JP5947829B2 - 光学防振装置 - Google Patents

Description

本発明は、光学防振装置に関し、特に、レンズユニットが振動した際に発生するフォーカス又はズームの誤差を改善するために用いられる光学防振装置に関する。

科学技術の進歩により、デジタルカメラの体積は、益々縮小されている。また、携帯電話などの多くの小型電子装置は、レンズユニットが小型化されたことにより、デジタル撮像機能を有するようになった。従来の多くの小型レンズには、ボイスコイルモータ（以下、ＶＣＭ）が使用されている。ＶＣＭは、コイル磁石と弾性片とが組み合わされた構造を有し、搭載されたレンズを撮像光軸方向に沿って前後に移動させることにより、オートフォーカス機能及びズーム機能を実現している。また、撮像品質及び機能に対する要求も益々高まっており、１０００万画素、手ぶれ防止機能などによってプロ用カメラとアマチュア用カメラとの区別がなされている。

例えば、カメラ、撮影装置などのレンズユニット及び画像補償ユニットから構成される光学システムは、外力を受けたり、手ぶれが発生したりした際、振動によって光の経路が変位し、画像補償ユニット上の結像が不安定になり、撮影された画像が不鮮明になる。この問題の解決方法としては、補償メカニズムを設けることにより、取り込んだ画像を鮮明化する方法が最もよく行われる。補償メカニズムは、デジタル補償メカニズムでもよいし、光学補償メカニズムでもよい。

デジタル補償メカニズムとは、画像補償ユニットにより、取り込んだデジタル画像データに対して分析及び処理を行うことにより、鮮明なデジタル画像を取得するものである。この方式は、デジタル防振メカニズムとも称す。光学補償メカニズムは、一般に、光学レンズ群又は画像補償ユニット上に振動補償装置が配置されるものである。この方式は、光学防振メカニズムとも呼ばれる。しかし、従来の光学防振メカニズムは、複雑であったり、体積が大きい構造又は部材が使用されたりするため、組立が困難であり、コストが高く、体積を縮小できなかった。そのため、改善が求められていた。

図１は、特許文献１の光学補償メカニズムを示す分解斜視図である。特許文献１の光学補償メカニズムにおいては、直線状の金属ワイヤから構成される可撓部材４００ｋ〜４０３ｋが使用されることにより、撮像素子３００ｋが搭載された回路基板３０１ｋ上に撮影レンズ部材２０３ｋが搭載される。撮影レンズ部材２０３ｋ中は、レンズ２００ｋ及びレンズホルダ(保持部)２０２ｋを含む。撮影レンズ部材２０３ｋがズーム機能及びオートフォーカス機能を有する撮影レンズである場合、撮影レンズ部材２０３ｋ中に位置するレンズ２００ｋは、レンズホルダ(保持部)２０２ｋに対して光軸２０１ｋの方向に沿って垂直に移動することができる。振動が発生した場合、撮影レンズ部材２０３ｋと回路基板３０１ｋとの間の位置が変移する。このとき、２つの対向配置される振れ検出センサ５００ｋ，５０１ｋ及び位置検出センサ５０３ｋにより、撮影レンズ部材２０３ｋと回路基板３０１ｋとの間のＸ軸及びＹ軸の変移量が防振制御部５０４ｋに伝送される。次に、変移量に基づいてシフト駆動部材５０２ｋが制御されることにより、撮影レンズ部材２０３ｋ及び回路基板３０１ｋが駆動されて対応する補償が行われる。これにより、振動によって撮像素子３００ｋが不鮮明な画像を生成するのを防止する。

特許文献１の従来技術は、手ぶれによって画像が不鮮明になるのを防止するための技術であるが、防振制御部５０４ｋ及びシフト駆動部材５０２ｋが配置されるため、全体の体積が影響を受け、撮影レンズ部材２０３ｋに平行なＸ軸及びＹ軸の表面積を縮小することができない。本発明においては、空間を十分に利用する概念に基づき、手ぶれによってＸ軸方向及びＹ軸方向の横向きの変位を防止するのみならず、Ｘ軸及びＹ軸からなる面積を縮小することができるため、振動防止レンズ駆動装置の体積を縮小し、部材の軽薄短小化を実現することができる光学防振装置を提供するものである。

特開２００２−２０７１４８号公報

本発明の目的は、手ぶれ防止を行う補償ユニットがレンズユニットの可動部内に設置されることにより、手ぶれによって結像不良が発生するのを防止することができる上、補償ユニットの位置及び配置を改良することにより、部材の軽薄短小化を実現することができる光学防振装置を提供することにある。

上述の課題を解決するために、本発明の光学防振装置は、撮像素子ユニット上に結合される。光学防振装置上には、互いに垂直であるＸ軸方向、Ｙ軸方向及びＺ軸方向が画定される。光学防振装置は、筐体、固定板、可動部、可動部ホルダ、コイル、少なくとも１つの磁石、少なくとも１つの補償ユニット、懸吊ユニット及びベース板を含む。筐体は、収容空間を有し、固定板は、筐体内に固定される。

可動部は、可動部ホルダ内に結合される。コイルは、可動部の外周に設置される上、可動部ホルダ内の周縁部分に設置される少なくとも１つの磁石に対向する。補償ユニットは、固定板上に設置される上、磁石に対向する。ベース板は、筐体を固定して撮像素子ユニット上に設置する。懸吊ユニットは、可動部ホルダ及び固定板上に結合される上、可動部ホルダ上に結合される可動部を筐体内部に形成される収容空間中に懸吊する。補償ユニットから撮像素子ユニットまでの垂直距離は、コイルから撮像素子ユニットまでの垂直距離より長い。可動部の入射端は、補償ユニットに隣接し、出射端は、撮像素子ユニットに隣接する。

本発明の光学防振装置は、弾性部材自身が有する可撓性により、オートフォーカスユニットにＸ軸及びＹ軸の振れ補正及び重力支持が提供される。更に、Ｘ軸振れ検出センサ及びＹ軸振れ検出センサにより、オートフォーカスユニットと固定板との間が振動した際の水平変位量が検出される。また、固定板上の２つのＸ軸磁石駆動コイル及び２つのＹ軸磁石駆動コイルにより、可動部ホルダ上に固定された２つのＸ軸磁石及び２つのＹ軸磁石が駆動される。これにより、オートフォーカスユニットの撮像光軸上に垂直であるＸ軸及びＹ軸の水平横方向の変位が修正され、手ぶれが防止され、良好な画像が取得される。また、レンズの入射端部分から、レンズのサイズに基づき、小レンズが大レンズまで配列する態様で撮影光軸に沿って出射端部分まで配列されることにより、レンズには、階段状の落差を有する収縮空間が形成される。この空間には、コイルを固定するレンズホルダと、コイルに対向する磁石及び補償ユニットと、が収容される。また、大レンズを画像素子ユニットと蓋板との間に位置させることにより、光学防振装置のＸ軸及びＹ軸上の面積を縮小させることができ、これにより、装置全体の体積を縮小させることができる。

特許文献１の光学補償メカニズムを示す分解斜視図である。 本発明の第１実施形態による光学防振装置を示す断面図である。 本発明の第１実施形態による光学防振装置を示す分解斜視図である。 本発明の第１実施形態による光学防振装置を示す図３とは異なる方向からの分解斜視図である。 本発明の第１実施形態による光学防振装置を示す斜視図である。 図５の線Ａ−Ａに沿った断面図である。 本発明の第２実施形態による光学防振装置を示す断面図である。 本発明の第２実施形態による光学防振装置を示す分解斜視図である。 本発明の第２実施形態による光学防振装置を示す図８とは異なる方向からの分解斜視図である。 本発明の第２実施形態による光学防振装置を示す斜視図である。 図１０の線Ｂ−Ｂに沿った断面図である。

本発明の光学防振装置を更に明確に説明するために、本発明の実施形態を図面に沿って詳細に説明する。

（第１実施形態）
図２〜図６を参照する。図２は、本発明の第１実施形態による光学防振装置を示す断面図である。図３は、本発明の第１実施形態による光学防振装置を示す分解斜視図である。図４は、本発明の第１実施形態による光学防振装置を示す図３とは異なる方向からの分解斜視図である。図５は、本発明の第１実施形態による光学防振装置を示す斜視図である。図６は、図５の線Ａ−Ａに沿った断面図である。

本発明の第１実施形態中、光学防振装置１は、撮像素子ユニット９上に結合される。光学防振装置１上には、互いに垂直であるＸ軸方向、Ｙ軸方向及びＺ軸方向が画定される。光学防振装置１は、筐体１１、固定板１２、可動部１３、可動部ホルダ１４、コイル１５、少なくとも１つの磁石１６、少なくとも１つの補償ユニット１７、懸吊ユニット１８及びベース板１９を含む。

筐体１１は、収容空間１１１及び貫通孔１１２を有する。固定板１２は、収容空間１１１内に位置する上、筐体１１上(下)に固定される。固定板１２上の穿孔１２１は、筐体１１上の貫通孔１１２に対向する。可動部ホルダ１４は、中空のフレーム構造を呈し、蓋板１４１を含むことにより、内部に可動部１３が収容され収縮する空間１４２が形成される。可動部１３は、レンズ１３４から構成され、可動部ホルダ１４中に結合され、撮像光軸７が画定され、入射端１３１及び出射端１３２を含む。コイル１５は、可動部１３の外周に設置及び固定される。少なくとも１つの磁石１６は、可動部ホルダ１４内の周縁部分に位置する上、コイル１５に対向する。少なくとも１つの磁石１６及びコイル１５により、可動部１３を駆動して撮像光軸７の方向に沿って進行させ、可動部ホルダ１４に対してＺ軸方向に直線移動させる電磁駆動ユニットが構成される。少なくとも１つの補償ユニット１７は、固定板１２上に設置される上、磁石１６に対向する。懸吊ユニット１８は、可動部ホルダ１４及び固定板１２に結合され、可動部ホルダ１４上に結合される可動部１３を固定板１２上に懸吊する。ベース板１９は、筐体１１を撮像素子ユニット９上に固定及び設置する上、ベース板１９上の貫通孔１９１により、可動部１３のレンズ１３４を撮像素子ユニット９の素子チップ９１上に対向させる。即ち、本発明の第１実施形態による光学防振装置１において、補償ユニット１７から撮像素子ユニット９までのＺ軸方向の垂直距離Ｈは、コイル１５から撮像素子ユニット９までのＺ軸方向の垂直距離ｈより長い。また、可動部１３の入射端１３１は、補償ユニット１７に隣接し、出射端１３２は、撮像素子ユニット９に隣接する上、対向する。

即ち、懸吊ユニット１８は、可動部ホルダ１４上に結合される可動部１３を筐体１１内部に形成される収容空間１１１中に懸吊する。懸吊ユニット１８は、地面に落下したり、激しく揺れたりした際、可動部１３が永久変形（塑性変形）するのを防止することができる上、固定板１２上に設置される補償ユニット１７により、可動部１３が衝撃を受けた後に発生するＸ軸方向又はＹ軸方向の変位を修正し、防振を実現することができる。当然、可動部ホルダ１４及び可動部１３から負荷を受ける懸吊ユニット１８のＺ軸方向の弾性係数は、Ｘ軸方向及びＹ軸方向の弾性係数より遥かに大きい必要がある。これにより、可動部１３がＺ軸方向に衝撃を受けた際、懸吊ユニット１８自身又は懸吊ユニット１８と可動部ホルダ１４との連結部分が永久変形し、損壊するのを防止することができる上、通常の操作時において、懸吊ユニット１８がＺ軸方向に柔軟過ぎて変移量が過大になり、可動部１３内部に設置されたレンズの光学的性能が影響を受けるのを防止することができる。

本発明の第１実施形態中、懸吊ユニット１８は、複数の帯状の弾性部材１８１を含む。各弾性部材１８１は、Ｚ軸方向に平行である上、可動部ホルダ１４の周縁上に設置される。各弾性部材１８１の両端末は、第１の結合端１８１１及び第２の結合端１８１２である。各弾性部材１８１の第１の結合端１８１１と第２の結合端１８１２とは、光学防振装置１の可動部ホルダ１４と固定板１２とに固定される。これにより、可動部ホルダ１４は、Ｚ軸方向に沿って固定板１２上に懸吊固定される上、筐体１１の収容空間１１１内に位置する。即ち、弾性部材１８１がそれぞれ可動部ホルダ１４の四隅上に固定されることにより、可動部１３は、可動部ホルダ１４を介して筐体１１内に形成される収容空間１１１内に懸吊固定され、衝撃を受けた際の緩衝作用を受けることができる。弾性部材１８１は、金属コイルばね、金属板ばね、弾性力を有するプラスチック又は弾性力を有する高分子材である。

更に具体的に述べると、弾性部材１８１は、Ｚ軸方向に平行な４つの帯状の金属材料又は他の材料からなる弾性体であり、可動部ホルダ１４の外縁に等間隔に固定され、固定板１２上の四隅の固定孔１２２中にそれぞれ固定される。また、固定板１２が筐体１１内の上面１１３部分に結合されることにより、筐体１１内の可動部ホルダ１４は、４つの弾性部材１８１によって収容空間１１１内に弾性懸吊される。これにより、可動部ホルダ１４は、Ｘ軸及びＹ軸の水平方向上に変移許容量を有することができる上、Ｚ軸方向にも僅かに変移許容量（即ち、緩衝性）を有することができる。これにより、可動部ホルダ１４に結合された可動部１３が落下による衝撃を受けた際のＺ軸方向の耐震強度を高めることができる。

本発明の一実施形態中、可動部１３は、オートフォーカスユニット（以下、可動部をオートフォーカスユニットとも称す）又はズームユニットである。レンズ１３４に画定される撮像光軸７は、Ｚ軸方向に平行である。可動部１３は、オートフォーカス又はズーム機能を有さないレンズユニットでもよい。オートフォーカスユニット１３の表面は、Ｘ軸及びＹ軸からなる平面に略平行である。懸吊ユニット１８は、オートフォーカスユニット１３をＺ軸方向に沿って懸吊固定するとともに、筐体１１、オートフォーカスユニット１３及び固定板１２を略同一の撮像光軸７上に位置させ、筐体１１上の貫通孔１１２及び固定板１２上の穿孔１２１を介し、オートフォーカスユニット１３に外部の画像を取り込ませる。

本発明の第１実施形態中、オートフォーカスユニット１３は、レンズホルダ１３３、レンズ１３４、上側板ばね１３５、下側板ばね１３６及びワッシャ１３７を含む。オートフォーカスユニット１３は、ＶＣＭを含んでもよい。オートフォーカスユニット１３の可動部ホルダ１４内には、撮像光軸７上（Ｚ軸に平行）に位置する上、レンズ１３４を有するレンズホルダ１３３が搭載される。レンズホルダ１３３は、外周にコイル１５が巻設される上、可動部ホルダ１４内周縁部分に設置される少なくとも１つ（複数）の磁石１６に対向する。少なくとも１つ（複数）の磁石１６及びコイル１５により、ＶＣＭ電磁駆動ユニットが構成される。ＶＣＭ電磁駆動ユニットは、レンズホルダ１３３及びレンズホルダ１３３内のレンズ１３４を駆動し、撮像光軸７の方向に沿って可動部ホルダ１４に対して直線移動させることができる。レンズ１３４は、レンズ群から構成され、少なくとも１つの小レンズ１３４１及び少なくとも１つの大レンズ１３４２から構成される。レンズ群は、何れも撮像光軸７上に位置する。大レンズ１３４２は、オートフォーカスユニット１３の出射端１３２に隣接する上、撮像素子ユニット９に対向する。小レンズ１３４１は、大レンズ１３４２に対向する上、入射端１３１に隣接する。

本発明の第１実施形態中、少なくとも１つ（複数）の磁石１６は、少なくとも１つ（例えば２つ）のＸ軸磁石１６１及び少なくとも１つ（例えば２つ）のＹ軸磁石１６２を含む。２つのＸ軸磁石１６１は、可動部ホルダ１４上に対向設置される。２つのＹ軸磁石１６２は、可動部ホルダ１４上に対向設置される上、２つのＸ軸磁石１６１の隣に位置する。コイル１５に入力される電流の大きさに基づき、Ｘ軸磁石１６１とＹ軸磁石１６２との間に様々な磁場が生成されることにより、レンズホルダ１３３は、撮像光軸７上において前後に移動する。これにより、ズーム機能又はフォーカス機能が実現される。レンズホルダ１３３は、可動部ホルダ１４内の空間１４２中に設置される上、上側板ばね１３５及び下側板ばね１３６上の弾性可動する各内周側によって弾性挟持される。下側板ばね１３６は、ワッシャ１３７を介して可動部ホルダ１４内に固定される。即ち、ワッシャ１３７が下側板ばね１３６と可動部ホルダ１４との間に固定されることにより、絶縁効果が実現される。上側板ばね１３５及び下側板ばね１３６は、金属材料からなる上、中空の薄板状構造を呈する弾性板体であり、機械によるパンチ成形、エッチング、放電加工、レーザ切断などの従来の加工方式によって製造される。蓋板１４１は、レンズホルダ１３３を被覆する上、可動部ホルダ１４上に結合され、レンズホルダ１３３の移動範囲を更に限定する。図２〜図６に示す本発明の第１実施形態中、蓋板１４１及び下側板ばね１３６は２つの独立した部材である。しかし、図示しない他の実施形態中、蓋板１４１を下側板ばね１３６と統合したり、組み合わせて１つの部材にしたりすることができる。即ち、蓋板１４１（又は下側板ばね１３６）は、Ｚ軸方向の変位緩衝を行う機能と、導電機能と、を有する以外に、レンズホルダ１３３の移動範囲を限定する機能を有する。同様に、本発明の第１実施形態中、固定板１２及び上側板ばね１３５は、２つの独立した部材であるが、図示しない他の実施形態中、固定板１２を上側板ばね１３５と統合したり、組み合わせて１つの部材にしたりすることができる。即ち、固定板１２（又は上側板ばね１３５）は、Ｚ軸方向の変位緩衝を行う機能と、導電機能と、レンズホルダ１３３の移動範囲を限定する機能と、を有する以外に、複数の弾性部材１８１を四隅部分に位置決めする機能を有する。

補償ユニット１７は、可動部ホルダ１４上に固定される磁石１６に対向する上、同一の撮像光軸７上に位置する。補償ユニット１７は、振動又は衝撃によって起こる可動部１３のＸ軸方向およびＹ軸方向の変位量を補償するために用いられる。補償ユニット１７は、少なくとも１つ（例えば２つ）のＸ軸磁石駆動コイル１７１、少なくとも１つ（例えば２つ）のＹ軸磁石駆動コイル１７２、Ｘ軸振れ検出センサ１７３及びＹ軸振れ検出センサ１７４を更に含む。

２つのＸ軸磁石駆動コイル１７１と２つのＹ軸磁石駆動コイル１７２とは、固定板１２上に対向設置される。２つのＹ軸磁石駆動コイル１７２は、２つのＸ軸磁石駆動コイル１７１の隣にそれぞれ位置する。２つのＸ軸磁石駆動コイル１７１は、２つのＸ軸磁石１６１にそれぞれ対向する。２つのＹ軸磁石駆動コイル１７２は、２つのＹ軸磁石１６２にそれぞれ対向する。

Ｘ軸振れ検出センサ１７３及びＹ軸振れ検出センサ１７４は、固定板１２上に設置される。Ｘ軸振れ検出センサ１７３は、可動部１３のＸ軸方向の変位量を検出するために用いられ、Ｙ軸振れ検出センサ１７４は、可動部１３のＹ軸方向の変位量を検出するために用いられる。Ｘ軸振れ検出センサ１７３及びＹ軸振れ検出センサ１７４は、磁気センサ、光学センサなどの従来の振れ検出センサである。例えば、従来の磁気センサは、ホールセンサ（Hall Sensor）、磁気センサ（MR Sensor）、フラックスゲートセンサ（Fluxgate）などであり、従来の光学センサは、光学式位置センサ、光エンコーダ（Optical Encoder）などである。Ｘ軸振れ検出センサ１７３及びＹ軸振れ検出センサ１７４が光学センサである場合、Ｘ軸振れ検出センサ１７３及びＹ軸振れ検出センサ１７４は、固定板１２上に設置される上、可動部ホルダ１４の光を反射する底面部分に対向する。本実施形態中、Ｘ軸振れ検出センサ１７３及びＹ軸振れ検出センサ１７４は、磁気センサである。Ｘ軸振れ検出センサ１７３は、固定板１２上に設置される上、２つのＸ軸磁石１６１中の１つの位置に対向する。Ｙ軸振れ検出センサ１７４は、固定板１２上に設置される上、２つのＹ軸磁石１６２中の１つの位置に対向する。これにより、２つのＸ軸磁石１６１及び２つのＹ軸磁石１６２のそれぞれの変位量が検出される。即ち、弾性部材１８１自身が有する可撓性により、オートフォーカスユニット１３にＸ軸及びＹ軸の振れ補正及び重力支持が提供される。更に、Ｘ軸振れ検出センサ１７３及びＹ軸振れ検出センサ１７４により、オートフォーカスユニット１３と固定板１２との間が振動した際の水平変位量が検出される。また、固定板１２上の２つのＸ軸磁石駆動コイル１７１及び２つのＹ軸磁石駆動コイル１７２により、可動部ホルダ１４上に固定された２つのＸ軸磁石１６１及び２つのＹ軸磁石１６２が駆動される。これにより、オートフォーカスユニット１３の撮像光軸７上に垂直であるＸ軸及びＹ軸の水平横方向の変位が修正され、手ぶれが防止され、良好な画像が取得される。

図２〜図６に示す本発明の第１実施形態中、本発明の光学防振装置１の補償ユニット１７は、電磁式駆動の動的補償ユニット１７を例示するが、図示しない他の実施形態中、補償ユニット１７は、圧電式駆動、空気動式駆動又は他の駆動方式の補償ユニット１７でもよい。

即ち、本発明の光学防振装置１の補償ユニット１７及びコイル１５は、同一の磁石１６に対して振動後のＸ軸及びＹ軸の誤差量を修正する上、レンズ１３４をＺ軸方向に駆動してズーム又はフォーカスを行う。更に、レンズ１３４内に配列設置される小レンズ１３４１の直径と大レンズ１３４２の直径との間に落差があるため、光学防振装置１のＸ軸及びＹ軸上の面積を縮小することができる。即ち、レンズ１３４の入射端１３１部分から、レンズ１３４のサイズに基づき、小レンズ１３４１が大レンズ１３４２まで配列する態様で撮影光軸７に沿って出射端１３２部分まで配列されることにより、レンズ１３４には、階段状の落差を有する収縮する空間１４２が形成される。この空間１４２には、コイル１５を固定するレンズホルダ１３３と、コイル１５に対向する磁石１６及び補償ユニット１７と、が収容される。また、大レンズ１３４２を画像素子ユニット９と蓋板１４１との間に位置させることにより、光学防振装置１のＸ軸及びＹ軸上の面積を縮小させることができ、これにより、装置全体の体積を縮小させることができる。

（第２実施形態）
本発明の第２の実施形態中、大部分の部材は、第１実施形態と同一又は類似するため、同一の部材及び構造については説明しない。また、同一の部材は、同一の名称及び符号を用いる。類似する部材は、名称については同一の名称を用いるが、符号についてはアルファベットを追加して区別する。

図７〜図１１を参照する。図７は、本発明の第２実施形態による光学防振装置を示す断面図である。図８は、本発明の第２実施形態による光学防振装置を示す分解斜視図である。図９は、本発明の第２実施形態による光学防振装置を示す図８とは異なる方向からの分解斜視図である。図１０は、本発明の第２実施形態による光学防振装置を示す斜視図である。図１１は、図１０の線Ｂ−Ｂに沿った断面図である。図７〜図１１に示すように、本発明の第２実施形態による光学防振装置は、図２〜図６に示す第１実施形態による光学防振装置に類似するため、同一の部材及び構造は説明しない。

本発明の第２実施形態中、光学防振装置１ａの補償ユニット１７は、磁石ホルダ１７５、少なくとも１つ（例えば２つ）のＸ軸駆動磁石１７６及び少なくとも１つ（例えば２つ）のＹ軸駆動磁石１７７を更に含む。磁石ホルダ１７５は、第１の表面１７５１及び第２の表面１７５２を含む。磁石ホルダ１７５の第１の表面１７５１は、可動部ホルダ１４の底面１４３上に固定される。これにより、第２の表面１７５２は、固定板１２に対向する。２つのＸ軸駆動磁石１７６は、磁石ホルダ１７５の第２の表面１７５２上に対向設置され、２つのＸ軸磁石駆動コイル１７１にそれぞれ対向する。２つのＹ軸駆動磁石１７７は、磁石ホルダ１７５の第２の表面１７５２上に対向設置され、２つのＸ軸駆動磁石１７６の隣に位置し、２つのＹ軸磁石駆動コイル１７２にそれぞれ対向する。即ち、磁石ホルダ１７５は、２つのＸ軸駆動磁石１７６及び２つのＹ軸駆動磁石１７７を間隔をあけて固定し、第１の表面１７５１を介し、可動部ホルダ１４の底面１４３上に結合され、固定板１２上のＸ軸磁石駆動コイル１７１及びＹ軸磁石駆動コイル１７２に対向する。また、Ｘ軸磁石駆動コイル１７１がＸ軸駆動磁石１７６を駆動し、Ｙ軸磁石駆動コイル１７２がＹ軸駆動磁石１７７を駆動することにより、オートフォーカスユニット１３の撮像光軸７に垂直であるＸ軸及びＹ軸の水平横方向の変位を修正する。これにより、手ぶれが防止され、良好な画像が取得される。

即ち、本発明の第２実施形態による光学防振装置１ａは、コイル１５が磁石１６のみを駆動し、レンズ１３４がＺ軸上においてズーム又はフォーカスを行う。また、固定板１２上に位置するＸ軸磁石駆動コイル１７１とＹ軸磁石駆動コイル１７２とがＸ軸駆動磁石１７６とＹ軸駆動磁石１７７とに対してのみ振動後のＸ軸及びＹ軸の変位の修正を行う。

上述の実施形態は、本発明の応用範囲を限定するものではなく、本発明の保護範囲は、本発明の特許請求の範囲によって画定される技術及び同等効果である変更に基づく。即ち、本発明の特許請求の範囲の同等効果である変更及び修飾は、本発明の主旨を逸脱しない範囲において本発明の一実施形態であるとみなされる。

２００ｋ レンズ（LENS）
２０１ｋ 光軸（OPTICAL AXIS）
２０２ｋ レンズホルダ(保持部)（LENS HOLDER）
２０３ｋ 撮影レンズ部材（PHOTOGRAPHING LENS PART）
３００ｋ 撮像素子（IMAGE SENSOR）
３０１ｋ 回路基板（CIRCUIT BOARD）
４００ｋ 可撓部材（FLEXIBLE PART）
４０１ｋ 可撓部材（FLEXIBLE PART）
４０２ｋ 可撓部材（FLEXIBLE PART）
４０３ｋ 可撓部材（FLEXIBLE PART）
５００ｋ 振れ検出センサ（DISPLACEMENT SENSOR）
５０１ｋ 振れ検出センサ（DISPLACEMENT SENSOR）
５０２ｋ シフト駆動部材（SHIFT DRIVE PART）
５０３ｋ 位置検出センサ（LOCATION SENSOR）
５０４ｋ 防振制御部（VIBRATION PROOF PART）
１ 光学防振装置（OPTICAL VIBRATION PROOF DEVICE）
１ａ 光学防振装置（OPTICAL VIBRATION PROOF DEVICE）
１１ 筐体（CASE）
１１１ 収容空間（PLACEMENT SPACE）
１１２ 貫通孔（OPEN HOLE）
１１３ 上面（TOP SURFACE）
１２ 固定板（FIXING PLATE）
１２１ 穿孔（HOLE）
１２２ 固定孔（FIXING HOLE）
１３ 可動部（MOVING PART）
１３１ 入射端（INCIDENT END）
１３２ 出射端（OUTPUT END）
１３３ レンズホルダ（LENS HOLDER）
１３４ レンズ（LENS）
１３４１ 小レンズ（SMALL LENS）
１３４２ 大レンズ（BIG LENS）
１３５ 上側板ばね（TOP SIDE PLATE SPRING）
１３６ 下側板ばね（UNDER SIDE PLATE SPRING）
１３７ ワッシャ（WASHER）
１４ 可動部ホルダ（MOVING PART HOLDER）
１４１ 蓋板（COVER PLATE）
１４２ 空間（SPACE）
１４３ 底面（BASE SURFACE）
１５ コイル（COIL）
１６ 磁石（MAGNET）
１６１ Ｘ軸磁石（X AXIS MAGNET）
１６２ Ｙ軸磁石（Y AXIS MAGNET）
１７ 補償ユニット（COMPENSATION UNIT）
１７１ Ｘ軸磁石駆動コイル（X AXIS MAGNET DRIVE COIL）
１７２ Ｙ軸磁石駆動コイル（Y AXIS MAGNET DRIVE COIL）
１７３ Ｘ軸振れ検出センサ（X AXIS DISPLACEMENT SENSOR）
１７４ Ｙ軸振れ検出センサ（Y AXIS DISPLACEMENT SENSOR）
１７５ 磁石ホルダ（MAGNET HOLDER）
１７５１ 第１の表面（FIRST SURFACE）
１７５２ 第２の表面（SECOND SURFACE）
１７６ Ｘ軸駆動磁石（X AXIS DRIVE MAGNET）
１７７ Ｙ軸駆動磁石（Y AXIS DRIVE MAGNET）
１８ 懸吊ユニット（SUSPENTION UNIT）
１８１ 弾性部材（ELASTIC PART）
１８１１ 第１の結合端（FIRST CONNECTION END）
１８１２ 第２の結合端（SECOND CONNECTION END）
１９ ベース板（BASE PLATE）
１９１ 貫通孔（OPEN HOLE）
７ 撮像光軸（IMAGING OPTICAL AXIS）
９ 撮像素子ユニット（IMAGE SENSOR UNIT）
９１ 素子チップ（IMAGE SENSOR CHIP）

Claims (4)

1. 撮像素子ユニット上に結合される光学防振装置であって、前記光学防振装置上には、互いに垂直であるＸ軸方向、Ｙ軸方向及びＺ軸方向が画定され、
   前記光学防振装置は、筐体、固定板、コイル、可動部、可動部ホルダ、少なくとも１つの磁石、少なくとも１つの補償ユニット、懸吊ユニット及びベース板を備え、
   前記筐体は、収容空間を有し、
   前記固定板は、前記筐体内に固定され、
   前記可動部には、撮像光軸が画定され、
   入射端及び出射端を有し、前記撮像光軸は、前記Ｚ軸方向に延伸し、前記可動部は、レンズホルダ、レンズ、上側板ばね及び下側板ばねを有し、前記コイルは、前記レンズホルダの外周に巻設され、前記レンズは、前記レンズホルダ内に設置され、前記撮像光軸上に位置し、前記上側板ばねは、前記可動部ホルダ上に固定され、前記下側板ばねは、前記可動部ホルダ内に固定されるとともに、前記上側板ばねと共に前記レンズホルダを弾性挟持し、
   前記可動部ホルダは、蓋板を有することによって内部に前記可動部を収容する空間が形成され、
   前記少なくとも１つの磁石は、前記可動部ホルダ内の周縁部分に位置し、前記コイルに対向し、前記少なくとも１つの磁石及び前記コイルにより、前記可動部を前記撮像光軸に沿った方向に駆動し、前記可動部ホルダに対してＺ軸方向に直線移動させる電磁駆動ユニットが構成され、
   前記少なくとも１つの補償ユニットは、前記固定板上に設置され、前記磁石に対向し、
   前記懸吊ユニットは、前記可動部ホルダ及び前記固定板上に結合されるとともに、前記可動部ホルダ上に結合される前記可動部を前記固定板上に懸吊し、前記可動部は、前記可動部ホルダによって前記筐体の収容空間内に懸吊されて位置決めされ、
   前記ベース板は、前記筐体を固定して前記撮像素子ユニット上に設置し、
   前記補償ユニットから前記撮像素子ユニットまでの垂直距離は、前記コイルから前記撮像素子ユニットまでの垂直距離より長く、前記可動部の入射端は、前記補償ユニットに隣接し、前記出射端は、前記撮像素子ユニットに隣接し、
   前記レンズは、少なくとも１つの小レンズ及び少なくとも１つの大レンズを有するレンズ群から構成され、前記レンズ群は、何れも前記撮像光軸上に位置し、前記大レンズは、前記撮像素子ユニットに対向するとともに、前記出射端部分に隣接し、前記小レンズは、前記入射端部分に隣接し、これにより、レンズには、階段状の落差を有する収縮空間が形成され、前記収縮空間には、前記コイルを固定する前記レンズホルダと、前記コイルに対向する前記磁石及び前記補償ユニットと、が収容されることにより、前記光学防振装置のＸ軸及びＹ軸上の面積を縮小させ、全体の体積を縮小させることができ、
   前記懸吊ユニットは、複数の弾性部材を有し、前記複数の弾性部材は、それぞれＺ軸に平行であり、前記各弾性部材の両末端は、第１の結合端及び第２の結合端であり、前記各弾性部材の前記第１の結合端と前記第２の結合端とは、前記光学防振装置の前記可動部ホルダの前記蓋板と前記固定板とに固定され、これにより、前記複数の弾性部材は、前記可動部ホルダをＺ軸方向に平行に前記収容空間内に弾性懸吊し、
   前記大レンズが前記画像素子ユニットと前記蓋板との間に位置することを特徴とする光学防振装置。
2. 前記懸吊ユニットは、可動部ホルダを前記固定板に対して前記Ｘ軸方向及び前記Ｙ軸方向上に変移させることができる以外に、前記可動部ホルダを前記固定板に対して前記Ｚ軸方向に変移させることができ、
   前記弾性部材は、金属コイルばね、金属板ばね、弾性力を有するプラスチック又は弾性力を有する高分子材であり、前記各弾性部材は、前記固定板の四隅に設置される固定孔中にそれぞれ位置することを特徴とする請求項１に記載の光学防振装置。
3. 前記磁石は、
   前記可動部ホルダ上に対向設置される２つのＸ軸磁石と、
   前記可動部ホルダ上に対向設置され、前記２つのＸ軸磁石の隣に位置する２つのＹ軸磁石とを更に有し、
   前記補償ユニットは、
   前記固定板上に対向設置され、前記２つのＸ軸磁石に対向する２つのＸ軸磁石駆動コイルと、
   前記固定板上に対向設置され、前記２つのＸ軸磁石駆動コイルの隣に位置し、前記２つのＹ軸磁石に対向する２つのＹ軸磁石駆動コイルと、
   前記固定板上に設置され、前記可動部の前記Ｘ軸方向上の変位量を検出するＸ軸振れ検出センサと、
   前記固定板上に設置され、前記可動部の前記Ｙ軸方向上の変位量を検出するＹ軸振れ検出センサとを更に有し、
   前記補償ユニットは、
   第１の表面及び第２の表面を有し、前記第１の表面が前記可動部ホルダ上に固定されることにより、前記第２の表面が前記固定板に対向する磁石ホルダと、
   前記磁石ホルダの前記第２の表面上に対向設置され、前記２つのＸ軸磁石駆動コイルにそれぞれ対向する２つのＸ軸駆動磁石と、
   前記磁石ホルダの前記第２の表面上に対向設置され、前記２つのＸ軸駆動磁石の隣に位置し、前記２つのＹ軸磁石駆動コイルにそれぞれ対向する２つのＹ軸駆動磁石と、を更に有することを特徴とする請求項１に記載の光学防振装置。
4. 前記Ｘ軸振れ検出センサ及び前記Ｙ軸振れ検出センサは、磁気センサ又は光学センサであって、前記磁気センサは、ホールセンサ(Hall?Sensor)、磁気センサ(MR?Sensor)又はフラックスゲートセンサ(Fluxgate)から構成される振れ検出センサであり、前記光学センサは、光学式位置センサ又は光エンコーダ(Optical?Encoder)から構成される振れ検出センサであり、
   前記Ｘ軸振れ検出センサ及び前記Ｙ軸振れ検出センサが磁気センサである場合、前記Ｘ軸振れ検出センサは、前記ベース板上に設置され、前記２つのＸ軸磁石中の１つの位置に対向し、前記Ｙ軸振れ検出センサは、前記固定板上に設置され、前記２つのＹ軸磁石中の１つの位置に対向し、
   前記Ｘ軸振れ検出センサ及び前記Ｙ軸振れ検出センサが光学センサである場合、前記Ｘ軸振れ検出センサ及び前記Ｙ軸振れ検出センサは、前記固定板上に設置され、前記可動部の部分に対向することを特徴とする請求項１に記載の光学防振装置。

Images