JP7402288B2 - 画像センサ駆動装置、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画像センサ駆動装置、カメラ装置、及び電子機器に関する。

センサシフト手振れ補正機能を有するカメラ装置は、レンズ装置を有する固定部と、画像センサを有する可動部とを備え、可動部を、固定部内のレンズ装置の光軸の軸まわりに回転させるものがある。

特許文献１に開示されたカメラ装置は、レンズアッセンブリを支持するハウジングと、このハウジングに対して回転自在に支持され、画像センサが固定された回転部材とを有する。この回転部材は、同一円周に沿って並んだ３個のボール受け溝を有しており、これらのボール受け溝に支持された３個のボールを介してハウジングに支持されている。このカメラ装置では、画像センサにＦＰＣ（Flexible printed circuits）が接続されている。また、特許文献１の図５に開示されたカメラ装置は、レンズアッセンブリを支持するハウジングと、このハウジングに対して回転自在に支持され、画像センサが固定された回転部材とを有する。

米国特許出願公開第２０１７／０１７１４４０号

特許文献１に開示の技術では、３個のボール受け溝が並んだ円周の中心が可動部である回転部材の回転中心である。しかし、特許文献１に開示の技術では、ボール受け溝に支持されたボールが溝に乗り上げたりする場合があるので、可動部特許文献１に開示の画像センサ駆動装置において、ＦＰＣは、画像センサの左右両側から引き出され、１つに統合され、それと直交する回転部材の半径方向外側に引き出されているため、ＦＰＣが回転部材を回転駆動するアクチュエータの負荷がアンバランスとなることにより、回転部材の回転軸がぶれる問題がある。の回転中心の位置が不安定であるという問題がある。また、特許文献１に開示の画像センサ駆動装置において、ＦＰＣは、画像センサの左右両側から引き出され、１つに統合され、それと直交する回転部材の半径方向外側に引き出されているため、ＦＰＣが回転部材を回転駆動するアクチュエータの負荷がアンバランスとなることにより、回転部材の回転軸がぶれる問題がある。また、可動部を固定部に対して回転駆動する画像センサ駆動装置において回転制御の安定性を向上させるためには可動部の持つ共振振幅の影響を低減させなければならない。この目的で、可動部及び固定部間に粘弾性を有する樹脂（ゲルダンパー材）を介在させダンピングさせる必要がある。しかし、単にゲルダンパー材を介在させただけではゲルダンパー材の形状や位置が安定しなかったりして、ダンピング効果が不安定となってしまっていた。

本発明は、可動部の回転中心の位置精度を高めることが可能な画像センサ駆動装置、カメラ装置及び電子機器を提供することを第１の目的とし、ＦＰＣに起因した回転軸のぶれが低減された画像センサ駆動装置、カメラ装置及び電子機器を提供することを第２の目的とし、ゲルダンパー材による安定したダンピングが可能な画像センサ駆動装置、カメラ装置及び電子機器を提供することを第３の目的とする。

上記課題を解決するため、本発明の好適な態様である画像センサ駆動装置は、固定部と、レンズを通過した入射光を受光する画像センサを支持し、前記画像センサの受光面を通り前記受光面と直交する回転軸の軸まわりに前記固定部に対して回転可能な可動部と、前記回転軸上に配置された支点部材と、前記支点部材の周囲を囲むように配置された３個の支持ボールと、前記３個の支持ボールを介して前記可動部を前記固定部に押し付ける方向に付勢する第１付勢部と、前記支点部材を前記固定部と前記可動部の間に挟んで押圧する第２付勢部と、前記固定部に対して前記可動部を回転駆動する駆動部とを具備することを特徴とする。

この態様において、前記第１付勢部による付勢力は、前記第２付勢部による付勢力よりも大きくてもよい。

また、前記第１付勢部は、前記固定部および前記可動部の一方に固定された磁石と、前記固定部および前記可動部の他方に固定されたヨークとを具備してもよい。

また、前記磁石は、前記駆動部の一部を構成してもよい。

また、前記第２付勢部は板ばねであって、前記板ばねは、両端が前記固定部又は前記可動部の一方に固定され、中央部が前記支点部材を介して前記固定部又は前記可動部の他方を押圧してもよい。

また、前記中央部及び前記支点部材は、前記固定部又は前記可動部の前記一方とは非接触であってもよい。

また、前記支点部材は、前記固定部、前記可動部、及び前記第２付勢部の中のいずれか１つに固定されていてもよい。

また、前記支点部材は、前記固定部、前記可動部、及び前記第２付勢部の中のいずれか１つと接触して相対的な回転運動をしており、この接触している部位は球面状をなしていてもよい。

また、前記３個の支持ボールが接する前記固定部の面と前記３個の支持ボールが接する前記可動部の面は、それぞれ平面であり、互いに平行であってもよい。

さらに、前記可動部用回路部は、前記受光面と平行に広がる、前記可動部としての可動部用ＦＰＣ基部と、前記可動部用ＦＰＣ基部から前記回転軸に対して点対称をなす基端部で前記回転軸の方向に引き出されている第１ＦＰＣ延伸部及び第２ＦＰＣ延伸部と、を有していてもよい。

また、前記基端部は、前記回転軸の方向から見たときに、長方形状の前記可動部用ＦＰＣ基部の辺縁部又は内部に設けられていてもよい。

また、前記第１ＦＰＣ延伸部及び前記第２ＦＰＣ延伸部は、さらに長方形状の前記画像センサの長辺に平行な方向へ延伸して、前記画像センサの短辺側から前記画像センサ駆動装置の外部へ引き出されていてもよい。

また、前記可動部は、前記可動用ＦＰＣ基部を固定する長方形状のプレートを有し、前記可動用ＦＰＣ基部は、前記画像センサを固定、電気接続し、前記プレートの短辺の方向の寸法は前記画像センサの同じ方向の寸法と同じであってもよい。

また、前記プレートの長辺には、前記回転軸に対して点対称をなす位置に前記第１ＦＰＣ延伸部又は第２ＦＰＣ延伸部が通る切り欠き部が設けられていてもよい。

また、前記切り欠き部を通った前記第１ＦＰＣ延伸部及び前記第２ＦＰＣ延伸部は、前記プレートを挟んで１８０度反転し、さらに前記基端部で前記回転軸方向に引き出されてもよい。

また、前記基端部は前記短辺の方向に延びているととともに前記回転軸の近傍に設けられていてもよい。

また、引き出された前記第１ＦＰＣ延伸部及び前記第２ＦＰＣ延伸部は、前記長辺に平行な方向に曲げられ、さらに反転部で１８０度反転していてもよい。

また、前記反転部の内側が樹脂で固められていてもよい。

また、前記基端部は前記可動部用ＦＰＣ基部の辺縁部に設けられ、前記第１ＦＰＣ延伸部及び前記第２ＦＰＣ延伸部は、前記可動部用ＦＰＣ基部の辺縁部に沿って延びていてもよい。

また、前記固定部は、前記可動部を回転自在に支持するベースと、内部空間を形成する筐体と、を有し、前記ベースは、前記内部空間を、前記可動部用ＦＰＣ基部を収容している上部空間と前記第１ＦＰＣ延伸部及び前記第２ＦＰＣ延伸部を収容している下部空間とに分けていてもよい。

また、前記ベースは、前記第１ＦＰＣ延伸部及び前記第２ＦＰＣ延伸部が前記上部空間から前記下部空間に移るために通る通路部を有していてもよい。

また、前記固定部又は前記可動部の一方は、他方に向けて突出する２つの突出部を有し、前記固定部又は前記可動部の他方は、前記突出部が挿入される粘弾性を有する樹脂を溜めている２つの樹脂溜めを有し、前記突出部と前記樹脂溜めの２つの組は、前記回転軸に対して線対称の位置に配置されてもよい。

また、前記突出部を有する部材と前記樹脂溜めを有する部材は、長辺の方向と短辺の方向が一致する長方形状をなしており、前記長方形状の中心に前記回転軸が設けられており、１つの前記長辺を挟む２つの角部に前記２つの組の前記突出部と前記樹脂溜めが配置されていてもよい。

また、前記１つの長辺の中央部と、他の１つの長辺を挟む２つの角部のそれぞれに支持ボールが設けられており、前記可動体は前記支持ボールを介して前記固定部に押し付けられて支持されていてもよい。

また、前記可動部は、前記画像センサを固定する長方形状をした金属製のプレートを有し、前記プレートは、１つの長辺の両端を折り曲げて前記突出部とし、前記突出部が折れ曲がる折れ目は、前記プレートの長辺に平行な方向を有してもよい。

また、前記固定部は、前記可動部を回転可能に支持する長方形状をしたベースを有し、前記ベースは、筒形状の樹脂溜めを有してもよい。

本発明の別の好適な態様であるカメラ装置は、上記の画像センサ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。

本発明によると、可動部の回転中心の位置精度を高めることができる。また、ＦＰＣに起因した回転軸のぶれを低減することができる。また、安定したダンピング効果を得ることができる。

本発明の一実施形態である画像センサ駆動装置１０６を含むカメラ装置１００が搭載されたスマートフォン１０９の正面図である。 図１のプリズム１０１および画像センサ駆動装置１０６を透視した斜視図である。 図２の画像センサ駆動装置１０６の斜視図である。 図２の画像センサ駆動装置１０６を分解した斜視図である。 図３の画像センサ駆動装置１０６から筐体を除いた斜視図である。 図４の可動部用回路部３の斜視図である。 可動部用回路部３の変形例である可動部用回路部３ａの斜視図である。 可動部が固定部に対して支持されている状況を、－Ｘ側から見た側面図である。 筐体を除いた固定部の斜視図である。

図１に示すように、本発明の一実施形態である画像センサ駆動装置１０６を含むカメラ装置１００は、スマートフォン１０９の筐体内に収容される。カメラ装置１００は、プリズム１０１と、レンズ体１０３と、画像センサ１０５と、画像センサ１０５を駆動する画像センサ駆動装置１０６とを有する。

以下では、互いに直交するＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸からなるＸＹＺ直交座標系を想定し、本実施形態の各部の構成を説明する。ここで、Ｘ軸はスマートフォン１０９に対して被写体からの入射光が到来する方向の軸であり、Ｚ軸はＸ軸と直交する方向の軸であり、レンズ体１０３の光軸方向の軸であり、本実施形態ではスマートフォン１０９の筐体の長辺方向とした。Ｙ軸はＸ軸及びＺ軸と直交する方向の軸である。

図２に示すように、被写体からの入射光は、プリズム１０１に入射し、プリズム１０１によって光軸が９０°曲げられ、＋Ｚ方向に進む。この＋Ｚ方向の入射光は、レンズ体１０３（図２では図示略）を通過して画像センサ駆動装置１０６の画像センサ１０５の受光面１０７に到達する。画像センサ１０５は、レンズ体１０３を経由して導かれる光を画像信号に変換して出力する。画像センサ駆動装置１０６は、受光面１０７の中心を通り、受光面１０７に垂直な仮想的な回転軸Ｐまわりに画像センサ１０５を駆動する。通常、回転軸Ｐは、レンズ体１０３の光軸（Ｚ軸）と一致する。

図３及び図４に示すように、画像センサ駆動装置１０６は、上ハウジング１と、撮像部２と、可動部用回路部３と、プレート４と、３個の支持ボール５と、板ばね６と、ベース７と、固定部用回路部８と、下ハウジング９とを有する。これら各部のうち、上ハウジング１と下ハウジング９は、筐体として組み合わされており、この筐体に、撮像部２と、可動部用回路部３と、プレート４と、３個の支持ボール５と、板ばね６と、ベース７と、固定部用回路部８とが収容されている。

図４において、上ハウジング１と、ベース７と、固定部用回路部８と、下ハウジング９は、固定部を構成している。また、撮像部２と、可動部用回路部３の一部と、プレート４は、可動部を構成している。この可動部は、固定部に対して回転軸Ｐまわりに回転可能である。

図４に示すように、上ハウジング１は、開口部が設けられた長方形状の天井板１１と、天井板１１の４辺から＋Ｚ方向に延びた４枚の側板１２とを有する。下ハウジング９は、長方形状の底板９１と底板９１の３辺から－Ｚ方向に延びた３枚の側板９２とを有する。天井板１１及び底板９１は、ほぼ同寸法で、Ｘ方向に短く、Ｙ方向に長い。即ち、スマートフォン１０９の厚さ方向の寸法が小さい。上ハウジング１の＋Ｘ側の側板１２におけるＹ方向の両端部のそれぞれに、Ｙ方向に延びるスリット１２１が設けられている。下ハウジング９の－Ｘ側の側板９２におけるＹ方向の両端部と中央部のそれぞれに、Ｙ方向に延びるスリット９２１が設けられている。

撮像部２は、センサハウジング２１と、センサハウジング２１の－Ｚ側に固定されたフィルタ２２と、センサハウジング２１の＋Ｚ側に固定された画像センサ１０５とを有する。画像センサ１０５の受光面１０７はセンサハウジング２１に囲まれた内部に設けられている。レンズ体１０３を通過した入射光は、上ハウジング１の天井板１１の開口部を介してフィルタ２２を通過し、画像センサ１０５の受光面１０７に集束する。画像センサ１０５の＋Ｚ側には可動部用回路部３が配置される。この可動部用回路部３には、画像センサ１０５に対して給電を行う回路、画像センサ１０５に対して制御信号を供給する回路、及び画像センサ１０５から画像信号を受け取る回路が形成されている。

図４～６に示すように、可動部用回路部３は、画像センサ１０５に接続された可動部用ＦＰＣ（Flexible printed circuits）基部３０と、第１ＦＰＣ延伸部３１及び第２ＦＰＣ延伸部３２とを有する。可動部用回路部３における可動部用ＦＰＣ基部３０は、受光面１０７と平行に広がり、略長方形状のプレート４の－Ｚ側の面に固定され、撮像部２を固定する。また、撮像部２の画像センサ１０５は可動部用ＦＰＣ基部３０に電気接続される。

第１ＦＰＣ延伸部３１は、＋Ｘ側において帯状に設けられており、可動部用ＦＰＣ基部３０の＋Ｘ側辺の中央付近から＋Ｘ側に引き出されてプレート４を間に挟んで＋Ｚ方向に１８０度曲げられ、曲げられた先の＋Ｙ側端を基端部３１ｐとしてここで９０度曲げられて＋Ｚ方向に所定長だけ引き出される。第１ＦＰＣ延伸部３１は、後述する通路部であるベース７の孔７８及び固定用回路部８の切り欠き部８５を通って上部空間から下部空間に移る。さらに、引き出された先で９０度曲げられ、＋Ｙ方向に延び、反転部３１ｒで反転され、図４に示すように画像センサ駆動装置１０６の外側まで延出し、上ハウジング１の－Ｙ側の側板１２に固定される。

第２ＦＰＣ延伸部３２は、－Ｘ側において帯状に設けられており、可動部用ＦＰＣ基部３０から引き出されて、基端部３２ｐで曲げられて、後述する通路部であるベース７の孔７９及び固定用回路部８の切り欠き部８６を通って上部空間から下部空間に移り、反転部３２ｒで反転されるまでは第１ＦＰＣ延伸部３１と点対称に設けられている。反転された第２ＦＰＣ延伸部３２は、可動部用ＦＰＣ基部３０の＋Ｙ方向端部において再度反転され、図３に示すように画像センサ駆動装置１０６の外側まで延出し、上ハウジング１の－Ｙ側の側板１２に固定される。反転部３１ｒ、３２ｒは、可動部用ＦＰＣ基部３０のＹ方向端部に近い位置にあることが好ましい。

第１ＦＰＣ延伸部３１は、プレート４に設けられた切り欠き部４４ａに収まるように、第２ＦＰＣ延伸部３２は切り欠き部４４ｂに収まるようにそれぞれ可動部用ＦＰＣ基部３０から引き出されている。また、第１ＦＰＣ延伸部３１は反転部３１ｒの内側が、第２ＦＰＣ延伸部３２は反転部３２ｒの内側が、それぞれ接着剤３１ｒａ、３２ｒａで固定されている。

このように本実施形態では、第１ＦＰＣ延伸部３１及び第２ＦＰＣ延伸部３２が可動部用ＦＰＣ基部３０の＋Ｚ側の面から光軸方向である＋Ｚ方向に引き出されているので、画像センサ駆動装置１０６の光軸方向の投影面積を小さくすることができる。

図４において、プレート４は天井板１１より小さい長方形状の金属板である。プレート４の中心には中心孔４５が設けられており、この中心孔４５の中心が回転軸Ｐの位置となる。プレート４の＋Ｚ側の面において、可動部の回転軸Ｐに対応する位置にある中心孔４５には回転中心ボール４３が取り付けられ、－Ｚ側から溶接で固定されている。また、プレート４の＋Ｚ側の面には、回転中心ボール４３を間に挟んでＹ方向に並んだ２個の磁石４１ａ及び４１ｂが固定される。磁石４１ａ及び４１ｂの固定位置は、回転軸Ｐに対して点対称をなしている。また、プレート４の四隅のうちの＋Ｘ＋Ｙ側と＋Ｘ－Ｙ側の２つの隅には、この位置にあるプレート４の微小な長方形状の領域を＋Ｚ側に折り曲げることにより突出部４２が形成されている。また、プレート４の＋Ｘ側の辺縁には切り欠き部４４ａが形成され、－Ｘ側の辺縁には切り欠き部４４ｂが形成されている。

ベース７は、天井板１１及び底板９１とほぼ同じ大きさの略長方形状の外形を有する金属板であり、後述する－Ｚ側の面において－Ｚ方向へ突出するいくつかの部分を樹脂で構成したアウトサート成形品である。ベース７の＋Ｘ側の辺には＋Ｘ側に突出する３つの突出部７２１が設けられている。また、ベース７の－Ｘ側の辺には－Ｘ側に突出する３つの突出部７２２が設けられている。両端の突出部７２１は、上ハウジング１のスリット１２１に嵌め込まれて固定され、中央の突出部７２１は、上ハウジング１の側板１２と下ハウジング９の側板９２の間に挟まれて固定される。３つの突出部７２２は、下ハウジング９の３つのスリット９２１に嵌め込まれて固定される。これにより上ハウジング１と下ハウジング９による内部空間はベース７から上の上部空間と下の下部空間に分けられる。下部空間には第１ＦＰＣ延伸部及び第２ＦＰＣ延伸部３２の一部が収容される。上部空間には可動部が収容されている。

このベース７の－Ｚ側の面において、－Ｘ－Ｙ側の角部にはボール受け部７１ａが－Ｚ方向へ突出して配置され、－Ｘ＋Ｙ側の角部にはボール受け部７１ｂが－Ｚ方向へ突出して配置されている。また、＋Ｘ側の辺縁部中央付近にはボール受け部７１ｃが－Ｚ方向へ突出して配置されている。ボール受け部７１ａ，７１ｂ，７１ｃはそれぞれ円筒形状に突出しており、その底面はベース７の他の部分よりも高く、３つとも同じ高さであり且つプレート４の下面と平行な平面である。ボール受け部７１ａ、７１ｂ及び７１ｃにはそれぞれ１つの支持ボール５が収容される。支持ボール５は同じ大きさで、本実施形態においては、回転中心ボール４３よりも小さいが、設計によっては、大きくしたり、同じ大きさとしても構わない。それぞれの支持ボール５は、プレート４の＋Ｚ側の面に接触し、可動部を支持する。

また、ベース７の－Ｚ側の面において、－Ｘ側の辺縁部の中央から－Ｙ方向の位置に第１支持部７２ａが設けられ、＋Ｘ側の辺縁部の中央から＋Ｙ方向の位置に第２支持部７２ｂが設けられている。これらの第１支持部７２ａ及び第２支持部７２ｂは、ベース７の－Ｚ側の面に配置された円柱部と、この円柱部の上面の中央付近において突出した小円柱部とからなる。また、ベース７の－Ｚ側の面の中心には、ストッパ部７３が配置されている。このストッパ部７３は、２個の切り欠き部を有する円環状の側壁により囲まれた凹部を有する。また、ベース７において、ストッパ部７３の－Ｙ側に孔７５，＋Ｙ側に孔７６，＋Ｘ側に孔７８、－Ｘ側に孔７９が設けられている。

板ばね６は、第１端部６１ａから中央のボール受け部６２を経由して第２端部６１ｂに至る板ばねであり、波形状に湾曲し、ボール受け部６２を中心として２つのＺ字状部を点対称に配置している。第１端部６１ａ及び第２端部６１ｂは円形状であり、第１支持部７２ａ又は第２支持部７２ｂの小円筒部を受け容れる孔を各々の中心に有する。ボール受け部６２は、円形状をなす。本実施形態では、板ばね６の第１端部６１ａ及び第２端部６１ｂの各孔に第１支持部７２ａ又は第２支持部７２ｂの小円柱部が挿入されて板ばね６が第１支持部７２ａ及び第２支持部７２ｂに支持される。この状態において、ボール受け部６２は、ストッパ部７３の凹部内に収容され、切り欠き部からＺ字状部がストッパ部７３の外部に延び出ている。ボール受け部６２は、その中心に上述した回転中心ボール４３を受けるボール受け孔６３を有する。ボール受け孔６３の中心を回転軸Ｐが通る。このボール受け孔６３は、円形の形状を有しており、その直径は回転中心ボール４３の直径より小さい。従って、ボール受け孔６３は、その内周縁が回転中心ボール４３を支持する。通常、板ばね６は、回転中心ボール４３を含めてストッパ部７３に接触することは無く、ストッパ部７３は、衝撃を受けた際などのボール受け部６２のストッパとして働く。

さらにベース７の－Ｚ側の面において、ベース７の四隅のうちボール受け部が設けられていない２つの隅である＋Ｘ－Ｙ側及び＋Ｘ＋Ｙ側の隅には、粘弾性を有する樹脂を溜めた筒形状の樹脂溜め７７が各々配置されている。粘弾性を有する樹脂は、いわゆるゲルダンパー材と言われる樹脂である。上述したプレート４の２つの突出部４２は、これらの樹脂溜め７７と対向する位置に形成されており、樹脂溜め７７内の粘弾性を有する樹脂に挿入される。可動部が回転駆動される際、樹脂溜め７７内の粘弾性を有する樹脂は突出部４２を介して可動部の振動を抑えるダンパー材として機能する。

本実施形態では、プレート４を回転自在に支持するために、ボール受け部７１ａ、７１ｂ及び７１ｃと３個の支持ボール５が、プレート４とベース７との間において－Ｘ側の辺と＋Ｘ側の中央部で形成される略三角形の領域内に設けられる。そして、プレート４の一部を折り曲げた突出部４２を受け容れる樹脂溜め７７が、この領域外である＋Ｘ側の２つの隅に配置される。このように本実施形態では、支持するための構造と振動を抑えるための構造を効率よく配置するので、小型の画像センサ駆動装置１０６を実現することができる。

また、本実施形態において、プレート４及びベース７は、いずれも長方形状であり、突出部４２は、プレート４の隅に形成されている。そして、図５に示すように、突出部４２の折れ目４２ｒはプレート４の長辺に平行である。回転軸Ｐを軸とした可動部の回転駆動時、樹脂溜め７７内の粘弾性を有する樹脂に挿入された突出部４２は、突出部４２の面と直交する方向に移動する。このため、突出部４２において粘弾性を有する樹脂からの反力を受ける面積は最大になる。よって、ゲルダンパー材が可動部の振動を抑制する効果を最大限に高めることができる。

図４において、固定部用回路部８は、天井板１１より小さい略長方形状の固定部用ＦＰＣ基部８９と固定部用ＦＰＣ基部８９から引き出される第３ＦＰＣ延伸部８８とを有する。固定部用ＦＰＣ基部８９の－Ｚ側の面には、コイル８１ａ及び８１ｂが＋Ｙ方向に並んで固定されている。これらのコイル８１ａ及び８１ｂは、磁石４１ａ及び４１ｂと対向し、可動部の回転軸Ｐに対して点対称をなしている。また、コイル８１ａ及び８１ｂの内部には、磁石４１ａ及び４１ｂの位置を各々検出するホール素子８２ａ及び８２ｂが各々配置されている。そして、固定部用ＦＰＣ基部８９の－Ｚ側の面において、コイル８１ａの外側にはホール素子８２ａ及び８２ｂを制御する制御ＩＣ８３が配置されている。また、固定部用ＦＰＣ基部８９の＋Ｚ側の面において、磁石４１ａ及び４１ｂと対応する位置には、ヨーク８４ａ及び８４ｂが各々固定されている。

ベース７が有する孔７５は、固定部用ＦＰＣ基部８９上のコイル８１ａ及び制御ＩＣ８３を収容し、孔７６は、固定部用回路部８上のコイル８１ｂを収容する。固定部用ＦＰＣ基部８９の－Ｚ側の面はベース７の＋Ｚ側の面に固定される。これにより磁石４１ａ及び４１ｂと、コイル８１ａ及び８１ｂ、ホール素子８２ａ及び８２ｂ、並びにヨーク８４ａ及び８４ｂが各々対向する。

本実施形態において、例えば磁石４１ａ及び４１ｂの＋Ｚ側の面において、Ｎ極が＋Ｘ側にあり、Ｓ極が－Ｘ側にあった場合、磁石４１ａ及び４１ｂのＮ極から出た磁束は、コイル８１ａ及び８１ｂの＋Ｘ側の各コイル巻線のＹ方向に延びた直線部を通過し、ヨーク８４ａ及び８４ｂに至り、さらに、コイル８１ａ及び８１ｂの－Ｘ側の各コイル巻線のＹ方向に延びた直線部を通過して磁石４１ａ及び４１ｂのＳ極に至る。本実施形態では、磁石４１ａ及び４１ｂとヨーク８４ａ及び８４ｂが第１付勢部を構成し、磁石４１ａ及び４１ｂとヨーク８４ａ及び８４ｂとの間に発生する吸引力が可動部を固定部に押し当てる付勢力となる。

また、本実施形態では、磁石４１ａ及び４１ｂとコイル８１ａ及び８１ｂで駆動部を構成し、コイル８１ａ及び８１ｂに逆方向の電流を流すことにより回転軸Ｐまわりのトルクが発生し、可動部が回転駆動される。さらに詳述すると、電流がコイル８１ａに流れると、この電流と磁石４１ａが発生する磁界との相互作用により、コイル８１ａを例えば＋Ｘ側に移動させる力が発生し、この力の反力により可動部の磁石４１ａが－Ｘ側に駆動される。また、コイル８１ａと逆向きの電流がコイル８１ｂに流れると、この電流と磁石４１ｂが発生する磁界との相互作用により、コイル８１ｂを－Ｘ側に移動させる力が発生し、この力の反力により可動部の磁石４１ｂが＋Ｘ側に駆動される。このようにして磁石４１ａ及び４１ｂを有する可動部が回転軸Ｐまわりに回転駆動される。磁石４１ａ及び４１ｂの磁界によってホール素子８２ａ及び８２ｂが発生する電圧から制御ＩＣ８３は、磁石４１ａ及び４１ｂの位置を検出して、コイル８１ａ及び８１ｂに流す電流を制御する。

第３ＦＰＣ延伸部８８は、固定部用ＦＰＣ基部８９の－Ｙ側端部から図３に示すように画像センサ駆動装置１０６の外側まで延出して－Ｚ方向に引き出されて上ハウジング１の－Ｙ側の側板１２に固定されている。この第３ＦＰＣ延伸部８８の先端は外部装置に接続されており、第３ＦＰＣ延伸部８８には、外部装置からホール素子８２ａ及び８２ｂ、制御ＩＣ８３への給電を行う回路、外部装置と制御ＩＣ８３との間で信号の授受を行う回路が形成されている。また、固定部用ＦＰＣ基部８９には、ホール素子８２ａ及び８２ｂから制御ＩＣ８３への信号回路、制御ＩＣ８３からコイル８１ａ及び８１ｂへの給電を行う回路がさらに形成されている。

また、ベース７の２個の孔７８及び７９は、Ｘ方向に長く、それぞれ第１ＦＰＣ延伸部３１又は第２ＦＰＣ延伸部３２の＋Ｚ方向に引き出された部分を通過させる通路部を構成する。また、固定部用回路部８は、＋Ｘ側の辺の中央部に切り欠き部８５を、－Ｘ側の辺の中央部に切り欠き部８６を各々有し、切り欠き部８５及び８６はＸ方向に長く、第１ＦＰＣ延伸部３１又は第２ＦＰＣ延伸部３２の＋Ｚ方向に引き出された部分を通過させる通路部を構成する。また、＋Ｘ側の辺の－Ｙ方向端部に、第１ＦＰＣ延伸部３１を通過させる切り欠き部８７を有する。通路部としての孔７８、孔７０、切り欠き部８５及び切り欠き部８６は、可動部が回転した時に第１ＦＰＣ延伸部３１及び第２ＦＰＣ延伸部３２の動きが阻害されない程度の大きさを有しており、孔で構成しても切り欠きで構成しても構わない。

図８及び図９に示すように、本実施形態では、固定部であるベース７のボール受け部７１ａ、７１ｂ及び７１ｃに収容された３個の支持ボール５により、可動部であるプレート４が支持される。プレート４は、磁石４１ａとヨーク８４ａ間の吸引力と、磁石４１ｂとヨーク８４ｂ間の吸引力と、により、ベース７側に付勢される。従って、可動部である画像センサ１０５の受光面１０７は、３個の支持ボール５の上端部により形成される平面と平行になるように決定される。また、画像センサ駆動装置１０６は、受光面１０７の法線方向とレンズ体１０３の光軸方向が一致するように調整される。

一方、本実施形態において、可動部であるプレート４の＋Ｚ側の面には支点部材としての回転中心ボール４３が固定されている。そして、第２付勢部としての板ばね６の両端は、固定部であるベース７の第１支持部７２ａ及び第２支持部７２ｂに固定されており、この板ばね６の中央のボール受け部６２のボール受け孔６３の内周縁に、回転中心ボール４３の球面状の下側部分が接触する。板ばね６は、ボール受け部６２が第１支持部７２ａ及び第２支持部７２ｂよりもやや＋Ｚ側に位置するように撓むように設けられる。即ち、回転中心ボール４３は板ばね６によって－Ｚ側に付勢されている。これにより、板ばね６のボール受け孔６３の中心とプレート４の中心孔４５の中心とを結ぶ軸である回転中心ボール４３の下端と上端を結ぶ中心軸は回転軸Ｐとなる。

ここで、板ばね６は弾性体であり、また、ボール受け孔６３は円形状を有するので、板ばね６は回転中心ボール４３の中心軸をベース７に対して一定の位置に保つ調心作用を有する。また、第１付勢部である磁石４１ａ、４１ｂとヨーク８４ａ、８４ｂ間の吸引力による付勢力と、第２付勢部である板ばね６による付勢力と、駆動部である磁石４１ａ、４１ｂとコイル８１ａ、８１ｂによる駆動力と、は、互いの作用を発揮できるように設定される。即ち、第１付勢部による付勢力は、第２付勢部による付勢力よりも大きいように設定し、支持ボール５が浮いてしまわないようにしてある。また、駆動部はそのような第１付勢部の付勢力に打ち勝って可動部が固定部に対して回転できる駆動力を与えている。また、第２付勢部の付勢力は、第１付勢部の付勢力と駆動部の駆動力が存在していても、回転中心ボール４３が回転軸Ｐの位置を保持し続ける付勢力を有している。

図６に示すように、可動部の一部として可動部用ＦＰＣ基部３０が回転軸Ｐを軸に回転する場合において、第１ＦＰＣ延伸部３１は基端部３１ｐから反転部３１ｒまでの間が変形し、第２ＦＰＣ延伸部３２は基端部３２ｐから反転部３２ｒまでの間が変形する。第１ＦＰＣ延伸部３１と第２ＦＰＣ延伸部３２には、それぞれ変形を元に戻そうという復元力である反力が発生するが、第１ＦＰＣ延伸部３１と第２ＦＰＣ延伸部３２は回転軸Ｐに対して点対称に設けられているので、互いに相殺し、回転中心ボール４３を回転軸Ｐから動かしてしまうような反力は生じにくい。

なお、本実施形態の可動部用回路部３では、第１ＦＰＣ延伸部３１及び第２ＦＰＣ延伸部３２を＋Ｚ方向に引き出したのは、可動部用ＦＰＣ基部３０の＋Ｚ側の面からだが、図７に示す可動部用回路部３ａのように、可動部用ＦＰＣ基部３０の２つの辺縁部を基端部３１ｐａ、３２ｐａとしてもよい。＋Ｘ側及び－Ｘ側の各長辺における回転軸Ｐに対して点対称をなす位置から第１ＦＰＣ延伸部３１ａ及び第２ＦＰＣ延伸部３２ａを＋Ｚ方向に引き出す。第１ＦＰＣ延伸部３１ａは、そこから帯状に＋Ｙ方向に延伸し＋Ｘ＋Ｙ側角部で９０°曲げて－Ｘ方向に延伸し、更に－Ｘ＋Ｙ側角部で９０度曲げて＋Ｙ方向に伸ばす。第２ＦＰＣ延伸部３２ａは、第１ＦＰＣ延伸部３１ａと点対称に配置される。この可動部用回路部３ａは全体として直方体形状をなし、可動部用ＦＰＣ基部３０は同直方体の底部、第１ＦＰＣ延伸部３１ａ及び第２ＦＰＣ延伸部３２ａは同直方体の側部をなしている。

この形態においても、第１ＦＰＣ延伸部３１ａ及び第２ＦＰＣ延伸部３２ａは、回転軸Ｐに対して点対称をなすように設けられているので、可動部の回転に伴って第１ＦＰＣ延伸部３１ａ及び第２ＦＰＣ延伸部３２ａが変形しても反力は互いに相殺し、回転中心ボール４３を回転軸Ｐから動かしてしまうような反力は生じにくい。また、第１ＦＰＣ延伸部３１ａ及び第２ＦＰＣ延伸部３２ａは、可動部の回転に伴う変位に対して容易に変形するので、反力の絶対値も小さくすることができる。

なお、第１ＦＰＣ延伸部３１ａの－Ｘ＋Ｙ側角部において、－Ｙ方向に曲げて、第２ＦＰＣ延伸部３２ａと並ぶように配置してもよい。また、基端部３１ｐａ、３２ｐａは、回転軸Ｐを中心とした点対称の位置にある辺縁部であれば、どこに設けてもよい。

以上が、本実施形態の構成の詳細である。本実施形態における画像センサ駆動装置１０６は、固定部と、レンズ体１０３を通過した入射光を受光する画像センサ１０５を支持し、画像センサ１０５の受光面１０７を通り受光面１０７と直交する回転軸Ｐの軸まわりに固定部に対して回転可能な可動部と、回転軸Ｐ上に配置された支点部材である回転中心ボール４３と、回転中心ボール４３の周囲を囲むように配置された３個の支持ボール５と、３個の支持ボール５を介して可動部であるプレート４を固定部であるベース７に押し付ける方向に付勢する第１付勢部である磁石４１ａ及び４１ｂ並びにヨーク８４ａ及び８４ｂと、回転中心ボール４３を固定部であるベース７と可動部であるプレート４の間に挟んで押圧する第２付勢部である板ばね６と、固定部に対して可動部を回転駆動する駆動部である磁石４１ａ及び４１ｂ並びにコイル８１ａ及び８１ｂと、を具備する。回転中心ボール４３は、ベース７とプレート４の間に挟まれて板ばね６によって押圧されて回転軸位置を決めており、支持ボール５が回転面の方向を決めている。従って、可動部の回転中心の位置精度を高めることができる。

また、本実施形態における画像センサ駆動装置１０６は、固定部と、レンズ体１０３を通過した入射光を受光する画像センサ１０５を支持し、画像センサ１０５の受光面１０７を通り受光面１０７と直交する回転軸Ｐの軸まわりに固定部に対して回転可能な可動部と、可動部用回路部３と、を具備する。可動部用回路部３は、受光面１０７と平行に広がる、可動部としての可動部用ＦＰＣ基部３０と、可動部用ＦＰＣ基部３０から回転軸Ｐに対して点対称をなす基端部３１ｐ、３２ｐで回転軸Ｐの方向に引き出されている第１ＦＰＣ延伸部３１及び第２ＦＰＣ延伸部３２と、を有している。本実施形態によれば、第１ＦＰＣ延伸部３１及び第２ＦＰＣ延伸部３２は、回転軸Ｐに対して点対称をなす基端部３１ｐ、３２ｐで回転軸方向に引き出されているので、回転によって生じる第１ＦＰＣ延伸部３１と第２ＦＰＣ延伸部３２の反力は、回転軸Ｐにおいて相殺される。このため、ＦＰＣに起因した回転軸Ｐのぶれを低減することができる。

また、本実施形態では、基端部３１ｐ、３２ｐは、回転軸Ｐの方向から見たときに、長方形状の可動部用ＦＰＣ基部３０の辺縁部又は内部に設けられている。そのため、回転軸Ｐの方向から見たときに、第１ＦＰＣ延伸部３１及び第２ＦＰＣ延伸部３２を可動部用ＦＰＣ基部３０の範囲の中に収めることができ、画像センサ駆動装置１０６をスマートフォン１０９に収容することができる。

また、本実施形態における画像センサ駆動装置１０６は、固定部と、レンズ体１０３を通過した入射光を受光する画像センサ１０５を支持し、画像センサ１０５の受光面１０７を通り受光面１０７と直交する回転軸Ｐの軸まわりに固定部に対して可動な可動部と、を具備する。固定部又は可動部の一方であるプレート４は、他方であるベース７に向かって突出する２つの突出部４２を有する。固定部又は可動部の他方であるベース７は、突出部４２が挿入される粘弾性を有する樹脂であるゲルダンパー材を溜めている２つの樹脂溜め７７を有する。突出部４２と樹脂溜め７７の２つの組は、回転軸Ｐに対して線対称の位置に配置される。プレート４からベース７に向けて突出する突出部４２は、ベース７に設けられた樹脂溜め７７のゲルダンパー材に挿入される。これによってゲルダンパー材の形状及び位置が安定するので安定したダンピング効果を得ることができる。

なお、本実施形態において、第１付勢部は、可動部であるプレート４に固定された磁石４１ａ及び４１ｂと、固定部である固定部用回路部８に設けられたヨーク８４ａ及び８４ｂとにより構成されたが、固定部に磁石を固定し、可動部にヨークを固定してもよい。また、第１付勢部として、可動部及び固定部間に板ばねを介在させてもよい。また、回転中心ボール４３を受けるボール受け孔等のボール受け部を可動部のプレート４に設けてもよい。

また、本実施形態では、板ばね６のボール受け部６２にボール受け孔６３を設けたが、ボール受け部６２は、調心作用を有するものであればよく、ボール受け孔６３は必ずしも必要ではない。例えば絞り加工等により、テーパ状あるいはすり鉢状の凹部をボール受け部６２に形成し、この凹部が回転中心ボール４３を受けてもよい。また、回転中心ボール４３は、可動部ではなく固定部に固定し、板ばね６を可動部に固定してもよい。また、回転中心ボール４３は、ボールである必要は無く、例えば、半球状に形成してその平面部分を可動部又は固定部に固定してもよい。

また、突出部を固定部に設け、樹脂溜めを可動部に設けてもよい。樹脂溜め７７は、ベース７から筒状に突出して形成しているが、突出しない凹部として形成してもよい。突出部４２は金属製のプレート４を折り曲げて形成しているが、樹脂成型で形成してもよい。

１ 上ハウジング
２ 撮像部
３，３ａ 可動部用回路部
４ プレート
５ 支持ボール
６ 板ばね
７ ベース
８ 固定部用回路部
９ 下ハウジング
１１ 天井板
１２ 側板
２１ センサハウジング
２２ フィルタ
３０ 可動部用ＦＰＣ基部
３１，３１ａ 第１ＦＰＣ延伸部
３１ｐ，３１ｐａ 基端部
３１ｒ 反転部
３２，３２ａ 第２ＦＰＣ延伸部
３２ｐ,３２ｐａ 基端部
３２ｒ 反転部
４１ａ，４１ｂ 磁石
４２ 突出部
４２ｒ 折れ目
４３ 回転中心ボール
４４ａ，４４ｂ 切り欠き部
４５ 中心孔
６１ａ 第１端部
６１ｂ 第２端部
６２，７１ａ，７１ｂ，７１ｃ ボール受け部
６３ ボール受け孔
７２ａ 第１支持部
７２ｂ 第２支持部
７３ ストッパ部
７５，７６，７８，７９ 孔
７７ 樹脂溜め
８１ａ，８１ｂ コイル
８２ａ，８２ｂ ホール素子
８３ 制御ＩＣ
８４ａ，８４ｂ ヨーク
８５，８６，８７ 切り欠き部
８８ 第３ＦＰＣ延伸部
８９ 固定部用ＦＰＣ基部
９１ 底板
９２ 側板
１００ カメラ装置
１０１ プリズム
１０３ レンズ体
１０５ 画像センサ
１０６ 画像センサ駆動装置
１０７ 受光面
１０９ スマートフォン
１２１，９２１ スリット
７２１，７２２ 突出部
Ｐ 回転軸

Claims (11)

1. 固定部と、
   レンズを通過した入射光を受光する画像センサを支持し、前記画像センサの受光面を通り前記受光面と直交する回転軸の軸まわりに前記固定部に対して回転可能な可動部と、
   前記可動部と前記固定部の間に挟まれた支点部材と、
   前記支点部材の周囲を囲むように配置された３個の支持ボールと、
   前記３個の支持ボールを介して前記可動部を前記固定部に押し付ける方向に付勢する第１付勢部と、
   前記支点部材を受ける受け孔又は凹部を有し、前記支点部材を、前記第１付勢部の付勢の方向と逆の方向に付勢する第２付勢部と、
   前記固定部に対して前記可動部を回転駆動する駆動部と、
   を具備し、
   前記支点部材は、前記固定部及び前記可動部の一方と固定され、
   前記受け孔又は凹部の中心と前記支点部材の中心とを結ぶ線が前記回転軸となることを特徴とする画像センサ駆動装置。
2. 前記第１付勢部による付勢力は、前記第２付勢部による付勢力よりも大きいことを特徴とする請求項１に記載の画像センサ駆動装置。
3. 前記第１付勢部は、前記固定部および前記可動部の一方に固定された磁石と、前記固定部および前記可動部の他方に固定されたヨークとを具備することを特徴とする請求項１に記載の画像センサ駆動装置。
4. 前記磁石は、前記駆動部の一部を構成することを特徴とする請求項３に記載の画像センサ駆動装置。
5. 前記第２付勢部は板ばねであって、前記板ばねは、両端が前記固定部又は前記可動部の一方に固定され、中央部が前記支点部材を介して前記固定部又は前記可動部の他方を押圧していることを特徴とする請求項１に記載の画像センサ駆動装置。
6. 前記中央部及び前記支点部材は、前記固定部又は前記可動部の前記一方とは非接触であることを特徴とする請求項５に記載の画像センサ駆動装置。
7. 前記支点部材は、前記固定部、前記可動部、及び前記第２付勢部の中のいずれか１つに固定されていることを特徴とする請求項１に記載の画像センサ駆動装置。
8. 前記支点部材は、前記固定部、前記可動部、及び前記第２付勢部の中のいずれか１つと接触して相対的な回転運動をしており、この接触している部位は球面状をなしていることを特徴とする請求項１に記載の画像センサ駆動装置。
9. 前記３個の支持ボールが接する前記固定部の面と前記３個の支持ボールが接する前記可動部の面は、それぞれ平面であり、互いに平行であることを特徴とする請求項１に記載の画像センサ駆動装置。
10. 請求項１に記載の画像センサ駆動装置を備えたカメラ装置。
11. 請求項１０に記載のカメラ装置を備えた電子機器。