JP5112248B2 - 撮影用光学装置 - Google Patents

Description

本発明は、レンズおよび撮像素子を搭載したレンズ駆動装置を揺動させて手振れを補正する手振れ補正機能を有する撮影用光学装置に関する。

近年、携帯電話等の携帯機器には、撮影用光学装置が搭載されている。携帯機器の場合、撮影時に手振れが発生しやすい。そこで、撮影時の手振れを補正することが可能な光学装置が提案されている（たとえば、特許文献１参照）。

この特許文献１に記載の光学装置は、レンズや撮像素子を搭載した可動部と、光学装置の基台に固定されるとともに可動部の底面に当接するピボット軸と、基台に固定されるとともに可動部を揺動可能に支持する板バネと、可動部を揺動させるための揺動機構とを備えている。この光学装置では、揺動機構の駆動力で、可動部がピボット軸を支点に揺動して、手振れが補正されている。なお、この光学装置では、揺動機構は、駆動用コイルと駆動用磁石とによって構成されており、駆動用コイルは可動部に固定され、駆動用磁石は基台に固定されている。

特開２００７−３１００８４号公報

近年、携帯電話等の携帯機器の市場では、携帯機器の小型化、薄型化の要求が一段と高まっており、その結果、携帯機器に搭載される撮影用光学装置の小型化、薄型化の要求も一段と高まっている。しかしながら、撮影用光学装置が小型化、薄型化すると、撮影用光学装置の組立が困難になる。

そこで、本発明の課題は、小型化、薄型化する場合であっても、容易に組み立てることが可能な撮影用光学装置を提供することにある。

上記の課題を解決するため、本発明の撮影用光学装置は、レンズと撮像素子とレンズを駆動するレンズ駆動機構とを搭載したレンズ駆動装置と、レンズ駆動装置を支持する支持体と、レンズ駆動装置の傾きを検出するセンサと、センサでの検出結果に基づいて支持体に対してレンズ駆動装置を揺動させて手振れを補正する手振れ補正機構と、レンズ駆動装置の揺動範囲を規制するストッパ部材とを備える撮影用光学装置であって、手振れ補正機構は、レンズ駆動装置を揺動させる揺動駆動機構を備え、揺動駆動機構は、互いに対向配置される駆動用コイルと駆動用磁石とを備え、支持体は、撮影用光学装置の外周面を構成するケース体を備え、駆動用磁石は、レンズ駆動装置に固定されるとともにケース体の内部に配置され、駆動用コイルは、ケース体に固定され、ストッパ部材は、ケース体の内周側に固定され、ケース体およびストッパ部材は、非磁性材料で形成されていることを特徴とする。

本発明の撮影用光学装置では、駆動用磁石に対向配置される駆動用コイルが固定されるケース体は非磁性材料で形成されている。そのため、撮影用光学装置を組み立てる際に、ケース体が駆動用磁石に吸着されるのを防止することができ、円滑にかつ精度良く、撮影用光学装置を組み立てることが可能になる。その結果、撮影用光学装置が小型化、薄型化する場合であっても、撮影用光学装置を容易に組み立てることが可能になる。

また、撮影用光学装置の組立時に、ケース体が駆動用磁石に吸着されるのを防止することができるため、ケース体側および／または駆動用磁石側を大きな力で把持しなくても良い。したがって、撮影用光学装置を構成する各部品に過剰な負荷がかかるのを防止することができ、各部品の破損を防止することが可能になる。また、ケース体と駆動用磁石との間の吸引力を考慮しなくても良いため、レンズ駆動装置を揺動させる際の揺動駆動機構の駆動力を制御しやすくなる。

また、本発明では、レンズ駆動装置の揺動範囲を規制するストッパ部材であって、ケース体の内周側に固定されるストッパ部材が非磁性材料で形成されている。そのため、本発明では、レンズ駆動装置の揺動範囲を規制するストッパ部材がケース体の内周側に固定されている場合であっても、撮影用光学装置を組み立てる際に、ストッパ部材が駆動用磁石に吸着されるのを防止することができる。したがって、ストッパ部材がケース体の内周側に固定されている場合であっても、撮影用光学装置を容易に組み立てることが可能になる。また、ストッパ部材がケース体の内周側に固定されている場合であっても、撮影用光学装置を構成する各部品の破損を防止することが可能になるとともに、レンズ駆動装置を揺動させる際の揺動駆動機構の駆動力を制御しやすくなる。

本発明において、ケース体は、金属材料で形成されていることが好ましい。このように構成すると、比較的剛性の高い金属材料でケース体が形成されているため、ケース体の内部に配置される各部品を適切に保護することが可能になる。

本発明において、駆動用磁石が取り付けられる磁石取付部材は、磁性材料で形成されていることが好ましい。このように構成すると、磁石取付部材を用いて効率的に磁路を形成することが可能になる。

以上のように、本発明では、撮影用光学装置が小型化、薄型化する場合であっても、撮影用光学装置を容易に組み立てることが可能になる。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。

（撮影用光学装置の構成）
図１は、本発明の実施の形態にかかる撮影用光学装置１の斜視図である。図２は、図１のＥ−Ｅ断面の断面図である。図３は、図１に示す撮影用光学装置１の分解斜視図である。なお、以下の説明では、図１に示すように、互いに直交する３方向のそれぞれをＸ方向、Ｙ方向およびＺ方向とする。また、図１のＸ１方向側を「右」側、Ｘ２方向側を「左」側、Ｙ１方向側を「前」側、Ｙ２方向側を「後（後ろ）」側、Ｚ１方向側を「上」側、Ｚ２方向側を「下」側とする。本形態では、Ｚ方向は、揺動していないときの撮影用光学装置１の光軸の方向（光軸方向）である。

本形態の撮影用光学装置１は、携帯電話等の携帯機器に搭載される小型かつ薄型のカメラであり、全体として略直方体状に形成されている。この撮影用光学装置１は、図１〜図３に示すように、図示を省略するレンズおよび撮像素子を搭載したレンズ駆動装置２と、レンズ駆動装置２の傾きを検出するセンサ４と、レンズ駆動装置２を支持する支持体５と、レンズ駆動装置２を揺動させる揺動駆動機構６とを備えている。

レンズ駆動装置２には、上述のように、レンズおよび撮像素子が搭載されている。具体的には、レンズ駆動装置２の上端側にレンズが搭載され、レンズ駆動装置２の下端に撮像素子が搭載されている。また、レンズ駆動装置２には、レンズを光軸方向に駆動するためのレンズ駆動機構が搭載されている。このレンズ駆動機構は、たとえば、駆動用のコイルと駆動用の磁石とによって構成されている。

レンズ駆動装置２は、全体として略直方体状に形成されている。このレンズ駆動装置２の前後および左右の側面は、下端が開口する底付きの略四角筒状に形成されたカバー部材９に覆われている。カバー部材９は、磁性材料で形成されている。また、カバー部材９は、冷間圧延鋼板等の金属材料で形成されている。上端側に配置されるカバー部材９の底部には、円形の貫通孔９ａが形成されている。また、カバー部材９の下端には、前後方向の外側および左右方向の外側に向かって広がる鍔部９ｂが形成されている。カバー部材９の前後および左右のそれぞれの側面には、揺動駆動機構６を構成する後述の駆動用磁石２１が固定されている。

センサ４は、ジャイロセンサ（角速度センサ）であり、レンズ駆動装置２の下側に配置されている。このセンサ４には、フレキシブルプリント基板（ＦＰＣ）１０が接続されている。このＦＰＣ１０は、レンズ駆動装置２に搭載されている撮像素子および揺動駆動機構６を構成する後述の駆動用コイル２３の端部にも接続されている。ＦＰＣ１０は、撮影用光学装置１の下端側で引き回されて、たとえば、撮影用光学装置１の右側面から引き出されている。

また、センサ４は、上端が開口する底付きで扁平な略四角筒状に形成されたセンサカバー部材１１の内部に配置されている。下端側に配置されるセンサカバー部材１１の底部は、平面状に形成されており、その中心部は、後述の支点突起１５ｂが当接する当接面１１ａとなっている。このセンサカバー部材１１は、レンズ駆動装置２の下面に固定されている。

本形態では、レンズ駆動装置２とセンサ４とカバー部材９とセンサカバー部材１１とが、支持体５に揺動可能に支持されている。すなわち、レンズ駆動装置２、センサ４、カバー部材９およびセンサカバー部材１１によって、支持体５に対して揺動可能な可動モジュール１２が構成されている。

支持体５は、撮影用光学装置１の下面を構成するベース体１５と、撮影用光学装置１の前後および左右の外周面を構成するケース体１６とを備えている。ケース体１６には、可動モジュール１２の揺動範囲を規制するためのストッパ部材１８が固定されている。また、ストッパ部材１８には、可動モジュール１２を揺動可能に支持する板バネ１７が固定されている。

ベース体１５は、図３に示すように、上端が開口する底付きで扁平な略四角筒状に形成されるとともに、その左右両端側の底面および側面は、切り欠かれている。このベース体１５の略中心には、可動モジュール１２の揺動の支点となる支点突起１５ｂが上側に向かって突出するように形成されている。すなわち、本形態では、可動モジュール１２の下側に可動モジュール１２の揺動の支点が配置されている。この支点突起１５ｂは、たとえば、半球面状に形成されており、センサカバー部材１１の当接面１１ａに当接している。本形態では、支点突起１５ｂと当接面１１ａとによって、レンズ駆動装置２の揺動中心となる支点部１９が構成されている。この支点部１９は、レンズ駆動装置２の光軸が通過する位置に配置されている。

また、図３に示すように、ベース体１５の四隅には、円形の貫通孔１５ｃが形成されている。この貫通孔１５ｃは、揺動駆動機構６を構成する後述の駆動用コイル２３から引き出されＦＰＣ１０に接続される引出線をＦＰＣ１０に向かって案内するためのものである。

ケース体１６は、上端および下端が開口する略四角筒状に形成されている。本形態のケース体１６は、非磁性材料で形成されている。また、ケース体１６は、ステンレス鋼板（たとえば、ＳＵＳ３０４）等の金属材料で形成されている。

板バネ１７は、全体として略矩形状に形成されている。板バネ１７の四隅は、たとえば、ストッパ部材１８に固定されている。また、板バネ１７の中心側は、カバー部材９の鍔部９ｂに固定されており、板バネ１７は、可動モジュール１２を保持している。この板バネ１７は、ストッパ部材１８に固定される固定部と、可動モジュール１２を保持する保持部と、固定部と保持部とを繋ぐバネ部とを備えている。

なお、板バネ１７は、センサカバー部材１１の当接面１１ａとベース体１５の支点突起１５ｂとを確実に当接させるための与圧が発生するように（すなわち、可動モジュール１２を下方向へ付勢する付勢力が発生するように）、撓んだ状態でストッパ部材１８に固定されている。

ストッパ部材１８は、非磁性材料で形成されている。たとえば、ストッパ部材１８は、ポリアセタール（ＰＯＭ）等の樹脂（エンジニアリングプラスチック）で形成されている。このストッパ部材１８は、ケース体１６の内周側に固定されている。具体的には、揺動駆動機構６を構成する駆動用磁石２１に当接可能な位置で、ストッパ部材１８がケース体１６の内周面に固定されており、ストッパ部材１８と駆動用磁石２１とによって、可動モジュール１２の揺動範囲が規制されている。

また、図３に示すように、矩形の枠状に形成されたストッパ部材１８の四隅には、円形の貫通孔１８ａが形成されている。この貫通孔１８ａは、揺動駆動機構６を構成する後述の駆動用コイル２３から引き出されＦＰＣ１０に接続される引出線をＦＰＣ１０に向かって案内するためのものである。本形態では、ベース体１５に形成される貫通孔１５ｃとストッパ部材１８に形成される貫通孔１８ａとは、上下方向で重なるように配置されており、図２に示すように、駆動用コイル２３から引き出された引出線は、ストッパ部材１８の貫通孔１８ａとベース体１５の貫通孔１５ｃとを順次、通過して、ＦＰＣ１０に接続される。

揺動駆動機構６は、駆動用磁石２１と、駆動用磁石２１に対向配置される駆動用コイル２３とを備えている。本形態の揺動駆動機構６は、４個の駆動用磁石２１と４個の駆動用コイル２３とを備えている。

駆動用磁石２１は、略矩形の板状に形成されている。また、駆動用磁石２１は、第１磁石片２１ａと第２磁石片２１ｂとの２個の磁石片によって構成されている。具体的には、第１磁石片２１ａの下面と第２磁石片２１ｂの上面とが当接した状態で、第１磁石片２１ａと第２磁石片２１ｂとが接着固定されて駆動用磁石２１が形成されている。第１磁石片２１ａと第２磁石片２１ｂとは、高さ、幅および厚さが同じになるように形成されている。

駆動用磁石２１は、カバー部材９の前後の側面および左右の側面のそれぞれに１個ずつ固定されており、ケース体１６の内部に配置されている。この駆動用磁石２１は、レンズ駆動装置２とともに揺動する。上述のように、カバー部材９は、磁性材料で形成されており、カバー部材９は、駆動用磁石２１のバックヨークの機能を果たしている。本形態のカバー部材９は、駆動用磁石２１が取り付けられる磁石取付部材である。

本形態では、カバー部材９の左右の側面に固定される駆動用磁石２１は、駆動用磁石２１の右面に形成される磁極と左面に形成される磁極とが異なるように着磁されている。また、カバー部材９の左右の側面に固定される駆動用磁石２１は、左右方向における第１磁石片２１ａの外側面に形成される磁極と第２磁石片２１ｂの外側面に形成される磁極とが異なるように（すなわち、左右方向における第１磁石片２１ａの内側面に形成される磁極と第２磁石片２１ｂの内側面に形成される磁極とが異なるように）着磁されている。

同様に、カバー部材９の前後の側面に固定される駆動用磁石２１は、駆動用磁石２１の前面に形成される磁極と後面に形成される磁極とが異なるように着磁されている。また、カバー部材９の前後の側面に固定される駆動用磁石２１は、前後方向における第１磁石片２１ａの外側面に形成される磁極と第２磁石片２１ｂの外側面に形成される磁極とが異なるように着磁されている。

たとえば、カバー部材９の右側面に固定される駆動用磁石２１の第１磁石片２１ａの右側面はＳ極、左側面はＮ極に着磁され、この駆動用磁石２１の第２磁石片２１ｂの右側面はＮ極、左側面はＳ極に着磁されている。同様に、カバー部材９の左側面に固定される駆動用磁石２１の第１磁石片２１ａの左側面はＳ極、右側面はＮ極に着磁され、この駆動用磁石２１の第２磁石片２１ｂの左側面はＮ極、右側面はＳ極に着磁されている。

また、たとえば、カバー部材９の後側面に固定される駆動用磁石２１の第１磁石片２１ａの後側面はＮ極、前側面はＳ極に着磁され、この駆動用磁石２１の第２磁石片２１ｂの後側面はＳ極、前側面はＮ極に着磁されている。同様に、カバー部材９の前側面に固定される駆動用磁石２１の第１磁石片２１ａの前側面はＮ極、後側面はＳ極に着磁され、この駆動用磁石２１の第２磁石片２１ｂの前側面はＳ極、後側面はＮ極に着磁されている。

駆動用コイル２３は、導線の周りを被覆する絶縁被膜と、絶縁被膜の周りをさらに被覆する融着被膜とを備える融着線が空芯状に巻回された（すなわち、ボビン等の巻芯を備えていない）空芯コイルである。この駆動用コイル２３は、融着線が略長方形状に巻回されて形成されている。また、駆動用コイル２３は、絶縁性のフィルムを介してケース体１６の前後の側面および左右の側面のそれぞれに１個ずつ固定されている。具体的には、略長方形状に巻回された駆動用コイル２３の短手方向と上下方向とが一致するように、駆動用コイル２３がケース体１６に固定されている。本形態のケース体１６は、駆動用コイル２３が取り付けられるコイル取付部材である。

図２に示すように、駆動用磁石２１と駆動用コイル２３とは所定の隙間をあけた状態で対向配置されている。具体的には、支点部１９を支点として可動モジュール１２が揺動しても、駆動用磁石２１と駆動用コイル２３とが接触しないように、駆動用磁石２１と駆動用コイル２３とが所定の隙間をあけた状態で対向配置されている。

また、本形態では、図２に示すように、上下方向における駆動用コイル２３の中心位置が第１磁石片２１ａと第２磁石片２１ｂとの当接面よりも上側に配置されるように、駆動用磁石２１と駆動用コイル２３とが対向配置されている。

以上のように構成された撮影用光学装置１では、センサ４で手振れが検出されると、センサ４での検出結果に基づいて、駆動用コイル２３に電流が供給され、可動モジュール１２が支点部１９を中心に揺動して、手振れが補正される。なお、本形態では、当接面１１ａと支点突起１５ｂとからなる支点部１９と、揺動駆動機構６と、板バネ１７とによって、センサ４での検出結果に基づいてレンズ駆動装置２を揺動させて手振れを補正する手振れ補正機構が構成されている。

また、以上のように構成された撮影用光学装置１は、以下のように組み立てられる。すなわち、図３に示すように、まず、ケース体１６の内周面に駆動用コイル２３およびストッパ部材１８を固定する。また、板バネ１７付きの可動モジュール１２を組み立てる。すなわち、センサ４を内部に配置したセンサカバー部材１１をレンズ駆動装置２に固定するとともに、レンズ駆動装置２をカバー部材９の内部に取り付けた後に、カバー部材９に駆動用磁石２１および板バネ１７を固定する。

その後、駆動用磁石２１と駆動用コイル２３とが対向するように、ケース体１６の内部に、板バネ１７付きの可動モジュール１２を配置し、ケース体１６の下端側にベース体１５を固定する。

（本形態の主な効果）
以上説明したように、本形態では、駆動用磁石２１に対向配置される駆動用コイル２３が固定されるケース体１６は、非磁性材料で形成されている。そのため、撮影用光学装置１を組み立てる際に（具体的には、ケース体１６の内部に板バネ１７付きの可動モジュール１２を配置する際に）、ケース体１６が駆動用磁石２１に吸着されるのを防止することができる。

特に本形態では、ストッパ部材１８も非磁性材料で形成されている。そのため、可動モジュール１２の揺動範囲を規制するストッパ部材１８がケース体１６の内周面に固定されている場合であっても、撮影用光学装置１を組み立てる際に、ストッパ部材１８が駆動用磁石２１に吸着されるのを防止することができる。

したがって、本形態では、板バネ１７付きの可動モジュール１２をケース体１６の内部に円滑に配置することができ、円滑にかつ精度良く、撮影用光学装置１を組み立てることが可能になる。その結果、撮影用光学装置１が小型化、薄型化する場合であっても、撮影用光学装置１を容易に組み立てることが可能になる。

また、撮影用光学装置１の組立時に、ケース体１６およびストッパ部材１８が駆動用磁石２１に吸着されるのを防止することができるため、板バネ１７付きの可動モジュール１２および／またはケース体１６を大きな力で把持しなくても良い。したがって、撮影用光学装置１を構成する各部品に過剰な負荷がかかるのを防止することができ、各部品の破損を防止することができる。

また、ケース体１６およびストッパ部材１８と駆動用磁石２１との間の吸引力を考慮しなくても良いため、可動モジュール１２を揺動させる際の揺動駆動機構６の駆動力を制御しやすくなる。すなわち、ケース体１６（および／またはストッパ部材１８）が磁性材料で形成されている場合、たとえば、可動モジュール１２が支点部１９を中心として右方向へ傾いて、カバー部材９の右側面に固定される駆動用磁石２１とケース体１６の右側面（および／またはストッパ部材１８の右端側部分）との間の隙間が狭くなると、この駆動用磁石２１とケース体１６の右側面（および／またはストッパ部材１８の右端側部分）との間の吸引力が増加して、可動モジュール１２を右方向へ傾ける力が増加するため、揺動駆動機構６の駆動力の制御が複雑になるが、本形態では、可動モジュール１２が揺動しても、駆動用磁石２１とケース体１６の側面（および／またはストッパ部材１８）との間の吸引力が増加することがない。したがって、本形態では、可動モジュール１２を揺動させる際の揺動駆動機構６の駆動力を制御しやすくなる。

また、本形態では、可動モジュール１２が揺動しても、駆動用磁石２１とケース体１６の側面（および／またはストッパ部材１８）との間の吸引力が急激に増加することがないため、板バネ１７の損傷を防止することができる。

本形態では、ケース体１６は、金属材料で形成されている。すなわち、ケース体１６は、比較的剛性の高い金属材料で形成されている。そのため、ケース体１６の内部に配置される各部品を適切に保護することが可能になる。

本形態では、駆動用磁石２１が取り付けられるカバー部材９は、磁性材料で形成されている。そのため、カバー部材９を用いて効率的に磁路を形成することができる。

（他の実施の形態）
上述した形態は、本発明の好適な形態の一例ではあるが、これに限定されるものではなく本発明の要旨を変更しない範囲において種々変形実施が可能である。

上述した形態では、駆動用磁石２１がカバー部材９に取り付けられ、駆動用コイル２３がケース体１６に取り付けられている。この他にもたとえば、駆動用磁石２１がケース体１６に取り付けられ、駆動用コイル２３がカバー部材９に取り付けられても良い。この場合には、カバー部材９は非磁性材料で形成される。また、この場合には、ケース体１６は磁性材料で形成されても良いし、非磁性材料で形成されても良い。ケース体１６が非磁性材料で形成される場合には、磁性材料で形成されるヨークを介して駆動用磁石２１がケース体１６に取り付けられることが好ましい。なお、この場合には、カバー部材９は、駆動用コイル２３が取り付けられるコイル取付部材である。

上述した形態では、ケース体１６は、金属材料で形成されている。この他にもたとえば、ケース体１６は、ＰＯＭ等の樹脂（エンジニアリングプラスチック）で形成されても良い。この場合には、ケース体１６とストッパ部材１８とが一体成型されても良い。

上述した形態では、駆動用磁石２１は、第１磁石片２１ａと第２磁石片２１ｂとの２個の磁石片によって構成されているが、駆動用磁石２１は、１個の磁石片によって構成されても良い。この場合には、駆動用磁石２１の両面のそれぞれにおいて、光軸方向で重なる２極の磁極が形成されるように、１個の磁石片が着磁される。また、上述した形態では、カバー部材９は磁性材料で形成されているが、カバー部材９は非磁性材料で形成されても良い。

本発明の実施の形態にかかる撮影用光学装置の斜視図である。 図１のＥ−Ｅ断面の断面図である。 図１に示す撮影用光学装置の分解斜視図である。

符号の説明

１ 撮影用光学装置
２ レンズ駆動装置
４ センサ
５ 支持体
６ 揺動駆動機構
９ カバー部材（磁石取付部材）
１６ ケース体（コイル取付部材）
１８ ストッパ部材
２１ 駆動用磁石
２３ 駆動用コイル

Claims (3)

1. レンズと撮像素子と前記レンズを駆動するレンズ駆動機構とを搭載したレンズ駆動装置と、前記レンズ駆動装置を支持する支持体と、前記レンズ駆動装置の傾きを検出するセンサと、前記センサでの検出結果に基づいて前記支持体に対して前記レンズ駆動装置を揺動させて手振れを補正する手振れ補正機構と、前記レンズ駆動装置の揺動範囲を規制するストッパ部材とを備える撮影用光学装置であって、
   前記手振れ補正機構は、前記レンズ駆動装置を揺動させる揺動駆動機構を備え、
   前記揺動駆動機構は、互いに対向配置される駆動用コイルと駆動用磁石とを備え、
   前記支持体は、前記撮影用光学装置の外周面を構成するケース体を備え、
   前記駆動用磁石は、前記レンズ駆動装置に固定されるとともに前記ケース体の内部に配置され、
   前記駆動用コイルは、前記ケース体に固定され、
   前記ストッパ部材は、前記ケース体の内周側に固定され、
   前記ケース体および前記ストッパ部材は、非磁性材料で形成されていることを特徴とする撮影用光学装置。
2. 前記ケース体は、金属材料で形成されていることを特徴とする請求項１記載の撮影用光学装置。
3. 前記駆動用磁石が取り付けられる磁石取付部材は、磁性材料で形成されていることを特徴とする請求項１または２記載の撮影用光学装置。

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