JP2020118745A - 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】組立作業を効率よく行えるレンズ駆動装置を提供する。【解決手段】レンズ駆動装置は、レンズ部を保持可能に構成された第一ホルダと、レンズホルダの周囲に設けられた第二ホルダと、第二ホルダに対して、第一ホルダを弾性的に支持する支持部材と、レンズ部を囲むように第一ホルダに配置された巻き線を有するコイル、及び、コイルに対向するように第二ホルダに設けられたマグネットを有し、第一ホルダを第二ホルダに対して光軸の方向に移動させるアクチュエータと、を備え、巻き線の端部は、巻き線の巻回面に対して立設され、支持部材に電気的に接続される立設端子を有し、第一ホルダは、立設端子を内部に収容する端子配置部を有する。【選択図】図8A

Description

本発明は、レンズ駆動装置、カメラモジュール、及び、カメラ搭載装置に関する。
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」という、AF:Auto Focus)を備えるレンズ駆動装置が、従来から種々提案されている。
例えば、特許文献1には、レンズ部を保持するAF可動部と、AF可動部を囲むように設けられたAF固定部と、ピント合わせの際、AF可動部をAF固定部に対して光軸の方向に移動させるAF用駆動部と、を有するレンズ駆動装置が開示されている。
AF用駆動部は、レンズ部を囲むようにAF可動部に設けられたAF用コイル部と、AF用コイル部に対向するようにAF固定部に設けられたAF用マグネット部と、を有する。
このようなAF用コイル部は、ピント合わせ時に通電される空心コイルであり、AF可動部の外周面に巻線されている。AF用コイル部の両端部は、AF可動部の絡げ部に絡げられている。
国際公開第2016/6168号
上述のような特許文献1のレンズ駆動装置の場合、AF用コイル部をAF可動部に組み付ける際、AF用コイル部の端部を絡げ部に絡げる作業が必要となり、組立作業の効率が低下してしまう可能性が有る。
本発明の目的は、組立作業を効率よく行えるレンズ駆動装置、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。
本発明に係るレンズ駆動装置の一態様は、レンズ部を保持可能に構成された第一ホルダと、レンズホルダの周囲に設けられた第二ホルダと、第二ホルダに対して、第一ホルダを弾性的に支持する支持部材と、レンズ部を囲むように第一ホルダに配置された巻き線を有するコイル、及び、コイルに対向するように第二ホルダに設けられたマグネットを有し、第一ホルダを第二ホルダに対して光軸の方向に移動させるアクチュエータと、を備え、巻き線の端部は、巻き線の巻回面に対して立設され、固定材料により支持部材に電気的に接続される立設端子を有し、第一ホルダは、立設端子を内部に収容する端子配置部を有する。
本発明に係るカメラモジュールの一態様は、上記レンズ駆動装置と、第一ホルダに装着されるレンズ部と、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。
本発明に係るカメラ搭載装置の一態様は、情報機器又は輸送機器であるカメラ搭載装置であって、上記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画像処理部と、を備える。
本発明によれば、組立作業を効率よく行えるレンズ駆動装置、カメラモジュール及びカメラ搭載装置を提供できる。
図1Aは、本発明の一実施形態に係るカメラモジュールを搭載するスマートフォンの正面図である。 図1Bは、本発明の一実施形態に係るカメラモジュールを搭載するスマートフォンの背面図である。 図2は、カメラモジュールの外観斜視図である。 図3は、カメラモジュールの分解斜視図である。 図4は、図3と異なる角度から見たカメラモジュールの分解斜視図である。 図5は、レンズ駆動装置の分解斜視図である。 図6は、図5と別角度から見たレンズ駆動装置の分解斜視図である。 図7は、レンズホルダ及びAF用コイル部の側面図である。 図8Aは、レンズホルダ及びAF用コイル部の斜視図である。 図8Bは、レンズホルダ及びAF用コイル部の分解斜視図である。 図9Aは、上側弾性支持部材の斜視図である。 図9Bは、下側弾性支持部材の斜視図である。 図10Aは、マグネットホルダの斜視図である。 図10Bは、図10Aと異なる角度から見たマグネットホルダの斜視図である。 図11は、AF用コイルの製造方法を説明するための斜視図である。 図12は、AF用コイルの製造方法を説明するための斜視図である。 図13は、変形例1に係るAF用コイル部及び治具の斜視図である。 図14は、AF用コイルの製造方法を説明するためのフローチャートである。 図15Aは、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の正面図である。 図15Bは、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の斜視図である。
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図1A及び図1Bは、本発明の一実施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を示す図である。図2は、カメラモジュールAの外観斜視図である。図3及び図4は、カメラモジュールAの分解斜視図である。
図2〜図4に示すように、本実施形態では、直交座標系(X,Y,Z)を使用して説明する。後述する図に示される直交座標系(X,Y,Z)は、図2〜図4に示される直交座標系(X,Y,Z)と共通である。
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、Z方向+側(例えば、図2の上側)が、光軸方向受光側(マクロ位置側ともいう。)となり、Z方向−側(例えば、図2の下側)が光軸方向結像側(無限遠位置側ともいう。)となる。また、Z軸に直交するX方向及びY方向を「光軸直交方向」といい、XY面を「光軸直交面」という。
また、以下、カメラモジュールAを構成する各部材の説明において、特に断ることなく「径方向」又は「周方向」といった場合には、後述するOIS可動部10(具体的には、レンズホルダ110及びマグネットホルダ120、図5参照)における各方向を意味する。
また、以下、説明の便宜のために、図2に示すカメラモジュールA及びカメラモジュールAを構成する各部材をZ方向から見た平面視形状において、X方向+側かつY方向+側の隅部を第一隅部といい、X方向−側かつY方向+側の隅部を第二隅部といい、X方向−側かつY方向−側の隅部を第三隅部といい、X方向+側かつY方向−側の隅部を第四隅部という。
図1A及び図1Bに示すスマートフォンMは、例えば背面カメラOCとして、カメラモジュールAを搭載している。カメラモジュールA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」という、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」という、OIS:Optical Image Stabilization)を有するレンズ駆動装置1が適用される。
オートフォーカス用及び振れ補正用のレンズ駆動装置1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」という。)と、レンズ部を光軸直交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」という。)を備える。
<カメラモジュール>
図2及び図3に示すように、カメラモジュールAは、一例として、カバー7と、円筒形状のレンズバレル61にレンズ62が収容されてなるレンズ部6と、レンズ部6により結像された被写体像を撮像する撮像部(図示略)と、オートフォーカス用及び振れ補正用のレンズ駆動装置1と、を備える。
<カバー>
カバー7は、Z方向(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る。カバー7は、上面(Z方向+側の面)に円形の開口71を有する。レンズ部6は、開口71から外部に臨む。カバー7は、例えば、接着剤(図示略)によりベース23に固定されている。
<撮像部>
撮像部(図示略)は、レンズ駆動装置1のZ方向−側(光軸方向結像側)に配置されている。撮像部は、例えば、CCD(charge-coupled device)型イメージセンサ、CMOS(complementary metal oxide semiconductor)型イメージセンサ等の撮像素子(図示略)及び撮像素子が実装されるセンサ基板を有する。撮像素子は、レンズ部(図示略)により結像された被写体像を撮像する。レンズ駆動装置1は、センサ基板(図示略)に搭載され、センサ基板と電気的に接続される。
<レンズ駆動装置>
図5及び図6は、レンズ駆動装置1(図3参照)の分解斜視図である。図5及び図6に示すように、レンズ駆動装置1は、OIS可動部10(単に、可動部ともいう。)、OIS固定部20(単に、固定部ともいう。)、及び、サスペンションワイヤ30(30A〜30D)等を備える。
<OIS可動部>
OIS可動部10は、OIS用ボイスコイルモータを構成するOIS用マグネット部を有する。OIS可動部10は、振れ補正時に光軸直交面内で揺動する。また、後述のOIS固定部20は、OIS用コイル部を有する。すなわち、レンズ駆動装置1のOIS用駆動部には、ムービングマグネット方式が採用されている。また、OIS可動部10は、AF用駆動部を含むAFユニットでもある。換言すれば、AF用駆動部は、OIS可動部10の構成部材により構成されている。
OIS可動部10は、OIS固定部20に対してZ方向+側(光軸方向受光側)に離間して配置されている。OIS可動部10は、サスペンションワイヤ30(30A〜30D)によってOIS固定部20と連結されている。
具体的には、サスペンションワイヤ30(30A〜30D)の第一端部(下端部)はそれぞれ、OIS固定部20(具体的には、リード24のワイヤ接続部241A〜241D)に固定されている。また、サスペンションワイヤ30(30A〜30D)の第二端部(上端部)はOIS可動部10(具体的には上側弾性支持部材13、図9A参照)に固定されている。OIS可動部10は、サスペンションワイヤ30(30A〜30D)によって、光軸直交面内で揺動可能に支持されている。
一例として、4本のサスペンションワイヤ30(30A〜30D)のうち、第一隅部に配置されるサスペンションワイヤ30A及び第二隅部に配置されるサスペンションワイヤ30Bは、AF用制御部(図示略)への給電経路を構成する。
また、一例として、第三隅部に配置されるサスペンションワイヤ30C及び第四隅部に配置されるサスペンションワイヤ30Dは、AF用制御部(図示略)に制御信号を伝達する信号経路を構成する。なお、サスペンションワイヤ30の本数は、これに限定されず、例えば4本より多くてもよい。
図5〜図10Bを参照してOIS可動部10について説明する。OIS可動部10は、図5及び図6に示すように、AF可動部11、AF固定部12、上側弾性支持部材13、及び、下側弾性支持部材14等を備える。
<AF可動部>
AF可動部11は、AF固定部12に対して径方向における内側に離間して配置されている。AF可動部11は、上側弾性支持部材13及び下側弾性支持部材14によってAF固定部12と連結されている。
AF可動部11は、レンズホルダ110及びAF用ボイスコイルモータを構成するAF用コイル部111(図5〜図8B参照)を有する。
このようなAF可動部11は、ピント合わせ時にAF固定部12に対して光軸方向(Z方向)に移動する。なお、AF固定部12は、AF用ボイスコイルモータを構成するマグネット部127を保持している。すなわち、レンズ駆動装置1のAF用駆動部は、ムービングコイル方式の駆動部である。
<レンズホルダ>
図5〜図8Bを参照して、レンズホルダ110について説明する。レンズホルダ110は、筒状のレンズ収容部110aを有する。レンズ収容部110aの内周面は、接着剤が塗布される溝(図示略)を有すると好ましい。
レンズホルダ110は、レンズ収容部110aの外周面から径方向外側に突出するフランジ110b(図7及び図8B参照)を有する。フランジ110bは、平面視で略八角形状を有する。レンズホルダ110は、外周面におけるフランジ110bの一方側(Z方向−側)に、全周にわたり連続したコイル配置部110c(図7参照)を有する。
レンズホルダ110は、Z方向+側の面(上面)に上バネ固定部110d、110eを有する。上バネ固定部110dは、レンズホルダ110の上面におけるX方向+側の端部に設けられている。上バネ固定部110eは、レンズホルダ110の上面におけるX方向−側の端部に設けられている。
上バネ固定部110d、110eはそれぞれ、一対の上側ボス110fを有する。一対の上側ボス110fはそれぞれ、後述する上側バネ要素13a、13b(図5及び図9A参照)の内側固定部135を位置決めして固定している。なお、上側ボス110fの形状及び数は、本実施形態の場合に限定されない。
また、レンズホルダ110は、一対の外側切欠き110g、110h、及び、一対の内側切欠き110i、110jを有する。
外側切欠き110gは、フランジ110bのX方向+側の端部に設けられている。内側切欠き110iは、外側切欠き110gの底面を含むレンズ収容部110aの外周面に設けられている。内側切欠き110iの幅は、外側切欠き110gの幅よりも狭い。
また、外側切欠き110hは、フランジ110bのX方向−側の端部に設けられている。内側切欠き110jは、外側切欠き110hの底面を含む、レンズ収容部110aの外周面に設けられている。内側切欠き110jの幅は、外側切欠き110hの幅よりも狭い。内側切欠き110i及び内側切欠き110jは、第一端子配置部及び第二端子配置部の一例に該当する。
内側切欠き110i、110jはそれぞれ、Z方向の両端部が開口している。内側切欠き110iには、図8Aに示すように、AF用コイル部111の第一端子部113が配置されている。このような第一端子部113は、組付け作業において、内側切欠き110iのZ方向−側の開口部(第一開口部ともいう。)から、内側切欠き110iの内側に挿入される。
また、内側切欠き110jには、図8Aに示すように、AF用コイル部111の第二端子部114が配置されている。このような第二端子部114は、組付け作業において、内側切欠き110jのZ方向−側の開口部(第一開口部ともいう。)から、内側切欠き110jの内側に挿入される。
レンズホルダ110は、Z方向−側の面(下面)に下バネ固定部110k、110m(図6参照)を有する。下バネ固定部110kは、レンズホルダ110の下面におけるX方向+側の端部に設けられている。下バネ固定部110mは、レンズホルダ110の下面におけるX方向−側の端部に設けられている。
このような下バネ固定部110k、110mはそれぞれ、図6に示すように、後述する下側バネ要素14a、14bの内側固定部144を位置決めして固定する下側ボス110nを有する。
本実施形態では、レンズホルダ110は、ポリアリレート(PAR)又はPARを含む複数の樹脂材料を混合したPARアロイ(例えば、PAR/PC)からなる成形材料で形成される。これにより、従来の成形材料、例えば、液晶ポリマー(LCP:Liquid Crystal Polymer)よりもウェルド強度が高まるので、レンズホルダ110を薄肉化しても靭性及び耐衝撃性を確保できる。従って、レンズ駆動装置1の外形サイズを小さくでき、小型化及び軽量化を図れる。
<AF用コイル部>
図7〜図8Bを参照して、AF用コイル部111について説明する。AF用コイル部111は、ピント合わせ時に通電される空心コイルである。AF用コイル部111は、組付け状態において、レンズホルダ110のコイル配置部110cの外周面に巻線されている。
AF用コイル部111は、例えば、銅線等の線材からなる。このようなAF用コイル部111は、巻線112と、第一端子部113と、第二端子部114と、を有する。
巻線112は、多角形状(本実施形態の場合、正八角形状)に巻かれた線材からなる。巻線112は、複数(本実施形態の場合、8個)の辺部115と、隣り合う辺部115同士を接続する複数(本実施形態の場合、8個)の頂点部116と、を有する。
巻線112は、一端部である第一端部117、及び、他端部である第二端部118を有する。第一端部117及び第二端部118はそれぞれ、辺部115に設けられている。第一端部117が設けられた辺部115は、第二端部118が設けられた辺部115の反対に設けられている。
巻線112の第一端部117は、第一端子部113を有する。第一端子部113は、巻線112の旋回面に対して立設している。具体的には、第一端子部113は、巻線112から、巻線112の旋回面の法線方向(巻線112の旋回軸の方向でもある。)に延在している。第一端子部113は、立設端子の一例に該当する。
第一端子部113は、巻線112から、AF用コイル部111をレンズホルダ110に組み付ける際の組付方向に延在していると捉えてもよい。
このような第一端子部113は、外径が変化しないコイル状である。第一端子部113の外径D(図12参照)は、巻線112を構成する線材の外径の2倍以上であると好ましい。
なお、図13に示すAF用コイル部111Aは、AF用コイル部の変形例1である。AF用コイル部の第一端子部は、AF用コイル部111Aの第一端子部113Aのように、基端部から先端部に向かうほど外径が小さくなっていてもよい。
また、巻線112の第二端部118は、第二端子部114を有する。第二端子部114は、巻線112の旋回面に対して立設している。具体的には、第二端子部114は、巻線112から、巻線112の旋回面の法線方向(巻線112の旋回軸の方向でもある。)に延在している。第二端子部114は、立設端子の一例に該当する。
第二端子部114は、巻線112から、AF用コイル部111をレンズホルダ110に組み付ける際の組付方向に延在していると捉えてもよい。
このような第二端子部114は、外径が変化しないコイル状である。第二端子部114の外径Dは、巻線112を構成する線材の外径の2倍以上であると好ましい。
なお、AF用コイル部の第二端子部は、図13に示すAF用コイル部111Aの第二端子部114Aのように、基端部から先端部に向かうほど外径が小さくなってもよい。
次に、図11〜図14を参照して、AF用コイル部111の製造方法について説明する。
<治具>
AF用コイル部111の製造方法において、図11及び図12に示す治具8が使用される。治具8は、基部81と、巻き付け部82と、第一凸部83と、第二凸部84と、を有する。
基部81は、中実又は中空の柱状である。基部81の外周面は、外形が多角形(本実施形態の場合、正八角形)である。なお、基部81の外周面の外形は、特に限定されない。
巻き付け部82は、基部81の軸方向における両端面のうちの第一端面81aに設けられている。巻き付け部82の外周面は、レンズ収容部110aの外周面と同形状である。換言すれば、巻き付け部82の外周面は、AF用コイル部111の内周面に沿う形状(本実施形態の場合、正八角形)を有する。
巻き付け部82の外径は、基部81の外径よりも小さい。巻き付け部82の外周面と、基部81の外周面とは、段部85により接続されている。
第一凸部83は、巻き付け部82の第一端面に設けられている。第一凸部83は、第一端面において、巻き付け部82の外周面に近い位置に設けられている。第一凸部83は、外径が変化しない柱状である。
第二凸部84は、巻き付け部82の第一端面に設けられている。第二凸部84は、第一端面において、巻き付け部82の外周面に近い位置に設けられている。第二凸部84は、巻き付け部82の径方向において第一凸部83と反対側に設けられている。第二凸部84は、外径が変化しない柱状である。
なお、治具の構造は、製造するAF用コイル部の構造に合わせて、適宜設計されてよい。AF用コイル部が3個以上の端子部を有する場合には、治具は、AF用コイル部の端子部の個数に対応する個数の凸部を有してよい。
図13に示す治具8Aは、治具の変形例1である。治具8Aは、基部81と、巻き付け部82と、第一凸部83Aと、第二凸部84Aと、を有する。基部81及び巻き付け部82の構造は、図11及び図12に示す治具8と同様である。
第一凸部83Aは、巻き付け部82の第一端面に設けられている。第一凸部83Aは、第一端面において、巻き付け部82の外周面に近い位置に設けられている。第一凸部83Aは、基端部から先端部に向かうほど、外形が小さくなる。換言すれば、第一凸部83Aは、基端部の外径が先端部の外径よりも大きい円錐台状又は円錐状である。
第二凸部84Aは、巻き付け部82の第一端面に設けられている。第二凸部84Aは、第一端面において、巻き付け部82の外周面に近い位置に設けられている。第二凸部84Aは、巻き付け部82の径方向において第一凸部83Aと反対側に設けられている。第二凸部84Aは、基端部から先端部に向かうほど、外形が小さくなる。換言すれば、第二凸部84Aは、基端部の外径が先端部の外径よりも大きい円錐台状又は円錐状である。
このような図13に示す治具8Aは、図13に示すAF用コイル部111Aの製造方法において使用される。
<AF用コイル部の製造工程>
次に、図11、図12、及び、図14を参照してAF用コイル部111の製造工程について説明する。図14は、AF用コイル部111の製造工程の一例を示すフローチャートである。なお、以下の説明において、製造工程を実施するのは、巻線ロボット等の製造装置(不図示)である。ただし、以下の製造工程は、作業者によって実施されてもよい。
先ず、図14のステップS1において、巻線ロボット等の製造装置は、所定長さの線材の第一端部を、治具8の第一凸部83の外周面に巻きつける。線材は、第一凸部83の先端から基端に向けて、第一凸部83に巻き付けられる。ステップS1において、AF用コイル部111の第一端子部113に相当する部分が作られる。
次に、図14のステップS2において、製造装置は、線材の中間部を、巻き付け部82の外周面に巻き付ける。ステップS2において、AF用コイル部111の巻線112に相当する部分が作られる。
次に、図14のステップS3において、製造装置は、線材の第二端部を、治具8の第二凸部84の外周面に巻きつける。線材は、第二凸部84の基端から先端に向けて、第二凸部84に巻き付けられる。ステップS3において、AF用コイル部111の第二端子部114に相当する部分が作られる。ステップS3が終了すると、図11に示すように、AF用コイル部111が完成する。
最後に、図14のステップS4において、図12に示すように、治具8からAF用コイル部111を外す。
<AF用コイルの組付方法>
次に、図7〜図8Bを参照して、AF用コイル部111をレンズホルダ110に組付ける方法について説明する。
先ず、製造装置(不図示)は、AF用コイル部111とレンズホルダ110とを、図8Bに示すような位置関係で配置する。
この状態において、AF用コイル部111の第一端子部113とレンズホルダ110の内側切欠き110i(第一端子配置部とも称する。)とが、レンズホルダ110の周方向において整合し、AF用コイル部111の第二端子部114とレンズホルダ110の内側切欠き110j(第二端子配置部とも称する。)とが、レンズホルダ110の周方向において整合する。
次に、製造装置は、AF用コイル部111をレンズホルダ110に近づく方向(図8Bの矢印Aの方向)に変位させる。なお、製造装置は、レンズホルダ110をAF用コイル部111に近づく方向(図8Bの矢印Aの方向)に変位させてもよい。
つまり、AF用コイル部111は、レンズホルダ110の軸方向における一方側(例えば、Z方向−側)から、レンズホルダ110のコイル配置部110cに組み付けられる。
組付状態において、AF用コイル部111の第一端子部113は、レンズホルダ110の内側切欠き110iに配置されている。また、AF用コイル部111の第二端子部114は、レンズホルダ110の内側切欠き110jに配置されている。
そして、製造装置は、第一端子部113及び第二端子部114を、はんだにより、上側弾性支持部材13に固定する。このような組付作業は、製造装置により自動で行われる。ただし、上述の組付作業の少なくとも一部の作業は、作業者による手作業で行われてもよい。
<AF固定部>
図5、図6、図10A、及び、図10Bを参照して、AF固定部12について説明する。AF固定部12は、マグネットホルダ120及びマグネット部127を有する。
<マグネットホルダ>
マグネットホルダ120は、Z方向から見た平面視で正方形の四角筒形状である。マグネットホルダ120は、外周面における四隅に径方向内側に凹んだ凹部120a(図10A及び図10B参照)を有する。凹部120aには、それぞれサスペンションワイヤ30A〜30Dが配置されている。
マグネットホルダ120は、四隅のZ方向+側の端部(上端)に、径方向内側に張り出す4つのマグネット覆い部120b(図10A及び図10B参照)を有する。マグネットホルダ120は、内周面における四隅にマグネット配置部120c(図10B参照)を有する。マグネット配置部120cは、マグネット覆い部120bの下方(Z方向−側)に設けられている。
マグネットホルダ120は、Z方向+側の面(上面)において、第一隅部及び第四隅部のそれぞれに、上側弾性支持部材13の上側バネ要素13aを固定するための第一上バネ固定部124a、124bを有する。
第一上バネ固定部124a、124bはそれぞれ、3個ずつの上側ボス125a、125b、125cを有する。
一方、マグネットホルダ120は、上面において、第二隅部及び第三隅部に、上側弾性支持部材13の上側バネ要素13bを固定する第二上バネ固定部126a、126bを有する。
第二上バネ固定部126a、126bはそれぞれ、少なくとも一つの(本実施形態の場合3個)の上側ボス125a、125b、125cを有する。
マグネットホルダ120は、Z方向−側の端面(下面)において、第一隅部及び第四隅部のそれぞれに、下側弾性支持部材14の下側バネ要素14aを固定するための第一下バネ固定部121a、121b(図10B参照)を有する。
第一下バネ固定部124a、124bはそれぞれ、2個ずつの下側ボス123a、123bを有する。
マグネットホルダ120は、Z方向−側の端面(下面)において、第二隅部及び第三隅部のそれぞれに、下側弾性支持部材14の下側バネ要素14bを固定するための第二下バネ固定部122a、122b(図10B参照)を有する。
第二下バネ固定部122a、122bはそれぞれ、3個ずつの下側ボス123a、123bを有する。
<ダンパ>
サスペンションワイヤ30A〜30Dを囲むように、マグネットホルダ120の凹部120aにはそれぞれ、ダンパ材15(図3〜図6参照)が配置される。ダンパ材15は、不要共振(高次の共振モード)の発生を抑制することにより、レンズ駆動装置1の動作の安定性の確保に寄与する。
ダンパ材15は、ディスペンサを使用して、凹部120aに容易に塗布できる。ダンパ材15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。
<マグネット部>
マグネット部127は、図6に示すように、4つの永久磁石128A〜128Dを有する。永久磁石128A〜128Dは、マグネット配置部120cに、例えば、接着により固定されている。本実施形態では、永久磁石128A〜128Dは、平面視で、略等脚台形状を有している。
このようなマグネット部127及びAF用コイル部111によって、AF用ボイスコイルモータが構成される。また、マグネット部127は、AF用マグネット部とOIS用マグネット部とを兼用している。つまり、マグネット部127は、後述のOIS用ボイスコイルモータも構成している。
<上側弾性支持部材>
上側弾性支持部材13は、図9Aに示すように、一対の上側バネ要素13a、13bからなる。上側バネ要素13a、13bはそれぞれ、例えばチタン銅、ニッケル銅、ステンレス等からなる板バネである。
上側バネ要素13aは、マグネットホルダ120のZ方向+側の面(具体的には、第一上バネ固定部124a、124b)に固定される一対の外側固定部131、132を有する。
上側バネ要素13aは、レンズホルダ110のZ方向+側の面(具体的には、上バネ固定部110d)に固定される内側固定部135を有する。なお、上側バネ要素13bの構造は、上側バネ要素13aの構造と同様である。このため、上側バネ要素13bのうち、上側バネ要素13aと同様の構造を有する部分については、上側バネ要素13aと同様の符号を付し、詳しい説明は省略する。
外側固定部131、132と内側固定部135とは、Z方向に相対変位可能である。このような相対変位を可能とすべく、本実施形態の場合、上側バネ要素13aは、外側固定部131、132と内側固定部135との相対変位を、自身の弾性変形に基づいて許容する変位許容部137を有する。
また、外側固定部131、132はそれぞれ、ワイヤ固定部133a、133bを有する。ワイヤ固定部133a、133bはそれぞれ、マグネットホルダ120の第一隅部及び第四隅部の凹部120aのZ方向+側に配置されている。
なお、上側バネ要素13bの場合、ワイヤ固定部133a、133bはそれぞれ、マグネットホルダ120の第二隅部及び第三隅部の凹部120aのZ方向+側に配置されている。
そして、ワイヤ固定部133a、133bには、サスペンションワイヤ30A、30D(上側バネ要素13bの場合には、サスペンションワイヤ30B、30C)の第一端部(上端)が、はんだにより固定されている。
外側固定部131、132はそれぞれ、マグネットホルダ120の上側ボス125a、125b、125cと係合する複数(本実施形態の場合3個)の外側貫通孔134a、134b、134cを有する。
内側固定部135は、外側固定部131、132よりも径方向における内側に配置される。内側固定部135は、レンズホルダ110の一対の上側ボス110fと係合する一対の内側貫通孔136を有する。内側固定部135は、上側ボス110fと内側貫通孔136との係合により、位置決めされている。
変位許容部137は、一対の変位要素138a、138bからなる。変位要素138a、138bは、略U字状の線材である。
変位要素138aは、外側固定部131と内側固定部135とを接続している。変位要素138bは、外側固定部132と内側固定部135とを接続している。なお、変位許容部137の構造は、本実施形態の場合に限定されない。変位許容部137は、外側固定部131、132と内側固定部135とを相対変位を可能に接続する、種々の構造であってよい。
上述の上側バネ要素13aは、AF用コイル部111の第一端子部113に、はんだにより、電気的に接続されている。また、上側バネ要素13bは、AF用コイル部111の第二端子部114に、はんだにより接続されている。はんだは、固定材料の一例に該当する。
具体的には、上側バネ要素13aの内側固定部135と、AF用コイル部111の第一端子部113とが、はんだにより、電気的に接続されている。また、上側バネ要素13bの内側固定部135と、AF用コイル部111の第二端子部114とが、はんだにより、電気的に接続されている。
<下側弾性支持部材>
下側弾性支持部材14は、図9Bに示すように、一対の下側バネ要素14a、14bからなる。下側バネ要素14a、14bはそれぞれ、例えばチタン銅、ニッケル銅、ステンレス等からなる板バネである。
下側バネ要素14aは、マグネットホルダ120のZ方向−側の面(具体的には、第一下バネ固定部121a、121b)に固定される一対の外側固定部141、142を有する。
下側バネ要素14aは、レンズホルダ110のZ方向−側の面(具体的には、下バネ固定部110k)に固定される内側固定部144を有する。なお、下バネ要素14bの場合、内側固定部144は、レンズホルダ110のZ方向−側の面(具体的には、下バネ固定部110m)に固定されている。下側バネ要素14bの構造は、下側バネ要素14aの構造と同様である。このため、下側バネ要素14bのうち、下側バネ要素14aと同様の構造を有する部分については、下側バネ要素14aと同様の符号を付し、詳しい説明は省略する。
外側固定部141、142と内側固定部144とは、Z方向に相対変位可能である。このような相対変位を可能とすべく、本実施形態の場合、下側バネ要素14aは、外側固定部141、142と内側固定部144との相対変位を、自身の弾性変形に基づいて許容する変位許容部146を有する。
なお、下側バネ要素14a、14bは何れも、サスペンションワイヤ30A〜30Dに接続されていない。
外側固定部141、142はそれぞれ、マグネットホルダ120の下側ボス123a、123bと係合する複数(本実施形態の場合2個)の外側貫通孔143a、143bを有する。
内側固定部144は、外側固定部141、142よりも径方向における内側に配置される。内側固定部144は、レンズホルダ110の一対の下側ボス110nと係合する一対の内側貫通孔145a、145bを有する。内側固定部144は、一対の下側ボス110nと内側貫通孔145a、145bとの係合により、位置決めされている。
変位許容部146は、一対の変位要素147a、147bからなる。一対の変位要素147a、147bは、略U字状の線材である。
変位要素147aは、外側固定部141と内側固定部144とを接続している。変位要素147bは、外側固定部142と内側固定部144とを接続している。なお、変位許容部146の構造は、本実施形態の場合に限定されない。変位許容部146は、外側固定部141、142と内側固定部144とを相対変位を可能に接続する、種々の構造であってよい。
<OIS固定部>
図5及び図6に示すように、OIS固定部20は、コイル基板21、ベース23、及びリード24等を備える。
<コイル基板>
コイル基板21は、図5に示すように、平面視で略矩形状の外形を有する基板である。コイル基板21は、ベース23の上面に配置されている。
コイル基板21は、中央に円形の開口21aを有する。コイル基板21は、四隅にOIS用コイル部22を有する。
OIS用コイル部22は、コイル基板21の第一隅部に設けられた第一OIS用コイル22Aと、コイル基板21の第二隅部に設けられた第二OIS用コイル22Bと、コイル基板21の第三隅部に設けられた第三OIS用コイル22Cと、コイル基板21の第四隅部に設けられた第四OIS用コイル22Dと、を有する。
OIS用コイル部22を構成する各コイル22A〜22Dはそれぞれ、コイル基板21上にパターンにより形成されたプリントコイルである。なお、OIS用コイル部22を構成する各コイルは、例えば、空心コイルであってよい。OIS用コイル部22への給電は、制御IC(不図示)により制御される。
第一OIS用コイル22Aは、マグネット部127の永久磁石128Aよりも下方(Z方向−側)に配置されている。第一OIS用コイル22Aと、永久磁石128Aとは、Z方向において対向している。
第二OIS用コイル22Bは、マグネット部127の永久磁石128Bよりも下方(Z方向−側)に配置されている。第二OIS用コイル22Bと、永久磁石128Bとは、Z方向において対向している。
第三OIS用コイル22Cは、マグネット部127の永久磁石128Cよりも下方(Z方向−側)に配置されている。第三OIS用コイル22Cと、永久磁石128Cとは、Z方向において対向している。
第四OIS用コイル22Dは、マグネット部127の永久磁石128Dよりも下方(Z方向−側)に配置されている。第四OIS用コイル22Dと、永久磁石128Dとは、Z方向において対向している。
OIS用コイル22A〜22Dのそれぞれを、永久磁石128A〜128Dの底面から放射される磁界がZ方向に横切るように、OIS用コイル22A〜22D及び永久磁石128A〜128Dの大きさや配置が設定される。このようなOIS用コイル部22とマグネット部127とが、OIS用ボイスコイルモータを構成している。
<ベース>
ベース23は、コイル基板21を支持する支持部材である。ベース23は、合成樹脂等の非導電性材料、例えば、液晶ポリマー(LCP:Liquid Crystal Polymer)からなり、平面視で略正方形の板状部材である。
ベース23は、中央に円形の開口23aを有する。ベース23は、四隅に、径方向における内側に凹んだリード用切欠部231を有する。ベース23は、リード用切欠部231により囲まれる部分に、リード配置空間232を有する。リード配置空間232は、Z方向両側及び径方向における外側が開口している。
ベース23は、接着剤(例えばエポキシ樹脂)により、カバー7に固定されている。
なお、カメラモジュールAの組立状態において、ベース23のZ方向−側に、センサベース(図示略)に保持された撮像素子(図示略)が配置される。このようなセンサベースは、センサ基板(図示略)の上面(Z方向+側の面)に固定される。
<リード>
リード24は、例えば、リン青銅、ニッケル銅、又は、ステンレス等の導電性材料からなる板バネである。リード24は、ベース23に埋め込まれている。このようなリード24は、ベース23の四隅から露出したワイヤ接続部241A〜241Dを有する。
ワイヤ接続部241Aは、サスペンションワイヤ30Aの第一端部(下端部)に接続されている。ワイヤ接続部241Bは、サスペンションワイヤ30Bの第一端部(下端部)に接続されている。ワイヤ接続部241Cは、サスペンションワイヤ30Cの第一端部(下端部)に接続されている。ワイヤ接続部241Dは、サスペンションワイヤ30Dの第一端部(下端部)に接続されている。
また、リード24は、複数の(本実施形態の場合、8個)の端子部25a〜25hを有する。端子部25a〜25dは、ベース23における第一端部(Y方向+側の端部)から露出している。端子部25e〜25hは、ベース23において第一端部と反対側の第二端部(Y方向−側の端部)から露出している。
端子部25a〜25hのうちの何れかの端子部は、AF用駆動部に電力を供給するための給電用端子部である。また、端子部25a〜25hのうちの何れかの端子部は、OIS用駆動部に電力を供給するための給電用端子部である。
<レンズ駆動装置の動作について>
以上のような構成を有する本実施形態のレンズ駆動装置1において振れ補正を行う場合には、OIS用コイル部22(第一OIS用コイル22A〜第四OIS用コイル22D)に通電する。OIS用コイル部22に通電すると、マグネット部127の磁界とOIS用コイル部22に流れる電流との相互作用により、OIS用コイル部22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、光軸直交面に平行な方向である。OIS用コイル部22は固定されているため、上述のローレンツ力に基づいて、マグネット部127を構成する永久磁石128A〜128Dに反力が働く。この反力がOIS用ボイスコイルモータの駆動力となり、マグネット部127を有するOIS可動部10が光軸直交面内で揺動し、振れ補正が行われる。
また、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111に通電する。AF用コイル部111に通電すると、マグネット部127の磁界とAF用コイル部111に流れる電流との相互作用により、AF用コイル部111にローレンツ力が生じる。
ローレンツ力の方向は、磁界の方向とAF用コイル部111に流れる電流の方向に直交する方向(つまり、Z方向)である。マグネット部127は固定されているので、AF用コイル部111に反力が働く。
この反力がAF用ボイスコイルモータの駆動力となり、AF用コイル部111を有するAF可動部11がZ方向(光軸方向)に移動し、ピント合わせが行われる。
<本実施形態の作用・効果について>
以上のような構成を有する本実施形態のレンズ駆動装置1によれば、レンズホルダ110に対するAF用コイル部111の組付け作業を容易に行うことができる。以下、この理由について説明する。
本実施形態のレンズ駆動装置1の場合、AF用コイル部111が、巻線112に対して立設された第一端子部113及び第二端子部114を有する。このようなAF用コイル部111の巻線112は、Z方向−側からレンズホルダ110に組み付けられる、この状態で、レンズホルダ110の内側切欠き110i(第一端子配置部とも称する。)に第一端子部113が、レンズホルダ110の内側切欠き110j(第二端子配置部とも称する。)に第二端子部114が、それぞれ配置される。そして、第一端子部113及び第二端子部114は、はんだにより上側弾性支持部材13に固定される。以上のように、本実施形態のレンズ駆動装置1の場合、上述のような特許文献1に記載されたレンズ駆動装置が必要とする絡げ作業が不要である。この結果、レンズホルダ110にAF用コイル部111を組付ける作業の効率を向上できる。
上述の実施形態では、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M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、たと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(たとえば、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15A及び図15B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Vを示す図である。図15Aは自動車Vの正面図であり、図15Bは自動車Vの後方斜視図である。自動車V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15A、図15Bに示すように、車載用カメラモジュールVCは、たと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及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、およびカメラ搭載装置は、たとえば、スマートフォン、携帯電話機、デジタルカメラ、ノート型パソコン、タブレット端末、携帯型ゲーム機、車載カメラなどの薄型のカメラ搭載装置に搭載できる。
1 レンズ駆動装置
10 OIS可動部
11 AF可動部
110 レンズホルダ
110a レンズ収容部
110b フランジ部
110c コイル配置部
110d、110e 上バネ固定部
110f 上側ボス
110g、110h 外側切欠き
110i、110j 内側切欠き
110k、110m 下バネ固定部
110n 下側ボス
111、111A AF用コイル部
112 巻線
113、113A 第一端子部
114、114A 第二端子部
115 辺部
116 頂点部
117 第一端部
118 第二端部
12 AF固定部
120 マグネットホルダ
120a 凹部
120b マグネット覆い部
120c マグネット配置部
121a、121b 第一下バネ固定部
122a、122b 第二下バネ固定部
123a、123b 下側ボス
124a、124b 第一上バネ固定部
125a、125b、125c 上側ボス
126a、126b 第二上バネ固定部
127 マグネット部
128A、128B、128C、128D 永久磁石
13 上側弾性支持部材(上側板バネ)
13a、13b 上側バネ要素
131、132 外側固定部
133a、133b ワイヤ固定部
134a、134b、134c 外側貫通孔
135 内側固定部
136 内側貫通孔
137 変位許容部
138a、138b 変位要素
14 下側弾性支持部材(下側板バネ)
14a、14b 下側バネ要素
141、142 外側固定部
143a、143b 外側貫通孔
144 内側固定部
145a、145b 内側貫通孔
146 変位許容部
147a、147b 変位要素
15 ダンパ材
20 OIS固定部
21 コイル基板
21a 開口
22 OIS用コイル部
22A 第一OIS用コイル
22B 第二OIS用コイル
22C 第三OIS用コイル
22D 第四OIS用コイル
23 ベース
23a 開口
231 リード用切欠部
232 リード配置空間
24 リード
241A、241B、241C、241D ワイヤ接続部
25a、25b、25c、25d、25e、25f、25g、25h 端子部
30 サスペンションワイヤ
30A、30B、30C、30D サスペンションワイヤ
6 レンズ部
61 レンズバレル
62 レンズ
7 カバー
71 開口
8 治具
81 基部
81a 第一端面
82 巻き付け部
83 第一凸部
84 第二凸部
85 段部
A カメラモジュール
M スマートフォン(カメラ搭載装置)

Claims (12)

  1. レンズ部を保持可能に構成された第一ホルダと、
    レンズホルダの周囲に設けられた第二ホルダと、
    前記第二ホルダに対して、前記第一ホルダを弾性的に支持する支持部材と、
    前記レンズ部を囲むように前記第一ホルダに配置された巻き線を有するコイル、及び、前記コイルに対向するように前記第二ホルダに設けられたマグネットを有し、前記第一ホルダを前記第二ホルダに対して光軸の方向に移動させるアクチュエータと、を備え、
    前記巻き線の端部は、前記巻き線の巻回面に対して立設され、固定材料により前記支持部材に電気的に接続される立設端子を有し、
    前記第一ホルダは、前記立設端子を内部に収容する端子配置部を有する、
    レンズ駆動装置。
  2. 前記立設端子は、前記巻き線から、前記巻き線の巻回軸に沿った方向に延在する、請求項1に記載のレンズ駆動装置。
  3. 前記巻き線は、少なくとも3個の辺部と、隣り合う前記辺部同士を接続する少なくとも3個の頂点部と、を有する多角形状であり、
    前記立設端子は、前記辺部から、前記巻回軸に沿った方向に延在している、請求項2に記載のレンズ駆動装置。
  4. 前記巻き線は、少なくとも3個の辺部と、隣り合う前記辺部同士を接続する少なくとも3個の頂点部と、を有する多角形状であり、
    前記立設端子は、前記頂点部から、前記巻回軸に沿った方向に延在している、請求項2に記載のレンズ駆動装置。
  5. 前記立設端子は、前記第一ホルダに対する前記コイルの取付方向に延在する、請求項1〜4の何れか一項に記載のレンズ駆動装置。
  6. 前記立設端子は、螺旋状に巻回されている、請求項1〜5の何れか一項に記載のレンズ駆動装置。
  7. 前記立設端子は、外形が錐形を成すよう螺旋状に巻回されている、請求項6に記載のレンズ駆動装置。
  8. 前記立設端子の外径は、前記巻き線を構成する線材の外径の2倍以上である、請求項6または7に記載のレンズ駆動装置。
  9. 前記支持部材は、前記コイルに電力を供給する経路を構成する、請求項1〜8の何れか一項に記載のレンズ駆動装置。
  10. 前記立設端子の先端部は、前記端子配置部から突出するよう配置され、前記支持部材に接続されている、請求項1〜9の何れか一項に記載のレンズ駆動装置。
  11. 請求項1〜10の何れか一項に記載のレンズ駆動装置と、
    前記第一ホルダ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、カメラモジュール。
  12. 情報機器又は輸送機器であるカメラ搭載装置であって、
    請求項11に記載のカメラモジュールと、
    前記カメラモジュールで得られた画像情報を処理する画像処理部と、を備える、カメラ搭載装置。
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