JP7249722B2 - カメラ用レンズ駆動装置、カメラ及び電子機器 - Google Patents

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Description

本発明はカメラ用レンズ駆動装置分野に関し、特に像ブレを防いで鮮明な画像を得るレンズ駆動装置、カメラ及び電子機器に関するものである。
撮影技術の急速な発展に伴い、写真品質への要望は今まで以上に高くなっており、特に夜景を撮る際などは、暗所での撮影品質を向上させるため、明るいレンズや像振れ防止機能の追加が必要となる、像振れ補正を用いたレンズ駆動装置は、数多くの撮影装置及び携帯式電子機器で広く応用されている。
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せ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撮影画像の乱れを抑制せず、撮影された画像の品位が低下してしまう。
また、一般的なワイア式手振れ補正装置では、レンズの移動・調整方向が光軸に対して平行移動であり、光学センサーに対しても平行移動であるため光学補正量はカメラの振れ角度や振れ移動量を換算した際に補正量不足の懸念があり、さらに光軸に直交する方向への振れ補正量を増加するためには、回転式手振れ補正装置に比べレンズ駆動装置の最大外形がより拡大してしまう可能性があった。
さらに、現状の回転軸式手振れ補正装置は、レンズ駆動装置の上部に、金属のサスペンションが二重で、且つボールベアリング設置され、四隅からそれぞれ自由に二軸の対角線で回転できる構造となっているが、駆動用回路から離れた高い位置にある保持部材を起点にレンズモジュールを駆動しなければならず、剛性が高い保持方法が必要であったり、レンズの略主点を起点にできない場合は光学センサーに対して最も有効な補正ができない可能性があった。
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２０１９－２３７６０号公報 特開２０１７－１４２４２４号公報
本発明は、ユーザが電子機器や携帯端末用なカメラで撮影する時に生じた手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乱れを抑制することや、駆動ノイズを低減できる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、収容空間を有するケースを有し、
前記収容空間には、レンズモジュールと、前記レンズモジュールを光軸方向に直交する方向に沿って自在に回動させるための支持フレームと支持部材と電磁駆動装置と回路基板固定用台座を有し、
前記電磁駆動装置は、支持フレーム及び回路基板固定用台座にそれぞれ設置されると共に、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おり、
前記支持フレームは、第一支持フレームと第二支持フレームを含み、前記第一支持フレームと第二支持フレームは、それぞれ平面内で異なる移動軸を持ち、前記回路基板固定用台座に対して自在に回動させることを特徴とする。
前記支持部品がシャフトピンであり、前記シャフトピンが少なくとも四つ設置されることが好ましい。
前記第二支持フレームはそれぞれ平面内で異なる移動軸に沿って回動するための溝を有することが好ましい。
前記電磁駆動装置は、磁石鋼と駆動コイルを含み、前記磁石鋼は、前記レンズモジュールに固定されており、前記駆動コイルは、前記回路基板固定用台座に固定されていることが好ましい。
前記第二支持フレームには、前記支持部品の方向を規制する為の溝が設けられていることが好ましい。
磁気ヨークを更に備え、前記磁気ヨークは、前記第一支持フレームに取り付けられることが好ましい。
前記駆動コイルは、前記磁石鋼の外側に設けられることによって、前記磁石鋼と電磁作用を発生させ、回動動作を発生させることが好ましい。
前記レンズ駆動装置は、スプリングリーフを更に備え、前記スプリングリーフは、前記レンズモジュールと前記第一支持フレームとを接続し、前記スプリングリーフは、磁性を持つことが好ましい。
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、上記撮像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及び回転の規制ができるため、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1である。 本発明のレンズ駆動装置の断面図2である。 本発明のレンズ駆動装置の断面図3である。 本発明のレンズ駆動装置の正面図である。 本発明の回路基板固定用台座と支持部材の分解斜視図１である。 本発明の回路基板固定用台座と支持部材の分解斜視図２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５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、回路基板固定用台座４０と、支持部品４１と、磁性体６０と、駆動コイル７０とを備える。
ケース１０には、収容空間１３を有し、ケース１０は、固定用台座１１と、固定用台座
１１に合わせて収容空間１３を形成するためのカバー１２と、回路基板８０を備える。
回路基板固定用台座４０は、回路基板固定用台座４０に固定されている回路基板８０及び駆動コイル７０を備える。
支持部品４１は、レンズモジュール３０がレンズの光軸に直交する方向に沿って回路基板固定用台座４０に対して自在に回動できるように、レンズモジュール３０と第二支持フレーム２１とを支持する。第二支持フレームには、支持部品４１を固定するための、支持部品４１の方向を規制するための溝４２が設けられている。
支持部品４１は、シャフトピンであってもよい。シャフトピンである支持部品４１は、少なくとも四つ設置されることに対して、回路基板固定用台座４０及びレンズモジュール３０上に設けられ、且つ、共にレンズモジュールの主点近傍を通り、すなわち主点近傍に対して略対称的となる位置に配置されている、回路基板固定用台座４０に設けられた二つの支持部品４１と、支持部品の方向を規制する溝４２によって、回動する軸を規制しており、シャフトピンである支持部品４１の転がりによって、レンズモジュール３０はレンズの光軸に直交する方向に基づく、規制された第一回転光軸方向４３及び規制された第二回転光軸４４内で自在に回動できる。
また光軸方向に対して、回路基板固定用台座４０、四つの支持部品４１、第二支持フレーム２１、レンズモジュール３０レンズモジュール３０上に設けられた第一支持フレーム２０の順番で組み上げられ、レンズモジュール３０に設けられた支持部品４１と、回路基板固定用台座４０及び第二支持フレーム２１に設けられた支持部品に吸引規制する磁性体６０の磁気作用によってこれらの部材はどの方向に向けられても外れない様光軸方向に吸着される。
磁石鋼６１は、レンズモジュール３０上に設けられた第一支持フレーム２０に取り付けられて固定されている。
スプリングリーフ５０は、レンズモジュール３０と回路基板固定用台座４０とを接続する。
スプリングリーフ５０は、磁性材を使用し、支持部品４１と、回路基板固定用台座４０及び第二支持フレーム２１に設けられた支持部品に吸引規制する磁性体６０の磁気作用によってこれらの部材はどの方向に向けられても外れない様光軸方向に吸着力と、光軸方向垂直方向へレンズモジュールが回動した際に光軸中心に引き寄せる機能を備える事が可能である。
レンズ駆動装置１００は、磁気ヨーク９１が少なくとも二つ、光軸に対し略回転対称に設けられており、磁気ヨーク９１は第一支持フレーム２０に取り付けられて固定されていると共に、磁気ヨーク９１と同様に少なくとも二つ、光軸に対し略回転対称に設けられた磁石鋼６１とレンズモジュール３０が回動した際に回動中心に引き寄せる機能を備えている。
駆動コイル７０は、回路基板固定用台座４０に固定される回路基板８０に設置されており、且つ磁石鋼６１の外側にそれぞれ対応して設置されている。
駆動コイル７０は、回路基板固定用台座４０上に取り付けられて固定されている回路基板８０と一体化するコイル巻き線であっても良く、直接に回路基板８０上に形成されている導電性パターンであっても良い。駆動コイル７０と磁石鋼６１の間の電磁作用によって、第一支持フレーム２０は、レンズの光軸に直交する方向に沿って回路基板固定用台座４０に対して回し移動することができるため、レンズの光軸を、レンズの略主点に対し回動し調整可能な機構が実現された。
レンズ駆動装置１００には、さらに回路基板８０が設置されている。
回路基板８０は、駆動コイル７０と接続されている。
駆動コイル７０と対向するよう、磁石鋼６１はそれぞれの駆動コイルに対して二つが設置され、且つ、レンズの光軸に対して略回転対称、すなわち中心線に対して略回転対称的となる位置に配置されている。
駆動コイル７０は、回路基板固定用台座４０に設けられた外部との接続端子１４に接続されるが、駆動用回路を持つ磁気検出素子に接続されても良く、第二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。第二の駆動用回路を持つ磁気検出素子８１は磁石鋼６１と対向される位置にあり、レンズモジュール40と共に動く磁石鋼６１の位置を検出することが出来る。
レンズの光軸は、手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３１の水平近傍に設置されている駆動コイル７０に電流を流入させることができ、駆動コイル７０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、レンズモジュール３０及び第二支持フレーム２１はそれぞれ移動物であるレンズモジュール３０の略主点に対して効率よく均衡を保ちながら回動することが可能であり、また、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。
１０ … ケース
１１ … 固定用台座
１２ … カバー
１３ … 収容空間
１４ … 回路基板固定用台座に設けられた外部との接続端子
２０ … 第一支持フレーム
２１ … 第二支持フレーム
３０ … レンズモジュール
３１ … レンズモジュールの重心位置
４０ … 回路基板固定用台座
４１ … 支持部品
４２ … 支持部品の方向を規制する溝
４３ … 規制された第一回転光軸方向
４４ … 規制された第二回転光軸方向
５０ … 磁性を持つスプリングリーフ
６０ … 支持部品に吸引規制する磁性体
６１ … 磁石鋼
７０ … 駆動コイル
８０ … 回路基板
８１ … 駆動用回路を持つ磁気検出素子
９０ … 磁石鋼の磁力線を保持する磁性体
９１ … 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、収容空間を有するケースを有し、
    前記収容空間には、レンズモジュールと、前記レンズモジュールを光軸方向に直交する方向に沿って自在に回動させるための支持フレームと支持部品と電磁駆動装置と回路基板固定用台座を有し、
    前記電磁駆動装置は、支持フレーム及び回路基板固定用台座にそれぞれ設置されると共に、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おり、
    前記支持フレームは、第一支持フレームと第二支持フレームを含み、前記支持部品は、第一支持部品と第二支持部品を含み、
    前記第一支持部品は、前記レンズモジュールが前記第一支持フレームとともに前記光軸方向に直交する平面内の第一回転軸回りに前記回路基板固定用台座に対して自在に回動することを可能にするように前記第一支持フレームを支持し、
    前記第二支持部品は、前記レンズモジュールが前記第二支持フレームとともに前記光軸方向に直交する平面内において前記第一回転軸に垂直な第二回転軸回りに前記回路基板固定用台座に対して自在に回動することを可能にするように前記第二支持フレームを支持し、
    前記第一支持部品が２つのシャフトピンを含み、前記第二支持部品が２つのシャフトピンを含み、前記第一支持部品に含まれる２つのシャフトピンのシャフトピン方向である第一シャフトピン方向が前記光軸方向と一致し、前記第二支持部品に含まれる２つのシャフトピンのうち、一方のシャフトピン方向である第二シャフトピン方向が前記光軸方向と一致するとともに前記第一シャフトピン方向と逆方向であり、他方のシャフトピン方向が前記第二回転軸の軸方向と一致することを特徴とするレンズ駆動装置。
  2. 前記第二支持フレームはそれぞれ平面内で異なる回転軸に沿って回動するための溝を有す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. 前記電磁駆動装置は、磁石鋼と駆動コイルを含み、前記磁石鋼は、前記レンズモジュールに固定されており、前記駆動コイルは、前記回路基板固定用台座に固定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. 前記第二支持フレームには、前記第一支持部品と協働して前記レンズモジュールの前記第一回転軸回りの回動を図るための溝と、前記第二支持部品と協働して前記レンズモジュールの前記第二回転軸回りの回動を図るための溝が設けられてい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. 磁気ヨークを更に備え、前記磁気ヨークは、前記第一支持フレームに取り付けられ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. 前記駆動コイルは、前記磁石鋼の外側に設けられることによって、前記磁石鋼と電磁作用を発生させ、回動動作を発生させることを特徴とする請求項３に記載のレンズ駆動装置。
  7. 前記レンズ駆動装置は、スプリングリーフを更に備え、前記スプリングリーフは、前記レンズモジュールと前記第一支持フレームとを接続し、
    前記スプリングリーフは、磁性を持つ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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