JP6695949B2 - レンズ駆動装置、カメラ装置及び電子機器 - Google Patents

Description

本発明は、レンズ駆動装置及びカメラ装置、これら装置を搭載した電子機器に関する。

従来の焦点調整機能と手振れ補正機能を有するレンズ駆動装置として、例えば特許文献１のように、光軸と直交するＸ−Ｙ方向に移動可能なＸ−Ｙステージを有する手振れ補正モジュールのＸ−Ｙステージに、焦点調整機能を有する焦点調整用レンズ駆動装置を載置するタイプのものがある。特許文献１では、手振れ補正モジュールのベースの上に駆動機構とＸ−Ｙステージが設置され、そのＸ−Ｙステージに焦点調整用レンズ駆動装置が直接載置されている。

また、特許文献１のレンズ駆動装置では、駆動機構としてＳＭＡ（形状記憶合金）ワイヤを用いるものが採用されており、ＳＭＡワイヤはベースの辺縁部を利用して引き回される。ＳＭＡワイヤとＸ−Ｙステージの干渉を避けるために、光軸方向においてベースとＸ−Ｙステージの間にＳＭＡワイヤが挟まれるように、Ｘ−ＹステージをＳＭＡワイヤの前側（焦点調整用レンズ駆動装置側）に配置している。
また、焦点調整用レンズ駆動装置は、それ単独で焦点調整機能を有するレンズ駆動装置として動作することができるものである。焦点調整用レンズ駆動装置は、通常、第二ベース上に、レンズを支持するレンズ支持体と、レンズ支持体を駆動する第二の駆動機構と、レンズ支持体を支持する支持機構と、を有するものがよく知られている。

国際公開ＷＯ２０１４／０８３３１８Ａ１

しかしながら、従来の上記のような焦点調整機能と手振れ補正機能を有するレンズ駆動装置によれば、Ｘ−ＹステージをＳＭＡワイヤの前側（焦点調整用レンズ駆動装置側）に配置し、その前側に焦点調整用レンズ駆動装置を載置するため、レンズ駆動装置全体としての薄型化が困難である。
以上の問題点に鑑みて、本発明は、従来の上記問題点を解決し、薄型化が実現できる焦点調整機能と手振れ補正機能を有するレンズ駆動装置、カメラ装置及び電子機器を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明によるレンズ駆動装置は、手振れ補正機能を有する手振れ補正モジュールと、焦点調整機能を有する焦点調整モジュールと、を備え、前記手振れ補正モジュールは、中央部に光軸方向に貫通した貫通孔が形成され且つ前記光軸方向と直交するＸ−Ｙ方向に移動可能なＸ−Ｙステージと、前記Ｘ−Ｙステージの周辺部に設けられて前記Ｘ−Ｙステージを駆動する第一の駆動機構と、前記Ｘ−Ｙステージと前記第一の駆動機構とを配置するベースと、を有し、前記焦点調整モジュールは、枠体と、前記枠体の内側に設けられてレンズを支持するレンズ支持体と、前記レンズ支持体を前記枠体に対して前記光軸方向に移動自在に支持する支持機構と、前記レンズ支持体を前記枠体に対して前記光軸方向に駆動する第二の駆動機構と、を有し、前記手振れ補正モジュールの前記Ｘ−Ｙステージと前記焦点調整モジュールの前記枠体を連結する連結部材を更に備えている。

このような構成により、第一の駆動機構の前側には配置されていないＸ−Ｙステージを有する手振れ補正モジュールと、第二ベースのような土台となるような部材を備えていない焦点調整モジュールと、Ｘ−Ｙステージと焦点調整モジュールの枠体を連結する連結部材と、を備えることによって、レンズ駆動装置の薄型化を実現することができる。

好ましくは、前記手振れ補正モジュールと前記焦点調整モジュールの前記枠体は、互いに対向する角部を有する形状を有し、前記連結部材は、環状をなして前記貫通孔の周囲で前記Ｘ−Ｙステージに固定されるように形成された第一固定部と、前記第一固定部から延伸して前記枠体の前記角部に固定されるように形成された第二固定部とを有する。

好ましくは、前記第二固定部は、前記第一固定部の中心から外側に離れる方向且つ前側の方向に向かって前記第一固定部に対して所定の角度で延伸された腕部と、前記腕部の先端において前記枠体を固定するように形成された枠体固定部とを有する。

好ましくは、前記枠体固定部は、前記枠体を載置する載置部と、前記載置部から立ち上がって前記枠体と係合する立ち上がり部とを有する。

好ましくは、前記立ち上がり部は、前記枠体を外側から取り囲んで前記枠体と係合する。

好ましくは、前記立ち上がり部の内側面と対向する前記枠体の外側面に切欠部が形成されている。

このような構成により、連結部材に第一固定部及び第二固定部を形成して、手振れ補正モジュールに設置されたＸ−Ｙステージ及び焦点調整モジュールの枠体にそれぞれ固定することで、手振れ補正モジュールと焦点調整モジュールを確実に連結することができる。

好ましくは、前記連結部材は、金属材料で形成されている。

この構成により、金属材料の強度、靱性にすぐれた特徴を利用して、薄くても丈夫な連結部材を製造することができる。

好ましくは、前記レンズ支持体は、前記手振れ補正モジュールに向いた側において後側当接部を有し、前記後側当接部は、前記レンズ支持体が前記光軸方向に沿って前記手振れ補正モジュール側へ移動したときに前記連結部材に設けられた後側ストッパーに当接する。

好ましくは、前記手振れ補正モジュールの前記ベースと組み合わされて前記焦点調整モジュールを内包するハウジングを更に備え、前記レンズ支持体は、前記ハウジングに向いた側において前側当接部を有し、前記前側当接部は、前記レンズ支持体が前記光軸方向に沿って前記ハウジング側へ移動したときに前記ハウジングに設けられた前側ストッパーに当接する。

このような構成により、レンズを載せたレンズ支持体が光軸方向に沿って動くとき、メカストップの機能をするレンズ支持体の後側当接部と連結部材の後側ストッパー又はレンズ支持体の前側当接部とハウジングの前側ストッパーが当接してそれ以上の動きを止めるので、外部からの衝撃によって支持機構が破壊されてしまうことを避けることができる。

また、上記目的を達成するために、本発明は、以上に説明した構成を有するレンズ駆動装置を備えたカメラ装置及び電子機器を提供する。

本発明によれば、レンズ駆動装置の薄型化を実現することができ、従って、本発明のレンズ駆動装置を搭載したカメラ装置及び電子機器の全体構成の薄型化を実現することができる。

図１は、本実施形態におけるレンズ駆動装置の分解構成の斜視図である。 図２は、本実施形態における連結部材の構成を説明するための構造図である。 図３は、本実施形態における焦点調整モジュールを組み立てた後の構成及びその後側に配置される連結部材と手振れ補正モジュールとの位置関係を示す斜視図である。 図４は、本実施形態におけるレンズ駆動装置を組み立てた後の断面図である。 図５は、本実施形態におけるレンズ駆動装置を組み立てた後の構成を示す断面斜視図である。

以下、本発明をより理解しやすくするために、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。

レンズ駆動装置１は、例えばスマートフォンなどの電子機器に搭載されて焦点調整機能及び手振れ補正機能を実現するカメラ装置に用いられる。本発明の一つの実施形態によるレンズ駆動装置１は、図１に示すように、焦点調整モジュール１０、焦点調整モジュール１０の後側に配置される手振れ補正モジュール２０、焦点調整モジュール１０の前側に配置されるハウジング３０を備えている。また、本発明には、焦点調整モジュール１０と手振れ補正モジュール２０との間に、両者を連結する連結部材４０を更に備えている。本明細書において、レンズ駆動装置１の光軸方向に対し、手振れ補正モジュール２０側を後側、ハウジング３０側を前側と称する。

焦点調整モジュール１０は、外周に位置する枠体１１と、枠体１１の内側に収容されるレンズ支持体１２と、レンズ支持体１２を枠体１１に対して光軸方向へ移動自在に支持する支持機構（スプリング）と、レンズ支持体１２を枠体１１に対し光軸方向に駆動させる第二の駆動機構（駆動磁石１８と駆動コイル１９）とを有している。

本実施形態において、枠体１１は、光軸方向から見て外周が平面視四角形の枠形状であり、レンズ支持体１２は、外周部が枠体１１の形状に対応して四角形状であり、内周部が略円筒形状であり、その内周部にレンズ（図示せず）を装着して支持する。レンズ支持体１２の支持機構であるスプリングは、後側でレンズ支持体１２と枠体１１の間に配置される後側スプリング１３と前側でレンズ支持体１２と枠体１１の間に配置される前側スプリング１４とを有している。駆動磁石１８は枠体１１の四角形の対向する２辺にそれぞれ配置され、駆動コイル１９はレンズ支持体１２の周囲に巻回されて駆動磁石１８と対向する。駆動コイル１９に電流が流されることによって生成される電磁力により、レンズ支持体１２が光軸方向に移動する。

枠体１１は、四角形の枠形状の対向する２辺にそれぞれ前述した駆動磁石１８が固定される駆動磁石固定部を設けてあり、他の２辺のうちの１辺に後述する位置検出用センサー１５ｂを配置するための開口を設けてある。四角形の各角部の後側部には切欠部１１ａが形成されている。切欠部１１ａは四角形の対角線の内側に向けて切り欠かれていて、最奥部は外側に向いた平面が形成されている。また、前側の各角部には前方に突出する三角形の突起が設けてある。
レンズ支持体１２は、その外周部には前述した駆動コイル１９が巻回されて固定される駆動コイル固定部を設けてある。また、図５に示すように、前方側端部にはさらに前方に突出する前側当接部１６が設けられている。また、後方側端部にはさらに後方に突出する後側当接部１７が設けられている。

後側スプリング１３は、環状の板ばねであり、本実施形態では、左右に分離した一方のスプリング片部１３１及び他方のスプリング片部１３２により構成されている。各スプリング片部１３１、１３２は、内周側部１３１ａ及び１３２ａと、外周側部１３１ｂ及び１３２ｂを有し、内周側部１３１ａ及び１３２ａと外周側部１３１ｂ及び１３２ｂとは、それぞれ弾性変形可能な弾性腕部１３１ｃ及び１３２ｃにより連結されてある。後側スプリング１３は、各スプリング片部１３１、１３２の外周側部１３１ｂ及び１３２ｂを介して、枠体１１の後方側にある後側を向いた面に取り付けられる。また、後側スプリング１３は、各スプリング片部１３１、１３２の内周側部１３１ａ及び１３２ａを介して、レンズ支持体１２の後方側にある後側を向いた面に取り付けられる。また、各内周側部１３１ａ及び１３２ａにはそれぞれ駆動コイル１９の引出線が電気的に接続される。

前側スプリング１４は、環状の板ばねであり、内周側部１４ａと外周側部１４ｂとを有し、内周側部１４ａと外周側部１４ｂが弾性変形可能な弾性腕部１４ｃにより連結されてある。前側スプリング１４は、内周側部１４ａを介してレンズ支持体１２の前側の外周部に取り付けられ（図３を参照）、外周側部１４ｂを介してレンズ支持体１２とハウジング３０と間に挟持して固定される。

なお、焦点調整モジュール１０に位置検出用磁石１５ａと位置検出用センサー（例えばホール素子）１５ｂを配置して、レンズ支持体１２の光軸方向の位置を検出し、フィードバックして、駆動コイル１９に流す電流を調整することで、レンズ支持体１２の動作が早く収束するようにしてもよい。位置検出用センサー１５ｂは、例えば位置検出用センサー用ＦＰＣ（フレキシブルプリント配線板）１５ｃに設置されて前述した焦点調整モジュール１０の開口に取り付けられる。位置検出用磁石１５ａはレンズ支持体１２に取り付けられて、位置検出用センサー１５ｂに対向するように配置される。
後側スプリング１３の外周側部１３１ｂ及び１３２ｂは枠体１１には取り付けられているが、連結部材４０には取り付けられていない。従って、焦点調整モジュール１０は、従来技術のような第二ベースが無くても、自立して存在することができる。

手振れ補正モジュール２０は、ベース２１と、ベース２１に取り付けられて光軸方向と直交するＸ−Ｙ方向に移動可能なＸ−Ｙステージ２２と、Ｘ−Ｙステージ２２の周辺部に設けられてＸ−Ｙステージ２２を駆動する第一の駆動機構２３とを有している。本実施形態において、ベース２１は板状の四角形状の筐体となっており、中央部にはレンズ支持体１２の内周部の形状に対応して光軸方向に沿って貫通した貫通孔が形成されている。ベース２１に対応して、Ｘ−Ｙステージ２２は、中央部に光軸方向に貫通した貫通孔が形成され、外周はベース２１の外周に対応し、それよりも小さい略四角形状である。第一の駆動機構２３は、Ｘ−Ｙステージ２２の外側に設けてあり、四角形の各辺に対応して設けてあるＳＭＡ（形状記憶合金）ワイヤ２３１と四角形の各角部に対応して設けてあって各ＳＭＡワイヤ２３１の端部が結合している三角形状の突出部２３２を有している。一方の対角線上の突出部２３２はベース２１と結合されており、他方の対角線上の突出部２３２はＸ−Ｙステージと結合されている。Ｘ−Ｙステージ２２の前側面の高さは突出部２３２の高さよりも低い。

ハウジング３０は、レンズ支持体１２の前側に配置され、手振れ補正モジュール２０に対応する形状を有し、中央部に手振れ補正モジュール２０の貫通孔に対応する貫通孔が形成された一端と、開放されている他端とを有している。また、ハウジング３０は、内部が中空となるように、手振れ補正モジュール２０と組み立てる際には、ベース２１の外周端とこの他端が組み合わされる。通常組み立て後は、焦点調整モジュール１０を内包した状態で、ベース２１とともに筐体を形成する。また、ハウジング３０の一端側において貫通孔の外側の内面には後述する前側ストッパー３１が形成される。

図１及び図２に示すように、焦点調整モジュール１０と手振れ補正モジュール２０との間で両者を連結する連結部材４０が設置される。図２に示すように、連結部材４０は、手振れ補正モジュール２０の貫通孔に対応する貫通孔が形成された環状をなす。連結部材４０は、手振れ補正モジュール２０の貫通孔の周囲でＸ−Ｙステージ２２に固定されるように形成された第一固定部４１と、第一固定部４１から延伸して、焦点調整モジュール１０の枠体１１の四角形状の各角部を固定するように形成された第二固定部４２とを有している。つまり、四角形状の４つの角部に対応して、環状の第一固定部４１から４つの第二固定部４２が延伸して形成されている。

第一固定部４１は、例えば接着剤によって手振れ補正モジュール２０のＸ−Ｙステージ２２に固定される。また、第二固定部４２は、第一固定部４１の中心から外側に離れる方向且つ前側の方向に向かって第一固定部４１に対して所定の角度で延伸する腕部４３と、腕部４３の先端において枠体１１を固定するように形成された枠体固定部４４とを有している。ここで、所定の角度は、腕部４３の先端における枠体固定部４４が突出部２３２に当たらない程度の角度であればよい。従って、腕部４３は直線状に延伸する必要も無く、曲がっていても差し支えない。

更に、枠体固定部４４は、枠体１１を載置する載置部４４１と、載置部４４１から立ち上がって枠体１１と係合するように形成された立ち上がり部４４２とを有している。

通常、連結部材４０は、焦点調整モジュール１０に対しては、枠体１１とのみ接し、レンズ、レンズ支持体１２又はスプリングなどの部材とは接触しない。ただし、連結部材４０の第一固定部４１において、貫通孔の外側の前側面には後述する後側ストッパー４５が形成される。また、連結部材４０は、強度、靱性にすぐれた特徴を有する金属材料で形成される。特に、非磁性金属材料で形成されることが好ましい。これにより、レンズ支持体１２を駆動する第二の駆動機構である駆動磁石１８と駆動コイル１９の駆動への干渉を防止することができる。

連結部材４０の上記のような構成に対応して、図３に示すように、焦点調整モジュール１０の枠体１１の切欠部１１ａは、連結部材４０の立ち上がり部４４２と係合する。載置部４４１に枠体１１の切欠部１１ａに隣接する後側面が載置され、立ち上がり部４４２の内側面と切欠部１１ａの最奥部の外側に向いた平面が対向し、例えば接着剤によって固定される。連結部材４０は枠体１１を外側から取り囲んで枠体１１と係合する。

また、図５に示すように、レンズ支持体１２の前側に形成された前側当接部１６がハウジング３０に形成された前側ストッパー３１と対向するように設けられている。また、レンズ支持体１２の後側に形成された後側当接部１７が連結部材４０に形成された後側ストッパー４５と対向するように設けられている。前側当接部１６は、レンズ支持体１２が光軸方向に沿ってハウジング３０側（前側）へ移動するときに前側ストッパー３１に当接することによって、それ以上の動きを止めるので、外部からの衝撃によって支持機構が破壊されてしまうことを避けることができる。一方、後側当接部１７は、レンズ支持体１２が光軸方向に沿って手振れ補正モジュール２０側（後側）へ移動するときに連結部材４０に当接することによって、それ以上の動きを止めるので、外部からの衝撃によって支持機構が破壊されてしまうことを避けることができる。これにより、前側当接部１６と前側ストッパー３１の組み合わせ及び後側当接部１７と後側ストッパー４５の組み合わせによりメカストップの機能が実現できる。特に、前側ストッパー３１をハウジング３０に設け、後側ストッパー４５を連結部材４０に設けることにより、部品点数を増やすことなく、メカストップの機能を実現できている。

本実施形態では、前側当接部１６及び後側当接部１７を突出する形状とし、前側ストッパー３１及び後側ストッパー４５を平坦面とした。しかし、突出する形状と平坦面とを逆に設けてもよいし、両方とも突出する形状としてもよい。また、突出する量の方が大きければ、反対側は凹部としても構わない。

図４、５に示すように、光軸方向の後側から前側へ、手振れ補正モジュール２０、連結部材４０、枠体１１及びレンズ支持体１２などを組み合わせた焦点調整モジュール１０、ハウジング３０を順に組み立てることによりレンズ駆動装置１が構成される。第一の駆動機構２３の前側には配置されていないＸ−Ｙステージ２２を有する手振れ補正モジュール２０と、第二ベースのような土台となるような部材を備えていない焦点調整モジュール１０と、Ｘ−Ｙステージ２２と焦点調整モジュール１０の枠体１１を連結する連結部材４０と、を備えることによって、レンズ駆動装置全体の薄型化を実現することができる。

このように、本発明の好ましい実施形態を詳細に説明したが、その目的は、当業者が、本発明の内容を理解した上で実施できるようにするためである。もちろん、本発明の保護範囲は、上記実施形態、実施例に限定されず、本発明の趣旨に基づいて変更または改善することができ、いずれも本発明の保護範囲に含まれる。

Claims (10)

1. 手振れ補正機能を有する手振れ補正モジュールと、焦点調整機能を有する焦点調整モジュールと、を備えるレンズ駆動装置であって、
   前記手振れ補正モジュールは、中央部に光軸方向に貫通した貫通孔が形成され且つ前記光軸方向と直交するＸ−Ｙ方向に移動可能なＸ−Ｙステージと、前記Ｘ−Ｙステージの周辺部に設けられて前記Ｘ−Ｙステージを駆動する第一の駆動機構と、前記Ｘ−Ｙステージと前記第一の駆動機構とを配置するベースと、を有し、
   前記焦点調整モジュールは、四角形の枠体と、前記枠体の内側に設けられてレンズを支持するレンズ支持体と、前記レンズ支持体を前記枠体に対して前記光軸方向に移動自在に支持する支持機構と、前記レンズ支持体を前記枠体に対して前記光軸方向に駆動する第二の駆動機構と、を有し、
   前記手振れ補正モジュールの前記Ｘ−Ｙステージと前記焦点調整モジュールの前記枠体を連結する連結部材を更に備え、
   前記手振れ補正モジュールと前記焦点調整モジュールの前記枠体は、互いに対向する角部を有する形状を有し、
   前記連結部材は、環状をなして前記貫通孔の周囲で前記Ｘ−Ｙステージに固定されるように形成された第一固定部と、前記第一固定部から延伸して前記枠体における前記四角形の各角部に固定されるように形成された４つの第二固定部とを有する、ことを特徴とするレンズ駆動装置。
2. 前記第二固定部は、前記第一固定部の中心から外側に離れる方向且つ前側の方向に向かって前記第一固定部に対して所定の角度で延伸された腕部と、前記腕部の先端において前記枠体を固定するように形成された枠体固定部とを有する、ことを特徴とする請求項１に記載のレンズ駆動装置。
3. 前記連結部材は、金属材料で形成されている、ことを特徴とする請求項１に記載のレンズ駆動装置。
4. 前記レンズ支持体は、前記手振れ補正モジュールに向いた側において後側当接部を有し、
   前記後側当接部は、前記レンズ支持体が前記光軸方向に沿って前記手振れ補正モジュール側へ移動したときに前記連結部材に設けられた後側ストッパーに当接する、ことを特徴とする請求項１に記載のレンズ駆動装置。
5. 前記手振れ補正モジュールの前記ベースと組み合わされて前記焦点調整モジュールを内包するハウジングを更に備え、
   前記レンズ支持体は、前記ハウジングに向いた側において前側当接部を有し、前記前側当接部は、前記レンズ支持体が前記光軸方向に沿って前記ハウジング側へ移動したときに前記ハウジングに設けられた前側ストッパーに当接する、ことを特徴とする請求項１に記載のレンズ駆動装置。
6. 手振れ補正機能を有する手振れ補正モジュールと、焦点調整機能を有する焦点調整モジュールと、を備えるレンズ駆動装置であって、
   前記手振れ補正モジュールは、中央部に光軸方向に貫通した貫通孔が形成され且つ前記光軸方向と直交するＸ−Ｙ方向に移動可能なＸ−Ｙステージと、前記Ｘ−Ｙステージの周辺部に設けられて前記Ｘ−Ｙステージを駆動する第一の駆動機構と、前記Ｘ−Ｙステージと前記第一の駆動機構とを配置するベースと、を有し、
   前記焦点調整モジュールは、枠体と、前記枠体の内側に設けられてレンズを支持するレンズ支持体と、前記レンズ支持体を前記枠体に対して前記光軸方向に移動自在に支持する支持機構と、前記レンズ支持体を前記枠体に対して前記光軸方向に駆動する第二の駆動機構と、を有し、
   前記手振れ補正モジュールの前記Ｘ−Ｙステージと前記焦点調整モジュールの前記枠体を連結する連結部材を更に備え、
   前記手振れ補正モジュールと前記焦点調整モジュールの前記枠体は、互いに対向する角部を有する形状を有し、
   前記連結部材は、環状をなして前記貫通孔の周囲で前記Ｘ−Ｙステージに固定されるように形成された第一固定部と、前記第一固定部から延伸して前記枠体の前記角部に固定されるように形成された第二固定部とを有し、
   前記第二固定部は、前記第一固定部の中心から外側に離れる方向且つ前側の方向に向かって前記第一固定部に対して所定の角度で延伸された腕部と、前記腕部の先端において前記枠体を固定するように形成された枠体固定部とを有し、
   前記枠体固定部は、前記枠体を載置する載置部と、前記載置部から立ち上がって前記枠体と係合する立ち上がり部とを有することを特徴とするレンズ駆動装置。
7. 前記立ち上がり部は、前記枠体を外側から取り囲んで前記枠体と係合する、ことを特徴とする請求項６に記載のレンズ駆動装置。
8. 前記立ち上がり部の内側面と対向する前記枠体の外側面には切欠部が形成されている、ことを特徴とする請求項６に記載のレンズ駆動装置。
9. 請求項１〜８のいずれか一項に記載のレンズ駆動装置を備えたカメラ装置。
10. 請求項９に記載のカメラ装置を備えた電子機器。