JP6990981B2

JP6990981B2 - レンズ駆動装置

Info

Publication number: JP6990981B2
Application number: JP2017072591A
Authority: JP
Inventors: 治可松久; 悠介江原
Original assignee: Nidec Copal Corp
Current assignee: Nidec Copal Corp
Priority date: 2017-03-31
Filing date: 2017-03-31
Publication date: 2022-01-12
Anticipated expiration: 2037-03-31
Also published as: WO2018180682A1; JP2018173578A; US11340420B2; US20200049940A1; CN110462479B; CN110462479A

Description

本発明は、レンズ駆動装置に関するものである。

レンズ駆動装置は、レンズが可動枠に支持され、可動枠が移動自在にベース部材に支持されており、可動枠にマグネットとコイルの一方を固定し、ベース部材にマグネットとコイルの他方を固定して、マグネットとコイルとの間の電磁駆動力によって、ベース部材に対して可動枠を移動することで、オートフォーカス（ＡＦ：Autofocus）や手振れ補正（ＯＩＳ：Optical Image Stabilizer）などを行うものである。

このようなレンズ駆動装置は、可動枠にコイルを固定している場合には、移動するコイルへの通電が必要になり、可動枠を移動自在に支持するためのバネ（板バネ）やワイヤなどを通電経路にしている。また、可動枠にマグネットを固定している場合には、移動するマグネットによる磁場の変化をベース部材側に設けた位置センサ（ホール素子など）で検出することで、可動枠の移動状態をフィードバック制御することが可能になる（下記特許文献１参照）。

特開２０１６－１４７０１号公報

前述した従来技術において、マグネットが固定された可動枠を、ベース部材に固定されたコイルへの通電で駆動する場合、コイルへの通電は、ベース部材に設けた配線を介して行われる。この際、位置センサでマグネットが固定された可動枠の位置を検出しようとすると、ベース部材にコイルと位置センサを共に配置する必要があり、更にこれらに接続するための複雑な配線をベース部材に設けることが必要になる。

近年、カメラ機能を有する小型化の携帯電子機器が普及しているが、これに搭載されるレンズ駆動装置は、必然的にベース部材の支持面積が小さくならざるを得ない。このため、ベース部材にコイルと位置センサの両方を配置しようとすると、小型化の高い要求に対応できなくなるか、或いは、コイルや位置センサの配備の一部を省いて小型化に対応することになり、高い駆動性能や制御精度を発揮できなくなる問題があった。

本発明は、このような問題に対処するために提案されたものである。すなわち、レンズ駆動装置の小型化の要求に十分対応しながら、レンズ駆動装置の高い駆動性能や制御性能を発揮できるようにすること、ベース部材の配線を簡略化し、配線端子と回路基板との接続を簡略化すること、などを課題としている。

このような課題を解決するために、本発明によるレンズ駆動装置は、以下の構成を具備するものである。

レンズを支持すると共にマグネットが固定された可動枠と、前記可動枠を移動可能に支持するベース部材と、前記レンズに光を入射する開口を備え、前記可動枠と前記ベース部材の支持面を覆うカバー部材とを備え、前記カバー部材は、カバー部材支持面と基端部を有し、前記カバー部材支持面は前記ベース部材の支持面に対向し、前記基端部は前記可動枠の側面を覆うものであり、前記マグネットに対向する位置センサは、前記カバー部材支持面に設けられ、前記カバー部材には、当該カバー部材に設けられる位置センサに接続される配線が前記カバー部材支持面から屈曲して前記基端部に亘るように一体に形成されており、かつ、当該位置センサからの配線の端部は前記基端部から引き出されていることを特徴とするレンズ駆動装置。

本発明の実施形態に係るレンズ駆動装置の全体構成を示した分解斜視図である。本発明の実施形態に係るレンズ駆動装置の組み立て図（（ａ）が平面図、（ｂ）が側面図）である。（ａ）が図２（ａ）におけるＡ１－Ａ１断面図であり、（ｂ）が図２（ａ）におけるＡ２－Ａ２断面図である。カバー部材の背面図である。ベース部材の平面図である。（ａ）がレンズ駆動装置を備える撮像装置の説明図、（ｂ）がレンズ駆動装置を備える携帯電子機器（携帯情報端末）の説明図である。

以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。以下の説明で、異なる図における同一符号は同一機能の部位を示しており、各図における重複説明は適宜省略する。図示のＸ－Ｙ方向はレンズの光軸に直交する方向を指しており、Ｚ方向が図示省略したレンズの光軸方向を指している。

図１～図５に示すように、レンズ駆動装置１は、図示省略したレンズを支持する可動枠２と、可動枠２を移動可能に支持するベース部材３と、可動枠２とベース部材３の支持面３Ｂを覆うカバー部材４とを備えている。

可動枠２には、複数のマグネット５が固定されている。図示の例では、可動枠２は、平面視矩形の外縁を有する筒状部材であり、その角部内側にマグネット５を保持するマグネット保持部２Ａを備えている。

可動枠２には、レンズ枠６が移動自在に支持されている。レンズ枠６は、図示省略したレンズバレルが取り付けられるねじ部６Ａを備えた円筒部材であり、外周に設けられるコイル保持部６Ｂにフォーカスコイル７が巻回されている。レンズ枠６は、筒状部材である可動枠２の内側に配置され、可動枠２に固定されたマグネット５とフォーカスコイル７との間に磁気ギャップが形成されている。

レンズ枠６は、板バネ８によって光軸方向（図示Ｚ方向）に沿って移動可能に支持されている。板バネ８は、レンズ枠６の下端部６Ｃと可動枠２の下端部２Ｂとを弾性的に連結する下板バネ８Ａと、レンズ枠６の上端部６Ｄと可動枠２の上端部２Ｃとを弾性的に連結する上板バネ８Ｂ，８Ｃを備えている。上板バネ８Ｂ，８Ｃは、左右対称の２部材によって構成されている。

可動枠２は、支持ワイヤ９を介してベース部材３に移動自在に支持されている。ベース部材３は、開口３Ａを有しており、開口３Ａの周囲にＸ－Ｙ平面に沿った支持面３Ｂが設けられている。

支持ワイヤ９は、図示Ｚ方向（光軸方向）に沿って延設されており、その一端がベース部材３側（ベース部材３に設けられる配線部材）に固定され、他端が可動枠２側（可動枠２に固定される上板バネ８Ｂ，８Ｃ）に固定されている。これにより、可動枠２は、支持ワイヤ９によって吊り下げ支持されており、支持ワイヤ９の撓みによってＸ－Ｙ方向（光軸と交差する方向）に移動可能に支持されている。図示の例では、支持ワイヤ９は複数本（４本）設けられ、平面視矩形の外縁を有するベース部材３の四隅には、支持ワイヤ９の一端が固定され、その外側に可動枠２の可動範囲を制限するストッパ３Ｃが設けられている。

図示の例では、可動枠２がベース部材３に対してＸ－Ｙ方向に移動自在に支持され、レンズ枠６が可動枠２に対してＺ方向に移動自在に支持されているが、これに限らず、レンズ枠６又はレンズ（レンズバレル）自体が可動枠２に固定され、可動枠２がベース部材３に対して、Ｘ－Ｙ方向又はＺ方向に移動自在に支持されているものであってもよい。

そして、ベース部材３には、駆動用のコイル１０が設けられ、カバー部材４には位置センサ１１が設けられている。以下の説明では、ベース部材３にコイル１０を設けている例を説明するが、コイル１０の位置は、駆動方式に応じて適宜設定することができる。

カバー部材４は、図４に示すように、図示省略したレンズに光を取り込む開口４Ａを有し、開口４Ａの周囲或いは側面に支持面４Ｂを備えている。このカバー部材４は、レンズ枠６と可動枠２とベース部材３の支持面３Ｂを囲むように配置され、基端部４Ｃがベース部材３の外周部に支持されている。

このカバー部材４は、支持面４Ｂに位置センサ１１を支持するセンサ支持部４Ｄが設けられている。また、カバー部材４には、配線部材１２が設けられている。配線部材１２は、例えば、リードフレームであり、樹脂製のカバー部材４に一体成形（インサート成形）されている。カバー部材４のセンサ支持部４Ｄに支持される位置センサ１１は、図示の例では、２つの位置センサ１１が互いに異なる方向に向いて配置されている。カバー部材４のセンサ支持部４Ｄに支持される位置センサ１１は、制御方法や駆動軸の数などに応じて任意の数を配置してよい。

配線部材１２の一端側は端部１２Ａであり、端部１２Ａは、カバー部材４の基端部４Ｃから引き出され、回路基板との接続端子になっている。また、配線部材１２の他端側はセンサ支持部４Ｄに設けられる端子部１２Ｂであり、端子部１２Ｂは、位置センサ１１の端子に接続される。配線部材１２は、リードフレームに限定されるものではなく、各種の配線構造を採用することができ、例えば、ＭＩＤ（Molded Interconnect Device, 射出成形回路部品）技術によって形成されたものなどであってもよい。

ベース部材３は、図５に示すように、支持面３Ｂにコイル支持部３Ｄが設けられており、このコイル支持部３Ｄにコイル１０が取り付けられている。図示の例では、直線部分が交差する方向に向いた２個のコイル１０が支持面３Ｂに配備されているが、これに限らず、隣接するコイル１０の直線部分を互いに異なる方向に向けて、４つのコイル１０を配置してもよい。

ベース部材３には、コイル１０に接続される配線部材１３が設けられている。配線部材１３は、例えば、リードフレームであり、樹脂製のベース部材３に一体成形（インサート成形）されている。配線部材１３の一端側は端部１３Ａであり、端部１３Ａは、ベース部材３の外周縁から引き出され、回路基板との接続端子になっている。また、配線部材１３の他端側は、リードフレームに設けられる端子部３Ｘであり、コイル１０の引き出し線の一方が接続される。なお、図示されない背面側にも端子部３Ｘが設けられており、こちらにはコイル１０の引き出し線の他方が接続される。配線部材１３も、配線部材１２と同様に、リードフレームに限定されるものではなく、各種の配線構造を採用することができ、例えば、ＭＩＤ（Molded Interconnect Device, 射出成形回路部品）技術によって形成されたものなどであってもよい。

図示の例では、ベース部材３の支持面３Ｂとカバー部材４の支持面４Ｂは、レンズの光軸に交差する方向に沿って対面して配置されており、その間に、可動枠２に固定されているマグネット５が配置されている。そして、マグネット５は、ベース部材３の支持面３Ｂに対面することで、コイル１０に対面する第１の対向面（下面）と、カバー部材４の支持面４Ｂに対面することで、位置センサ１１に対面する第２の対向面（上面）を備えている。

図示のレンズ駆動装置１は、可動枠２が、ベース部材３に対して、レンズの光軸と交差する方向（Ｘ－Ｙ方向）に沿って移動可能に支持され、可動枠２には、レンズ枠６がレンズの光軸方向（Ｚ方向）に沿って移動可能に支持されており、コイル１０への通電で、可動枠２をＸ－Ｙ方向に移動させ、フォーカスコイル７への通電で、レンズ枠６をＺ方向に移動させる。

コイル１０への通電は、ベース部材３に設けた配線部材１３を介して行われ、可動枠２のＸ－Ｙ方向の移動は、可動枠２に固定されているマグネット５の動きをカバー部材４に設けた位置センサ１１が検出し、その検出信号がカバー部材４に設けた配線部材１２を介して、外部の回路基板に出力される。また、フォーカスコイル７への通電は、フォーカスコイル７の一対の引き出し線が上板バネ８Ｂ，８Ｃにそれぞれ接続されており、ベース部材２に設けた配線部材から、支持ワイヤ９と上板バネ８Ｂ，８Ｃを経由して通電される。

カバー部材４に設けられた配線部材１２の端部１２Ａは、カバー部材４の基端部４Ｃをベース部材３の周縁部で支持することで、周縁部に設けた挿入孔３Ｅに挿入される。これによって、配線部材１２の端部１２Ａは、ベース部材３に設けた配線部材１３の端部１３Ａと共に、外部の回路基板と接続するための集約した接続端子を構成する。

このようなレンズ駆動装置１によると、マグネット５に対向する位置センサ１１がカバー部材４の支持面４Ｂに設けられ、カバー部材４には、位置センサ１１に接続される配線部材１２が一体に形成されているので、ベース部材３にコイル１０と位置センサ１１の両方を配置するスペースを設ける必要がなく、ベース部材３を省スペース化することで、レンズ駆動装置１を小型化することができる。そして、省スペース化されたベース部材３に対して、駆動性能を確保するために十分なコイル１０と位置センサ１１を配置することができるので、小型でありながら高性能なレンズ駆動装置１を得ることができる。

また、コイル１０に接続する配線部材１３と位置センサ１１に接続する配線部材１２を、ベース部材３とカバー部材４に分けて配置することができるので、ベース部材３における配線構造を簡略化することができ、カバー部材４に設けた配線部材１２の端部１２Ａとベース部材３に設けた配線部材１３の端部１３Ａとを集約して配置することで、配線端部と回路基板との接続を簡略化することができる。

このような、レンズ駆動装置１は、図６（ａ）に示すような撮像装置１００に装備することができ、撮像装置１００自体の小型化を可能にし、且つ、高いオートフォーカス性能或いは手振れ補正性能を発揮することができる。また、図６（ｂ）に示すような携帯電子機器（携帯情報端末）２００のカメラユニットなどに組み込むことができる。このような携帯電子機器２００は、設置スペースが小さく且つ高性能であるレンズ駆動装置１を搭載することで、撮像機能の高機能化だけで無く、他の機能を高機能化するための内部スペースを確保することができ、また、小型化・薄型化によって高いモバイル性能を得ることができる。

以上、本発明の実施の形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこれらの実施の形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても本発明に含まれる。また、上述の各実施の形態は、その目的及び構成等に特に矛盾や問題がない限り、互いの技術を流用して組み合わせることが可能である。

１：レンズ駆動装置，
２：可動枠，２Ａ：マグネット保持部，２Ｂ：下端部，２Ｃ：上端部，
３：ベース部材，３Ａ：開口，３Ｂ：支持面，３Ｃ：ストッパ，
３Ｄ：コイル支持部，３Ｅ：挿入孔，
４：カバー部材，４Ａ：開口，４Ｂ：支持面，
４Ｃ：基端部，４Ｄ：センサ支持部，
５：マグネット，
６：レンズ枠，６Ａ：ねじ部，６Ｂ：コイル保持部，
６Ｃ：下端部，６Ｄ：上端部，
７：フォーカスコイル，
８：板バネ，８Ａ：下板バネ，８Ｂ，８Ｃ：上板バネ，
９：支持ワイヤ，
１０：コイル，１１：位置センサ，
１２，１３：配線部材，１２Ａ，１３Ａ:端部，１２Ｂ：端子部，
１００：撮像装置，２００：携帯電子機器（携帯情報端末）

Claims

レンズを支持すると共にマグネットが固定された可動枠と、
前記可動枠を移動可能に支持するベース部材と、
前記レンズに光を入射する開口を備え、前記可動枠と前記ベース部材の支持面を覆うカバー部材とを備え、
前記カバー部材は、カバー部材支持面と基端部を有し、前記カバー部材支持面は前記ベース部材の支持面に対向し、前記基端部は前記可動枠の側面を覆うものであり、
前記マグネットに対向する位置センサは、前記カバー部材支持面に設けられ、
前記カバー部材には、当該カバー部材に設けられる位置センサに接続される配線が前記カバー部材支持面から屈曲して前記基端部に亘るように一体に形成されており、かつ、当該位置センサからの配線の端部は前記基端部から引き出されていることを特徴とするレンズ駆動装置。
前記ベース部材の支持面と前記カバー部材支持面は、前記レンズの光軸に交差する方向に沿って対面して配置され、
前記ベース部材の支持面にはコイルが配置され、
前記マグネットは、前記ベース部材の支持面に対面すると共に前記カバー部材の支持面に対面することを特徴とする請求項１記載のレンズ駆動装置。
前記位置センサからの配線の端部は、前記ベース部材に設けられた挿入孔に挿入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。
前記ベース部材には、駆動用のコイルに接続される配線が一体に形成されており、当該駆動用のコイルからの配線の端部と前記位置センサからの配線の端部とは並んで配置されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のレンズ駆動装置。
前記可動枠は、前記ベース部材に対して、前記レンズの光軸と交差する方向に沿って移動可能に支持されていることを特徴とする請求項１記載のレンズ駆動装置。
前記可動枠は、前記ベース部材に対して、前記レンズの光軸に沿って移動可能に支持されていることを特徴とする請求項１記載のレンズ駆動装置。
前記可動枠が、前記ベース部材に対して、前記レンズの光軸と交差する方向に沿って移動可能に支持され、前記可動枠には、レンズ枠が前記レンズの光軸方向に沿って移動可能に支持されていることを特徴とする請求項１記載のレンズ駆動装置。
請求項１～７のいずれか１項に記載されたレンズ駆動装置を備えた撮像装置。
請求項１～７のいずれか１項に記載されたレンズ駆動装置又は請求項８に記載された撮像装置を備えた携帯電子機器。