WO2015099120A1 - レンズ駆動装置 - Google Patents

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WO2015099120A1
WO2015099120A1 PCT/JP2014/084506 JP2014084506W WO2015099120A1 WO 2015099120 A1 WO2015099120 A1 WO 2015099120A1 JP 2014084506 W JP2014084506 W JP 2014084506W WO 2015099120 A1 WO2015099120 A1 WO 2015099120A1
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lens frame
lens
focus
base member
optical axis
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博之 渡部
晴彦 万代
一也 熱田
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日本電産コパル株式会社
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    • G02B7/02—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for lenses
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    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
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    • G02B13/001—Miniaturised objectives for electronic devices, e.g. portable telephones, webcams, PDAs, small digital cameras
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    • G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/64—Imaging systems using optical elements for stabilisation of the lateral and angular position of the image
    • G02B27/646—Imaging systems using optical elements for stabilisation of the lateral and angular position of the image compensating for small deviations, e.g. due to vibration or shake
    • G02B27/648—Imaging systems using optical elements for stabilisation of the lateral and angular position of the image compensating for small deviations, e.g. due to vibration or shake for automatically maintaining a reference alignment, e.g. in self-levelling surveying instruments

Definitions

  • the present invention relates to a lens driving device.
  • An electromagnetically driven lens driving device including a coil and a magnet as a driving unit is known (see Patent Document 1 below).
  • This lens driving device elastically supports the lens frame along the optical axis direction using a spring member, and at the position where the driving force of the driving unit (electromagnetic actuator) and the elastic force of the spring member are balanced.
  • the optical axis direction position is variably adjusted.
  • the lens frame when the drive unit is not energized, the lens frame is held by a base member close to the imaging surface by the biasing force of the spring member, and the lens frame is suspended in a suspended position at a balance position of the pair of spring members.
  • Those that hold are known.
  • the lens frame can be held relatively stably, but depending on the processing accuracy of the holding surface of the base member, the optical axis tilt (initial tilt) occurs at the initial position for driving the lens frame.
  • the optical axis tilt initial tilt
  • the lens frame holding position when no power is supplied is held closer to the image plane than the infinity position, the lens frame is moved from there to the focus position during focus adjustment. There is a problem that the stroke amount becomes long.
  • the lens frame since the lens frame is held in advance within the focus adjustment range, the stroke amount during focus adjustment can be reduced and is not affected by the processing accuracy of the base member.
  • the initial tilt can be managed only by the component accuracy of the spring member.
  • the lens frame when not energized is not stably held, there is a problem that it is difficult to set the reference position for focus adjustment to a stable position.
  • the present invention is an example of a problem to deal with such a problem. That is, in the lens driving device, the stroke amount at the time of focus adjustment can be reduced, the initial tilt can be easily managed, the focus adjustment reference position can be set to a stable position, and the like. Is the purpose.
  • a lens driving device comprises the following configurations among several inventions described in the specification.
  • a focus control unit that controls the drive unit to adjust the position, and the support unit includes an elastic support member that supports the lens frame in a suspended state at an elastic balance position when the drive unit is not energized.
  • the focus control unit controls the driving unit to set the lens frame in contact with a mechanical focus reference position when setting a focus reference.
  • FIG. 6 is an explanatory diagram showing a specific configuration example of a lens driving device according to an embodiment of the present invention ((a) is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG. 5, and (b) is a cross-sectional view taken along the line BB in FIG. 5). .
  • FIG. 6 is an explanatory diagram showing a specific configuration example of the lens driving device according to the embodiment of the present invention ((a) and (b) are cross-sectional views taken along the line BB in FIG. 5). It is explanatory drawing which showed the camera module and electronic device using the lens drive device which concerns on embodiment of this invention.
  • a lens driving device drives a lens frame, a base member, a support unit that supports the lens frame so as to be movable in the optical axis direction with respect to the base member, and drives the lens frame in the optical axis direction.
  • the support unit includes an elastic support member that supports the lens frame in a suspended manner at an elastic balance position when the drive unit is not energized.
  • the focus control unit has a control function of controlling the drive unit when the focus reference is set so that the lens frame comes into contact with the mechanical focus reference position.
  • the lens frame is supported in a suspended manner at a balanced position within the focus adjustment range when the drive unit is not energized, the stroke amount at the time of focus adjustment can be reduced.
  • the initial tilt can be managed without being affected by the processing accuracy of the base member.
  • the focus adjustment reference position can be set to a stable position.
  • FIG. 1 is an explanatory diagram schematically showing a basic configuration of a lens driving device according to an embodiment of the present invention.
  • (A) shows the state when the drive unit is not energized
  • (b1) and (b2) show the state when the focus reference is set.
  • the lens driving device 1 includes a lens frame 2, a base member 3, a support unit 4, a driving unit 7, and a focus control unit 20.
  • the lens frame 2 is mounted with a lens barrel (not shown) having an optical axis Oa.
  • the base member 3 supports the lens frame 2 via the support portion 4 and includes an opening 3 ⁇ / b> A corresponding to the optical path of the lens frame 2.
  • the support portion 4 supports the lens frame 2 so as to be movable in the direction of the optical axis Oa with respect to the base member 3, and includes an elastic support member 5 that elastically supports the lens frame 2 along the optical axis Oa. Yes.
  • the drive unit 7 includes, for example, a coil 7A and a magnet 7B, and constitutes an electromagnetic actuator that drives the lens frame 2 in the direction of the optical axis Oa.
  • a coil 7A is fixed to the lens frame 2
  • a moving coil system in which a magnet 7B is fixed to an annular yoke 11 that is a part of the support portion 4 and surrounds the lens frame 2 is used.
  • a moving magnet system in which the magnet 7B is fixed to the frame 2 and the coil 7A is fixed to the support portion 4 may be used.
  • the focus control unit 20 controls the drive unit 7 so as to adjust the lens frame 2 to the focus position, so that the imaging surface of the lens mounted on the lens frame 2 becomes the light receiving surface of the image sensor 21.
  • the drive control of the lens frame 2 is performed.
  • the focus control unit 20 can be configured by, for example, a control circuit 22 that outputs a focus control signal according to an image signal output from the imaging element 21.
  • the elastic support member 5 supports the lens frame 2 in a suspended state at an elastic balance position, as shown in FIG.
  • the balance position is a position within the focus adjustment range of the lens frame 2.
  • the elastic support member 5 supports the lens frame 2 in a suspended state in a state in which the lens frame 2 is pulled or pressed against each other at one end and the other end in the optical axis direction when the drive unit 7 is not energized.
  • power is supplied to the drive unit 7 by the output of the focus control unit 20, the lens frame 2 moves from the balance position to the focus adjustment position, and the drive force of the drive unit 7 and the elastic force of the elastic support member 5 are The lens frame 2 is held at the balanced position.
  • the focus control unit 20 supplies a current larger than that at the time of focus adjustment at the time of focus reference setting or other timing executed at the setting in the factory production process or the initial setting performed before the focus adjustment.
  • the lens frame 2 is brought into contact with the mechanical focus reference position.
  • FIG. 1B1 shows an example when the focus reference is set, and the mechanical focus reference position is set at the contact portion 3H on the base member 3.
  • the maximum current flows to the drive unit 7 by the output of the focus control unit 20, and the lens frame 2 contacts the contact portion 3H on the base member 3 outside the focus adjustment range.
  • FIG. 1B2 shows another example when the focus reference is set.
  • the lens driving device 1 includes a cover member 17 that covers the lens frame 2 and the support portion 4, and the mechanical focus position is set on the inner surface side of the cover member 17.
  • the output of the focus control unit 20 causes the drive unit 7 to flow a maximum current in the opposite direction to that in FIG. 1B1, and the lens frame 2 contacts the inner surface of the cover member 17 outside the focus adjustment range. It contacts the part 17B.
  • FIG. 2 to 7 show more specific configuration examples of the lens driving device according to the embodiment of the present invention.
  • 2 is an exploded perspective view
  • FIG. 3 is a perspective view of the main part (with the cover member removed)
  • FIG. 4 is a perspective view of the whole (with the cover member attached)
  • FIG. 5 is the whole (with the cover member attached).
  • 6A is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG. 5
  • FIG. 6B is a cross-sectional view taken along the line BB in FIG. 5
  • the lens driving device 1 in this specific example also includes the lens frame 2, the base member 3, the support portion 4, and the driving portion 7.
  • the lens frame 2 having a lens mounting opening 2A to which the lens barrel 2L is mounted is provided with an upper end mounting portion 2B on one end side along the optical axis Oa and a lower end mounting portion 2C on the other end side.
  • a coil holding portion 2D1 is provided on the side surface 2D of the lens frame 2.
  • the lens frame 2 is supported by the base member 3 via the support portion 4.
  • the support portion 4 includes an annular yoke 11, an elastic support member 5, and wire pillars 6A to 6D.
  • the annular yoke 11 is a magnetic body that surrounds the periphery of the lens frame 2 and is configured by a rectangular frame member in the illustrated example, and magnets 15 (15A, 15B, 15C, 15C, which are components of the drive unit 7 are provided at four corners thereof. 15D) is attached.
  • the elastic support member 5 elastically supports the lens frame 2 with respect to the annular yoke 11 along the optical axis direction.
  • the upper end mounting portion 2B of the lens frame 2 and the upper edge 11A of the annular yoke 11 The upper plate springs 5A and 5B are mounted between the lower plate spring 5C and the lower plate spring 5C is mounted between the lower end mounting portion 2C of the lens frame 2 and the lower edge 11B of the annular yoke 11.
  • the upper leaf springs 5A and 5B and the lower leaf spring 5C support the lens frame 2 in a suspended state in a state in which the lens frame 2 is pulled at one end and the other end in the optical axis direction when the drive unit 7 is not energized.
  • the upper leaf springs 5A, 5B and the lower leaf spring 5C are supported in a suspended state while being pulled together, but are not limited thereto, and may be supported in a suspended state while being pressed against each other.
  • the upper leaf springs 5A and 5B are arranged in a state where a pair of left and right members are electrically insulated from each other.
  • the upper leaf spring 5A includes a lens frame attachment portion 5A1, annular yoke attachment portions 5A2 and 5A3, and wire column attachments. 5A4, 5A5, and elastic deformation portion 5A6.
  • the upper leaf spring 5B includes a lens frame attachment portion 5B1, annular yoke attachment portions 5B2, 5B3, wire column attachment portions 5B4, 5B5, and an elastic deformation portion 5B6.
  • the lens frame mounting portions 5A1, 5B1 of the upper leaf springs 5A, 5B are attached to the upper end mounting portion 2B of the lens frame 2, and the annular yoke mounting portions 5A2, 5A3, 5B2, 5B3 of the upper leaf springs 5A, 5B are annular.
  • the yoke 11 is attached to the upper edge 11A.
  • the lower leaf spring 5C includes a pair of lens frame attachment portions 5C1, an annular annular yoke attachment portion 5C2, and an elastic deformation portion 5C3.
  • the lens frame attachment portion 5C1 is attached to the lower end attachment portion 2C of the lens frame 2.
  • the annular yoke attaching portion 5C2 is attached to the lower edge 11B of the annular yoke 11.
  • the plurality of wire pillars 6A, 6B, 6C, 6D elastically support the annular yoke 11 with respect to the base member 3 along the direction intersecting the optical axis, and the upper end thereof is attached to the annular yoke 11.
  • the leaf springs 5 ⁇ / b> A and 5 ⁇ / b> B are attached to wire column attachment portions 5 ⁇ / b> A ⁇ b> 4, 5 ⁇ / b> A ⁇ b> 5, 5 ⁇ / b> B ⁇ b> 4 and 5 ⁇ / b> B ⁇ b> 5.
  • wire columns 6A, 6B, 6C, 6D support the lens frame 2, the annular yoke 11, and the elastic support member 5 in a suspended manner on the base member 3, and the elastic properties of the wire columns 6A, 6B, 6C, 6D.
  • the lens frame 2 or the annular yoke 11 can be moved in the direction intersecting the optical axis Oa by the flexible bending.
  • the drive unit 7 constitutes an electromagnetic actuator by the focus drive coil 13, the shake correction coils 14 (14A, 14B), and the magnets 15 (15A, 15B, 15C, 15D).
  • the focus driving coil 13 is wound around the coil holding portion 2D1 on the side surface 2D of the lens frame 2, and cooperates with the magnet 15 (15A, 15B, 15C, 15D) attached to the annular yoke 11 to form the lens frame.
  • the first electromagnetic actuator is configured to drive 2 along the optical axis Oa.
  • the magnet 15 (15A, 15B, 15C, 15D) has one side facing the lens frame 2 that is one of the N and S poles, and the back side thereof is the other of the N and S poles. A magnetic path that crosses the coil 13 and reaches the back surface side is formed. In order to form this magnetic path, plate-like yokes 12A, 12B, 12C, 12D are arranged on the back side of the magnet 15 (15A, 15B, 15C, 15D).
  • the shake correction coils 14 are respectively held by the two coil holding portions 3E of the base member 3, and cooperate with the magnets 15 (15A, 15B) attached to the annular yoke 11 to form a lens.
  • a second electromagnetic actuator is configured to drive the frame 2 in a direction intersecting the optical axis Oa.
  • the shake correction coils 14A and 14B are wound in an oval shape having a pair of linear portions, and have linear portions extending in different directions within a plane intersecting the optical axis Oa.
  • the magnet 15 (15A, 15B) crosses one straight portion of the shake correction coil 14 (14A, 14B) from one pole thereof along the optical axis direction, and then crosses the other straight portion in the opposite direction. Thus, a magnetic path returning to the other pole is formed.
  • the base member 3 includes a plurality of connection terminals 8 around an opening 3 ⁇ / b> A facing the lens mounting opening 2 ⁇ / b> A of the lens frame 2.
  • the base member 3 is formed in a rectangular shape corresponding to the annular yoke 11, and holding frames 3G for holding the wire pillars 6A, 6B, 6C, 6D are formed at the four corners thereof.
  • the hall element holding portion 3 ⁇ / b> F is provided together with the coil holding portion 3 ⁇ / b> E described above, and a contact portion 3 ⁇ / b> H with which the lower end of the lens frame 2 contacts is provided.
  • Hall elements (position detection elements) 16 mounted on the circuit board 16A are respectively installed in the two hall element holding portions 3F.
  • the two Hall elements 16 are oriented in different directions within a plane intersecting the optical axis Oa, and are arranged to face the magnets 15C and 15D attached to the annular yoke 11.
  • the plurality of connection terminals 8 arranged on the base member 3 are embedded and formed (insert molding) independently from the base member 3 formed of a resin material or the like, and a part of the connection terminals 8 are exposed on the lens frame 2 side. Is exposed to the side surface 3 ⁇ / b> B or the back surface 3 ⁇ / b> C of the base member 3 to form the external connection surface 80.
  • the plurality of connection terminals 8 are connected to the hall elements 16 that detect the positions of the shake correction coils 14 ⁇ / b> A and 14 ⁇ / b> B and the lens frame 2 on the base member 3.
  • wire pillars 6A and 6D serve as power feeding paths, and the end portions thereof are connected to the connection terminals 8 in the holding frame 3G, and are used for focus driving from the wire pillars 6A and 6D via the upper plate springs 5A and 5B.
  • a power supply path reaching the coil 13 is formed.
  • a power supply and a control circuit (not shown) are connected to the external connection surface 80 of the connection terminal 8 provided on the base member 3.
  • the lens driving device 1 includes a cover member 17 that covers the lens frame 2, the support unit 4, and the driving unit 7. By covering the driving unit 7 with the cover member 17 having an electromagnetic shielding function, the lens driving device 1 is externally provided. Suppresses leaking electromagnetic noise.
  • the cover member 17 includes an opening 17A for taking light into the lens barrel 2L, and the periphery of the opening 17A is a ceiling portion (abutting portion) facing the upper end of the lens frame 2.
  • the focus control function of the lens driving device 1 will be described with reference to FIGS.
  • the lens driving device 1 when the focus driving coil 13 is not energized in the driving unit 7, the lower end of the lens frame 2 is separated from the abutting part 3 ⁇ / b> H of the base member 3 as shown in FIGS.
  • the upper end (contact portion 2E) of the lens frame 2 is separated from the inner surface of the cover member 17, and the lens frame 2 is in an elastic balance position of the elastic support members 5 (the upper plate springs 5A and 5B and the lower plate spring 5C). It is supported in a suspended shape.
  • the focus adjustment is made to the drive unit 7 by the output of the focus control unit (not shown).
  • the maximum current exceeding the range is supplied.
  • the lower end of the lens frame 2 comes into contact with the contact portion 3H of the base member 3 as shown in FIG.
  • the lens frame 2 is held at a mechanical focus reference position.
  • the lens frame 2 is held at the mechanical focus reference position by bringing the contact portion 2E at the upper end of the lens frame 2 into contact with the inner surface of the cover member 17.
  • the maximum current in the direction opposite to that shown in FIG. 7A is supplied to the drive unit 7 by the output of the focus control unit (not shown).
  • the focus control unit since the focus control unit has such a function, setting and correction of the reference value in focus adjustment can be performed with high accuracy, and focus adjustment with high accuracy becomes possible.
  • FIG. 8 shows an example of a camera module and an electronic device provided with a lens driving device.
  • the lens driving device 1 is attached to a camera module 100 or an electronic device 200 (a mobile phone, a smartphone, a tablet PC, a notebook PC, etc.) including the camera module 100 as shown in FIG.
  • the camera module 100 and the electronic device 200 including the lens driving device 1 can perform high-performance focus control depending on the characteristics of the lens driving device 1.

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Abstract

　フォーカス調整時のストローク量を小さくすることができ、初期チルトを管理し易くし、フォーカス調整の基準位置を正確に設定する。レンズ駆動装置１は、レンズ枠２と、ベース部材３と、ベース部材３に対してレンズ枠２を光軸方向に移動可能に支持する支持部４と、レンズ枠２を光軸方向に駆動する駆動手段７と、レンズ枠２をフォーカス位置に調整するように駆動手段７を制御するフォーカス制御部２０とを備え、支持部４は、駆動手段７の無通電時にレンズ枠２を弾性的な釣り合い位置で宙吊り状に支持する弾性支持部材５を備え、フォーカス制御部２０は、フォーカス基準設定時に駆動手段７を制御してレンズ枠２を機械的なフォーカス基準位置に当接させる。

Description

レンズ駆動装置
　本発明は、レンズ駆動装置に関するものである。
　コイルとマグネットを駆動部として備える電磁駆動式のレンズ駆動装置が知られている（下記特許文献１参照）。このレンズ駆動装置は、バネ部材を用いてレンズ枠を光軸方向に沿って弾性的に支持しており、駆動部（電磁アクチュエータ）の駆動力とバネ部材の弾性力が釣り合う位置でレンズ枠の光軸方向位置を可変調整している。
特開２００７－１３９８１０号公報
　このようなレンズ駆動装置は、駆動部の無通電時に、バネ部材の付勢力によって結像面に近いベース部材でレンズ枠を保持するものと、一対のバネ部材の釣り合い位置で宙吊り状にレンズ枠を保持するものが知られている。
　前者の場合は、比較的安定してレンズ枠を保持することができるが、ベース部材の保持面の加工精度によってはレンズ枠を駆動させる初期位置で光軸の傾き（初期チルト）が生じることになり、このような初期チルトが生じると良好なレンズの駆動性能が得られない問題がある。また、無通電時のレンズ枠の保持位置が無限遠位置より更に結像面側で保持されることになるので、フォーカス調整時にはそこからフォーカス位置までレンズ枠を移動させることになり、フォーカス調整時のストローク量が長くなる問題がある。
　これに対して、後者の場合は、予めフォーカス調整の範囲内にレンズ枠が保持されているので、フォーカス調整時のストローク量を小さくすることができ、ベース部材の加工精度の影響を受けないので初期チルトをバネ部材の部品精度のみで管理することができる。しかしながら、無通電時のレンズ枠が安定的に保持されていないので、フォーカス調整の基準位置を安定した位置に設定することが困難な問題があった。
　本発明は、このような問題に対処することを課題の一例とするものである。すなわち、レンズ駆動装置において、フォーカス調整時のストローク量を小さくすることができること、初期チルトを管理し易くすること、フォーカス調整の基準位置を安定した位置に設定することができること、等が本発明の目的である。
　このような目的を達成するために、本発明によるレンズ駆動装置は、明細書に記載された幾つかの発明のうち以下の構成を具備するものである。
　レンズ枠と、ベース部材と、前記ベース部材に対して前記レンズ枠を光軸方向に移動可能に支持する支持部と、前記レンズ枠を光軸方向に駆動する駆動部と、前記レンズ枠をフォーカス位置に調整するように前記駆動部を制御するフォーカス制御部とを備え、前記支持部は、前記駆動部の無通電時に前記レンズ枠を弾性的な釣り合い位置で宙吊り状に支持する弾性支持部材を備え、前記フォーカス制御部は、フォーカス基準設定時に前記駆動部を制御して前記レンズ枠を機械的なフォーカス基準位置に当接させることを特徴とするレンズ駆動装置。
本発明の一実施形態に係るレンズ駆動装置の基本構成を模式的に示した説明図である（（ａ）は駆動部が無通電時の状態を示しており、（ｂ１），（ｂ２）はフォーカス基準設定時の状態を示している。）。 本発明の実施形態に係るレンズ駆動装置の具体的な構成例を示した説明図（分解斜視図）である。 本発明の実施形態に係るレンズ駆動装置の具体的な構成例を示した説明図（要部斜視図）である。 本発明の実施形態に係るレンズ駆動装置の具体的な構成例を示した説明図（全体斜視図）である。 本発明の実施形態に係るレンズ駆動装置の具体的な構成例を示した説明図（全体平面図）である。 本発明の実施形態に係るレンズ駆動装置の具体的な構成例を示した説明図（（ａ）が図５におけるＡ－Ａ断面図、（ｂ）が図５におけるＢ－Ｂ断面図）である。 本発明の実施形態に係るレンズ駆動装置の具体的な構成例を示した説明図（（ａ），（ｂ）は図５におけるＢ－Ｂ断面図）である。 本発明の実施形態に係るレンズ駆動装置を用いたカメラモジュール及び電子機器を示した説明図である。
　本発明の実施形態に係るレンズ駆動装置は、レンズ枠と、ベース部材と、ベース部材に対してレンズ枠を光軸方向に移動可能に支持する支持部と、レンズ枠を光軸方向に駆動する駆動部と、レンズ枠をフォーカス位置に調整するように駆動部を制御するフォーカス制御部とを備える。支持部は、駆動部の無通電時にレンズ枠を弾性的な釣り合い位置で宙吊り状に支持する弾性支持部材を備えている。フォーカス制御部は、フォーカス基準設定時に駆動部を制御してレンズ枠を機械的なフォーカス基準位置に当接させる制御機能を備えている。
　このようなレンズ駆動装置によると、駆動部の無通電時にレンズ枠をフォーカス調整範囲内の釣り合い位置で宙吊り状に支持するので、フォーカス調整時のストローク量を小さくすることができる。また、無通電時にベース部材上で保持することをしないので、ベース部材の加工精度の影響を受けること無く初期チルトを管理することができる。また、フォーカス基準設定時にレンズ枠を機械的なフォーカス基準位置に当接させるので、フォーカス調整の基準位置を安定した位置に設定することが可能になる。
　以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。図１は、本発明の一実施形態に係るレンズ駆動装置の基本構成を模式的に示した説明図である。（ａ）は駆動部が無通電時の状態を示しており、（ｂ１），（ｂ２）はフォーカス基準設定時の状態を示している。
　レンズ駆動装置１は、レンズ枠２、ベース部材３、支持部４、駆動部７、フォーカス制御部２０を備えている。レンズ枠２は光軸Ｏａを有するレンズバレル（図示省略）が装着されている。ベース部材３は支持部４を介してレンズ枠２を支持しており、レンズ枠２の光路に対応する開口３Ａを備えている。支持部４は、ベース部材３に対してレンズ枠２を光軸Ｏａ方向に移動可能に支持しており、レンズ枠２を光軸Ｏａに沿って弾性的に支持する弾性支持部材５を備えている。駆動部７は、例えばコイル７Ａとマグネット７Ｂを備えており、レンズ枠２を光軸Ｏａ方向に駆動する電磁アクチュエータを構成している。図示の例では、レンズ枠２にコイル７Ａが固定されており、支持部４の一部であってレンズ枠２を囲む環状ヨーク１１にマグネット７Ｂが固定されているムービングコイル方式であるが、レンズ枠２にマグネット７Ｂを固定して支持部４にコイル７Ａを固定したムービングマグネット方式であってもよい。
　フォーカス制御部２０は、レンズ枠２をフォーカス位置に調整するように駆動部７を制御するものであり、レンズ枠２に装着されるレンズの結像面が撮像素子２１の受光面になるようにレンズ枠２の駆動制御がなされる。このフォーカス制御部２０は、例えば、撮像素子２１が出力する画像信号によってフォーカス制御信号を出力する制御回路２２によって構成することができる。
　このようなレンズ駆動装置１は、駆動部７の無通電時には図１（ａ）に示すように、弾性支持部材５がレンズ枠２を弾性的な釣り合い位置で宙吊り状に支持しており、この釣り合い位置は、レンズ枠２のフォーカス調整範囲内の位置になっている。弾性支持部材５は、駆動部７の無通電時にレンズ枠２を光軸方向の一端と他端で互いに引っ張り合った状態又は押し合った状態で宙吊り状に支持している。フォーカス調整時には、フォーカス制御部２０の出力によって駆動部７への給電がなされ、この釣り合い位置からフォーカス調整位置へレンズ枠２が移動し、駆動部７の駆動力と弾性支持部材５の弾性力が釣り合ったところでレンズ枠２を保持する。
　これに対して、フォーカス制御部２０は、工場生産工程における設定やフォーカス調整前に行われる初期設定などで実行されるフォーカス基準設定時又はその他のタイミングに、フォーカス調整時より大きい電流を駆動部７に流して、レンズ枠２を機械的なフォーカス基準位置に当接させる機能を備えている。図１（ｂ１）は、フォーカス基準設定時の一例を示しており、機械的なフォーカス基準位置がベース部材３上の当接部３Ｈに設定されている。この場合には、フォーカス制御部２０の出力で駆動部７に最大電流が流れ、レンズ枠２はフォーカス調整範囲から外れたベース部材３上の当接部３Ｈに当接する。図１（ｂ２）は、フォーカス基準設定時の他の例を示している。この例では、レンズ駆動装置１がレンズ枠２と支持部４を覆うカバー部材１７を備えており、機械的なフォーカス位置がカバー部材１７の内面側に設定されている。この場合には、フォーカス制御部２０の出力で駆動部７に図１（ｂ１）の場合と逆向きの最大電流が流れ、レンズ枠２はフォーカス調整範囲から外れたカバー部材１７内面側の当接部１７Ｂに当接する。
　図２～図７は、本発明の実施形態に係るレンズ駆動装置の更に具体的な構成例を示している。図２が分解斜視図、図３が要部（カバー部材は取り外した状態）の斜視図、図４が全体（カバー部材を取り付けた状態）の斜視図、図５が全体（カバー部材を取り付けた状態）の平面図、図６は、（ａ）が図５におけるＡ－Ａ断面図、（ｂ）が図５におけるＢ－Ｂ断面図、図７は、（ａ），（ｂ）が図５におけるＢ－Ｂ断面図である。
　この具体例におけるレンズ駆動装置１も前述したように、レンズ枠２、ベース部材３、支持部４、駆動部７を備えている。レンズバレル２Ｌが取り付けられるレンズ取付開口２Ａを備えるレンズ枠２は、光軸Ｏａに沿った一端側に上端取付部２Ｂ、他端側に下端取付部２Ｃが設けられている。また、レンズ枠２の側面２Ｄにはコイル保持部２Ｄ１が設けられている。このレンズ枠２は、支持部４を介してベース部材３に支持されている。
　支持部４は、環状ヨーク１１、弾性支持部材５、ワイヤ柱６Ａ～６Ｄによって構成されている。環状ヨーク１１は、レンズ枠２の周囲を囲む磁性体であり、図示の例では矩形状の枠部材によって構成され、その四隅に駆動部７の構成要素であるマグネット１５（１５Ａ，１５Ｂ，１５Ｃ，１５Ｄ）が取り付けられている。
　弾性支持部材５は、環状ヨーク１１に対してレンズ枠２を光軸方向に沿って弾性支持しており、図示の例では、レンズ枠２の上端取付部２Ｂと環状ヨーク１１の上縁１１Ａとの間に取り付けられる上板バネ５Ａ，５Ｂと、レンズ枠２の下端取付部２Ｃと環状ヨーク１１の下縁１１Ｂとの間に取り付けられる下板バネ５Ｃによって構成されている。上板バネ５Ａ，５Ｂと下板バネ５Ｃは、駆動部７の無通電時にレンズ枠２を光軸方向の一端と他端で互いに引っ張り合った状態で宙吊り状に支持している。この例では、上板バネ５Ａ，５Ｂと下板バネ５Ｃは互いに引っ張り合った状態で宙吊り状に支持しているが、これに限らず互いに押し合った状態で宙吊り状に支持してもよい。
　上板バネ５Ａ，５Ｂは、左右一対の部材が互いに電気的に絶縁された状態で配置されており、上板バネ５Ａは、レンズ枠取付部５Ａ１、環状ヨーク取付部５Ａ２，５Ａ３、ワイヤ柱取付部５Ａ４，５Ａ５、弾性変形部５Ａ６を備え、上板バネ５Ｂは、レンズ枠取付部５Ｂ１、環状ヨーク取付部５Ｂ２，５Ｂ３、ワイヤ柱取付部５Ｂ４，５Ｂ５、弾性変形部５Ｂ６を備えている。上板バネ５Ａ，５Ｂのレンズ枠取付部５Ａ１，５Ｂ１は、レンズ枠２の上端取付部２Ｂに取り付けられており、上板バネ５Ａ，５Ｂの環状ヨーク取付部５Ａ２，５Ａ３，５Ｂ２，５Ｂ３は環状ヨーク１１の上縁１１Ａに取り付けられている。また、下板バネ５Ｃは、一対のレンズ枠取付部５Ｃ１、環状の環状ヨーク取付部５Ｃ２、弾性変形部５Ｃ３を備えており、レンズ枠取付部５Ｃ１がレンズ枠２の下端取付部２Ｃに取り付けられ、環状ヨーク取付部５Ｃ２が環状ヨーク１１の下縁１１Ｂに取り付けられている。
　複数のワイヤ柱６Ａ，６Ｂ，６Ｃ，６Ｄは、ベース部材３に対して環状ヨーク１１を光軸と交差する方向に沿って弾性支持しており、その上端部が環状ヨーク１１に取り付けられた上板バネ５Ａ，５Ｂのワイヤ柱取付部５Ａ４，５Ａ５，５Ｂ４，５Ｂ５に取り付けられており、下端部がベース部材３の四隅に設けられる保持枠３Ｇ内に取り付けられている。このワイヤ柱６Ａ，６Ｂ，６Ｃ，６Ｄは、ベース部材３上でレンズ枠２，環状ヨーク１１，弾性支持部材５を宙づり状に支持しており、ワイヤ柱６Ａ，６Ｂ，６Ｃ，６Ｄの弾性的な撓みによってレンズ枠２或いは環状ヨーク１１を光軸Ｏａと交差する方向に移動可能にしている。
　駆動部７は、フォーカス駆動用コイル１３、振れ補正用コイル１４（１４Ａ，１４Ｂ）、マグネット１５（１５Ａ，１５Ｂ，１５Ｃ，１５Ｄ）によって、電磁アクチュエータを構成している。フォーカス駆動用コイル１３は、レンズ枠２の側面２Ｄにおけるコイル保持部２Ｄ１に巻かれており、環状ヨーク１１に取り付けられたマグネット１５（１５Ａ，１５Ｂ，１５Ｃ，１５Ｄ）と協働して、レンズ枠２を光軸Ｏａに沿って駆動する第１の電磁アクチュエータを構成している。マグネット１５（１５Ａ，１５Ｂ，１５Ｃ，１５Ｄ）は、レンズ枠２に対向する一面側がＮ，Ｓ極の一方であり、その裏面側がＮ，Ｓ極の他方になっており、一面側からフォーカス駆動用コイル１３を横切って裏面側に至る磁路が形成されている。この磁路を形成するためにマグネット１５（１５Ａ，１５Ｂ，１５Ｃ，１５Ｄ）の裏面側には板状ヨーク１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃ，１２Ｄが配置されている。
　振れ補正用コイル１４（１４Ａ，１４Ｂ）は、ベース部材３における２つのコイル保持部３Ｅにそれぞれ保持されており、環状ヨーク１１に取り付けられたマグネット１５（１５Ａ，１５Ｂ）と協働して、レンズ枠２を光軸Ｏａと交差する方向に駆動する第２の電磁アクチュエータを構成している。振れ補正用コイル１４Ａ，１４Ｂは、一対の直線部を有する長円状に巻かれており、光軸Ｏａと交差する平面内で互いに異なる方向に延びた直線部を有している。そして、マグネット１５（１５Ａ，１５Ｂ）は、その一方の極から振れ補正用コイル１４（１４Ａ，１４Ｂ）の一方の直線部を光軸方向に沿って横切った後他方の直線部を逆向きに横切って他方の極に戻る磁路を形成している。
　ベース部材３は、レンズ枠２のレンズ取付開口２Ａに対向した開口３Ａの周囲に複数の接続端子８を備えている。図示の例では、ベース部材３は、環状ヨーク１１に対応する矩形状に形成されており、その四隅にワイヤ柱６Ａ，６Ｂ，６Ｃ，６Ｄを保持する保持枠３Ｇが形成されている。また、環状ヨーク１１と対向する面には、前述したコイル保持部３Ｅと共にホール素子保持部３Ｆが設けられ、さらにレンズ枠２の下端が当接する当接部３Ｈが設けられている。２箇所のホール素子保持部３Ｆには、回路基板１６Ａに実装されたホール素子（位置検出素子）１６がそれぞれ設置される。２つのホール素子１６は、光軸Ｏａと交差する平面内で互いに異なる方向に向いており、環状ヨーク１１に取り付けられたマグネット１５Ｃ，１５Ｄに対向して配置されている。
　ベース部材３に配置される複数の接続端子８は、樹脂材などで形成されるベース部材３に独立して埋め込み形成（インサート成形）されており、一部がレンズ枠２側で露出し、他の一部がベース部材３の側面３Ｂ又は背面３Ｃに露出して外部接続面８０を構成している。複数の接続端子８は、ベース部材３上で振れ補正用コイル１４Ａ，１４Ｂやレンズ枠２の位置検出を行うホール素子１６に接続されている。また、ワイヤ柱６Ａ，６Ｄが給電経路なって、その端部が保持枠３Ｇ内で接続端子８に接続されており、ワイヤ柱６Ａ，６Ｄから上板バネ５Ａ，５Ｂを経由してフォーカス駆動用コイル１３に至る給電経路が形成されている。ベース部材３に設けた接続端子８の外部接続面８０には、図示省略した給電源や制御回路が接続される。
　レンズ駆動装置１は、レンズ枠２，支持部４，駆動部７を覆うカバー部材１７を備えており、電磁シールド機能を有するカバー部材１７で駆動部７を覆うことで、駆動部７から外部に漏れる電磁ノイズを抑制している。このカバー部材１７は、レンズバレル２Ｌに光を取り込む開口１７Ａを備えており、この開口１７Ａの周囲がレンズ枠２の上端に対向する天井部（当接部）になっている。
　図６及び図７によって、レンズ駆動装置１のフォーカス制御機能を説明する。レンズ駆動装置１は、駆動部７におけるフォーカス駆動用コイル１３の無通電時に、図６（ａ），（ｂ）に示すように、レンズ枠２の下端がベース部材３の当接部３Ｈから離れ、レンズ枠２の上端（当接部２Ｅ）がカバー部材１７の内面から離れて、レンズ枠２は弾性支持部材５（上板バネ５Ａ，５Ｂと下板バネ５Ｃ）の弾性的な釣り合い位置で宙吊り状に支持されている。この状態で、図示省略したフォーカス制御部のフォーカス調整出力に応じてフォーカス駆動用コイル１３に所定の電流が供給されると、駆動部７の駆動力と弾性支持部材５の弾性力が釣り合うフォーカス位置でレンズ枠２が保持される。この際、フォーカス調整前のレンズ枠２の位置がフォーカス調整範囲内に宙吊り状に支持されているので、小さいストローク量で速やかなフォーカス調整が可能になる。
　これに対して、工場生産工程における設定やフォーカス調整前に行われる初期設定などで実行されるフォーカス基準設定時又はその他のタイミングには、図示省略したフォーカス制御部の出力によって駆動部７にフォーカス調整範囲を超えた最大電流が供給される。これによって、図７（ａ）に示すように、レンズ枠２の下端がベース部材３の当接部３Ｈに当接する状態になる。このようにレンズ枠２を当接部３Ｈに当接させることで、レンズ枠２は機械的なフォーカス基準位置に保持された状態になる。この状態でフォーカス制御部における基準値の設定や補正を行うことで、安定した基準値を設定することができる。
　図７（ｂ）に示す例は、カバー部材１７の内面にレンズ枠２の上端における当接部２Ｅを当接させることで、レンズ枠２を機械的なフォーカス基準位置に保持している。この場合は図示省略したフォーカス制御部の出力で駆動部７に図７（ａ）の場合と逆向きの最大電流が供給されることになる。レンズ駆動装置１は、フォーカス制御部がこのような機能を有しているので、フォーカス調整における基準値の設定や補正を高い精度で行うことができ、高い精度でのフォーカス調整が可能になる。
　図８は、レンズ駆動装置を備えたカメラモジュール及び電子機器の例を示している。レンズ駆動装置１は、図８に示すような、カメラモジュール１００或いはカメラモジュール１００を備えた電子機器２００（携帯電話，スマートフォン，タブレット型ＰＣ，ノート型ＰＣなど）に装着される。レンズ駆動装置１を備えたカメラモジュール１００や電子機器２００は、レンズ駆動装置１の特徴によって高性能のフォーカス制御が可能になる。
　以上、本発明の実施の形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこれらの実施の形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても本発明に含まれる。また、上述の各実施の形態は、その目的及び構成等に特に矛盾や問題がない限り、互いの技術を流用して組み合わせることが可能である。

Claims (7)

  1. 　レンズ枠と、ベース部材と、前記ベース部材に対して前記レンズ枠を光軸方向に移動可能に支持する支持部と、前記レンズ枠を光軸方向に駆動する駆動部と、前記レンズ枠をフォーカス位置に調整するように前記駆動部を制御するフォーカス制御部とを備え、
    　前記支持部は、前記駆動部の無通電時に前記レンズ枠を弾性的な釣り合い位置で宙吊り状に支持する弾性支持部材を備え、
    　前記フォーカス制御部は、フォーカス基準設定時に前記駆動部を制御して前記レンズ枠を機械的なフォーカス基準位置に当接させることを特徴とするレンズ駆動装置。
  2. 　レンズ枠と、ベース部材と、前記ベース部材に対して前記レンズ枠を光軸方向に移動可能に支持する支持部と、前記レンズ枠を光軸方向に駆動する駆動部と、前記レンズ枠をフォーカス位置に調整するように前記駆動部を制御するフォーカス制御部とを備え、
    　前記支持部は、前記駆動部の無通電時に前記レンズ枠を弾性的な釣り合い位置で宙吊り状に支持する弾性支持部材を備え、
    　前記フォーカス制御部は、前記駆動部を制御して前記レンズ枠を機械的なフォーカス基準位置に当接させることを特徴とするレンズ駆動装置。
  3. 　前記弾性支持部材は、前記駆動部の無通電時に前記レンズ枠を光軸方向の一端と他端で互いに引っ張り合った状態又は押し合った状態で宙吊り状に支持することを特徴とする請求項１又は２記載のレンズ駆動装置。
  4. 　前記機械的なフォーカス基準位置が前記ベース部材に上に設けられることを特徴とする請求項１～３のいずれか１項記載のレンズ駆動装置。
  5. 　前記レンズ枠と前記支持部を覆うカバー部材を備え、
    　前記機械的なフォーカス基準位置が前記カバー部材の内面側に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項記載のレンズ駆動装置。
  6. 　請求項１～５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モジュール。
  7. 　請求項１～５のいずれか１項に記載のレンズ駆動装置を備えた電子機器。
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