JP5079049B2 - レンズ駆動装置 - Google Patents

Description

本発明は、たとえば携帯電話のカメラモジュールなどに好適に用いられるレンズ駆動装置に関する。

携帯電話のカメラモジュール等に好適に用いられるレンズ駆動装置では、フォーカシング動作等を行うことができるように、レンズホルダを、光軸方向に配置された一対のリング状スプリング板で挟み込んでいるものが提案されている（特許文献１参照）。

従来技術に係るレンズ駆動装置において、レンズホルダに保持されるレンズ群は、フォーカシング動作しか行うことができず、たとえばブレ補正などの他の機能をレンズ駆動装置に持たせるためには、ブレ補正動作用のレンズ群等を別途組み込む必要があった。したがって、従来技術では、小型で多機能なレンズ駆動装置を実現することが困難であった。

特開２００４−２８００３１号公報

本発明は、このような実状に鑑みてなされ、その目的は、小型で多機能なレンズ駆動装置を提供することである。

上記目的を達成するために、本発明に係るレンズ駆動装置は、
少なくとも１つのレンズを含むレンズ部と、
前記レンズ部を当該レンズ部の光軸に垂直な方向に沿って、ベース部に対して相対移動させる第１駆動部と、
前記レンズ部を前記光軸に沿って、前記ベース部に対して相対移動させる第２駆動部と、を含む。

本発明に係るレンズ駆動部は、レンズ部を光軸に垂直な方向に沿って移動させる第１駆動部と、レンズ部を光軸に沿って移動させる第２駆動部とを含むため、レンズ部は、フォーカス調整用のレンズとブレ補正用のレンズを兼ねることができる。したがって、本発明に係るレンズ駆動装置は、小型で多機能なレンズ駆動装置を実現することができる。

また、例えば、本発明に係るレンズ駆動装置は、
前記レンズ部と前記第２駆動部を含むフォーカス部を含み、
前記第１駆動部は、前記フォーカス部を前記光軸に垂直な方向に沿って、前記ベース部に対して相対移動させてもよい。

このようなレンズ駆動装置における第１駆動部は、レンズ部および第２駆動部を含むフォーカス部全体を移動させるため、第１駆動部および第２駆動部の構造を単純化することができる。また、第１駆動部はフォーカス部全体を光軸に垂直な方向に沿って移動させ、第２駆動部はレンズ部を光軸に沿って移動させることによって、結果的に、レンズ部は３次元方向に移動させられる。このようなレンズ駆動装置は、レンズ部を直接３次元方向に移動させるものと比較して、制御が容易である。

また、例えば、前記第１駆動部は、前記フォーカス部に取り付けられた第１マグネットと、前記ベース部に取り付けられており前記第１マグネットに対向するように配置される第１コイルと、を含んでもよい。

このようなレンズ駆動装置における第１駆動部は、第１マグネットと第１コイルによって構成されるボイスコイルモータを含むため、フォーカス部に含まれるレンズ部を、光軸に垂直な方向に沿って精度良く移動させることができる。

また、例えば、本発明に係るレンズ駆動装置は、少なくとも３つのサスペンションワイヤを含んでいてもよく、
前記フォーカス部と前記ベース部とは、前記少なくとも３つのサスペンションワイヤによって相対移動自在に連結されていてもよい。

このようなレンズ駆動装置において、フォーカス部とベース部とは、少なくとも３つのサスペンションワイヤによって相対移動自在に連結されているため、構造がシンプルである。

また、例えば、前記フォーカス部は、前記第１駆動部によって前記レンズ部に対して相対移動させられるフォーカスベースと、当該フォーカスベースと前記レンズ部とを相対移動自在に接続するスプリングとを含んでもよく、
前記第２駆動部は、前記レンズ部に取り付けられた第２コイルと、前記フォーカスベースに取り付けられており前記第２コイルに対向するように配置される第２マグネットとを含んでいてもよい。

このようなレンズ駆動装置における第２駆動部は、第２マグネットと第２コイルによって構成されるボイスコイルモータを含むため、フォーカス部に含まれるレンズ部を、光軸に沿って精度良く移動させることができる。

また、例えば、前記少なくとも３つのサスペンションワイヤに含まれる少なくとも１つのサスペンションワイヤの一端は、前記スプリングを介して、前記第２コイルに対して電気的に接続されており、前記少なくとも１つのサスペンションワイヤの他端は、前記ベース部に含まれる外部接続基板に対して電気的に接続されていてもよい。

このようなレンズ駆動装置は、少なくとも１つのサスペンションワイヤを介して、ベース部から第２コイルに対して電力を供給することが可能であるため、構造がシンプルであり、小型化に適している。

また、前記スプリングは、前記レンズ部における前記ベース部側に配置されるＢスプリングと、前記レンズ部における前記ベース部とは反対側に配置されるＦスプリングとを含んでもよく、
前記少なくとも１つのサスペンションワイヤの一端は、前記Ｆスプリングを介して、前記第２コイルに対して電気的に接続されていてもよい。

このようなレンズ駆動装置は、サスペンションワイヤの長さを長くして、フォーカス部を適切な力で支持することが可能であり、フォーカス部の可動範囲を大きくとることが可能である。

また、前記少なくとも３つのサスペンションワイヤは、４つのサスペンションワイヤによって構成されていてもよく、
前記第１駆動部は、前記フォーカス部を、前記光軸に垂直な方向であって互いに直交するＸ方向およびＹ方向に移動させることができ、
前記４つのサスペンションワイヤは、前記Ｘ方向に対する剛性と、前記Ｙ方向に対する剛性が略等しくてもよい。
また、前記少なくとも３つのサスペンションワイヤは、略丸形の断面形状を有していてもよい。

このようなレンズ駆動装置は、第１駆動部によってフォーカス部を駆動する場合におけるＸ方向とＹ方向の１次共振周波数が等しくなり、手ぶれ動作等における第１駆動部の制御が容易である。また、サスペンションワイヤの断面を略丸形とすることにより、サスペンションワイヤ３１の剛性が、サスペンションワイヤの軸を中心とする回転方向に関して略均一となるため、サスペンションワイヤの組立が容易になる。

また、例えば、本発明に係るレンズ駆動装置は、前記フォーカス部に取り付けられており、前記第１マグネットと前記第２マグネットとの間に配置されており、磁性体で構成されるマグネットプレートを含んでもよい。

第１マグネットと第２マグネットの間に配置されたマグネットプレートは、第１マグネットと第２マグネットの間で磁気を遮断し、互いの磁場が干渉することを防止することができる。したがって、このようなマグネットプレートを含むレンズ駆動装置は、レンズを精度良く駆動することが可能である。

また、例えば、前記マグネットプレートは、外周が略矩形であるリング形状を有していてもよく、
前記第１マグネットは、前記光軸方向でみて前記マグネットプレートの各辺に対応するように配置された４つの棒状マグネットによって構成されていてもよく、
前記第２マグネットは、前記光軸方向でみて、前記マグネットプレートの各角部に対応するように配置された４つの個片マグネットによって構成されていてもよい。

第１マグネットを、マグネットプレートの各辺に対応するように配置された棒状マグネットによって構成することで、第１駆動部は、より大きい駆動力を発生することが可能となる。それに対して、第２マグネットを、マグネットプレートの各角部に対応するように配置された個片マグネットによって構成することで、レンズ保持装置は、より径の大きいレンズを含むことが可能となる。したがって、このようなレンズ駆動装置は、さらに小型化に適している。

好ましくは、前記ベース部には、前記レンズ部を通して入射する光を検出するイメージセンサが固定してある。イメージセンサをベース部に固定することで、イメージセンサに対して、レンズ部を光軸に垂直な方向および光軸に沿った方向に移動させることが可能になる。すなわち、レンズ部は、イメージセンサに対して三軸（三次元）方向に自由に移動可能に保持される。

なお、イメージセンサがベース部（固定部）ではなく、レンズ部（可動部）に取り付けられる構造では、イメージセンサからの出力信号を外部に取り出すために、可動部にフレキシブルプリント基板（ＦＰＣ）の一端を接続し、ＦＰＣの他端を固定部に接続する必要がある。このような構造では、可動部と固定部との間をＦＰＣで接続してあるために、固定部に対する可動部であるレンズ部の動きを抑制するおそれがあり、手ぶれ補正制御の精度が低下するおそれがある。また、レンズ部の動きに合わせてＦＰＣが撓んだり、伸ばされたりすることにより、ノイズ信号が発生し、この点でも、手ぶれ補正制御の精度を低下させるおそれがある。

これに対して、本発明において、イメージセンサをベース部（固定部）に固定することで、可動部と固定部との間を、画像データの転送のためのＦＰＣで接続する必要が無くなる。その結果、固定部に対する可動部であるレンズ部の動きを滑らかにすることができると共に、ＦＰＣの屈曲などが原因で発生するノイズ信号を抑制することができ、手ぶれ補正制御の精度を向上させることができる。また、イメージセンサをベース部（固定部）に固定することで、レンズ駆動装置の組み立ても容易になり、製造コストの低減にも寄与する。

図１は、本発明の一実施形態に係るレンズ駆動装置を含むカメラユニットの分解斜視図である。 図２は、図１に示すカメラユニットにおける手ぶれ補正ボイスコイルモータ周辺の部品配置を表す部分組立図である。 図３は、図１に示すカメラユニットの斜視図である。 図４は、図３に示すカメラユニットに含まれる手ぶれ補正ボイスコイルモータの構成を説明した概略平面図である。 図５は、図３に示すカメラユニットの概略断面図である。

第１実施形態
図１は、本発明の一実施形態に係るレンズ駆動ユニット４２を含むカメラユニット４４の分解斜視図である。カメラユニット４４は、レンズ駆動ユニット４２と撮像素子ユニット４６によって構成される。なお、カメラユニット４４の説明においては、図１〜図５に記載の座標に示すように、レンズ駆動ユニット４２に含まれるレンズ部２１の光軸方向に沿って、イメージセンサ１１からレンズ部２１に向かう方向をＺ軸の正方向とし、レンズ部２１の光軸Ｌに垂直な方向をＸ軸方向およびＹ軸方向として説明を行う。なお、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸は、相互に垂直になっている。

撮像素子ユニット４６は、フィルタ１３、ブラケット１２、イメージセンサ１１、イメージセンサ基板１０等を有する。イメージセンサ１１は、ＣＣＤやＣＭＯＳ等の固体撮像素子によって構成され、光電変換によって画像信号を生成する。イメージセンサ１１は、イメージセンサ基板１０のＺ軸正方向側の表面に取り付けられている。イメージセンサ１１で生成された画像信号は、イメージセンサ基板１０を介して演算部や記憶部等に送信される。

イメージセンサ１１のＺ軸正方向側には、ブラケット１２およびフィルタ１３が配置される。ブラケット１２は、イメージセンサ基板１０に固定され、イメージセンサ１１の受光面は、ブラケット１２およびフィルタ１３によって保護される。ブラケット１２には、撮影光を透過させることができるように、矩形形状の貫通孔が形成されている。フィルタ１３は透明材料によって構成されており、ブラケット１２の貫通孔を塞ぐように、ブラケット１２に対して取り付けられる。

撮像素子ユニット４６のＺ軸正方向側には、レンズ駆動ユニット４２が配置される。本実施形態に係るレンズ駆動ユニット４２は、レンズ部２１およびＡＦボイスコイルモータ３８を含むフォーカス部２０と、マグネットプレート３４と、手ぶれ補正ボイスコイルモータ３９と、サスペンションワイヤ３１と、ベース部４０とを含む。

図１に示すように、ブラケット１２のＺ軸正方向側には、ベース部４０が配置される。ベース部４０は、ユニット基板３３と回路基板３２とを含む。ユニット基板３３は、ユニット基板３３のＺ軸正方向側に設置される回路基板３２やサスペンションワイヤ３１等を支えることができるように、適切な強度を有していることが好ましい。ユニット基板３３の材質としては、特に限定されないが、例えばＬＣＰ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｐｏｌｙｍｅｒ）等の樹脂材料を用いることができる。ユニット基板３３は、ブラケット１２に対して固定される。したがって、ユニット基板３３を含むベース部４０は、イメージセンサ１１を含む撮像素子ユニット４６に、イメージセンサ１１に対して相対移動しないように固定して取り付けられる。

回路基板３２は、ＡＦボイスコイルモータ３８や手ぶれ補正ボイスコイルモータ３９に対して、電気信号を伝達するための配線を有している。回路基板３２は、例えばＦＰＣ（フレキシブルプリント基板）等によって構成される。回路基板３２は、接着等によりユニット基板３３に固定され、ユニット基板３３によって支持される。

回路基板３２は、レンズ駆動ユニット４２の外部に設けられている駆動制御部（不図示）に対して電気的に接続されている。すなわち、回路基板３２は、レンズ駆動ユニット４２の内部の電子部品と駆動制御部とを中継する外部接続基板の役割を有している。駆動制御部は、ＡＦボイスコイルモータ３８や手ぶれ補正ボイスコイルモータ３９を、オートフォーカス動作や手ぶれ補正動作が適切に実現されるように、駆動および制御する。例えば、ＡＦコイル２３（第２コイル）、Ｘ方向手ぶれ補正コイル（第１コイル）３６ｘおよびＹ方向手ぶれ補正コイル（第１コイル）３６ｙには、駆動制御部からの制御信号が、回路基板３２を介して伝えられる。

回路基板３２には、Ｘ方向位置センサ３５ｘと、Ｙ方向位置センサ３５ｙが設置されている。Ｘ方向位置センサ３５ｘおよびＹ方向位置センサ３５ｙは、ベース部４０に対するフォーカス部２０の相対的な位置を検出する。Ｘ方向位置センサ３５ｘおよびＹ方向位置センサ３５ｙは、例えばホール素子等によって構成されている。Ｘ方向位置センサ３５ｘおよびＹ方向位置センサ３５ｙは、フォーカス部２０に取り付けられるＸ方向手ぶれ補正マグネット３７ｘおよびＹ方向手ぶれ補正マグネット３７ｙの移動による磁場の変化を検出し、フォーカス部２０の位置検出を行う。

サスペンションワイヤ３１は、ベース部４０とフォーカス部２０を相対移動自在に連結する。本実施形態に係るレンズ駆動ユニット４２は、４つのサスペンションワイヤ３１を含む。サスペンションワイヤ３１の材質は特に限定されないが、りん青銅が好ましい。

また、レンズ駆動ユニット４２に用いられるサスペンションワイヤ３１の数は、３つ以上とすることが、ベース部４０とフォーカス部２０とをバランス良く連結・支持するうえで好ましい。本実施形態において、サスペンションワイヤ３１は、Ｚ軸方向からみて略矩形形状を有するレンズ駆動ユニット４２の四隅に配置されている。各サスペンションワイヤ３１の一方の端部は、ベース部４０の回路基板３２またはユニット基板３３に固定されており、各サスペンションワイヤの他方の端部は、フォーカス部２０に含まれるキャップ２７またはＦスプリング２４に固定されている。サスペンションワイヤ３１を、フォーカス部２０のＺ軸正方向側端部に配置されるキャップ２７またはＦスプリング２４に固定することによって、サスペンションワイヤ３１の長さを長くして、フォーカス部２０を適切な力で支持することができ、また、Ｘ−Ｙ方向の可動範囲を大きくとることができる。

また、本実施形態において、ベース部４０とフォーカス部２０は、４つのサスペンションワイヤ３１によって連結されており、これら４つのサスペンションワイヤは、Ｘ軸方向に対する剛性とＹ軸方向に対する剛性が略等しい。このような構成とすることにより、後述の手ぶれ補正ボイスコイルモータ３９によってフォーカス部２０を駆動する場合におけるＸ軸方向とＹ軸方向の１次共振周波数が略等しくなり、手ぶれ補正ボイスコイルモータ３９によるフォーカス部２０の相対位置制御が容易になる。また、サスペンションワイヤ３１の断面形状を、円形もしくは円形に近い多角形等のような略丸形とすることにより、サスペンションワイヤ３１の剛性が、サスペンションワイヤの軸を中心とする回転方向に関して略均一となるため、サスペンションワイヤ３１の組立が容易になる。

また、本実施形態に係るレンズ駆動ユニット４２においては、４つのサスペンションワイヤ３１のうち、２つのサスペンションワイヤ３１の一端は、Ｆスプリング２４を介してＡＦコイル２３に対して電気的に接続されている。また、これら２つのサスペンションワイヤ３１の他端は、回路基板３２に対して電気的に接続されている。

すなわち、本実施形態において、Ｆスプリング２４は、電気的に２分割されている。図１に示すＡＦコイル２３の一端は、分割されたＦスプリング２４の一方に電気的に接続されており、Ｆスプリング２４の一方を介して、サスペンションワイヤ３１の一端に電気的に接続されている。それに対して、ＡＦコイル２３の他端は、分割されたＦスプリング２４の他方に電気的に接続されており、Ｆスプリング２４の他方を介して、ＡＦコイル２３が接続されているサスペンションワイヤ３１とは異なる別のサスペンションワイヤ３１の一端に電気的に接続されている。したがって、本実施形態に係るレンズ駆動ユニット４２は、２つのサスペンションワイヤ３１を介して、ベース部４０の回路基板３２からＡＦコイル２３に対して電力を供給することができる。

ベース部４０のＺ軸正方向側には、手ぶれ補正ボイスコイルモータ３９が配置される。手ぶれ補正ボイスコイルモータ３９は、レンズ部２１を、レンズ部２１の光軸Ｌに垂直な方向に沿って、ベース部４０に対して相対移動させる。本実施形態に係る手ぶれ補正ボイスコイルモータ３９は、レンズ部２１およびＡＦボイスコイルモータ３８を含むフォーカス部２０全体を移動させることによって、レンズ部２１を、ベース部４０に対して相対移動させる。

手ぶれ補正ボイスコイルモータ３９は、マグネットプレート３４を介してフォーカス部２０に取り付けられるＸ方向手ぶれ補正マグネット３７ｘおよびＹ方向手ぶれ補正マグネット３７ｙと、ベース部４０に取り付けられるＸ方向手ぶれ補正コイル３６ｘおよびＹ方向手ぶれ補正コイル３６ｙを含む。Ｘ方向手ぶれ補正マグネット３７ｘのＺ軸負方向側には、Ｘ方向手ぶれ補正マグネット３７ｘに対向するように、Ｘ方向手ぶれ補正コイル３６ｘが配置される。また、Ｙ方向手ぶれ補正マグネット３７ｙのＺ軸負方向側には、Ｙ方向手ぶれ補正マグネット３７ｙに対向するように、Ｙ方向手ぶれ補正コイル３６ｙが配置される。

手ぶれ補正ボイスコイルモータ３９は、２つのＸ方向手ぶれ補正コイル３６ｘおよび２つのＹ方向手ぶれ補正コイル３６ｙによって構成される４つのコイル３６ｘ，３６ｙと、２つのＸ方向手ぶれ補正マグネット３７ｘおよびＹ方向手ぶれ補正マグネット３７ｙによって構成される４つのマグネット３７ｘ，３７ｙを含む。各コイル３６には、回路基板３２から、手ぶれ補正ボイスコイルモータ３９を駆動するための電流が供給される。

手ぶれ補正ボイスコイルモータ３９のＺ軸正方向側には、マグネットプレート３４が配置される。マグネットプレート３４は、フォーカス部２０に取り付けられており、本実施形態ではマグネット保持部材２５に固定される。マグネットプレート３４は、例えば鉄、ステンレス等の磁性体で構成される。

マグネットプレート３４は、図１に示すように、マグネットプレート３４のＺ軸正方向側に配置されるＡＦマグネット２６と、マグネットプレート３４のＺ軸負方向側に配置されるＸ方向およびＹ方向手ぶれ補正マグネット３７ｘ，３７ｙとの間に配置される。したがって、マグネットプレート３４は、手ぶれ補正ボイスコイルモータ３９に含まれるマグネット３７ｘ，３７ｙと、ＡＦボイスコイルモータ３８に含まれるマグネット２６の間で磁気を遮断し、互いの磁場が干渉することを防止する。

本実施形態において、マグネットプレート３４は、外周が略矩形のリング形状を有している。また、手ぶれ補正ボイスコイルモータ３９に含まれるマグネット３７ｘ，３７ｙは、棒状マグネットによって構成されており、各マグネット３７ｘ，３７ｙは、マグネットプレート３４の各辺に対応するように配置されている。

図２は、図１に示すカメラユニット４４における手ぶれ補正ボイスコイルモータ３９周辺の部品配置を表す部分組立図である。図１に示す手ぶれ補正ボイスコイルモータ３９に含まれるマグネット３７ｘ，３７ｙや、コイル３６ｘ，３６ｙは、カメラユニット４４の組立後において、図２に示すように配置される。なお、図２は、フォーカス部２０を図示していない。

図２において、マグネットプレート３４と、マグネットプレート３４に固定されるＸ方向およびＹ方向手ぶれ補正マグネット３７ｘ，３７ｙは、図２に示されるその他の部材に対して固定されていない。すなわち、図１に示すカメラユニット４４において、手ぶれ補正ボイスコイルモータ３９は、マグネットプレート３４のＺ軸正方向側に設置されるフォーカス部２０を、撮像素子ユニット４６およびベース部４０に対して、ＸＹ平面に沿う方向に相対移動させる。

図１に示すように、マグネットプレート３４のＺ軸正方向側には、フォーカス部２０が設置される。フォーカス部２０は、レンズ部２１、ＡＦボイスコイルモータ３８、Ｆスプリング２４、Ｂスプリング２９、フォーカスベース４８およびコイルホルダ２２等を含む。

本実施形態に係るフォーカスベース４８は、マグネット保持部材２５とキャップ２７によって構成される。マグネット保持部材２５には、ＡＦボイスコイルモータ３８に含まれるＡＦマグネット２６が固定される。また、マグネット保持部材２５には、マグネットプレート３４を介して、Ｘ方向手ぶれ補正マグネット３７ｘおよびＹ方向手ぶれ補正マグネット３７ｙも取り付けられる。

また、キャップ２７とマグネット保持部材２５は、図３に示すように、カメラユニット４４の組立後において互いに固定され、フォーカスベース４８を構成する。なお、キャップ２７は、図１に示すＦスプリング２４と絶縁シート３０を介して、マグネット保持部材２５に取り付けられても良い。

図１に示すように、フォーカスベース４８の内部には、レンズ部２１と、ＡＦボイスコイルモータ３８が収納される。レンズ部２１は、少なくとも１つのレンズを含み、レンズ部２１のＺ軸正方向側に配置されるイメージセンサ１１の受光面に、撮影光による像を形成する。

ＡＦボイスコイルモータ３８は、レンズ部２１を、レンズ部２１の光軸Ｌに沿って、ベース部４０に対して相対移動させる。ここで、本実施形態に係るＡＦボイスコイルモータ３８は、レンズ部２１を、フォーカスベース４８に対して光軸方向に相対移動させる。しかし、後述するように、フォーカスベース４８は、サスペンションワイヤ３１によってベース部４０に対して接続・支持されている。このため、ＡＦボイスコイルモータ３８は、レンズ部２１をフォーカスベース４８に対して相対移動させることによって、結果的に、レンズ部２１を、ベース部４０およびイメージセンサ１１に対して相対移動させることができる。

ＡＦボイスコイルモータ３８は、レンズ部２１に取り付けられたＡＦコイル２３と、フォーカスベース４８に取り付けられたＡＦマグネット２６を含む。ＡＦマグネット２６は、図１に示すように、マグネット保持部材２５に固定され、組立後においてＡＦコイル２３に対向するように配置される。ＡＦマグネット２６は、４つの個片マグネットにより構成されており、各個片マグネットがＡＦマグネット２６を、レンズ部２１の周方向に沿って取り囲むように配置される。ＡＦマグネット２６を構成する個片マグネットは、光軸方向（Ｚ軸方向）でみて、マグネットプレート３４の各角部に対応するように配置されている。

ＡＦコイル２３は、レンズ部２１に対して直接固定されても良いが、本実施形態に係るレンズ駆動ユニット４２のように、コイルホルダ２２を介して固定されてもよい。コイルホルダ２２は、中空円筒形状を有しており、レンズ部２１を固定する部分と、ＡＦコイル２３を固定する部分を有している。コイルホルダ２２によって、円筒形状のレンズ部２１に対して、多角形（八角形）のＡＦコイル２３を確実に取り付けることができる。

本実施形態に係るレンズ駆動ユニット４２は、レンズ部２１におけるベース部４０側（Ｚ軸負方向側）に取り付けられたＢスプリング２９と、レンズ部２１におけるベース部４０とは反対側（Ｚ軸正方向側）に取り付けられたＦスプリング２４とを有する。Ｂスプリング２９およびＦスプリング２４は、図５に示すように、フォーカスベース４８と、レンズ部２１とを、レンズ部２１の光軸方向Ｌに沿って相対移動自在に接続する。Ｆスプリング２４は、図１に示すように、フォーカスベース４８に対して固定される外周部２４ａと、レンズ部２１に対して固定される内周部２４ｂとを有する。外周部２４ａは、フォーカスベース４８を構成するマグネット保持部材２５またはキャップ２７に対して直接固定されてもよく、マグネット保持部材２５に固定されるＡＦマグネット２６に絶縁シート３０を介して固定されることによって、フォーカスベース４８に対して間接的に固定されてもよい。

内周部２４ｂは、レンズ部２１に直接固定されてもよいが、レンズ部２１に固定されるコイルホルダ２２に固定されることによって、レンズ部２１に対して間接的に固定されてもよい。Ｂスプリング２９も、Ｆスプリング２４と同様に、フォーカスベース４８およびレンズ部２１に対して、直接的または間接的に固定される。Ｂスプリング２９およびＦスプリング２４は、フォーカスベース４８とレンズ部２１とを、レンズ部２１の光軸方向に沿って相対移動自在に接続できるように、弾性材料によって構成されることが好ましい。

本実施形態におけるＦスプリング２４は、導電性を有する弾性材料を用いて構成されている。Ｆスプリング２４を構成する材料としては、特に限定されないが、例えば、銅、ベリリウムもしくはこれらを含む合金等の金属材料を用いることができる。Ｆスプリング２４の内周部２４ｂは、コイルホルダ２２に固定されるＡＦコイル２３に対して電気的に接続される。したがって、本実施形態に係るレンズ駆動ユニット４２は、２つのサスペンションワイヤ３１とＦスプリング２４を介して、ベース部４０の回路基板３２からＡＦコイル２３に対して電力を供給することができる。

図１に示すＡＦコイル２３の一端は、分割されたＦスプリング２４の一方に電気的に接続されており、Ｆスプリング２４の一方を介して、サスペンションワイヤ３１の一端に電気的に接続されている。それに対して、ＡＦコイル２３の他端は、分割されたＦスプリング２４の他方に電気的に接続されており、Ｆスプリング２４の他方を介して、ＡＦコイル２３が接続されているサスペンションワイヤ３１とは異なる別のサスペンションワイヤ３１の一端に電気的に接続されている。したがって、本実施形態に係るレンズ駆動ユニット４２は、２つのサスペンションワイヤ３１を介して、ベース部４０の回路基板３２からＡＦコイル２３に対して電力を供給することができる。なお、Ｆスプリングを介してＡＦコイル２３に対して給電を行う場合は、マグネットとＦスプリング２４の間に、絶縁シート３０を挟むことが好ましい。

キャップ２７は、マグネット保持部材２５のＺ軸正方向側に取り付けられる。キャップ２７のＺ軸負方向側には、Ｆスプリング２４、ＡＦボイスコイルモータ３８、レンズ部２１等が収納される。キャップ２７には、Ｆスプリング２４を介して、または直接に、サスペンションワイヤ３１の他方の端部が固定される。なお、カメラユニット４４は、撮像素子ユニット４６およびレンズ駆動ユニット４２を覆うためのカバー２８を有していてもよい。

図３は、図１に示すカメラユニット４４の組立後における斜視図である。なお、図３では、図１におけるカバー２８は図示していない。レンズ駆動ユニット４２の外形状は直方体形状であり、レンズ駆動ユニット４２の四隅には、サスペンションワイヤ３１が配置されている。サスペンションワイヤ３１の一方の端部はベース部４０に固定されており、図３に示すように、サスペンションワイヤ３１の他方の端部はフォーカスベース４８のマグネット保持部材２５またはキャップ２７に固定されている。

サスペンションワイヤ３１が、フォーカスベース４８とベース部４０の間を支持しているため、フォーカス部２０のフォーカスベース４８に取り付けられているＸ方向手ぶれ補正マグネット３７ｘと、ベース部４０に取り付けられているＸ方向手ぶれ補正コイル３６ｘとは、Ｚ軸方向に僅かな間隔を挟んで互いに対向するように配置される。これと同様に、Ｙ方向手ぶれ補正マグネット３７ｙと、Ｙ方向手ぶれ補正コイル３６ｙも、Ｚ軸方向に僅かな間隔を挟んで互いに対向するように配置される。

図４は、手ぶれ補正ボイスコイルモータ３９の構成を説明するための概略平面図であり、図１における手ぶれ補正ボイスコイルモータ３９とイメージセンサ１１の位置関係を、Ｚ軸正方向側から観察したものである。イメージセンサ１１をＸ軸方向に挟んで配置される２組のＸ方向手ぶれ補正マグネット３７ｘおよびコイル３６ｘは、図３に示すフォーカス部２０全体を、ベース部４０に対して、Ｘ軸方向に相対移動させる。

また、図４に示すように、イメージセンサ１１をＹ軸方向に挟んで配置される２組のＹ方向手ぶれ補正マグネット３７ｙおよびコイル３６ｙは、図３に示すフォーカス部２０全体を、ベース部４０に対して、Ｙ軸方向に相対移動させる。これにより、手ぶれ補正ボイスコイルモータ３９は、図３に示すフォーカス部２０全体を、ベース部４０に対して、ＸＹ平面に沿う任意の方向に相対移動させることができる。

図３および図４に示すように、ベース部４０に取り付けられているＸ方向位置センサ３５ｘは、Ｘ方向手ぶれ補正コイル３６ｘと同様に、フォーカスベース４８に取り付けられているＸ方向手ぶれ補正マグネット３７ｘに対して、Ｚ軸方向に僅かな間隔を挟んで互いに対向するように配置される。また、Ｙ方向位置センサ３５ｙも、Ｙ方向手ぶれ補正マグネット３７ｙに対して、Ｚ軸方向に僅かな間隔を挟んで互いに対向するように配置される。

図１に示すレンズ駆動ユニット４２を制御する駆動制御部（不図示）は、Ｘ方向位置センサ３５ｘおよびＹ方向位置センサ３５ｙの検出信号をもとに、フォーカス部２０またはレンズ部２１の位置を検出する。本実施形態に係るレンズ駆動ユニット４２は、レンズ部２１の位置を検出し、これに基づき手ぶれ補正ボイスコイルモータ３９を駆動することによって、精度の高い手ぶれ補正動作をおこなうことができる。

図５は、カメラユニット４４を、図３に示す光軸ＬおよびＶ−Ｖ線を通る断面によって観察した概略断面図である。図５において、紙面に向かって光軸Ｌより左側の部分は、光軸Ｌを通り、ＸＺ平面に平行な断面を表しており、紙面に向かって光軸Ｌより右側の部分は、光軸Ｌをおよびサスペンションワイヤ３１を通る断面を表している。なお、図５は、レンズ部２１の駆動を分かり易く説明するための概念図であり、図５においては、各部材の形状を単純化して表しており、また、一部の部材の記載を省略している。

図５に示すように、レンズ部２１は、Ｆスプリング２４およびＢスプリング２９によって、フォーカスベース４８に対して、光軸Ｌに沿って相対移動自在に保持されている。レンズ部２１は、ＡＦボイスコイルモータ３８によって、フォーカスベース４８に対して、光軸Ｌに沿って相対移動するように駆動される。ＡＦボイスコイルモータ３８は、コイルホルダ２２を介してレンズ部２１に取り付けられているＡＦコイル２３と、フォーカスベース４８のマグネット保持部材２５に取り付けられているＡＦマグネット２６を含む。

このように、本実施形態に係るレンズ駆動ユニット４２は、Ｆスプリング２４およびＢスプリング２９を用いることによって、フォーカスベース４８とレンズ部２１とを相対移動自在に接続し、レンズ部２１とフォーカスベース４８との間にＡＦボイスコイルモータ３８を配置している。これによって、本実施形態に係るレンズ駆動ユニット４２は、非常に単純な構造を有するにもかかわらず、レンズ部２１を光軸Ｌに沿って精度良く移動させることができる。

図５に示すように、本実施形態に係るレンズ駆動ユニット４２において、レンズ部２１、ＡＦボイスコイルモータ３８およびフォーカスベース４８は、フォーカス動作を行うことができるフォーカス部２０を構成している。すなわち、フォーカス部２０のＡＦボイスコイルモータ３８は、レンズ部２１を、ベース部４０に対して、光軸Ｌに沿って相対移動させ、カメラユニット４４の焦点距離を調整することができる。

フォーカス部２０は、４つのサスペンションワイヤ３１によって、ベース部４０に対して、光軸Ｌに垂直な方向に沿って相対移動自在に保持されている。フォーカス部２０は、手ぶれ補正ボイスコイルモータ３９によって、ベース部４０に対して、光軸Ｌに垂直な方向に沿って相対移動するように駆動される。手ぶれ補正ボイスコイルモータ３９は、マグネットプレート３４を介してフォーカス部２０に取り付けられているＸ方向およびＹ方向手ぶれ補正マグネット３７ｘ，３７ｙと、ベース部４０に取り付けられているＸ方向およびＹ方向手ぶれ補正コイル３６ｘ，３６ｙとを含む。

このように、本実施形態に係るレンズ駆動ユニット４２は、４つのサスペンションワイヤ３１を用いることによって、フォーカス部２０とベース部４０とを相対移動自在に接続し、フォーカス部３０とベース部４０との間に手ぶれ補正ボイスコイルモータ３９を配置している。これによって、本実施形態に係るレンズ駆動ユニット４２は、非常に単純な構造を有するにもかかわらず、レンズ部２１を光軸Ｌに垂直な方向に沿って精度良く移動させることができる。

したがって、本実施形態に係るレンズ駆動ユニット４２は、手ぶれ補正ボイスコイルモータ３９を用いて、カメラユニット４４に加えられた手ぶれを打ち消すようにレンズ部２１を駆動し、手ぶれ補正を行うことができる。さらに、本実施形態に係るレンズ駆動ユニット４２では、手ぶれ補正ボイスコイルモータ３９が、フォーカス部２０全体を、光軸Ｌに垂直な方向に沿って移動させる。したがって、本実施形態に係るレンズ駆動ユニット４２は、１つのレンズ部２１が、オートフォーカス等に用いられる焦点調整用のレンズと、手ぶれ補正用のレンズとを兼ねることができる。したがって、本実施形態に係るレンズ駆動ユニット４２は、部品点数を減少させ、構造を単純にすることが可能であり、高機能であり、かつ小型化に適している。

図５に示すように、Ｘ方向およびＹ方向手ぶれ補正マグネット３７ｘ，３７ｙは、フォーカス部２０のＺ軸負方向側の端部に、マグネットプレート３４を介して取り付けられている。マグネットプレート３４は、磁性体で構成されており、Ｘ方向およびＹ方向手ぶれ補正マグネット３７ｘ，３７ｙと、ＡＦマグネット２６との間に配置される。

マグネットプレート３４は、Ｘ方向およびＹ方向手ぶれ補正マグネット３７ｘ，３７ｙと、ＡＦマグネット２６の間で磁気を遮断し、互いの磁場が干渉することを防止することができる。したがって、本実施形態に係るレンズ駆動ユニット４２は、レンズ部２１を精度良く駆動することが可能である。また、マグネットプレート３４の遮断効果により、Ｘ方向およびＹ方向手ぶれ補正マグネット３７ｘ，３７ｙとＡＦマグネット２６とを近接させて配置することが可能であり、この点からも小型化に適している。

図１および図５に示すように、ＡＦマグネット２６は、マグネットプレート３４の各角部に対応されるように配置された４つの個片マグネットによって構成されている。ＡＦマグネット２６の内周側には、図５に示すように、ＡＦコイル２３を配置しなければならない。しかし、ＡＦマグネット２６をコーナーに配置することによって、本実施形態に係るレンズ駆動ユニット４２は、より径の大きいレンズ部２１を含むことが可能となり、小型化に適している。

また、図１、図４および図５に示すように、Ｘ方向およびＹ方向手ぶれ補正マグネット３７ｘ，３７ｙは、マグネットプレート３４の各辺に対応するように配置された４つの棒状マグネットによって構成されている。ここで、Ｘ方向およびＹ方向手ぶれ補正コイル３６ｘ，３６ｙは、Ｘ方向およびＹ方向手ぶれ補正マグネット３７ｘ，３７ｙに対して、内周側ではなく、Ｚ軸負方向側に配置される。

したがって、本実施形態におけるレンズ駆動ユニット４２は、全体を小型に保った状態で、手ぶれ補正ボイスコイルモータ３９における磁石とコイルの対向面積を拡大させて駆動力を増加させることが可能であり、この点からも小型化に適している。また、手ぶれ補正ボイスコイルモータ３９は、フォーカス部２０全体を移動させるため、ＡＦボイスコイルモータ３８より大きい駆動力を有することが好ましい。なお、Ｘ方向手ぶれ補正マグネット３７ｘは、Ｘ方向手ぶれ補正コイル３６ｘに対応してＸ軸方向に面内２極着磁され（図５参照）、同様に、Ｙ方向手ぶれ補正マグネット３７ｙは、Ｙ方向手ぶれ補正コイル３６ｙに対応してＹ軸方向に面内２極着磁されている。

また、図１に示す４つのサスペンションワイヤ３１のうち、２つのサスペンションワイヤ３１の一端は、図５に示すＦスプリング２４を介してＡＦコイル２３に対して電気的に接続されている。また、これら２つのサスペンションワイヤ３１の他端は、回路基板３２に対して電気的に接続されている。したがって、本実施形態に係るレンズ駆動ユニット４２は、２つのサスペンションワイヤ３１を介して、ベース部４０の回路基板３２からＡＦコイル２３に対して電力を供給することが可能であり、構造がシンプルであり、小型化に適している。

さらに、本実施形態では、イメージセンサ１１をベース部４０（固定部）に固定することで、レンズ部２１は、イメージセンサ１１に対して三軸（三次元）方向に自由に移動可能に保持される。しかも本実施形態では、可動部と固定部との間を、画像データの転送のためのＦＰＣで接続する必要が無くなり、イメージセンサ１１に対する可動部であるフォーカス部２０の動きを滑らかにすることができると共に、ＦＰＣの屈曲などが原因で発生するノイズ信号を抑制することができ、手ぶれ補正制御の精度を向上させることができる。また、イメージセンサ１１をベース部４０（固定部）に固定することで、レンズ駆動ユニット４２の組み立ても容易になり、製造コストの低減にも寄与する。

その他の実施形態
上述の実施形態においては、手ぶれ補正ボイスコイルモータ３９が、レンズ部２１とＡＦボイスコイルモータ３８を移動させているが、本発明に係るレンズ駆動ユニットとしてはこれに限定されない。たとえば、レンズ駆動ユニットは、ＡＦボイスコイルモータが、レンズ部２１および手ぶれ補正ボイスコイルモータを移動させるものであってもよい。また、上述の実施形態においては、レンズ部２１を移動させる駆動部として、ボイスコイルモータを採用しているが、ボイスコイルモータ以外の駆動部を採用してもよい。

２０…フォーカス部
２１…レンズ部
２３…ＡＦコイル
２４…Ｆスプリング
２５…マグネット保持部材
２６…ＡＦマグネット
２７…キャップ
２９…Ｂスプリング
３０…絶縁シート
３１…サスペンションワイヤ
３２…回路基板
３３…ユニット基板
３５ｘ，３５ｙ…位置センサ
３６ｘ，３６ｙ…手ぶれ補正コイル
３７ｘ，３７ｙ…手ぶれ補正マグネット
３８…ＡＦボイスコイルモータ
３９…手ぶれ補正ボイスコイルモータ
４０…ベース部
４２…レンズ駆動ユニット
４４…カメラユニット
４６…撮像素子ユニット
４８…フォーカスベース

Claims (7)

1. 少なくとも１つのレンズを含むレンズ部と、
   前記レンズ部を当該レンズ部の光軸に垂直な方向に沿って、ベース部に対して相対移動させる第１駆動部と、
   前記レンズ部を前記光軸に沿って、前記ベース部に対して相対移動させる第２駆動部と、
   前記レンズ部と前記第２駆動部を含むフォーカス部と、
   前記フォーカス部と前記ベース部とを相対移動自在に連結する少なくとも３つのサスペンションワイヤと、を含むレンズ駆動装置であって、
   前記フォーカス部を前記光軸に垂直な方向に沿って、前記ベース部に対して相対移動させるように、前記第１駆動部は、前記フォーカス部に取り付けられた第１マグネットと、前記ベース部に取り付けられており前記第１マグネットに対して光軸方向に対向するように配置される第１コイルと、を含み、
   前記フォーカス部は、前記第２駆動部によって前記レンズ部に対して相対移動させられるフォーカスベースと、前記レンズ部を当該フォーカスベースに対して光軸方向に相対移動自在に接続するスプリングとを含み、
   前記第２駆動部は、前記レンズ部に取り付けられた第２コイルと、前記フォーカスベースに取り付けられており前記第２コイルに対向するように配置される第２マグネットとを含み、
   前記スプリングは、前記レンズ部における前記ベース部側に配置されるＢスプリングと、前記レンズ部における前記ベース部とは反対側に配置されるＦスプリングとを含み、
   前記少なくとも３つのサスペンションワイヤに含まれる少なくとも１つのサスペンションワイヤの一端は、前記Ｆスプリングを介して、前記第２コイルに対して電気的に接続されており、前記少なくとも１つのサスペンションワイヤの他端は、前記ベース部に含まれる外部接続基板に対して電気的に接続され、
   前記第１マグネットと前記第２マグネットとが光軸方向に沿って配置され、
   前記ベース部には、前記レンズ部を通して入射する光を検出するイメージセンサが固定してあることを特徴とするレンズ駆動装置。
2. 前記Ｆスプリングは、電気的に２分割されており、
   前記第２コイルの一端は、分割されたＦスプリングの一方に電気的に接続されており、
   前記Ｆスプリングの一方を介して、前記サスペンションワイヤの一端に電気的に接続され、
   前記第２コイルの他端は、分割されたＦスプリングの他方に電気的に接続されており、前記Ｆスプリングの他方を介して、前記第２コイルが接続されているサスペンションワイヤとは異なる別のサスペンションワイヤの一端に電気的に接続され、
   ２つのサスペンションワイヤを介して、前記ベース部の回路基板から前記第２コイルに対して電力を供給することができる請求項１に記載のレンズ駆動装置。
3. 前記フォーカス部に取り付けられており、光軸方向に沿って前記第１マグネットと前記第２マグネットとの間に配置されており、磁性体で構成される磁性体プレートを含むことを特徴とする請求項１または２に記載のレンズ駆動装置。
4. 前記磁性体プレートは、外周が略矩形であるリング形状を有しており、
   前記第１マグネットは、前記光軸方向でみて前記磁性体プレートの各辺に対応するように配置された４つの棒状マグネットによって構成されており、
   前記第２マグネットは、前記光軸方向でみて、前記磁性体プレートの各角部に対応するように配置された４つの個片マグネットによって構成されていることを特徴とする請求項３に記載のレンズ駆動装置。
5. 前記少なくとも３つのサスペンションワイヤは、４つのサスペンションワイヤによって構成されており、
   前記第１駆動部は、前記フォーカス部を、前記光軸に垂直な方向であって互いに直交するＸ方向およびＹ方向に移動させることができ、
   前記４つのサスペンションワイヤは、前記Ｘ方向に対する剛性と、前記Ｙ方向に対する剛性が略等しいことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のレンズ駆動装置。
6. 前記少なくとも３つのサスペンションワイヤは、略丸形の断面形状を有していることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のレンズ駆動装置。
7. 請求項１〜６のいずれかに記載のレンズ駆動装置を有するカメラユニット。

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