JP5238991B2 - Lens drive device - Google Patents
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Description
本発明は、レンズを光軸方向に変位駆動して被写体の像を結像させるレンズ駆動装置に関する。 The present invention relates to a lens driving device that forms an image of a subject by driving a lens in the direction of an optical axis.
近年、カメラが搭載されたカメラ付き携帯電話機が普及するにつれ、その携帯電話機を用いて様々な被写体を撮影する機会が増えている。例えば、友人や風景など、カメラのレンズからある程度離れた被写体を撮影(通常撮影)したり、バスの時刻表や花びらなど、カメラのレンズと近接した位置にある被写体を撮影(接写撮影)したりする場合がある。 In recent years, as camera-equipped mobile phones equipped with cameras have become popular, opportunities for photographing various subjects using the mobile phones have increased. For example, you can shoot a subject that is far away from the camera lens, such as a friend or landscape (normal shooting), or a subject that is close to the camera lens, such as a bus timetable or petals (close-up shooting) There is a case.
接写撮影(マクロ撮影)の場合、カメラのレンズ位置は、通常撮影時のレンズ位置よりも、僅かに被写体側に近づいた位置にする必要がある。そのため、この種の撮影レンズ系では、レンズを光軸方向に変位駆動する駆動機構を備えており、スイッチの切り替えによってこの駆動機構を駆動し、レンズを光軸方向に移動させることができるようになっている(例えば特許文献1参照)。 In close-up photography (macro photography), the lens position of the camera needs to be slightly closer to the subject side than the lens position during normal photography. For this reason, this type of photographic lens system includes a drive mechanism that drives the lens to move in the direction of the optical axis, so that the lens can be moved in the direction of the optical axis by driving the drive mechanism by switching a switch. (For example, refer to Patent Document 1).
特許文献1に開示されたレンズ駆動装置は、筒状の移動レンズ体と、移動レンズ体を光軸方向に移動させる駆動機構と、移動レンズ体を光軸方向に移動可能に支持する固定体と、移動レンズ体の移動を規制する規制手段(板バネ)とを有している。また、駆動機構は、マグネットとコイルを有している。このような構成において、コイルに電流を供給して電磁力を発生させる一方、規制手段によって電磁力に対向する規制力を発生させ、両者の大きさを調整することによって、移動レンズ体を所望の位置に停止させることができる。
The lens driving device disclosed in
ここで、固定体には、板バネを介して移動レンズ体の後端面(被写体側とは反対側の面)を保持するホルダが含まれている。移動レンズ体に組み込まれるレンズバレル(鏡筒)は、レンズにゴミやキズ等がつきやすい等の理由で、移動レンズ体をホルダに取り付けた後に、組み込まれるのが一般的である。具体的には、レンズバレルは、ホルダに取り付けられた移動レンズ体に対し、被写体側から挿入する(ねじ込む)場合もあれば、逆に、被写体側とは反対の撮像素子側から挿入する(ねじ込む)場合もある。 Here, the fixed body includes a holder that holds the rear end surface (the surface opposite to the subject side) of the moving lens body via a leaf spring. The lens barrel (lens barrel) incorporated in the moving lens body is generally incorporated after the moving lens body is attached to the holder for reasons such as dust and scratches being easily attached to the lens. Specifically, the lens barrel may be inserted (screwed) from the subject side to the moving lens body attached to the holder, or conversely, the lens barrel may be inserted (screwed) from the imaging element side opposite to the subject side. )In some cases.
したがって、ホルダの中央には、レンズを通過した被写体からの反射光を撮像素子に入射させるための開口部が形成されているが、この開口部の内径は、後からレンズバレルを移動レンズ体に挿入できるように、移動レンズ体の内径(すなわちレンズバレルの外径)よりも大きな寸法である必要があった。 Therefore, an opening is formed in the center of the holder to allow the reflected light from the subject that has passed through the lens to enter the image sensor. The inner diameter of this opening is the distance from the lens barrel to the moving lens body. In order to be able to be inserted, it was necessary to have a size larger than the inner diameter of the moving lens body (that is, the outer diameter of the lens barrel).
しかしながら、レンズバレルの外径よりも開口部の内径が大きくなると、レンズバレルを移動レンズ体に取り付ける際(ねじ込む際)、発生した摺動粉が、ホルダの開口部を通過しガラスフィルターや撮像素子(イメージセンサ)に脱落する虞がある。摺動粉がガラスフィルターや撮像素子(イメージセンサ)付着したままであると、その影が映ってしまい、映像不良を招き、ひいては画質劣化の問題を引き起こしてしまう。 However, when the inner diameter of the opening becomes larger than the outer diameter of the lens barrel, when the lens barrel is attached to the moving lens body (when screwed), the generated sliding powder passes through the opening of the holder and passes through the glass filter or image sensor. There is a risk of falling off (image sensor). If the sliding powder remains attached to the glass filter or the image sensor (image sensor), the shadow is reflected, leading to a video defect, which in turn causes a problem of image quality degradation.
本発明は、以上の点に鑑みてなされたものであり、その目的は、レンズバレルを移動レンズ体に取り付ける際に生じ得る摺動粉が、撮像素子等に付着するのを防ぐことが可能なレンズ駆動装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to prevent sliding powder that may be generated when a lens barrel is attached to a moving lens body from adhering to an imaging element or the like. The object is to provide a lens driving device.
以上のような課題を解決するために、本発明は、以下のものを提供する。 In order to solve the above problems, the present invention provides the following.
(1) レンズを保持するとともに光軸方向に移動可能な筒状の移動体と、前記移動体を支持する支持体と、前記移動体を光軸方向に駆動する磁気駆動機構と、を有するレンズ駆動装置において、前記支持体には、レンズを通過した被写体からの反射光を撮像素子に入射させる開口部が形成されており、前記移動体には、レンズが組み込まれたレンズバレルと、当該レンズバレルを保持するスリーブと、があって、前記スリーブの内径は、前記開口部の内径よりも大きく、前記支持体の開口部側の端部近傍において、前記スリーブの内周面は径方向に広がるテーパ形状となり、前記開口部の周縁には、前記移動体側に突出する凸部が形成されていて、前記レンズバレルは前記スリーブの被写体側から挿入することを特徴とするレンズ駆動装置。
(1) A lens having a cylindrical movable body that holds a lens and is movable in the optical axis direction, a support that supports the movable body, and a magnetic drive mechanism that drives the movable body in the optical axis direction In the driving device, the support is formed with an opening through which reflected light from a subject that has passed through the lens is incident on the imaging device, and the moving body includes a lens barrel in which a lens is incorporated, and the lens. A sleeve for holding a barrel, and the inner diameter of the sleeve is larger than the inner diameter of the opening, and the inner peripheral surface of the sleeve extends in the radial direction in the vicinity of the end of the support on the opening side. The lens driving device according to
本発明によれば、移動体と、支持体と、磁気駆動機構とを有するレンズ駆動装置で、支持体には、レンズを通過した被写体からの反射光を撮像素子に入射させる開口部が形成され、上述した移動体の内径は、その開口部の内径よりも大きく、また、その開口部の周縁には、移動体側に突出する凸部が形成されていることとしたので、レンズバレルを移動体に取り付ける際、仮に摺動粉が発生したとしても、その摺動粉は開口部を通過せずに支持体で受け止められることになる。加えて、開口部の周縁には、移動体側に突出する凸部が形成されているので、支持体で受け止められた摺動粉が開口部からガラスフィルターや撮像素子へと脱落するのを防ぐことができる。したがって、摺動粉がガラスフィルターや撮像素子に付着するのを防ぐことができ、ひいては映像不良を防いで画質劣化を防止することができる。 According to the present invention, in the lens driving device having the moving body, the support body, and the magnetic drive mechanism, the support body is formed with the opening for allowing the reflected light from the subject that has passed through the lens to enter the imaging device. The inner diameter of the moving body described above is larger than the inner diameter of the opening, and a convex portion protruding toward the moving body is formed on the periphery of the opening. Even if sliding powder is generated when it is attached to the substrate, the sliding powder is received by the support without passing through the opening. In addition, since the protrusions that protrude toward the moving body are formed at the periphery of the opening, it is possible to prevent the sliding powder received by the support from dropping off from the opening to the glass filter or the image sensor. Can do. Therefore, it is possible to prevent the sliding powder from adhering to the glass filter and the image pickup device, and thus, it is possible to prevent image defects and prevent image quality deterioration.
本発明に係るレンズ駆動装置によれば、レンズバレルを移動体に取り付ける際に摺動粉が発生した場合であっても、その摺動粉が支持体の開口部を通じて撮像素子などに付着するのを防ぐことができ、その結果、映像不良を防ぎ、ひいては画質劣化を防ぐことができる。 According to the lens driving device of the present invention, even when sliding powder is generated when the lens barrel is attached to the moving body, the sliding powder adheres to the imaging element or the like through the opening of the support. As a result, it is possible to prevent a video defect and, in turn, image quality deterioration.
以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照しながら説明する。 The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the drawings.
[機械構成]
図1は、本発明の実施の形態に係るレンズ駆動装置1の外観構成を示す斜視図である。図2は、本発明の実施の形態に係るレンズ駆動装置1の機械構成を示す分解斜視図である。
[Machine configuration]
FIG. 1 is a perspective view showing an external configuration of a
図1及び図2において、レンズ駆動装置1は、ヨーク11と、カバー12と、スリーブ13と、第1の板バネ14と、第2の板バネ15と、ワイヤースプリング16と、マグネット17と、コイル18(第1のコイル181及び第2のコイル182)と、ホルダ19と、を有している。
1 and 2, the
なお、レンズが組み込まれたレンズバレル(鏡筒)については、図示を省略している。また、レンズ駆動装置1は、スリーブ13を光軸Lの方向に沿って、被写体(撮像対象)に近づくA方向(前側)、被写体とは反対側(像側)に近づくB方向(後側)の双方向に移動させるものである(図1参照)。また、一又は複数枚のレンズが組み込まれたレンズバレル(上述のとおり図示せず)を保持するスリーブ13は、ワイヤースプリング16等と併せて光軸Lの方向に移動可能に構成されており、「移動体」の一例に相当する。また、ホルダ19は、第1の板バネ14及び第2の板バネ15を介してスリーブ13等を光軸Lの方向に移動可能に支持する「支持体」の一例に相当する。また、スリーブ13等は、コイル18やマグネット17を備える「磁気駆動機構」によって、光軸Lの方向に駆動される。
Note that the illustration of a lens barrel (lens barrel) incorporating a lens is omitted. The
ヨーク11は、例えば鋼板などの強磁性板から構成されている。また、ヨーク11は、レンズ駆動装置1の前面及び側面で露出し、その中央には、被写体からの反射光をレンズに取り込むための円形の入射窓111が形成されている。一方、カバー12は、ヨーク11に取り付けられ、その中央には、被写体からの反射光をレンズに取り込むための円形の入射窓121が形成されている。
The
コイル18は、第1のコイル181及び第2のコイル182から構成され、これらは光軸Lの方向に2段に配置され、いずれも円環状となっている。そして、スリーブ13の外周面に所定の間隔をおいて巻き付けられる。また、8個のマグネット17が光軸方向に2段に重ねて配置されており、各段のマグネット17は、前側のマグネット17が第1のコイル181に対して及び後側のマグネット17は第2のコイル182に対して外周側で対向し、図1等に示すように、外形がほぼ四角形状したヨーク11の内周面のうち4箇所の角部分に固定される。
The
本実施形態では、マグネット17は、いずれにおいても内面と外面とが異なる極に着磁されている。例えば、前側に配置された4個のマグネット17は、その内面がN極に着磁され、外面がS極に着磁され、後側に配置された4個のマグネット17は、その内面がS極に着磁され、外面がN極に着磁されている。
In the present embodiment, the
第1の板バネ14及び第2の板バネ15は、双方とも金属製の薄板から形成されており、光軸Lの方向における厚さを同じにしている。
The
さらに、図2に示すように、第1の板バネ14はスリーブ13の光軸方向の前端面に取り付けられ、第2の板バネ15はスリーブ13の光軸方向の後端面に取り付けられている。
Further, as shown in FIG. 2, the
本実施の形態では、図2に示すように、第1の板バネ14、第2の板バネ15には、符号を付記していないが、それぞれ円弧状のスリーブ側取り付け部と、スペーサ12に取り付けられるスペーサ側取り付け部と、スリーブ側取り付け部とスペーサ側取り付け部との間に形成され、スリーブ13の光軸方向への移動を規制(付勢)するアーム部と、を有し、各取り付け部は、溶着、接着またはこれら両者を用いてスペーサ12またはホルダ19に固定されている。
In the present embodiment, as shown in FIG. 2, the
また、第2の板バネ15は、電気的に分離された2つのバネ片から構成され、外部電源からの電流をコイル18に供給する際の媒体となるもので、コイル18の巻き始めを一方のバネ片に、巻き終わりを他方のバネ片に電気的に接続されている。また、第2の板バネ15は、スリーブ13の後端面に取り付けられるとともに、ホルダ19に取り付けられる。このホルダ19は、像側で撮像素子(図示せず)を保持するものである。
The
ヨーク11は、第1のコイル181及び第2のコイル182が配置されている領域の光軸方向の寸法、および、マグネット17の光軸方向の寸法よりも大きくなっているため、前側のマグネット17と第1のコイル181との間に構成される磁路、及び、後側のマグネット17と第2のコイル182との間に構成される磁路からの漏れ磁束を少なくすることができ、その結果、スリーブ13の移動量と、第1のコイル181及び第2のコイル182に流す電流との間のリニアリティを向上させることができるようになっている。
Since the
レンズ駆動装置1は、円環状のワイヤースプリング16を備えている。ワイヤースプリング16は、マグネット17との間に作用する磁気吸引力により、スリーブ13に対して光軸Lの方向の付勢力を印加する。このため、移動体(スリーブ13等)がコイルの非通電時に自重で変位することを防止することができ、ひいては移動体(スリーブ13等)に所望の姿勢を維持させることができるようになっている。
The
ここで、本実施形態に係るレンズ駆動装置1では、ホルダ19に形成された開口部19a(図2参照)に特徴がある。より具体的には、ホルダ19には、レンズを通過した被写体からの反射光を撮像素子に入射させる開口部19aが設けられており、この開口部19aの内径は、スリーブ13の内径よりも小さくなっている。以下、図3〜図5を用いて、この開口部19aについて詳述する。
Here, the
[開口部]
図3は、レンズ駆動装置1からホルダ19を取り出したときの斜視図である。図4は、レンズ駆動装置1においてスリーブ13とホルダ19に着目し、光軸方向に切断したときの様子を示す断面斜視図である。図5は、図4に示すスリーブ13及びホルダ19を側面から見たときの断面側面図である。
[Aperture]
FIG. 3 is a perspective view when the
図3に示すように、ホルダ19は、凡そ板状のホルダ底面19bの中央に、開口部19aが設けられた形状となっている。そして、この開口部19aの周縁には、スリーブ13側に突出する凸部19cが形成されている。これによって、開口部19aに付着した磨耗粉が、(スリーブ13の変位に起因した)気流の変化等によって開口部19aに落下するのを防ぐことができる。
As shown in FIG. 3, the
さらに、ホルダ19には、移動体が撮像素子側(像側)に位置する際、スリーブ13(の度当たり部135A)が当接する当接部19dが形成されている。この当接部19dは、開口部19aを挟んで両側で、ホルダ19の外周に形成されている。また、当接部19dの高さは、ホルダ19の低面19b及び凸部19cよりも高い位置に形成されている。そのため、スリーブ13の後端面がホルダ底面19bに当接しないようになっている。
Further, the
また、スリーブ13には、コイル18を所定の位置または巻回方向に案内する第1の端部133,第2の端部134,及び第3の端部135と、を有している。
The
第1の端部133,第2の端部134,及び第3の端部135は、いずれも光軸方向における第1のコイル181及び第2のコイル182の範囲を規制する機能も有している。図2に示すように、撮像素子側(像側)には端部135が形成され(図2参照)、第3の端部135から外周に向って突出する度当たり部135Aがスリーブ13の両側に設けられている。
The
また、図4に示すように、スリーブ13の内周面には、レンズバレルを回転させて嵌め込むことが可能な嵌合部13aが形成されている。レンズバレルを嵌め込む際、レンズバレルの外周と、この嵌合部との摩擦によって、摺動粉或いは磨耗粉が生じる場合がある。しかし、本実施形態に係るレンズ駆動装置1によれば、開口部19aの内径の方がスリーブ13の内周面の内径よりも小さいので(すなわち、スリーブ13の内径は、開口部19aの内周面の内径よりも大きいので)、発生した摺動粉或いは磨耗粉は、ホルダ19のホルダ底面19bに付着することになる。具体的には、図5に示すように、開口部19aの内径をL1とし、スリーブ13の内周面の内径をL2としたとき、L1<L2が満たされるようになっている。
Further, as shown in FIG. 4, a
さらに、図4及び図5に示すように、スリーブ13のうち、ホルダ19側の端部近傍において、その内周面13bが径方向に広がるテーパ形状となっている。これにより、嵌合部13aで発生した摺動粉或いは磨耗粉は、スリーブ13の内周面を伝って後側へ移動し、ホルダ19に付着する際、開口部19cからより離れたところに付着することになる。したがって、スリーブ13の変位(光軸方向の移動)に起因した気流変化によって、凸部19cを超えて開口部19aに落下してしまう摺動粉或いは磨耗粉の量を減らすことができ、ひいては映像不良を防いで画質劣化を防止することができる。
Further, as shown in FIGS. 4 and 5, in the
また、図5に示すように、スリーブ13が撮像素子側(像側)に位置した場合、スリーブ13の度当たり部135Aがホルダ19の当接部19dに当接するようになっており、
Further, as shown in FIG. 5, when the
[基本動作]
本実施形態に係るレンズ駆動装置1において、移動体は、通常(第1のコイル181及び第2のコイル182のコイルの非通電時)は、撮像素子側(像側)に位置(保持)する。すなわち、図5に示すように、スリーブ13に形成された度当たり部135Aがホルダ19に形成された当接部19dに当接しているが、スリーブ13の後端面がホルダ底面19bに当接しないようになっている。このとき、ワイヤースプリング16は、マグネット17との間に作用する磁気吸引力によって、移動体の変位を規制している。ただし、ワイヤースプリング16とマグネット17との距離はある程度保たれているため、ワイヤースプリング16とマグネット17との磁気吸引力が強くなり過ぎることはない。これにより、移動体の中心軸がずれるのを防ぎ、ひいてはチルト特性の悪化を防ぐことができる。
[basic action]
In the
このような状態において、第1のコイル181及び第2のコイル182に電流を流すと、第1のコイル181及び第2のコイル182は、それぞれ上向き(前側)の電磁力を受けることになる。これにより、第1のコイル181及び第2のコイル182並びにスリーブ13は、被写体側(前側)に移動し始める。
In such a state, when a current is passed through the
このとき、第1の板バネ14とスリーブ13の前端との間、及び第2の板バネ15とスリーブ13の後端との間には、それぞれスリーブ13の移動を規制する弾性力が発生する。このため、スリーブ13を前側に移動させようとする電磁力と、スリーブ13の移動を規制する弾性力が釣り合ったとき、スリーブ13は停止する。また、第1のコイル181及び第2のコイル182に、逆方向の電流を流すと、第1のコイル181及び第2のコイル182は、それぞれ下向き(後側)の電磁力を受けることになる。
At this time, an elastic force that restricts the movement of the
その際、第1のコイル181及び第2のコイル182に流す電流量と、第1の板バネ14及び第2の板バネ15によってスリーブ13に働く弾性力を調整することで、スリーブ13(移動体)を所望の位置に停止させることができる。なお、電磁力と弾性力との釣り合いを利用してスリーブ13を停止させることで、係止部等と係止させるように部材同士を接触させる場合と異なり、衝突音の発生を防ぐことができる。
At that time, by adjusting the amount of current flowing through the
[実施形態の主な効果]
本実施形態に係るレンズ駆動装置1によれば、図3〜図5を用いて説明したように、ホルダ19に形成された開口部19aの内径L1と、スリーブ13の内周面の内径L2とを比較すると、L1<L2の関係が成立している。したがって、スリーブ13の嵌合部13aで発生した摺動粉或いは磨耗粉が、直接、ホルダ19の後側にあるガラスフィルターやイメージセンサに落下し、付着するのを防ぐことができる。そして、開口部19aの周縁には、スリーブ13側に突出する凸部19cが設けられているので、ホルダ底面19bに落下または付着した摺動粉或いは磨耗粉が開口部19aに脱落するのを防ぐことができる。このようにして、摺動粉或いは磨耗粉の脱落を防ぐことができれば、映像不良を防いで画質劣化を防止することができる。
[Main effects of the embodiment]
According to the
さらに、本実施の形態では、図5に示すように、スリーブ13に形成された度当たり部135Aがホルダ19に形成された当接部19dに当接しているが、スリーブ13の後端面がホルダ底面19bに当接しないようになっている。このため、スリーブ13が撮像素子側に移動または静止した場合でも、ホルダ底面19bに付着した摺動粉或いは磨耗粉がスリーブ13の後端面に付着するようなこともない。
Further, in the present embodiment, as shown in FIG. 5, the contact portion 135A formed on the
なお、本実施形態では、開口部19aは丸形状としたが、本発明はこれに限られず、例えば四角形状であってもよいし、三角形状であってもよいし、スリーブ13の内周面(すなわちレンズバレルの外周面)の径よりも小さければ足りる。また、従来は、レンズバレルをスリーブ13の後側から挿入する場合もあったため、L1>L2の関係が成立するのが一般的であった。しかし、本実施形態では、このような場合への対応を諦める代わりに、映像不良を防いで画質劣化の防止に寄与することができるようになっている。
In the present embodiment, the
また、レンズ駆動装置1は、カメラ付き携帯電話機の他にも、様々な電子機器に取り付けることが可能である。例えば、PHS,PDA,バーコードリーダ,薄型のデジタルカメラ,監視カメラ,車の背後確認用カメラ,光学的認証機能を有するドア等である。
In addition to the camera-equipped mobile phone, the
本発明に係るレンズ駆動装置は、摺動粉或いは磨耗粉に起因した映像不良を防いで画質劣化を防止するとして有用である。 The lens driving device according to the present invention is useful for preventing image defects due to sliding powder or wear powder and preventing image quality deterioration.
1 レンズ駆動装置
11 ヨーク
12 カバー
13 移動体(スリーブ)
14 第1の板バネ
15 第2の板バネ
16 ワイヤースプリング
17 マグネット
18 コイル
19 ホルダ
19a 開口部
19b ホルダ底面
19c 凸部
DESCRIPTION OF
14
Claims (1)
前記移動体を支持する支持体と、
前記移動体を光軸方向に駆動する磁気駆動機構と、を有するレンズ駆動装置において、
前記支持体には、レンズを通過した被写体からの反射光を撮像素子に入射させる開口部が形成されており、
前記移動体には、レンズが組み込まれたレンズバレルと、当該レンズバレルを保持するスリーブと、があって、
前記スリーブの内径は、前記開口部の内径よりも大きく、前記支持体の開口部側の端部近傍において、前記スリーブの内周面は径方向に広がるテーパ形状となり、
前記開口部の周縁には、前記移動体側に突出する凸部が形成されていて、
前記レンズバレルは前記スリーブの被写体側から挿入することを特徴とするレンズ駆動装置。 A cylindrical moving body that holds the lens and is movable in the optical axis direction;
A support for supporting the moving body;
In a lens driving device having a magnetic driving mechanism for driving the moving body in the optical axis direction,
The support is formed with an opening through which reflected light from a subject that has passed through the lens is incident on the image sensor.
The moving body has a lens barrel in which a lens is incorporated, and a sleeve for holding the lens barrel.
The inner diameter of the sleeve is larger than the inner diameter of the opening, and in the vicinity of the end of the support on the opening side, the inner peripheral surface of the sleeve has a tapered shape spreading in the radial direction,
On the periphery of the opening, a convex portion that protrudes toward the movable body is formed ,
The lens driving device, wherein the lens barrel is inserted from the subject side of the sleeve .
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