JP5651303B2 - レンズ保持ユニット - Google Patents

Description

本発明は、レンズ保持ユニットに関し、より詳細には、レンズを可動的に保持できるレンズ保持ユニットに関する。

従来より、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保持ユニットであって、レンズを可動的に保持し、フォーカス動作等を行うことができるレンズ保持ユニットが知られている。さらに、レンズを保持する可動部に３つ以上のコイルを備え、これによって、レンズを光軸に対して傾かせるチルト動作が可能なレンズ保持枠が知られている（特許文献１等参照）。

しかしながら、従来技術に係るレンズ保持ユニットであって、可動部に複数のコイルを備えるものは、可動部に備えられるコイルに対して給電を行うための配線が複雑になるという問題を有している。たとえば、ＦＰＣやリード線等による配線では、可動部が移動する際に、ＦＰＣやリード線等の配線の変形に伴う力を受けるため、レンズの制御精度が低下するという問題を有している。

特開２００８−５８３９１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、レンズを精度良く移動制御可能なレンズ保持ユニット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保持ユニットは、
レンズを保持するレンズ保持部と、前記レンズ保持部に前記レンズの光軸周回方向に沿って互いに位置をずらして固定される３つ以上のコイルと、を備える可動部と、
前記コイルに対向するように配置されるマグネットと、前記マグネットを固定的に支持するベース部材と、を備える固定部と、
導電性を有する弾性材料からなり、前記コイルと電気的に接続されており、前記可動部を前記固定部に対して移動可能に支持する第１支持部材と、
前記第１支持部材との間に、前記可動部を、前記レンズの光軸方向に挟んで配置されており、導電性を有する弾性材料からなり、前記コイルに電気的に接続されており、前記可動部を前記固定部に対して移動可能に支持する第２支持部材と、を有しており、
前記第１支持部材は、前記固定部に固定される第１固定部取付部と、前記可動部に固定される第１可動部取付部と、前記第１固定部取付部と前記第１可動部取付部とを接続する第１アーム部と、からなる複数の第１導電経路を有し、
前記複数の第１導電経路は、互いに電気的に絶縁されていることを特徴とする。

本発明に係るレンズ保持ユニットは、レンズの光軸周回方向に沿って互いに位置をずらして固定される３つ以上のコイルを備えるため、レンズを光軸方向に移動させるだけでなく、レンズの光軸を傾かせるチルト方向にレンズを駆動できる。また、第１支持部材が、導電性を有する弾性材料からなり、コイルに電気的に接続されているため、当該第１支持部材を介して、コイルに電力を供給することができる。第１支持部材は、可動部を保持する機能に加えて、可動部に備えられたコイルに給電するための配線としての機能との両方を有するため、上述のレンズ保持ユニットでは、コイルへの配線を別個に設ける必要がない。したがって、本発明に係るレンズ保持ユニットは、構造がシンプルであり、また駆動時において、配線の変形等に伴う予測困難な力を受けることがないため、可動部を精度良く駆動することができる。

さらに、第１支持部材は、複数の第１導電経路を有しており、複数の第１導電経路は互いに絶縁されている。したがって、第１支持部材を介して、可動部に備えられるそれぞれのコイルを独立に制御し、チルト動作等を行うことができる。また、本発明に係るレンズ保持ユニットは、第１支持部材と第２支持部材によって、可動部を光軸方向に挟んで保持しているため、可動部をバランス良く高精度に支持することができる。

また、第２支持部材も、第１支持部材と同様に、可動部を保持する機能に加えて、可動部に備えられたコイルへの配線としての機能を有する。第１支部材と第２支持部材の両方から給電を行うことによって、コイルへの導電経路を両方の支持部材に分配することができる。したがって、レンズ保持ユニットは、可動部に備えられる３つ以上のコイルを独立に制御可能でありながら、第１および第２支持部材の形状をシンプルにできる。また、これによって、第１および第２支持部材は、支持部材として適正な強度を確保することができる。

また、例えば、本発明に係る前記第１支持部材は、前記レンズ保持枠に固定された前記コイルと同数以上の前記第１導電経路を有してもよく、
前記コイルと同数以上の前記第１導電経路は、それぞれの前記コイルに対応するように前記光軸周回方向に沿って互いに位置をずらして配置されていてもよい。
また、例えば、前記コイルの一方の端部は、当該コイルに対応する前記第１供給経路における前記第１固定部取付部または前記第１アーム部に接続されていてもよい。

第１導電経路の数を、前記コイルと同数以上とすることによって、第１支持部材から、前記コイルへ独立して給電をおこなうことができる。また、第１導電経路を、コイルに対応するように光軸周回方向に位置をずらして配置することによって、可動部をバランス良く支持し、可動部を高精度に保持することが可能である。

また、例えば、本発明に係るレンズ保持ユニットにおいて、前記複数の第１導電経路に含まれるいずれか一つの前記第１導電経路は、
前記第１アーム部と前記第１固定部取付部との接合点である第１アーム固定接合点と、当該第１アーム部と前記第１可動部取付部との接合点である第１アーム可動接合点と、を備えていてもよく、
前記第１アーム固定接合点と、前記第１アーム可動接合点とは、前記光軸周回方向に沿って互いに位置をずらして配置されていてもよく、
前記コイルと前記マグネットによって発生する駆動力が前記可動部に対して作用する作用点は、前記光軸周回方向でみて、前記第１アーム固定接合点と前記第１アーム可動接合点の間に位置してもよい。

駆動力が前記可動部に対して作用する作用点を、第１アーム固定接合点と第１アーム可動接合点の間に配置することによって、レンズ保持ユニットは、より少ない力で、レンズを光軸に対して傾かせるチルト動作を行うことができる。これにより、コイルおよびマグネットを小型化し、レンズ保持ユニットを小型化することができる。また、駆動時において、レンズ保持ユニットを構成する各部材および各部材の接合部分等に加わる負荷を軽減し、レンズ保持ユニットの信頼性を向上させることができる。

また、例えば、前記第１支持部材は、互いに隣接する前記複数の第１導電経路の間に、前記第１支持部材を構成する前記弾性材料を切断して形成された絶縁部を備えてもよい。第１支持部材を構成する弾性材料を切断して絶縁部を形成することによって、複数の第１導電経路を容易に形成することができる。

また、例えば、本発明に係るレンズ保持ユニットにおいて、前記コイルは、前記光軸方向に対して略平行に電流が流れる平行部と、前記光軸方向に対して略垂直に電流が流れる垂直部とを有していてもよく、前記コイルは、前記マグネットに対して、前記垂直部は前記マグネットと対向し、前記平行部は前記マグネットと対向しないように、配置されていてもよい。コイルの垂直部をマグネットに対向させ、平行部を前記マグネットと対向させないことによって、レンズを光軸方向に移動させたり、レンズの光軸を傾けたりするために必要とする駆動力のみを、効率的に得ることができる。

また、例えば、前記第２支持部材は、前記固定部に固定される第２固定部取付部と、前記可動部に固定される第２可動部取付部と、前記固定部取付部と前記可動部取付部を接続する第２アーム部と、から成る第２導電経路を有してもよく、
前記第２導電経路は、前記レンズ保持部に固定されたすべての前記コイルに電気的に接続されていてもよい。第２支持部材は、全てのコイルに対して共通の第２導電経路を有していても良く、これにより、第２支持部材の形状を、第１支持部材の形状よりシンプルにすることができる。

また、例えば、前記第２支持部材は、前記固定部に固定される第２固定部取付部と、前記可動部に固定される第２可動部取付部と、前記第２固定部取付部と前記可動部取付部とを接続する第２アーム部と、から成る複数の第２導電経路を有し、前記複数の第２導電経路は、互いに電気的に絶縁されていてもよい。第２支持部材が、第１支持部材と同様に、複数の第２導電経路を有することによって、コイルへの導電経路を、第１支持部材と第２支持部材とに略均等に分配することが可能である。これにより、第１支持部材と第２支持部材の形状を略同一とすることができ、可動部をレンズ光軸方向の両側から、バランス良く支持することができる。また、例えば、第１支持部材と第２支持部材とを共通部品として、製造を容易にすることも可能である。

また、例えば、前記複数の第１導電経路に含まれるいずれか一つの前記第１導電経路は、前記第１アーム部と前記第１固定部取付部との接合点である第１アーム固定接合点と、当該第１アーム部と前記第１可動部取付部との接合点である第１アーム可動接合点と、を備えていてもよく、
前記第１アーム固定接合点は、前記第１アーム可動接合点に対して、前記光軸周回方向の第１回転方向に位置をずらして配置されていてもよく、
前記複数の第２導電経路に含まれるいずれか一つの前記第２導電経路は、
前記第２アーム部と前記第２固定部取付部との接合点である第２アーム固定接合点と、当該第２アーム部と前記第２可動部取付部との接合点である第２アーム可動接合点と、を備えていてもよく、前記第２アーム固定接合点は、前記第２アーム可動接合点に対して、前記光軸周回方向の前記第１回転方向とは逆方向の第２回転方向に位置をずらして配置されていてもよい。

第１アーム固定接合点を前記第１アーム可動接合点に対してずらす方向と、第２アーム固定接合点を第２アーム可動接合点に対してずらす方向とを、互いに反対方向にすることによって、レンズ保持ユニットは、より少ない力で、レンズを光軸に対して傾かせるチルト動作を行うことができる。

図１は、本発明の第１実施形態に係るレンズ保持ユニットの斜視図である。 図２は、図１に示すレンズ保持ユニットによるフォーカス動作を説明する断面図である。 図３は、図１に示すレンズ保持ユニットによるチルト動作を説明する断面図である。 図４は、図１に示すレンズ保持ユニットのＸＹ平面による断面図である。 図５は、図１に備えられるコイルとマグネットの形状を表す平面図である。 図６は、第１実施形態の変形例に係るコイルとマグネットの形状を表す平面図である。 図７は、図１に示すレンズ保持ユニットにおける各部材の位置関係を表す平面図である。 図８は、図７に示す前方スプリングの完成前の状態である切断前スプリングの平面図である。 図９は、図７に示すレンズ保持ユニットの前方スプリングの平面図である。 図１０は、図９に示す前方スプリングにおける前方第２配線部を表す平面図である。 図１１は、図７に示すレンズ保持ユニットの後方スプリングの平面図である。 図１２は、本発明の第２実施形態に係るレンズ保持ユニットに備えられる後方スプリングの平面図である。 図１３は、図１２に示す後方スプリングにおける後方第２配線部を表す平面図である。 図１４は、本発明の第３実施形態に係るレンズ保持ユニットに備えられる後方スプリングの平面図である。 図１５は、本発明の第１〜第８実施例における前方スプリングと作用点との位置関係を表す模式平面図である。

第１実施形態
図１は、本発明の第１実施形態に係るレンズ保持ユニット１０の斜視図である。レンズ保持ユニット１０は、固定部２０と、固定部２０に対して移動可能な可動部１８と、可動部１８を固定部２０に対して移動可能に保持する前方スプリング４０および後方スプリング５０とを有する。

固定部２０は、第１マグネット部２２と、第２マグネット部２４と、第３マグネット部２６と、第４マグネット部２８と、基部１６とを有する。基部１６は、中央部に貫通穴（不図示）を有する略正方形の平板形状を有している。第１〜第４マグネット部２２〜２８は、基部１６が有する４つの角部に固定されている。第１〜第４マグネット部２２〜２８には、磁気異方性を有するマグネット本体部２２ａ〜２８ａ（図４参照）が備えられており、第１〜第４マグネット部２２〜２８の周辺に磁場を発生させる。

可動部１８は、レンズ１４と、レンズ１４を保持するレンズ保持枠１２と、第１コイル３２と、第２コイル３４と、第３コイル３６と、第４コイル３８とからなる。レンズ保持枠１２は、無底中空の略円筒形状を有している。レンズ１４は、レンズ保持枠１２に対して、レンズ１４のレンズ光軸６８（図２参照）と、レンズ保持枠１２を構成する円筒の軸とが、略一致するように固定される。なお、本実施形態に係るレンズ保持枠１２において、レンズ１４の光軸方向Ｂに略平行な側面である外周面１２ａは、第１〜第４コイル３２〜３８を固定し易いように、８角柱形状を有しているが、レンズ保持枠１２の形状はこれに限定されない。

レンズ保持枠１２の外周面１２ａには、レンズ１４の光軸周回方向Ｃに沿って、互いに９０度ずつ位置をずらして、４つのコイル３２〜３８が固定される。第１コイル３２は、第１マグネット部２２に対向するように配置され、第２コイル３４は、第２マグネット２４に対向するように配置される。また、第３コイル３６は、第３マグネット２６に対向するように配置され、第４コイル３８は、第４マグネット２８に対向するように配置される。なお、実施形態の説明においては、図１または図２等に示すように、撮影光軸６６に沿って、撮像素子６０からレンズ１４側に向かう方向をＺ軸正方向とし、Ｚ軸に直交する方向をＸ軸方向およびＹ軸方向として説明を行う。

図２は、撮影光軸６６に直交する断面でみたレンズ保持ユニット１０の断面図である。なお、図２において、前方スプリング４０および後方スプリング５０は、図示を省略している。第１マグネット部２２は、撮影光軸６６側側面に、コイル３２の周辺に磁界を発生させるための第１マグネット本体部２２ａを備える。第２〜第４マグネット部２４〜２８についても、第１マグネット部２２と同様に、第２〜第４マグネット本体部２４ａ〜２８ａが備えられる。

第１マグネット本体部２２ａと第１コイル３２とは、レンズ保持枠１２およびレンズ１４を移動させるためのボイスコイルモータを構成している。すなわち、第１マグネット本体部２２ａは、図２に示すように、第１コイル３２の周辺に、第１コイル３２を流れる電流の向きに略直交する磁場の向きを有する磁界を発生させる。第１コイル３２に電流を流すと、第１コイル３２は、第１マグネット本体部２２ａによって発生された磁界から、レンズ光軸６８に略平行な向きの力を受ける。

図５（ｂ）は、図１に備えられる第１コイル３２と第１マグネット部２２を、Ｚ軸正方向側から見た平面図である。第１コイル３２は、第１マグネット部２２の着磁部分である第１マグネット本体部２２ａに対向するように配置されている。第１コイル３２と第１マグネット本体部２２ａとを、互いに近接させて対向するように配置することによって、第１コイル３２および第１マグネット部２２によって構成されるボイスコイルモータの出力を高めることができる。

図５（ａ）は、第１コイル３２を、Ｚ軸に直交する方向から見た平面図である。第１コイル３２は、コイル中心３３を中心とする空芯コイルである。第１コイル３２は、Ｚ軸に略平行な光軸方向Ｂに対して略平行に電流が流れる平行部７６と、光軸方向Ｂに対して略垂直に電流が流れる垂直部７４とを有している。本実施形態に係るボイスコイルモータでは、図２に示すように、コイル中心３３よりＺ軸負方向側と、Ｚ軸正方向側とで、第１コイル３２を通過する磁場の向きが逆方向になるように、第１マグネット本体部２２ａを構成している。したがって、第１コイル３２と第１マグネット本体部２２ａとで構成されるボイスコイルモータでは、図５に示す第１コイル３２のうち、主として垂直部７４を流れる電流に作用する力を利用して、レンズ１４を移動させる。

図６（ａ）および（ｂ）は、図５（ａ）および（ｂ）に示す第１コイル３２の変形例を示す平面図である。図６に示す変形例に係る第１コイル７８は、図５に示す第１コイル３４より垂直部７４ａが長い。すなわち、第１コイル７８と第１マグネット本体部２２ａとによって構成されるボイスコイルモータでは、垂直部７４ａとマグネット本体部２２ａとが対向し、平行部７６ａとマグネット本体部２２ａとは対向しない。図６に示す変形例に係るボイスコイルモータでは、駆動力を発生させる部分である垂直部７４ａが大きいため、より大きい駆動力を得ることができる。また、平行部７６ａがマグネット本体部２２ａと対向しないため、平行部７６ａに作用するモーメントを抑制することができ、レンズ１４の位置制御の精度を高めることができる。

図４は、図１に示すレンズ保持ユニット１０のＸＹ平面による断面図である。第２〜第４マグネット本体部２４ａ〜２８ｄと第２〜第４コイル３４〜３８についても、第１マグネット本体部２２ａおよび第１コイル３２と同様に、レンズ保持枠１２およびレンズ１４を移動させるためのボイスコイルモータを構成している。

図１および図４に示すように、レンズ保持ユニット１０は、光軸周回方向Ｃに沿って配置された４つのボイスコイルモータの力によって、レンズ１４を移動させることができる。例えば、４つのボイスコイルモータのそれぞれから、略等しい力を受けることによって、図２に示すように、レンズ１４を、レンズ１４の光軸方向Ｂに沿って移動させることができる。

すなわち、図２に示すレンズ保持枠１２は、第１コイル３２と、第３コイル３６から、光軸方向Ｂに略等しい力を受けている。したがって、レンズ保持枠１２に固定されているレンズ１４は、レンズ１４のレンズ光軸６８と、撮影光軸６６とが略一致した状態を保ちつつ、撮影光軸６６に沿う方向（Ｚ軸方向）に移動する。例えば、図２に示すように、レンズ１４を透過する撮影光６４による像を撮像する撮像素子６０を有するカメラモジュールであれば、レンズ１４をＺ軸方向に移動させることによって、フォーカス動作を行うことができる。

また、例えば、レンズ保持枠１２は、図１に示す４つのボイスコイルモータのそれぞれから受ける力を制御することによって、図３に示すように、レンズ１４をチルトさせるチルト動作を行うことができる。

すなわち、図２に示すレンズ保持枠１２は、第１コイル３２と、第３コイル３６から、光軸方向Ｂに沿って、互いに異なる大きさの力を受けている。レンズ保持枠１２は、光軸６６を挟んで配置される２つのコイル３２，３６から互いに異なる力を受けるため、レンズ光軸６８は、撮影光軸６６から傾く。このようにして、レンズ保持ユニット１０は、レンズ光軸６８を撮影光軸６６に対して傾かせるチルト動作を行うことができる。例えば、レンズ保持ユニット１０は、チルト動作によって撮像素子６０の受光面に形成される像を移動させ、手振れ等によって発生する像ブレを補正する振れ補正動作等を行うことができる。

図１に示すように、第１〜第４コイル３２〜３８を有する可動部１８は、前方スプリング４０および後方スプリング５０によって、第１〜第４マグネット部２２〜２８を備える固定部２０に対して、移動可能に保持される。本実施形態に係る前方スプリング４０および後方スプリング５０は、導電性を有する弾性材料を用いて構成されている。前方スプリング４０および後方スプリング５０を構成する弾性材料としては、特に限定されないが、例えば、銅、金、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。

前方スプリング４０は、可動部１８のＺ軸正方向側に配置されており、後方スプリング５０は、可動部１８のＺ軸負方向側に配置されている。したがって、前方スプリング４０および後方スプリング５０は、光軸方向Ｂに可動部１８を挟んで配置される。これにより、レンズ保持ユニット１０は、レンズ１４を有する可動部１８を光軸方向Ｂの両側からバランス良く支持することが可能であり、耐久性および信頼性が高い。なお、図１には、各部材の説明のために、前方スプリング４０が、可動部１８および固定部２０から分離した状態を表しているが、実際のレンズ保持ユニット１０では、前方スプリング４０は、可動部１８および固定部２０のＺ軸正方向側の表面に固定される。

本実施形態に係る前方スプリング４０および後方スプリング５０は、可動部１８を固定部２０に対して支持する支持部材の役割だけでなく、可動部１８に備えられる第１〜第４コイル３２〜３８に対して電力を供給する配線を兼ねている。

図７は、レンズ保持ユニット１０をＺ軸正方向側から見た平面図である。前方スプリング４０は、第１コイル３２に電気的に接続されている前方第１配線部４２と、第２コイル３４に電気的に接続されている前方第２配線部４４と、第３コイル３６に電気的に接続されている前方第３配線部４６と、第４コイル３８に電気的に接続されている前方第４配線部４８とを有する。前方第１〜第４配線部４２〜４８は、互いに電気的に絶縁されており、それぞれが接続されている第１〜第４コイル３２〜３８に対して、互いに異なる大きさの電流を流すことができる。

したがって、前方スプリング４０を備えるレンズ保持ユニット１０では、第１コイル３２〜第４コイル３８に流れる電流の大きさを、それぞれ独立に制御することが可能である。各コイル３２〜３８に流れる電流の大きさを独立に制御することによって、レンズ保持ユニット１０は、各コイル３２〜３８に互いに異なる力を発生させ、図３に示すようなチルト動作を行うことができる。また、レンズ保持ユニット１０では、前方スプリング４０および後方スプリング５０が、コイル３２〜３８への配線を兼ねるため、配線を別個に設ける必要がない。したがって、レンズ保持ユニット１０は、構造がシンプルであり、また駆動時において、配線の変形等に伴う予測困難な力を受けることがない。したがって、レンズ保持ユニット１０は、可動部１８を精度良く駆動することができる。

前方スプリング４０の製造方法としては、特に限定されないが、例えば、図８に示す切断前スプリング８２を、固定部２０および可動部１８に対して固定した後に、切断前スプリング８２の一部を切断・除去することによって、製造することができる。切断前スプリング８２は、図８に示すように、リング状の外周枠部８６と、リング状であって外周枠部８６より小さい内周枠部８８とを有している。外周枠部８６には、切断後に形成される配線部４２〜４８を、不図示のボイルコイルモータ制御部に接続するための前方端子部９０が設けられている。

また、外周枠部８６と内周枠部８８との間には、外周枠部８６と内周枠部８８とを、電気的かつ物理的に接続する前方アーム部９４が設けられている。前方スプリング４０を製造する際、まず、切断前スプリング８２の外周枠部８６を固定部２０（図７）に固定し、切断前スプリング８２の内周枠部８８を可動部１８（図７）に固定する。

次に、切断前スプリング８２の外周枠部８６の８カ所および内周枠部８８の８カ所を、図８に示す切断線８０に沿って切断する。この場合、切断前スプリング８２が、銅などの弾性材料を用いて構成されている場合には、弾性材料をレーザー等で切断することができる。さらに、切断線８０の間の弾性材料を除去することによって、絶縁部９２を形成する（図９）。このようにして、互いに隣接する配線部４２〜４８の間に、絶縁部９２を備える前方スプリング４０を製造することができる。なお、後方スプリング５０についても、前方スプリング４０と同様にして、製造することができる。

図１０は、図７に示す前方スプリング４０の一部である前方第２配線部４４を表す平面図である。前方第２配線部４４は、固定部２０に固定される前方外周取付部９６と、可動部１８に固定される前方内周取付部９８と、前方外周取付部９６と前方内周取付部９８とを接続する前方アーム部９４とを有する。また、前方アーム部９４と前方外周取付部９６との接合部である前方アーム外周接続部９５は、前方アーム部９４と前方内周取付部９８との接合部である前方アーム内周接続部９７に対して、光軸周回方向Ｃに沿って互いに位置をずらして配置されている。

第１実施形態に係る前方スプリング４０では、前方アーム外周接続部９５は、前方アーム内周接続部９７に対して、光軸周回方向Ｃに沿って、Ｚ軸正方向側からみて時計回りに略９０度ずれた位置に配置される。前方アーム外周接続部９５と、前方アーム内周接続部９７を、光軸周回方向Ｃに沿って互いに位置をずらして配置することによって、前方アーム部９４の長さを長くすることができる。前方アーム部９４の長さが長いと、前方アーム部９４がより大きく弾性変形できるため、レンズ１４の可動範囲を広く確保することができる。

図７に示す各コイル３２〜３８を構成する導体の一方の端部は、各配線部４２〜４８における前方内周取付部９８または前方アーム部９４に接続されることが好ましく、前方内周取付部９８に接続されることが最も好ましい。各コイル３２〜３８を構成する導体の一方の端部を、前方内周取付部９８または前方アーム部９４に接続することによって、コイル３２〜３８の配線を短くするとともに、前方アーム部９４の変形に伴って、コイル３２〜３８と配線部４２〜４８との接続部分が変形することを抑制できる。

図７に示す前方第１配線部４２、前方第３配線部４６および前方第４配線部４８は、図１０に示す前方第２配線部４４と比較して、固定部２０および可動部１８に対する固定位置が、光軸周回方向Ｃに沿って移動していることを除き、同様の構成であるため、説明を省略する。

図７に示すように、前方スプリング４０は、レンズ保持枠１２に取り付けられた４つのコイル３２〜３８に対応するように、４つの配線部４２〜４８を有している。また、４つのコイル３２〜３８が、光軸周回方向Ｃに沿って略９０度ずつ位置をずらして配置されているのに対応して、４つの配線部４２〜４８も、光軸周回方向Ｃに沿って略９０度ずつ位置をずらして配置されている。

配線部４２〜４８の数を、コイル３２〜３８と同数以上とすることによって、前方スプリング４０を介して、コイル３２〜３８毎に独立した給電をおこなうことができる。これにより、各コイル３２〜３８に加わる力を独立に制御し、レンズ１４を任意の方向にチルトさせることができる。また、配線部４２〜４８を、コイル３２〜３８に対応するように光軸周回方向Ｃに配置することによって、可動部１８をバランス良く支持することができる。また、これにより、レンズ保持ユニット１０は、可動部１８を高精度に保持することが可能である。

また、前方スプリング４０では、一つの配線部４２〜４８における前方アーム内周接続部９７と、隣接する他の配線部４２〜４８における前方アーム外周接続部９５とが、レンズ１４の光軸に直交する方向１０２に沿って配列されている。このような構成により、前方スプリング４０は、前方アーム各配線部４２〜４８を立体的に交差させることなく、前方アーム部９４の長さを長くすることができる。

図１１は、図７に示すレンズ保持ユニット１０に備えられる後方スプリング５０を、Ｚ軸正方向側から見た平面図である。後方スプリング５０は、第１コイル３２に電気的に接続されている後方第１配線部５２と、第２コイル３４に電気的に接続されている後方第２配線部５４と、第３コイル３６に電気的に接続されている後方第３配線部５６と、第４コイル３８に電気的に接続されている後方第４配線部５８とを有する。可動部１８に備えられる各コイル３２〜３８は、各コイル３２〜３８を構成する導体の一方の端部が、前方第１〜第４配線部４２〜４８（図７）に接続されており、他方の端部が、後方第１〜第４配線部５２〜５８（図８）に接続されている。

後方スプリング５０の各配線部５２〜５８は、図１１に示すように、固定部２０に固定される後方外周取付部１０６と、可動部１８に固定される後方内周取付部１０８と、後方外周取付部１０６と後方内周取付部１０８とを接続する後方アーム部１０４とを有する。後方スプリング５０は、後方外周取付部１０６から突出するように備えられる後方端子部１００の形成位置が、前方スプリング４０に備えられる前方端子部９０と異なる他は、前方スプリング４０と同様の形状を有する。

後方第１〜第４配線部５２〜５８は、互いに電気的に絶縁されている。したがって、前方第１〜第４配線部４２〜４８と、後方第１〜第４配線部５２〜５８との電位差を制御することによって、第１〜第４コイル３２〜３８に流れる電流を独立に制御することができる。また、前方スプリング４０と後方スプリング５０の両方から、コイル３２〜３８に給電することによって、両方のスプリングに配線経路を分配することができるため、各スプリング４０，５０の構造を単純にすることができる。また、さらに、形状が略等しい前方スプリング４０と後方スプリング５９によって、可動部１８（図７）を光軸方向Ｂに挟んで保持するため、レンズ保持ユニット１０は、可動部１８をバランス良く支持することができる。

第２実施形態
図１２は、本発明の第２実施形態に係るレンズ保持ユニットに備えられる後方スプリング１１０を、Ｚ軸正方向側から見た平面図である。第１実施形態に係るレンズ保持ユニットは、後方スプリング１１０の形状が、図１１に示す後方スプリング５０と異なる他は、第１実施形態に係るレンズ保持ユニット１０と同様である。

図１２に示す後方スプリング１１０は、第１コイル３２に電気的に接続されている後方第１配線部１１２と、第２コイル３４に電気的に接続されている後方第２配線部１１４と、第３コイル３６に電気的に接続されている後方第３配線１１６と、第４コイル３８に電気的に接続されている後方第４配線部１１８とを有する。また、後方第１〜第４配線部１１２〜１１８は、互いに電気的に絶縁されている。

後方スプリング１１０の各配線部１１２〜１１８は、図１３に示すように、固定部２０（図７参照）に固定される後方外周取付部１２６と、可動部１８に固定される後方内周取付部１２８と、後方外周取付部１２６と後方内周取付部１２８とを接続する後方アーム部１２４とを有する。また、後方外周取付部１２６から外周側に突出するように、後方端子部１２０が形成されている。なお、後方端子部１２０は、不図示のボイスコイルモータ制御部に、各配線部１１２〜１１８を電気的に接続するための接続端子である。

後方スプリング１１０において、後方アーム部１２４と後方外周取付部１２６との接合部である後方アーム外周接続部１２５は、後方アーム部１２４と後方内周取付部１２８との接合部である後方アーム内周接続部１２７に対して、光軸周回方向Ｃに沿って互いに位置をずらして配置されている。すなわち、第２実施形態に係る後方スプリング１１０では、後方アーム外周接続部１２５は、後方アーム内周接続部１２７に対して、光軸周回方向Ｃに沿って、Ｚ軸正方向側からみて反時計回りに略９０度ずれた位置に配置される。

これに対して、第２実施形態に係る前方スプリング４０では、第１実施形態に係る前方スプリング４０と同様に、前方アーム外周接続部９５が、前方アーム内周接続部９７に対して、光軸周回方向Ｃに沿って、Ｚ軸正方向側からみて時計回りに略９０度ずれた位置に配置される（図１０参照）。このように、前方アーム外周接続部９５を前方アーム内周接続部９７に対してずらす方向（Ｚ軸正方向側から見て光軸周回方向に沿って時計回り）と、後方アーム外周接続部１２５を後方アーム内周接続部１２７に対してずらす方向（Ｚ軸正方向側から見て光軸周方向に沿って反時計回り）とを、互いに反対方向にすることによって、第２実施形態に係るレンズ保持ユニットは、より少ない力で、レンズ１４を撮影光軸に対して傾かせるチルト動作を行うことができる。

また、第２実施形態に係る後方スプリング１１０は、前方スプリング４０（図７参照）を鏡像反転させた形状を有している。したがって、後方スプリング１１０は、前方スプリング４０に使用した切断前スプリング８２（図８参照）と同様の切断前スプリング８２を用いて製造することができる。すなわち、後方スプリング１１０は、前方スプリング４０の製造で用いる切断前スプリング８２を、前方スプリング４０で用いる際とは裏返しにして用いることによって、製造することができる。これにより、第２実施形態に係るレンズ保持ユニットは、部品点数を減少させ、製造を容易にすることができる。

第３実施形態
図１４は、本発明の第３実施形態に係るレンズ保持ユニットに備えられる後方スプリング１３０を、Ｚ軸正方向側から見た平面図である。第３実施形態に係るレンズ保持ユニットは、後方スプリング１３０の形状が、図１１に示す後方スプリング５０と異なる他は、第１実施形態に係るレンズ保持ユニット１０と同様である。

図１４に示す後方スプリング１３０は、固定部２０（図７参照）に固定される外周枠部１３６と、可動部１８に固定される内周枠部１３８と、内周枠部１３８と外周枠部１３６とを接続する後方アーム部１３２と、後方端子部１４０とを有する。後方スプリング１３０は、第１実施形態に係る後方スプリング５０と同様に、可動部１８に備えられる第１〜第４コイル３２〜３８に対して、電気的に接続される。

しかし、後方スプリング１３０は、第１実施形態に係る後方スプリング５０とは異なり、絶縁部９２を有しないため、全体で一つの導電経路を構成している。後方スプリング１３０の後方端子部１４０は、例えば基準電位に保たれるグランド配線部（不図示）等に接続される。

このように、第３実施形態に係るレンズ保持ユニットは、後方スプリング１３０が、可動部１８に備えられるコイル３２〜３８に対して共通の導電経路を有している。第３実施形態に係るレンズ保持ユニットは、第１実施形態に係るレンズ保持ユニット１０と同様に、各コイル３２〜３８に流れる電流を、前方スプリング１０の配線部４２〜４８を介して独立に制御することができる。また、後方スプリング１３０の形状を、第１実施形態に係るレンズ保持ユニット１０より単純にすることができるため、製造が容易である。

その他の実施形態
上述の実施形態において、前方および後方スプリングは、金属等の導電性を有する弾性材料のみによって構成されているが、本発明に係る前方スプリングおよび後方スプリングとしてはこれに限定されない。例えば、前方および後方スプリングは、絶縁性を有する弾性材料と、導電性を有する弾性材料を組み合わせて構成されていてもよい。また、上述の実施形態における前方スプリングと後方スプリングの配置は、相互に交換することができる。

上述の実施形態に係るレンズ保持ユニットにおいて、可動部１８には、４つのコイルが備えられるが、可動部１８に備えられるコイルの数は、３つでも良く、５つ以上であってもよい。可動部１８が、独立に制御可能な３つ以上のコイルを有することによって、レンズ１４を任意の方向にチルト動作させることができる。

以下、本発明を、さらに詳細な実施例に基づき説明するが、本発明は、これら実施例に限定されない。

第１実施例
第１実施例では、図７に示す第１実施形態に係るレンズ保持ユニット１０において、各コイル３２〜３８に所定の力を作用させた場合に、レンズ光軸６８が撮影光軸６６に対してどれだけ傾くかをシミュレートした。第１実施形態に係るレンズ保持ユニット１０では、図７および図１１に示すように、各コイル３２〜３８は、アーム外周接続部９５，１０５およびアーム内周接続部９７，１０７に対して、光軸周回方向Ｃに４５度回転した位置に配置されている。

ここで、第１実施例では、各コイル３２〜３８とマグネット本体部２２ａ〜２８ａによって発生する駆動力が、各コイル３２〜３８のコイル中心が配置される位置において、レンズ保持枠１２に作用するという仮定を用いた。すなわち、撮影光軸６６に略垂直な方向からの平面図で考えると、図１５において○印１４６で示す位置において、各コイル３２〜３８とマグネット本体部２２ａ〜２８ａによって発生する駆動力が、レンズ保持枠１２に作用するという条件で、シミュレーションを行った。また、各コイル３２〜３４から、レンズ保持枠１２に対して、光軸方向Ｂと略平行な同一方向の力が発生するという条件で、シミュレーションを行った。第１コイル３２からは０．０１Ｎ、第２コイル３４からは０．００５Ｎ、第３コイルからは０．０１Ｎ、第４コイルからは０．００１５Ｎの駆動力が、レンズ保持枠１２に対して作用するという条件で、シミュレーションを行った。結果を表１に示す。

第２実施例
第２実施例では、第１実施例に対して、コイル３２〜３４の配置を変化させて、シミュレーションをおこなった。すなわち、第２実施例では、図７に示す各コイル３２〜３８が、アーム外周接続部９５，１０５およびアーム内周接続部９７，１０７に対して、光軸周回方向Ｃに沿って、時計回りに２２．５度回転した位置に配置されているという条件で、シミュレーションを行った。

第２実施例の条件では、撮影光軸６６に略垂直な方向からの平面図で考えると、図１５において△印１４４で示す位置において、レンズ保持枠１２に駆動力が作用する。その他の条件は、第１実施例と同様である。結果を表１に示す。

第３実施例
第３実施例では、図７に示す各コイル３２〜３８が、アーム外周接続部９５，１０５およびアーム内周接続部９７，１０７に対して、光軸周回方向Ｃに沿って、時計回りに６７．５度回転した位置に配置されているという条件で、シミュレーションを行った。第３実施例の条件では、撮影光軸６６に略垂直な方向からの平面図で考えると、図１５において□印１４８で示す位置において、レンズ保持枠１２に駆動力が作用する。その他の条件は、第１実施例と同様である。結果を表１に示す。

第４実施例
第４実施例では、図７に示す各コイル３２〜３８が、アーム外周接続部９５，１０５およびアーム内周接続部９７，１０７に対して、光軸周回方向Ｃで見て略同一の位置に配置されているという条件で、シミュレーションを行った。第４実施例の条件では、撮影光軸６６に略垂直な方向からの平面図で考えると、図１５において×印１４２で示す位置において、レンズ保持枠１２に駆動力が作用する。その他の条件は、第１実施例と同様である。結果を表１に示す。

第５〜８実施例
第５〜８実施例では、図１２に示す後方スプリング１１０を備える第２実施形態に係るレンズ保持ユニットにおいて、各コイル３２〜３８に所定の力を作用させた場合に、レンズ光軸６８が撮影光軸６６に対してどれだけ傾くかをシミュレートした。後方スプリングの形状を除くその他の条件は、第１〜４実施例と同様である。各コイル３２〜３８の配置については、第５実施例は第１実施例と、第６実施例は第２実施例と、第７実施例は第３実施例と、第８実施例は第４実施例と、それぞれ同様である。結果を表１に示す。

評価
第１〜第４実施例の比較から、第１〜第３実施例における傾き角度が、第４実施形態における傾き角度より大きいことがわかる。すなわち、各コイル３２〜３８を、アーム外周接続部９５，１０５およびアーム内周接続部９７，１０７に対して、光軸周回方向Ｃにずらした位置に配置することによって、傾き角度が大きくなることが確認できた。また、駆動力が可動部１８に対して作用する作用点を、光軸周回方向Ｃでみて、アーム外周接続部９５，１０５とアーム内周接続部９７，１０７の間に配置することによって、より少ない力でチルト動作を行うことができることが確認できた。

また、各コイル３２〜３８と、アーム外周接続部９５，１０５およびアーム内周接続部９７，１０７との位置ズレ角度は、２２．５度以上６７．５度以下とすることが、より少ない力でレンズ１４を傾かせる観点から好ましい。これにより、各コイル３２〜３８をアーム外周接続部９５，１０５およびアーム内周接続部９７，１０７に対して光軸周回方向Ｃで見て略同一の位置に配置した第４実施例に対して、３．７％以上大きくレンズ１４を傾かせることができる。なお、アーム外周接続部９５，１０５およびアーム内周接続部９７，１０７との位置ズレ角度を、略４５度とすることが、最も好ましい。また、より少ない力でレンズ１４を傾かせることができるレンズ保持ユニットは、レンズ１４をチルト動作させる際の消費電力を抑制することができる。また、コイル３２〜３８およびマグネット本体部２２ａ〜２８ａを小型化することが可能である。

第１〜第４実施例と第５〜第８実施例との比較から、各コイル３２〜３８の配置条件が同一であれば、第５〜第８実施例における傾き角度が、第１〜４実施形態における傾き角度より大きいことがわかる。したがって、前方アーム外周接続部９５を前方内周アーム接続部９７に対してずらす方向と、後方アーム外周接続部１２５を後方アーム内周接続部１２７に対してずらす方向とを、互いに反対方向にすることによって、より少ない力で、レンズを光軸に対して傾かせられることが確認できた。また、より少ない力でレンズ１４を傾かせることができるレンズ保持ユニットは、レンズ１４をチルト動作させる際の消費電力を抑制することができる。また、コイル３２〜３８およびマグネット本体部２２ａ〜２８ａを小型化することが可能である。

１０… レンズ保持ユニット
１２… レンズ保持枠
１８… 可動部
２０… 固定部
２２〜２８… マグネット部
２２ａ〜２８ａ… マグネット本体部
３２〜３８… コイル
４０… 前方スプリング
５０，１１０，１３０… 後方スプリング
４２〜４８… 前方配線部
５２〜５８… 後方配線部
９２… 絶縁部
９４… 前方アーム部
９５… 前方アーム外周接続部
９６… 前方外周取付部
９７… 前方アーム内周接続部
９８… 前方内周取付部
１０４，１２４，１３２… 後方アーム部
１０５，１２５… 後方アーム外周接続部
１０６，１２６… 後方外周取付部
１０７，１２７… 後方アーム内周接続部
１０８，１２８… 後方内周取付部
Ｂ… 光軸方向
Ｃ… 光軸周回方向

Claims (6)

1. レンズを保持するレンズ保持部と、前記レンズ保持部に前記レンズの光軸周回方向に沿って互いに位置をずらして固定される３つ以上のコイルと、を備える可動部と、
   前記コイルに対向するように配置されるマグネットと、前記マグネットを固定的に支持するベース部材と、を備える固定部と、
   導電性を有する弾性材料からなり、前記コイルと電気的に接続されており、前記可動部を前記固定部に対して移動可能に支持する第１支持部材と、
   前記第１支持部材との間に、前記可動部を、前記レンズの光軸方向に挟んで配置されており、導電性を有する弾性材料からなり、前記コイルに電気的に接続されており、前記可動部を前記固定部に対して移動可能に支持する第２支持部材と、を有しており、
   前記第１支持部材は、
   前記固定部に固定される第１固定部取付部と、前記可動部に固定される第１可動部取付部と、前記第１固定部取付部と前記第１可動部取付部とを接続する第１アーム部と、からなる第１導電経路を、前記レンズ保持部に固定された前記コイルと同数以上有しており、
   前記コイルと同数以上の前記第１導電経路は、互いに隣接する前記第１導電経路の間に、前記第１支持部材を構成する前記弾性材料における外周枠部及び内周枠部の一部を切断して形成された絶縁部により、互いに電気的に絶縁されており、
   前記コイルと同数以上の前記第１導電経路は、それぞれの前記コイルに対応するように前記光軸周回方向に沿って互いに位置をずらして配置されており、
   前記コイルと同数以上の前記第１導電経路のうち、一つの前記第１導電経路における前記第１可動部取付部と、前記光軸周回方向に隣接する他の前記第１導電経路における前記第１固定部取付部とが、前記レンズの光軸に直交する方向に沿って配列されており、
   それぞれの前記コイルの一方の端部は、当該コイルに対応する前記第１導電経路における前記第１可動部取付部または前記第１アーム部に接続されていることを特徴とするレンズ保持ユニット。
2. 前記コイルと同数以上の前記第１導電経路に含まれるいずれか一つの前記第１導電経路は、
   前記第１アーム部と前記第１固定部取付部との接合点である第１アーム固定接合点と、当該第１アーム部と前記第１可動部取付部との接合点である第１アーム可動接合点と、を備えており、
   前記第１アーム固定接合点と、前記第１アーム可動接合点とは、前記光軸周回方向に沿って互いに位置をずらして配置されており、
   前記コイルと前記マグネットによって発生する駆動力が前記可動部に対して作用する作用点は、前記光軸周回方向でみて、前記第１アーム固定接合点と前記第１アーム可動接合点の間に位置することを特徴とする請求項１に記載のレンズ保持ユニット。
3. 前記コイルは、前記光軸方向に対して略平行に電流が流れる平行部と、前記光軸方向に対して略垂直に電流が流れる垂直部とを有しており、
   前記垂直部は前記マグネットと対向し、前記平行部は前記マグネットと対向しないことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のレンズ保持ユニット。
4. 前記第２支持部材は、
   前記固定部に固定される第２固定部取付部と、前記可動部に固定される第２可動部取付部と、前記第２固定部取付部と前記第２可動部取付部を接続する第２アーム部と、から成る第２導電経路を有し、
   前記第２導電経路は、前記レンズ保持部に固定されたすべての前記コイルに電気的に接続されていることを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれかに記載のレンズ保持ユニット。
5. 前記第２支持部材は、
   前記固定部に固定される第２固定部取付部と、前記可動部に固定される第２可動部取付部と、前記第２固定部取付部と前記第２可動部取付部とを接続する第２アーム部と、から成る複数の第２導電経路を有し、
   前記複数の第２導電経路は、互いに電気的に絶縁されていることを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれかに記載のレンズ保持ユニット。
6. 前記コイルと同数以上の前記第１導電経路に含まれるいずれか一つの前記第１導電経路は、
   前記第１アーム部と前記第１固定部取付部との接合点である第１アーム固定接合点と、当該第１アーム部と前記第１可動部取付部との接合点である第１アーム可動接合点と、を備えており、
   前記第１アーム固定接合点は、前記第１アーム可動接合点に対して、前記光軸周回方向の第１回転方向に位置をずらして配置されており、
   前記複数の第２導電経路に含まれるいずれか一つの前記第２導電経路は、
   前記第２アーム部と前記第２固定部取付部との接合点である第２アーム固定接合点と、当該第２アーム部と前記第２可動部取付部との接合点である第２アーム可動接合点と、を備えており、
   前記第２アーム固定接合点は、前記第２アーム可動接合点に対して、前記光軸周回方向の前記第１回転方向とは逆方向の第２回転方向に位置をずらして配置されていることを特徴とする請求項５に記載のレンズ保持ユニット。

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