JP2022104805A - レンズ駆動装置、カメラ装置、及び電子機器 - Google Patents

レンズ駆動装置、カメラ装置、及び電子機器 Download PDF

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Abstract

【課題】サスペンションワイヤが回路基板に電気接続されてもサスペンションワイヤの安定した支持特性を得ることができるレンズ駆動装置を提供する。【解決手段】レンズ駆動装置１は、第１金属部材３３が埋め込まれたベース２５と、ベース２５の上に配置された回路基板であるＦＰＣ２３と、レンズ体５をベース２５に対して移動させるための駆動源であるＯＩＳ用第２コイル１６に電気接続するサスペンションワイヤ２４とを具備し、第１金属部材３３は、ＦＰＣ２３及びサスペンションワイヤ２４と、上下方向から見たときに互いに異なる位置で電気接合固定されている。【選択図】図８

Description

本発明は、スマートフォン等の電子機器に用いられるレンズ駆動装置、カメラ装置、及び電子機器に関する。
ＯＩＳ（Optical Image Stabilizer）機能とＡＦ（Auto Focus）機能とを併有するレンズ駆動装置の中には、潜望式と称されるものがある。潜望式のレンズ駆動装置では、レンズ体と画像センサが、被写体からの光の入射方向と直交する方向に並べて配置されており、被写体からの光がプリズムやミラーにより反射され、レンズ体を透過し、画像センサに集束し、画像センサにより画像信号に変換される。この種のレンズ駆動装置に関わる技術を開示した文献として、特許文献１がある。特許文献１のレンズ駆動装置は、固定部と、可動部と、弾性素子と、駆動アセンブリと、サスペンションワイヤとを有する。固定部は、ハウジング、ベース、フレーム、および、回路基板を有し、可動部は、キャリアを有する。回路基板が、電気信号を送信して駆動アセンブリを制御し、ＯＩＳ機能とＡＦ機能を実行する。
特開２０１９－１３９２２３Ａ号公報
特許文献１のレンズ駆動装置は、ベース上に回路基板が配置され、サスペンションワイヤがベース及び回路基板の両者を貫通して設けられており、サスペンションワイヤがベースの下側から回路基板にはんだ付けされ、回路基板に支持及び電気接続されていた。しかしながら、このような構成では、回路基板が樹脂部品であり、サスペンションワイヤの安定した支持特性が得られにくいという問題があった。
本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであり、サスペンションワイヤが回路基板に電気接続されてもサスペンションワイヤの安定した支持特性を得ることができるレンズ駆動装置を提供することを目的とする。
上記課題を解決するため、本発明の好適な態様であるレンズ駆動装置は、金属部材が埋め込まれたベースと、前記ベースの上に配置された回路基板と、レンズ体を前記ベースに対して移動させるための駆動源に電気接続するサスペンションワイヤとを具備し、前記金属部材は、前記回路基板及び前記サスペンションワイヤと、上下方向から見たときに互いに異なる位置で電気接合固定されている。
この態様において、前記金属部材は、上下方向に貫く２つの貫通孔を有し、前記サスペンションワイヤは、前記２つの貫通孔のうちの一方の貫通孔にその下端部分が挿入されて下面側から前記金属部材にはんだ付けされて電気接合固定され、前記回路基板は、前記２つの貫通孔のうちの他方の貫通孔を介して下面側から前記金属部材にはんだ付けされて電気接合固定されてもよい。
また、前記他方の貫通孔の方が前記一方の貫通孔よりも大きくしてもよい。
また。前記金属部材における前記貫通孔の周辺は、下側に折り曲げられて、はんだの収容空間が形成されていてもよい。
また、前記収容空間は、それぞれ前記貫通孔を中心とした円錐台形状に形成されていてもよい。
また、前記回路基板には、電気接続用のパッドが設けられており、このパッドが前記金属部材にはんだ付けされてもよい。
また、前記パッドは外部電源に接続されていてもよい。
また、前記レンズ体を取り付けるための取り付け部を有するキャリアと、前記かキャリアに取り付けられる前記駆動源であるコイルと、前記サスペンションワイヤと前記コイルに電気接続される板ばねと、をさらに具備してもよい。
また、前記回路基板の下面に電気部品が取り付けられており、前記ベースに前記電気部品の収容空間が設けられていてもよい。
本発明の別の好適な態様であるカメラ装置は、上記のレンズ駆動装置を備えることを特徴とする。
本発明の別の好適な態様である電子機器は、上記のカメラ装置を備えることを特徴とする。
本発明によるレンズ駆動装置は、金属部材が埋め込まれたベースと、前記ベースの上に配置された回路基板と、レンズ体を前記ベースに対して移動させるための駆動源に電気接続するサスペンションワイヤとを具備し、前記金属部材は、前記回路基板及び前記サスペンションワイヤと、上下方向から見たときに互いに異なる位置で電気接合固定されている。回路基板は、ベースに埋め込まれた金属部材に電気接合固定され、サスペンションワイヤは、その金属部材に電気接合固定される。よって、サスペンションワイヤは回路基板に電気接続され且つベースに埋め込まれた金属部材に固定されることになり、サスペンションワイヤの安定した支持特性を得ることができるレンズ駆動装置を提供することができる。
本発明の一実施形態であるレンズ駆動装置１を含むカメラ装置２が搭載されたスマートフォン９の正面図である。 図１のレンズ駆動装置１の斜視図である。 図２のレンズ駆動装置１を分解した斜視図である。 図２からケース１１を除いた斜視図である。 図４からフレーム１２を除いた斜視図である。 （Ａ）は、図４のベース２５を示す斜視図であり、（Ｂ）は、ベース２５の樹脂本体に埋め込まれている金属板部材３０、第１金属部材３１、３３を示す図である。 （Ａ）は、図６（Ａ）を反対側から見た図であり、（Ｂ）は、図６（Ｂ）を反対側から見た図である。 図６（Ａ）における第１金属部材３３とサスペンションワイヤ２４及びＦＰＣ２３のパッド３２０を示す図である。
以下、図面を参照しつつ本発明の実施形態を説明する。図１に示すように、本発明の一実施形態であるレンズ駆動装置１を含むカメラ装置２は、スマートフォン９に収容される。
カメラ装置２は、画像センサ３と、被写体からの光を反射するミラー４と、ミラー４で反射した光を画像センサ３に導くレンズ体５と、レンズ体５を駆動するレンズ駆動装置１と、を有する。
以降は、被写体からの光が入射する方向を適宜Ｙ方向という。また、ミラー４で反射した光がレンズ体５に向かう一方向をＸ方向といい、Ｙ方向及びＺ方向の両方と直交する方向をＺ方向という。また、＋Ｙ側を上側、－Ｙ側を下側、＋Ｘ側を後側、－Ｘ側を前側、＋Ｚ側を左側、－Ｚ側を右側と称することがある。
レンズ駆動装置１は、ケース１１、フレーム１２、ＯＩＳ用第１コイル１３、上側板ばね１４、キャリア１５、ＯＩＳ用第２コイル１６、下側板ばね１７、ＯＩＳ用磁石１８、ホルダ１９、ＡＦ用磁石２０、検知用磁石２１、ＡＦ用コイル２２、ＦＰＣ２３、サスペンションワイヤ２４、及びベース２５を有する。このうち、キャリア１５、ＯＩＳ用第２コイル１６、及び検知用磁石２１は、可動部を構成する。また、ＯＩＳ用磁石１８、ホルダ１９、及びＡＦ用磁石２０は、中間部材を構成する。また、ケース１１、フレーム１２、ＯＩＳ用第１コイル１３、ＡＦ用コイル２２、ＦＰＣ２３、及びベース２５は、固定部を構成する。
可動部は、上側板ばね１４及び下側板ばね１７を介して、中間部材のホルダ１９に支持されている。可動部は、中間部材に対してＹ方向に移動可能である。中間部材は、サスペンションワイヤ２４を介して、固定部のベース２５に支持されている。中間部材は、支持している可動部とともに、固定部に対してＸ方向及びＺ方向に移動可能である。これにより、可動部は、固定部に対してＸ方向、Ｙ方向及びＺ方向に移動可能である。また、ＯＩＳ用第１コイル１３、ＯＩＳ用第２コイル１６、ＯＩＳ用磁石１８、ＡＦ用磁石２０、ＡＦ用コイル２２は、レンズ体５をベース２５に対して移動させるための駆動源である。
ケース１１とベース２５は、筐体として組み合わされる。ケース１１の後側の壁の中央には第１開口１１０が設けられている。ケース１１の前側の壁の中央から上側の壁に跨る部分には第２開口１２０が設けられている。
ベース２５は、当該ベース２５の本体を樹脂とし、該樹脂内に、金属板部材３０、第１金属部材３１、３３を配置した状態で成形して形成される。ベース２５の後側の縁には、上側に起立した起立部２５０がある。ベース２５の上には、回路基板であるＦＰＣ２３が配置される。
ベース２５の樹脂本体の中央には、キャリア１５に対応して開口部２５３が設けられている。開口部２５３は前側が広がったＴ字状をなしている。金属板部材３０は、開口部２５３を塞ぐようにして樹脂本体に埋め込まれている。金属板部材３０の表面は黒色層が形成されている。
第１金属部材３１は、４つの腕部と交差部を有する十字状をなしている。第１金属部材３３は、６つの腕部と１つの連結腕部と２つの交差部を有して２つの十字を繋げたような形状を有している。第１金属部材３１には交差部に上下方向に貫く１つの貫通孔３００が、第１金属部材３３には２つの交差部のそれぞれに上下方向に貫く１つの貫通孔３００が、設けられている。第１金属部材３１、３３の貫通孔３００の周辺の各腕部は、連結腕部を除いて斜め下側に折り曲げられていて、各先端部分は水平になるようにさらに折り曲げられている。連結腕部は折り曲げられていない。
第１金属部材３１における１つの貫通孔３００のある交差部と、第１金属部材３３における２つの貫通孔３００のある交差部は、上下面とも、ベース２５から露出している。左側の第１金属部材３１、３３における左側の腕部の先端部と、右側の第１金属部材３１、３３における右側の腕部の先端部は、ベース２５から露出している。
ベース２５の上面には、ダンパゲルの受部３５が形成されている。受部３５は、第１金属部材３１の貫通孔３００の周囲と、第１金属部材３３の２つの貫通孔３００のうち前側の貫通孔３００の周囲を、それぞれ壁により囲って形成されている。ダンパゲルは粘弾性を有する樹脂であり、振動を減衰させる働きを有する。
ベース２５の下面には、はんだの収容空間３９が形成されている。収容空間３９は、第１金属部材３１、３３によって形成された空間内に、貫通孔３００を中心とした円錐台形状に窪んで形成されている。受部３５と収容空間３９に挟まれた領域において、第１金属部材３１、３３は上下面で露出する。
第１金属部材３３の前側の貫通孔３００及び第１金属部材３１の貫通孔３００には、サスペンションワイヤ２４の下端が通されている。サスペンションワイヤ２４は、ベース２５を貫通し、収容空間３９のはんだによって下面から第１金属部材３３の前側の交差部及び第１金属部材３１の交差部にはんだ付けされている。サスペンションワイヤ２４は、これによって第１金属部材３１、３３に接合固定され、第１金属部材３３に電気接続される。
第１金属部材３３の後側の交差部及び連結腕部も前側の交差部とともに上面が露出しており、第１金属部材３３の後側の交差部も上下面で露出する。ＦＰＣ２３は、この第１金属部材３３の後側の交差部の上面を覆うように取り付けられている。図８に示すように、ＦＰＣ２３の電気接続用のパッド３２０が、第１金属部材３３の後側の交差部の上面側に載せられ、下面から貫通孔３００を介して第１金属部材３３とパッド３２０がはんだ付けされている。即ち、パッド３２０は第１金属部材３３に電気接合固定される。パッド３２０は外部電源に接続されており、これにより、外部電源は、パッド３２０から第１金属部材３３を経由して、サスペンションワイヤ２４に電気接続される。サスペンションワイヤ２４は上側板ばね１４を経由してＯＩＳ用第２コイル１６に電気接続される。
ＦＰＣ２３の下面には、電気部品であるＸ方向検知用ホール素子及びＹ方向検知用ホール素子が取り付けられている。ベース２５には、Ｘ方向検知用ホール素子を収容するための収容空間３７及びＹ方向検知用ホール素子を収容するための収容空間３８が設けられている。ベース２５の上面の左側と右側には、凸部３６が設けられている。ＦＰＣ２３の上面において凸部３６の周りにＡＦ用コイル２２が巻回されている。
フレーム１２は、当該フレーム１２の本体を樹脂とし、該樹脂内に第２金属部材１２６を配置した状態で成形して形成される。フレーム１２の下端部からは、第２金属部材１２６の端部が突出している。第２金属部材１２６は電気配線を形成しており、フレーム１２の補強用と電気配線用とを兼ねる。フレーム１２の下端部は、ベース２５に固定される。突出している第２金属部材１２６の端部は、ＦＰＣ２３と電気接続される。
フレーム１２は、ベース２５の左側から立ち上がる２つの立ち上げ部１２１と、右側から立ち上がる２つの立ち上げ部１２１と、左右の２つの立ち上げ部１２１をそれぞれつなぐ左右の水平部１２２と、左右の水平部１２２を連結する連結部１２３とを有する。２つの立ち上げ部１２１は、光軸方向で対向している。フレーム１２の右側の水平部１２２の下面には、電気部品であるＯＩＳ用第１コイル１３とＺ方向検知用ホール素子が設けられていて、それぞれ第２金属部材１２６に電気接続されている。フレーム１２の左側の水平部１２２の下面には、電気部品であるＯＩＳ用第１コイル１３が設けられていて、第２金属部材１２６に電気接続されている。
ホルダ１９は、ホルダ開口１９０を包囲する枠部１９１と、枠部１９１の左右の周縁部から前側に延在する第１壁部１９２とを有する。第１壁部１９２の前後左右の角部の下端には、Ｚ方向に開いたＵ字凹部１９３が設けられている。第１壁部１９２の上面には、ＯＩＳ用磁石１８が設けられている。第１壁部１９２の下面には、ＡＦ用磁石２０が設けられている。ホルダ１９の上面には上側板ばね１４が固定され、下面には下側板ばね１７が固定されている。上側板ばね１４は、ホルダ１９の上側において、前後左右から内側に蛇行しながら延びるワイヤ状をなしている。下側板ばね１７は、ホルダ１９の下側において、前後左右から内側に蛇行しながら延びるワイヤ状をなしている。
キャリア１５は、レンズ体５を支持するレンズ支持体である。キャリア１５は、筒体１５１と、筒体１５１の左側及び右側の周縁部から前側に延在する第２壁部１５２とを有する。第２壁部１５２は、筒体１５１の前部において上側部分と下側部分が切り取られることによって形成されている。筒体１５１には、貫通孔１５０がある。貫通孔１５０はレンズ体５の取り付け部であり、レンズ体５は、レンズ駆動装置１の完成後に、キャリア１５の左右の第２壁部１５２の間から貫通孔１５０に嵌め込まれてキャリア１５に取り付けられる。キャリア１５は、上側の前後左右を上側板ばね１４によって、下側の前後左右を下側板ばね１７によって支持されている。レンズ体５とこれを支持するキャリア１５を含む可動部の重心は、前後左右の上側板ばね１４及び下側板ばね１７のほぼ中心にある。
キャリア１５の左右の第２壁部１５２の外面には、ＯＩＳ用第２コイル１６が設けられている。第２壁部１５２の後部下面には、検知用磁石２１が設けられている。また、フレーム１２の連結部１２３は、筒体１５１の上側部分が切り取られた部分に設けられており、Ｘ方向から見たときに、筒体１５１と連結部１２３は重なっている。
サスペンションワイヤ２４は、ホルダ１９のＵ字凹部１９３内を通り、ベース２５の貫通孔３００と上側板ばね１４との間に架設されている。サスペンションワイヤ２４の下端は、ベース２５の貫通孔３００に挿通されてはんだ付けされる。サスペンションワイヤ２４の上端は、ホルダ１９の外側で環形状を形成している上側板ばね１４の先端部分に挿通されてはんだ付けされる。
サスペンションワイヤ２４の下端部とホルダ１９のＵ字凹部１９３とベース２５の受部３５の間には、ダンパゲルが配置されている。Ｕ字凹部１９３は受部３５の直上に間隔をあけて設けられており、受部３５とともにダンパゲル溜まりを形成している。
可動部を構成するＯＩＳ用第２コイル１６と中間部材を構成するＯＩＳ用磁石１８は、互いに向かい合っている。ＯＩＳ用第２コイル１６に電流が流れると、ＯＩＳ用第２コイル１６には、Ｙ方向の電磁力が発生し、可動部が、中間部材に対して、Ｙ方向に動く。Ｙ方向検知用ホール素子は、対向する検知用磁石２１の磁界を検知し、検知結果を示す信号を出力する。この信号は、Ｙ方向検知用ホール素子に対する検知用磁石２１のＹ方向の位置に対応する。
中間部材を構成するＯＩＳ用磁石１８と固定部を構成するＯＩＳ用第１コイル１３は、互いに向かい合っている。ＯＩＳ用第１コイル１３に電流が流れると、ＯＩＳ用第１コイル１３には、Ｚ方向の電磁力が発生し、ＯＩＳ用磁石１８には、その反作用の力が生じて、中間部材が、固定部に対して、Ｚ方向に動く。Ｚ方向検知用ホール素子は、対向するＯＩＳ用磁石１８の磁界を検知し、検知結果を示す信号を出力する。この信号は、Ｚ方向検知用ホール素子に対するＯＩＳ用磁石１８のＺ方向の位置に対応する。
中間部材を構成するＡＦ用磁石２０と固定部を構成するＡＦ用コイル２２は、互いに向かい合っている。ＡＦ用コイル２２に電流が流れると、ＡＦ用コイル２２には、Ｘ方向の電磁力が発生し、ＡＦ用磁石２０には、その反作用の力が生じて、中間部材が、固定部に対して、Ｘ方向に動く。Ｘ方向検知用ホール素子は、対向するＡＦ用磁石２０の磁界を検知し、検知結果を示す信号を出力する。この信号は、Ｘ方向検知用ホール素子に対するＡＦ用磁石２０のＸ方向の位置に対応する。
本実施形態におけるレンズ駆動装置１は、第１金属部材３３が埋め込まれたベース２５と、ベース２５の上に配置された回路基板であるＦＰＣ２３と、レンズ体５をベース２５に対して移動させるための駆動源であるＯＩＳ用第２コイル１６に電気接続するサスペンションワイヤ２４とを具備し、第１金属部材３３は、ＦＰＣ２３及びサスペンションワイヤ２４と、上下方向から見たときに互いに異なる位置で電気接合固定されている。よって、サスペンションワイヤ２４はＦＰＣ２３に電気接続され且つベースに埋め込まれた第１金属部材３３に固定されることになり、サスペンションワイヤ２４の安定した支持特性を得ることができるレンズ駆動装置１を提供することができる。
なお、上記実施形態において、第１金属部材３１を、第１金属部材３３と同じ形状の、貫通孔３００が２つあるものにしてもよい。この場合、２つある貫通孔３００のうちの１つの貫通孔３００にサスペンションワイヤ２４の下端を通してはんだ付けし、もう一つの貫通孔３００を使わないようにしてもよい。また、被写体からの光がプリズムやミラーにより反射されないレンズ駆動装置に用いてもよい。
また、ベース２５に受部３５を設けずに、ホルダ１９のＵ字凹部１９３とベース２５の上面との間にダンパゲルが配置されるようにしてもよい。
１ レンズ駆動装置
２ カメラ装置
３ 画像センサ
４ ミラー
５ レンズ体
９ スマートフォン
１１ ケース
１２ フレーム
１３ ＯＩＳ用第１コイル
１４ 上側板ばね
１５ キャリア
１６ ＯＩＳ用第２コイル
１７ 下側板ばね
１８ ＯＩＳ用磁石
１９ ホルダ
２０ ＡＦ用磁石
２１ 検知用磁石
２２ ＡＦ用コイル
２３ ＦＰＣ
２４ サスペンションワイヤ
２５ ベース
３０ 金属板部材
３１、３３ 第１金属部材
３５ 受部
３６ 凸部
３７ ３８ ３９ 収容空間
１１０ 第１開口
１２０ 第２開口
１２１ 立ち上げ部
１２２ 水平部
１２３ 連結部
１２６ 第２金属部材
１５０ 貫通孔
１５１ 筒体
１５２ 第２壁部
１９０ ホルダ開口
１９１ 枠部
１９２ 第１壁部
１９３ Ｕ字凹部
２５０ 起立部
２５３ 開口部
３００ 貫通孔
３２０ パッド

Claims (11)

  1. 金属部材が埋め込まれたベースと、
    前記ベースの上に配置された回路基板と、
    レンズ体を前記ベースに対して移動させるための駆動源に電気接続するサスペンションワイヤと
    を具備し、
    前記金属部材は、前記回路基板及び前記サスペンションワイヤと、上下方向から見たときに互いに異なる位置で電気接合固定されている
    ことを特徴とするレンズ駆動装置。
  2. 前記金属部材は、上下方向に貫く２つの貫通孔を有し、
    前記サスペンションワイヤは、前記２つの貫通孔のうちの一方の貫通孔にその下端部分が挿入されて下面側から前記金属部材にはんだ付けされて電気接合固定され、
    前記回路基板は、前記２つの貫通孔のうちの他方の貫通孔を介して下面側から前記金属部材にはんだ付けされて電気接合固定される
    ことを特徴とする請求項１に記載のレンズ駆動装置。
  3. 前記他方の貫通孔の方が前記一方の貫通孔よりも大きい
    ことを特徴とする請求項２に記載のレンズ駆動装置。
  4. 前記金属部材における前記貫通孔の周辺は、下側に折り曲げられて、はんだの収容空間が形成されている
    ことを特徴とする請求項２に記載のレンズ駆動装置。
  5. 前記収容空間は、それぞれ前記貫通孔を中心とした円錐台形状に形成されている
    ことを特徴とする請求項４に記載のレンズ駆動装置。
  6. 前記回路基板には、電気接続用のパッドが設けられており、このパッドが前記金属部材にはんだ付けされる
    ことを特徴とする請求項１に記載のレンズ駆動装置。
  7. 前記パッドは外部電源に接続されている
    ことを特徴とする請求項６に記載のレンズ駆動装置。
  8. 前記レンズ体を取り付けるための取り付け部を有するキャリアと、
    前記かキャリアに取り付けられる前記駆動源であるコイルと、
    前記サスペンションワイヤと前記コイルに電気接続される板ばねと、をさらに具備する
    ことを特徴とする請求項１に記載のレンズ駆動装置。
  9. 前記回路基板の下面に電気部品が取り付けられており、前記ベースに前記電気部品の収容空間が設けられている
    ことを特徴とする請求項１に記載のレンズ駆動装置。
  10. 請求項１～９のいずれか１項に記載のレンズ駆動装置を備えたカメラ装置。
  11. 請求項１０に記載のカメラ装置を備えた電子機器。
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