JP6591811B2 - Optical unit driving device and camera module - Google Patents
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Description
本発明は、光学部駆動装置、及びそれを備えるカメラモジュールに関し、特に携帯電話等の電子機器に搭載されるオートフォーカス機能を備えるカメラモジュールに関する。 The present invention relates to an optical unit driving device and a camera module including the same, and more particularly to a camera module including an autofocus function mounted on an electronic device such as a mobile phone.
近年の携帯電話では、携帯電話の筐体内部にカメラモジュールを組み込んだ機種が大半を占めるようになってきている。携帯電話等の電子機器に搭載されるカメラモジュールのほとんどは、最近ではオートフォーカス(AF:Auto Focus)機能を備える。また、デジタルカメラと比較して、小さい筐体内部に組み込むために、携帯電話に搭載されるカメラモジュールにおいては、小型化が強く要求されている。 In recent mobile phones, a model in which a camera module is incorporated in the inside of a mobile phone casing has become the majority. Most camera modules mounted on electronic devices such as mobile phones have recently been equipped with an auto focus (AF) function. Compared to a digital camera, a camera module mounted on a mobile phone is strongly required to be miniaturized in order to be incorporated in a small casing.
このようなカメラモジュールにおけるAF機能は、一般的に、レンズ駆動装置(光学部駆動装置)によりレンズを光軸方向に駆動することにより実現されている。また、レンズ駆動装置には、ステッピングモータを用いる装置、圧電素子を用いる装置、およびボイスコイルモータ(VCM:Voice Coil Motor)を用いる装置等があり、様々なレンズ駆動装置が市場に流通している。 The AF function in such a camera module is generally realized by driving a lens in the optical axis direction by a lens driving device (optical unit driving device). In addition, as the lens driving device, there are a device using a stepping motor, a device using a piezoelectric element, a device using a voice coil motor (VCM), and various lens driving devices are on the market. .
このように、AF機能を備えるカメラモジュールが携帯電話に搭載されることが当然になってきている状況においては、より高速なAF機能が要求されている。そのために、AF機能のフィードバック制御(帰還制御や閉ループ制御やサーボ制御とも言う)が注目されている。 As described above, in a situation where a camera module having an AF function is naturally mounted on a mobile phone, a higher-speed AF function is required. Therefore, attention is paid to feedback control of AF function (also referred to as feedback control, closed-loop control, or servo control).
例えば、特許文献1は、3軸閉ループフィードバック制御ユニットを有する電磁式レンズ駆動装置を開示している。特許文献1に開示のレンズ駆動装置は、光軸方向(Z軸方向)にレンズを駆動するAF機能と、光軸に垂直な方向(X軸方向、Y軸方向)にレンズを駆動する光学式手振れ補正(OIS:Optical Image Stabilizer)機能と、を備える。そして、位置検出センサとしてのAF用ホール素子を用いて、3軸(X軸、Y軸、Z軸)方向の位置に基づき、光軸方向のレンズの駆動を閉ループフィードバック制御している。
For example,
また、例えば、特許文献2は、OIS機能のフィードバック制御のために、平面型コイル(背の低いコイル)であるOIS用コイルを2分割したレンズ駆動装置を開示している。特許文献2に開示されている構成によれば、2分割されたOIS用コイルのループの間にOIS用ホール素子が配置され、これによりOIS用コイルに流れる電流により発生する磁界に起因した悪影響を回避できると記載されている。
For example,
しかしながら、特許文献1に開示のレンズ駆動装置においては、AF用コイルに流れる電流により発生する磁場の、AF用ホール素子の出力に対する影響(ノイズ成分)が考慮されていない。このため、AF用駆動部(AF用コイルと永久磁石)の1次共振周波数より高い周波数帯において、AF用駆動部を制御するAF用制御回路の利得余裕が小さいという問題が生じる。特に、AF用制御回路の遮断周波数より高い周波数帯域において、AF用駆動部以外の共振(例えば、支持部の共振)が存在する場合、AF用制御回路の利得余裕が損なわれ、AF用駆動部のフィードバック制御が発振してしまうという問題もある。
However, in the lens driving device disclosed in
発振を防ぐためにAF用制御回路の利得余裕を増やす方法としては、次の2つの方法がある。1つは、AF用制御回路の利得を全体的に減らすように調整する方法である。もう1つは、AF用駆動部以外の共振の共振周波数を、AF用制御回路の利得余裕を損なわないように、機械的に変動させる方法である。しかしながら、AF用制御回路の利得を全体的に減らすことは、AF機能のフィードバック制御の効果を低下させ、AF機能に影響するため好ましくない。同様に、AF用駆動部以外の共振の共振周波数を機械的に変動させることは、AF機能に影響するため好ましくない。 There are the following two methods for increasing the gain margin of the AF control circuit in order to prevent oscillation. One is a method of adjusting the gain of the AF control circuit so as to reduce the overall gain. The other is a method of mechanically varying the resonance frequency of the resonance other than the AF drive unit so as not to impair the gain margin of the AF control circuit. However, it is not preferable to reduce the gain of the AF control circuit as a whole because it lowers the effect of feedback control of the AF function and affects the AF function. Similarly, it is not preferable to mechanically change the resonance frequency of resonance other than the AF drive unit because it affects the AF function.
特許文献2に開示のレンズ駆動装置においては、OIS用コイルに流れる電流により発生する磁場の、OIS用ホール素子の出力に対する影響(ノイズ成分)が考慮されている。しかしながら、次の理由から、これをAF機能に適用することはできない。
In the lens driving device disclosed in
特許文献2においては、対向する永久磁石片の長手方向に分離するように、OIS用コイルが分割されている。一般的に、磁気回路の構成上、OIS用コイルとしては、平面型コイルが用いられるが、AF用コイルとしては、平面型コイルは用いられない。このため、AF用コイルを、対向する永久磁石片の長手方向に分離するように、分割することはできない。
In
さらに、特許文献2においては、OIS用ホール素子が検知する永久磁石片の生成する磁場と、OIS用ホール素子が検知するOIS用コイルに流れる電流により発生する磁場と、の反共振が解消されている。このため、OIS用コイルに流れる電流により発生する磁界の影響が考慮されているけれども、かえって、OIS用駆動部を制御するOIS用制御回路の利得余裕が損なわれている。
Furthermore, in
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、より安定的に撮像レンズのオートフォーカスを実現できるレンズ駆動装置およびカメラモジュールを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a lens driving device and a camera module that can more stably realize autofocus of an imaging lens.
上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る光学部駆動装置は、撮像レンズを有する光学部と、前記光学部を支持する支持体と前記光学部を前記支持体に対して前記撮像レンズの光軸方向に変位させるための、第1永久磁石および第1コイルと、前記光学部の前記光軸方向の変位を検出するための磁気的変位検出部と、前記光学部の前記光軸方向の変位に従って、前記磁気的変位検出部に対して相対的に変位する検出用永久磁石と、を含む光学部駆動装置であって、前記磁気的変位検出部が検知する前記検出用永久磁石が生成する磁場である第1成分と、前記磁気的変位検出部が検知する前記第1コイルに流れる電流により発生する磁場である第2成分とは、前記第1コイルに直流電流を流した場合に同位相であり、前記第1成分と前記第2成分とは、前記第1コイルに交流電流を流した場合に、磁気的な反共振周波数を有し、前記磁気的な反共振周波数では、前記磁気的変位検出部の出力と前記第1コイルに流れる電流との位相差が180°遷移することを特徴とする。 In order to solve the above problems, an optical unit driving apparatus according to an aspect of the present invention includes an optical unit having an imaging lens, a support that supports the optical unit, and the optical unit with respect to the support. A first permanent magnet and a first coil for displacing in the optical axis direction of the imaging lens, a magnetic displacement detecting unit for detecting displacement of the optical unit in the optical axis direction, and the light of the optical unit And a permanent magnet for detection that is displaced relative to the magnetic displacement detector in accordance with an axial displacement, wherein the permanent magnet for detection is detected by the magnetic displacement detector. A first component that is a magnetic field generated by the magnetic displacement detector and a second component that is a magnetic field generated by a current flowing through the first coil detected by the magnetic displacement detector is when a direct current is passed through the first coil. same phase der in is, with the first component The second component has a magnetic anti-resonance frequency when an alternating current is passed through the first coil. At the magnetic anti-resonance frequency, the output of the magnetic displacement detector and the first the phase difference between the current flowing in the coil is characterized that you transition 180 °.
本発明の一態様によれば、第1成分と第2成分とは、前記第1コイルに直流電流を流した場合に、同位相である。このため、第1永久磁石と第1コイルとの1次の共振周波数より低い周波数帯において、第1成分と第2成分とは同位相である。また、第1永久磁石と第1コイルとの1次の共振周波数より高い周波数帯において、第1成分と第2成分とは逆位相であり、磁気的な反共振周波数を有する。さらに、磁気的変位検出部の出力は、主に、第1成分と第2成分との和である。 According to one aspect of the present invention, the first component and the second component are in phase when a direct current is passed through the first coil. For this reason, the first component and the second component have the same phase in a frequency band lower than the primary resonance frequency of the first permanent magnet and the first coil. In the frequency band higher than the primary resonance frequency of the first permanent magnet and the first coil, the first component and the second component are in opposite phases and have a magnetic anti-resonance frequency. Furthermore, the output of the magnetic displacement detector is mainly the sum of the first component and the second component.
このため、反共振周波数の周辺の周波数帯(図9の領域II)において、第1成分と第2成分とが、前記第1コイルに直流電流を流した場合に、逆位相である構成と比べて、上記構成における磁気的変位検出部の出力の利得は小さい。これにより、磁気的変位検出部の出力に基づき、第1コイルに流れる電流を制御する制御回路(AF用制御回路)の制御周波数より高い周波数帯における、制御回路の利得余裕を増やすことができる。 For this reason, in the frequency band around the anti-resonance frequency (region II in FIG. 9), the first component and the second component have a phase opposite to that when a direct current is passed through the first coil. Thus, the gain of the output of the magnetic displacement detector in the above configuration is small. As a result, the gain margin of the control circuit in the frequency band higher than the control frequency of the control circuit (AF control circuit) that controls the current flowing through the first coil can be increased based on the output of the magnetic displacement detector.
そして、制御回路の利得余裕が多いため、第1コイルと第1永久磁石との共振以外の共振が存在する場合であっても、制御回路が発振しにくい。このように、上記態様によれば、制御回路の利得を減らさなくても、第1コイルと第1永久磁石との共振以外の共振の共振周波数を機械的に変動させなくても、光学部の光軸方向の変位(オートフォーカス)をより安定的にフィードバック制御できる。 Since the gain margin of the control circuit is large, the control circuit is less likely to oscillate even when resonance other than the resonance between the first coil and the first permanent magnet exists. Thus, according to the above aspect, the optical section of the optical unit can be obtained without reducing the resonance frequency of the resonance other than the resonance between the first coil and the first permanent magnet without reducing the gain of the control circuit. The displacement (autofocus) in the optical axis direction can be feedback controlled more stably.
以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail.
〔実施形態1〕
本発明の実施形態1について、図1〜図9に基づいて説明すれば、以下のとおりである。
図1は、実施形態1に係るカメラモジュール100の概略構成を示す斜視図である。
FIG. 1 is a perspective view illustrating a schematic configuration of a
図2は、図1に示したカメラモジュール100の概略構成を示し、A−A矢視断面図である。
2 shows a schematic configuration of the
図3は、図1に示したカメラモジュール100の概略構成を示し、B−B矢視断面図である。
3 shows a schematic configuration of the
カメラモジュール100は、図1に示すように、オートフォーカス(AF:Auto Focus)機能を備え、光学部駆動装置1、支持体10、光学部20、撮像部30、赤外線遮断フィルタ34、開口41が形成されたカバー40、及び配線基板(図示せず)を備える。配線基板(図示せず)は、光学部駆動装置1及び撮像部30を外部に電気的に接続するための配線基板であり、フレキシブル基板であってもよく、特に限定しないため、説明及び図示を省略する。
As shown in FIG. 1, the
以下、撮像部30に対する光学部駆動装置1側の向きを上方(+z)とし、光学部駆動装置1に対する撮像部30側の向きを下方(−z)とする。同様に、図3においてカメラモジュール100の図面上側、下側、左側、及び右側の向きを、前方(+x)、後方(−x)、左方(+y)、及び右方(−y)とそれぞれする。また、上方と下方とを結ぶ方向を上下方向(z軸方向)(光軸方向)、左方と右方とを結ぶ方向を左右方向(y軸方向)(光軸に垂直な第1方向、第2方向、第3方向)、前方と後方とを結ぶ方向を前後方向(x軸方向)とする。また、理解を容易にするために、図中にxyz直交座標系を付記する。
Hereinafter, the direction on the optical
これは、説明の便宜のためであり、カメラモジュール100の製造時および使用時等の上下前後左右の向きを規定するものではない。例えば、上下逆および前後逆に、光学部駆動装置1が下側にあり、撮像部30が上側にあるように使用してもよい。また、例えば、直交座標系でない座標系を用いて、光学部駆動装置1を制御してもよい。
This is for the convenience of explanation, and does not define the vertical and horizontal directions when the
光学部駆動装置1は、図2に示すように、駆動用永久磁石2(第1永久磁石)、AF用コイル3(第1コイル)、検出用永久磁石5、AF用ホール素子6(磁気的変位検出部)、電気回路部7、支持体10、上側板バネ11、下側板バネ12、レンズホルダ23、およびベース部材33を備える。
As shown in FIG. 2, the optical
光学部20は、撮像部30に被写体の像を結ぶ撮像用の光学部である。光学部20は、図2に示すように、複数の撮像レンズ21と、シリンダ形状であるレンズバレル22と、を備える。複数の撮像レンズ21は、それぞれの光軸がレンズバレル22の軸心に一致するように、レンズバレル22の内側に格納されている。なお、ずれないように、撮像レンズ21とレンズバレル22とは接着剤により固定されている。また、光学部駆動装置1の駆動が機械的に安定するように、光学部20の重心は光学部20の光軸上にあってもよい。
The
撮像部30は、図2に示すように、撮像素子31と、光軸に垂直な基板32とを備える。また、撮像部30の上に、光学部駆動装置1と光学部20とが載置されている。撮像素子31は、基板32の上に載置され、開口41、複数の撮像レンズ21、および赤外線遮断フィルタ34を通った光を受光する。このように、撮像部30は、撮像機能を有する通常の固体撮像装置であり、特に限定しないので、詳細な説明及び図示を省略する。
As shown in FIG. 2, the
赤外線遮断フィルタ34は、赤外線遮断機能を有し、図2に示すように、ベース部材33の開口部を塞ぐリッド(Lid,蓋)ガラスである。赤外線遮断フィルタ34は、ベース部材33と共に、撮像素子31を覆うセンサカバーの役割を担っている。なお、赤外線遮断フィルタ34をリッドガラスとは別部材として設けてもよい。
The
カバー40は、光学部駆動装置1を覆う外装である。カバー40は、光学部20に光が入射するための開口41を有し、上側板バネ11の変形を制限する。変形の制限により、カバー40は上側板バネ11と下側板バネ12との破断を防止し、光学部20のカメラモジュール100からの脱落を防止する。
The
(AF固定部とAF可動部)
光学部駆動装置1の構成は、撮像部30に対し光軸方向に搖動しないように固定されているAF固定部と、撮像部30に対し光軸方向に搖動可能であるAF可動部と、AF固定部とAF可動部とを搖動可能に接続するAF接続部とに分けることができる。
(AF fixed part and AF movable part)
The configuration of the optical
実施形態1においては、図2に示すように、駆動用永久磁石2、AF用ホール素子6、電気回路部7、及び支持体10が、AF固定部に含まれる。また、AF用コイル3、検出用永久磁石5、およびレンズホルダ23が、AF可動部に含まれる。また、上側板バネ11と下側板バネ12とがAF接続部に含まれる。なお、実施形態1と逆に、駆動用永久磁石2がAF可動部に含まれ、AF用コイル3がAF固定部に含まれてもよい。同様に、AF用ホール素子6と電気回路部7とがAF可動部に含まれ、検出用永久磁石5がAF固定部に含まれてもよい。
In the first embodiment, as shown in FIG. 2, the driving
(光学部駆動装置の構成)
以下に、光学部駆動装置1の構成について、図2と図3とに基づき説明する。
(Configuration of optical unit driving device)
Below, the structure of the optical
駆動用永久磁石2は、光学部20の前後左右に1つずつ配置されている4つの磁石片であり、支持体10に固定されている。また、駆動用永久磁石2は、AF用コイル3にN極を向け、支持体10にS極を向けるように配置されている。
The driving
AF用コイル3は、巻軸が光軸に一致するように、光学部20に係合するレンズホルダ23の外周側面に巻かれている。このため、AF用コイル3の配置は、光学部20に対して固定されており、支持体10から離間している。
The
互いに対向する駆動用永久磁石2とAF用コイル3とは、AF用駆動部であり、光学部20を光軸方向(上下方向、z軸方向)に変位させる推力を発生させる。例えば、AF用コイル3に上方からみて左回りの電流を流すと、AF用コイル3に上向きのローレンツ力が発生する。そしてこのローレンツ力を推力として、光学部駆動装置1はレンズホルダ23と共に光学部20を上方に変位させる。
The driving
検出用永久磁石5は、AF用ホール素子6による光学部20の変位検出を補助するために、光学部20の変位に伴い、AF用ホール素子6に対して相対的に変位する。また、AF用ホール素子6に対向するように配置されている。また、検出用永久磁石5は、AF用ホール素子6が検知するAF用コイル3に流れる電流により発生する磁界(磁場)(以下、AF用コイル3の磁界)とAF用ホール素子6が検知する検出用永久磁石5が生成する磁界(以下、検出用永久磁石5の磁界)とが反共振点(反共振周波数)を有するように、配置される。このため、検出用永久磁石5は、AF用コイル3の下方に、N極を上方に向けS極を下方に向けるように、配置されている。また、光軸方向から見て、レンズホルダ23の左方の外周側面の辺中央付近に配置されるように、検出用永久磁石5はレンズホルダ23に固定されている。言い換えると、検出用永久磁石5は、駆動用永久磁石2の長辺の中央付近に配置されている。
The detection
なお、AF用ホール素子6が検知するAF用コイル3の磁界と、AF用ホール素子6が検知する検出用永久磁石5の磁界とが反共振点を有するような、検出用永久磁石5の磁極(N極とS極)の向きは、駆動用永久磁石2とAF用コイル3とAF用ホール素子6との配置から、一義的に決定される。具体的には、AF用コイル3の磁界において、AF用ホール素子6が配置された位置におけるAF用ホール素子6が磁束密度を検知する方向の成分と、検出用永久磁石5の磁界において、AF用ホール素子6が配置された位置におけるAF用ホール素子6が磁束密度を検知する方向の成分とが、AF用コイル3に流れる電流が直流電流である場合に、同位相であればよい。
The magnetic pole of the detection
AF用ホール素子6は、検出用永久磁石5の磁界に基づき、光学部20の光軸方向の変位を検出するための磁気的変位検出部であり、磁束密度の光軸に垂直な方向の成分を測定するように配置されている。また、光軸方向から見て、支持体10の左方の内周側面の辺中央付近に配置されるように、AF用ホール素子6は、電気回路部7を介して支持体10に固定されている。このため、AF用ホール素子6は、磁束密度の左右方向(y軸方向、光軸に垂直な方向)の成分を測定するように、駆動用永久磁石2の下方に配置されている。なお、AF用ホール素子6は、磁気抵抗効果(Magneto Restive,MR)素子等の別の種類の磁気的変位検出部であってもよい。
The
電気回路部7は、AF用ホール素子6の電気的な接続のためのフレキシブルプリント基板等であり、支持体10に固定されている。なお、支持体10を内部に電気回路が形成されている成型回路部品(Molded Interconnect Device、MID)にすることにより、電気回路部7と支持体10とを一体の部材とすることもできる。
The
支持体10は、矩形の箱のような形状の枠であり、ベース部材33に固定されている。また、支持体10は、駆動用永久磁石2とAF用ホール素子6とを支持し、上側板バネ11を介してレンズホルダ23を支持している。支持体10は、金属製の枠のみであってもよく、上側板バネ11等を保持するための樹脂製の保持部材を有する金属製の枠であってもよく、上述したような成型回路部品であってもよい。
The
支持体10は、駆動用永久磁石2の磁界が、AF用コイル3に効率的にローレンツ力を発生させるように、磁性体であることが好ましい。駆動用永久磁石2の磁界の磁束が、AF用コイル3および光軸に垂直なように、AF用コイル3に高い磁束密度で入射すると、AF用コイル3に効率的にローレンツ力が発生する。したがって、支持体10により、このように駆動用永久磁石2の磁界の磁束がAF用コイル3を通る磁気回路が形成されることが好ましい。
The
上側板バネ11の外側端部は支持体10の上部に固定され、上側板バネ11の内側端部はレンズホルダ23の上部に固定されている。そして、上側板バネ11の外側端部と内側端部とは弾性的に接続されているため、上側板バネ11は、支持体10とレンズホルダ23とを搖動可能に接続する。
The outer end portion of the
下側板バネ12外側端部はベース部材33に固定され、下側板バネ12の内側端部はレンズホルダ23の下部に固定されている。そして、下側板バネ12の外側端部と内側端部とは弾性的に接続されているため、下側板バネ12は、ベース部材33とレンズホルダ23とを搖動可能に接続する。
The outer end of the
このように、上側板バネ11と下側板バネ12とは、レンズホルダ23の上下に対で配置され、レンズホルダ23を囲むように支持している。また、上側板バネ11と下側板バネ12とは、通常のAF機能を備えるカメラモジュールにおいて、一般的に用いられているため、詳細な説明および図示を省略する。
Thus, the
レンズホルダ23は、レンズバレル22を内側に保持し、光学部20と共に光軸方向に変位する。レンズホルダ23がレンズバレル22を保持する位置は、予め治具等を用いて調整され、固定されている。また、レンズホルダ23は、撮像部30に対して搖動可能に支持されている。なお、ずれないように、レンズホルダ23とレンズバレル22とは、接着剤により固定されている。
The
ベース部材33は、支持体10の下方に配置され、矩形であり、光軸に垂直な面の中央に光軸方向に貫通する開口部を有する。ベース部材33は、赤外線遮断フィルタ34と共に、撮像素子31を覆うセンサカバーの役割を担っている。
The
AF用駆動部(駆動用永久磁石2とAF用コイル3)を制御するAF用制御回路(図示せず)は、電気回路部7を介してAF用ホール素子6に電気的に接続しており、下側板バネ12を介してAF用コイル3に電気的に接続している。そして、AF用ホール素子6の出力に基づき、光学部20の光軸方向の変位を、目標値と繰り返し比較し、AF用制御回路は、AF用コイル3に流す電流をフィードバック制御している。AF用制御回路は、基板32に形成されてもよく、カメラモジュール100の外部に形成されてもよい。あるいは、AF用制御回路は、AF用ホール素子6と一体に形成(パッケージ化)されていてもよい。AF用制御回路とAF用ホール素子6とが、パッケージ化されている場合、AF用ホール素子6の配線がパッケージ内部で完結しているため、カメラモジュール100内部の配線の簡略化が可能になる。
An AF control circuit (not shown) for controlling the AF drive unit (the drive
(磁気回路)
以下に、カメラモジュール100における磁気回路について、図4に基づき説明する。
(Magnetic circuit)
Hereinafter, a magnetic circuit in the
図4は、図1に示したカメラモジュール100の磁気回路を概略的に示し、図2の囲みCの拡大図である。
4 schematically shows the magnetic circuit of the
図4に示すように、AF用コイル3に上方から見て左回りに直流電流が流れ、AF用コイル3に上向きのローレンツ力が発生する場合について検討する。
As shown in FIG. 4, a case where a direct current flows counterclockwise in the
検出用永久磁石5は、N極を上方に向け、S極を下方に向けている。このため、検出用永久磁石の磁界B12において、AF用ホール素子6が配置された位置における左右方向(y軸方向)の磁束密度の成分(以下、信号成分)(第1成分)は、検出用永久磁石5が下方から上方へ変位するにしたがい、左向き(+y向き)から右向き(−y向き)へ変化する。
The
AF用コイル3には左回りに直流電流が流れている。このため、AF用コイルの磁界B22において、AF用ホール素子6が配置された位置における左右方向(y軸方向)の磁束密度の成分(以下、ノイズ成分)(第2成分)は、検出用永久磁石5が下方から上方へ変位するにしたがい、左向き(+y向き)から右向き(−y向き)へ変化する。また、ノイズ成分は、AF用コイル3に流れる左回りの電流の大きさが大きくなる場合も、左向き(+y向き)から右向き(−y向き)へ変化する。
A direct current flows counterclockwise through the
したがって、AF用コイル3に上方から見て左回りに直流電流が流れる場合、AF用ホール素子6が検知する検出用永久磁石5の磁界(信号成分)と、AF用ホール素子6が検知するAF用コイル3の磁界(ノイズ成分)とは、同じ向きに変化し、互いに強め合う。
Therefore, when a DC current flows counterclockwise through the
また、カメラモジュール100のAF可動部(AF用コイル3、検出用永久磁石5、及びレンズホルダ23等)の光軸方向の振動の理論的なモデルは、制御工学における1自由度の2次遅れ系に相当する。したがって、理論的なモデルの伝達関数に基づけば、信号成分の周波数特性は、駆動用永久磁石2とAF用コイル3との共振周波数である1次の共振点を有する。また、信号成分の位相は、1次の共振点より高い周波数帯において、AF用コイル3に流れる電流の位相から180(deg.)ずれる。
The theoretical model of the vibration in the optical axis direction of the AF movable part (
したがって、AF用駆動部(駆動用永久磁石2とAF用コイル3)の1次の共振周波数より低い周波数帯において、信号成分とノイズ成分とが同位相である。また、AF用駆動部の1次の共振周波数より高い周波数帯において、信号成分とノイズ成分とが逆位相である。
Therefore, the signal component and the noise component have the same phase in the frequency band lower than the primary resonance frequency of the AF driving unit (the driving
なお、AF用コイル3に上方から見て右回りに直流電流が流れ、AF用コイル3に下向きのローレンツ力が発生する場合も、信号成分とノイズ成分とは、同様に、1次の共振周波数より低い周波数帯において、同位相であり、1次の共振周波数より高い周波数帯において、逆位相である。また、単純化のために、上述の説明においては、AF用コイル3に流れる電流の大きさと大きさの変化とを考慮に入れていないが、考慮に入れても、信号成分とノイズ成分とは、1次の共振周波数より低い周波数帯において、同位相であり、1次の共振周波数より高い周波数帯において、逆位相である。
When a direct current flows clockwise through the
(AF用ホール素子の周波数特性)
以下に、カメラモジュール100におけるAF用ホール素子6の周波数特性について、図5に基づき説明する。
(Frequency characteristics of the hall element for AF)
The frequency characteristics of the
図5は、図4に示した磁気回路におけるAF用ホール素子6の出力の周波数特性を、概略的に示す。図5の下軸は周波数(Hz)を示し、左軸は利得(20dB/div)を示し、右軸は位相(deg.)を示す。
FIG. 5 schematically shows the frequency characteristics of the output of the Hall element for
位相特性62は、AF用ホール素子6の出力とAF用コイル3に流れる電流との位相差の周波数特性を示し、右軸と下軸とを参照する。また、利得特性72は、AF用ホール素子6の出力の利得の周波数特性を示し、反共振点72aを有し、左軸と下軸とを参照する。
The phase characteristic 62 indicates the frequency characteristic of the phase difference between the output of the
(対照例の磁気回路)
以下に、対照例である別の磁気回路について、図6に基づき説明する。なお、対照例は、カメラモジュール100において、検出用永久磁石5の磁極の向きが逆である場合である。
(Magnetic circuit of the control example)
Hereinafter, another magnetic circuit as a control example will be described with reference to FIG. In the
図6は、図4に示した磁気回路の対照例である別の磁気回路を概略的に示す。 FIG. 6 schematically shows another magnetic circuit that is a contrast to the magnetic circuit shown in FIG.
図6に示すように、AF用コイル3に上方から見て左回りに直流電流が流れ、AF用コイル3に上向きのローレンツ力が発生する場合について検討する。
As shown in FIG. 6, a case where a direct current flows counterclockwise in the
検出用永久磁石5は、S極を上方に向け、N極を下方に向けている。このため、検出用永久磁石の磁界B11において、AF用ホール素子6が配置された位置における左右方向(y軸方向)の磁束密度の成分(信号成分)は、検出用永久磁石5が下方から上方へ変位するにしたがい、右向き(−y向き)から左向き(+y向き)へ変化する。
The
AF用コイル3には左回りに直流電流が流れている。このため、AF用コイルの磁界B21において、AF用ホール素子6が配置された位置における左右方向(y軸方向)の磁束密度の成分(ノイズ成分)は、検出用永久磁石5が下方から上方へ変位するにしたがい、左向き(+y向き)から右向き(−y向き)へ変化する。また、ノイズ成分は、AF用コイル3に流れる左回りの電流の大きさが大きくなる場合も、左向き(+y向き)から右向き(−y向き)へ変化する。
A direct current flows counterclockwise through the
したがって、AF用コイル3に上方から見て左回りに直流電流が流れる場合、AF用ホール素子6が検知する検出用永久磁石5の磁界(信号成分)と、AF用ホール素子6が検知するAF用コイル3の磁界(ノイズ成分)とは、逆の向きに変化し、互いに弱め合う。
Therefore, when a DC current flows counterclockwise through the
また、カメラモジュール100のAF可動部(AF用コイル3、検出用永久磁石5、及びレンズホルダ23等)の光軸方向の振動の理論的なモデルは、制御工学における1自由度の2次遅れ系に相当する。したがって、理論的なモデルの伝達関数に基づけば、信号成分の周波数特性は、駆動用永久磁石2とAF用コイル3との共振周波数である1次の共振点を有する。また、信号成分の位相は、1次の共振点より高い周波数帯において、AF用コイル3に流れる電流の位相から180(deg.)ずれる。
The theoretical model of the vibration in the optical axis direction of the AF movable part (
したがって、AF用駆動部(駆動用永久磁石2とAF用コイル3)の1次の共振周波数より低い周波数帯において、信号成分とノイズ成分とが逆位相である。また、AF用駆動部の1次の共振周波数より高い周波数帯において、信号成分とノイズ成分とが同位相である。
Therefore, in the frequency band lower than the primary resonance frequency of the AF driving unit (the driving
なお、AF用コイル3に上方から見て右回りに直流電流が流れ、AF用コイル3に下向きのローレンツ力が発生する場合も、信号成分とノイズ成分とは、同様に、1次の共振周波数より低い周波数帯において、同位相であり、1次の共振周波数より高い周波数帯において、逆位相である。また、単純化のために、上述の説明においては、AF用コイル3に流れる電流の大きさと大きさの変化とを考慮に入れていないが、考慮に入れても、信号成分とノイズ成分とは、1次の共振周波数より低い周波数帯において、同位相であり、1次の共振周波数より高い周波数帯において、逆位相である。
When a direct current flows clockwise through the
(対照例のAF用ホール素子の周波数特性)
以下に、対照例おけるAF用ホール素子6の周波数特性について、図7に基づき説明する。
(Frequency characteristics of the hall element for AF of the control example)
The frequency characteristics of the
図7は、図6に示した磁気回路におけるAF用ホール素子6の出力の周波数特性を、概略的に示す。図6の下軸は周波数(Hz)を示し、左軸は利得(20dB/div)を示し、右軸は位相(deg.)を示す。
FIG. 7 schematically shows the frequency characteristics of the output of the Hall element for
位相特性61は、AF用ホール素子6の出力とAF用コイル3に流れる電流との位相差の周波数特性を示し、右軸と下軸とを参照する。また、利得特性71は、AF用ホール素子6の出力の利得の周波数特性を示し、反共振点を有さず、左軸と下軸とを参照する。
The phase characteristic 61 indicates the frequency characteristic of the phase difference between the output of the
(AF可動部の変位量の周波数特性の測定)
図8は、図1に示したカメラモジュール100におけるAF可動部(AF用コイル3、検出用永久磁石5、及びレンズホルダ23等)の光軸方向の振動の周波数特性を、概略的に示す。
(Measurement of frequency characteristics of displacement of AF moving part)
FIG. 8 schematically shows frequency characteristics of vibration in the optical axis direction of the AF movable part (
以下に、図8に示した振動の周波数特性の測定方法について、図2を参照しながら、説明する。 Hereinafter, a method of measuring the frequency characteristic of vibration shown in FIG. 8 will be described with reference to FIG.
まず、AF可動部の光軸方向の振動の振幅を測定できるように、測定器(図示せず)を設置した。なお、測定器は、非電磁気的な測定器であり、例えば、レーザードップラ振動計である。次に、AF用コイル3に交流電流を流し、AF可動部を振動させた。そして、AF用ホール素子6でなく、設置した測定器により、AF可動部の振動の周波数特性を測定した。これにより、AF用コイル3の磁界の影響(ノイズ成分)を除いたAF可動部の振動の周波数特性を測定した。なお、別の測定方法によって、AF可動部の振動の周波数特性を測定してもよい。
First, a measuring instrument (not shown) was installed so that the amplitude of vibration in the optical axis direction of the AF movable part could be measured. The measuring device is a non-electromagnetic measuring device, for example, a laser Doppler vibrometer. Next, an alternating current was passed through the
位相特性63は、AF可動部の光軸方向の振動とAF用コイル3に流した電流との位相差の周波数特性を示し、右軸と下軸とを参照する。また、利得特性73は、AF可動部の振動の利得の周波数特性を示し、左軸と下軸とを参照する。
The phase characteristic 63 indicates the frequency characteristic of the phase difference between the vibration in the optical axis direction of the AF movable part and the current passed through the
(信号成分の周波数特性)
図8は、AF用コイル3の磁界の影響(ノイズ成分)を除いたAF可動部の振動の周波数特性に示す。このため、図8に示す周波数特性は、理論的なモデルの伝達関数に基づく信号成分の周波数特性と同様の特徴を示す。
(Frequency characteristics of signal components)
FIG. 8 shows the frequency characteristics of the vibration of the AF movable part excluding the influence (noise component) of the magnetic field of the
以下に、図8を参照しながら、信号成分について、説明する。なお、図4と図6とに示した磁気回路は、検出用永久磁石5の磁極の向きを除き同一である。このため、以下の説明は、図4に示した磁気回路における信号成分にも、図6に示した磁気回路における信号成分にも適合する。
Hereinafter, the signal components will be described with reference to FIG. The magnetic circuits shown in FIGS. 4 and 6 are the same except for the direction of the magnetic poles of the detection
カメラモジュール100のAF可動部の光軸方向の振動の理論的なモデルは、制御工学における1自由度の2次遅れ系に相当する。したがって、理論的なモデルの伝達関数に基づけば、信号成分の周波数特性は、駆動用永久磁石2とAF用コイル3との1次の共振周波数である共振点を有する。また、信号成分の周波数特性は、共振点より低い周波数帯において、利得がほぼ一定かつ位相が0(deg.)または360(deg.)であり、共振点より高い周波数帯において、位相が180(deg.)かつ利得が−40(dB/dec)の勾配で減少する。
The theoretical model of the vibration in the optical axis direction of the AF movable part of the
(利得の周波数特性の比較)
図9は、図5と図7と図8とに示した利得の周波数特性(利得特性71〜73)を、示す。なお、実際には、AF用ホール素子6の出力は、AF用ホール素子6が検知する検出用永久磁石5の磁界(信号成分)と、AF用ホール素子6が検知するAF用コイル3の磁界(ノイズ成分)との和に、さらにその他のノイズが重なった信号である。が、単純化のために、AF用ホール素子6の出力を、信号成分とノイズ成分との和として検討する。
(Comparison of frequency characteristics of gain)
FIG. 9 shows the frequency characteristics (gain characteristics 71 to 73) of the gain shown in FIG. 5, FIG. 7, and FIG. In practice, the output of the
領域Iは、信号成分の利得がノイズ成分の利得より十分に大きい周波数帯であり、低周波数帯である。このため、領域Iにおいては、カメラモジュール100(図4に示した磁気回路)におけるAF用ホール素子6の出力の利得特性72と、対照例(図6に示した磁気回路)におけるAF用ホール素子6の出力の利得特性71とが、信号成分の利得特性73に略一致する。また、駆動用永久磁石2とAF用コイル3との共振周波数は、領域Iに存在する。
Region I is a frequency band in which the gain of the signal component is sufficiently larger than the gain of the noise component, and is a low frequency band. Therefore, in region I, the gain characteristic 72 of the output of the Hall element for
領域IIIは、ノイズ成分の利得が信号成分の利得より十分に大きい周波数帯であり、高周波数帯である。このため、領域IIIにおいては、カメラモジュール100におけるAF用ホール素子6の出力の利得特性72と、対照例におけるAF用ホール素子6の出力の利得特性71とが、互いに略一致する。一方、利得特性72と利得特性71とは、信号成分の利得特性73から離れ、一定値に漸近している。このため、利得特性72と利得特性71とは、ノイズ成分の利得特性に略一致していると推定される。
Region III is a frequency band in which the gain of the noise component is sufficiently larger than the gain of the signal component, and is a high frequency band. For this reason, in the region III, the gain characteristic 72 of the output of the Hall element for
領域IIは、領域Iと領域IIIとの中間の周波数帯である。このため、信号成分とノイズ成分との位相関係による利得特性72と利得特性71との相違が顕著である。 Region II is an intermediate frequency band between region I and region III. For this reason, the difference between the gain characteristic 72 and the gain characteristic 71 due to the phase relationship between the signal component and the noise component is significant.
領域IIにおいて、カメラモジュール100におけるAF用ホール素子6の出力の利得特性72は、信号成分とノイズ成分とが逆位相である。領域IIにおいて、対照例におけるAF用ホール素子6の出力の利得特性71は、信号成分とノイズ成分とが同位相である。このため領域IIにおいて、反共振点72aを有する利得特性72は、反共振点を有さない利得特性71より、小さい。言い換えると、カメラモジュール100におけるAF用制御回路は、対照例におけるAF用制御回路より、利得余裕が多い。
In the region II, the gain characteristic 72 of the output of the Hall element for
したがって、AF用制御回路の制御周波数帯よりも、高い周波数帯に何らか(例えば、図2に示した上側板バネ11の捩じれ)の共振点が存在する場合であっても、反共振点72aを有する利得特性72のような周波数特性を示すAF用制御回路は、発振しにくい。このため、カメラモジュール100におけるAF用制御回路は、対照例におけるAF用制御回路よりも、安定的にAF用駆動部をフィードバック制御できる。
Therefore, even if there is a resonance point (for example, twisting of the
(効果)
図4は、カメラモジュール100において、上向き(+z向き)のローレンツ力が発生するように、AF用コイル3に上方から見て左回りに直流電流を流した場合を示す。この場合、光学部20はレンズホルダ23と共に、上向きのローレンツ力を推力として、上方へ変位する。そして、光学部20の変位に応じて、AF用ホール素子6が検知する検出用永久磁石5の磁界B12と、AF用ホール素子6が検知するAF用コイル3の磁界B22とが、右向き(−y向き)の成分が増えるように変化する。
(effect)
FIG. 4 shows a case where a direct current is passed through the
したがって、検出用永久磁石5の磁界において、AF用ホール素子6が配置された位置における光軸に垂直な方向の磁束密度の成分(信号成分)と、AF用コイル3の磁界において、AF用ホール素子6が配置された位置における光軸に垂直な方向の磁束密度の成分(ノイズ成分)とが、AF用駆動部(駆動用永久磁石2とAF用コイル3)の1次共振周波数より低い周波数帯において、同位相になり、AF用駆動部の1次共振周波数より高い周波数帯において、逆位相になる。このため、信号成分とノイズ成分とは、AF用駆動部の1次共振周波数より高い周波数帯に、反共振のピーク周波数(反共振点)を有する。
Therefore, in the magnetic field of the
したがって、図9に示したように、反共振点を有さない対照例(利得特性71)より、カメラモジュール100(利得特性72)は、AF用制御回路の利得余裕が多い。このため、AF用制御回路が発振しにくく、安定的である。 Therefore, as shown in FIG. 9, the camera module 100 (gain characteristic 72) has more gain margin of the AF control circuit than the control example (gain characteristic 71) having no anti-resonance point. For this reason, the AF control circuit hardly oscillates and is stable.
図2に示したように、AF用ホール素子6がAF固定部にあるため、AF可動部への配線数が少ない。このため、カメラモジュール100内部の配線の簡略化が可能になる。なお、カメラモジュール100内部の配線の簡略化は、ハンダ付け等の配線作業の省作業化およびカメラモジュール100の製造費用の低減を齎すため、好ましい。
As shown in FIG. 2, since the
また、互いに対向する検出用永久磁石5とAF用ホール素子6とが、AF用駆動部(駆動用永久磁石2とAF用コイル3)とベース部材33との間にある。一般的に、光学部駆動装置1及び撮像部30を外部に電気的に接続するための配線基板(図示せず)は、基板32に固定されている。このため、配線を短くできるので、AF用ホール素子6は基板32の近くに配置されることが好ましい。
Further, the detection
また、上方から見て、検出用永久磁石5がレンズホルダ23の外周側面の辺中央付近に配置され、AF用ホール素子6が支持体10の内周側面の辺中央付近に配置されている。辺中央付近においては、レンズホルダ23の外周側面と支持体10の内周側面とが平行に対向している。このため、容易に、検出用永久磁石5とAF用ホール素子6とを平行に対向するように配置することができる。
Further, when viewed from above, the detection
(変形例)
なお、駆動用永久磁石2は、AF用コイル3にS極を向け、支持体10にN極を向けるように配置されてもよい。この場合、AF用コイル3に上方からみて右回りの電流を流すと、AF用コイル3に上向きのローレンツ力が発生する。そしてこのローレンツ力を推力として、光学部駆動装置1はレンズホルダ23と共に光学部20を上方に変位させる。したがって、検出用永久磁石5は、AF用コイル3の下方に、S極を上方に向けN極を下方に向けるように、配置される。
(Modification)
The driving
また、検出用永久磁石5がAF用コイル3の上方に配置され、AF用ホール素子6が駆動用永久磁石2の上方に配置されてもよい。この場合、AF用ホール素子が感知するAF用コイル3の磁界の変化の向きが反転する。したがって、駆動用永久磁石2が、AF用コイル3にN極を向けるように配置されていれば、検出用永久磁石5は、S極を上方に向けN極を下方に向けるように、配置される。また、駆動用永久磁石2が、AF用コイル3にS極を向けるように配置されていれば、検出用永久磁石5は、N極を上方に向けS極を下方に向けるように、配置される。
Alternatively, the detection
〔実施形態2〕
本発明の実施形態2について、図10に基づいて説明すれば、以下のとおりである。なお、説明の便宜上、前記実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。
[Embodiment 2]
The following describes
図10は、実施形態2に係るカメラモジュール200の概略構成を示し、A−A矢視断面図に相当する。
FIG. 10 shows a schematic configuration of the
カメラモジュール200は、実施形態1のカメラモジュール100と同様に、AF機能を備え、光学部駆動装置1、光学部20、撮像部30、赤外線遮断フィルタ34、開口41が形成されたカバー40、および配線基板(図示せず)を備える。
Similarly to the
光学部駆動装置1は、実施形態1と同様に、駆動用永久磁石2、AF用コイル3、検出用永久磁石5、AF用ホール素子6、電気回路部7、支持体10、上側板バネ11、下側板バネ12、レンズホルダ23、およびベース部材33を備える。光学部20も実施形態1と同様に、複数の撮像レンズ21と、レンズバレル22と、を備える。撮像部30も実施形態1と同様に、撮像素子31と、光軸に垂直な基板32とを備える。
As in the first embodiment, the optical
(AF固定部とAF可動部)
光学部駆動装置1の構成は、撮像部30に対し光軸方向に搖動しないように固定されているAF固定部と、撮像部30に対し光軸方向に搖動可能であるAF可動部と、AF固定部とAF可動部とを搖動可能に接続するAF接続部とに分けることができる。
(AF fixed part and AF movable part)
The configuration of the optical
実施形態1のカメラモジュール100と異なり、実施形態2のカメラモジュール200においては、AF用ホール素子6と電気回路部7とがAF可動部に含まれ、検出用永久磁石5がAF固定部に含まれている。したがって、駆動用永久磁石2、検出用永久磁石5、支持体10、及び基板32が、AF固定部に含まれる。また、AF用コイル3、AF用ホール素子6、電気回路部7、およびレンズホルダ23が、AF可動部に含まれる。
Unlike the
(検出用永久磁石とAF用ホール素子との配置)
以下に、検出用永久磁石5とAF用ホール素子6との配置について、図10とに基づき説明する。
(Arrangement of permanent magnet for detection and hall element for AF)
The arrangement of the detection
検出用永久磁石5は、光軸方向から見て、支持体10の左方の内周側面の辺中央付近に配置されるように、支持体10に固定されている。また、AF用ホール素子6は、光軸方向から見て、レンズホルダ23の左方の外周側面の辺中央付近に配置されるように、電気回路部7を介してレンズホルダ23に固定されている。また、駆動用永久磁石2が、AF用コイル3にN極を向け、支持体10にS極を向けるように、配置されている。また、検出用永久磁石5が駆動用永久磁石2の下方に配置され、AF用ホール素子6がAF用コイル3の下方に配置されている。
The detection
さらに、AF用ホール素子6の出力の周波数特性が反共振点を有するように検出用永久磁石5は配置されている。具体的には、検出用永久磁石5は、N極を上方に向けS極を下方に向けるように、配置されている。
Further, the detection
(効果)
実施形態1のカメラモジュール100と同様に、実施形態2のカメラモジュール200は、AF用制御回路の利得余裕が多い。このため、AF用制御回路が発振しにくく、安定的である。
(effect)
Similar to the
カメラモジュール200において、図10に示されているように、AF用コイル3とAF用ホール素子6とはAF可動部に含まれるのに対し、駆動用永久磁石2と検出用永久磁石5とはAF固定部に含まれる。このため、駆動用永久磁石2と検出用永久磁石5との両方が支持体10に固定されている。また、駆動用永久磁石2は、S極がN極よりAF用ホール素子6から離れるように配置されており、検出用永久磁石5は、N極を駆動用永久磁石2に向けるように、駆動用永久磁石2のS極の下方に配置されている。このような配置により、駆動用永久磁石2のS極と検出用永久磁石5のN極とは、互いに近くなり、駆動用永久磁石2と検出用永久磁石5との間に、磁気的な引力が発生する。
In the
言い換えると、駆動用永久磁石2は、S極を支持体10に向けるように支持体10に固定され、検出用永久磁石5は、N極を駆動用永久磁石2に向けるように支持体10に固定される。このため、駆動用永久磁石2のS極と検出用永久磁石5のN極との間に発生する磁気的な引力が強くなり、駆動用永久磁石2と検出用永久磁石5との間においては、引力が斥力より強くなる。
In other words, the drive
駆動用永久磁石2と検出用永久磁石5との間の磁気的な引力は、検出用永久磁石5と駆動用永久磁石2とを支持体10に固定する作業を容易にすることができる。さらに、磁気的に安定であるため、検出用永久磁石5と駆動用永久磁石2との固定強度の増強を見込むことも可能である。
The magnetic attractive force between the drive
カメラモジュール200において、光軸方向から見て、駆動用永久磁石2とAF用ホール素子6との距離は、駆動用永久磁石2と検出用永久磁石5との距離より大きい。したがって、AF用ホール素子6に対する駆動用永久磁石2が生成する磁界の影響が小さい。このため、AF用制御回路の利得余裕の増大を見込むことも可能である。
In the
(変形例)
なお、駆動用永久磁石2は、AF用コイル3にS極を向け、支持体10にN極を向けるように配置されてもよい。この場合、AF用コイル3に上方からみて右回りの電流を流すと、AF用コイル3に上向きのローレンツ力が発生する。そしてこのローレンツ力を推力として、光学部駆動装置1はレンズホルダ23と共に光学部20を上方に変位させる。したがって、検出用永久磁石5は、AF用コイル3の下方に、S極を上方に向けN極を下方に向けるように、配置される。
(Modification)
The driving
また、検出用永久磁石5がAF用コイルの上方に配置され、AF用ホール素子6が駆動用永久磁石2の上方に配置されてもよい。この場合、AF用ホール素子6が感知するAF用コイル3の磁界の変化の向きが反転する。したがって、駆動用永久磁石2が、AF用コイル3にN極を向け、支持体10にS極を向けるように配置されていれば、検出用永久磁石5は、S極を上方に向けN極を下方に向けるように、配置される。また、駆動用永久磁石2が、AF用コイル3にS極を向け、支持体10にN極を向けるように配置されていれば、検出用永久磁石5は、N極を上方に向けS極を下方に向けるように、配置される。
Alternatively, the detection
〔実施形態3〕
本発明の実施形態3について、図11に基づいて説明すれば、以下のとおりである。なお、説明の便宜上、前記実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。
[Embodiment 3]
The third embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG. For convenience of explanation, members having the same functions as those described in the embodiment are given the same reference numerals, and descriptions thereof are omitted.
図11は、実施形態3に係るカメラモジュール300の概略構成を示し、A−A矢視断面図である。
FIG. 11 shows a schematic configuration of the
カメラモジュール300は、実施形態1のカメラモジュール100と同様に、AF機能を備え、光学部駆動装置1、光学部20、撮像部30、赤外線遮断フィルタ34、開口41が形成されたカバー40、および配線基板(図示せず)を備える。
Similar to the
光学部駆動装置1は、実施形態1と同様に、駆動用永久磁石2(第2永久磁石)、AF用コイル3、検出用永久磁石5、AF用ホール素子6、電気回路部7、支持体10、上側板バネ11、下側板バネ12、レンズホルダ23、およびベース部材33を備える。光学部20も実施形態1と同様に、複数の撮像レンズ21と、レンズバレル22と、を備える。撮像部30も実施形態1と同様に、撮像素子31と、光軸に垂直な基板32とを備える。
As in the first embodiment, the optical
そして、光学部駆動装置1は、さらに、光学式手振れ補正(OIS:Optical Image Stabilizer)機能のために、OIS用コイル4(第2コイル)、サスペンションワイヤ13、OIS用ホール素子8(変位検出部)、およびOIS用ジャイロセンサ(図示せず)を備える。したがって、カメラモジュール300は、実施形態1のカメラモジュール100及び実施形態2のカメラモジュール200と異なり、光学部20を光軸に垂直な方向に変位させるOIS用駆動部(駆動用永久磁石2とOIS用コイル4)と、光軸に垂直な方向に光学部20が搖動可能なように支持する支持部材(サスペンションワイヤ13)と、光学部20の光軸に垂直な方向の変位を検出するOIS用変位検出部(OIS用ホール素子8)と、を含む。
Further, the optical
OIS用ホール素子8は、駆動用永久磁石2が生成する磁界に基づき、光学部20の光軸に垂直な方向の変位を検出するための磁気的変位検出部であり、磁束密度の光軸方向の成分を測定するように配置されている。また、光軸方向から見て、光学部20の左側に配置された駆動用永久磁石2の中央付近と前側に配置された駆動用永久磁石2の中央付近とに配置されている。また、OIS用ホール素子8は、ベース部材33の内部に固定されている。
The
このように、OIS用ホール素子8は、駆動用永久磁石2が生成する磁界の上下方向(z軸方向)の成分を測定するように、駆動用永久磁石2の下方に配置されている。なお、OIS用ホール素子は、磁気抵抗素子等の別の種類の磁気的変位検出部であってもよく、発光素子等を用いる非磁気的変位検出部であってもよい。
Thus, the
サスペンションワイヤ13は、AF用コイル3又はAF用ホール素子6に通電するための配線部材でもある。サスペンションワイヤ13は、金属等から細い棒状に形成されており、光軸の方向に延びるように配置されている。サスペンションワイヤ13の下端は、ベース部材33の外周部に垂直に固定され、サスペンションワイヤ13の上端は、支持体10、あるいは、上側板バネ11の外側端部の突出部に固定されている。したがって、サスペンションワイヤ13は、支持体10と光学部20とAF用駆動部(駆動用永久磁石2とAF用コイル3)とを光軸に垂直な方向に搖動可能に支持する。
The
検出用永久磁石5がAF用コイル3の下方に配置され、AF用ホール素子6が駆動用永久磁石2の下方に配置されている。このため、駆動用永久磁石2が、AF用コイル3にN極を向けるように配置されていれば、検出用永久磁石5は、N極を上方に向けS極を下方に向けるように、配置される。また、駆動用永久磁石2が、AF用コイル3にS極を向けるように配置されていれば、検出用永久磁石5は、S極を上方に向けN極を下方に向けるように、配置される。
The detection
(OIS用駆動部)
以下に、OIS用駆動部(駆動用永久磁石2とOIS用コイル4)について、説明する。なお、実施形態3においては、駆動用永久磁石2がOIS用駆動部とAF用駆動部とで兼用されているが、OIS用駆動部とAF用駆動部とはそれぞれ専用の駆動用永久磁石を備えてもよい。
(OIS drive unit)
Below, the OIS drive section (the drive
OIS用コイル4は、平面型コイルであり、駆動用永久磁石2のそれぞれの両磁極を有する下面に対向するように、ベース部材33に固定されている。この配置により、OIS用コイル4に電流が流れると、OIS用コイル4に光軸に垂直な方向のローレンツ力が発生する。そして、OIS用コイル4はベース部材33に固定されているため、ローレンツ力の反動力を推力として、搖動可能な駆動用永久磁石2が変位する。駆動用永久磁石2は、支持体10に固定されているため、上側板バネ11および下側板バネ12と、レンズホルダ23とを介し、光学部20も搖動可能な駆動用永久磁石2と共に変位する。
The OIS coil 4 is a planar coil, and is fixed to the
したがって、光学部20の前後に配置された一対のOIS用コイル4に電流を流すと、光軸と巻軸とに垂直な前後方向にローレンツ力が発生し、光学部20が前後方向に変位する。また、光学部20の左右に配置された一対のOIS用コイル4に電流を流すと、光軸と巻軸とに垂直な左右方向にローレンツ力が発生し、光学部20が左右方向に変位する。
Therefore, when an electric current is passed through the pair of OIS coils 4 arranged before and after the
なお、実施形態3においては、OIS用コイル4を、光学部20の前後左右の4箇所に設けたが、これに限定されることはなく、光学部20の前後の一方のみと、光学部20の左右の一方のみとに設けてもよい。
In the third embodiment, the OIS coil 4 is provided at four positions on the front, rear, left, and right sides of the
(3軸フィードバック制御)
AF機能とOIS機能との両方を有する光学部駆動装置1は、3軸方向(X軸、Y軸、Z軸)方向に光学部を変位させる。このため、AFを効率的に高速で行うために、光学部20の光軸方向(z軸方向)の位置と、OIS用ホール素子8の出力信号に基づく光学部20の光軸な垂直な方向(X方向、Y方向)の位置と、に基づき、AF用制御回路はAF用駆動部を3軸フィードバック制御している。
(3-axis feedback control)
The optical
(効果)
実施形態1及び2と同様に、実施形態3のカメラモジュール300は、AF用制御回路の利得余裕が多い。このため、AF用制御回路が発振しにくく、安定的である。AF用制御回路が安定的であるため、3軸ループフィードバック制御(上記特許文献1参照)を、より効果的に行うことができる。
(effect)
Similar to the first and second embodiments, the
(変形例)
なお、検出用永久磁石5がAF用コイル3の上方に配置され、AF用ホール素子6が駆動用永久磁石2の上方に配置されてもよい。この場合、AF用ホール素子6が感知するAF用コイル3の磁界の変化の向きが反転する。したがって、駆動用永久磁石2が、AF用コイル3にN極を向けるように配置されていれば、検出用永久磁石5は、S極を上方に向けN極を下方に向けるように、配置される。また、駆動用永久磁石2が、AF用コイル3にS極を向けるように配置されていれば、検出用永久磁石5は、N極を上方に向けS極を下方に向けるように、配置される。
(Modification)
The detection
検出用永久磁石5とAF用ホール素子6とがAF用駆動部(AF用コイル3と駆動用永久磁石2)との上方に配置された場合は、検出用永久磁石5とAF用ホール素子6とがAF用コイルと駆動用永久磁石2との下方に配置された場合よりも、OIS用コイル4とAF用ホール素子6との距離が大きい。したがって、OIS用コイル4とAF用ホール素子6とが離れているため、AF用ホール素子6がAF用駆動部の上方に配置されている場合、AF用ホール素子6に対するOIS用コイル4に流れる電流により発生する磁界の影響(ノイズ)を抑制することができる。
When the detection
このため、AF用駆動部(AF用コイル3と駆動用永久磁石2)とOIS用コイル4との間にAF用ホール素子6が配置された構成より、OIS用コイル4とAF用ホール素子6との間にAF用駆動部(AF用コイル3と駆動用永久磁石2)が配置された構成において、AF用制御回路は利得余裕が多く、安定的である。
For this reason, the OIS coil 4 and the
なお、実施形態1と同様に、実施形態3においても、駆動用永久磁石2がAF用コイル3にS極を向け、支持体10にN極を向けるように配置されてもよい。また、実施形態2のように、AF用ホール素子6と電気回路部7とがAF可動部に含まれ、検出用永久磁石5がAF固定部に含まれてもよい。
Similar to the first embodiment, also in the third embodiment, the driving
〔実施形態4〕
本発明の実施形態4について、図12〜図13に基づいて説明すれば、以下のとおりである。なお、説明の便宜上、前記実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。
[Embodiment 4]
The following description will discuss Embodiment 4 of the present invention with reference to FIGS. For convenience of explanation, members having the same functions as those described in the embodiment are given the same reference numerals, and descriptions thereof are omitted.
図12は、実施形態4に係るカメラモジュール400の概略構成を示し、A−A矢視断面図である。
FIG. 12 shows a schematic configuration of the
図13は、図12に示したカメラモジュール400の概略構成を示し、B−B矢視断面図である。
13 shows a schematic configuration of the
カメラモジュール400は、実施形態1のカメラモジュール100と同様に、AF機能を備え、光学部駆動装置1、光学部20、撮像部30、赤外線遮断フィルタ34、開口41が形成されたカバー40、および配線基板(図示せず)を備える。
Similarly to the
光学部駆動装置1は、実施形態1と同様に、駆動用永久磁石2、AF用コイル3、検出用永久磁石5、AF用ホール素子6、電気回路部7、支持体10、上側板バネ11、下側板バネ12、レンズホルダ23、およびベース部材33を備える。光学部20も実施形態1と同様に、複数の撮像レンズ21と、レンズバレル22と、を備える。撮像部30も実施形態1と同様に、撮像素子31と、光軸に垂直な基板32とを備える。
As in the first embodiment, the optical
〔検出用永久磁石とAF用ホール素子との配置〕
そして、実施形態1〜3のカメラモジュール100、200、300と異なり、実施形態4のカメラモジュール400においては、検出用永久磁石5とAF用ホール素子6と電気回路部7とが、光学部駆動装置1の角部に配置されている。
[Arrangement of permanent magnet for detection and hall element for AF]
Unlike the
以下に、検出用永久磁石5とAF用ホール素子6と電気回路部7の配置について、図12と図13とに基づき、説明する。
Hereinafter, the arrangement of the detection
検出用永久磁石5は、AF用コイル3の下方に、N極を上方に向けS極を下方に向けるように、配置されている。また、検出用永久磁石5は、レンズホルダ23の左後方の外周側面に配置されるように、レンズホルダ23に固定されている。
The detection
AF用ホール素子6と電気回路部7とは、駆動用永久磁石2の下方に配置されている。また、AF用ホール素子6と電気回路部7とは、支持体10の左後方の内周側面の角部に配置されるように、支持体10に固定されている。
The
したがって、検出用永久磁石5とAF用ホール素子6とは、光軸方向から見て、互いに対向するように、光学部駆動装置1の左後方の角部に配置されている。このため、検出用永久磁石5とAF用ホール素子6とは、光軸方向から見て、光学部20の後方に配置された駆動用永久磁石2と左方に配置された駆動用永久磁石2との間に配置されている。
Therefore, the detection
この配置により、実施形態1〜3と比べて、AF用ホール素子6が駆動用永久磁石2から離れている。これにより、AF用ホール素子6に対する駆動用永久磁石2の磁界の影響(ノイズ)を抑制することができる。
With this arrangement, the
なお、実施形態1と同様に、実施形態4においても、駆動用永久磁石2がAF用コイル3にS極を向け、支持体10にN極を向けるように配置されてもよい。また、検出用永久磁石5とAF用ホール素子6がAF用駆動部の上方に配置されてもよい。また、実施形態2のように、AF用ホール素子6と電気回路部7とがAF可動部に含まれ、検出用永久磁石5がAF固定部に含まれてもよい。
Similarly to the first embodiment, in the fourth embodiment, the driving
さらに、実施形態2および3において、実施形態4と同様に、検出用永久磁石5とAF用ホール素子6と電気回路部7とが、光学部駆動装置1の角部に配置されてもよい。
Further, in the second and third embodiments, as in the fourth embodiment, the detection
〔まとめ〕
本発明の態様1に係る光学部駆動装置は、撮像レンズ(21)を有する光学部(20)と、前記光学部を支持する支持体(10)と前記光学部を前記支持体に対して前記撮像レンズの光軸方向(z軸方向)に変位させるための、第1永久磁石(駆動用永久磁石2)および第1コイル(AF用コイル3)と、前記光学部の前記光軸方向の変位を検出するための磁気的変位検出部(AF用ホール素子6)と、前記光学部の前記光軸方向の変位に従って、前記磁気的変位検出部に対して相対的に変位する検出用永久磁石(5)と、を含む光学部駆動装置(1)であって、前記磁気的変位検出部が検知する前記検出用永久磁石が生成する磁場である第1成分(信号成分)と、前記磁気的変位検出部が検知する前記第1コイルに流れる電流により発生する磁場である第2成分(ノイズ成分)とは、前記第1コイルに直流電流を流した場合に同位相である。
[Summary]
An optical unit driving apparatus according to
上記の構成によれば、第1成分と第2成分とは、前記第1コイルに直流電流を流した場合に、同位相である。このため、第1永久磁石と第1コイルとの1次の共振周波数より低い周波数帯において、第1成分と第2成分とは同位相である。また、第1永久磁石と第1コイルとの1次の共振周波数より高い周波数帯において、第1成分と第2成分とは逆位相であり、磁気的な反共振周波数を有する。さらに、磁気的変位検出部の出力は、主に、第1成分と第2成分との和である。 According to the above configuration, the first component and the second component have the same phase when a direct current is passed through the first coil. For this reason, the first component and the second component have the same phase in a frequency band lower than the primary resonance frequency of the first permanent magnet and the first coil. In the frequency band higher than the primary resonance frequency of the first permanent magnet and the first coil, the first component and the second component are in opposite phases and have a magnetic anti-resonance frequency. Furthermore, the output of the magnetic displacement detector is mainly the sum of the first component and the second component.
このため、反共振周波数の周辺の周波数帯(図9の領域II)において、第1成分と第2成分とが、前記第1コイルに直流電流を流した場合に、逆位相である構成と比べて、上記構成における磁気的変位検出部の出力の利得は小さい。これにより、磁気的変位検出部の出力に基づき、第1コイルに流れる電流を制御する制御回路(AF用制御回路)の制御周波数より高い周波数帯における、制御回路の利得余裕を増やすことができる。 For this reason, in the frequency band around the anti-resonance frequency (region II in FIG. 9), the first component and the second component have a phase opposite to that when a direct current is passed through the first coil. Thus, the gain of the output of the magnetic displacement detector in the above configuration is small. As a result, the gain margin of the control circuit in the frequency band higher than the control frequency of the control circuit (AF control circuit) that controls the current flowing through the first coil can be increased based on the output of the magnetic displacement detector.
そして、制御回路の利得余裕が多いため、第1コイルと第1永久磁石との共振以外の共振が存在する場合であっても、制御回路が発振しにくい。このように、上記構成によれば、制御回路の利得を減らさなくても、第1コイルと第1永久磁石との共振以外の共振の共振周波数を機械的に変動させなくても、光学部の光軸方向の変位(オートフォーカス)をより安定的にフィードバック制御できる。 Since the gain margin of the control circuit is large, the control circuit is less likely to oscillate even when resonance other than the resonance between the first coil and the first permanent magnet exists. As described above, according to the above configuration, the optical unit can be obtained without reducing the gain of the control circuit or mechanically changing the resonance frequency of the resonance other than the resonance between the first coil and the first permanent magnet. The displacement (autofocus) in the optical axis direction can be feedback controlled more stably.
本発明の態様2に係る光学部駆動装置は、上記態様1に記載の光学部駆動装置(1)であり、前記第1成分(信号成分)と前記第2成分(ノイズ成分)とは、前記第1コイル(AF用コイル3)に交流電流を流した場合に、磁気的な反共振周波数(反共振点72a)を有してもよい。
An optical unit driving apparatus according to
上記の構成によれば、第1成分と第2成分とは、磁気的な反共振周波数を有する。このため、請求項1と同様に、第1コイルに流れる電流を制御する制御回路の利得余裕が多いため、光学部の光軸方向の変位(オートフォーカス)をより安定的にフィードバック制御できる。 According to the above configuration, the first component and the second component have a magnetic anti-resonance frequency. For this reason, since the gain margin of the control circuit for controlling the current flowing through the first coil is large as in the first aspect, the displacement (autofocus) of the optical unit in the optical axis direction can be feedback-controlled more stably.
本発明の態様3に係る光学部駆動装置は、上記態様1または2に記載の光学部駆動装置(1)であり、前記磁気的変位検出部(AF用ホール素子6)は、前記光軸方向に垂直な第1方向(y軸方向)の磁場を検知するように配置されており、前記検出用永久磁石(5)は、磁極の一方(N極)を前記光軸方向の一方(上方、+z向き)に向け、磁極の他方(S極)を前記光軸方向の他方(下方、−z向き)に向けるように配置されていてもよい。
An optical unit driving apparatus according to
上記の構成によれば、磁気的変位検出部の磁場を検知する方向(y軸方向)と、検出用永久磁石の両磁極を結ぶ方向(z軸方向)とは、直交する。この配置により、検出用永久磁石の変位に対して、第1成分(信号成分)が線形に変化する。線形に変化するため、第1成分から、検出用永久磁石の変位すなわち光学部の変位を、制御回路が算出しやすい。 According to said structure, the direction (y-axis direction) which detects the magnetic field of a magnetic displacement detection part, and the direction (z-axis direction) which connects both the magnetic poles of a permanent magnet for a detection are orthogonal. With this arrangement, the first component (signal component) changes linearly with respect to the displacement of the detection permanent magnet. Since it changes linearly, the control circuit can easily calculate the displacement of the permanent magnet for detection, that is, the displacement of the optical unit, from the first component.
したがって、制御回路をより簡易にすることが可能になり、光学部の光軸方向の変位(オートフォーカス)をより容易にフィードバック制御できる。 Therefore, the control circuit can be simplified, and the displacement (autofocus) of the optical unit in the optical axis direction can be more easily feedback controlled.
本発明の態様4に係る光学部駆動装置は、上記態様1から3の何れか1態様に記載の光学部駆動装置(1)であり、前記磁気的変位検出部(AF用ホール素子6)及び前記検出用永久磁石(5)の一方と、前記第1コイル(AF用コイル3)と、が前記光学部(20)に固定されており、前記磁気的変位検出部及び前記検出用永久磁石の他方と、前記第1永久磁石(駆動用永久磁石2)と、が前記支持体(10)に固定されており、前記第1永久磁石は、前記第1コイルに対向する面を有し、磁極の一方を前記光軸に垂直な第2方向の一方に向け、磁極の他方を前記第2方向の他方に向けるように配置されていてもよい。
An optical unit driving device according to aspect 4 of the present invention is the optical unit driving device (1) according to any one of the
上記の構成によれば、第1コイルに電流を流すと、第1コイルに光軸方向のローレンツ力が発生する。ローレンツ力により光学部が光軸方向に変位するため、第1コイルに流れる電流を制御する制御回路は、光学部の光軸方向の変位を制御することができる。 According to said structure, when an electric current is sent through a 1st coil, the Lorentz force of an optical axis direction will generate | occur | produce in a 1st coil. Since the optical unit is displaced in the optical axis direction by the Lorentz force, the control circuit that controls the current flowing through the first coil can control the displacement of the optical unit in the optical axis direction.
本発明の態様5に係る光学部駆動装置は、上記態様4に記載の光学部駆動装置(1)であり、前記第1永久磁石(駆動用永久磁石2)は、前記光軸方向(z軸方向)からみて、磁極の一方(S極)が他方(N極)より前記磁気的変位検出部(AF用ホール素子6)から離れるように配置されており、前記検出用永久磁石(5)は、前記光軸方向から見て、前記第1永久磁石の磁極の前記一方(S極)に重なるように配置されており、前記検出用永久磁石が前記第1永久磁石に向ける磁極(N極)と、前記第1永久磁石の磁極の前記一方(S極)との間には、引力が発生してもよい。
An optical unit driving apparatus according to
上記の構成によれば、第1永久磁石と検出用永久磁石とは、磁気的に安定な配置である。このため、組立作業において、第1永久磁石と検出用永久磁石とを配置(固定)する作業を容易にすることができる。また、第1永久磁石と検出用永久磁石との固定の固定強度の増強を見込むことも可能である。 According to said structure, a 1st permanent magnet and a permanent magnet for a detection are magnetically stable arrangement | positioning. For this reason, in the assembly work, the work of arranging (fixing) the first permanent magnet and the detection permanent magnet can be facilitated. It is also possible to expect an increase in the fixing strength between the first permanent magnet and the detection permanent magnet.
本発明の態様6に係る光学部駆動装置は、上記態様1から3の何れか1態様に記載の光学部駆動装置(1)であり、前記第1永久磁石(駆動用永久磁石2)と前記検出用永久磁石(5)は、前記光学部(20)と前記支持体(10)との一方に固定されており、前記第1永久磁石が前記光学部と前記支持体との前記一方に向ける磁極と、前記検出用永久磁石が前記第1永久磁石に向ける磁極との間には、引力が発生してもよい。
An optical unit driving apparatus according to an
上記の構成によれば、第1永久磁石と検出用永久磁石とは、磁気的に安定な配置である。このため、組立作業において、第1永久磁石と検出用永久磁石とを配置(固定)する作業を容易にすることができる。また、第1永久磁石と検出用永久磁石との固定の固定強度の増強を見込むことも可能である。 According to said structure, a 1st permanent magnet and a permanent magnet for a detection are magnetically stable arrangement | positioning. For this reason, in the assembly work, the work of arranging (fixing) the first permanent magnet and the detection permanent magnet can be facilitated. It is also possible to expect an increase in the fixing strength between the first permanent magnet and the detection permanent magnet.
本発明の態様7に係る光学部駆動装置は、上記態様1から6の何れか1態様に記載の光学部駆動装置(1)であり、前記第1永久磁石(駆動用永久磁石2)は複数の磁石片(駆動用永久磁石2)を含み、前記磁気的変位検出部(AF用ホール素子6)と前記検出用永久磁石(5)とは、前記光軸方向(z軸方向)から見て、互いに隣り合う2つの前記磁石片(光学部20の後方に配置された駆動用永久磁石2と左方に配置された駆動用永久磁石2)の間に配置されていてもよい。
An optical unit driving apparatus according to an
上記の構成によれば、磁気的変位検出部と検出用永久磁石とは、2つの磁石片の間に配置されている。言い換えると、磁気的変位検出部と検出用永久磁石とは、第1永久磁石である磁石片がないところに配置され、第1永久磁石から離れている。このため、上記構成によれば、磁気的変位検出部に対する、第1永久磁石が生成する磁界の影響を抑制することができる。 According to said structure, the magnetic displacement detection part and the permanent magnet for a detection are arrange | positioned between two magnet pieces. In other words, the magnetic displacement detector and the detection permanent magnet are disposed where there is no magnet piece that is the first permanent magnet, and are separated from the first permanent magnet. For this reason, according to the said structure, the influence of the magnetic field which a 1st permanent magnet produces | generates with respect to a magnetic displacement detection part can be suppressed.
本発明の態様8に係る光学部駆動装置は、上記態様1から6の何れか1態様に記載の光学部駆動装置(1)であり、前記第1永久磁石(駆動用永久磁石2)が少なくも1つの磁石片(駆動用永久磁石2)を含み、前記磁気的変位検出部(AF用ホール素子6)と前記検出用永久磁石(5)とは、前記光軸方向(z軸方向)から見て、前記磁石片の長辺の中央付近に配置されていてもよい。 An optical unit driving apparatus according to an eighth aspect of the present invention is the optical unit driving apparatus (1) according to any one of the first to sixth aspects, wherein the first permanent magnet (driving permanent magnet 2) is small. Also includes one magnet piece (driving permanent magnet 2), and the magnetic displacement detector (AF Hall element 6) and the detecting permanent magnet (5) are separated from the optical axis direction (z-axis direction). As seen, it may be arranged near the center of the long side of the magnet piece.
一般的に、磁石片の長辺の中央付近において、磁石片の長辺と第1コイルとは、互いに平行に対向する。このため、上記の構成によれば、磁気的変位検出部と検出用永久磁石とを、容易に、互いに平行に対向するように配置することができる。 Generally, in the vicinity of the center of the long side of the magnet piece, the long side of the magnet piece and the first coil face each other in parallel. For this reason, according to said structure, a magnetic displacement detection part and a permanent magnet for a detection can be easily arrange | positioned so that it may mutually oppose in parallel.
本発明の態様9に係る光学部駆動装置は、上記態様1から8の何れか1態様に記載の光学部駆動装置(1)であり、前記光学部(20)を前記光軸方向(z軸方向)に変位させることにより、オートフォーカス(Auto Focus、AF)してもよい。
An optical unit driving apparatus according to an aspect 9 of the present invention is the optical unit driving apparatus (1) according to any one of the
上記の構成によれば、オートフォーカスする光学部駆動装置を実現できる。 According to said structure, the optical part drive device which carries out autofocus is realizable.
本発明の態様10に係る光学部駆動装置は、上記態様1から9の何れか1態様に記載の光学部駆動装置(1)であり、前記磁気的変位検出部(AF用ホール素子6)の出力に基づき、前記第1コイル(AF用コイル3)に流す電流をフィードバック制御してもよい。
An optical unit driving apparatus according to
上記の構成によれば、光学部の光軸方向の変位をフィードバック制御できる。 According to the above configuration, the displacement of the optical unit in the optical axis direction can be feedback controlled.
本発明の態様11に係る光学部駆動装置は、上記態様1から10の何れか1態様に記載の光学部駆動装置(1)であり、前記光学部(20)を前記光軸方向に垂直な第3方向(x軸方向、y軸方向)に変位させるための、第2永久磁石(駆動用永久磁石2)および第2コイル(OIS用コイル4)を備えてもよい。 An optical unit driving apparatus according to an eleventh aspect of the present invention is the optical unit driving apparatus (1) according to any one of the first to tenth aspects, wherein the optical unit (20) is perpendicular to the optical axis direction. A second permanent magnet (driving permanent magnet 2) and a second coil (OIS coil 4) for displacement in the third direction (x-axis direction, y-axis direction) may be provided.
上記の構成によれば、光学部を光軸方向(z軸方向)と、光軸に垂直な2つの方向(x軸方向、y軸方向)とに変位させることが可能な光学部駆動装置が実現できる。 According to said structure, the optical part drive device which can displace an optical part to an optical axis direction (z-axis direction) and two directions (x-axis direction, y-axis direction) perpendicular | vertical to an optical axis is provided. realizable.
本発明の態様12に係る光学部駆動装置は、上記態様11に記載の光学部駆動装置(1)であり、前記光軸方向(z軸方向)において、前記第1永久磁石(駆動用永久磁石2)と前記第2コイル(OIS用コイル4)との間に、前記磁気的変位検出部(AF用ホール素子6)が配置されていてもよい。
An optical unit driving apparatus according to
上記の構成によれば、第2コイルと磁気的変位検出部とが近い。近いため、配線を短かくし、光学部駆動装置の配線を簡略化することができる。 According to said structure, a 2nd coil and a magnetic displacement detection part are near. Since they are close, the wiring can be shortened and the wiring of the optical unit driving device can be simplified.
本発明の態様13に係る光学部駆動装置は、上記態様11に記載の光学部駆動装置(1)であり、前記光軸方向(z軸方向)において、前記磁気的変位検出部(AF用ホール素子6)と前記第2コイル(OIS用コイル4)との間に、前記第1永久磁石(駆動用永久磁石2)が配置されていてもよい。
An optical unit driving apparatus according to an
上記の構成によれば、第2コイルと磁気的変位検出部とが遠い。遠いため、磁気的変位検出部に対する、第2コイルを流れる電流により発生する磁界の影響を抑制することができる。 According to said structure, a 2nd coil and a magnetic displacement detection part are far. Since it is far, the influence of the magnetic field generated by the current flowing through the second coil on the magnetic displacement detector can be suppressed.
本発明の態様14に係る光学部駆動装置は、上記態様11から13の何れか1態様に記載の光学部駆動装置(1)であり、前記光学部(20)の前記第3方向(x軸方向、y軸方向)の変位を検出するための変位検出部を備え、前記磁気的変位検出部(6)の出力と前記変位検出部の出力とに基づき、前記第1コイル(AF用コイル3)に流す電流をフィードバック制御してもよい。
An optical unit driving device according to aspect 14 of the present invention is the optical unit driving device (1) according to any one of the
上記構成によれば、光学部の光軸方向の変位の制御が、光学部の第3方向の変位に連動する。このため、光学部を光軸方向と、第3方向とに同時に変位させるとき、光学部の光軸方向の変位の制御を高速にすることができる。 According to the above configuration, the control of the displacement of the optical unit in the optical axis direction is interlocked with the displacement of the optical unit in the third direction. For this reason, when the optical unit is displaced in the optical axis direction and the third direction at the same time, it is possible to control the displacement of the optical unit in the optical axis direction at high speed.
本発明の態様15に係る光学部駆動装置は、上記態様11から14の何れか1態様に記載の光学部駆動装置(1)であり、前記第1永久磁石(駆動用永久磁石2)が、前記第2永久磁石(駆動用永久磁石2)を兼ねてもよい。
An optical unit driving apparatus according to aspect 15 of the present invention is the optical unit driving apparatus (1) according to any one of the
上記の構成によれば、第1永久磁石が、前記第2永久磁石を兼ねる。兼ねるため、光学部駆動装置を構成する部材の数を減らすことできる。このため、光学部駆動装置の製造費用および重量を減らすことが可能になる。 According to said structure, a 1st permanent magnet serves as said 2nd permanent magnet. Therefore, the number of members constituting the optical unit driving device can be reduced. For this reason, it becomes possible to reduce the manufacturing cost and weight of an optical part drive device.
本発明の態様16に係るカメラモジュール(100、200、300、400)は、上記態様1から15の何れか1態様に記載の光学部駆動装置(1)を備えてもよい。
The camera module (100, 200, 300, 400) according to aspect 16 of the present invention may include the optical unit driving device (1) according to any one of
上記の構成によれば、態様1から15の何れか1態様に記載の光学部駆動装置を備えるカメラモジュールを実現できる。 According to said structure, a camera module provided with the optical part drive device as described in any one aspect of the aspects 1-15 is realizable.
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。さらに、各実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を組み合わせることにより、新しい技術的特徴を形成することができる。 The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications are possible within the scope shown in the claims, and embodiments obtained by appropriately combining technical means disclosed in different embodiments. Is also included in the technical scope of the present invention. Furthermore, a new technical feature can be formed by combining the technical means disclosed in each embodiment.
1 光学部駆動装置
2 駆動用永久磁石(第1永久磁石、第2永久磁石)
3 AF用コイル(第1コイル)
4 OIS用コイル(第2コイル)
5 検出用永久磁石
6 AF用ホール素子(磁気的変位検出部)
7 電気回路部
8 OIS用ホール素子(変位検出部)
10 支持体
11 上側板バネ
12 下側板バネ
13 サスペンションワイヤ
20 光学部
21 撮像レンズ
22 レンズバレル
23 レンズホルダ
30 撮像部
31 撮像素子
32 基板
33 ベース部材
34 赤外線遮断フィルタ
40 カバー
41 開口
61〜63 位相特性
71〜73 利得特性
72a 反共振点(反共振周波数)
100、200、300、400 カメラモジュール
B11、B12 検出用永久磁石の磁界(検出用永久磁石が生成する磁場)
B21、B22 AF用コイルの磁界(第1コイルに流れる電流により発生する磁場)
DESCRIPTION OF
3 AF coil (first coil)
4 OIS coil (second coil)
5 Permanent magnet for
7
DESCRIPTION OF
100, 200, 300, 400 Camera module B11, B12 Magnetic field of permanent magnet for detection (magnetic field generated by permanent magnet for detection)
B21, B22 Magnetic field of AF coil (magnetic field generated by current flowing through first coil)
Claims (4)
前記光学部を支持する支持体と
前記光学部を前記支持体に対して前記撮像レンズの光軸方向に変位させるための、第1永久磁石および第1コイルと、
前記光学部の前記光軸方向の変位を検出するための磁気的変位検出部と、
前記光学部の前記光軸方向の変位に従って、前記磁気的変位検出部に対して相対的に変位する検出用永久磁石と、を含む光学部駆動装置であって、
前記磁気的変位検出部が検知する前記検出用永久磁石が生成する磁場である第1成分と、前記磁気的変位検出部が検知する前記第1コイルに流れる電流により発生する磁場である第2成分とは、前記第1コイルに直流電流を流した場合に同位相であり、
前記第1成分と前記第2成分とは、前記第1コイルに交流電流を流した場合に、磁気的な反共振周波数を有し、
前記磁気的な反共振周波数では、前記磁気的変位検出部の出力と前記第1コイルに流れる電流との位相差が180°遷移することを特徴とする光学部駆動装置。 An optical unit having an imaging lens;
A first permanent magnet and a first coil for displacing the optical unit in the optical axis direction of the imaging lens with respect to the support;
A magnetic displacement detector for detecting displacement of the optical unit in the optical axis direction;
A detection permanent magnet that is displaced relative to the magnetic displacement detection unit in accordance with the displacement of the optical unit in the optical axis direction.
A first component that is a magnetic field generated by the detection permanent magnet detected by the magnetic displacement detector, and a second component that is a magnetic field generated by a current flowing in the first coil detected by the magnetic displacement detector. the, Ri same phase der when a direct current flows to the first coil,
The first component and the second component have a magnetic anti-resonance frequency when an alternating current is passed through the first coil,
Wherein in the magnetic anti-resonance frequency, optic drive phase difference characterized that you transition 180 ° between the current flowing through the first coil and the output of the magnetic displacement detecting unit.
前記検出用永久磁石は、磁極の一方を前記光軸方向の一方に向け、磁極の他方を前記光軸方向の他方に向けるように配置されていることを特徴とする請求項1に記載の光学部駆動装置。 The magnetic displacement detector is arranged to detect a magnetic field in a first direction perpendicular to the optical axis direction,
2. The optical device according to claim 1 , wherein the permanent magnet for detection is arranged so that one of the magnetic poles faces one side in the optical axis direction and the other magnetic pole faces the other side in the optical axis direction. Part drive device.
前記光学部の前記第3方向の変位を検出するための変位検出部と、を備え、
前記磁気的変位検出部の出力と前記変位検出部の出力とに基づき、前記第1コイルに流す電流をフィードバック制御することを特徴とする請求項1または2に記載の光学部駆動装置。 A second permanent magnet and a second coil for displacing the optical unit in a third direction perpendicular to the optical axis direction;
A displacement detection unit for detecting a displacement of the optical unit in the third direction,
3. The optical unit driving apparatus according to claim 1, wherein feedback control is performed on a current flowing through the first coil based on an output of the magnetic displacement detection unit and an output of the displacement detection unit.
Camera module comprising the optical unit driving apparatus according to any one of claims 1 to 3.
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