JP6467157B2 - 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、ケース等の固定部の内部に、駆動手段等により移動可能な可動部が収納されたものが提案されている。このようなレンズ駆動装置では、可動部に保持されたレンズが撮像素子等に対して光軸方向又は光軸直交方向へ移動することにより、光学式手ぶれ補正（ＯＩＳ）やオートフォーカス（ＡＦ）を実現することができる。

また、可動部の支持構造としては、可撓性を有するサスペンションワイヤ等を用いた構造が提案されている（特許文献１等参照）。サスペンションワイヤに支持された可動部は、駆動部によって可動限界まで移動されることにより意図的に、あるいはレンズ駆動部に加えられた外力により意図せず、ケースの内面に接触する場合がある。

国際公開２００９／１３３６９１号

従来の可動部及び固定部の構造では、可動部がケース内面と接触した際に、意図した通りの移動を阻害する力を可動部が受ける場合があり、可動部の正確な位置制御を妨げる問題があった。

本発明は、このような実状に鑑みてなされ、その目的は、可動部の正確な位置制御を可能とするレンズ駆動装置を提供することである。
本発明の発明者らは、組立時の接合作業や組立後における部材間の接触等により発生したパーティクル（微小片）の接触面への付着や、可動部の突起がケースのコーナーにはまり込む現象が、可動部の移動を阻害する力を生じさせていることを突き止め、本発明を完成させた。

上記目的を達成するために、本発明の第１の観点に係るレンズ駆動装置は、
内部に収納空間を形成する固定部と、
前記収納空間に収納されており、レンズを保持する可動部と、
前記レンズの光軸方向から見て前記収納空間の四隅に配置され、前記固定部に対して前記可動部を相対移動可能に支持するサスペンションワイヤと、
前記可動部を前記レンズの光軸直交方向へ移動させる駆動部と、を有し、
前記固定部は、
前記レンズに光を導くための貫通孔が形成されており前記光軸直交方向へ延びる上部平板部と、当該上部平板部の外周に接続して前記光軸方向へ延びる側面部と、を有するケースを有し、
前記可動部は、前記光軸方向から見て前記四隅の間の中央部に配置され前記上部平板部に当接可能であって前記可動部の前記光軸方向の動きを規制する上部ストッパ面と、前記中央部に配置され前記側面部に当接可能であって前記可動部の前記光軸直交方向の動きを規制する側部ストッパ面と、を有する。

本発明の第１の観点に係るレンズ駆動装置は、上部ストッパ面及び側部ストッパ面が中央部に位置しているため、これらのストッパ面が、サスペンションワイヤと可動部又は固定部との接合部分から離れた位置に配置される。接合部分では、組立時における接合作業や組立後における摩擦等によりパーティクルが発生しやすいが、接合部分とストッパ面とを離れた位置に配置することによりストッパ面へのパーティクルの付着を防止し、第１の観点に係るレンズ駆動装置は、可動部の正確な位置制御を可能とする。

また、例えば、前記上部ストッパ面は、前記側部ストッパ面より狭くても良い。

上部ストッパ面を側部ストッパ面より狭くすることにより、ストッパ面とケースが接触することによるパーティクルの発生を抑制できる。

また、例えば、前記可動部は、前記側部ストッパ面より前記四隅に近接する位置に配置され、前記側面部に当接可能であって前記可動部の光軸回転方向の動きを規制する回転ストッパ面を有しても良い。

可動部が回転ストッパ面を有することにより可動部の回転を抑制することができるため、可動部の意図しない動きを抑制し、また、可動部とケースとの衝突に伴うパーティクルの発生を抑制できる。

また、例えば、前記可動部は、前記四隅の間の４つの前記中央部にそれぞれ配置される少なくとも４つの前記上部ストッパ面を有しても良い。

このようなレンズ駆動装置は、レンズの光軸を傾かせる方向に可動部が傾くことを抑制し、また、可動部とケースとの衝突に伴うパーティクルの発生を抑制できる。

本発明の第２の観点に係るレンズ駆動装置は、
内部に収納空間を形成する固定部と、
前記収納空間に収納されており、レンズを保持する可動部と、
前記固定部に対して前記可動部を相対移動可能に支持する支持部と、
前記可動部を前記レンズの光軸直交方向へ移動させる駆動部と、を有し、
前記固定部は、
レンズに光を導くための貫通孔が形成されており前記光軸直交方向へ延びる上部平板部と、当該上部平板部の外周に接続して前記レンズの光軸方向へ延びる側面部と、を有するケースを有し、
前記可動部は、
前記上部平板部に当接可能であって前記可動部の前記光軸方向の動きを規制する上部ストッパ面と、前記側面部に当接可能であって前記可動部の光軸直交方向の動きを規制する側部ストッパ面と、前記上部ストッパ面と前記側部ストッパ面の仮想延長面同士が交わる仮想交差線から下方かつ光軸側に所定の距離以上の位置に配置され前記上部ストッパ面と前記側部ストッパ面とを接続する接続部と、を有するストッパ部を有する。

本発明の第２の観点に係るレンズ駆動装置は、仮想交差線から所定の距離以上の位置に接続部が配置されていることにより、ストッパ部がケースのコーナーにはまり込む問題を防止し、可動部の正確な位置制御を可能とする。

また、例えば、前記接続部は、前記上部ストッパ面と前記側部ストッパ面とを連続的に接続する接続表面を有しても良い。

接続表面を有するストッパ部は、形状がシンプルであるため、製造が容易である。

また、例えば、前記可動部は、前記レンズを前記光軸方向へ移動させる光軸方向駆動部を有しても良い。

このようなレンズ保持装置は、光学式手ぶれ補正（ＯＩＳ）とオートフォーカス（ＡＦ）動作に伴う移動を、レンズに行わせることができる。

図１は、本発明の一実施形態に係るレンズ駆動装置の斜視図である。 図２は、図１に示すレンズ駆動装置の概略分解斜視図である。 図３は、図１に示すレンズ駆動装置の断面図である。 図４は、収納空間内を光軸方向から見た平面図である。 図５は、変形例に係るレンズ駆動装置におけるストッパ面の配置を表す平面図である。

図１は、本発明の一実施形態に係るレンズ駆動装置１０の斜視図である。レンズ駆動装置１０は、略直方体形状の外形状を有している。分解図である図２に示すように、レンズ駆動装置１０は、ケース１２及びボトム７８等を含みレンズ駆動装置１０の外表面部分を構成する固定部１９と、固定部１９の内部に形成された収納空間に収納されており、図示省略のレンズを保持する可動部１８とを有する。レンズ駆動装置１０は、出射側（図１参照）に配置される撮像素子と組み合わせて、フォーカス機構及び光学式手ぶれ補正機構を有するカメラモジュール等として使用されるが、レンズ駆動装置１０の用途はこれに限定されない。なお、レンズ駆動装置１０の説明では、レンズの光軸αに沿って、撮影光がレンズに入射してくる側を入射側とし、入射した撮影光を出射する側を出射側として説明を行う。

図２は、図１に示すレンズ駆動装置１０の概略分解斜視図である。レンズ駆動装置１０の固定部１９は、ケース１２と、ＦＰコイル７３と、ＦＰＣ７４と、ボトム７８とを有する。固定部１９は、ケース１２とＦＰコイル７３との間に、可動部１８を収納する収納空間１１（図３参照）を形成する。

ケース１２は、レンズに光を導くための貫通孔１２ｃが形成されており光軸直交方向へ延びる上部平板部１２ａと、上部平板部１２ａの外周に接続して光軸方向出射側へ延びる側面部１２ｂとを有する。ケース１２は、可動部１８、ＦＰコイル７３及びＦＰＣ７４を間に挟んで、ボトム７８に対して光軸方向入射側から取り付けられる。可動部１８を収納する収納空間１１（図３参照）において、ケース１２の上部平板部１２ａが光軸方向入射側の壁を構成し、側面部１２ｂが光軸直交方向の壁を構成し、ＦＰコイル７３が光軸方向出射側の壁を構成する。なお、ＦＰコイル７３、ＦＰＣ７４及びボトム７８には、レンズ又はレンズからの出射孔が通過するための貫通孔が形成されている。

レンズ駆動装置１０の断面図である図３に示すように、シート状の部材であるＦＰコイル７３（フレキシブルプリントコイル）及びＦＰＣ７４（フレキシブルプリント基板）は、ボトム７８の入射側表面に重ねて配置される。ＦＰコイル７３は、固定部１９の下面を構成する３つの部材の中で最も上面（入射側）に配置され、可動部１８におけるマグネット４８の出射側面に対向する。ＦＰコイル７３は、ベースフィルムに覆われた４つのコイル（不図示）を有しており、４つのコイルとマグネット４８は、可動部１８を光軸直交方向へ移動させる第１駆動部を構成する。

ＦＰＣ７４には、ＦＰコイル７３に内蔵されるコイルや、可動部１８のレンズホルダ５０に取り付けられたコイル５２の電流値を制御等するための電子回路が形成されており、ＦＰＣ７４の端部には、外部の制御回路との信号の送受信や、電力の供給を行うための外部端子が形成されている。

ボトム７８は、可動部１８を支持するための剛性を固定部１９下面に与えるフレームの役割を有しており、樹脂等で形成されている。ボトム７８には、ホールセンサ７６を収納するための貫通孔７８ａが形成されている。ホールセンサ７６は、可動部１８の光軸垂直方向への移動を検出するための移動検出部であり、光軸に直交する２方向の位置を検出するために２つのホールセンサ７６が、ＦＰＣ７４の出射側表面に固定されている。それぞれのホールセンサ７６は、マグネット４８により形成された磁場の変化を好適に検出できるように、光軸方向から見てマグネット４８の出射側に配置される。ホールセンサ７６をボトム７８の貫通孔７８ａに収納することにより、レンズ駆動装置１０の高さを抑制することが可能であり、また、ホールセンサ７６が収納されたボトム７８の貫通孔７８ａには、ホールセンサ７６をＦＰＣ７４に取り付ける際のパーティクルの発生を防止するために樹脂が充填されることが好ましい。

図２に示すように、可動部１８は、光軸方向から見て収納空間の四隅に配置される支持部としてのサスペンションワイヤ１７によって、固定部に対して相対移動可能に支持されている。サスペンションワイヤ１７の入射側端部は可動部１８における入射側スプリング３０のワイヤ保持部３３に固定されており、出射側端部はＦＰコイル７３の四隅に連結されている。４本のサスペンションワイヤ１７のうち少なくとも２本は通電可能であり、入射側スプリング３０を介して可動部１８のコイル５２（図３参照）に電力を供給することができる。給電経路として用いられるサスペンションワイヤ１７は、ＦＰＣ７４に対して、電気的に接続されている。

図２及び図３に示すように、可動部１８は、入射側スプリング３０と、マグネット４８が固定されるキャップ４０と、コイル５２が取り付けられるレンズホルダ５０と、出射側スプリング６０とを有する。入射側スプリング３０及び出射側スプリング６０は、キャップ４０及びレンズホルダ５０を光軸方向に挟み込むように配置される。入射側スプリング３０及び出射側スプリング６０は、キャップ４０に固定される外環部と、レンズホルダ５０に固定される内環部と、内環部と外環部とを接続するアーム部とを有している。入射側スプリング３０及び出射側スプリング６０は、金属等の弾性材料によって構成されており、アーム部が弾性変形することにより、キャップ４０に対してレンズホルダ５０を光軸方向に相対移動自在に保持する。また、入射側スプリング３０は、四隅にサスペンションワイヤ１７を固定するためのワイヤ保持部３３を有する。

図２及び図３に示すように、レンズホルダ５０は筒状の筒状部を有しており、筒状部の内周面にはレンズが固定され、筒状部の外周面にはコイル５２が固定される。コイル５２は、キャップ４０に固定されたマグネット４８に対向するように配置されており、コイル５２とマグネット４８は、レンズを光軸方向へ移動させる光軸方向駆動部を構成する。

収容空間内の入射側スプリング３０及びキャップ４０の平面図である図４に示すように、キャップ４０は、光軸方向から見て四隅の間の中央部に配置される４つのストッパ部４２を有する。図３に示すように、ストッパ部４２は、ケース１２の上部平板部１２ａに当接可能であって可動部１８の光軸方向の動きを規制する上部ストッパ面４２ａと、ケース１２の側面部１２ｂに当接可能であって可動部１８の光軸直交方向の動きを規制する側部ストッパ面４２ｂとを有する。また、ストッパ部４２においては、上部ストッパ面４２ａと側部ストッパ面４２ｂとを接続する接続部４２ｃの表面である接続部表面４２ｃａは、上部ストッパ面４２ａと側部ストッパ面４２ｂとを連続的に接続する。

図４に示すように、ストッパ部４２は、隣接する２つの隅から略等距離の位置に配置されることが好ましいが、特に限定されない。また、サスペンションワイヤ１７から上部ストッパ面４２ａ又は側部ストッパ面４２ｂの端部までの距離は、隣接するサスペンションワイヤ１７間の距離の（４分の１）以上であることが好ましい。

図３に示すように、上部ストッパ面４２ａは、可動部１８の中で最も上部平板部１２ａまでの距離が近い面であり、側部ストッパ面４２ｂは、可動部１８の中で最も側面部１２ｂまでの距離が近い面である。したがって、上部ストッパ面４２ａは、可動部１８が外部からの衝撃によりワイヤ保持部３３付近での入射側スプリング３０等の変形を伴いつつ収納空間内を光軸入射方向に移動したとき、ケース１２の上部平板部１２ａに当接し、可動部１８の光軸方向の動きを規制する。また、側部ストッパ面４２ｂは、可動部１８が第１駆動部による駆動力や外部からの衝撃により光軸直交方向へ可動限界位置まで移動したとき、ケース１２の側面部１２ｂに当接して可動部１８の光軸直交方向の動きを規制する。上部ストッパ面４２ａは、パーティクル発生防止の観点から側部ストッパ面４２ｂより狭いことが好ましい。なお、側部ストッパ面４２ｂは、可動部１８の可動限界位置を安定させる観点から、上部ストッパ面４２ａより広いことが好ましい。

また、図３中の部分拡大図に示すように、ストッパ部４２における接続部４２ｃは、上部ストッパ面４２ａと側部ストッパ面４２ｂの仮想延長面同士が交わる仮想交差線４２ｄから下方（出射側）かつ光軸側に所定の距離Ｄ１以上の位置に配置されることが好ましい。

図４に示すように、キャップ４０は、可動部１８の光軸回転方向の動きを規制する回転ストッパ面４４を有する。回転ストッパ面４４は、側部ストッパ面４２ｂより収納空間１１の四隅に近接する位置に配置され、側部ストッパ面４２ｂより下方に配置される。回転ストッパ面４４は、外部からの力により可動部１８が光軸を中心として回動する動きをした場合に、ケース１２の側面部１２ｂに対して当接して可動部１８の動きを規制する。回転ストッパ面４４は、可動部１８の意図しない動きを抑制し、また、可動部１８とケース１２との衝突に伴うパーティクルの発生を抑制できる。また、回転ストッパ面４４は、上部ストッパ面４２ａおよび側部ストッパ面４２ｂと共に、落下等の衝撃で入射スプリングやサスペンションワイヤ等が塑性変形することを防止する機能も有する。

本実施形態に係るレンズ駆動装置１０は、上部ストッパ面４２ａ及び側部ストッパ面４２ｂが中央部に位置しているため、これらのストッパ面４２ａ、４２ｂが、サスペンションワイヤ１７と可動部１８との接合部分から離れた位置に配置される。サスペンションワイヤ１７の接合部分では、組立時における接合作業や組立後における摩擦等によりパーティクルが発生しやすいが、接合部分とストッパ面４２ａ、４２ｂとが離れているため、ストッパ面４２ａ、４２ｂへのパーティクルの付着を防止できる。これにより、レンズ駆動装置１０は、可動部１８を光軸直交方向に正確に移動させることができる。すなわち、上部ストッパ面４２ａにパーティクルが付着した場合は、上部ストッパ面４２ａと上部平板部１２ａとの間にパーティクルが介在して可動部１８の円滑な移動を妨げる場合があるが、レンズ駆動装置１０はこのような問題を防止できる。また、側部ストッパ面４２ｂに粘着性のパーティクルが付着した場合は、側部ストッパ面４２ｂが側面部１２ｂに引っ付き、可動部１８が可動限界位置までたどり着く際と可動限界位置から離れる際とで、可動部１８の駆動力に大きな差が発生して正確な位置制御が困難になる場合がるが、レンズ駆動装置１０はこのような問題を防止できる。

また、ストッパ部４２は、上部ストッパ面４２ａと側部ストッパ面４２ｂの仮想延長面同士が交わる仮想交差線４２ｄから下方かつ光軸側に所定の距離以上の位置に配置される接続部４２ｃを有するため、レンズ駆動装置１０は、ケース１２のコーナーにストッパ部４２がはまり込む問題を防止し、可動部１８の正確な制御を実現する。

その他の実施形態
レンズ駆動装置１０に含まれるマグネット４８やスプリング３０、６０の形状等は、レンズ駆動装置１０に対して要求される仕様に応じて適宜調整され得る。また、可動部１８を支持する支持部としては、サスペンションワイヤ１７に限定されず、スライダを用いる構造やボールと受け面を組み合わせた構造等であっても良い。また、図４に示すように、キャップ４０は、４つの中央部にそれぞれ配置される４つの上部ストッパ面４２ａを有しており、レンズの光軸が傾く方向へ可動部１８が傾くことを防止できるが、可動部が有するストッパ部の数及び配置は、適宜変更することが可能である。図３に示すように、レンズ駆動装置１０において、接続部４２ｃ及び接続部表面４２ｃａは、ストッパ部４２の端部を面取りした形状となっているが、接続部の形状としてはこれに限定されず、ストッパ部の端部をＲ加工した形状やＬ字状に切り欠いた形状であっても良い。

図５は、変形例に係るキャップ９０の形状を表す平面図である。キャップ９０は、各辺に２つずつ計８つのストッパ部９２を有しており、キャップ４０（図４等参照）の代わりにこのようなキャップ９０を有するレンズ駆動装置も、可動部の正確な制御を実現することができる。

１０…レンズ駆動装置
１２…ケース
１２ａ…上部平板部
１２ｂ…側面部
１７…サスペンションワイヤ
１８…可動部
１９…固定部
３０…入射側スプリング
４０…キャップ
４２…ストッパ部
４２ａ…上部ストッパ面
４２ｂ…側部ストッパ面
４２ｃ…接続部
４２ｄ…仮想交差線
４４…回転ストッパ面
４８…マグネット
５０…レンズホルダ
６０…出射側スプリング
７３…ＦＰコイル
７４…ＦＰＣ
７６…ホールセンサ
７８…ボトム

Claims (4)

1. 内部に収納空間を形成する固定部と、
   前記収納空間に収納されており、レンズを保持する可動部と、
   前記固定部に対して前記可動部を相対移動可能に支持する支持部と、
   前記可動部を前記レンズの光軸直交方向へ移動させる駆動部と、を有し、
   前記固定部は、
   レンズに光を導くための貫通孔が形成されており前記光軸直交方向へ延びる上部平板部と、当該上部平板部の外周に接続して前記レンズの光軸方向へ延びる側面部と、を有するケースを有し、
   前記可動部は、
   前記上部平板部に当接可能であって前記可動部の前記光軸方向の動きを規制する上部ストッパ面と、前記側面部に当接可能であって前記可動部の光軸直交方向の動きを規制する側部ストッパ面と、前記上部ストッパ面と前記側部ストッパ面の仮想延長面同士が交わる仮想交差線から下方かつ光軸側に所定の距離以上の位置に配置され前記上部ストッパ面と前記側部ストッパ面とを接続する接続部と、を有するストッパ部を有し、
   前記接続部は、前記上部ストッパ面と前記側部ストッパ面とを連続的に接続する接続表面を有するレンズ駆動装置。
2. 前記支持部は、前記光軸方向から見て前記収納空間の四隅に配置されるサスペンションワイヤによって構成されることを特徴とする請求項１に記載のレンズ駆動装置。
3. 前記ストッパ部は、前記光軸方向から見て前記四隅の間の中央部に配置されていることを特徴とする請求項２に記載のレンズ駆動装置。
4. 前記可動部は、前記レンズを前記光軸方向へ移動させる光軸方向駆動部を有す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駆動装置。

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