Shake reduction unit

Abstract

A shake reduction unit including a first configuration unit including a magnet, a second configuration unit including a coil and a yoke, and a voice coil motor that relatively moves the first configuration unit with respect to the second configuration unit by passing current through the coil in a magnetic field created by the magnet, wherein the yoke is made of a non-magnetic material, and a magnetic material layer is formed on a surface of the yoke.

Description

SHAKE REDUCTION UNITTECHNICAL FIELD

[0001] The present disclosure relates to a shake reduction unit, and particularly to a technique of optimizing the driving force of relative movement in a shake reduction operation of a shake reduction unit using a voice coil motor.BACKGROUND

[0002] Conventionally, in shake reduction units, voice coil motors are used as actuators. Patent Literature 1 describes that, as the optimization of the driving force for relative movement in a shake reduction unit, a metal ball is used in a voice coil motor to suppress the frictional force and to prevent the driving force from being reduced.

[0003] However, when using a voice coil motor, in addition to the frictional force, it must be taken into account that the driving force is inhibited by cogging force.

[0004] The present disclosure provides a magnetic material layer on a surface of a yoke of a non-magnetic material of a shake reduction unit, thereby making it possible to optimize the pulling force (frictional force) and reduce cogging force.SUMMARY

[0005] Under the above-described circumstances, technical advantages are provided by embodiments disclosed below.

[0006] A first aspect of an embodiment provides the following shake reduction unit.

[0007] The shake reduction unit according to the first aspect includes a first configuration unit including a magnet, a second configuration unit including a coil and a yoke, and a voice coil motor that relatively moves the first configuration unit with respect to the second configuration unit by passing current through the coil in a magnetic field created by the magnet, wherein the yoke is made of a non-magnetic material, and a magnetic material layer is formed on a surface of the yoke.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

[0008] FIG. 1 is a schematic diagram illustrating a block diagram of a cellphone according to an embodiment of the present invention.

[0009] FIG. 2A is a schematic perspective view illustrating a shake reduction unit of prior art.

[0010] FIG. 2B is a schematic side view illustrating the shake reduction unit of prior art.

[0011] FIG. 2C is a schematic perspective view illustrating another shake reduction unit of prior art.

[0012] FIG. 3A is a schematic perspective view illustrating a shake reduction unit according to a first embodiment of the present invention.

[0013] FIG. 3B is an enlarged view of an area IIIB in FIG. 3A.

[0014] FIG. 3C is a side-surface cross-sectional view of a second yoke of the shake reduction unit in FIG. 3A.

[0015] FIG. 3D is a schematic plan view illustrating a surface of the second yoke of the shake reduction unit in FIG. 3A.

[0016] FIG. 4 is a schematic perspective view illustrating a shake reduction unit according to a second embodiment of the present invention.

[0017] FIG. 5A is a graph illustrating the cogging force generated in the shake reduction units of the first embodiment and the second embodiment of the present invention.

[0018] FIG. 5B is a graph illustrating pulling force generated in the shake reduction unit of the first embodiment and the second embodiment of the present invention.

[0019] FIG. 6 is a schematic perspective view illustrating a shake reduction unit according to a third embodiment of the present invention.

[0020] FIG. 7A is a graph comparing the cogging force generated in the shake reduction units according to the first to third embodiments of the present invention.

[0021] FIG. 7B is a graph comparing the pulling force generated in the shake reduction units according to the first to third embodiments of the present invention.DETAILED DESCRIPTION

[0022] Hereinafter, technical solutions according to embodiments will be described with reference to the accompanying drawing. The embodiments described hereinafter are not all the embodiments according to the present disclosure, but merely some of them. Note that all the embodiments that can be derived by a person skilled in the art without creative efforts based on the embodiment described hereinafter are also naturally included in the scope of protection of the present disclosure.

[0023] Hereinafter, first, a configuration example of a cellphone that can implement a shake reduction unit according to each embodiment will be described, and then, configuration examples of voice coil motors according to a first embodiment, a second embodiment, a third embodiment, and a fourth embodiment and features thereof will be sequentially described.

[0024] <Example of Implementation to Cellphone>

[0025] Referring to FIG. 1, a description will be given of a cellphone 10 that can implement a shake reduction unit 30 according to the first to fourth embodiments described later. Although the shake reduction unit 30 is implemented in a smart phone in an example illustrated in FIG. 1, the shake reduction unit 30 is not limited to this, and may be implemented in, for example, filming equipment such as a digital video camera or a digital still camera.

[0026] FIG. 1 is a block diagram illustrating the configuration of the cellphone 10 that can implement the shake reduction unit 30 according to each of the first to fourth embodiments. In the present configuration example, the cellphone 10 includes a camera unit 20 and the shake reduction unit 30.

[0027] The shake reduction unit 30 is provided in the camera unit 20 of the cellphone 10, and reduces shaking during camera imaging by the cellphone 10.

[0028] FIG. 2A is a schematic perspective view illustrating a shake reduction unit 40 of prior art. FIG. 2B is a schematic side view of the shake reduction unit of prior art in FIG. 2A. FIG. 2C is a schematic perspective view of another shake reduction unit of prior art.

[0029] The shake reduction unit 40 consists of a voice coil motor 400, a sensor (not illustrated) , and a control unit (not illustrated) . As illustrated in FIG. 2A and FIG. 2B, the voice coil motor 400 consists of a first configuration unit 410 consisting of magnets 401 and a first yoke 402, and a second configuration unit 420 consisting of coils 403 and a second yoke 404. Accordingly, by passing current through the coils 403 in the magnetic field created by the magnets 401, the first configuration unit 410 can be relatively moved with respect to the second configuration unit 420. By such relative movement, the sensor provided in the first configuration unit can be precisely moved in a direction that cancels shaking. Accordingly, shake reduction is performed.

[0030] Note that, in the present embodiment, although the coils 403 in the second configuration unit are fixed, and the magnets 401 in the first configuration unit are relatively moved in the voice coil motor 400, the voice coil motor 400 is not limited to this, and the magnets in the first configuration unit may be fixed, and the coils in the second configuration unit may be relatively moved.

[0031] The force generated in the voice coil motor is mainly the driving force of the voice coil motor. In addition, the frictional force generated between the components of the voice coil motor, and the cogging force are subtracted from this driving force. The frictional force is a value obtained by multiplying the pulling force generated in the yoke by a dynamic friction coefficient. Note that the pulling force refers to the force of the voice coil motor 400 that pulls a component member to which the voice coil motor 400 is attached. Accordingly, the frictional force is generated between the voice coil motor 400 and the component member. In addition, in the present embodiment, the cogging force refers to the resistance force generated in the direction that prevents the magnet 401 and the second yoke 404 from moving when they move relative to each other.

[0032] In the conventional voice coil motor 400 illustrated in FIG. 2A and FIG. 2B, a surface of the second yoke 404 covers 60%or more of the coil 403, and the second yoke is relatively large. Note that, here, the case where the second yoke completely covers the entire top surface of the three coils that make up coil 403 is considered to be 100%. On the other hand, although a voice coil motor 500 illustrated in FIG. 2C is similarly a voice coil motor of prior art, a surface of the second yoke covers 60%or less of the coils 503, and the second yoke 504 is relatively small compared with the aforementioned second yoke 404.

[0033] In a case where a relatively large second yoke is provided such that the surface of the second yoke 404 covers 60%or more of the coils 403 as in the voice coil motor 400, the cogging force can be reduced. However, on the other hand, since the pulling force is increased, the frictional force is increased, and the driving force of the voice coil motor 400 is decreased.

[0034] In in addition, in a case where a relatively small second yoke is provided such that the surface of the second yoke covers 60%or less of the coils 503 as in the voice coil motor 500, the pulling force can be reduced, and the frictional force is decreased. On the other hand, since the cogging force is increased, the driving force of the voice coil motor 500 is also decreased.

[0035] As described above, there is a problem in that, even if the area of the surface of the second yoke of the voice coil motor covering the coils is relatively increased or decreased, the driving force of the voice coil motor is decreased in either case.

[0036] Hereinafter, a description will be given of the first to fourth embodiments of the voice coil motor that constitutes the shake reduction unit 30 in the cellphone 10.

[0037] <First Embodiment>

[0038] FIG. 3A is a schematic perspective view illustrating a shake reduction unit according to the first embodiment of the present invention. FIG. 3B is an enlarged view of an area IIIB in FIG. 3A. FIG. 3C is a side-surface cross-sectional view of a second yoke of the shake reduction unit in FIG. 3A. FIG. 3D is a schematic plan view illustrating a surface of a second yoke of the shake reduction unit in FIG. 3A.

[0039] As illustrated in FIG. 3A, a voice coil motor 600 consists of a first configuration unit 610 consisting of magnets 601 and a first yoke 602, and a second configuration unit 620 consisting of coils 603 and a second yoke 604. In order to solve the problems of the voice coil motors 400 and 500 of the aforementioned prior art, as illustrated in FIG. 3A, in the voice coil motor 600 of the present invention, the second yoke 604 is made of non-magnetic material, and a plurality of rectangular magnetic material layers 605 separated from each other by an equal distance are provided on a surface of the second yoke.

[0040] With such a configuration, even if a relatively large yoke is used such that the surface of the second yoke 604 covers 60%or more of the coils 603, since the pulling force can be reduced compared with the voice coil motors of prior art, the frictional force to be generated can be reduced. Also, the cogging force can be reduced.

[0041] The magnetic material layer is formed by surface treatment. The surface treatment is, for example, plating treatment with a magnetic material, or printing treatment with a magnetic material. By forming the magnetic material layer by such surface treatment, a uniform layer can be formed, and the shape and thickness of the layer can be easily adjusted. Accordingly, the pulling force generated in the voice coil motor, that is, the frictional force, can be adjusted.

[0042] In the present embodiment, the second yoke 604 of the voice coil motor 600 has a single undivided structure. With such a structure, it is possible to suppress an unintended increase in cogging force that is generated in the case of a plurality of divided structures. In addition, in the case of the plurality of divided structures, there is a possibility that the plurality of divided structures are not in the designed positions during assembly and are installed in misaligned positions, which makes the positioning of a plurality of divided yokes difficult. On the other hand, in the case of the single undivided structure, the positioning is easy, and the assembly efficiency can be improved.

[0043] As illustrated in FIG. 3A and FIG. 3B, the magnetic material layers 605 on the surface of the second yoke have rectangular shapes and are evenly spaced apart. In addition, they are provided so as to be parallel to the magnetic poles of the magnets. The pulling force can be adjusted by adjusting the widths of the rectangular magnetic material layers 605 to be smaller or larger. Specifically, when the widths of the rectangular magnetic material layers 605 are increased, the pulling force can be increased, and when the widths of the rectangular magnetic material layers 605 are decreased, the pulling force can be decreased.

[0044] As illustrated in FIG. 3C, the magnetic material layer is provided on a surface opposite to the magnets of the second yoke, provided on a surface facing the magnets, or provided on both surfaces. As described above, the pulling force can be adjusted by providing the magnetic material layer on one surface of the second yoke, or providing the magnetic material layer on both surfaces thereof. Further, when providing the magnetic material layer on a surface of the second yoke, since a thickness thereof can be adjusted, the pulling force can be similarly adjusted. Specifically, when the magnetic material layer on the surface of the second yoke is thinned, the pulling force can be reduced, and conversely, when the magnetic material layer on the surface of the second yoke is thickened, the pulling force can be increased.

[0045] As illustrated in FIG. 3D, the widths of the rectangular magnetic material layers 605 provided on the surface of the second yoke can be adjusted during manufacturing. As described above, by adjusting the widths of the magnetic material layers, the pulling force can be adjusted. Comparing widths a and b of the rectangular magnetic material layers in FIG. 3D, a is larger. In this case, a voice coil motor including the rectangular magnetic material layers having the width b can make the pulling force smaller.

[0046] <Second Embodiment>

[0047] Next, the second embodiment will be described. Hereinafter, a detailed description of contents that overlap with those of the first embodiment will be omitted.

[0048] FIG. 4 illustrates a schematic perspective view of a voice coil motor 700 that constitutes the shake reduction unit 30 of the cellphone 10, according to the second embodiment.

[0049] The voice coil motor 700 consists of a first configuration unit 710 consisting of magnets 701 and a first yoke 702, and a second configuration unit 720 consisting of coils 703 and a second yoke 704. In the present embodiment, the widths of a plurality of rectangular magnetic material layers 705 provided on a surface of the second yoke 704 of the voice coil motor 700 are larger than the widths of the rectangular magnetic material layers 605 provided on the surface of the second yoke 604 of the voice coil motor 600 in the first embodiment.

[0050] Accordingly, compared with the voice coil motor 600, the pulling force of the voice coil motor 700 is larger.

[0051] FIG. 5A is a graph illustrating the cogging force generated in the shake reduction units in the first embodiment and the second embodiment of the present invention. FIG. 5B is a graph illustrating the pulling force generated in the shake reduction units of the first embodiment and the second embodiment of the present invention. In FIG. 5A and FIG. 5B, circle points represent values of prior art, square points represent values in a case where the widths of the rectangular magnetic material layers are 0.6 mm and the thickness thereof is 0.02 mm, and triangular points represent values in a case of where the widths of the rectangular magnetic material layers are 0.3 mm and the thickness thereof is 0.01 mm.

[0052] As illustrated in FIG. 5A, in the voice coil motors 600 and 700 including relatively large second yokes, the cogging force is suppressed to be smaller compared with the voice coil motor 400 of prior art.

[0053] In addition, as illustrated in FIG. 5B, in the voice coil motor 700, the pulling force can be increased compared with the voice coil motor 600.

[0054] <Third Embodiment>

[0055] Next, the third embodiment will be described. Hereinafter, a detailed description of contents that overlap with those of the first and second embodiments will be omitted.

[0056] FIG. 6 is a diagram for describing a voice coil motor 800 of the third embodiment of the present invention that constitutes the shake reduction unit 30 illustrated in the above-described configuration example of the cellphone 10.

[0057] The voice coil motor 800 consists of a first configuration unit 810 consisting of magnets 801 and a first yoke 802, and a second configuration unit 820 consisting of a coil 803 and a second yoke 804. FIG. 7A is a graph comparing the cogging force generated in the shake reduction units according to the first to third embodiments of the present invention. FIG. 7B is a graph comparing the pulling force generated in the shake reduction units according to the first to third embodiments of the present  invention. In FIG. 7A and FIG. 7B, although the points are the same as those in the cases of FIG. 5A and FIG. 5B described above, diamond points represent values in a case where a magnetic material layer does not have a rectangular shape and is uniformly distributed over an entire surface of the second yoke 804, and the thickness of the magnetic material layer is 0.01 mm.

[0058] As illustrated in FIG. 6, in the present embodiment, the magnetic material layer on the surface of the second yoke 804 does not have a rectangular shape, and is uniformly distributed over the entire surface of the second yoke 804.

[0059] As described above, even when the magnetic material layer does not have a rectangular shape, as illustrated in FIG. 7A, the cogging force of the voice coil motor 800 in the third embodiment can be reduced to substantially the same values as compared with those of the voice coil motor 600 in the first embodiment and the voice coil motor 700 in the second embodiment.

[0060] In addition, since it is unnecessary to form a magnetic material layer into a rectangular shape by surface treatment, the manufacturing efficiency can be improved, and costs can be reduced.

[0061] On the other hand, as illustrated in FIG. 7B, the pulling force is larger than that in prior art.

[0062] <Fourth Embodiment>

[0063] Next, the fourth embodiment will be described. Hereinafter, a detailed description of contents that overlap with those of the first to third embodiments will be omitted.

[0064] Although each of the aforementioned embodiments includes the first yoke, each of the embodiments is not limited to this, and the voice coil motor may not include the first yoke.

[0065] In this case, the voice coil motor includes a structure body made of resin, instead of the first yoke. Magnets and the structure body are fixed with adhesive.

[0066] Although the present embodiment does not include the first yoke, the present embodiment consists of a first configuration unit including magnets, and a second configuration unit including a second yoke and a coil, and can obtain the same effects as those in the aforementioned embodiments including the first yoke.

[0067] The above disclosure is merely disclosure of exemplary embodiments, and is not intended to limit the scope of protection of the present invention. A person skilled in the art can understand that a part or all of the other embodiments and modifications that can be derived based on the above-described embodiments and the claims are naturally included in the range of the present invention.

Claims

1.A shake reduction unit, comprising:a first configuration unit including a magnet;a second configuration unit including a coil and a yoke; anda voice coil motor that relatively moves the first configuration unit with respect to the second configuration unit by passing current through the coil in a magnetic field created by the magnet, whereinthe yoke is made of a non-magnetic material, and a magnetic material layer is formed on a surface of the yoke.2.The shake reduction unit according to claim 1, wherein the surface of the yoke has a size that covers 60%or more of the coil.3.The shake reduction unit according to claim 2, wherein the magnetic material layer consists of a plurality of rectangular layers, and the plurality of rectangular layers are separated by an equal distance in a longitudinal direction of the yoke, and are provided parallel to magnetic poles of the magnet.4.The shake reduction unit according to claim 3, wherein a size of the equal distance corresponds to a pulling force of the second configuration unit to pull the first configuration unit during the relative movement, and is increased as the pulling force is increased.5.The shake reduction unit according to any one of claims 1 to 4, wherein the magnetic material layer is formed on one surface or both surfaces of the yoke.6.The shake reduction unit according to any one of claims 1 to 5, wherein a thickness of the magnetic material layer corresponds to a pulling force of the second configuration unit to pull the first configuration unit during the relative movement, and is decreased as the pulling force is increased.7.The shake reduction unit according to any one of claims 1 to 6, wherein the magnetic material layer is formed by plating treatment.8.The shake reduction unit according to any one of claims 1 to 6, wherein the magnetic material layer is formed by printing treatment.9.The shake reduction unit according to any one of claims 1 to 8, wherein the yoke has a single undivided structure.10.A camera comprising the shake reduction unit according to any one of claims 1 to 9.11.A cellphone comprising the camera according to claim 10.

Images