JP4273247B2

JP4273247B2 - Lens drive device

Info

Publication number: JP4273247B2
Application number: JP2003113470A
Authority: JP
Inventors: 学白木; 守正吉江; 陽介千代原
Original assignee: Shicoh Co Ltd
Current assignee: Shicoh Co Ltd
Priority date: 2003-03-13
Filing date: 2003-03-13
Publication date: 2009-06-03
Anticipated expiration: 2023-03-13
Also published as: JP2004280031A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、携帯型小型カメラに用いられ、オートフォーカス用レンズ駆動装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種のレンズ駆動装置としては、ステッピングモータと送りねじ伝動機構との組み合わせによる装置が知られており、このレンズ駆動装置を図４に示す。
図４に示すように、レンズ駆動装置１００は、回転するステッピングモータ１０１のシャフトを歯車１０２を介して送りねじ１０３に伝達して、回転運動を直進運動に変換している。送りねじ１０３上を案内駆動されるナット１０４上には、レンズ１０５が固定されている。従って、ステッピングモータ１０１の回転角度に従って、レンズ１０５の直線移動量が決定される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上述の技術では、ステッピングモータ１０１、歯車１０２、送りねじ１０３及びナット１０４と言った複雑な伝動機構が必要となるので、装置が大形となり且つ、レンズ１０５の移動量に誤差が伴うという課題がある。
【０００４】
そこで、本発明は、小型軽量で且つ、レンズを直線移動させたときの誤差が少なく、精度の良いレンズ駆動装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、コの字形円筒形状のヨークと、ヨークの外壁内面に取付けられるマグネットと、中央位置にレンズを備えるキャリアと、キャリアに装着されるコイルと、ヨークが装着されるベースと、キャリアを支持する２個のスプリングとを備えたレンズ駆動装置において、２個のスプリングは同一品がキャリアを上下から挟んで支持するように配置し、下側のスプリングはベースの底面に取付けたスプリング保持部材でベースとスプリング保持部材との間に挟んでベースに固着してあり、且つ、２個のスプリングはそれぞれをコイルへの給電経路として機能させ、コイルに印加する電流値と２個のスプリングの復元力の釣合いによってキャリアに装着されたレンズの移動量を制御しており、キャリアは、最下位置では下側スプリングを介してベース側のスプリング保持部材に突き当たり、最上位置ではヨークの内壁に突当り、キャリアが下側スプリングを介してベース側のスプリング保持部材に突当っているときには２個のスプリングは弾性変形していない状態であり、最下位置からキャリアが上方に移動すると２個のスプリングが弾性変形してキャリアに付勢力を作用することを特徴とする。
【０００６】
この請求項１に記載の発明では、同一の２個のスプリングがキャリアを上下で挟んで支持するように配置したので、レンズの軸ズレを小さく抑えることができ、精度良くレンズの移動を行うことができる。
【０００７】
【０００８】
【０００９】
【００１０】
キャリアが上下方向に突当て機構を持つので、キャリアが抜け出ることを防止できる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、添付した図面を参照しながら、本発明の実施の形態を説明する。図１は、本発明に係わるレンズ駆動装置を示す断面図であり、図２は、図１のレンズ駆動装置の分解斜視図であり、図３は、図１のレンズ駆動装置の動作を示す断面図である。
【００１２】
レンズ駆動装置１は、この字形円筒形状のヨーク２と、ヨーク２の外壁に取付けられるマグネット４と、中央位置にレンズ３を備えるキャリア５と、キャリア５に装着されるコイル６と、ヨーク２が装着されるベース７と、フレーム８と、キャリア５を上下で支持する２個のスプリング９ａ、９ｂと、これらの上下を覆う２個のキャップ（スプリング保持部材）１０ａ，１０ｂとを備えている。２個のスプリング９ａ，９ｂは同一品であり、同一の位置関係でキャリア５を上下から挟んで支持すると共に、コイル６への給電経路として機能している。コイル６に電流を印加することによってキャリア５は上方に移動する。尚、本明細書においては、上及び下の文言を適宜、使用するが、図１における上下を指し、上はカメラから被写体に向う位置関係を表わす。
【００１３】
ヨーク２は軟鉄等の磁性体であり、上面部が閉じたコの字形の円筒形状を成し、円筒状の内壁２ａと外壁２ｂを持つ。コの字形の外壁２ｂの内面には、リング状のマグネット４が装着（接着）される。
【００１４】
キャリア５は底面部を持った円筒形状構造の合成樹脂等による成形品であり、中央位置でレンズを支持し、底面外側上に予め成形されたコイル６が接着されて搭載される。矩形上樹脂成形品のベース７の内周部にヨーク２を勘合させて組込み、更に樹脂成形品のフレーム８でヨーク２全体を固定する。
【００１５】
下側スプリング９ｂはキャリア５の底部とベース７間に固定され、上側スプリング９ａは、キャリア５の最上部とフレーム８間に固着される。スプリング９ａ，９ｂは、いずれも最外周部がそれぞれフレーム８とベース７に挟まれて固定され、内周部１２０°毎の切欠き溝部がキャリア５に勘合し、熱カシメ等にて固定される。
スプリング９ｂとベース７及びスプリング９ａとフレーム８間は接着及び熱カシメ等にて固定され更に、キャップ１０ｂはベース７の底面に取付け、キャップ１０ａはフレーム８の上部に取付けられ、それぞれスプリング９ｂをベース７とキャップ１０ｂ間に、スプリング９ａをフレーム８とキャップ１０ａ間に挟み込み固着している。
【００１６】
コイル６の一方のリード線は、キャリア５の内周面に設けた溝内を通って上に伸ばし、スプリング９ａに半田付する。他方のリード線はキャリア５底面に設けた溝内を通って下方に伸ばし、スプリング９ｂに半田付する。
【００１７】
スプリング９ａ，９ｂは、リン青銅等金属性の板バネであり、バネ性を持つと同時に、コイル６への給電経路としても作用する。スプリング９ａ，９ｂの外周部の一箇所は外側に突出させて、給電端子として機能させている。
【００１８】
円筒状のマグネット４はラジアル（径）方向に磁化されており、コの字形状ヨーク２の内壁２ａ、上面部及び外壁２ｂを経路とした磁路を形成し、マグネット４と内壁２ａ間のギャップには、コイル６が配置される。
【００１９】
スプリング９ａ，９ｂは同一形状であり、図１及び２に示すように同一の位置関係で取付けているので、キャリア５が上方へ移動したときの軸ズレを抑制することができる。コイル６は、巻線後に加圧成形して製作するので、仕上がり外径の精度が向上し、所定の狭いギャップに容易に配置することができる。キャリア５は、最下位置で下側スプリング９ｂを介してベース側のキャップ１０ｂに突き当たり、最上位置でヨーク２に突当るので、上下方向に突当て機構を備えることとなり、脱落することを防いでいる。
【００２０】
図３は、コイル６に電流を印加して、オートフォーカス用にレンズ３を備えたキャリア５を上方に移動させたときの断面図を示している。スプリング９ａ，９ｂの給電端子に電源が印加されると、コイル６に電流が流れてキャリア５には上方への電磁力が働く。一方、キャリア５には、連結された２個のスプリング９ａ，９ｂの復元力が下方に働く。従って、キャリア５の上方への移動距離は電磁力と復元力が釣合った位置となる。これによって、コイル６に印加する電流量によって、キャリア５の移動量を決定することができる。
【００２１】
上側スプリング９ａはキャリア５の上面を支持し、下側スプリング９ｂはキャリア５の下面を支持しているので、復元力はキャリア５の上面及び下面で均等に下方に働くこととなり、レンズ３の軸ズレを小さく抑えることができる。
【００２２】
従って、キャリア５の上方への移動に当って、リブ等によるガイドは必要なく、使っていない。ガイドによる摺動摩擦がないので、キャリア５の移動量は、純粋に電磁力と復元力の釣合いで支配されることとなり、円滑で精度良いレンズ３の移動を実現している。これによってレンズブレの少ないオートフォーカスを達成している。
【００２３】
尚、マグネット４は円筒形状として説明したが、これに拘わるものでなく、３乃至４分割してラジアル方向に磁化し、これをヨーク２の外壁２ｂの内面に貼付けて固着しても良い。
【００２４】
【発明の効果】
請求項１に記載の発明では、２個の同一のスプリングがキャリアを上下で挟んで支持しているので、軸ズレの少ないレンズの移動を行うことができる。
【００２５】
【００２６】
キャリアの脱落を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るレンズ駆動装置を示す断面図である。
【図２】図１のレンズ駆動装置の分解斜視図である。
【図３】図１のレンズ駆動装置の動作を示す断面図である。
【図４】従来に係るレンズ駆動装置を示す斜視図である。
【符号の説明】
１レンズ駆動装置
２ヨーク
３レンズ
４マグネット
５キャリア
６コイル
７ベース
８フレーム
９ａ上側のスプリング
９ｂ下側のスプリング
１０ａ，１０ｂキャップ（スプリング保持部材） [0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an autofocus lens driving device used for a portable small camera.
[0002]
[Prior art]
As this type of lens driving device, a device using a combination of a stepping motor and a feed screw transmission mechanism is known. This lens driving device is shown in FIG.
As shown in FIG. 4, the lens driving device 100 transmits the shaft of the rotating stepping motor 101 to the feed screw 103 via the gear 102 to convert the rotational motion into a straight motion. A lens 105 is fixed on a nut 104 guided and driven on the feed screw 103. Accordingly, the linear movement amount of the lens 105 is determined according to the rotation angle of the stepping motor 101.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, since the above-described technique requires complicated transmission mechanisms such as the stepping motor 101, the gear 102, the feed screw 103, and the nut 104, the apparatus becomes large and the amount of movement of the lens 105 is accompanied by an error. There are challenges.
[0004]
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a lens driving device that is small and light and has a small error when the lens is linearly moved and has high accuracy.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
According to the first aspect of the present invention, a U-shaped cylindrical yoke, a magnet attached to the inner surface of the outer wall of the yoke, a carrier having a lens at a central position, a coil attached to the carrier, and the yoke are attached. base and, in the lens driving device and a two spring supporting the career, the two springs are arranged so that the same article is supported across the carrier from above and below, of the lower spring bottom surface of the base A spring holding member attached to the base and sandwiched between the base and the spring holding member, and the two springs each function as a power feeding path to the coil, and a current value applied to the coil and controls the movement amount of the attached lens to the carrier by the balance of the restoring force of the two springs, the carrier, the lower spool in the lowermost position The two springs are elastically deformed when they hit the base-side spring holding member through the ring, hit the inner wall of the yoke at the uppermost position, and the carrier hits the base-side spring holding member through the lower spring. When the carrier moves upward from the lowest position, the two springs are elastically deformed to apply a biasing force to the carrier.
[0006]
In the first aspect of the present invention, since the same two springs are arranged so as to support the carrier sandwiched between the upper and lower sides, it is possible to suppress the lens axial displacement small and to move the lens with high accuracy. Can do.
[0007]
[0008]
[0009]
[0010]
Since the carrier has an abutting mechanism in the vertical direction, the carrier can be prevented from coming out.
[0011]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. 1 is a sectional view showing a lens driving device according to the present invention, FIG. 2 is an exploded perspective view of the lens driving device of FIG. 1, and FIG. 3 is a sectional view showing the operation of the lens driving device of FIG. FIG.
[0012]
The lens driving device 1 includes a cylindrical yoke 2, a magnet 4 attached to the outer wall of the yoke 2, a carrier 5 having a lens 3 at a central position, a coil 6 attached to the carrier 5, and a yoke 2. A base 7 to be mounted , a frame 8 , two springs 9 a and 9 b that support the carrier 5 up and down, and two caps (spring holding members) 10 a and 10 b that cover the upper and lower sides are provided. The two springs 9a and 9b are the same product, support the carrier 5 with the same positional relationship from above and below, and function as a power feeding path to the coil 6. By applying a current to the coil 6, the carrier 5 moves upward. In the present specification, the terms “upper” and “lower” are used as appropriate. The upper and lower parts in FIG.
[0013]
The yoke 2 is a magnetic material such as soft iron, has a U-shaped cylindrical shape with a closed upper surface portion, and has a cylindrical inner wall 2a and an outer wall 2b. A ring-shaped magnet 4 is attached (adhered) to the inner surface of the U-shaped outer wall 2b.
[0014]
The carrier 5 is a molded product made of synthetic resin or the like having a cylindrical structure having a bottom surface portion, supports a lens at a central position, and is mounted with a pre-formed coil 6 bonded on the outside of the bottom surface. The yoke 2 is fitted into the inner peripheral part of the base 7 of the upper rectangular resin molded product, and the entire yoke 2 is fixed by the frame 8 of the resin molded product.
[0015]
The lower spring 9 b is fixed between the bottom of the carrier 5 and the base 7, and the upper spring 9 a is fixed between the uppermost part of the carrier 5 and the frame 8. Each of the springs 9a and 9b is fixed with the outermost peripheral portion sandwiched between the frame 8 and the base 7, and the notched groove portion at every 120 ° of the inner peripheral portion is fitted into the carrier 5 and fixed by heat caulking or the like. .
Between the spring 9b and the base 7 and between the spring 9a and the frame 8 is fixed by adhesion or heat caulking or the like. Further, the cap 10b is attached to the bottom surface of the base 7, and the cap 10a is attached to the upper portion of the frame 8, and the spring 9b is used as a base. A spring 9a is sandwiched between the frame 8 and the cap 10a between the frame 7 and the cap 10b.
[0016]
One lead wire of the coil 6 extends upward through a groove provided on the inner peripheral surface of the carrier 5 and is soldered to the spring 9a. The other lead wire extends downward through a groove provided on the bottom surface of the carrier 5 and is soldered to the spring 9b.
[0017]
The springs 9 a and 9 b are metallic leaf springs such as phosphor bronze and have a spring property and also act as a power feeding path to the coil 6. One part of the outer peripheral part of the springs 9a and 9b is projected outward to function as a power supply terminal.
[0018]
The cylindrical magnet 4 is magnetized in the radial direction, forms a magnetic path with the inner wall 2a, the upper surface portion and the outer wall 2b of the U-shaped yoke 2 as a path, and a gap between the magnet 4 and the inner wall 2a. The coil 6 is arranged.
[0019]
Since the springs 9a and 9b have the same shape and are attached in the same positional relationship as shown in FIGS. 1 and 2, the axial displacement when the carrier 5 moves upward can be suppressed. Since the coil 6 is manufactured by pressure molding after winding, the accuracy of the finished outer diameter is improved, and the coil 6 can be easily arranged in a predetermined narrow gap. The carrier 5 hits the base-side cap 10b via the lower spring 9b at the lowermost position and hits the yoke 2 at the uppermost position. Therefore, the carrier 5 is provided with an abutting mechanism in the vertical direction, and prevents falling off. Yes.
[0020]
FIG. 3 shows a cross-sectional view when a current is applied to the coil 6 to move the carrier 5 having the lens 3 for autofocus upward. When power is applied to the power supply terminals of the springs 9a and 9b, a current flows through the coil 6 and an upward electromagnetic force acts on the carrier 5. On the other hand, the restoring force of the two connected springs 9a and 9b acts downward on the carrier 5. Accordingly, the upward moving distance of the carrier 5 is a position where the electromagnetic force and the restoring force are balanced. Thereby, the amount of movement of the carrier 5 can be determined by the amount of current applied to the coil 6.
[0021]
Since the upper spring 9 a supports the upper surface of the carrier 5 and the lower spring 9 b supports the lower surface of the carrier 5, the restoring force acts equally downward on the upper and lower surfaces of the carrier 5, and the axis of the lens 3 Deviation can be kept small.
[0022]
Therefore, when the carrier 5 is moved upward, a guide by ribs or the like is not necessary and used. Since there is no sliding friction due to the guide, the movement amount of the carrier 5 is governed purely by the balance between the electromagnetic force and the restoring force, and the lens 3 can be moved smoothly and accurately. This achieves autofocus with little lens blur.
[0023]
Although the magnet 4 has been described as having a cylindrical shape, the magnet 4 is not limited to this, and may be divided into three or four parts and magnetized in the radial direction, and this may be attached to the inner surface of the outer wall 2b of the yoke 2 and fixed.
[0024]
【The invention's effect】
According to the first aspect of the present invention, since the two identical springs support the carrier with the top and bottom sandwiched, the lens can be moved with little axial displacement.
[0025]
[0026]
The carrier can be prevented from falling off.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a lens driving device according to the present invention.
FIG. 2 is an exploded perspective view of the lens driving device of FIG.
3 is a cross-sectional view showing the operation of the lens driving device of FIG. 1. FIG.
FIG. 4 is a perspective view showing a conventional lens driving device.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Lens drive device 2 Yoke 3 Lens 4 Magnet 5 Carrier 6 Coil 7 Base 8 Frame 9a Upper spring 9b Lower spring 10a, 10b Cap (spring holding member)

Claims

And U-shaped cylindrical yoke, and a magnet attached to the outer wall the inner surface of the yoke, a carrier equipped with a lens in a central position, a coil mounted on the carrier, a base yoke is mounted, 2 to support the career In the lens driving device having two springs, the two springs are arranged so that the same product supports the carrier from above and below , and the lower spring is a spring holding member attached to the bottom surface of the base. The two springs are fixed to the base sandwiched between the spring holding members, and each of the two springs functions as a power feeding path to the coil, and the balance between the current value applied to the coil and the restoring force of the two springs. The amount of movement of the lens mounted on the carrier is controlled by the carrier . When it hits the spring holding member, hits the inner wall of the yoke at the uppermost position, and the carrier hits the base side spring holding member via the lower spring, the two springs are not elastically deformed. 2. A lens driving device characterized in that when a carrier moves upward from a lower position, two springs are elastically deformed to apply a biasing force to the carrier.