JP2013109248A - Anti-vibration actuator - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、防振アクチュエータに関し、特に、像振れ防止用レンズを移動させるための防振アクチュエータに関する。 The present invention relates to an image stabilization actuator, and more particularly to an image stabilization actuator for moving an image stabilization lens.
特開2007−293125号公報(特許文献1)には、撮像装置が記載されている。この撮像装置は、像振れ補正用レンズが取り付けられたレンズホルダを、光軸に垂直な平面内で駆動する手ぶれ防止機構を備えている。この手ぶれ防止機構は、レンズホルダの像振れ補正用レンズの両側に取り付けられたコイルと、これらのコイルに対向するように夫々配置されたマグネットと、を備えている。また、レンズホルダは、補正用レンズの光軸に平行に、この光軸に対して対称に配置された4本の直線状のワイヤによって支持されている。また、コイルに電流を流すことにより駆動力が発生し、レンズホルダが光軸に垂直な平面内で移動される。 Japanese Patent Laid-Open No. 2007-293125 (Patent Document 1) describes an imaging device. This image pickup apparatus includes a camera shake prevention mechanism that drives a lens holder to which an image blur correction lens is attached in a plane perpendicular to the optical axis. This camera shake prevention mechanism includes coils attached to both sides of the image shake correction lens of the lens holder, and magnets disposed so as to face these coils. The lens holder is supported by four linear wires arranged in parallel to the optical axis of the correction lens and symmetrically with respect to the optical axis. Further, a driving force is generated by passing an electric current through the coil, and the lens holder is moved in a plane perpendicular to the optical axis.
しかしながら、特開2007−293125号公報記載の撮像装置においては、レンズホルダを駆動するためのコイル及びマグネットが補正用レンズの両側に配置されているので、補正用レンズの駆動機構を小型化することが難しいという問題がある。特に、このような駆動機構は、光軸が途中で90゜折り曲げられる薄型のコンパクトカメラや、携帯電話に内蔵されるカメラに組み込むことが難しいという問題がある。 However, in the imaging apparatus described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2007-293125, since the coils and magnets for driving the lens holder are arranged on both sides of the correction lens, the drive mechanism for the correction lens can be reduced in size. There is a problem that is difficult. In particular, such a drive mechanism has a problem that it is difficult to incorporate into a thin compact camera in which the optical axis is bent by 90 ° in the middle or a camera built in a mobile phone.
従って、本発明は、容易に小型化することができる防振アクチュエータを提供することを目的としている。 Accordingly, an object of the present invention is to provide an anti-vibration actuator that can be easily downsized.
上述した課題を解決するために、本発明は、像振れ防止用レンズを移動させるための防振アクチュエータであって、筐体に固定された固定部と、像振れ防止用レンズが取り付けられた可動部と、この可動部を、像振れ防止用レンズの光軸に直交する平面内で、固定部に対して移動可能に支持する可動部支持手段と、可動部を、光軸に直交する平面内で、第1の方向、及びこの第1の方向とは異なる第2の方向に駆動する駆動手段と、を有し、駆動手段は、固定部又は可動部の何れか一方に取り付けられた駆動用磁石と、固定部及び可動部のうちの駆動用磁石が取り付けられていない方に取り付けられ、駆動用磁石により形成された磁場との相互作用により駆動力を発生する2組の駆動用コイルと、を有し、駆動用コイルのうちの第1の組の駆動用コイルは、第1の方向の駆動力を発生するように、光軸に直交する同一平面上に隣接して配置され、駆動用コイルのうちの第2の組の駆動用コイルは、第2の方向の駆動力を発生するように、第1の組の駆動用コイルが配置されている平面とは異なる光軸に直交する同一平面上に隣接して配置され、第1の組の駆動用コイルと第2の組の駆動用コイルは、光軸方向の投影において、重なるように配置されていることを特徴としている。 In order to solve the above-described problems, the present invention provides a vibration-proof actuator for moving an image blur prevention lens, and includes a fixed portion fixed to the housing, and a movable unit to which the image blur prevention lens is attached. A movable portion supporting means for movably supporting the movable portion with respect to the fixed portion within a plane perpendicular to the optical axis of the image blur prevention lens, and the movable portion within a plane perpendicular to the optical axis. And a driving means for driving in a first direction and a second direction different from the first direction, and the driving means is for driving attached to either the fixed part or the movable part. Two sets of driving coils that generate a driving force by interaction with a magnet and a magnetic field formed by the driving magnet, which is attached to one of the fixed part and the movable part where the driving magnet is not attached; And the first set of drive coils The driving coils are arranged adjacent to each other on the same plane orthogonal to the optical axis so as to generate the driving force in the first direction, and the second set of driving coils of the driving coils is the second Are arranged adjacent to each other on the same plane orthogonal to the optical axis different from the plane on which the first set of driving coils are arranged so as to generate a driving force in the direction of The coil and the second set of driving coils are arranged so as to overlap in the projection in the optical axis direction.
このように構成された本発明においては、像振れ防止用レンズが取り付けられた可動部が、可動部支持手段によって、像振れ防止用レンズの光軸に直交する平面内で固定部に対して移動可能に支持される。駆動手段は、可動部を、光軸に直交する平面内で、第1の方向及び第2の方向に駆動する。駆動手段は、駆動用磁石と、駆動用磁石による磁場との相互作用により駆動力を発生する2組の駆動用コイルと、を有する。各組の駆動用コイルは光軸に直交する同一平面上に隣接して配置されると共に、光軸方向の投影において、重なるように配置されている。 In the present invention configured as described above, the movable portion to which the image blur prevention lens is attached is moved relative to the fixed portion within a plane perpendicular to the optical axis of the image blur prevention lens by the movable portion support means. Supported as possible. The driving means drives the movable part in the first direction and the second direction within a plane orthogonal to the optical axis. The driving means includes a driving magnet and two sets of driving coils that generate a driving force by interaction with a magnetic field generated by the driving magnet. The driving coils of each set are arranged adjacent to each other on the same plane orthogonal to the optical axis, and are arranged so as to overlap in the projection in the optical axis direction.
このように構成された本発明によれば、各組の駆動用コイルが光軸に直交する各同一平面上に隣接して配置されると共に、光軸方向の投影において重なるように配置されているので、駆動手段をコンパクトに構成することができ、防振アクチュエータを小型化することができる。これにより、光軸が途中で90゜折り曲げられた光学系を用いた薄型の撮像装置用に、本発明の防振アクチュエータを採用することが可能になる。また、各組の駆動用コイルが、光軸方向の投影において重なるように配置されているので、駆動用磁石による単一の磁場により、第1の方向及び第2の方向の駆動力を生成することが可能になる。 According to the present invention thus configured, each set of driving coils is disposed adjacent to each other on the same plane orthogonal to the optical axis, and is disposed so as to overlap in the projection in the optical axis direction. Therefore, the drive means can be configured compactly, and the vibration-proof actuator can be reduced in size. This makes it possible to employ the vibration-proof actuator of the present invention for a thin imaging device using an optical system in which the optical axis is bent 90 ° in the middle. In addition, since each set of driving coils is arranged so as to overlap in the projection in the optical axis direction, the driving force in the first direction and the second direction is generated by a single magnetic field by the driving magnet. It becomes possible.
本発明において、好ましくは、可動部支持手段は、固定部と可動部との間に、光軸方向に延びる4本の弾性部材を含み、これら4本の弾性部材は、第1の組の駆動用コイルの間に延びる第2の方向の直線、及び第2の組の駆動用コイルの間に延びる第1の方向の直線に対して対称な位置に配置されている。 In the present invention, it is preferable that the movable portion supporting means includes four elastic members extending in the optical axis direction between the fixed portion and the movable portion, and these four elastic members are the first set of driving members. The second direction straight line extending between the coils for use and the first direction straight line extending between the second set of drive coils are arranged at symmetrical positions.
このように構成された本発明によれば、4本の弾性部材が、第1の方向の直線及び第2の方向の直線に対して対称な位置に配置されているので、各弾性部材による復元力がバランス良く作用して、第1、第2の組の駆動用コイルにより生成される駆動力によるモーメントの発生が抑制される。このため、第1、第2の組の駆動用コイルによって生成される駆動力により、可動部は、ほぼ第1、第2の方向に並進移動される。 According to the present invention configured as described above, the four elastic members are arranged at symmetrical positions with respect to the straight line in the first direction and the straight line in the second direction. The force acts in a well-balanced manner, and the generation of moment due to the driving force generated by the first and second sets of driving coils is suppressed. For this reason, the movable part is translated in substantially the first and second directions by the driving force generated by the first and second sets of driving coils.
本発明において、好ましくは、4本の弾性部材は導電性材料により構成され、これら4本の弾性部材は、2組の駆動用コイルに流す電流の導体として使用されている。 In the present invention, preferably, the four elastic members are made of a conductive material, and these four elastic members are used as conductors of a current flowing through two sets of driving coils.
このように構成された本発明によれば、弾性部材が駆動用コイルに流す電流の導体として使用されるので、電流を導くための導体を別に設ける必要がなく、部品点数を削減し、防振アクチュエータの組み立て性を向上させることができる。また、電流を導くための導体を別に設けることによって生じる、可動部の移動に対する外乱を除去することができる。 According to the present invention configured as described above, since the elastic member is used as a conductor for the current flowing through the driving coil, it is not necessary to provide a separate conductor for guiding the current, reducing the number of components and preventing vibration. The assembling property of the actuator can be improved. Further, disturbance due to the movement of the movable part, which is caused by separately providing a conductor for guiding current, can be removed.
本発明において、好ましくは、4本の弾性部材は非磁性材料により構成されている。
このように構成された本発明によれば、4本の弾性部材が非磁性材料により構成されているので、各弾性部材が駆動用磁石による磁力を受け、可動部の移動に対する外乱となるのを防止することができる。
In the present invention, preferably, the four elastic members are made of a nonmagnetic material.
According to the present invention configured as above, since the four elastic members are made of a non-magnetic material, each elastic member receives a magnetic force from the driving magnet and becomes a disturbance to the movement of the movable part. Can be prevented.
本発明において、好ましくは、第1の組の駆動用コイルは概ね長方形状の同形の2つの駆動用コイルから構成され、第2の組の駆動用コイルは概ね長方形状の同形の2つの駆動用コイルから構成され、第1の組の駆動用コイルの長辺の長さは第2の組の駆動用コイルの短辺の長さのほぼ2倍であり、第2の組の駆動用コイルの長辺の長さは第1の組の駆動用コイルの短辺の長さのほぼ2倍である。 In the present invention, preferably, the first set of drive coils is composed of two drive coils having the same shape of a substantially rectangular shape, and the second set of drive coils is two drive coils having the same shape of a substantially rectangular shape. The long side length of the first set of drive coils is approximately twice the short side length of the second set of drive coils. The length of the long side is approximately twice the length of the short side of the first set of driving coils.
このように構成された本発明によれば、同一の光軸方向の投影面積の中に、最大の駆動用コイルを配置することができ、専有面積の少ない駆動用コイルにより、大きな駆動力を発生させることが可能になる。 According to the present invention configured as described above, the maximum driving coil can be arranged in the same projected area in the optical axis direction, and a large driving force is generated by the driving coil with a small exclusive area. It becomes possible to make it.
本発明において、好ましくは、第1の組の駆動用コイルには、隣接する巻線部分に同一方向の電流が流れるように互いに逆回りの電流が流され、第2の組の駆動用コイルには、隣接する巻線部分に同一方向の電流が流れるように互いに逆回りの電流が流され、駆動用磁石は、第1の組及び第2の組の駆動用コイルの、同一方向の電流が流れる巻線部分に磁場を形成する。 In the present invention, preferably, the first set of driving coils are supplied with currents in opposite directions so that currents in the same direction flow in adjacent winding portions, and the second set of driving coils. Currents in opposite directions flow so that currents in the same direction flow in adjacent winding portions, and the driving magnets receive currents in the same direction of the first and second sets of driving coils. A magnetic field is formed in the flowing winding part.
このように構成された本発明によれば、駆動用磁石により、同一方向の電流が流れる巻線部分に磁場が形成されるので、駆動力を効率良く生成することができる。 According to the present invention configured as described above, since the magnetic field is formed in the winding portion where the current in the same direction flows by the driving magnet, the driving force can be generated efficiently.
本発明において、好ましくは、駆動用磁石は光軸方向に向かい合うように2つ設けられ、これらの駆動用磁石の間に、第1の組の駆動用コイル及び第2の組の駆動用コイルが配置されている。 In the present invention, preferably, two drive magnets are provided so as to face each other in the optical axis direction, and a first set of drive coils and a second set of drive coils are provided between these drive magnets. Has been placed.
このように構成された本発明によれば、第1の組の駆動用コイル及び第2の組の駆動用コイルに作用する磁場を強くすることができる。これにより、各駆動用コイルや駆動用磁石を小型に構成することができ、防振アクチュエータを、より小型化することができる。 According to the present invention thus configured, the magnetic field acting on the first set of drive coils and the second set of drive coils can be strengthened. Thereby, each drive coil and drive magnet can be configured in a small size, and the vibration-proof actuator can be further downsized.
本発明によれば、防振アクチュエータを、容易に小型化することができる。 According to the present invention, the vibration-proof actuator can be easily downsized.
次に、添付図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。
まず、図1乃至図7を参照して、本発明の実施形態による防振アクチュエータを内蔵した撮像装置を説明する。図1は本発明の実施形態による防振アクチュエータを内蔵した撮像装置の正面断面図であり、図2は撮像装置の側面断面図である。
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
First, with reference to FIGS. 1 to 7, an image pickup apparatus incorporating a vibration-proof actuator according to an embodiment of the present invention will be described. FIG. 1 is a front sectional view of an imaging apparatus incorporating a vibration-proof actuator according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a side sectional view of the imaging apparatus.
図1及び図2に示すように、本発明の実施形態による防振アクチュエータを内蔵した撮像装置1は、筐体2と、プリズム4と、撮像用レンズである第1レンズ6、第2レンズ8、第3レンズ10、第4レンズ12、及び第5レンズ14と、シャッターユニット16と、撮像素子18と、防振アクチュエータ20と、を有する。また、防振アクチュエータ20には、像振れ防止用レンズ26が取り付けられている。筐体2には、撮像装置1の振れを検出する振れ検出手段であるジャイロ56が取り付けられている。なお、図1及び図2においては、第1乃至第5レンズ、及び像振れ防止用レンズ26は、各々1枚のレンズとして示されているが、これらのレンズは、複数枚のレンズを組み合わせたレンズ群であっても良い。
As shown in FIGS. 1 and 2, an
第1レンズ6に入射した光は、プリズム4により90゜折り曲げられた後、像振れ防止用レンズ26の光軸Aに沿って、第2レンズ8、シャッターユニット16、像振れ防止用レンズ26、第3レンズ10、第4レンズ12、及び第5レンズ14を透過して、撮像素子18上に合焦される。また、第2レンズ8及び第4レンズ12は、光軸Aに沿って移動可能に配置されており、これにより、画角調整、及びピント調整を可能としている。
The light incident on the
撮像装置1は、ジャイロ56によって振動を検出し、検出された振動に基づいて防振アクチュエータ20を作動させて像振れ防止用レンズ26を移動させ、撮像素子18に合焦される画像を安定化させている。本実施形態においては、ジャイロ56として、圧電振動ジャイロを使用している。
The
次に、図3乃至図7を参照して、本発明の実施形態による防振アクチュエータ20を説明する。図3は、本発明の実施形態の防振アクチュエータの斜視図である。図4は防振アクチュエータ20の分解斜視図である。図5は防振アクチュエータ20の可動部の分解斜視図である。図6は、図1のvi−vi線に沿う防振アクチュエータ20の断面図である。図7は各駆動用コイル及び駆動用磁石の配置を示す図である。
Next, with reference to FIG. 3 thru | or FIG. 7, the
図3乃至図5に示すように、防振アクチュエータ20は、筐体2に固定されたベース部材22と、像振れ防止用レンズ26が取り付けられた可動部24と、を有し、可動部24は、像振れ防止用レンズ26の光軸Aに直交する平面内で、ベース部材22に対して移動可能に構成されている。
As shown in FIGS. 3 to 5, the
また、ベース部材22には、L字型のカバー28と、フレキシブル基板30と、4つの吸着用ヨーク44と、2つの駆動用磁石52a、52bと、駆動磁石ヨーク54が取り付けられている。さらに、フレキシブル基板30には、位置検出手段である2つのホール素子32が取り付けられている。なお、本実施形態において、ベース部材22、カバー28、及びフレキシブル基板30は、筐体2に取り付けられた固定部を構成する。
In addition, an L-shaped
一方、可動部24には、像振れ防止用レンズ26と、4つのバックヨーク34と、4つの吸着用磁石36と、2つの位置検出用磁石38a、38bと、2つの位置検出用ヨーク40と、第1の組の駆動用コイル48a、48bと、第2の組の駆動用コイル50a、50bが取り付けられている。
On the other hand, the
また、ベース部材22と可動部24との間には、3つの支持ボール42が挟持されている。さらに、ベース部材22に取り付けられたフレキシブル基板30と可動部24との間は、弾性部材である4本のコイルバネ46により連結されている。これらの支持ボール42及びコイルバネ46は、夫々、可動部24を像振れ防止用レンズ26の光軸Aに直交する平面内で、ベース部材22に対して移動可能に支持する可動部支持手段として機能する。
In addition, three
図4に示すように、ベース部材22は、概ねL字型に形成された樹脂製の部材である。ベース部材22には、可動部24に取り付けられた像振れ防止用レンズ26と整合する位置に、円形の開口部22aが設けられている。この円形の開口部22aの周囲には、支持ボール42を夫々配置するための円形の凹部22bが、3つ形成されている。また、ベース部材22の裏面側には吸着用ヨーク44を夫々埋め込むための4つの円形の凹部(図示せず)が設けられている。さらに、ベース部材22には、駆動磁石ヨーク54を嵌め込むための2つの切取部22cが設けられている。
As shown in FIG. 4, the
カバー28は、概ねL字型に折り曲げられた金属板であり、折り曲げられた一方の面がベース部材22の一部と重なり、他方の面がベース部材22の一部と対向するように、ベース部材22に取り付けられている。また、カバー28の、像振れ防止用レンズ26と整合する位置には円形の開口部28aが設けられ、駆動磁石ヨーク54が取り付けられる位置には切取部28bが設けられている。
The
フレキシブル基板30は、柔軟性のある細長い基板であり、カバー28の裏面側に取り付けられている。また、カバー28と同様に、円形の開口部30a及び切取部30bが設けられている。さらに、フレキシブル基板30の裏面側には、2つのホール素子32a、32bが取り付けられている。各ホール素子32a、32bによる検出信号は、フレキシブル基板30に設けられた基板パターン(図示せず)により制御部(図示せず)に伝えられるようになっている。また、フレキシブル基板30には、4本のコイルバネ46がハンダ付けされており、フレキシブル基板30の基板パターンを通って供給された電流が、各コイルバネ46を介して各駆動用コイルに供給されるようになっている。
The
可動部24は、概ね長方形状の樹脂製の部材であり、その中央部に開口部24aが設けられ、ここに像振れ防止用レンズ26が取り付けられている。また、可動部24の裏面側には、開口部24a周囲に3つの円形の凹部(図示せず)が設けられている。これらの凹部は、ベース部材22の凹部22bと向かい合う位置に設けられ、夫々支持ボール42を受け入れている。これにより、各支持ボール42は、ベース部材22と可動部24の間に保持されると共に、各凹部の中で転がることにより、可動部24を光軸Aに直交する平面内で移動可能に支持する。なお、本実施形態においては、各支持ボール42は、ステンレス製の球体である。
The
一方、可動部24の表側には、開口部24a周囲4箇所に、吸着用磁石36とバックヨーク34が、重ねて埋め込まれている。これらの吸着用磁石36及びバックヨーク34は、夫々、ベース部材22に埋め込まれた吸着用ヨーク44と整合する位置に埋め込まれている。これにより、各吸着用磁石36が対応する吸着用ヨーク44を引き付けて、各支持ボール42を可動部24とベース部材22の間に挟持し、可動部24はベース部材22に対して平行に維持される。
On the other hand, on the front side of the
また、可動部24の表側の一方の端部には、位置検出用磁石38aと位置検出用ヨーク40、位置検出用磁石38bと位置検出用ヨーク40が夫々重ねて取り付けられている。位置検出用磁石38aはフレキシブル基板30に取り付けられたホール素子32aと対向するように配置され、位置検出用磁石38bはフレキシブル基板30に取り付けられたホール素子32bと対向するように配置されている。位置検出用磁石38aは、その着磁境界線Cが可動部24の長手方向に向くように着磁されている。このため、可動部24が長手方向に直角な方向に変位されると、ホール素子32aによって検知される磁気が変化し、この方向の可動部24の位置変位を検出することができる。また、位置検出用磁石38bは、その着磁境界線Cが可動部24の短辺の方向に向くように着磁されている。このため、可動部24が長手の方向に変位されると、ホール素子32bによって検知される磁気が変化し、この方向の可動部24の位置変位を検出することができる。
In addition, a
さらに、可動部24の、位置検出用磁石とは反対側の端部には、第1の組の駆動用コイル48a、48b、及び第2の組の駆動用コイル50a、50bが、光軸Aの方向に重ねて取り付けられている。これら第1及び第2の組の駆動用コイルは、ベース部材22に取り付けられた駆動用磁石52a、52b及び駆動磁石ヨーク54と共に、駆動手段を構成する。この駆動手段は、光軸Aに直交する平面内で可動部24を第1の方向及び第2の方向に駆動する。このように、本実施形態の防振アクチュエータ20においては、像振れ防止用レンズ26の一方の側に、駆動手段が集約して配置される。
Further, the first set of
第1の組の駆動用コイル48a及び48bは、各々、角の丸い長方形状に巻線が巻かれたコイルであり、駆動用コイル48aと駆動用コイル48bは同一の形状を有している。また、駆動用コイル48a及び48bは、光軸Aに直交する同一の平面上に隣接して配置されている。駆動用コイル48aと駆動用コイル48bの間を通る直線L2(図7)は、可動部24の長手方向に向けられており、第1の組の駆動用コイル48a、48bに電流が流れると、第1の方向(図7における直線L1の方向)である可動部24の短辺の方向の駆動力が発生する。
The first set of driving
第2の組の駆動用コイル50a及び50bは、各々、角の丸い長方形状に巻線が巻かれたコイルであり、駆動用コイル50aと駆動用コイル50bは同一の形状を有している。また、駆動用コイル50a及び50bは、光軸Aに直交する同一の平面上に隣接して配置されている。駆動用コイル50aと駆動用コイル50bの間を通る直線L1(図7)は、可動部24の短辺の方向に向けられており、第2の組の駆動用コイル50a、50bに電流が流れると、第2の方向(図7における直線L2の方向)である可動部24の長手方向の駆動力が発生する。
The second set of driving
また、第1の組の駆動用コイル48a、48bは、第2の組の駆動用コイル50a、50bの図4における上側に重ねて配置されている。即ち、第1の組の駆動用コイル48a、48bと第2の組の駆動用コイル50a、50bは、光軸Aの方向に重ねて配置されており、第1の組の駆動用コイル48a、48bと第2の組の駆動用コイル50a、50bは、光軸A方向の投影において、重なるように配置されている。
Further, the first set of driving
さらに、第1の組の駆動用コイル48a、48bの長辺の長さは、第2の組の駆動用コイル50a、50bの短辺の長さのほぼ2倍である。また、第2の組の駆動用コイル50a、50bの長辺の長さは、第1の組の駆動用コイル48a、48bの短辺の長さのほぼ2倍である。従って、隣接して配置された第1の組の駆動用コイル48a、48bを囲む長方形と、隣接して配置された第2の組の駆動用コイル50a、50bを囲む長方形は、ほぼ同一の形状となり、光軸A方向の投影において、第1の組の駆動用コイルと第2の組の駆動用コイルは、ほぼ完全に重なっている。
Further, the length of the long side of the first set of driving
図4に示すように、駆動磁石ヨーク54は、概ねU字形に曲げられた金属製の板であり、側方が開放されるように、横向きにベース部材22に取り付けられている。この駆動磁石ヨーク54のU字形の開放部には、可動部24の端部に取り付けられた第1及び第2の組の駆動用コイルが配置される。
As shown in FIG. 4, the
図4及び図6に示すように、駆動用磁石52a、52bは、夫々、直方体状の磁石であり、駆動磁石ヨーク54のU字形の内側に、光軸Aの方向に互いに向かい合うように取り付けられている。また、図6における上側に配置された駆動用磁石52aは、上面側がS極、下面側がN極となるように着磁され、下側に配置された駆動用磁石52bは、上面側がS極、下面側がN極となるように着磁されている。これにより、駆動用磁石52aと駆動用磁石52bの間に配置された第1及び第2の組の駆動用コイルには、図4における上側から下側に向かう磁力線が通過する。
As shown in FIGS. 4 and 6, the
また、図7に太い矢印C1で示すように、第1の組の駆動用コイル48aと48bには、互いに逆回りの電流が流される。このため、第1の組の駆動用コイル48a、48bの隣接する巻線部分には常に同一の方向の電流が流れる。同様に、図7に細い矢印C2で示すように、第2の組の駆動用コイル50aと50bにも、互いに逆回りの電流が流される。このため、第2の組の駆動用コイル50a、50bの隣接する巻線部分には常に同一の方向の電流が流れる。
Further, as indicated by a thick arrow C1 in FIG. 7, reverse currents flow through the first set of driving
一方、図7に想像線で示すように、駆動用磁石52a、52bは、第1及び第2の組の駆動用コイルにおける同一の方向の電流が流れる巻線部分と向かい合うように配置されており、主に、この巻線部分に磁場を形成する。第1の組の駆動用コイル48a、48bは、可動部24の長手方向に向けられた第2の方向の直線L2の両側に配置されている。このため、第1の組の駆動用コイル48a、48bの隣接する巻線部分に電流が流れると、第2の方向に対して直角な第1の方向の直線L1に沿った駆動力が生成される。一方、第2の組の駆動用コイル50a、50bは、可動部24の短辺の方向に向けられた第1の方向の直線L1の両側に配置されている。このため、第2の組の駆動用コイル50a、50bの隣接する巻線部分に電流が流れると、第1の方向に対して直角な第2の方向の直線L2に沿った駆動力が生成される。
On the other hand, as indicated by imaginary lines in FIG. 7, the
次に、図5乃至7に示すように、弾性部材である4本のコイルバネ46は、光軸Aの方向に延びるように設けられ、カバー28に取り付けられたフレキシブル基板30と可動部24とを連結している。即ち、コイルバネ46は、可動部24を、光軸Aに直交する平面内でベース部材22に対して移動可能に支持する可動部支持手段として機能する。これらのコイルバネ46は、非常に細い非磁性材料の金属製の素線によって巻かれた細長いコイルバネであり、小さな力で曲げられ、伸縮されるので、コイルバネ46によりフレキシブル基板30と可動部24が連結されていても、可動部24を小さな力で移動させることができる。
Next, as shown in FIGS. 5 to 7, the four
また、コイルバネ46の復元力による可動部24を初期位置へ復帰させる力も小さなものとなる。さらに、各コイルバネ46等の寸法精度や、取り付け精度に誤差がある場合でも、各コイルバネ46による復元力自体が小さいので、各コイルバネ46の復元力のバラツキによる悪影響を最小限に抑制することができる。また、コイルバネ46は、非磁性材料で構成されているため、近傍に配置されている駆動用磁石52a、52bの磁気により吸着されることがなく、駆動用磁石から受ける磁力による外乱を回避することができる。このように、本実施形態においては、可動部を支持する弾性体として細いコイルバネを使用しているので、同じ太さのワイヤー等を使用した場合に比して、極めて小さな力で可動部を移動させることができる。
Further, the force for returning the
また、図7に示すように、4本のコイルバネ46は、夫々、第1、第2の組の駆動用コイルを取り囲む長方形の頂点に位置するように配置されている。この4本のコイルバネ46によって形成される長方形の中心は、第1の組の駆動用コイル48aと48bの間に延びる直線L2と、第2の組の駆動用コイル50aと50bの間に延びる直線L1との交点と一致している。従って、4本のコイルバネ46は、夫々、直線L1に対して対称の位置に配置されると共に、直線L2に対しても対称の位置に配置されている。これにより、第1、第2の組の駆動用コイルにより生成される駆動力と、各コイルバネ46による復元力がバランス良く作用する。このため、第1の組の駆動用コイル48a、48bに電流が流れ、第1の方向の駆動力が生成されると、可動部24は、ほぼ第1の方向に並進移動される。同様に、第2の組の駆動用コイル50a、50bに電流が流れ、第2の方向の駆動力が生成されると、可動部24は、ほぼ第2の方向に並進移動される。
Further, as shown in FIG. 7, the four
次に、本発明の実施形態による防振アクチュエータ20を内蔵した撮像装置1の作用を説明する。
まず、撮像装置1が起動されると、筐体2に備えられたジャイロ56は、撮像装置1の振れを検出する。撮像装置1に内蔵されたコントローラ(図示せず)は、ジャイロ56により検出された振れ角速度に基づいて、撮像素子18に形成される像の振れを抑制するために移動させるべき像振れ防止用レンズ26の指令位置を計算する。一方、フレキシブル基板30に取り付けられたホール素子32aは、可動部24に取り付けられた位置検出用磁石38aの、第1の方向(直線L1の方向)の変位を検出し、像振れ防止用レンズ26の第1の方向の位置を検出する。同様に、ホール素子32bは、位置検出用磁石38bの、第2の方向(直線L2の方向)の変位を検出し、像振れ防止用レンズ26の第2の方向の位置を検出する。
Next, the operation of the
First, when the
ホール素子32a、32bにより検出された像振れ防止用レンズ26の位置は、コントローラ(図示せず)に送られ、ジャイロ56の検出信号に基づいて計算された指令位置と比較される。コントローラは、検出された像振れ防止用レンズ26の位置が、指令位置に近づくように、第1の方向及び第2の方向の駆動力を夫々発生させる。即ち、コントローラは、フレキシブル基板30、コイルバネ46を介して第1の組の駆動用コイル48a、48bに電流を流して、第1の方向の駆動力を発生させる。同様に、コントローラは、フレキシブル基板30、コイルバネ46を介して第2の組の駆動用コイル50a、50bに電流を流して、第2の方向の駆動力を発生させる。
The position of the image
本実施形態においては、第1の組の駆動用コイル48a、48bに、図7に矢印C1で示す方向の電流(駆動用コイル48aには時計回り、駆動用コイル48bには反時計回りの電流)が流れると、第1の組の駆動用コイルには、図7における上方向の駆動力が作用し、像振れ防止用レンズ26は上方に移動される。また、矢印C1とは反対の方向の電流(駆動用コイル48aには反時計回り、駆動用コイル48bには時計回りの電流)が流れると、像振れ防止用レンズ26は図7における下方に移動される。
In the present embodiment, the first set of driving
さらに、第2の組の駆動用コイル50a、50bに、図7に矢印C2で示す方向の電流(駆動用コイル50aには時計回り、駆動用コイル50bには反時計回りの電流)が流れると、第2の組の駆動用コイルには、図7における左方向の駆動力が作用し、像振れ防止用レンズ26は左方に移動される。また、矢印C2とは反対の方向の電流(駆動用コイル50aには反時計回り、駆動用コイル50bには時計回りの電流)が流れると、像振れ防止用レンズ26は図7における右方に移動される。
Furthermore, when a current in the direction indicated by an arrow C2 in FIG. 7 flows through the second set of driving
このように、各組の隣接して配置された駆動用コイルには、常に逆回りの電流が流され、駆動用コイルの隣接する巻線部分には常に同一の方向の電流が流される。また、各組の駆動用コイルにおいて、隣接していない巻線部分には反対方向の電流が流れているが、これらの巻線部分には駆動用磁石52a、52bが対向されていないため、これらの巻線部分に作用する磁場は弱く、発生する電磁力も小さなものとなる。なお、防振アクチュエータ20の実使用時における変位量は微少であるため、可動部24が移動された場合でも、隣接していない巻線部分に強い磁場が作用することはない。
In this way, a reverse current always flows through the driving coils arranged adjacent to each other, and a current in the same direction always flows through the adjacent winding portions of the driving coils. Further, in each set of driving coils, currents in opposite directions flow through winding portions that are not adjacent to each other, but since the driving
以上のように生成される駆動力により、可動部24及びこれに取り付けられた像振れ防止用レンズ26は、常に指令位置に追従するように移動され、撮像素子18上に合焦される像の振れが抑制される。
Due to the driving force generated as described above, the
本発明の実施形態の防振アクチュエータ20によれば、第1の組の駆動用コイル48a、48b及び第2の組の駆動用コイル50a、50bが光軸Aに直交する各同一平面上に隣接して配置されると共に、光軸A方向の投影において重なるように配置されている(図5)ので、駆動手段をコンパクトに構成することができ、防振アクチュエータ20を小型化することができる。これにより、図1、2に示すような、光軸Aが途中で90゜折り曲げられた光学系を用いた薄型の撮像装置1用に、本実施形態の防振アクチュエータ20を採用することが可能になる。また、各組の駆動用コイルが、光軸A方向の投影において重なるように配置されている(図7)ので、駆動用磁石52a、52bによる単一の磁場により、第1の方向L1及び第2の方向L2の駆動力を生成することが可能になる。
According to the vibration-
また、本実施形態の防振アクチュエータ20によれば、4本のコイルバネ46が、第1の方向の直線L1及び第2の方向の直線L2に対して対称な位置に配置されている(図7)ので、各コイルバネ46による復元力がバランス良く作用し、第1、第2の組の駆動用コイルにより生成される駆動力によるモーメントの発生を抑制される。このため、第1、第2の組の駆動用コイルによって生成される駆動力により、可動部24は、ほぼ第1、第2の方向に並進移動される。
Further, according to the vibration-
さらに、本実施形態の防振アクチュエータ20によれば、コイルバネ46が各駆動用コイルに流す電流の導体として使用されるので、電流を導くための導体を別に設ける必要がなく、部品点数を削減し、防振アクチュエータ20の組み立て性を向上させることができる。また、電流を導くための導体を別に設けることによって生じる、可動部24の移動に対する外乱を除去することができる。
Furthermore, according to the vibration-
また、本実施形態の防振アクチュエータ20によれば、4本のコイルバネ46が非磁性材料により構成されているので、各コイルバネ46が駆動用磁石52a、52bによる磁力を受け、可動部24の移動に対する外乱となるのを防止することができる。
Further, according to the vibration-
さらに、本実施形態の防振アクチュエータ20においては、第1の組の駆動用コイルは概ね長方形状の同形の2つの駆動用コイル48a、48bから構成され、第2の組の駆動用コイルは概ね長方形状の同形の2つの駆動用コイル50a、50bから構成され、第1の組の駆動用コイル48a、48bの長辺の長さは第2の組の駆動用コイル50a、50bの短辺の長さのほぼ2倍であり、第2の組の駆動用コイル50a、50bの長辺の長さは第1の組の駆動用コイル48a、48bの短辺の長さのほぼ2倍に構成されている(図7)。この構成により、同一の光軸A方向の投影面積の中に、最大の駆動用コイルを配置することができ、専有面積の少ない第1、第2の組の駆動用コイルにより、大きな駆動力を発生させることが可能になる。
Furthermore, in the
また、本実施形態の防振アクチュエータ20においては、第1の組の駆動用コイル48a、48bには、隣接する巻線部分に同一方向の電流が流れるように互いに逆回りの電流が流され、第2の組の駆動用コイル50a、50bには、隣接する巻線部分に同一方向の電流が流れるように互いに逆回りの電流が流され、駆動用磁石52a、52bは、第1の組及び第2の組の駆動用コイルの、同一方向の電流が流れる巻線部分に磁場を形成する(図7)。この構成により、駆動用磁石52a、52bによって、主に、同一方向の電流が流れる巻線部分に磁場が形成されるので、駆動力を効率良く生成することができる。
Further, in the
さらに、本実施形態の防振アクチュエータ20においては、駆動用磁石52a、52bは光軸A方向に向かい合うように2つ設けられ、これらの駆動用磁石52a、52bの間に、第1の組の駆動用コイル48a、48b及び第2の組の駆動用コイル50a、50bが配置されている。この構成により、第1の組の駆動用コイル48a、48b及び第2の組の駆動用コイル50a、50bに作用する磁場を強くすることができる。これにより、各駆動用コイルや駆動用磁石52a、52bを小型に構成することができ、防振アクチュエータ20を、より小型化することができる。
Furthermore, in the vibration-
以上、本発明の好ましい実施形態を説明したが、上述した実施形態に種々の変更を加えることができる。特に、上述した実施形態においては、可動部に駆動用コイルが取り付けられ、ベース部材に駆動用磁石が取り付けられていたが、可動部に駆動用磁石を取り付け、固定側に駆動用コイルを取り付けるように、本発明を構成することもできる。 As mentioned above, although preferable embodiment of this invention was described, a various change can be added to embodiment mentioned above. In particular, in the above-described embodiment, the driving coil is attached to the movable part and the driving magnet is attached to the base member. However, the driving magnet is attached to the movable part, and the driving coil is attached to the fixed side. In addition, the present invention can also be configured.
また、上述した実施形態においては、2つの駆動用磁石が、各組の駆動用コイルと夫々向かい合うように配置されていたが、駆動用磁石は1つでも良い。また、駆動用磁石は、必ずしも駆動用コイルと向かい合うように配置されている必要はなく、磁場がヨークにより駆動用コイルに導かれるように、本発明を構成することもできる。 In the above-described embodiment, the two drive magnets are arranged so as to face each set of drive coils, but one drive magnet may be provided. Further, the drive magnet is not necessarily arranged so as to face the drive coil, and the present invention can be configured so that the magnetic field is guided to the drive coil by the yoke.
1 撮像装置
2 筐体
4 プリズム
6 第1レンズ(撮像用レンズ)
8 第2レンズ(撮像用レンズ)
10 第3レンズ(撮像用レンズ)
12 第4レンズ(撮像用レンズ)
14 第5レンズ(撮像用レンズ)
16 シャッターユニット
18 撮像素子
20 防振アクチュエータ
22 ベース部材
22a 開口部
22b 凹部
22c 切取部
24 可動部
24a 開口部
26 像振れ防止用レンズ
28 カバー
28a 開口部
28b 切取部
30 フレキシブル基板
30a 開口部
30b 切取部
32a、32b ホール素子(位置検出手段)
34 バックヨーク
36 吸着用磁石
38a、38b 位置検出用磁石
40 位置検出用ヨーク
42 支持ボール(可動部支持手段)
44 吸着用ヨーク
46 コイルバネ(弾性部材、可動部支持手段)
48a、48b 第1の組の駆動用コイル
50a、50b 第2の組の駆動用コイル
52a、52b 駆動用磁石
54 駆動磁石ヨーク
56 ジャイロ
DESCRIPTION OF
8 Second lens (imaging lens)
10 Third lens (imaging lens)
12 Fourth lens (imaging lens)
14 Fifth lens (imaging lens)
34
44
48a, 48b First set of
Claims (7)
筐体に固定された固定部と、
上記像振れ防止用レンズが取り付けられた可動部と、
この可動部を、上記像振れ防止用レンズの光軸に直交する平面内で、上記固定部に対して移動可能に支持する可動部支持手段と、
上記可動部を、上記光軸に直交する平面内で、第1の方向、及びこの第1の方向とは異なる第2の方向に駆動する駆動手段と、を有し、
上記駆動手段は、
上記固定部又は上記可動部の何れか一方に取り付けられた駆動用磁石と、
上記固定部及び上記可動部のうちの上記駆動用磁石が取り付けられていない方に取り付けられ、上記駆動用磁石により形成された磁場との相互作用により駆動力を発生する2組の駆動用コイルと、を有し、
上記駆動用コイルのうちの第1の組の駆動用コイルは、上記第1の方向の駆動力を発生するように、上記光軸に直交する同一平面上に隣接して配置され、上記駆動用コイルのうちの第2の組の駆動用コイルは、上記第2の方向の駆動力を発生するように、上記第1の組の駆動用コイルが配置されている平面とは異なる上記光軸に直交する同一平面上に隣接して配置され、上記第1の組の駆動用コイルと上記第2の組の駆動用コイルは、上記光軸方向の投影において、重なるように配置されていることを特徴とする防振アクチュエータ。 An anti-vibration actuator for moving the image blur prevention lens,
A fixed portion fixed to the housing;
A movable part to which the lens for preventing image blur is attached;
Movable part support means for supporting the movable part movably with respect to the fixed part within a plane perpendicular to the optical axis of the image blur prevention lens;
Drive means for driving the movable part in a first direction and a second direction different from the first direction in a plane orthogonal to the optical axis;
The drive means is
A drive magnet attached to either the fixed part or the movable part;
Two sets of driving coils that are attached to the fixed part and the movable part that are not attached with the driving magnet and generate a driving force by interaction with the magnetic field formed by the driving magnet; Have
A first set of driving coils among the driving coils is disposed adjacent to the same plane perpendicular to the optical axis so as to generate a driving force in the first direction. Of the coils, the second set of driving coils is arranged on the optical axis different from the plane on which the first set of driving coils is arranged so as to generate the driving force in the second direction. The first set of driving coils and the second set of driving coils are arranged adjacent to each other on the same orthogonal plane, and are arranged so as to overlap in the projection in the optical axis direction. Anti-vibration actuator characterized.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
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Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
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|---|---|---|---|
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Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2015138054A (en) * | 2014-01-20 | 2015-07-30 | リコーイメージング株式会社 | Driving device, driving method, and imaging apparatus |
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| CN112334826A (en) * | 2018-07-04 | 2021-02-05 | 三美电机株式会社 | Camera actuator, camera module, and camera-mounted device |
| WO2022211206A1 (en) * | 2021-04-01 | 2022-10-06 | 엘지이노텍 주식회사 | Lens driving device |
-
2011
- 2011-11-24 JP JP2011255716A patent/JP2013109248A/en active Pending
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