JP2015034910A - レンズ駆動装置及びカメラユニット - Google Patents

Abstract

【課題】電気機械変換素子を備えたオートフォーカス用の第２アクチュエータを用いながら、手振れ補正用の第１アクチュエータの作動に伴い揺動する被支持部材のバランスを良好にでき、撮像される画像の劣化を抑えることができるレンズ駆動装置及びカメラユニットを提供する。【解決手段】レンズ駆動装置１ａは、固定台３に揺動可能に支持された被支持部材１ｂと、被支持部材１ｂを光軸と直交方向に駆動させる第１アクチュエータ７とを備える。被支持部材１ｂは、レンズ１５を保持したレンズ保持枠１６と、レンズ保持枠１６を光軸方向に駆動させる圧電素子１２を備えた第２アクチュエータ１０と、レンズ保持枠１６に保持された位置検出用磁石２３とを備える。位置検出用磁石２３は、被支持部材１ｂの重心位置を調整するバランサーとしての役目をも兼備させる。【選択図】図２

Description

本発明は、携帯電話などに搭載可能なレンズ駆動装置及びレンズ駆動装置を備えたカメラユニットに関するものである。

近年、スマートフォンの普及もあり、カメラ機能の高度化、及びカメラの小型化、低背化への要求は益々高まってきている。その中で、携帯電話に搭載されたカメラを用いた撮影シーンは、コンパクトカメラや一眼レフカメラ等のデジタルカメラなどと比べて、片手での撮影を行うことが多く、また、室内などの暗い場所での撮影機会が増えているため、撮影中に手振れが発生し、画像が劣化する問題が生じている。

このような手振れ補正としては、電子的な手振れ補正（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｉｍａｇｅ Ｓｔａｂｉｌｉｓａｔｉｏｎ,ＥＩＳ）と光学式手振れ補正（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｉｍａｇｅ Ｓｔａｂｉｌｉｚａｔｉｏｎ，ＯＩＳ）とが実用化されているが、より高画質の画像の取得が可能な光学式手振れ補正が望まれる。

又、光学式手振れ補正機構としては、カメラ全体をチルトさせて補正を行う全体振りの方式と、固定台に支持されたレンズを含むオートフォーカスユニット（被支持部材）を光軸の直交方向に揺動させるレンズシフト方式とがあるが、より低背化が可能なレンズシフト方式が望まれている。

又、レンズシフト方式の光学式手振れ補正用の第１アクチュエータとして、磁石とコイルとでなるボイスコイルモータボイスコイルモータ（Ｖｏｉｃｅ Ｃｏｉｌ Ｍｏｔｏｒ，ＶＣＭ…電磁式アクチュエータ）を用いれば、高い手振れ補正能力を確保することができる。

一方、オートフォーカス用の第２アクチュエータとして、電気機械変換素子である圧電素子を備えた圧電式のアクチュエータを用いれば、光学式手振れ補正機構の駆動に伴う被支持部材の揺動状態においても、優れた直進性およびレンズ保持能力を有することができる。

そこで、例えば圧電式アクチュエータを用いたオートフォーカス機構と電磁式アクチュエータを用いた手振れ補正機構とを備えたレンズ駆動装置が従来から提案されている（特許文献１参照）。

特開２０１１−２２７４２８号公報

しかしながら、圧電式アクチュエータは、その構造上、例えばＶＣＭのように構成部材をレンズの全周に亘ってレイアウトすることが難しい。そのため、圧電式アクチュエータでは、光学式手振れ補正機構を有する装置に搭載された場合、被支持部材の重心が被支持部材の中心から圧電式アクチュエータ側に偏り、被支持部材の重心と光軸とを一致させることが難しくなってしまう。従って、例えば予め手振れ補正用の第１アクチュエータにより生じる駆動力の合力の作用線を光軸に一致させるように設定してもその作用線上に被支持部材の重心が位置しないで作用線と被支持部材の重心とが相当の距離を隔てた状態になる。その結果、光学式手振れ補正用の第１アクチュエータの作動に伴って被支持部材が揺動する際に、被支持部材のバランスが悪くなり、例えば被支持部材が回転モーメントを受けてレンズが回転してしまい、画像が劣化してしまうという問題点がある。

本発明は、電気機械変換素子を備えたオートフォーカス用の第２アクチュエータを用いながら、手振れ補正用の第１アクチュエータの作動に伴い揺動する被支持部材のバランスを良好にでき、撮像される画像の劣化を抑えることができるレンズ駆動装置及びカメラユニットの提供を目的とする。

本発明のレンズ駆動装置は、固定台と、前記固定台に揺動可能に支持され、略円形状のレンズを有する被支持部材と、前記固定台に対して前記被支持部材を前記レンズの光軸と直交方向に駆動させる第１アクチュエータとを備え、前記被支持部材は、可動台と、前記レンズを保持したレンズ保持枠と、前記可動台に保持され前記レンズ保持枠を前記光軸の方向に駆動させる第２アクチュエータと、前記被支持部材の重心位置を調整するバランサーとを備え、前記可動台は、前記レンズの径方向外側に突出する４つの隅角部を有する略矩形状の可動台本体を備え、前記第２アクチュエータは、電気機械変換素子と、前記電気機械変換素子の一端に結合され前記電気機械変換素子の伸縮変位に応じて変位する駆動軸とを備え、前記レンズ保持枠は、前記駆動軸に摺動可能に摩擦係合され、前記第２アクチュエータは、前記可動台本体の前記４つの隅角部の内の何れか１つである第１隅角部と前記第１隅角部に対して径方向内側に位置する前記レンズの外周部との間に形成される第１領域に配置され、前記バランサーは、前記可動台本体の前記第１隅角部以外の他の１つの隅角部と前記他の１つの隅角部に対して径方向内側に位置する前記レンズの外周部との間に形成される領域に配置されていることを特徴とする。

この構成によれば、バランサーによって、被支持部材の重心が被支持部材の中心から第２アクチュエータ側に偏ることを抑えることができる。これにより、第１アクチュエータの作動に伴い揺動する際の被支持部材のバランスを良好にでき、撮像される画像の劣化を抑えることができる。

他の一態様では、前記レンズ駆動装置において、前記被支持部材は、前記レンズ保持枠を前記駆動軸に摩擦係合させるように付勢した付勢部材を、更に備え、前記付勢部材は、前記第１領域に配置され、前記バランサーは、前記第１隅角部に前記レンズを挟んで向かい合う第３隅角部と前記第３隅角部に対して径方向内側に位置する前記レンズの外周部との間に形成される第３領域に配置されていることを特徴とする。

この構成によれば、第２アクチュエータと付勢部材との荷重により被支持部材の重心が被支持部材の中心から第１隅角部側に偏ることをバランサーによって抑えることができる。これにより、第１アクチュエータの作動に伴い揺動する際の被支持部材のバランスを、より良好にでき、撮像される画像の劣化を、より確実に抑えることができる。

他の一態様では、前記レンズ駆動装置において、前記被支持部材は、前記レンズ保持枠を前記駆動軸に摩擦係合させるように付勢した付勢部材を、更に備え、前記付勢部材は、前記第１領域から、前記第１隅角部に隣接した第２隅角部または第４隅角部と前記第２隅角部または第４隅角部に対して径方向内側に位置する前記レンズの外周部との間に形成された第２領域又は第４領域まで延ばされるように配置され、前記バランサーは、前記付勢部材が配置された第２領域又は第４領域と異なる前記第４領域又は第２領域に配置されていることを特徴とする。

この構成によれば、付勢部材は、第１領域から第２領域又は第４領域まで延ばされているため、バネ定数を低減させることができ、駆動軸にレンズ保持枠を押し付ける押圧力のバラツキを抑えることができる。

又、その際、付勢部材の荷重が第１領域から第２領域又は第４領域までの範囲にかかることになるが、バランサーは、付勢部材が配置された第２領域又は第４領域と異なる第４領域又は第２領域に配置されているため、第２アクチュエータと付勢部材との荷重による被支持部材の重心の偏りを抑えることができる。これにより、第１アクチュエータの作動に伴い揺動する際の被支持部材のバランスを良好にでき、撮像される画像の劣化を抑えることができ、バネ定数を低減させた長尺状の付勢部材を用いた場合に好適なものにできる。

他の一態様では、前記レンズ駆動装置において、前記レンズ保持枠と前記可動台との何れか一方に保持され、前記可動台に対する前記レンズ保持枠の前記光軸方向の位置を検出するための位置検出用磁石を、更に備え、前記バランサーは、前記位置検出用磁石であることを特徴とする。

この構成によれば、位置検出用磁石をバランサーとして利用できる。従って、位置検出用磁石を用いる場合には、別途にバランサーを用いずに済み、製作容易なものにできる。

他の一態様では、前記レンズ駆動装置において、前記第１アクチュエータは、前記固定台と前記レンズ保持枠との何れか一方に保持されたコイルと、前記固定台と前記レンズ保持枠との何れか他方に保持された駆動用磁石とを備え、前記バランサーは、前記コイルと駆動用磁石とに生じる駆動力の合力の作用線上に前記被支持部材の重心が位置するように配置されていることを特徴とする。

この構成によれば、第１アクチュエータの作動に伴い被支持部材が揺動する際に、被支持部材に回転モーメントがかかることのないものにでき、レンズが回転するのを確実に防止できる。これにより、第１アクチュエータの作動に伴う被支持部材のバランスを、より確実に良好にでき、撮像される画像の劣化を確実に抑えることができる。

又、本発明のカメラユニットは、請求項１〜５の何れかに記載のレンズ駆動装置と、前記固定台に装着され、光学像を電気的な信号に変換する撮像素子と、１又は複数の光学素子を備え、物体の光学像を前記撮像素子の受光面上に結像する撮像光学系とを備え、前記撮像光学系における１又は複数の光学素子のうちの光軸方向に沿って移動する光学素子は、前記レンズ駆動装置のレンズ保持枠に取り付けられていることを特徴とする。

この構成によれば、第１アクチュエータの作動に伴い揺動する被支持部材のバランスが良く、撮像される画像の劣化を抑え得るカメラユニットにできる。

本発明のレンズ駆動装置及びカメラユニットは、電気機械変換素子を備えたオートフォーカス用の第２アクチュエータを用いながら、手振れ補正用の第１アクチュエータの作動に伴い揺動する被支持部材のバランスを良好にでき、撮像される画像の劣化を抑えることができる。

本発明の第１実施形態のレンズ駆動装置を備えたカメラユニットの一部を断面にして模式的に表した側面図である。 図１のＩＩ−ＩＩ線断面図である。 図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。 （ａ）は、図１のレンズ駆動装置に用いられる第２アクチュエータ、レンズ保持枠及び押圧バネを一部断面にした拡大側面図、（ｂ）は、第２アクチュエータに印加される鋸歯状パルスの波形図である。 図４（ａ）の第２アクチュエータに係合するレンズ保持枠と押圧バネとの分解斜視図である。 （ａ）（ｂ）は手振れ補正駆動時のレンズ保持枠の挙動の説明図である。 第２実施形態のレンズ駆動装置を備えたカメラユニットの可動台を省略して模式的に表した平面図である。 図７のカメラユニットの左側面図である。 図８のカメラユニットのＸＩＩＩ−ＸＩＩＩ線断面図である。

以下、本発明を実施するための形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。図１は、本発明の第１実施形態のレンズ駆動装置を備えたカメラユニットの一部を断面にして模式的に表した側面図である。図２は図１のＩＩ−ＩＩ線断面図である。図３は図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。尚、各図において、ｚ方向は、側面視で上下方向（光軸Ｃの方向）、ｘ方向は、平面視で左右方向、ｙ方向は、平面視で前後方向として説明する。

第１実施形態のカメラユニット１は、レンズ駆動装置１ａと、撮像素子２とを備えている。レンズ駆動装置１ａは、略矩形状の固定台３と、固定台３に揺動可能に支持されレンズ１５を有する被支持部材１ｂと、固定台３に対して被支持部材１ｂをレンズ１５の光軸Ｃと直交方向（ｘ、ｙ方向）に駆動させる第１アクチュエータ７とを備えている。

固定台３は、液晶ポリマー（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｐｏｌｙｍｅｒ：ＬＣＰ）などの樹脂材料からなり、平面視、即ち光軸Ｃ方向の被写体側から見て、図３に示すように矩形状を呈している。

被支持部材１ｂは、可動台４と、レンズ１５を保持したレンズ保持枠１６と、可動台４に保持された第２アクチュエータ１０と、レンズ保持枠１６を第２アクチュエータ１０に摩擦係合するように付勢した押圧バネ（付勢部材）１７（図４、図５に図示）と、レンズ位置検出部材２１とを備えている。

可動台４は、矩形状の可動台本体４ａと、この可動台本体４ａの四辺部から固定台３の方向に可動台本体４ａから一体的に延在された４本のアーム部４ｂとを備えている。

可動台本体４ａは、液晶ポリマーなどの樹脂材料から構成されている。この可動台本体４ａは、図２に示すように固定台３と略同じ大きさの平面視で矩形状の板状体から構成されている。

又、この実施形態の可動台本体４ａは、後述するレンズ１５の直径よりも１辺の長さが長く、第１隅角部４０ａ〜第４隅角部４０ｄの４つの隅角部のそれぞれがレンズ１５の外径から径方向外側に突出している。又、可動台本体４ａは、光路となる円形状の光路用貫通穴４１を備えている。

そして、可動台本体４ａは、４本のサスペンションワイヤ５を介して固定台３の上方側に光軸Ｃの直交方向に揺動可能に支持されている。

これらのサスペンションワイヤ５は、この実施形態では、それぞれ、太さが８０μｍ〜１００μｍ程度の撓み可能な導電性（例えばステンレス製）の線材から構成されている。そして、サスペンションワイヤ５は、それぞれ、その一端側が固定台３の４つの隅角部のそれぞれに固定され、他端側が光軸Ｃ方向の上方に延ばされて可動台本体４ａの４つの隅角部のそれぞれに接着剤（例えばＵＶ湿気硬化タイプ）によって固定されている。

そして、これらのサスペンションワイヤ５がｘ方向、ｙ方向のそれぞれに撓むことにより、可動台本体４ａが固定台３に対して光軸Ｃの直交方向に揺動できるようになっている。

第２アクチュエータ１０は、レンズ１５を可動台４（固定台３）に対して光軸方向に駆動させるオートフォーカス用の圧電式アクチュエータであり、図４に示すように軸方向に伸縮する電気機械変換素子である圧電素子１２と、圧電素子１２の一端に接合された駆動軸１３と、圧電素子１２の他端に接合された錘部材としての基体１１とを備えている。

基体１１は、圧電素子１２の伸縮による変位を駆動軸１３側に、より大きい変位を発生させるためのものである。この実施形態では、基体１１は、タングステンやタングステン合金など比重の高い材料から構成されている。尚、この基体１１は、圧電素子１２の他端が固定台３に取付けられるなどして、錘の機能と同様の機能を発揮することができる場合には、省略されてもよい。

圧電素子１２は、入力の電気エネルギーを、伸縮する機械エネルギー、すなわち、機械的な運動に変換する素子であり、例えば、入力の電気エネルギーを圧電効果によって機械的な伸縮運動に変換する圧電素子等である。このような圧電素子は、例えば、積層体と、一対の外部電極とを備えている。

積層体は、圧電材料から成る薄膜状（層状）の圧電層と導電性を有する薄膜状（層状）の内部電極層とを交互に複数積層して成るものである。積層体は、本実施形態では、四角柱形状となっているが、これに限定されるものではなく、例えば、多角柱状や円柱形状等であってよい。

複数の内部電極層は、その一部が互いに対向する一対の外周側面で外部に臨むようにそれぞれ構成されている。一対の外部電極は、積層体における前記一対の外周側面上に積層方向に沿って形成され、前記電気エネルギーを積層体に供給するものであり、前記複数の内部電極と順次交互に接続されている。

圧電材料は、例えば、いわゆるチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）、ニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ_３）、ニオブ酸タンタル酸カリウム（Ｋ（Ｔａ，Ｎｂ）Ｏ_３）、チタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ_３）、タンタル酸リチウム（ＬｉＴａＯ_３）およびチタン酸ストロンチウム（ＳｒＴｉＯ_３）等の無機圧電材料である。

駆動軸１３は、軸方向にカーボン繊維が配列するようにして樹脂により円柱状に成形された炭素繊維強化プラスチック（ｃａｒｂｏｎ−ｆｉｂｅｒ−ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ ｐｌａｓｔｉｃ,ＣＦＲＰ）等からなる。そして、駆動軸１３は、その上端面が圧電素子１２の下端面に、接着剤（例えばエポキシ系の接着剤）１４により接着されている。

そして、このように構成された第２アクチュエータ１０は、図２、図４（ａ）に示すように基体１１側（一端側）を上側にして、可動台本体４ａの下面における第１隅角部４０ａの近傍に弾性接着剤１８で固定され、駆動軸１３が固定台３側の下側（撮像側）に延在されている。このようにして、第２アクチュエータ１０は、可動台本体４ａの第１隅角部４０ａと、レンズ１５におけるその第１隅角部４０ａに対して径方向内側に位置する外周部との間に形成される第１領域６１に配置されている。

レンズ保持枠１６は、液晶ポリマーなどの樹脂材料からなり、射出成型により形成されている。レンズ保持枠１６は、図２に示すように略円形状からなる１又は複数のレンズ１５を保持している。

又、レンズ保持枠１６は、外周に、係合部１６ａを備え、この係合部１６ａが駆動軸１３に摺動可能に係合されている。この実施形態の係合部１６ａは、図４（ａ）、図５に示すように、切り欠き部１６ｂと、この切欠き部１６ｂに嵌め込まれたパッド１９とを備えている。

押圧バネ１７は、板バネから構成され、切欠き部１６ｂに貫通された駆動軸１３にパッド１９を押圧するように付勢している。これにより、パッド１９を含む係合部１６ａと駆動軸１３とが、押圧ばね１７の付勢力で互いに押し付けられて摩擦結合されている。

又、この状態で、レンズ保持枠１６は、図１に示すように可動台本体４ａの下方側且つ固定台３の上方側、即ち、可動台本体４ａと固定台３との間に配設されている。又、この状態で、レンズ１５の光軸Ｃと可動台本体４ａ（被支持部材１ｂ）の中心Ｏ２とが略一致している。

このように構成された第２アクチュエータ１０は、不図示の携帯電話やデジタルカメラに搭載した図４（ａ）に示す駆動回路（オートフォーカス用ドライブＩＣ）２０で生成された鋸歯状パルスが、サスペンションワイヤ５を伝送し、その後、リード線２０ａを介して圧電素子１２に供給される。

この実施形態では、リード線２０ａは、固定台３側の後述の撮像素子２から離れるように、可動台４側に配置されている。リード線２０ａは、一端がサスペンションワイヤ５に接続され、他端が圧電素子１２に接続されている。このようにして、鋸歯状パルスによる撮像素子２のノイズを軽減するようにしている。

そして、図４（ｂ）のような鋸歯状パルスが駆動回路２０から圧電素子１２に印加されると、鋸歯状パルスの緩やかな立ち上がり部分では、圧電素子１２が厚み方向に緩やかに伸び変位し、駆動軸１３も同方向に緩やかに変位する。このとき、駆動軸１３に摩擦結合しているレンズ保持枠１６の係合部１６ａは、駆動軸１３とともに同方向に移動する。

一方、鋸歯状パルスの急速な立ち下がり部では、圧電素子１２が厚み方向に急速に縮み変位し、駆動軸１３も同方向に急速に変位する。このとき、駆動軸１３に摩擦結合している係合部１６ａは、慣性力で摩擦結合力に打ち勝ってその位置に留まり、実質的に移動しない。

このように、圧電素子１２に鋸歯状パルスを連続的に印加することで、レンズ保持枠１６を固定台３側の撮像側に徐々に移動させることができる。逆に、レンズ保持枠１６を可動台本体４ａ側の被写体側に徐々に移動させるには、圧電素子１２に印加する鋸歯状パルスの波形の向きを変えればよい。なお、具体的に図示しないが、この実施形態では、駆動軸１３で片持ち支持されたレンズ保持枠１６を回り止めする回り止め機構が設けられている。

次に、レンズ位置検出部材２１について説明する。レンズ位置検出部材２１は、可動台４に対するレンズ保持枠１６の光軸Ｃの方向の位置を検出する。この実施形態のレンズ位置検出部材２１は、レンズ保持枠１６に保持された位置検出用磁石２３と、可動台４に保持されたホール素子２２とを備えている。

位置検出用磁石２３は、この実施形態では、第１アクチュエータ７の駆動力Ｐ１の方向（作用線）に対する被支持部材１ｂの重心Ｏ１の位置を調整するバランサー（カウンターウェイト）としての役目を兼備している。

そして、この実施形態では、位置検出用磁石２３は、レンズ保持枠１６における係合部１６ａとレンズ１５を挟んで反対側の外周に接着剤によって固定されている。これにより、位置検出用磁石２３は、第１隅角部４０ａとレンズ１５を挟んで向かい合う可動台本体４ａの第３隅角部４０ｃと、レンズ１５におけるその第３隅角部４０ｃに対して径方向内側に位置する外周部との間に形成される第３領域６３に配置されている。

又、位置検出用磁石２３は、被支持部材１ｂの重心Ｏ１が可動台本体４ａ（被支持部材１ｂ）の中心Ｏ２に略一致するように重さ及び形状等が設定されて第３領域６３に配置されている。

ホール素子２２は、位置検出用磁石２３と対向するように可動台本体４ａの下面に固定されている。

又、このホール素子２２には、信号線（図示せず）が接続され、不図示の携帯電話やデジタルカメラに搭載された位置検出回路に接続されている。

そして、レンズ保持枠１６のｚ方向への移動に伴い位置検出用磁石２３がホール素子２２に対してｚ方向に移動すると、ホール素子２２から出力される信号が変化する。

この信号は、位置検出用磁石２３のホール素子２２に対する移動量、即ち、レンズ保持枠１６の移動量に概ね比例した出力変化を呈するため、この信号を用いてレンズ保持枠１６の移動量を位置検出回路によって検出することができる。尚、このように、レンズ保持枠１６の位置を検出することで、オートフォーカスを用いなくても、レンズ保持枠１６を光学的な無限位置や最近接位置に移動させることが可能になる。

尚、位置検出用磁石２３とホール素子２２との互いの位置は、上記位置に限らず、例えば位置検出用磁石２３が可動台本体４ａに保持され、ホール素子２２が位置検出用磁石２３と対向するようにレンズ保持枠１６に保持されてもよい。ただし、その場合は、ホール素子２２に接続する信号線の負荷に抗してレンズ保持枠１６を駆動される必要があるため、上記実施形態のように、位置検出用磁石２３がレンズ保持枠１６に保持されることが好ましい。

次に、第１アクチュエータ７について説明する。第１アクチュエータは、光学式手振れ補正機構の電磁式アクチュエータを構成するもので、図１、図３に示すようにコイル８と、駆動用磁石９とを備えている。

コイル８は、固定台３の上面の四辺部のそれぞれに固定されている。駆動用磁石９は、各アーム部４ｂの下面に、コイル８のそれぞれと対向するように固定されている。

又、この実施形態では、コイル８と駆動用磁石９とは、それらの間に生じた電磁力（駆動力Ｐ１）の合力Ｐ２の作用線Ｗ上に可動台本体４ａの中心Ｏ２が位置するように設定され、上記作用線Ｗ上に被支持部材の重心Ｏ１及び光軸Ｃが位置するように配置されている。

尚、コイル８は固定台３に、駆動用磁石９はアーム部４ｂに、それぞれ固定される形態のものに限らず、コイル８はアーム部４ｂに、駆動用磁石９は固定台３に、それぞれ固定されてもよく、適宜変更できる。

そして、駆動用磁石９は、可動台４側にＮ極が、固定台３側にＳ極が、それぞれ着磁されている。

このように構成されたコイル８に電流が流れていない非駆動時には駆動用磁石９とコイル８の間には電磁力が発生せず、図６（ａ）に示すように４本のサスペンションワイヤ５は撓み変形せず、レンズ保持枠１６は移動しない。

一方、コイル８に電流が流されると、駆動用磁石９とコイル８との間には電磁力が発生し、図６（ｂ）に示すように４本のサスペンションワイヤ５は撓み変形し、それに伴い、レンズ保持枠１６は、光軸Ｃの直交方向に駆動される。

次に、撮像素子２について説明する。撮像素子２は、撮像光学系によって結像された物体（被写体）の光学像における光量に応じてＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の各成分の画像信号に光電変換して所定の画像処理回路（不図示）へ出力する素子である。撮像素子２は、例えば、ＣＣＤ型のイメージセンサや、ＣＭＯＳ型のイメージセンサ等である。

そして、この撮像素子２は、図１、図３に示すように固定台３の上面に固定的に装着されている。

次に、本発明のカメラユニット１の動作について説明する。第２アクチュエータ１０によりレンズ保持枠１６を駆動させることで、レンズ１５がオートフォーカスされる。

このオートフォーカスと同時に、光学式手振れ補正機構の第２アクチュエータ７が駆動されて、被支持部材１ｂが光軸Ｃの直交方向に平行移動されることで、手振れ補正がなされる。

詳しくは、図６（ａ）のように、コイル８に電流が流れていない非駆動時には、駆動用磁石９とコイル８との間には電磁力が発生しないので、４本のサスペンションワイヤ５は、ｚ方向と平行な状態を保ったままである。

そして、例えば図３の左右両側のコイル８に電流が流されると、駆動用磁石９とコイル８の間には電磁力（駆動力Ｐ１）が発生するので、図６（ｂ）に示すように、４本のサスペンションワイヤ５がｘ方向に撓み変形し、それに伴い、被支持部材が光軸Ｃの直交方向のｘ方向に駆動される。

又、その被支持部材１ｂが光軸Ｃの直交方向のｘ方向に駆動される際、図２に示すように駆動用磁石９とコイル８の間に生じた駆動力Ｐ１の合力Ｐ２の作用線Ｗ上に被支持部材１ｂの重心Ｏ１が位置するように配置されているため、第１アクチュエータ７の作動に伴い揺動する際の被支持部材１ｂのバランスを、より良好にできる。

より詳しくは、例えばバランサーとしての位置検出用磁石２３が配設されていない場合には、被支持部材１ｂの重心Ｏ３（図２に図示）が第２アクチュエータ１０のほぼ荷重分だけ被支持部材１ｂの中心Ｏ２よりも可動台本体４ａの第１隅角部４０ａ側に偏る。そのため、被支持部材１ｂの重心Ｏ３の位置が、駆動用磁石９とコイル８の間に生じた駆動力Ｐ１の合力Ｐ２の作用線Ｗと距離Ｌ１を隔てた位置になる。その結果、第１アクチュエータ７の作動に伴い被支持部材１ｂが揺動する際に、例えば被支持部材１ｂの全体に回転モーメントがかかり、それに伴ないレンズ１５が回転してしまい、撮像される画像が劣化してしまう。

しかし、この実施形態では、バランサーとしての位置検出用磁石２３によって、駆動用磁石９とコイル８の間に生じた駆動力Ｐ１の合力Ｐ２の作用線Ｗ上に被支持部材の重心Ｏ１が位置するように配置されているため、第１アクチュエータ７の作動に伴い被支持部材１ｂが揺動する際に、被支持部材１ｂに回転モーメントがかかることがなく、レンズ１５が回転するおそれのないものにでき、撮像される画像の劣化を確実に抑えることができる。

一方、例えば図３の前後両側のコイル８に電流が流されると、図示しないが、同様に、４本のサスペンションワイヤ５がｙ方向に撓み変形し、それに伴い、被支持部材が光軸Ｃの直交方向のｙ方向に駆動される。

その場合においても、図２に示すように駆動用磁石９とコイル８の間に生じた駆動力Ｐ１の合力Ｐ２の作用線Ｗ上に被支持部材１ｂの重心Ｏ１が位置するように配置されているため、第１アクチュエータ７の作動に伴い揺動する際の被支持部材１ｂのバランスを良好にできる。

尚、実際の手振れ補正駆動時には、所定の制御信号に応じてコイル８に流れる電流の向きと大きさが変化し、それに伴って被支持部材は撮像素子２に対してｘ、ｙ方向に平行が担保された状態でシフト駆動される。

又、上記実施形態では、光軸Ｃの方向に配置したオートフォーカス用の第２アクチュエータ１０の圧電素子１２を駆動軸１３よりも光軸Ｃの方向の上方側になるように可動台４に固定している。したがって、圧電素子１２と撮像素子２との間に距離Ｌ２（図１参照）が隔てられるから、第２アクチュエータ１０の駆動信号が撮像素子２の出力信号に与える影響を抑制できるので、撮影される画像が劣化するおそれがなくなる。

また、圧電素子１２には、サスペンションワイヤ５とリード線２０ａとを介して給電するから、サスペンションワイヤ５を給電線として利用できるので、その分の給電線が不要になる。

さらに、サスペンションワイヤ５と圧電素子１２とを接続するリード線２０ａを可動台４側に配置している。したがって、固定台３側の撮像素子２から処理回路に電気信号を伝送する信号線との間に距離が隔てられるから、リード線２０ａと信号線との間で第２アクチュエータ１０の駆動信号が撮像素子２の出力信号に与える影響を抑制できる。

次に、第２実施形態のカメラユニット１００について、図７〜図９に基づいて説明する。第２実施形態のカメラユニット１００は、レンズ駆動装置１００ａと、撮像素子１０２とを備えている。撮像素子１０２は、先の第１実施形態のものと同構成を採っている。

レンズ駆動装置１００ａは、先の第１実施形態のものと同様に、固定台１０３と、固定台１０３に揺動可能に支持されレンズ１１５を有する被支持部材と、固定台３に対して被支持部材をレンズ１１５の光軸Ｃと直交方向（ｘ、ｙ方向）に駆動させる第１アクチュエータ１０７とを備えている。固定台１０３は、先の第１実施形態のものと同構成を採っている。

被支持部材も、先の第１実施形態のものと同様に、可動台１０４（一部のみを図９に図示）と、レンズ保持枠１１６と、第２アクチュエータ１１０と、レンズ位置検出部材１２１とを備えている。

可動台１０４は、この第２実施形態では、図９に示すように第３隅角部１４０ｃの近傍に、レンズ保持枠１１６を案内する案内溝１０４ａを備えている。

第２アクチュエータ１１０は、先の第１実施形態のものと同構成を採っており、可動台１０４の第１隅角部１４０ａの近傍に保持されている。これにより、第２アクチュエータ１１０は、第１領域１６１に配置されている。

レンズ保持枠１１６は、内周側に、１又は複数のレンズ１１５を備えている。又、この第２実施形態のレンズ保持枠１１６は、外周における一端側に、第２アクチュエータ１１０の駆動軸１１３と係合する係合部１１６ａを備え、外周におけるレンズ１１５を挟んで係合部１１６ａと反対側の他端側に、可動台１０４の案内溝１０４ａに光軸方向に移動可能に嵌挿された嵌挿部１１６ｃを備えている。

係合部１１６ａは、この第２実施形態では、スライダバネ１１７を保持し、スライダバネ１１７を介して駆動軸１１３と摩擦係合している。

嵌挿部１１６ｃは、両外側面のそれぞれに突起１１６ｄを備え、可動台１０４の案内溝１０４ａの内側面との当接抵抗を小さくできるようにしている。

スライダバネ１１７は、所定幅の長尺状の板バネを折り返すようにして形成されており、一端側に、駆動軸１１３を受けるＶ状の軸受け部１１７ａと、軸受け部１１７ａに駆動軸１１３を押し付ける押圧部１１７ｂとを備え、他端側に折り返し部１１７ｃを備えている。

そして、このスライダバネ１１７は、一端側における軸受け部１１７ａがレンズ保持枠１１６の係合部１１６ａを覆うように配設されてレンズ保持枠１１６に保持されている。又、レンズ保持枠１１６に保持されたスライダバネ１１７は、一端側が第１領域１６１に配置され、他端側が第１領域１６１から第２領域１６２まで延ばされるようにして配置されている。

詳しくは、スライダバネ１１７の一端側は、軸受け部１１７ａと押圧部１１７ｂとで駆動軸１１３を挟持するようにして第１領域１６１に配置されている。スライダバネ１１７の他端側は、第１領域１６１から、第１隅角部１４０ａに隣接した第２隅角部１４０ｂとレンズ１１５における第２隅角部１４０ｂに対して径方向内側に位置する外周部との間に形成された第２領域１６２まで延ばされ、その第２領域１６２に折り返し部１１７ｃが配置されている。

レンズ位置検出部材１２１は、先の第１実施形態と同様に、レンズ保持枠１１６に保持された位置検出用磁石１２３と、可動台１０４に保持されたホール素子１２２とを備えている。これらは、先の第１実施形態のものと同構成を採っている。

ただし、この第２実施形態の位置検出用磁石１２３とホール素子１２２とは、第１隅角部１４０ａに隣接した第４隅角部１４０ｄとレンズ１１５における第４隅角部１４０ｄに対して径方向内側に位置する外周部との間に形成された第４領域１６４に配置されている。

このようにした配置された位置検出用磁石１２３は、先の第１実施形態と同様に、第１アクチュエータ１０７の駆動力の方向（作用線）に対する被支持部材の重心Ｏ１の位置を調整するバランサー（カウンターウェイト）としての役目を兼備している。従って、位置検出用磁石１２３によって、被支持部材の重心Ｏ１が被支持部材の中心Ｏ２及び光軸Ｃと略一致するように調整されている。

第１アクチュエータは、先の第１実施形態と同様に、コイル１０８と、駆動用磁石１０９とを備えている。これらは、先の第１実施形態のものと同構成を採っており、コイル１０８と駆動用磁石１０９とは、それらの間に生じた電磁力（駆動力）の合力Ｐ２の作用線上に被支持部材の中心Ｏ２が位置するように設定され、上記作用線上に被支持部材の重心Ｏ１及び光軸Ｃが位置するように配置されている。

尚、上記第２実施形態では、スライダバネ１１７は、第２アクチュエータが配置された第１領域１６１から第２領域１６２まで延ばされるようにして配置されたが、例えば第１領域１６１から第４領域１６４まで延ばされるように配置されてもよい。そして、その場合、バランサーとしての位置検出用磁石１２３は、第２領域１６４に配置され、ホール素子１２２は、位置検出用磁石１２３と対向するように配置されればよい。

以上のように構成された第２実施形態のカメラユニット１００は、第２アクチュエータ１０によりレンズ保持枠１１６を駆動させることで、レンズ１１５がオートフォーカスされる。その際、レンズ保持枠１１６は、可動台１０４の案内溝１０４ａに嵌挿部１１６ｃが嵌挿されているため、可動台１０４に対する回転が防止され、光軸Ｃの方向にのみ移動する。又、その移動に際して、突起１１６ｄが可動台１０４の案内溝１０４ａの内側面と当接するため、抵抗を小さくでき、円滑に移動できる。

又、先の第１実施形態と同様に、このオートフォーカスと同時に、光学式手振れ補正機構の第２アクチュエータ１０７が駆動されて、被支持部材が光軸Ｃの直交方向に平行移動されることで、手振れ補正がなされる。

この場合においても、バランサーとしての位置検出用磁石１２３によって、磁石１０９とコイル１０８の間に生じた駆動力の合力Ｐ２の作用線上に被支持部材の重心Ｏ１が位置するように配置されているため、第１アクチュエータ１０７の作動に伴い揺動する際の被支持部材のバランスを良好にでき、撮像される画像の劣化を防止できる。

尚、上記実施形態では、バランサーは、レンズ位置検出部材の位置検出用磁石から構成されたが、この形態のものに限らず、適宜変更できる。例えばレンズ位置検出部材とは別個に、専用のバランサーから構成されてもよい。また、バランサーがレンズ位置検出部材とは別個に構成される場合に、レンズ保持枠と可動台との何れか一方又は両方に配置することができる。

又、バランサーは、ホール素子から構成され、或いは、ホール素子と位置検出用磁石レンズとの両方によって構成されてもよい。

１、１００ カメラユニット
１ｂ 被支持部材
２、１０２ 撮像素子
３、１０３ 固定台
４、１０４ 可動台
５、１０５ サスペンションワイヤ
７、１０７ 第１アクチュエータ
８、１０８ コイル
９、１０９ 駆動用磁石
１０、１１０ 第２アクチュエータ
１１ 基体
１２ 圧電素子
１３、１１３ 駆動軸
１５、１１５ レンズ
１６、１１６ レンズ保持枠
１７ 押圧ばね（付勢部材）
２２、１２２ ホール素子
２３、１２３ 位置検出用磁石（バランサー）
１１７ スライダバネ（付勢部材）
Ｃ 光軸

Claims (6)

1. 固定台と、
   前記固定台に揺動可能に支持され、略円形状のレンズを有する被支持部材と、
   前記固定台に対して前記被支持部材を前記レンズの光軸と直交方向に駆動させる第１アクチュエータとを備え、
   前記被支持部材は、可動台と、前記レンズを保持したレンズ保持枠と、前記可動台に保持され前記レンズ保持枠を前記光軸の方向に駆動させる第２アクチュエータと、前記被支持部材の重心位置を調整するバランサーとを備え、
   前記可動台は、前記レンズの径方向外側に突出する４つの隅角部を有する略矩形状の可動台本体を備え、
   前記第２アクチュエータは、電気機械変換素子と、前記電気機械変換素子の一端に結合され前記電気機械変換素子の伸縮変位に応じて変位する駆動軸とを備え、
   前記レンズ保持枠は、前記駆動軸に摺動可能に摩擦係合され、
   前記第２アクチュエータは、前記可動台本体の前記４つの隅角部の内の何れか１つである第１隅角部と前記第１隅角部に対して径方向内側に位置する前記レンズの外周部との間に形成される第１領域に配置され、
   前記バランサーは、前記可動台本体の前記第１隅角部以外の他の１つの隅角部と前記他の１つの隅角部に対して径方向内側に位置する前記レンズの外周部との間に形成される領域に配置されていることを特徴とするレンズ駆動装置。
2. 前記被支持部材は、前記レンズ保持枠を前記駆動軸に摩擦係合させるように付勢した付勢部材を、更に備え、
   前記付勢部材は、前記第１領域に配置され、
   前記バランサーは、前記第１隅角部に前記レンズを挟んで向かい合う第３隅角部と前記第３隅角部に対して径方向内側に位置する前記レンズの外周部との間に形成される第３領域に配置されていることを特徴とする請求項１記載のレンズ駆動装置。
3. 前記被支持部材は、前記レンズ保持枠を前記駆動軸に摩擦係合させるように付勢した付勢部材を、更に備え、
   前記付勢部材は、前記第１領域から、前記第１隅角部に隣接した第２隅角部または第４隅角部と前記第２隅角部または第４隅角部に対して径方向内側に位置する前記レンズの外周部との間に形成された第２領域又は第４領域まで延ばされるように配置され、
   前記バランサーは、前記付勢部材が配置された第２領域又は第４領域と異なる前記第４領域又は第２領域に配置されていることを特徴とする請求項１記載のレンズ駆動装置。
4. 前記レンズ保持枠と前記可動台との何れか一方に保持され、前記可動台に対する前記レンズ保持枠の前記光軸方向の位置を検出するための位置検出用磁石を、更に備え、
   前記バランサーは、前記位置検出用磁石であることを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載のレンズ駆動装置。
5. 前記第１アクチュエータは、前記固定台と前記レンズ保持枠との何れか一方に保持されたコイルと、前記固定台と前記レンズ保持枠との何れか他方に保持された駆動用磁石とを備え、
   前記バランサーは、前記コイルと駆動用磁石とに生じる駆動力の合力の作用線上に前記被支持部材の重心がほぼ位置するように配置されていることを特徴とする請求項１〜４の何れか一項に記載のレンズ駆動装置。
6. 請求項１〜５の何れか一項に記載のレンズ駆動装置と、
   前記固定台に装着され、光学像を電気的な信号に変換する撮像素子と、
   １又は複数の光学素子を備え、物体の光学像を前記撮像素子の受光面上に結像する撮像光学系とを備え、
   前記撮像光学系における１又は複数の光学素子のうちの光軸方向に沿って移動する光学素子は、前記レンズ駆動装置のレンズ保持枠に取り付けられていること
   を特徴とするカメラユニット。

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