JP2007047684A - Lens driving device and mobil phone terminal with camera - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、レンズを光軸方向に移動可能な小型のレンズ駆動装置、及びこのレンズ駆動装置を用いたカメラ付き携帯電話端末に関する。 The present invention relates to a small lens driving device capable of moving a lens in an optical axis direction, and a camera-equipped mobile phone terminal using the lens driving device.
従来、レンズ駆動装置を用いたカメラ付き携帯機器として、例えば、カメラ付き携帯電話端末が知られている。一般に、このようなカメラ付き携帯電話端末においては、片手で携帯電話端末を持って被写体を撮影するといったような、不安定な姿勢でカメラ機能が使用される場合が多い。 2. Description of the Related Art Conventionally, for example, a camera-equipped mobile phone terminal is known as a camera-equipped mobile device using a lens driving device. Generally, in such a mobile phone terminal with a camera, the camera function is often used with an unstable posture, such as taking a picture of a subject with the mobile phone terminal with one hand.
そこで、不安定な姿勢でカメラ機能が用いられた場合の対策として、AF(オートフォーカス)用レンズ駆動装置に用いられているレンズを内蔵したレンズユニットを、2枚のリンク板を用いて挟み込み、光軸方向におけるレンズユニットの移動を安定させるという技術が知られている(例えば、特許文献1参照)。
近年、カメラ付きの携帯電話端末においては、持ち運びの利便性等から小型化、薄型化が要求されており、カメラ付きの携帯電話端末に用いられるレンズ駆動装置に対しても、当然に小型化、薄型化が要求されている。 In recent years, mobile phone terminals with cameras have been required to be smaller and thinner due to the convenience of carrying, etc. Naturally, the lens driving device used for mobile phone terminals with cameras is also downsized, Thinning is required.
しかし、特許文献1に開示されているレンズ駆動装置は、2枚のリンク板でレンズユニットを挟み込む構成を採用しているため、2枚のリンク板を配置するためのスペースをレンズ駆動装置内に確保する必要がある。また、レンズユニットの周囲にレンズ中心に対して対称となるよう駆動機構(アクチュエータ)を配置しているので、レンズの光軸と垂直な平面方向にアクチュエータを設置するための一定の空間が必要となる。これらの結果、レンズ駆動装置が厚く、かつ大型化し、そのレンズ駆動装置を用いたカメラ付き携帯電話端末が、厚く、大型になるという問題がある。 However, since the lens driving device disclosed in Patent Document 1 employs a configuration in which the lens unit is sandwiched between two link plates, a space for arranging the two link plates is provided in the lens driving device. It is necessary to secure. In addition, since a drive mechanism (actuator) is arranged around the lens unit so as to be symmetric with respect to the center of the lens, a certain space is required for installing the actuator in a plane direction perpendicular to the optical axis of the lens. Become. As a result, there is a problem that the lens driving device is thick and large, and the mobile phone terminal with a camera using the lens driving device is thick and large.
そこで、本出願人は、レンズ駆動装置を薄く、小型化するため、レンズを保持する可動鏡筒を移動させるアクチュエータを、レンズ光軸と直交するXY平面における一方向のみに配置し、そのXY平面の他の方向に弾性部材を配置する構成としたレンズ駆動装置を考案した。 In order to reduce the thickness and size of the lens driving device, the present applicant arranges an actuator for moving the movable lens barrel holding the lens in only one direction on the XY plane orthogonal to the lens optical axis, and the XY plane. A lens driving device has been devised in which the elastic member is arranged in the other direction.
図7は、考案したレンズ駆動装置の上面図であり、アクチュエータを2つ搭載して両側駆動とした例を表している。また図8は、図7に示すレンズ駆動装置のレンズ中心を通るB−B線に沿う断面図である。 FIG. 7 is a top view of the devised lens driving device, showing an example in which two actuators are mounted to drive both sides. 8 is a cross-sectional view taken along the line BB passing through the center of the lens of the lens driving device shown in FIG.
このレンズ駆動装置は、可動部と固定部及びそれらを繋げる弾性部材から構成され、可動部がムービングマグネット方式のリニア駆動により光軸方向に移動することができる。 This lens driving device is composed of a movable portion, a fixed portion, and an elastic member that connects them, and the movable portion can move in the optical axis direction by a moving magnet type linear drive.
可動部側は、レンズ204を保持して光軸F方向へ移動可能なレンズ固定円筒205からなる可動鏡筒203とマグネット206、固定部側は、可動鏡筒203を収納する固定ホルダ202とヨーク207とコイル208から構成され、それらが弾性部材209によって連結されている。マグネット206、ヨーク207、コイル208は、可動鏡筒203を移動させる駆動機構(アクチュエータ)を構成しており、このレンズ駆動装置には2つのアクチュエータが設けられている。
The movable part side holds a lens 204 and moves a
可動鏡筒203は、内部に複数枚のレンズを格納するレンズ固定円筒205から構成され、そのレンズ固定円筒205の下部には、円柱面のXY平面上に、マグネット206を取り付けて固定するための鍔部205aが形成されている。
The
固定ホルダ202は、略正方形状の底部と、底部の周縁に沿った周壁部とからなり、上方に開口を有し、その内部に可動鏡筒203、アクチュエータ、弾性部材209を収納する。
The fixed holder 202 includes a substantially square bottom portion and a peripheral wall portion along the periphery of the bottom portion. The fixed holder 202 has an opening on the upper side, and houses the
4つの弾性部材209は、板状弾性体(板ばね)で構成され、各々の弾性部材209の一端は可動鏡筒203外壁のそれぞれの位置に、他端は固定ホルダ202の4角付近に各々固定されている。4つの弾性部材209は、同一平面(XY平面)内で蛇行した形状を有する。
The four
アクチュエータは、略枡形(方形)の固定ホルダ202と可動鏡筒203に挟まれた空間の、光軸Fと直交するXY平面における一方向に設けられる。図7の例では、可動鏡筒203のX軸方向の両側に2つのアクチュエータが設けられ、両側駆動とされている。
The actuator is provided in one direction on the XY plane perpendicular to the optical axis F in a space sandwiched between the substantially bowl-shaped (square) fixed holder 202 and the
このように構成されるレンズ駆動装置において、コイル208に電流を流すことによって、2つのマグネット206に光軸Fに平行な上方への推力が発生し、可動鏡筒203が固定部(固定ホルダ202)に対して弾性部材209による動作規制を保たれた状態で、光軸F方向へ移動(フォーカス動作)する。
In the lens driving device configured as described above, when an electric current is passed through the
図7の例においては、レンズ204を中心として各部品が対称に配置されているため、可動鏡筒203はフォーカス駆動時に光軸Fに対して垂直な姿勢を保持したままの動作が可能となっている。つまり、弾性部材209の弾性力(「ばね力」若しくは「反力」ともいう)中心212、可動鏡筒203の重量中心213、アクチュエータの推力中心214が一致している(光軸F上にある)ので、フォーカス動作時には光軸Fに対して垂直姿勢が終始保持される。
In the example of FIG. 7, since the components are arranged symmetrically around the lens 204, the
上述したように可動鏡筒203の移動時における動作姿勢保持の観点から、アクチュエータは2つ以上の対称配置とすることが好ましい。
As described above, from the viewpoint of maintaining the operation posture during the movement of the
しかし、レンズ駆動装置に占めるアクチュエータ、中でもマグネットは、単価比率が高く、レンズ駆動装置のコストを削減するために極力使用数を減らしたい部品の1つでもある。 However, actuators, particularly magnets, that occupy the lens driving device have a high unit price ratio, and are one of the components that want to reduce the number of uses as much as possible in order to reduce the cost of the lens driving device.
そこで、上記コスト削減の観点から、本出願人は、アクチュエータを1つのみの構成としたレンズ駆動装置を考案した。 In view of the above cost reduction, the present applicant has devised a lens driving device having only one actuator.
図9は、アクチュエータを1つ備えた構成のレンズ駆動装置の上面図である。また、図10は、図9に示したレンズ駆動装置のレンズ中心を通るC−C線に沿う断面図である。 FIG. 9 is a top view of a lens driving device having one actuator. 10 is a cross-sectional view taken along the line CC passing through the center of the lens of the lens driving device shown in FIG.
図9において、図7に示したレンズ駆動装置と比較して異なる点は、2つ配置されていたアクチュエータのうち1つを除去し、1つのアクチュエータによる片側駆動のレンズ駆動装置とした点である。 9 is different from the lens driving device shown in FIG. 7 in that one of the two arranged actuators is removed and a one-side driving lens driving device using one actuator is obtained. .
ところが、アクチュエータをレンズ駆動装置の片側にだけ配置した場合、弾性部材209の弾性力(「ばね力」若しくは「反力」ともいう)中心、可動鏡筒203の重量中心、アクチュエータの推力中心の位置関係が崩れて、理想動作することが不可能となる。
However, when the actuator is disposed only on one side of the lens driving device, the center of the elastic force (also referred to as “spring force” or “reaction force”) of the
具体的には、図9及び図10に示すように、弾性部材209の弾性力中心212、可動鏡筒203の重量中心213の位置は、レンズ中心線から変化せず、可動鏡筒203と4つの弾性部材209との各々の固定点209a,209b,209c,209dを結ぶばね固定範囲211内に置かれる。しかし、片側駆動のアクチュエータの場合、その推力中心224が偏ってしまい、推力中心224は、ばね固定範囲210から外れてマグネット224の略中心に位置する。
Specifically, as shown in FIGS. 9 and 10, the positions of the
図9,10に示すレンズ駆動装置のフォーカス動作時の状態を、図11に示す。この図11に示すように、コイル208に電流を供給しアクチュエータを駆動させて可動鏡筒203をフォーカス動作させると、弾性力中心212に働く弾性力kによって生じる弾性力モーメントMk、可動鏡筒203の重力中心213に働く重力gによって生じる重力モーメントMg、推力中心224に働く推力fによって推力モーメントMfが発生し、光軸F方向への並進運動ではなく、(図中では反時計回りの)回転運動をする。
FIG. 11 shows a state during the focusing operation of the lens driving device shown in FIGS. As shown in FIG. 11, when a current is supplied to the
その結果、可動鏡筒203の一部、例えば可動鏡筒203の上面部端縁がレンズ駆動装置上方に配された光透過性の樹脂からなる天面部品230と干渉する。すなわちレンズ4の光軸Fと天面部品230が垂直ではない状態で可動鏡筒203が天面部品30に当接してフォーカス動作(移動)を停止させ、レンズ傾きθが発生する。レンズ傾きθが発生すると、フォーカス動作させたときの光学特性(解像度)が変化するなど、画質が劣化するという問題があった。
As a result, a part of the
とりわけ、小型のカメラモジュールの場合、レンズの傾きが撮像素子(画質)に与える影響は、大型のカメラモジュールの場合よりも大きいので、小型化によってレンズ傾きの許容範囲がより小さくなる。 In particular, in the case of a small camera module, the influence of the lens tilt on the image sensor (image quality) is greater than that in the case of a large camera module.
本発明は斯かる点に鑑みてなされたものであり、レンズ中心に対してアクチュエータが非対称に配置されているレンズ駆動装置において、フォーカス動作時におけるレンズの光軸に対する適正な姿勢を維持することを目的とする。 The present invention has been made in view of such a point, and in a lens driving device in which an actuator is arranged asymmetrically with respect to the center of the lens, an appropriate posture with respect to the optical axis of the lens during a focusing operation is maintained. Objective.
上記課題を解決するため、本発明は、レンズを保持して該レンズの光軸方向に移動可能な可動部と、この可動部を収納する固定部と、レンズの中心に対して非対称に配置され、可動部を光軸方向に移動させる駆動機構と、一端及び他端が可動部及び固定部にそれぞれ接続された複数の弾性部材とを備え、光軸に略直交する平面において、駆動機構の推力中心が、可動部と複数の弾性部材との各固定箇所を結んだ範囲内に位置するよう構成する。 In order to solve the above problems, the present invention is arranged asymmetrically with respect to the center of the lens, a movable portion that holds the lens and is movable in the optical axis direction of the lens, a fixed portion that houses the movable portion. A driving mechanism for moving the movable part in the optical axis direction, and a plurality of elastic members having one end and the other end connected to the movable part and the fixed part, respectively, and the thrust of the driving mechanism in a plane substantially orthogonal to the optical axis The center is configured to be located within a range connecting the fixed portions of the movable portion and the plurality of elastic members.
上記構成によれば、駆動機構の推力中心が、可動部と複数の弾性部材との各固定箇所を結んだ範囲内に配置されるようにしたので、可動部の重量重心、弾性部材の弾性力中心及び駆動機構の推力中心の相互に発生するモーメント量を小さくすることができる。これにより、可動部の回転運動を抑制し、フォーカス動作中におけるレンズの光軸に対する傾きが抑えられる。 According to the above configuration, since the thrust center of the drive mechanism is arranged within the range connecting the fixed portions of the movable part and the plurality of elastic members, the center of gravity of the movable part and the elastic force of the elastic member are arranged. The amount of moment generated between the center and the thrust center of the drive mechanism can be reduced. Thereby, the rotational movement of the movable part is suppressed, and the inclination of the lens with respect to the optical axis during the focusing operation is suppressed.
本発明によれば、フォーカス動作中におけるレンズの光軸に対する傾きを抑えることができるので、レンズの光軸に対する適正な姿勢を維持しながらフォーカス動作ができるレンズ駆動装置を提供することができる。 According to the present invention, since the tilt with respect to the optical axis of the lens during the focusing operation can be suppressed, it is possible to provide a lens driving device capable of performing the focusing operation while maintaining an appropriate posture with respect to the optical axis of the lens.
また、部品削減により(駆動機構がレンズ中心に対して非対称となり)可動部が並進運動しなくなるためにレンズの姿勢が維持できないという問題が解決されるので、部品の削減が可能となり、コストを抑制することができる。また、部品削減により装置を小型化できる。 In addition, the reduction of parts (the drive mechanism becomes asymmetric with respect to the lens center) solves the problem that the posture of the lens cannot be maintained because the movable part does not translate, thereby reducing parts and reducing costs. can do. Further, the apparatus can be reduced in size by reducing the number of parts.
また、本発明に係るレンズ駆動装置を携帯電話端末等の携帯機器に適用した場合、携帯機器の小型化、薄型化に寄与することができる。 In addition, when the lens driving device according to the present invention is applied to a mobile device such as a mobile phone terminal, it can contribute to a reduction in size and thickness of the mobile device.
以下、本発明に係るカメラモジュール用レンズ駆動装置を実施するための最良の形態の例について、添付図1〜図6を参照して説明する。 Hereinafter, an example of the best mode for carrying out the lens driving device for a camera module according to the present invention will be described with reference to FIGS.
図1は、本発明の一実施の形態例に係るレンズ駆動装置の上面図である。図1に示すレンズ駆動装置1は、可動部と固定部及びそれらを繋げる弾性部材を備え、可動部がムービングマグネット方式のリニア駆動により光軸方向に移動することができる。ここで、光軸とは、撮像素子(図示略)の撮像面に対して光が略垂直な角度で入射するときの軸のことである。 FIG. 1 is a top view of a lens driving apparatus according to an embodiment of the present invention. A lens driving device 1 shown in FIG. 1 includes a movable portion, a fixed portion, and an elastic member that connects them, and the movable portion can move in the optical axis direction by moving magnet type linear drive. Here, the optical axis is an axis when light is incident at an angle substantially perpendicular to an imaging surface of an imaging element (not shown).
可動部側は、複数枚のレンズ部材を有するレンズ4を保持して光軸F方向へ移動可能なレンズ固定円筒部5からなる可動鏡筒3とマグネット6、また固定部側は、可動鏡筒3を収納する固定ホルダ2とヨーク7とコイル8から構成され、それらが4本の板状の弾性部材(板ばね)9によって連結されている。
The movable part side holds a
本例における可動鏡筒3は、レンズ4の中心4aに対して非対称であり、かつX軸に対して対称な形状としている。
The movable barrel 3 in this example is asymmetric with respect to the
各々の弾性部材9の一端は、可動鏡筒3の外壁の所定位置にそれぞれ固定され、その他端は、固定ホルダ2の所定位置にそれぞれ固定され、可動鏡筒3と固定ホルダ2が連結される。
One end of each
レンズ駆動装置の適当なフォーカス感度を得るためには、アクチュエータによって発生させる推力(駆動力)の推力定数と、その駆動力による動作を規制する弾性部材9のばね定数との相互バランスが重要となる。本例では、アクチュエータが1つだけの構成としているので、推力定数が低い。したがって、それに合わせてばね定数を低く(ばねを柔らかく)する必要があり、限られた空間で弾性部材9の有効長を長くとるために、弾性部材9
は、同一平面(XY平面)内で蛇行した形状に形成されている。
In order to obtain an appropriate focus sensitivity of the lens driving device, a mutual balance between the thrust constant of the thrust (driving force) generated by the actuator and the spring constant of the
Are formed in a meandering shape in the same plane (XY plane).
マグネット6、ヨーク7、コイル8は、磁気回路部を構成し、可動鏡筒3を光軸F方向に移動させる駆動機構(アクチュエータ)として機能する。アクチュエータは、可動鏡筒3に設けられた孔10に貫装されるような状態に設置される。
The magnet 6, the yoke 7, and the coil 8 constitute a magnetic circuit unit and function as a drive mechanism (actuator) that moves the movable barrel 3 in the direction of the optical axis F. The actuator is installed in such a state as to penetrate through the
レンズ駆動装置1では、アクチュエータが1つのみであるため、アクチュエータによる推力中心14は、光軸Fに略直交する平面において、可動鏡筒3の重量中心13から外れるが、可動鏡筒3と各弾性部材9との固定部9a,9b,9c,9dを結ぶばね固定範囲11内に収められている。このとき、4つの弾性部材9による弾性力の中心12は、可動鏡筒3の重量中心13により近い方がよい。
In the lens driving device 1, since there is only one actuator, the
図2は、図1に示したレンズ駆動装置1のA−A線に沿う断面図であり、フォーカス動作中の状態を表している。図2に示すように、レンズ駆動装置1は、略箱状の固定ホルダ2に、可動鏡筒3及び磁気回路構成からなるアクチュエータが収納されている。各々の弾性部材9と可動鏡筒3との固定部9a〜9dは、フォーカス動作前の初期位置において、一平面内に配置されている。ここで一平面内とは、光軸に対し略垂直で固定ホルダ2の底部からの高さが略同一の面をいう。
FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line AA of the lens driving device 1 shown in FIG. 1, and shows a state during the focusing operation. As shown in FIG. 2, in the lens driving device 1, a movable barrel 3 and an actuator having a magnetic circuit configuration are housed in a substantially box-shaped fixed holder 2. The fixed portions 9a to 9d between each
可動鏡筒3は、内部にレンズ4を固定するための円筒形状の空間を有する樹脂製のレンズ固定円筒部5から構成され、そのレンズ固定円筒部5の下部には、鍔部5aが形成されている。この鍔部5aには、マグネット6が載置され、固定される。レンズ固定円筒部5の内部には、レンズ4と、スペーサとしての中間部材24が配置されている。
The movable lens barrel 3 is composed of a resin lens-fixing cylinder portion 5 having a cylindrical space for fixing the
レンズ4は、カメラの撮影レンズで、複数枚のレンズ部材が組み合わされて構成される。図2の上側に配されているのが被写体側レンズ部材22で、下側に配されているのがカメラボディ側レンズ部材23である。なお、本例のレンズ駆動装置1では、可動鏡筒3が、レンズ4とレンズ固定円筒部5と中間部材28という複数の部材から構成されているが、これらのうち複数の部材又は全ての部材が同一部材で一体に構成されていてもよい。
The
被写体側レンズ部材22は、中央にレンズ機能を持つ円形のレンズ部を有し、外周にレンズ部を保持して支えるためのホルダ部(図示せず)を有している。ホルダ部は、中間部材24に当接している。カメラボディ側レンズ部材23は、中央にレンズ機能を持つレンズ部を有し、外周にレンズ部を保持して支えるためのホルダ部(図示せず)を有している。カメラボディ側レンズ部材23のホルダ部も中間部材24に当接している。
The subject
被写体側レンズ部材22及びカメラボディ側レンズ部材23のレンズ部は、樹脂製の非球面レンズとされており、レンズ部とホルダ部は樹脂の一体成型によって形成されている。
The lens portions of the subject
中間部材24は、中央に孔25を有する例えばドーナッツのような、略環状の部材である。この中間部材24によって被写体側レンズ部材22とカメラボディ側レンズ部材23の間隔を一定に保持している。中間部材24が存在することによって、被写体側レンズ部材22及びカメラボディ側レンズ部材23の取り付け作業や、位置決め作業を簡易にしている。
The
レンズ固定円筒部5の前面(図2上方)には、被写体からの反射光をレンズ固定円筒部5内に取り込むための円形の入射窓21が形成されている。
A
略箱状の固定ホルダ2は、略正方形状の底部と、底部の周縁に沿った周壁部とからなり、上方に開口を有し、その内部に可動鏡筒3、アクチュエータ、弾性部材9を収納する。
The substantially box-shaped fixed holder 2 includes a substantially square bottom portion and a peripheral wall portion along the periphery of the bottom portion, and has an opening on the upper side. The movable barrel 3, the actuator, and the
レンズ駆動装置1の上方には、このレンズ駆動装置1に光を取り込むための円形の入射窓31を有する天面部品30が配置されている。
Above the lens driving device 1, a top surface component 30 having a
レンズ駆動装置1の後ろ側(図2、固定ホルダ2の下側)には、図示しない撮像素子が設置されている。天面部品30の入射窓31から入射した光は、レンズ駆動装置1の入射窓21から内部に取り込まれ、レンズ4を経由し、固定ホルダ2の底部に設けられている孔(図示略)を通って、撮像素子表面に照射され、被写体像が撮像される。この撮像素子は、固定ホルダ2の底部表面に設置するようにしてもよい。
An image sensor (not shown) is installed behind the lens driving device 1 (below the fixed holder 2 in FIG. 2). Light incident from the
可動鏡筒3をレンズ4の光軸F方向に移動させるアクチュエータは、可動鏡筒3に設けられた孔10に貫装されるようにして、光軸Fと直交するXY平面における一方向に設けられる。図1の例では、可動鏡筒3のX軸方向の片側に1つのアクチュエータが設けられ、片側駆動により、可動鏡筒3を移動させる。
An actuator for moving the movable lens barrel 3 in the direction of the optical axis F of the
アクチュエータを構成するヨーク7は、固定ホルダ2の底部に立設され、その内側(レンズ中心4a側)にコイル8が設けられる。そして、レンズ固定円筒部5の鍔部5aに載置されたマグネット6が、コイル8と対向配置され、レンズ駆動機構内の磁気回路が構成される。アクチュエータは、コイル8と電磁部材のマグネット6との間で電磁吸引力または電磁反発力を発生し、可動鏡筒3に光軸F方向への駆動力を与える。
The yoke 7 constituting the actuator is erected on the bottom of the fixed holder 2, and the coil 8 is provided on the inner side (
このように構成されるレンズ駆動装置1において、コイル8に電流を流すことによって、1つのマグネット6に光軸Fに平行な上方への推力が発生し、可動鏡筒3が固定ホルダ2に対して弾性部材9による動作規制を保たれた状態で、光軸F方向へ移動(フォーカス動作)する。
In the lens driving device 1 configured as described above, when an electric current is passed through the coil 8, an upward thrust parallel to the optical axis F is generated in one magnet 6, and the movable lens barrel 3 moves against the fixed holder 2. In this state, the movement of the
上記レンズ駆動装置1においては、可動鏡筒3の内方にアクチュエータを配置して推力中心14をレンズ中心4a側にずらしている。アクチュエータの推力中心14が、光軸Fに略直交する平面において、可動鏡筒3と各弾性部材9との固定部9a〜9dを結ぶばね固定範囲11内となるように構成されているので、推力中心14と弾性部材9の弾性力中心12及び可動鏡筒3の重量中心が接近する。
In the lens driving device 1, an actuator is disposed inside the movable lens barrel 3 to shift the
これにより、弾性力中心12に働く弾性力k1による弾性力モーメント、重量中心13に働く重力g1による重力モーメント及び推力中心14に働く推力f1による推力モーメントの間で、相互に発生するモーメント量が抑えられ、可動鏡筒3の安定したフォーカス動作が可能になる。従来仕様の対称形状(両側駆動)及び片側駆動と比較して、フォーカス動作中のレンズ傾斜を抑えることができる。
As a result, the amount of moment generated between the elastic force moment caused by the elastic force k1 acting on the
さらに、本例では、可動鏡筒3をレンズ中心4aに対して非対称形状にして、重量中心13を推力中心14に近づけている。これにより、弾性力中心12、重量中心13及び推力中心14が接近若しくは一致するので、各中心位置に相互に発生するモーメント量を抑えることができる。換言すると、フォーカス動作中のレンズ4の光軸Fに対する傾きを抑えることができる。
Further, in this example, the movable lens barrel 3 is asymmetric with respect to the
したがって、可動鏡筒3は、モーメント量が抑えられた理想に近い並進運動を行なうことができるようになり、フォーカス動作中、レンズ4の姿勢を維持しながら、光軸F方向へ移動させることができる。
Therefore, the movable lens barrel 3 can perform an almost ideal translational motion with a reduced moment amount, and can be moved in the direction of the optical axis F while maintaining the posture of the
次に、本発明に係るカメラ駆動装置の他の実施の形態例について、図3及び図4を参照して説明する。なお、図3及び図4において、図1及び図2と対応する部分には同一符号を付して示し、説明を省略する。 Next, another embodiment of the camera driving device according to the present invention will be described with reference to FIGS. 3 and 4, the same reference numerals are given to the portions corresponding to those in FIGS. 1 and 2, and description thereof is omitted.
図3は、本発明の他の実施の形態例に係るレンズ駆動装置の上面図である。また、図4は、図3に示したレンズ駆動装置1のB−B線に沿う断面図である。本例のレンズ駆動装置は、図1に示したレンズ駆動装置1に対して、可動鏡筒3のアクチュエータ側の外壁におもり15を追設した構成としている。 FIG. 3 is a top view of a lens driving device according to another embodiment of the present invention. 4 is a cross-sectional view taken along line BB of the lens driving device 1 shown in FIG. The lens driving device of this example has a configuration in which a weight 15 is additionally provided on the outer wall of the movable barrel 3 on the actuator side with respect to the lens driving device 1 shown in FIG.
可動鏡筒3におもり15を設けたことにより、可動鏡筒3の重量中心33を推力中心14側へずらして、弾性力中心12及び推力中心14にさらに近づけることができる。これにより、フォーカス動作中、レンズ4の姿勢をさらに安定的に維持しつつ、可動鏡筒3を光軸F方向へ移動させることができる。
By providing the weight 15 in the movable lens barrel 3, the
上述した構成のレンズ駆動装置1によれば、フォーカス動作時のレンズ4の姿勢を適正に維持できるので、可動鏡筒3をフォーカス動作させたときの光学特性(解像度)劣化を防ぐことができる。
According to the lens driving device 1 having the above-described configuration, the posture of the
また、部品を削減してアクチュエータが1つだけの構成(片側駆動)とすることにより、アクチュエータがレンズ中心4aに対して非対称配置となる場合でも、弾性部材9の弾性力中心12、可動鏡筒3の重量中心13(33)、アクチュエータの推力中心14の位置を近づけて、フォーカス動作中のレンズ4の光軸に対する姿勢を適正に保つことができる。
Further, by reducing the number of parts and using only one actuator (one-side drive), even when the actuator is asymmetrically arranged with respect to the
したがって、部品削減により生じていた問題が解決されるので、アクチュエータを非対称配置として部品を削減することができ、従来のレンズ駆動装置と比較して、薄型化、小型化が可能になる。 Therefore, since the problem caused by the reduction of parts is solved, the number of parts can be reduced by arranging the actuators asymmetrically, and the thickness and size can be reduced as compared with the conventional lens driving device.
さらに、部品を削減したことによりレンズ駆動装置内に空きスペース(図1;可動鏡筒3を挟んでマグネット6の反対側)が生まれ、レンズ駆動装置の更なる小型化設計が可能となる。また、部品を削減した部分に新たなスペースが生まれるので、設計自由度が向上する。 Further, by reducing the number of parts, an empty space (FIG. 1; opposite to the magnet 6 across the movable lens barrel 3) is created in the lens driving device, and the lens driving device can be further miniaturized. In addition, since a new space is created in the part where the parts are reduced, the degree of freedom in design is improved.
次に、上述したレンズ駆動装置1を、携帯機器の一例として携帯電話端末に搭載した例について説明する。 Next, an example in which the lens driving device 1 described above is mounted on a mobile phone terminal as an example of a mobile device will be described.
図5は、本発明に係るレンズ駆動装置が取り付けられたカメラ付き携帯電話端末の斜視図である。図5に示すように、カメラ付き携帯電話端末100は、操作ボタン(操作部)が配列された下部筐体101と、カメラによって撮影した画像を表示する部分が裏面に形成された上部筐体102とからなる。上部筐体102を下部筺体101に合致するようにスライド若しくは折り畳むことで、持ち運びに都合のよいコンパクトなサイズにすることができる。カメラ機能を使用して撮影を行う場合には、図5に示すように、下部筺体101と上部筐体102をずらした状態で使用する。
FIG. 5 is a perspective view of a camera-equipped mobile phone terminal to which the lens driving device according to the present invention is attached. As shown in FIG. 5, the camera-equipped
カメラ付き携帯電話端末100の上部筐体102の背面部には、レンズ駆動装置1を埋設するための穴が形成されている。レンズ駆動装置1を、レンズ固定円筒部5に形成された入射窓21が被写体側を向くようにして、その穴に取り付ける。レンズ駆動装置1を取り付けた後、上面から図2,3,4に示したような透明な樹脂製の天面部品30を覆うように設置する。
A hole for embedding the lens driving device 1 is formed in the back surface of the
本例のカメラ付き携帯電話端末100によれば、薄型、小型のレンズ駆動装置1を用いているので、上部筐体102の厚さを薄くすることができる。その結果、下部筺体101と上部筐体102とを合致させた場合に、カメラ付き携帯電話端末の全体の厚さを薄くすることができるので、カメラ付き携帯電話端末100を小型、薄型にすることができる。
According to the camera-equipped
なお、レンズ駆動装置1が適用される携帯電話端末はこの例に限らず、例えば、表示部と操作部が一体型の、いわゆるスティック型の携帯電話端末などであってもよいことは勿論である。 The mobile phone terminal to which the lens driving device 1 is applied is not limited to this example. For example, a so-called stick-type mobile phone terminal in which the display unit and the operation unit are integrated may be used. .
図6を参照しながら、このカメラ付き携帯電話端末100のレンズ駆動装置1を含むカメラ120のシステム構成を説明する。
The system configuration of the
カメラ120は、レンズ4を有する可動鏡筒3を駆動して撮影モードの切り換え動作を実現するドライバ122と、撮像素子104から得られる画像信号を処理するISP(Image Signal Processor)124と、画像データを保存するストレージデバイス126と、コントロールロジック部128と、電子処理をするための画像を一時保管する単数または複数のメモリ130と、光学画像や電子処理された電子画像を表示する表示手段132と、これらの各部材を制御するシステムコントローラとしてのMPU(Micro Processing Unit)134を有している。
The
ここで、カメラ120のカメラモジュール121は、レンズ4を有する可動鏡筒3等からなるレンズ駆動装置1のメカ部分と、撮像素子104と、ドライバ122と、ISP124とからなる撮像素子ユニット121aの信号処理部分から構成される。撮像素子104とドライバ122とISP124とは、回路基板(図示略)に設置される。制御部は、コントロールロジック部128とMPU134とで構成される。また、画像取得手段が、撮像素子104とISP124と制御部とで構成される。MPU134は、撮影モード切り換え指令を読み取る切り換え指令読取手段、レンズ4の操作位置を確認する操作位置確認手段、及びレンズ4の位置を検出する現在位置検出手段となり、またアクチュエータの負荷を検出する負荷検出手段としても機能する。
Here, the camera module 121 of the
図3に示す状態において、図示されない所定の切り換えスイッチが操作されると、コイル8に電流が流れる。すると、電流の向きとマグネット6による磁界の向きとによって、フレミングの左手の法則によりマグネット6に力が作用する。なお、フレミングの左手の法則は、磁界中に線電流が流れているときに、その線電流を流している物体に働く力の関係を示すものである。 In the state shown in FIG. 3, when a predetermined changeover switch (not shown) is operated, a current flows through the coil 8. Then, a force acts on the magnet 6 according to Fleming's left-hand rule depending on the direction of the current and the direction of the magnetic field generated by the magnet 6. Note that Fleming's left-hand rule indicates the relationship between forces acting on an object that is carrying a line current when a line current flows in the magnetic field.
本例では、コイル8がヨーク7に固定されており、ヨーク7は固定ホルダ2に固定されているため、反作用としてマグネット6に力が働くこととなる。これによって、マグネット6が固設されている可動鏡筒3は、弾性部材9の弾性力による動作規制を受けながら光軸F方向に移動する。
In this example, since the coil 8 is fixed to the yoke 7 and the yoke 7 is fixed to the fixed holder 2, a force acts on the magnet 6 as a reaction. As a result, the movable lens barrel 3 on which the magnet 6 is fixed moves in the direction of the optical axis F while being restricted by the elastic force of the
そして、可動鏡筒3の上面が所定の高さまで移動、若しくは天面部品30に突き当たると、MPU134がアクチュエータにかかる負荷を検出して、MPU134からドライバ122に対し、コイル8に供給する電流を適切な値に制御するよう制御信号を出力する。ドライバ122は、コイル8に供給する電流を制御し、可動鏡筒3を停止させ、レンズ4の光軸に対する略垂直な姿勢を維持する。アクチュエータの負荷を検出して、その負荷に応じてアクチュエータの動作を制御する技術は周知慣用技術であるので、ここでは詳細な説明を省略する。
When the upper surface of the movable barrel 3 moves to a predetermined height or hits the top surface component 30, the
なお、本実施の形態では、レンズ駆動装置1をカメラ付き携帯電話端末100のカメラ部分の機能として組み込んだ例を示したが、このレンズ駆動装置1は、モバイルコンピュータ、PDA(Personal Digital Assistant)、ゲーム機等の他の携帯機器に使用したり、監視カメラ、医療用カメラ等他のカメラ装置や、自動車、テレビジョン受像機等の電子機器にも組み込むことができる。
In the present embodiment, an example in which the lens driving device 1 is incorporated as a function of the camera portion of the camera-equipped
また、上述した実施の形態例では、マグネット6とコイル8とで駆動機構を構成したが、コイル8の位置にマグネット6を配置し、マグネット6の位置にコイル8及びヨーク7を配置する構成とし、いわゆるムービングコイル駆動としてもよい。 In the above-described embodiment, the drive mechanism is configured by the magnet 6 and the coil 8. However, the magnet 6 is disposed at the position of the coil 8, and the coil 8 and the yoke 7 are disposed at the position of the magnet 6. Alternatively, so-called moving coil drive may be used.
また、駆動機構は、マグネット6、ヨーク7、コイル8から構成される磁気回路でなくても、圧電素子型など、駆動力を発生するものであれば他の駆動機構であってもよい。 Further, the drive mechanism is not a magnetic circuit composed of the magnet 6, the yoke 7, and the coil 8, but may be another drive mechanism that generates a driving force such as a piezoelectric element type.
さらに、本発明は、上述した各実施の形態例に限定されるものではなく、例えば2枚の板状弾性体を可動鏡筒の上下から挟み込むように配したレンズ駆動装置に適用するなど、その他本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々の変形、変更が可能であることは勿論である。 Further, the present invention is not limited to each of the above-described embodiments. For example, the present invention is applied to a lens driving device in which two plate-like elastic bodies are arranged so as to be sandwiched from above and below the movable lens barrel. It goes without saying that various modifications and changes can be made without departing from the scope of the present invention.
1…レンズ駆動装置、2…固定ホルダ、3…可動鏡筒、4…レンズ、5…レンズ固定円筒部、6…マグネット、7…ヨーク、8…コイル、9…弾性部材、9a〜9d…固定部、10…孔、11…ばね固定範囲、12…弾性力中心、13…重量重心、14…推力中心、15…おもり、30…天面部品、100…カメラ付き携帯電話端末、
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Lens drive device, 2 ... Fixed holder, 3 ... Movable lens barrel, 4 ... Lens, 5 ... Lens fixed cylindrical part, 6 ... Magnet, 7 ... Yoke, 8 ... Coil, 9 ... Elastic member, 9a-9d ...
Claims (8)
前記可動部を収納する固定部と、
前記レンズの中心に対して非対称に配置され、前記可動部を前記光軸方向に移動させる駆動機構と、
一端及び他端が前記可動部及び前記固定部にそれぞれ接続された複数の弾性部材とを備え、
前記光軸に略直交する平面において、前記駆動機構の推力中心が、前記可動部と前記複数の弾性部材との各固定箇所を結んだ範囲内に配置されている
ことを特徴とするレンズ駆動装置。 A movable part that holds the lens and is movable in the optical axis direction of the lens;
A stationary part for accommodating the movable part;
A drive mechanism arranged asymmetrically with respect to the center of the lens and moving the movable part in the optical axis direction;
A plurality of elastic members each having one end and the other end connected to the movable part and the fixed part,
A lens driving device, wherein a thrust center of the driving mechanism is disposed within a range connecting the fixed portions of the movable portion and the plurality of elastic members on a plane substantially orthogonal to the optical axis. .
ことを特徴とする請求項1に記載のレンズ駆動装置。 2. The lens driving device according to claim 1, wherein the driving mechanism is installed on an inner side of the movable portion in a plane substantially orthogonal to the optical axis.
ことを特徴とする請求項2に記載のレンズ駆動装置。 The lens driving device according to claim 2, wherein the movable portion has an asymmetric shape with respect to a center of the lens.
ことを特徴とする請求項1に記載のレンズ駆動装置。 A weight is provided on the movable part so that the center of weight of the movable part approaches or coincides with the center of elastic force of the elastic member and the center of thrust of the drive mechanism in a plane substantially perpendicular to the optical axis. The lens driving device according to claim 1.
ことを特徴とする請求項1に記載のレンズ駆動装置。 The lens driving device according to claim 1, wherein the elastic member is a leaf spring.
ことを特徴とする請求項1に記載のレンズ駆動装置。 The lens driving device according to claim 1, wherein the driving mechanism includes a magnetic circuit.
前記第1磁気回路部がマグネット、前記第2磁気回路部がヨーク及びコイルである、
または、前記第1磁気回路部がヨーク及びコイル、前記第2磁気回路部がマグネットである
ことを特徴とする請求項6に記載のレンズ駆動装置。 The magnetic circuit is installed at a predetermined position of the movable part, and the fixed part is installed to face the first magnetic circuit part, and acts on the first magnetic circuit part to The movable part comprises a second magnetic circuit part that generates a driving force that moves in the optical axis direction,
The first magnetic circuit unit is a magnet, and the second magnetic circuit unit is a yoke and a coil;
The lens driving device according to claim 6, wherein the first magnetic circuit unit is a yoke and a coil, and the second magnetic circuit unit is a magnet.
前記レンズ駆動装置は、
レンズを保持して該レンズの光軸方向に移動可能な可動部と、
前記可動部を収納する固定部と、
前記レンズの中心に対して非対称に配置され、前記可動部を前記光軸方向に移動させる駆動機構と、
一端及び他端が前記可動部及び前記固定部にそれぞれ接続された複数の弾性部材とを備え、
前記光軸に略直交する平面において、前記駆動機構の推力中心が、前記可動部と前記複数の弾性部材との各固定箇所を結んだ範囲内に配置されている
ことを特徴とするカメラ付き携帯電話端末。 A mobile phone terminal with a camera equipped with a lens driving device,
The lens driving device includes:
A movable part that holds the lens and is movable in the optical axis direction of the lens;
A stationary part for accommodating the movable part;
A drive mechanism arranged asymmetrically with respect to the center of the lens and moving the movable part in the optical axis direction;
A plurality of elastic members each having one end and the other end connected to the movable part and the fixed part,
The camera-equipped mobile phone, wherein a thrust center of the drive mechanism is disposed within a range connecting the fixed portions of the movable portion and the plurality of elastic members on a plane substantially orthogonal to the optical axis. Phone terminal.
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