JP7402210B2 - レンズ駆動装置、カメラ装置、及び電子機器 - Google Patents

Description

本発明は、スマートフォン等の電子機器に用いられるレンズ駆動装置、カメラ装置、及び電子機器に関する。

ＯＩＳ（Optical Image Stabilizer）機能とＡＦ（Auto Focus）機能とを併有するレンズ駆動装置の中には、潜望式と称されるものがある。潜望式のレンズ駆動装置では、レンズ体と画像センサが、被写体からの光の入射方向と直交する方向に並べて配置されており、被写体からの光がプリズムやミラーにより反射されて、光軸が折り曲げられてレンズ体に入光し、レンズ体を透過した光が画像センサにより画像信号に変換される。この種のレンズ駆動装置に関わる技術を開示した文献として、特許文献１がある。

特開２０１９－１３９２２３Ａ号公報

しかしながら、潜望式のレンズ駆動装置において、レンズ体から出て画像センサに入射する光は、画像センサに直接入射する光だけではなく、他の物体に反射してから入射する光もあり、ゴーストが発生する場合があった。

本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであり、ゴーストが発生しにくいレンズ駆動装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明の好適な態様であるレンズ駆動装置は、レンズ体を移動可能に支持することができ、且つ前記レンズ体の後側に画像センサを配置することができるレンズ駆動装置であって、前記レンズ体と前記画像センサとの間に前記レンズ体から前記画像センサに至る光を通過させ且つ制限する開口を備え、前記開口は、後側に行くほど開口の大きさが大きくなるような傾斜部を有し、前記傾斜部は、複数の畝が該傾斜部の傾斜に沿って前後に延びる鋸歯状部を有する。

この態様において、隣り合う前記畝は互いに平行であってもよい。

また、前記畝の頂部の角度は、鋭角又は鈍角であってもよい。

また、前記開口は上下方向に狭く、左右方向に広く形成されており、前記鋸歯状部は上側又は下側の少なくとも一方に設けられていてもよい。

また、前記開口の後側にさらに第２の開口を備え、前記第２の開口は後側に行くほど開口の大きさが小さくなるような逆傾斜面を有してもよい。

また、可動部と、中間部材と、固定部と、を備え、前記可動部は、前記レンズ体を取り付けることができるキャリアを有し、前記中間部材に対して移動可能なように前記中間部材に支持され、前記中間部材は、前記固定部に対して前記可動部と共に移動可能なように前記固定部に支持され、前記開口は前記中間部材に形成されていてもよい。

また、可動部と、中間部材と、固定部と、を備え、前記可動部は、前記レンズ体を取り付けることができるキャリアを有し、前記中間部材に対して移動可能なように前記中間部材に支持され、前記中間部材は、前記固定部に対して前記可動部と共に移動可能なように前記固定部に支持され、前記第２の開口は、前記固定部に形成されていてもよい。

本発明の別の好適な態様であるカメラ装置は、上記のレンズ駆動装置を備えることを特徴とする。

本発明の別の好適な態様である電子機器は、上記のカメラ装置を備えることを特徴とする。

本発明によるレンズ駆動装置は、レンズ体を移動可能に支持することができ、且つ前記レンズ体の後側に画像センサを配置することができるレンズ駆動装置であって、前記レンズ体と前記画像センサとの間に前記レンズ体から前記画像センサに至る光を通過させ且つ制限する開口を備え、前記開口は、後側に行くほど開口の大きさが大きくなるような傾斜部を有し、前記傾斜部は、複数の畝が該傾斜部の傾斜に沿って前後に延びる鋸歯状部を有する。そのため、ゴーストを形成するような光がこの鋸歯状部で反射されることによって、画像センサに入射しにくくなるとともに光量自体が減衰されている。よって、ゴーストが発生しにくいレンズ駆動装置を提供することができる。

本発明の一実施形態であるレンズ駆動装置１を含むカメラ装置２が搭載されたスマートフォン９の正面図である。 は、図１のレンズ駆動装置１の斜視図である。 は、図２からケース１１を除いた斜視図である。 は、図２のホルダ開口１９０及びケース開口１１０の周囲の拡大断面図である。

以下、図面を参照しつつ本発明の実施形態を説明する。図１に示すように、本発明の一実施形態であるレンズ駆動装置１を含むカメラ装置２は、スマートフォン９に収容される。

カメラ装置２は、画像センサ３と、被写体からの光を反射するミラー４と、ミラー４で反射した光を画像センサ３に導くレンズ体５と、レンズ体５を駆動するレンズ駆動装置１と、を有する。

以降は、被写体からの光がミラー４に入射する中心の方向を適宜Ｙ方向という。また、ミラー４で反射した光がレンズ体５に向かう一方向をＸ方向といい、Ｙ方向及びＸ方向の両方と直交する方向をＺ方向という。また、＋Ｙ側を上側、－Ｙ側を下側、－Ｘ側を前側、＋Ｘ側を後側、＋Ｚ側を左側、－Ｚ側を右側と称することがある。

レンズ体５は、レンズバレルにレンズを組み込んだものである。レンズ駆動装置１は、可動部と、中間部材と、固定部と、を有する。レンズ体５は、可動部に属するキャリア１５に取り付けられる。中間部材は、固定部に対して可動部と共にＸ方向及びＺ方向に移動可能なようにサスペンションワイヤ２４によって支持されている。可動部は、中間部材に対してＹ方向に移動可能なように板ばね１４によって支持されている。

可動部は、キャリア１５を有し、キャリア１５にＯＩＳ用第１コイル１６が取り付けられて構成されている。板ばね１４の一端はキャリア１５に取り付けられている。中間部材は、ホルダ１９を有し、ホルダ１９に、ＯＩＳ用磁石１８及びＡＦ用磁石２０が取り付けられて構成されている。板ばね１４の他端はホルダ１９に取り付けられている。また、サスペンションワイヤ２４の一端は、板ばね１４の他端を超えて延び出した延出部に固定される。固定部は、ケース１１及びベース２５を有し、ベース２５にＡＦ用コイル２２が取り付けられ、また、図示しないＯＩＳ用第２コイルがこの固定部に取り付けられる。サスペンションワイヤ２４の他端は、ベース２５に固定される。

ケース１１とベース２５は、筐体として組み合わされる。ケース１１は箱型をなしており、ケース１１の後側の壁の中央にはケース開口１１０が設けられている。ケース１１の前側の壁の中央は下端から上端まで切り欠いた切り欠き１２０が設けられており、切り欠き１２０は上壁の一部も切り欠いている。画像センサ３は、ケース開口１１０の後側に設けられる。図示しないＯＩＳ用第２コイルはケース１１の上壁の内側に配置されている。

ベース２５は、四角形の板状をなしており、ベース２５の後側の縁には、上側に起立した起立部２５０が設けられ、前側部分の上面には、ミラー取付け部が設けられている。起立部２５０は、ベース開口２５１を構成する。また、ベース２５には、電気配線が形成されている。ＡＦ用コイル２２は、ベース２５の左右側の上面に設けられる。

ホルダ１９は、レンズ体５から出射される光が通過するホルダ開口１９０を包囲する枠部１９１と、枠部１９１の左右の周縁部から前側に延在する側壁部１９２とを有する。ホルダ１９は、ベース２５の上側に位置し、全体として、キャリア１５を囲むように形成されている。側壁部１９２の左右の上面には、ＯＩＳ用磁石１８が設けられている。側壁部１９２の左右の下面には、ＡＦ用磁石２０がＡＦ用コイル２２と対向するように設けられている。

キャリア１５は、上下がつぶれた筒体１５１を有し、さらに筒体１５１の前側の上下部分が切り落とされて側面部が形成されている。筒体１５１の後端はキャリア開口１５３が形成されている。レンズ体５は、キャリア１５の前側から筒体１５１に嵌め込まれ、支持されている。キャリア１５の左右の側面部の外面には、ＯＩＳ用第１コイル１６がＯＩＳ用磁石１８と対向するように設けられている。

サスペンションワイヤ２４は、Ｙ方向に延びた金属製のワイヤであり、ホルダ１９の四隅部分の外側に各１本ずつ設けられている。サスペンションワイヤ２４は、可動部とともに中間部材をベース２５から浮いた状態でＸ方向及びＺ方向に移動可能なように支持している。

板ばね１４は、ＸＺ方向に曲がりくねって細くワイヤ状に延びる腕によって構成されている。前述した一端から他端までの板ばね１４は１本の腕で形成され、延出部は腕が環状に形成され、その中央にサスペンションワイヤ２４の一端が固定される。

次に、レンズ体５と画像センサ３の間にある開口について説明する。図４に示すように、レンズ体５の後側には、前側から順にキャリア開口１５３、ホルダ開口１９０、ベース開口２５１、ケース開口１１０が設けられており、この後側に、図４では図示されていない画像センサ３が設けられている。なお、本実施形態では、開口の下側部分について説明するが、上側部分についても同様の構造が設けられている。また、左右部分については同様の構造は設けられていないが、設けても構わない。

キャリア１５のキャリア開口１５３は、レンズ体５の直後に設けられている。キャリア開口１５３には、後側に行くほど開口の大きさが大きくなるような傾斜面１５５が設けられている。

キャリア開口１５３の後側にはホルダ１９のホルダ開口１９０があり、ホルダ開口１９０には、後側に行くほど開口の大きさが大きくなるような傾斜部１９４が設けられている。ホルダ開口１９０は、上下方向に狭く、左右方向に広く形成されている。傾斜部１９４の前端は傾斜面１５５の後端よりも上側にある。傾斜部１９４の傾斜の方が傾斜面１５５の傾斜よりも大きい。傾斜部１９４には、複数の畝が当該傾斜部１９４の傾斜に沿って前後に延びる鋸歯状部１９５が設けられている。鋸歯状部１９５の畝はＹ方向から見たときに、Ｘ方向に延びていて、隣り合う畝は互いに平行である。ＹＺ平面で切断したときの鋸歯状部１９５の畝の頂部の角度は、９０度以外の角度、即ち鋭角又は鈍角であることが望ましく、本実施形態では鈍角で形成されている。

ホルダ開口１９０から少し離れた後側にベース開口２５１を構成するベース２５の起立部２５０が設けられている。起立部２５０の上端には、逆傾斜面２５４が設けられている。逆傾斜面２５４は全体として傾斜部１９４よりもやや下側に位置して前上側、本実施形態では４５度を向いている。

起立部２５０の後側にほぼ接するようにケース１１が設けられ、ベース開口２５１の直後にケース開口１１０が設けられている。ケース開口１１０の上端は起立部２５０の上端よりも下側に位置している。

レンズ体５から出たゴーストになるような光は、まずキャリア開口１５３で除去される。次に、キャリア開口１５３を通過してホルダ開口１９０の傾斜部１９４に入射した光は、反射する際に減衰する。さらに、傾斜部１９４は鋸歯状部１９５となっていて入射光は入射方向とは異なる方向へ反射されるので、ゴーストになりにくい。このとき、鋸歯状部１９５が９０度である場合、２回反射すると最初の入射光と同じ方向に向かうことになり、反射光が入射光とは異なる方向に向かうという効果は薄れるが、２回反射するので、反射による減衰効果は存在する。鈍角又は鋭角の場合、２回反射しても入射光と同じ方向には反射しないので、ゴーストになりにくい効果はより高まる。

次に、ホルダ開口１９０を通過してベース開口２５１の逆傾斜面２５４に入射した光は、後側、即ち画像センサ３側ではなく、前側、即ちレンズ体５側、或いは被写体側に向けて反射される。ケース開口１１０の上端は起立部２５０の上端よりも下側に位置しており、本実施形態においては、ゴースト除去に大きな効果を持たせてはいない。

以上によって、レンズ体５から出て画像センサ３に入射する光のうちゴーストを形成するような光は、途中の開口によって画像センサ３に入射する量が減少する。即ち、ゴーストを形成するような光が鋸歯状部１９５で反射されることによって、画像センサ３に入射しにくくなるとともに、仮に入射するとしても、光量が減衰してしまっている。さらに、逆傾斜面２５４によって、前側に反射されて、ますます画像センサ３に入射しにくい。これにより、ゴーストが発生しにくいレンズ駆動装置を提供することができる。

可動部に設けられているＯＩＳ用第１コイル１６と中間部材に設けられているＯＩＳ用磁石１８は、互いに向かい合っている。ＯＩＳ用第１コイル１６に電流が流れると、ＯＩＳ用第１コイル１６には、Ｙ方向の電磁力が発生する。これによって、可動部が、中間部材に対して、Ｙ方向に移動する。

中間部材に設けられているＯＩＳ用磁石１８と固定部に設けられている図示しないＯＩＳ用第２コイルは、互いに向かい合っている。ＯＩＳ用第２コイル１３に電流が流れると、ＯＩＳ用第２コイルには、Ｚ方向の電磁力が発生する。これの反作用により、可動部とともに中間部材が、固定部に対して、Ｚ方向に移動する。

中間部材に設けられたＡＦ用磁石２０と固定部に設けられたＡＦ用コイル２２は、互いに向かい合っている。ＡＦ用コイル２２に電流が流れると、ＡＦ用コイル２２には、Ｘ方向の推力が発生する。これの反作用により、可動部とともに中間部材が、固定部に対して、Ｘ方向に移動する。

なお、本実施形態におけるレンズ駆動装置１は、潜望式のレンズ駆動装置１について説明したが、光軸が折り曲げられていないレンズ駆動装置１にも適用できる。また、レンズ体５は、レンズバレルを含まなくてもよく、その場合、レンズは直接キャリア１５に取り付けられる。また、可動部は３方向に移動する必要は無く、２方向の移動でも１方向の移動でも構わない。その場合、ミラー４やプリズムに代わりの動作をさせてもよい。また、鋸歯状部１９５の畝は、互いに平行である必要は無く、前側から後側に向けて互いに広がるような形状でもよいし、狭まるような形状でもよい。また、鋸歯状部１９５と逆傾斜面２５４を同じ部材に設けてもよい。また、鋸歯状部１９５をホルダ１９以外の部材に設けてもよいし、逆傾斜面２５４をベース２５以外の部材に設けてもよい。

１ レンズ駆動装置
２ カメラ装置
３ 画像センサ
４ ミラー
５ レンズ体
９ スマートフォン
１１ ケース
１４ 板ばね
１５ キャリア
１６ ＯＩＳ用第１コイル
１８ ＯＩＳ用磁石
１９ ホルダ
２０ ＡＦ用磁石
２２ ＡＦ用コイル
２４ サスペンションワイヤ
２５ ベース
１１０ ケース開口
２５４ 逆傾斜面
１２０ 切り欠き
１５１ 筒体
１５３ キャリア開口
１５５ 傾斜面
１９０ ホルダ開口
１９１ 枠部
１９２ 側壁部
１９４ 傾斜部
１９５ 鋸歯状部
２５０ 起立部
２５１ ベース開口

Claims (8)

1. 固定部と、レンズ体を支持するとともに前記固定部に対して移動可能に支持される部材とを含み、且つ前記レンズ体の後側に、前記部材、前記固定部及び画像センサをこの順に配置することができるレンズ駆動装置であって、
   前記レンズ体と前記画像センサとの間に配置されている前記部材には前記レンズ体から前記画像センサに至る光を通過させ且つ制限する開口が設けられ、前記固定部には前記開口の後側に第２の開口が設けられ、
   前記開口は、後側に行くほど開口の大きさが大きくなるような傾斜部を有し、
   前記傾斜部は、複数の畝が該傾斜部の傾斜に沿って前後に延びる鋸歯状部を有し、
   前記レンズ体を通過した光を前記傾斜部の前記鋸歯状部へ入射させ反射させるレンズ駆動装置。
2. 前記第２の開口は後側に行くほど開口の大きさが小さくなるような逆傾斜面を有する請求項１記載のレンズ駆動装置。
3. 前記畝は、上下方向から見たときに、前後方向に延びていて、隣り合う前記畝は互いに平行である請求項１記載のレンズ駆動装置。
4. 前記畝の頂部の角度は、鋭角又は鈍角である請求項１記載のレンズ駆動装置。
5. 前記開口は上下方向に狭く、左右方向に広く形成されており、前記鋸歯状部は上側又は下側の少なくとも一方に設けられている請求項１記載のレンズ駆動装置。
6. 前記レンズ体を支持するとともに前記固定部に対して移動可能に支持される前記部材は、可動部と、中間部材と、を含み、
   前記可動部は、前記レンズ体を取り付けることができるキャリアを有し、前記中間部材に対して移動可能なように前記中間部材に支持され、
   前記中間部材は、前記固定部に対して前記可動部と共に移動可能なように前記固定部に支持され、
   前記開口は前記中間部材に形成されている請求項１記載のレンズ駆動装置。
7. 請求項１～６のいずれか１項に記載のレンズ駆動装置を備えたカメラ装置。
8. 請求項７に記載のカメラ装置を備えた電子機器。