JP6602422B2

JP6602422B2 - レンズ駆動装置、カメラ装置及び電子機器

Info

Publication number: JP6602422B2
Application number: JP2018105980A
Authority: JP
Inventors: 直樹関口; 和彦内藤; 智義矢野
Original assignee: 新思考電機有限公司
Priority date: 2018-06-01
Filing date: 2018-06-01
Publication date: 2019-11-06
Anticipated expiration: 2036-09-28
Also published as: JP2018159937A

Description

本発明は、レンズ駆動装置、カメラ装置及び電子機器に関する。

携帯電話やスマートフォン等の電子機器には、小型カメラが搭載されている。この種の小型カメラとして、例えば特許文献１及び特許文献２に示すように、オートフォーカス機能を備えたものが知られている。

米国特許出願公開第２０１５／０１５３５４０号明細書特開２０１１−１５４１２１号公報

上記特許文献１においては、ムーバの振動を抑制するために、ステータとムーバとの間に緩衝材を設けている。また、特許文献２においては、ムーバを支持するばね部材に緩衝材を設けている。

本発明は、ムーバ及び板ばねの振動を抑制することができるレンズ駆動装置、カメラ装置及び電子機器を提供することを目的とする。

本発明の第一特徴は、レンズを保持するためのレンズ支持体と、前記レンズ支持体を収容するステータと、前記レンズ支持体を前記ステータに対して駆動するための駆動用磁石と、前記レンズ支持体の前記ステータに対する位置を検知するための位置検知用磁石と、を備え、前記駆動用磁石及び前記位置検知用磁石は前記レンズ支持体に設けられたレンズ駆動装置にある。

好適には、２つの前記駆動用磁石を有し、該２つの駆動用磁石は、前記レンズの光軸方向から見たときに、前記レンズ支持体を間に挟んで対向して設けられ、前記位置検知用磁石は該２つの駆動用磁石の間の面に配置される。

本発明の第五特徴は、以上述べたいずれかのレンズ駆動装置と、前記レンズ支持体に保持されるレンズと、前記レンズを透過した光を検出する受光センサと、を備えたカメラ装置にある。

本発明の第六特徴は、以上述べたいずれかのレンズ駆動装置と、前記レンズ支持体に保持されるレンズと、前記レンズを透過した光を検出する受光センサと、を備えた電子機器にある。

本発明によれば、ムーバと板ばねとの間に粘弾性を有する樹脂を橋渡ししたので、ムーバ及び板ばねの振動を抑制することができる。

本発明の第一実施形態に係るレンズ駆動装置を示す分解斜視図である。本発明の第一実施形態に係るレンズ駆動装置を示す前側から見た斜視図である。本発明の第一実施形態に係るレンズ駆動装置を示す後側から見た斜視図である。本発明の第一実施形態に用いた前側板ばねと後側板ばねとを示す斜視図である。本発明の第一実施形態に係るレンズ駆動装置において、筐体を除いた平面図である。本発明の第一実施形態に係るレンズ駆動装置において、筐体を除いた底面図である。本発明の第一実施形態に係るレンズ駆動装置において、筐体を除いた縦断面図である。本発明の第一実施形態に係るレンズ駆動装置において、図７のＡ−Ａ線断面の断面斜視図である。本発明の第一実施形態において、レンズ支持体の突出部とフレームの凹部との関係を示す平面図である。本発明の第一実施形態に係るレンズ駆動装置において、位置検知部と位置検知用磁石との関係を示す断面図である。本発明の第一実施形態に係るレンズ駆動装置において、レンズ支持体と駆動用磁石との関係を示す横断面図である。本発明の第一実施形態に係るレンズ駆動装置において、前側板ばね又は後側板ばねの腕部とレンズ支持体との関係を示す断面図である。本発明の第二実施形態に係るレンズ駆動装置において、粘弾性樹脂と突出部との関係を示す平面図である。本発明の第三実施形態に係るレンズ駆動装置において、前側板ばねの腕部とレンズ支持体との関係を示す断面図である。

次に本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

図１において、レンズ駆動装置１０は、例えば携帯電話やスマートフォン等の電子機器に用いられる自動焦点式の小型カメラに使用される。なお、この明細書においては、便宜上、レンズ駆動装置１０の光軸方向の一方向を前側、他方向を後側と称する。

レンズ駆動装置１０は、ステータ１２とムーバ１４とを有する。ステータ１２は、筐体１６とフレーム２２を有する。筐体１６は、前側に設けられたシールドケース１８と、後側に設けられたボトムプレート２０とを有し、このシールドケース１８にボトムプレートが固定されて構成されている。筐体１６は、光軸方向から見て正方形の直方体となっており、筐体１６内は空洞である。また、筐体１６内には、四角形状のフレーム２２が配置されていて、フレーム２２は筐体１６に固定される。このフレーム２２の対向する２つの辺に相当する側部には、それぞれコイル２４が固定されている。コイル２４は、光軸方向と直交方向に延びるように半円形の部分と直線部分とで構成されている。また、フレーム２２には、配線基板２６が２つのコイル２４の間の面に固定されている。配線基板２６には、位置検知部２８が設けられている。

ムーバ１４は、筐体１６内に配置される。このムーバ１４は、レンズを支持するレンズ支持体３０を有する。レンズ支持体３０は、光軸方向から見て外側が略四角形状となっている。レンズ支持体３０の内側には、レンズを固定するためのレンズ固定用孔３２が形成されている。

また、レンズ支持体３０の対向する２つの辺に相当する側部外壁には、それぞれ駆動用磁石３４が固定されている。この駆動用磁石３４は、光軸方向と直交方向に延びる長方形状に形成され、前後にＳ極、Ｎ極を有するように前後に分かれている。また、レンズ支持体３０には、位置検知用磁石３６が２つの駆動用磁石３４の間の面に固定されている。

ムーバ１４は、四角の枠状に形成された前側板ばね３８と後側板ばね４０とにより、ステータ１２に対して光軸方向に移動自在であるように、弾性支持される。

図２及び図３において、筐体１６のシールドケース１８とボトムプレート２０には、それぞれ円形の光通過用孔４２，４４が前述したレンズ支持体３０のレンズ固定用孔３２に対応して形成されている。また、前述した配線基板２６には、筐体２６から後側へ突出する部分を有し、この突出した部分に位置検知部２８用の電源や制御線が接続されるようになっている。位置検知部２８からコイル２４に電流が流されるようになっている。また、配線基板２６には、図示しないコントローラからの制御信号が送られる。

図４において、前側板ばね３８と後側板ばね４０とは、それぞれ四角形状の枠部４６を有する。この枠部４６の４つの角部には、ステータ側固定部４８が形成されている。このステータ側固定部４８は、内側へ突出するように三角形状となっている。また、このステータ側固定部４８には挿入孔５０が形成されている。

腕部５２は、枠部４６の内側にあって、該腕部５２の一端がステータ側固定部４８に接続されている。この腕部５２は、対角線方向へ湾曲して伸びる湾曲部５４と、この湾曲部５４から隣り合うステータ側固定部４８へ直線状に延びる直線部５６とを有する。直線部５６の先端は、隣り合うステータ固定部４８付近まで延びている。この直線部４８の先端には、ムーバ側固定部５８が形成されている。腕部５２は、ステータ側固定部４８とムーバ側固定部５８とを連結している。

前側板ばね３８と後側板ばね４０とを比較すると、ステータ側固定部４８を起点にした腕部５２の延びる方向を異にしている。図４において、前側板ばね３８の腕部５２は、反時計方向に延び、後側板ばね４０の腕部５２は、時計方向に延びている。例えば、前側板ばね３８と後側板ばね４０とを全く同じ形状として共用し、表裏を反転させて装置に組み付けてもよい。このように腕部５２の延びる方向が異ならせる理由については後述する。

上述した前側板ばね３８と後側板ばね４０とは、図４に示すように、自由形状時においては、一つの平面に属するように平板状に形成されているが、レンズ駆動装置１０として組み立てた状態にあっては、ムーバ側固定部５８がステータ側固定部４８よりも光軸方向内側に配置されるように腕部３８が弾性変形するように固定される。

図５から図８において、フレーム２２は、ステータ固定部４８に対応して四隅にステータ側被固定面６０を有する。ステータ側被固定面６０は三角形状の平面で、光軸方向に突出した突起（図示せず）を有する。前側板ばね３８及び後側板ばね４０のステータ側固定部４８は、ステータ側被固定面６０に載置され、被固定面６０上の突起に挿入用孔５０が挿入され、さらに接着剤６１を介してステータ側被固定面６０に固定されている。

一方、ムーバ側固定部５８は、レンズ支持体３０の光軸方向端面であるムーバ側被固定面６２に固定されている。この実施形態においては、ムーバ側被固定面６２は、光軸方向に突出する固定用突起６４に嵌められて固定されている。

ここで、図７に示すように、前後のステータ側被固定面６０間の距離Ｌ１内に前後のムーバ側被固定面６２との間の距離Ｌ２が含まれるように、距離Ｌ１の方が距離Ｌ２よりも大きくしてある。このため、ムーバ１４によって、前側板ばね３８は後側へ引き延ばされ、後側板ばね４０は前側へ引き延ばされている。

例えばレンズ支持体３０が前側に移動すると、前側板ばね３８の腕部５２が光軸方向と直交する略周方向に距離が伸びて図５ではレンズ支持体３０を反時計方向に回転させる。一方、後側板ばね４０の腕部５２は光軸方向と直交する略周方向に縮み、図６ではレンズ支持体３０を時計方向に回転させる。つまり、例えば光軸方向の前側から見たときに、レンズ支持体３０の前側部分と後側部分とは同じ反時計方向に回転しようとする。このように、前側板ばね３８と後側板ばね４０の腕部５２の延びる方向を異ならせることによってレンズ支持体３０の回転方向を一致させ、レンズ支持体３０の光軸方向に直交する方向の姿勢を安定させることができる。

図９に示すように、レンズ支持体３０の外周面の周方向の一部である四隅の一つの近傍には、光軸方向とは直交するようにフレーム２２の内周面に向けて突出した突起部６６が設けられている。また、この突起部６６に対向して、フレーム２２の内周面には凹部６８が形成されている。レンズ支持体３０の突起部６６は、フレーム２２の凹部６８に嵌るように収容されている。フレーム２２とレンズ支持体３０との周方向の形状が同じであると、周方向の組付け位置を間違えるおそれがあるが、このように突起部６６と凹部６８を４隅の一つに形成しておけば周方向の取付け位置を誤ることを防止することができる。また、周方向に嵌ることによりレンズ支持体３０がフレーム２２に対して回転するのを防止することができる。
なお、この実施形態においては、レンズ支持体に突起部６６を、フレーム２２に凹部６８を形成しているが、他の実施形態として、レンズ支持体に凹部６８を、フレーム２２に突起部６６を形成するようにしてもよい。

図１０において、前述した配線基板２６に設けられた位置検知部２８は、例えばホール素子を有しており、フレーム２２に形成された位置検知部挿入孔７０に挿入されている。また、前述した位置検知用磁石３６は、レンズ支持体３０に形成された位置検知用磁石挿入溝７２に挿入固定されている。そして、位置検知部２８が位置検知用磁石３６に対向し、レンズ支持体３０と共に位置検知用磁石が光軸方向に移動すると、位置検知部２８によりレンズ支持体３０の光軸方向の位置が検知される。

図１１において、前述した駆動用磁石３４は、レンズ支持体３０に形成された駆動用磁石挿入溝７４に挿入固定されている。駆動用磁石挿入溝７４は、該駆動用磁石挿入溝７４の中央に平面状の磁石載置部７６が形成されている。駆動用磁石３４は、磁石載置部７６に接触していると共に、駆動用磁石挿入溝７４の後側面に接触して固定されている。駆動用磁石挿入溝７４においては、磁石載置部７６の両側に駆動用磁石３４は接触していない、即ち、空洞となっている窪み部７８が形成されている。この窪み部７８は、磁石載置部７６から離れるのに従って徐々に溝が深くなるようになっている。このため、レンズ支持体３０を軽量化すると共に、レンズ支持体３０の肉厚を均一化できるようにしてある。

上記構成において、前述したレンズ支持体３０には、レンズが支持される。レンズ支持体３０にレンズが支持されたレンズ駆動装置１０は、カメラ装置に搭載される。カメラ装置においては、被写体からこのレンズを介して入力された光は受光センサにより検出される。被写体のピントを合せるためのレンズの移動量がカメラに備えられたコントローラにより演算される。このコントローラは、レンズの移動量に対応した制御信号を配線基板２６に送る。コイル２４には電流が流され、コイル２４に電流が流れると、駆動用磁石３４とコイル２４との間に磁束が発生する。駆動用磁石３４とコイル２４との間に磁束が発生すると、レンズ支持体３０には電磁力が生じ、レンズ支持体３０が前側板ばね３８又は後側板ばね４０に抗して移動する。配線基板２６においては、位置検知用磁石３６の位置を位置検知部２８により検知し、レンズ支持体３０が目的の位置で停止するようにフィードバック制御する。
このようにレンズ支持体３０を停止する場合にレンズ支持体３０に振動を生じる。そのため、レンズ支持体３０の振動を抑制する必要がある。

図５から図８に戻り、レンズ支持体３０と前側板ばね３８、及びレンズ支持体３０と後側板ばね４０とには、粘弾性を有する樹脂８０が橋渡しされている。これにより、レンズ支持体３０を含むムーバ１４、前側板ばね３８及び後側板ばね４０の振動を抑制することができる。この粘弾性樹脂８０は、シリコーン樹脂等であり、塗布することにより設けられる。この実施形態においては、前側板ばね３８及び後側板ばね４０の腕部５２がレンズ支持体３０のムーバ側被固定面６２に対向し、光軸方向から見た場合は重なっているので、粘弾性樹脂８０は、光軸方向を法線方向とするムーバ側被固定面６２と、このムーバ側被固定面６２に対向する腕部５２の直線部５６の面との間に介在されている。この粘弾性樹脂８０は、前側で４か所、後側で４か所、計８か所に設けられている。

また、図５及び図６に示すように、粘弾性樹脂８０は、ステータ側固定部４８よりもムーバ側固定部５８に近い位置に設けられている。ステータ側固定部４８に近い位置に設けるよりもムーバ側固定部５８に近い位置に設ける方が安定して振動を抑制することができる。

また、図１２（ａ）に示すように、レンズ支持体３０のムーバ側被固定面６２には凹溝８２が形成され、この凹溝８２に粘弾性樹脂８０の一部が収容されている。凹溝８２に粘弾性樹脂８０の一部を収容することにより、レンズ駆動装置１０に衝撃を受けても粘弾性樹脂８０の位置がずれないようにしてある。
また、図１２（ｂ）に示すように、レンズ支持体３０のムーバ側被固定面６２には凹溝８２が形成され、この凹溝８２に隣接したステータ側固定部４８側に粘弾性樹脂８０が設けられている。粘弾性樹脂８０は腕部５２とムーバ側被固定面６２との間隔が広い方には移動しにくいので、レンズ駆動装置１０に衝撃を受けても粘弾性樹脂８０の位置がずれにくい。図１２（ａ）と図１２（ｂ）とで溝形状を変えているが、どちらでも構わない。また、Ｖ溝等の他の形状でも構わない。

また、第二実施形態として、図１３に示すように、レンズ支持体３０のレンズ固定用孔３２に臨む位置であって、レンズ固定用孔３２と粘弾性樹脂８０との間には、突起部８４を光軸方向に突出するように形成してもよい。この突起部８４によって粘弾性樹脂８０がレンズ固定用孔３２に移動するのを防止することができる。

また、さら第三実施形態として、図１４に示すように、粘弾性樹脂８０は、光軸方向と直交する方向で、レンズ支持体３０と前側板ばね３８又は後側板ばね４０との間を橋渡しするようにしてもよい。即ち、例えば、初期状態として、前側板ばね３８のステータ側固定部４８がムーバ側固定部５８よりも後側にあるような場合、腕部５２とレンズ支持体３０の側面との間に粘弾性樹脂８０を設けてもよい。この場合も、前述した実施形態と同様に、レンズ支持体３０の側面に凹溝８２を形成し、この凹溝８２に粘弾性樹脂８０の一部を収容するようにすることが好ましい。後側板ばね４０で同様な状態になる場合は、後側板ばね４０とレンズ支持体３０との間に粘弾性樹脂８０を設けても構わない。

なお、この明細書では、カメラ装置に用いられるレンズ駆動装置について説明したが、本発明は、他の装置にも適用することができる。

１０レンズ駆動装置
１２ステータ
１４ムーバ
１６筐体
１８シールドケース
２０ボトムプレート
２２フレーム
２４コイル
２６配線基板
２８位置検知部
３０レンズ支持体
３２レンズ固定用孔
３４駆動用磁石
３６位置検知用磁石
３８前側板ばね
４０後側板ばね
４６枠部
４８ステータ側固定部
５２腕部
５４湾曲部
５６直線部
５８ムーバ側固定部
６０ステータ側被固定面
６２ムーバ側被固定面
６６突起部
６８凹部
７６磁石載置部
７８窪み部
８０樹脂
８２凹溝

Claims

レンズを保持するためのレンズ支持体と、
前記レンズ支持体を収容するステータと、
前記レンズ支持体を前記ステータに対して駆動するための駆動用磁石と、
前記レンズ支持体の前記ステータに対する位置を検知するための位置検知用磁石と、を備え、
前記駆動用磁石及び前記位置検知用磁石は前記レンズ支持体に設けられ、
前記レンズ支持体は前記レンズの光軸方向から見て四角形状であり、前記駆動用磁石を固定するための磁石固定部がこの四角形状の辺部に相当する側部に設けてあり、
前記磁石固定部は前記側部を抉るようにして平面状に形成して前記磁石を載置する磁石載置部を有し、
前記磁石載置部の周方向の端部の少なくとも一方をさらに抉った窪み部を有し、
前記窪み部は、前記磁石載置部から離れるのに従って徐々に溝が深くなるレンズ駆動装置。
２つの前記駆動用磁石を有し、該２つの駆動用磁石は、前記レンズの光軸方向から見たときに、前記レンズ支持体を間に挟んで対向して設けられ、前記位置検知用磁石は該２つの駆動用磁石の間の面に配置される請求項１記載のレンズ駆動装置。
請求項１又は２に記載のレンズ駆動装置と、前記レンズ支持体に保持されるレンズと、前記レンズを透過した光を検出する受光センサと、を備えたカメラ装置。
請求項１又は２に記載のレンズ駆動装置と、前記レンズ支持体に保持されるレンズと、前記レンズを透過した光を検出する受光センサと、を備えた電子機器。