JP7410443B2 - 光学素子駆動装置、カメラモジュール及びカメラ搭載装置 - Google Patents
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Description
光学素子を保持可能な可動部及び前記可動部を支持する固定部に分離して配置され、前記可動部を前記固定部に対して移動させるよう協働するコイル及びマグネットと、
磁気センサー基板に実装され、前記マグネットとの相対位置に基づいて前記可動部の位置を検出する磁気センサーと、を有し、
前記固定部には、前記磁気センサー基板及び前記コイルを夫々収容する第一凹部及び第二凹部が設けられ、
前記第一凹部は、前記第二凹部の底部の一部に、前記磁気センサー基板の厚さ以上の深さで形成され、前記第二凹部の前記底部よりも深い位置に底部を有し、前記磁気センサー基板は、前記第一凹部の前記底部上に配置され、
前記第一凹部に収容された前記磁気センサー基板上の前記磁気センサーの光軸方向受光側端部は、前記第二凹部の前記底部よりも光軸方向受光側に位置する。
上記の光学素子駆動装置と、
前記光学素子と、
前記光学素子により結像される被写体像を撮像する撮像部と、を備える。
情報機器又は輸送機器であるカメラ搭載装置であって、
上記のカメラモジュールと、
前記カメラモジュールで得られた画像情報を処理する画像処理部と、を備える。
まず、本実施の形態に係るカメラモジュールが適用されるカメラ搭載装置について説明する。
続いて、カメラモジュールAの概略構成について説明する。なお、本実施の形態の説明には、直交座標系(X,Y,Z)を使用する。なお、本実施の形態では、XY平面におけるX方向及びY方向の中間方向を、U方向及びV方向として説明する(図12、13参照)。例えば、U方向及びY方向は、本実施の形態では正方形であるカメラモジュールAの平面視形状における対角方向である。なお、本実施の形態の説明で用いる形状に関する表現は、簡略的な概形説明のための便宜的な表現であって、幾何学的に正確な図形の定義が必ずしも当てはまるものでないことは、言うまでもない。
続いて、光学素子駆動装置1の構成について、図4~11を用いて説明する。なお、光学素子駆動装置1の構成の説明においては、便宜上、Z方向+側を「上」とし、Z方向-側を「下」とする。
OIS支持部30は、Z方向に沿って延在する複数本のサスペンションワイヤで構成される(以下、「OIS支持部30」に代えて「サスペンションワイヤ30」という)。各サスペンションワイヤ30において、一端(下端)は、OIS固定部20に固定され、他端(上端)はOIS可動部10(具体的には、上側弾性支持部13)に固定される。OIS可動部10は、サスペンションワイヤ30によって、光軸直交面内で揺動可能に支持される。
OIS可動部10(AFユニットともいう)は、AF可動部11、AF固定部12、及びAF支持部(上側弾性支持部13及び下側弾性支持部14)を有する。
AF可動部11は、AF固定部12に対して径方向における内側に離間して配置され、上側弾性支持部13及び下側弾性支持部14によってAF固定部12と連結される。
AF固定部12は、AF支持部によりAF可動部11を光軸方向に移動可能に支持する。AF固定部12は、マグネットホルダ12a及びマグネット部125を有する。
AF支持部は、AF固定部12に対してAF可動部11を弾性的に支持する。AF支持部は、本実施の形態では、上側弾性支持部13及び下側弾性支持部14を有する。本実施の形態では、上側弾性支持部13及び下側弾性支持部14はいずれも、板バネである場合を例に採る。そこで、以下の説明では、「上側弾性支持部13」及び「下側弾性支持部14」に代えて夫々「上側板バネ13」及び「下側板バネ14」という。板バネは、例えば、ベリリウム銅、ニッケル銅、ステンレスからなる。
OIS固定部20は、サスペンションワイヤ30によりOIS可動部10を光軸直交方向に揺動可能に支持する。OIS固定部20は、OISコイル部22、磁気センサー部23、保護部材24、ベース部材25、及び配線部材27を有する。
OIS固定部20は、Z方向(光軸方向)においてマグネット部125に対向する四隅夫々の位置にOISコイル部22を有する。OISコイル部22は、振れ補正時に通電されるコイルである。OISコイル部22は、永久磁石125A~125Dに対応する4つのOISコイル22A~22Dを有する。OISコイル22A~22Dは、本実施の形態では、空芯コイルである。
OIS固定部20は、四隅のうちの第一隅部及び第四隅部において、対応するOISコイル22A、22Dの中央の空洞部内に磁気センサー部23を有する。磁気センサー部23は、マグネット部125(永久磁石125A、125D)によって形成される磁界をホール素子231A1、231D1で検出することにより特定される、光軸直交面における永久磁石125A、125Dとホール素子231A1、231D1との相対位置に基づいて、OIS可動部10の光軸直交面における位置を検出する。磁気センサー部23は、ホール素子チップアセンブリ231A、231Dを有する。ホール素子チップアセンブリ231A、231Dは、ホール素子231A1、231D1(磁気センサーの一例)と、ホール素子231A1、231D1のチップが実装された磁気センサー基板231A2、231D2と、を有する。磁気センサー基板231A2、231D2は、例えばプリント基板(PWB:Printed Wiring Board)である。
ベース部材25は、光路又は光軸が通過する中央開口部250を有する平面視正方形の部材である。ベース部材25は、合成樹脂などの非導電性材料、例えば、液晶ポリマー(LCP:Liquid Crystal Polymer)からなる。ベース部材25には、配線部材27がインサート成型されている。ここで、配線部材27について、図9を用いて説明する。図9は、OIS固定部20における配線の説明に供する図である。
保護部材24は、ベース部材25において中央開口部250を囲む領域を被覆するように設けられる。保護部材24は、樹脂材料等の非導電材料からなる薄型のプレート部材又はフィルム部材である。保護部材24は、OISコイル22A~22Dの配置領域を完全に覆うため、保護部材24は、Z方向においてOISコイル22A~22Dと永久磁石125A~125Dとの間に介在することになる。よって、外部からの衝撃に伴ってOISコイル22A~22Dと永久磁石125A~125Dとが衝突することを防ぐことができる。また、金属製であるOISコイル22A~22Dに対して、同じく金属製である下側板バネ14が接触して、ショートが発生することも防ぐことができる。ベース部材25において柱状部256A~256Dの頂部及び上面258(柱状部256A~256Dの頂部及び上面258を纏めて「主面」と称してもよい)は、保護部材24の載置面となる。保護部材24の載置面を構成する上面258には、装着された保護部材24の変位(位置ずれ)を規制するための機構としてボス2581がベース部材25の四辺夫々に形成されている。図7に示す構成では、ボス2581を通す貫通孔24Bやボス2581と嵌合する切欠き部24Aを保護部材24に形成することで、ベース部材25に装着された保護部材24の変位(位置ずれ)を規制することができる。
ここで、ベース部材25の四隅の構造について説明する。図11A、11Bは、光学素子駆動装置1におけるベース部材25の四隅柱部259の構造の説明に供する側面図及び平面図である。
OIS固定部20におけるその他の細部構成について、ここでは詳述しないが、例えば特許文献3等に記載された公知の技術が適宜採用可能である。
図12、13は、光学素子駆動装置1におけるAF駆動部(AF用ボイスコイルモーター)及びOIS駆動部(OIS用ボイスコイルモーター)夫々の駆動原理の説明に供する図である。
続いて、OIS固定部20のベース部材25への磁気センサー部及びOISコイル部の配置について、図10、14、15を用いて説明する。図10は、OIS固定部20においてホール素子チップアセンブリ231A、231D及びOISコイル22A~22Dをベース部材25から取り外した状態を上方から見た分解斜視図である。図14Aは、ベース部材25にホール素子チップアセンブリ231A、231Dを取り付けた状態を示す平面図であり、図14Bは、図14Aに示す状態からさらにOISコイル22A~22Dを取り付けた状態を示す平面図である。図15は、図14Bに示す状態からさらに保護部材24を取り付けた状態を示すXV-XV線矢視断面図である。
M スマートフォン
OC 背面カメラ
V 自動車
VC 車載用カメラ
1 光学素子駆動装置
2 レンズ部
3 カバー
301 開口部
5 撮像部
501 イメージセンサー基板
502 撮像素子
503 制御部
10 OIS可動部
11 AF可動部
110 レンズホルダー
110a レンズ収容部
110a1 レンズ収容開口部
111 AFコイル部
12 AF固定部
12a マグネットホルダ
125 マグネット部
125A、125B、125C、125D 永久磁石
13 上側弾性支持部(上側板バネ)
131 ワイヤ固定部
131a スリット
14 下側弾性支持部(下側板バネ)
20 OIS固定部
22 OISコイル部
22A、22B、22D、22D OISコイル
23 磁気センサー部
231A、231D ホール素子チップアセンブリ
231A1、231D1 ホール素子
231A2、231D2 磁気センサー基板
24、241、242 保護部材
24A、241A 切欠き部
24B 貫通孔
25 ベース部材
250 中央開口部
252、252A、252B、252C、252D コイル用凹部(第二凹部)
254A、254D 基板用凹部(第一凹部)
256、256A、256B、256C、256D 柱状部
257 底部
258 上面
2581 ボス
2583 外周面
259 四隅柱部
2591 内側柱部
2591a OIS可動部対向面
2592 外側柱部
2592a カバー対向面
2593 分割溝
27 配線部材
27a コイル用端子部材
27a1 コイル用端子要素
27a2 コイル用端子接続部
27b 基板用端子部材
27b1 基板用端子要素
27b2 基板用端子接続部
27c ワイヤ用端子部材
27c1 ワイヤ用端子要素
27c2 ワイヤ用端子接続部
30 OIS支持部(サスペンションワイヤ)
Claims (15)
- 光学素子を保持可能な可動部及び前記可動部を支持する固定部に分離して配置され、前記可動部を前記固定部に対して移動させるよう協働するコイル及びマグネットと、
磁気センサー基板に実装され、前記マグネットとの相対位置に基づいて前記可動部の位置を検出する磁気センサーと、を有し、
前記固定部には、前記磁気センサー基板及び前記コイルを夫々収容する第一凹部及び第二凹部が設けられ、
前記第一凹部は、前記第二凹部の底部の一部に、前記磁気センサー基板の厚さ以上の深さで形成され、前記第二凹部の前記底部よりも深い位置に底部を有し、前記磁気センサー基板は、前記第一凹部の前記底部上に配置され、
前記第一凹部に収容された前記磁気センサー基板上の前記磁気センサーの光軸方向受光側端部は、前記第二凹部の前記底部よりも光軸方向受光側に位置する、
光学素子駆動装置。 - 前記固定部は、前記磁気センサー基板に直接接続する基板用端子と、前記コイルに直接接続するコイル用端子と、を一体的に備えるベース部材を有する、
請求項1に記載の光学素子駆動装置。 - 前記固定部において前記磁気センサー基板に直接接続する基板用端子が、前記第二凹部の底部中央に形成される前記第一凹部において露出するよう設けられ、前記固定部において前記コイルに直接接続するコイル用端子が、前記第二凹部の底部両端において露出するよう設けられる、
請求項1に記載の光学素子駆動装置。 - 前記固定部は、前記第二凹部の前記底部から前記光軸方向受光側に突出する一対の柱状部を前記第一凹部の両側に有し、
前記第一凹部に収容された前記磁気センサー基板上の前記磁気センサーの前記光軸方向受光側端部は、前記一対の柱状部の頂部と同等の位置又は前記頂部と同等の位置よりも光軸方向結像側に位置する、
請求項1に記載の光学素子駆動装置。 - 前記第一凹部の深さは、前記第一凹部に収容された前記磁気センサー基板上の前記磁気センサーの光軸方向受光側端部が、前記第二凹部に収容された前記コイルの光軸方向受光側端部と同等の位置又は前記同等の位置よりも光軸方向結像側に変位した位置となる深さである、
請求項1に記載の光学素子駆動装置。 - 前記コイルは、前記第一凹部を跨いで前記第二凹部の前記底部に架設された空芯コイルである、
請求項1に記載の光学素子駆動装置。 - 前記固定部は、前記可動部に対して光軸方向結像側に位置する底部と、径方向外側から前記可動部に対向する対向面を形成するよう前記固定部の前記底部から前記光軸方向受光側に延在する柱部と、を有し、
前記柱部は、前記対向面を含む内側柱部と、溝により前記内側柱部から分割された外側柱部と、を有する、
請求項1に記載の光学素子駆動装置。 - 前記固定部は、径方向外側から前記可動部に対向して配置され、前記可動部の径方向移動規制が可能な内側柱部と、前記内側柱部に対して径方向外側に配置され、前記光学素子駆動装置のカバーの取付が可能な外側柱部と、を有し、前記内側柱部と前記外側柱部とは、溝により互いに分割されている、
請求項1に記載の光学素子駆動装置。 - 径方向において、前記内側柱部の寸法は前記外側柱部の寸法よりも小さい、
請求項7又は8に記載の光学素子駆動装置。 - 前記固定部において前記可動部に対向する主面には、前記第二凹部に収容された前記コイルを少なくとも部分的に被覆して前記コイルを前記可動部から保護する保護部材が設けられる、
請求項1に記載の光学素子駆動装置。 - 前記保護部材はさらに、前記第一凹部に収容された前記磁気センサー基板を少なくとも部分的に被覆して前記磁気センサー基板を前記可動部から保護する、
請求項10に記載の光学素子駆動装置。 - 前記固定部は、前記主面に設けられた前記保護部材の変位を規制するボスを有する、
請求項10に記載の光学素子駆動装置。 - 前記保護部材は、前記固定部の中央開口部を囲む形状に対応する形状を有する一枚のプレート又はフィルムである、
請求項10に記載の光学素子駆動装置。 - 請求項1に記載の光学素子駆動装置と、
前記光学素子と、
前記光学素子により結像される被写体像を撮像する撮像部と、を備える、
カメラモジュール。 - 情報機器又は輸送機器であるカメラ搭載装置であって、
請求項14に記載のカメラモジュールと、
前記カメラモジュールで得られた画像情報を処理する画像処理部と、を備える、
カメラ搭載装置。
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