JP5488852B1 - レンズホルダ駆動装置及び携帯機器 - Google Patents
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Abstract
【課題】駆動特性の広い範囲のリニアリティを確保すること。
【解決手段】レンズホルダ駆動装置(10)は、レンズ組立体を取り付けることが可能なレンズホルダ(14)と、このレンズホルダの周囲に固定される駆動コイル(16)と、外筒部(202)とこの外筒部の上端に設けられたリング端部(204)とからなる外側ヨーク(20)と、外側ヨークの外筒部の内壁面に駆動コイルと対向するように配置された磁石(18)と、レンズホルダを光軸(O)方向に変位可能に支持する弾性部材(22,24)と、レンズホルダの下側に配置されたベース(12)と、からなる。レンズホルダ駆動装置(10)は外側ヨークのリング端部とレンズホルダの上端部との間の接触面積を減少させる面積削減手段(146a)を有する。
【選択図】 図7
【解決手段】レンズホルダ駆動装置(10)は、レンズ組立体を取り付けることが可能なレンズホルダ(14)と、このレンズホルダの周囲に固定される駆動コイル(16)と、外筒部(202)とこの外筒部の上端に設けられたリング端部(204)とからなる外側ヨーク(20)と、外側ヨークの外筒部の内壁面に駆動コイルと対向するように配置された磁石(18)と、レンズホルダを光軸(O)方向に変位可能に支持する弾性部材(22,24)と、レンズホルダの下側に配置されたベース(12)と、からなる。レンズホルダ駆動装置(10)は外側ヨークのリング端部とレンズホルダの上端部との間の接触面積を減少させる面積削減手段(146a)を有する。
【選択図】 図7
Description
本発明はレンズホルダ駆動装置に関し、特に、小型カメラに用いられるオートフォーカス用レンズホルダ駆動装置に関する。
カメラ付き携帯電話機等の携帯端末には小型カメラが搭載されているものが多い。この小型カメラには、オートフォーカス用レンズホルダ駆動装置が用いられる。従来から、種々のオートフォーカス用レンズホルダ駆動装置が提案されている。
例えば、特許文献1(特開2009−251031号公報)は、部品点数を削減でき、小型化可能な、レンズ駆動装置を開示している。この特許文献1に開示されたレンズ駆動装置は、レンズ組立体を取り付けることが可能なレンズホルダと、このレンズホルダの周囲に固定される駆動コイルと、この駆動コイルと対向する永久磁石と、この永久磁石を備えた外側ヨークと、レンズホルダを光軸方向に変位可能に支持する弾性部材(上側弾性部材および下側弾性部材)と、レンズホルダの下側に配置されたベースと、から構成されている。この特許文献1では、弾性部材(上側弾性部材および下側弾性部材)を、外側ヨークの内部に配置している。外側ヨークは、永久磁石を内壁に備える外筒部と、この外筒部の上端に設けられたリング状端部とを有する。上側弾性部材は、スペーサを介して外側ヨークに取り付けられる。ベース、レンズホルダ、およびスペーサは、プラスチック成形部品から構成される。
ところで、上記特許文献1に開示されたようなレンズホルダ駆動装置においては、駆動コイルに電流を流すことにより、レンズホルダを光軸方向に沿って上下方向に移動させている。
駆動コイルに電流を流さない場合、レンズホルダは弾性部材によって下向きに付勢されているので、レンズホルダの下端部はベースの上面に当接することになる。ここで、「付勢」とは、勢いを増加すること、或いは勢いが付されていることを意味する。また、「当接」とは、突き当てた状態に接することを意味する。このとき、レンズホルダの移動距離(ストローク)(μm)は0μm(最小ストローク)である。この0μm(最小ストローク)は、レンズホルダ駆動装置の「無限大(INF)ポジション」と呼ばれる。
一方、駆動コイルに電流を流すと、レンズホルダは、弾性部材の下向きの付勢力に抗して、徐々にリニアに光軸方向に沿って上方向へ上昇する。詳述すると、駆動コイルに流す電流が第1の所定の電流値(mA)を超えると、レンズホルダの下端部がベースの上面から離れる。このときの第1の所定の電流値を下側規定電流値と呼ぶことにする。そして、更に駆動コイルに流す電流が第2の所定の電流値(mA)に達すると、レンズホルダの上端部が外側ヨークのリング状端部の内壁面に当接する。このときのレンズホルダの移動距離(ストローク)(μm)は最大ストロークとなる。この最大ストロークは、レンズホルダ駆動装置の「マクロポジション」よりもさらに被写体に近づく位置に相当する。また、第2の所定の電流値を上側規定電流値と呼ぶことにする。
尚、マクロポジションとは、被写体として二次元バーコード等の識別子を撮像するための接写位置であって、カメラのレンズから二次元バーコート(被写体)までの位置(焦点距離)が例えば10cm程度の位置に相当する。一方、無限大(INF)ポジションとは、被写体が実質的に無限大の位置にあるものを撮像するための無限遠位置であって、カメラのレンズから被写体までの位置(焦点距離)が無限大の位置に相当する。
上述したように、駆動コイルに、下側規定電流値と上側規定電流値との間の電流を流すことによって、レンズホルダを無限大(INF)ポジションとマクロポジションとの間の任意の位置に移動させることができる。このとき、レンズホルダは、駆動コイルの電流値に比例して、光軸方向に沿ってリニアに移動することが望ましい。
しかしながら、本発明者は、駆動コイルに電流を流して、レンズホルダを最大ストローク付近まで移動させたときに、次に述べるような不具合(問題)が起こることに気がついた。
詳述すると、駆動コイルに流した電流が上側規定電流値に達していないにも拘わらず、レンズホルダがその最大ストローク付近で外側ヨークのリング状端部の内壁面に引き寄せられ、レンズホルダの上端部が外側ヨークのリング状端部の内壁面に当接してしまう場合があった。一方、駆動コイルに流す電流を上側規定電流値より小さくしたにも拘わらず、レンズホルダの上端部が外側ヨークのリング状端部の内壁面から離れずに、当接されたままとなってしまう場合があった。すなわち、本発明者は、レンズホルダ駆動装置の駆動特性のリニアリティが確保できる範囲が狭くなり、最大ストロークのマージンが無くなってしまう、という不具合(問題)を発見した。
したがって、本発明の課題は、駆動特性の広い範囲のリニアリティを確保することができる、レンズホルダ駆動装置を提供することにある。
本発明の他の目的は、説明が進むにつれて明らかになるだろう。
本発明者は、上記不具合(問題)が起こる原因について究明した。その結果、本発明者は、その原因が、振動などによりプラスチック成形部品の接触が繰り返されたときにレンズホルダが帯電してしまい、そのレンズホルダの静電気の影響に起因して、レンズホルダがその最大ストローク付近で外側ヨークのリング端部の内壁面に吸引されてしまう、という結論に達した。
したがって、本発明は、そのレンズホルダの静電気の影響を低減することができれば、上記不具合(問題)を解消できるだろう、という本発明者の着想によってなされたものである。尚、レンズホルダの静電気の影響を低減する方法は種々考えられるが、本発明は、その幾つかの解決策を提案するものである。
本発明によれば、レンズ組立体を取り付けることが可能なレンズホルダ(14)と、このレンズホルダの周囲に固定される駆動コイル(16)と、外筒部(202)とこの外筒部の上端に設けられたリング状端部(204)とからなる外側ヨーク(20)と、外側ヨークの外筒部の内壁面に駆動コイルと対向するように配置された磁石(18)と、レンズホルダを光軸(O)方向に変位可能に支持する弾性部材(22,24)と、レンズホルダの下側に配置されたベース(12)と、からなるレンズホルダ駆動装置(10)であって、レンズホルダ(14)は、その上端から上方へ突出するホルダ上側突出部(146)を持ち、レンズホルダ(14)が上方へ移動されたとき、ホルダ上側突出部(146)は、リング状端部(204)で係止され、外側ヨークのリング状端部(204)の内壁面とレンズホルダのホルダ上側突出部(146)の上面との間の接触面積が、平面同士が接触する場合に比べて、減少している接触面積減少手段(146a)を有することを特徴とするレンズホルダ駆動装置(10)が得られる。
上記本発明によるレンズホルダ駆動装置(10)において、外側ヨーク(20)のリング状端部(204)は、半径方向内側へ突出する複数のヨーク突出部(204−1)を持ち、レンズホルダ(14)は、その上端から上方へ突出する複数のホルダ上側突出部(146)を持ってよい。この場合、レンズホルダ(14)が上方へ移動されたとき、複数のホルダ上側突出部(146)は、外側ヨーク(20)のそれぞれ対応する複数のヨーク突出部(204−1)で係止される。このような構成の場合、上記接触面積減少手段は、ホルダ上側突出部(146)の上面に形成された皺(146a)から成ってよい。
上記本発明によるレンズホルダ駆動装置(10)において、弾性部材は、レンズホルダ(14)の上側に配置される上側弾性部材(22)を有してよい。この場合、レンズホルダ駆動装置(10)は、上側弾性部材(22)を保持し、外側ヨーク(22)の内壁面に取付けられたスペーサ(28)を更に有してよい。上側弾性部材(22)は、レンズホルダ(14)の上端部に取り付けられた内周側端部(222)と、スペーサ(28)に取り付けられた外周側端部(224)とを有し、外側ヨーク(20)は四角筒状をしており、外筒部(202)は四角筒形状をし、リング状端部(204)は四角形の外形をしていてよい。この場合、スペーサ(28)は、上側弾性部材(22)の外周側端部(224)を保持する略四角形のリング状保持部(282)と、リング状保持部の四隅で上方へ突出して外側ヨーク(20)のリング状端部(204)に取り付けられる4つの突出部(284)と、を有してよい。外側ヨーク(20)の外筒部(202)の四隅に磁石(182)が配置されてよい。弾性部材は、レンズホルダ(14)の下側に配置される下側弾性部材(24)を更に含んでよい。この場合、下側弾性部材(24)は、レンズホルダの下端部に取り付けられる内周側端部(242)と、ベースに取り付けられる外周側端部(244)とからなってよい。
上記本発明によるレンズホルダ駆動装置において、レンズホルダ(14)は、導電材料を配合した成形材料で構成されてよい。或いは、レンズホルダ(14)、ベース(12)、およびスペーサ(28)が同一材料で構成されてよい。
上記本発明によるレンズホルダ駆動装置において、ベース(12)には、撮像素子が取付け可能である。
また、本発明によれば、上記レンズホルダ駆動装置(10)を組み込んだことを特徴とする携帯機器(100)が得られる。
尚、上記括弧内の参照符号は、本発明の理解を容易にするために付したものであり、一例に過ぎず、本発明はこれらに限定されないのは勿論である。
本発明では、外側ヨークのリング状端部の内壁面とレンズホルダのホルダ上側突出部の上面との間の接触面積が、平面同士が接触する場合に比べて、減少している接触面積減少手段を有するので、駆動特性の広い範囲のリニアリティを確保することができる。
[関連技術]
本発明の理解を容易にするために、先ず関連技術について説明する。
本発明の理解を容易にするために、先ず関連技術について説明する。
前述したように、この種のレンズホルダ駆動装置は、一般的に、レンズ組立体を取り付けることが可能なレンズホルダと、このレンズホルダの周囲に固定される駆動コイルと、この駆動コイルと対向する永久磁石と、この永久磁石を備えた外側ヨークと、レンズホルダを光軸方向に変位可能に支持する弾性部材(上側弾性部材および下側弾性部材)と、レンズホルダの下側に配置されたベースと、から構成されている。弾性部材(上側弾性部材および下側弾性部材)は、外側ヨークの内部に配置されている。外側ヨークは、永久磁石を内壁に備える外筒部と、この外筒部の上端に設けられたリング状端部とを有する。上側弾性部材は、スペーサを介して外側ヨークの内壁面に取り付けられる。
ベース、レンズホルダ、およびスペーサは、プラスチック成形部品からなる。ここでは、ベースの材質は液晶ポリマー(LCP)から構成され、レンズホルダの材質はポリアミド(PA)から構成され、スペーサの材質はポリカーボネート(PC)から構成されているとする。
このような構成のレンズホルダ駆動装置においては、駆動コイルに電流を流すことにより、レンズホルダを光軸方向に沿って上下方向に移動させている。
図1は、関連するレンズホルダ駆動装置の駆動特性(電流−ストローク特性)を示す図である。図1において、横軸は駆動コイルに流す電流[mA]を示し、縦軸はレンズホルダの移動距離(ストローク)[μm]を示す。
駆動コイルに電流を流さない場合、レンズホルダは弾性部材によって下向きに付勢されているので、レンズホルダの下端部はベースの上面に当接することになる。このとき、レンズホルダの移動距離(ストローク)(μm)は0μm(最小ストローク)であり、この0μm(最小ストローク)は、レンズホルダ駆動装置の「無限大(INF)ポジション」と呼ばれる。
一方、駆動コイルに電流を流すと、レンズホルダは、弾性部材の下向きの付勢力に抗して、徐々にリニアに光軸方向に沿って上方向へ上昇する。詳述すると、駆動コイルに流す電流が第1の所定の電流値(mA)を超えると、レンズホルダの下端部がベースの上面から離れる。このときの第1の所定の電流値は、下側規定電流値と呼ばれ、図1の例では、約23.4mAである。
そして、更に駆動コイルに流す電流が第2の所定の電流値(mA)に達すると、レンズホルダの上端部が外側ヨークのリング状端部の内壁面に当接する。このときのレンズホルダの移動距離(ストローク)(μm)は最大ストロークとなる。この最大ストロークは、レンズホルダ駆動装置の「マクロポジション」よりもさらに被写体に近づく位置に相当し、第2の所定の電流値は上側規定電流値と呼ばれる。図1の例では、最大ストロークは約186μmであり、上側規定電流値は約56mAである。
図2は、図1の最大ストローク付近(丸で囲んだ部分)を拡大して示した図である。
図2から、駆動コイルに流した電流が上側規定電流値に達していないにも拘わらず、レンズホルダがその最大ストローク付近で外側ヨークのリング状端部の内壁面に引き寄せられ、レンズホルダの上端部が外側ヨークのリング状端部の内壁面に当接している、ことが分かる。
また、図2から、駆動コイルに流す電流を上側規定電流値より小さくしたにも拘わらず、レンズホルダの上端部が外側ヨークのリング状端部の内壁面から離れずに、当接されたままとなっている、ことが分かる。
このように、関連するレンズホルダ駆動装置では、その駆動特性のリニアリティが確保できる範囲が狭くなり、最大ストロークのマージンが無くなってしまうことが分かる。
[第1の実施の形態]
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。
図3乃至図6を参照して、本発明の第1の実施の形態によるレンズホルダ駆動装置10について説明する。図3はレンズホルダ駆動装置10を示す平面図であり、図4はレンズホルダ駆動装置10の右側面図である。図5は図3の線V-Vについての断面図である。図6はレンズホルダ駆動装置10の分解斜視図である。
ここでは、図3乃至図6に示されるように、直交座標系(X,Y,Z)を使用している。図3乃至図6に図示した状態では、直交座標系(X,Y,Z)において、X軸は前後方向(奥行方向)であり、Y軸は左右方向(幅方向)であり、Z軸は上下方向(高さ方向)である。そして、図3乃至図6に示す例においては、上下方向Zがレンズの光軸O方向である。
但し、実際の使用状況においては、光軸O方向、すなわち、Z軸方向が前後方向となる。換言すれば、Z軸の上方向が前方向となり、Z軸の下方向が後方向となる。
図3および図4に示されるように、図示のレンズホルダ駆動装置10の縦(L)、横(W)、高さ(H)の寸法は、それぞれ、7.4mm、7.4mm、3.1mmである。
図示のレンズホルダ駆動装置10は、駆動源(駆動方法)として、ボイス・コイル・モータ(VCM)を使用した「ムービングコイル方式」の駆動部(VCM方式)を備えた、レンズホルダ駆動装置である。
図示のレンズホルダ駆動装置10は、オートフォーカス可能なカメラ付きの携帯電話、スマートフォン、ノート型パソコン、タブレット型パソコン、携帯型ゲーム機、Webカメラ、車載用カメラなどに備えられる。
レンズホルダ駆動装置10は、レンズ組立体(レンズバレル)(図示せず)を取り付けることが可能なレンズホルダ14(後述する)を光軸O方向に移動させるためのものである。レンズホルダ駆動装置10は、Z軸方向(光軸O方向)の下側(後側)に配置されたベース12を有する。このベース12の下部(後部)には、図示はしないが、モジュール基板に配置された撮像素子が搭載される。この撮像素子は、レンズ組立体により結像された被写体像を撮像して電気信号に変換する。撮像素子は、例えば、CCD(charge coupled device)型イメージセンサ、CMOS(complementary metal oxide semiconductor)型イメージセンサ等により構成される。したがって、レンズホルダ駆動装置10と、モジュール基板と、撮像素子との組み合わせによって、カメラモジュールが構成される。
ベース12は、外形が四角形で内部に円形開口部12aをもつリング形状をしている。図示の例では、ベース12の材質として、寸法精度が良く、耐熱性に優れた樹脂が使用される。そのような樹脂は、例えば、液晶ポリマー(LCP)であってよい。
レンズホルダ駆動装置10は、レンズ組立体(レンズバレル)を保持するための筒状部140を有するレンズホルダ14と、このレンズホルダ14に筒状部140の周囲に位置するように固定された駆動コイル16と、この駆動コイル16と対向する永久磁石18と、永久磁石18を内壁面に備えた外側ヨーク20と、レンズホルダ14の筒状部140の光軸O方向両側に設けられた一対の弾性部材22、24とを備える。
尚、レンズホルダ14の材質は、耐熱性に優れた材料であることが望ましく、例えば、ポリアミド(PA)から成る。
レンズ組立体とレンズホルダ14との組み合わせは、レンズ体と呼ばれる。永久磁石18と外側ヨーク20とによって磁気回路(18,20)が構成される。磁気回路(18,20)と駆動コイル16との組み合わせによって、ムービングコイル方式の駆動部が構成される。
一対の弾性部材22、24は、レンズホルダ14を径方向に位置決めした状態で光軸O方向に変位可能に支持する。一対の弾性部材22、24のうち、一方の弾性部材22は上側弾性部材と呼ばれ、他方の弾性部材24は下側弾性部材と呼ばれる。図示の弾性部材は板バネから構成される。従って、上側弾性部材22は上側板バネとも呼ばれ、下側弾性部材24は下側板バネとも呼ばれる。
また、前述したように、実際の使用状況においては、Z軸方向(光軸O方向)の上方向が前方向、Z軸方向(光軸O方向)の下方向が後方向となる。したがって、上側弾性部材(上側板バネ)22は前側スプリングとも呼ばれ、下側弾性部材(下側板バネ)24は後側スプリングとも呼ばれる。
上側弾性部材(上側板バネ、前側スプリング)22および下側弾性部材(下側板バネ、後側スプリング)24は、例えば、ステンレス鋼やベリリウム銅などの金属製からなる。そして、上側弾性部材(上側板バネ、前側スプリング)22および下側弾性部材(下側板バネ、後側スプリング)24は、所定の薄板に対するプレス加工、あるいはフォトリソグラフィ技術を用いたエッチング加工により製造される。尚、プレス加工よりもエッチング加工の方が好ましい。その理由は、エッチング加工では、板バネに残留応力が残らないからである。
外側ヨーク20は四角筒状をしている。すなわち、外側ヨーク20は、四角筒形状の外筒部202と、この外筒部202の上端(前端)で、外筒部202の内側へ延出する四角形のリング状端部204とを有する。外筒部202はシールドヨークとも呼ばれる。リング状端部204は、その中央部に開口204aを持つ。
一方、駆動コイル16は、八角筒状をしている。すなわち、駆動コイル16は、4つの長辺部162と、これら4つの長辺部162間に配置された4つの短辺部164とから成る。レンズホルダ14の筒状部140は、光軸Oの回りで90°の角度間隔で、半径方向外側へ突出して設けられた4つの接着面142を持つ。これら4つの接着面142に、駆動コイル16の4つの短辺部164の内周面が、接着剤で接着固定される。また、レンズホルダ14は、その下端部で、半径方向外側へ突出して、駆動コイル16の底面部を位置決めするための八角環状のリング端部144を持つ。
このように、レンズホルダ14は、筒状部140に、駆動コイル16の内周面の4箇所(この例では、4つの短辺部164の内周面)をそれぞれ接着剤で接着させるための4つの接着面142を持つ。
これに対して、永久磁石18は、駆動コイル16の4つの長辺部162にそれぞれ対向して配置された4個の略三角柱状の永久磁石片182から構成される。4個の永久磁石片182は、外側ヨーク20の外筒部(シールドヨーク)202の四隅の内壁面に配置されている。尚、実際には、各永久磁石片182は、光軸O方向と直交する方向の断面が台形をしている。
上述したように、永久磁石18は、外側ヨーク20の四角筒形状の外筒部(シールドヨーク)202の四隅に配置された、4個の略三角柱状の永久磁石片182から成る。このように、外側ヨーク20の外筒部(シールドヨーク)202の四隅の内壁面に、駆動コイル16と間隔を置いて、永久磁石18が配置されている。
上側弾性部材(上側板バネ、前側スプリング)22はレンズホルダ14における光軸O方向上側(前側)に配置され、下側弾性部材(下側板バネ、後側スプリング)24はレンズホルダ14における光軸O方向下側(後側)に配置される。
詳述すると、上側弾性部材(上側板バネ、前側スプリング)22は、レンズホルダ14の上端部に取り付けられる内周側端部222と、外側ヨーク20に後述するスペーサ28を介して取り付けられる外周側端部224とを有する。内周側端部222と外周側端部224との間には、複数本の腕部(図示せず)が設けられている。各腕部は、内周側端部222と外周側端部224とを繋いでいる。
一方、下側弾性部材(下側板バネ、後側スプリング)24は、レンズホルダ14の下端に取り付けられる内周側端部242と、ベース12に取り付けられる外周側端部244とを有する。内周側端部242と外周側端部244とに間には、複数本の腕部(図示せず)が設けられている。各腕部は、内周側端部242と外周側端部244とを繋いでいる。
尚、内周側端部は内輪とも呼ばれ、外周側端部は外輪とも呼ばれる。
上側弾性部材(上側板バネ、前側スプリング)22の内周側端部222は、レンズホルダ14の上端に固定されている。一方、上側弾性部材(上側板バネ、前側スプリング)22の外周側端部224は、スペーサ28を介して外側ヨーク20に固定されている。図示の例では、スペーサ28の材質は、ポリカーボネート(PC)から成る。
スペーサ28は、中央部に開口部28aを持つ、実質的に四角リング形状をしている。詳述すると、スペーサ28は、上側弾性部材(上側板バネ、前側スプリング)22の外周側端部224を保持する略四角形のリング状保持部282と、このリング状保持部282の四隅で上方へ突出して外側ヨーク20のリング状端部204に取り付けられる4つの突出部284と、を有する。4つの突出部284は、その上端から上方へ突出する4つの突起284aを持つ。
一方、外側ヨーク20のリング状端部204は、その四隅に、スペーサ28の4つの突起284aが嵌入される4つの嵌入穴204bを持つ。
尚、レンズホルダ14の筒状部140の内周壁には雌ネジ140aが切られている。又、図示はしないが、レンズ組立体(レンズバレル)の外周壁には、上記雌ネジ140aに螺合される雄ネジが切られている。従って、レンズ組立体(レンズバレル)をレンズホルダ14に装着するには、レンズ組立体(レンズバレル)をレンズホルダ14の筒状部140に対して光軸O周りに回転して光軸O方向に沿って螺合することにより、レンズ組立体(レンズバレル)をレンズホルダ14内に収容し、接着剤などによって互いに接合する。
レンズホルダ駆動装置10は、駆動コイル16に電力を供給するための第1及び第2の電極端子30−1、30−2を備えている。ベース12は、これら第1及び第2の電極端子30−1、30−2を挿設するための一対の挿入孔(図示せず)を持つ。また、下側弾性部材(下側板バネ、後側スプリング)24は、互いに電気的に絶縁された第1及び第2の板バネ片24−1、24−2から構成されている。第1及び第2の電極端子30−1、30−2は、それぞれ、第1及び第2の板バネ片24−1、24−2にはんだで電気的に接続される。
したがって、第1及び第2の電極端子30−1、30−2から第1及び第2の板バネ片24−1、24−2を介して駆動コイル16に通電することで、永久磁石18の磁界と駆動コイル16に流れる電流による磁界との相互作用によって、レンズホルダ14(レンズ組立体)を光軸O方向に位置調整することが可能である。
上記レンズホルダ駆動装置10において、レンズ組立体を保持するレンズホルダ14と駆動コイル16との組み合わせは、中央部に配置された柱状の可動部(14,16)として働く。また、ベース12、永久磁石18、外側ヨーク20、およびスペーサ28の組み合わせは、可動部(14,16)の周囲に配置された筒状の固定部(12,18,20,28)として働く。
次に、レンズホルダ14の上方向のストッパについて説明する。
外側ヨーク20のリング状端部204は、半径方向内側へ突出する4つのヨーク突出部204−1を持つ。一方、レンズホルダ14の筒状部140は、その上端から上方へ突出する4つのホルダ上側突出部146を持つ。
レンズホルダ14が上方へ移動されたとき、これら4つのホルダ上側突出部146は、外側ヨーク20のそれぞれ対応する4つのヨーク突出部204−1で係止される。すなわち、外側ヨーク20の4つのヨーク突出部204−1は、レンズホルダ14の上方向の移動を規制する上側ストッパ(係止部材)として働く。
次に、図7乃至図9を参照して、本発明の実施の形態に係る接触面積減少手段について説明する。
図7は、レンズホルダ駆動装置10の断面斜視図である。図8はレンズホルダ14の平面図である。図9は図8に示したレンズホルダ14のホルダ上側突出部146の部分を拡大して示す部分拡大図である。
図8に示されるように、レンズホルダ14の筒状部140は、前述したように、その上端から上方へ突出する4つのホルダ上側突出部146を持つ。
図9に示されるように、本発明の実施の形態では、接触面積減少手段として、各ホルダ上側突出部146の表面(上面)に皺146aを施している。なお、この皺146aは、レンズホルダ14を成形するために使用する金型に、4つのホルダ上側突出部146に対応する箇所にサンドブラストによって予め皺を形成することで、射出成形によって形成することができる。
図10(a)は、皺を形成する前(変更前)のホルダ上側突出部146の上面の表面粗さデータを示し、図10(b)は、皺146aを形成した後(変更後)のホルダ上側突出部146の上面の表面粗さデータを示す。
変更前(図10(a))の算術平均粗さ(Ra)は0.15であったの対して、変更後(図10(b))の算術平均粗さ(Ra)は0.66であった。尚、実際にホルダ上側突出部146の上面の算術平均粗さ(Ra)は、成形条件や金型の場所によっても異なるが、下限0.4から上限0.9の間で変動することを、本発明者は確認した。尚、レンズホルダ14の体積抵抗率は、1×1012[Ω・cm]であった。
図11は、レンズホルダ駆動装置10の駆動特性(電流−ストローク特性)を示す図である。図11において、横軸は駆動コイルに流す電流[mA]を示し、縦軸はレンズホルダの移動距離(ストローク)[μm]を示す。
図11から明らかなように、最大ストローク付近でも、駆動特性のリニアリティが確保されており、最大ストロークのマージンが有ることが分かる。
[第2の実施の形態]
上記第1の実施の形態に係るレンズホルダ駆動装置10では、レンズホルダ14の材質は変更せずに、ホルダ上側突出部146の上面に皺146aを形成することにより、接触面積を低減している。
上記第1の実施の形態に係るレンズホルダ駆動装置10では、レンズホルダ14の材質は変更せずに、ホルダ上側突出部146の上面に皺146aを形成することにより、接触面積を低減している。
それに対して、本発明の第2の実施の形態に係るレンズホルダ駆動装置では、更に、レンズホルダ14の材質をも変更している。すなわち、レンズホルダ14の成形材料として、導電カーボンを配合した成形材料を使用している。これによって、レンズホルダ14の体積抵抗率を、1×1011[Ω・cm]とした。
図12は、最大ストローク付近での上側ヒステリシス量(μm)の改善効果を示す図である。図11において、左側は関連技術(NORMAL)における上側ヒステリシス量(μm)を示し、中央部は上記第1の実施の形態(上シボ)における上側ヒステリシス量(μm)を示し、右側は第2の実施の形態(材料変更)における上側ヒステリシス量(μm)を示す。
図12から、関連技術では、最大の上側ヒステリシス量が約80μmもあったのに対して、第1の実施の形態では、最大の上側ヒステリシス量が約20μmまで改善され、第2の実施の形態では、最大の上側ヒステリシス量が約15μmまで更に改善されていることが分かる。
これは、レンズホルダ14に導電材料を使用したことにより、振動などで成形部品同士が接触を繰り返した時に発生した静電気が短時間で放電したことによると考えられる。
尚、レンズホルダ14の体積抵抗率は、1×107[Ω・cm]から1×1011[Ω・cm]の間に範囲にあることが好ましい。何故なら、導電カーボンなどの導電材料の配合比を増加し過ぎると、レンズホルダ14が脆くなり易いからある。
図13は、レンズホルダ駆動装置10を搭載したカメラ付き携帯端末(携帯機器)100の外観を示す斜視図である。図示のカメラ付き携帯端末(携帯機器)100は、カメラ付き携帯電話機であって、折りたたまれた状態を示している。カメラ付きの携帯端末100の所定の位置にレンズホルダ駆動装置10が取り付けられている。このような構成により、使用者は、カメラ付き携帯端末100を用いて撮影することができる。
尚、本例では、カメラ付き携帯端末(携帯機器)100としてカメラ付き携帯電話機の場合を例に挙げて示しているが、カメラ付き携帯端末(携帯機器)は、スマートフォン、ノート型パソコン、タブレット形パソコン、携帯型ゲーム機、Webカメラ、車載用カメラであってもよい。
以上、実施の形態を参照して本発明を説明してきたが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではない。本発明の構成や詳細には、本発明のスコープ内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。
例えば、上記実施の形態では、接触面積減少手段として、ホルダ上側突出部146の上面に皺146aを形成する例を挙げているが、本発明はこれに限定されない。例えば、ホルダ上側突出部146の上面と接触する対向面である、外側ヨーク20のリング状端部204の内壁面に皺を形成しても良いし、ホルダ上側突出部146の上面と外側ヨーク20のリング状端部204の内壁面との両方に皺を形成しても良い。
また、上記第2の実施の形態では、レンズホルダ14のみに導電材料を使用しているが、その他のプラスチック成形部品(例えば、ベース12やスペーサ28にも導電材料を使用してもよい。
さらに、上述した実施の形態では、プラスチック成形部品(レンズホルダ14、ベース12、およびスペーサ28)に異なる材料を使用しているが、それらプラスチック成形部品を同一の材料(例えば、ポリアミド(PA))で構成してもよい。
10 レンズホルダ駆動装置
100 カメラ付き携帯端末(携帯機器)
12 ベース
12a 円形開口部
14 レンズホルダ
140 筒状部
140a 雌ネジ
142 接着面
144 リング端部
146 ホルダ上側突出部
146a 皺
16 駆動コイル
162 長辺部
164 短辺部
18 永久磁石
182 略三角柱状の永久磁石片
20 外側ヨーク
202 外筒部(シールドヨーク)
204 リング状端部
204a 開口
204b 嵌入穴
204−1 ヨーク突出部(上側ストッパ)
22 上側弾性部材(上側板バネ、前側スプリング)
222 内周側端部(内輪)
224 外周側端部(外輪)
24 下側弾性部材(下側板バネ、後側スプリング)
24−1、24−2 板バネ片
242 内周側端部(内輪)
244 外周側端部(外輪)
28 スペーサ
28a 開口部
282 リング状保持部
284 突出部
284a 突起
30−1、30−2 電極端子
O 光軸
100 カメラ付き携帯端末(携帯機器)
12 ベース
12a 円形開口部
14 レンズホルダ
140 筒状部
140a 雌ネジ
142 接着面
144 リング端部
146 ホルダ上側突出部
146a 皺
16 駆動コイル
162 長辺部
164 短辺部
18 永久磁石
182 略三角柱状の永久磁石片
20 外側ヨーク
202 外筒部(シールドヨーク)
204 リング状端部
204a 開口
204b 嵌入穴
204−1 ヨーク突出部(上側ストッパ)
22 上側弾性部材(上側板バネ、前側スプリング)
222 内周側端部(内輪)
224 外周側端部(外輪)
24 下側弾性部材(下側板バネ、後側スプリング)
24−1、24−2 板バネ片
242 内周側端部(内輪)
244 外周側端部(外輪)
28 スペーサ
28a 開口部
282 リング状保持部
284 突出部
284a 突起
30−1、30−2 電極端子
O 光軸
Claims (13)
- レンズ組立体を取り付けることが可能なレンズホルダと、該レンズホルダの周囲に固定される駆動コイルと、外筒部と該外筒部の上端に設けられたリング状端部とからなる外側ヨークと、該外側ヨークの前記外筒部の内壁面に前記駆動コイルと対向するように配置された磁石と、前記レンズホルダを光軸方向に変位可能に支持する弾性部材と、前記レンズホルダの下側に配置されたベースと、からなるレンズホルダ駆動装置であって、
前記レンズホルダは、その上端から上方へ突出するホルダ上側突出部を持ち、
前記レンズホルダが上方へ移動されたとき、前記ホルダ上側突出部は、前記リング状端部で係止され、
前記外側ヨークの前記リング状端部の内壁面と前記レンズホルダの前記ホルダ上側突出部の上面との間の接触面積が、平面同士が接触する場合に比べて、減少している接触面積減少手段を有することを特徴とするレンズホルダ駆動装置。 - 前記外側ヨークの前記リング状端部は、半径方向内側へ突出する複数のヨーク突出部を持ち、
前記レンズホルダは、その上端から上方へ突出する複数のホルダ上側突出部を持ち、
前記レンズホルダが上方へ移動されたとき、前記複数のホルダ上側突出部は、前記外側ヨークのそれぞれ対応する複数のヨーク突出部で係止されることを特徴とする請求項1に記載のレンズホルダ駆動装置。 - 前記レンズホルダは、前記駆動コイルに上側規定電流値まで電流を流すことにより、上方へ移動して前記複数のヨーク突出部の内壁面と前記複数のホルダ上側突出部の上面とが当接し、前記駆動コイルに流す電流を前記上側規定電流値より小さくすることにより、前記複数のホルダ上側突出部の上面が前記複数のヨーク突出部の内壁面から離れる、請求項1又は2に記載のレンズホルダ駆動装置。
- 前記接触面積減少手段は、前記ホルダ上側突出部の上面に形成された皺から成る、ことを特徴とする請求項1から3のいずれか1つに記載のレンズホルダ駆動装置。
- 前記弾性部材は、前記レンズホルダの上側に配置される上側弾性部材を有し、
前記レンズホルダ駆動装置は、前記上側弾性部材を保持し、前記外側ヨークの内壁面に取付けられたスペーサを更に有する、請求項1から4のいずれか1つに記載のレンズホルダ駆動装置。 - 前記上側弾性部材は、前記レンズホルダの上端部に取り付けられた内周側端部と、前記スペーサに取り付けられた外周側端部とを有し、
前記外側ヨークは四角筒状をしており、前記外筒部は四角筒形状をし、前記リング状端部は四角形の外形をしており、
前記スペーサは、
前記上側弾性部材の前記外周側端部を保持する略四角形のリング状保持部と、
前記リング状保持部の四隅で上方へ突出して前記外側ヨークの前記リング状端部に取り付けられる4つの突出部と、
を有する、請求項5に記載のレンズホルダ駆動装置。 - 前記外側ヨークの前記外筒部の四隅に前記磁石が配置されている、ことを特徴とする請求項6に記載のレンズホルダ駆動装置。
- 前記弾性部材は、前記レンズホルダの下側に配置される下側弾性部材を更に含む請求項5から7のいずれか1つに記載のレンズホルダ駆動装置。
- 前記下側弾性部材は、前記レンズホルダの下端部に取り付けられる内周側端部と、前記ベースに取り付けられる外周側端部とからなる請求項8に記載のレンズホルダ駆動装置。
- 前記レンズホルダは、導電材料を配合した成形材料で構成されている、請求項1から9のいずれか1つに記載のレンズホルダ駆動装置。
- 前記レンズホルダ、前記ベース、および前記スペーサが同一材料で構成されている、請求項5から9のいずれか1つに記載のレンズホルダ駆動装置。
- 前記ベースには、撮像素子が取付け可能であることを特徴とする、請求項1から11のいずれか1つに記載のレンズホルダ駆動装置。
- 請求項1から12のいずれか1つに記載されたレンズホルダ駆動装置を組み込んだことを特徴とする携帯機器。
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