92は後述するベース85の挿通孔88を通して、支持枠の外部に延出し、センサー基板(図示せず)に接続される。挿通孔88に延出部92を挿通するために、リング状部91に対して延出部92を略90度折り曲げる必要がある。この折り曲げによって端子部93が破損することを防ぐため、端子部93の上にポリイミドからなるカバーフィルム94が設けられている。
シート状電極90のリング状部91上に設けられた2本の端子部93にコイル20の2本の引き出し部21の先端をそれぞれはんだ付けすることでコイル20に電力を供給することができる。しかしながら、ホルダ10が変位することによって引き起こされる引き出し部21と他の部材との好ましくない接触およびはんだ付けされた先端付近に応力集中が生じる。そこで、図10に示すようにコイル20の巻き線の両側の引き出し部21をそれぞれホルダ10のフランジ部12の下面の段部15に設けられた3本の細い突起13うち2本に巻き付ける。次いで、引き出し部21の先端がシート状電極90の端子部93にはんだ付け部22を介して接続される。
これらの突起13は、それぞれ組立状態で後述するベース85の底板部86の上面に接触しない程度の高さを有する円筒形状を有する。
引き出し部21は、それぞれコイル20からフランジ部12の縁部に設けられている凹部14(図12参照)を通して、フランジ部12の下面側に延出される。次いで、引き出し部21は、それぞれ凹部の近くの突起13に巻き付けられる。
突起13とはんだ付け部22との間にある引き出し部21は、ホルダ10の変位しても、引き出し部21に引張応力が生じないように、たるみを持たせた状態で取り付けられている。
さらに、上記のアクチュエータ1では、図11に示すように、ホルダ10の突起13に引き出し部21が巻き付けられる部分と、シート状電極90の端子部93に引き出し部21の先端がはんだ付けされたはんだ付け部22とを包み込むように応力緩和剤24が設けられている。これにより、引き出し部21の一部に応力が集中することを防ぐことができる。
さらに、図12に示すように、突起13は、フランジ部12の下面にほぼ等間隔で3つ設けられている。3つの突起13は、それぞれフランジ部12の下面に接着される下側板バネ60Lの内環部61の内縁にある略半円状の凹部66(図8参照)の位置に挿入される。
前述のように3つの突起13のうち2つにコイル20の引き出し部21を巻き付けられている。残りの1つには、バランス保持手段を設けられている。
このバランス保持手段は、コイル20の巻き線と同じワイヤーを用いたダミーワイヤー23からなる。ダミーワイヤー23の一端は突起13に巻き付けられ、他端はシート状電極90のダミー端子部95にはんだ付けされる。これにより、ホルダ10の重量のバランスを保つことができ、安定した姿勢でホルダ10を光軸方向に変位させることができる。
ダミーワイヤー23にも、突起13に巻き付けられた部分とダミーワイヤー23のはんだ付け部とを包み込むように応力緩和剤24が設けられている。これにより、ダミーワイヤー23の一部挿通されるに応力が集中することを防ぐとともにホルダ10の重量のバランスを保つことができる。
なお、このアクチュエータ1は、以上のようなシート状電極90を使用することに限定されない。例えば、ホルダ10の変位に伴って変位しない下側板バネ60Lの外環部62の下面(ホルダ10と反対側の面)の一部に、絶縁材を介して、電源部と接続する端子部を形成し、その端子部にコイル20の引き出し部21の先端を接続するようにしてもよい。
図13に示すように、ストッパ70は、リング状に成形された合成樹脂からなり、上側板バネ60Uの内環部61をホルダ10との間に挟持した状態で接着される。
3個の開口71の縁部の一部は、上側板バネ60Uの内環部61の外縁にある略半円状の凹部65(図8参照)の形状と一致するように位置決めされた状態で組み立てられる。したがって、上面側から開口71および略半円状の凹部65を通して、ホルダ10の筒状部11とヨーク30の内筒部31とのクリアランスを確認することができる。
図2に示すように、上側板バネ60Uの外環部62の一部は、ヨーク30の連結部34とカバー80との間に挟持された状態で組み立てられる。カバー80は、開口部80aを有する略長方形状の上板部81とその上板部81の角部に、上板部81に対して直角かつ下向きにそれぞれ設けられている複数の柱部82とを有する。
下側板バネ60Lの外環部62の一部は、ヨーク30の外筒部32の端面とベース85との間に挟持された状態で組み立てられる。ベース85は、開口部85aを有する略長方形状の底板部86とその底板部86の角部に、底板部86に対して直角かつ上向きにそれぞれ設けられている複数の柱部87とを有する。
それぞれ対応する位置にあるカバー80の柱部82とベース85の柱部87とは嵌合するようになっている。これにより、組立の際、カバー80とベース85を容易に位置決めした状態で接着することができる。
図14に示すように、カバー80の開口部80aの内縁には、3つの略三角形状の凸部201が設けられている。3つの略三角形状の凸部201は、それぞれストッパ70の外縁に設けられた3つの略三角形状の凹部72と隙間がある状態で嵌合するように配置されている。これにより、ストッパ70と接着されているホルダ10の円周方向の回転を制限することができる。したがって、組立の際、板バネ60の連結部63の塑性変形、部材間の接着面のはく離、コイル20の引き出し部21の破断などといった問題を引き起こすことなく、レンズ組立体100をホルダ10に容易に螺合することができる。
また、ストッパ70の外縁の上方には、開口部80aから径方向内向きに突出した突出部202が設けられている。例えば、落下等の衝撃などによりホルダ10に大きな力が加わった場合、この突出部202がストッパ70に当接することによって、ホルダ10の変位を制限する。これにより、ホルダ10を支持している板バネ60の連結部63の塑性変形、部材間の接着面のはく離およびコイル20の引き出し部21の破断などを防ぐことができる。
図2に示すように、ベース85の底板部86には、組立の際に、シート状電極90の延出部92を挿通するための挿通孔88が設けられている。
さらに、図2に示すように、3つの突起89が、開口部85aの周方向にほぼ等間隔であって、ベース85の底板部86と一体に設けられている(図3参照)。組立状態では、その先端は、例えば、ホルダ10のフランジ部12の下面に当接する。突起89の高さは、ベース85の底板部86上面から下側板バネ60Lまでの距離より長い。したがって、ホルダ10は上方向に変位した状態となる。これにより、ホルダ10を支持している各板バネ60U、60Lには下向きの弾性力が働き、ホルダ10には常にバックテンションが働いている状態となっている。
また、図2に示すように、ベース85の底板部86には、開口部85aの周方向に円孔86aがほぼ等間隔に3つ設けられている。円孔86aを通して、シート状電極90上のはんだ付け部22の状態をベース85の外側から検査することができる。
以下、以上のオートフォーカス用アクチュエータの組立手順について説明する。
[1] ホルダ10のフランジ部12の上面の段部12aにコイル20を接着剤で固定する。
[2] 次に、ヨーク30の外筒部32の内周面の磁石取付面33に4片の永久磁石40を所定位置に位置決めした後、接着剤で固定する。その状態で、これらの永久磁石40の下端面に磁性部材50を吸着させて接着剤で固定する。
[3] 次に、コイル20が固定されたホルダ10と、以上の磁性部材50が装着されたヨーク30とを組み付ける。この際、ホルダ10の筒状部11は、ヨーク30の内筒部31の挿通孔35に挿通される。また、コイル20はヨーク30の内筒部31の外周面と永久磁石40との間のスペースに収容されるようにホルダ10およびヨーク30を配置する。
[4] [3]の状態でホルダ10の上下の段部15および16にそれぞれ上側板バネ60U、下側板バネ60Lの内環部61を嵌合させて接着剤で固定する。
[5] [4]で接着された上側板バネ60Uの上面に、筒状部11の上面との間で上側板バネ60Uの内環部61を挟持した状態でストッパ70を接着剤で固定する。
[6] [4]で接着された下側板バネ60Lの外環部62に、接着層を介してシート状電極90のリング状部91を接着する。
[7] コイル20の引き出し部21およびダミーワイヤー23をホルダ10の突起13に巻き付ける。次いで、引き出し部21およびダミーワイヤー23の先端を[6]で接着されたシート状電極の端子部93およびダミー端子部95にはんだ付けする。さらに、突起13に巻き付けた部分およびはんだ付け部22には応力緩和剤24を塗布する。
[8] 上側板バネ60U、下側板バネ60Lの外環部62をヨーク30との間で挟持するように、[7]までに組み立てられた部品にカバー80およびベース85を取り付ける。次いで、ヨーク30とカバー80との間に上側板バネ60Uの外環部62をヨーク30とカバー80に接着する。また、ヨーク30の外筒部32の下端面とベース85との間に下側板バネ60Lの外環部62をヨーク30の外筒部32の下端面とベース85に接着する。この時、シート状電極90の延出部92をベース85の挿通孔88を通して外部に延出させる。
[9] [8]までに組み立てられた部品の一部であるホルダ10にレンズ組立体100を螺合させる。
以下、上記オートフォーカス用アクチュエータ1の動作について説明する。
図3において、磁界の向きが永久磁石40からヨーク30の内筒部31方向とする。ホルダ10が初期位置にある状態で、上方からコイル20を見たときに反時計回りに電流が流れると、コイル20すなわちホルダ10には上向きの電磁力が生じる。この電磁力と、ホルダ10の変位に応じて変化する板バネ60の弾性力とがつりあう状態となるまで、ホルダ10は変位する。電磁力はコイル20への電流の供給量によって制御されるので、電流の供給量を調節することによってホルダ10すなわちレンズ組立体100を任意の位置に変位させることができる。このオートフォーカス用アクチュエータ1では、コイル20に流れる電流の供給量から得られるレンズ組立体100の位置情報と、オートフォーカス用アクチュエータ1の下方に位置する検出素子(図示せず)で検出される画像情報とを得ることができる。この位置情報および画像情報を所定のオートフォーカスアルゴリズムを備える演算部で高速演算することによって、レンズ組立体100のオートフォーカス位置を特定する。その結果に基づいて、コイル20への電流の供給を制御することによって、オートフォーカス用アクチュエータ1は、オートフォーカスを実現することができる。
なお、以上図1ないし図14に基づいて説明したオートフォーカス用アクチュエータ1では、ヨーク30、永久磁石40および磁性部材50を図15ないし図17のように改良することも可能である。以下、このヨークの改良例について、図15ないし図17に基づいて説明する。
前述した図1ないし図14のオートフォーカス用アクチュエータ1では、ヨーク30は、円筒状の形状を有している。これに伴い、永久磁石40もヨーク30の形状に対応した円弧状に湾曲した形状を有している。しかしながら、そのような永久磁石40は、価格が高い上、これらの磁石をヨーク30に対して位置決めするための特別な治具が必要となり、製造工程が複雑になるという問題がある。
直方体、すなわち平板状の永久磁石が使用可能で、かつそれらの永久磁石の位置決めおよび組み付けが容易なヨークの改良例として、図15に示すように、外筒部302の断面が略正方形状のヨーク300がある。
図15に示すように、外筒部302の内周面には、4つの磁石取付面303が設けられている。このヨーク300では、容易に製造することができる4つ略平板状の永久磁石41をそれぞれ磁石取付面303に吸着した状態で取り付けることができる。
また、図15に示すように、外筒部302の4つの角部には、いずれも内側に向かって窪んだ凹陥部304が形成されている。一つの磁石取付面303の両側にある隣り合う2つの凹陥部304の内表面同士の距離が、略平板状の永久磁石41の幅とほぼ等しい。したがって、凹陥部304の内表面は、略平板状の永久磁石41の側面に当接することによって、略平板状の永久磁石41の位置決めを容易に行うことができる。
略平板状の永久磁石41は、例えば、磁石取付面303に当接する背面をS極、その背面と対向する面をN極となるように磁化されている。これらの略平板状の永久磁石41が略正方形状のヨーク300に取り付けられる。これにより、内筒部301の外周面はS極となり、略平板の永久磁石41から内筒部301に向かう磁界が形成される。
さらに、本改良例では、略正方形状のヨーク300の内筒部301も断面略正方形に形成されている。内筒部301および略平板状の永久磁石41と所定間隔をおいて収容されるコイルも略正方形状に巻回されたものを使用する。これにより、コイルを流れる電流の向きと略正方形状のヨーク300の内部に形成される磁界の向きとが略直角になることから、十分な駆動力を得ることができる。本改良例では、コイルは以上のような略正方形状に巻回されたものに限定されない。例えば、ヨーク300内の所定間隔のスペースに収容および変位する際に、コイルが他の部材と接触せず、光軸方向に駆動力が得られる他の断面形状を有するコイルを使用してもよい。
このような略正方形状のヨーク300を使用する場合、図17に示すように、4つの角部の外縁には、いずれも内側に向かって窪んだ凹陥部が形成されている略四角形リング状の磁性部材51を使用する。凹陥部以外の部分の幅は、略平板状の永久磁石41の厚さと等しくなっている。
また、平板状の永久磁石が使用可能で、かつそれらの永久磁石の位置決めおよび組み付けが容易なヨークの別の改良例として、図16に示すように、外筒部312の断面が略六角形状のヨーク310がある。
この改良例では、図16に示すように、ヨーク310の外筒部312には、6つの磁石取付面313が設けられている。このヨーク310では、容易に製造することができる略平板状の永久磁石42をそれぞれ磁石取付面313に吸着した状態で取り付けることができる。
また、図16に示すように、ヨーク310では、隣合う略平板状の永久磁石42同士の一部が当接した状態となるように、磁石取付面313を設ける。これにより、磁石取付面313に取り付けられた6つの略平板状の永久磁石42を容易に位置決めすることができる。
略平板状の永久磁石42は、例えば、磁石取付面313に当接する背面をS極、その背面と対向する面をN極となるように磁化されている。これらの永久磁石42が略六角形状のヨーク310に取り付けられる。これにより、内筒部311の外周面はS極となり、永久磁石42から内筒部311に向かう磁界が形成される。
さらに、この改良例では、略六角形状のヨーク310の内筒部311は略断面円形に形成されている。したがって、内筒部311および略平板状の永久磁石42と所定間隔をおいて収容されるコイルも略円形に巻回されたものを使用することができる。さらに、永久磁石42が円形に近い略六角形状に取り付けられるため、略円形のコイルを使用しても、十分な駆動力を得ることができる。
このような略六角形状のヨーク310を使用する場合には、前述した磁性部材として六角形リング状の磁性部材を使用する。六角形リング状の磁性部材の幅は、それぞれの永久磁石42の厚さと等しくなっている。
以下、本発明に係るオートフォーカス用アクチュエータのヨークの好適実施形態について詳細に説明する。なお、本発明は、上記図1ないし図14に記載されたオートフォーカス用アクチュエータ1のヨークの外筒部を改良したものであり、それ以外の構成については、前述したアクチュエータの構成が適用されることに留意されたい。そのため、必要に応じて、図1ないし図14に記載されたオートフォーカス用アクチュエータ1の構成部材を援用して説明する。
前述した図4に示すような円筒状のヨーク30は、図18に示すように、薄板を曲げ絞り加工で所定に形状に加工した後、切断除去部38(波線部分)を金型によるプレス加工によって切断および除去する過程を経て形成される。そのため、図18中の実線で示すように、ヨーク30の外筒部32の端面32aの断面は、曲面形状となり、外筒部32の端面32aと下側板バネ60Lの外環部62との接触する面積は小さい。したがって、十分な接着強度が得られないため、オートフォーカス用アクチュエータ1に衝撃等が加わった場合に、板バネ60の離脱やずれが生じるおそれがある。
そのようなおそれを解消するために、本件発明者は、板バネ60との接着面が大きく、十分な接着強度を確保でき、しかも支持枠(カバー80およびベース85)に対する位置決めが容易なヨークを考案した。そのようなヨークの好適実施形態として、図19に示すような、下側板バネ60Lの外環部62との接着面を有する接着面付きヨーク320がある。
図19に示すように、この接着面付きヨーク320は、前述したヨーク30と同様に、ホルダ10の筒状部11が挿通する挿通孔323を有する内筒部321と、内筒部321の外側に所定間隔をおいて設けられた外筒部322と、内筒部321と外筒部322のホルダ10のフランジ部12と反対側の端部が一体に連結する連結部324とを有する。また、ヨーク320は、内筒部321と外筒部322との間にある所定間隔のスペースにコイル20を収容する。
このヨーク320の外筒部322の前記連結部324と反対側の端面322aには、前述した板バネ(下側板バネ60L)の外環部62を接着保持するための増加した接着面が一体に設けられている。この増加した接着面は、外筒部322の端面322aに、この端面322aと連続面をなし外筒部322の外側に延出するように一体に形成されたタブ状部325から構成されている。
図20に示すようにヨーク320は、ヨーク30と同様に曲げ絞り加工後、プレス加工によって、切断除去部328(波線部分)を切断および除去する。このようにタブ状部325は、ヨーク320の外筒部322と一体成形で作ることができるので、ヨーク320を容易に製造できる。
このタブ状部325の断面は、図20中の実線で示すような形状となっている。したがって、この改良されたヨーク320は、下側板バネ60Lと接着するための十分な接着面を確保することができる。
このタブ状部325は、ヨーク320の外筒部322の端面にその外周に沿って略90度間隔で4個設けられている。
タブ状部325の下側板バネ60Lの外環部62と当接する面は、ヨーク320の連結部324の上面と略平行の関係にある。さらに、外筒部322の端面322aの周囲に、略90度間隔で4個設けられている。これにより、前述した円筒状のヨーク30よりの外筒部32の下側端面より広い面積で下側板バネ60Lと当接する。したがって、ヨーク320は、安定かつ確実に下側板バネ60Lの外環部62を接着保持することができる。その結果、ヨーク320と下側板バネ60Lとの接着強度が高められ、オートフォーカス用アクチュエータ1に衝撃等が加わった際に、板バネの離脱やズレが生じることを防ぐことが可能になる。
各タブ状部325の外縁は略直線状となっている。さらに、タブの幅方向中心部で外筒部322のなす円弧との接点326を有している。接点326における外筒部322のなす円弧の接線とタブ状部325の外縁とはほぼ一致している。したがって、円筒状のヨーク30の直径方向の幅と、接着面付きヨーク320の相対向するタブ状部325の接点326を結んだ幅が一致する。したがって、円筒状のヨーク30を用いた場合と比較して、ヨーク320の外形寸法(すなわち、最大直径)が変化することなく、下側板バネ60Lの外環部62とヨーク320との接着面積を増やすことができる。
さらに、このヨーク320の4つのタブ状部325は、隣接するタブ状部325との間に凹部327が位置するような形状およびサイズとなっている。これらの凹部327には、組立の際、該凹部327に前述したカバー80の柱部82もしくはベース85の柱部87が位置するようになっている。これにより、カバー80およびベース85に対してヨーク320の位置決めをすることができる。
また、図8に示すように、板バネ60の外環部62の外縁がタブ状部325の外縁と同一の形状となるように加工される。これにより、ヨーク320に対して、下側板バネ60Lを位置決めすることができる。
以上、説明した本発明の好適実施形態にかかるオートフォーカス用アクチュエータ1によれば、下側板バネ60Lの外環部62が外筒部の端面332aおよびタブ状部325に接着される。したがって、前述した本発明の前提となったアクチュエータ1のようにヨーク30の外筒部32の端面32aのみに接着される場合に比べて、より安定かつ確実に板バネがヨーク320に接着される。また、ヨーク320はヨーク30と同じ最大直径のままで、タブ状部325を設けることができる。また、ヨーク320を一体成形によって容易に製造することができる。さらに、凹部327にカバー80、ベース85の柱部82、87が位置することによって、組立の際、カバー80およびベース85に対して、下側板バネ60Lおよびヨーク320を位置決めすることができる。
また、図21は、本発明の別の好適実施形態にかかる接着面付きヨーク330を示している。この接着面付きヨーク330は、外筒部332の端面332aの外周囲にわたって端面332aと連続面をなした状態で、外筒部332外側に延出するように形成されたフランジ部335を有している。
図21に示すように、この接着面付きヨーク330は、前述したヨーク30と同様に、ホルダ10の筒状部11が挿通する挿通孔333を有する内筒部331と、内筒部331の外側に所定間隔をおいて設けられた外筒部332と、内筒部331と外筒部332のホルダ10のフランジ部12と反対側の端部が一体に連結する連結部334とを有する。ヨーク330は、内筒部331と外筒部332との間にある所定間隔のスペースにコイル20を収容する。
このヨーク330の外筒部332の連結部334と反対側の端面332aには、前記板バネ(60L)の外環部62を接着保持するための増大した接着面が一体に設けられている。この増大した接着面は、前記ヨークの外筒部332の端面332aに、この端面332aと連続面をなし外側に延出するように一体に形成されたフランジ部335から構成されている。
図20に示すように、ヨーク330は、前述のヨーク30と同様に、薄板を曲げ絞り加工によってフランジ部335を含む所定の形状に加工した後、プレス加工によって切断除去部338(波線部分)を切断および除去する。このフランジ部335も、ヨーク330の外筒部332と一体成形で作ることができるので、ヨーク330を容易に製造できる。
外筒部332の端面332aおよびフランジ部335の断面は、連続する平面をなしている。したがって、この第2実施形態に係る改良されたヨーク330は、図18を参照して上述したように、下側板バネ60Lと接着するための十分な接着面を確保することができる。
フランジ部335の下側板バネ60Lの外環部62と当接する面は、ヨーク330の連結部334の上面と略平行の関係にある。さらに、外筒部332の端面332aの外周囲に沿って設けられている。これにより、前述した円筒状のヨーク30よりの外筒部32の下側端面より広い面積で下側板バネ60Lと当接する。これにより、ヨーク330は、安定かつ確実に下側板バネ60Lの外環部62を接着保持することができる。その結果、ヨーク320と下側板バネ60Lとの接着強度が高められ、オートフォーカス用アクチュエータ1に衝撃等が加わった際に、板バネの離脱やズレが生じることを防ぐことが可能になる。
また、ヨーク330は、外筒部332の径を一回り小さくし、フランジ部335を含めた外形寸法を円筒状のヨーク30の外形寸法と同じとなるように形成される。これにより、外形寸法が変化することなく、下側板バネ60Lの外環部62との接着面積を増やすことができる。
この本発明の別の好適実施形態にかかるオートフォーカス用アクチュエータによれば、下側板バネ60Lの外環部62が、外筒部332の端面332aとフランジ部335とに接着される。したがって、前述した本発明の前提となったアクチュエータ1のようにヨーク30の外筒部32の端面のみに接着される場合に比べて、ヨーク330により安定かつ確実に板バネが堅固に接着される。また、ヨーク330を一体成形によって容易に製造することができる。
なお、図15および図16にそれぞれ示す略正方形状のヨーク300および略六角形状のヨーク310においても、同様に、接着面を設けることができる。すなわち、それぞれの外筒部302、312の端面に、これらの端面と連続面をなしヨーク300および略六角形状のヨーク310の外側に延出するように一体に形成されたタブ状部およびフランジ部を設けることができる。これにより、下側板バネ60Lの外環部62との接着面積を増やすことができる。
最後に、本発明は上述した好適実施形態に限定されることなく、以下のクレームの範囲で種々の改良や改変が可能であることは言うまでもない。
本発明者の提案に係るオートフォーカス用アクチュエータの外観の斜視図である。 図1に示すオートフォーカス用アクチュエータの分解斜視図である。 図1に示すオートフォーカス用アクチュエータの断面概略図である。 円筒状のヨークを示す斜視図である。 ヨークの断面図であって、永久磁石のみを取り付けた場合の磁界の様子を示す。 ヨークの断面図であって、永久磁石および磁性部材を取り付けた場合の磁界の様子を示す。 円形リング状の磁性部材を示す斜視図である。 板バネの平面図である。 シート状電極の平面図である。 オートフォーカス用アクチュエータの断面概略図の一部であって、コイルの引き出し部をシート状電極に接続した状態を示す。 図10におけるAの部分拡大図である。 ホルダのフランジ部と、コイルの引き出し部と、シート状電極の位置関係を示す平面図である。 ストッパの平面図である。 カバーの開口部とストッパの位置関係を示す平面図である。 略正方形ヨークの斜視図であって、略平板状の永久磁石を取り付けた状態を示す。 略六角形ヨークの斜視図であって、略平板状の永久磁石を取り付けた状態を示す。 略正方形リング状の磁性部材を示す斜視図である。 図4に示すヨークの外筒部の端面の断面図である。 本発明の好適実施形態に係るタブ付きヨークの斜視図である。 図19および図21に示すヨークの外筒部の端面及びタブ状部の断面図である。 本発明の別の好適実施形態に係るタブ付きヨークの斜視図である。
符号の説明
1 オートフォーカス用アクチュエータ
10 ホルダ
11 筒状部
12 フランジ部
12a 段部
13 突起
14 凹部
15 凸部(段部)
16 段部
20 コイル
21 引き出し部
22 はんだ付け部
23 ダミーワイヤー
24 応力緩和剤
30 ヨーク
31 内筒部
32 外筒部
32a 端面
33 磁石取付面
34 連結部
35 挿通孔
38 切断除去部
40〜42 永久磁石
50、51 磁性部材
60 板バネ
60U 上側板バネ
60L 下側板バネ
61 内環部
62 外環部
63 連結部
65 凹部
66 凹部
70 ストッパ
71 開口
72 凹部
80 カバー
80a 開口部
81 上板部
82 柱部
85 ベース
85a 開口部
86 底板部
86a 円孔
87 柱部
88 挿通孔
89 突起
90 シート状電極
91 リング状部
92 延出部
93 端子部
94 カバーフィルム
95 ダミー端子部
100 レンズ組立体
201 凸部
202 突出部
300 ヨーク
301 内筒部
302 外筒部
303 磁石取付面
304 凹陥部
310 ヨーク
311 内筒部
312 外筒部
313 磁石取付面
320 ヨーク
321 内筒部
322 外筒部
322a 端面
323 挿通孔
324 連結部
325 タブ状部
326 接点
327 凹部
328 切断除去部
330 ヨーク
331 内筒部
332 外筒部
332a 端面
333 挿通孔
334 連結部
335 フランジ部
338 切断除去部

Claims (4)

  1. 一端にレンズが取り付けられる筒状部を有するホルダと、
    前記ホルダの前記筒状部の周囲に位置するように前記ホルダに固定されたコイルと、
    前記ホルダの前記筒状部の光軸方向両側に設けられ、前記ホルダを径方向に位置決めした状態で光軸方向に変位可能に支持する一対の板バネと、
    前記コイルと対向するように設けられた永久磁石を備え、前記コイルに通電することにより、前記コイルに発生する磁界と前記永久磁石の磁界との相互作用によって、前記ホルダに取り付けられるレンズを光軸方向に位置調節可能にするためのヨークと、を備えたオートフォーカス用アクチュエータにおいて、
    前記一対の板バネは、前記ホルダの前記筒状部の一端側に位置する第1の板バネと、前記ホルダの前記筒状部の他端側に位置する第2の板バネとからなり、該第2の板バネは、前記ホルダの前記筒状部の他端に固定される内環部と、該内環部の外側に所定間隔をおいて設けられた外環部と、前記内環部と前記外環部とを弾性変形可能に連結する連結部とを有し、
    前記ヨークは、筒状であり、その内周面によって規定される空間が前記ホルダの前記筒状部が挿通する挿通孔をなす内筒部と、該内筒部の外側に所定間隔をおいて設けられ、該内筒部との間に前記永久磁石が取り付けられた外筒部と、前記内筒部および前記外筒部の前記ホルダの前記筒状部の一端側の端部を一体に連結する連結部とを有し、前記外筒部には、該外筒部の前記ホルダの前記筒状部の他端側の端面と連続面をなし、前記外筒部の外側に延出するように一体に形成されたタブ状部が設けられており、
    前記ヨークの前記外筒部の前記端面をなす端部および前記タブ状部の外縁と前記第2の板バネの前記外環部の外縁とは同一形状であり、前記ヨークのタブ状部は、前記第2の板バネの前記外環部を接着保持していることを特徴とするオートフォーカス用アクチュエータ。
  2. 前記タブ状部は、前記ヨークの前記外筒部の端面に、略90度間隔で4つ設けられている請求項1に記載のオートフォーカス用アクチュエータ。
  3. 前記4つのタブ状部は、それぞれの外縁が前記ヨークの前記外筒部の端面の接線とほぼ一致している請求項2に記載のオートフォーカス用アクチュエータ。
  4. 前記4つのタブ状部は、隣接するタブ状部との間に凹部を有するように形成されている請求項3に記載のオートフォーカス用アクチュエータ。
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