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JP2011085682A - レンズ駆動装置 - Google Patents

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JP2011085682A JP2009237039A JP2009237039A JP2011085682A JP 2011085682 A JP2011085682 A JP 2011085682A JP 2009237039 A JP2009237039 A JP 2009237039A JP 2009237039 A JP2009237039 A JP 2009237039A JP 2011085682 A JP2011085682 A JP 2011085682A
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Kokichi Terajima
厚吉 寺嶋
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Abstract

【課題】駆動用コイルの端末の接合作業を容易にするとともに、駆動用コイルの端末を傷つけることなく、かつ、バネ部材やホルダーへの悪影響が生じない駆動用コイルの接続形態を有するレンズ駆動装置を提供する。
【解決手段】ホルダー14の外周側面の駆動用コイル15の上側と下側とに絶縁材料から成る絡げ部材18A,18Bを突設し、この絡げ部材18A,18Bに駆動用コイル15の端末19A,19Bをそれぞれ絡げてから絡げ部分の絶縁被膜を除去した後、端末19A,19Bの絡げ部分と板バネ17A,17Bの内輪部17aもしくは連結片17jとを接触させた状態で接着剤で固定することで、駆動用コイル15の端末19A,19Bを傷つけることなく、駆動用コイル15と板バネ17A,17Bとを電気的に接続することができるようにした。
【選択図】図1

Description

本発明は、カメラ等に用いられる、ボイスコイルモータを用いたレンズ駆動装置に関するもので、特に、可動側であるレンズホルダーに装着された駆動用コイルの端末を板バネに接続する構成に関する。
近年、携帯電話等に搭載されるカメラはイメージセンサの画素数が増大されて撮影画像の高品質化が進んでいる。これに伴って、搭載されるレンズ系についても、従来の固定焦点のカメラモジュールから可動焦点のカメラモジュールへと移行しつつある。これは、固定焦点のカメラモジュールでは、焦点ボケが生じて、高画素数イメージセンサの分解能に対応することができないためである。
可動焦点のカメラモジュールにおけるレンズ系の駆動方式としては、ボイスコイルモータを用いたレンズ駆動装置が多く用いられている。
図10は、従来のボイスコイルモータを用いたレンズ駆動装置50の一構成例を示す図である。レンズ駆動装置50は、軟鉄等の磁性体から成る断面がU字状のヨーク51と、ヨーク51の内壁側に取付けられる円筒状の永久磁石52と、中央位置にレンズ53を保持するホルダー54と、このホルダー54に装着される駆動用コイル55と、内周側にヨーク51が装着されるケース56と、ホルダー54とケース56とを連結する上下の板バネ57(57A,57B)とを備えている(例えば、特許文献1参照)。
板バネ57は、図11に示すように、ホルダー54に嵌合される内輪部57aと、ケース56に取付けられる外輪部57bと、内輪部57aと外輪部57bとを連結する椀部57cとを備えており、前記椀部57cがバネ要素として機能する。
レンズ駆動装置50の駆動用コイル55は、ヨーク51と永久磁石52とにより印加される、コイル周りに放射状に分布する磁界中に設置されている。したがって、駆動用コイル55に通電すると、駆動用コイル55は、図10の矢印Zに示すような、被写体の方向(上下方向)へ向いたローレンツ力が発生するので、ホルダー54を、ローレンツ力と板バネ57の復元力とが釣り合った位置に移動させることができる。
すなわち、駆動用コイル55に通電する電流値を制御することにより、ホルダー54の移動量を制御して、レンズ53の位置を制御することができる。
板バネ57は、例えば、金属もしくは合金から成る板状の導電体であるので、このレンズ駆動装置50では、駆動用コイル55の端末55k,55lを、導電体である板バネ57を介して、図示しない駆動用電源に接続される電源線に接続することにより、駆動用コイル55を通電可能としている。
具体的には、図11及び図12に示すように、ホルダー54に装着された駆動用コイル55の巻き始め部の端末55kを引き出して、板バネ57Aの内輪部57aと椀部57cとの間の隙間57sを通し、内輪部57aまたは椀部57cの根元57d付近に半田付けする。なお、図12において、符号57Pは半田付け部(接合部分)である。
巻き終わり部の端末55lも、巻き始め部の端末55kと同様の方法で図示しない板バネ57Bに半田付けされる。
特開2004−280031号公報
しかしながら、板バネ57の内輪部57aと椀部57cとの間の隙間の大きさは、一般に、100μm〜150μmと狭く、かつ、駆動用コイル55を構成する巻線もその線径が50μm程度と極めて細いため、駆動用コイル55の端末55k,55lを傷つけないように、注意深く、板バネ57の内輪部57aと椀部57cとの間の隙間57sに通さなければならない。そのため、作業に時間がかかったり、ときには、端末55k,55lを傷つけて、駆動用コイル55の絶縁被膜を剥がしてしまうことがあった。
また、半田コテの熱が板バネ57の椀部57cに伝わって椀部57cが加熱されるため、バネ特性が劣化したり、半田付け部57Pがホルダー54に接近しているため、半田コテがホルダー54に接触して、ホルダー54を溶かしてしまったりしていた。
更に、板バネ57と駆動用コイル55の端末55k,55lとの半田付けは、人手による繊細な作業であるため、装置の組立に時間がかかる上、自動化が困難である。そのため、前記半田付け作業は、コストダウンの障害となっているだけでなく、作業者の能力によって接合部分の品質がばらついてしまうといった問題があった。
本発明は、従来の問題点に鑑みてなされたもので、駆動用コイルの端末の接合作業を容易にするとともに、駆動用コイルの端末を傷つけることなく、かつ、バネ部材やホルダーへの悪影響が生じない駆動用コイルの接続形態を有するレンズ駆動装置を提供することを目的とする。
本発明者は鋭意検討の結果、駆動用コイルの端末を直接板バネに半田付けするのではなく、ホルダーに駆動用コイルの端末を絡げるための絡げ部材を突設し、この絡げ部材に駆動用コイルの端末を絡げた後、この絡げ部材に絡げられた駆動用コイルの端末と板バネのホルダー側とを半田や溶接等により電気的に接続する構成とすれば、前記の問題を解決できることを見出し本発明に到ったものである。
すなわち、本願発明は、レンズを保持するホルダーと、このホルダーの外周側壁に装着された駆動用コイルと、前記駆動用コイルの外周側に前記駆動用コイルと間隙を介して対向するように配設された永久磁石と、この永久磁石を保持するケースと、前記ホルダーと前記ケースとを連結する板バネとを備えたレンズ駆動装置であって、前記ホルダーには、前記ホルダーに突設された、前記駆動用コイルの端末を絡げるための絡げ部材が設けられており、前記絡げ部材に絡げられた駆動用コイルの端末と前記板バネのホルダー側とは電気的に接続されていることを特徴とする。
なお、駆動用コイルの端末と板バネのホルダー側とを電気的に接続する方法としては、半田付けや溶接の他に、駆動用コイルの端末と板バネのホルダー側とを接触させた状態で接着剤等で接着したり、導電性の接着剤等により駆動用コイルの端末と板バネのホルダー側とを接着する方法などがある。
また、本願発明は、前記絡げ部材に絡げられた駆動用コイルの端末と前記板バネのホルダー側とが、前記板バネのホルダー側と前記絡げ部材との間に設けられた半田層もしくは導体めっき層を介して電気的に接続されていることを特徴とする。
これにより、駆動用コイルの端末を直接板バネのホルダー側に接続することなく、駆動用コイルの端末と板バネのホルダー側とを電気的に接続することができるので、バネ部材やホルダーへの悪影響を更に小さくできるとともに、作業性を向上させることができる。
また、本願発明は、前記絡げ部材に絡げられた駆動用コイルの端末と前記板バネのホルダー側とが溶接により電気的に接続されていることを特徴とする。
これにより、板バネと駆動用コイルの端末との接続が堅牢となるので、装置の長寿命化を図ることができる。
また、本願発明は、前記絡げ部材が導体であることを特徴とする。
これにより、絡げ部材と板バネのホルダー側とを電気的に接続するだけで、駆動用コイルの端末と板バネのホルダー側とを電気的に接続できるので、駆動用コイルの端末と板バネとを容易にかつ確実に電気的に接続することができる。
このとき、前記絡げ部材と前記板バネのホルダー側とを、前記板バネのホルダー側と前記絡げ部材との間に設けられた半田層もしくは導体めっき層を介して電気的に接続したり、前記絡げ部材と前記板バネのホルダー側とを溶接により電気的に接続すれば、駆動用コイルの端末と板バネのホルダー側とを容易にかつ確実に電気的に接続することができるとともに、接合作業を更に効率良く行うことができる。
なお、前記発明の概要は、本発明の必要な全ての特徴を列挙したものではなく、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となり得る。
本発明の実施の形態1に係るレンズ駆動装置の構成を示す図である。 駆動用コイルの端末と板バネとを電気的に接続した状態を示す図である。 駆動用コイルの端末と板バネとを半田付けした例を示す図である。 駆動用コイルの端末と板バネとをめっき層を介して電気的に接続した例を示す図である。 分割された板バネと駆動用コイルの端末との接続例を示す図である。 導体から成る絡げ部材を備えたレンズホルダーの一例を示す図である。 導体から成る絡げ部材と板バネとを半田付けした例を示す図である。 導体から成る絡げ部材と板バネとの接続方法を示す図である。 導体から成る絡げ部材と板バネとの接続方法の他の例を示す図である。 従来のレンズ駆動装置の構成を示す断面図である。 従来の駆動用コイルの端末の接続方法を示す図である。 図11の要部拡大図である。
以下、実施の形態を通じて本発明を詳説するが、以下の実施の形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではなく、また、実施の形態の中で説明される特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。
実施の形態1.
図1(a),(b)は、本発明の実施の形態1に係るレンズ駆動装置10の構成を示す図で、(a)図は装置全体の断面図、(b)図は駆動用コイルの端末と板バネのホルダー側との接続方法を示す要部分解斜視図である。
レンズ駆動装置10は、軟鉄等の磁性体から成るヨーク11と、このヨーク11の内壁側に取付けられる永久磁石12と、対物レンズや接眼レンズが組み合わされたレンズ13と、このレンズ13を中央位置に保持するレンズホルダー(以下、ホルダーという)14と、ホルダー14の外側面に装着される駆動用コイル15と、ヨーク11をその内周側に装着するケース16と、このケース16とホルダー14とを連結する上下の板バネ17(17A,17B)とを備える。なお、図のz方向をレンズ駆動装置10の上下方向とし、xy平面を水平面とした。
ケース16とヨーク11と永久磁石12とが本発明のレンズ駆動装置10の固定側の部材であり、レンズ13、ホルダー14、及び、駆動用コイル15が可動側の部材である。また、上下の板バネ17(17A,17B)がレンズ駆動装置10の固定側と可動側とを連結する連結部材である。
ヨーク11は、軟鉄等の磁性体から成る断面がL字型の円筒状の部品で、ホルダー14の周りに所定の間隔を隔てて配置される。
永久磁石12は、ヨーク11の内壁に取付けられる円筒状の部材で、ヨーク11とともに、駆動用コイル15周りに放射状に分布する磁界を印加する。
ホルダー14は円筒状の部品で、中央位置に対物レンズや接眼レンズが組み合わされたレンズ13を保持する。このホルダー14の外周側面で、かつ、駆動用コイル15の上側と下側とには、それぞれ、永久磁石12方向に突出する絡げ部材18(18A,18B)が設けられている。本例では、絡げ部材18を、ホルダー14を構成する材料と同じく、樹脂などの絶縁材料で構成した。
なお、絡げ部材18はホルダー14と一体に成形してもよいし、ホルダー14の成形後に接着ないしは嵌合等によりホルダー14に取付けてもよい。
駆動用コイル15はホルダー14の外周の側壁に装着される。駆動用コイル15の端末19(19A,19B)は上下の板バネ17(17A,17B)にそれぞれ電気的に接続される。本例では、巻き始め側の端末19Aが上側の板バネ17Aに接続され、巻き終わり側の端末19Bを下側の板バネ17Bに接続されている。
ケース16は、基部16aとこの基部16aの周縁部から上部に突出するヨーク支持部材16bとを備える。基部16aは平面視が矩形の板状の部材で、静止状態において、ホルダー14の下側を支持し、ヨーク支持部材16bは、内周面でヨーク11及び永久磁石12を支持する。
板バネ17は、リン青銅等から成る円板状のバネ部材に円弧状の滑らかな曲線で囲まれた複数の切り欠き溝17kを設けたもので、ホルダー14に固定される内輪部17aと、ケース16に固定される外輪部17bと、内輪部17aと外輪部17bとを連結する椀部17cとを備える。この椀部17cが板バネ17のバネ部となる。
上側の板バネ17Aは、ホルダー14の上面とケース16のヨーク支持部材16bとを連結し、下側の板バネ17Bは、ホルダー14の下面とケース16の基部16aの4隅に突設されたバネ取付部材16pの上面に取付けられて、ホルダー14とケース16とを連結する。
本例では、駆動用コイル15をホルダー14に装着する際に、絶縁被膜が被覆された銅などの導線の一端をホルダー14の上側に設けられた絡げ部材18Aに絡げた後、ホルダー14の外周に所定回数巻回してから、ホルダー14の下側に設けられた絡げ部材18Bに絡げ、この絡げた先の導線を切断する。そして、上下の絡げ部材18A,18Bにそれぞれ絡げられた導線の絡げ部分のうちの板バネ17A,17B側に予備半田を施して絶縁被覆を除去する。これにより、図2(a)に示すように、巻き始め側の端末19Aの絡げ部分19nでは、少なくとも上側の板バネ17A側の導線が露出した状態となるので、図2(b)に示すように、巻き始め側の端末19Aの絡げ部分19nと上側の板バネ17Aのホルダー14側(内輪部17aの外周側、もしくは、内輪部17aと椀部17cとの間の連結片17j)とをそれぞれ接触させた後、接着剤を用いて固定することにより、駆動用コイル15の巻き始め側の端末19Aと上側の板バネ17Aとを電気的に接続することができる。同図の符号20は接着層である。
駆動用コイル15の巻き終わり側の端末19Bと下側の板バネ17Bについても、同様の方法で電気的に接続することができる。
なお、予備半田時に、被膜を除去した絡げ部分19nの導線全体を半田で覆うようにすれば、駆動用コイル15の端末19と板バネ17とを更に確実に電気的に接続できる。
また、上下の板バネ17A,17Bはともに導電体から構成されているので、上下の板バネ17A,17Bを図示しない駆動用電源に接続される電源線に接続することにより、駆動用コイル15に通電することができる。
このように、本実施の形態1では、ホルダー14の外周側壁の駆動用コイル15の上側と下側とに絶縁材料から成る絡げ部材18A,18Bを突設し、この絡げ部材18A,18Bに駆動用コイル15の端末19A,19Bをそれぞれ絡げてから絡げ部分19nの絶縁被膜を除去した後、端末19A,19Bの絡げ部分19nと板バネ17A,17Bの内輪部17aもしくは連結片17jとを接触させた状態で接着剤で固定したので、駆動用コイル15の端末19A,19Bを傷つけることなく、駆動用コイル15と板バネ17A,17Bとを電気的に接続することができる。また、このような接続形態を取ることにより、板バネ17A,17Bやホルダー14への悪影響を大幅に低減できるので、レンズ駆動装置10の信頼性を向上させることができる。
なお、前記実施の形態1では、導線を露出させた駆動用コイル15の端末19と板バネ17とを接触させた状態で接着剤で固定することで、駆動用コイル15と板バネ17とを電気的に接続するようにしたが、図3に示すように、導線を露出させた駆動用コイル15の巻き始め側の端末19Aと上側の板バネ17Aとを直接半田付けしても、駆動用コイル15の巻き始め側の端末19Aと上側の板バネ17Aとを確実に電気的に接続することができる。同図の符号21は半田部である。なお、駆動用コイル15の巻き終わり側の端末19Bと下側の板バネ17Bも同様な方法で電気的に接続される。
この場合には、従来の半田付けのように、駆動用コイル15の端末19の先端部を板バネ17の内輪部17aもしくは連結片17jに半田付けする場合とは異なり、絡げ部材18に絡げられ導線を露出させた駆動用コイル15の絡げ部分19nと板バネ17とを当接させた状態で、絡げ部分19nを板バネ17に半田付けして固定するだけでよいので、駆動用コイル15の端末19が傷ついたりすることもない。また、半田付け作業も容易なので、板バネ17やホルダー14への悪影響を与えることもない。
また、被膜を除去した導線と板バネ17とを溶接により接合したり、導電性接着剤で接着しても、同様の効果を得ることができる。
駆動用コイル15の端末19と板バネ17とを電気的に接続する方法としては、上記例の他に、例えば、図4(a)に示すように、絡げ部材18Aの外周面に端子側めっき層22mを設けるとともに、めっき層から成る電気接続領域22nを設ける方法などがある。この電気接続領域22nは、ホルダー14の板バネ17Aの内輪部17aが取付けられる箇所からホルダー14の側壁に跨って設けられて、端子側めっき層22mと導通している。
これにより、図4(b)に示すように、ホルダー14に板バネ17Aを取付けると、駆動用コイル15の端末19の導線を露出させた絡げ部分19nは、端子側めっき層22m及び電気接続領域22nを介して板バネ17Aと電気的に接続されるので、駆動用コイル15の巻き始め側の端末19Aと上側の板バネ17Aを容易に電気的に接続することができる。このとき、電気接続領域22nと板バネ17とを半田付けすれば、駆動用コイル15の端末19Aと板バネ17Aとを確実に電気的に接続できる。同図の符号23が半田部である。なお、駆動用コイル15の巻き終わり側の端末19Bと下側の板バネ17Bも同様な方法で電気的に接続される。
また、図5に示すように、上側の板バネ17Aが2分割されている場合には、両方の絡げ部材18L,18Rを、ともに、ホルダー14の上側に設けることができる。
本例では、ホルダー14のバネ保持部14Hを、右側の板バネ部材17Rの内輪部17aを取付ける右バネ保持部14Rと左側の板バネ部材17Lの内輪部17aを取付ける左バネ保持部14Lとに分割するとともに、左右のバネ保持部14L,14Rに、例えば、めっき層から成る電気接続面14A,14Bを形成している。これにより、絡げ部材18L,18Rに絡げられた駆動用コイル15の端末19A,19Bと電気接続面14A,14Bとを、半田あるいは溶接、もしくは、接着等で接続すれば、駆動用コイル15の端末19A,19Bと上側の板バネ17Aの左右の板バネ部材17L,17Rとを電気的に接続することができる。
なお、下側の板バネ17Bが2分割されている場合には、両方の絡げ部材18L,18Rを、ともにホルダー14の下側に設ければ、同様に、駆動用コイル15の端末19A,19Bと下側の板バネ17Bの左右の板バネ部材17L,17Rとをそれぞれ電気的に接続することができる。
実施の形態2.
前記例では、絡げ部材18を、ホルダー14を構成する材料と同じ、樹脂などの絶縁材料で構成したが、導体から構成してもよい。これにより、駆動用コイル15の端末19と板バネ17とを更に容易に電気的に接続することができる。
図6はその一例を示す図で、ホルダー14に設けられて上下のバネ保持部14Hの駆動用コイル15側の側面に絡げ部材挿入孔14hを設け、この絡げ部材挿入孔14hに導体から成る絡げ部材18P,18Qをそれぞれ挿入して固定する。
これにより、上下の絡げ部材18P,18Qにそれぞれ駆動用コイル15の端末19A,19Bを絡げた後、絡げ部分の導線に予備半田を施して絶縁被覆を除去すれば、駆動用コイル15の端末19A,19Bと絡げ部材18P,18Qとはそれぞれ導通する。したがって、例えば、図7に示すように、絡げ部材18P,18Qと上下のバネ部材17A,17Bとを半田付けすれば、駆動用コイル15の端末19と板バネ17とを確実に電気的に接続できる。同図の符号24が半田部である。
なお、溶接、もしくは、接着等により駆動用コイル15の端末19と板バネ17とを電気的に接続してもよい。但し、接着する場合には、駆動用コイル15の端末19と板バネ17が接触する位置に絡げ部材18P,18Qを設ける必要がある。
なお、前記実施の形態2では、ホルダー14の側面から永久磁石12方向に突出する絡げ部材18P,18Qを設けた場合について説明したが、図8(a)に示すように、ホルダー14に設けられてバネ部材17を保持する上下のバネ保持部14H(図6参照)を、複数のバネ保持部14tから構成し、このバネ保持部14tの間にバネ部材17方向に突出する導体から成る絡げ部材18Dを突設し、この絡げ部材18Dのバネ部材17側の面18mとバネ部材17とを電気的に接続するようにしてもよい。
この場合、図8(b)に示すように、上側の絡げ部材18Dと図示しない下側の絡げ部材と上下のバネ部材17A,17B(図では、上側のバネ部材のみ図示)とを半田付けすれば、駆動用コイル15の端末19と板バネ17とを確実に電気的に接続できる。同図の符号24が半田部である。
駆動用コイル15の端末19と板バネ17とを、溶接、もしくは、接着等により電気的に接続してもよい。
また、絡げ部材として、図9(a)に示すような、ホルダー14の側面から永久磁石12方向に突出する水平片18xとこの水平片18xから上方に突出する垂直片18zとを備えた絡げ部材18Lを用いてもよい。この場合には、水平片18xに駆動用コイル15の端末19を絡げ、垂直片18zのバネ部材17側の面18nとバネ部材17と電気的に接続すればよい。
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は前記実施の形態に記載の範囲には限定されない。前記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者にも明らかである。そのような変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲から明らかである。
以上説明したように、本発明によれば、駆動用コイルの端末を傷つけることがないだけでなく、半田コテの熱によるバネ部材の劣化やホルダーの融解などを大幅に低減することができるので、駆動用コイルの端末の接続を容易にかつ再現性よく行うことができる。したがって、レンズ駆動装置を安定して動作させることができるとともに、レンズ駆動装置の信頼性を向上させることができる。
10 レンズ駆動装置、11 ヨーク、12 永久磁石、13 レンズ、
14 レンズホルダー、15 駆動用コイル、16 ケース、16a 基部、
16b ヨーク支持部材、17,17A,17B 板バネ、17a 内輪部、
17b 外輪部、17c 椀部、17k 切り欠き溝、17j 連結片、
18,18A,18B 絡げ部材、19,19A,19B 駆動用コイルの端末、
19n 端末の絡げ部分、20 接着層。

Claims (6)

  1. レンズを保持するホルダーと、このホルダーの外周側壁に装着された駆動用コイルと、前記駆動用コイルの外周側に前記駆動用コイルと間隙を介して対向するように配設された永久磁石と、この永久磁石を保持するケースと、前記ホルダーと前記ケースとを連結する板バネとを備えたレンズ駆動装置であって、
    前記ホルダーには、前記ホルダーに突設された、前記駆動用コイルの端末を絡げるための絡げ部材が設けられており、
    前記絡げ部材に絡げられた駆動用コイルの端末と前記板バネのホルダー側とは電気的に接続されていることを特徴とするレンズ駆動装置。
  2. 前記絡げ部材に絡げられた駆動用コイルの端末と前記板バネのホルダー側とが、前記板バネのホルダー側と前記絡げ部材との間に設けられた半田層もしくは導体めっき層を介して電気的に接続されていることを特徴とする請求項1に記載のレンズ駆動装置。
  3. 前記絡げ部材に絡げられた駆動用コイルの端末と前記板バネのホルダー側とが溶接により電気的に接続されていることを特徴とする請求項1に記載のレンズ駆動装置。
  4. 前記絡げ部材が導体であることを特徴とする請求項1に記載のレンズ駆動装置。
  5. 前記絡げ部材と前記板バネのホルダー側とが、前記板バネのホルダー側と前記絡げ部材との間に設けられた半田層もしくは導体めっき層を介して電気的に接続されていることを特徴とする請求項4に記載のレンズ駆動装置。
  6. 前記絡げ部材と前記板バネのホルダー側とが溶接により電気的に接続されていることを特徴とする請求項4に記載のレンズ駆動装置。
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