JP6405135B2 - レンズ駆動装置 - Google Patents

Description

本発明は、携帯電話等の電子機器に搭載されるレンズ駆動装置に関し、特に手振れ補正機能を備えたレンズ駆動装置に関するものである。

従来は、このような分野の技術として特開２００９−１４５７７１号公報と特開２０１４−８５５６０号公報がある。この公報にはカメラに用いられる手振れ補正装置が開示されている。この手振れ補正装置では、像振れを補正するための補正光学装置に関し、特にボイスコイル構成の磁気アクチュエータを備える補正光学装置を備えている。
特許文献１では、可動部材の共振を抑える減衰手段を備えている。
特許文献２では、補正レンズ枠のＸ方向、Ｙ方向の移動位置を検出するために、位置センサと専用の位置検出マグネットが配置されている。

特開２００９−１４５７７１号公報 特開２０１４−８５５６０号公報

しかしながら、特許文献１の手振れ補正装置の減衰手段は、磁気アクチュエータから離れた位置に配置されている。また減衰手段は、共振を抑える特性故、可動部が動く際に、僅かではあるが、動作の抵抗となる。従って可動部が動く際には、減衰手段を中心にして可動部が回転しようとする力が働き、瞬時に可動部材を目的の位置に移動させることが困難になる。
また特許文献２においては、磁気アクチュエータに設けたマグネットの他に、位置検出センサに対向するマグネットが必要になり、スペース小型化に不利な上、コスト面も上昇する。

本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、可動部の回転を抑えるとともに、位置検出のための専用マグネットを廃し、スペース及びコストに有利な手振れ補正機能を備えたレンズ駆動装置及び、レンズ駆動装置を組み込んだカメラ、電子機器を提供することを目的とするものである。

本発明に係るレンズ駆動装置は、レンズ枠と、ベース部材と、ベース部材に対してレンズ枠を光軸と交差する方向に移動可能に支持する支持部を備えると共に、レンズ枠を光軸と交差する方向に駆動する駆動手段を備え、駆動手段は、少なくとも一組のマグネットと駆動コイルを用いた磁気回路で構成されており、コイルの空芯部には、粘着部材及びレンズ枠の位置を検出するための位置センサがマグネットに対向して配置されている。

また駆動手段は、２組のマグネットと駆動コイルとからなり、ベース部材にコイルと、レンズ枠に固定されたマグネットとからなり、粘着部材及び位置センサは、ベース部材に固定されている。

コイルは、長軸と短軸を有し、マグネットの中心及び位置センサの中心は、コイルの長
軸と短軸の交わる中心と略一致しており、粘着部材は、駆動コイルの長軸方向に、位置センサを挟み２か所に配置されていることを特徴としている。
更にマグネットの着磁境界線と前記コイルの長軸方向とが一致しており、２つの粘着部
材の中心位置は、前記着磁境界線上にあることを特徴としている。

またレンズ枠は、光軸方向及び光軸と交差する方向に移動可能に支持され、レンズ枠を光軸方向及び光軸と直交する方向にそれぞれ駆動する駆動手段を備えていても良い。

本発明に係るレンズ駆動装置は、マグネットの個数を減らすことができ、可動部の回転を防止することができるレンズ駆動装置を提供するものである。

本発明の実施形態に係るレンズ駆動装置の概略構成を示す分解斜視図である。 本発明の実施形態に係るレンズ駆動装置のベース部材を示す平面図である。 本発明の実施形態に係るレンズ駆動装置のマグネットが配置されたベース部材を示す平面図である。 本発明の実施形態を示す駆動コイル配置部と位置センサ配置部の部分拡大断面図である。 本発明のレンズ駆動装置を内蔵したカメラを示す図である。 本発明のレンズ駆動装置を内蔵した電子機器を示す図である。

本発明の実施形態に係るレンズ駆動装置は、レンズ枠と、ベース部材と、ベース部材に対してレンズ枠を光軸方向及び光軸と交差する方向に移動可能に支持する支持部を備える。また、レンズ枠を光軸方向及び光軸と直交する方向にそれぞれ駆動する駆動手段を備える。

駆動手段は第１から第３駆動手段からなる。第１駆動手段は支持部を光軸方向に駆動する。第２駆動手段と第３駆動手段は、コイルとマグネットを備え、コイルへの通電により、コイルとマグネットとの間で磁気回路が形成され、支持部を光軸に直交する方向に駆動する。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。以下の図において、同一部位には同一符号を付けており、図面毎の重複説明を一部省略している。図１から図４は、本発明の実施形態を示した図で、図１は分解斜視図、図２はベース部材を示す平面図、図３はマグネットが装着されたベース部材の平面図、図４はコイル配置部の部分拡大断面図である。図５及び図６は、本発明のレンズ駆動装置を組み込んだ製品を示した図面で、図５は本発明のレンズ駆動装置を組み込んだカメラ、図６は本発明のレンズ駆動装置を組み込んだ電子機器を示している。

レンズ駆動装置１は、図１から図４にあるように、レンズ枠２、ベース部材３、支持部４、駆動手段７、カバー部材１７を備えている。
レンズ枠２は、図示省略したレンズバレルが取り付けられるレンズ取付開口２Ａを備えている。このレンズ枠２は、支持部４を介してベース部材３に支持されている。

図１では、支持部４は、マグネットホルダ１１、第１弾性支持部材５、第２弾性支持部材６によって構成されている。マグネットホルダ１１は、レンズ枠２の周囲を囲む樹脂部材であり、図示の例では短形状の枠部材によって構成され、その四隅に駆動手段の構成要素であるマグネット１５（１５Ａ、１５Ｂ、１５Ｃ、１５Ｄ）が取り付けられている。

第１弾性支持部材５は、マグネットホルダ１１に対してレンズ枠２を光軸方向に沿って弾性支持しており、上板バネ５Ａ、５Ｂと下板バネ５Ｃとによって構成されている。

上板バネ５Ａは、レンズ枠取付部５Ａ１、マグネットホルダ取付部５Ａ２、５Ａ３、ワイヤ柱取付部５Ａ４、５Ａ５、弾性変形部５Ａ６を備え、上板バネ５Ｂは、レンズ枠取付部５Ｂ１、マグネットホルダ取付部５Ｂ２、５Ｂ３、ワイヤ柱取付部５Ｂ４、５Ｂ５、弾性変形部５Ｂ６を備えている。上板バネ５Ａ、５Ｂのレンズ枠取付部５Ａ１、５Ｂ１は、レンズ枠２の上端取付部２Ｂに取り付けられており、上板バネ５Ａ、５Ｂのマグネットホルダ取付部５Ａ２、５Ａ３、５Ｂ２、５Ｂ３はマグネットホルダ１１の上縁１１Ａに取り付けられている。また、下板バネ５Ｃは、一対レンズ枠取付部５Ｃ１、５Ｃ１、マグネットホルダ取付部の５Ｃ２、弾性変形部５Ｃ３を備えており、レンズ枠取付部５Ｃ１がレンズ枠２の下端取付部２Ｃに取り付けられ、マグネットホルダ取付部５Ｃ２がマグネットホルダ１１の下縁１１Ｂに取り付けられている。

第２弾性支部部材６は、ベース部材３に対してマグネットホルダ１１を光軸と交差する方向に沿って弾性支持しており、図示の例では、複数のワイヤ柱６Ａ、６Ｂ、６Ｃ、６Ｄによって構成されている。複数のワイヤ柱６Ａ、６Ｂ、６Ｃ、６Ｄは、その上端部がマグネットホルダ１１に取り付けられた上板バネ５Ａ、５Ｂのワイヤ柱取付部５Ａ４、５Ａ５、５Ｂ４、５Ｂ５に取り付けられており、下端部がベース部材３の四隅に設けられる挿通孔３Ｇ内に取り付けられている。このワイヤ柱６Ａ、６Ｂ、６Ｃ、６Ｄは、ベース部材３上でレンズ枠２、マグネットホルダ１１、第１弾性支持部材５を宙づり状に支持しており、ワイヤ柱６Ａ、６Ｂ、６Ｃ、６Ｄの弾性的な撓みによってレンズ枠２或はマグネットホルダ１１を光軸Ｏａと交差する方向に移動可能にしている。

駆動手段７は、第１コイル１３、第２コイル１４（１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃ，１４Ｄ）
マグネット１５（１５Ａ，１５，１５，１５Ｄ）によって、第１から第３電磁アクチュエータを構成している。第１コイル１３は、レンズ枠２の側面２Ｄにおけるコイル保持部２Ｄ１に巻かれており、マグネットホルダ１１に取り付けられたマグネット１５（１５Ａ，１５Ｂ，１５Ｃ，１５Ｄ）と協働して、レンズ枠２を光軸Ｏａに沿って駆動する第１電磁アクチュエータ９０を構成している。図１においては、第１コイル１３の一部のみを記載してある。マグネット１５（１５Ａ，１５Ｂ，１５，１５Ｄ）は、レンズ枠２に対向する一面側がＮ又はＳ極のどちらか一方であり、その背面側が他方の極に着磁されている。マグネット１５（１５Ａ，１５，１５，１５Ｄ）の背面側には、板状ヨーク１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ、１２Ｄが配置されている。

第２コイル１４（１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃ、４Ｄ）は、ベース部材３における２つのコイル保持部３Ｅ及び２つのコイル保持部３Ｇにそれぞれ空芯部を保持されており、マグネットホルダ１１に取り付けられたマグネット１５（１５Ａ，１５Ｂ，１５Ｃ，１５Ｄ）と協働して、レンズ枠２を含むマグネットホルダ１１を光軸Ｏａと直交する方向に駆動する第２電磁アクチュエータ９１Ａ及び第３電磁アクチュエータ９１Ｂを構成している。図２において、第２コイル１４Ａ，１４Ｂ、１４Ｃ，１４Ｄは長軸と短軸を有する長円状に巻かれており、光軸Ｏａと直交する平面内において、４つの長軸は、お互いに略直角となるように互いに異なる方向に配置されている。そして、マグネット１５（１５Ａ，１５Ｂ，１５Ｃ，１５Ｄ）は、Ｎ極とＳ極の着磁境界線が、コイルの長軸と一致するようにして、また、コイルの短軸に対し左右が均等になるように、言い換えるとマグネット１５の中心が、第２コイル１４の長軸と短軸が交わる中心とが一致するようにして、マグネット１５と第２コイル１４とが、対向配置されている。

ベース部材３は、レンズ枠２のレンズ取付開口２Ａに対向した開口３Ａを備えている。マグネットホルダ１１に対応する短形状に形成されており、その四隅にワイヤ柱６Ａ，６Ｂ，６Ｃ，６Ｄを支持する挿通孔３Ｇが形成されている。また、前述したコイル保持部３Ｅと共に位置センサ保持部３Ｆが設けられ、さらにレンズ枠２の下端が当接する当接突起が設けられている。２箇所の位置センサ保持部３Ｆは、第２コイル１４（１４Ａ，１４Ｂ）の長軸と短軸が交わる中心位置と位置センサ１６の中心位置が一致するように、それぞれ設置される。２つの位置センサ１６は、マグネットホルダ１１に取り付けられたマグネット１５Ａ，１５Ｂに対しても、マグネット１５Ａ，１５Ｂの中心が一致するようにして、対向配置されている。

ベース部材３のコイル位置規制部３１Ａ，３１Ｂには、マグネット１５と対向する天面３Ｌに凹形状の粘着部材溜まり１９が、第２コイルの長軸方向に位置センサ保持部３Ｆを挟むようにして形成されている。粘着部材溜まり１９の中心は、着磁境界線上（第２コイルの長軸上）に配置され、凹部内には、粘着部材１８が配置される。

レンズ駆動装置１は、図１に示すように、レンズ枠２、支持部、駆動手段を覆い電磁シールド機能を有するカバー部材１７を設けることができる。このカバー部材１７は光路開口１７Ａを備えている上部にシャッター機構などの他の機構を設けることが出来る。このような他の機構の駆動手段に対しても、例えばカバー部材１７に沿った配線を設けるなどしてベース部材３の接続端子から給電することが可能である。

次に、レンズ駆動装置１の手振れ補正機構の動作について説明する。レンズ駆動装置１が組み込まれた機器（例えばカメラ）で撮影しているときに手振れが発生すると、光軸Ｏａの位置が変化する。この場合、ジャイロセンサなどの手振れを検出する検出センサが手振れを検知し、制御手段（不図示）は、撮像素子上における光軸Ｏａの位置が所定の位置に維持されるように、第２コイル１４（１４Ａ，１４Ｂ、１４Ｃ，１４Ｄ）に通電する。このとき、第２電磁アクチュエータ９１Ａと第３電磁アクチュエータ９１Ｂは、第２コイル１４（１４Ａ，１４Ｂ、１４Ｃ，１４Ｄ）と、マグネット１５（１５Ａ，１５Ｂ，１５Ｃ，１５Ｄ）との間で磁界を形成し、レンズ枠２を含むマグネットホルダ１１に駆動力を生じさせる。その結果レンズ枠２を含むマグネットホルダ１１は、光軸に直交する平面内において、Ｆ１又はＦ２の方向へ駆動される。レンズ枠２を含むマグネットホルダ１１は、４本のワイヤ柱６Ａ，６Ｂ，６Ｃ，６Ｄによって光軸方向に略直交する方向へ移動可能に支持されており、光軸Ｏａの位置は、手振れを補正するべく所定の位置に移動される。そしてこの移動により、撮像素子上における光軸Ｏａの位置が所定の位置に維持され、手振れが補正できる。

ここで、マグネットホルダ１１がどの方向にどの距離を移動したか位置を検出するために配置された２つの位置センサ１６が、マグネット１５Ａ，１５Ｂ，の磁力の強弱を検出している。
このとき手振れによって発生する光軸Ｏａの位置変化は、光軸Ｏａを中心として、３６０度どちらの方向にも移動する可能性がある。従ってどの方向に移動しても、マグネット１５Ａ，１５Ｂと位置センサ１６を対向させておく必要があり、同じ移動距離であれば、常に対向できるように、マグネット１５Ａ，１５Ｂと位置センサ１６の中心同士が一致するように配置している。中心位置が一致していないと、特定の方向にマグネットホルダ１１が移動したときだけ、対向位置から外れてしまい、位置検出ができなくなる恐れがあるからである。

また第２の電磁アクチュエータ９１Ａと第３の電磁アクチュエータ９１Ｂの片方又は両方が作動中に、レンズ駆動装置１の外部よりワイヤ柱６Ａ，６Ｂ，６Ｃ，６Ｄに共振を発生させるような振動（共振周波数）が加わると、ワイヤ柱６Ａ，６Ｂ，６Ｃ，６Ｄが共振し、レンズ枠２を含むマグネットホルダ１１は、制御手段が出力する制御信号に逆らって移動してしまい、所定の位置に移動或いはその位置を維持させることができなくなるため、本発明では粘着部材１８をコイル位置規制部３１Ａ，３１Ｂに設けて、ベース部材３（コイル位置規制部３１，３１Ｂ）とマグネット１５（１５Ａ，１５Ｂ）とを粘着部材１８で密着させている。
粘着部材は、その性質上、共振が発生しない場合でも、マグネットホルダ１１の位置を保持しようとして、マグネットホルダ１１の駆動を妨げる力が働く。
このとき、駆動手段である第２電磁アクチュエータ９１Ａと粘着部材１８との距離が離れていると、粘着部材１８を中心として、マグネットホルダ１１が回転しようとする力が発生してしまい、素早く手振れ補正を行うことができなくなる。
上記回転を防止するためには、駆動手段の中心に、粘着部材１８を配置すればよいが、
本発明においては、その位置に位置センサ１６を配置している。
そこで、本発明における粘着部材は、駆動部材である第２電磁アクチュエータ９１Ａの駆動方向の中心軸上（着磁境界線上）に、駆動回路の中心から等距離に２つの粘着部材を
配置した。
これにより、マグネットホルダ１１の移動時の回転を防止することが可能となる。

図５は、レンズ駆動装置１を内蔵したカメラ１００の実施例である。
図６は、レンズ駆動装置１を内蔵した電子機器２００の実施例である。
レンズ駆動装置１は、カメラモジュール１００或いは電子機器２００（携帯電話、スマートフォン、タブレット型ＰＣ、ノート型ＰＣなど）に装着される。レンズ駆動装置１を備えたカメラモジュール１００や電子機器２００は、外部からの振動にも共振しない手振れ補正機構を備えており、高い共振抑制の信頼性を得ることができる。

以上、本発明の実施の形態について図面を参照して詳述してきたが、本発明に用いられる粘着部材１８は、紫外線硬化樹脂や熱硬化樹脂の他、制振性を有する部材であればよい。
また、具体的な構成はこれらの実施の形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても本発明に含まれる。上述の各実施の形態は、その目的及び構成等に特に矛盾や問題がない限り、互いの技術を流用して組み合わせることが可能である。

１：レンズ駆動装置
２：レンズ枠，２Ａ：レンズ取付開口，２Ｂ：上端取付部，２Ｃ：下端取付部，２Ｄ：側
面，２Ｄ１：コイル保持部，
３：ベース部材，３Ａ：開口，３Ｂ：側面，３Ｃ：背面，３Ｅ：コイル保持部，
３１Ａ，３１Ｂ：コイル位置規制部，３Ｆ：位置センサ保持部，３Ｇ：挿通孔，
４：支持部，
５：第１弾性支持部材，５Ａ、５Ｂ：上板バネ，５Ａ１，５Ｂ１：レンズ枠取付部、
５Ａ２，５Ａ３，５Ｂ２，５Ｂ３：マグネットホルダ取付部，
５Ａ４，５Ａ５，５Ｂ４，５Ｂ５：ワイヤ柱取付部，
５Ａ６，５Ｂ６：弾性変形部、
５Ｃ：下板バネ，５Ｃ１：レンズ枠取付部，５Ｃ２：マグネットホルダ取付部，
５Ｃ３：弾性変形部，
６：第２弾性支持部材，６Ａ，６Ｂ，６Ｃ，６Ｄ：ワイヤ柱，
７：駆動手段，
１１：マグネットホルダ
１１Ａ：上縁，１１Ｂ：下縁、
１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃ，１２Ｄ：板状ヨーク、
１３：第１コイル，１４（１４Ａ，１４Ｂ、１４Ｃ，１４Ｄ）：第２コイル，
１５（１５Ａ，１５Ｂ，１５Ｃ，１５Ｄ）：マグネット，
１６：位置センサ，
１７：カバー部材，１７Ａ：開口，
１８：粘着部材，
１９，１９Ａ，１９Ｂ：粘着部材溜まり，
２１：フィルタ枠
２２：レンズバレル，
Ｏａ：光軸，
Ｆ１：レンズ枠２を駆動する第１の方向，
Ｆ２：レンズ枠２を駆動する第２の方向，
９０：第１電磁アクチュエータ，
９１Ａ：第２電磁アクチュエータ，
９１Ｂ：第３電磁アクチュエータ，
１００：カメラ
２００：電子機器

Claims (8)

1. レンズ枠と、
   ベース部材と、
   前記ベース部材に対して前記レンズ枠を光軸と交差する方向に移動可能に支持する支持部と、
   前記レンズ枠を前記光軸と交差する方向に駆動する駆動手段と、
   前記レンズ枠の位置を検出する位置センサと、を備え、
   前記駆動手段は、少なくとも一組のマグネットとコイルを用いた磁気回路で構成されており、
   前記ベース部材は、前記コイルと前記位置センサとを保持して位置決めを行うコイル位置規制部を有し、
   前記ベース部材における前記コイルの空芯部には、前記ベース部材と前記マグネットとを密着させる粘着部材が配置され、前記マグネットに対向するよう前記位置センサが配置されている、
   ことを特徴とする手振れ補正機能を備えたレンズ駆動装置。
2. 前記コイル位置規制部は、前記コイル及び前記位置センサの光軸方向及び光軸に垂直な方向の位置を決めている、
   ことを特徴とする請求項１に記載のレンズ駆動装置。
3. 前記ベース部材の前記マグネットに対向する面から突出しないよう前記コイルを保持するコイル保持部をさらに備える、
   ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のレンズ駆動装置。
4. 前記駆動手段は、前記ベース部材に固定されたコイルと、前記レンズ枠に固定されたマグネットとからなり、
   前記粘着部材及び位置センサは、ベース部材に固定されていることを特徴とする請求項１または２に記載のレンズ駆動装置。
5. 前記コイルは、長軸と短軸を有し、前記マグネットの中心及び前記位置センサの中心は、前記コイルの長軸と短軸の交わる中心と略一致しており、
   前記粘着部材は、駆動コイルの長軸方向に前記位置センサを挟み２か所に配置されていることを特徴とする請求項１ないし３に記載のレンズ駆動装置。
6. 前記マグネットの着磁境界線と前記コイルの長軸方向とが一致しており、
   前記２つの粘着部材の中心位置は、前記着磁境界線上にあることを特徴とする請求項１ないし４に記載のレンズ駆動装置。
7. 請求項１ないし６いずれか１項に記載されたレンズ駆動装置を備えたカメラ。
8. 請求項１ないし６いずれか１項に記載されたレンズ駆動装置を備えた電子機器。

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