JP2010096805A - 撮影用光学装置 - Google Patents

Abstract

【課題】レンズおよび撮像素子を搭載したレンズ駆動装置を揺動させるための十分な駆動力を得ることが可能な撮影用光学装置を提供すること。
【解決手段】撮影用光学装置１は、レンズと撮像素子とレンズを駆動するレンズ駆動機構とを搭載したレンズ駆動装置２と、レンズ駆動装置２の傾きを検出するセンサ４と、センサ４での検出結果に基づいてレンズ駆動装置２を揺動させて手振れを補正する手振れ補正機構とを備えている。手振れ補正機構は、レンズ駆動装置２を揺動させる揺動駆動機構６を備え、揺動駆動機構６は、駆動用コイル２３と駆動用磁石２１、２２とを備えている。駆動用コイル２３が取り付けられるケース体１６には、駆動用コイル２３を配置するための開口部１６ａが形成されている。
【選択図】図２

Description

本発明は、レンズおよび撮像素子を搭載したレンズ駆動装置を揺動させて手振れを補正する手振れ補正機能を有する撮影用光学装置に関する。

近年、携帯電話等の携帯機器には、撮影用光学装置が搭載されている。携帯機器の場合、撮影時に手振れが発生しやすい。そこで、撮影時の手振れを補正することが可能な光学装置が提案されている（たとえば、特許文献１参照）。

この特許文献１に記載の光学装置は、レンズや撮像素子を搭載した可動部と、光学装置の基台に固定されるとともに可動部の底面に当接するピボット軸と、基台に固定されるとともに可動部を揺動可能に支持する板バネと、可動部を揺動させるための揺動機構とを備えている。この光学装置では、揺動機構の駆動力で、可動部がピボット軸を支点に揺動して、手振れが補正されている。なお、この光学装置では、揺動機構は、駆動用コイルと駆動用磁石とによって構成されている。

特開２００７−３１００８４号公報

近年、携帯電話等の携帯機器の市場では、携帯機器の小型化、薄型化の要求が一段と高まっており、その結果、携帯機器に搭載される撮影用光学装置の小型化、薄型化の要求も一段と高まっている。しかしながら、撮影用光学装置が小型化、薄型化すると、レンズや撮像素子を搭載した可動部を揺動させるための駆動用コイルや駆動用磁石の配置スペースが制約されるため、可動部を揺動させるための十分な駆動力を得ることが困難になる。

そこで、本発明の課題は、レンズおよび撮像素子を搭載したレンズ駆動装置を揺動させるための十分な駆動力を得ることが可能な撮影用光学装置を提供することにある。

上記の課題を解決するため、本発明の撮影用光学装置は、レンズと撮像素子とレンズを駆動するレンズ駆動機構とを搭載したレンズ駆動装置と、レンズ駆動装置の傾きを検出するセンサと、センサでの検出結果に基づいてレンズ駆動装置を揺動させて手振れを補正する手振れ補正機構とを備え、手振れ補正機構は、レンズ駆動装置を揺動させる揺動駆動機構を備え、揺動駆動機構は、駆動用コイルと駆動用磁石とを備え、駆動用コイルが取り付けられるコイル取付部材には、駆動用コイルを配置するための凹部または開口部が形成されていることを特徴とする。

本発明の撮影用光学装置では、揺動駆動機構を構成する駆動用コイルが取り付けられるコイル取付部材には、駆動用コイルを配置するための凹部または開口部が形成されている。そのため、凹部の窪み分またはコイル取付部材の厚み分だけ駆動用コイルの巻数を増やすことができる。したがって、本発明では、揺動駆動機構の駆動力を向上させることができ、レンズ駆動装置を揺動させるための十分な駆動力を得ることが可能になる。

本発明において、コイル取付部材は、たとえば、撮影用光学装置の外周面を構成するケース体である。また、この場合には、ケース体には、開口部が形成されていることが好ましい。このように構成すると、ケース体に凹部が形成されている場合と比較して、駆動用コイルの巻数を増やすことができる。

本発明において、撮影用光学装置は、駆動用コイルを保持する樹脂製のコイルホルダを備え、開口部に、コイルホルダを介して駆動用コイルが取り付けられていることが好ましい。このように構成すると、たとえば、導電性を有する金属材料でケース体を形成することが可能になる。すなわち、比較的剛性の高い金属材料でケース体を形成することが可能になる。したがって、ケース体の内部に配置される各構成を適切に保護することが可能になる。

本発明において、駆動用コイルとコイルホルダとは一体成型されていることが好ましい。このように構成すると、コイルホルダに対する駆動用コイルの固定強度を上げることができ、コイルホルダからの駆動用コイルの外れを防止することが可能になる。

以上のように、本発明の撮影用光学装置では、レンズおよび撮像素子を搭載したレンズ駆動装置を揺動させるための十分な駆動力を得ることが可能になる。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。

（撮影用光学装置の構成）
図１は、本発明の実施の形態にかかる撮影用光学装置１の斜視図である。図２は、図１のＥ−Ｅ断面の断面図である。なお、以下の説明では、図１に示すように、互いに直交する３方向のそれぞれをＸ方向、Ｙ方向およびＺ方向とする。また、図１のＸ１方向側を「右」側、Ｘ２方向側を「左」側、Ｙ１方向側を「前」側、Ｙ２方向側を「後（後ろ）」側、Ｚ１方向側を「上」側、Ｚ２方向側を「下」側とする。本形態では、Ｚ方向は、撮影用光学装置１の光軸方向である。

本形態の撮影用光学装置１は、携帯電話等の携帯機器に搭載される小型かつ薄型のカメラであり、全体として略直方体状に形成されている。この撮影用光学装置１は、図１、図２に示すように、図示を省略するレンズおよび撮像素子を搭載したレンズ駆動装置２と、レンズ駆動装置２の傾きを検出するセンサ４と、レンズ駆動装置２を支持する支持体５と、レンズ駆動装置２を揺動させる揺動駆動機構６とを備えている。

レンズ駆動装置２には、上述のように、レンズおよび撮像素子が搭載されている。具体的には、レンズ駆動装置２の上端側にレンズが搭載され、レンズ駆動装置２の下端に撮像素子が搭載されている。また、レンズ駆動装置２には、レンズを光軸方向（上下方向）に駆動するためのレンズ駆動機構が搭載されている。このレンズ駆動機構は、たとえば、駆動用のコイルと駆動用の磁石とによって構成されている。

レンズ駆動装置２は、全体として略直方体状に形成されている。このレンズ駆動装置２の前後および左右の側面は、下端が開口する底付きの略四角筒状に形成されたカバー部材９に覆われている。上端側に配置されるカバー部材９の底部には、円形の貫通孔９ａが形成されている。また、カバー部材９の下端には、前後方向の外側および左右方向の外側に向かって広がる鍔部９ｂが形成されている。なお、本形態のカバー部材９は、磁性材料で形成されている。

センサ４は、ジャイロセンサ（角速度センサ）であり、レンズ駆動装置２の下側に配置されている。このセンサ４には、フレキシブルプリント基板（ＦＰＣ）１０が接続されている。このＦＰＣ１０は、レンズ駆動装置２に搭載されている撮像素子にも接続されている。ＦＰＣ１０は、撮影用光学装置１の下端側で引き回されて、撮影用光学装置１の左側面から引き出されている。

また、センサ４は、上端が開口する底付きで扁平な略四角筒状に形成されたセンサカバー部材１１の内部に配置されている。下端側に配置されるセンサカバー部材１１の底部の中心には、後述の支点突起１５ｂが当接する当接面１１ａが平面状に形成されている。また、センサカバー部材１１の上端には、カバー部材９の鍔部９ｂに下側から当接する鍔部１１ｂが形成されている。本形態では、鍔部９ｂと鍔部１１ｂとが互いに固定されている。すなわち、センサカバー部材１１は、カバー部材９の下端に固定されている。

本形態では、レンズ駆動装置２とセンサ４とカバー部材９とセンサカバー部材１１とが、支持体５に揺動可能に支持されている。すなわち、レンズ駆動装置２、センサ４、カバー部材９およびセンサカバー部材１１によって、支持体５に対して揺動可能な可動モジュール１２が構成されている。

支持体５は、撮影用光学装置１の下面を構成するベース体１５と、撮影用光学装置１の前後および左右の外周面を構成するケース体１６とを備えている。ケース体１６には、可動モジュール１２を揺動可能に支持する板バネ１７が固定されている。また、ケース体１６には、可動モジュール１２の揺動範囲を規制するためのストッパ部材１８が固定されている。

ベース体１５は、略矩形状に形成されている。このベース体１５の略中心には、上側に向かって突出する突出部１５ａが形成されている。また、突出部１５ａの上面には、可動モジュール１２の揺動の支点となる支点突起１５ｂが形成されている。すなわち、本形態では、可動モジュール１２の下側に可動モジュール１２の揺動の支点が配置されている。この支点突起１５ｂは、たとえば、半球面状に形成されており、センサカバー部材１１の当接面１１ａに当接している。

ケース体１６は、上端および下端が開口する略四角筒状に形成されている。ケース体１６の上端側の前後の側面および左右の側面には、揺動駆動機構６を構成する後述の駆動用コイル２３を配置するための開口部１６ａがそれぞれの側面を貫通するように形成されている。この開口部１６ａは、略矩形状に形成されている。なお、本形態のケース体１６は、非磁性材料で形成されている。また、ケース体１６は、金属材料で形成されている。

板バネ１７は、全体として略矩形状に形成されている。板バネ１７の４隅はケース体１６に固定され、板バネ１７の中心部には可動モジュール１２（具体的にはセンサカバー部材１１）が固定されており、板バネ１７は、ケース体１６に固定される固定部と、可動モジュール１２を保持する保持部と、固定部と保持部とを繋ぐバネ部とを備えている。

なお、板バネ１７は、センサカバー部材１１の当接面１１ａとベース体１５の支点突起１５ｂとを確実に当接させるための与圧が発生するように（すなわち、可動モジュール１２を下方向へ付勢する付勢力が発生するように）、撓んだ状態でケース体１６に固定されている。また、本形態の板バネ１７は、具体的には、ストッパ部材１８を介してケース体１６に固定されている。すなわち、ケース体１６の内周面に固定されたストッパ部材１８に板バネ１７の４隅が固定されている。

ストッパ部材１８は、ケース体１６の下端側の内周面に固定されている。具体的には、ストッパ部材１８は、センサカバー部材１１の鍔部１１ｂの下面に当接可能な位置で、ケース体１６の内周面に固定されており、ストッパ部材１８と鍔部１１ｂとによって、可動モジュール１２の揺動範囲が規制されている。

揺動駆動機構６は、駆動用磁石２１、２２と、駆動用磁石２１、２２に対向配置される駆動用コイル２３とを備えている。本形態の揺動機構６は、４個の駆動用磁石２１と、４個の駆動用磁石２２と、４個の駆動用コイル２３とを備えている。

駆動用磁石２１、２２は、略矩形の板状に形成されている。また、駆動用磁石２１と駆動用磁石２２とは、幅が同じになるように形成されている。なお、駆動用磁石２１の厚さと駆動用磁石２２の厚さとは、後述のように、異なっている。

駆動用磁石２１および駆動用磁石２２は、カバー部材９の前後の側面および左右の側面のそれぞれに１個ずつ固定されている。具体的には、駆動用磁石２１の下面と駆動用磁石２２の上面とが当接した状態で、カバー部材９の前後の側面および左右の側面のそれぞれに駆動用磁石２１、２２が固定されている。上述のように、カバー部材９は、磁性材料で形成されており、カバー部材９は、駆動用磁石２１、２２のバックヨークの機能を果たしている。

本形態では、カバー部材９の左右の側面に固定される駆動用磁石２１、２２は、駆動用磁石２１、２２の右面と左面とに形成される磁極が異なるように着磁されている。また、カバー部材９の左右の側面に固定される駆動用磁石２１、２２は、左右方向における駆動用磁石２１の外側面と駆動用磁石２２の外側面とに形成される磁極が異なるように（すなわち、左右方向における駆動用磁石２１の内側面と駆動用磁石２２の内側面とに形成される磁極が異なるように）着磁されている。

たとえば、カバー部材９の左右の側面に固定される駆動用磁石２１の左右方向の外側面はＮ極に着磁され、この駆動用磁石２１の左右方向の内側面はＳ極に着磁されている。また、カバー部材９の左右の側面に固定される駆動用磁石２２の左右方向の外側面はＳ極に着磁され、この駆動用磁石２２の左右方向の内側面はＮ極に着磁されている。

同様に、カバー部材９の前後の側面に固定される駆動用磁石２１、２２は、駆動用磁石２１、２２の前面と後面とに形成される磁極が異なるように着磁されている。また、カバー部材９の前後の側面に固定される駆動用磁石２１、２２は、前後方向における駆動用磁石２１の外側面と駆動用磁石２２の外側面とに形成される磁極が異なるように着磁されている。

たとえば、カバー部材９の前後の側面に固定される駆動用磁石２１の前後方向の外側面はＳ極に着磁され、この駆動用磁石２１の前後方向の内側面はＮ極に着磁されている。また、カバー部材９の前後の側面に固定される駆動用磁石２２の前後方向の外側面はＮ極に着磁され、この駆動用磁石２２の前後方向の内側面はＳ極に着磁されている。

また、カバー部材９の左右の側面に固定される駆動用磁石２１、２２の外側面は、下方向に向かうにしたがって左右方向の外側へ緩やかに広がるように傾斜しており、この駆動用磁石２１、２２は、前後方向から見たときの形状が略台形状になるように形成されている。同様に、カバー部材９の前後の側面に固定される駆動用磁石２１、２２の外側面は、下方向に向かうにしたがって前後方向の外側へ緩やかに広がるように傾斜しており、この駆動用磁石２１、２２は、左右方向から見たときの形状が略台形状になるように形成されている。

駆動用コイル２３は、導線の周りを被覆する絶縁被膜と、絶縁被膜の周りをさらに被覆する融着被膜とを備える融着線が空芯状に巻回された（すなわち、ボビン等の巻芯を備えていない）空芯コイルである。この駆動用コイル２３は、融着線が略長方形状に巻回されて形成されている。

また、駆動用コイル２３は、樹脂製のコイルホルダ２４を介してケース体１６の開口部１６ａに固定されている。すなわち、駆動用コイル２３は、コイルホルダ２４に保持された状態で、開口部１６ａに固定されている。本形態のケース体１６は、駆動用コイル２３が取り付けられるコイル取付部材である。なお、ケース体１６の外側から開口部１６ａを覆うようにフィルム状のシールが貼り付けられても良い。

本形態では、駆動用コイル２３とコイルホルダ２４とは、一体成型されている。具体的には、駆動用コイル２３の外周面の全周をコイルホルダ２４が覆うように、駆動用コイル２３とコイルホルダ２４とがインサート成型によって一体で形成されている。

コイルホルダ２４には、図２に示すように、開口部１６ａに嵌合される段差部が形成されており、この段差部が開口部１６ａに嵌め合わされることで、上下方向および右方向（左方向、前方向または後ろ方向）において、コイルホルダ２４および駆動用コイル２３がケース体１６に対して位置決めされて、固定されている。なお、必要に応じて、開口部１６ａの縁に接着剤を塗布して、コイルホルダ２４をケース体１６に接着固定しても良い。

図２に示すように、駆動用磁石２１、２２と駆動用コイル２３とは所定の隙間をあけた状態で対向配置されている。具体的には、支点突起１５ｂを支点として可動モジュール１２が揺動しても、駆動用磁石２１、２２と駆動用コイル２３とが接触しないように、駆動用磁石２１、２２と駆動用コイル２３とが所定の隙間をあけた状態で対向配置されている。

上述のように、カバー部材９の左右の側面に固定される駆動用磁石２１、２２の外側面は、下方向に向かうにしたがって左右方向の外側へ緩やかに広がるように傾斜し、カバー部材９の前後の側面に固定される駆動用磁石２１、２２の外側面は、下方向に向かうにしたがって前後方向の外側へ緩やかに広がるように傾斜しているため、駆動用磁石２１、２２と駆動用コイル２３との隙間は、下方向に向かうにしたがって狭くなっている。

また、本形態では、図２に示すように、上下方向における駆動用コイル２３の中心位置が駆動用磁石２１と駆動用磁石２２との当接面よりも上側に配置されるように、駆動用磁石２１、２２と駆動用コイル２３とが対向配置されている。

以上のように構成された撮影用光学装置１では、センサ４で手振れが検出されると、センサ４での検出結果に基づいて、駆動用コイル２３に電流が供給され、可動モジュール１２が支点突起１５ａを中心に揺動して、手振れが補正される。なお、本形態では、揺動駆動機構６、板バネ１７、当接面１１ａおよび支点突起１５ｂによって、センサ４での検出結果に基づいてレンズ駆動装置２を揺動させて手振れを補正する手振れ補正機構が構成されている。

（本形態の主な効果）
以上説明したように、本形態では、駆動用コイル２３が取り付けられるケース体１６に、駆動用コイル２３を配置するための開口部１６ａが形成されている。そのため、ケース体１６に開口部１６ａが形成されずに、ケース体１６の内周面に駆動用コイル２３が固定される場合と比較して、少なくともケース体１６の厚み分だけ駆動用コイル２３の巻数を増やすことができる。したがって、本形態では、揺動駆動機構６の駆動力を向上させることができ、レンズ駆動装置２を揺動させるための十分な駆動力を得ることが可能になる。

なお、本願発明者の検討によると、ケース体１６に開口部１６ａが形成されずに、ケース体１６の内周面に駆動用コイル２３が固定される場合と比較して、ケース体１６の開口部１６ａに駆動用コイル２３が固定されると、たとえば、駆動用コイル２３の厚みを０．３ｍｍ厚くすることができ、揺動駆動機構６の駆動力を２４％向上させることができる。

本形態では、駆動用コイル２３が樹脂製のコイルホルダ２４を介してケース体１６の開口部１６ａに固定されている。そのため、金属材料で形成されるケース体１６と駆動用コイル２３との間を絶縁することができる。すなわち、剛性の高い金属材料でケース体１６を形成することができ、ケース体１６の内部に配置されるレンズ駆動装置２やセンサ４等を適切に保護することができる。

本形態では、駆動用コイル２３とコイルホルダ２４とが一体成型されている。そのため、コイルホルダ２４に対する駆動用コイル２３の固定強度を上げることができ、コイルホルダ２４からの駆動用コイル２３の外れを防止することが可能になる。

本形態では、コイルホルダ２４に形成された段差部が開口部１６ａに嵌め合わされることで、上下方向および右方向（左方向、前方向または後ろ方向）において、コイルホルダ２４および駆動用コイル２３がケース体１６に対して位置決めされて、固定されている。そのため、対向配置される駆動用磁石２１、２２と駆動用コイル２３との間で位置ずれが生じにくい。したがって、本形態では、揺動駆動機構６の駆動力を向上させるとともに、駆動精度を確保することが可能なる。

（他の実施の形態）
上述した形態は、本発明の好適な形態の一例ではあるが、これに限定されるものではなく本発明の要旨を変更しない範囲において種々変形実施が可能である。

上述した形態では、駆動用コイル２３を配置するための開口部１６ａがケース体１６に形成されている。この他にもたとえば、ケース体１６に、駆動用コイル２３を配置するための凹部がケース体１６の内周面から外周面に向かって窪むように形成されても良い。この場合であっても、この凹部の窪み分だけ、駆動用コイル２３の巻数を増やすことができる。

上述した形態では、駆動用磁石２１、２２がカバー部材９に取り付けられ、駆動用コイル２３がケース体１６に取り付けられている。この他にもたとえば、駆動用磁石２１、２２がヨークを介してケース体１６に取り付けられ、駆動用コイル２３がカバー部材９に取り付けられても良い。この場合には、カバー部材９に、駆動用コイル２３を配置するための凹部または開口部が形成される。また、この場合には、カバー部材９は、駆動用コイル２３が取り付けられるコイル取付部材である。

上述した形態では、駆動用コイル２３は、空芯コイルであるが、駆動用コイル２３は、ボビン付きのコイルであっても良い。この場合には、コイルホルダ２４と同様の機能をボビンに持たせても良い。

上述した形態では、駆動用コイル２３とコイルホルダ２４とが一体成型されている。この他にもたとえば、ケース体１６とコイルホルダ２４とが一体成型されても良い。また、ケース体１６と駆動用コイル２３とコイルホルダ２４とが一体成型されても良い。

上述した形態では、ストッパ部材１８によって、可動モジュール１２の揺動範囲が規制されている。この他にもたとえば、コイルホルダ２４の形状を変更して、コイルホルダ２４に可動モジュール１２の揺動範囲の規制機能を持たせても良い。この場合には、ストッパ部材１８は不要になる。

上述した形態では、揺動駆動機構６は、駆動用磁石２１、２２の２個の駆動用磁石を備えている。この他にもたとえば、揺動駆動機構６は、駆動用磁石２１、２２に代えて、駆動用磁石２１、２２と同様の機能を備える１個の駆動用磁石を備えていても良い。すなわち、左右または前後の両面に形成される磁極が異なるように着磁されるとともに、左右または前後の両面のそれぞれにおいて、上下方向で重なる２極の磁極が形成されるように着磁された１個の駆動用磁石を揺動駆動機構６が備えていても良い。

本発明の実施の形態にかかる撮影用光学装置の斜視図である。 図１のＥ−Ｅ断面の断面図である。

符号の説明

１ 撮影用光学装置
２ レンズ駆動装置
４ センサ
６ 揺動駆動機構
１６ ケース体（コイル取付部材）
１６ａ 開口部
２１、２２ 駆動用磁石
２３ 駆動用コイル
２４ コイルホルダ

Claims (5)

1. レンズと撮像素子と前記レンズを駆動するレンズ駆動機構とを搭載したレンズ駆動装置と、前記レンズ駆動装置の傾きを検出するセンサと、前記センサでの検出結果に基づいて前記レンズ駆動装置を揺動させて手振れを補正する手振れ補正機構とを備え、
   前記手振れ補正機構は、前記レンズ駆動装置を揺動させる揺動駆動機構を備え、
   前記揺動駆動機構は、駆動用コイルと駆動用磁石とを備え、
   前記駆動用コイルが取り付けられるコイル取付部材には、前記駆動用コイルを配置するための凹部または開口部が形成されていることを特徴とする撮影用光学装置。
2. 前記コイル取付部材は、前記撮影用光学装置の外周面を構成するケース体であることを特徴とする請求項１記載の撮影用光学装置。
3. 前記ケース体には、前記開口部が形成されていることを特徴とする請求項２記載の撮影用光学装置。
4. 前記駆動用コイルを保持する樹脂製のコイルホルダを備え、
   前記開口部に、前記コイルホルダを介して前記駆動用コイルが取り付けられていることを特徴とする請求項３記載の撮影用光学装置。
5. 前記駆動用コイルと前記コイルホルダとは一体成型されていることを特徴とする請求項４記載の撮影用光学装置。

Images