JP6738916B1 - レンズ駆動装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】小型で焦点調節および手振れ補正が良好なレンズ駆動装置を提供する。【解決手段】回路基板を含む固定用台座１３と、収容空間を形成するカバー１２と、を含むケース１０と、レンズモジュール３０と、支持フレーム２０とを繋ぐスプリングリーフ５０と、支持フレーム２０をケース１０に支持するための支持部品４０と、前記支持フレーム２０に取り付けられて固定される磁石鋼６０と、前記レンズモジュール３０上に取り付けられ、電磁作用で光軸方向の移動が可能な第１の駆動コイル７０と、前記固定用台座１３に設置されると共に、前記磁石鋼６０の上方に対向して、前記レンズモジュールの重心位置３２の水平近傍に設置されており、前記電磁作用で前記支持フレーム２０に取り付けられた磁石鋼６０を光軸に直交する方向に沿って移動させることができる第２の駆動コイルを備える。【選択図】図１

Description

本発明は駆動装置分野に関し、特に振れ防止機能を有するレンズ駆動装置に関するものである。
撮影技術の急速な発展に伴い、レンズ駆動装置は、数多くの撮影装置で広く応用されている。レンズ駆動装置を各種の携帯式電子機器、例えば携帯電話、タブレットコンピュータ等に応用したものは、特に消費者に受け入れられている。
通常の携帯式電子機器に適応されたレンズ駆動装置の駆動機構は、一般的にコイルと磁石鋼とによって形成され、コイルがレンズキャリアの外周に固定されている。コイルへ電流を印加するとき、電磁力の作用によって、コイルは、レンズキャリアを動かしてレンズの光軸方向に沿って移動さることによって焦点を合わせることができる。しかし、ユーザが手で電子機器を持ちながら撮影する際に、手振れによるレンズ駆動装置の振れが避けられない。そのため、レンズがレンズの光軸に直交する方向に絶えず移動してしまうことがある。このようにレンズ駆動装置では手振れによる影響を回避できず、撮影された画像の品位が低下してしまう。
また通常の手振れを補正する装置では底部に配置された駆動用回路により、駆動用回路から離れた高い位置にあるレンズモジュールの重心を駆動しなければならず、光軸に直交する方向への振れを補正するためにより強い力が必要な可能性があった。
従って、以上の課題を解決できる新しいレンズ駆動装置を提供することが必要となる。
特開２０１７−７６１３５号公報 特開２０１７−１４２４２４号公報
本発明は、ユーザが撮影するとき、電子機器の振れによるレンズ駆動装置の振れによって、レンズがレンズの光軸に直交する方向に絶えず移動してしまう場合に撮影画像の品位が低下してしまうという課題を解決するために、新しいレンズ駆動装置を提供する。
本発明の目的は以下のように実現された。なお、以下の説明において、発明の理解を容易にするために図面中の符号等を括弧書きで付記するが、本発明の各構成要素はこれらの付記したものに限定されるものではなく、当業者が技術的に理解しうる範囲にまで広く解釈されるべきものである。
レンズ駆動装置であって、収容空間を有する、固定用台座と、前記固定用台座に合わせて前記収容空間を形成するカバーと、を含むケースと、
レンズを収容できるレンズバレルを含むレンズモジュールと、
その内部に前記レンズモジュールが設置される支持フレームと、
前記レンズモジュールと前記支持フレームとを接続するスプリングリーフと、
前記支持フレームが前記レンズの光軸に直交する方向に沿って前記固定用台座に対して自由に移動できるように、前記支持フレームと前記固定用台座とを接続する支持部品と、
前記支持フレームに取り付けられて固定される磁石鋼と、
前記レンズバレル上に取り付けられて固定されていると共に前記支持フレームに固定された磁石鋼に対応して設置されている第１の駆動コイルと、
前記固定用台座に設置されると共に、前記磁石鋼の上方に対向して、前記レンズモジュールの重心位置の水平近傍に設置されている第２の駆動コイルと、を含み、
前記第１の駆動コイルは前記磁石鋼に対向して設置され、前記第１の駆動コイルと前記磁石鋼との間での電磁作用によって前記レンズバレルを前記レンズの光軸の方向に沿って移動させ、
前記レンズの光軸に平行な方向に沿って設けられている、前記第２の駆動コイルと対向する前記磁石鋼の第２の部分との間で前記レンズモジュールの重心位置の水平近傍で発生させる電磁作用によって、前記支持フレームを、前記レンズの光軸に直交する方向に沿って前記固定用台座に対して移動させることを特徴とする。
前記支持部品がボールであり、前記ボールが少なくとも三つ設置され、前記カバーの底部が前記ボールの支持面となっていることが好ましい。
前記支持部品は前記カバーの底部に円筒形の保持部材によって保持されていることが好ましい。
前記円筒形の保持部材は前記固定用台座によって保持されていることが好ましい。
前記スプリングリーフは、前記レンズの光軸の方向に沿って移動するレンズバレルの磁気検出素子の通電用経路を兼ね備えることが好ましい。
前記ケースは、接続線固定用台座を含み、
前記接続線固定用台座に第２の駆動コイル補助が設けられており、
前記第２の駆動コイルと前記第２の駆動コイル補助とで、前記磁石鋼を光軸方向に挟み込み電磁作用を発生させることが好ましい。
前記スプリングリーフは、レンズバレル上面に組み合わせた羽根駆動装置などの通電用経路を兼ね備えることが好ましい。
また、本発明は、上記レンズ駆動装置を備えるカメラなどの撮像装置を含む。
また、本発明は、上記レンズ駆動装置を備えるスマートフォンなどの携帯電子機器を含む。
本発明の利点として、本発明のレンズ駆動装置は、レンズの光軸の移動に対する調整ができるため、振れ防止の目的が達成でき、撮像画像の品位が良くなる。
本発明のレンズ駆動装置の分解斜視図である。 本発明のレンズ駆動装置の断面図である。 本発明のレンズ駆動装置の正面図である。 本発明のレンズ駆動装置の左側面図である。 本発明のレンズ駆動装置を備えた携帯電子機器（携帯情報端末）である。
以下、図面を参照しながら、本発明について詳しく説明する。
図１〜図４は、本発明のレンズ駆動装置１００を示す図面である。
レンズ駆動装置１００は、ケース１０と、レンズモジュール３０と、支持フレーム２０と、スプリングリーフ５０と、支持部品４０と、磁石鋼６０と、第１の駆動コイル７０と、第２の駆動コイル７１とを備える。
ケース１０には、収容空間１４を有し、ケース１０は、固定用台座１３と、固定用台座１３に合わせて収容空間１４を形成するためのカバー１２と、接続線８０を固定する接続線固定用台座１１を備える。
固定用台座１３は、円筒形の保持部材４２と、固定用台座１３に固定されている第２の駆動コイル７１とを備える。
支持フレーム２０は、ケース１０の収容空間１４の内部に収容され、レンズモジュール３０は、支持フレーム２０の内に収容され、レンズモジュール３０は、レンズ(図示しない)を含む。
支持部品４０は、支持フレーム２０がレンズの光軸に直交する方向に沿って固定用台座１３に対して自由に移動できるように、支持フレーム２０と固定用台座１３とを支持する。
支持部品４０は、ボールであってもよい。ボール４０は、少なくとも三つ設置されることに対応して、支持フレーム２０の上部にボール４０を置くためのボール受け面４１が設けられており、ボール４０の転がりによって、支持フレーム２０はレンズの光軸に直交する方向に沿って固定用台座１３に対して自由に移動できる。
また、もう一つの好ましい実施例として、接続線固定用台座１１に第２の駆動コイル補助を設けることで、電磁作用の効率を上げることができる。
スプリングリーフ５０は、レンズモジュール３０と支持フレーム２０とを接続する。
スプリングリーフ５０は、上部スプリングリーフ５１と下部スプリングリーフ５２とを備え、上部スプリングリーフ５１と下部スプリングリーフ５２のそれぞれはレンズの光軸方向に沿ってレンズモジュール３０の上面部及び下面部に設置されている。
磁石鋼６０は、支持フレーム２０に取り付けられて固定されている。
レンズ駆動装置１００は、磁気ヨーク９０が設けられており、磁気ヨーク９０は、固定用台座１３に取り付けられて固定されていると共に磁石鋼６０を光軸方向に引き寄せると共に光軸方向垂直方向へレンズモジュールが移動した際に光軸中心に引き寄せることを兼ね備えている。
第１の駆動コイル７０は、レンズモジュール３０上に取り付けられて固定されていると共に磁石鋼６０に対向して設置されている。
レンズモジュール３０には、レンズモジュール中心から離れる方向に延在する突起３１が設けられている。第１の駆動コイル７０は、突起３１上に保持されている。第１の駆動コイル７０は、磁石鋼６０と対向して設置されている。第１の駆動コイル７０と、磁石鋼６０の間の電磁作用によって、レンズモジュールはレンズの光軸の方向に沿って移動することが可能であるため、焦点を合わせることが出来る。
第２の駆動コイル７１は、固定用台座１３に設置されており、且つ磁石鋼６０の上方にそれぞれ対応して設置されている。
第２の駆動コイル７１は、固定用台座１３上に取り付けられて固定されているコイル巻き線であっても良く、直接に固定用台座１３上に形成されている導電性パターンであっても良い。第２の駆動コイル７１と磁石鋼６０の間の電磁作用によって、支持フレーム２０は、レンズの光軸に直交する方向に沿って固定用台座１３に対して移動することができるため、レンズの光軸の移動に関する調整が実現された。
本実施形態において、第１の駆動コイル７０を四つ設置しても良い。当然、第１の駆動コイル７０を四つにするのは、いわば一種の好ましい実施形態に過ぎなく、本領域の技術者が本発明を充分に理解できるように例示されたものであって、四つという数で特許請求の範囲に記載された本願発明を限定するものではない。
第１の駆動コイル７０と対応して、上部スプリングリーフ５１は、四つの第１の駆動コイル７０と、共にレンズの光軸に関して中心対称、すなわち中心線に対して対称的となる位置に配置されている。
レンズ駆動装置１００には、さらに接続線８０が設置されている。
接続線８０は、スプリングリーフ５０と接続され、各第１の駆動コイル７０の一端の線端は対応する上部スプリングリーフ５１に接続され、他端の線端は下部スプリングリーフ５２に接続されている。または第１の駆動用回路を持つ磁気検出素子８１と各第１の駆動コイルの線端が接続され、第１の駆動用回路を持つ磁気検出素子８１とスプリングリーフ５０が接続され、スプリングリーフ５０を介して接続線８０と接続されていても良い。
この第１の駆動用回路を持つ磁気検出素子８１は一例であり、磁気検出を兼ねる駆動ICであっても良い。第１の駆動用回路を持つ磁気検出素子８１は、磁気検出素子に対応する磁石鋼６０の磁気を検出し、光軸方向に沿って移動するレンズモジュール３０の位置を検出し、より効率よくレンズの光軸の移動に関する調整をすることが出来る。
同様に、第１の駆動コイル７０と対応して、磁石鋼６０は、四つが設置され、第２の駆動コイル７１は、四つが設置されて、且つ、共にレンズの光軸に関して中心対称、すなわち中心線に対して対称的となる位置に配置されている。
第２の駆動コイル７１、第２の駆動コイル補助７３は電気的に接続線固定用台座に設けられた外部との接続端子１５に接続されるが、第２の駆動用回路を持つ磁気検出素子８２に接続されても良く、第２の駆動用回路を持つ磁気検出素子８２は一例であり、磁気検出を兼ねる駆動ICであっても良い。第２の駆動用回路を持つ磁気検出素子８２は磁石鋼６０と対向する位置にあり、支持フレーム２０と共に動く磁石鋼６０の位置を検出することが出来る。
レンズの光軸は、振れによって移動した場合、あるいは、移動の傾向がある場合、レンズモジュールの重心位置３２の水平近傍に設置されている四つの第２の駆動コイル７１または、第２の駆動コイル７１と第２の駆動コイル補助７３に電流を流入させることができ、第２の駆動コイル７１と第２の駆動コイル補助が固定されているため、作用力及び反作用力の原理に基づき、支持フレーム２０は移動物の重心に対して効率よく均衡を保ちながらレンズの光軸に直交する方向に沿って固定用台座１３に対して移動することが実現でき、または、レンズの光軸の移動傾向を抑制できる。従って、レンズの光軸の移動に対して調整することができる。
上述したレンズ駆動装置１００は、たとえば図５に示すいわゆるスマートフォン、いわゆるフィーチャーフォン、またはタブレット機器などの携帯情報機器２００用の撮像装置３００に用いられてもよい。
本発明のレンズ駆動装置１００によって、レンズの光軸の移動に対する調整が実現できるため、振れ防止の目的が達成でき、撮像画像の品位を向上させることができる。
以上は、ただ本発明の好ましい実施形態に過ぎなく、本発明の保護範囲は、上記実施形態に限定されたものではなく、本領域の技術者が本発明に開示された内容に基づき作られた同等の修正または変形は、すべて本願の特許請求の範囲に記載された本発明に含まれている。
（付記）
（付記１）
レンズ駆動装置であって、収容空間を有する固定用台座と、前記固定用台座に合わせて前記収容空間を形成するカバーと、を含むケースと、
レンズを収容できるレンズバレルを含むレンズモジュールと、
その内部に前記レンズモジュールが設置される支持フレームと、
前記レンズモジュールと前記支持フレームとを接続するスプリングリーフと、
前記支持フレームが前記レンズの光軸に直交する方向に沿って前記固定用台座に対して自由に移動できるように、前記支持フレームと前記固定用台座とを接続する支持部品と、
前記支持フレームに取り付けられて固定される磁石鋼と、
前記レンズバレル上に取り付けられて固定されていると共に前記支持フレームに固定された磁石鋼に対応して設置されている第１の駆動コイルと、
前記固定用台座に設置されると共に、前記磁石鋼の上方に対向して、前記レンズモジュールの重心位置の水平近傍に設置されている第２の駆動コイルと、を含み、
前記第１の駆動コイルは前記磁石鋼に垂直に対向して設置され、前記第１の駆動コイルと前記磁石鋼との間での電磁作用によって前記レンズバレルを前記レンズの光軸の方向に沿って移動させ、
前記第２の駆動コイルと前記磁石鋼の前記第２の部分との間で前記レンズモジュールの重心位置の水平近傍で発生させる電磁作用によって、前記支持フレームを、前記レンズの光軸に直交する方向に沿って前記固定用台座に対して移動させることを特徴とするレンズ駆動装置。
（付記２）
前記支持部品がボールであり、前記ボールが少なくとも三つ設置され、前記カバーの底部が前記ボールの支持面となっていることを特徴とする付記１に記載のレンズ駆動装置。
（付記３）
前記支持部品は前記カバーの底部に円筒形の保持部材によって保持されていることを特徴とする付記１又は２に記載のレンズ駆動装置。
（付記４）
前記円筒形の保持部材は前記固定用台座によって保持されていることを特徴とする付記１〜３のいずれか１つに記載のレンズ駆動装置。
（付記５）
前記スプリングリーフは、前記磁石鋼の前記内表面に対向して設置される駆動検知用の素子の通電用の経路を兼ね備えることを特徴とする付記１〜４のいずれか１つに記載のレンズ駆動装置。
（付記６）
前記第２の部分の上方に対向して設置される第２の駆動コイルは、前記磁石鋼を光軸方向に挟み込み電磁作用を発生させることを特徴とする付記１〜５のいずれか１つに記載のレンズ駆動装置。
（付記７）
前記スプリングリーフは、レンズバレル上面に組み合わせた羽根駆動装置などの通電用の経路を兼ね備えることを特徴とする付記１〜６のいずれか１つに記載のレンズ駆動装置。
（付記８）
付記１〜７のいずれか１つに記載のレンズ駆動装置を備えることを特徴とするカメラ。
（付記９）
付記８に記載のカメラを備えることを特徴とする携帯電子機器。
１０ … ケース
１１ … 接続線固定用台座
１２ … カバー
１３ … 固定用台座
１４ … 収容空間
１５ … 接続線固定用台座に設けられた外部との接続端子
２０ … 支持フレーム
３０ … レンズモジュール
３１ … 突起
３２ … レンズモジュールの重心位置
４０ … 支持部品
４１ … ボール受け面
４２ … 円筒形の保持部材
５０ … スプリングリーフ
５１ … 上部スプリングリーフ
５２ … 下部スプリングリーフ
６０ … 磁石鋼
６１ … 磁気検出素子に対応する磁石鋼
６２ … 磁石鋼の第２の部分
７０ … 第１の駆動コイル
７１ … 第２の駆動コイル
７３ … 第２の駆動コイル補助
８０ … 接続線
８１ … 第１の駆動用回路を持つ磁気検出素子
８２ … 第２の駆動用回路を持つ磁気検出素子
９０ … 磁気ヨーク
１００ … レンズ駆動装置
２００ … 携帯情報機器
３００ … 撮像装置。

Claims (9)

  1. レンズ駆動装置であって、収容空間を有する固定用台座と、前記固定用台座に合わせて前記収容空間を形成するカバーと、を含むケースと、
    レンズを収容できるレンズバレルを含むレンズモジュールと、
    その内部に前記レンズモジュールが設置される支持フレームと、
    前記レンズモジュールと前記支持フレームとを接続するスプリングリーフと、
    前記支持フレームが前記レンズの光軸に直交する方向に沿って前記固定用台座に対して自由に移動できるように、前記支持フレームと前記固定用台座とを接続する支持部品と、
    前記支持フレームに取り付けられて固定される磁石鋼と、
    前記レンズバレル上に取り付けられて固定されていると共に前記支持フレームに固定された磁石鋼に対応して設置されている第１の駆動コイルと、
    前記固定用台座に設置されると共に、前記磁石鋼の上方に対向して、前記レンズモジュールの重心位置の水平近傍に設置されている第２の駆動コイルと、を含み、
    前記第１の駆動コイルは前記磁石鋼に対向して設置され、前記第１の駆動コイルと前記磁石鋼との間での電磁作用によって前記レンズバレルを前記レンズの光軸の方向に沿って移動させ、
    前記レンズの光軸に平行な方向に沿って設けられている、前記第２の駆動コイルと対向する前記磁石鋼の第２の部分との間で前記レンズモジュールの重心位置の水平近傍で発生させる電磁作用によって、前記支持フレームを、前記レンズの光軸に直交する方向に沿って前記固定用台座に対して移動させることを特徴とするレンズ駆動装置。
  2. 前記支持部品がボールであり、前記ボールが少なくとも三つ設置され、前記カバーの底部が前記ボールの支持面となっ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。
  3. 前記支持部品は前記カバーの底部に円筒形の保持部材によって保持されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のレンズ駆動装置。
  4. 前記円筒形の保持部材は前記固定用台座によって保持されていることを特徴とする請求項３に記載のレンズ駆動装置。
  5. 前記スプリングリーフは、前記レンズの光軸の方向に沿って移動するレンズバレルの磁気検出素子の通電用経路を兼ね備えることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のレンズ駆動装置。
  6. 前記ケースは、接続線固定用台座を含み、
    前記接続線固定用台座に第２の駆動コイル補助が設けられており、
    前記第２の駆動コイルと前記第２の駆動コイル補助とで、前記磁石鋼を光軸方向に挟み込み電磁作用を発生させることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載のレンズ駆動装置。
  7. 前記スプリングリーフは、レンズバレル上面に組み合わせた羽根駆動装置などの通電用経路を兼ね備えることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載のレンズ駆動装置。
  8. 請求項１〜７のいずれか１項に記載のレンズ駆動装置を備えることを特徴とするカメラ。
  9. 請求項８に記載のカメラを備えることを特徴とする携帯電子機器。
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