JP6565340B2 - レンズ駆動装置、カメラモジュール、及びカメラ搭載装置 - Google Patents

レンズ駆動装置、カメラモジュール、及びカメラ搭載装置 Download PDF

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Description

本発明は、オートフォーカス機能及び振れ補正機能を有するレンズ駆動装置、カメラモジュール、及びカメラ搭載装置に関する。
一般に、スマートフォン等の携帯端末には、小型のカメラモジュールが搭載されている。このようなカメラモジュールには、被写体を撮影するときのピント合わせを自動的に行うオートフォーカス機能（以下「ＡＦ機能」と称する、ＡＦ：Auto Focus）及び撮影時に生じる振れ（振動）を光学的に補正して画像の乱れを軽減する振れ補正機能（以下「ＯＩＳ機能」と称する、ＯＩＳ：Optical Image Stabilization）を有するレンズ駆動装置が適用される（例えば特許文献１）。
オートフォーカス機能及び振れ補正機能を有するレンズ駆動装置は、レンズ部を光軸方向に移動させるためのオートフォーカス用駆動部（以下「ＡＦ用駆動部」と称する）と、レンズ部を光軸方向に直交する平面内で揺動させるための振れ補正用駆動部（以下「ＯＩＳ用駆動部」と称する）を備える。
ＡＦ用駆動部は、例えばレンズ部の周囲に配置されるオートフォーカス用コイル（以下「ＡＦ用コイル」と称する）と、ＡＦ用コイルに対して径方向に離間して配置されるオートフォーカス用マグネット（以下「ＡＦ用マグネット」と称する）と、例えばＡＦ用マグネットを含むオートフォーカス固定部（以下「ＡＦ固定部」と称する）に対してレンズ部及びＡＦ用コイルを含むオートフォーカス可動部（以下「ＡＦ可動部」と称する）を弾性支持する弾性支持部（例えば板バネ）とを備える。ＡＦ用コイルとＡＦ用マグネットとで構成されるボイスコイルモーターの駆動力を利用して、ＡＦ固定部に対してＡＦ可動部を光軸方向に移動させることにより、自動的にピント合わせが行われる。なお、ＡＦ固定部がＡＦ用コイルを含み、ＡＦ可動部がＡＦ用マグネットを含む場合もある。
ＯＩＳ用駆動部は、例えばＡＦ用駆動部に配置される振れ補正用マグネット（以下「ＯＩＳ用マグネット」と称する）と、ＯＩＳ用マグネットに対して離間して配置される振れ補正用コイル（以下「ＯＩＳ用コイル」と称する）と、ＯＩＳ用コイルを含む振れ補正固定部（以下「ＯＩＳ固定部」と称する）に対してＡＦ用駆動部及びＯＩＳ用マグネットを含む振れ補正可動部（以下「ＯＩＳ可動部」と称する）を支持する支持部とを備える。ＯＩＳ用マグネットとＯＩＳ用コイルとで構成されるボイスコイルモーターの駆動力を利用して、ＯＩＳ固定部に対してＯＩＳ可動部を光軸方向に直交する平面内で揺動させることにより、振れ補正が行われる（いわゆるバレルシフト方式）。ＯＩＳ用マグネットは、ＡＦ用マグネットと兼用とすることもでき、この場合、レンズ駆動装置の小型化、低背化を図ることができる。また、ＯＩＳ固定部に対してＯＩＳ可動部を支持する支持部としては、例えばサスペンションワイヤーが採用される。
特開２０１３−２１０５５０号公報 特開２００７−１５５８８６号公報
上述したようなレンズ駆動装置において自動ピント合わせを行う場合には、ＡＦ用コイルに通電が行われる。一方で、ピント合わせを行わない無通電時には、ＡＦ可動部は初期状態（例えば無限遠位置とマクロ位置との間に吊られた状態）に戻り、弾性支持部によって保持される。そのため、動画撮影など被写体を追尾してピント合わせを行う場合、すなわちＡＦ可動部を初期状態から変位させた状態で保持する必要がある場合、ＡＦ用コイルに通電し続ける必要があり、消費電力が増大する要因となっている。特に、高画質の画像を撮影可能とするために、高画素の大型撮像素子が採用されるカメラモジュールにおいては、レンズ駆動装置の動作ストロークが大きくなるため、いっそう消費電力が増大する。
なお、特許文献２には、磁性部材を用いてＡＦ可動部（レンズホルダー）の位置を保持する自己保持機構を備えるレンズ駆動装置が開示されている。しかしながら、ＡＦ機能及びＯＩＳ機能を備えるレンズ駆動装置においては、配置スペースの制限が大きいため、特許文献２に記載の自己保持機構を適用することは困難である。
本発明の目的は、消費電力を低減できるレンズ駆動装置、カメラモジュール、及びカメラ搭載装置を提供することである。
レンズ部の周囲に配置されるオートフォーカス用コイルと、前記オートフォーカス用コイルに対して径方向に離間して配置されるオートフォーカス用マグネットと、前記オートフォーカス用マグネットを含むオートフォーカス固定部に対して前記オートフォーカス用コイルを含むオートフォーカス可動部を光軸直交方向に離間した状態で支持する第１の支持部とを有し、前記オートフォーカス用コイルと前記オートフォーカス用マグネットとで構成されるボイスコイルモーターの駆動力を利用して、前記オートフォーカス固定部に対して前記オートフォーカス可動部を光軸方向に移動させることにより自動的にピント合わせを行うオートフォーカス用駆動部と、
前記オートフォーカス用コイル及び前記オートフォーカス用マグネットを含む振れ補正可動部に配置される振れ補正用マグネットと、前記振れ補正用マグネットから離間して配置される振れ補正用コイルと、前記振れ補正用コイルを含む振れ補正固定部に対して前記振れ補正可動部を光軸方向に離間した状態で支持する第２の支持部とを有し、前記振れ補正用コイルと前記振れ補正用マグネットで構成されるボイスコイルモーターの駆動力を利用して、前記振れ補正固定部に対して前記振れ補正可動部を光軸方向に直交する平面内で揺動させることにより振れ補正を行う振れ補正用駆動部と、を備え、
前記第２の支持部は、前記振れ補正固定部から前記オートフォーカス用コイルへの給電を行う給電ラインを有し、
前記オートフォーカス可動部は、第１の光軸直交方向において対向する２箇所に、前記オートフォーカス用コイルの端部と前記給電ラインとを電気的に接続する給電ライン接続部を有し、
前記第１の支持部は、前記オートフォーカス可動部の前記第１の光軸直交方向とは異なる第２の光軸直交方向に対向する２箇所に配置され、前記オートフォーカス可動部の光軸方向における位置を保持する自己保持機構を有し、
前記自己保持機構は、光軸方向に沿って前記オートフォーカス可動部に挿通され、前記オートフォーカス固定部に固定されるシャフトと、前記オートフォーカス可動部に固定され、前記シャフトとの間で摩擦力を発揮する摩擦発生部と、を有し、
前記摩擦発生部は、前記シャフトとの当接部となるＶ字溝を有し前記シャフトを４点支持により挟み込むパッドと、前記パッドを前記シャフトに向けて付勢する弾性部材と、を有し、
前記オートフォーカス可動部は、前記シャフトに沿って摺動されるとともに、前記シャフトと前記摩擦発生部との間の摩擦力によって光軸方向における位置が保持されることを特徴とする。
本発明に係るカメラモジュールは、上記のレンズ駆動装置と、
前記オートフォーカス可動部に装着されるレンズ部と、
前記レンズ部により結像された被写体像を撮像する撮像部と、を備えることを特徴とする。
本発明に係るカメラ搭載装置は、情報機器または輸送機器であるカメラ搭載装置であって、
上記のカメラモジュールを備えることを特徴とする。
本発明によれば、第１の支持部が自己保持機構を備えるので、オートフォーカス用コイルに通電し続けなくても、オートフォーカス可動部を初期状態から変位した状態で保持することができる。したがって、レンズ駆動装置の消費電力を格段に低減することができる。
本発明の一実施の形態に係るカメラモジュールを搭載するスマートフォンを示す図である。 カメラモジュールの外観斜視図である。 カメラモジュールの分解斜視図である。 レンズ駆動装置の分解斜視図である。 ＯＩＳ可動部の上方視分解斜視図である。 ＯＩＳ可動部の下方視分解斜視図である。 ＯＩＳ固定部の分解斜視図である。 ＡＦ用支持部の拡大図である。 ＡＦ用支持部の分解斜視図である。 車載用カメラモジュールを搭載するカメラ搭載装置としての自動車を示す図である。
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図１は、本発明の一実施の形態に係るカメラモジュールＡを搭載するスマートフォンＭ（カメラ搭載装置）を示す図である。図１ＡはスマートフォンＭの正面図であり、図１ＢはスマートフォンＭの背面図である。
スマートフォンＭは、例えば背面カメラＯＣとして、カメラモジュールＡを搭載する。カメラモジュールＡは、オートフォーカス機能及び振れ補正機能を備え、被写体を撮影するときのピント合わせを自動的に行うとともに、撮影時に生じる振れ（振動）を補正して像ぶれのない画像を撮影する。
図２は、カメラモジュールＡの外観斜視図である。図３は、カメラモジュールＡの分解斜視図である。図２、図３に示すように、本実施の形態では、直交座標系（Ｘ，Ｙ，Ｚ）を使用して説明する。後述する図においても共通の直交座標系（Ｘ，Ｙ，Ｚ）で示している。カメラモジュールＡは、スマートフォンＭで実際に撮影が行われる場合に、Ｘ方向が上下方向（又は左右方向）、Ｙ方向が左右方向（又は上下方向）、Ｚ方向が前後方向となるように搭載される。すなわち、Ｚ方向が光軸方向であり、図中上側が光軸方向受光側（「マクロ位置側）ともいう）、下側が光軸方向結像側（「無限遠位置側」ともいう）となる。また、光軸方向に直交するＸ方向及びＹ方向を「光軸直交方向」と称する。
カメラモジュールＡは、円筒形状のレンズバレルにレンズが収容されてなるレンズ部２、ＡＦ用及びＯＩＳ用のレンズ駆動装置１、レンズ部２により結像された被写体像を撮像する撮像部（図示略）、並びに全体を覆うカバー３等を備える。
カバー３は、光軸方向から見た平面視で正方形状の有蓋四角筒体であり、上面に円形の開口３ａを有する。この開口３ａからレンズ部２が外部に臨む。カバー３は、ベース２３のカバー取付部２３ｄ（図７参照）に載置され、例えば接着により固定される。なお、カバー３は、導電性材料で形成され、ＯＩＳ固定部２０を介して接地されるようにしてもよい。
撮像部（図示略）は、撮像素子（図示略）を有し、レンズ駆動装置１の光軸方向結像側、すなわちＯＩＳ固定部２０の光軸方向結像側に配置される。撮像素子（図示略）は、例えばＣＣＤ（chargecoupled device）型イメージセンサー、ＣＭＯＳ（complementary metal oxide semiconductor）型イメージセンサー等により構成される。撮像素子（図示略）は、レンズ部２により結像された被写体像を撮像する。
図４は、レンズ駆動装置１の分解斜視図である。図４に示すように、レンズ駆動装置１は、ＯＩＳ可動部１０、ＯＩＳ固定部２０、及びＯＩＳ用支持部３０等を備える。
ＯＩＳ可動部１０は、ＯＩＳ用ボイスコイルモーターを構成するＯＩＳ用マグネットを有し、振れ補正時に、光軸に直交する光軸直交面内で揺動する部分である。ＯＩＳ固定部２０は、ＯＩＳ用コイルを有する部分である。すなわち、レンズ駆動装置１のＯＩＳ用駆動部には、ムービングマグネット方式が採用されている。ＯＩＳ可動部１０は、光軸方向に直交する面内で移動できるように、ＯＩＳ用支持部３０によってＯＩＳ固定部２０に対して離間した状態で保持される。ここでは、ＯＩＳ可動部１０は、ＯＩＳ固定部２０に対して光軸方向受光側に離間している。
ＯＩＳ用支持部３０は、ＯＩＳ固定部２０に対してＯＩＳ可動部１０を支持する。ＯＩＳ用支持部３０は、ＯＩＳ固定部２０に対してＯＩＳ可動部１０を離間した状態で支持できるものであればよい。ここでは、ＯＩＳ用支持部３０は、光軸方向に沿って延在する４本のサスペンションワイヤーで構成される（以下「サスペンションワイヤー３０」と称する）。サスペンションワイヤー３０の一端（上端）はＯＩＳ可動部１０（給電バネ１３、図５、図６参照）に固定され、他端（下端）はＯＩＳ固定部２０（コイル基板２１、図７参照）に固定される。ＯＩＳ可動部１０は、サスペンションワイヤー３０によって、ＸＹ平面内で揺動可能に支持される。４本のサスペンションワイヤー３０のうちの２本のサスペンションワイヤー３０Ａ、３０Ｂは、ＯＩＳ固定部２０からＡＦ用コイル１１２（図５、図６参照）へ給電を行う給電ラインとして使用される。なお、サスペンションワイヤー３０の本数は、これに限定されず、４本より多くてもよい。
図５、図６は、ＯＩＳ可動部１０の分解斜視図である。図５は、光軸方向受光側から見た上方視分解斜視図であり、図６は光軸方向結像側から見た下方視分解斜視図である。
図５、図６に示すように、ＯＩＳ可動部１０は、ＡＦ可動部１１、ＡＦ固定部１２、給電バネ１３、及びＡＦ用支持部１４等を備える。つまり、ＯＩＳ可動部１０は、レンズ駆動装置１のＡＦ用駆動部の全部を含む。ＡＦ可動部１１は、ＡＦ用ボイスコイルモーターを構成するＡＦ用コイルを有し、ピント合わせ時に光軸方向に移動する部分である。ＡＦ固定部１２は、ＡＦ用マグネットを有する部分である。すなわち、レンズ駆動装置１のＡＦ用駆動部には、ムービングコイル方式が採用されている。ＡＦ可動部１１は、ＡＦ固定部１２に対して径方向内側に離間して配置され、ＡＦ用支持部１４によって連結される。
ＡＦ可動部１１は、レンズホルダー１１１及びＡＦ用コイル１１２を有する。
レンズホルダー１１１は、円筒状のレンズ収容部１１１ａと、レンズ収容部１１１ａから径方向外側に正方形状に突出するフランジ部１１１ｂを有する。レンズ収容部１１１ａの内周面１１１ｃには、レンズ部２（図３参照）が接着又は螺合により固定される。フランジ部１１１ｂは、外周面に凹部（符号略）を有し、この凹部にＡＦ用コイル１１２が巻線される（以下「コイル巻線部」と称する）。
フランジ部１１１ｂの上面の一方の対角２箇所にはパッド収容部１１１ｄが配置される。パッド収容部１１１ｄは、平面視でＵ字形状を有し、パッド１４３を収容する。パッド収容部１１１ｄは、シャフト１４１を挿通するためのシャフト挿通孔１１１ｆを有する。フランジ部１１１ｂの上面の他方の対角２箇所には絡げ部１１１ｅが配置される。絡げ部１１１ｅには、ＡＦ用コイル１１２の端部が絡げられる。
ＡＦ用コイル１１２は、ピント合わせ時に通電される空芯コイルである。ＡＦ用コイル１１２は、レンズホルダー１１１のコイル巻線部（符号略）に巻線される。ＡＦ用コイル１１２の端部は、レンズホルダー１１１のフランジ部１１１ｂの上部切欠（符号略）から引き出され、絡げ部１１１ｅに絡げられる。
ＡＦ固定部１２は、マグネットホルダー１２１、マグネット部１２２、及びシャフト固定カバー１２３を有する。
マグネットホルダー１２１は、四角形状の側枠１２１ａと、側枠１２１ａの上縁部から内側に張り出す天枠１２１ｂを有する。
側枠１２１ａのＺ方向に沿う４つの角部１２１ｇは、径方向内側に円弧状に凹んで形成される。この部分にサスペンションワイヤー３０が配置される（以下「ワイヤー挿通部１２１ｇ」と称する）。ワイヤー挿通部１２１ｇの最上部は、給電バネ１３との間に隙間が形成されるように、周面よりも凹んでいる。
側枠１２１ａの内面には、マグネット部１２２が例えば接着により固定される。側枠１２１ａの下面の四隅には、シャフト固定カバー１２３側（光軸方向結像側）に突出する位置決めボス１２１ｆが配置される。
天枠１２１ｂは、レンズホルダー１１１のレンズ収容部１１１ａ及び給電バネ１３のアーム部１３ｄに対応する形状の開口（符号略）を有する。天枠１２１ｂの上面の四隅１２１ｃには、給電バネ１３が固定される（以下「給電バネ固定部１２１ｃ」と称する）。給電バネ固定部１２１ｃには、給電バネ１３側（光軸方向受光側）に突出する位置決めボス１２１ｄが配置される。位置決めボス１２１ｄによって、給電バネ１３が位置決めされる。天枠１２１ｂは、一方の対角２箇所に、シャフト１４１を挿通するためのシャフト挿通孔１２１ｅを有する。
マグネット部１２２は、４つの直方体状の永久磁石１２２Ａ〜１２２Ｄで構成される。マグネット部１２２は、マグネットホルダー１２１の側枠１２１ａの内面に沿って配置される。マグネット部１２２は、ＡＦ用コイル１１２に径方向に横切る磁界が形成されるように着磁される。例えば、マグネット部１２２は、内周側がＮ極、外周側がＳ極に着磁される。
マグネット部１２２及びＡＦ用コイル１１２によって、ＡＦ用ボイスコイルモーターが構成される。本実施の形態では、マグネット部１２２が、ＡＦ用マグネットとＯＩＳ用マグネットを兼用する。
シャフト固定カバー１２３は、マグネットホルダー１２１の側枠１２１ａに対応する形状を有し、円形の開口１２３ａを有する。シャフト固定カバー１２３は、レンズホルダー１２１の光軸方向結像側に配置される。
シャフト固定カバー１２３は、シャフト１４１の下端部を係止するためのシャフト係止部１２３ｂを有する。シャフト固定カバー１２３の固定穴１２３ｃにマグネットホルダー１２１の位置決めボス１２１ｆが挿嵌されることにより、マグネットホルダー１２１に対してシャフト固定カバー１２３が位置決めされ、例えば熱かしめにより固定される。
給電バネ１３は、ＡＦ固定部１２（マグネットホルダー１２１）とＡＦ可動部１１（レンズホルダー１１１）とを弾性的に接続するとともに、サスペンションワイヤー３０Ａ、３０ＢとＡＦ用コイル１１２を電気的に接続する。給電バネ１３は、ＯＩＳ固定部２０からＡＦ用コイル１１２へ給電を行う給電ラインの一部を構成する。給電バネ１３には、ＡＦ可動部１１を支持する機能は要求されないので、ばね定数は極力小さいほうがよい。
給電バネ１３は、光軸を中心として点対称に配置される２つの板バネ１３Ａ、１３Ｂで構成される（以下「給電バネ１３Ａ、１３Ｂ」と称する）。給電バネ１３Ａ、１３Ｂは、例えばベリリウム銅、ニッケル銅、ステンレス等の導電性材料で形成される。給電バネ１３Ａ、１３Ｂは、例えば一枚の板金を打ち抜いて成形され、全体として平面視で正方形状を有する。
給電バネ１３Ａ、１３Ｂは、それぞれレンズホルダー固定部１３ａ、マグネットホルダー固定部１３ｂ、１３ｃ、及びアーム部１３ｄを有する。
レンズホルダー固定部１３ａは、レンズホルダー１１１の絡げ部１１１ｅに対応する形状を有する。レンズホルダー固定部１３ａの固定穴（符号略）が、絡げ部１１１ｅの位置決めボス（図示略）に挿嵌されることにより、レンズホルダー１１１に対して給電バネ１３Ａ、１３Ｂが位置決めされ、例えば接着により固定される。また、レンズホルダー固定部１３ａは、絡げ部１１１ｅに絡げられたＡＦ用コイル１１２に半田付けされる。これにより、給電バネ１３Ａ、１３ＢとＡＦ用コイル１１２とが電気的に接続される。
マグネットホルダー固定部１３ｂ、１３ｃは、マグネットホルダー１２１の給電バネ固定部１２１ｃに対応する形状を有する。マグネットホルダー固定部１３ｂ、１３ｃの固定穴（符号略）が、給電バネ固定部１２１ｃの位置決めボス１２１ｄに挿嵌されることにより、マグネットホルダー１２１に対して給電バネ１３Ａ、１３Ｂが位置決めされ、例えば接着により固定される。
マグネットホルダー固定部１３ｂ、１３ｃの頂角部１３ｅは、サスペンションワイヤー３０が接続されるワイヤー接続部となる（以下「ワイヤー接続部１３ｅ」と称する）。ワイヤー接続部１３ｅは、マグネットホルダー１２１のワイヤー挿通部１２１ｇの光軸方向受光側に位置する。
給電バネ１３Ａ、１３Ｂをマグネットホルダー１２１に取り付けた状態において、ワイヤー接続部１３ｅとマグネットホルダー１２１の間には隙間が形成される。この隙間には、サスペンションワイヤー３０を取り囲むように、ダンパー材（図示略）が配置される。ダンパー材としては、例えば紫外線硬化性のシリコーンゲルを適用できる。給電バネ１３Ａ、１３Ｂとマグネットホルダー１２１との間にダンパー材（図示略）を介在させることにより、不要共振（高次の共振モード）の発生が抑制されるので、動作の安定性を確保することができる。
また、ワイヤー接続部１３ｅは、弾性変形しやすい形状を有する。ワイヤー接続部１３ｅとサスペンションワイヤー３０との撓みにより、落下時の衝撃が吸収される。したがって、落下衝撃によって、サスペンションワイヤー３０が塑性変形したり破断したりするのを効果的に防止できる。
アーム部１３ｄは、レンズホルダー固定部１３ａと一方のマグネットホルダー固定部１３ｂを連結する。アーム部１３ｄは、細長いＵ字形状を有し、ＡＦ可動部１１が移動するときに弾性変形する。
図８は、ＡＦ用支持部１４の拡大図である。図９は、ＡＦ用支持部１４の分解斜視図である。なお、図８、図９では、マグネットホルダー１２１を省略して示している。図８、図９に示すように、ＡＦ用支持部１４は、シャフト１４１、押さえバネ１４２、及びパッド１４３を有する。
シャフト１４１は、マグネットホルダー１２１のシャフト挿通孔１２１ｅから挿入され、レンズホルダー１１１のシャフト挿通孔１１１ｆを貫通して、シャフト固定カバー１２３のシャフト係止部１２３ｂに固定される。
シャフト１４１は、好ましくは非磁性材料（例えばオーステナイト系ステンレス）で形成される。シャフト１４１が磁性材料で形成されると、レンズ駆動装置１の駆動源となるボイスコイルモーターに悪影響を及ぼす虞があるためである。
パッド１４３は、シャフト１４１を挟み込む接触体である。パッド１４３は、シャフト１４１との当接部となるＶ字溝１４３ａを有し、シャフト１４１を４点支持する。パッド１４３は、シャフト１４１を挟み込んだ状態で、レンズホルダー１１１のパッド収容部１１１ｄに収容される。
パッド１４３は、好ましくは超高分子量ポリエチレン（ＵＨＰＥ：Ultra High Molecular Weight Polyethylene）で形成される。これにより、パッド１４３の耐摩耗性が向上するので、ＡＦ用支持部１４の耐久性が向上する。
押さえバネ１４２は、レンズホルダー１１１のパッド収容部１１１ｄに嵌着され、パッド収容部１１１ｄに収容されたパッド１４３をシャフト１４１に向けて付勢する板バネである。押さえバネ１４２による付勢力を調整することで、シャフト１４１とパッド１４３との間で生じる摩擦力を適切に調整することができる。押さえバネ１４２とパッド１４３はレンズホルダー１１１に、例えば接着により固定される。なお、パッド１４３をシャフト１４１に向けて付勢する弾性部材として、板バネ以外のものを適用してもよい。
ここで、シャフト１４１とパッド１４３の間で生じる摩擦力は、好ましくはＡＦ可動部１１（レンズ部２を含む）の自重＋２Ｇ（Ｇ：Gravity）以上である。これにより、ＡＦ可動部１１の光軸方向の位置を確実に保持することができる。ただし、摩擦力は、ＡＦ可動部１１がシャフト１４１に沿って移動する際の摺動性が著しく損なわれないようにする必要がある。
シャフト１４１とパッド１４３との間で摩擦力が生じるので、ＡＦ用コイル１１２に通電しなくても、ＡＦ可動部１１の光軸方向における位置が保持される（自己保持機構）。つまり、押さえバネ１４２とパッド１４３が摩擦発生部を構成する。
ＡＦ用支持部１４は、レンズホルダー１１１において、絡げ部１１１ｅが対向配置されている第１の光軸直交方向とは異なる第２の光軸直交方向に対向して配置されることになる。すなわち、本実施の形態では、ＡＦ機能及びＯＩＳ機能を備えるレンズ駆動装置１の限られたスペースを有効利用して、自己保持機構を実現している。
図７は、ＯＩＳ固定部２０の分解斜視図である。図７に示すように、ＯＩＳ固定部２０は、コイル基板２１、センサー基板２２、ベース２３、及び位置検出部２４等を備える。
コイル基板２１は、平面視で正方形状の基板であり、中央に円形の開口２１ａを有する。コイル基板２１は、四隅に、サスペンションワイヤー３０の他端（下端）が挿入されるワイヤー固定穴２１ｂを有する。また、コイル基板２１は、開口２１ａの周縁部の４箇所に、位置決め穴２１ｃを有する。
コイル基板２１は、光軸方向においてマグネット部１２２と対向する位置にＯＩＳ用コイル部２１１を有する。ＯＩＳ用コイル部２１１は、永久磁石１２２Ａ〜１２２Ｄに対応する４つのＯＩＳ用コイル２１１Ａ〜２１１Ｄを有する。ＯＩＳ用コイル２１１Ａ〜２１１Ｄのそれぞれの長辺部分を、永久磁石１２２Ａ〜１２２Ｄの底面から放射される磁界がＺ方向に横切るように、ＯＩＳ用コイル部２１１及びマグネット部１２２の大きさや配置が設定される。マグネット部１２２とＯＩＳ用コイル部２１１とで、ＯＩＳ用ボイスコイルモーターが構成される。
センサー基板２２は、コイル基板２１と同様に平面視で正方形状の基板であり、中央に円形の開口２２ａを有する。センサー基板２２は、開口２２ａの周縁部において、コイル基板２１の位置決め穴２１ｃと対応する位置に位置決め穴２２ｂを有する。センサー基板２２は、周縁部において、下方に屈曲して形成される係合片２２ｃを有する。係合片２２ｃには、制御端子や接地端子等を配置するようにしてもよい。
センサー基板２２は、ＡＦ用コイル１１２及びＯＩＳ用コイル部２１１に給電するための電源ライン（図示略）、位置検出部２４から出力される検出信号用の信号ライン（図示略）を有する。センサー基板２２の下面には、ＸＹ平面におけるＯＩＳ可動部１０の位置を検出する位置検出部２４が配置される。コイル基板２１とセンサー基板２２は、それぞれの固定穴２１ｃ、２２ｂが一致するように、貼り合わせられ、半田付けにより接着される。これにより、コイル基板２１のＯＩＳ用コイル部２１１及びワイヤー固定穴２１ｂとセンサー基板２２の電源ライン（図示略）が電気的に接続される。
位置検出部２４は、例えばホール効果を利用して磁界を検出するホール素子２４Ａ、２４Ｂ（磁気センサー）で構成される。ホール素子２４Ａ、２４Ｂは、センサー基板２２の下面の隣接する二辺において、それぞれの略中央に配置される。マグネット部１２２によって形成される磁界を、ホール素子２４Ａ、２４Ｂで検出することにより、ＸＹ平面におけるＯＩＳ可動部１０の位置を特定することができる。なお、マグネット部１２２とは別の位置検出用磁石を、ＯＩＳ可動部１０に配置するようにしてもよい。
ベース２３は、コイル基板２１と同様に平面視で正方形状の部材であり、中央に円形の開口２３ａを有する。ベース２３は、開口２３ａの周縁部において、ホール素子２４Ａ、２４Ｂと対応する位置にホール素子収容部２３ｃを有する。
ベース２３は、開口２３ａの周縁部において、コイル基板２１の位置決め穴２１ｃ及びセンサー基板２２の位置決め穴２２ｂと対応する位置に位置決めボス２３ｂを有する。ベース２３は、周縁部に、カバー３を載置するカバー取付部２３ｄを有する。カバー取付部２３ｄの長手方向中央部２３ｅは径方向に凹んで形成される（以下「凹部２３ｅ」と称する）。
コイル基板２１の固定穴２１ｃ及びセンサー基板２２の固定穴２２ｂが、ベース２３の位置決めボス２３ｂに挿嵌されることにより、ベース２３に対してコイル基板２１及びセンサー基板２２が位置決めされる。このとき、センサー基板２２の係合片２２ｃが、凹部２３ｅに嵌着され、例えば接着により固定される。
レンズ駆動装置１において、サスペンションワイヤー３０の一端（上端）は、給電バネ１３Ａ、１３Ｂのワイヤー接続部１３ｅに挿通され、半田付けにより固定される。これにより、サスペンションワイヤー３０と給電バネ１３Ａ、１３Ｂが電気的に接続される。
また、サスペンションワイヤー３０の他端（下端）は、コイル基板２１のワイヤー固定穴２１ｂに挿通され、半田付けにより固定される。これにより、サスペンションワイヤー３０とセンサー基板２２の電源ラインが電気的に接続される。すなわち、ＡＦ用コイル１１２には、サスペンションワイヤー３０及び給電バネ１３Ａ、１３Ｂを介して給電が行われる。
レンズ駆動装置１において自動ピント合わせを行う場合には、ＡＦ用コイル１１２に通電が行われる。ＡＦ可動部１１をマクロ位置側へ移動させるか、無限遠位置側に移動させるかに応じて、電流の向きが制御される。また、ＡＦ可動部１１の移動距離に応じて、電流の大きさが制御される。
ＡＦ用コイル１１２に通電すると、マグネット部１２２の磁界とＡＦ用コイル１１２に流れる電流との相互作用により、ＡＦ用コイル１１２にローレンツ力が生じる。ローレンツ力の方向は、マグネット部１２２による磁界の方向とＡＦ用コイル１１２に流れる電流の方向に直交する方向（Ｚ方向）である。マグネット部１２２は固定されているので、ＡＦ用コイル１１２に反力が働く。この反力がＡＦ用ボイスコイルモーターの駆動力となり、ＡＦ用コイル１１２を有するＡＦ可動部１１がシャフト１４１に沿って光軸方向に摺動し、ピント合わせが行われる。
無通電時には、ＡＦ可動部１１は、ＡＦ用支持部１４の自己保持機構により、光軸方向における位置が保持される。したがって、動画撮影など被写体を追尾してピント合わせを行う場合、すなわちＡＦ可動部１１を初期状態から変位させた状態で保持する必要がある場合に、ＡＦ用コイルに通電し続ける必要はなく、新たにピント合わせを行う必要があるときだけ、ＡＦ用コイル１１２への通電が行われる。これにより、ピント合わせ動作に要する消費電力を大幅に低減することができる。
このように、レンズ駆動装置１は、レンズ部２の周囲に配置されるＡＦ用コイル１１２と、ＡＦ用コイル１１２に対して径方向に離間して配置されるマグネット部１２２（オートフォーカス用マグネット）と、マグネット部１２２を含むＡＦ固定部１２に対してＡＦ用コイル１１２を含むＡＦ可動部１１を光軸直交方向に離間した状態で支持するＡＦ用支持部１４（第１の支持部）とを有し、ＡＦ用コイル１１２とマグネット部１２２とで構成されるボイスコイルモーターの駆動力を利用して、ＡＦ固定部１２に対してＡＦ可動部１１を光軸方向に移動させることにより自動的にピント合わせを行うオートフォーカス用駆動部を備える。
また、レンズ駆動装置１は、ＡＦ用コイル１１２及びマグネット部１２２を含むＯＩＳ可動部１０に配置されるマグネット部１２２（振れ補正用マグネット）と、マグネット部１２２から離間して配置されるＯＩＳ用コイル部２１１（振れ補正用コイル）と、ＯＩＳ用コイル２１１を含むＯＩＳ固定部２０に対してＯＩＳ可動部１０を光軸方向に離間した状態で支持するサスペンションワイヤー３０（第２の支持部）とを有し、ＯＩＳ用コイル部２１１とマグネット部１２２で構成されるボイスコイルモーターの駆動力を利用して、ＯＩＳ固定部２０に対してＯＩＳ可動部１０を光軸方向に直交する平面内で揺動させることにより振れ補正を行う振れ補正用駆動部を備える。
サスペンションワイヤー３０（第２の支持部）は、ＯＩＳ固定部２０からＡＦ用コイル１１２への給電を行うサスペンションワイヤー３０Ａ、３０Ｂ（給電ライン）を有する。ＡＦ可動部１１は、第１の光軸直交方向において対向する２箇所に、ＡＦ用コイル１１２の端部とサスペンションワイヤー３０Ａ、３０Ｂとを電気的に接続する絡げ部１１１ｅ（給電ライン接続部）を有する。ＡＦ用支持部１４（第１の支持部）は、ＡＦ可動部１１の第２の光軸直交方向に対向する２箇所に配置され、ＡＦ可動部１１の光軸方向における位置を保持する自己保持機構を有する。
レンズ駆動装置１によれば、ＡＦ用支持部１４（第１の支持部）が自己保持機構を備えるので、ＡＦ用コイル１１２に通電し続けなくても、ＡＦ可動部１１を初期状態から変位した状態で保持することができる。したがって、レンズ駆動装置の消費電力を格段に低減することができる。
以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づいて具体的に説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で変更可能である。
例えば、実施の形態におけるＡＦ用支持部１４を、磁性材料からなるシャフトと、自己保持用マグネットを有する構成とし、自己保持用マグネットの吸引力を利用して摩擦力を発生させるようにしてもよい。この場合、自己保持用マグネットと駆動用マグネット（マグネット部１２２）との磁気干渉が発生するので、注意を要する。
実施の形態では、カメラモジュールＡを備えるカメラ搭載装置の一例として、スマートフォンを挙げて説明したが、本発明は、情報機器または輸送機器であるカメラ搭載装置に適用できる。情報機器であるカメラ搭載装置とは、カメラモジュールとカメラモジュールで得られた画像情報を処理する制御部を有する情報機器であり、例えばカメラ付き携帯電話機、ノート型パソコン、タブレット端末、携帯型ゲーム機、ｗｅｂカメラ、カメラ付き車載装置（例えば、バックモニター装置、ドライブレコーダー装置）を含む。また、輸送機器であるカメラ搭載装置とは、カメラモジュールとカメラモジュールで得られた画像を処理する制御部を有する輸送機器であり、例えば自動車を含む。
図１０は、カメラモジュールＶＣ（Vehicle Camera）を搭載するカメラ搭載装置としての自動車Ｃを示す図である。図１０Ａは自動車Ｃの正面図であり、図１０Ｂは自動車Ｃの後方斜視図である。自動車Ｃは、車載用カメラモジュールＶＣとして、実施の形態で説明したカメラモジュールＡを搭載する。図１０に示すように、車載用カメラモジュールＶＣは、例えば前方に向けてフロントガラスに取り付けられたり、後方に向けてリアゲートに取り付けられたりする。この車載用カメラモジュールＶＣは、バックモニター用、ドライブレコーダー用、衝突回避制御用、自動運転制御用等として使用される。
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
１ レンズ駆動装置
２ レンズ部
３ カバー
１０ ＯＩＳ可動部（振れ補正可動部）
１１ ＡＦ可動部（オートフォーカス可動部）
１１１ レンズホルダー
１１２ ＡＦ用コイル（オートフォーカス用コイル）
１２ ＡＦ固定部（オートフォーカス固定部）
１２１ マグネットホルダー
１２２ マグネット部（オートフォーカス用マグネット、振れ補正用マグネット）
１２３ シャフト固定カバー
１３、１３Ａ、１３Ｂ 給電バネ
１４ ＡＦ用支持部（第１の支持部）
１４１ シャフト
１４２ 押さえバネ（摩擦発生部）
１４３ パッド（摩擦発生部）
２０ ＯＩＳ固定部（振れ補正固定部）
２１ コイル基板
２２ センサー基板
２３ ベース
２４ 位置検出部
３０ ＯＩＳ用支持部（第２の支持部）
Ｍ スマートフォン（カメラ搭載装置）
Ａ カメラモジュール

Claims (5)

  1. レンズ部の周囲に配置されるオートフォーカス用コイルと、前記オートフォーカス用コイルに対して径方向に離間して配置されるオートフォーカス用マグネットと、前記オートフォーカス用マグネットを含むオートフォーカス固定部に対して前記オートフォーカス用コイルを含むオートフォーカス可動部を光軸直交方向に離間した状態で支持する第１の支持部とを有し、前記オートフォーカス用コイルと前記オートフォーカス用マグネットとで構成されるボイスコイルモーターの駆動力を利用して、前記オートフォーカス固定部に対して前記オートフォーカス可動部を光軸方向に移動させることにより自動的にピント合わせを行うオートフォーカス用駆動部と、
    前記オートフォーカス用コイル及び前記オートフォーカス用マグネットを含む振れ補正可動部に配置される振れ補正用マグネットと、前記振れ補正用マグネットから離間して配置される振れ補正用コイルと、前記振れ補正用コイルを含む振れ補正固定部に対して前記振れ補正可動部を光軸方向に離間した状態で支持する第２の支持部とを有し、前記振れ補正用コイルと前記振れ補正用マグネットで構成されるボイスコイルモーターの駆動力を利用して、前記振れ補正固定部に対して前記振れ補正可動部を光軸方向に直交する平面内で揺動させることにより振れ補正を行う振れ補正用駆動部と、を備え、
    前記第２の支持部は、前記振れ補正固定部から前記オートフォーカス用コイルへの給電を行う給電ラインを有し、
    前記オートフォーカス可動部は、第１の光軸直交方向において対向する２箇所に、前記オートフォーカス用コイルの端部と前記給電ラインとを電気的に接続する給電ライン接続部を有し、
    前記第１の支持部は、前記オートフォーカス可動部の前記第１の光軸直交方向とは異なる第２の光軸直交方向に対向する２箇所に配置され、前記オートフォーカス可動部の光軸方向における位置を保持する自己保持機構を有し、
    前記自己保持機構は、光軸方向に沿って前記オートフォーカス可動部に挿通され、前記オートフォーカス固定部に固定されるシャフトと、前記オートフォーカス可動部に固定され、前記シャフトとの間で摩擦力を発揮する摩擦発生部と、を有し、
    前記摩擦発生部は、前記シャフトとの当接部となるＶ字溝を有し前記シャフトを４点支持により挟み込むパッドと、前記パッドを前記シャフトに向けて付勢する弾性部材と、を有し、
    前記オートフォーカス可動部は、前記シャフトに沿って摺動されるとともに、前記シャフトと前記摩擦発生部との間の摩擦力によって光軸方向における位置が保持されることを特徴とするレンズ駆動装置。
  2. 前記シャフトは、非磁性材料で形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. 前記パッドは、超高分子量ポリエチレンで形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。
  4. 請求項１から３のいずれか一項に記載のレンズ駆動装置と、
    前記レンズ駆動装置に装着されるレンズ部と、
    前記レンズ部により結像された被写体像を撮像する撮像部と、を備えることを特徴とするカメラモジュール。
  5. 情報機器または輸送機器であるカメラ搭載装置であって、
    請求項４に記載のカメラモジュールを備えることを特徴とするカメラ搭載装置。
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