TWI533045B - Lens drive - Google Patents

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TWI533045B
TWI533045B TW100140319A TW100140319A TWI533045B TW I533045 B TWI533045 B TW I533045B TW 100140319 A TW100140319 A TW 100140319A TW 100140319 A TW100140319 A TW 100140319A TW I533045 B TWI533045 B TW I533045B
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桐井敦
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三美電機股份有限公司
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透鏡驅動裝置
本發明係關於透鏡驅動裝置,尤其是,關於能夠使保持透鏡組件(透鏡筒)的透鏡架(可動部)在透鏡的光軸方向移動的透鏡驅動裝置。
在帶相機的移動電話機搭載有可攜式小型相機。在該可攜式小型相機上使用自動調焦用透鏡驅動裝置。一直以來,提出了各種調焦用透鏡驅動裝置。作為這種透鏡驅動裝置所使用的驅動源(驅動方法),公知有使用了音圈馬達(VCM)的VCM方式。在VCM方式的透鏡驅動裝置,作為驅動源具備驅動線圈、以及由磁軛及永久磁鐵構成的磁路。透鏡驅動裝置也稱為驅動器。
透鏡驅動裝置(驅動器)具備透鏡架,該透鏡架具有用於保持透鏡組件的筒狀部。驅動線圈以位於筒狀部的周圍的方式固定於透鏡架上。永久磁鐵與驅動線圈相對地配置。磁軛保持永久磁鐵。磁軛包含在內壁面配置永久磁鐵的筒狀的屏蔽磁軛(Shield yoke)、在中間隔著驅動線圈與永久磁鐵相對的多個背磁軛(Back yoke)。由磁軛與永久磁鐵構成的磁路與基體部一起作為固定部工作。在透鏡架的筒狀部的光軸方向兩側設有一對板簧。一對板簧將透鏡架支撐為在徑向定位的狀態下,能夠在光軸方向位移。因此,透鏡架(可動部)在與磁路(固定部)之間具有間隙,並配置成能夠在光軸方向位移。
上述一對板簧中,一側被稱為上側板簧,另一側被稱為下側板簧。但是,在實際使用狀況中,由於光軸方向成 為前後方向,因此,上側板簧也稱為前側彈簧,下側板簧也稱為後側彈簧。一般來說,上側板簧(前側彈簧)與下側板簧(後側彈簧)為相互大致相同的形狀。
一直以來,作為現有技術文獻(專利文獻),提出有各種透鏡驅動裝置。
例如,專利文獻1(日本特開2006-58662號公報)公開了如下的透鏡驅動裝置,作為各個上述前側彈簧及上述後側彈簧使用由安裝於可動部上的內周側端部、安裝於固定部上的外周側端部、以及連接內周側端部與外周側端部的三條桿部(臂部)構成的板簧。在該專利文獻1中,將前側彈簧的各桿部(臂部)與後側彈簧的各桿部(臂部),在周向配置在相同位置。
另外,專利文獻2(日本特開2008-26619號公報)公開了如下的透鏡驅動裝置,前側彈簧及後側彈簧分別具有兩個桿部(臂部),各桿部(臂部)設在相互正交的位置。
並且,專利文獻3(日本特開2008-139811號公報)公開了如下的透鏡驅動裝置,該透鏡驅動裝置具有彈簧構件,該彈簧構件具備:連接於支撐體(固定部)的外側連接部、連接於移動透鏡體(可動部)的內側連接部、以及連接內側連接部與外側連接部的多個臂部。而且,在專利文獻3公開的透鏡驅動裝置中,公開了如下的例子,臂部由兩條構成,彈簧構件在光軸方向上分離的兩個部位配置成作為臂部的形狀大致相同的第一彈簧構件與第二彈簧構件,第一彈簧構件與第二彈簧構件配置在角度位置偏移90°的方向。
現有技術文獻
專利文獻
專利文獻1:日本特開2006-58662號公報(圖2)
專利文獻2:日本特開2008-26619號公報(申請專利範圍第3項、圖1、圖2)
專利文獻3:日本特開2008-139811號公報(申請專利範圍第15項、圖1、圖8)
在這種結構的自動調焦用透鏡驅動裝置中,隨著可攜式小型相機的小型化,被要求小型化。因此,有必要小型化構成自動調焦用透鏡驅動裝置的構成構件。由於這種小型化要求,作為構成構件的永久磁鐵被小型化,因此由永久磁鐵產生的磁力(磁場)也變弱(變小)。雖然板簧(彈簧構件)也同樣被小型化,但其臂部(桿部)的數量為三個以上時,其彈簧係數變得過強(大)。為了使彈簧常數變弱(變小),也考慮過將板簧(彈簧構件)的板厚變薄的方法,但對此存在限度。其結果,如上述專利文獻2或上述專利文獻3所公開,為了使彈簧常數變弱(變小),在小型的透鏡驅動裝置使用了臂部由兩條構成的板簧(彈簧構件)。
如上所述,可攜式小型相機的實際使用狀況(拍攝狀況)中,一般在以光軸方向(透鏡焦點方向)為前後方向(水準方向)的狀態下,進行拍攝。因此,拍攝時,上側板簧(前側彈簧)配置在透鏡架(可動部)之前,下側板簧(後側彈簧)配置在透鏡架(可動部)之前。
在將臂部設為兩條的情況下,在專利文獻2及專利文獻3中,前側彈簧及後側彈簧配置在各臂部相互正交的位置。換言之,將第一彈簧構件(後側彈簧)與第二彈簧構 件(前側彈簧)配置在角度位置偏移90的方向。
但是,若將臂部的條數設為兩條,則板簧(彈簧構件)在周向(在與光軸正交的面上的旋轉方向)位置,其彈簧常數會變化。因此,在專利文獻2及專利文獻3公開的板簧(彈簧構件)的配置中,前側彈簧(第二彈簧構件)的周向中彈簧常數為最大值的方向與後側彈簧(第一彈簧構件)的周向中彈簧常數為最大值的方向相互正交(偏移90°)。若彈簧常數大,則板簧的位移變小,若彈簧常數小,則板簧的位移變大,因此在專利文獻2及專利文獻3公開的板簧(彈簧構件)的配置中,在上述拍攝時透鏡架(可動部)的傾斜角度變大。換言之,在以光軸方向(焦點方向)為軸的任意的旋轉方向(周向)的姿勢下的透鏡的傾斜角度變大。
因此,本發明的課題是提供一種能夠使拍攝時的透鏡的傾斜角度變小的透鏡驅動裝置。
本發明的另外課題是提供一種能夠在較寬的角度範圍內使拍攝時的透鏡的傾斜角度變小的透鏡驅動裝置。
本發明的其他目的會隨著說明的進展變得明確。
本發明的方式的透鏡驅動裝置10是能夠在光軸O方向上對透鏡組件進行位置調整的透鏡驅動裝置,具備:保持上述透鏡組件的透鏡架14;以位於該透鏡架的外周圍的方式固定的環狀的驅動線圈16;固定部,該固定部包含與該驅動線圈相對的永久磁鐵18、和保持該永久磁鐵的磁軛20;設於上述透鏡架的光軸O方向前側的前側彈簧22;以及設於上述透鏡架的光軸O方向後側的後側彈簧24,上述 透鏡驅動裝置的特徵在於,上述前側彈簧22及上述後側彈簧24各自包括:安裝於上述透鏡架上的內周側端部222、242;安裝於上述固定部上的外周側端部224、244;以及連接上述內周側端部與上述外周側端部的兩條臂部226、246,上述前側彈簧22的與上述光軸O正交的平面的周向上的彈簧常數為最大值的方向(亦即彈簧的拉伸力的最大方向(具體而言為彈簧之拉伸使得彈簧常數成為最大值之方向),以下簡稱為「彈簧常數為最大值的方向」)、和上述後側彈簧24的與上述光軸O正交的平面的周向上的彈簧常數為最大值的方向之間的夾角在45度角度以內。
在上述本發明的透鏡驅動裝置10中,較佳係上述夾角在30度角度以內。更佳係上述夾角實際上為0度。上述兩條臂部226、246可以沿周向設置。
並且,上述參照符號是為了容易理解而標注的符號,只不過是一個例子,當然不限定於此。
本發明的效果如下。
在本發明中,將前側彈簧的與光軸正交的平面的周向上的彈簧常數為最大值的方向、和後側彈簧的與光軸正交的平面的周向上的彈簧常數為最大值的方向之間的夾角設定為45度角度以內,因此能夠縮小拍攝時的透鏡的傾斜角度。
[具體實施方式]
下面,參照附圖說明本發明的實施方式。
參照圖1說明本發明的一個實施方式的透鏡驅動裝置10。圖1是透鏡驅動裝置10的分解立體圖。
在此,如圖1所示,使用正交坐標系(X,Y,Z)。在圖1所示的狀態下,正交坐標系(X,Y,Z)中,X軸方向是前後方向(進深方向),Y軸方向是左右方向(寬度方向),Z軸方向是上下方向(高度方向)。而且,在圖1所示的例中,上下方向Z為光軸O方向(焦點方向)。
但是,在實際使用狀況中,光軸O方向(焦點方向)、即Z軸方向成為前後方向。換言之,Z軸的上方向成為前方向,Z軸的下方向成為後方向。
圖示的透鏡驅動裝置10配備於帶有能夠自動調焦的相機的移動電話機上。透鏡驅動裝置10用於使透鏡組件(透鏡筒)(未圖示)在光軸O方向(焦點方向)移動。因此,光軸O是驅動軸。透鏡驅動裝置10被稱為驅動器。透鏡驅動裝置10具有配置在Z軸方向(光軸O方向)的下側(後側)的驅動器基座12。雖然未圖示,在該驅動器基座12的下部(後部)搭載有配置在感測器基板上的攝影元件。該攝影元件對由透鏡組件成像的被攝體圖像進行攝影並轉換為電信號。攝影元件例如由CCD(charge coupled device,電荷耦合裝置)型圖像感測器、CMOS(complementary metal oxide semiconductor,互補式金屬氧化半導體)型圖像感測器等構成。因此,通過組裝透鏡驅動裝置10、感測器基板、攝影元件構成攝影模組。
透鏡驅動裝置10具備:具有用於保持透鏡組件(透鏡筒)的筒狀部140的樹脂製透鏡架14;以位於筒狀部140的周圍的方式固定於該透鏡架14上的驅動線圈16;與該驅動線圈相對地配置的永久磁鐵18;保持該永久磁鐵18的磁軛20;設在透鏡架14的筒狀部140的光軸O方向兩側的 一對板簧22、24。由永久磁鐵18和磁軛20構成磁路。一對板簧22、24以在徑向上定位的狀態下能夠在光軸O方向上位移的方式支撐透鏡架14。一對板簧22、24中一個板簧22被稱為上側板簧、另一個板簧24被稱為下側板簧。
另外,如上所述,在帶相機的移動電話機的實際使用狀況中,Z軸方向(光軸O方向)的上方向成為前方向,Z軸方向(光軸O方向)的下方向成為後方向。因此,上側板簧22又被稱為前側彈簧,下側板簧24又被稱為後側彈簧。
上側板簧(前側彈簧)22及下側板簧(後側彈簧)24例如由不銹鋼或鈹青銅等金屬製形成。而且,上側板簧(前側彈簧)22及下側板簧(後側彈簧)24通過對規定的薄板進行衝壓加工、或者利用了光刻技術的蝕刻加工而製造。並且,蝕刻加工比衝壓加工更理想。其理由是,在蝕刻加工中,不會在板簧留下殘留應力。
磁軛20為四角筒狀。即,磁軛20包括:四角筒狀的外筒部202;在該外筒部202的上端向外筒部的內側延長的四邊形的環狀端部204;以及在該環狀端部204的內側的四角與光軸O平行地向垂直下方延伸的四個內側垂直延伸部206。外筒部202被稱為遮罩磁軛,四個內側垂直延伸部206被稱為背磁軛。
另一方面,驅動線圈16實際上是八角筒狀。即,驅動線圈16包括四個長邊部162、配置在這些四個長邊部之間的四個短邊部164。透鏡架14的筒狀部140具有以90°的角度間隔向半徑方向外側突出的四個接觸面140-1。在這四個接觸面140-1上黏接驅動線圈16的四個長邊部162。即, 驅動線圈16在四個接觸面140-1被黏貼。
對此,永久磁鐵18由與驅動線圈16的四個長邊部162相對的四個矩形狀(平板狀)永久磁鐵片182構成。四個矩形狀永久磁鐵片182配置在磁軛20的外筒部(遮罩磁軛)202的四邊的內壁面。總之,永久磁鐵18由配置在磁軛20的四角筒形狀的外筒部(遮罩磁軛)202的各側邊的四個矩形狀(平板狀)的永久磁鐵片182構成。
在磁軛20的外筒部(遮罩磁軛)202的內周面,與驅動線圈16隔著間隔配置有永久磁鐵18。
上側板簧(前側彈簧)22配置在透鏡架14的光軸O方向的上端側(前端側),下側板簧(後側彈簧)24配置在透鏡架14的光軸O方向的下端側(後端側)。
上側板簧(前側彈簧)22具有安裝於透鏡架14的上端(前端)的內周側端部222、以及如後所述安裝於磁軛20的環狀端部204的外周側端部224。在內周側端部222與外周側端部224之間設有兩條臂部226。各臂部226沿周向設置,連接內周側端部222與外周側端部224。
上側板簧22的外周側端部224通過磁軛20的環狀端部204固定於罩28。詳細而言,罩28成為在中央部具有圓形開口部28a的四角環形狀。罩28在其四角具有向下方突出的四個突起282。磁軛20的環狀端部204在其四角具有插入四個突起282的四個插入孔204a。上側板簧22的外周側端部224具有嵌入這四個突起282的四個嵌入孔224a。因此,罩28的四個突起282通過磁軛20的環狀上端部204的四個貫通孔204a嵌入上側板簧(前側彈簧)22的外周側端部224的四個嵌入孔224a。
下側板簧(後側彈簧)24具有如後所述地安裝於透鏡架14的下端(後端)的內周側端部242、以及如後所述地安裝於驅動器基座12上的外周側端部244。在內周側端部242與外周側端部144之間設有兩條臂部246。各臂部246沿周向設置,連接內周側端部242與外周側端部244。
透鏡架14在其下端(後端)具有用於固定下側板簧(後側彈簧)24的內周側端部242的兩個固定用凸部(未圖示)。而且,下側板簧(後側彈簧)24的內周側端部242具有嵌入這兩個固定用凸部的兩個嵌入孔242a。通過熱熔敷這兩個固定用凸部,內周側端部242固定於透鏡架14的下端(後端)。
另一方面,下側板簧(後側彈簧)24的外周側端部244由襯墊30固定在驅動器基座12。詳細而言,驅動器基座12為在中央部具有圓形開口部12a的四邊環形狀。驅動器基座12在其四角具有向上方突出的四個突起122。下側板簧(後側彈簧)24的外周側端部244具有這四個突起122貫通的四個貫通孔244a。襯墊30具有這四個突起122嵌入的四個嵌入孔30a。因此,驅動器基座12的四個突起122通過下側板簧(後側彈簧)24的外周側端部244的四個貫通孔244a嵌入襯墊30的四個嵌入孔30a。
透鏡架14的下端部(後端部)有間隙地嵌入驅動器基座12的圓形開口部12a。換言之,透鏡架14的下端部(後端部)與驅動器基座12的圓形開口部12a隔著間隔相對。
在透鏡架14的筒狀部140的內周壁切設有陰螺紋142。另一方面,雖然未圖示,但在透鏡組件(透鏡筒)的外周壁切設有與上述陰螺紋142螺紋結合的陽螺紋。因此, 將透鏡組件(透鏡筒)安裝於透鏡架14時,通過將透鏡組件(透鏡筒)相對於透鏡架14的筒狀部140繞光軸O旋轉並沿光軸O方向進行螺紋結合,從而將透鏡組件(透鏡筒)容納到透鏡架14內,利用黏接劑等相互接合。
透鏡驅動裝置10具備用於向驅動線圈16供給電力的一對電極36。驅動器基座12具有用於插設該一對電極36的一對插入槽12b。
通過利用一對電極36向驅動線圈16通電,從而利用永久磁鐵18的磁場與由流動於驅動線圈16的電流產生磁場的相互作用,能夠在光軸O方向對透鏡架14(透鏡組件)調整位置。
在上述透鏡驅動裝置10中,保持透鏡組件的透鏡架14與驅動線圈16的組合作為配置在中央部的柱狀的可動部14、16工作。另外,驅動器基座12、永久磁鐵18、磁軛20、以及罩28的組合作為配置在可動部14、16的外周圍的固定部12、18、20、28工作。另外,透鏡架14的筒狀部140在其上端設有四個抵接部140-2。這四個抵接部140-2通過抵接在罩28的形成圓形開口部28a的四個延伸部284的下表面對應的位置,從而起到限制透鏡架14過度移動的作用。
在圖2表示圖1所示的透鏡驅動裝置10所使用的上側板簧(前側彈簧)22及下側板簧(後側彈簧)24的配置關係。
如上所述,在帶相機的移動電話機的實際使用狀況(拍攝狀況)中,Z軸方向(光軸O方向)的上方向成為前方向,Z軸方向(光軸O方向)的下方向成為後方向。因此,X軸方向的後方向成為上方向,X軸方向的前方向成為下方向。並且,Y軸方向的右方向同樣是右方向,Y軸方向 的左方向同樣是左方向。在以下的說明中,使用實際使用狀況(拍攝狀況)中的方向來說明方向。另外,將實際使用狀況(拍攝狀況)中的帶相機的移動電話機的姿勢稱為“橫向姿勢”。
在此,將圖2所示的前側彈簧22及後側彈簧24的配置關係稱為“0度的配置”。
在該“0度的配置”中,就後側彈簧24而言,在相對於上下方向X向逆時針方向僅旋轉了約30度的位置,其內周側端部242固定於透鏡架14的後端。換言之,就後側彈簧24而言,其兩條臂部246從相對於上下方向X向逆時針方向僅旋轉了約30度的位置向周向延伸。另一方面,就前側彈簧22而言,兩條臂部246從其內周側端部242的大致上端及大致下端向軸向延伸。即,就前側彈簧22而言,其兩條臂部225從相對於上下方向X為0度的位置向周向延伸。因此,前側彈簧22的各臂部226與後側彈簧24的各臂部246配置於在周向上偏移約30度的位置。
圖3表示針對於圖2所示的前側彈簧22,將兩條臂部226的安裝位置繞光軸O順時針旋轉90度後,前側彈簧22和後側彈簧24的配置關係。後側彈簧24的配置與圖2所示的後側彈簧24相同。在此,將該圖3所示的前側彈簧22及後側彈簧24的配置關係稱為“90度的配置”。
該“90度的配置”中,就後側彈簧24而言,與圖2的場合同樣地,在相對於上下方向X向逆時針僅旋轉了約30度的位置,其內周側端部242固定於透鏡架14的後端。換言之,就後側彈簧24而言,其兩條臂部246從相對於上下方向X向逆指針僅旋轉了約30度的位置向周向延伸。與此相對,就前側彈簧22而言,其兩條臂部246從相對於上向方向X在順時針方向僅旋轉了90度後的其內周側端部242 的大致右端及大致左端向周向延伸。即,就前側彈簧22而言,其兩條臂部225從相對於上下方向X向順時針僅旋轉了90度的位置向周向延伸。因此,前側彈簧22的各臂部226與後側彈簧24的各臂部246配置於在周向上偏移了大約120度的位置。
因此,在本說明書中“A度的配置”意味著圖2所示的後側彈簧24的配置原樣不變,使圖2所示的前側彈簧22的配置成為其兩條臂部226的安裝位置繞光軸O向順時針旋轉了A度的配置關係。另外,在本發明中“-A度的配置”意味著圖2所示的後側彈簧24的配置原樣不變,使圖2所示的前側彈簧22的配置成為其兩條臂部226的安裝位置繞光軸O向逆時針旋轉了A度的配置關係。
接下來,參照圖4至圖13說明相對於前側彈簧22及後側彈簧24的配置關係的、前側彈簧22及後側彈簧24的周向的彈簧常數與在橫向姿勢中以光軸O方向(焦點方向)為向任意旋轉方向(周向)旋轉的場合的透鏡的傾斜角度(俯仰)的變化。
以下表示將支撐可動部14、16的前側彈簧22及後側彈簧24的可動部14、16的重量分配如下地設定為兩個場合的模擬結果。第一場合是可動部14、16的重量分配為前側彈簧22為50%、後側彈簧24為50%的場合。第二場合是可動部14、16的重量分配為前側彈簧22為70%、後側彈簧24為30%的場合。
首先,對可動部14、16的重量分配為前側彈簧22為50%、後側彈簧24為50%的第一場合的模擬結果進行說明。
圖4至圖8是表示在可動部14、16的重量分配為第一 場合中,前側彈簧22及後側彈簧24的配置關係分別為“0度的配置”、“15度的配置”、“30度的配置”、“-15度的配置”、以及“-30度的配置”時的前側彈簧22及後側彈簧24的周向的彈簧常數、與橫向姿勢中以光軸O方向(焦點方向)為軸向任意的旋轉方向(周向)旋轉了的場合的透鏡的傾斜角度(俯仰)的變化的模擬結果的圖。
在圖4至圖8的各圖中,(A)是分別以實線BTM及點劃線TOP表示後側彈簧24及前側彈簧22的周向的彈簧常數(N/mm)的圖,(B)及(C)分別是在橫向姿勢中以光軸O方向(焦點方向)為軸、並以如圖2所示的配置關係為基準(0度),在周向上向順時針旋轉了透鏡驅動裝置10(可攜式小型相機)的場合的透鏡組件的傾斜角度(俯仰)的變化的圓形圖表及特性圖。在(C)中,橫軸表示角度(度),縱軸表示俯仰(分)。並且,在透鏡組件未傾斜的狀態下,俯仰為0(分),在向前傾斜的狀態下,俯仰為正的值,在向後傾斜的狀態下,俯仰為負的值。
如圖4(A)所示,在“0度的配置”中,前側彈簧22的與光軸O正交的平面的周向上彈簧常數為最大值的方向、和後側彈簧24的與光軸O正交的平面的周向上彈簧常數為最大值的方向之間的夾角為大約30度。這是因為如上所述,在“0度的配置”(參照圖2)中,前側彈簧22的各臂部226與後側彈簧24的各臂部246配置於在周向偏移了大約30度的位置。在該場合,從圖4(C)可以得知,在旋轉角度為0度~大約70度、大約120度~大約250度、大約300度~360度的較寬的角度範圍,俯仰在±1(分)以內緩慢地變化。
如圖5(A)所示,在“15度的配置”中,前側彈簧22的與光軸O正交的平面的周向中彈簧常數為最大值的方向、和後側彈簧24的與光軸O正交的平面的周向中彈簧常數為最大值的方向之間的夾角為大約45度。這是因為在“15度的配置”中,前側彈簧22的各臂部226與後側彈簧24的各臂部246配置於在周向偏移了大約45度的位置。在該場合,從圖5(C)可以得知,在旋轉角度為0度~大約60度、大約150度~大約250度、大約340度~360度的角度範圍,俯仰在±1(分)以內緩慢地變化。
如圖6(A)所示,在“30度的配置”中,前側彈簧22的與光軸O正交的平面的周向中彈簧常數為最大值的方向、和後側彈簧24的與光軸O正交的平面的周向中彈簧常數為最大值的方向之間的夾角為大約60度。這是因為在“30度的配置”中,前側彈簧22的各臂部226與後側彈簧24的各臂部246配置於在周向偏移了大約60度的位置。在該場合,從圖6(C)可以得知,只有在旋轉角度為0度~大約60度、大約175度~大約250度、大約350度~360度的較窄的角度範圍,俯仰在±1(分)以內緩慢地變化。
如圖7(A)所示,在“-15度的配置”中,前側彈簧22的與光軸O正交的平面的周向中彈簧常數為最大值的方向、和後側彈簧24的與光軸O正交的平面的周向中彈簧常數為最大值的方向之間的夾角為大約15度。這是因為在“-15度的配置”中,前側彈簧22的各臂部226與後側彈簧24的各臂部246配置於在周向偏移了大約15度的位置。在該場合,從圖7(C)可以得知,在旋轉角度為0度~大約75度、大約125度~大約260度、大約300度~360度的 較寬的角度範圍,俯仰在±1(分)以內緩慢地變化。
如圖8(A)所示,在“-30度的配置”中,前側彈簧22的與光軸O正交的平面的周向中彈簧常數為最大值的方向、和後側彈簧24的與光軸O正交的平面的周向中彈簧常數為最大值的方向之間的夾角為大約0度。這是因為在“-30度的配置”中,前側彈簧22的各臂部226與後側彈簧24的各臂部246配置於在周向大致一致的位置。在該場合,從圖8(C)可以得知,在旋轉角度為所有角度範圍,俯仰在±1(分)以內緩慢地變化。
接下來,對可動部14、16的重量分配為前側彈簧22為70%、後側彈簧24為30%的第二場合的模擬結果進行說明。
圖9至圖13是表示在可動部14、16的重量分配為第二場合中,前側彈簧22及後側彈簧24的配置關係分別為“0度的配置”、“15度的配置”、“30度的配置”、“-15度的配置”、以及“-30度的配置”時的前側彈簧22及後側彈簧24的周向的彈簧常數、與橫向姿勢中以光軸O方向(焦點方向)為軸向任意的旋轉方向(周向)旋轉了的場合的透鏡的傾斜角度(俯仰)的變化的模擬結果的圖。
在圖9至圖13的各圖中,(A)是分別以實線BTM及點劃線TOP表示後側彈簧24及前側彈簧22的周向的彈簧常數(N/mm)的圖,(B)及(C)分別是在橫向姿勢中以光軸O方向(焦點方向)為軸、並以如圖2所示的配置關係為基準(0度),在周向向順時針旋轉了透鏡驅動裝置10(可攜式小型相機)的場合的透鏡組件的傾斜角度(俯仰)的變化的圓形圖表及特性圖。在(C)中,橫軸表示角度 (度),縱軸表示俯仰(分)。並且,在透鏡組件未傾斜的狀態下,俯仰為0(分),在向前傾斜的狀態下,俯仰為正的值,在向後傾斜的狀態下,俯仰為負的值。
如圖9(A)所示,在“0度的配置”中,前側彈簧22的與光軸O正交的平面的周向中彈簧常數為最大值的方向、和後側彈簧24的與光軸O正交的平面的周向中彈簧常數為最大值的方向之間的夾角為大約30度。這是因為如上所述,在“0度的配置”(參照圖2)中,前側彈簧22的各臂部226與後側彈簧24的各臂部246配置於在周向偏移了大約30度的位置。在該場合,從圖9(C)可以得知,在旋轉角度為0度~大約75度、大約150度~大約260度、大約340度~360度的較寬的角度範圍,俯仰在±1(分)以內緩慢地變化。
如圖10(A)所示,在“15度的配置”中,前側彈簧22的與光軸O正交的平面的周向中彈簧常數為最大值的方向、和後側彈簧24的與光軸O正交的平面的周向中彈簧常數為最大值的方向之間的夾角為大約45度。這是因為在“15度的配置”中,前側彈簧22的各臂部226與後側彈簧24的各臂部246配置於在周向偏移了大約45度的位置。在該場合,從圖10(C)可以得知,在旋轉角度為0度~大約75度、大約170度~大約260度、大約350度~360度的角度範圍,俯仰在±1(分)以內緩慢地變化。
如圖11(A)所示,在“30度的配置”中,前側彈簧22的與光軸O正交的平面的周向中彈簧常數為最大值的方向、和後側彈簧24的與光軸O正交的平面的周向中彈簧常數為最大值的方向之間的夾角為大約60度。這是因為在 “30度的配置”中,前側彈簧22的各臂部226與後側彈簧24的各臂部246配置於在周向偏移了大約60度的位置。在該場合,從圖11(C)可以得知,只有在旋轉角度為0度~大約75度、大約175度~大約260度的較窄的角度範圍,俯仰在±1(分)以內緩慢地變化。
如圖12(A)所示,在“-15度的配置”中,前側彈簧22的與光軸O正交的平面的周向中彈簧常數為最大值的方向、和後側彈簧24的與光軸O正交的平面的周向中彈簧常數為最大值的方向之間的夾角為大約15度。這是因為在“-15度的配置”中,前側彈簧22的各臂部226與後側彈簧24的各臂部246配置於在周向偏移了大約15度的位置。在該場合,從圖12(C)可以得知,在旋轉角度為0度~大約90度、大約130度~大約270度、大約320度~360度的較寬的角度範圍,俯仰在±1(分)以內緩慢地變化。
如圖13(A)所示,在“-30度的配置”中,前側彈簧22的與光軸O正交的平面的周向中彈簧常數為最大值的方向、和後側彈簧24的與光軸O正交的平面的周向中彈簧常數為最大值的方向之間的夾角為大約0度。這是因為在“-30度的配置”中,前側彈簧22的各臂部226與後側彈簧24的各臂部246配置於在周向中大致一致的位置。在該場合,從圖13(C)可以得知,在旋轉角度為0度~大約60度、大約110度~大約250度、大約290度~360度的非常寬的角度範圍,俯仰在±1(分)以內緩慢地變化。
從以上內容可以得知,在可動部14、16的重量分配為第一場合及第二場合下,若前側彈簧22的與光軸O正交的平面的周向中彈簧常數為最大值的方向、和後側彈簧24的 與光軸O正交的平面的周向中彈簧常數為最大值的方向之間的夾角在45度以內的範圍內,則能夠在旋轉角度較寬的角度範圍使俯仰變小。若上述夾角在30度以內的範圍,則能夠在旋轉角度更寬的角度範圍使俯仰變小。並且,若上述夾角實際為0度,則能夠在旋轉角度非常寬的角度範圍使俯仰變小。
以上,以較佳的實施方式說明了本發明,但在不脫離本發明的精神的範圍內,明顯可以由本領域人員進行各種變形。例如,在上述實施方式中,各板簧中,雖然兩條的臂部沿周向設置,但不言而喻,並不限定於此。
10‧‧‧透鏡驅動裝置(驅動器)
12‧‧‧驅動器基座
12a‧‧‧圓形開口部
12b‧‧‧插入槽
122‧‧‧突起
14‧‧‧透鏡架
140‧‧‧筒狀部
140-1‧‧‧接觸面
140-2‧‧‧抵接部
142‧‧‧陰螺紋
16‧‧‧驅動線圈
162‧‧‧長邊部
164‧‧‧短邊部
18‧‧‧永久磁鐵
182‧‧‧平板狀永久磁鐵片
20‧‧‧磁軛
202‧‧‧遮罩磁軛(外筒部)
204‧‧‧環狀端部
204a‧‧‧插入孔
206‧‧‧背磁軛(內側垂直延伸部)
22‧‧‧上側板簧(前側彈簧)
222‧‧‧內周側端部
224‧‧‧外周側端部
224a‧‧‧貫通孔
226‧‧‧臂部
24‧‧‧下側板簧(後側彈簧)
242‧‧‧內周側端部
242a‧‧‧嵌入孔
244‧‧‧外周側端部
244a‧‧‧嵌入孔
246‧‧‧臂部
28‧‧‧罩
28a‧‧‧圓形開口部
282‧‧‧突起
284‧‧‧延伸部
30‧‧‧襯墊
30a‧‧‧嵌入孔
36‧‧‧電極
O‧‧‧光軸(驅動軸)
圖1是本發明的一個實施方式的透鏡驅動裝置的分解立體圖。
圖2是表示圖1所示的透鏡驅動裝置所使用的上側板簧(前側彈簧)及下側板簧(後側彈簧)的配置關係(“0度的配置”)的俯視圖。
圖3是表示對於圖2所示的前側彈簧,將兩條臂部的安裝位置在光軸的周圍順時針旋轉90度後,前側彈簧和後側彈簧的配置關係(“90度的配置”)的俯視圖。
圖4是表示在圖1所示的透鏡驅動裝置中,在可動部的重量分配為前側彈簧50%、後側彈簧50%的第一場合中,前側彈簧及後側彈簧的配置關係為“0度的配置”時的前側彈簧及後側彈簧的周向的彈簧常數、與橫向姿勢中以光軸方向(焦點方向)為軸向任意的旋轉方向(周向)旋轉了的場合的透鏡的傾斜角度(俯仰(tilt))的變化的模擬結果的圖。
圖5是表示在圖1所示的透鏡驅動裝置中,在可動部的重量分配為前側彈簧50%、後側彈簧50%的第一場合中,前側彈簧及後側彈簧的配置關係為“15度的配置”時的前側彈簧及後側彈簧的周向的彈簧常數、與橫向姿勢中以光軸方向(焦點方向)為軸向任意的旋轉方向(周向)旋轉了的場合的透鏡的傾斜角度(俯仰)的變化的模擬結果的圖。
圖6是表示在圖1所示的透鏡驅動裝置中,在可動部的重量分配為前側彈簧50%、後側彈簧50%的第一場合中,前側彈簧及後側彈簧的配置關係為“30度的配置”時的前側彈簧及後側彈簧的周向的彈簧常數、與橫向姿勢中以光軸方向(焦點方向)為軸向任意的旋轉方向(周向)旋轉了的場合的透鏡的傾斜角度(俯仰)的變化的模擬結果的圖。
圖7是表示在圖1所示的透鏡驅動裝置中,在可動部的重量分配為前側彈簧50%、後側彈簧50%的第一場合中,前側彈簧及後側彈簧的配置關係為“-15度的配置”時的前側彈簧及後側彈簧的周向的彈簧常數、與橫向姿勢中以光軸方向(焦點方向)為軸向任意的旋轉方向(周向)旋轉了的場合的透鏡的傾斜角度(俯仰)的變化的模擬結果的圖。
圖8是表示在圖1所示的透鏡驅動裝置中,在可動部的重量分配為前側彈簧50%、後側彈簧50%的第一場合中,前側彈簧及後側彈簧的配置關係為“-30度的配置”時的前側彈簧及後側彈簧的周向的彈簧常數、與橫向姿勢中以光軸方向(焦點方向)為軸向任意的旋轉方向(周向)旋 轉了的場合的透鏡的傾斜角度(俯仰)的變化的模擬結果的圖。
圖9是表示在圖1所示的透鏡驅動裝置中,在可動部的重量分配為前側彈簧70%、後側彈簧30%的第二場合中,前側彈簧及後側彈簧的配置關係為“0度的配置”時的前側彈簧及後側彈簧的周向的彈簧常數、與橫向姿勢中以光軸方向(焦點方向)為軸向任意的旋轉方向(周向)旋轉了的場合的透鏡的傾斜角度(俯仰)的變化的模擬結果的圖。
圖10是表示在圖1所示的透鏡驅動裝置中,在可動部的重量分配為前側彈簧70%、後側彈簧30%的第二場合中,前側彈簧及後側彈簧的配置關係為“15度的配置”時的前側彈簧及後側彈簧的周向的彈簧常數、與橫向姿勢中以光軸方向(焦點方向)為軸向任意的旋轉方向(周向)旋轉了的場合的透鏡的傾斜角度(俯仰)的變化的模擬結果的圖。
圖11是表示在圖1所示的透鏡驅動裝置中,在可動部的重量分配為前側彈簧70%、後側彈簧30%的第二場合中,前側彈簧及後側彈簧的配置關係為“30度的配置”時的前側彈簧及後側彈簧的周向的彈簧常數、與橫向姿勢中以光軸方向(焦點方向)為軸向任意的旋轉方向(周向)旋轉了的場合的透鏡的傾斜角度(俯仰)的變化的模擬結果的圖。
圖12是表示在圖1所示的透鏡驅動裝置中,在可動部的重量分配為前側彈簧70%、後側彈簧30%的第二場合中,前側彈簧及後側彈簧的配置關係為“-15度的配置”時的 前側彈簧及後側彈簧的周向的彈簧常數、與橫向姿勢中以光軸方向(焦點方向)為軸向任意的旋轉方向(周向)旋轉了的場合的透鏡的傾斜角度(俯仰)的變化的模擬結果的圖。
圖13是表示在圖1所示的透鏡驅動裝置中,在可動部的重量分配為前側彈簧70%、後側彈簧30%的第二場合中,前側彈簧及後側彈簧的配置關係為“-30度的配置”時的前側彈簧及後側彈簧的周向的彈簧常數、與橫向姿勢中以光軸方向(焦點方向)為軸向任意的旋轉方向(周向)旋轉了的場合的透鏡的傾斜角度(俯仰)的變化的模擬結果的圖。
10‧‧‧透鏡驅動裝置(驅動器)
12‧‧‧驅動器基座
12a‧‧‧圓形開口部
12b‧‧‧插入槽
122‧‧‧突起
14‧‧‧透鏡架
140‧‧‧筒狀部
140-1‧‧‧接觸面
140-2‧‧‧抵接部
142‧‧‧陰螺紋
16‧‧‧驅動線圈
162‧‧‧長邊部
164‧‧‧短邊部
18‧‧‧永久磁鐵
182‧‧‧平板狀永久磁鐵片
20‧‧‧磁軛
202‧‧‧遮罩磁軛(外筒部)
204‧‧‧環狀端部
204a‧‧‧插入孔
206‧‧‧背磁軛(內側垂直延伸部)
22‧‧‧上側板簧(前側彈簧)
222‧‧‧內周側端部
224a‧‧‧貫通孔
226‧‧‧臂部
24‧‧‧下側板簧(後側彈簧)
242‧‧‧內周側端部
242a‧‧‧嵌入孔
244‧‧‧外周側端部
244a‧‧‧嵌入孔
246‧‧‧臂部
28a‧‧‧圓形開口部
282‧‧‧突起
284‧‧‧延伸部
30‧‧‧襯墊
30a‧‧‧嵌入孔
36‧‧‧電極
O‧‧‧光軸(驅動軸)

Claims (3)

  1. 一種透鏡驅動裝置,其係能夠在光軸方向對透鏡組件進行位置調整,上述透鏡驅動裝置係具備:透鏡架,保持上述透鏡組件;環狀的驅動線圈,以位於該透鏡架的外周圍的方式固定;固定部,包含有與該驅動線圈相對的永久磁鐵以及保持該永久磁鐵的磁軛;前側彈簧,設於上述透鏡架的光軸方向前側;以及後側彈簧,設於上述透鏡架的光軸方向後側;上述透鏡驅動裝置的特徵在於:上述前側彈簧及上述後側彈簧各自包括:內周側端部,安裝於上述透鏡架上;外周側端部,安裝於上述固定部上;以及兩條臂部,連接上述內周側端部與上述外周側端部並沿周向設置;上述前側彈簧的與上述光軸正交的平面的周向上的彈簧的拉伸力的最大值的方向、和上述後側彈簧的與上述光軸正交的平面的周向上的彈簧的拉伸力的最大值的方向之間的夾角在45度角度以內。
  2. 如申請專利範圍第1項之透鏡驅動裝置,其中上述夾角在30度角度以內。
  3. 如申請專利範圍第1或2項之透鏡驅動裝置,其中上述夾角實際上為0度。
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