JP5958611B2 - カメラモジュール駆動装置およびカメラ付き携帯端末 - Google Patents

Description

本発明は、カメラモジュール駆動装置に関し、特に、携帯端末用の小型カメラで静止画像の撮影時に生じた手振れ（振動）を補正して像ブレのない画像を撮影できるようにした、カメラモジュール駆動装置およびカメラ付き携帯端末に関する。

静止画像の撮影時に手振れ（振動）があったとしても、結像面上での像ブレを防いで鮮明な撮影ができるようにしたカメラモジュール駆動装置が、従来から種々提案されている。

例えば、本発明者は他の一人と共同で、駆動手段（アクチュエータ）として、内枠の底部と外枠の底部とにボイスコイルモータを使用した「手振れ補正装置」を提案した（特許第４６２６７８０号公報（特許文献１）参照）。

特許文献１に開示された手振れ補正装置は、レンズと撮像素子とを保持するカメラモジュールを、光軸に直交し、かつ互いに交差する第１の軸と第２の軸との回りに揺動させることにより、手振れを補正するようにしたものである。手振れ補正装置は、カメラモジュールを内部で固定する内枠と、この内枠をその外側から第１の軸の回りに揺動自在に支持する中枠と、この中枠をその外側から第２の軸の回りに揺動自在に支持する外枠と、内枠の底部と外枠の底部とに設けられたボイスコイルモータとを有する。ボイスコイルモータは、内枠および中枠を、それぞれ、第１の軸および第２の軸の回りで揺動させるように駆動する。

また、特開２０１１−２７９４７号公報（特許文献２）は、狭いスペース内に振れ補正用の可動モジュール駆動機構を設けることができる「光学ユニット」を開示している。特許文献２に開示された光学ユニットは、固定体と、光学素子を保持する可動モジュールと、この可動モジュールが固定体に対して変位可能に支持された弾性部材と、可動モジュールを固定体に対して揺動させる補正用の可動モジュール駆動機構と、を有する。可動モジュール駆動機構は、電磁石と被駆動部材とを有する。電磁石は、可動モジュールおよび固定体のうちの一方側において光の入出射側とは反対側の端部に設けられている。被駆動部材は、可動モジュールおよび固定体のうちの他方側において電磁石に対して光軸方向で対向する位置に設けられ、電磁石との間に吸引力および反発力のうちの少なくとも一方を発生させる。

この特許文献２に開示された光学ユニットでは、コイルと永久磁石との間のフレミングの左手の法則に基づいて発生する駆動力と違って、電磁石を用いているため、電磁石と被駆動部材とについては光軸方向で対向させればよい。このため、可動モジュール駆動機構は、光動モジュールの周りで大きな空間を占有しないので、光学ユニットの小型化を図ることができる。

また、特許文献２に開示された光学ユニットにおいて、ジャイロスコープは、可動モジュールの被写体側とは反対側の端部の略中央部分に固定されている。電磁石として、コイルの内側に鉄芯を備えていない空芯電磁石か、或いはコイルの内側に鉄芯を備える鉄心電磁石を使用している。また、被駆動部材として、永久磁石か、或いは磁性体を使用している。被駆動部材として永久磁石を使用する場合、永久磁石は、可動モジュールの被写体側とは反対側の端部に、ヨークの平板部を介して取り付けられている。

さらに、特開２０１２−１０３３７６号公報（特許文献３）は、オートフォーカスモジュールの手ブレ防止傾斜補正構造を開示している。この特許文献３に開示されたオートフォーカスモジュールの手ブレ防止傾斜補正構造は、オートフォーカスモジュールと、フレームと、補正駆動部と、を包含する。オートフォーカスモジュールは、その内部に取り付けられたレンズセットを駆動して光線進入方向に上下移動させて、フォーカス動作を実行する。フレームは、オートフォーカスモジュールを被覆し、このフレームの上端に支持弾性部材が取り付けられている。支持弾性部材は、オートフォーカスモジュールの上端に接続されてオートフォーカスモジュールをフレーム内で宙づり状態に支持する。これにより、支持弾性部材は、オートフォーカスモジュールを支持弾性部材の中心を支点として、前後、左右に揺動、傾斜動作させる。補正駆動部は、オートフォーカスモジュールの下端に配設されて、オートフォーカスモジュールをフレーム内で駆動して左右方向或いは前後方向に傾斜動作を行わせ、手の震えが形成する画像オフセットを補正する。

この特許文献３では、支持弾性部材は外周固定部、第１可動部、第２可動部を包含する。外周固定部はフレームの上端に固定される。第１可動部は外周固定部の内周縁の内に設けられ、二組の対称な第１支点で外周固定部に接続される。第２可動部は第１可動部の内周縁の内に設けられ、二組の対称な第２支点で、第１支点に対して９０度角を成す位置において、第１可動部に接続される。第２可動部がオートフォーカスモジュールの上端に接続される。

また、特許文献３において、補正駆動部は、補正磁石アセンブリ、補正コイルアセンブリ、移動量検出アセンブリを包含する。補正磁石アセンブリの代わりに、オートフォーカスモジュール中の磁石を使用してもよい。

特許第４６２６７８０号公報 特開２０１１−２７９４７号公報（図３〜図６） 特開２０１２−１０３３７６号公報（段落００１７〜００３９、図２〜図６）

特許文献１に開示された手振れ補正装置では、カメラモジュールの外側に、内枠、中枠、外枠を有するので、装置が大型になってしまうという問題がある。

特許文献２に開示された光学ユニットでは、電磁石を構成するコイルが、被駆動部材（永久磁石又は磁性体）と対向しており、その周囲をヨークなどの磁性部材で覆われることなく、露出している。また、被駆動部材である永久磁石も、ヨークの平板部に取り付けられているだけである。そのため、コイルを通電することにより生成される磁束（漏洩磁束）により、可動モジュールの磁気回路（レンズ駆動用マグネット、レンズ駆動用コイル）に悪影響を与える（磁気干渉を与える）恐れがある。

また、特許文献２に開示された光学ユニットにおいて、被駆動部材は、可動モジュールの端部に直接取り付けられている（永久磁石はヨークの平板部を介して可動モジュールの端部に取り付けられている）。その為、寸法が一定の専用の可動モジュールにしか適用できない。寸法（サイズ）が異なる別の可動モジュールに適用させるために、それに対応して、電磁石や被駆動部の形状や寸法（サイズ）等を設計変更し直す必要がある。

特許文献３に開示された手ブレ防止傾斜補正構造でも、補正駆動部を構成する補正磁石アセンブリや補正用コイルアセンブリは、その周囲をヨークなどの磁性部材で覆われることなく、露出している。したがって、上記特許文献２と同様に、補正用コイルアセンブリから発生した電磁場が、オートフォーカスモジュールのボイスコイルモータ（ＶＣＭ）駆動構造に悪影響を与える（磁気干渉を与える）恐れがある。

また、特許文献３に開示された手ブレ防止傾斜補正構造では、補正磁石アセンブリは、オートフォーカスモジュールの底部に、直接配設されると共に、支持弾性部材の外周固定部はフレームの上端に固定されている。その為、寸法が一定の専用のオートフォーカスモジュールにしか適用できない。寸法（サイズ）が異なる別のオートフォーカスモジュールに適用させるために、それに対応して、補正駆動部（補正磁石アセンブリ、補正コイルアセンブリ）の形状、寸法等や支持弾性部材の形状、寸法等を設計変更し直す必要がある。

したがって、本発明の解決課題は、カメラモジュールの磁気回路（ボイスコイルモータ）への悪影響を少なくすることができる、カメラモジュール駆動装置を提供することにある。

本発明の他の解決課題は、異なるサイズのカメラモジュールに対して大幅な設計変更をすることなく、容易に対応可能なカメラモジュール駆動装置を提供することにある。

本発明の他の目的は、説明が進むにつれて明らかになるだろう。

本発明によれば、レンズ（Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３）と撮像素子（２８）とを保持するカメラモジュール（２０）を、光軸（Ｏ）に関して傾斜させることにより、手振れを補正するようにしたカメラモジュール駆動装置（３０）であって、カメラモジュール（２０）の少なくとも互いに対向する両側面を保持しつつ案内するモジュールガイド（３２）と、カメラモジュール（２０）から光軸（Ｏ）方向に離間して配置された固定部材（３４）と、固定部材（３４）の中央部に設けられ、固定部材（３４）に対してカメラモジュール（２０）を傾斜可能に支持する支持弾性部材（３６）と、カメラモジュール（２０）の下端外周部で、モジュールガイド（３２）の底部と固定部材（３４）の外周部との間に設けられ、カメラモジュール（２０）を光軸（Ｏ）に関して傾斜させるように駆動するボイスコイルモータ（４０）と、を有し、ボイスコイルモータ（４０）は、支持弾性部材（３６）の外周で、光軸（Ｏ）に対して直交し、かつ互いに交差する位置で、固定部材（３４）に設けられた少なくとも２個のチルトコイル（４２）と、モジュールガイド（３２）の底部側に配置された環状のヨーク（４８）であって、少なくとも２個のチルトコイル（４２）の周囲を覆うように突出する複数の突出片（４８２）を持つ、ヨーク（４８）と、このヨーク（４８）の下面側に、少なくとも２個のチルトコイル（４２）の中央部へ突出して配置された少なくとも２個の磁石（４６）と、から構成されることをカメラモジュール駆動装置（３０）が得られる。

上記本発明によるカメラモジュール駆動装置（３０）において、少なくとも２個のチルトコイル（４２）は、固定部材（３４）に埋め込んで設けられてよい。この場合、固定部材（３４）は、ヨーク（４８）の複数の突出片（４８２）が遊嵌する複数の溝部（３４ａ）を有する。

また、上記本発明によるカメラモジュール駆動装置（３０）において、支持弾性部材（３６）は、例えば、固定部材（３４）の中央部に固定される中央固定部（３６２）と、この中央固定部の外周縁近傍に設けられ、光軸（Ｏ）を中心に点対称な２箇所の第１の支点（３６４ａ）で中央固定部に接続された、第１の可動部（３６４）と、この第１の可動部の外周縁近傍に設けられ、第１の支点に対して９０度の角度位置にありかつ光軸（Ｏ）を中心に点対称な２箇所の第２の支点（３６６ａ）で第１の可動部に接続された第２の可動部（３６６）と、を有する。

さらに、上記本発明によるカメラモジュール駆動装置（３０）において、カメラモジュール（２０）の振れを検出する手振れセンサ（６０）を更に備えてよい。手振れセンサ（６０）は、モジュールガイド（３２）の外壁に取付けられてよい。手振れセンサは、例えば、カメラモジュール（２０）の角速度を検出するジャイロセンサ（６０）から成ってよい。

また、本発明によれば、上記カメラモジュール駆動装置（３０）を搭載して成るカメラ付き携帯端末（１００）が得られる。

尚、上記括弧内の参照符号は、理解を容易にするために付したものであり、一例に過ぎず、これらに限定されないのは勿論である。

本発明では、ヨークがチルトコイルの周囲を覆うように突出する複数の突出片を持っているので、カメラモジュールの磁気回路（ボイスコイルモータ）への悪影響を少なくすることができる。

本発明の一実施の形態に係るカメラモジュール駆動装置を含むカメラユニットの外観斜視図である。 図１に示したカメラユニットの縦断面図である。 図１に示したカメラユニットを斜め上方から視た分解斜視図である。 図１に示したカメラユニットを斜め下方から見た分解斜視図である。 図１乃至図４に示したカメラユニットから、カメラモジュール、モジュールガイド、ヨーク、永久磁石、およびチルトコイルを削除して示した平面図である。 図５の線VI-VIに関する断面図である。 図１乃至図４に示したカメラユニットに使用されるボイスコイルモータ（ＶＣＭ）を構成する磁気回路の主要部における、磁気回路の磁束密度分布の様子を示した部分断面図である。 図１乃至図４に示したカメラユニットを搭載したカメラ付き携帯端末の外観を示す斜視図である。 図１乃至図４に示したカメラユニットを搭載したカメラ付き携帯端末の構成を示すブロック図である。 図１乃至図４に示したカメラユニットに使用されるカメラモジュール駆動装置を制御する手振れ補正アクチュエータの構成を示すブロック図である。

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。

図１乃至図４を参照して、本発明の一実施の形態によるカメラモジュール駆動装置３０を含むカメラユニット１０について説明する。図１はカメラユニット１０の外観斜視図である。図２は図１に示したカメラユニット１０の縦断面図である。図３は図１に示したカメラユニット１０を斜め上方から視た分解斜視図である。図４は図１に示したカメラユニット１０を斜め下方から視た分解斜視図である。

ここでは、図１乃至図４に示されるように、直交座標系（Ｘ，Ｙ，Ｚ）を使用している。図１乃至図４に図示した状態では、直交座標系（Ｘ，Ｙ，Ｚ）において、Ｘ軸方向は前後方向（奥行方向）であり、Ｙ軸方向は左右方向（幅方向）であり、Ｚ軸方向は上下方向（高さ方向）である。そして、図１乃至図４に示す例においては、上下方向Ｚがレンズの光軸Ｏ方向である。尚、本実施の形態において、Ｘ軸方向（前後方向）は第１の方向とも呼ばれ、Ｙ軸方向（左右方向）は第２の方向とも呼ばれる。また、Ｘ軸は第１の軸とも呼ばれ、Ｙ軸は第２の軸とも呼ばれ、Ｚ軸は第３の軸とも呼ばれる。

但し、実際の使用状況においては、光軸Ｏ方向、すなわち、Ｚ軸方向が前後方向となる。換言すれば、Ｚ軸の上方向が前方向となり、Ｚ軸の下方向が後方向となる。

また、以下の説明では、各方向の振れのうち、Ｘ軸（第１の軸）周りの回転はピッチング（縦揺れ）に相当し、Ｙ軸（第２の軸）周りの回転はヨーイング（横揺れ）に相当し、Ｚ軸（第３の軸）周りの回転はローリングに相当する。

カメラユニット１０は、カメラモジュール２０とカメラモジュール駆動装置３０とから構成される。カメラモジュール駆動装置３０は、手振れ補正装置とも呼ばれる。カメラモジュール２０は、後述するレンズと撮像素子とを保持する。図示のカメラモジュール２０は、オートフォーカスレンズ駆動ユニットを含む。

オートフォーカスレンズ駆動ユニットは、レンズ可動部とレンズ駆動部とから構成される。レンズ駆動部は、レンズ可動部を光軸Ｏ方向に摺動可能に支持しながら、レンズ可動部を駆動する。レンズ駆動部は、ボイスコイルモータ（ＶＣＭ）から構成される。

カメラモジュール２０は、モジュール筐体２２を備える。モジュール筐体２２の上面は、レンズの光軸Ｏを中心軸とした円筒部２２ａを有する。一方、モジュール筺体２２の下部中央部には、基板（図示せず）に配置された撮像素子（後述する）が搭載される。この撮像素子は、レンズ（後述する）により結像された被写体像を撮像して電気信号に変換する。撮像素子は、例えば、ＣＣＤ（charge coupled device）型イメージセンサ、ＣＭＯＳ（complementary metal oxide semiconductor）型イメージセンサ等により構成される。

カメラモジュール駆動装置（手振れ補正装置）３０は、カメラモジュール２０を、光軸Ｏに直交し、かつ互いに交差する第１の軸（Ｘ軸）と第２の軸（Ｙ軸）との回りに揺動傾斜させることにより、手振れを補正するためのものである。図示の例では、第１の軸（Ｘ軸）はピッチ方向に延在するピッチ軸であり、第２の軸（Ｙ軸）はヨー方向に延在するヨー軸である。

カメラモジュール駆動装置（手振れ補正装置）３０は、一対のモジュールガイド３２と、固定部材（ベース）３４と、支持弾性部材３６と、ストッパ３８とを含む。一対のモジュールガイド３２は、カメラモジュール２０の互いに対向する両側面を保持しつつ案内する。一対のモジュールガイド３２は、接着剤などによって、モジュール筐体２２の外壁に固定される。固定部材（ベース）３４は、カメラモジュール２０から光軸Ｏ方向に（カメラモジュール２０の被写体側とは反対側に）離間して配置されている。支持弾性部材３６は、固定部材（ベース）３４の中央部に設けられ、固定部材（ベース）３４に対してカメラモジュール２０を揺動傾斜可能に支持する。ストッパ３８は、後述するように、支持弾性部材３６を固定部材（ベース）３４に取り付けるためのものである。

尚、ベース（固定部材）３４は、後述するカメラ付き携帯端末１００（図８）の筐体に固定されている。

カメラモジュール駆動装置（手振れ補正装置）３０は、カメラモジュール２０の下端外周部で、一対のモジュールガイド３２の底部と固定部材（ベース）３４の外周部との間に設けられたボイスコイルモータ（ＶＣＭ）４０（後述する）を更に備えている。ボイスコイルモータ４０は、カメラモジュール２０（一対のモジュールガイド３２）を光軸Ｏに関して、第１の軸（ピッチ軸）Ｘおよび第２の軸（ヨー軸）Ｙの回りで揺動傾斜させるように駆動する。

次に、図３および図４を参照して、カメラモジュール駆動装置（手振れ補正装置）３０に使用されるボイスコイルモータ（ＶＣＭ）４０について説明する。

ボイスコイルモータ（ＶＣＭ）４０は、固定部材（ベース）３４に設けられた４個のチルトコイル４２と、一対のモジュールガイド３２の底部に取付けられた矩形環状のトッププレート４４と、このトッププレート４４に設けられた４個の直方体形状の永久磁石４６と、モジュールガイド３２とトッププレート４４との間に配置されたヨーク４８と、を有する。

詳述すると、図３に示されるように、４個のチルトコイル４２は、固定部材（ベース）３４の中心軸Ｃの回りに回転対称に設けられた、第１乃至第４のチルトコイル４２−１、４２−２、４２−３、および４２−４から成る。換言すれば、第１乃至第４のチルトコイル４２−１〜４２−４は、支持弾性部材３６の外周で、光軸Ｏに対して直交し、かつ互いに交差する位置で、固定部材（ベース）３４に設けられている。第１乃至第４のチルトコイル４２−１〜４２−４は、固定部材（ベース）３４に埋め込んで設けられている。その為、固定部材（ベース）３４は、第１乃至第４のチルトコイル４２−１〜４２−４をそれぞれ収容する第１乃至第４の凹部３４−１、３４−２、３４−３、および３４−４を持つ。

尚、図示の例では、第２および第４の凹部３４−２および３４−４には、それぞれ、貫通穴３４−２ａおよび貫通穴３４−４ａが穿設されている。そして、これら貫通穴３４−２ａおよび貫通穴３４−４ａに隣接して、固定部材（ベース）３４から、それぞれ、フック部３４−２ｂおよび３４−４ｂが下方へ突出している。

一方、図４に示されるように、４個の永久磁石４６は、トッププレート４４に、それぞれ、第１乃至第４のチルトコイル４２−１〜４２−４の中央部へ突出して設けられた、第１乃至第４の永久磁石４６−１、４６−２、４６−３、および４６−４から成る。

トッププレート４４は、後述するヨーク４８の厚みの分だけ凹んだリング形状の凹部を有する。このリング形状の凹部は、光軸Ｏより前側に設けられた第１の凹部４４−１と、光軸Ｏより右側に設けられた第２の凹部４４−２と、光軸Ｏよりも後側に設けられた第３の凹部４４−３と、光軸Ｏよりも左側に設けられた第４の凹部４４−４とから成る。第１乃至第４の凹部４４−１〜４４−４には、それぞれ、上記第１乃至第４の永久磁石４６−１〜４６−４が嵌入される矩形形状の第１乃至第４の嵌入穴４４−１ａ、４４−２ａ、４４−３ａ、および４４−４ａが穿設されている。

図３に示されるように、第１のチルトコイル４２−１と第３のチルトコイル４２−３は、光軸Ｏからピッチ方向Ｘに互いに離間して配置されている。第２のチルトコイル４２−２と第４のチルトコイル４２−４は、光軸Ｏからヨー方向Ｙに互いに離間して配置されている。

第１のチルトコイル４２−１と第３のチルトコイル４２−３との組み合わせは、カメラモジュール２０を第２の軸（ヨー軸）Ｙの回りに揺動傾斜するために使用されるので、ヨーイング用コイルとも呼ばれる。一方、第２のチルトコイル４２−２と第４のチルトコイル４２−４との組み合わせは、カメラモジュール２０を第１の軸（ピッチ軸）Ｘの回りに揺動するために使用されるので、ピッチング用コイルとも呼ばれる。

第１乃至第４のチルトコイル４２−１〜４２−４に電流が流れていない状態（非通電時）では、カメラモジュール２０は、後述する支持弾性部材３６の復元力（復帰力）によって、その光軸Ｏと固定部材（ベース）３４の中心軸Ｃとが一致するように、支持される。

また、ヨーク４８は、第１乃至第４のチルトコイル４２−１〜４２−４の周囲を覆うように突出する８個の突出片４８２を持つ。これら８個の突出片４８２は、オートフォーカス対応カメラモジュール２０に磁界の影響を与えないためのものである。トッププレート４４は、これら８個の突出片４８２のうち、内側の４個の突出片４８２が貫通する４個の貫通穴４４−１ｂ、４４−２ｂ、４４−３ｂ、および４４−４ｂ（図５参照）を有する。そして、固定部材（ベース）３４は、ヨーク４８の８個の突出片４８２がそれぞれ遊嵌する８個の溝部３４ａを有する。

一対のモジュールガイド３２の底部には、下方へ突出する４個の突起部３２２が設けられている。ヨーク４８は、その四隅に、これら４個の突起部３２２が挿通する４つの挿通穴４８ａを持つ。また、トッププレート４４も、その四隅に、これら４個の突起部３２２が嵌入される４つの嵌入穴４４ａを持つ。したがって、一対のモジュールガイド３２の４個の突起部３２２は、ヨーク４８の４つの挿通穴４８ａを挿通した後、トッププレート４４の４つの嵌入穴４４ａに嵌入され、それらの先端を熱溶着することによって、一対のモジュールガイド３２とヨーク４８とトッププレート４４とが取付けられる。

次に、図３及び図４に加えて図５及び図６をも参照して、支持弾性部材３６の構造とその接続（取付け）構造について説明する。図５は、カメラユニット１０から、カメラモジュール２０、一対のモジュールガイド３２、ヨーク４８、４個の永久磁石４６、および４個のチルトコイル４２を削除（省略）して示した平面図である。図６は、図５の線VI-VIに関する断面図である。

最初に、支持弾性部材３６の構造について説明する。

図３に示されるように、支持弾性部材３６は、中央固定部３６２と、第１の可動部３６４と、第２の可動部３６６とを有する。中央固定部３６２は、固定部材（ベース）３４の中央部に後述するように固定される。第１の可動部３６４は、中央固定部３６２の外周縁近傍に設けられ、二組の対称な第１の支点３６４ａで中央固定部３６２に接続されている。第２の可動部３６６は、第１の可動部３６４の外周縁近傍に設けられ、二組の第２の支点３６６ａで第１の可動部３６４に接続されている。二組の第２の支点３６６ａは、第１の支点３６４ａに対して９０度の角度位置にある。また、第２の可動部３６６は、トッププレート４４に後述のように取付けられる。したがって、支持弾性部材３６は、いわゆる、ジンバルの構造をしている。

次に、支持弾性部材３６の接続（取付け）構造について説明する。

図３に示されるように、固定部材（ベース）３４は、その中央部で、上方へ突出する２個の突起部３４２を持つ。支持弾性部材３６の中央固定部３６２は、これら２個の突起部３４２が挿通する２つの貫通穴３６２ａを持つ。一方、ストッパ３８は、固定部材（ベース）３４の２個の突起部３４２が嵌入される、逆円錐台形状の２つの嵌入穴３８ａを持つ。従って、固定部材（ベース）３４の２個の突起部３４２を、支持弾性部材３６の中央固定部３６２の２つの貫通穴３６２ａを挿通させ、ストッパ３８の２つの嵌入穴３８ａを嵌入した後、熱溶着することによって、支持弾性部材３６の中央固定部３６２は固定部材（ベース）３４の中央部に堅固に固定される。

一方、図４に示されるように、トッププレート４４は、その内周縁の四隅で、下方へ突出する４個の突起部４４２を持つ。支持弾性部材３６の第２の可動部３６６は、これら４個の突起部４４２が嵌入される４つの嵌入穴３６６ｂを持つ。従って、トッププレート４４の４個の突起部４４２を、支持弾性部材３６の第２の可動部３６６の４つの嵌入穴３６６ｂを嵌入した後に、それらの先端を熱溶着することによって、支持弾性部材３６の第２の可動部３６６はトッププレート４４に取付けられる。

したがって、カメラモジュール２０と一対のモジュールガイド３２とヨーク４８とトッププレート４４と４個の永久磁石４６との組み合わせは、可動部（２０，３２，４８，４４，４６）として働く。一方、固定部材（ベース）３４と４個のチルトコイル４２とストッパ３８との組み合わせは、固定部（３４，４２，３８）として働く。そして、支持弾性部材（ジンバル）３６は、固定部（３４，４２，３８）に対して可動部（２０，３２，４８，４４，４６）を、その中心点３６Ｃを支点として揺動傾斜自在に支持する支持部材として働く。

図示のカメラモジュール駆動装置（手振れ補正装置）３０は、一対のモジュールガイド３２の一方（図示の例では、右側のモジュールガイド）の外壁に取付けられた手振れセンサ６０を更に備えている。手振れセンサ６０は、カメラモジュール２０の振れを検出するためのものである。図示の手振れセンサ６０は、カメラモジュール２０の角速度を検出ためのジャイロセンサから成る。

カメラモジュール２０の裏面には、第１のフレキシブルプリント基板（ＦＰＣ）７１が取付けられている。この第１のフレキシブルプリント基板（ＦＰＣ）７１は、カメラモジュール２０のオートフォーカスレンズ駆動ユニットのレンズ駆動部を構成する駆動コイルへ給電したり、撮像素子で撮像された電気信号を外部へ伝送するためのものである。

また、手振れセンサ（ジャイロセンサ）６０は、第２のフレキシブルプリント基板（ＦＰＣ）７２の一端部を介してモジュールガイド３２の外壁に取付けられている。この第２のフレキシブルプリント基板（ＦＰＣ）７２は、手振れセンサ（ジャイロセンサ）６０で検出された角度信号を後述する振れ補正制御部１１２（図１０）へ供給したり、この振れ補正制御部１１２からの駆動電流を第１乃至第４のピッチコイル４２−１〜４２−４へ供給するためのものである。

図７は、ボイスコイルモータ（ＶＣＭ）４０を構成する磁気回路の主要部における、磁気回路の磁束密度分布の様子を示した部分断面図である。磁気回路は、チルトコイル４２と永久磁石４６とヨーク４８とから構成される。前述したように、ヨーク４８は、チルトコイル４２の外周部（詳細には、外側壁）を覆うように突出する突出片４８２を持つ。

図７は、チルトコイル４２に通電していないときの状態を示している。図示の例では、永久磁石４６は、上側がＮ極で、下側がＳ極に着磁されている。図７から明らかように、永久磁石４６のＮ極で生成された磁束は、ヨーク４８中を通過し、突出片４８２からチルトコイル４２を介して、永久磁石４６のＳ極へ至っていることが分かる。そして、磁束は、効率良くチルトコイル４２を通過しており、漏洩磁束が殆ど無いことが分かる。

したがって、チルトコイル４２へ通電しても、磁気回路から外部へ漏洩する磁束も殆どないことになる。その結果、カメラモジュール２０への磁気干渉を無くすことができる。

次に、図３及び図４を参照して、ボイスコイルモータ（ＶＣＭ）４０の動作について説明する。

第１乃至第４のチルトコイル４２−１〜４２−４に通電していないとき、光軸Ｏと固定部材（ベース）３４の中心軸Ｃとは一致している。すなわち、カメラモジュール２０は、支持弾性部材３６の復元力（復帰力）によって、中立位置（初期位置）に置かれている。

この状態において、第２および第４のチルトコイル（ピッチング用コイル）４２−２、４２−４に電流を流したとする。第２および第４の永久磁石４６−２、４６−４の磁界（磁束）とピッチング用コイル（４２−２、４２−４）を流れる電流との相互作用により、フレミングの左手の法則によって、ピッチング用コイル（４２−２、４２−４）に電磁力（推力）が発生する。しかしながら、ピッチング用コイル（４２−２、４２−４）は、固定部材（ベース）３４に固定されているので、その反作用として、可動側である第２および第４の永久磁石４６−２、４６−４およびヨーク４８には、ピッチング用コイル（４２−２、４２−４）へ近づくまたはそれから離れる方向の電磁力が作用する。その結果、カメラモジュール２０を含む可動部（２０，３２，４８，４４，４６）は、支持弾性部材（ジンバル）３６の中心点３６Ｃを支点として、第１の軸（ピッチ軸）Ｘの回りに揺動する。

そして、上記ピッチング用コイル（４２−２、４２−４）の電磁力（推力）と支持弾性部材３６の復元力（復帰力）とが釣り合ったところで、固定部（３４，４２，３８）に対する可動部（２０，３２，４８，４４，４６）の第１の軸（ピッチ軸）Ｘの回りの揺動が停まる。

次に、中立位置（初期位置）の状態において、第１および第３のチルトコイル（ヨーイング用コイル）４２−１、４２−３に電流を流したとする。第１および第３の永久磁石４６−１、４６−３の磁界（磁束）とヨーイング用コイル（４２−１、４２−３）を流れる電流との相互作用により、フレミングの左手の法則によって、ヨーイング用コイル（４２−１、４２−３）に電磁力（推力）が発生する。しかしながら、ヨーイング用コイル（４２−１、４２−３）は、固定部材（ベース）３４に固定されているので、その反作用として、可動側である第１および第３の永久磁石４６−１、４６−３およびヨーク４８には、ヨーイング用コイル（４２−１、４２−３）へ近づく方向またはそれから離れる方向の電磁力が作用する。その結果、カメラモジュール２０を含む可動部（２０，３２，４８，４４，４６）は、支持弾性部材（ジンバル）３６の中心点３６Ｃを支点として、第２の軸（ヨー軸）Ｙの回りに揺動する。

そして、上記ヨーイング用コイル（４２−１、４２−３）の電磁力（推力）と支持弾性部材３６の復元力（復帰力）とが釣り合ったところで、固定部（３４，４２，３８）に対する可動部（２０，３２，４８，４４，４６）の第２の軸（ヨー軸）Ｙの回りの揺動が停まる。

図８は、カメラユニット１０を搭載したカメラ付き携帯端末１００の外観を示す斜視図である。図示のカメラ付き携帯端末１００は、カメラ付き携帯電話機であって、折りたたまれた状態を示している。カメラ付き携帯端末１００の所定の位置にカメラユニット（カメラモジュール駆動装置）１０が取り付けられている。このような構成により、使用者は、カメラ付き携帯端末１００を用いて撮影することができる。

尚、本例では、カメラ付き携帯端末１００としてカメラ付き携帯電話機の場合を例に挙げて示しているが、カメラ付き携帯端末は、スマートフォン、ノート型パソコン、タブレット形パソコン、携帯型ゲーム機、Ｗｅｂカメラ、車載用カメラであってもよい。

図９は、図１乃至図４に示したカメラユニット１０を搭載したカメラ付き携帯端末１００の構成を示すブロック図である。

カメラモジュール２０は、複数のレンズＬ１、Ｌ２、Ｌ３と、撮像素子２８とを保持している。これらレンズＬ１〜Ｌ３によって、レンズバレル（レンズアセンブリ）が構成される。

カメラ付き携帯端末１００は、全体制御部１１０を有する。全体制御部１１０は、振れ補正制御部１１２を内蔵している。全体制御部１００は、タイミングジェネレータ（ＴＧ）１２２に接続されている。撮像素子２８で撮像された信号は、第１のフレキシブルプリント基板（ＦＰＣ）７１を介してアナログ処理部（ＡＦＥ）１２４に供給される。タイミングジェネレータ（ＴＧ）１２２は、タイミング信号を撮像素子２８とアナログ処理部（ＡＦＥ）１２４に供給する。アナログ処理部（ＡＦＥ）１２４で処理された信号は、画像処理部１２６で画像処理された後、画像メモリ１２８に記録（保存）される。画像処理部１２６と画像メモリ１２８は、全体制御部１１０で制御される。

全体制御部１１０には、表示部１３０と画像記録部１３２とが接続されている。また、全体制御部１１０は、フォーカス制御部１３４にフォーカス指令信号を送出する。このフォーカス指令信号に応答して、フォーカス制御部１３４は、カメラモジュール２０内のレンズＬ２を光軸に沿って移動させる。全体制御部１１０は、シャッタ駆動部１３６へシャッタ制御信号を送出する。このシャッタ制御信号に応答して、シャッタ駆動部１３６はカメラユニット１０のシャッタ（図示せず）を駆動する。

図１０は、手振れ補正装置（カメラモジュール駆動装置）３０を制御する手振れ補正アクチュエータ２００の構成を示すブロック図である。

手振れセンサ（ジャイロセンサ）６０で検出された角速度信号は、振れ補正制御部１１２に供給される。振れ補正制御部１１２には、シャッターボタン２０６からシャッタ操作指令信号が供給される。

振れ補正制御部１１２は、角速度検出信号からカメラ付き携帯端末１００の筐体の振れを検出する振れ検出回路２１２と、シャッタ操作指令信号を受けるシーケンスコントロール回路２１４とを有する。振れ検出回路２１２は、フィルタ回路と増幅回路とを含む。振れ検出回路２１２は、振れ検出信号を振れ量検出回路２１６に供給する。振れ量検出回路２１６は、振れ検出信号からカメラ付き携帯端末１００の筐体の振れ量を検出し、振れ量検出信号を係数変換回路２１８へ送出する。係数変換回路２１８は、振れ量検出信号を係数変換し、係数変換した信号を制御回路２２０へ送出する。

制御回路２２０は、係数変換回路２１８から供給される係数変換した信号に応答して、振れ検出回路２１２で検出された振れを相殺するような（ジャイロセンサ６０の出力が最小となるような）フィードバック制御信号を出力する。シーケンスコントロール回路２１４は、シャッタ操作指令信号に応答して、振れ量検出回路２１６、係数変換回路２１８、および制御回路２２０のタイミングを制御する。フィードバック制御信号は、駆動回路２２２に供給される。

前述したように、カメラモジュール駆動装置（手振れ補正装置）３０は、ボイスコイルモータ４０として、カメラモジュール２０を第１の軸（ピッチ軸）Ｘの回りに揺動するためのピッチング用コイル（４２−２、４２−４）と、カメラモジュール２０を第２の軸（ヨー軸）Ｙの回りに揺動するためのヨーイング用コイル（４２−１、４２−３）とを備えている。ピッチング用コイル（４２−２、４２−４）は、第１方向アクチュエータ４２Ｐとも呼ばれ、ヨーイング用コイル（４２−１、４２−３）は、第２方向アクチュエータ４２Ｙとも呼ばれる。とにかく、カメラモジュール駆動装置（手振れ補正装置）３０は、第１方向アクチュエータ４２Ｐと第２方向アクチュエータ４２Ｙとを含む。

上記フィードバック制御信号に応答して、駆動回路２２２は、第１方向アクチュエータ４２Ｐおよび第２方向アクチュエータ４２Ｙを駆動する。

このような構成により、カメラ付き携帯端末１００の筐体の振れを打ち消すように、カメラモジュール２０を揺動させることができる。その結果、手振れを補正することができる。

上述したように、本発明によるカメラユニット１０（カメラモジュール駆動装置３０）は、カメラモジュール２０を保持する一対のモジュールガイド３２を備えている。したがって、一対のモジュールガイド３２の形状やサイズ（寸法）等を変更するのみで、他のサイズのカメラモジュールにも対応可能である。

上述したような、本発明の実施の形態によるカメラモジュール駆動装置３０では、次に述べるような効果を奏する。

第１に、ヨーク４８が、第１乃至第４のチルトコイル４２−１〜４２−４の周囲を覆うように突出する複数の突出片４８２を持っているので、第１乃至第４のチルトコイル４２−１〜４２−４に流した電流によって発生する磁界に起因する、カメラモジュール２０のレンズ駆動部（ボイスコイルモータ）への悪影響を避けることができる。

第２に、一対のモジュールガイド３２を備えているので、一対のモジュールガイド３２のみの形状や寸法等を変更することで、他のサイズのカメラモジュール２０にも対応可能であることである。

以上、実施の形態を参照して本発明を説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではない。本発明の構成や詳細には、本発明のスコープ内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。

例えば、上述した実施の形態では、カメラモジュール２０の振れを検出する手振れセンサとしてジャイロセンサ６０を使用しているが、他のセンサを使用してもよいのは勿論である。他のセンサとしては、例えば、フォトリフレクタ、ホール素子、コイルによるインダクタンス検出、ひずみセンサ（ジンバル部）等が考えられる。なお、カメラユニットの外側に導電性シールドケースを付けることで、ＥＭＣ対策を行っても良い。

また、上述した実施の形態では、カメラモジュール２０を保持しつつ案内するために一対のモジュールガイド３２を使用しているが、それに限定しないのは勿論である。すなわち、カメラモジュールの少なくとも互いに対向する両側面を保持しつつ案内するモジュールガイドであれば、どのような構成（構造）であっても構わない。

さらに、上述した実施の形態では、ボイスコイルモータ４０として、可動側に設けた４個の永久磁石４６と、固定側に設けた４個のチルトコイル４２とを用いているが、それに限定しないのは勿論である。すなわち、チルトコイルは、支持弾性部材の外周で、光軸に対して直交し、かつ互いに交差する位置で、固定部材に設けられた少なくとも２個あればよく、永久磁石は、トッププレートに、少なくとも２個のチルトコイルの中央部へ突出して設けられた少なくとも２個あればよい。また、永久磁石の代わりに電磁石を用いてもよい。

１０ カメラユニット
２０ カメラモジュール
２８ 撮像素子
３０ カメラモジュール駆動装置（手振れ補正装置）
３２ モジュールガイド
３２２ 突起部
３４ 固定部材（ベース）
３４ａ 溝部
３４−１〜３４−４ 凹部
３４−２ａ、３４−４ａ 貫通穴
３４−２ｂ、３４−４ｂ フック部
３４２ 突起部
３６ 支持弾性部材（ジンバル）
３６Ｃ 中心点（支点）
３６２ 中央固定部
３６２ａ 貫通穴
３６４ 第１の可動部
３６４ａ 第１の支点
３６６ 第２の可動部
３６６ａ 第２の支点
３６６ｂ 嵌入穴
３８ ストッパ
３８ａ 嵌入穴
４０ ボイスコイルモータ（ＶＣＭ）
４２、４２−１〜４２−４ チルトコイル
４２Ｐ 第１方向アクチュエータ
４２Ｙ 第２方向アクチュエータ
４４ トッププレート
４４ａ 嵌入穴
４４−１〜４４−４ 凹部
４４−１ａ〜４４−４ａ 嵌入穴
４４−１ｂ〜４４−４ｂ 貫通穴
４４２ 突起部
４６、４６−１〜４６−４ 永久磁石
４８ ヨーク
４８ａ 挿通穴
４８２ 突出片
６０ 手振れセンサ（ジャイロセンサ）
７１ 第１のフレキシブルプリント基板（ＦＰＣ）
７２ 第２のフレキシブルプリント基板（ＦＰＣ）
１００ カメラ付き携帯端末
１１２ 手振れ補正部
２００ 手振れ補正アクチュエータ
２１２ 振れ検出回路
２１４ シーケンスコントロール回路
２１６ 振れ量検出回路
２１８ 係数変換回路
２２０ 制御回路
２２２ 駆動回路
Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３ レンズ
Ｏ 光軸
Ｃ ベースの中心軸
Ｘ 第１の軸（ピッチ軸）
Ｙ 第２の軸（ヨー軸）

Claims (7)

1. レンズと撮像素子とを保持するカメラモジュールを、光軸に関して傾斜させることにより、手振れを補正するようにしたカメラモジュール駆動装置であって、
   前記カメラモジュールの少なくとも互いに対向する両側面を保持しつつ案内するモジュールガイドと、
   前記カメラモジュールから前記光軸方向に離間して配置された固定部材と、
   前記固定部材の中央部に設けられ、前記固定部材に対して前記カメラモジュールを傾斜可能に支持する支持弾性部材と、
   前記カメラモジュールの下端外周部で、前記モジュールガイドの底部と前記固定部材の外周部との間に設けられ、前記カメラモジュールを前記光軸に関して傾斜させるように駆動するボイスコイルモータと、
   を有し、
   前記ボイスコイルモータは、
   前記支持弾性部材の外周で、前記光軸に対して直交し、かつ互いに交差する位置で、前記固定部材に設けられた少なくとも２個のチルトコイルと、
   前記モジュールガイドの底部側に配置された環状のヨークであって、前記少なくとも２個のチルトコイルの周囲を覆うように突出する複数の突出片を持つ、前記ヨークと、
   前記ヨークの下面側に、前記少なくとも２個のチルトコイルの中央部へ突出して配置された少なくとも２個の磁石と、
   から構成されることをカメラモジュール駆動装置。
2. 前記少なくとも２個のチルトコイルは、前記固定部材に埋め込んで設けられ、
   前記固定部材は、前記ヨークの複数の突出片が遊嵌する複数の溝部を有する、
   請求項１に記載のカメラモジュール駆動装置。
3. 前記支持弾性部材は、
   前記固定部材の中央部に固定される中央固定部と、
   該中央固定部の外周縁近傍に設けられ、前記光軸を中心に点対称な２箇所の第１の支点で前記中央固定部に接続された、第１の可動部と、
   該第１の可動部の外周縁近傍に設けられ、前記第１の支点に対して９０度の角度位置にありかつ前記光軸を中心に点対称な２箇所の第２の支点で前記第１の可動部に接続された第２の可動部と、
   を有する、請求項１又は２に記載のカメラモジュール駆動装置。
4. 前記カメラモジュールの振れを検出する手振れセンサを更に備える、請求項１乃至３のいずれか１つに記載のカメラモジュール駆動装置。
5. 前記手振れセンサは、前記モジュールガイドの外壁に取付けられている、請求項４に記載のカメラモジュール駆動装置。
6. 前記手振れセンサは、前記カメラモジュールの角速度を検出するジャイロセンサから成る、請求項４又は５に記載のカメラモジュール駆動装置。
7. 請求項１乃至６のいずれか１つに記載のカメラモジュール駆動装置を搭載して成るカメラ付き携帯端末。

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