JP6776392B2 - カメラ用レンズ駆動装置 - Google Patents

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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カメラ用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れることによって焦点を合わせることができる。また、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に対しては光軸に対して垂直方向へ駆動する事で振れを補正することが可能となる。しかしながら、例えば携帯式電子機器に搭載する小型の光学機器であって、光学全長の長いズーム光学系では携帯式電子機器にそのまま搭載することは難しく、屈曲などの構造を取る必要があった。
この屈曲の構造を用いた光学系では、光線を屈曲するためのプリズムやミラーの前後に配置されたレンズを振れ補正に使う事が挙げられるが、小型化が進む携帯式電子機器ではこれら前後に配置されたレンズの振れ補正構造を用いることで、屈曲光学系の全長が長くなる可能性や、一部形状が突出しなければならない構造となる可能性があった。
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２００４―２１９９３０号公報 特開２０１２―１１８３３６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、光軸を屈曲させる反射面を有する屈曲部材と、屈曲部材を保持する保持枠と、レンズ群を有するレンズモジュールと、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備え、
前記光軸を屈曲させる反射面を有する屈曲部材が前記固定用台座に対して回動することにより、振れ補正を行うレンズ駆動装置であって、
屈曲部材を回動させる駆動源に形状記憶合金を用いることを特徴とする。
前記反射面を有する屈曲部材は、第１の保持枠上に保持され、第１の保持枠は、回動自由に第２の保持枠へ保持され、第２の保持枠は前記固定用台座に取り付けられることが好ましい。
前記駆動源の形状記憶合金は常に張力を保って保持されており、通電による発熱によって収縮し、任意の駆動を行うことが好ましい。
前記反射面を有する屈曲部材は、異なる２つの回動方向へ回動自在に動くことにより、振れ補正を行うことが好ましい。
前記反射面を有する屈曲部材は、２つの回動方向に共通して、１つの回動方向の回動中心である支点に対して一端の方向への回動を弾性部材によって付勢し保持しており、もう一端の方向への回動を形状記憶合金による駆動で行うことが好ましい。
前記反射面を支持する第１の保持枠は回動方向を規制する２軸支する支持部材によって軸支されていることが好ましい。
前記屈曲部材はプリズムまたはミラーであることが好ましい。
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。 本発明の振れ補正部の斜視図である。 本発明のレンズ駆動装置の斜視図である。 本発明のレンズ駆動装置の側面図である。 本発明のレンズ駆動装置の側面図、図４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正面図、図６の断面図である。 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７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、固定用台座１０と、振れ補正部７０と、レンズモジュール８０、レンズモジュールを支持するシャフト８１と、磁石鋼９０と、コイル９１と、ヨーク９２とを備える。
固定用台座１０には、収容空間１４を有し、固定用台座１０は、収容空間１４を形成するための上カバー１１と、下カバー１２と、振れ補正部のカバー１３と、固定用螺子１５とを備える。
振れ補正部７０において、第一の保持枠２０は、光軸を屈曲させる為の屈曲部材であるプリズム１６と、プリズムカバー１７とを備え、第二の保持枠３０に対し、２軸支する支持部材４０と振れ補正部のシャフトａ４２と振れ補正部のシャフトｂ４３とによって支持されている。プリズム１６はミラー（図示しない）であっても良い。
前記プリズム１６は入射光、光軸１１０を屈曲させて、反射光、光軸１１１に光軸を射出し、撮像素子１２０へ光を取り込む。
前記第一の保持枠２０と、第二の保持枠３０は、図５の振れ補正部のシャフトａ４２を回動中心とした一つの回動方向ａ１１２に回動することができ、弾性部材ａ５２により回動方向の片側に常に付勢されている。弾性部材ａ５２は、第一の保持枠の弾性部材の支持部２１と、第二の保持枠の弾性部材の支持部ａ３１により支持されている。
前記第一の保持枠２０と、第二の保持枠３０は、図７の振れ補正部のシャフトｂ４３を回動中心とした一つの回動方向ｂ１１３に回動することができ、弾性部材ｂ５３により回動方向の片側に常に付勢されている。弾性部材ｂ５３は、２軸支する支持部材の弾性部材の支持部４１と、第二の保持枠の弾性部材の支持部ｂ３２とにより支持されている。
一つの回動方向ａ１１２の付勢と反対側に駆動するための部材である形状記憶合金ａ５０が第一の保持枠２０に略半分に折り曲げる形で取り付けられており、形状記憶合金ａ５０の終端は、形状記憶合金を固定し通電するための固定部材５４に支持され、第二の保持枠３０に取り付けられている。
一つの回動方向ｂ１１３の付勢と反対側に駆動するための部材である形状記憶合金ｂ５１が２軸支する支持部材４０に略半分に折り曲げる形で取り付けられており、形状記憶合金ｂ５１の終端は、形状記憶合金を固定し通電するための固定部材５４に支持され、第二の保持枠３０に取り付けられている。
前記形状記憶合金ａ５０及び形状記憶合金ｂ５１は通電によって任意の駆動を行うことができるため、一つの回動方向ａ１１２及び一つの回動方向ｂ１１３に自在に回動させることができ、レンズ駆動装置１００の振れに対し、対応する光軸を回動することで、振れ補正が実現された。
前記形状記憶合金ａ５０及び形状記憶合金ｂ５１による駆動を正確に検出するために、例えば２軸支する支持部材４０に取り付けられた位置検出用磁石鋼６０を、第二の保持枠３０に取り付けられた磁気検出素子ａ６１を使っても良い。
本実施形態において、形状記憶合金ａ５０及び形状記憶合金ｂ５１がそれぞれ二つずつあり、回動中心であるそれぞれのシャフトに対し反対側に設置され、互いの形状記憶合金が引き合う形での駆動であっても良い。当然、形状記憶合金ａ５０と形状記憶合金ｂ５１を一つずつ使うのは、いわば一種の好ましい実施形態に過ぎず、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、一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。また位置検出手段である磁気検出素子ａ６１と位置検出用磁石鋼６０の組み合わせも同様に本願発明を限定するものではない。
レンズモジュール８０は固定用台座１０に支持された、レンズモジュールを支持するシャフト８１によって反射光、光軸１１１方向に水平に移動可能に保持されている。
前記レンズモジュール８０は、磁石鋼９０が設けられており、コイル９１が前記磁石鋼９０に対向するように固定用台座１０に取り付けられている。コイル９１の面の、磁石鋼９０と対向しない面にはヨーク９２が設けられ、同じく固定用台座１０に固定されている。
レンズモジュール８０は、前述の反射光、光軸１１１方向に自在に保持されており、磁石鋼９０とコイル９１の電磁作用によりこの動作が可能となるため、カメラ被写体の位置変化による焦点位置の変更を実現している。
前記ヨーク９２は、焦点位置の変更によりレンズモジュール８０が移動した際、磁石鋼９０を所定位置に戻すための磁気バネの役割があり、レンズモジュール８０とレンズモジュールを支持するシャフト８１との径方向のガタツキに対して一方向に付勢する役割及び、コイル９１の漏れ磁束を収束させ、磁石鋼９０とコイル９１の電磁作用効率を上げることも兼ね備えている。
前記コイル９１の内部には磁気検出素子ｂ９３などを設けることにより、磁石鋼９０の位置を検出することが出来る為、より精度良い焦点位置の調整や、焦点調整速度が重要な場面での正確な制御を実現している。
前記コイル９１は、固定用台座１０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、配線用フレキシブル基板（図示しない）上に形成されている導電性パターンであっても良い。
レンズモジュール８０の支持にレンズモジュールを支持するシャフト８１を用いて説明しているが、一種の好ましい実施形態であり、レンズモジュール８０が３つのボール（図示しない）等によって反射光、光軸１１１に水平方向に可動自由に保持されていても良い。
上述したレンズ駆動装置１００は、たとえば図８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に用いられても良い。
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。
１０ … 固定用台座
１１ … 上カバー
１２ … 下カバー
１３ … 振れ補正部のカバー
１４ … 収容空間
１５ … 固定用螺子
１６ … プリズム
１７ … プリズムカバー
２０ … 第一の保持枠
２１ … 第一の保持枠の弾性部材の支持部
３０ … 第二の保持枠
３１ … 第二の保持枠の弾性部材の支持部ａ
３２ … 第二の保持枠の弾性部材の支持部ｂ
４０ … ２軸支する支持部材
４１ … ２軸支する支持部材の弾性部材の支持部
４２ … 振れ補正部のシャフトａ
４３ … 振れ補正部のシャフトｂ
５０ … 形状記憶合金ａ
５１ … 形状記憶合金ｂ
５２ … 弾性部材ａ
５３ … 弾性部材ｂ
５４ … 形状記憶合金を固定し、通電するための固定部材
６０ … 位置検出用磁石鋼
６１ … 磁気検出素子ａ
７０ … 振れ補正部
８０ … レンズモジュール
８１ … レンズモジュールを支持するシャフト
９０ … 磁石鋼
９１ … コイル
９２ … ヨーク
９３ … 磁気検出素子ｂ
１００ … レンズ駆動装置
１１０ … 入射光、光軸
１１１ … 反射光、光軸
１１２ … 一つの回動方向ａ
１１３ … 一つの回動方向ｂ
１２０ … 撮像素子
２００ … 携帯情報機器
３００ … 撮像装置

Claims (7)

  1. レンズ駆動装置であって、光軸を屈曲させる反射面を有する屈曲部材と、前記屈曲部材を保持する保持枠と、レンズ群を有するレンズモジュールと、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備え、
    前記光軸を屈曲させる反射面を有する前記屈曲部材が前記固定用台座に対して回動することにより振れ補正を行うレンズ駆動装置であって、
    前記屈曲部材を回動させる駆動源に第１形状記憶合金（５０）と第２形状記憶合金（５１）とを用い、
    前記反射面を有する屈曲部材は、第１の保持枠上に保持され、前記第１の保持枠は、２軸支する支持部材と振れ補正部の第１シャフト（４２）及び第２シャフト（４３）によって回動自由に第２の保持枠へ保持され、前記第２の保持枠は前記固定用台座に取り付けられ、
    前記反射面を有する屈曲部材は、少なくとも互いに垂直な軸である前記第１シャフト（４２）及び前記第２シャフト（４３）を中心とした２つの回動方向へ回動自在に動くことにより、振れ補正を行い、
    前記第１形状記憶合金（５０）が前記第１の保持枠に略対称に半分に折り曲げる形で取り付けられており、当該第１形状記憶合金の終端は、当該第１形状記憶合金を固定し通電するための固定部材に支持され、前記第２の保持枠に取り付けられ、前記第１形状記憶合金は、それが半分に折り曲げられた２部分によって前記屈曲部材を前記第１シャフト回りの回転方向（１１２）への付勢と反対側に駆動するように固定され、
    前記第２形状記憶合金（５１）が２軸支する前記支持部材に略対称に半分に折り曲げる形で取り付けられており、当該第２形状記憶合金の終端は、当該第２形状記憶合金を固定し通電するための固定部材に支持され、前記第２の保持枠に取り付けられ、前記第２形状記憶合金は、それが半分に折り曲げられた２部分によって前記屈曲部材を前記第２シャフト回りの回転方向（１１３）への付勢と反対側に駆動するように固定され、
    前記レンズ駆動装置において撮像素子が設けられる側を上面側、これと反対側を底面側、前記屈曲部材に被写体の光が入射する側を正面側、これと反対側を背面側とした際に、前記第１形状記憶合金の終端及び前記第２形状記憶合金の終端は、前記第２の保持枠の底面側に固定され、前記第１形状記憶合金における前記第１の保持枠に近い一端は、前記第２の保持枠の背面側に位置し、前記第２形状記憶合金における前記支持部材に近い一端は、前記第２の保持枠の側面側に位置していることを特徴とするレンズ駆動装置。
  2. 前記駆動源の形状記憶合金は常に張力を保って保持されており、通電によって任意の駆動を行うことを特徴とする請求項１に記載のレンズ駆動装置。
  3. 前記反射面を有する屈曲部材は、２つの回動方向に共通して、１つの回動方向の回動中心である支点に対して一端の方向への回動を弾性部材によって付勢し保持しており、もう一端の方向への回動を形状記憶合金による駆動で行うことを特徴とする請求項１〜２のいずれか１項に記載のレンズ駆動装置。
  4. 前記屈曲部材はプリズムであることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のレンズ駆動装置。
  5. 前記屈曲部材はミラーであることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のレンズ駆動装置。
  6. 請求項１〜５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。
  7. 請求項６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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