JP2018018021A - 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

レンズ駆動装置、カメラモジュール、及びカメラ搭載装置 Download PDF

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Abstract

【課題】デュアルカメラの小型化を容易に実現できる。【解決手段】レンズ部が配置されるレンズ部配置領域を囲むように配置される振れ補正用マグネット部と、前記振れ補正用マグネット部に対して光軸方向に離間して配置される振れ補正用コイル部とを有し、前記振れ補正用コイル部と前記振れ補正用マグネット部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、前記振れ補正用コイル部を含む振れ補正固定部に対して前記振れ補正用マグネット部を含む振れ補正可動部を光軸方向に直交する平面内で揺動させることにより振れ補正を行う振れ補正用駆動部と、前記振れ補正固定部に対して前記振れ補正可動部を揺動可能に支持する弾性支持部材と、を備え、前記振れ補正可動部は、前記レンズ部配置領域に、複数の前記レンズ部がそれぞれ搭載される複数のレンズ搭載部を有する、レンズ駆動装置とする。【選択図】図5

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)及び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(以下「OIS機能」と称する、OIS:Optical Image Stabilization)を有するレンズ駆動装置が適用される(例えば特許文献1、2)。
オートフォーカス用及び振れ補正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)と、レンズ部を光軸方向に直交する平面内で揺動させるための振れ補正用駆動部(以下「OIS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。AF可動部及びAF固定部を合わせて「オートフォーカスユニット(AFユニット)」と称する。
OIS用駆動部は、例えばAFユニットに配置される振れ補正用マグネット部(以下「OIS用マグネット部」と称する)と、OIS用マグネット部に対して光軸方向に離間して配置される振れ補正用コイル部(以下「OIS用コイル部」と称する)とを有する。AFユニット及びOIS用マグネット部を含む振れ補正可動部(以下「OIS可動部」と称する)は、弾性支持部材によってOIS用コイル部を含む振れ補正固定部(以下「OIS固定部」と称する)に対して光軸方向に離間した状態で支持される。OIS用マグネット部とOIS用コイル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、OIS可動部を光軸方向に直交する平面内で揺動させることにより、振れ補正が行われる。
さらに、特許文献1、2では、レンズ駆動装置の小型、低背化を図る観点から、OIS用マグネット部及びAF用マグネット部として同じマグネット部を利用することが開示されている。OIS用マグネット部とAF用マグネット部を兼用するマグネット部を「駆動用マグネット部」と称する。
また、特許文献2では、AF固定部にホール素子を配置し、AF可動部に位置検出用磁石を配置して、ホール素子によってAF可動部の位置を検出し、この検出結果に基づいてAF用駆動部のボイスコイルモーターの動作を制御することが提案されている(いわゆるクローズドループ制御方式)。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可動部の位置が安定したことを検出できる。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。
特開2013−210550号公報 特開2012−177753号公報
近年では、複数(典型的には2つ)のレンズ駆動装置を有するカメラモジュール、所謂、デュアルカメラの実用化が進められている。デュアルカメラは、焦点距離の異なる2枚の画像を同時に撮像できたり、静止画像と動画像を同時に撮像できたりするなど、利用シーンに応じて様々な可能性を有している。
デュアルカメラとして、特許文献1、2に示すレンズ駆動装置を適用する場合、2つのレンズ駆動装置を隣接して配置することになる。また、2つのレンズ駆動装置を並べて配置する際には、隣接する互いの駆動用マグネット部どうしで磁気干渉が生じて動作に支障を来す虞がある。また、例えば、一方のレンズ駆動装置の駆動用マグネット部の振れ補正機能を有する場合、また、他方のレンズ駆動装置のヨークに、振れ補正用のマグネットを有する振れ補正可動部が引き寄せられてレンズの位置が光軸に直交する面内でずれてしまう。したがって、レンズ駆動装置を2つ並べて配置する場合、双方をある程度離間させる必要があるが、デュアルカメラの製品としては、小型化を実現できるデュアルカメラが望まれている。
本発明の目的は、デュアルカメラの小型化を容易に実現できるレンズ駆動装置、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。
本発明のレンズ駆動装置の一つの態様は、レンズ部が配置されるレンズ部配置領域を囲むように配置される振れ補正用マグネット部と、前記振れ補正用マグネット部に対して光軸方向に離間して配置される振れ補正用コイル部とを有し、前記振れ補正用コイル部と前記振れ補正用マグネット部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、前記振れ補正用コイル部を含む振れ補正固定部に対して前記振れ補正用マグネット部を含む振れ補正可動部を光軸方向に直交する平面内で揺動させる振れ補正用駆動部と、
前記振れ補正固定部に対して前記振れ補正可動部を揺動可能に支持する弾性支持部材と、を備え、
前記振れ補正可動部は、前記レンズ部配置領域に、複数の前記レンズ部がそれぞれ搭載される複数のレンズ搭載部を有する構成を採る。
本発明のカメラモジュールの一つの態様は、上記構成のレンズ駆動装置と、前記レンズ搭載部にそれぞれ装着される複数のレンズ部と、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、を備える構成を採る。本発明のカメラ搭載装置の一つの態様は、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、上記構成のカメラモジュールを備える構成を採る。
本発明によれば、デュアルカメラの小型化を容易に実現することができる。
本発明の一実施の形態に係るレンズ駆動装置を適用したカメラモジュールを搭載するスマートフォンを示す図である。 カメラモジュールの外観斜視図である。 レンズ駆動装置からシールドカバーを外した状態を示す図である。 レンズ駆動装置の分解斜視図である。 OIS可動部の分解斜視図である。 OIS可動部の底面図である。 図2のA―A線断面図である。 図2のB―B線断面図である。 OIS固定部の分解斜視図である。 車載用カメラモジュールを搭載するカメラ搭載装置としての自動車を示す図である。
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レンズ駆動装置を適用したカメラモジュール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。スマートフォンMは、2つの背面カメラOC1、OC2からなるデュアルカメラを有する。デュアルカメラの双方の背面カメラOC1、OC2としてカメラモジュールAが適用される。
カメラモジュールAは、それぞれのカメラOC1、OC2に関する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像ぶれのない画像を撮影することができる。
図2は、カメラモジュールAの外観斜視図である。図3は、レンズ駆動装置1からシールドカバー3を外した状態を示す図である。
図2及び図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複数のレンズ部2a、2b、レンズ駆動装置1、それぞれのレンズ部2a、2bにより結像された被写体像をそれぞれ撮像する撮像部(図示略)、及び全体を覆うシールドカバー3等を備える。
レンズ駆動装置1は、レンズ部2a、2bが配置されるレンズ部配置領域を有し、レンズ部配置領域には、レンズ部2a、2bを搭載するレンズ搭載部としてのレンズ可動部11a、11b(図4参照)が配置される。レンズ駆動装置1は、オートフォーカス用及び振れ補正用の駆動装置であるが、少なくとも複数のレンズ部2a、2bの双方に対して振れ補正機能があればよい。オートフォーカス機能は、レンズ部2a、2bに対して無くてもよいが、少なくとも一つ以上のレンズ部に対して有してよく、デュアルカメラであれば、双方のレンズ部2a、2bに対して有することが好ましい。
シールドカバー3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、上面に複数の開口3a、3bを有する。開口3a、3bは円形であり、本実施の形態では、開口3a、3bは、円形である。この開口3a、3bからレンズ部2a、2b(図2参照)が外部に臨む。シールドカバー3は、底部に、レンズ駆動装置1(ベース部材23)に装着するための係合凹部3cを有する。係合凹部3cは、シールドカバー3の底部、つまり筒体の底部側の端辺部に形成されている。
撮像部(図示略)は、撮像素子(図示略)を有し、レンズ駆動装置1の光軸方向結像側に配置される。撮像素子(図示略)は、例えばCCD(charge coupled 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(図示略)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。
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、OIS可動部10、OIS固定部20、及び弾性支持部材30等を備える。OIS可動部10は、OIS用ボイスコイルモーターを構成するOIS用マグネット部を有し、振れ補正時にXY平面内で揺動する部分である。OIS固定部20は、OIS用コイル部を有する部分である。すなわち、レンズ駆動装置1のOIS用レンズ駆動部には、ムービングマグネット方式が採用されている。OIS可動部10は、AF用駆動部を含む「AFユニット」に他ならない。
OIS可動部10は、OIS固定部20に対して光軸方向受光側に離間して配置され、弾性支持部材30によってOIS固定部20と連結される。弾性支持部材30は、Z方向に沿って延在する複数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)。本実施の形態では、弾性支持部材30を、4本のサスペンションワイヤー30(31〜34)で構成している。サスペンションワイヤー30の一端(上端)は取り付け片30aを介してOIS可動部10(上側弾性支持部13)に固定され、他端(下端)は取り付け片30bを介してOIS固定部20(コイル基板21)に固定される。OIS可動部10は、サスペンションワイヤー30によって、XY平面内で揺動可能に支持される。
なお、OIS可動部10側に、位置検出に用いられるホール素子等のような給電の必要な電子部品を設ける場合、複数本(本実施の形態では4本)のサスペンションワイヤー30は、いずれかのサスペンションワイヤーを、電子部品の給電経路或いは、信号経路としても用いてもよい。その場合、該当するサスペンションワイヤーは、OIS固定部20側の回路基板に接続される。例えば、サスペンションワイヤー30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(コイル給電用サスペンションワイヤーとして使用)。なお、弾性支持部材を構成するサスペンションワイヤー30の本数は、4本に限定されず、4本より多い本数であってもよく、レンズ部2a、2bの周囲でそれぞれX軸方向及びY軸方向に沿って少なくとも2本配置されるものであれば、例えば、6本や、あるいは8本のサスペンションワイヤーで構成してもよい。
図5は、OIS可動部10の分解斜視図であり、図6は、OIS可動部の底面図である。また、図7は、図2のA―A線断面図であり、図8は、図2のB−B線断面図である。図7はX方向でみたA―A線断面図、図8は−Y方向で見たB―B線断面図とする。
図5に示すように、OIS可動部10(AFユニット)は、AF可動部11a、11b、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11a、11bは、レンズ搭載部として機能し、複数のレンズ部のレンズバレルがそれぞれ装着される。AF可動部11a、11bは、それぞれ同様に形成される。AF可動部11a、11bは、レンズ駆動装置1において、AF固定部12に対して径方向内側のレンズ搭載領域内で離間して並べて配置され、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にそれぞれ連結される。
AF可動部11a、11bは、それぞれ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可動部11a、11bのそれぞれの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用レンズ駆動部には、ムービングコイル方式が採用されている。
AF可動部11a、11b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、円筒形状の部材であり、内周面にレンズ部2a、2b(図2参照)が接着又は螺合により固定される。
各可動部11a、11bにおけるレンズホルダー111は、周面の下半部に、面取りされた四角形状のコイル巻線部111aを有する。レンズホルダー111は、周面の上半部において、X方向及びY方向(以下「十字方向」と称する)と交差する4つの部分に、径方向外側に張り出す上部張り出し部111bを有する。上部張り出し部111bは、コイル巻線部111aよりも径方向外側に張り出して形成される。この上部張り出し部111bの上面がAF可動部11の光軸方向受光側への移動を規制するための被係止部となり、上部張り出し部111bの下面がAF可動部11の光軸方向結像側への移動を規制するための被係止部となる。
レンズホルダー111は、周面の上半部において、十字方向を45°回転した方向(以下「対角方向」と称する)と交差する4つの部分(四隅部分)に張り出し部111dを有する。張り出し部111d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111d」と称する)。
上バネ固定部111dは、上側弾性支持部13を位置決めして固定するための上側ボスを有する。なお、上バネ固定部111dのうちの一対の対角部に位置する2つの上バネ固定部111dは、径方向外側に突出して、AF用コイル部112のコイルを絡げる絡げ部を有する。また、上バネ固定部111dのうち他の一対の対角部に位置する2つの上バネ固定部111d内には、AF用コイル部112の位置を検出するための図示しない位置検出用磁石を配置してもよい。
レンズホルダー111は、図6に示すように、下面の四隅に、下側弾性支持部14を固定する下バネ固定部111fを有する。下バネ固定部111fは、下側弾性支持部14を位置決めして固定するための下側ボス111gを有する。
AF用コイル部112は、ピント合わせ時に通電される空心コイルであり、レンズホルダー111のコイル巻線部111aの外周面に巻線される。AF用コイル部112の両端部はそれぞれ上バネ固定部111dの絡げ部(図示略)に絡げられている。AF可動部11a、11bにおけるAF用コイル部112は、互いに異なる巻回方向で構成されている。例えば、AF可動部11aのAF用コイル部112が右巻きであれば、AF可動部11bにおけるAF用コイル部112は左巻で構成され、逆に、AF可動部11aにおけるAF用コイル部112が左巻きであれば、AF可動部11bにおけるAF用コイル部112は、右巻で構成される。これにより、AF可動部11a、11bを囲む永久磁石122A〜122Dと、122E〜122Hとの極性の向きが異なる向きであっても、AF用コイル部112に電流を流すことによって、AF可動部11a、11bのそれぞれを光軸方向に沿って同様に移動させることができる。
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。なお、マグネット部122は、マグネットホルダー121にAF可動部11が挿入された後、マグネットホルダー121に取り付けられる。AF固定部12では、複数のレンズ部2a、2bが搭載されるレンズ搭載領域を囲むようにマグネット部122が配置される。
マグネットホルダー121は、レンズ搭載領域に配置されるレンズ部2a、2bを駆動可能な形状を有する。マグネットホルダー121は、本実施の形態では、平面視長方形の四角筒形状を有し、四方の側壁の内側径側部分でレンズ搭載領域を構成する。マグネットホルダー121は、側壁同士の4つの連結部(マグネットホルダー121の角部)の外面に、径方向内側に凹んで形成される円弧溝121aを有する。この円弧溝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、上部において、各レンズホルダー111を囲む開口の四隅の内周面に、径方向内側に張り出す上部張り出し部121bを有する。上部張り出し部121bは、レンズホルダー111の上バネ固定部111dを避けた位置に配置され、コイル巻線部111aの上面に対向するように配置される。
また、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121cを有する。上バネ固定部121cは、上側弾性支持部13を位置決めして固定するため上方に突出された突出片部及び上側ボスを有する。上バネ固定部121cの径方向内側には、隙間を空けてレンズホルダーの上バネ固定部111dが略同じ高さ位置で配置される。
マグネットホルダー121は、下面の四隅に、下側弾性支持部14を固定する下バネ固定部111f(図6参照)を有する。下バネ固定部(図6参照)は、下側弾性支持部14を構成する下側板バネ部14a、14bをそれぞれ位置決めして固定するための下側ボス121hを有する。
マグネット部122は、並べて配置されるレンズ部2a、2b(図2参照)のそれぞれの周囲を囲繞するように配置される計8つの直方体状の永久磁石122A〜122Hを有する。永久磁石122A〜122Dは、AF可動部11aのコイル部112を囲むように配置され、永久磁石122E〜122Hは、AF可動部11bのコイル部112を囲むように配置される。本実施の形態では、永久磁石122A〜122Hは、マグネットホルダー121の4つの側壁及び中央部の仕切り壁の内面に沿って配置される。永久磁石122A、122C、122E、122GがY方向に対向して配置され、永久磁石122Bと122D、122Fと122HがX方向に対向して配置される。マグネット部122とマグネットホルダー121の上部張り出し部121bの間の空間Sに、レンズホルダー111の上部張り出し部111bが位置する。
永久磁石122A〜122Hは、AF可動部11a、11bの各AF用コイル部112に向けて径方向に直交する磁界が形成されるように着磁される。永久磁石122A〜122Dと永久磁石122E〜122Hとは、互いに中央で隣り合う永久磁石122D、122F同士での磁気干渉を防止するために、永久磁石122D、122F同士は異なる磁極で対向するように配置されている。
本実施の形態では、図7及び図8に示すように、搭載される一方のレンズ部を囲む永久磁石122A〜122Dは、内周側がS極、外周側がN極に着磁され、永久磁石122E〜122Hは、内周側がN極、外周側がS極に着磁される。よって、マグネットホルダー121の中央で近接配置される永久磁石122D、122Fは、永久磁石122DのN極と、永久磁石122FのS極とが対向して配置される。これにより永久磁石122D、122F間における磁束の流れは、永久磁石122Dから永久磁石122Fに流れることになり、磁気干渉が生じない。この場合、マグネットホルダー121のマグネット部122では、レンズ部2a、2bをそれぞれ囲む左右の永久磁石の組で、着磁方向が異なるように配置される。
したがって、AF機能のついたレンズ部を複数並べて配置した構成であっても、それぞれのレンズ部のAF機能を構成する永久磁石122D、122F間に、磁気干渉を防止するためのギャップを設ける必要がなく、複数のレンズ部2a、2bを有する所謂デュアルカメラのコンパクト化を図ることができる。
なお、本実施の形態では、AF可動部11a、11bをそれぞれ囲むように配置される永久磁石122A〜122Hにおいて、近接配置される永久磁石122D、永久磁石122Fを設けた構成としたが、永久磁石122D及び永久磁石122Fを一つの永久磁石として、双方の機能を有するようにしてもよい。この場合、永久磁石の個数を減らすことができるととともに、マグネットホルダー121において、一つ分の配置スペースを設けるだけでよく構成を簡略化できる。また、コンパクト化を図ることができる。
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。また、マグネット部122は、AF用マグネット部とOIS用マグネット部を兼用する。
また、永久磁石122Aの一方の長手方向端面と、これに隣接する永久磁石122Bの長手方向端面は、図示しない平面視W形状の連結ヨークによって連結されてもよい。同様に、永久磁石122Cの一方の長手方向端面と、これに隣接する永久磁石122Dの長手方向端面は、図示しない平面視W形状の連結ヨークによって連結されてもよい。
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、全体としてそれぞれ平面視で正方形状の上板バネ部13a、13bを有する。本実施の形態では、上側板バネ部13a、13bは、それぞれAF固定部12に対して各AF可動部11a、11bを弾性支持する。
上側板バネ部13a、13bは、ここでは、それぞれ、一対のバネ材により構成される。これら一対のバネ材は、左右対称な形状で構成される。
上側板バネ部13a、13bは、それぞれAF可動部11a、11bの各レンズホルダー111に固定されるレンズホルダー固定部131、レンズホルダー固定部131の径方向外側に配置されマグネットホルダー121に固定されるマグネットホルダー固定部132、及びレンズホルダー固定部131とマグネットホルダー固定部132を連結するアーム状の弾性連結部133を有する。上側板バネ部13a、13bは、レンズホルダー固定部131及びマグネットホルダー固定部132及び弾性連結部133を半円状に配置した同様の基本的な構造を有する。
上側板バネ部13a、13bはそれぞれ、AF可動部11a、11b側で給電が必要な部品に給電するための電源ライン部を兼ねてもよい。上側バネ部13a、13bのそれぞれ、つまり、レンズホルダー固定部131、マグネットホルダー固定部132及び弾性連結部133は、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。
また、上側板バネ部13a、13bは、信号ライン部としての機能を有してもよい。上側板バネ部13a、13bの信号ライン部としての機能は、例えば、一方の端部に、AF用コイル部112の位置検出信号取り出し用のサスペンションワイヤー31〜34(図4参照)を接続し、他方の端部に、位置検出用基板(図示省略)の信号端子を接続することにより実現される。
レンズホルダー固定部131と、マグネットホルダー固定部132とは、弾性連結部133の弾性変形により、XY平面内でXY軸方向に相対的に移動可能である。
レンズホルダー固定部131は、レンズホルダー111の上バネ固定部111dに上側ボスに係合して固定される。
レンズホルダー固定部131は、上バネ固定部111dの絡げ部に絡げられるAF用コイル部112の一端部に接続される絡げ部接続部(図示省略)を有する。
マグネットホルダー固定部132は、上バネ固定部121cに突出片部及び上側ボスに係合して固定される。マグネットホルダー固定部132は、ワイヤー接続部132aを有し、ワイヤー接続部132aには、サスペンションワイヤー31〜34(図4参照)が接続される。これらサスペンションワイヤー31〜34のうちAF用コイル部112への給電用のワイヤーが接続されれば、ワイヤー接続部132a、マグネットホルダー固定部132、弾性連結部133を介してレンズホルダー固定部131の絡げ部接続部に接続されるAF用コイル部112に電気的に接続される。
下側弾性支持部14は、上側弾性支持部13と同様に、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、全体としてそれぞれ平面視で正方形状の下側板バネ部14a、14bを有する。本実施の形態では、下側板バネ部14a、14bは、それぞれAF固定部12に対してAF各可動部11a、11bを弾性支持する。下側板バネ部14a、14bは、それぞれ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が、下側板バネ部14a、14bを一体のものとして形成してもよい。
下側板バネ部14a、14bは、それぞれ、4つのバネ部14A〜14Dを有する。バネ部14A〜14Dは、それぞれ、レンズホルダー111に固定されるレンズホルダー固定部141a、レンズホルダー固定部141aの径方向外側に配置されマグネットホルダー121に固定されるマグネットホルダー固定部141b、及びレンズホルダー固定部141aとマグネットホルダー固定部141bを連結するアーム部141cを有する。
隣り合うレンズホルダー固定部141aは、内側リング部141dによって連結される。
レンズホルダー固定部141aは、レンズホルダー111の下側ボス111gに対応する固定穴14fを有する。マグネットホルダー固定部141bは、内側リング部141dの外側で対向配置されるアーム部141cを介して、隣り合うマグネットホルダー固定部141bの近傍に配置されるレンズホルダー固定部141aに接続される。マグネットホルダー固定部141bは、マグネットホルダー121の下側ボス121hに対応する固定穴14gを有する。
なお、上側板バネ部13a、13bの弾性連結部133と、マグネットホルダー121との間には、ダンパー材(図示略)が配置されてもよい。これにより、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。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。
このように、レンズ駆動装置1において、AF用駆動部としても機能するOIS可動部10は、AF用コイル部(112)と、マグネット部(122)とを有する。AF用コイル部(112)は、各レンズ部2a、2b(図2参照)の周囲を囲むようにそれぞれ配置される。また、マグネット部(122)は、レンズ部2a、2b(図2参照)の径方向に着磁され四角枠状に配置される4片の永久磁石(122A〜122D)で構成され、且つ、AF用コイル部(112)に対して径方向に離間して配置される。AF用駆動部(OIS可動部10)は、AF用コイル部(112)と、振れ補正用マグネット部として及びAF用マグネット部として機能するマグネット部(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。
図9は、OIS固定部20の分解斜視図である。図9に示すように、OIS固定部20は、コイル基板21、センサー基板22、及びベース部材23等を備える。
コイル基板21は、平面視で長方形状の基板であり、コイル基板21には、複数の円形の開口21aが並んで形成されている。本実施の形態では、開口21aは、平面視して左右対称に配置される。コイル基板21は、四隅が切り欠かれており、この切欠内に、サスペンションワイヤー30の他端(下端)が配置される。また、コイル基板21は、短辺部に沿って、且つ、開口21aの周縁部において、位置決め穴21cを有する。
コイル基板21は、光軸方向においてマグネット部122と対向する位置にOIS用コイル部211を有する。OIS用コイル部211は、永久磁石122A〜122Hに対応する8つのOISコイル211A〜211Hを有する。OISコイル211A〜211Hそれぞれの長辺部分を、永久磁石122A〜122Hの一端面から放射される磁界がZ方向に横切るように、OISコイル211A〜211H及び永久磁石122A〜122Hの大きさや配置が設定される。マグネット部122とOIS用コイル部211とで、OIS用ボイスコイルモーターが構成される。
ここでは、OISコイル211B、211C、211Eが分割コイルである。OIS用コイル部211において、X軸方向及びY軸方向に沿うOISコイル211B、211Cを分割コイルにして、分割コイル間に、それぞれホール素子24A、24Bを配置している。OISコイル211B、211Cは、複数のAF可動部11a、11bのうちAF可動部11aの周囲に配置される。複数のAF可動部11a、11bにおいて一方のAF可動部11aの周囲に2つの分割コイル211B、211Cが存在すると、複数のAF可動部11a、11bでは、OIS用の磁気回路が御大きく異なるため、ここでは、AF可動部11bにも、分割コイルであるOISコイル211Eを配置している。
センサー基板22は、コイル基板21と同様に平面視で長方形状の基板であり、センサー基板22は、複数の円形の開口22aを有する。開口22aは、本実施の形態では、開口22aは平面視して左右対称に配置される。センサー基板22は、四隅にサスペンションワイヤー30の他端(下端)が挿入される固定穴22bを有する。また、センサー基板22は、コイル基板21の位置決め穴21cと対応する位置に位置決め穴22cを有する。センサー基板22は、Y方向に沿う2辺に、下方に屈曲して形成される係止片22dを有する。係止片22dには、電源端子及び信号端子が配置される。
なお、センサー基板22は、AF用コイル部112及びOIS用コイル部211に給電するための電源ライン(図示略)、ホール素子24A、24Bから出力される検出信号用の信号ライン(図示略)を有する。
ベース部材23は、コイル基板21と同様に平面視で長方形状の部材であり、複数の円形の開口23aを有する。ベース部材23は、コイル基板21の位置決め穴21c及びセンサー基板22の位置決め穴22cと対応する位置に位置決めボス23bを有する。また、ベース部材23は、側壁において、係止片22dと対応する位置に大凹部23dを有する。また、ベース部材23は、開口23aの周縁部において、ホール素子24A、24Bを収容するホール素子収容部234を有する。
ホール素子収容部234は、ベース部材23において、開口23aの周縁部において、OISコイル211B、211Cの分割コイル間に対応する部分、すなわち長さ方向略中央に設けられている。
ホール素子24A、24Bは、センサー基板22の裏面側に配置され、ベース部材23のホール素子収容部234に収容される。マグネット部122によって形成される磁界を、ホール素子24A、24Bで検出することにより、XY平面におけるOIS可動部10の位置を特定することができる。なお、マグネット部122とは別に、XY位置検出用磁石をOIS可動部10に配置するようにしてもよい。
このように、レンズ駆動装置1は、AF可動部(11)及びAF固定部(12)を含むAFユニットに配置されるOIS用マグネット部(マグネット部122)と、OIS用マグネット部(122)に対して光軸方向に離間して配置されるOIS用コイル部(211)とを有する。レンズ駆動装置1は、OIS用コイル部(211)とOIS用マグネット部(122)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、OIS用コイル部(211)を含むOIS固定部(20)に対してOIS用マグネット部(122)を含むOIS可動部(10)を光軸方向に直交する平面内で揺動させることにより振れ補正を行う。
レンズ駆動装置1では、サスペンションワイヤー31〜34の一端が、上側板バネ部13a、13bのマグネットホルダー固定部132のワイヤー接続部132aに挿通され、半田付けにより固定される。なお、サスペンションワイヤー31〜34の一端は、それぞれ電源ライン部のワイヤー接続部132a、電源ライン部のワイヤー接続部に半田付けにより固定されてもよい。サスペンションワイヤー30と上側板バネ部13a、13b、電源ライン部及び信号ライン部が電気的に接続される。
また、サスペンションワイヤー30の他端(下端)が、センサー基板22の固定穴22bに挿通され、はんだ付けにより固定される。これにより、サスペンションワイヤー30とセンサー基板22の電源ライン及び信号ラインが電気的に接続されてもよい。すなわち、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への給電及びの動作制御が可能となる。
また、上側板バネ部13a、13bは、湾曲して形成され弾性変形しやすいようになっている。これ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ので、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ことはない。
レンズ駆動装置1において振れ補正を行う場合には、OIS用コイル部211に通電する。OIS用コイル部211に通電すると、マグネット部122の磁界とOIS用コイル部211に流れる電流との相互作用により、OIS用コイル部211にローレンツ力が生じる(フレミング左手の法則)。ローレンツ力の方向は、磁界の方向(Z方向)とOIS用コイル部211の長辺部分に流れる電流の方向(X方向又はY方向)に直交する方向(Y方向又はX方向)である。OIS用コイル部211は固定されているので、マグネット部122に反力が働く。この反力がOIS用ボイスコイルモーターの駆動力となり、マグネット部122を有するOIS可動部10がXY平面内で揺動し、振れ補正が行われる。
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に通電する。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。
ここで、ピント合わせを行わない無通電時には、AF可動部11は、上側板バネ部13a、13b及び下側板バネ部14a、14bによって、無限遠位置とマクロ位置との間に吊られた状態(以下「基準状態」と称する)となる。すなわち、OIS可動部10において、AF可動部11(レンズホルダー111)は、上側板バネ部13a、13b及び下側板バネ部14a、14b、AF固定部12(マグネットホルダー121)に対して位置決めされた状態で、Z方向両側に変位可能に弾性支持される。
ピント合わせを行うときには、AF可動部11を基準状態からマクロ位置側へ移動させるか、無限遠位置側に移動させるかに応じて、電流の向きが制御される。また、AF可動部11の移動距離に応じて、電流の大きさが制御される。
ピント合わせ時にAF可動部11が無限遠位置側へ移動する場合、レンズホルダー111の上部張り出し部111bの下面がマグネット部122の上面に近づき、最終的に当接する。すなわち、レンズホルダー111の上部張り出し部111bの下面とマグネット部122の上面によって、無限遠位置側への移動が規制される。
一方、ピント合わせ時にAF可動部11がマクロ位置側へ移動する場合、レンズホルダー111の上部張り出し部111bの上面がマグネットホルダー121の上部張り出し部121bの下面に近づき、最終的に当接する。すなわち、レンズホルダー111の上部張り出し部111bの上面とマグネットホルダー121の上部張り出し部121bの下面によって、マクロ位置側への移動が規制される。
本実施の形態によれば、OISコイル211A〜211HにZ方向で対向し、且つ、AF可動部11a、11bの周囲に配置される永久磁石122A〜122Hは、X方向で永久磁石122Dと122Fが近接して対向して配置される。ここでは、永久磁石122Dと122Fの着磁方向が同方向である。このため、永久磁石122DとともにAF可動部11aの周囲四方に配置される永久磁石群(122A〜122D)と、永久磁石122FとともにAF可動部11bの周囲四方に配置される永久磁石群(122E〜122H)は、双方ともに振れ補正用マグネットとして機能するとともに、それぞれがAF駆動のためのマグネットとして機能する。
すなわち、AF可動部11a、11bの周囲にそれぞれ配置される永久磁石群が近接して配置されていても、互いに磁気干渉が生じること無く、AF可動部11a、11bのそれぞれに対するAF機能を好適に実現できる。
なお、レンズ駆動装置1のAF用駆動部においては、AFがZ軸方向にのみ移動する構成としたが、これに限らず、AF位置を検出する位置検出部を具備して、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ような構成にしてもよい。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。
レンズ駆動装置1は、複数のレンズ部2のレンズバレルを複数、ここでは、一度に2機のレンズ部2を搭載できる。これにより、広角と望遠となる異なる争点距離のレンズバレルを搭載したり、同様に構成されるレンズ部2を複数搭載できる。例えば、焦点距離の異なるレンズ部2を搭載し、撮影時に片方のレンズ部をマクロに、もう片方のレンズ部をインフに焦点を合わせることにより、対象物に対して焦点がずれた撮影を同時に行うことができる。焦点距離によってOISシフト量が異なるため、それぞれの焦点距離に合わせて本実施の形態では、また、同じ焦点距離であっても対象物を異なる方向から同時に撮影するようにしたステレオ撮影も可能となる。撮像した画像に応じて、撮像した画像をソフト上で焦点距離を変更できるようにすることも可能である。
本実施の形態では、OIS可動部10をOIS固定部20に対して移動させることによって、複数のレンズ部2を同時に、同じ距離だけX軸方向及びY軸方向に移動させて、レンズ駆動装置1の手振れを補正できる。
また、2つのレンズ部2を一つのアクチュエータに搭載しているので、複数のレンズ部のそれぞれに対してアクチュエータを有する従来のデュアルカメラと比較して、より小型化したデュアルカメラを実現できる。
本実施の形態では、OIS可動部10に2つのレンズ部2を搭載するものとしたが、3つ以上のレンズ部2を搭載するようにしてもよい。3つ以上のレンズ部を搭載する場合は、同心円上かまたは同心円上とその中心にレンズ部が位置するような構成とすることが好ましい。
また、OIS可動部10を支持する弾性支持部材30を、4本のサスペンションワイヤー31〜34としたが、これに限らず、6本、8本など複数本のサスペンションワイヤーでOIS可動部10をOIS固定部20に対してX軸方向、Y軸方向に移動可能に支持するようにしてもよい。
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、実施の形態では、AF機能及びOIS機能を備えたレンズ駆動装置1について説明したが、本発明は、搭載する複数のレンズ部がAF機能の無いレンズ部であるレンズ駆動装置に適用することができ、また、少なくとも一つのレンズ部にAF機能が搭載されたレンズ駆動装置にも適用することができる。
例えば、実施の形態では、レンズ駆動装置1を有するカメラモジュールAの説明に際し、カメラモジュールAを備えるカメラ搭載装置として、スマートフォンを例に挙げて説明したが、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10は、車載用カメラモジュール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10Aは自動車Cの正面図であり、図10B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10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。
また例えば、実施の形態では、各レンズ部2の周囲にそれぞれ4つの永久磁石122A〜122Hを配置したが、これに限らず、OIS可動部10をX軸方向及びY軸方向に移動できれば、どのような位置に、どのような個数の永久磁石を配置してもよい。各レンズ部2の周囲に、少なくとも直交して隣り合う永久磁石同士を配置(例えば、上記構成で永久磁石122Aと122B、122Eと122Hのみを残す構成等)して、計4つ、6つ、或いは、7つの永久磁石で構成してもよい。
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。
本発明に係るレンズ駆動装置、カメラモジュール、及びカメラ搭載装置は、デュアルカメラの小型化を容易に実現する効果を有し、特に、スマートフォン等のカメラ付き携帯端末に適用されるものとして有用である。
1 レンズ駆動装置
2、2a、2b レンズ部
3 シールドカバー
10 OIS可動部
11、11a、11b AF可動部
12 AF固定部
13 上側弾性支持部
13a、13b 上側板バネ部
14 下側弾性支持部
14a、14b 下側板バネ部
20 OIS固定部
21 コイル基板
21a、22a、23a 開口
22 センサー基板
23 ベース部材
24A、24B ホール素子
30〜34 サスペンションワイヤー(弾性支持部材)
111 レンズホルダー(レンズ搭載部)
112 AF用コイル部
121 マグネットホルダー
122 マグネット部
122A〜122H 永久磁石
131、141a レンズホルダー固定部
132、141b マグネットホルダー固定部
133 弾性連結部
141c アーム部
141d 内側リング部
211 OIS用コイル部
211A〜211H OISコイル
234 ホール素子収容部
OC1、OC2 カメラ

Claims (6)

  1. レンズ部が配置されるレンズ部配置領域を囲むように配置される振れ補正用マグネット部と、前記振れ補正用マグネット部に対して光軸方向に離間して配置される振れ補正用コイル部とを有し、前記振れ補正用コイル部と前記振れ補正用マグネット部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、前記振れ補正用コイル部を含む振れ補正固定部に対して前記振れ補正用マグネット部を含む振れ補正可動部を光軸方向に直交する平面内で揺動させる振れ補正用駆動部と、
    前記振れ補正固定部に対して前記振れ補正可動部を揺動可能に支持する弾性支持部材と、を備え、
    前記振れ補正可動部は、前記レンズ部配置領域に、複数の前記レンズ部がそれぞれ搭載される複数のレンズ搭載部を有する、
    レンズ駆動装置。
  2. 複数の前記レンズ搭載部の少なくとも一つは、当該少なくとも一つのレンズ搭載部に搭載される前記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を有し、
    前記振れ補正用マグネット部は、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して機能し、前記オートフォーカス用コイル部とともにボイスコイルモーターを構成して、当該ボイスコイルモーターの駆動力を利用して、前記レンズ搭載部を光軸方向に移動させる、
    請求項1記載のレンズ駆動装置。
  3. 複数の前記レンズ搭載部のそれぞれが、前記オートフォーカス用コイル部を有し、
    前記振れ補正用マグネット部は、前記複数のレンズ搭載部のうちの第1のレンズ搭載部を四方で囲むように配置され、且つ、それぞれ前記第1のレンズ搭載部側で同じ磁極を備え、前記第1のレンズ搭載部用の前記オートフォーカス用マグネット部としても機能する複数の永久磁石を有する第1永久磁石群と、
    前記複数のレンズ搭載部のうちの第2のレンズ搭載部を四方で囲むように配置され、且つ、それぞれ前記第2のレンズ搭載部側で同じ磁極を備え、前記第2のレンズ搭載部用の前記オートフォーカス用マグネット部としても機能する複数の永久磁石を有する第2永久磁石群と、
    を有し、
    前記第1永久磁石群における永久磁石の第1のレンズ搭載部側の磁極と、前記第2永久磁石群における永久磁石の第2のレンズ搭載部側の磁極とは異なる極性であり、
    複数の前記レンズ搭載部間に配置される前記第1永久磁石群の永久磁石と前記第2永久磁石群の永久磁石とは異なる磁極面で対向して配置される、
    請求項2記載のレンズ駆動装置。
  4. 複数の前記レンズ搭載部間に配置される前記第1永久磁石群の永久磁石と前記第2永久磁石群の永久磁石は、一つの永久磁石により構成され、
    前記一つの永久磁石は、前記第1のレンズ搭載部と前記第2のレンズ搭載部のそれぞれに異なる磁極を向けて配置される、
    請求項2記載のレンズ駆動装置。
  5. 請求項1から4のいずれか一項に記載のレンズ駆動装置と、
    前記レンズ搭載部にそれぞれ装着される複数のレンズ部と、
    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、
    カメラモジュール。
  6. 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5に記載のカメラモジュールを備える、
    カメラ搭載装置。
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