JP7222058B2

JP7222058B2 - レンズ駆動装置、カメラ装置、及び電子機器

Info

Publication number: JP7222058B2
Application number: JP2021193851A
Authority: JP
Inventors: 一嘉萩原
Original assignee: 新思考電機有限公司
Priority date: 2020-12-25
Filing date: 2021-11-30
Publication date: 2023-02-14
Anticipated expiration: 2041-11-30
Also published as: US20220206245A1; CN114755787A; JP2022103077A

Description

本発明は、レンズ駆動装置、カメラ装置、及び電子機器に関する。

携帯電話やスマートフォン等の電子機器には、小型のカメラ装置が搭載されている。この種の小型カメラとして、例えば特許文献１に示すように、オートフォーカス機能を備えたものが知られている。

特開２０１９－７８８５０号公報

上記特許文献１のレンズ駆動装置は、固定体と、この固定体に対して光軸方向に移動自在に支持された移動体とを有し、この移動体を光軸方向に移動自在とするための案内機構が設けられている。また、固定体には、移動体に支持されたレンズからの光を通過させるための通孔が形成されており、この通孔を介して通過した光が画像センサに集光される。

移動体周辺のダストが、移動体の上下方向の移動によって、固定体の通孔から画像センサ側へ落下する場合があった。

本発明は、上記従来の問題点を解消し、画像センサ側へのダストの落下を少なくすることができるレンズ駆動装置、カメラ装置、及び電子機器を提供することを目的とする。

本発明の一態様はレンズ駆動装置であり、このレンズ駆動装置は、レンズ支持体を有する移動体と、前記移動体をレンズの光軸方向に移動自在に支持する固定体と、を有し、前記固定体は、前記レンズからの光が通過する通孔と、前記通孔の周囲にあって光軸方向と直交する方向に形成され、前記移動体と対向する対向面と、を有し、前記対向面は、前記通孔の周縁にあって移動体側に突出する突出部と、前記突出部の周囲にあって移動体側に凹む凹部と、が設けられており、前記移動体は、前記レンズからの光が通過する開口と、前記開口の周囲にあって光軸方向と直交する方向に形成され、前記突出部及び前記凹部に対向する平坦面を有している。

好適には、前記対向面は、前記凹部の外側の周囲にあって前記突出部と前記凹部との中間の高さを有する本体部がさらに設けられている。

また、好適には、前記固定体の前記本体部の周囲には空気を逃がすための通路が形成されている。

また、好適には、前記突出部の上部内側端は、前記平坦面が形成された前記移動体の下部内側端よりも内側にある。

また、好適には、前記平坦面が形成された前記移動体の下部内側端は、面取りされた面取り部が設けられ、前記面取り部は光軸方向において前記突出部と対向している。

また、好適には、前記突出部は、上部内側端が角部となっている。

さらに好適には、前記移動体は、前記レンズ支持体を光軸方向と直交する一方向に移動自在に支持する第１移動体プレートと、前記第１移動体プレートの移動方向である前記一方向と直交する方向に移動自在に支持する第２移動体プレートを有し、前記第２移動体プレートが前記固定体と対向する。

また、好適には、前記レンズ支持体と前記第１移動体プレートと前記第２移動体プレートとは、光軸方向に重なって設けられており、各々の間には隙間が形成されている。

本発明の他の態様はカメラ装置であり、このカメラ装置は、前記レンズ駆動装置と、前記レンズ支持体に支持されたレンズと、を有する。

本発明の他の態様は電子機器であり、この電子機器は、前記カメラ装置を有する。

本発明によれば、前記固定体は、前記通孔の周囲にあって光軸方向と直交する方向に形成され、前記移動体と対向する対向面、を有し、前記対向面は、前記通孔の周縁にあって移動体側に突出する突出部と、前記突出部の外側の周囲にあって移動体側に凹む凹部と、が設けられており、前記移動体は、前記開口の周囲にあって光軸方向と直交する方向に形成され、前記突出部及び前記凹部に対向する平坦面を有しているので、移動体周辺のダストが凹部に受け止められ、突出部により通孔側へ洩れるのを少なくすることができる。よって、画像センサ側へのダストの落下を少なくすることができる。

本発明の実施形態のカメラ装置１０を分解して斜め上方から見た場合の分解斜視図である。図１のカメラ装置１０を構成する移動体１８を分解して斜め上方から見た場合の分解斜視図である。図２の移動体１８を斜め下方から見た場合の分解斜視図である。本発明の実施形態のカメラ装置１０に用いる固定体１６の一部を、斜め上方から見た場合の分解斜視図である。図４の固定体１６に取り付けられるフレキシブルプリント基板７８の斜視図である。図２の移動体１８を上方から見た場合の平面図である。図７（Ａ）は、図６のＶＩＩＡ－ＶＩＩＡ線断面図であり、図７（Ｂ）は図６のＶＩＩＢ－ＶＩＩＢ線断面図である。図８（Ａ）は、図７（Ａ）のＶＩＩＩＡ部分の拡大断面図、図８（Ｂ）は、図７（Ａ）のＶＩＩＩＢ部分の拡大断面図である。図９（Ａ）は、図７（Ｂ）のＩＸＡ部分の拡大断面図、図９（Ｂ）は、図７（Ｂ）のＩＸＢ部分の拡大断面図である。本実施形態の光軸方向案内機構１０２を上方から見た拡大平面図である。本実施形態のカメラ装置のＹＺ方向平面で切ったＸ方向中央断面図である。本発明の移動体を－Ｚ方向に移動させた場合の空気の流れを示す断面図である。

本発明の一実施形態を、図面を参照して説明する。なお、以下の実施形態は、本発明のレンズ駆動装置、カメラ装置、及び電子機器を例示して示すものであり、本発明を以下の実施形態に限定することを意図するものではない。

図１は、本発明の実施形態に係るカメラ装置１０を示す。カメラ装置１０は、携帯電話やスマートフォン等の電子機器に搭載されるもので、レンズ駆動装置１２と、このレンズ駆動装置１２に装着されたレンズ１４と、を有する。

なお、以下の説明においては、便宜上、レンズ１４の光軸方向をＺ方向、Ｚ方向と直交する一方向をＸ方向、Ｚ方向とＸ方向の両方と直交する方向をＹ方向と呼ぶものとする。また、光軸の被写体側（図１における上方に相当）を上側、その反対側であって図示しない画像センサが配置される側を下側と呼ぶものとする。

レンズ駆動装置１２は、固定体１６と、この固定体１６に対して光軸方向に移動自在に支持された移動体１８と、を有する。移動体１８は固定体１６の内部に配置される。

移動体１８は、図２、図３に示すように、レンズ１４を支持するためのレンズ支持体２０と、このレンズ支持体２０の周囲を囲む枠体である第１枠体２２とを有する。レンズ支持体２０及び第１枠体２２は、上方から見た外形が略四角形状となっている。

レンズ支持体２０には、内側に、Ｚ方向から見て円形のレンズ取付け用孔２４が上側から下側を貫通して形成される。このレンズ取付け用孔２４にはレンズ１４が取り付けられる。

第１枠体２２は、上方から見た外形がそれぞれ略四角形状をなす第１移動体プレート２６、第２移動体プレート２８、及び第１カバー３０を含む。第１移動体プレート２６と第２移動体プレート２８は、例えば液晶ポリマー（ＬＣＰ）、ポリアセタール、ポリアミド、ポリカーボネート、変性ポリフェニレンエーテル、ポリブチレンテレフタレート等のエンジニアリングプラスチックで形成される。第１カバー３０は、例えば金属で形成される。第１移動体プレート２６、第２移動体プレート２８、及び第１カバー３０には、それぞれ光を通過させるための開口３２、３４、３６がそれぞれ上側から下側を貫通するように形成されている。開口３２、３４、３６はそれぞれ略円形である。

第１枠体２２は、レンズ支持体２０を第１方向であるＸ方向及び第２方向であるＹ方向の両方に移動自在に支持している。具体的には、レンズ支持体２０及び第１枠体２２には、案内機構である直交方向案内機構３８が設けられ、枠体を構成する所定の部材である第２移動体プレート２８に対してレンズ支持体２０をＸ方向及びＹ方向の両方に移動自在に支持する。この直交方向案内機構３８は、Ｚ方向の一方側（下側）に設けられた第１案内機構４０と、Ｚ方向の他方側（上側）に設けられた第２案内機構４２と、から構成される。

第１案内機構４０は、第１移動体プレート２６の下面から－Ｚ方向に突出して形成された下側案内突起４４と、第２移動体プレート２８の上面に、この下側案内突起が嵌まり込むように－Ｚ方向に向けて凹んで形成された下側案内溝４６と、から構成される。下側案内突起４４と下側案内溝４６は、第１移動体プレート２６及び第２移動体プレート２８の４つの角部近傍に、それぞれＸ方向に沿って延在するように形成されている。

下側案内突起４４と下側案内溝４６は、それぞれＸ方向に延在しているため、Ｘ方向のみに相対移動が可能であり、Ｙ方向への移動が規制される。従って、第１移動体プレート２６は、第２移動体プレート２８に対して、Ｘ方向のみに移動が可能であり、Ｙ方向への移動が規制される。つまり、レンズ支持体２０は、第１案内機構４０によって、第１移動体プレート２６とともに、第２移動体プレート２８に対して、Ｘ方向に移動できる。

さらに、下側案内突起４４と下側案内溝４６は、この第１移動体プレート２６が移動する方向に対して直交する方向であるＹ方向の一方側と他方側に配置されている。具体的には、下側案内突起４４は、Ｙ方向の一方側（－Ｙ側）に設けられる２つの下側案内突起４４Ａ、４４Ａ、及びＹ方向の他方側（＋Ｙ側）に設けられる２つの下側案内突起４４Ｂ、４４Ｂを有する。また、下側案内溝４６は、Ｙ方向の一方側に設けられる２つの下側案内溝４６Ａ、４６Ａ、及びＹ方向の他方側に設けられる２つの下側案内溝４６Ｂ、４６Ｂを有する。

図７（Ａ）、図８（Ｂ）に示すように、Ｘ方向から見た場合、Ｙ方向の一方側の下側案内溝４６Ａ、４６Ａは、Ｖ字形状であり、下側案内溝４６Ａ、４６Ａの幅が溝底に向かって減少する形状であり、溝底に向かって幅狭となるように傾斜している。また、下側案内突起４４Ａ、４４Ａは半円形状である。これにより、下側案内突起４４Ａ、４４Ａの弧状の部分と下側案内溝４６Ａ、４６Ａの直線状の部分とは、互いに２箇所で線接触する。そして、２箇所の線接触する位置と溝底の間の領域において、下側案内突起４４Ａ、４４Ａと下側案内溝４６Ａ、４６Ａとの間に空間が形成されている。下側案内突起４４Ａ、４４Ａの断面形状は方形状であってもよく、その場合、下側案内溝４６Ａ、４６Ａの断面形状はＶ字形状、Ｕ字形状であってもよい。２箇所で線接触することにより、下側案内溝４６Ａ、４６Ａに対する下側案内突起４４Ａ、４４ＡのＹ方向の位置がブレることなく決まる。

また、図７（Ａ）、図８（Ａ）に示すように、Ｘ方向から見た場合、Ｙ方向の他方側の下側案内突起４４Ｂ、４４Ｂと下側案内溝４６Ｂ、４６Ｂは、それぞれ方形状である。すなわち、下側案内溝４６Ｂ、４６Ｂはその溝底に下側案内突起４４Ｂ、４４Ｂと下側案内溝４６Ｂ、４６Ｂとが延在する方向と直交する方向に延在する平面を有し、下側案内突起４４Ｂ、４４Ｂはこの平面と面接触する平面を有する。これにより、下側案内突起４４Ｂ、４４Ｂと下側案内溝４６Ｂ、４６Ｂは、Ｙ方向の他方側において互いに面接触する。これにより、第１移動体プレート２６の第２移動体プレート２８に対するＺ方向の高さを決めることができる。そして、下側案内溝４６Ｂ、４６Ｂが有する平面の方が下側案内突起４４Ｂ、４４Ｂよりも幅広い。そのため、下側案内突起４４Ａ、４４Ａと下側案内突起４４Ｂ、４４Ｂの間の距離と、下側案内溝４６Ａ、４６Ａと下側案内溝４６Ｂ、４６Ｂの間の距離とが、製造上の誤差で異なっていても、組み立てることができ、スムーズに第１移動体プレート２６を移動させることができる。

第２案内機構４２は、第１移動体プレート２６の上面から＋Ｚ方向に突出して形成された上側案内突起４８と、レンズ支持体２０の下面に、この上側案内突起４８が嵌まり込むように＋Ｚ方向に向けて凹んで形成された上側案内溝５０と、から構成される。上側案内突起４８と上側案内溝５０は、第１移動体プレート２６及びレンズ支持体２０の４つの角部近傍に、それぞれＹ方向に沿って延在するように形成されている。

上側案内突起４８と上側案内溝５０は、それぞれＹ方向に延在しているため、Ｙ方向のみに相対移動可能であり、Ｘ方向への移動が規制される。従って、レンズ支持体２０は、第１移動体プレート２６に対して、Ｙ方向のみに移動が可能であり、Ｘ方向への移動が規制される。つまり、レンズ支持体２０は、第２案内機構４２によって、第１移動体プレート２６に対してＹ方向に移動できる。これにより、レンズ支持体２０は、第２移動体プレート２８に対して、Ｘ方向及びＹ方向に移動できる。また、第１案内機構４０と第２案内機構４２は互いに独立した案内機構となっており、Ｘ－Ｙ方向に対して同時に駆動したとしてもＺ方向周りの回転方向への力が作用せず、レンズ支持体２０が回転方向へ振動するのを防止できる。

さらに、上側案内突起４８と上側案内溝５０は、このレンズ支持体２０が移動する方向に対して直交する方向であるＸ方向の一方側と他方側に配置されている。具体的には、上側案内突起４８は、Ｘ方向の一方側（－Ｘ側）に設けられる２つの上側案内突起４８Ａ、４８Ａ、及びＸ方向の他方側（＋Ｘ側）に設けられる２つの上側案内突起４８Ｂ、４８Ｂを有する。また、上側案内溝５０は、Ｘ方向の一方側に設けられる２つの上側案内溝５０Ａ、５０Ａ、及びＸ方向の他方側に設けられる２つの上側案内溝５０Ｂ、５０Ｂを有する。

図７（Ｂ）、図９（Ａ）に示すように、Ｙ方向から見た場合、Ｘ方向の一方側の上側案内溝５０Ａ、５０Ａは、Ｖ字形状であり、上側案内溝５０Ａ、５０Ａの幅が溝底に向かって減少する形状であり、溝底に向かって幅狭となるように傾斜している。また、上側案内突起４８Ａ、４８Ａは半円形状である。これにより、上側案内突起４８Ａ、４８Ａの弧状の部分と上側案内溝５０Ａ、５０Ａの直線状の部分とは、互いに２箇所で線接触する。そして、２箇所の線接触する位置と溝底の間の領域において、上側案内突起４８Ａ、４８Ａと上側案内溝５０Ａ、５０Ａとの間に空間が形成されている。上側案内突起４８Ａ、４８Ａの断面形状は方形状であってもよく、その場合、上側案内溝５０Ａ、５０Ａの断面形状はＶ字形状、Ｕ字形状であってもよい。２箇所で線接触することにより、上側案内突起４８Ａ、４８Ａに対する上側案内溝５０Ａ、５０ＡのＸ方向の位置がブレることなく決まる。

また、図７（Ｂ）、図９（Ｂ）に示すように、Ｙ方向から見た場合、Ｘ方向の他方側の上側案内突起４８Ｂ、４８Ｂと上側案内溝５０Ｂ、５０Ｂは、それぞれ方形状である。すなわち、上側案内溝５０Ｂ、５０Ｂはその溝底に上側案内突起４８Ｂ、４８Ｂと上側案内溝５０Ｂ、５０Ｂとが延在する方向と直交する方向に延在する平面を有し、上側案内突起４８Ｂ、４８Ｂはこの平面と面接触する平面を有する。これにより、上側案内突起４８Ｂ、４８Ｂと上側案内溝５０Ｂ、５０Ｂは、Ｘ方向の他方側において互いに面接触する。これにより、レンズ支持体２０の第１移動体プレート２６に対するＺ方向の高さを決めることができる。そして、上側案内溝５０Ｂ、５０Ｂが有する平面の方が上側案内突起４８Ｂ、４８Ｂよりも幅広い。そのため、上側案内突起４８Ａ、４８Ａと上側案内突起４８Ｂ、４８Ｂの間の距離と、上側案内溝５０Ａ、５０Ａと上側案内溝５０Ｂ、５０Ｂの間の距離とが、製造上の誤差で異なっていても、組み立てることができ、スムーズにレンズ支持体２０を移動させることができる。

レンズ支持体２０の外側には、板状の第１磁石５２、第２磁石５４が固定される。第１磁石５２は、Ｙ方向の一方側である下側案内突起４４Ａ、４４Ａと下側案内溝４６Ａ、４６Ａとが線接触している側に、その板面をＹ方向に向けて配置されている。第２磁石５４は、Ｘ方向の一方側である上側案内突起４８Ａ、４８Ａと上側案内溝５０Ａ、５０Ａとが線接触している側に、その板面をＸ方向に向けて配置されている。第１磁石５２は、Ｙ方向を向いた一方の板面にＳ極が設けられ、他方の板面にＮ極が設けられている。第２磁石５４は、Ｘ方向を向いた一方の板面にＳ極が設けられ、他方の板面にＮ極が設けられている。

第２移動体プレート２８の下面には、それぞれ磁性体からなる第１磁性部材５６と第２磁性部材５８が配置される。第１磁性部材５６は、Ｙ方向の一方側に、第１磁石５２と平行になるようにＸ方向に沿って配置される。第２磁性部材５８は、Ｘ方向の一方側に、第２磁石５４と平行になるようにＹ方向に沿って配置される。したがって、第１磁性部材５６は、第１磁石５２と第２移動体プレート２８を挟んでＺ方向で対向し、同様に第２磁性部材５８は、第２磁石５４と第２移動体プレート２８を挟んでＺ方向で対向する。

Ｙ方向の一方側では、第１磁石５２と第１磁性部材５６とが、一方の下側案内突起４４Ａ、下側案内溝４６Ａの組と他方の下側案内突起４４Ａ、下側案内溝４６Ａの組との間に配置されて、互いに引き合う。そのため、互いに線接触する下側案内突起４４Ａ、４４Ａと下側案内溝４６Ａ、４６Ａは、第１磁石５２と第１磁性部材５６が他の位置に配置されるのと比べてより強く接触するので、Ｙ方向の位置決めをより正確に行うことができる。

Ｘ方向の一方側では、第２磁石５４と第２磁性部材５８とが、一方の上側案内突起４８Ａ、上側案内溝５０Ａの組と他方の上側案内突起４８Ａ、上側案内溝５０Ａの組との間に配置されて、互いに引き合う。そのため、互いに線接触する上側案内溝５０Ａ、５０Ａと上側案内突起４８Ａ、４８Ａは、第２磁石５４と第２磁性部材５８が他の位置に配置されるのと比べてより強く接触するので、Ｘ方向の位置決めをより正確に行うことができる。

第１カバー３０の四隅には、取付け部６０がＺ方向下方へ延びるように設けられている。それぞれの取付け部６０には、四角形状の取付け孔６２が形成されている。また、第２移動体プレート２８の四隅には、被取付け部６４が側方に突出するように形成されている。取付け孔６２は被取付け部６４に嵌り、これにより第１カバー３０が第２移動体プレート２８に固定される。なお、この第１カバー３０の下面とレンズ支持体２０の上面との間は、図７（Ａ）、図７（Ｂ）に示すように、公差等で生じる誤差を含んだ必要最小限の隙間となっている。これにより、衝撃を受けたような場合においても、レンズ支持体２０と第１移動体プレート２６と第２移動体プレート２８が、互いに過度に離れないように規制される。

第２移動体プレート２８には、第１磁石５２が設けられている側とは反対側の＋Ｙ側の外面に、板状の第３磁石６６がその板面をＹ方向に向けて固定されている。この第３磁石６６は、Ｚ方向の上側と下側に２分割されており、板面にＳ極とＮ極が設けられ、その極性が上下で逆になるように配置されている。

図１に示すように、固定体１６は、ベース８０と第２カバー８２を有する第２枠体６８と、この第２枠体６８に取り付けられる第３磁性部材７０、第１コイル７２、第２コイル７４、第３コイル７６、及びフレキシブルプリント基板７８を含む。ベース８０と第２カバー８２はそれぞれ樹脂又は非磁性の金属から構成され、Ｚ方向上方から見て四角形状である。ベース８０の外側に第２カバー８２が嵌め込まれることによって第２枠体６８が構成される。この第２枠体６８は、移動体１８の第１枠体２２の周囲を囲む。ベース８０及び第２カバー８２には、光を通過させる、或いはレンズ１４を挿入するための通孔８４、８６が形成されている。

また、図１、図４に示すように、ベース８０の４つの側面にはそれぞれＺ方向の上方側が開放された開口部８８が形成されている。また、ベース８０の３つの側面を囲むように、上述のフレキシブルプリント基板７８が配置される。即ち、フレキシブルプリント基板７８は、ベース８０のＹ方向に直交する２つの側面と、Ｘ方向に直交する１つの側面（－Ｘ側）を囲むようにコの字状に折り曲げられる。

フレキシブルプリント基板７８の内側には、Ｙ方向に直交する２面に第１コイル７２、第３コイル７６が固定され、Ｘ方向に直交する１面に第２コイル７４が固定される。フレキシブルプリント基板７８のＺ方向下部には、端子部９０が設けられ、この端子部９０を介して電流供給、信号出力等が行われる。

さらに、図５に示すように、フレキシブルプリント基板７８の内側にあって、第１コイル７２の中側にはＹ方向位置検知素子９２が配置され、第２コイル７４の中側にはＸ方向位置検知素子９４が配置され、第３コイル７６に隣接した位置にはＺ方向位置検知素子９６が配置されている。

第１コイル７２、Ｙ方向位置検知素子９２は、開口部８８内においてベース８０の内側に臨み、第１磁石５２に対向するように配置されている。同様に、第２コイル７４、Ｘ方向位置検知素子９４は、開口部８８内において、第２磁石５４に対向するように配置されている。また、第３コイル７６、Ｚ方向位置検知素子９６は、開口部８８内において、第３磁石６６に対向するように配置されている。

また、図１に示すように、フレキシブルプリント基板７８の、第３コイル７６が固定された部分の外側には、磁性体からなる第３磁性部材７０が第３コイル７６と平行に配置される。第３磁性部材７０は、フレキシブルプリント基板７８を介して、ベース８０の側面に密着して固定される。この第３磁性部材７０は、フレキシブルプリント基板７８及び第３コイル７６を間に挟んで第３磁石６６に対向している。

第３磁性部材７０には、第３磁石６６からの磁束が流れ、第３磁石６６と第３磁性部材７０との間には吸引力が生じる。このため、移動体１８には、固定体１６に対してＹ方向の吸引力が作用する。

第３磁性部材７０には、Ｚ方向に延在する連結部９８によってＸ方向に２分割された２つの分割開口１００、１００が形成されている。連結部９８はＸ方向に延在していてもよく、その場合、分割開口１００、１００は、Ｚ方向に２分割される。第３磁性部材７０は、磁性を有するステンレススチール、あるいはメッキ処理を施した鉄で形成される。第３磁性部材７０に分割開口１００、１００を形成することにより、第３磁石６６との間の吸引力を所望の強さに調節できる。つまり、第３磁石６６と第３磁性部材７０との吸引力を、第３コイル７６と第３磁石６６とのＺ方向への駆動力に対して相対的に弱めることが可能となる。これにより、Ｚ方向への移動に必要となる駆動力を小さくすることができるとともに、外部から衝撃が加わったときに後述する光軸方向案内機構１０２に与えるダメージを小さくすることができる。

図１に示すように、移動体１８は、固定体１６に対して光軸方向案内機構１０２によりＺ方向に移動可能に支持される。つまり、光軸方向案内機構１０２は、第２枠体６８に対して第１枠体２２をＺ軸方向に移動自在に案内する。即ち、これにより、レンズ支持体２０は、第１枠体２２とともに光軸方向に移動自在に案内される。光軸方向案内機構１０２は、第３案内機構１０４と第４案内機構１０６により構成される。第３案内機構１０４は、第２枠体６８に設けられる＋Ｘ側案内軸１０８と、移動体１８に設けられ、＋Ｘ側案内軸１０８を収容する＋Ｘ側案内孔１１０とから構成される。第４案内機構１０６は、第２枠体６８に設けられる－Ｘ側案内軸１１２と、移動体１８に設けられる－Ｘ側案内溝１１４とから構成される。

＋Ｘ側案内軸１０８と－Ｘ側案内軸１１２は、本実施形態においては、Ｚ方向へ延在する円柱の形をとり、例えばセラミック、金属又は樹脂から形成される。＋Ｘ側案内軸１０８と－Ｘ側案内軸１１２は、ベース８０の、第３コイル７６が配置される側面内側の角部近傍に配置される。なお、＋Ｘ側案内軸１０８と－Ｘ側案内軸１１２は、Ｘ－Ｙ方向断面において円形としたが、一部のみが円形であってもよいし、楕円形であってもよい。四角形等の多角形状であってもよい。

ベース８０の通孔８４の周囲の底面部の、第３コイル７６が配置される側面の角部近傍には、円筒状の挿入溝が形成された下側固定部１１６、１１６が設けられる。この下側固定部１１６、１１６には、＋Ｘ側案内軸１０８と－Ｘ側案内軸１１２の下端が挿入固定される。また、上述した第３磁性部材７０の上端はＸ方向両端においてＹ方向に折り曲げられた上側固定部１１８、１１８が形成される。それぞれの上側固定部１１８には挿入孔１２０が形成される。この挿入孔１２０、１２０に＋Ｘ側案内軸１０８、－Ｘ側案内軸１１２の上端が挿入固定される。これにより、＋Ｘ側案内軸１０８、－Ｘ側案内軸１１２がベース８０に固定される。第３磁性部材７０は＋Ｘ側案内軸１０８、－Ｘ側案内軸１１２の支持機能を兼ねており、別部品を用いて支持する場合と比較して部品点数を少なくでき、＋Ｘ側案内軸１０８、－Ｘ側案内軸１１２を安定して支持できる。

図２、図６に示すように、＋Ｘ側案内孔１１０は第２移動体プレート２８のＺ方向の上面から下面を貫通する中空の通し孔として形成される。また、－Ｘ側案内溝１１４は、第２移動体プレート２８のＺ方向の上面から下面を貫通するように延在し、－Ｘ方向が外部に向けて開いた溝として形成される。

図６、図１０に示すように、＋Ｘ側案内孔１１０のＸ－Ｙ平面における断面形状は、－Ｙ側は、固定体側である＋Ｙ側に向けて開いたＶ字形状となっており、＋Ｙ側は方形である。＋Ｙ側の断面形状は半円形状であってもよい。

移動体１８に取り付けられた第３磁石６６と第３磁性部材７０との間の吸着力により、移動体１８は＋Ｙ方向に引き寄せられる。したがって、少なくとも＋Ｘ側案内孔１１０の－Ｙ側でＶ字形状を形成する案内面１１０Ａ、１１０Ａが、Ｚ方向から見た場合に、＋Ｘ側案内軸１０８の外表面に２箇所で線接触する。これにより、移動体１８の固定体１６に対するＸ方向及びＹ方向の位置決めを正確に行うことが可能となる。なお、＋Ｘ側案内孔１１０の方形部分は、＋Ｘ側案内軸１０８の外表面とはごくわずかな隙間を設けて線接触しないことが望ましいが、線接触してもかまわない。

また、－Ｘ側案内溝１１４は、Ｘ－Ｙ平面の断面において、Ｙ方向で対向する２つの壁面から構成される。これら２つの壁面には、曲面状にＹ方向に突出する突出部１１４Ａ、１１４Ａが形成される。図１０に示すように、少なくとも－Ｙ側の突出部１１４Ａの中央が、－Ｘ側案内軸１１２の外表面に接触する。すなわち、－Ｘ側案内溝１１４と－Ｘ側案内軸１１２は、互いに少なくとも１点で点接触し、これにより摩擦抵抗が小さくなっている。なお、＋Ｙ側の突出部１１４Ａは、－Ｘ側案内軸１１２の外表面とはごくわずかな隙間を設けて点接触しないことが望ましいが、線接触してもかまわない。このように、移動体１８は、＋Ｘ側案内軸１０８、－Ｘ側案内軸１１２に磁力によって押圧されているので、＋Ｘ側案内軸１０８、－Ｘ側案内軸１１２に対して傾かない。さらに、レンズ１４が大きくなると、レンズ１４を搭載した移動体１８の重量も大きくなる。この場合、従来、この磁力による必要な吸着力も大きくする必要があり、その結果、摩擦力が増えて、レンズの重量の増加分以上に、駆動力を大きくしなければならなかった。しかし、本実施形態において、案内軸構造としているために、この磁力による必要な吸着力を大きくする必要がなく、駆動力も小さくて済む。

上記レンズ駆動装置１２において、第１磁石５２、第１コイル７２は第２移動体プレート２８に対してレンズ支持体２０をＹ軸方向に移動させる駆動機構を構成している。第１コイル７２に通電すると、第１コイル７２にはＸ方向の電流が流れる。第１コイル７２に対向する第１磁石５２はＺ方向の成分を有する磁束を生じさせているから、第１コイル７２にはＹ方向のローレンツ力が作用する。第１コイル７２はベース８０に固定されているから、第１磁石５２に働くその反作用がレンズ支持体２０に対する駆動力となる。レンズ支持体２０は第２案内機構４２に案内されてＹ方向に移動する。

Ｙ方向にレンズ支持体２０が移動した後に、第１コイル７２への通電を中止する。すると、第１磁石５２と第１磁性部材５６との間の吸引力、第２磁石５４と第２磁性部材５８との間の吸引力、下側案内突起４４と下側案内溝４６との間の摩擦、及び上側案内突起４８と上側案内溝５０との間の摩擦により、レンズ支持体２０は、第１コイル７２への通電を中止した際の位置に停止する。

また、第２磁石５４、第２コイル７４は第２移動体プレート２８に対してレンズ支持体２０を第１移動体プレート２６とともにＸ軸方向に移動させる駆動機構を構成している。第２コイル７４に通電すると、第２コイル７４にはＹ方向の電流が流れる。第２コイル７４に対向する第２磁石５４はＺ方向の成分を有する磁束を生じさせているから、第２コイル７４にはＸ方向のローレンツ力が作用する。第２コイル７４はベース８０に固定されているから、第２磁石５４に働くその反作用がレンズ支持体２０及び第１移動体プレート２６に対する駆動力となる。レンズ支持体２０及び第１移動体プレート２６は、第１案内機構４０に案内されてＸ方向に移動する。

Ｘ方向にレンズ支持体２０と第１移動体プレート２６が移動した後に、第２コイル７４への通電を中止する。すると、第１磁石５２と第１磁性部材５６との間の吸引力、第２磁石５４と第２磁性部材５８との間の吸引力、下側案内突起４４と下側案内溝４６との間の摩擦、及び上側案内突起４８と上側案内溝５０との間の摩擦により、レンズ支持体２０は第１移動体プレート２６とともに、第２コイル７４への通電を中止した際の位置に停止する。

第３磁石６６、第３コイル７６、及び第３磁性部材７０は固定体１６に対して移動体１８を光軸方向に移動させる駆動機構を構成している。第３コイル７６に通電すると、第３コイル７６にはＸ方向の電流が流れる。第３コイル７６に対向する第３磁石６６はＹ方向の磁束を生じさせているから、第３コイル７６にはＺ方向のローレンツ力が作用する。第３コイル７６はベース８０に固定されているから、第３磁石６６に働くその反作用が移動体１８に対する駆動力となり、移動体１８は、光軸方向案内機構１０２に案内されてＺ方向へ移動する。即ち、レンズ支持体２０は、光軸方向へ移動する。

移動体１８がＺ方向に移動した後に第３コイル７６への通電を中止すると、第３磁石６６と第３磁性部材７０との間の吸引力、及び＋Ｘ側案内軸１０８と＋Ｘ側案内孔１１０、－Ｘ側案内軸１１２と－Ｘ側案内溝１１４の摩擦により、移動体１８に含まれるレンズ支持体２０は第３コイルへの通電を中止した位置に停止する。

ここで、カメラ装置１０がＹ方向に衝撃を受けたとする。＋Ｘ側案内軸１０８と＋Ｘ側案内孔１１０、及び－Ｘ側案内軸１１２と－Ｘ側案内溝１１４は、離れたとしてもそれぞれわずかな距離だけ離れてすぐに元の位置に戻るので、ダメージはごく小さい。下側案内突起４４Ａ、４４Ｂと下側案内溝４６Ａ、４６Ｂ、及び上側案内突起４８Ａ、４８Ｂと上側案内溝５０Ａ、５０Ｂは、それぞれ接触状態を保つので、ダメージはほぼ無い。

カメラ装置１０がＸ方向に衝撃を受けたとする。＋Ｘ側案内軸１０８と＋Ｘ側案内孔１１０、－Ｘ側案内軸１１２と－Ｘ側案内溝１１４、下側案内突起４４Ａ、４４Ｂと下側案内溝４６Ａ、４６Ｂ、及び上側案内突起４８Ａ、４８Ｂと上側案内溝５０Ａ、５０Ｂは、それぞれ接触状態を保つので、ダメージはほぼ無い。

カメラ装置１０がＺ方向に衝撃を受けたとする。＋Ｘ側案内軸１０８と＋Ｘ側案内孔１１０、及び－Ｘ側案内軸１１２と－Ｘ側案内溝１１４は、それぞれ接触状態を保つので、ダメージはほぼ無い。下側案内突起４４Ａ、４４Ｂと下側案内溝４６Ａ、４６Ｂ、及び上側案内突起４８Ａ、４８Ｂと上側案内溝５０Ａ、５０Ｂは、離れたとしてもそれぞれわずかな距離だけ離れてすぐに元の位置に戻るとともに、接触状態が線接触又は面接触であるので、ダメージはほぼ無い。

このように、カメラ装置１０がどの方向に衝撃を受けたとしても、本実施形態のレンズ駆動装置１２は、ダメージがごく小さいか、ほぼ無い。従って、レンズ支持体２０のＸ、Ｙ、Ｚ方向へのスムーズな移動を確保できる。

上記実施形態においては、第１移動体プレート２６に下側案内突起４４、上側案内突起４８を設け、これらに対向する第２移動体プレート２８に下側案内溝４６、レンズ支持体２０に上側案内溝５０を形成した例を説明した。しかしながら、突起と溝を入れ替えて、第１移動体プレート２６の上下の面に案内溝を形成し、これに対向するように、第２移動体プレート２８とレンズ支持体２０に案内突起を形成してもよい。また、上側のみ又は下側のみを入れ替えてもよい。

また、上記実施形態では、第１コイル７２、第２コイル７４、第３コイル７６、及び第３磁性部材７０を固定体１６に取り付け、第１磁石５２、第２磁石５４、第３磁石６６を移動体１８に取り付けた例を説明したが、第１コイル７２、第２コイル７４、第３コイル７６、及び第３磁性部材７０を移動体１８に取り付け、第１磁石５２、第２磁石５４、第３磁石６６を固定体１６に取り付けてもよい。

さらに、固定体１６と移動体１８との関係について、図１１～１２を用いて説明する。

前述したように、固定体１６はベース８０を有し、このベース８０には、レンズ１４からの光が通過する通孔８４が形成され、この通孔８４を介して通過した光が通孔８４の下側に設けられた画像センサに集光される。ベース８０は、通孔８４の周囲にあって、移動体１８である第２移動体プレート２８の下面である平坦面１２２に対向して対向面１２４が設けられている。

この対向面１２４は、Ｚ方向に突出した突出部１２６が通孔８４の周縁全体に渡って設けられている。また、対向面１２４は、突出部１２６の外側の周囲にあって－Ｚ方向に凹む凹部１２８が設けられている。さらに対向面１２４には、凹部１２８の外側の周囲にあって、Ｚ方向高さが突出部１２６のＺ方向高さよりも低く、凹部１２８のＺ方向高さよりも高い本体部１３０が設けられている。また、突出部１２６の上部内側端は、面取りがなされておらず、角部１３２が形成されている。

一方、第２移動体プレート２８の平坦面１２２の下部内側端は、面取りがなされて面取り部１３４が形成されている。この面取り部１３４がベース８０の突出部１２６に対向している。突出部１２６の上部内側端は、平坦面１２２が形成された第２移動体プレート２８の下部内側端よりも内側にあるように設けられている。

また、レンズ１４は、開口３４及び通孔８４の内側に配置された部分を有し、この部分が第２移動体プレート２８及びベース８０との間の隙間にＸＹ方向で対向している。また、Ｚ方向において、第１移動体プレート２６と第２移動体プレート２８との間には隙間が形成されている。さらに、ベース８０の本体部１３０の外側は、逃げる空気の抵抗とならないように通路が形成されている。

上述したように、移動体１８は、固定体１６に対して光軸方向案内機構１０２により移動自在に支持されている。移動体１８がＺ方向に移動する場合には、移動体１８周辺のダストが巻き上げられる。

図１２に示すように、移動体１８の－Ｚ方向へ移動すると、第２移動体プレート２８とベース８０との間にある空気は外周側と内周側から逃げようとする。しかし、凹部１２８が空気溜めを形成して逃げようとする空気の量を抑制し、この空気と共にあるダストを凹部１２８内にとどめる。それでも凹部１２８からは外周側及び内周側に空気が逃げようとするが、凹部１２８の内側には突出部１２６があるので、この突出部１２６により内周側には逃げにくい。一方、凹部１２８の外周側には突出部１２６よりも低い本体部１３０が設けられ、さらにこの本体部１３０の外側は空気を逃がす通路が形成されているので、凹部１２８の空気は、内側よりも外側の方が多くの量が逃げる。

さらに、突出部１２６の上部内側端は、平坦面１２２が形成された第２移動体プレート２８の下部内側端よりも内側にあるので、凹部１２８から内側へ逃げようとする空気は、第２移動体プレート２８が途切れた地点から上方、即ち、第２移動体プレート２８の内側へ向かおうとする。さらに第２移動体プレート２８の下部内側端には面取り部１３４が形成されているので、凹部１２８から内側へ逃げた空気は、より容易にスムーズに第２移動体プレート２８の内側に向かうように逃げる。また、突出部１２６の上部内側端は面取りされておらず、角部１３２が形成されているので、下方に向けて逃げにくい。さらに、第２移動体プレート２８とベース８０との間の隙間がレンズ１４に対向しているので、第２移動体プレート２８の内側へ逃げた空気は上方へと案内される。さらに、第１移動体プレート２６と第２移動体プレート２８との間には隙間が設けられているので、第２移動体プレート２８の内側から上方へと案内された空気は第１移動体プレート２６と第２移動体プレート２８との間の隙間へ導かれ、通孔８４から下方へ落下するダストを少なくすることができる。

上記実施形態では、カメラ装置１０に用いられるレンズ駆動装置１２について説明したが、本発明は、他の装置にも適用可能である。

１０カメラ装置
１２レンズ駆動装置
１４レンズ
１６固定体
１８移動体
２０レンズ支持体
２２第１枠体
２４レンズ取付け用孔
２６第１移動体プレート
２８第２移動体プレート
３０第１カバー
３２、３４、３６開口
３８直交方向案内機構
４０第１案内機構
４２第２案内機構
４４、４４Ａ、４４Ｂ下側案内突起
４６、４６Ａ、４６Ｂ下側案内溝
４８、４８Ａ、４８Ｂ上側案内突起
５０、５０Ａ、５０Ｂ上側案内溝
５２第１磁石
５４第２磁石
５６第１磁性部材
５８第２磁性部材
６０取付け部
６２取付け孔
６４被取付け部
６６第３磁石
６８第２枠体
７０第３磁性部材
７２第１コイル
７４第２コイル
７６第３コイル
７８フレキシブルプリント基板
８０ベース
８２第２カバー
８４、８６通孔
８８開口部
９０端子部
９２Ｙ方向位置検知素子
９４Ｘ方向位置検知素子
９６Ｚ方向位置検知素子
９８連結部
１００分割開口
１０２光軸方向案内機構
１０４第３案内機構
１０６第４案内機構
１０８＋Ｘ側案内軸
１１０＋Ｘ側案内孔
１１０Ａ案内面
１１０ＢＹ側面
１１２－Ｘ側案内軸
１１４－Ｘ側案内溝
１１４Ａ突出部
１１６下側固定部
１１８上側固定部
１２０挿入孔
１２２平坦面
１２４対向面
１２６突出部
１２８凹部
１３０本体部
１３２角部
１３４面取り部

Claims

レンズ支持体を有する移動体と、
前記移動体をレンズの光軸方向に移動自在に支持する固定体と、を有し、
前記固定体は、前記レンズからの光が通過する通孔と、前記通孔の周囲にあって光軸方向と直交する方向に形成され、前記移動体と対向する対向面と、を有し、
前記対向面は、前記通孔の周縁にあって移動体側に突出する突出部と、前記突出部の外側の周囲にあって移動体側に凹む凹部と、が設けられており、
前記移動体は、前記レンズからの光が通過する開口と、前記開口の周囲にあって光軸方向と直交する方向に形成され、前記突出部及び前記凹部に対向する平坦面を有している
レンズ駆動装置。
前記対向面は、前記凹部の外側の周囲にあって前記突出部と前記凹部との中間の高さを有する本体部がさらに設けられている請求項１記載のレンズ駆動装置。
前記固定体の前記本体部の周囲には空気を逃がすための通路が形成されている請求項２記載のレンズ駆動装置。
前記突出部の上部内側端は、前記平坦面が形成された前記移動体の下部内側端よりも内側にある請求項１記載のレンズ駆動装置。
前記平坦面が形成された前記移動体の下部内側端は、面取りされた面取り部が設けられ、前記面取り部は光軸方向において前記突出部と対向している請求項１記載のレンズ駆動装置。
前記突出部は、上部内側端が角部となっている請求項５記載のレンズ駆動装置。
前記移動体は、前記レンズ支持体を光軸方向と直交する一方向に移動自在に支持する第１移動体プレートと、前記第１移動体プレートの移動方向である前記一方向と直交する方向に移動自在に支持する第２移動体プレートを有し、前記第２移動体プレートが前記固定体と対向する請求項１記載のレンズ駆動装置。
前記レンズ支持体と前記第１移動体プレートと前記第２移動体プレートとは、光軸方向に重なって設けられており、各々の間には隙間が形成されている請求項７記載のレンズ駆動装置。
請求項１から８いずれか記載のレンズ駆動装置と、前記レンズ支持体に支持されたレンズと、を有するカメラ装置。
請求項９記載のカメラ装置を有する電子機器。