JP7628571B2 - Optical member driving device, camera device and electronic device - Google Patents
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Description
本発明は、光学部材駆動装置、カメラ装置及び電子機器に関する。 The present invention relates to an optical element driving device, a camera device, and an electronic device.
携帯電話やスマートフォン等の電子機器には、小型のカメラ装置が搭載されている。この種の小型カメラはレンズ駆動装置を有し、このレンズ駆動装置として、例えば特許文献1に示すように、手ブレ補正機能を備えたものが知られている。 Electronic devices such as mobile phones and smartphones are equipped with small camera devices. This type of small camera has a lens drive device, and as for this lens drive device, one with a camera shake correction function is known, as shown in Patent Document 1, for example.
上記特許文献1においては、レンズを移動自在とするための案内機構が設けられており、この案内機構は、ガイド凹部のガイド面に摺接する複数の突起を含んでいる。 In the above-mentioned Patent Document 1, a guide mechanism is provided to allow the lens to move freely, and this guide mechanism includes multiple protrusions that slide against the guide surface of the guide recess.
しかしながら、このような案内機構は、突起とガイド面との間で摩擦係数が大きくなる場合があるという問題があった。 However, this type of guide mechanism has the problem that the coefficient of friction between the protrusion and the guide surface can become large.
本発明は、上記従来の問題点を解消し、案内機構における摩擦係数が大きくなりにくい光学部材駆動装置、カメラ装置及び電子機器を提供することを目的とする。 The present invention aims to solve the above-mentioned problems of the conventional art and provide an optical element drive device, a camera device, and an electronic device in which the coefficient of friction in the guide mechanism is unlikely to become large.
本発明の一態様は光学部材駆動装置であり、この光学部材駆動装置は、光学部材の移動を案内する案内機構を有し、前記案内機構は、第1部材に突起として形成された支持部と、第2部材に溝として形成された案内部と、を有し、前記支持部が前記案内部に嵌まって前記支持部と前記案内部が摺動し、前記支持部と前記案内部の摺動部分の一方は、金属で構成され、他方は、樹脂で構成されている。 One aspect of the present invention is an optical element driving device, which has a guide mechanism for guiding the movement of an optical element, the guide mechanism having a support portion formed as a protrusion on a first member and a guide portion formed as a groove on a second member, the support portion fits into the guide portion so that the support portion and the guide portion slide, one of the sliding portions of the support portion and the guide portion being made of metal and the other being made of resin.
好適には、前記金属は前記溝の底面を構成する金属部材であり、樹脂で形成された前記第2部材の本体に埋め込まれている。 Preferably, the metal is a metal member that forms the bottom surface of the groove and is embedded in the body of the second member, which is made of resin.
好適には、前記金属部材は、板状をなしており、前記溝の前記底面を構成する部分の移動方向に直交する方向の断面がV字状又はU字状、及び前記板状の板面に平行な直線状をなしている。 Preferably, the metal member is plate-shaped, and the cross section perpendicular to the direction of movement of the portion constituting the bottom surface of the groove is V-shaped or U-shaped, and linear in shape parallel to the plate surface.
好適には、前記金属部材の外形は四角形状であり、対向する2つの辺のうちの一方の辺の両端に前記V字状又は前記U字状をなしている部分が設けられ、他方の辺の両端に前記直線状をなしている部分が設けられる。 Preferably, the metal member has a rectangular outer shape, with the V-shaped or U-shaped portions provided at both ends of one of the two opposing sides, and the straight-line portions provided at both ends of the other side.
好適には、前記支持部の前記移動方向に直交する方向の断面が半円形状又は半楕円形状である。 Preferably, the cross section of the support part in a direction perpendicular to the direction of movement is semicircular or semielliptical.
好適には、1つの前記第1部材と2つの前記第2部材を有し、前記1つの第1部材は前記光学部材の光軸方向の両側に前記支持部を有し、前記2つの第2部材は前記光軸方向の両側から前記第1部材を挟むとともに、その一方に前記光学部材を支持するための支持体を有し、前記2つの第2部材に設けられた前記案内部の溝の方向が直交している。 Preferably, there is one first member and two second members, the one first member has the support portion on both sides of the optical axis direction of the optical member, the two second members sandwich the first member from both sides of the optical axis direction and have a support member on one side for supporting the optical member, and the directions of the grooves of the guide portions provided on the two second members are perpendicular to each other.
本発明の他の態様はカメラ装置であり、このカメラ装置は、上記態様の光学部材駆動装置と、前記光学部材としてのレンズと、を備える。 Another aspect of the present invention is a camera device, which includes the optical element driving device of the above aspect and a lens as the optical element.
本発明の他の態様はカメラ装置であり、このカメラ装置は、上記態様の光学部材駆動装置と、前記光学部材としての画像センサと、を備える。 Another aspect of the present invention is a camera device, which includes the optical member driving device of the above aspect and an image sensor as the optical member.
本発明の他の態様は電子機器であり、この電子機器は、上記態様のカメラ装置を有する。 Another aspect of the present invention is an electronic device that has the camera device of the above aspect.
本発明によれば、案内機構は、第1部材に突起として形成された支持部と、第2部材に溝として形成された案内部と、を有し、支持部が案内部に嵌まって支持部と案内部が摺動する。支持部と案内部の摺動部分の一方は、金属で構成され、他方は、樹脂で構成されている。そのため、金属と樹脂との接触により摩擦係数が小さく保たれる。よって、案内機構における摩擦係数が大きくなりにくい光学部材駆動装置、カメラ装置及び電子機器を提供することができる。 According to the present invention, the guide mechanism has a support portion formed as a protrusion on the first member and a guide portion formed as a groove on the second member, and the support portion fits into the guide portion so that the support portion and the guide portion slide. One of the sliding portions of the support portion and the guide portion is made of metal, and the other is made of resin. Therefore, the coefficient of friction is kept small by contact between the metal and the resin. It is therefore possible to provide an optical element driving device, a camera device, and an electronic device in which the coefficient of friction in the guide mechanism is unlikely to become large.
本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。 An embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1から図5には、本発明の実施形態に係るレンズ駆動装置10が示されている。レンズ駆動装置10は光学部材として採用したレンズと共に、スマートフォン等の電子機器に搭載されるカメラ装置に用いられる。 Figures 1 to 5 show a lens driving device 10 according to an embodiment of the present invention. The lens driving device 10 is used in a camera device mounted on an electronic device such as a smartphone together with a lens adopted as an optical member.
レンズ駆動装置10は、固定体12と、この固定体12に対して移動自在に支持された移動体14とを有する。移動体14は、図4及び図5に示すように、図示しないレンズを支持するレンズ支持体16と、このレンズ支持体16を囲む第1枠体18とを有する。レンズ支持体16及び第1枠体18は、前方から見た外形が略四角形状となっている。 The lens drive device 10 has a fixed body 12 and a movable body 14 supported so as to be freely movable relative to the fixed body 12. As shown in Figures 4 and 5, the movable body 14 has a lens support 16 that supports a lens (not shown), and a first frame 18 that surrounds the lens support 16. The lens support 16 and the first frame 18 have an approximately rectangular external shape when viewed from the front.
なお、この明細書においては、便宜上、レンズの光軸方向をZ方向、光軸方向と直交する方向をX方向、並びにZ方向及びX方向と直交する方向をY方向と称する。また、光軸の被写体側を前側、その反対側で図示しない画像センサが配置される側を後側と称する。 For the sake of convenience, in this specification, the optical axis direction of the lens is referred to as the Z direction, the direction perpendicular to the optical axis direction is referred to as the X direction, and the direction perpendicular to the Z direction and the X direction is referred to as the Y direction. In addition, the subject side of the optical axis is referred to as the front side, and the opposite side where the image sensor (not shown) is located is referred to as the rear side.
レンズ支持体16の内側にZ方向から見て円形のレンズ取付け用孔20が形成され、このレンズ取付け用孔20にレンズが取り付けられる。 A circular lens mounting hole 20 is formed on the inside of the lens support 16 when viewed from the Z direction, and the lens is mounted in this lens mounting hole 20.
第1枠体18は、第1移動体プレート22、第2移動体プレート24及び第1カバー26とから構成されている。レンズ支持体16、第1移動体プレート22及び第2移動体プレート24は、例えば液晶ポリマー(LCP)、ポリアセタール、ポリアミド、ポリカーボネート、変性ポリフェニレンエーテル、ポリブチレンテレフタレート等のエンジニアリングプラスチックから作られている。また、第1カバー26は、例えば金属から作られている。第1移動体プレート22、第2移動体プレート24及び第1カバー26には、それぞれ光を通過させるための貫通孔28、30、32が形成されている。貫通孔28、30、32はそれぞれ略円形に形成されている。 The first frame 18 is composed of a first moving body plate 22, a second moving body plate 24, and a first cover 26. The lens support 16, the first moving body plate 22, and the second moving body plate 24 are made of engineering plastics such as liquid crystal polymer (LCP), polyacetal, polyamide, polycarbonate, modified polyphenylene ether, polybutylene terephthalate, etc. The first cover 26 is made of metal, for example. The first moving body plate 22, the second moving body plate 24, and the first cover 26 are each formed with through holes 28, 30, and 32 for passing light. The through holes 28, 30, and 32 are each formed in an approximately circular shape.
第1枠体18は、レンズ支持体16をY方向及びX方向の両方向に移動自在に支持している。即ち、第1枠体18は、直交方向支持機構34を有し、この直交方向支持機構34を介してレンズ支持体16をXY方向に移動自在であるようにしてある。 The first frame 18 supports the lens support 16 so that it can move freely in both the Y and X directions. That is, the first frame 18 has an orthogonal support mechanism 34, and the lens support 16 can be moved freely in the X and Y directions via this orthogonal support mechanism 34.
直交方向支持機構34は、Z方向に隔てられた第1支持機構36と第2支持機構38とから構成されている。第1支持機構36は、Z方向後方に設けられ、第1移動体プレート22の後面に-Z方向に突出する突起として形成された第1支持部40と、第2移動体プレート24の前面に-Z方向に凹むように溝として形成された第1案内部42とから構成される。第1支持部40は第1案内部42に嵌っている。第1支持部40と第1案内部42とは、それぞれX方向に延びており、第1移動体プレート22及び第2移動体プレート24の4つの角部近傍に形成されている。X方向に延びる第1支持部40と第1案内部42とがY方向には移動を制限するように嵌っているので、第1移動体プレート22は、第2移動体プレート24に対してX方向のみ移動自在であるようになっている。 The orthogonal support mechanism 34 is composed of a first support mechanism 36 and a second support mechanism 38 separated in the Z direction. The first support mechanism 36 is provided rearward in the Z direction and is composed of a first support portion 40 formed as a protrusion protruding in the -Z direction on the rear surface of the first moving body plate 22, and a first guide portion 42 formed as a groove recessed in the -Z direction on the front surface of the second moving body plate 24. The first support portion 40 fits into the first guide portion 42. The first support portion 40 and the first guide portion 42 each extend in the X direction and are formed near the four corners of the first moving body plate 22 and the second moving body plate 24. The first support portion 40 and the first guide portion 42 extending in the X direction are fitted together so as to restrict movement in the Y direction, so that the first moving body plate 22 is movable relative to the second moving body plate 24 only in the X direction.
第1支持機構36において、第1支持部40と第1案内部42は、四角形の第1移動体プレート22及び第2移動体プレート24の各角部に配置されている。このうち、第1磁石54と磁性部材86が設けられた-Y側の第1案内部42Aの底面はV字形状をなし、反対側の+Y側の第1案内部42Bの底面は1つの平面形状をなしている。対応する第1支持部40Aと第1支持部40Bの形状は同じである。 In the first support mechanism 36, the first support portion 40 and the first guide portion 42 are disposed at each corner of the rectangular first movable body plate 22 and second movable body plate 24. Of these, the bottom surface of the first guide portion 42A on the -Y side where the first magnet 54 and magnetic member 86 are provided is V-shaped, and the bottom surface of the first guide portion 42B on the opposite +Y side forms a single flat surface. The corresponding first support portion 40A and first support portion 40B have the same shape.
第1支持部40は、樹脂で構成されている。第1案内部42は、樹脂で構成されているが、第1支持部40が摺動する溝の底面については金属で構成される。具体的には、図6(A)、図6(B)に示すように、第2移動体プレート24には、第2移動体プレート24の外形と略同一形状か、又は若干小さい形状の外形を有し、中央に貫通孔を有する板状の金属部材98がインサート成型されている。この金属部材98は、第2移動体プレート24本体中に、第1案内部42の底面を除く部位ではほとんどすべてが埋め込まれているが、第1案内部42内においては底面として溝内に露出している。金属部材98には、予めV字状の第1露出部98Aと平面状の第1露出部98Bが形成されており、その状態でインサート成型される。 The first support 40 is made of resin. The first guide 42 is made of resin, but the bottom surface of the groove in which the first support 40 slides is made of metal. Specifically, as shown in FIG. 6(A) and FIG. 6(B), a plate-shaped metal member 98 having an outer shape that is approximately the same as or slightly smaller than the outer shape of the second movable body plate 24 and a through hole in the center is insert-molded into the second movable body plate 24. Almost the entire metal member 98 is embedded in the main body of the second movable body plate 24 except for the bottom surface of the first guide 42, but is exposed in the groove as the bottom surface in the first guide 42. The metal member 98 is formed with a V-shaped first exposed portion 98A and a flat first exposed portion 98B in advance, and is insert-molded in that state.
図9(A)、図9(B)に示すように、X方向から見た場合、第1案内部42Aは、V字形状の金属部材98の第1露出部98Aが露出して底面を構成している。また、第1支持部40Aは半円形状である。これにより、第1支持部40Aの弧状の曲面部分と第1露出部98AのV字の平面部分とは、互いに2箇所で線接触する。つまり、Y-Z平面の断面においては、2点で接触する。 As shown in Figures 9(A) and 9(B), when viewed from the X direction, the first guide portion 42A has a bottom surface formed by exposing the first exposed portion 98A of the V-shaped metal member 98. The first support portion 40A is also semicircular in shape. As a result, the arc-shaped curved portion of the first support portion 40A and the V-shaped flat portion of the first exposed portion 98A are in line contact with each other at two points. In other words, in a cross section in the Y-Z plane, they are in contact at two points.
第1支持部40Aの断面形状は角部が底面に当接しない形状が好ましく、例えば、半楕円形状でもよい。第1露出部98Aの断面形状はV字形状としたが、U字形状であってもよい。2箇所で線接触することにより、第1露出部98Aに対する第1支持部40AのY方向の位置がブレることなく決まる。 The cross-sectional shape of the first support portion 40A is preferably one in which the corners do not abut the bottom surface, and may be, for example, a semi-elliptical shape. The cross-sectional shape of the first exposed portion 98A is V-shaped, but it may also be U-shaped. Line contact at two points ensures that the Y-direction position of the first support portion 40A relative to the first exposed portion 98A is determined without deviation.
また、同じく図9(A)、図9(B)に示すように、X方向から見た場合、第1案内部42Bは、X-Y方向に延在する平面状の部分を有する金属部材98の第1露出部98Bが露出して底面を構成している。 Also, as shown in Figures 9(A) and 9(B), when viewed from the X direction, the first guide portion 42B has a bottom surface formed by exposing the first exposed portion 98B of the metal member 98, which has a planar portion extending in the XY direction.
第1支持部40Bの断面形状は角部が底面に当接しない形状が好ましく、例えば、半楕円形状でもよい。本実施形態においては、第1支持部40Aと同形状である。これにより、第1移動体プレート22の第2移動体プレート24に対するZ方向の高さを決めることができる。また、第1案内部42BのY方向の幅は、第1支持部40BのY方向の幅よりも幅広い。そのため、第1支持部40Aと第1支持部40Bの間の寸法が、第1案内部42Aと第1案内部42Bとの間の寸法と、公差範囲内で異なっていても組み立てることができる。これにより、金属と樹脂との接触により摩擦係数が小さく保たれる。よって、第1支持機構36における摩擦係数が大きくなりにくい。 The cross-sectional shape of the first support 40B is preferably a shape in which the corners do not abut the bottom surface, and may be, for example, a semi-elliptical shape. In this embodiment, it has the same shape as the first support 40A. This allows the height of the first moving body plate 22 in the Z direction relative to the second moving body plate 24 to be determined. In addition, the width of the first guide 42B in the Y direction is wider than the width of the first support 40B in the Y direction. Therefore, assembly is possible even if the dimension between the first support 40A and the first support 40B differs from the dimension between the first guide 42A and the first guide 42B within the tolerance range. This keeps the friction coefficient small due to contact between the metal and the resin. Therefore, the friction coefficient in the first support mechanism 36 is unlikely to become large.
第2支持機構38は、Z方向前方に設けられ、第1移動体プレート22の前面に+Z方向に突出する突起として形成された第2支持部44と、レンズ支持体16の後面に+Z方向に凹むように溝として形成された第2案内部46とから構成される。第2支持部44は第2案内部46に嵌っている。第2支持部44と第2案内部46とは、Y方向に延びており、レンズ支持体16及び第1移動体プレート22の4つの角部近傍に形成されている。Y方向に延びる第2支持部44と第2案内部46とがX方向には移動を制限するように嵌っているので、レンズ支持体16は、第1移動体プレート22に対してY方向のみ移動自在であるようになっている。 The second support mechanism 38 is provided forward in the Z direction and is composed of a second support part 44 formed as a protrusion protruding in the +Z direction on the front surface of the first movable body plate 22, and a second guide part 46 formed as a groove recessed in the +Z direction on the rear surface of the lens support 16. The second support part 44 fits into the second guide part 46. The second support part 44 and the second guide part 46 extend in the Y direction and are formed near the four corners of the lens support 16 and the first movable body plate 22. The second support part 44 and the second guide part 46 extending in the Y direction fit together to restrict movement in the X direction, so that the lens support 16 is free to move only in the Y direction relative to the first movable body plate 22.
第2支持部44と第2案内部46は、四角形の第1移動体プレート22及びレンズ支持体16の各角部に配置されている。このうち、第1磁石54と磁性部材86が設けられた+X側の第2案内部46Aの底面はV字形状をなし、-X側の第2案内部46Bの底面は1つの平面形状をなしている。対応する第2支持部44Aと第2支持部44Bの形状は同じである。 The second support portion 44 and the second guide portion 46 are disposed at each corner of the rectangular first movable body plate 22 and the lens support 16. Of these, the bottom surface of the second guide portion 46A on the +X side where the first magnet 54 and the magnetic member 86 are provided is V-shaped, and the bottom surface of the second guide portion 46B on the -X side is a single flat surface. The corresponding second support portion 44A and second support portion 44B have the same shape.
第2支持部44は、樹脂で構成されている。第2案内部46は、樹脂で構成されているが、第2支持部44が摺動する溝の底面については金属で構成される。具体的には、図7(A)、図7(B)に示すように、レンズ支持体16には、レンズ支持体16の外形と略同一形状か、又は若干小さい形状の外形を有し、中央に貫通孔を有する板状の金属部材100がインサート成型されている。この金属部材100は、レンズ支持体16本体中に、第2案内部46の底面を除く部位ではほとんどすべてが埋め込まれているが、第2案内部46内においては底面として溝内に露出している。金属部材100には、予めV字状の第2露出部100Aと平面状の第2露出部100Bが形成されており、その状態でインサート成型される。 The second support part 44 is made of resin. The second guide part 46 is made of resin, but the bottom surface of the groove in which the second support part 44 slides is made of metal. Specifically, as shown in FIG. 7(A) and FIG. 7(B), a plate-shaped metal member 100 having an outer shape that is approximately the same as or slightly smaller than the outer shape of the lens support part 16 and a through hole in the center is insert-molded into the lens support part 16. This metal member 100 is almost entirely embedded in the lens support part 16 body except for the bottom surface of the second guide part 46, but is exposed in the groove as the bottom surface in the second guide part 46. The metal member 100 is formed in advance with a V-shaped second exposed part 100A and a flat second exposed part 100B, and is insert-molded in that state.
図9(C)、図9(D)に示すように、Y方向から見た場合、第2案内部46Aは、V字形状の金属部材100の第2露出部100Aが露出して底面を構成している。また、第2支持部44Aは半円形状である。これにより、第2支持部44Aの弧状の曲面部分と第2露出部100AのV字の直線状の平面部分とは、互いに2箇所で線接触する。つまり、X-Z平面の断面においては、2点で接触する。 As shown in Figures 9(C) and 9(D), when viewed from the Y direction, the second guide portion 46A has the second exposed portion 100A of the V-shaped metal member 100 exposed to form the bottom surface. The second support portion 44A is semicircular in shape. As a result, the arc-shaped curved surface portion of the second support portion 44A and the linear flat portion of the V-shape of the second exposed portion 100A are in line contact with each other at two points. In other words, in a cross section in the X-Z plane, they are in contact at two points.
第2支持部44Aの断面形状は角部が底面に当接しない形状が好ましく、例えば、半楕円形状でもよい。第2露出部100Aの断面形状はV字形状としたが、U字形状であってもよい。2箇所で線接触することにより、第2支持部44Aに対する第2露出部100AのX方向の位置がブレることなく決まる。 The cross-sectional shape of the second support portion 44A is preferably one in which the corners do not abut the bottom surface, and may be, for example, a semi-elliptical shape. The cross-sectional shape of the second exposed portion 100A is V-shaped, but it may also be U-shaped. Line contact at two points ensures that the position of the second exposed portion 100A in the X direction relative to the second support portion 44A is determined without any deviation.
また、同じく図9(C)、図9(D)に示すように、Y方向から見た場合、第2案内部46Bは、X-Y方向に延在する平面状の部分を有する金属部材100の第2露出部100Bが露出して底面を構成している。 Also, as shown in Figures 9(C) and 9(D), when viewed from the Y direction, the second guide portion 46B has a bottom surface formed by exposing the second exposed portion 100B of the metal member 100, which has a planar portion extending in the X-Y direction.
第2支持部44Bの断面形状は角部が底面に当接しない形状が好ましく、例えば、半楕円形状でもよい。本実施形態においては、第2支持部44Aと同形状である。これにより、レンズ支持体16の第1移動体プレート22に対するZ方向の高さを決めることができる。また、第2案内部46BのX方向の幅は、第2支持部44BのX方向の幅よりも幅広い。そのため、第2支持部44Aと第2支持部44Bの間の寸法が、第2案内部46Aと第2案内部46Bの間の寸法と、公差範囲内で異なっていても、組み立てることができる。これにより、金属と樹脂との接触により摩擦係数が小さく保たれる。よって、第2支持機構38における摩擦係数が大きくなりにくい。 The cross-sectional shape of the second support 44B is preferably a shape in which the corners do not abut the bottom surface, and may be, for example, a semi-elliptical shape. In this embodiment, it has the same shape as the second support 44A. This allows the height of the lens support 16 in the Z direction relative to the first moving body plate 22 to be determined. In addition, the width of the second guide 46B in the X direction is wider than the width of the second support 44B in the X direction. Therefore, even if the dimension between the second support 44A and the second support 44B differs from the dimension between the second guide 46A and the second guide 46B within the tolerance range, assembly is possible. This keeps the friction coefficient small due to contact between the metal and the resin. Therefore, the friction coefficient in the second support mechanism 38 is unlikely to become large.
なお、金属部材98、100は、非磁性金属、例えばステンレススティールで形成される。また、第1露出部98A、98B、及び第2露出部100A、100Bの表面を、研磨による鏡面処理や化学研磨処理を施すことにより表面粗さを小さくし、摩擦係数が小さくなるようにしてもよい。また、第1支持部40と第1案内部42との間、第2支持部44と第2案内部46との間に潤滑剤が介在するようにしてもよい。 The metal members 98, 100 are made of a non-magnetic metal, such as stainless steel. The surfaces of the first exposed portions 98A, 98B and the second exposed portions 100A, 100B may be polished to a mirror finish or chemically polished to reduce the surface roughness and the coefficient of friction. A lubricant may be interposed between the first support portion 40 and the first guide portion 42, and between the second support portion 44 and the second guide portion 46.
上述した直交方向支持機構34の第1支持機構36と第2支持機構38の構造は以下のようにも説明できる。第1支持機構36は、第1部材としての第1移動体プレート22に突起として形成された第1支持部40と、第2部材としての第2移動体プレート24に溝として形成された第1案内部42と、を有する。第1支持部40が第1案内部42に嵌まって第1支持部40と第1案内部42が摺動する。第1支持部40と第1案内部42の摺動部分の一方である第1案内部42の底面は、金属で構成され、他方である第1支持部40は、樹脂で構成されている。 The structure of the first support mechanism 36 and the second support mechanism 38 of the orthogonal support mechanism 34 described above can also be explained as follows. The first support mechanism 36 has a first support portion 40 formed as a protrusion on the first movable body plate 22 as the first member, and a first guide portion 42 formed as a groove on the second movable body plate 24 as the second member. The first support portion 40 fits into the first guide portion 42, and the first support portion 40 and the first guide portion 42 slide. The bottom surface of the first guide portion 42, which is one of the sliding portions of the first support portion 40 and the first guide portion 42, is made of metal, and the other, the first support portion 40, is made of resin.
また、第2支持機構38は、第1部材としての第1移動体プレート22に突起として形成された第2支持部44と、第2部材としてのレンズ支持体16に溝として形成された第2案内部46と、を有する。第2支持部44が第2案内部46に嵌まって第2支持部44と第2案内部46が摺動する。第2支持部44と第2案内部46の摺動部分の一方である第2案内部46の底面は、金属で構成され、他方である第2支持部44は、樹脂で構成されている。 The second support mechanism 38 has a second support portion 44 formed as a protrusion on the first movable body plate 22 as the first member, and a second guide portion 46 formed as a groove on the lens support 16 as the second member. The second support portion 44 fits into the second guide portion 46, and the second support portion 44 and the second guide portion 46 slide. The bottom surface of the second guide portion 46, which is one of the sliding portions of the second support portion 44 and the second guide portion 46, is made of metal, and the other, the second support portion 44, is made of resin.
また、直交方向支持機構34において、第1部材である第1移動体プレート22は光学部材であるレンズの光軸方向の両側に第1支持部40と第2支持部44を有する。第2部材である第2移動体プレート24とレンズ支持体16は光軸方向の両側から第1移動体プレート22を挟んでいるが、2つの第2部材の一方はレンズを支持するためのレンズ支持体16である。そして、2つの第2部材に設けられた第1案内部42と第2案内部46の溝の方向が直交している。 In the orthogonal direction support mechanism 34, the first movable body plate 22, which is the first member, has a first support portion 40 and a second support portion 44 on both sides in the optical axis direction of the lens, which is an optical member. The second movable body plate 24, which is the second member, and the lens support 16 sandwich the first movable body plate 22 from both sides in the optical axis direction, and one of the two second members is the lens support 16 for supporting the lens. The directions of the grooves of the first guide portion 42 and the second guide portion 46 provided on the two second members are orthogonal to each other.
第1カバー26の四隅には、取付け部48がZ方向の後方へ延びるように設けられている。この取付け部48には、四角形状の取付け孔50が形成されている。また、第2移動体プレート24の四隅には、被取付け部52が側方に突出するように形成されている。この被取付け部52に取付け孔50が嵌り、第1カバー26が第2移動体プレート24に固定されている。 Attachment parts 48 are provided at the four corners of the first cover 26 so as to extend rearward in the Z direction. These attachment parts 48 have rectangular attachment holes 50 formed therein. Additionally, attachment receiving parts 52 are formed at the four corners of the second movable body plate 24 so as to protrude laterally. The attachment receiving parts 52 fit into the attachment holes 50, and the first cover 26 is fixed to the second movable body plate 24.
レンズ支持体16の外側には、+X側の面と-Y側の面に第1磁石54及び第1ヨーク56が固定されている。+X側の面の第1磁石54は、X方向にS極とN極が形成されている。また、-Y側の面の第1磁石54はY方向にS極とN極が形成されている。 A first magnet 54 and a first yoke 56 are fixed to the +X side and -Y side surfaces of the outer surface of the lens support 16. The first magnet 54 on the +X side surface has an S pole and an N pole formed in the X direction. The first magnet 54 on the -Y side surface has an S pole and an N pole formed in the Y direction.
また、第2移動体プレート24の+Y側の面には、第2磁石58及び第2ヨーク60が固定されている。この第2磁石58は、Z方向に2分割され、それぞれY方向にS極とN極が形成され、その極性が前後で逆になるように形成されている。また、第2移動体プレート24の底面には、磁性部材86が第1磁石54の後方に対応して固定されている。これによってレンズ支持体16が第1移動体プレート22とともに第2移動体プレート24に引き寄せられて、移動体14が一つの部材としてまとまる。 A second magnet 58 and a second yoke 60 are fixed to the +Y side surface of the second movable body plate 24. This second magnet 58 is divided into two in the Z direction, with an S pole and an N pole formed in the Y direction, and the polarity is reversed at the front and rear. A magnetic member 86 is fixed to the bottom surface of the second movable body plate 24 in correspondence with the rear of the first magnet 54. This causes the lens support 16 to be attracted to the second movable body plate 24 together with the first movable body plate 22, and the movable body 14 is assembled into a single member.
次に固定体12と移動体14との関係について説明する。固定体12は、第2枠体62を有する。この第2枠体62は、移動体14の第1枠体18の周囲を囲んでいる。この第2枠体62は、ベース64と、このベース64に装着された第2カバー66とを有する。ベース64及び第2カバー66は、前方から見て四角形状であり、ベース64の外側に第2カバー66が嵌め込まれて第2枠体62が構成されている。また、ベース64の底面部68及び第2カバー66の前面部70には、光を通過させ、或いはレンズを挿入するための貫通孔72、74が形成されている。 Next, the relationship between the fixed body 12 and the moving body 14 will be described. The fixed body 12 has a second frame 62. This second frame 62 surrounds the periphery of the first frame 18 of the moving body 14. This second frame 62 has a base 64 and a second cover 66 attached to this base 64. The base 64 and the second cover 66 are rectangular when viewed from the front, and the second frame 62 is formed by fitting the second cover 66 to the outside of the base 64. In addition, through holes 72, 74 are formed in the bottom surface portion 68 of the base 64 and the front surface portion 70 of the second cover 66 to pass light or to insert a lens.
また、ベース64の4つの角部には、角部を挟んで2つに分かれた支柱部76が底面部68から前方へ立ち上がるように形成されている。この支柱部76を囲むようにフレキシブルプリント基板78がベース64の外側に配置されている。フレキシブルプリント基板78は、ベース64の外形の3面を囲むように四角形状に折り曲げられて支柱部76に固定され、その後部において、端子部80が形成されている。この端子部80を介して後述する第1コイル82及び第2コイル84への通電が制御されるが、これに限るものではない。 At the four corners of the base 64, a support section 76 is formed that splits into two parts with the corners in between, rising forward from the bottom surface section 68. A flexible printed circuit board 78 is disposed on the outside of the base 64 so as to surround this support section 76. The flexible printed circuit board 78 is bent into a quadrangle so as to surround three sides of the exterior shape of the base 64 and fixed to the support section 76, and a terminal section 80 is formed at the rear of the flexible printed circuit board 78. The supply of electricity to a first coil 82 and a second coil 84, which will be described later, is controlled via this terminal section 80, but is not limited to this.
フレキシブルプリント基板78の内側には、+X方向部と-Y方向部に第1コイル82が固定されている。また、フレキシブルプリント基板78の内側の+Y方向部には第2コイル84が固定されている。第1コイル82は、第1磁石54に対向し、第2コイル84は第2磁石58に対向している。 A first coil 82 is fixed to the +X direction portion and the -Y direction portion on the inside of the flexible printed circuit board 78. A second coil 84 is fixed to the +Y direction portion on the inside of the flexible printed circuit board 78. The first coil 82 faces the first magnet 54, and the second coil 84 faces the second magnet 58.
また、フレキシブルプリント基板78の+Y方向部の外側には、磁性体からなる磁性部材86が設けられている。この磁性部材86は、フレキシブルプリント基板78及び第2コイル84を挟んで第2磁石58に対向している。磁性部材86には第2磁石58からの磁束が流れるため、第2磁石58と磁性部材86との間には吸引力が生じる。このため、移動体14には、固定体12に向けて+Y方向に吸引力が作用する。 A magnetic member 86 made of a magnetic material is provided on the outside of the +Y direction portion of the flexible printed circuit board 78. This magnetic member 86 faces the second magnet 58 with the flexible printed circuit board 78 and the second coil 84 sandwiched between them. Since magnetic flux from the second magnet 58 flows through the magnetic member 86, an attractive force is generated between the second magnet 58 and the magnetic member 86. As a result, an attractive force acts on the moving body 14 in the +Y direction toward the fixed body 12.
移動体14は、固定体12に対して光軸方向支持機構88によりZ方向に移動自在であるように支持されている。光軸方向支持機構88は、ベース64に設けられた主案内軸90と副案内軸92、及び移動体14に設けられた案内孔94と案内壁96とから構成されている。 The movable body 14 is supported by an optical axis direction support mechanism 88 so that it can move freely in the Z direction relative to the fixed body 12. The optical axis direction support mechanism 88 is composed of a main guide shaft 90 and a sub-guide shaft 92 provided on the base 64, and a guide hole 94 and a guide wall 96 provided on the movable body 14.
上記構成において、+X側の面の第1磁石54に対向している第1コイル82に通電すると、第1コイル82にはX方向へのローレンツ力が作用する。第1コイル82はベース64に固定されているので、第1磁石54に働くその反作用がレンズ支持体16及び第1移動体プレート22に対する駆動力となってレンズ支持体16及び第1移動体プレート22は、第1支持機構36に支持されながらX方向へ移動する。 In the above configuration, when electricity is applied to the first coil 82 facing the first magnet 54 on the +X side surface, a Lorentz force acts on the first coil 82 in the X direction. Since the first coil 82 is fixed to the base 64, the reaction acting on the first magnet 54 becomes a driving force for the lens support 16 and the first movable body plate 22, and the lens support 16 and the first movable body plate 22 move in the X direction while being supported by the first support mechanism 36.
第1支持機構36においては、第1支持部40と、第1案内部42内に露出した金属部材98の第1露出部98A、98Bと、が摺動する。第1支持部40は樹脂で形成され、第1露出部98A、98Bは金属製であるので、摩擦係数が小さく保たれ、互いにスムーズに摺動する。 In the first support mechanism 36, the first support part 40 slides against the first exposed parts 98A and 98B of the metal member 98 exposed in the first guide part 42. Since the first support part 40 is made of resin and the first exposed parts 98A and 98B are made of metal, the coefficient of friction is kept small and they slide smoothly against each other.
また、-Y側の面の第1磁石54に対向する第1コイル82に通電すると、第1コイル82にはY方向へのローレンツ力が作用する。第1コイル82はベース64に固定されているので、第1磁石54に働くその反作用がレンズ支持体16に対する駆動力となってレンズ支持体16は、第2支持機構38に支持されながらY方向へ移動する。 When current is applied to the first coil 82 facing the first magnet 54 on the -Y side surface, a Lorentz force acts on the first coil 82 in the Y direction. Because the first coil 82 is fixed to the base 64, the reaction acting on the first magnet 54 becomes a driving force for the lens support 16, and the lens support 16 moves in the Y direction while being supported by the second support mechanism 38.
第2支持機構38においては、第2支持部44と、第2案内部46内に露出した金属部材100の第2露出部100A、100Bと、が摺動する。第2支持部44は樹脂で形成され、第2露出部100A、100Bは金属製であるので、摩擦係数が小さく保たれ、互いにスムーズに摺動する。 In the second support mechanism 38, the second support portion 44 slides against the second exposed portions 100A and 100B of the metal member 100 exposed in the second guide portion 46. Since the second support portion 44 is made of resin and the second exposed portions 100A and 100B are made of metal, the coefficient of friction is kept small and they slide smoothly against each other.
X方向又はY方向の少なくとも一方にレンズ支持体16が移動した後に第1コイル82への通電を中止する。すると、第1磁石54と磁性部材86との間の吸引力及び第1支持部40と金属部材98、及び第2支持部44と金属部材100の摩擦により、レンズ支持体16は通電を中止した位置に止まる。 After the lens support 16 has moved in at least one of the X and Y directions, the power supply to the first coil 82 is stopped. Then, due to the attractive force between the first magnet 54 and the magnetic member 86 and the friction between the first support part 40 and the metal member 98, and between the second support part 44 and the metal member 100, the lens support 16 stops at the position where the power supply was stopped.
上記実施形態においては、第1移動体プレート22に第1支持部40、及び第2支持部44を設け、これらに対向するように、第2移動体プレート24に第1案内部42を設け、レンズ支持体16に第2案内部46を設けた例を説明した。第1案内部42の底面には第1露出部98A、98Bが露出し、第2案内部46の底面には、第2露出部100A、100Bが露出している。案内部内の摺動する部分に金属部材を露出させたため、樹脂である支持部との間の摩擦係数が小さく保たれ、摩擦力も小さく、互いにスムーズに摺動する。本構成によれば、樹脂同士の摺動の場合、潤滑剤を使用しても摩擦係数は0.2程度であるのに対し、金属と樹脂の摺動の場合、摩擦係数は0.1程度である。このように、摩擦力が小さいため、樹脂と金属の摺動面を有さない構造のものに比べて、必要な駆動力も小さく、駆動のための消費電力が削減できる。 In the above embodiment, an example was described in which the first support 40 and the second support 44 are provided on the first movable plate 22, the first guide 42 is provided on the second movable plate 24 so as to face them, and the second guide 46 is provided on the lens support 16. The first exposed parts 98A and 98B are exposed on the bottom surface of the first guide 42, and the second exposed parts 100A and 100B are exposed on the bottom surface of the second guide 46. Since the metal member is exposed at the sliding part in the guide, the friction coefficient between the resin support part is kept small, and the friction force is also small, so they slide smoothly against each other. According to this configuration, when resin slides against resin, the friction coefficient is about 0.2 even when a lubricant is used, whereas when metal slides against resin, the friction coefficient is about 0.1. Thus, because the friction force is small, the required driving force is smaller than that of a structure that does not have a sliding surface between resin and metal, and the power consumption for driving can be reduced.
なお、突起と溝を入れ替えて、第1移動体プレート22の前後の面に案内部を溝として形成し、第1移動体プレート22に金属部材を埋め込み、案内部内に金属部材の露出部を形成してもよい。そして、これらに対向するように、第2移動体プレート24とレンズ支持体16に支持部を突起として形成してもよい。また、前側のみ又は後側のみを入れ替えてもよい。 It is also possible to interchange the protrusions and grooves, forming guide sections as grooves on the front and rear surfaces of the first movable body plate 22, embedding a metal member in the first movable body plate 22, and forming an exposed section of the metal member within the guide section. Then, facing these, the second movable body plate 24 and the lens support 16 may have support sections formed as protrusions. Also, only the front side or only the rear side may be interchanged.
また、上記実施形態では、第1コイル82、第2コイル84を固定体12に取り付け、第1磁石54、第2磁石58を移動体14に取り付けた例を説明した。しかしながら、第1コイル82、第2コイル84を移動体14に取り付け、第1磁石54、第2磁石58を固定体12に取り付けてもよい。 In the above embodiment, an example was described in which the first coil 82 and the second coil 84 were attached to the fixed body 12, and the first magnet 54 and the second magnet 58 were attached to the moving body 14. However, the first coil 82 and the second coil 84 may be attached to the moving body 14, and the first magnet 54 and the second magnet 58 may be attached to the fixed body 12.
また、上記実施形態では、案内部内に板状の金属部材の露出部を形成した場合を説明した。しかしながら、本発明は上記実施形態に限定されず、案内部を樹脂で形成し、支持部を金属で構成してもよい。支持部は、例えば、金属製のシャフトを第1移動体プレート22に埋め込むことにより形成してもよい。また、案内部と支持部の両方を金属で構成してもよい。 In the above embodiment, an exposed portion of a plate-shaped metal member is formed within the guide portion. However, the present invention is not limited to the above embodiment, and the guide portion may be formed of resin and the support portion may be made of metal. The support portion may be formed, for example, by embedding a metal shaft in the first movable body plate 22. In addition, both the guide portion and the support portion may be made of metal.
なお、上記実施形態では、カメラ装置に用いられるレンズ駆動装置10について説明したが、本発明は、他の装置にも適用可能である。 In the above embodiment, the lens driving device 10 used in a camera device is described, but the present invention can also be applied to other devices.
なお、上記実施形態では、案内部内に金属部材の露出部を設けた案内機構を、レンズ支持体をレンズの光軸方向と直交する方向に移動させる手ブレ補正用の直交方向案内機構に応用した場合を説明した。しかしながら、本発明は上記実施形態に限定されず、固定体12と、固定体12に対してレンズの光軸方向に相対移動する移動体14とを支持するオートフォーカス用の光軸方向案内機構に適用してもよい。また、例えば、光学部材として画像センサを採用し、それを光軸と直交する方向に移動させる手ブレ補正用の直交方向案内機構に応用してもよい。 In the above embodiment, a guide mechanism having an exposed portion of a metal member within a guide portion is applied to an orthogonal direction guide mechanism for camera shake correction that moves a lens support in a direction perpendicular to the optical axis direction of the lens. However, the present invention is not limited to the above embodiment, and may be applied to an optical axis direction guide mechanism for autofocus that supports a fixed body 12 and a movable body 14 that moves relative to the fixed body 12 in the optical axis direction of the lens. Also, for example, an image sensor may be used as an optical member, and the orthogonal direction guide mechanism for camera shake correction that moves the image sensor in a direction perpendicular to the optical axis.
その場合、案内機構は、支持部を固定体12と移動体14のいずれか一方である第1部材に形成し、案内部を固定体12と移動体14の他方である第2部材に設ける。そして、案内部が形成された部分の一部は、少なくとも一部を金属で構成する。具体的には、例えば、第2部材内に板状の金属部材を埋め込み、案内部内に金属部材の露出部を形成し、支持部と摺動するようにしてもよい。支持部は樹脂で構成してもよい。あるいは、支持部を金属で構成し、案内部を樹脂で構成してもよい。 In this case, the guide mechanism has a support portion formed in a first member, which is either the fixed body 12 or the movable body 14, and a guide portion provided in a second member, which is the other of the fixed body 12 and the movable body 14. At least a part of the portion where the guide portion is formed is made of metal. Specifically, for example, a plate-shaped metal member may be embedded in the second member, and an exposed portion of the metal member may be formed in the guide portion so as to slide against the support portion. The support portion may be made of resin. Alternatively, the support portion may be made of metal, and the guide portion may be made of resin.
10 レンズ駆動装置
12 固定体
14 移動体
16 レンズ支持体
18 第1枠体
20 レンズ取付け用孔
22 第1移動体プレート
24 第2移動体プレート
26 カバー
28、30、32 貫通孔
34 直交方向支持機構
36 第1支持機構
38 第2支持機構
40、40A、40B 第1支持部
42、42A、42B 第1案内部
44、44A、44B 第2支持部
46、46A、46B 第2案内部
48 取付け部
50 取付け孔
52 被取付部
54 第1磁石
56 第1ヨーク
58 第2磁石
60 第2ヨーク
62 第2枠体
64 ベース
66 第2カバー
68 底面部
70 前面部
72、74 貫通孔
76 支柱部
78 フレキシブルプリント基板
80 端子部
82 第1コイル
84 第2コイル
86 磁性部材
88 光軸方向支持機構
90 主案内軸
92 副案内軸
94 案内孔
96 案内壁
98 金属部材
98A、98B 第1露出部
100 金属部材
100A、100B 第2露出部
REFERENCE SIGNS LIST 10 Lens drive device 12 Fixed body 14 Movable body 16 Lens support 18 First frame 20 Lens mounting hole 22 First movable body plate 24 Second movable body plate 26 Cover 28, 30, 32 Through hole 34 Orthogonal direction support mechanism 36 First support mechanism 38 Second support mechanism 40, 40A, 40B First support portion 42, 42A, 42B First guide portion 44, 44A, 44B Second support portion 46, 46A, 46B Second guide portion 48 Mounting portion 50 Mounting hole 52 Mounted portion 54 First magnet 56 First yoke 58 Second magnet 60 Second yoke 62 Second frame 64 Base 66 Second cover 68 Bottom portion 70 Front portion 72, 74 Through hole 76 Support portion 78 Flexible printed circuit board 80 Terminal portion 82 First coil 84 Second coil 86 Magnetic member 88 Optical axis direction support mechanism 90 Main guide shaft 92 Sub guide shaft 94 Guide hole 96 Guide wall 98 Metal member 98A, 98B First exposed portion 100 Metal member 100A, 100B Second exposed portion
Claims (6)
前記案内機構は、第1部材に突起として形成された支持部と、第2部材に溝として形成された案内部と、を有し、前記支持部が前記案内部に嵌まって前記支持部と前記案内部が摺動し、
前記支持部の摺動部分は、樹脂で構成され、
前記案内部の摺動部分は前記溝の底面であって、この溝の底面は、樹脂で形成された前記第2部材の本体内に前記溝の底面を除く部位が埋め込まれた金属部材が前記溝内に露出することによって構成されており、
前記金属部材は、外形が四角形状の外形を有する1枚の板状部材であって、本体部分の対向する2つの辺のうちの一方の辺の両端に、前記本体部分とは切り込みによって部分的に隔てられた、移動を案内する方向に直交する方向の断面がV字状又はU字状をなしている部分が設けられ、他方の辺の両端に、前記本体部分とは切り込みによって部分的に隔てられた、前記移動を案内する方向に直交する方向の断面が前記板状部材の板面に平行な直線状をなしている部分が設けられる
光学部材駆動装置。 A guide mechanism for guiding the movement of the optical member is provided.
The guide mechanism has a support portion formed as a protrusion on a first member and a guide portion formed as a groove on a second member, the support portion being fitted into the guide portion so that the support portion and the guide portion slide against each other,
The sliding portion of the support portion is made of resin,
a sliding portion of the guide portion is a bottom surface of the groove, and the bottom surface of the groove is formed by exposing a metal member in the groove, the metal member being embedded in a body of the second member made of resin except for the bottom surface of the groove;
The metal member is a single plate-like member having a rectangular outer shape, and at both ends of one of the two opposing sides of the main body portion, a portion is provided which is partially separated from the main body portion by a cut and has a V-shaped or U-shaped cross section in a direction perpendicular to the direction of guiding movement, and at both ends of the other side, a portion is provided which is partially separated from the main body portion by a cut and has a straight cross section in a direction perpendicular to the direction of guiding movement that is parallel to the plate surface of the plate-like member.
Optical element drive device.
請求項1記載の光学部材駆動装置。 The optical element driving device according to claim 1 , wherein a cross section of the support portion in a direction perpendicular to the direction in which the support portion guides the movement is semicircular or semielliptical.
前記1つの第1部材は前記光学部材の光軸方向の両側に前記支持部を有し、
前記2つの第2部材は前記光軸方向の両側から前記第1部材を挟むとともに、その一方に前記光学部材を支持するための支持体を有し、
前記2つの第2部材に設けられた前記案内部の溝の方向が直交している
請求項1記載の光学部材駆動装置。 The device has one first member and two second members,
the first member has the support portions on both sides of the optical member in the optical axis direction,
the two second members sandwich the first member from both sides in the optical axis direction, and one of the second members has a support body for supporting the optical member;
The optical member driving device according to claim 1 , wherein the directions of the grooves of the guide portions provided on the two second members are perpendicular to each other.
6. An electronic device comprising the camera device according to claim 4 .
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