JP6712070B2 - 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

Description

本発明は、振れ補正用のレンズ駆動装置、振れ補正機能を有するカメラモジュール、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部（以下「ＡＦ用コイル部」と称する）と、ＡＦ用コイル部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部（以下「ＡＦ用マグネット部」と称する）と、例えばＡＦ用マグネット部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用コイル部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（例えば板ばね）とを有する。ＡＦ用コイル部とＡＦ用マグネット部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用コイル部を含み、ＡＦ可動部がＡＦ用マグネット部を含む場合もある。

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部（以下「ＯＩＳ用マグネット部」と称する）と、ＯＩＳ用マグネット部に対して離間して配置される振れ補正用コイル部（以下「ＯＩＳ用コイル部」と称する）と、ＯＩＳ用コイル部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用マグネット部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有する。ＯＩＳ用マグネット部とＯＩＳ用コイル部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用マグネット部は、ＡＦ用マグネット部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適用される。

特開２０１３−２４９３８号公報

ところで、ＯＩＳ用駆動部の感度（以下「ＯＩＳ感度」と称する）を向上するためには、サスペンションワイヤーの線径は細い方が好ましい。しかしながら、サスペンションワイヤーの線径が細くなると、落下等の衝撃を受けたときに破断する危険性が高まる。また、サスペンションワイヤーが撓みやすくなりＯＩＳ可動部が平行移動できなくなる（レンズ部が傾く）ため、振れ補正時のチルト特性が低下する。チルト特性とは、振れ補正時のＯＩＳ可動部の平行度を示す指標であり、ＯＩＳ可動部の移動に伴うレンズ部の傾き角で表される。このように、サスペンションワイヤーの線径を細くしてＯＩＳ感度を高めようとすると、レンズ駆動装置の信頼性が損なわれる。

また、従来のＡＦ用駆動部においては、ＡＦ可動部が板ばねによって挟持される構成となっているため、部品点数が多く構造が複雑であり、繁雑な組立作業が必要となる。

本発明の目的は、高い信頼性を確保しつつ、ＯＩＳ感度を向上でき、さらには組立作業を容易化できるレンズ駆動装置、これを備えたカメラモジュール、及びカメラ搭載装置を提供することである。

本発明に係るレンズ駆動装置は、
レンズ部の周囲に配置される振れ補正用マグネット部と、前記振れ補正用マグネット部から離間して配置される振れ補正用コイル部と、を有し、前記振れ補正用コイル部を含む振れ補正固定部に対して前記振れ補正用マグネット部を含む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振れ補正用駆動部を備え、
前記振れ補正可動部は、前記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部と、前記オートフォーカス用コイル部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部と、を有し、前記オートフォーカス用マグネット部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部を含むオートフォーカス可動部を光軸方向に移動させるオートフォーカス用駆動部と、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支持するオートフォーカス用支持部と、を含み、
前記振れ補正用マグネット部は、前記光軸方向に直交する平面において矩形を規定する４辺のうちの直交する２辺に配置される２つの振れ補正マグネットで構成され、
前記オートフォーカス用マグネット部は、前記振れ補正マグネットのうちの少なくとも１つで構成され、
前記オートフォーカス用支持部は、前記オートフォーカス用マグネットが配置されていない辺に固定され、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片持ち状態で弾性的に支持す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。

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、落下等の衝撃によって、振れ補正用支持部やオートフォーカス用支持部が破損する危険性は極めて低くなる。また、従来に比較して構造が簡単であり、部品点数も少ない。したがって、高い信頼性を確保できるとともに、ＯＩＳ感度を高めることができ、さらには組立作業を容易化することができる。

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。 レンズ駆動装置を示す三面図である。 レンズ駆動装置の分解斜視図である。 ＯＩＳ可動部（ＡＦ用駆動部）の分解斜視図である。 ＡＦ用支持部とＡＦ可動部の取付状態を示す図である。 ＯＩＳ固定部の分解斜視図である。 ＯＩＳ用コイル部を示す図である。 ＯＩＳ用コイル部が生じる磁束とＸＹ位置検出部の関係を示す図である。 ＯＩＳ用支持部（第１の側部支持体）の屈曲態様を示す図である。 ＯＩＳ用支持部（第２の側部支持体）の屈曲態様を示す図である。 ＡＦ用支持部（アーム）の屈曲態様を示す図である。 ＯＩＳ用固定部の変形例を示す分解斜視図である。 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）、及び全体を覆うカバー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、レンズ駆動装置１のＯＩＳ固定部２０（図５参照）のベース２３に固定される。なお、カバー３は、導電性を有する材料で形成され、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を示す三面図である。図４Ａは平面図、図４Ｂは左側面図、図４Ｃは正面図である。図５は、レンズ駆動装置１の分解斜視図である。図４、図５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用マグネット部を有し、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用ボイスコイルモーターを構成するＯＩＳ用コイル部を有し、ＯＩＳ用支持部３０を介してＯＩＳ可動部１０を支持する部分である。すなわち、レンズ駆動装置１における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、ＡＦ用駆動部を含む。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固定部２０に対して離間して配置される。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配置される。

ＯＩＳ用支持部３０は、ＯＩＳ固定部２０とＯＩＳ可動部１０を連結する。本実施の形態では、ＯＩＳ用支持部３０として、従来のサスペンションワイヤーではなく、エラストマー材料で形成されたリンク部材を採用している（以下「ＯＩＳ用リンク部材３０」と称する）。エラストマーとは、ゴム状の弾性体であり、熱硬化性エラストマー（ゴム）及び熱可塑性エラストマー（弾性を有するプラスチック）を含む。

図４、図５に示すように、ＯＩＳ用リンク部材３０は、上部枠体３３、第１の側部支持体３１、及び第２の側部支持体３２を有する。なお、第１の側部支持体３１と第２の側部支持体に共通する構成については、「側部支持体３１、３２」として説明する。

上部枠体３３は、平面視で正方形状の枠体であり、ＯＩＳ固定部２０のベース２３と光軸方向に対向して配置される。上部枠体３３は、剛性の高い材料で形成される。上部枠体３３には、金属材料又は樹脂材料を適用できるが、軽量化の観点から樹脂材料であることが好ましい。特に、上部枠体３３には、液晶ポリマー（ＬＣＰ樹脂）が好適である。上部枠体３３を液晶ポリマーで形成することにより、軽量化を図りつつ、ＯＩＳ可動部１０の自重による沈み込みを防止でき、良好なチルト特性を確保することができる。

側部支持体３１、３２は、エラストマー材料で形成される。これにより、落下等の衝撃によって、側部支持体３１、３２が破損する危険性は、ＯＩＳ用支持部としてサスペンションワイヤーを適用した場合に比較して、極めて低くなる。したがって、高い信頼性を確保できるとともに、レンズ駆動装置１のＯＩＳ感度を高めることができる。また、エラストマーの減衰力を利用してＯＩＳ用駆動部の一次共振を抑えることができるので、サスペンションワイヤーを適用した場合に行われていたダンパー材を塗布する工程は不要となり、組立作業が容易化されるので、生産性が向上する。

エラストマー材料としては、ばね定数を小さく設計でき、かつ射出成形のできる量産性の高い熱可塑性エラストマー（例えばポリエステル系エラストマー）が好適である。ポリエステル系エラストマーは、耐熱性及び低温特性に優れ、温度が変化しても比較的安定した柔軟性を有する。

側部支持体３１、３２は、ＯＩＳ可動部１０を支持しうる強度を有する柱状の部材である。上部枠体３３の４辺のそれぞれにおいて、第１の側部支持体３１又は第２の側部支持体３２が２つずつ配置される。なお、側部支持体３１、３２は、ＯＩＳ可動部の側面を覆う板状の部材であってもよい。側部支持体３１、３２は、２つの軸を中心に屈曲することにより、ＯＩＳ可動部１０の光軸直交面内における平行移動を可能とする２軸ヒンジ構造を有する。

具体的には、第１の側部支持体３１は、周囲よりも薄肉に形成され、Ｙ方向を軸とする２つのＹヒンジ部３１ａ、３１ｂを有する。ここでは、Ｙヒンジ部３１ａ、３１ｂは、第１の側部支持体３１の外面に形成されたヒンジ溝で構成される。

第２の側部支持体３２は、第１の側部支持体３１と同様の形状を有する。すなわち、第２の側部支持体３２は、周囲よりも薄肉に形成され、Ｘ方向に延びる２つのＸヒンジ部３２ａ、３２ｂを有する。ここでは、Ｘヒンジ部３２ａ、３２ｂは、第２の側部支持体３２の外面に形成されたヒンジ溝で構成される。

第１の側部支持体３１及び第２の側部支持体３２におけるヒンジ溝の形状は特に制限されないが、Ｒ形状を有することが好ましい。これにより、振れ補正時に繰り返し行われる屈曲動作に対する耐久性が向上する。

第１の側部支持体３１は、上部枠体３３のＹ方向に沿う２辺のそれぞれの端部に吊設される。第１の側部支持体３１の一方の端部は上部枠体３３に固定され、他方の端部はＯＩＳ可動部１０（ここではマグネットホルダー１２１）に固定される。

第２の側部支持体３２は、上部枠体３３のＸ方向に沿う２辺のそれぞれの端部に吊設される。第２の側部支持体３２の一方の端部は上部枠体３３に固定され、他方の端部はＯＩＳ固定部２０（ここではコイル基板２１）に固定される。

ＯＩＳ用リンク部材３０の上部枠体３３は、第２の側部支持体３２によってＯＩＳ固定部２０の光軸方向受光側に架設された状態となる。また、ＯＩＳ可動部１０は、第１の側部支持体３１によって上部枠体３３に吊設された状態となる。

したがって、ＯＩＳ可動部１０がＸ方向に移動するときには第２の側部支持体３２だけが弾性変形し、第１の側部支持体３１は弾性変形しない。一方、ＯＩＳ可動部１０がＹ方向に移動するときには第１の側部支持体３１だけが弾性変形し、第２の側部支持体３２は弾性変形しない。すなわち、ＯＩＳ可動部１０は、Ｘ方向及びＹ方向に独立して移動することができる。

このように、ＯＩＳ用支持部３０は、光軸方向においてＯＩＳ固定部２０と対向して配置される上部枠体３３と、Ｘ方向（光軸方向に直交する第１の方向）に対向して配置され、それぞれが上部枠体３３とＯＩＳ可動部１０を連結する第１の側部支持体３１と、Ｙ方向（光軸方向及び第１の方向に直交する第２の方向）に対向して配置され、それぞれが上部枠体３３とＯＩＳ固定部２０を連結する第２の側部支持体３２と、を有する。第１の側部支持体３１は、周囲よりも薄肉に形成されＹ方向を軸とする２つのＹヒンジ部３１ａ、３１ｂを有し、ＯＩＳ可動部１０のＸ方向への移動に伴い、２つのＹヒンジ部３１ａ、３１ｂにおける屈曲方向が互いに逆方向となるように屈曲する（図１１参照）。第２の側部支持体３２は、周囲よりも薄肉に形成されＸ方向を軸とする２つのＸヒンジ部３２ａ、３２ｂを有し、ＯＩＳ可動部１０のＹ方向への移動に伴い、２つのＸヒンジ部３２ａ、３２ｂにおける屈曲方向が互いに逆方向となるように屈曲する（図１２参照）。

ＯＩＳ用支持部３０として、エラストマーの弾性を利用した機械的ヒンジ構造を採用することにより、ＯＩＳ可動部１０を小さな力で移動させることができるので、省電力化を図ることができる。また、ＯＩＳ可動部１０の平行度が確保されるので、チルト特性が向上する。

図６は、ＯＩＳ可動部１０の分解斜視図である。図６に示すように、ＯＩＳ可動部１０は、ＡＦ可動部１１、ＡＦ固定部１２、及びＡＦ用支持部１３等を備える。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１３によってＡＦ固定部１２と連結される。

ＡＦ可動部１１は、ＡＦ用ボイスコイルモーターを構成するＡＦ用コイル部を有し、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用ボイスコイルモーターを構成するＡＦ用マグネット部を有し、ＡＦ用支持部１３を介してＡＦ可動部１０を支持する部分である。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、レンズホルダー１１１及びＡＦ用コイル部１１２を有する。

レンズホルダー１１１は、平面視で略正方形状の部材であり、円筒状のレンズ収容部１１１ａにレンズ部２が接着又は螺合により固定される。レンズホルダー１１１は、Ｘ方向に沿う側面にコイル取付部１１１ｂを有する。レンズホルダー１１１は、Ｙ方向に沿う２つの側面に、リンク取付部１１１ｃを有する。レンズホルダー１１１は、レンズ収容部１１１ａの周面に、径方向外側に張り出すフランジ１１１ｄを有する。また、レンズホルダー１１１のＹ方向に沿う一方の側面には、ＡＦ可動部１１の光軸方向の位置を検出する位置検出部１１３（例えばホール素子）が実装されたセンサー基板１１４が配置される。

ＡＦ用コイル部１１２は、ピント合わせ時に通電される空心コイルであり、レンズホルダー１１１のコイル取付部１１１ｂに巻線される。ＡＦ用コイル部１１２の両端は、センサー基板１１４に接続される。ＡＦ用コイル部１１２は、長円形状を有し、コイル面が光軸と平行になるように、ここではＸＺ面がコイル面となるように配置される。ＡＦ用コイル部１１２は、マグネット部１２２（第１のマグネット１２２Ａ）に対向する。

ＡＦ用支持部１３は、ＡＦ固定部１２に対してＡＦ可動部１１を支持する。本実施の形態では、ＡＦ用支持部１３として、従来の板ばねではなく、ＯＩＳ用リンク部材３０と同様に、エラストマー材料で形成されたリンク部材を採用している（以下「ＡＦ用リンク部材１３」と称する）。ＡＦ用リンク部材１３は、レンズホルダー１１１の側方に配置され、レンズホルダー１１１を片持ち状態で支持する。

ＡＦ用リンク部材３０は、マグネットホルダー固定部１３１及び２つのアーム１３２を有する。

アーム１３２は、レンズホルダー収容部１１１ａの周面に沿う湾曲形状を有する。それぞれのアーム１３２は、上側アーム１３２Ａ及び下側アーム１３２Ｂを有する。上側アーム１３２Ａと下側アーム１３２Ｂの基端部（固定端）は、マグネットホルダー固定部１３１に接続され、間接的にＡＦ固定部１２に固定される。上側アーム１３２Ａと下側アーム１３２Ｂの先端部（自由端）は、レンズホルダー固定部１３２Ｃによって連結される。上側アーム１３２Ａと下側アーム１３２Ｂによって、フランジ収容空間が形成される。

上側アーム１３２Ａ及び下側アーム１３２Ｂは、２つの軸を中心に屈曲することにより、ＡＦ可動部１１の平行移動を可能とする２軸ヒンジ構造を有する。エラストマーの弾性を利用した機械的ヒンジ構造を採用することにより、ＡＦ可動部１１を小さな力で移動させることができるので、省電力化を図ることができる。

具体的には、上側アーム１３２Ａ及び下側アーム１３２Ｂは、周囲よりも薄肉に形成され、Ｘ方向を軸とする２つのヒンジ部１３２ａ、１３２ｂを有する。ここでは、ヒンジ部１３２ａ、１３２ｂは、上側アーム１３２Ａ及び下側アーム１３２Ｂの外面に形成されたヒンジ溝で構成される。ヒンジ溝の形状は特に制限されないが、Ｒ形状を有することが好ましい。

このように、ＡＦ用支持部１３は、ＡＦ可動部１１の側方においてオートフォーカス固定部１２に配置されるマグネットホルダー固定部１３１（側部壁体）と、マグネットホルダー固定部１３１とＡＦ可動部１１を片持ち状態で連結する２つのアーム１３２と、を有する。アーム１３２は、それぞれ、周囲よりも薄肉に形成されＸ方向（光軸方向と直交する方向）を軸とする２つのヒンジ部１３２ａ、１３２ｂを有し、ＡＦ可動部１１の光軸方向への移動に伴い、２つのヒンジ部１３２ａ、１３２ｂにおける屈曲方向が互いに逆方向となるように屈曲する（図１３参照）。これにより、オートフォーカス時に繰り返し行われる屈曲動作に対する耐久性が向上する。

図７は、ＡＦ用支持部１３とＡＦ可動部１１の取付状態を示す三面図である。図７Ａは平面図、図７Ｂは左側面図、図７Ｃは正面図である。図７に示すように、レンズホルダー１１１は、フランジ部１１１ｄがアーム１３２のフランジ収容空間に位置するように配置され、リンク取付部１１１ｄにＡＦ用リンク部材１３のレンズホルダー固定部１３２Ｃが固定される。

ＡＦ用リンク部材１３は、レンズホルダー１１１の側面に近接して配置されるので、レンズ駆動装置１の平面視におけるサイズを抑制できるとともに、ＡＦ可動部１１を安定した状態で支持することができる。

アーム１３２は、ＡＦ可動部１１の光軸方向への移動を規制する規制部として機能する。すなわち、ＡＦ可動部１１が光軸方向受光側に移動する際、フランジ１１１ｄの上面が上側アーム１３２Ａに当接することにより、それ以上の移動が規制される。すなわち、フランジ１１１ｄから上側アーム１３２Ａまでの距離が、ＡＦ可動部１１の光軸方向受光側への移動可能範囲となる。また、ＡＦ可動部１１が光軸方向結像側に移動する際、フランジ１１１ｄの下面が下側アーム１３２Ｂに当接することにより、それ以上の移動が規制される。すなわち、フランジ１１１ｄから下側アーム１３２Ｂまでの距離が、ＡＦ可動部１１の光軸方向結像側への移動可能範囲となる。

図６に示すように、ＡＦ固定部１２は、マグネットホルダー１２１及びマグネット部１２２を有する。

マグネット部１２２は、第１のマグネット１２２Ａ及び第２のマグネット１２２Ｂを有する。第１のマグネット１２２Ａ及び第２のマグネット１２２Ｂは、両面４極の直方体状の永久磁石（符号略）である。すなわち、第１のマグネット１２２Ａ及び第２のマグネット１２２Ｂにおいては、６面すべてにおいて、Ｎ極とＳ極が等分に現れている。第１のマグネット１２２Ａは、ＡＦ用コイル部１１２に対向するように、Ｘ方向に沿って配置される。第２のマグネット１２２ＢはＹ方向に沿って配置される。

ＡＦ用コイル部１１２における２つの長辺部分を、Ｙ方向に互いに逆向きの磁界が横切るように、ＡＦ用コイル部１２２及び第１のマグネット１２２Ａの大きさや位置が設定される。これにより、ＡＦ用コイル部１２２に通電が行われたとき、ＡＦ用コイル部１２２の２つの長辺部分には、Ｚ方向に同じ向きのローレンツ力が発生する。

このように、第１のマグネット１２２Ａ（ＡＦ用マグネット部）は、両面４極の直方体形状を有し、Ｘ方向（光軸方向に直交する第１の方向）に沿って配置される。ＡＦ用コイル部１１２は、長円形状を有し、コイル面が第１のマグネット１２２Ａに対向するとともに、２つの長辺部分を第１のマグネット１２２Ａからの磁束が逆向きに交差するように配置される。ＡＦ用支持部１３は、ＡＦ可動部１１をＡＦ用コイル部１１２とは反対側から支持する。

第１のマグネット１２２ＡとＡＦ用コイル部１１２によって、ＡＦ用ボイスコイルモーターが構成される。また、第１のマグネット１２２Ａ及び第２のマグネット１２２ＢとＯＩＳ用コイル部２１１（図１１参照）によって、ＯＩＳ用ボイスコイルモーターが構成される。つまり、第１のマグネット１２２Ａは、ＡＦ用マグネット部とＯＩＳ用マグネット部を兼用する。

第１のマグネット１２２Ａ及び第２のマグネット１２２Ｂは、光軸直交面内におけるＯＩＳ可動部１０の位置検出に用いられる。また、第２のマグネット１２２Ｂは、光軸方向におけるＡＦ可動部１１の位置検出に用いられる。

マグネットホルダー１２１は、ＡＦ可動部１１を収容可能な空間を有する、平面視で略正方形の四角筒体である。マグネットホルダー１２１は、Ｘ方向に沿う一方の面にマグネット収容部１２１ａを有し、Ｙ方向に沿う一方の面にマグネット収容部１２１ｂを有する。マグネット収容部１２１ａに第１のマグネット１２２Ａが配置され、マグネット収容部１２１ｂに第２のマグネット１２２Ｂが配置される。

マグネットホルダー１２１は、Ｘ方向に沿う他方の面に、ＡＦ用リンク固定部１２１ｃを有する。ＡＦ用リンク固定部１２１ｃに、ＡＦ用リンク部材１３のマグネットホルダー固定部１３１が固定される。

マグネットホルダー１２１は、Ｙ方向に沿う２辺のそれぞれの端部（計４箇所）に、ＯＩＳ用リンク固定部１２１ｄを有する。それぞれのＯＩＳ用リンク固定部１２１ｄに、ＯＩＳ用リンク部材３０の第１の側部支持体３１が固定される。

図８は、ＯＩＳ固定部２０の分解斜視図である。図８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、及びベース２３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、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、第１のマグネット１２２Ａ及び第２のマグネット１２２Ｂに対応する第１のＯＩＳコイル２１１Ａ及び第２のＯＩＳコイル２１１Ｂを有する。第１のＯＩＳコイル２１１Ａは、長円形状を有し、コイル面が第１のマグネット１２２Ａの光軸方向結像側の面と対向するとともに、２つの長辺部分を第１のマグネット１２２Ａからの磁束が逆向きに交差するように配置される。第２のＯＩＳコイル１２２Ｂは、長円形状を有し、コイル面が第２のマグネット１２２Ｂの光軸方向結像側の面と対向するとともに、２つの長辺部分を第２のマグネット１２２Ｂからの磁束が逆向きに交差するように配置される。

それぞれのＯＩＳコイル２１１における２つの長辺部分を、Ｚ方向に互いに逆向きの磁界が横切るように、ＯＩＳ用コイル部２１１及びマグネット部１２２の大きさや位置が設定される。これにより、ＯＩＳ用コイル部２１１に通電が行われたとき、ＯＩＳ用コイル部２１１の２つの長辺部分には、Ｘ方向又はＹ方向に同じ向きのローレンツ力が発生する。

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、ＡＦ用コイル部１１２、ＯＩＳ用コイル部２１１、及び位置検出部２４に給電するための電源ライン（図示略）、並びに位置検出部２４から出力される検出信号用の信号ライン（図示略）等を有する。

センサー基板２２には、位置検出部２４が実装される。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である（以下「ホール素子２４」と称する）。ホール素子２４は、センサー基板２２の隣接する２辺において、それぞれの略中央に配置される。主としてマグネット部１２２によって形成される磁界を、ホール素子２４で検出することにより、光軸直交面内における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とは別に、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の周縁に、起立壁２３ｂを有する。起立壁２３ｂによって、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。

ここで、第１のＯＩＳ用コイル２１１Ａ及び第２のＯＩＳ用コイル２１１Ｂは、図９に示すように、長円状の上側コイル層２１１ａ（第１のコイル層）と、上側コイル層２１１ａを長手方向に２つに分割した下側コイル層２１１ｂ（第２のコイル層）からなる２層構造を有する。上側コイル層２１１ａと下側コイル層２１１ｂは、例えば１本の巻線で形成され、流れる電流の向きは同じである。なお、上側コイル層２１１ａと下側コイル層２１１ｂを異なる巻線で形成してもよい。この場合、流れる電流の向きが同じとなるように配線される。ホール素子２４は、下側コイル層２１１ｂの分割部分に対応する位置に配置される。「分割部分に対応する位置」とは、分割部分の間はもちろん、分割部分から光軸方向にずれた位置を含む。

図１０に示すように、上側コイル層２１１ａ及び下側コイル層２１１ｂに矢印方向の電流Ｉが流れると、上側コイル層２１１ａによる磁界Ｂ１は、ホール素子２４を下から上に横切る。一方、下側コイル層２１１ｂによる磁界Ｂ２は、ホール素子２４を上から下に横切る。したがって、上側コイル層２１１ａ及び下側コイル層２１１ｂによってホール素子２４の周りに形成される磁界は相殺される。

これにより、ＯＩＳ用コイル部２１１に通電が行われたときに、ＯＩＳ用コイル部２１１で磁束が生じても、ホール素子２４に入射する磁束は小さくなるため、ホール素子２４に対するＯＩＳ用コイル部２１１による磁界の影響が抑制される。すなわち、電気的な共振が抑制され、さらには１５０〜２００Ｈｚでフィードバック制御を行う場合でも低周波数帯域におけるゲインが向上する。したがって、ホール素子２４による検出感度が向上し、ＯＩＳ用駆動部のセトリングタイムも短くなり、振れ補正の精度も向上する。

また、上側コイル層２１１ａは分割されていないので、ＯＩＳ用コイル部２１１の全体を分割構造とする場合に比較して、ＯＩＳ用コイル部２１１には大きなローレンツ力が生じる。したがって、振れ補正の感度も向上する。

レンズ駆動装置１において、ＯＩＳ用コイル部２１１に通電すると、マグネット部１２２の磁界とＯＩＳ用コイル部２１１に流れる電流との相互作用により、ＯＩＳ用コイル部２１１にローレンツ力が生じる（フレミング左手の法則）。ローレンツ力の方向は、磁界の方向（Ｚ方向）とＯＩＳ用コイル部２１１の長辺部分に流れる電流の方向（Ｘ方向又はＹ方向）に直交する方向（Ｙ方向又はＸ方向）である。

ＯＩＳ用コイル部２１１は固定されているので、マグネット部１２２に反力が働く。この反力がＯＩＳ用ボイスコイルモーターの駆動力となり、マグネット部１２２を有するＯＩＳ可動部１０がＸＹ平面内で揺動し、振れ補正が行われる。具体的には、カメラモジュールＡの角度振れが相殺されるように、振れ検出部（例えばジャイロセンサー、図示略）からの角度振れを示す検出信号に基づいて、振れ補正用コイル部２１１の通電電流が制御される。このとき、位置検出部２４の検出結果をフィードバックすることで、ＯＩＳ可動部１０の並進移動を正確に制御することができる。

図１１Ａに示すようにＯＩＳ用コイル部２１１に通電することにより、ＯＩＳ可動部１０にＸ方向の力が作用すると、図１１Ｂに示すように、ＯＩＳ用リンク部材３０の第１の側部支持体３１が屈曲する。すなわち、図１１Ｂに示すように、第１の側部支持体３１のＹヒンジ部３１ｂより下方に位置する部分は、ＯＩＳ可動部１０（マグネットホルダー１２１）とともにＸ方向に移動するが、Ｙヒンジ部３１ａより上方に位置する部分は、上部枠体３３及び第２の側部支持体３２を介して間接的にＯＩＳ固定部２０に接続されているので、移動しない。したがって、第１の側部支持体３１は、Ｙヒンジ部３１ａ、３１ｂにおける屈曲方向が逆方向となるように屈曲する。

一方、図１２Ａに示すようにＯＩＳ用コイル部２１１に通電することにより、ＯＩＳ可動部１０にＹ方向の力が作用すると、図１１Ｂに示すように、ＯＩＳ用リンク部材３０の第２の側部支持体３２が屈曲する。すなわち、第２の側部支持体３２のＸヒンジ部３２ａより上方に位置する部分は、ＯＩＳ可動部１０（マグネットホルダー１２１）とともにＹ方向に移動するが、Ｘヒンジ部３２ｂより下方に位置する部分は、ＯＩＳ固定部２０のベース２３に接続されているので、移動しない。したがって、第２の側部支持体３２は、Ｘヒンジ部３２ａ、３２ｂにおける屈曲方向が逆方向となるように屈曲する。

また、レンズ駆動装置１において、ＡＦ用コイル部１１２に通電すると、第１のマグネット１２２Ａの磁界とＡＦ用コイル部１１２に流れる電流との相互作用により、ＡＦ用コイル部１１２にローレンツ力が生じる。ローレンツ力の方向は、磁界の方向（Ｙ方向）とＡＦ用コイル部１１２に流れる電流の方向（Ｘ方向）に直交する方向（Ｚ方向）である。この力がＡＦ用ボイスコイルモーターの駆動力となり、ＡＦ用コイル部１１２を有するＡＦ可動部１１が光軸方向に移動し、ピント合わせが行われる。合焦位置は、例えば、ＡＦ可動部１１を移動させながら撮像部（図示略）で取得される複数の画像情報を解析し、コントラスト評価を行うことによって調整される。

なお、ピント合わせを行わない無通電時には、ＡＦ可動部１１は、ＡＦ用リンク部材１３によって、無限遠位置とマクロ位置との間に吊られた状態（以下「基準状態」と称する）で保持される。すなわち、ＯＩＳ可動部１０においては、ＡＦ可動部１１（レンズホルダー１１１）が、ＡＦ用リンク部材１３によって、ＡＦ固定部１２（マグネットホルダー１２１）に対して位置決めされた状態で、Ｚ方向両側に変位可能に支持される。ピント合わせを行うときには、ＡＦ可動部１１を基準状態から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。

図１３Ａに示すようにＡＦ用コイル部１１２に通電することにより、ＡＦ可動部１１にＺ方向の力が作用すると、図１３Ｂに示すようにＡＦ用リンク部材１３のアーム１３２が屈曲する。すなわち、図１３Ｂに示すように、アーム１３２のヒンジ部１３２ｂより左方に位置する部分は、ＡＦ可動部１１とともにＺ方向に移動するが、ヒンジ部１３２ａより右方に位置する部分は、マグネットホルダー固定部１３１を介してＡＦ固定部１２に接続されているので、移動しない。したがって、アーム１３２は、ヒンジ部１３２ａ、１３２ｂにおける屈曲方向が逆方向となるように屈曲する。

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マグネット部１２２（振れ補正用マグネット部）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（振れ補正用コイル部）と、ＯＩＳ用コイル部２１１を含むＯＩＳ固定部２０（振れ補正固定部）に対してマグネット部１２２を含むＯＩＳ可動部１０（振れ補正可動部）を光軸方向に離間した状態で支持するＯＩＳ用支持部３０（振れ補正用支持部）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。ＯＩＳ可動部１０は、レンズ部２の周囲に配置されるＡＦ用コイル部１１２（オートフォーカス用コイル部）と、ＡＦ用コイル部１１２に対して径方向に離間して配置される第１のマグネット１２２Ａ（オートフォーカス用マグネット部）と、第１のマグネット１２２Ａを含むＡＦ固定部１２（オートフォーカス固定部）に対してＡＦ用コイル部１１２を含むＡＦ可動部１１（オートフォーカス可動部）を支持するＡＦ用支持部１３（オートフォーカス用支持部）とを有し、ＡＦ用コイル部１１２と第１のマグネット１２２Ａ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含む。ＯＩＳ用支持部３０は、エラストマー材料で形成され、ＯＩＳ可動部１０を光軸に直交する面内で移動可能に支持する２軸ヒンジ構造を有し、ＡＦ用支持部１３は、エラストマー材料で形成され、ＡＦ可動部１１を光軸方向に移動可能に２軸ヒンジ構造を有する。

レンズ駆動装置１によれば、落下等の衝撃によって、ＯＩＳ用支持部３０やＡＦ用支持部１３が破損する危険性は極めて低くなる。また、従来に比較して構造が簡単であり、部品点数も少ない。したがって、高い信頼性を確保できるとともに、ＯＩＳ感度を高めることができ、さらには組立作業を容易化することができる。

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、ＯＩＳ用支持部３０及びＡＦ用支持部１３は、エラストマー材料で形成され、２軸ヒンジ構造を有していればよく、実施の形態で示した支持構造に限定されない。

また例えば、ＯＩＳ可動部１０の光軸直交面内の位置を検出する位置検出部２４は、図１４に示すように、コイル基板２１に実装してもよい。この場合、第１のＯＩＳコイル２１１Ａ及び第２のＯＩＳコイル２１１Ｂは、長手方向に分割された構造を有し、分割部分にホール素子が配置され、モールドにより固定される。コイル基板２１は、ＡＦ用コイル部１１２、ＯＩＳ用コイル部２１１、及び位置検出部２４に給電するための電源ライン（図示略）、並びに位置検出部２４から出力される検出信号用の信号ライン（図示略）等を有する。

実施の形態のように、センサー基板２２に実装されるホール素子２４は、パッケージ化されている（いわゆるホールＩＣ）。これに対して、図１４に示す例では、コイル基板２１に配線パターン及びランドを形成し、ホール素子２４をチップとして実装するため、ホールＩＣを実装する場合に比較して、低背化を図ることができる。また、コイル基板２１は、積層構造とすることにより、ホール素子２４をコイル基板２１に容易に埋め込むことができるとともに、複雑な配線パターンを容易に形成することができる。

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、カメラ付き携帯端末である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１２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Ｖを示す図である。図１２Ａは自動車Ｖの正面図であり、図１２Ｂは自動車Ｖの後方斜視図である。自動車Ｖ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１２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用コイル部（オートフォーカス用コイル部）
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
１２２Ａ 第１のマグネット（オートフォーカス用マグネット部、振れ補正用マグネット部）
１２２Ｂ 第２のマグネット（振れ補正用マグネット部）
１３ ＡＦ用支持部、ＡＦ用リンク部材（振れ補正用支持部）
１３１ マグネットホルダー固定部（側部壁体）
１３２ アーム
１３２ａ、１３２ｂ ヒンジ部
２０ ＯＩＳ固定部（振れ補正固定部）
２１ コイル基板
２１１ ＯＩＳ用コイル部
２１１Ａ 第１のＯＩＳコイル
２１１Ｂ 第２のＯＩＳコイル
２１１ａ 上側コイル層（第１のコイル層）
２１１ｂ 下側コイル層（第２のコイル層）
２２ センサー基板
２３ ベース
２４ 位置検出部、ホール素子
３０ ＯＩＳ用支持部、ＯＩＳ用リンク部材（振れ補正用支持部）
３１ 第１の側部支持体
３１ａ、３１ｂ Ｙヒンジ部
３２ 第２の側部支持体
３２ａ、３２ｂ Ｘヒンジ部
３３ 上部枠体
Ａ カメラモジュール
Ｍ スマートフォン（カメラ搭載装置）

Claims (4)

1. レンズ部の周囲に配置される振れ補正用マグネット部と、前記振れ補正用マグネット部から離間して配置される振れ補正用コイル部と、を有し、前記振れ補正用コイル部を含む振れ補正固定部に対して前記振れ補正用マグネット部を含む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振れ補正用駆動部を備え、
   前記振れ補正可動部は、前記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部と、前記オートフォーカス用コイル部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部と、を有し、前記オートフォーカス用マグネット部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部を含むオートフォーカス可動部を光軸方向に移動させるオートフォーカス用駆動部と、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支持するオートフォーカス用支持部と、を含み、
   前記振れ補正用マグネット部は、前記光軸方向に直交する平面において矩形を規定する４辺のうちの直交する２辺に配置される２つの振れ補正マグネットで構成され、
   前記オートフォーカス用マグネット部は、前記振れ補正マグネットのうちの少なくとも１つで構成され、
   前記オートフォーカス用支持部は、前記オートフォーカス用マグネットが配置されていない辺に固定され、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片持ち状態で弾性的に支持する、レンズ駆動装置。
2. 前記振れ補正用マグネット部及び前記オートフォーカス用マグネット部を兼用する特定の前記振れ補正マグネットは、両面４極の直方体形状を有し、
   前記オートフォーカス用コイル部は、長円形状を有し、コイル面が前記特定の振れ補正マグネットに対向するとともに、２つの長辺部分を前記特定の振れ補正マグネットからの磁束が逆向きに交差するように配置される、請求項１に記載のレンズ駆動装置。
3. 前記レンズ部と、
   請求項１又は２に記載のレンズ駆動装置と、を備える、カメラモジュール。
4. 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３に記載のカメラモジュールを備える、カメラ搭載装置。

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