KR20100040659A - Driving device and lens driving device - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 보이스 코일 모터(VCM)를 구동부로서 사용하는 구동장치에 관한 것으로, 특히, 휴대형 소형 카메라에 사용되는 오토포커스용 렌즈 구동장치에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a drive device using a voice coil motor (VCM) as a drive unit, and more particularly to an autofocus lens drive device used in a portable compact camera.
알려진 바와 같이, 고정부에 대하여 가동부(피구동부)를 리니어로 구동하는 구동장치의 구동부로서, 보이스 코일 모터(VCM)가 사용된다. 보이스 코일 모터는 요크와 마그넷으로 이루어지는 자계발생부(자계발생 수단)와, 구동코일로 구성된다. 자계발생부(자계발생 수단)와 구동코일의 일방은, 고정부에 부착되고, 타방은 가동부에 부착된다. 구동장치는, 예를 들면, 후술하는 바와 같은 렌즈 구동장치이면 된다. As is known, a voice coil motor (VCM) is used as a drive part of a drive device for linearly driving a movable part (driven part) with respect to a fixed part. The voice coil motor is composed of a magnetic field generating portion (magnetic field generating means) consisting of a yoke and a magnet, and a drive coil. One of the magnetic field generating portion (magnetic field generating means) and the driving coil is attached to the fixed portion, and the other is attached to the movable portion. The drive device may be, for example, a lens drive device as described later.
렌즈 구동장치에서는, 렌즈 어셈블리가 렌즈 홀더로 유지되어 있다. 보이스 코일 모터는, 구동코일에 통전함으로써, 영구자석의 자계와 구동코일에 흐르는 전류에 의한 자계와의 상호작용에 의해, 렌즈 홀더를 광축 방향으로 위치조정 가능한 액추에이터로서 동작한다. In the lens driving apparatus, the lens assembly is held by the lens holder. The voice coil motor is energized by the drive coil, thereby acting as an actuator capable of positioning the lens holder in the optical axis direction by the interaction between the magnetic field of the permanent magnet and the magnetic field caused by the current flowing through the drive coil.
한편, 카메라 부착 휴대전화에는 휴대형 소형 카메라가 탑재되어 있다. 이 휴대형 소형 카메라에는 오토포커스용 렌즈 구동장치가 사용된다. 이러한 오토포커스용 렌즈 구동장치에서는 렌즈가 가동부(피구동부)로서 사용된다. 종래부터, 여러 오토포커스용 렌즈 구동장치가 제안되어 있다. On the other hand, a portable small camera is mounted in the mobile phone with a camera. In this portable compact camera, an autofocus lens driving device is used. In such an autofocus lens driving apparatus, a lens is used as a movable portion (driven portion). Conventionally, various autofocus lens driving apparatuses have been proposed.
예를 들면, 특허문헌 1(일본 특개 2005-128392호 공보)은 내충격성이 우수한 렌즈 구동장치를 개시하고 있다. 이 특허문헌 1에 개시된 렌즈 구동장치는, 대략 원통 형상의 요크와, 이 요크가 장착되는 베이스와, 요크의 내주측에 배치되는 렌즈 지지체(렌즈 홀더)와, 렌즈 지지체에 부착되는 한 쌍의 판 스프링을 구비한다. 한 쌍의 판 스프링은 전방측 스프링 및 후방측 스프링이라고도 불린다. 전방측 스프링은 렌즈 지지체에서의 렌즈의 광축 방향 전방측(일방측)에 배치되고, 후방측 스프링은 렌즈의 광축 방향 후방측(타방측)에 배치되어 있다. 요크는 단면이 대략 ㄷ자 형상이며, ㄷ자의 내부에 마그넷(영구자석)이 배치되고, ㄷ자의 내부에서 마그넷의 내주측에 구동코일이 배치되어 있다. 마그넷은 후방 스페이서를 통하여 베이스에 고정되어 있다. 구동코일은 렌즈 지지체의 외주부에 고정되어 있다. 렌즈 지지체의 외주부가 요크의 내부에 들어가 있다. 이것에 의해, 렌즈 지지체의 외주부는 요크의 ㄷ자 간극을 이동하게 되어 있다. 베이스의 내주측에 요크가 고정되어 있다. 베이스의 기저부에는 후방 스페이서와의 사이에 후방 스프링의 외주 단부가 고정되어 있다. For example, Patent Document 1 (Japanese Patent Laid-Open No. 2005-128392) discloses a lens drive device excellent in impact resistance. The lens driving device disclosed in Patent Document 1 includes a substantially cylindrical yoke, a base on which the yoke is mounted, a lens support (lens holder) disposed on the inner circumferential side of the yoke, and a pair of plates attached to the lens support. With a spring. The pair of leaf springs is also called the front spring and the rear spring. The front spring is disposed on the optical axis direction front side (one side) of the lens in the lens support, and the rear spring is disposed on the optical axis direction rear side (the other side) of the lens. The yoke has a substantially c-shaped cross section, a magnet (permanent magnet) is disposed inside the c-shape, and a drive coil is disposed on the inner circumferential side of the magnet within the c-shape. The magnet is fixed to the base via the rear spacer. The drive coil is fixed to the outer peripheral portion of the lens support. The outer periphery of the lens support is inside the yoke. As a result, the outer peripheral portion of the lens support moves the c-shaped gap of the yoke. The yoke is fixed to the inner circumferential side of the base. The outer peripheral end of the rear spring is fixed to the base of the base between the rear spacers.
특허문헌 1에 개시된 렌즈 구동장치에서, 렌즈 지지체는 대략 원통 형상이며, 그 내부에 렌즈(렌즈 어셈블리, 배럴)가 수납되어 있다. 렌즈 지지체는 요크의 내주측을 광축에 따라 이동할 수 있게 부착되어 있다. 전방측 스프링은 대략 환상의 판 스프링으로 이루어지고, 내주측 단부와 외주측 단부를 갖는다. 전방측 스프링의 내주측 단부는 렌즈 지지체와 캡 사이에 협지(挾持)되어 고정되어 있다. 전방측 스프링의 외주측 단부와 요크 사이에는 전방 스페이서가 개재되어 있다. 후방측 스프링은 전방측 스프링과 대략 동일 형상이며, 대략 환상의 판 스프링으로 이루어진다. 후방측 스프링의 내주측 단부는 렌즈 지지체의 후단에 고정되어 있다. 후방측 스프링의 외주측 단부는 베이스의 기저부와 후방 스페이서 사이에 고정되어 있다. In the lens driving apparatus disclosed in Patent Document 1, the lens support is substantially cylindrical in shape and a lens (lens assembly, barrel) is housed therein. The lens support is attached to move the inner circumferential side of the yoke along the optical axis. The front side spring consists of a substantially annular leaf spring, and has an inner peripheral side end and an outer peripheral side end. The inner circumferential side end portion of the front spring is clamped and fixed between the lens support and the cap. A front spacer is interposed between the outer peripheral end of the front spring and the yoke. The rear spring is substantially the same shape as the front spring and consists of a substantially annular leaf spring. The inner peripheral end of the rear spring is fixed to the rear end of the lens support. The outer circumferential end of the rear spring is fixed between the base of the base and the rear spacer.
특허문헌 1에 개시된 렌즈 구동장치에서, 구동코일은 원통 형상을 하고 있고, 마그넷도 원통 형상을 하고 있다. 상세히 기술하면, 마그넷은 각각이 원호 형상을 한 4개의 복수의 마그넷편으로 이루어지고, 전체적으로, 원통 형상을 하고 있다. 또한, 특허문헌 1에서는, 마그넷의 구체적인 재료(구조)에 대해서는 전혀 기재되어 있지 않다. In the lens driving apparatus disclosed in Patent Document 1, the driving coil has a cylindrical shape, and the magnet also has a cylindrical shape. In detail, the magnet is composed of four magnet pieces each having an arc shape, and has a cylindrical shape as a whole. In addition, in patent document 1, the specific material (structure) of a magnet is not described at all.
또, 특허문헌 2(일본 특개 2006-293243호 공보)는 촬영방향을 연직 방향에 대하여 기울여서 사용한 경우에도, 렌즈를 원활하게 구동할 수 있음과 아울러, 렌즈 광축 방향을 정확하게 촬영방향으로 향하게 할 수 있는 렌즈 구동장치를 개시하고 있다. 이 특허문헌 2에 개시된 렌즈 구동장치는, 렌즈를 유지하는 홀더(렌즈 홀더)와, 이 홀더에 장착된 환상의 구동코일과, 고정부측에 설치되고, 코일에 방사상의 구동용 자계를 인가하는 자계발생 수단을 구비함과 아울러, 홀더의 상부측과 고정부재의 상부측을 연결하는 제 1 스프링 부재(전방측 스프링)와, 홀더의 하부측과 고정부재의 하부측을 연결하는 제 2 스프링 부재(후방측 스프링)를 구비하고 있 다. 여기에서, 전방측 스프링의 내주측 단부는 상기 특허문헌 1과 마찬가지로, 렌즈 홀더의 전단과 캡에 협지되어 고정되어 있다. In addition, Patent Document 2 (Japanese Patent Laid-Open No. 2006-293243) can smoothly drive a lens even when the photographing direction is used inclined with respect to the vertical direction, and can accurately orient the lens optical axis direction to the photographing direction. A lens driving device is disclosed. The lens driving device disclosed in Patent Document 2 includes a holder (lens holder) for holding a lens, an annular drive coil attached to the holder, and a magnetic field provided on the fixed part side and applying a radial driving magnetic field to the coil. A first spring member (front spring) for connecting the upper side of the holder and the upper side of the fixing member, and a second spring member for connecting the lower side of the holder and the lower side of the fixing member Rear spring). Here, the inner circumferential side end portion of the front spring is sandwiched and fixed to the front end of the lens holder and the cap in the same manner as in Patent Document 1.
이 특허문헌 2에서, 자계발생 수단은 환상의 구동코일의 외주측에 설치된 원통 형상의 자석(마그넷)과, 연철 등의 자성체로 이루어지는 ㄷ자형 원통 형상 요크의 조합으로 이루어진다. 이 특허문헌 2에서도, 원통 형상의 자석(마그넷)의 구체적인 재료(구조)에 대해서는 전혀 기재되어 있지 않다. In this patent document 2, the magnetic field generating means comprises a combination of a cylindrical magnet (magnet) provided on the outer circumferential side of the annular drive coil and a U-shaped cylindrical yoke made of a magnetic material such as soft iron. Also in this patent document 2, the specific material (structure) of a cylindrical magnet (magnet) is not described at all.
또한, 특허문헌 3(일본 특개 2006-258969호 공보)은 오토포커스에 요하는 시간을 단축한 카메라 부착 휴대전화를 개시하고 있다. 이 특허문헌 3에 개시된 카메라 부착 휴대전화(렌즈 구동장치)는 일단에 렌즈가 부착된 통형상부를 갖는 홀더(렌즈 홀더)와, 이 홀더에 홀더의 통형상부의 주위에 위치하도록 고정된 구동코일과, 이 구동코일과 대향하는 영구자석을 구비한 요크와, 홀더의 통형상부의 광축 방향 양측에 설치되고, 홀더를 직경방향으로 위치 결정한 상태에서 광축 방향으로 변위 가능하게 지지하는 한 쌍의 판 스프링을 구비한다. 구동코일에 통전함으로써 영구자석의 자계와 구동코일에 흐르는 전류에 의한 자계와의 상호작용에 의해, 렌즈를 광축 방향으로 위치조정 가능하다. 한 쌍의 판 스프링의 일방은 상측 판 스프링(전방측 스프링)이라 불리고, 한 쌍의 판 스프링의 타방은 하측 판 스프링(후방측 스프링)이라 불린다. 상측 판 스프링(전방측 스프링)의 내주측 단부는 홀더의 상단(전단)과 스토퍼 사이에 협지되어, 홀더에 끼워맞추어져 있다. In addition, Patent Document 3 (Japanese Patent Laid-Open No. 2006-258969) discloses a mobile phone with a camera that shortens the time required for autofocus. The mobile phone with a camera (lens drive device) disclosed in this patent document 3 has a holder (lens holder) having a cylindrical portion with a lens attached to one end thereof, a drive coil fixed to the holder around the cylindrical portion of the holder; And a yoke having a permanent magnet facing the driving coil, and a pair of leaf springs provided on both sides of the optical axis direction of the cylindrical portion of the holder so as to be displaceable in the optical axis direction while the holder is positioned in the radial direction. Equipped. By energizing the drive coil, the lens can be positioned in the optical axis direction by the interaction between the magnetic field of the permanent magnet and the magnetic field caused by the current flowing through the drive coil. One of the pair of leaf springs is called an upper leaf spring (front spring), and the other of the pair of leaf springs is called a lower leaf spring (rear spring). The inner circumferential side end portion of the upper leaf spring (front spring) is sandwiched between the upper end (front end) of the holder and the stopper and fitted to the holder.
이 특허문헌 3에서는, 구동코일은 원통 형상을 하고 있고, 복수의 영구자석(마그넷)이 요크의 외통부의 내주면에 코일과 간격을 두어 대향하도록 배치되어 있 다. 복수의 영구자석(마그넷)의 각각은 원호 형상을 하고 있다. 이 특허문헌 3에서도, 각 영구자석(마그넷)의 구체적인 재료(구조)에 대해서는 전혀 기재되어 있지 않다. In Patent Document 3, the drive coil has a cylindrical shape, and a plurality of permanent magnets (magnets) are disposed so as to face the inner circumferential surface of the outer cylinder portion of the yoke at intervals from the coil. Each of the plurality of permanent magnets (magnets) has an arc shape. Also in this patent document 3, the specific material (structure) of each permanent magnet (magnet) is not described at all.
또, 특허문헌 4(일본 특개 2006-50694호 공보)에서는, 원호 형상의 자석은 고가이므로, 영구자석(마그넷)으로서 대략 평판 형상의 것을 사용한 렌즈 구동장치를 개시하고 있다. 이 특허문헌 4에서는, 영구자석(마그넷)으로서, 네오디뮴 자석을 사용하는 예가 기재되어 있다. 또, 특허문헌 4 (및 상기 특허문헌 3)에서는, 영구자석의 하방으로 자속이 새는 것을 방지하는 자속누설 방지 수단을 설치하고 있다. 특허문헌 4에서는, 이 자속누설 방지 수단으로서, 영구자석의 하측 끝면(원형상의 요크의 연결부와 반대측의 면)에 맞닿은 상태로 복수의 영구자석을 연결하도록 자성 부재를 배치하고 있다. 특허문헌 4에서, 이 자성 부재가 철, 니켈, 코발트 및 그것들의 합금으로 이루어지는 자성재료로 형성되고, 냉간압연 강판을 사용하는 예를 개시하고 있다. In addition, Patent Document 4 (Japanese Patent Laid-Open No. 2006-50694) discloses a lens driving apparatus using an approximately flat plate-shaped magnet as a permanent magnet (magnet) because an arc-shaped magnet is expensive. In this patent document 4, the example which uses a neodymium magnet as a permanent magnet (magnet) is described. Moreover, in patent document 4 (and said patent document 3), the magnetic flux leakage prevention means which prevents a magnetic flux from leaking below a permanent magnet is provided. In Patent Literature 4, as the magnetic flux leakage preventing means, a magnetic member is disposed so as to connect a plurality of permanent magnets in contact with the lower end surface (surface opposite to the connecting portion of the circular yoke) of the permanent magnet. In patent document 4, the magnetic member is formed from the magnetic material which consists of iron, nickel, cobalt, and those alloys, and the example which uses a cold rolled sheet steel is disclosed.
특허문헌 1: 일본 특개 2005-128392호 공보(도 1, 도 2)Patent Document 1: Japanese Patent Application Laid-Open No. 2005-128392 (FIGS. 1 and 2)
특허문헌 2: 일본 특개 2006-293243호 공보(도 1)Patent Document 2: Japanese Patent Application Laid-Open No. 2006-293243 (Fig. 1)
특허문헌 3: 일본 특개 2006-258969호 공보(도 2, 도 3)Patent Document 3: Japanese Patent Laid-Open No. 2006-258969 (Fig. 2, Fig. 3)
특허문헌 4: 일본 특개 2006-50694호 공보(도 15, 도 16)Patent document 4: Unexamined-Japanese-Patent No. 2006-50694 (FIG. 15, FIG. 16)
전술한 특허문헌 1∼3에 개시된 렌즈 구동장치에서, 보이스 코일 모터에 사용되는 마그넷으로서, 그 구체적인 재료에 대해서는 전혀 개시되어 있지 않다. 따라서, 특허문헌 1∼3에서는, 보이스 코일 모터의 마그넷으로서, 1종류의 재료로 이루어지는 것을 사용하고 있다고 생각된다. In the lens driving apparatus disclosed in the above-mentioned patent documents 1 to 3, as a magnet used for the voice coil motor, the specific material thereof is not disclosed at all. Therefore, in patent documents 1-3, it is thought that what consists of one type of material is used as a magnet of a voice coil motor.
한편, 특허문헌 4에 개시된 오토포커스용 액추에이터에서는, 영구자석(마그넷)으로서, 네오디뮴 자석(네오딤계 자석)을 사용하는 예를 개시하고 있다. On the other hand, the autofocus actuator disclosed in Patent Document 4 discloses an example in which a neodymium magnet (neodymium magnet) is used as a permanent magnet (magnet).
이와 같이, 종래, 보이스 코일 모터의 마그넷으로서는, 예를 들면, 자속밀도가 큰 1종류의 재료로 이루어지는 네오딤계 자석(예를 들면, Nd-Fe-B)이 사용되고 있다. As described above, as a magnet of a voice coil motor, for example, a neodymium magnet (for example, Nd-Fe-B) made of one type of material having a large magnetic flux density is used.
그렇지만, 네오딤계 자석은 주위의 열(고온도 하)로 그 자력이 저하된다(열감자가 생김)고 하는 문제가 있다. 즉, 종래의 보이스 코일 모터에서는, 고온환경하에서의 열이나 보이스 코일 모터 구동시에 있어서의 자기발열 등에 기인하여, 마그넷의 열감자(熱減磁)가 발생하여, 그 자기특성이 열화되어 버린다. 그 결과, 이러한 종래의 보이스 코일 모터를 액추에이터로서 사용한 오토포커스용 렌즈 구동장치에서는, 고온환경하에서, 그 렌즈의 추력을 방해해 버린다고 하는 문제가 있다.However, the neodymium magnets have a problem that their magnetic force is reduced due to the surrounding heat (under high temperature) (a thermal potato is produced). That is, in the conventional voice coil motor, due to heat in a high temperature environment, self-heating at the time of driving the voice coil motor, etc., a magnetothermal magnetism of the magnet is generated, and its magnetic characteristics are deteriorated. As a result, in the lens focusing apparatus for autofocus using such a conventional voice coil motor as an actuator, there exists a problem that thrust of the lens will be disturbed under high temperature environment.
또한, 특허문헌 4에 개시된 자속누설 방지 수단은 마그넷의 자속누설을 방지하기 위한 것으로, 마그넷 그 자체의 열감자를 억제할 수는 없다. In addition, the magnetic flux leakage preventing means disclosed in Patent Document 4 is for preventing magnetic flux leakage of the magnet, and cannot suppress the thermal potato of the magnet itself.
본 발명의 과제는 고온환경하에서도 추력의 열화를 방지할 수 있는, 구동장 치 및 렌즈 구동장치를 제공하는 것에 있다. An object of the present invention is to provide a drive device and a lens drive device that can prevent deterioration of thrust even in a high temperature environment.
본 발명의 다른 목적은 설명이 진행됨에 따라 밝혀질 것이다. Other objects of the present invention will become clear as the description proceeds.
본 발명의 제 1 태양에 의하면, 고정부(12)와, 가동부(14)와, 고정부에 대하여 가동부를 리니어하게 구동하는 보이스 코일 모터를 구비한 구동장치(10; 10A)로서, 보이스 코일 모터는, 요크(20)와 마그넷(18; 182)으로 이루어지는 자계발생부와, 구동코일(16)로 구성되고, 자계발생부와 구동코일의 일방은 고정부에 부착되고, 자계발생부와 구동코일의 타방은 가동부에 부착되는 구동장치에 있어서, 마그넷(182)은, 주 마그넷부(182M)와, 이 주 마그넷부를 그 양단에서 끼워 설치된 한 쌍의 부 마그넷부(182S; 182S')로 구성되고, 주 마그넷부(182M)는 제 1 자속밀도와 제 1 퀴리점을 갖고, 한 쌍의 부 마그넷부(182S; 182S')의 각각은 제 1 자속밀도보다 작은 제 2 자속밀도와, 제 1 퀴리점보다도 높은 제 2 퀴리점을 갖는 것을 특징으로 하는 구동장치가 얻어진다. According to the first aspect of the present invention, there is provided a voice coil motor as a drive device (10; 10A) having a fixed portion (12), a movable portion (14), and a voice coil motor for linearly driving the movable portion with respect to the fixed portion. The magnetic field generator comprising the
상기 본 발명의 제 1 태양에 의한 구동장치(10; 10A)에 있어서, 한 쌍의 부 마그넷부(182S)는, 예를 들면, 주 마그넷부(182M)의 길이 방향의 양단에 설치되어도 되고, 한 쌍의 부 마그넷부(182S')는, 예를 들면, 주 마그넷부(182M)의 두께 방향의 양단에 설치되어도 된다. 주 마그넷부(182M)는, 예를 들면, 네오딤계 자석으로 이루어지고, 한 쌍의 부 마그넷부(182S; 182S')의 각각은, 예를 들면, 알니코 자석, 사마륨·코발트 자석, 및 페라이트 자석의 그룹으로부터 선택되어도 된다. In the drive device 10 (10A) according to the first aspect of the present invention, the pair of
본 발명의 제 2 태양에 의하면, 렌즈 어셈블리를 유지하기 위한 통형상 부(140)를 갖는 렌즈 홀더(14)와, 이 렌즈 홀더에 통형상부의 주위에 위치하도록 고정된 구동코일(16)과, 이 구동코일과 대향하는 영구자석(18)을 구비한 요크(20)와, 렌즈 홀더의 통형상부의 광축(O) 방향 양측에 설치되고, 렌즈 홀더를 직경방향으로 위치 결정한 상태에서 광축(O) 방향으로 변위 가능하게 지지하는 한 쌍의 판 스프링(22, 24)을 구비하고, 한 쌍의 판 스프링의 각각은, 렌즈 홀더(14)에 부착된 내주측 단부(222; 242)와 요크(20)에 부착된 외주측 단부(224)를 갖고, 구동코일(16)에 통전함으로써, 영구자석(18)의 자계와 구동코일(16)에 흐르는 전류에 의한 자계의 상호작용에 의해, 렌즈 홀더(14)를 광축(O) 방향으로 위치조정 가능한 렌즈 구동장치(10; 10A)에 있어서, 구동코일(16)은 M(M은 4 이상의 짝수) 각통(角筒) 형상을 하고 있고, 영구자석(18)은 M개의 직사각형 형상의 영구자석편(182; 182A)으로 구성되어 있고, M개의 영구자석편의 각각은 주 마그넷부(182M)와, 이 주 마그넷부를 그 양단에서 끼워서 설치된 한 쌍의 부 마그넷부(182S; 182S')로 구성되고, 주 마그넷부(182M)는 제 1 자속밀도와 제 1 퀴리점과를 갖고, 한 쌍의 부 마그넷부(182S; 182S')의 각각은 제 1 자속밀도보다 작은 제 2 자속밀도와, 제 1 퀴리점보다도 높은 제 2 퀴리점을 갖는 것을 특징으로 하는 렌즈 구동장치가 얻어진다.According to the second aspect of the present invention, there is provided a lens holder (14) having a cylindrical portion (140) for holding a lens assembly, a drive coil (16) fixed to be positioned around the cylindrical portion to the lens holder, The
상기 본 발명의 제 2 태양에 의한 렌즈 구동장치(10; 10A)에 있어서, M은, 예를 들면, 8과 동일해도 된다. 한 쌍의 부 마그넷부(182S)는, 예를 들면, 주 마그넷부(182M)의 길이 방향의 양단에 설치되어도 된다. 이 경우, 한 쌍의 판 스프링은, 상기 주 마그넷부의 길이 방향 양단에서, 상기 한 쌍의 부 마그넷부로 끼워 서 고정되어도 된다. 그 대신, 한 쌍의 부 마그넷부(182S')는, 예를 들면, 주 마그넷부(182M)의 두께 방향의 양단에 설치되어도 된다. 주 마그넷부(182M)는, 예를 들면, 네오딤계 자석으로 이루어지고, 한 쌍의 부 마그넷부(182S; 182S')의 각각은, 예를 들면, 알니코 자석, 사마륨·코발트 자석, 및 페라이트 자석의 그룹으로부터 선택되어도 된다. In the lens drive device 10 (10A) according to the second aspect of the present invention, M may be the same as, for example. The pair of
또한, 상기 괄호 내의 참조부호는 이해를 쉽게 하기 위하여 붙인 것으로, 일례에 지나지 않으며, 이것들에 한정되지 않는 것은 물론이다. In addition, the code | symbol in the said parentheses is attached for easy understanding, and is only an example, Of course, it is not limited to these.
본 발명에서는, M개의 영구자석편의 각각(마그넷)은 주 마그넷부와, 이 주 마그넷부를 그 양단에서 끼워서 설치된 한 쌍의 부 마그넷부로 구성되고, 주 마그넷부는 제 1 자속밀도와 제 1 퀴리점을 갖고, 한 쌍의 부 마그넷부의 각각은, 제 1 자속밀도보다 작은 제 2 자속밀도와, 제 1 퀴리점보다도 높은 제 2 퀴리점을 가지므로, 고온환경하에서도 추력의 열화를 방지할 수 있다. In the present invention, each of the M permanent magnet pieces (magnets) includes a main magnet portion and a pair of secondary magnet portions provided by sandwiching the main magnet portion at both ends thereof, and the main magnet portion includes a first magnetic flux density and a first Curie point. Each of the pair of secondary magnet portions has a second magnetic flux density smaller than the first magnetic flux density and a second Curie point higher than the first Curie point, so that deterioration of thrust can be prevented even in a high temperature environment.
(발명을 실시하기 위한 최선의 형태)(The best mode for carrying out the invention)
이하, 도면을 참조하여, 본 발명의 실시형태에 대하여 설명한다. EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, embodiment of this invention is described with reference to drawings.
도 1 내지 도 3을 참조하여, 본 발명의 제 1 실시형태에 의한 렌즈 구동장치(10)에 대하여 설명한다. 도 1은 렌즈 구동장치(10)의 외관 사시도이고, 도 2는 렌즈 구동장치(10)의 횡단면도이며, 도 3은 렌즈 구동장치(10)의 분해 사시도이다. 여기에서는, 도 1 내지 도 3에 도시되는 바와 같이, 직교 좌표계(X, Y, Z)를 사용 하고 있다. 도 1 내지 도 3에 도시한 상태에서는, 직교 좌표계(X, Y, Z)에서, X축은 전후 방향(안길이 방향)이고, Y축은 좌우 방향(폭 방향)이고, Z축은 상하 방향(높이 방향)이다. 그리고, 도 1 내지 도 3에 도시하는 예에서는, 상하 방향(Z)이 렌즈의 광축(O) 방향이다. With reference to FIGS. 1-3, the
단, 실제의 사용상황에서는, 광축(O) 방향, 즉, Z축 방향이 전후 방향이 된다. 바꾸어 말하면, Z축의 상방향이 전방 방향이 되고, Z축의 하방향이 후방 방향이 된다.In the actual use situation, however, the optical axis O direction, that is, the Z axis direction becomes the front-rear direction. In other words, the upper direction of the Z axis becomes the front direction, and the lower direction of the Z axis becomes the rear direction.
도시된 렌즈 구동장치(10)는 오토포커스 가능한 카메라 부착 휴대전화에 구비된다. 렌즈 구동장치(10)는 렌즈 어셈블리(배럴)(도시 생략)를 광축(O) 방향으로 이동시키기 위한 것이다. 렌즈 구동장치(10)는 Z축 방향(광축(O) 방향)의 하측(후측)에 배치된 액추에이터·베이스(12)를 갖는다. 이 액추에이터·베이스(12)의 하부(후부)에는, 도시는 하지 않지만, 기판에 배치된 촬상 소자가 탑재된다. 이 촬상 소자는 렌즈 어셈블리에 의해 결상된 피사체상을 촬상하여 전기신호로 변환한다. 촬상 소자는, 예를 들면, CCD(charge coupled device)형 이미지 센서, CMOS(complementary metal oxide semiconductor)형 이미지 센서 등에 의해 구성된다. 따라서, 렌즈 구동장치(10)와, 기판과, 촬상 소자의 조합에 의해, 카메라 모듈이 구성된다. The illustrated
렌즈 구동장치(10)는, 렌즈 어셈블리(배럴)를 유지하기 위한 통형상부(140)를 갖는 렌즈 홀더(14)와, 이 렌즈 홀더(14)에 통형상부(140)의 주위에 위치하도록 고정된 구동코일(16)과, 이 구동코일(16)과 대향하는 영구자석(마그넷)(18)을 구비 한 요크(20)와, 렌즈 홀더(14)의 통형상부(140)의 광축(O) 방향 양측에 설치된 한 쌍의 판 스프링(22, 24)을 구비한다. The
여기에서, 액추에이터·베이스(12)가 고정부로서 작용하고, 렌즈 홀더(14)가 가동부(피구동부)로서 작용하고, 구동코일(16), 영구자석(마그넷)(18), 및 요크(20)가 보이스 코일 모터로서 작용한다. 그리고, 요크(20)와 영구자석(마그넷)(18)의 조합이 자계발생부(자계발생 수단)로서 작용한다. Here, the
한 쌍의 판 스프링(22, 24)은 렌즈 홀더(14)를 직경 방향으로 위치 결정한 상태에서 광축(O) 방향으로 변위 가능하게 지지한다. 한 쌍의 판 스프링(22, 24) 중, 일방의 판 스프링(22)은 상측 판 스프링이라 불리고, 타방의 판 스프링(24)은 하측 판 스프링이라고 불린다. The pair of
또, 전술한 바와 같이, 실제의 사용상황에서는, Z축 방향(광축(O) 방향)의 상방향이 전방 방향, Z축 방향(광축(O) 방향)의 하방향이 후방 방향이 된다. 따라서, 상측 판 스프링(22)은 전방측 스프링이라고도 불리고, 하측 판 스프링(24)은 후방측 스프링이라고도 불린다. As described above, in the actual use situation, the upper direction in the Z axis direction (optical axis O direction) is the front direction, and the lower direction in the Z axis direction (optical axis O direction) is the rear direction. Therefore, the
도 3에 도시되는 바와 같이, 요크(20)는 8각통 형상을 하고 있다. 즉, 요크(20)는 8각통 형상의 외통부(202)와, 이 외통부(202)의 상단(전단)에 설치된 8각형의 링 형상 단부(204)를 갖는다. As shown in FIG. 3, the
도 2에 도시되는 바와 같이, 요크(20)의 외통부(202)는, 서로 대향하는 4개의 장측변(202-1)과, 이들 4개의 장측변(202-1) 사이에 배치된 4개의 단측변(202-2)으로 이루어진다. 따라서, 구동코일(16)도 8각통 형상의 요크(20)의 형상에 맞 춘, 8각통 형상을 하고 있다. 즉, 구동코일(16)은 4개의 장변부(161)와, 이들 4개의 장변부 사이에 배치된 4개의 단변부(162)로 이루어진다. 렌즈 홀더(14)의 통형상부(140)는, 90°의 각도 간격으로, 반경방향 외측으로 돌출하는 4개의 접촉면(140-1)을 갖는다. 이들 4개의 접촉면(140-1)에, 구동코일(16)의 4개의 장변부(161)가 접착된다. 즉, 구동코일(16)은 4개의 접촉면(140-1)으로 접착되어 있다.As shown in FIG. 2, the
한편, 영구자석(마그넷)(18)은, 구동코일(16)의 4개의 장변부(161)에 대향하는 4개의 긴 직사각형 형상 영구자석(182-1)과, 구동코일(16)의 4개의 단변부(162)에 대향하는 4개의 짧은 직사각형 형상 영구자석(182-2)으로 구성된다. 4개의 긴 직사각형 형상 영구자석(182-1)은 요크(20)의 외통부(202)의 4개의 장측변(202-1)의 내벽에 배치되고, 4개의 짧은 직사각형 형상 영구자석(182-2)은 요크(20)의 외통부(202)의 4개의 단측변(202-2)의 내벽에 배치되어 있다. 어쨌든, 영구자석(18)은 요크(20)의 8각통 형상의 외통부(202)의 각 측변에 배치된, 8개의 직사각형 형상의 영구자석편(182)으로 이루어진다. On the other hand, the permanent magnets (magnets) 18 include four long rectangular permanent magnets 182-1 facing the four
도 2에 도시되는 바와 같이, 요크(20)의 외통부(202)의 내주면에, 구동코일(16)과 간격을 두고, 영구자석(마그넷)(18)이 배치되어 있다. As shown in FIG. 2, the permanent magnet (magnet) 18 is arrange | positioned at the inner peripheral surface of the
상기한 바와 같이, 도시된 실시형태에서는, 구동코일(16)이 8각통 형상을 하고 있고, 영구자석(마그넷)(18)이 8개의 직사각형 형상의 영구자석편(182)으로 구성되어 있으므로, 영구자석(18)을 저렴하게 제조할 수 있다. 그 결과, 렌즈 구동장치(10)도 저렴하게 된다는 이점이 있다. As described above, in the illustrated embodiment, since the driving
전방측 스프링(22)은 렌즈 홀더(14)에서의 광축(O) 방향 전방측에 배치되고, 후방측 스프링(24)은 렌즈 홀더(14)에서의 광축(O) 방향 후방측에 배치된다. 전방측 스프링(22)과 후방측 스프링(24)은 대략 동일 구성을 하고 있다. 즉, 전방측 스프링(22)은 렌즈 홀더(14)에 부착된 내주측 단부(222)와, 요크(20)에 부착된 외주측 단부(224)를 갖는다. 내주측 단부(222)와 외주측 단부(224) 사이에는, 3개의 암부(226)가 설치되어 있다. 각 암부(226)는 내주측 단부(222)와 외주측 단부(224)를 연결하고 있다. The
마찬가지로, 후방측 스프링(24)은 렌즈 홀더(14)에 부착된 내주측 단부(242)와, 요크(20)에 부착된 외주측 단부(도시 생략)를 갖는다. 내주측 단부(242)와 외주측 단부 사이에는, 3개의 암부(246)가 설치되어 있다. 각 암부(246)는 내주측 단부(242)와 외주측 단부를 연결하고 있다. Similarly, the
또한, 내주측 단부는 내륜이라고도 불리고, 외주측 단부는 외륜이라고도 불린다. In addition, an inner peripheral side edge part is also called an inner ring, and an outer peripheral side edge part is also called an outer ring.
전방측 스프링(22)의 내주측 단부(222)는 렌즈 홀더(14)와 스토퍼(26)에 협지되어 고정되어 있다. 바꾸어 말하면, 스토퍼(26)는, 전방측 스프링(22)의 내주측 단부(222)를, 렌즈 홀더(14)와의 사이에서 협지하도록, 렌즈 홀더(14)와 끼워맞춘다. 한편, 전방측 스프링(22)의 외주측 단부(224)는 요크(20)와 커버(28) 사이에 협지되어 고정되어 있다. The inner circumferential
스토퍼(26)에는 다음에 기술하는 것과 같은 기능이 있다. 즉, 스토퍼(26)는 전방측 스프링(22)의 내주측 단부(222)를 렌즈 홀더(14)에 편차 없이 고정밀도로 밀착시키는 기능을 갖는다. 이것에 의해, VCM(보이스 코일 모터) 특성의 편차를 개선할 수 있다. 또한 스토퍼(26)는 전방측 스프링(22)의 접착 강도를 향상시키는 기능을 갖는다. 이것에 의해, 렌즈 구동장치(10)의 내충격성을 향상시키고 있다. 또한, 스토퍼(26)는 렌즈 구동장치(10)의 낙하충격시 전방측 스프링(22)의 변형을 방지하는 기능을 갖는다. 이것에 의해서도, 렌즈 구동장치(10)의 내충격성을 향상시키고 있다. 또, 스토퍼(28)는 렌즈 구동장치(10)의 기계적 스트로크를 정하는 기능을 갖는다. The
또한, 후술하는 바와 같이, 본 실시형태에서는, 이 스토퍼(26)에는, 렌즈 홀더(14)의 회전방지 기능도 부가되어 있다. In addition, as described later, in the present embodiment, the
한편, 후방측 스프링(24)의 외주측 단부는 스페이서(30)를 통하여 요크(20)에 고정되어 있다. 바꾸어 말하면, 스페이서(30)와 후방측 스프링(24)의 외주측 단부는 요크(20)와 액추에이터·베이스(12) 사이에 협지되어 고정되어 있다. 후방측 스프링(24)의 내주측 단부(242)는 렌즈 홀더(14)의 후단측에 고정되어 있다. On the other hand, the outer peripheral end of the
렌즈 홀더(14)의 통형상부(140)의 내주벽에는 암나사(142)가 깎여져 있다. 한편, 도시하진 않지만, 렌즈 어셈블리(배럴)의 외주벽에는, 상기 암나사(142)에 나사결합되는 숫나사가 깎여져 있다. 따라서, 렌즈 어셈블리(배럴)를 렌즈 홀더(14)에 장착하기 위해서는, 렌즈 어셈블리(배럴)를 렌즈 홀더(14)의 통형상부(140)에 대하여 광축(O) 주위로 회전하여 광축(O) 방향을 따라 나사결합 함으로써, 렌즈 어셈블리(배럴)를 렌즈 홀더(14) 내에 수용하고, 접착제 등에 의해 서로 접합한다. The
이 때, 렌즈 홀더(14)가 함께 회전해 버릴 우려가 있지만, 후술하는 바와 같이, 렌즈 홀더(14)가 회전하는 것은 완전히 방지된다. At this time, the
구동코일(16)에 통전함으로써 영구자석(18)의 자계와 구동코일(16)에 흐르는 전류에 의한 자계와의 상호작용에 의해, 렌즈 홀더(14)(렌즈 어셈블리)를 광축(O) 방향으로 위치조정 하는 것이 가능하다. By energizing the
후방측 스프링(24)과 액추에이터·베이스(12) 사이에는, 시트 형상 전극(32)이 배치되어 있다. 이 시트 형상 전극(32)은 구동코일(16)에 전력을 공급하기 위한 것이다. The sheet-shaped
도시된 실시형태에서는, 스토퍼(26)는 광축(O)에 대하여 180°만큼 회전시킨 2회 회전 대칭인 위치에 설치된 2개의 ㄷ자 형상의 회전방지 누름부(262)를 갖는다. 이들 ㄷ자 형상의 회전방지 누름부(262)는, 렌즈 어셈블리를 렌즈 홀더(14)의 통형상부(140)에 장착할 때에, 렌즈 홀더(14)가 회전하는 것을 완전하게 방지하는 회전방지 부재로서 작용한다. 즉, 렌즈 어셈블리의 렌즈 홀더(14)의 통형상부(140)로의 장착시에, 2개의 ㄷ자 형상의 회전방지 누름부(262)에 지그(도시 생략)를 꽂아넣어 유지함으로써, 렌즈 홀더(14)가 회전하는 것을 완전히 방지한다. 이때, 스토퍼(16)와 커버(28) 사이의 클리어런스는 확보(유지)된다. In the illustrated embodiment, the
도 4는 영구자석편(182)의 구성을 도시하는 사시도이다. 도시된 영구자석편(182)은 직사각형 형상의 주 마그넷부(182M)와, 이 주 마그넷부(182M)를 그 길이 방향의 양단으로부터 끼워서 설치된 한 쌍의 부 마그넷부(182S)로 구성된다. 주 마그넷부(182M)는 제 1 자속밀도와 제 1 퀴리점(제 1 퀴리 온도)을 갖는다. 한 쌍 의 부 마그넷부(182S)의 각각은 제 1 자속밀도보다 작은 제 2 자속밀도와, 제 1 퀴리점(제 1 퀴리 온도)보다도 높은 제 2 퀴리점(제 2 퀴리 온도)을 갖는다. 4 is a perspective view showing the configuration of the
주 마그넷부(182M)는 렌즈 구동 용도이므로 구동용 마그넷부라고도 불린다. 한편, 한 쌍의 부 마그넷부(182S)의 각각은, 주 마그넷부(182M)의 고온환경하에서의 열감자를 방지하기 위하여 사용할 수 있으므로, 열감자 대책용 마그넷부라고도 불린다. The
도 5에, 각종 자석의 자기특성(자속밀도(Br)[T], 퀴리점(퀴리온도)[℃], 권장 사용온도[℃])을 나타낸다. 도 5에서는, 페라이트 자석, 사마륨·코발트 자석(Sm-Co 자석), 알니코 자석, 및 네오딤계 자석(Nd-Fe-B)의 자기특성을 나타내고 있다. 5, magnetic properties (magnetic flux density (Br) [T], Curie point (Curie temperature) [° C.], and recommended use temperature [° C.]) of various magnets are shown. In Fig. 5, magnetic properties of ferrite magnets, samarium cobalt magnets (Sm-Co magnets), alnico magnets, and neodymium magnets (Nd-Fe-B) are shown.
도 5에 나타내어진 각종 자석 중에서, 네오딤계 자석(Nd-Fe-B)의 자속밀도가 가장 큰 것을 알 수 있다. 따라서, 도시의 예에서는, 네오딤계 자석(Nd-Fe-B)을 주 마그넷부(182M)로서 사용하고 있다. 그렇지만, 도 5에 도시된 각종 자석 중에서, 네오딤계 자석(Nd-Fe-B)의 퀴리점(퀴리 온도)이 가장 낮은 것을 알 수 있다. 따라서, 네오딤계 자석(Nd-Fe-B)은, 고온환경하에서, 그 자구방향의 불안정 상태에 기인하여, 자력의 저하(열감자)가 발생해버린다. It can be seen that, among the various magnets shown in FIG. 5, the magnetic flux density of the neodymium magnet (Nd-Fe-B) is the largest. Therefore, in the example of illustration, the neodymium-type magnet Nd-Fe-B is used as the
이러한 네오딤계 자석(주 마그넷부(182M))의 고온환경하에서의 열감자를 방지하기 위하여, 본 실시형태에서는, 한 쌍의 부 마그넷부(182S)로, 주 마그넷부(182M)의 길이 방향 양단을 끼우고 있다. 도시의 예에서는, 부 마그넷부(182S)으로서, 알니코 자석, 사마륨·코발트 자석, 및 페라이트 자석의 그룹으로부터 선 택한 자석을 사용한다. 도 5로부터 명확한 바와 같이, 알니코 자석, 사마륨·코발트 자석, 및 페라이트 자석은 모두, 네오딤계 자석의 자속밀도보다 작은 자속밀도를 가지며, 네오딤계 자석의 퀴리점보다도 높은 퀴리점을 갖는 것을 알 수 있다. In order to prevent the thermal reduction of such a neodym type magnet (
이와 같이, 주 마그넷부(구동용 마그넷부)(182M)를, 그 길이 방향 양단으로부터 한 쌍의 부 마그넷부(열감자 대책용 마그넷부)(182S)로 끼움으로써, 주 마그넷부(구동용 마그넷부)(182M)의 자구방향을, 열에 의한 영향에 저항하여, 강하게 유지하는 것이 가능하게 된다. In this way, the main magnet part (driving magnet part) (182M) is inserted into a pair of part magnet parts (magnet part for thermal potato measures) 182S from both ends in the longitudinal direction, and thus, the main magnet part (driving magnet part). The magnetic domain direction of the sub-) 182M can be kept strong against the influence of heat.
그 결과, 고온환경하에서도 자기특성이 열화되지 않는 영구자석편(182)을 제공할 수 있다. 그 때문에, 이러한 영구자석편(182)을 사용한 렌즈 구동장치(10)는 그 추력을 방해할 수 있는 것을 방지할 수 있다. 또, 고온환경하에서도, 영구자석편(182)의 자력의 열화가 발생하지 않으므로, 리플로우 대응의 오토포커스 대응 카메라 부착 휴대전화를 제작하는 것이 가능하게 된다. 또한, 장시간, 구동코일(16)에 전류가 흐르는 상황(장시간 동영상 촬영시 등)에서도, 카메라 부착 휴대전화의 오토포커스의 고추종성이 가능하게 된다. As a result, it is possible to provide the
도 6을 참조하여, 본 발명의 제 2 실시형태에 의한 렌즈 구동장치(10A)에 대하여 설명한다. 도 6은 렌즈 구동장치(10A)의 개략 단면도이다. 도시의 렌즈 구동장치(10A)에서는, 한 쌍의 판 스프링(22, 24)을, 주 마그넷부(구동용 마그넷부)(182M)의 길이 방향 양단에서, 한 쌍의 부 마그넷부(열감자 대책용 마그넷부)(182S)로 끼워 고정하고 있다. With reference to FIG. 6, the
즉, 도 6에 도시하는 렌즈 구동장치(10A)에서는, 영구자석편(182)을, 한 쌍 의 판 스프링(22, 24)을 고정하는 용도로서도 사용하고 있다. That is, in the
도 7은 도 4에 도시한 영구자석편(182)의 변형예(182A)를 도시하는 정면도이다. 도 4에 도시한 영구자석편(182)에서는, 주 마그넷부(182M)를 그 길이 방향의 양단으로부터 한 쌍의 부 마그넷부(182S)로 끼우고 있지만, 도 7에 도시한 영구자석편(182)에서는, 주 마그넷부(182M)를 그 두께 방향의 양단으로부터 한 쌍의 부 마그넷부(182S')로 끼우고 있다. FIG. 7: is a front view which shows the
이러한 구성의 영구자석편(182A)에서도, 도 4에 도시한 영구자석편(182)과 마찬가지로, 주 마그넷부(182M)의 고온환경하에서의 열감자를 방지할 수 있다. In the
이상, 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시형태에 의해 설명해 왔지만, 본 발명의 정신을 일탈하지 않는 범위 내에서, 여러 변형이 당업자에 의해 가능한 것은 명백하다. 예를 들면, 상기한 실시형태에서는, 구동코일(16)이 8각통 형상을 하고 있고, 영구자석(18)이 8개의 직사각형 형상의 영구자석편(182)으로 구성되어 있지만, 일반적으로, 구동코일은 M(M은 4 이상의 짝수)각통 형상을 하고 있고, 영구자석은 M개의 직사각형 형상의 영구자석편으로 구성되어도 된다. As mentioned above, although this invention was demonstrated by the preferable embodiment, it is clear that various changes are possible for those skilled in the art within the range which does not deviate from the mind of this invention. For example, in the above embodiment, the driving
도 1은 본 발명의 제 1 실시형태에 의한 렌즈 구동장치의 외관 사시도이다.1 is an external perspective view of a lens driving apparatus according to a first embodiment of the present invention.
도 2는 도 1에 도시한 렌즈 구동장치의 횡단면도이다. FIG. 2 is a cross-sectional view of the lens driving device shown in FIG. 1.
도 3은 도 1에 도시한 렌즈 구동장치의 분해 사시도이다. 3 is an exploded perspective view of the lens driving apparatus shown in FIG. 1.
도 4는 영구자석편의 구성을 도시하는 사시도이다. 4 is a perspective view illustrating a configuration of a permanent magnet piece.
도 5는 각종 자석의 자기특성(자속밀도(Br)[T], 퀴리점(퀴리 온도)[℃], 권장 사용온도[℃])을 나타내는 도면이다. 5 is a diagram showing magnetic characteristics (magnetic flux density (Br) [T], Curie point (Curie temperature) [° C.], and recommended use temperature [° C.]) of various magnets.
도 6은 본 발명의 제 2 실시형태에 의한 렌즈 구동장치의 개략 단면도이다.6 is a schematic cross-sectional view of a lens driving apparatus according to a second embodiment of the present invention.
도 7은 도 4에 도시한 영구자석편의 변형예를 도시하는 정면도이다. FIG. 7 is a front view showing a modification of the permanent magnet piece shown in FIG. 4. FIG.
(부호의 설명)(Explanation of the sign)
10 렌즈 구동장치 12 액추에이터·베이스(고정부) 10
14 렌즈 홀더(가동부) 140 통형상부 14 Lens holder (movable part) 140 cylindrical part
142 암나사 16 구동코일142
18 영구자석 182, 182A 영구자석편18
182M 주 마그넷부(구동용 마그넷부) 182M main magnet part (driving magnet part)
182S 부 마그넷부(열감자 대책용 마그넷부) 182S part magnet part (magnet part for hot potato measures)
182S' 부 마그넷부(열감자 대책용 마그넷부) 182S 'part magnet part (heat magnet measures magnet part)
20 요크 22 전방측 스프링(상측 판 스프링) 20
222 내주측 단부(내륜) 224 외주측 단부(외륜) 222 Inner peripheral end (inner ring) 224 Outer peripheral end (outer ring)
24 후방측 스프링(하측 판 스프링) 242 내주측 단부(내륜) 24 Rear side spring (lower leaf spring) 242 Inner peripheral end (inner ring)
26 스토퍼 O 광축26 stopper O optical axis
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