JP2016126117A - レンズ駆動装置、カメラモジュール、及びカメラ搭載装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】反射型フォトリフレクタを利用してクローズドループ制御方式で自動ピント合わせを行う場合に有用なレンズ駆動装置等を提供する。【解決手段】レンズ駆動装置は、オートフォーカス用コイル部とオートフォーカス用マグネット部とで構成されるボイスコイルモーターの駆動力を利用して、オートフォーカス固定部に対してオートフォーカス可動部を光軸方向に移動させることにより自動的にピント合わせを行う。オートフォーカス可動部に対して光軸方向結像側に離間して配置され、オートフォーカス可動部に向けて光を出射するとともに、オートフォーカス可動部で反射した反射光を受光して、受光強度に基づいてオートフォーカス可動部の光軸方向の位置を検出する位置検出部を備える。オートフォーカス可動部とともに変位する部材の一部が、位置検出部から出射された光を反射する反射板として機能する。【選択図】図８
Description
本発明は、オートフォーカス用のレンズ駆動装置、オートフォーカス機能を有するカメラモジュール、及びカメラ搭載装置に関する。
一般に、スマートフォン等の携帯端末には、小型のカメラモジュールが搭載されている。このようなカメラモジュールには、被写体を撮影するときのピント合わせを自動的に行うオートフォーカス機能（以下「ＡＦ機能」と称する、ＡＦ：Auto Focus）を有するレンズ駆動装置が適用される。
オートフォーカス用のレンズ駆動装置は、レンズ部を光軸方向に移動させるためのオートフォーカス用駆動部（以下「ＡＦ用駆動部」と称する）を備える。ＡＦ用駆動部は、例えばレンズ部の周囲に配置されるオートフォーカス用コイル部（以下「ＡＦ用コイル部」と称する）と、ＡＦ用コイル部に対して径方向に離間して配置されるオートフォーカス用マグネット部（以下「ＡＦ用マグネット部」と称する）とを有する。ＡＦ用コイル部とＡＦ用マグネット部とで構成されるボイスコイルモーターの駆動力を利用して、ＡＦ用マグネット部を含むオートフォーカス固定部（以下「ＡＦ固定部」と称する）に対してレンズ部及びＡＦ用コイル部を含むオートフォーカス可動部（以下「ＡＦ可動部」と称する）を光軸方向に移動させることにより、自動的にピント合わせが行われる。
従来は、例えばレンズ部を移動させながらイメージセンサーで取得される複数の画像情報を解析し、コントラスト評価を行うことによって合焦位置を調整する手法が採用されている。しかし、この手法では、ピント合わせに時間がかかり、撮影までの時間が長くなる。
そこで、昨今では、カメラモジュールに搭載した位置検出装置でレンズ位置を常に検出し、この検出結果に基づいてＡＦ用駆動部（ボイスコイルモーター）の動作を制御する方式が増えつつある（いわゆるクローズドループ制御方式）。レンズ位置を検出する方式としては、ホール素子を用いて磁界の変化を元に検出する方式と、受光部に入射する光の変化を元に検出する光学センサー（例えば反射型フォトリフレクタ）を用いる方式がある（例えば特許文献１）。
反射型フォトリフレクタは、１つの半導体パッケージ内に発光部と受光部を有し、発光部から出射された光（例えば赤外線）を検出対象の物体で反射させ、受光部に入射する反射光の強度から検出対象の位置を検出する光学センサーである。この反射型フォトリフレクタを利用してＡＦ固定部に対するＡＦ可動部の位置を検出する場合、ＡＦ固定部に反射型フォトリフレクタを実装し、ＡＦ可動部に反射板（例えばアルミミラー）を配置する必要がある。
しかしながら、レンズ位置の検出に反射型フォトリフレクタを利用する場合、ＡＦ可動部に、ＡＦ可動部の構成部材とは別部材の反射板を貼り付けることになり、また、ＡＦ可動部の動作を安定させるために、反射板の取付け部位の反対側にも同様の部材を配置して重量バランスをとる必要がある。そのため、レンズ駆動装置の部品コストが増大するとともに、組立作業が煩雑になる。さらには、ＡＦ可動部の重量増加によってレンズ駆動装置の応答感度が低下する虞がある。反射板を薄くすることによりＡＦ可動部の重量増加を抑制することも考えられるが、この場合、材料強度が低くなるために加工性、取扱性が悪くなるという別の問題が生じる。
本発明の目的は、反射型フォトリフレクタを利用してクローズドループ制御方式で自動ピント合わせを行う場合に有用なレンズ駆動装置、これを備えたカメラモジュール、及びカメラ搭載装置を提供することである。
本発明に係るレンズ駆動装置は、レンズ部の周囲に配置されるオートフォーカス用コイル部と、前記オートフォーカス用コイル部に対して径方向に離間して配置されるオートフォーカス用マグネット部とを有し、前記オートフォーカス用コイル部と前記オートフォーカス用マグネット部とで構成されるボイスコイルモーターの駆動力を利用して、前記オートフォーカス用コイル部及び前記オートフォーカス用マグネット部の何れか一方を含むオートフォーカス固定部に対して、前記オートフォーカス用コイル部及び前記オートフォーカス用マグネット部の何れか他方を含むオートフォーカス可動部を光軸方向に移動させることにより自動的にピント合わせを行うレンズ駆動装置であって、
前記オートフォーカス可動部に対して光軸方向結像側に離間して配置され、前記オートフォーカス可動部に向けて光を出射するとともに、前記オートフォーカス可動部で反射した反射光を受光して、受光強度に基づいて前記オートフォーカス可動部の光軸方向の位置を検出する位置検出部を備え、
前記オートフォーカス可動部とともに変位する部材の一部が、前記位置検出部から出射された光を反射する反射板として機能することを特徴とする。
前記オートフォーカス可動部に対して光軸方向結像側に離間して配置され、前記オートフォーカス可動部に向けて光を出射するとともに、前記オートフォーカス可動部で反射した反射光を受光して、受光強度に基づいて前記オートフォーカス可動部の光軸方向の位置を検出する位置検出部を備え、
前記オートフォーカス可動部とともに変位する部材の一部が、前記位置検出部から出射された光を反射する反射板として機能することを特徴とする。
本発明に係るカメラモジュールは、上記のレンズ駆動装置と、
前記オートフォーカス可動部に装着されるレンズ部と、
前記レンズ部により結像された被写体像を撮像する撮像部と、を備えることを特徴とする。
前記オートフォーカス可動部に装着されるレンズ部と、
前記レンズ部により結像された被写体像を撮像する撮像部と、を備えることを特徴とする。
本発明に係るカメラ搭載装置は、情報機器または輸送機器であるカメラ搭載装置であって、
上記のカメラモジュールを備えることを特徴とする。
上記のカメラモジュールを備えることを特徴とする。
本発明によれば、ＡＦ可動部とともに変位する部材の一部が反射板として利用されるので、部品コストの増大及び組立作業の煩雑化を招くことなく、反射型フォトリフレクタを実装することができる。したがって、反射型フォトリフレクタを利用してクローズドループ制御方式で自動ピント合わせを行う場合に有用である。
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図１は、本発明の一実施の形態に係るカメラモジュールＡを搭載するスマートフォンＭ（カメラ搭載装置）を示す図である。図１ＡはスマートフォンＭの正面図であり、図１ＢはスマートフォンＭの背面図である。
図１は、本発明の一実施の形態に係るカメラモジュールＡを搭載するスマートフォンＭ（カメラ搭載装置）を示す図である。図１ＡはスマートフォンＭの正面図であり、図１ＢはスマートフォンＭの背面図である。
スマートフォンＭは、例えば背面カメラＯＣとして、カメラモジュールＡを搭載する。カメラモジュールＡは、オートフォーカス機能を備え、被写体を撮影するときのピント合わせを自動的に行う。
図２は、カメラモジュールＡの外観斜視図である。図３は、カメラモジュールＡの分解斜視図である。図２、図３に示すように、本実施の形態では、直交座標系（Ｘ，Ｙ，Ｚ）を使用して説明する。後述する図においても共通の直交座標系（Ｘ，Ｙ，Ｚ）で示している。カメラモジュールＡは、スマートフォンＭで実際に撮影が行われる場合に、Ｘ方向が上下方向（又は左右方向）、Ｙ方向が左右方向（又は上下方向）、Ｚ方向が前後方向となるように搭載される。すなわち、Ｚ方向が光軸方向であり、図中上側が光軸方向受光側（「マクロ位置側）ともいう）、下側が光軸方向結像側（「無限遠位置側」ともいう）となる。
カメラモジュールＡは、円筒形状のレンズバレルにレンズが収容されてなるレンズ部（図示略）、オートフォーカス用のレンズ駆動装置１、及び全体を覆うシールドカバー２等を備える。
シールドカバー２は、光軸方向から見た平面視で正方形状の有蓋四角筒体であり、上面に円形の開口２ａを有する。この開口２ａからレンズ部（図示略）が外部に臨む。シールドカバー２は、レンズ駆動装置１のベース部材２１（図６参照）に固定される。シールドカバー２は、ベース部材２１の端子金具（図示略）を介してイメージセンサー基板２２（図６参照）に電気的に接続され、接地される。シールドカバー２によって、ＥＭＣノイズを遮断することができる。
図４は、レンズ駆動装置１の分解斜視図である。図４に示すように、レンズ駆動装置１は、ＡＦ用駆動部１０、ベース部２０、及び支持部材３０等を備える。
ＡＦ用駆動部１０は、ベース部２０に対して光軸方向受光側に離間して配置され、支持部材３０によってベース部２０と連結される。具体的には、支持部材３０は、Ｚ方向に沿って延在する４本のサスペンションワイヤーで構成される（以下「サスペンションワイヤー３０」と称する）。サスペンションワイヤー３０の一端（上端）はＡＦ用駆動部１０（上側弾性支持部１３）に固定され、他端（下端）はベース部２０（端子金具２１１、図６参照）に固定される。４本のサスペンションワイヤー３０のうちの２本は、ＡＦ用コイル部１１２（図５参照）への給電経路として使用される。なお、サスペンションワイヤー３０の本数は、これに限定されず、４本より多くてもよい。
図５は、ＡＦ用駆動部１０の分解斜視図である。図５に示すように、ＡＦ用駆動部１０は、ＡＦ可動部１１、ＡＦ固定部１２、上側弾性支持部１３、下側弾性支持部１４等を備える。ＡＦ可動部１１は、ＡＦ固定部１２に対して径方向内側に離間して配置され、上側弾性支持部１３及び下側弾性支持部１４によってＡＦ固定部１２と連結される。
ＡＦ可動部１１は、ＡＦ用ボイスコイルモーターを構成するコイル部を有し、ピント合わせ時に光軸方向に移動する部分である。ＡＦ固定部１２は、ＡＦ用ボイスコイルモーターを構成するマグネット部を有する部分である。すなわち、レンズ駆動装置１のＡＦ用駆動部１０には、ムービングコイル方式が採用されている。
ＡＦ可動部１１は、レンズホルダー１１１、及びＡＦ用コイル部１１２を有する。
レンズホルダー１１１は、四角筒形状の部材であり、円筒状のレンズ収容部１１１ａにレンズ部（図示略）が接着又は螺合により固定される。レンズホルダー１１１は、レンズ収容部１１１ａの周面に、上側フランジ部１１１ｂ及び下側フランジ部１１１ｃを有する。上側フランジ部１１１ｂと下側フランジ部１１１ｃとで挟まれる部分（以下「コイル巻線部」と称する）に、ＡＦ用コイル部１１２が巻線される。
上側フランジ部１１１ｂの四隅は、周囲の基準面（上面）より一段凹んで形成される。上側フランジ部１１１ｂは、Ｘ方向に延びる周縁の略中央に、切欠部１１１ｄを有する。上側フランジ部１１１ｂは、レンズ収容部１１１ａの上部外周に、Ｙ方向に対向する２つの突出部１１１ｅを有する。また、上側フランジ部１１１ｂは、レンズ収容部１１１ａの上部外周に、Ｘ方向に対向する２つの突出部１１１ｆを有する。突出部１１１ｅ、１１１ｆは、上側弾性支持部１３を固定するための上バネ固定部となる（以下「上バネ固定部１１１ｅ」「上バネ固定部１１１ｆ」と称する）。また、一組の上バネ固定部１１１ｅの外側端部は下方（光軸方向結像側）に折曲し、切欠部１１１ｄに位置する。
下側フランジ部１１１ｃの四隅は、周囲の基準面（コイル当接面）より一段凹んで形成される。下側フランジ部１１１ｃは、レンズ収容部１１１ａの下部外周に、Ｙ方向に対向する２つの突出部１１１ｇを有する。また、下側フランジ部１１１ｃは、レンズ収容部１１１ａの下部外周に、Ｘ方向に対向する２つの突出部１１１ｈを有する。突出部１１１ｈの下面と、下側フランジ部１１１ｃの四隅の下面とは面一である。突出部１１１ｇ、１１１ｈは、下側弾性支持部１４を固定するための下バネ固定部となる（以下「下バネ固定部１１１ｇ」「下バネ固定部１１１ｈ」と称する）。
ＡＦ用コイル部１１２は、ピント合わせ時に通電される空芯コイルであり、レンズホルダー１１１のコイル巻線部の外周面に巻線される。ＡＦ用コイル部１１２の両端は、レンズホルダー１１１の上バネ固定部１１１ｅ、１１１ｅに絡げられる。
ＡＦ固定部１２は、マグネットホルダー１２１、及びマグネット部１２２を有する。マグネットホルダー１２１は、平面視正方形の四角筒形状を有する。マグネットホルダー１２１は、四隅に、径方向内側に凹んで形成される円弧溝部１２１ａを有する。この円弧溝部１２１ａにサスペンションワイヤー３０が配置される。
マグネットホルダー１２１は、上部の四隅に、上側弾性支持部１３を固定する上バネ固定部１２１ｂを有する。上バネ固定部１２１ｂは、径方向内側に張り出して形成され、ＡＦ可動部１１が光軸方向受光側に移動するときに、レンズホルダー１１１の四隅に当接することにより、ＡＦ可動部１１の光軸方向受光側への移動を規制する。マグネットホルダー１２１は、上部の各辺の略中央に、上方（光軸方向受光側）に突出する突出部１２１ｃを有する。
マグネットホルダー１２１の下面１２１ｄには、下側弾性支持部１４が固定される（以下「下バネ固定部１２１ｄ」と称する）。マグネットホルダー１２１は、４つの側壁に、四角形状の開口１２１ｅを有する。この開口に、マグネット部１２２が収容される（以下「マグネット収容部１２１ｅ」と称する）。
マグネット部１２２は、４つの直方体状の永久磁石１２２Ａ〜１２２Ｄで構成される。永久磁石１２２Ａ〜１２２Ｄは、それぞれマグネットホルダー１２１のマグネット収容部１２１ｅに配置される。永久磁石１２２Ａ、１２２ＢがＸ方向に対向して配置され、永久磁石１２２Ｃ、１２２ＤがＹ方向に対向して配置される。永久磁石１２２Ａ〜１２２Ｄは、ＡＦ用コイル部１１２に径方向に横切る磁界が形成されるように着磁される。例えば、永久磁石１２２Ａ〜１２２Ｄは、内周側がＮ極、外周側がＳ極に着磁される。マグネット部１２２及びＡＦ用コイル部１１２によって、ＡＦ用ボイスコイルモーターが構成される。
上側弾性支持部１３は、例えばベリリウム銅、ニッケル銅、ステンレス等からなる板バネであり、全体として平面視で正方形状を有する。上側弾性支持部１３は、ＡＦ固定部１２に対してＡＦ可動部１１を弾性支持する。ここでは、上側弾性支持部１３は、点対称に配置される２つの上側板バネ１３１、１３２で構成される。上側板バネ１３１、１３２は、例えば、一枚の板金を打ち抜いて切断することにより成形される。上側板バネ１３１、１３２は同様の構成を有するので、上側板バネ１３２についての説明は省略する。
上側板バネ１３１は、レンズホルダー固定部１３１ａ、１３１ｂ、マグネットホルダー固定部１３１ｃ、１３１ｄ、及びアーム部１３１ｅ、１３１ｆを有する。レンズホルダー固定部１３１ａ、１３１ｂは、レンズホルダー１１１のレンズ収容部１１１ａの上面に沿う内縁部１３１ｇで連結される。マグネットホルダー固定部１３１ｃ、１３１ｄは、マグネットホルダー１２１の突出部１２１ｃに沿う外縁部１３１ｈで連結される。
レンズホルダー固定部１３１ａ、１３１ｂは、レンズホルダー１１１の上バネ固定部１１１ｅ、１１１ｆに対応する形状を有する。レンズホルダー固定部１３１ａ、１３１ｂの固定穴１３１ｊが、レンズホルダー１１１の位置決めボス１１１ｊに挿嵌されることにより、レンズホルダー１１１に対して上側板バネ１３１が位置決めされ、位置決めボス１１１ｊに接着剤塗布又は位置決めボス１１１ｊを熱かしめすることで固定される。一方のレンズホルダー固定部１３１ａは、レンズホルダー１１１の上バネ固定部１１１ｅに固定され、上バネ固定部１１１ｅに絡げられたＡＦ用コイル部１１２と電気的に接続される。
マグネットホルダー固定部１３１ｃ、１３１ｄは、マグネットホルダー１２１の上バネ固定部１２１ｂに対応する形状を有する。マグネットホルダー固定部１３１ｃ、１３１ｄの固定穴１３１ｋが、マグネットホルダー１２１の位置決めボス１２１ｋに挿嵌されることにより、マグネットホルダー１２１に対して上側板バネ１３１が位置決めされ、位置決めボス１２１ｋに接着剤塗布又は位置決めボス１２１ｋを熱かしめすることで固定される。また、マグネットホルダー固定部１３１ｃ、１３１ｄの頂角部１３１ｉは、サスペンションワイヤー３０が接続されるワイヤー接続部となる（以下「ワイヤー接続部１３１ｉ」と称する）。
ワイヤー接続部１３１ｉは、マグネットホルダー１２１の円弧溝部１２１ａの光軸方向受光側に位置する。上側板バネ１３１をマグネットホルダー１２１に取り付けた状態において、ワイヤー接続部１３１ｉと円弧溝部１２１ａの間には隙間が形成される。この隙間にはダンパー材が配置される。また、ワイヤー接続部１３１ｉは、弾性変形しやすい形状を有する。ワイヤー接続部１３１ｉとサスペンションワイヤー３０との撓みにより、落下時の衝撃が吸収される。したがって、落下衝撃によって、サスペンションワイヤー３０が塑性変形したり破断したりするのを効果的に防止できる。
アーム部１３１ｅ、１３１ｆは、それぞれレンズホルダー固定部１３１ａとマグネットホルダー固定部１３１ｃ、レンズホルダー固定部１３１ｂとマグネットホルダー固定部１３１ｄを連結する。アーム部１３１ｅ、１３１ｆは、つづら折り形状を有し、ＡＦ可動部１１が移動するときに弾性変形する。
下側弾性支持部１４は、上側弾性支持部１３とほぼ同様の構成を有する。すなわち、下側弾性支持部１４は、例えばベリリウム銅、ニッケル銅、ステンレス等からなる板バネであり、全体として平面視で正方形状を有する。下側弾性支持部１４は、ＡＦ固定部１２に対してＡＦ可動部１１を弾性支持する。ここでは、下側弾性支持部１４は、点対称に配置される２つの下側板バネ１４１、１４２で構成される。下側板バネ１４１、１４２は、例えば、一枚の板金を打ち抜いて切断することにより成形される。下側板バネ１４１、１４２は同様の構成を有するので、下側板バネ１４２についての説明は省略する。
下側板バネ１４１は、レンズホルダー固定部１４１ａ、１４１ｂ、マグネットホルダー固定部１４１ｃ、１４１ｄ、及びアーム部１４１ｅ、１４１ｆを有する。レンズホルダー固定部１４１ａ、１４１ｂは、レンズホルダー１１１のレンズ収容部１１１ａの下面に沿う内縁部１４１ｇで連結される。
レンズホルダー固定部１４１ａ、１４１ｂは、レンズホルダー１１１の下バネ固定部１１１ｇ、１１１ｈに対応する形状を有する。レンズホルダー固定部１４１ａ、１４１ｂの固定穴１４１ｍが、レンズホルダー１１１の位置決めボス（図示略）に挿嵌されることにより、レンズホルダー１１１に対して下側板バネ１４１が位置決めされ、位置決めボスに接着剤塗布又は位置決めボスを熱かしめすることで固定される。ＡＦ可動部１１が光軸方向に移動するとき、レンズホルダー固定部１４１ａ、１４１ｂは、ＡＦ可動部１１とともに変位する。
本実施の形態では、レンズホルダー固定部１４１ａは、反射型フォトリフレクタ２４（図６参照）から出射された光を反射する反射板として機能する。下側板バネ１４１は金属材料で構成されるので、これの一部を反射板として利用できる。これにより、ＡＦ可動部１１の構成部材とは別部材の反射板をＡＦ可動部１１に貼り付ける必要はないので、部品コストが増大することはなく、組立作業が煩雑になることもない。また、ＡＦ可動部１１の重量も増加しないので、良好な応答感度が確保される。
高い反射効率を得るためには、下側板バネ１４は、ステンレスで構成されるのが好ましい。また、反射板として機能するレンズホルダー固定部１４１ａの下面（反射型フォトリフレクタ２４（図６参照）と対向する面）には、めっき等の鏡面加工が施されるのが好ましい。これにより、レンズホルダー固定部１４１ａにおける反射効率を高めることができるとともに、表面の酸化や腐食による反射率の変動を防止することができる。なお、反射効率を確保できれば、透明テープや透明な塗料を塗布して表面を保護するようにしてもよい。
マグネットホルダー固定部１４１ｃ、１４１ｄは、マグネットホルダー１２１の下バネ固定部１２１ｄに対応する形状を有する。マグネットホルダー固定部１４１ｃ、１４１ｄの固定穴１４１ｎが、マグネットホルダー１２１の位置決めボス（図示略）に挿嵌されることにより、マグネットホルダー１２１に対して下側板バネ１４１が位置決めされ、位置決めボスに接着剤塗布又は位置決めボスを熱かしめすることで固定される。
アーム部１４１ｅ、１４１ｆは、それぞれレンズホルダー固定部１４１ａとマグネットホルダー固定部１４１ｃ、レンズホルダー固定部１４１ｂとマグネットホルダー固定部１４１ｄを連結する。アーム部１４１ｅ、１４１ｆは、つづら折り形状を有し、ＡＦ可動部１１が移動するときに弾性変形する。
ＡＦ用駆動部１０を組み立てる場合、まず、マグネットホルダー１２１のマグネット収容部１２１ｅにマグネット部１２２が収容され、上バネ固定部１２１ｂに上側弾性支持部１３が取り付けられる。次に、レンズホルダー１１１の下バネ固定部１１１ｇ、１１１ｈに下側板バネ１４が取り付けられ、この状態で、レンズホルダー１１１が光軸方向結像側からマグネットホルダー１２１に挿嵌される。そして、上側板バネ１３１、１３２がレンズホルダー１１１の上バネ固定部１１１ｅ、１１１ｆに取り付けられる。また、マグネットホルダー１２１の下バネ固定部１２１ｄに下側板バネ１４が取り付けられる。
上側板バネ１３１、１３２のレンズホルダー固定部１３１ａ、１３２ａは、それぞれレンズホルダー１１１の上バネ固定部１１１ｅ、１１１ｅに絡げられたＡＦ用コイル部１１２の端部に半田付けされ、電気的に接続される。このようにしてＡＦ用駆動部１０が組み立てられる。
図６は、ベース部２０の分解斜視図である。図６に示すように、ベース部２０は、ベース部材２１、イメージセンサー基板２２、撮像素子２３、及び反射型フォトリフレクタ２４等を備える。ベース部２０は、ＡＦ用駆動部１０の光軸方向結像側に配置される。ベース部２０は、レンズ部（図示略）により結像された被写体像を撮像する撮像部である。
ベース部材２１は、平面視で正方形状の部材であり、中央に四角形状の開口２１ａを有する。また、ベース部材２１は、反射型フォトリフレクタ２４に対応する位置に切欠部２１３を有する。
ベース部材２１には、インサート成形により、端子金具２１１等が埋め込まれる。端子金具２１１は、一端部がベース部材２１の四隅から露出し、他端部（図示略）はベース部材２１の下部から露出する。端子金具２１１の一端部は、サスペンションワイヤー３０の他端（下端）と接続され、他端部は、イメージセンサー基板２２の電源ライン（図示略）と電気的に接続される。
ベース部材２１は、周縁部に、カバー取付部２１２を有する。カバー取付部２１２は、ベース部材２１の基準面（上面）から上方に突出する突出部２１２ａと、基準面から下方に凹む段差部２１２ｂを有する。シールドカバー２は、突出部２１２ａによって位置決めされた状態でカバー取付部２１２に嵌着され、段差部２１２ｂに接着される。カバー取付部２１２には端子金具（図示略）が埋め込まれており、この端子金具を介して、シールドカバー２がイメージセンサー基板２２に電気的に接続され、接地される。
イメージセンサー基板２２は、ベース部材２１と同様に平面視で正方形状の基板である。イメージセンサー基板２２は、基準面（撮像素子２３の実装面）よりも上方に突出し、ベース部材２１が接着される枠部２２１を有する。枠部２２１によって、撮像素子２３及び反射型フォトリフレクタ２４を実装するための凹部が形成される。
撮像素子２３は、イメージセンサー基板２２の略中央に実装される。撮像素子２３は、例えばＣＣＤ（chargecoupled device）型イメージセンサー、ＣＭＯＳ（complementary metal oxide semiconductor）型イメージセンサー等により構成される。撮像素子２３は、レンズ部（図示略）により結像された被写体像を撮像する。
反射型フォトリフレクタ２４は、イメージセンサー基板２２において、下側板バネ１４のレンズホルダー固定部１４１ａと対応する位置に実装される。反射型フォトリフレクタ２４は、１つの半導体パッケージ内に発光部と受光部を有する光学センサーである。図７、図８に示すように、反射型フォトリフレクタ２４は、ベース部材２１の切欠部２１３を介してＡＦ可動部１１側に臨み、ＡＦ可動部１１の反射板（ここでは下側板バネ１４のレンズホルダー固定部１４１ａ）に向けて赤外線を出射する。そして、反射板で反射して受光部に入射する反射光の強度からＡＦ可動部１１の位置を検出する。
通常、反射型フォトリフレクタを利用して、光軸方向におけるＡＦ可動部１１の位置を検出する場合、ＡＦ可動部１１に対して光軸方向に離間して反射型フォトリフレクタを実装し、ＡＦ可動部１１に反射板（例えばアルミミラー）を配置する必要がある。本実施の形態ではＡＦ可動部１１とともに変位する部材の一部、ここでは下側板バネ１４のレンズホルダー固定部１４１ａを、反射型フォトリフレクタ用の反射板として利用するので、新たな部品を配置する必要はない。
レンズ駆動装置１を組み立てる場合、まず、サスペンションワイヤー３０の一端が、それぞれＡＦ用駆動部１０の上側板バネ１３１のワイヤー接続部１３１ｉに挿通され、半田付けにより固定される。次に、サスペンションワイヤー３０の他端（下端）が、ベース部材２１の端子金具２１１に挿通され、はんだ付けにより固定される。サスペンションワイヤー３０と上側弾性支持部１３を介して、ＡＦ用コイル部１１２への給電が行われる。
上側弾性支持部１３のワイヤー接続部１３１ｉとマグネットホルダー１２１の円弧溝部１２１ａの間に形成される隙間には、サスペンションワイヤー３０を囲むように、ダンパー材が配置される。ダンパー材が上側弾性支持部１３とマグネットホルダー１２１との間に介在することとなる。上側弾性支持部１３とマグネットホルダー１２１との間にダンパー材（図示略）を介在させることにより、不要共振（高次の共振モード）の発生が抑制されるので、動作の安定性を確保することができる。ダンパー材は、ディスペンサーを使用して容易に塗布することができる。また、ダンパー材としては、例えば紫外線硬化性のシリコーンゲルを適用できる。
レンズ駆動装置１において自動ピント合わせを行う場合には、ＡＦ用コイル部１１２に通電が行われる。ＡＦ用コイル部１１２に通電すると、マグネット部１２２の磁界とＡＦ用コイル部１１２に流れる電流との相互作用により、ＡＦ用コイル部１１２にローレンツ力が生じる。ローレンツ力の方向は、磁界の方向（Ｘ方向又はＹ方向）とＡＦ用コイル部１１２に流れる電流の方向（Ｙ方向又はＸ方向）に直交する方向（Ｚ方向）である。マグネット部１２２は固定されているので、ＡＦ用コイル部１１２に反力が働く。この反力がＡＦ用ボイスコイルモーターの駆動力となり、ＡＦ用コイル部１１２を有するＡＦ可動部１１が光軸方向に移動し、ピント合わせが行われる。
さらに、レンズ駆動装置１においては、反射型フォトリフレクタ２４（位置検出部）の検出信号に基づいて、クローズドループ制御が行われる。クローズドループ制御方式によれば、ボイスコイルモーターのヒステリシス特性を考慮する必要がなく、またＡＦ可動部１１の位置が安定したことを直接的に検出できる。さらには、像面検出方式の自動ピント合わせにも対応できる。したがって、応答性能が高く、自動ピント合わせ動作の高速化を図ることができる。
このように、レンズ駆動装置１は、レンズ部（図示略）の周囲に配置されるＡＦ用コイル部１１２と、ＡＦ用コイル部１１２に対して径方向に離間して配置されるマグネット部１２２（ＡＦ用マグネット部）とを有し、ＡＦ用コイル部１１２とマグネット部１２２とで構成されるボイスコイルモーターの駆動力を利用して、マグネット部１２２を含むＡＦ固定部１２に対して、ＡＦ用コイル部１１２を含むＡＦ可動部１１を光軸方向に移動させることにより自動的にピント合わせを行う。また、レンズ駆動装置１は、ＡＦ可動部１１に対して光軸方向結像側に離間して配置され、ＡＦ可動部１１に向けて光を出射するとともに、ＡＦ可動部１１で反射した反射光を受光して、受光強度に基づいてＡＦ可動部１１の光軸方向の位置を検出する反射型フォトリフレクタ２４（位置検出部）を備える。下側板バネ１４のレンズホルダー固定部１４１ａ（ＡＦ可動部１１とともに変位する部材の一部）が、反射型フォトリフレクタ２４から出射された光を反射する反射板として機能する。
レンズ駆動装置１によれば、ＡＦ可動部１１とともに変位する下側板バネ１４の一部が反射板として利用されるので、部品コストの増大及び組立作業の煩雑化を招くことなく、反射型フォトリフレクタ２４を実装することができる。したがって、反射型フォトリフレクタ２４を利用してクローズドループ制御方式で自動ピント合わせを行う場合に極めて有用である。
以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づいて具体的に説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で変更可能である。
例えば、レンズホルダー１１１の特定部位（反射型フォトリフレクタ２４に対応する部位）を、反射板として機能させるようにしてもよい。この場合、良好な反射効率を得るために、少なくともレンズホルダー１１１の特定部位は、白色系（ナチュラル色）の樹脂材料で構成されるのが好ましい。通常、レンズホルダー１１１は黒色の樹脂材料で構成されるが、二色成形（ダブルモールド）によって特定部位だけを白色系の樹脂材料で構成することもできる。
また例えば、レンズ駆動装置１のＡＦ用駆動部１０には、ＡＦ可動部１１にＡＦ用マグネット部が配置され、ＡＦ固定部１２にＡＦ用コイル部が配置されたムービングマグネット方式を採用してもよい。
本発明は、ＡＦ機能とともに、撮影時に生じる手振れ（振動）を光学的に補正して画像の乱れを軽減する振れ補正機能（いわゆるＯＩＳ機能、ＯＩＳ：Optical Image Stabilization）を備えたレンズ駆動装置に適用することもできる。
実施の形態では、カメラモジュールＡを備えるカメラ搭載装置の一例として、カメラ付き携帯端末であるスマートフォンを挙げて説明したが、本発明は、情報機器または輸送機器であるカメラ搭載装置に適用できる。情報機器であるカメラ搭載装置とは、カメラモジュールとカメラモジュールで得られた画像情報を処理する制御部を有する情報機器であり、例えばカメラ付き携帯電話機、ノート型パソコン、タブレット端末、携帯型ゲーム機、ｗｅｂカメラ、カメラ付き車載装置（例えば、バックモニター装置、ドライブレコーダー装置）を含む。また、輸送機器であるカメラ搭載装置とは、カメラモジュールとカメラモジュールで得られた画像を処理する制御部を有する輸送機器であり、例えば自動車を含む。
図９は、カメラモジュールＶＣ（Vehicle Camera）を搭載するカメラ搭載装置としての自動車Ｃを示す図である。図９Ａは自動車Ｃの正面図であり、図９Ｂは自動車Ｃの後方斜視図である。自動車Ｃは、車載用カメラモジュールＶＣとして、実施の形態で説明したカメラモジュールＡを搭載する。図９に示すように、車載用カメラモジュールＶＣは、例えば前方に向けてフロントガラスに取り付けられたり、後方に向けてリアゲートに取り付けられたりする。この車載用カメラモジュールＶＣは、バックモニター用、ドライブレコーダー用、衝突回避制御用、自動運転制御用等として使用される。
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
１ レンズ駆動装置
２ シールドカバー
１０ ＡＦ用駆動部
１１ ＡＦ可動部
１１１ レンズホルダー
１１２ ＡＦ用コイル部
１２ ＡＦ固定部
１２１ マグネットホルダー
１２２ マグネット部
１２２Ａ〜１２２Ｄ 永久磁石
１３ 上側弾性支持部
１３１、１３２ 上側板バネ
１４ 下側弾性支持部
１４１、１４２ 下側板バネ
１４１ａ レンズホルダー固定部（反射板）
２０ ベース部（撮像部）
２１ ベース部材
２２ イメージセンサー基板
２３ 撮像素子
２４ 反射型フォトリフレクタ（位置検出部）
３０ 支持部材
Ｍ スマートフォン（カメラ搭載装置）
Ａ カメラモジュール
２ シールドカバー
１０ ＡＦ用駆動部
１１ ＡＦ可動部
１１１ レンズホルダー
１１２ ＡＦ用コイル部
１２ ＡＦ固定部
１２１ マグネットホルダー
１２２ マグネット部
１２２Ａ〜１２２Ｄ 永久磁石
１３ 上側弾性支持部
１３１、１３２ 上側板バネ
１４ 下側弾性支持部
１４１、１４２ 下側板バネ
１４１ａ レンズホルダー固定部（反射板）
２０ ベース部（撮像部）
２１ ベース部材
２２ イメージセンサー基板
２３ 撮像素子
２４ 反射型フォトリフレクタ（位置検出部）
３０ 支持部材
Ｍ スマートフォン（カメラ搭載装置）
Ａ カメラモジュール
Claims (9)
- レンズ部の周囲に配置されるオートフォーカス用コイル部と、前記オートフォーカス用コイル部に対して径方向に離間して配置されるオートフォーカス用マグネット部とを有し、前記オートフォーカス用コイル部と前記オートフォーカス用マグネット部とで構成されるボイスコイルモーターの駆動力を利用して、前記オートフォーカス用コイル部及び前記オートフォーカス用マグネット部の何れか一方を含むオートフォーカス固定部に対して、前記オートフォーカス用コイル部及び前記オートフォーカス用マグネット部の何れか他方を含むオートフォーカス可動部を光軸方向に移動させることにより自動的にピント合わせを行うレンズ駆動装置であって、
前記オートフォーカス可動部に対して光軸方向結像側に離間して配置され、前記オートフォーカス可動部に向けて光を出射するとともに、前記オートフォーカス可動部で反射した反射光を受光して、受光強度に基づいて前記オートフォーカス可動部の光軸方向の位置を検出する位置検出部を備え、
前記オートフォーカス可動部とともに変位する部材の一部が、前記位置検出部から出射された光を反射する反射板として機能することを特徴とするレンズ駆動装置。 - 前記オートフォーカス可動部の下面に配置され、前記オートフォーカス可動部を前記オートフォーカス固定部に対して弾性支持する下側弾性支持部を備え、
前記下側弾性支持部の前記オートフォーカス可動部に固定される固定部位が、前記反射板として機能することを特徴とする請求項１に記載のレンズ駆動装置。 - 前記下側弾性支持部は、ステンレス系材料で構成されることを特徴とする請求項２に記載のレンズ駆動装置。
- 前記固定部位には、鏡面加工が施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。
- 前記固定部位には、めっき処理が施されていることを特徴とする請求項４に記載のレンズ駆動装置。
- 前記オートフォーカス可動部は、前記レンズ部を保持するレンズホルダーを有し、
前記レンズホルダーの特定部位が、前記反射板として機能することを特徴とする請求項１に記載のレンズ駆動装置。 - 前記レンズホルダーの特定部位は、白色系の樹脂材料で構成されることを特徴とする請求項６に記載のレンズ駆動装置。
- 請求項１から７のいずれか一項に記載のレンズ駆動装置と、
前記オートフォーカス可動部に装着されるレンズ部と、
前記レンズ部により結像された被写体像を撮像する撮像部と、を備えることを特徴とするカメラモジュール。 - 情報機器または輸送機器であるカメラ搭載装置であって、
請求項８に記載のカメラモジュールを備えることを特徴とするカメラ搭載装置。
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