JP6433672B2 - レンズ駆動装置及び回転規制治具 - Google Patents
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Description
図16に示すように、ボイスコイルモーターを使用したレンズ駆動装置10を組み込んだ一般的なオートフォーカスのカメラユニットとしては、レンズ駆動装置10の下側に、ドライブIC等の電子部品(図示せず)やIRフィルター32等の光学部品を含むイメージセンサーユニット30を取り付けた後、レンズ20をレンズ駆動装置10の上側からレンズホルダ3にねじ込みながら挿入し、所定のフォーカス位置(無限大位置又は無限大位置よりわずかに余分に押し込んだ位置)等に調整し、レンズホルダ3と仮固定する。
その後、実際にフォーカス動作を行い、マクロ側(図で上側方向)等へ動作させ画像に不具合となる問題がなければ、レンズ20をレンズホルダ3に接着剤等で本固定する。
上下方向の移動量を規制する係止機構として、ヨーク9に曲げ部9aが複数設けられる。曲げ部9aは、レンズホルダ3のネジ部3cの外壁3eとコイル4の内周面との間に配置され、磁気回路の効率を上げるためのバックヨークの役目をしている。曲げ部9aの係止部9cは、コイル4の下側取り付け位置の近傍であり、コイル4の内側に設けられる係止部3fと対向し、レンズ20の最大移動量を規制する。
ヨーク9の係止部9cは、未動作時においてレンズホルダ3の係止部3fと間隔Cだけ離れており、駆動時においてレンズホルダ3の係止部3fと当接することにより、間隔Cがゼロの状態になり、それ以上の移動を防止する。フォーカス位置の調整は、間隔Cの範囲内で行われる。
また、ボイスコイルモーターを使用したレンズ駆動装置10は、レンズ20の駆動時に上バネ7及び下バネ2のアーム部7fを介して上下し、他の部品と接触しない構造となっているので、ヒステリシスを最小限とすることが可能となる。
そのため、従来の構造を変えないで異常トルクによる特性の低下や信頼性の低下を防ぐためには、上バネ7及び下バネ2自体の剛性を上げて、ねじれ等に強く、許容応力の高い高価な上バネ7及び下バネ2を使用する必要があった。
そのため、カメラモジュールの組立工程において、レンズ20の挿入時やレンズ20の修理時にレンズ20を取り外す場合に、レンズ駆動装置10に内蔵された回転方向係止機構に頼るだけではなく、上バネ7及び下バネ2や内部の部品を破損させないためにレンズホルダ3に回転係止部3dを設け、その回転係止部3dと嵌合する固定治具によって、レンズ20を保持する場合もある。
回転係止部11cの幅は、レンズホルダ3の係止部3rの幅と同じか、又はわずかに小さい寸法であり、回転可能な移動量は、回転方向係止機構の間隔Fよりはるかに少なく、ほとんどがたが無い状態で嵌合する。
特に、近年においては、高画素化のためイメージセンサー31の画素の狭ピッチ化で微細ゴミでもIRフィルター32やイメージセンサー31上への付着による画素の欠損やぼけが容易に生じてしまう。
微細ゴミが発生した場合には、粘着性のもので除去する等の追加作業を行っているが、仮に、作業ミスでネジ部3cよりも下側に落下したり、イメージセンサーユニット30内部に入った場合、除去することができず、仕方なく高価なカメラモジュール自体を不良品として取り扱うこととなり、歩留りが落ちてしまうことがあった。
図17や18の断面図に示すように、上記M6.5のレンズ20で円形のコイル4を使用する場合は、上バネ7の内輪部7aのレンズホルダ3の取付面3hと、上バネ7のアーム部7fとの間に曲げ部9aが入らなければならない。そのため、従来の曲げ部9aの幅Wyでは、コイル4や上バネ7及び下バネ2と部品同士の隙間が小さく、容易に干渉するだけでなく、マグネット6の大きさや各部品同士の隙間も小さくする必要がある。M6からM6.5へ変化させるには、半径方向で0.25mmの減少を行わなければならない。
上記各特許文献に示したような各部品の回転方向係止機構の厚み等は、大口径レンズにあわせて許容ぎりぎりまで薄く抑える必要があり、回転係止部3dや回転係止部11cに異常トルクがかかった場合には、樹脂部側の回転係止部3dのクラックや削れや変形といったダメージや微細ゴミが発生してしまう場合がある。ダメージや微細ゴミが生じると、回転係止部3dの耐久性が低下してしまい、市場に出てから通常の想定条件より緩やかな条件でも破損したり、上バネ7及び下バネ2に許容応力以上の負荷がかかってレンズ駆動装置10の特性が悪化したり、削れた微細ゴミが回り込んで移動時のヒステリシス特性等に悪影響を及ぼしてしまう等の問題があった。
また、回転規制治具を使用した場合でも、レンズホルダ側のダメージを確認しやすく、微細ゴミが発生した場合でも、レンズホルダを容易に除去できることを目的とする。
本発明に係るレンズ駆動装置よれば、レンズ着脱時の係止機構へのダメージをヨークの開口部から容易に観察することができる。また、コイルの形状が円形のみならず、四角形や八角形等の様々な形状に対応することができる。さらに、レンズ着脱時の異常トルクによるダメージを簡易に判別することができ、歩留まりや信頼性を向上することが可能なレンズ駆動装置を提供することが可能となる。また、大口径レンズを使用した場合にも対応させることができる。
また、本発明の他のレンズ駆動装置として、レンズホルダの係止部及びヨークの曲げ部が、2個以上設けられる構成とすれば、上記構成から生じる効果に加え、レンズ駆動装置のニーズに対応させることができる。
また、本発明のレンズ駆動装置に用いられる回転規制治具として、ヨークの外周側の形状に合致し、ヨークに対して取り付けられるガイド部と、ヨークの開口部に対応した大きさの開口部と、開口部の縁部から下方側に突出する回転係止部とを備え、回転係止部は、ガイド部がヨークに取り付けられた状態において、レンズホルダの係止部の側面と対向する構成とした。
本発明に係る回転規制治具によれば、異常なトルクが発生した場合でも、回転係止部と係止部との接触のみであることから、通常の動作で使用される回転係止部にはダメージが生じない。
また、本発明の他の回転規制治具として、回転規制治具の回転係止部が、2個以上設けられる構成とすれば、上記構成から生じる効果に加え、レンズ駆動装置のニーズに対応させることができる。
なお、前記発明の概要は、本発明の必要な全ての特徴を列挙したものではなく、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となり得る。
図1は、本発明のレンズ駆動装置50を分解して示す斜視図である。なお、本明細書において、レンズの被写体側がZ軸(光軸)方向上方であり、Z軸と直交する方向をX軸方向及びY軸方向とする。
つまり、本実施形態において、ヨーク9の下端部9cとレンズホルダ3の係止面3iとは、レンズホルダ3の上下方向(光軸方向)の最大移動量を規制する係止機構である。
つまり、本実施形態において、ヨーク9の曲げ部9aとレンズホルダ3の係止面3jとは、レンズホルダ3の平面方向(光軸方向に直交する方向)の最大移動量を規制する係止機構である。
つまり、本実施形態において、ヨーク9の側面部9bとレンズホルダ3の係止面3kとは、レンズホルダ3の回転方向(光軸方向周り)の最大移動量を規制する係止機構である。
図1〜図3に示すように、レンズホルダ3には、取付面3hから上側方向に突出した突起状の係止部3gが形成される。係止部3gは、略U字形状であり、レンズ駆動装置50の四隅付近に位置する。このように、ヨーク9の下端部9cとレンズホルダ3の係止部3gとが、コイル4の上面より上側に設けられ、レンズの最大移動量を規制する。つまり、従来の係止機構よりも曲げ部9aの長さが短いため、各係止面3i,3j,3kがコイル4の上面より上に位置し、コイル4や曲げ部9aの陰になることなく回転方向の係止部との接触状況がヨーク9の開口部9dから容易に観察できる。
仮に、上記設定トルクよりも高い異常なトルク(例えば、200gfcm)が発生して、係止面3kがダメージを受けた場合でも、ヨーク9の開口部9dから内部を容易に観察することができるので、容易に交換することができる。
カメラモジュールの組立工程において、レンズ20(図10等参照)の挿入時やレンズ20の修理時にレンズ20を取り外す場合に、レンズ駆動装置10に内蔵された回転方向係止機構に頼るだけではなく、上バネ7及び下バネ2や内部の部品を破損させないためにレンズホルダ3に従来例のような回転係止部が設けられ、その回転係止部と嵌合する回転規制治具によって、レンズ20を保持する場合もある。
回転係止部11dは、レンズホルダ3の係止部3gが形成される位置と対応するように設けられる。また、互いに隣接する回転係止部11dは、ガイド部11bがレンズ駆動装置50に取り付けられた状態において、前記レンズホルダ3の係止部3gの両側面(外形部3m)と対向する。すなわち、図11に示すように、回転係止部11dは、係止部3の一方の外形部3mから他方の外形部3mまでの長さ以上の寸法に設定される。よって、レンズホルダ3の係止部3gの外形部3mは、隣接する回転規制治具11の回転係止部11dによって、挟まれた状態である。
よって、レンズ20の組み込みを行う場合に、回転規制治具11を回転規制治具11のガイド部11bとヨーク9の外形にあわせてヨーク9の上面に取り付けることで、レンズホルダ3をヨーク9(レンズ駆動装置10)に対してほぼ固定した状態にできる。そして、上記の状態にてレンズ20を回転規制治具11の開口部11aにより挿入及びねじ込み調整をすることで、異常トルクにより回転規制治具11や上バネ7及び下バネ2にダメージを与えることなく、安全にネジ込み調整やレンズ20不良時のレンズ20の取り外しが行える。なお、図中のイメージセンサユニット30は、IRフィルター32やイメージセンサー31等から構成される。
なお、本実施形態においては、回転規制治具11の回転係止部11dをレンズホルダ3の係止部3gの個数と対応して設ける形態としたが、これに限定されない。回転係止部11dは、2個(隣接する一対の回転係止部11dが1組)以上設けられていればよい。
レンズ駆動装置60は、実施の形態1と同様に、係止機構として曲げ部9aと係止部3gとを備えている。レンズ駆動装置60においては、ヨーク9の曲げ部9aの幅Wyが小さいことから、バックヨークとして使用できず、磁気回路に及ぼす影響はほとんど期待できない。そこで、ヨーク9の曲げ部9aをバックヨークとして用いず、曲げ部9aとコイル4の半径方向外側とのクリアランスをマグネット4の厚み方向に増やすことで、磁気回路全体での効率を同等かそれ以上となるようにしている。なお、ヨーク9に曲げ部9aに相当する構成が無い場合でも、問題なく動作することは明らかである。
具体的には、レンズホルダ3の最下部付近に係止部3gが設けられ、最上部に曲げ部9bが設けられ、かつ、回転規制部1gと回転規制部3qが設けられるので、レンズ20のねじの中心軸に対する傾きの変位が規制される。これにより、上バネ7及び下バネ2に生じるねじれが少なくなり、異常トルクに対しての耐力が増し、さらなる歩留りや信頼性が向上する。また、取りきれなかった微細ゴミが、センサーユニット30の内部に容易に侵入することがないので、より信頼性が向上する。
3g 係止部、3h 取付面、3i 係止面、3j 係止面、3k 係止面、
3m 外形部、4 コイル、6 マグネット、7 上バネ、
8 上側固定材、8d 上バネ輪郭保持部、9 ヨーク、9a 曲げ部、
9b 側面部、9c 下端部、9d 開口部、
10 レンズ駆動装置、11 回転規制治具、11a 開口部、11b ガイド部、
11c 回転係止部、11d 回転係止部、20 レンズ、
50 レンズ駆動装置、60 レンズ駆動装置、70 レンズ駆動装置。
Claims (4)
- 被写体側を光軸方向上方とするレンズを保持するレンズホルダと、
前記レンズホルダの外周側に配置され、レンズホルダを光軸方向に移動させるコイルと、
前記レンズホルダの上方側に配置される固定材と、
前記レンズホルダと前記固定材とを連結し、前記レンズホルダを光軸方向に揺動可能に支持するバネと、
中央側にレンズを挿通する開口部を有し、前記固定材の外周側に設けられるヨークと、
を備えたレンズ駆動装置であって、
前記レンズホルダは、前記バネが取付けられる取付面と、前記取付面より上方側に突出する係止部とを備え、
前記ヨークは、前記開口部の縁部から下方側に突出し、前記レンズホルダの係止部の外周側及び前記取付面より上方側に位置する曲げ部を備え、
前記レンズホルダの係止部が、前記ヨークの曲げ部に対する前記レンズホルダの回転方向の移動量を規制する一対の係止面を備えることを特徴とするレンズ駆動装置。 - 前記レンズホルダの係止部及び前記ヨークの曲げ部が、2個以上設けられることを特徴とする請求項1記載のレンズ駆動装置。
- 請求項1又は請求項2記載のレンズ駆動装置に前記レンズを着脱する際に用いられる回転規制治具であって、
前記ヨークの外周側の形状に合致し、前記ヨークに対して取り付けられるガイド部と、
前記ヨークの開口部に対応した大きさの開口部と、
前記開口部の縁部から下方側に突出する回転係止部と、
を備え、
前記回転係止部は、前記ガイド部が前記ヨークに取り付けられた状態において、前記レンズホルダの前記係止部の側面と対向することを特徴とする回転規制治具。 - 前記回転規制治具の回転係止部が、2個以上設けられることを特徴とする請求項3記載の回転規制治具。
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