JP2015225314A - レンズ駆動装置、レンズ駆動装置を備えたカメラモジュール及び電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】
共振を十分に抑制することができる、手振れ補正機能を備えたレンズ駆動装置を提供する。
【解決手段】
レンズ駆動装置において、ベース部材に、２つの隅部に位置決めに使用しているコイルを配置し、ベース部材には、コイルの空芯部分となる部位に粘着部材溜まりを備える。粘着部材溜まりには、ベース裏面に貫通する貫通穴が設けられている。粘着部材溜まりには共振を抑制することを目的とする粘着部材が塗布されており、その上に可動部品内のマグネットを覆い被せている。平面的に広いスペースとなるマグネットの面を有効に利用でき、粘着部材が周辺に流れ出すことを防止すると共に組立後に背面から直接粘着部材を注入可能で、共振を抑制する効果の大きい装置とすることができる。

【選択図】図３

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、特に手振れ補正機構を備えたレンズ駆動装置に関するものである。

このような分野の技術として特開２０１３−１６７８６０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、オートフォーカス用レンズ駆動装置が、光軸に対して直交する方向に揺動可能に支持されている。より詳細には、弾性体に接続されたサスペンションワイヤが四隅に配置されており、駆動手段によって弾性体を取付けた可動部を駆動する。

特開２０１３−１６７８６０号公報

一般的に、振動する物体が外部から固有振動に等しい振動を受けると共振する。特許文献１の従来の手振れ補正装置の技術では、共振する構造体の振動を抑制するために、弾性体の四つの角隅部に紫外線硬化樹脂を用いたダンパー材が配置されている。共振防止に使用する紫外線硬化樹脂は、硬化後もゲル状で弾力があり、物体に塗布しておくと、その弾力によって共振を抑制させる。このとき紫外線硬化樹脂と物体との接触面積は、広くした方がより早く共振を抑制できるが、ダンパー材の近傍にサスペンションワイヤが取り付けられているため、接触面積を広げることができず、素早く共振を抑制することができなかった。

本発明は、上記のような課題を鑑みてなされたものであり、共振を素早く十分に抑制させることができる、手振れ補正機構が備えられているレンズ駆動装置を提供することを目的とする。

このような目的を達成するために、本発明によるレンズ駆動装置の手振れ補正機構は、以下の構成を具備するものである。
レンズ枠と、ベース部材と、前記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と共に、レンズ枠を光軸方向及び、光軸を交差する方向にそれぞれ駆動する駆動手段を備え、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、コイルの空芯部に粘着部材を配置する。

上述した粘着部材は、コイルを位置決めするために設けられたベース部材のコイル位置規制部の天面に、凹形状の粘着部材溜まりを設けて配置しても良い。

また粘着部材溜まりに、コイルを配置している面とは反対の面となるベース部材の裏側に貫通する貫通孔を設け、粘着部材をベース部材の裏側から注入し、所定の位置に配置するようにしても良い。
更に、粘着部材溜まりを複数の区画に区切って設けても良いし、貫通穴を複数設けても良い。

本発明によれば、コイルとマグネットの対向面を有効に利用して粘着部材を配置することにより、共振を好適に抑制することができる。

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磁気回路を示す断面図である。 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。 本発明の実施形態に係るレンズ駆動装置のベース部材を示す背面図である。 本発明の実施形態を示すコイル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モジュールを示す図である。 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６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、磁気回路を示す断面図、図３はベース部材の平面図、図４はマグネットが装着されたベース部材の平面図、図５はベース部材の背面図、図６はコイル配置部の部分拡大断面図である。図７及び図８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７は本発明のレンズ駆動装置を組み込んだカメラモジュール、図８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６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，５Ｂは、一対の部材が互いに電気的に絶縁された状態で配置されており、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，１５Ｂ，１５Ｃ，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，１５Ｃ，１５Ｄ）は、レンズ枠２に対向する一面側がＮ、Ｓ極の一方であり、その背面側がＮ、Ｓ極の他方になっており、一面側から第１コイル１３を横切って背面側に至る磁路が形成されている。この磁路を形成するためにマグネット１５（１５Ａ，１５Ｂ，１５Ｃ，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）は、ベース部材３における２つのコイル保持部３Ｅにそれぞれ保持されており、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）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は一対の直線部を有する長円状に巻かれており、第２コイル１４Ａ，１４Ｂは光軸Ｏａと直交する平面内で互いに異なる方向に延びた直線部を有している。そして、マグネット１５（１５Ａ，１５Ｂ）は、その一方の極から第２コイル１４（１４Ａ，１４Ｂ）の一方の直線部を光軸方向に沿って横切った後他方の直線部を逆向きに横切って他方の極に戻る磁路を形成している。

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を備えており、その周辺に複数の接続端子８が配置されている。図示の例では、ベース部材３は、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、マグネットホルダ１１と対向する面には、前述したコイル保持部３Ｅと共にホール素子保持部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箇所のホール素子保持部３Ｆには、回路基板に実装された位置検出素子であるホール素子１６がそれぞれ設置される。２つのホール素子１６は、光軸Ｏａと交差する平面内で互いに異なる方向に向いており、マグネットホルダ１１に取り付けられたマグネット１５Ｃ，１５Ｄに対向して配置されている。

図３は、ベース部材を詳細に示した説明図（平面図）である。ベース部材３に配置される複数の接続端子８は、樹脂材などで形成されるベース部材３に独立して埋め込み形成されており、一部がレンズ枠２側で露出し、他の一部がベース部材３の側面３Ｂ又は背面３Ｃに露出して外部接続面８０を構成している。

ベース部材３の左上端部と右上端部の２つの隅部に第２コイル１４（１４Ａ，１４Ｂ）が配置されている。第２コイル１４（１４Ａ，１４Ｂ）は空芯コイルであり、その空芯部はベース部材３のコイル保持部３Ｅに設けられたコイル位置規制部３１Ａ，３１Ｂに嵌合している。コイル位置規制部３１Ａ，３１Ｂは、天面３Ｌをマグネット１５（１５Ａ，１５Ｂ）と対向させており、図６にあるように、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が設けられている。粘着部材溜まり１９は、３つの区画からなる粘着部材溜まり１９Ａ，１９Ｂ，１９Ｃで構成され、図６の断面図に示すように、それぞれ天面Ｌから一段低くなるように凹部を形成している。中央の粘着部材溜まり１９Ｂには小さな貫通穴２０が設けられ、ベース部材３の裏面まで、貫通している。

粘着部材１８は、コイル位置規制部３１Ａ及び３１Ｂに設けられた粘着部材溜まり１９Ａ，１９Ｂ，１９Ｃのいずれかまたは全部に配置される。
粘着部材溜まり１９Ｂに配置される粘着部材１８は、ベース３の裏面より貫通穴２０に注入され所定の位置に配置される。貫通穴２０は、粘着部材１８を配置した後に、図示省略した蓋がされる。

貫通穴２０は、図３及び図６にあるように、粘着部材溜まり１９Ｂに設けられているが、これに限らず、粘着部材溜まり１９Ａ或いは１９Ｃに設けても良い。また隣り合う粘着部材溜まり１９Ａ，１９Ｂ，１９Ｃの中で、貫通穴２０を二つ設けても良いし、３つ設けても良い。

図３において、ベース部材３の左下端部と右下端部には、ホール素子１６の端子がそれぞれ接続されている。
このようなレンズ駆動装置１は、駆動手段における複数の給電対象への異なる給電経路の端部や、レンズ枠２の位置検出素子であるホール素子１６の出力端子を、全てベース部材３に設けた接続端子に接続しており、その接続端子の外部接続面８０をベース部材３の側面３Ｂ又は背面３Ｃに露出させている。これによって、駆動手段及び位置検出素子であるホール素子１６と制御回路との接続をベース部材３における外部接続面８０との接続として一括して行うことが可能になる。これによって、制御回路との接続を含むレンズ駆動装置１の組み付けを簡易に行うことが可能になる。

レンズ駆動装置１は、図１及び図３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、レンズ駆動装置１を駆動させるための制御信号を駆動手段の第２コイル１４（１４Ａ，１４Ｂ）に出力する。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）と、マグネット１５（１５Ａ，１５Ｂ）との間で磁路を形成し、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（例えばＣＭＯＳ）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、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。

そこで、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３１Ａ，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。マグネット１５（１５Ａ，１５Ｂ）は、コイル１４と対向する平面部の面積が大きく、この平面部にコイル１４とともに対向しているコイル位置規制部（３１Ａ，３１Ｂ）の天面を利用して、粘着部材１８を配置することにより、粘着部材１８を配置する面積を従来の装置より広くすること（粘着部材とマグネットとの接触面積の拡大）が可能になり、外部から振動（共振周波数）が加わったときに、レンズ枠２を含むマグネットホルダ１１の共振をより確実に抑制し、レンズ枠２を含むマグネットホルダ１１を所定の位置に移動させ、維持させている。

粘着部材１８は、３つの粘着材溜まり１９Ａ，１９Ｂ，１９Ｃのうち、１つから３つの区画を選択して配置することにより、固体差や外部から振動の強弱等に応じて最適な粘着部材１８の配置面積とすることができる。

また組立完了後のレンズ駆動装置１において、共振抑制を強くする等の理由で、更に粘着部材１８の配置が必要になった場合には、ベース部材３の裏面から貫通穴２０に粘着部材１８を注入して、粘着部材１８を所定の位置に配置させることができる。

図７は、レンズ駆動装置１を内蔵したカメラモジュール１００の実施例である。
図８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、粘着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、３Ｌ：天面、
３Ｆ：ホール素子保持部、３Ｇ：挿通孔、
４：支持部、１１：マグネットホルダ、１１Ａ：上縁、１１Ｂ：下縁、
１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ、１２Ｄ：板状ヨーク、
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、
８：接続端子、８０：外部接続面、
１３：第１コイル、１４（１４Ａ，１４Ｂ）：第２コイル、
１５（１５Ａ，１５Ｂ，１５Ｃ，１５Ｄ）：マグネット、
１６：ホール素子（位置検出素子）、
１７：カバー部材、１７Ａ：開口、
１８：粘着部材、
１９，１９Ａ，１９Ｂ，１９Ｃ：粘着部材溜まり、
２０：貫通穴、
２１：フィルタ枠、
Ｅ：給電経路、Ｏａ：光軸、
Ｆ１：第２電磁アクチュエータがレンズ枠２を駆動する方向、
Ｆ２：第３電磁アクチュエータがレンズ枠２を駆動する方向、
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、

Claims (6)

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と共に、前記レンズ枠を光軸方向及び、光軸を交差する方向にそれぞれ駆動する駆動手段を備え、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、前記コイルの空芯部には、粘着部材が配置されていることを特徴とするレンズ駆動装置。
2. 前記ベース部材には、前記コイルを位置決めするためのコイル位置規制部を有し、前記コイル位置規制部は、少なくとも１つ以上の粘着部材溜まりを備え、粘着部材溜まりに、粘着部材が配置され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. 前記粘着部材溜まりには、貫通穴が設けられていることを特徴とする請求項２に記載の
   レンズ駆動装置。
4. 前記粘着部材溜まりは、３つの区画で構成されていることを特徴とする請求項２又は３
   に記載のレンズ駆動装置。
5. 請求項１ないし４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モジュール。
6. 請求項１ないし４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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