JP7023061B2 - レンズ駆動装置 - Google Patents

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Description

本発明は、レンズ駆動装置に関するものである。
レンズ駆動装置は、ベース部材と、レンズ又はレンズ枠(レンズバレル)が取り付けられる可動部材(キャリア)と、ベース部材に対して可動部材をレンズの光軸方向に沿って移動自在に支持する支持部材とを備えており、アクチュエータであるコイルとマグネットの一方を可動部材に設け、他方を支持部材に設けて、板バネなどの弾性部材を介して支持部材に支持される可動部材を、アクチュエータの推力(ローレンツ力)と弾性部材の弾性力をバランスさせながら、光軸方向に沿って移動するものである(例えば、下記特許文献1参照)。
従来のレンズ駆動装置は、アクチュエータの無通電時に弾性部材の弾性力で可動部材がベース部材に押し付けられるようになっており、ベース部材には、可動部材の光軸方向の移動と光軸周りの移動を制限する移動制限部が設けられている。
特開2015-99282号公報
前述した従来のレンズ駆動装置は、ベース部材の底面に移動制限部やアクチュエータの一部を設けるための大きなスペースが必要である。このため、ベース部材の開口径に対してベース部材の占有面積が大きくなる問題があった。
また、ベース部材の中心に比較的近い位置に移動制限部を設けているので、可動部材の外周縁に近いところでの光軸周りの移動を制限するには、移動制限部材と可動部材とのクリアランスを極力小さくする必要があり、ベース部材の形成に高い加工精度を要することが問題になっていた。
また、前述した従来のレンズ駆動装置は、ベース部材上に可動部材やアクチュエータを配備した後、可動部材やアクチュエータをカバーで覆い、カバーの下端縁をベース部材の外周縁に接着固定することがなされていた。この際に、接着剤が毛細管現象で内部に侵入することがあり、可動部材などに付着して、動作不良を起こすことが懸念されていた。
特に、ベース部材の開口径に対してベース部材の占有面積を可能な限り小さくしたいという要求に応えようとすると、必然的に接着剤が注入されるベース部材の外周縁と可動部材などの内部部品との間に十分な距離を確保することができなくなるので、接着剤が内部部品に干渉するリスクが高くなる問題があった。
本発明は、このような問題に対処することを課題としている。すなわち、レンズ駆動装置において、ベース部材の開口径に対してベース部材の占有面積を可能な限り小さくすること、ベース部材の形成に高い加工精度を要すること無く、可動部材の移動制限を効果的に行えるようにすること、ベース部材にカバーを接着する際に接着剤の内部干渉を抑止すること、などが本発明の課題である。
このような課題を解決するために、本発明は、以下の構成を具備するものである。
中央部に開口を有するベース部材と、レンズ又はレンズ枠が取り付けられる可動部材と、前記ベース部材に対して前記可動部材をレンズの光軸方向に沿って移動自在に弾性支持する弾性支持部材と、レンズの光軸方向に沿った推力を前記可動部材に付与するアクチュエータとを備え、前記ベース部材は、外周縁の角部でない辺の近傍に前記光軸方向に立設される壁部を有し、該壁部には、前記外周縁の辺の中央に凹部が設けられ、かつ、前記可動部材の前記光軸周りの移動と前記光軸に交差する平面方向の移動を制限する当たり面が設けられ、前記可動部材は、該可動部材の外周内に収まるように前記ベース部材の前記凹部内に配置される凸部を有することを特徴とするレンズ駆動装置。
本発明の実施形態に係るレンズ駆動装置の分解斜視図である。 (a)がベース部材の斜視図であり、(b)がベース部材の側面図である。 (a)が可動部材の底面図であり、(b)が(a)のX1-X1断面図である。 (a)が可動部材の側面図であり、(b)が(a)のA部拡大図である。 ベース部材と可動部材と弾性支持部材(下板バネ)とカバーとの関係を示した説明図である。 ベース部材と可動部材と弾性支持部材(上板バネ)との配置関係を示した説明図である。 (a)がレンズ駆動装置の全体構成を示した縦断面図であり、(b)がB部拡大図である。 (a)がレンズ駆動装置を備える撮像装置、(b)がレンズ駆動装置を備えた携帯電子機器(携帯情報端末)を示す説明図である。
以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。以下の説明で、異なる図における同一符号は同一機能の部位を示しており、各図における重複説明は適宜省略する。
図1に示すように、レンズ駆動装置1は、中央部に開口2Aを有するベース部材2と、中央の開口3Aにレンズ又はレンズ枠が取り付けられる可動部材3と、ベース部材2に対して可動部材3を弾性支持する弾性支持部材(板バネ)4と、可動部材3に推力を付与するアクチュエータ(コイル6とマグネット7)5と、可動部材3や弾性支持部材4を覆うカバー(ヨーク)8を備えている。
ベース部材2は、矩形状の外周縁2Bを有しており、外周縁2Bに沿ってカバー8の下端8Bを支持するカバー支持部2Cが設けられ、外周縁2Bの近傍であってカバー支持部2Cの内側に壁部2Dを備えている。壁部2Dは、可動部材3に取り付けられるレンズの光軸O方向に沿って立設されている。また、ベース部材2は、矩形状の外周縁2Bの角部に平面視三角形状の支持部2Eが設けられている。
可動部材3は、開口3Aの内面にレンズ又はレンズ枠をネジ止めするネジ部が設けられており、側面には、アクチュエータ5の一部であるコイル6をレンズの光軸O周りに巻回すためのコイル保持部3Bが設けられている。また、コイル保持部3Bの上下には、弾性支持部材4の内側支持部4Aが支持されるバネ支持部3Cが設けられている。図示の例では、可動部材3は、ベース部材2の角部に設けられる平面視三角形状の支持部2Eの内側に配置されるように八角形状の外周縁を有している。
弾性支持部材4は、可動部材3をレンズの光軸O方向に沿って移動自在に弾性支持するものであり、一つの上弾性支持部材(上板バネ)40と、4つに分割された下弾性支持部材(下板バネ)41とからなる。上弾性支持部材40は、可動部材3のバネ支持部3Cに固定される内側支持部40Aが2箇所設けられ、ベース部材2の角部に設けられる支持部2E上の空間に支持される外側支持部40Bが4箇所設けられており、内側支持部40Aと外側支持部40Bを繋ぐ弾性変形部40Cが4箇所に設けられている。また、4つの下弾性支持部材41は、それぞれが、可動部材3のバネ支持部3Cに固定される内側支持部41Aと、ベース部材2の角部に設けられる支持部2Eに固定される外側支持部41Bと、内側支持部41Aと外側支持部41Bを繋ぐ弾性変形部41Cとを備えている。
アクチュエータ5は、前述したコイル6と、ベース部材2の角部に設けた支持部2E上の空間に配置されるマグネット7とによって構成されている。マグネット7は、カバー8の四隅から光軸Oに向かった方向に着磁されており、光軸O周りに巻回されたコイル6に直交する方向に磁力線が向く磁界を形成している。これよって、コイル6への通電でコイル6を保持する可動部材3に光軸O方向の推力(ローレンツ力)が付与される。
ベース部材2の角部に設けられる支持部2E上の空間に配置されるマグネット7は、カバー8の内面に固定されており、マグネット7の上面に上弾性支持部材40の外側支持部41Bが固定されている。カバー8は、中央に開口8Aを有しており、磁性体によって形成されることで、マグネット7が磁気吸着されるヨークとして機能している。
図2~図4を参照してベース部材2と可動部材3を更に詳細に説明する。ベース部材2の壁部2Dには、可動部材3の光軸O周りの移動と光軸Oに交差する平面方向の移動を制限する当たり面10(10A~10H)が設けられている。また、ベース部材2には、光軸Oと垂直な平面として、可動部材3の光軸O方向の過剰な移動を制限する当たり面11が設けられている。
ベース部材2の壁部2Dに設けられる当たり面10(10A~10H)には、可動部材3の下面に設けられる当たり部12の各当たり面12A~12Hが当接することで、可動部材3の光軸O周りの移動と光軸Oに交差する平面方向の移動が制限される。
可動部材3に設けられる当たり部12は、可動部材3の下面から下方に向けて突出するように設けられると共に、光軸Oと交差する方向で外向きに突出する凸部12Pを備えている。これに対して、ベース部材2の壁部2Dには、凹部2D1が開口2Aを挟んで対向する位置に2箇所設けられており、この凹部2D1内のそれぞれに当たり部12の凸部12Pが配置されている。
そして、ベース部材2側の当たり面10は、壁部2Dに設けた凹部2D1において、当たり面10A,10B(10E,10F)がベース部材2の外周に沿って一対設けられており、当たり面10C,10D(10G,10H)が壁部2Dの内面に設けられている。ここで、当たり面10Aと当たり面10B、当たり面10Eと当たり面10F、当たり面10Cと当たり面10G、当たり面10Dと当たり面10Hは、それぞれ対面する平行な面である。
そして、ベース部材2側の当たり面10Aに対しては、可動部材3側の当たり面12Aが対面し、ベース部材2側の当たり面10Bに対しては、可動部材3側の当たり面12Bが対面している。同様に、ベース部材2側の当たり面10Eに対しては、可動部材3側の当たり面12Eが対面し、ベース部材2側の当たり面10Fに対しては、可動部材3側の当たり面12Fが対面している。このようなベース部材2側の当たり面10A,10B及び当たり面10E,10Fは、可動部材3における図示(図3参照)Y方向及び光軸O周りの移動を制限している。
また、ベース部材2側の当たり面10Cに対しては、可動部材3側の当たり面12Cが対面し、ベース部材2側の当たり面10Dに対しては、可動部材3側の当たり面12Dが対面している。同様に、ベース部材2側の当たり面10Gに対しては、可動部材3側の当たり面12Gが対面し、ベース部材2側の当たり面10Hに対しては、可動部材3側の当たり面12Hが対面している。このようなベース部材2側の当たり面10C,10D及び当たり面10G,10Hは、可動部材3における図示(図3参照)X方向の移動を制限している。
また、ベース部材2の当たり面11に対しては、可動部材3の当たり部12の底面に設けられる当たり面12Jが対面しており、これによって、可動部材3が光軸O方向に過剰に移動するのを阻止している。たとえば、上記した光軸方向への過剰な移動とは、各弾性支持部材の弾性変形部が破損するような移動のことである。
このように、本実施形態では、ベース部材2と可動部材3とにそれぞれ当たり面を設けることで、光軸に垂直方向の移動と、光軸周りの移動と、光軸方向の移動とをそれぞれ適切に制限することができる。
また、ベース部材2には、コイル6に入力される駆動電流の入力端子13が底面から突出しており、ベース部材2の内部に入力端子13に導通する導電線(図示省略)が配置され、その導電線に導通する接続端子14がベース部材2における支持部2Eの表面に設けられている。また、ベース部材2には、後述する可動部材3の突起部3Fを逃がすための溝部2Gが設けられている。
可動部材3には、図3及び図4に示すように、下方に向けて突起部3Fが突起しており、この突起部3Fにコイル6の引出部6Aが巻回されている。突起部3Fは、突起端(下端)に向けて横断面が大きくなる逆テーパ状の側面3mを有している。このような逆テーパ状の側面3mを有する突起部3Fにコイル6の引出部6Aを巻き付けると、巻線が解れたり、突起部3Fから引出部6Aが抜け外れたりする不具合が生じ難くなる。
コイル6の端部は下弾性支持部材41に接続され、導電性を有する下弾性支持部材41を介して、ベース部材2の接続端子14に接続される。コイル6の端部は、下弾性支持部材41の内側支持部41Aに半田付けされるが、その際の作業性を向上するために、コイル6の引出部6Aが突起部3Fに巻き付けられる。突起部3Fを逆テーパ状にすることで、引出部6Aの解れや抜け外れが抑止できるので、コイル6の端子を接続する際の作業性が更に向上する。
図5に示すように、下弾性支持部材41は、4分割されており、それぞれが、内側支持部41Aと、三角形状の外側支持部41Bと、弾性変形部41Cを備えている。そして、その中の2つの下弾性支持部材41X,41Yが、コイル6への通電経路を形成している。下弾性支持部材41X,41Yは、内側支持部41Aが、可動部材3における突起部3F近傍のバネ支持部3Cに接着固定されており、突起部3Fに巻かれたコイル6の引出部6Aの端部がこの内側支持部41Aに半田等で接続される。また、下弾性支持部材41X,41Yの外側支持部41Bは、ベース部材2の支持部2Eに接着固定され、支持部2Eに設けられる接続端子14と外側支持部41Bとが半田等で接続される。
図6に示すように、上弾性支持部材40は、ベース部材2の外周縁形状に対応する矩形状の外縁形状を有しており、四隅に三角形状の外側支持部40Bが設けられている。上側弾性支持部材40の外側支持部40Bは、ベース部材2の支持部2E上の空間に配置されてカバー8の内面に固定されるマグネット7の上面に接着固定される。上弾性支持部材40の内側支持部40Aは、可動部材3の上面に設けられるバネ支持部3Cに接着固定される。上弾性支持部材40の内側支持部40Aは、切り欠き状に接着剤注入口42を有している。内側支持部40Aは、可動部材3のバネ支持部3C上に置かれた後で、接着剤注入口42に接着剤が注入される。これによって、内側支持部40Aの下面とバネ支持部3Cの上面との間に毛細管現象で接着剤が充填される。
このようなレンズ駆動装置1の組み立て手順を説明する。先ず、カバー8の天面内側に、上弾性支持部材40の外側支持部40Bを接着剤で固定する。次に、マグネット7の上面と側面に接着剤を塗布して、マグネット7の上面を、カバー8の天面内側に固定した上弾性支持部材40の外側支持部40Bに固定し、マグネット7の側面をカバー8の内側面に固定する。マグネット7は、カバー8の角部に対応する側面を有しており、また、カバー8がヨークとして機能する磁性体であるため、マグネット7はカバー8の内面に磁気吸着され、マグネット7とカバー8との固定は比較的簡易に行うことができる。
一方、ベース部材2に対しては、支持部2Eに下弾性支持部材41の外側支持部41Bが接着剤で固定される。そして、コイル6がコイル保持部3Bに巻かれており、コイル6の引出部6Aが突起部3Fに巻かれている可動部材3の下側のバネ支持部3Cに、下弾性支持部材41の内側支持部41Aが接着剤で固定される。その後、コイル6の端部は、下弾性支持部材41の内側支持部41Aに半田接続され、下弾性支持部材41の外側支持部41Bは、ベース部材2の支持部2Eに設けられる接続端子14に半田接続される。
その後は、内側に上弾性支持部材40とマグネット7が固定されたカバー8と、壁部2Dの内側に下弾性支持部材41と可動部材3が固定されたベース部材2とを合体させる。この際に、可動部材3の上側のバネ支持部3Cに接着剤を塗布することで、このバネ支持部3Cと上弾性支持部材40の内側支持部41Aが固定される。そして最後に、カバー8の下端8Bをベース部材2のカバー支持部2C上に載せて、カバー8の接着剤注入口8Cから接着剤を注入することで、ベース部材2の壁部2Cの外側面とカバー8の内側面とを接着剤で固定する。
この際に、図2及び図7に示すように、ベース部材2の壁部2Dの外側面には段差2tを介して接着面2Hが設けられており、この接着面2Hがカバー8の内面に接着剤を介して接着される。カバー8の接着剤注入口8Cから注入される接着剤は、接着面2Hとカバー8の内面との間の隙間に進入して、毛細管現象で接着面2Hの全面に拡がることになるが、接着面2Hは、段差2tを介して壁部2Dの外側面に形成されているので、段差2tを超えて接着剤が拡がることがない。これによって、接着剤が接着面2H以外のところに進入して、内部部品に干渉するのを抑止することができる。
接着面2Hを区画する段差2tは、図2に示すように、壁部2Dの凹部2D1から離間した位置に形成されている。このため、可動部材3の当たり部12の凸部12Pが内側に配置される凹部2D1には接着剤が進入することがない。これによって、接着剤の干渉で可動部材3が動作不良を起こすことを防いでいる。
前述した説明において、上弾性支持部材40の内側支持部40Aや下弾性支持部材41の内側支持部41Aが固定される可動部材3のバネ支持部3C、或いは、下弾性支持部材41の外側支持部41Bが固定されるベース部材2の支持部2Eは、接着剤が塗布される平坦な面になっており、位置決め用の凸部や段部が形成されていない構成になっている。このような構成にすることで、位置決め部位の位置誤差によって組み付け位置がずれてしまうことを防ぐことができると共に、凸部や段部を設けるスペースを省くことができる。組み付け時には、画像認識(オプティカルアライメント)を用いて、位置補正しながら組み付けることで、精度の高い組み付けが可能になる。
このようなレンズ駆動装置1によると、ベース部材2は、外周縁2B近傍に光軸O方向に立設される壁部2Dを備え、この壁部2Dに、可動部材3の光軸O周りの移動と光軸Oに交差する平面方向の移動を制限する当たり面10(10A~10H)が設けられているので、開口2Aの口径に対して、ベース部材2の占有面積を可能な限り小さくした場合であっても、スペース効率良くメカストッパーとなる当たり面10(10A~10H)を設けることができる。
そして、ベース部材2と可動部材3の2部品で移動制限のメカストッパーを構成しているので、ベース部材2に固定されるカバー8の内面に可動部材3を当てるような3部品の調整が必要な構成に比べると、部品間の寸法のばらつきの影響が少なくなり、当たり面間のクリアランスを小さくしたがたつきの少ないレンズ駆動装置1を得ることができる。さらに、メカストッパーとなる当たり面をベース部材2の外周縁2B近傍に設けているので、特に光軸O周りの可動部材3の移動を効率的に制限することができる。このようなレンズ駆動装置1は、落下時の衝撃が抑えられ、弾性支持部材(板バネ)4の損傷や部品間の衝突に伴う塵発生を抑止することができ、動作信頼性が高く、耐衝撃性の高いレンズ駆動装置1を得ることができる。
図8は、(a)において、前述したレンズ駆動装置1を備えた撮像装置(カメラ)100を示し、(b)において、レンズ駆動装置1を具備するカメラユニットを備えた携帯電子機器(携帯情報端末)200を示している。
前述したレンズ駆動装置1は、ベース部材2の占有面積を小さくすることで、撮像装置(カメラ)100や携帯電子機器(携帯情報端末)200内での設置スペースを省スペース化することができる。これによって、撮像装置(カメラ)100や携帯電子機器(携帯情報端末)200の小型化・薄型化が可能になると共に、他の機能部品の設置占有面積を広げることで、機器の高機能化が可能になる。
また、前述したレンズ駆動装置1は、高い耐衝撃性や耐久性を有しているので、モバイル性能を高めた撮像装置(カメラ)100や携帯電子機器(携帯情報端末)200の使用時に、適正なレンズ駆動性能を発揮することができる。更には、前述したレンズ駆動装置1は、高い動作信頼性を有し、製造歩留まりを高めることができるので、撮像装置(カメラ)100や携帯電子機器(携帯情報端末)200の高機能且つ低コスト化に対応することができる。
以上、本発明の実施の形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこれらの実施の形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても本発明に含まれる。また、上述の各実施の形態は、その目的及び構成等に特に矛盾や問題がない限り、互いの技術を流用して組み合わせることが可能である。
1:レンズ駆動装置,
2:ベース部材,2A:開口,2B:外周縁,2C:カバー支持部,
2D:壁部,2D1:凹部,2E:支持部,2G:溝部,2H:接着面,2t:段差,
3:可動部材,3A:開口,3B:コイル保持部,3C:バネ支持部,
3F:突起部,3m:側面,
4:弾性支持部材(板バネ),4A,40A,41A:内側支持部,
4B,40B,41B:外側支持部,4C,40C,41C:弾性変形部,
40:上弾性支持部材(上板バネ),
41,41X,41Y:下弾性支持部材(下板バネ),42:接着剤注入口,
5:アクチュエータ,6:コイル,6A:引出部,7:マグネット,
8:カバー(ヨーク),8A:開口,8B:下端,8C:接着剤注入口,
10(10A~10H),11:当たり面,
12:当たり部,12A~12H,12J:当たり面,12P:凸部,
13:入力端子,14:接続端子,
100:撮像装置(カメラ),200:携帯電子機器(携帯情報端末),
O:光軸

Claims (11)

  1. 中央部に開口を有するベース部材と、
    レンズ又はレンズ枠が取り付けられる可動部材と、
    前記ベース部材に対して前記可動部材をレンズの光軸方向に沿って移動自在に弾性支持する弾性支持部材と、
    レンズの光軸方向に沿った推力を前記可動部材に付与するアクチュエータとを備え、
    前記ベース部材は、外周縁の角部でない辺の近傍に前記光軸方向に立設される壁部を有し、
    該壁部には、前記外周縁の辺の中央に凹部が設けられ、かつ、前記可動部材の前記光軸周りの移動と前記光軸に交差する平面方向の移動を制限する当たり面が設けられ、
    前記可動部材は、該可動部材の外周内に収まるように前記ベース部材の前記凹部内に配置される凸部を有することを特徴とするレンズ駆動装置。
  2. 前記当たり面は、前記ベース部材の外周に沿って一対設けられると共に、前記壁部の内面に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。
  3. 前記壁部は、前記可動部材の前記光軸方向の過剰な動きを制限する当たり面を備えることを特徴とする請求項1記載のレンズ駆動装置。
  4. 前記凹部は、前記開口を挟んだ前記ベース部材の2辺に設けられていることを特徴とする請求項1~3のいずれか1項記載のレンズ駆動装置。
  5. 前記可動部材は、コイルの引出部が巻回される突起部を有し、
    前記ベース部材は、前記凹部が設けられていない辺に前記突起部を逃がす溝部を有することを特徴とする請求項1~4のいずれか1項に記載のレンズ駆動装置。
  6. 前記ベース部材上に前記可動部材や前記アクチュエータを覆うカバーを設け、
    前記壁部の外側面には段差を介して接着面が設けられ、
    前記接着面が前記カバーの内面に接着剤を介して接着されていることを特徴とする請求項1~5のいずれか1項に記載のレンズ駆動装置。
  7. 前記ベース部材の角部上に前記アクチュエータの一部であるマグネットが配置され、
    前記可動部材には、前記アクチュエータの一部となるコイルが前記光軸周りに巻回されており、
    前記カバーがヨークであることを特徴とする請求項6記載のレンズ駆動装置。
  8. 前記可動部材には、前記コイルの引出部が巻回される突起部が設けられ、
    前記コイルの端部は、前記弾性支持部材を介して前記ベース部材の端子部に接続されることを特徴とする請求項7記載のレンズ駆動装置。
  9. 前記突起部は、突起端に向けて横断面が大きくなる逆テーパ状の側面を有することを特徴とする請求項8記載のレンズ駆動装置。
  10. 請求項1~9のいずれか1項記載のレンズ駆動装置を備えた撮像装置。
  11. 請求項1~9のいずれか1項記載のレンズ駆動装置を備えた携帯情報端末。
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Citations (4)

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