JP6626729B2 - Lens drive - Google Patents

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Description

本発明は、レンズ体を搭載可能な可動ユニットがレンズの光軸と交差する方向へ移動させられるレンズ駆動装置に係り、特に可動ユニットの不要な振動を抑制する機能を有するレンズ駆動装置に関する。   The present invention relates to a lens driving device in which a movable unit capable of mounting a lens body is moved in a direction intersecting the optical axis of a lens, and particularly to a lens driving device having a function of suppressing unnecessary vibration of the movable unit.

特許文献１にレンズ駆動装置に関する発明が記載されている。
特許文献１に記載されたレンズ駆動装置は、コイル基板に４本のサスペンションワイヤが固定されており、サスペンションワイヤの先端部にＡＦユニットが支持されている。 Patent Document 1 describes an invention relating to a lens driving device.
In the lens driving device described in Patent Literature 1, four suspension wires are fixed to a coil substrate, and an AF unit is supported at the tip of the suspension wire.

ＡＦユニットでは、マグネットホルダの内側にレンズを搭載するレンズホルダが設けられている。マグネットホルダの上端に上側板ばねが固定され、上側板ばねによってレンズホルダの上端部が支持されている。マグネットホルダの下端に下側板ばねが固定されており、下側板ばねによってレンズホルダの下端部が支持されている。そして、前記サスペンションの上端部が上側板ばねに固定されている。   In the AF unit, a lens holder for mounting a lens inside a magnet holder is provided. The upper leaf spring is fixed to the upper end of the magnet holder, and the upper leaf spring supports the upper end of the lens holder. The lower leaf spring is fixed to the lower end of the magnet holder, and the lower leaf spring supports the lower end of the lens holder. The upper end of the suspension is fixed to an upper leaf spring.

ＡＦユニットにはフォーカス駆動機構が設けられており、その駆動力によって、上側板ばねと下側板ばねで支持されているレンズホルダが光軸方向へ移動させられる。ベースとＡＦユニットとの間には手振れ補正機構が設けられており、その駆動力によって、サスペンションワイヤで支持されているＡＦユニットが光軸と直交する方向へ移動させられる。   The AF unit is provided with a focus driving mechanism, and the driving force moves the lens holder supported by the upper leaf spring and the lower leaf spring in the optical axis direction. A camera shake correction mechanism is provided between the base and the AF unit, and the driving force moves the AF unit supported by the suspension wire in a direction orthogonal to the optical axis.

前記フォーカス駆動機構は、レンズホルダの外周に巻かれたフォーカスコイルと、前記マグネットホルダの内部に保持されて前記フォーカスコイルに対向する永久磁石とで構成されている。前記手振れ補正機構は、ベースの上面に手振れ補正用コイルが設けられ、前記永久磁石の下端部が前記手振れ補正コイルに対向して構成されている。   The focus drive mechanism includes a focus coil wound around an outer periphery of a lens holder, and a permanent magnet held inside the magnet holder and facing the focus coil. The camera shake correction mechanism includes a camera shake correction coil provided on an upper surface of a base, and a lower end portion of the permanent magnet is configured to face the camera shake correction coil.

特許文献１に記載されたレンズ駆動装置では、ＡＦユニットのマグネットホルダに形成された４つの下側突起と、コイル基板との間にダンパ材が設けられている。ダンパ材は紫外線硬化シリコーンゲルで形成されている。   In the lens driving device described in Patent Document 1, a damper material is provided between the four lower protrusions formed on the magnet holder of the AF unit and the coil substrate. The damper material is formed of an ultraviolet curing silicone gel.

このダンパ材を設けることで、ＡＦユニット内でレンズホルダが光軸方向へ駆動されているときの前記ＡＦユニットの光軸方向の高次の共振の発生を抑えることができ、さらに外部からの衝撃が与えられたときにＡＦユニットへの衝撃も緩和できる、ものとされている。   By providing this damper material, it is possible to suppress the occurrence of higher-order resonance in the optical axis direction of the AF unit when the lens holder is driven in the optical axis direction in the AF unit. , The shock to the AF unit can be reduced.

特開２０１３−４４９２４号公報JP 2013-44924 A

特許文献１に記載のレンズ駆動装置では、ＡＦユニットの高次の共振を抑えるために、マグネットホルダとコイル基板との間に紫外線硬化シリコーンゲルを塗布しているが、レンズ駆動装置は非常に小さいものであるため、前記箇所にシリコーンゲルを微小でしかも適正量塗布する作業はきわめて困難である。また、シリコーンゲルの塗布量にばらつきが発生しやすいため、レンズ駆動装置毎に、ＡＦユニットに対する振動抑制効果が変動しやすい欠点がある。   In the lens driving device described in Patent Document 1, ultraviolet curable silicone gel is applied between the magnet holder and the coil substrate in order to suppress higher-order resonance of the AF unit, but the lens driving device is very small. Therefore, it is extremely difficult to apply a small and appropriate amount of the silicone gel to the above-mentioned portion. In addition, since the amount of silicone gel applied tends to vary, there is a disadvantage that the vibration suppression effect on the AF unit tends to fluctuate for each lens driving device.

本発明は、上記従来の課題を解決するものであり、ゲル状のダンパ材などを使用することなく、サスペンションワイヤで支持されている可動ユニットの不要な振動を抑制することができるレンズ駆動装置を提供することを目的としている。   The present invention solves the above-mentioned conventional problems, and provides a lens driving device capable of suppressing unnecessary vibration of a movable unit supported by a suspension wire without using a gel-like damper material or the like. It is intended to provide.

本発明は、基台と、レンズ体を搭載可能な可動ユニットと、前記基台上で前記可動ユニットを支持する支持部材と、前記可動ユニットを光軸方向と交差する方向へ移動させる駆動機構とが設けられたレンズ駆動装置において、
前記可動ユニットには、レンズホルダと、前記レンズホルダを前記光軸方向へ移動させる第１のコイルおよび磁石とが設けられており、
前記支持部材は、前記基台と前記可動ユニットとを連結して前記光軸方向と交差する方向へ変形可能なサスペンションワイヤで、前記サスペンションワイヤが前記第１のコイルへの通電路として使用されており、
前記サスペンションワイヤは、マルテンサイト相の形状記憶合金で形成されており、通電中も前記マルテンサイト相のままであることを特徴とするものである。 The present invention provides a base, a movable unit capable of mounting a lens body, a support member for supporting the movable unit on the base, and a drive mechanism for moving the movable unit in a direction intersecting the optical axis direction. In the lens driving device provided with
The movable unit is provided with a lens holder, a first coil and a magnet for moving the lens holder in the optical axis direction,
The support member is a suspension wire that connects the base and the movable unit and is deformable in a direction intersecting with the optical axis direction. The suspension wire is used as a current path to the first coil. Yes,
The suspension wire is formed of a martensitic phase shape memory alloy, and remains in the martensitic phase during energization .

本発明のレンズ駆動装置は、可動ユニットを光軸方向と交差する方向へ移動自在に支持する支持部材として、マルテンサイト相の形状記憶合金のサスペンションワイヤが設けられている。マルテンサイト相の形状記憶合金は制振機能を有しているため、可動ユニットに高次共振などの不要な振動が発生するのを抑制することができる。   In the lens driving device of the present invention, a suspension wire of a shape memory alloy in a martensite phase is provided as a support member that movably supports the movable unit in a direction intersecting the optical axis direction. Since the martensitic phase shape memory alloy has a vibration damping function, generation of unnecessary vibration such as higher-order resonance in the movable unit can be suppressed.

なお、本発明は複数設けられている支持部材の全てが形状記憶合金で形成されたサスペンションワイヤであってもよいし、一部のものが形状記憶合金で形成されたサスペンションワイヤであり、他のものが銅や銅合金など通常の金属で形成されたサスペンションワイヤであってもよい。すなわち、少なくとも一部の支持部材を形状記憶合金で形成されたサスペンションワイヤとすることで、可動ユニットが動作するときの不要な振動を抑制できるようになる。   In the present invention, all of the plurality of supporting members may be suspension wires formed of a shape memory alloy, or some of them may be suspension wires formed of a shape memory alloy. The suspension wire may be made of a normal metal such as copper or a copper alloy. That is, by using at least some of the support members as suspension wires formed of a shape memory alloy, unnecessary vibration when the movable unit operates can be suppressed.

本発明のレンズ駆動装置は、サスペンションワイヤを通じて第１のコイルへ通電しているときにも、電流による加熱によって超弾性などの状態となるオーステナイト相に変態しないようにすることで、サスペンションワイヤによって常に制振機能を発揮できるようになる。 The lens driving device of the present invention prevents the transformation to the austenitic phase which becomes a state of superelasticity or the like by heating by the electric current even when the first coil is energized through the suspension wire. The vibration control function can be demonstrated.

本発明のレンズ駆動装置では、前記サスペンションワイヤは、Ｃｕ系の形状記憶合金で形成されていることが好ましい。   In the lens driving device according to the aspect of the invention, it is preferable that the suspension wire is formed of a Cu-based shape memory alloy.

Ｃｕ系の形状記憶合金を使用することで、第1のコイルへの通電時の抵抗値を低減できるとともに、マルテンサイト相の状態で制振機能を効果的に発揮できるようになる。   By using a Cu-based shape memory alloy, the resistance value when the first coil is energized can be reduced, and the vibration damping function can be effectively exhibited in the martensite phase.

本発明のレンズ駆動装置は、前記サスペンションワイヤは、オーステナイト相に変態した状態でも直線形状を保つものであることが好ましい。   In the lens driving device of the present invention, it is preferable that the suspension wire keeps a linear shape even in a state where the suspension wire is transformed into an austenite phase.

上記構成では、高温状態に長時間置かれた状態でも、サスペンションワイヤが直線形状を維持できるので、可動ユニットの支持状態を常に安定させることができる。   In the above configuration, the suspension wire can maintain a linear shape even in a state where the suspension wire is kept at a high temperature for a long time, so that the support state of the movable unit can be always stabilized.

本発明のレンズ駆動装置は、前記駆動機構に設けられた磁石が不可逆減磁となる温度が、前記サスペンションワイヤがオーステナイト相に変態する変態温度よりも低いことが好ましい。   In the lens driving device of the present invention, it is preferable that a temperature at which the magnet provided in the driving mechanism is irreversibly demagnetized is lower than a transformation temperature at which the suspension wire transforms to an austenite phase.

この種のレンズ駆動装置は、駆動機構を構成する磁石が減磁しない温度範囲で使用されているが、この範囲内でサスペンションワイヤがオーステナイト相に変態しないように設定することで、サスペンションワイヤが常に制振機能を発揮できるようになる。   This type of lens driving device is used in a temperature range where the magnets constituting the driving mechanism are not demagnetized, but by setting the suspension wire so as not to transform into the austenitic phase within this range, the suspension wire is always used. The vibration control function can be demonstrated.

本発明は、可動ユニットを支持する支持部材として、マルテンサイト相のサスペンションワイヤを使用することにより、可動ユニットが光軸方向と交差する方向へ駆動されているときに、高次共振などの不要な振動が発生するのを抑制でき、安定した手振れ補正などを行うことができる。   The present invention uses a martensitic phase suspension wire as a support member for supporting the movable unit, so that when the movable unit is driven in a direction crossing the optical axis direction, unnecessary unnecessary such as higher-order resonance is generated. Generation of vibration can be suppressed, and stable camera shake correction and the like can be performed.

本発明の実施の形態のレンズ駆動装置を上方から示す斜視図、FIG. 2 is a perspective view showing the lens driving device according to the embodiment of the present invention from above, 図１に示すレンズ駆動装置を、カバーを取り外した状態で示す斜視図、FIG. 2 is a perspective view showing the lens driving device shown in FIG. 1 with a cover removed. 図１に示すレンズ駆動装置を、カバーと基台と可動ユニットとに分解して示す分解斜視図、FIG. 2 is an exploded perspective view showing the lens driving device shown in FIG. 図１に示すレンズ駆動装置をＩＶ−ＩＶ線で切断した断面図、FIG. 3 is a cross-sectional view of the lens driving device illustrated in FIG. 1 taken along line IV-IV.

図１に示すレンズ駆動装置１は、携帯用電話機や携帯用情報端末装置などに撮像素子と共に搭載されるものである。以下の実施の形態では省略されているが、レンズ駆動装置１には前記撮像素子に対向するレンズ体（レンズバレルあるいはレンズ自体）が搭載可能であり、レンズ体が光軸方向へ駆動されて自動焦点調整が行われ、またレンズ体が光軸方向と交差する方向へ駆動されて手振れ補正が行われる。   The lens driving device 1 shown in FIG. 1 is mounted on a portable telephone, a portable information terminal device, and the like together with an image sensor. Although omitted in the following embodiments, a lens body (a lens barrel or a lens itself) facing the image sensor can be mounted on the lens driving device 1, and the lens body is driven in the optical axis direction to automatically Focus adjustment is performed, and the lens body is driven in a direction intersecting the optical axis direction to perform camera shake correction.

各図では、Ｚ１方向がレンズ駆動装置１の上方であり、Ｚ２方向がレンズ駆動装置の下方である。Ｚ１方向は、撮像素子で撮影すべき対象物が存在する前方であり、Ｚ２方向は撮像素子が存在する後方である。   In each figure, the Z1 direction is above the lens driving device 1, and the Z2 direction is below the lens driving device. The Z1 direction is the front where the object to be photographed by the image sensor exists, and the Z2 direction is the rear where the image sensor exists.

図１にはレンズ駆動装置１の全体構造が示されており、図２にはカバーを外した状態のレンズ駆動装置１が示され、図３には主要部別に分割されたレンズ駆動装置１が示されている。   FIG. 1 shows the entire structure of the lens driving device 1, FIG. 2 shows the lens driving device 1 with a cover removed, and FIG. 3 shows the lens driving device 1 divided into main parts. It is shown.

図３に示すように、レンズ駆動装置１は、基台構造部１０を有している。基台構造部１０には合成樹脂製の基台１１が設けられており、この基台１１に、２個に分割された金属板製の金属ベース１２が埋設されている。金属ベース１２と基台１１はいわゆるインサート成形法で一体化されている。金属ベース１２には、支持部材を構成する４本のサスペンションワイヤ８の基端部８ａが固定されており、サスペンションワイヤ８の先端部８ｂによって可動ユニット２０がＺ軸と交差する方向（直交する方向）へ動作自在に支持されている。   As shown in FIG. 3, the lens driving device 1 has a base structure 10. A base 11 made of a synthetic resin is provided in the base structure 10, and a metal base 12 made of a metal plate divided into two is embedded in the base 11. The metal base 12 and the base 11 are integrated by a so-called insert molding method. Base ends 8a of four suspension wires 8 constituting a support member are fixed to the metal base 12, and a direction in which the movable unit 20 intersects the Z axis by the tip 8b of the suspension wire 8 (a direction orthogonal to the Z axis). ).

４本のサスペンションワイヤ８は、形状記憶合金で形成されている。この形状記憶合金はＣｕ系であり、例えばＣｕ−Ａｌ−Ｎｉ（銅−アルミニウム−ニッケル）合金、Ｃｕ−Ｚｎ−Ａｌ（銅−亜鉛−アルミニウム）合金、Ｃｕ−Ａｌ−Ｍｎ（銅−アルミニウム−マンガン）合金である。   The four suspension wires 8 are formed of a shape memory alloy. This shape memory alloy is Cu-based, for example, Cu-Al-Ni (copper-aluminum-nickel) alloy, Cu-Zn-Al (copper-zinc-aluminum) alloy, Cu-Al-Mn (copper-aluminum-manganese) ) Alloy.

サスペンションワイヤ８は、前記形状記憶合金がマルテンサイト相の状態で使用されている。本明細書でのマルテンサイト相の状態とは、結晶構造としてマルテンサイト相が支配的である、との意味であり、結晶構造が厳密に１００％マルテンサイト相となっていなくてはならいない、との意味ではない。   The suspension wire 8 is used with the shape memory alloy in a martensitic phase. The state of the martensite phase in the present specification means that the martensite phase is dominant as the crystal structure, and the crystal structure must be exactly 100% martensite phase. Does not mean.

形状記憶合金は、マルテンサイト相の状態でヤング率が２３〜４１ＧＰａ程度であり、オーステナイト相の状態（オーステナイト相が支配的な状態）でヤング率が７０〜８０ＧＰａ程度である。形状記憶合金は、オーステナイト相に変態すると超弾性特性を呈するが、マルテンサイト相ではやや粘弾性的な挙動を示し、弾性体であると同時に制振機能を発揮できるようになる。特に、銅系の形状記憶合金は、マルテンサイト相の状態で使用すると制振機能を発揮できるようになる。前記合金の中でも、Ｃｕ−Ａｌ−Ｍｎ（銅−アルミニウム−マンガン）合金やＣｕ−Ｚｎ−Ａｌ（銅−亜鉛−アルミニウム）合金は、マルテンサイト相において高い制振機能を発揮できる。   The shape memory alloy has a Young's modulus of about 23 to 41 GPa in a martensite phase, and a Young's modulus of about 70 to 80 GPa in an austenite phase (a state in which an austenite phase is dominant). A shape memory alloy exhibits superelastic properties when transformed into an austenite phase, but exhibits a somewhat viscoelastic behavior in a martensite phase, and can exhibit a vibration damping function at the same time as being an elastic body. In particular, a copper-based shape memory alloy can exhibit a vibration damping function when used in a martensitic phase. Among the alloys, a Cu-Al-Mn (copper-aluminum-manganese) alloy and a Cu-Zn-Al (copper-zinc-aluminum) alloy can exhibit a high vibration damping function in a martensite phase.

サスペンションワイヤ８は、断面が円形で直線状に延びており、直径が５０μｍ程度で、基台１１上で可動ユニット２０を支持する支持スパンが３ｍｍ程度である。   The suspension wire 8 has a circular section and extends linearly, has a diameter of about 50 μm, and a support span for supporting the movable unit 20 on the base 11 is about 3 mm.

サスペンションワイヤ８は、マルテンサイト相からオーステナイト相に変態したときも、直線形状を維持できるようになっている。これにより、レンズ駆動装置１の使用環境が予期せぬ高温となり、サスペンションワイヤ８がオーステナイト相に変態することがあったとしても、可動ユニット２０を安定して支持することができる。   The suspension wire 8 can maintain a linear shape even when transformed from a martensite phase to an austenite phase. Thereby, even if the use environment of the lens driving device 1 becomes an unexpectedly high temperature and the suspension wire 8 is transformed into the austenite phase, the movable unit 20 can be stably supported.

なお、サスペンションワイヤ８は４本使用されているため、例えばそのうちの２本が前記形状記憶合金で形成され、他の２本が形状記憶合金でない銅合金などで形成されていてもよい。   Since four suspension wires 8 are used, for example, two of them may be formed of the shape memory alloy, and the other two may be formed of a copper alloy other than the shape memory alloy.

サスペンションワイヤ８を、Ｃｕ系の形状記憶合金で構成し、あるいはＣｕ系の形状記憶合金と銅合金とを併用して構成することにより、後に説明するように、サスペンションワイヤ８を第１のコイルへの通電路として使用したときに、通電抵抗値を小さくすることができる。   By forming the suspension wire 8 from a Cu-based shape memory alloy, or by using a Cu-based shape memory alloy and a copper alloy together, the suspension wire 8 can be connected to the first coil as described later. When used as the current path, the current resistance can be reduced.

図３に示すように、可動ユニット２０はＺ１方向の最上部に位置する可動ベース２１を有している。可動ベース２１は合成樹脂材料で形成されている。可動ベース２１には、平面視が四角形（ほぼ正方形）の枠部２２と、枠部２２の４つの角部から下方向（Ｚ２方向）に延び出る４つの脚部２３とが、一体に形成されている。   As shown in FIG. 3, the movable unit 20 has a movable base 21 located at the uppermost position in the Z1 direction. The movable base 21 is formed of a synthetic resin material. The movable base 21 is integrally formed with a frame portion 22 having a quadrangular shape (almost square) in plan view and four leg portions 23 extending downward (Z2 direction) from four corner portions of the frame portion 22. ing.

可動ユニット２０では、可動ベース２１にレンズホルダ２５が支持されている。レンズホルダ２５は合成樹脂製であり、中央部に上下方向（Ｚ方向）に貫通する円形の保持穴２６が開口している。撮像用のレンズは鏡筒に保持され、鏡筒が保持穴２６に装着されて固定される。なお、実施の形態ではレンズと鏡筒の図示を省略している。   In the movable unit 20, a lens holder 25 is supported by a movable base 21. The lens holder 25 is made of synthetic resin, and has a circular holding hole 26 penetrating in the vertical direction (Z direction) at the center. The imaging lens is held by the lens barrel, and the lens barrel is mounted and fixed in the holding hole 26. In the embodiment, the illustration of the lens and the lens barrel is omitted.

レンズホルダ２５の中心軸Ｏはレンズの光軸と一致しており、中心軸ＯはＺ方向と平行である。   The central axis O of the lens holder 25 coincides with the optical axis of the lens, and the central axis O is parallel to the Z direction.

図４に示すように、レンズホルダ２５の外周には、軸方向駆動機構（フォーカス駆動機構）５０を構成する第１のコイル５１が巻かれている。第１のコイル５１は、導線が中心軸Ｏの周囲を周回する方向に巻かれており、第１のコイル５１に与えられる制御電流は中心軸Ｏと交差する向きに流れる。   As shown in FIG. 4, a first coil 51 constituting an axial drive mechanism (focus drive mechanism) 50 is wound around the outer periphery of the lens holder 25. The first coil 51 has a conductive wire wound around the central axis O, and the control current applied to the first coil 51 flows in a direction crossing the central axis O.

図２と図３に示すように、第１の板ばね３０は、互いに独立している２つの分割ばね部３１，３１で構成されている。それぞれの分割ばね部３１は、銅合金やリン青銅板などの導電性のばね性金属板で形成されている。それぞれの分割ばね部３１は、外側固定部３２と内側固定部３３、ならびに外側固定部３２と内側固定部３３とを連結するばね変形部３４とが一体に形成されている。   As shown in FIGS. 2 and 3, the first leaf spring 30 includes two split spring portions 31, 31 which are independent from each other. Each split spring portion 31 is formed of a conductive spring metal plate such as a copper alloy or a phosphor bronze plate. Each split spring portion 31 is formed integrally with an outer fixed portion 32 and an inner fixed portion 33, and a spring deformable portion 34 connecting the outer fixed portion 32 and the inner fixed portion 33.

第１の板ばね３０は、外側固定部３２が、可動ベース２１に形成された枠部２２の下側（Ｚ２側）に向く下面に固定されている。図４にも示すように、第１の板ばね３０の内側固定部３３はレンズホルダ２５の上面２５ａに固定されている。   The first leaf spring 30 has an outer fixed portion 32 fixed to a lower surface facing the lower side (Z2 side) of the frame portion 22 formed on the movable base 21. As shown in FIG. 4, the inner fixing portion 33 of the first leaf spring 30 is fixed to the upper surface 25 a of the lens holder 25.

第２の板ばね４０はばね性を有する金属板で一体に形成されている。第２の板ばね４０は、外側固定部と内側固定部、および前記外側固定部と前記内側固定部とを連結するばね変形部が一体に形成されている。   The second leaf spring 40 is integrally formed of a metal plate having spring properties. The second leaf spring 40 is formed integrally with an outer fixed portion and an inner fixed portion, and a spring deforming portion that connects the outer fixed portion and the inner fixed portion.

第２の板ばね４０の外側固定部は、前記可動ベース２１の４箇所で下向きに形成された脚部２３の下面（Ｚ２側に向く下端面）に固定されており、図４に示すように、内側固定部は、レンズホルダ２５の下面２５ｂに固定されている。   The outer fixed portion of the second leaf spring 40 is fixed to the lower surface (lower end surface facing the Z2 side) of the leg portion 23 formed downward at four places of the movable base 21, and as shown in FIG. The inner fixing portion is fixed to the lower surface 25b of the lens holder 25.

レンズホルダ２５は、第１の板ばね３０と第２の板ばね４０とで上下が支持されて、前記可動ベース２１に対し、中心軸Ｏの延びる方向（レンズの光軸方向）へ動作自在に支持されている。   The lens holder 25 is vertically supported by a first leaf spring 30 and a second leaf spring 40, and is movable with respect to the movable base 21 in the direction in which the central axis O extends (the direction of the optical axis of the lens). Supported.

図３に示すように、合成樹脂製の基台１１に金属ベース１２が埋設されており、前述のように金属ベースは２つに分割されている。２つに分割された金属ベース１２のそれぞれの角部に、長穴による支持穴１３が形成されており、サスペンションワイヤ８の基端部８ａが支持穴１３に挿通され、半田付けで固定されている。   As shown in FIG. 3, a metal base 12 is embedded in a base 11 made of synthetic resin, and the metal base is divided into two as described above. At each corner of the metal base 12 divided into two, a support hole 13 is formed by a long hole, and the base end 8a of the suspension wire 8 is inserted into the support hole 13 and fixed by soldering. I have.

図３などに示すように、可動ユニット２０では、四角形の可動ベース２１のそれぞれの角部から第１の板ばね３０の一部が突出している。第１の板ばね３０の突出部分に支持穴３６が形成されており、サスペンションワイヤ８の先端部８ｂが支持穴３６に挿入されて、サスペンションワイヤ８と第１の板ばね３０とが半田付けされて固定されている。サスペンションワイヤ８の弾性変形によって、可動ユニット２０は、中心軸Ｏと交差する方向（レンズの光軸と交差する方向）へ移動可能に支持されている。   As shown in FIG. 3 and the like, in the movable unit 20, a part of the first leaf spring 30 protrudes from each corner of the rectangular movable base 21. A support hole 36 is formed in a protruding portion of the first leaf spring 30, and a distal end 8b of the suspension wire 8 is inserted into the support hole 36, and the suspension wire 8 and the first leaf spring 30 are soldered. Is fixed. The movable unit 20 is supported by the elastic deformation of the suspension wire 8 so as to be movable in a direction intersecting the central axis O (a direction intersecting the optical axis of the lens).

第１のコイル５１を構成する導線の一方の端末部は、第１の板ばね３０の一方の分割ばね部３１に半田付けされて接合され、導線の他方の端末部は、第１の板ばね３０の他方の分割ばね部３１に半田付けされて接合されている。   One end of the conductor forming the first coil 51 is soldered and joined to one split spring portion 31 of the first leaf spring 30, and the other end of the conductor is connected to the first leaf spring. The other split spring portion 31 is soldered and joined.

図４に示すように、可動ユニット２０には金属部材６０が設けられている。金属部材６０は磁性を有する金属板で形成されており、軸方向駆動機構５０および軸交差駆動機構７０の磁気回路を構成する磁性ヨークとしての機能を発揮する。金属部材６０は、４つの側板部６３を有しており、側板部６３の内側に磁石５２が固定されている。なお、金属部材６０と第１の板ばね３０との間には、図示していないが、塗膜あるいはシート状の絶縁層が設けられている。このため、２つの分割ばね部３１が金属部材６０によって導通することはない。   As shown in FIG. 4, the movable unit 20 is provided with a metal member 60. The metal member 60 is formed of a metal plate having magnetism, and functions as a magnetic yoke constituting a magnetic circuit of the axial driving mechanism 50 and the axis crossing driving mechanism 70. The metal member 60 has four side plate portions 63, and the magnet 52 is fixed inside the side plate portion 63. Although not shown, a coating film or a sheet-like insulating layer is provided between the metal member 60 and the first leaf spring 30. Therefore, the two split spring portions 31 are not conducted by the metal member 60.

図４に示すように、軸方向駆動機構５０は、レンズホルダ２５の外周に巻かれた第１のコイル５１と、前記磁石５２ならびに前記金属部材６０で構成されている。   As shown in FIG. 4, the axial drive mechanism 50 includes a first coil 51 wound around the outer periphery of the lens holder 25, the magnet 52, and the metal member 60.

図３と図４に示すように、基台１１の上側には、軸交差駆動機構７０が設けられている。軸交差駆動機構７０は、基台１１の上に設置された４個の第２のコイル７１と、前記磁石５２ならびに前記金属部材６０で構成されている。したがって、軸交差駆動機構７０は、基台構造部１０および可動ユニット２０に設けられている。   As shown in FIGS. 3 and 4, an axis crossing drive mechanism 70 is provided above the base 11. The axis crossing drive mechanism 70 includes four second coils 71 installed on the base 11, the magnet 52, and the metal member 60. Therefore, the axis crossing drive mechanism 70 is provided in the base structure 10 and the movable unit 20.

それぞれの第２のコイル７１は細長い平面巻きパターンとなるように形成されており、中心軸Ｏから離れる位置にある外側電磁作用部７１ａと、中心軸Ｏに近い位置にある内側電磁作用部７１ｂとを有している。外側電磁作用部７１ａと内側電磁作用部７１ｂは、その上の磁石５２の下端部５２ｄおよび側板部６３の下端６３ａと平行な方向へ電流が直線的に流れる。基台１１の上面には、複数箇所に位置決め突部１４が一体に形成されており、第２のコイル７１の巻き中空部が位置決め突起１４と嵌合して位置決めされて、第２のコイル７１と基台１１とが接着剤で固定されている。   Each of the second coils 71 is formed so as to have an elongated planar winding pattern, and includes an outer electromagnetic action portion 71a at a position away from the central axis O, and an inner electromagnetic action portion 71b at a position near the central axis O. have. The current flows linearly in a direction parallel to the lower end 52d of the magnet 52 and the lower end 63a of the side plate 63 in the outer electromagnetic action portion 71a and the inner electromagnetic action portion 71b. A plurality of positioning protrusions 14 are integrally formed on the upper surface of the base 11, and the hollow portion of the second coil 71 is fitted and positioned with the positioning protrusion 14, and the second coil 71 is formed. And the base 11 are fixed with an adhesive.

図４に示すように、基台１１の上にサスペンションワイヤ８を介して可動ユニット２０が取り付けられると、磁石５２の下端部５２ｄが、第２のコイル７１の外側電磁作用部７１ａと内側電磁作用部７１ｂとの中間に対向し、金属部材６０の側板部６３の下端６３ａが外側電磁作用部７１ａの真上に対向する。   As shown in FIG. 4, when the movable unit 20 is mounted on the base 11 via the suspension wire 8, the lower end 52 d of the magnet 52 is connected to the outer electromagnetic action portion 71 a of the second coil 71 and the inner electromagnetic action The lower end 63a of the side plate portion 63 of the metal member 60 faces right above the outer electromagnetic action portion 71a.

図４に示すように、基台１１には、第２のコイル７１の下側に位置検知素子７３が設けられている。位置検知素子７３はホール素子または磁気抵抗効果素子である。位置検知素子７３は、少なくとも２個設けられており、一方はＸ方向に延びる磁石５２の下側に対向し、他方がＹ方向に延びる磁石５２の下側に対向している。   As shown in FIG. 4, the base 11 is provided with a position detecting element 73 below the second coil 71. The position detecting element 73 is a Hall element or a magnetoresistive element. At least two position detection elements 73 are provided, one of which faces the lower side of the magnet 52 extending in the X direction, and the other faces the lower side of the magnet 52 extending in the Y direction.

図３に示すように、レンズ駆動装置１には、可動ユニット２０を覆うカバー２が設けられている。カバー２は圧延鋼板やステンレス鋼板などで形成されている。カバー２は立方体形状であり、４つの側板２ａと上方（Ｚ１方向に）に位置する天井板２ｂとが一体に形成されている。天井板２ｂには、光を透過させるための円形の窓２ｃが開口している。   As shown in FIG. 3, the lens driving device 1 is provided with a cover 2 that covers the movable unit 20. The cover 2 is formed of a rolled steel plate, a stainless steel plate, or the like. The cover 2 has a cubic shape, and four side plates 2a and a ceiling plate 2b located above (in the Z1 direction) are integrally formed. A circular window 2c for transmitting light is opened in the ceiling plate 2b.

図４に示すように、それぞれの側板２ａの下縁部２ｄは、基台構造部１０に設けられた基台１１の上面に突き当てられ、基台１１とカバー２とが接着剤などで固定されている。   As shown in FIG. 4, the lower edge 2d of each side plate 2a is abutted against the upper surface of a base 11 provided on the base structure 10, and the base 11 and the cover 2 are fixed with an adhesive or the like. Have been.

次に、前記構造のレンズ駆動装置１の動作を説明する。
レンズ駆動装置１は、互いに分割された金属ベース１２→それぞれのサスペンションワイヤ８→第１の板ばね３０のそれぞれの分割ばね部３１→第１のコイル５１の導線の両端部、が個別の通電路となっており、前記通電路を経て軸方向駆動機構５０を構成する第１のコイル５１に制御電流が与えられる。 Next, the operation of the lens driving device 1 having the above structure will be described.
The lens driving device 1 is configured such that the metal base 12 divided from each other → the respective suspension wires 8 → the respective divided spring portions 31 of the first leaf spring 30 → the two ends of the conducting wire of the first coil 51 are individually energized paths. The control current is supplied to the first coil 51 constituting the axial driving mechanism 50 via the current path.

軸方向駆動機構５０を構成する第１のコイル５１に制御電流が与えられると、この制御電流と磁石５２から発せられる磁界とで、可動ユニット２０内においてレンズホルダ２５が中心軸Ｏに沿って移動させられる。基台構造部１０の後方（Ｚ２方向）に撮像素子が設けられており、レンズホルダ２５の中心軸Ｏに沿う動きにより、撮像素子に対する焦点合わせが行われる。   When a control current is applied to the first coil 51 constituting the axial drive mechanism 50, the lens holder 25 moves along the central axis O in the movable unit 20 by the control current and the magnetic field generated from the magnet 52. Let me do. An image sensor is provided behind the base structure 10 (in the Z2 direction), and movement along the central axis O of the lens holder 25 performs focusing on the image sensor.

基台１１の表面に形成された導体パターン（図示せず）から軸交差駆動機構７０を構成する第２のコイル７１に制御電流が与えられる。図４に示すように、磁石５２の第１の着磁面５２ａから側板部６３の下端６３ａに至る磁束Φと、第２のコイル７１に流れる前記制御電流とで、可動ユニット２０が、中心軸Ｏと交差する方向へ駆動される。なお、磁石５２の第２の着磁面５２ｂは、側板部６３に接着剤等によって固定されている。   A control current is applied to the second coil 71 constituting the cross-axis driving mechanism 70 from a conductor pattern (not shown) formed on the surface of the base 11. As shown in FIG. 4, the movable unit 20 is controlled by the central axis by the magnetic flux Φ from the first magnetized surface 52 a of the magnet 52 to the lower end 63 a of the side plate portion 63 and the control current flowing through the second coil 71. It is driven in a direction crossing O. The second magnetized surface 52b of the magnet 52 is fixed to the side plate 63 with an adhesive or the like.

可動ユニット２０の中心軸Ｏと交差する向きへの移動量は位置検知素子７３で検知され、この検知出力がフィードバックされて、第２のコイル７１に与えられる制御電流の電流量が制御される。この制御動作により、撮影時の手振れ補正などが行われる。   The amount of movement of the movable unit 20 in the direction intersecting with the central axis O is detected by the position detection element 73, and the detection output is fed back to control the amount of control current supplied to the second coil 71. By this control operation, camera shake correction at the time of photographing and the like are performed.

可動ユニット２０を支持する少なくとも一部のサスペンションワイヤ８は、マルテンサイト相のＣｕ系の形状記憶合金で形成されているため、弾性を発揮するとともに制振機能を発揮することができる。そのため、軸交差駆動機構７０によって可動ユニット２０が中心軸Ｏと交差する方向へ駆動されているときに、高次共振などの不要な振動の発生を抑制することができる。   At least some of the suspension wires 8 supporting the movable unit 20 are formed of a martensitic phase Cu-based shape memory alloy, so that they can exhibit elasticity and also exhibit a vibration damping function. Therefore, when the movable unit 20 is driven by the shaft crossing drive mechanism 70 in a direction crossing the center axis O, generation of unnecessary vibration such as higher-order resonance can be suppressed.

軸方向駆動機構５０を動作させるために、サスペンションワイヤ８に第１のコイル５１に与える制御電流が通電される。このときの電流値は５０〜１００ｍＡ程度であり、サスペンションワイヤ８の抵抗値は０．０５〜０．１Ω程度に設定されている。そのため、サスペンションワイヤ８に通電されているときのジュール熱があまり高くならず、レンズ駆動装置１が動作しているときに、サスペンションワイヤ８を構成する形状記憶合金が、マルテンサイト相からオーステナイト相へ変態することはない。   In order to operate the axial drive mechanism 50, a control current applied to the first coil 51 is applied to the suspension wire 8. At this time, the current value is about 50 to 100 mA, and the resistance value of the suspension wire 8 is set to about 0.05 to 0.1 Ω. For this reason, the Joule heat when the suspension wire 8 is energized does not increase so much, and the shape memory alloy forming the suspension wire 8 changes from the martensite phase to the austenite phase when the lens driving device 1 is operating. No metamorphosis.

また、軸方向駆動機構５０と軸交差駆動機構７０を構成する磁石５２が加熱されて不可逆減磁となるときの使用限界温度よりも、サスペンションワイヤ８を構成する形状記憶合金がマルテンサイト相からオーステナイト相へ変態するときの変態温度の方が高く設定されている。   Also, the shape memory alloy forming the suspension wire 8 changes from the martensitic phase to the austenitic phase below the operating temperature limit when the magnets 52 forming the axial driving mechanism 50 and the cross-axis driving mechanism 70 are heated to cause irreversible demagnetization. The transformation temperature when transforming into a phase is set higher.

レンズ駆動装置１の使用限界温度は、磁石５２が不可逆減磁の状態に陥る温度であり、使用限界温度を超えると、軸方向駆動機構５０と軸交差駆動機構７０が動作できなくなる。ただし、この使用限界温度は１００℃を超える高温であり、通常の使用環境では、磁石５２が不可逆減磁に陥ることはほとんどない。このレンズ駆動装置１では、形状記憶合金の変態温度を前記使用限界温度よりも高くしておくことで、通常の使用環境下では、サスペンションワイヤ８がオーステナイト相に変態することがなく、常に適正な弾性支持力と制振効果を発揮することができる。   The use limit temperature of the lens driving device 1 is a temperature at which the magnet 52 falls into an irreversible demagnetization state. If the use limit temperature is exceeded, the axial drive mechanism 50 and the axis cross drive mechanism 70 cannot operate. However, this use limit temperature is a high temperature exceeding 100 ° C., and in a normal use environment, the magnet 52 hardly falls into irreversible demagnetization. In this lens driving device 1, by setting the transformation temperature of the shape memory alloy higher than the use limit temperature, the suspension wire 8 does not transform into the austenite phase under a normal use environment, and is always appropriate. An elastic supporting force and a vibration damping effect can be exhibited.

１ レンズ駆動装置
２ カバー
８ サスペンションワイヤ
１１ 基台
１２ 金属ベース
２０ 可動ユニット
２１ 可動ベース
２５ レンズホルダ
３０ 第１の板ばね
３１ 分割ばね部
４０ 第２の板ばね
５０ 軸方向駆動機構
５１ 第１のコイル
５２ 磁石
６０ 金属部材
６３ 側板部
７０ 軸交差駆動機構
７１ 第２のコイル
Ｏ 中心軸 REFERENCE SIGNS LIST 1 lens driving device 2 cover 8 suspension wire 11 base 12 metal base 20 movable unit 21 movable base 25 lens holder 30 first leaf spring 31 split spring portion 40 second leaf spring 50 axial drive mechanism 51 first coil 52 magnet 60 metal member 63 side plate 70 axis crossing drive mechanism 71 second coil O center axis

Claims (6)

基台と、レンズ体を搭載可能な可動ユニットと、前記基台上で前記可動ユニットを支持する支持部材と、前記可動ユニットを光軸方向と交差する方向へ移動させる駆動機構とが設けられたレンズ駆動装置において、
前記可動ユニットには、レンズホルダと、前記レンズホルダを前記光軸方向へ移動させる第１のコイルおよび磁石とが設けられており、
前記支持部材は、前記基台と前記可動ユニットとを連結して前記光軸方向と交差する方向へ変形可能なサスペンションワイヤで、前記サスペンションワイヤが前記第１のコイルへの通電路として使用されており、
前記サスペンションワイヤは、マルテンサイト相の形状記憶合金で形成されており、通電中も前記マルテンサイト相のままであることを特徴とするレンズ駆動装置。 A base, a movable unit capable of mounting a lens body, a support member for supporting the movable unit on the base, and a drive mechanism for moving the movable unit in a direction intersecting the optical axis direction are provided. In the lens driving device,
The movable unit is provided with a lens holder, a first coil and a magnet for moving the lens holder in the optical axis direction,
The support member is a suspension wire that connects the base and the movable unit and is deformable in a direction intersecting with the optical axis direction. The suspension wire is used as a current path to the first coil. Yes,
The lens driving device, wherein the suspension wire is formed of a martensitic phase shape memory alloy, and remains in the martensitic phase during energization . 前記サスペンションワイヤは、Ｃｕ系の形状記憶合金で形成されている請求項１記載のレンズ駆動装置。 The lens drive device according to claim 1 , wherein the suspension wire is formed of a Cu-based shape memory alloy. 前記サスペンションワイヤは、オーステナイト相に変態した状態でも直線形状を保つものである請求項１または２記載のレンズ駆動装置。 The lens driving device according to claim 1 , wherein the suspension wire maintains a linear shape even when transformed into an austenite phase. 前記磁石が不可逆減磁となる温度は、前記サスペンションワイヤがオーステナイト相に変態する変態温度よりも低い請求項１ないし３のいずれかに記載のレンズ駆動装置。 4. The lens driving device according to claim 1 , wherein a temperature at which the magnet undergoes irreversible demagnetization is lower than a transformation temperature at which the suspension wire transforms into an austenite phase. 5. 基台と、レンズ体を搭載可能な可動ユニットと、前記基台上で前記可動ユニットを支持する支持部材と、前記可動ユニットを光軸方向と交差する方向へ移動させる駆動機構とが設けられたレンズ駆動装置において、A base, a movable unit capable of mounting a lens body, a support member for supporting the movable unit on the base, and a drive mechanism for moving the movable unit in a direction intersecting the optical axis direction are provided. In the lens driving device,
前記支持部材は、前記基台と前記可動ユニットとを連結して前記光軸方向と交差する方向へ変形可能なサスペンションワイヤであり、前記サスペンションワイヤは、マルテンサイト相の形状記憶合金で形成されており、The support member is a suspension wire that connects the base and the movable unit and is deformable in a direction crossing the optical axis direction, and the suspension wire is formed of a martensitic phase shape memory alloy. Yes,
前記サスペンションワイヤは、オーステナイト相に変態した状態でも直線形状を保つものであることを特徴とするレンズ駆動装置。The lens driving device according to claim 1, wherein the suspension wire maintains a linear shape even in a state transformed to an austenitic phase. 基台と、レンズ体を搭載可能な可動ユニットと、前記基台上で前記可動ユニットを支持する支持部材と、前記可動ユニットを光軸方向と交差する方向へ移動させる駆動機構とが設けられたレンズ駆動装置において、A base, a movable unit capable of mounting a lens body, a support member for supporting the movable unit on the base, and a drive mechanism for moving the movable unit in a direction intersecting the optical axis direction are provided. In the lens driving device,
前記支持部材は、前記基台と前記可動ユニットとを連結して前記光軸方向と交差する方向へ変形可能なサスペンションワイヤであり、前記サスペンションワイヤは、マルテンサイト相の形状記憶合金で形成されており、The support member is a suspension wire that connects the base and the movable unit and is deformable in a direction crossing the optical axis direction, and the suspension wire is formed of a martensitic phase shape memory alloy. Yes,
前記駆動機構に設けられた磁石が不可逆減磁となる温度は、前記サスペンションワイヤがオーステナイト相に変態する変態温度よりも低いことを特徴とするレンズ駆動装置。A lens driving device, wherein a temperature at which a magnet provided in the driving mechanism is irreversibly demagnetized is lower than a transformation temperature at which the suspension wire transforms to an austenite phase.
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