JP2005049729A - Optical lens device and electronic equipment using the same - Google Patents

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JP2005049729A JP2003283526A JP2003283526A JP2005049729A JP 2005049729 A JP2005049729 A JP 2005049729A JP 2003283526 A JP2003283526 A JP 2003283526A JP 2003283526 A JP2003283526 A JP 2003283526A JP 2005049729 A JP2005049729 A JP 2005049729A
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Takashi Kayama
俊 香山
Takashi Igarashi
孝 五十嵐
Yukiko Shimizu
有希子 清水
Masahiro Suzuki
雅浩 鈴木
Shinichi Kato
伸一 加藤
Kenji Kusaki
賢司 草木
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To miniaturize and thin an optical lens device and to improve the degree of freedom in the design thereof. <P>SOLUTION: The optical lens device 1 is equipped with holding frames 22 and 24 supported to move in an optical axis L direction, lenses L2 and L4 attached to the holding frames 22 and 24, a lens barrel 3 surrounding the outside of the moving area of the holding frames 22 and 24, magnets M2 and M4 attached to the outer peripheries of the holding frames 22 and 24, coils C2 and C4 attached to the inner periphery of the lens barrel 3 and arranged to keep a specified gap with the magnets M2 and M4, and a control part for controlling the energizing of the coils C2 and C4. The electronic equipment converts an image fetched through the device 1 into an electrical signal by an imaging device. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、ズームレンズやフォーカスレンズに適用される光学レンズ装置およびそれを用いた電子機器に関する。   The present invention relates to an optical lens device applied to a zoom lens and a focus lens, and an electronic apparatus using the same.

従来、ズームレンズやフォーカスレンズなどの光学レンズ装置においては、回転筒型のステッピングモータの出力軸から動力を得る構造が多く用いられている。このような構造では、鏡筒外部に取り付けたステッピングモータの駆動をカムによってレンズ保持枠へ伝える構成のため、光学レンズ装置としての薄型化、小型化に限界があるとともに、ステッピングモータ自体がブラシモータ構造であるため、スリットショート不良などの発生を招くという問題がある。そこで、レンズ鏡胴内に駆動系を組み込み技術として、特許文献１に開示されるレンズ鏡胴が挙げられる。   Conventionally, in an optical lens device such as a zoom lens or a focus lens, a structure in which power is obtained from an output shaft of a rotary cylinder type stepping motor is often used. In such a structure, the drive of the stepping motor attached to the outside of the lens barrel is transmitted to the lens holding frame by a cam, so there is a limit to thinning and miniaturization as an optical lens device, and the stepping motor itself is a brush motor. Due to the structure, there is a problem in that a slit short-circuit defect or the like is caused. Therefore, as a technique for incorporating a drive system in the lens barrel, a lens barrel disclosed in Patent Document 1 can be cited.

特開平７−２２５３３３号公報JP 7-225333 A

しかしながら、特許文献１に開示される技術においては、ステータ（固定）側にマグネット、ロータ（可動）側にコイルを配置する構成であるため、コイルの巻線に通電するための経路を確保する必要があり、更なる小型化を妨げる原因となっている。また、巻線の端末を引き出す必要もあり、しかも巻線からの引き出し線が可動する状態となるため、断線等の問題が発生する。   However, in the technique disclosed in Patent Document 1, since a magnet is arranged on the stator (fixed) side and a coil is arranged on the rotor (movable) side, it is necessary to secure a path for energizing the coil windings. This is a cause of hindering further miniaturization. In addition, it is necessary to pull out the end of the winding, and the lead wire from the winding is in a movable state, which causes problems such as disconnection.

本発明はこのような課題を解決するために成されたものである。すなわち、本発明は、光軸方向へ移動可能に支持される保持枠と、保持枠に取り付けられるレンズと、保持枠の移動領域の外側を囲む鏡筒と、保持枠の外周に取り付けられるマグネットと、鏡筒の内周に取り付けられ、マグネットとの間に所定の隙間を持たせて配置されるコイルと、コイルへの通電を制御する制御部とを備える光学レンズ装置である。また、この光学レンズ装置を介して取り込んだ画像を撮像素子で電気信号に変換する電子機器でもある。   The present invention has been made to solve such problems. That is, the present invention provides a holding frame that is supported so as to be movable in the optical axis direction, a lens that is attached to the holding frame, a lens barrel that surrounds the outside of the moving region of the holding frame, and a magnet that is attached to the outer periphery of the holding frame. The optical lens device includes a coil attached to the inner periphery of the lens barrel and disposed with a predetermined gap between the lens and a magnet, and a control unit that controls energization of the coil. In addition, it is an electronic device that converts an image captured through the optical lens device into an electrical signal by an imaging device.

このような本発明では、移動可能なレンズの保持枠にマグネットが設けられ、これに対応するコイルが鏡筒の内周に設けられており、制御部からコイルへの通電を制御することによってボイスコイルモータが鏡筒内部に構成され、保持枠およびレンズを光軸方向へ移動できるようになる。この際、可動側である保持枠にマグネット、固定側である鏡筒にコイルが設けられているため、可動側から配線を引き出す必要がなく、配線による制限を受けずに小型のボイスコイルモータを鏡筒内部で構成できるようになる。   In the present invention, a magnet is provided on the movable lens holding frame, and a coil corresponding to the magnet is provided on the inner periphery of the lens barrel, and the voice is controlled by controlling the energization to the coil from the control unit. A coil motor is configured inside the lens barrel, and the holding frame and the lens can be moved in the optical axis direction. At this time, a magnet is provided on the holding frame on the movable side and a coil is provided on the lens barrel on the fixed side, so there is no need to draw out wiring from the movable side, and a small voice coil motor can be installed without being restricted by wiring. It can be configured inside the lens barrel.

したがって、本発明によれば、光学レンズ装置の小型化、薄型化を達成できるとともに、配線の制約を受けずに済むことから設計の自由度を大幅に向上させることが可能となる。   Therefore, according to the present invention, it is possible to reduce the size and thickness of the optical lens device, and it is possible to greatly improve the degree of design freedom because there is no need for wiring restrictions.

以下、本発明の実施の形態を図に基づき説明する。図１は、本実施形態に係る光学レンズ装置を説明する模式断面図である。すなわち、この光学レンズ装置１は、光軸Ｌ方向へ移動可能なレンズ群として２つのレンズ群Ｇ２、Ｇ４が設けられ、固定のレンズ群としてレンズ群Ｇ１が鏡筒３の最前面（最も被写体側）に設けられ、レンズ群Ｇ３がレンズ群Ｇ２、Ｇ４の間に配置されたものである。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic cross-sectional view illustrating the optical lens device according to the present embodiment. That is, the optical lens device 1 is provided with two lens groups G2 and G4 as lens groups movable in the direction of the optical axis L, and the lens group G1 as a fixed lens group is the forefront (most object side) of the lens barrel 3. ), And the lens group G3 is disposed between the lens groups G2 and G4.

このうち、移動可能なレンズ群Ｇ２、Ｇ４のレンズＬ２、Ｌ４は各々保持枠２２、２４によって保持されており、この保持枠２２、２４のスリーブ部分が光軸Ｌの方向に沿って配置される軸Ｊに貫通するよう取り付けられている。   Among these, the lenses L2, L4 of the movable lens groups G2, G4 are respectively held by holding frames 22, 24, and the sleeve portions of the holding frames 22, 24 are arranged along the direction of the optical axis L. It is attached to penetrate the shaft J.

これら保持枠２２、２４の移動領域の外側には鏡筒３が設けられている。鏡筒３は各レンズ群Ｇ１〜Ｇ４を収納するとともに、移動可能なレンズ群Ｇ２、Ｇ４の移動ガイドとなる軸Ｊも内部に収納している。   The lens barrel 3 is provided outside the moving area of the holding frames 22 and 24. The lens barrel 3 accommodates the lens groups G1 to G4, and also accommodates an axis J serving as a movement guide for the movable lens groups G2 and G4.

また、本実施形態では、移動可能なレンズ群Ｇ２、Ｇ４の駆動源となるボイスコイルモータを鏡筒３に内蔵している。すなわち、保持枠２２、２４の外周にはマグネットＭ２、Ｍ４が設けられ、このマグネットＭ２、Ｍ４に各々対応するよう鏡筒３の内周にコイルＣ２、Ｃ４が設けられている。   In the present embodiment, a voice coil motor serving as a drive source for the movable lens groups G2 and G4 is incorporated in the lens barrel 3. That is, magnets M2 and M4 are provided on the outer periphery of the holding frames 22 and 24, and coils C2 and C4 are provided on the inner periphery of the barrel 3 so as to correspond to the magnets M2 and M4, respectively.

このコイルＣ２、Ｃ４に図示しない制御部から適宜電流を与えることによってコイルＣ２、Ｃ４への通電を行い、マグネットＭ２、Ｍ４を介して保持枠２２、２４を軸Ｊに沿って移動できるようになる。   The coils C2 and C4 are energized by appropriately supplying current to the coils C2 and C4 from a control unit (not shown), and the holding frames 22 and 24 can be moved along the axis J via the magnets M2 and M4. .

本実施形態では、このようなボイスコイルモータの構成として、可動側である保持枠２２、２４にマグネットＭ２、Ｍ４を設け、固定側である鏡筒３にコイルＣ２、Ｃ４を設けていることから、可動側から配線を引き出す必要がなく単独構成にすることができ、配線による制約を受けずに小型のボイスコイルモータを鏡筒３の内部で構成できるようになる。   In this embodiment, as a configuration of such a voice coil motor, magnets M2 and M4 are provided on the holding frames 22 and 24 on the movable side, and coils C2 and C4 are provided on the lens barrel 3 on the fixed side. Thus, it is not necessary to draw out the wiring from the movable side, and it can be configured as a single unit, and a small voice coil motor can be configured inside the lens barrel 3 without being restricted by the wiring.

図２は、保持枠部分の拡大断面図である。保持枠２２、２４のスリーブが軸Ｊに挿入されることで軸Ｊをガイドとして保持枠２２、２４を光軸に沿った進退移動できるようになっている。この保持枠２２、２４にはヨークＹ２２、Ｙ２４を介してマグネットＭ２、Ｍ４が取り付けられている。   FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view of the holding frame portion. By inserting the sleeves of the holding frames 22 and 24 into the axis J, the holding frames 22 and 24 can be moved forward and backward along the optical axis with the axis J as a guide. Magnets M2 and M4 are attached to the holding frames 22 and 24 via yokes Y22 and Y24.

一方、鏡筒３の内面にはヨークＹ３２、Ｙ３４を介してコイルＣ２、Ｃ４が巻き付けられており、コイルＣ２、Ｃ４とマグネットＭ２、Ｍ４との間に所定の隙間ｔを設けた状態で配置される。コイルＣ２、Ｃ４から引き出される配線は鏡筒３に設けられた穴ｈを介して外部へ延出し、制御部へ接続されている。   On the other hand, coils C2 and C4 are wound around the inner surface of the lens barrel 3 via yokes Y32 and Y34, and are arranged with a predetermined gap t between the coils C2 and C4 and the magnets M2 and M4. The Wiring drawn from the coils C2 and C4 extends to the outside through a hole h provided in the lens barrel 3, and is connected to the control unit.

図１に示す本実施形態の光学レンズ装置１のレンズ構造は、本願出願人による既出の発明（例えば、特開２００３−５００７号公報参照）に準ずるものである。すなわち、レンズ構成としては、レンズ群Ｇ２がズーム用、レンズ群Ｇ４がフォーカス用として各々光軸Ｌに沿って所定量可動するものである。なお、これ以外のレンズ構成であっても適用可能である。   The lens structure of the optical lens device 1 according to the present embodiment shown in FIG. 1 is in accordance with the previously disclosed invention (for example, see Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-5007). That is, as a lens configuration, the lens group G2 is movable for a predetermined amount along the optical axis L, respectively for the zoom and the lens group G4 for focusing. It should be noted that other lens configurations are also applicable.

これらレンズ群Ｇ２、Ｇ４の各保持枠２２、２４に設けられるマグネットＭ２、Ｍ４としては保持枠２２、２４の外周を囲むようなリング状のマグネットとなっている。なお、リング状のマグネットは一体でも分割されたものであってもよい。分割されている場合には、個々のマグネットの間に隙間があってもよく、取り付ける個数によって磁力調整を行うことが可能となる。一方のコイルＣ２、Ｃ４は鏡筒３の内周における各保持枠２２、２４の可動範囲に合わせて巻回されており、これによって保持枠２２、２４の駆動源となるボイスコイルモータが鏡筒内部に構成される。   The magnets M2 and M4 provided on the holding frames 22 and 24 of the lens groups G2 and G4 are ring-shaped magnets that surround the outer peripheries of the holding frames 22 and 24, respectively. The ring-shaped magnet may be integrated or divided. When divided, there may be a gap between the individual magnets, and the magnetic force can be adjusted depending on the number of the magnets to be attached. One of the coils C2 and C4 is wound in accordance with the movable range of the holding frames 22 and 24 on the inner periphery of the lens barrel 3, so that the voice coil motor serving as a drive source for the holding frames 22 and 24 is used as the lens barrel. Configured inside.

なお、それぞれのレンズストローク分を確保するために、マグネットＭ２、Ｍ４の光軸方向に沿った長さ（幅）よりもコイルＣ２、Ｃ４の幅を長く形成している。また、図２に示すように、各レンズを可動するために、当然のことながらマグネットＭ２、Ｍ４とコイルＣ２、Ｃ４との間には、例えば0.2mm程度の隙間ｔを設けている。   In order to secure the respective lens strokes, the widths of the coils C2 and C4 are formed longer than the length (width) along the optical axis direction of the magnets M2 and M4. As shown in FIG. 2, in order to move each lens, naturally, a gap t of, for example, about 0.2 mm is provided between the magnets M2 and M4 and the coils C2 and C4.

また、保持枠２２、２４に取り付けられるヨークＹ２２、Ｙ２４の幅よりマグネットＭ２、Ｍ４の幅が短くなっていることで、保持枠２２、２４が図中最も右側に移動してヨークＹ２２、Ｙ２４が鏡筒３の内壁に当たってもマグネットＭ２、Ｍ４が直接鏡筒３の内壁に当たらないようになっている。これにより、マグネットＭ２、Ｍ４の破損を防止することができる。   In addition, since the widths of the magnets M2 and M4 are shorter than the widths of the yokes Y22 and Y24 attached to the holding frames 22 and 24, the holding frames 22 and 24 move to the rightmost side in the drawing, and the yokes Y22 and Y24 are moved. Even if it hits the inner wall of the lens barrel 3, the magnets M <b> 2 and M <b> 4 do not directly hit the inner wall of the lens barrel 3. Thereby, damage to the magnets M2 and M4 can be prevented.

図３は、他の実施形態（その１）を説明する模式断面図である。図１に示す例では可動対象となるレンズ群が２つであるのに対し、図３に示す例では可動対象となるレンズ群が３つ（レンズ群Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３）となっている。このように、可動対象となるレンズ群Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３の各々についてボイスコイルモータを鏡筒３に内蔵する構成となる。   FIG. 3 is a schematic cross-sectional view for explaining another embodiment (part 1). In the example shown in FIG. 1, there are two lens groups to be moved, whereas in the example shown in FIG. 3, there are three lens groups to be moved (lens groups G1, G2, G3). In this manner, the voice coil motor is built in the lens barrel 3 for each of the movable lens groups G1, G2, and G3.

つまり、各レンズ群Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３の保持枠（図示せず）にヨークＹ２１、Ｙ２２、Ｙ２３を介してマグネットＭ１、Ｍ２、Ｍ３を取り付け、各マグネットＭ１、Ｍ２、Ｍ３に対応する鏡筒３の内面にヨークＹ３１、Ｙ３２、Ｙ３３を介してコイルＣ１、Ｃ２、Ｃ３を巻き付けるように構成する。   That is, the magnets M1, M2, and M3 are attached to the holding frames (not shown) of the lens groups G1, G2, and G3 via the yokes Y21, Y22, and Y23, and the lens barrel 3 corresponding to each of the magnets M1, M2, and M3. The coils C1, C2, and C3 are wound around the inner surface of the coil via yokes Y31, Y32, and Y33.

これらのコイルＣ１、Ｃ２、Ｃ３に対して通電の制御を制御部から行うことで通電に応じたレンズの駆動を行うことが可能となる。   By controlling the energization of these coils C1, C2, and C3 from the control unit, it becomes possible to drive the lens according to the energization.

また、図４は、他の実施形態（その２）を説明する模式断面図である。この実施形態は、レンズ群Ｇ１（例えば、ズームレンズ）とレンズ群Ｇ２（例えば、フォーカスレンズ）との直径が異なる例である。レンズ群Ｇ１、Ｇ２の直径が異なる場合には、この大きさに対応して鏡筒３の外周（直径）も異なっている。   FIG. 4 is a schematic cross-sectional view for explaining another embodiment (No. 2). In this embodiment, the lens group G1 (for example, a zoom lens) and the lens group G2 (for example, a focus lens) have different diameters. When the diameters of the lens groups G1 and G2 are different, the outer periphery (diameter) of the lens barrel 3 is also different corresponding to this size.

このような場合でも、各レンズ群Ｇ１、Ｇ２を駆動するために、各レンズ群Ｇ１、Ｇ２の保持枠（図示せず）にヨークＹ２１、Ｙ２２を介してマグネットＭ１、Ｍ２を取り付け、各マグネットＭ１、Ｍ２に対応する鏡筒３の内面にヨークＹ３１、Ｙ３２を介してコイルＣ１、Ｃ２が巻き付けられている。これにより、各レンズ群Ｇ１、Ｇ２を駆動するためのボイスコイルモータが鏡筒３に内蔵される構成となる。   Even in such a case, in order to drive the lens groups G1 and G2, the magnets M1 and M2 are attached to the holding frames (not shown) of the lens groups G1 and G2 via the yokes Y21 and Y22. , Coils C1 and C2 are wound around the inner surface of the lens barrel 3 corresponding to M2 via yokes Y31 and Y32. As a result, a voice coil motor for driving the lens groups G1 and G2 is built in the lens barrel 3.

また、図５は、他のヨーク形状の例を説明する拡大断面図である。この例のヨークＹ２２はマグネットＭ２の端部まで覆うような形状となっている。また、ヨークＹ３２もコイルＣ２の端部まで覆うような形状となっている。このようなヨークＹ２２、Ｙ３２の形状によって磁気回路を包み込み、ボイスコイルモータとしての特性を向上させることが可能となる。   FIG. 5 is an enlarged cross-sectional view for explaining another example of the yoke shape. The yoke Y22 in this example is shaped to cover up to the end of the magnet M2. The yoke Y32 is also shaped to cover up to the end of the coil C2. Such a shape of the yokes Y22 and Y32 can wrap the magnetic circuit and improve the characteristics as a voice coil motor.

なお、鏡筒３は通常は樹脂（例えば、ガラス入りポリカーボネート）で構成されているが、例えば鉄のような材質で構成されている場合には鏡筒３側のヨークは不要となる。以上の構成により、小型、薄型でローコスト、高信頼性でかつ設計自由度の高い光学レンズ装置を実現することが可能となる。   The lens barrel 3 is usually made of a resin (for example, glass-containing polycarbonate). However, when the lens barrel 3 is made of a material such as iron, the yoke on the lens barrel 3 side is not necessary. With the above configuration, it is possible to realize an optical lens device that is small, thin, low-cost, highly reliable, and highly flexible in design.

次に、本実施形態に係る光学レンズ装置の制御について説明する。図６は第１の制御方法を説明するブロック図である。ここでボイスコイルモータは先に説明したマグネットとコイルとで構成される鏡筒内蔵の駆動源、機構系はレンズの保持枠における移動機構と対応するものである。また、本実施形態の光学レンズ装置における制御部は、指令器Ｓ１、比較制御演算部Ｓ２、位置センサＳ３および速度算出部Ｓ４によって構成される。   Next, control of the optical lens device according to the present embodiment will be described. FIG. 6 is a block diagram illustrating the first control method. Here, the voice coil motor corresponds to the driving source built in the lens barrel composed of the magnet and the coil described above, and the mechanism system corresponds to the moving mechanism in the lens holding frame. Moreover, the control part in the optical lens apparatus of this embodiment is comprised by command device S1, comparison control calculating part S2, position sensor S3, and speed calculation part S4.

この制御方法では、ズームやフォーカス等の駆動スイッチの動作をマイクロコンピュータ等から成る指令器Ｓ１で受け取り、速度指令Ｖrefを比較制御演算部Ｓ２へ送る。比較制御演算部Ｓ２は駆動電流Ｉdriveを演算し、ボイスコイルモータＶＣＭへ与える。これによってボイスコイルモータＶＣＭが駆動して推力Ｆdriveが発生し、レンズの保持枠から成る機構系Ｋを移動できる。   In this control method, the operation of a drive switch such as zoom and focus is received by a command device S1 composed of a microcomputer or the like, and a speed command Vref is sent to the comparison control calculation unit S2. The comparison control calculation unit S2 calculates the drive current Idrive and supplies it to the voice coil motor VCM. As a result, the voice coil motor VCM is driven to generate a thrust Fdrive, and the mechanism system K including the lens holding frame can be moved.

ここで、機構系Ｋの移動量をｘとすると、この移動量ｘを位置センサＳ３で検出し、この位置情報ｘinfoを速度算出部Ｓ４へ送り、ここで速度を算出して速度情報Ｖinfoを比較制御演算部Ｓ２へ送る。比較制御演算部Ｓ２では、指令器Ｓ１から送られてきたＶrefと速度算出部Ｓ４から送られてきたＶinfoを比較して、ボイスコイルモータＶＣＭへ次に与える駆動電流Ｉdriveを決定する。これを繰り返すことによって安定した速度で所定の位置まで機構系Ｋであるレンズの保持枠を移動できるようになる。   Here, if the movement amount of the mechanical system K is x, the movement amount x is detected by the position sensor S3, and this position information xinfo is sent to the speed calculation unit S4, where the speed is calculated and the speed information Vinfo is compared. The data is sent to the control calculation unit S2. The comparison control calculation unit S2 compares the Vref sent from the command device S1 with the Vinfo sent from the speed calculation unit S4, and determines the next drive current Idrive to be applied to the voice coil motor VCM. By repeating this, the lens holding frame which is the mechanism system K can be moved to a predetermined position at a stable speed.

なお、このような制御において、機構系Ｋの位置を検出する位置センサＳ３としては、ボイスコイルモータＶＣＭの構成である鏡筒内壁に巻き付けたコイルの一部を用いることも考えられる。   In such control, it is also conceivable to use a part of the coil wound around the inner wall of the lens barrel as the configuration of the voice coil motor VCM as the position sensor S3 for detecting the position of the mechanical system K.

図７は第２の制御方法を説明するブロック図である。すなわち、この制御方法は、先に説明した第１の制御方法とは異なりオープンループ制御となっている。ここで、本実施形態の光学レンズ装置における制御部は、指令器Ｓ１、電流出力部Ｓ５によって構成される。   FIG. 7 is a block diagram illustrating the second control method. That is, this control method is open-loop control, unlike the first control method described above. Here, the control part in the optical lens apparatus of this embodiment is comprised by command device S1 and electric current output part S5.

先ず、ズームやフォーカス等の駆動スイッチの動作を指令器Ｓ１で受け取り、速度指令Ｖrefを電流出力部Ｓ５へ送る。次に、電流出力部Ｓ５から駆動電流Ｉdriveを生成してボイスコイルモータＶＣＭへ与え、これによってボイスコイルモータＶＣＭを駆動してレンズの保持枠から成る機構系Ｋを移動できる。   First, the operation of the drive switch such as zoom and focus is received by the command device S1, and the speed command Vref is sent to the current output unit S5. Next, the drive current Idrive is generated from the current output unit S5 and applied to the voice coil motor VCM, whereby the voice coil motor VCM can be driven to move the mechanical system K including the lens holding frame.

この制御では、指令器Ｓ１によって速度指令Ｖrefを生成し、電流出力部Ｓ５によってボイスコイルモータＶＣＭへ与える駆動電流Ｉdriveを一義的に生成するため、簡単な制御機構を実現できるメリットがある。   In this control, the speed command Vref is generated by the command device S1, and the drive current Idrive to be given to the voice coil motor VCM is uniquely generated by the current output unit S5, so that there is an advantage that a simple control mechanism can be realized.

その一方で、機構系ＫがボイスコイルモータＶＣＭからの推力Ｆdriveを受けて移動する際、低速動作時に駆動系Ｋの摺動部分（保持枠のスリーブと軸との間）の摩擦係数が変動して制御の誤差を生じる場合がある。   On the other hand, when the mechanism system K receives the thrust Fdrive from the voice coil motor VCM and moves, the friction coefficient of the sliding portion of the drive system K (between the sleeve and the shaft of the holding frame) fluctuates during low speed operation. Control errors may occur.

図８は、駆動系の移動速度と摩擦係数との関係を示す図である。図８に示すように、移動速度がある速度Ｖtを超えて動摩擦係数エリアになると摩擦係数μは安定するものの、この速度Ｖtより遅い静止摩擦係数エリアでは静止摩擦係数μ0の変動があり、これによる全体の摩擦係数にもばらつきが生じている。   FIG. 8 is a diagram showing the relationship between the moving speed of the drive system and the friction coefficient. As shown in FIG. 8, when the moving speed exceeds a certain speed Vt and becomes the dynamic friction coefficient area, the friction coefficient μ becomes stable, but in the static friction coefficient area slower than the speed Vt, there is a fluctuation of the static friction coefficient μ0. There are also variations in the overall coefficient of friction.

ここで、一義的に管理された推力Ｆdriveが与えられても静止摩擦係数による推力のロス（Ｆloss）があるため、実際の推力（実推力Ｆreal）は推力ＦdriveからＦlossを差し引いた値となる。したがって、静止摩擦係数の変動によって実推力Ｆrealも変動してしまうことになる。   Here, even if a uniquely managed thrust Fdrive is given, there is a thrust loss (Floss) due to the static friction coefficient, so the actual thrust (actual thrust Freal) is a value obtained by subtracting Floss from the thrust Fdrive. Therefore, the actual thrust Freal also varies due to the variation of the static friction coefficient.

しかも、低速度で移動している間、推力Ｆdriveは変動するＦlossよりも十分大きな値とはならず、その結果、実推力Ｆrealのうち変動するＦlossの比率を下げることが困難となる。   Moreover, while moving at a low speed, the thrust Fdrive does not have a value sufficiently larger than the fluctuating Floss, and as a result, it is difficult to reduce the ratio of the fluctuating Floss in the actual thrust Freal.

そこで、駆動スイッチの動作開始（ＯＮ）によって指令器Ｓ１から速度指令Ｖrefが電流出力部Ｓ５へ与えられ、ここからボイスコイルモータＶＣＭへ駆動電流Ｉdriveが送られる際、この駆動電流Ｉdriveとして上記摩擦力に打ち勝つ実推力Ｆrealを発生できるパルス状の電流値とし、しかも電流パルスの駆動デューティを駆動スイッチが押された直後は狭くし、規定時間を超えて駆動スイッチが押され続けたときには電流パルスの駆動デューティを広くするよう制御する。   Therefore, when the operation of the drive switch is started (ON), the speed command Vref is given from the command device S1 to the current output unit S5, and when the drive current Idrive is sent from here to the voice coil motor VCM, the friction force is used as the drive current Idrive. The pulse current value that can generate the actual thrust Freal that overcomes the current is reduced, and the drive duty of the current pulse is narrowed immediately after the drive switch is pressed, and when the drive switch continues to be pressed for longer than the specified time, the current pulse is driven. Control to increase the duty.

図９は、駆動スイッチの動作に対する駆動電流Ｉdriveおよび移動量ｘの変化を説明する図である。上記制御では、駆動スイッチがＯＮとなってから規定された時間Ｔまでは駆動電流Ｉdriveのパルスにおけるデューティをｄ１となるよう狭くする。この間は機構系の移動量ｘもＭ１で示すように小さくなる。このように、摩擦変動の大きい移動開始直後では移動分解能を細かくすることで摩擦変動による移動量のばらつき（誤差量）を抑制できるようになる。   FIG. 9 is a diagram for explaining changes in the drive current Idrive and the movement amount x with respect to the operation of the drive switch. In the above control, the duty of the pulse of the drive current Idrive is narrowed to d1 from the time when the drive switch is turned on until the prescribed time T. During this time, the movement amount x of the mechanical system also decreases as indicated by M1. Thus, immediately after the start of the movement with a large frictional fluctuation, the movement resolution (fineness) due to the frictional fluctuation can be suppressed by reducing the movement resolution.

そして、駆動スイッチのＯＮ状態がさらに続き、規定された時間Ｔを越えた場合には駆動電流Ｉdriveのパルスにおけるデューティをｄ１より大きいｄ２となるよう変更する。この段階では図８に示す動摩擦係数エリアに入っているため、駆動電流Ｉdriveのパルスにおけるデューティを大きくして移動量を増加しても、摩擦係数変動による移動量のばらつきはほとんど発生せず、正確な移動制御を行うことが可能となる。   When the drive switch continues to be ON and exceeds a specified time T, the duty of the pulse of the drive current Idrive is changed to be d2 larger than d1. At this stage, since the dynamic friction coefficient area shown in FIG. 8 is entered, even if the duty in the pulse of the drive current Idrive is increased and the movement amount is increased, there is almost no variation in the movement amount due to the friction coefficient fluctuation. Movement control can be performed.

上記説明した本実施形態に係る光学レンズ装置は、この光学レンズ装置を介して画像を取り込み撮像素子によって画像を電気信号に変換するデジタルスチルカメラ、デジタルビデオカメラ、携帯電話機などの電子機器に適用可能である。特に、携帯電話機に搭載される直径５ｍｍ以下のレンズの駆動において本実施形態を好適に利用することが可能である。   The optical lens device according to the present embodiment described above can be applied to electronic devices such as a digital still camera, a digital video camera, and a mobile phone that take an image through the optical lens device and convert the image into an electrical signal by an imaging device. It is. In particular, the present embodiment can be suitably used for driving a lens having a diameter of 5 mm or less mounted on a mobile phone.

本実施形態に係る光学レンズ装置を説明する模式断面図である。It is a schematic cross section explaining the optical lens device according to the present embodiment. 保持枠部分の拡大断面図である。It is an expanded sectional view of a holding frame part. 他の実施形態（その１）を説明する模式断面図である。It is a schematic cross section explaining other embodiment (the 1). 他の実施形態（その２）を説明する模式断面図である。It is a schematic cross section explaining other embodiment (the 2). 他のヨーク形状の例を説明する拡大断面図である。It is an expanded sectional view explaining the example of another yoke shape. 第１の制御方法を説明するブロック図である。It is a block diagram explaining a 1st control method. 第２の制御方法を説明するブロック図である。It is a block diagram explaining the 2nd control method. 駆動系の移動速度と摩擦係数との関係を示し図である。It is a figure which shows the relationship between the moving speed of a drive system, and a friction coefficient. 駆動スイッチの動作に対する駆動電流Ｉdriveおよび移動量ｘの変化を説明する図である。It is a figure explaining the change of the drive current Idrive and the movement amount x with respect to operation | movement of a drive switch.

符号の説明Explanation of symbols

１…光学レンズ装置、３…鏡筒、２２…保持枠、２４…保持枠、Ｃ２…コイル、Ｃ４…コイル、Ｇ１〜Ｇ４…レンズ群、Ｍ２…マグネット、Ｍ４…マグネット   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Optical lens apparatus, 3 ... Lens barrel, 22 ... Holding frame, 24 ... Holding frame, C2 ... Coil, C4 ... Coil, G1-G4 ... Lens group, M2 ... Magnet, M4 ... Magnet

Claims (19)

光軸方向へ移動可能に支持される保持枠と、
前記保持枠に取り付けられるレンズと、
前記保持枠の移動領域の外側を囲む鏡筒と、
前記保持枠の外周に取り付けられるマグネットと、
前記鏡筒の内周に取り付けられ、前記マグネットとの間に所定の隙間を持たせて配置されるコイルと、
前記コイルへの通電を制御する制御部と
を備えることを特徴とする光学レンズ装置。 A holding frame supported so as to be movable in the direction of the optical axis;
A lens attached to the holding frame;
A lens barrel enclosing the outside of the moving region of the holding frame;
A magnet attached to the outer periphery of the holding frame;
A coil attached to the inner periphery of the lens barrel and disposed with a predetermined gap between the coil and the magnet;
An optical lens device comprising: a control unit that controls energization to the coil. 前記マグネットは前記保持枠の外周にヨークを介して取り付けられている
ことを特徴とする請求項１記載の光学レンズ装置。 The optical lens device according to claim 1, wherein the magnet is attached to an outer periphery of the holding frame via a yoke. 前記マグネットは分割された状態で前記保持枠の外周に取り付けられている
ことを特徴とする請求項１記載の光学レンズ装置。 The optical lens device according to claim 1, wherein the magnet is attached to the outer periphery of the holding frame in a divided state. 前記コイルは前記鏡筒の内周にヨークを介して取り付けられている
ことを特徴とする請求項１記載の光学レンズ装置。 The optical lens device according to claim 1, wherein the coil is attached to an inner periphery of the lens barrel via a yoke. 前記制御部は、前記コイルへの通電にあたり、前記保持枠の移動量の検出値に基づいて通電量を制御する
ことを特徴とする請求項１記載の光学レンズ装置。 The optical lens device according to claim 1, wherein the control unit controls the energization amount based on a detected value of the movement amount of the holding frame when energizing the coil. 前記制御部は、前記コイルへの通電にあたり、パルス状の電流を与える
ことを特徴とする請求項１記載の光学レンズ装置。 The optical lens device according to claim 1, wherein the control unit applies a pulsed current when energizing the coil. 前記制御部は、前記保持枠の移動開始直後における前記パルス状の電流のデューティに比べて前記一定時間経過後における前記パルス状の電流のデューティを広くする制御を行う
ことを特徴とする請求項６記載の光学レンズ装置。 The control unit performs control to widen the duty of the pulsed current after the lapse of the predetermined time as compared to the duty of the pulsed current immediately after the start of the movement of the holding frame. The optical lens device described. 複数のレンズ群を備え、そのうち少なくとも１つのレンズ群が光軸方向に沿って移動可能な光学レンズ装置において、
移動可能な前記レンズ群は、
光軸方向へ移動可能に支持される保持枠と、
前記保持枠に取り付けられる少なくとも１枚のレンズと、
前記保持枠の移動領域の外側を囲む鏡筒と、
前記保持枠の外周に取り付けられるマグネットと、
前記鏡筒の内周に取り付けられ、前記マグネットとの間に所定の隙間を持たせて配置されるコイルと、
前記コイルへの通電を制御する制御部とを備える
ことを特徴とする光学レンズ装置。 In an optical lens device comprising a plurality of lens groups, at least one of which is movable along the optical axis direction,
The movable lens group is
A holding frame supported so as to be movable in the direction of the optical axis;
At least one lens attached to the holding frame;
A lens barrel enclosing the outside of the moving region of the holding frame;
A magnet attached to the outer periphery of the holding frame;
A coil attached to the inner periphery of the lens barrel and disposed with a predetermined gap between the coil and the magnet;
An optical lens device comprising: a control unit that controls energization to the coil. 前記制御部は、前記コイルへの通電にあたり、前記保持枠の移動量の検出値に基づいて通電量を制御する
ことを特徴とする請求項８記載の光学レンズ装置。 The optical lens device according to claim 8, wherein the control unit controls the energization amount based on a detected value of the movement amount of the holding frame when energizing the coil. 前記制御部は、前記コイルへの通電にあたり、パルス状の電流を与える
ことを特徴とする請求項８記載の光学レンズ装置。 The optical lens device according to claim 8, wherein the control unit applies a pulsed current when energizing the coil. 前記制御部は、前記保持枠の移動開始直後における前記パルス状の電流のデューティに比べて前記一定時間経過後における前記パルス状の電流のデューティを広くする制御を行う
ことを特徴とする請求項１０記載の光学レンズ装置。 The control unit performs control to increase the duty of the pulsed current after the lapse of the predetermined time compared to the duty of the pulsed current immediately after the movement of the holding frame starts. The optical lens device described. 光学レンズ装置を介して画像を撮像素子にて電気信号に変換する電子機器において、
前記光学レンズ装置は、
光軸方向へ移動可能に支持される保持枠と、
前記保持枠に取り付けられるレンズと、
前記保持枠の移動領域の外側を囲む鏡筒と、
前記保持枠の外周に取り付けられるマグネットと、
前記鏡筒の内周に取り付けられ、前記マグネットとの間に所定の隙間を持たせて配置されるコイルと、
前記コイルへの通電を制御する制御部とを備える
ことを特徴とする電子機器。 In an electronic device that converts an image into an electrical signal with an image sensor via an optical lens device,
The optical lens device includes:
A holding frame supported so as to be movable in the direction of the optical axis;
A lens attached to the holding frame;
A lens barrel enclosing the outside of the moving region of the holding frame;
A magnet attached to the outer periphery of the holding frame;
A coil attached to the inner periphery of the lens barrel and disposed with a predetermined gap between the coil and the magnet;
An electronic device comprising: a control unit that controls energization of the coil. 前記制御部は、前記コイルへの通電にあたり、前記保持枠の移動量の検出値に基づいて通電量を制御する
ことを特徴とする請求項１２記載の電子機器。 The electronic device according to claim 12, wherein the control unit controls the energization amount based on a detected value of the movement amount of the holding frame when energizing the coil. 前記制御部は、前記コイルへの通電にあたり、パルス状の電流を与える
ことを特徴とする請求項１２記載の電子機器。 The electronic device according to claim 12, wherein the control unit provides a pulsed current when energizing the coil. 前記制御部は、前記保持枠の移動開始直後における前記パルス状の電流のデューティに比べて前記一定時間経過後における前記パルス状の電流のデューティを広くする制御を行う
ことを特徴とする請求項１４記載の電子機器。 The control unit performs control to increase the duty of the pulsed current after the lapse of the predetermined time as compared to the duty of the pulsed current immediately after the start of the movement of the holding frame. The electronic device described. 光学レンズ装置を介して画像を撮像素子にて電気信号に変換する電子機器において、
前記光学レンズ装置は複数のレンズ群を備え、そのうち少なくとも１つのレンズ群が光軸方向に沿って移動可能であり、
移動可能な前記レンズ群は、
光軸方向へ移動可能に支持される保持枠と、
前記保持枠に取り付けられる少なくとも１枚のレンズと、
前記保持枠の移動領域の外側を囲む鏡筒と、
前記保持枠の外周に取り付けられるマグネットと、
前記鏡筒の内周に取り付けられ、前記マグネットとの間に所定の隙間を持たせて配置されるコイルと、
前記コイルへの通電を制御する制御部とを備える
ことを特徴とする電子機器。 In an electronic device that converts an image into an electrical signal with an image sensor via an optical lens device,
The optical lens device includes a plurality of lens groups, at least one of which is movable along the optical axis direction,
The movable lens group is
A holding frame supported so as to be movable in the direction of the optical axis;
At least one lens attached to the holding frame;
A lens barrel enclosing the outside of the moving region of the holding frame;
A magnet attached to the outer periphery of the holding frame;
A coil attached to the inner periphery of the lens barrel and disposed with a predetermined gap between the coil and the magnet;
An electronic device comprising: a control unit that controls energization of the coil. 前記制御部は、前記コイルへの通電にあたり、前記保持枠の移動量の検出値に基づいて通電量を制御する
ことを特徴とする請求項１６記載の電子機器。 The electronic device according to claim 16, wherein the control unit controls the energization amount based on a detected value of the movement amount of the holding frame when energizing the coil. 前記制御部は、前記コイルへの通電にあたり、パルス状の電流を与える
ことを特徴とする請求項１６記載の電子機器。 The electronic device according to claim 16, wherein the control unit provides a pulsed current when energizing the coil. 前記制御部は、前記保持枠の移動開始直後における前記パルス状の電流のデューティに比べて前記一定時間経過後における前記パルス状の電流のデューティを広くする制御を行う
ことを特徴とする請求項１８記載の電子機器。
The control unit performs control to increase the duty of the pulsed current after the lapse of the predetermined time as compared to the duty of the pulsed current immediately after the movement of the holding frame starts. The electronic device described.
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