JP2012255904A - レンズアクチュエータ - Google Patents

Abstract

【課題】主にカメラや携帯電話等に用いられるレンズアクチュエータに関し、省電力化が可能なものを提供することを目的とする。
【解決手段】可動ユニット３１の磁石４８Ａ〜４８Ｄを、可動ユニット３１の第一のコイル４６Ａと、第二のコイル５２Ａ〜５２Ｄの双方に対向させて設け、第一のコイル４６Ａ、４６Ｂに電流を流してキャリア４５を上下方向に移動させ、第二のコイル５２Ａ〜５２Ｄに電流を流して可動ユニット３１を前後方向及び左右方向に移動させるものであり、可動ユニット３１が軽量化されることにより省電力化が可能なレンズアクチュエータ７０を得ることができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、主にカメラや携帯電話等に用いられるレンズアクチュエータに関するものである。

近年、カメラや携帯電話等において、撮影時の手ぶれ等による映像や画像の乱れを抑制するため、レンズの振動を機械的に抑制する振れ補正機構を備えたレンズアクチュエータを用いたものが提案されている。

このような従来のレンズアクチュエータについて、図１０、図１１を用いて説明する。

図１０は従来のレンズアクチュエータ２０の断面図、図１１は同分解斜視図である。ここで、レンズアクチュエータ２０は、可動ユニット１と四つのコイル保持体２Ａ〜２Ｄと下カバー３と、四本のシャフト４と、上カバー５から構成され、手ぶれ等が生じると可動ユニット１が揺動して映像や画像の乱れを抑制するものである。

この可動ユニット１は、磁石ホルダ１１と、磁石ホルダ１１に対し上下方向に可動するレンズホルダ１２と、撮像体１３を備えている。

ここで、磁石ホルダ１１には、八つの磁石１４が前後左右の内側面に上下二段に並んで固定されている。また、磁石１４より若干大きな四つの磁石１５が磁石ホルダ１１の前後左右の外側面に固定される。

また、レンズホルダ１２はレンズが固定される円孔１２Ａを備え、磁石ホルダ１１の内側に収納されている。そして、レンズホルダ１２には、その外周に上下二段に第一のコイル１６が巻回され、第一のコイル１６は磁石ホルダ１１の内側面に配置される磁石１４に対向している。

つまり可動ユニット１において、第一のコイル１６に電流が流れることにより、磁石１４との間で電磁力が生じ、レンズホルダ１２が磁石ホルダ１１に対し上下に可動するよう構成されている。

また、撮像体１３の上面には撮像素子１７が配置されている。ここで撮像素子１７はＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）イメージセンサやＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）イメージセンサ等の半導体素子が用いられる。

この撮像素子１７は、円孔１２Ａの中心下方にあり、レンズホルダ１２を上下に移動させることで、撮像素子１７で撮像される映像あるいは画像のピントを自動で合わせるオートフォーカス制御ができる。

そして、下カバー３の四隅にシャフト４が立てられ、可動ユニット１の磁石ホルダ１１の上面の四隅に接続され、下カバー３上で可動ユニット１が揺動可能に保持される。さらに、コイル保持体２Ａ〜２Ｄが可動ユニット１の前後左右に配置されて、第二のコイル１８が磁石１５に対向した状態で配置される。

つまり、四本のシャフト４により可動ユニット１が揺動可能に保持され、レンズアクチュエータ２０において手振れ等の振れが生じた際には、第二のコイル１８に電流を流すことによって、第二のコイル１８と磁石１５の間で生じる電磁力によって可動ユニット１を揺動させるよう構成されている。

そして、レンズアクチュエータ２０を搭載した電子機器を使用した際に、手振れ等で、撮像素子１７で撮像した映像や画像が振れた場合には、可動ユニット１を揺動させることにより撮像した映像や画像を補正する振れ補正制御を行うものとなっていた。

なお、この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献１が知られている。

国際公開第２００９／１３３６９１号

しかしながら、上記従来のレンズアクチュエータ２０においては、磁石ホルダ１１は、前後左右の内側壁に八つの磁石１４と、外側壁に四つの磁石１５を備え、八つの磁石１４をオートフォーカス制御に、四つの磁石１５を振れ補正制御に用いているため、可動ユニット１の重量が重くなっていた。そして、可動ユニット１の重量が重いので、振れ補正制御の際に第二のコイル１８に流す電流が大きくなり、消費電力が大きくなるという課題があった。

本発明は、このような従来の課題を解決するものであり、可動ユニットを軽量化することにより省電力化が可能なレンズアクチュエータを提供することを目的とする。

前記目的を達成するために本発明は、特に、可動ユニットの磁石を、可動ユニットの第一のコイルと、少なくとも直交する二方向に配置された第二のコイルとの双方に対向させて設け、第一のコイルに電流を流してキャリアを上下方向に移動させ、第二のコイルに電流を流して前記可動ユニットを前後方向及び左右方向に移動させるよう構成される。

本発明によれば、可動ユニットの磁石を、可動ユニットの第一のコイルと、少なくとも直交する二方向に配置された第二のコイルとの双方に対向させて設け、第一のコイルに電流を流してキャリアを上下方向に移動させ、第二のコイルに電流を流して前記可動ユニットを前後方向及び左右方向に移動させるよう構成されることにより、可動ユニットが軽量化されるので、省電力化が可能なレンズアクチュエータを実現することができる。

本発明の一実施の形態によるレンズアクチュエータの断面図 同レンズアクチュエータの分解斜視図 同レンズアクチュエータの部分斜視図 同レンズアクチュエータに用いる可動ユニットの分解斜視図 同レンズアクチュエータの動作説明図 同レンズアクチュエータの動作説明図 同他の実施の形態によるレンズアクチュエータの部分分解斜視図 同他の実施の形態によるレンズアクチュエータの部分分解斜視図 同他の実施の形態によるレンズアクチュエータの部分分解斜視図 従来のレンズアクチュエータの斜視断面図 同分解斜視図

以下、本発明の実施の形態について、図１〜図９を用いて説明する。

（実施の形態）
図１は本発明の一実施の形態によるレンズアクチュエータ７０の断面図、図２は同分解斜視図、図３は上カバー３６とフレキシブルプリント配線板３５を外した部分斜視図である。ここで、レンズアクチュエータ７０は、可動ユニット３１とコイルユニット３２と下カバー３３と、シャフト３４Ａ〜３４Ｄと、フレキシブルプリント配線板３５と上カバー３６から構成される。

このレンズアクチュエータ７０は、例えば左右方向（Ｙ軸方向）の幅が５ｍｍ〜２０ｍｍ、前後方向（Ｘ軸方向）の奥行きが５ｍｍ〜２０ｍｍ、上下方向（Ｚ軸方向）の高さが２ｍｍ〜１０ｍｍで、左右方向の幅と前後方向の奥行きはほぼ同じ寸法で構成される。

まず、可動ユニット３１の構成から説明する。ここで、図４に示すのは可動ユニット３１の部分分解斜視図である。

そして、図１の断面図及び図４の分解斜視図から判るように、可動ユニット３１は、レンズホルダ４１と、磁石ホルダ４２と、下バネ４３と上バネ４４から構成される。

このレンズホルダ４１は、キャリア４５と、キャリア４５の外周に上下ニ段に配置された第一のコイル４６Ａ、４６Ｂを備えている。

ここで、キャリア４５は中央に円孔４５Ａを備えた方形筒状で、ガラス入りポリカーボネート等の絶縁樹脂を材料として形成されている。ここで円孔４５Ａは直径が一定であっても、変化していても良い。また、内側にレンズを固定するためのネジ等の形状を備えていても良い。

そして、第一のコイル４６Ａ、４６Ｂは、線径Φ４０μｍ〜Φ６０μｍのエナメル線等のコイル線が、上方向を軸としてキャリア４５に巻回されて形成される。ここで、上方向は円孔４５Ａの中心軸の方向と一致する。

また、磁石ホルダ４２は、ホルダ４７と磁石４８Ａ〜４８Ｄ、磁石４９Ａ〜４９Ｄから構成されている。

ここで、ホルダ４７は、中央に角孔４７Ａを備えた方形筒状でガラス入りポリカーボネート等の絶縁樹脂により形成されている。また、ホルダ４７の底面には四方に張り出したホルダ側リム部４７Ｂが設けられており、ホルダ側リム部４７Ｂには略Ｖ字状の溝としてホルダ側係止部４７Ｃが設けられている。

そして、ホルダ４７の前後左右方向の側面に直方体形状でやや大型の磁石４８Ａ〜４８Ｄ、同じく直方体形状でやや小型の磁石４９Ａ〜４９Ｄが、磁石４８Ａ〜４８Ｄを上方、磁石４９Ａ〜４９Ｄを下方として所定の間隔を離間して、接着剤（図示せず）等で固定される。

ここで、磁石４８Ａ〜４８Ｄと磁石４９Ａ〜４９Ｄは、それぞれの内側面側の磁極が互いに異なる磁極となるように着磁され、一方、それに伴いそれぞれの外側面側の磁極も互いに異なる磁極となるように着磁されている。例えば、磁石４８Ａ〜４８Ｄの内側面がＳ極で着磁され、磁石４９Ａ〜４９Ｄの内側面がＮ極で着磁されている。これに伴い、磁石４８Ａ〜４８Ｄの外側面がＮ極で着磁され、磁石４９Ａ〜４９Ｄの外側面がＳ極で着磁される。

このように、上下方向に配置された磁石４８Ａ〜４８Ｄと磁石４９Ａ〜４９Ｄの内側面及び外側面の磁極を交互に異なるように着磁しているので、磁界の放射方向が整流され、より強い磁界を発生することができる構成となっている。

ここで、磁石４８Ａ〜４８Ｄ、磁石４９Ａ〜４９Ｄは、ネオジム、鉄、ホウ素を主成分とする希土類磁石であるネオジム磁石等が用いられる。本発明は、ネオジム磁石以外の磁石でも実施可能であるが、ネオジム磁石は磁力が大きいため、第一のコイル４６Ａ、４６Ｂに流す電流を小さくすることができ、省電力化の点で有利である。また、ネオジム磁石の保持力は５００ｋＡ／ｍ〜３０００ｋＡ／ｍで、残留磁束密度は１．３〜１．５Ｔのものを使用するのが望ましい。

さらに、磁石４８Ａ〜４８Ｄの内側面がＳ極で着磁され、磁石４９Ａ〜４９Ｄの内側面がＮ極で着磁されているので、各磁石４８Ａ〜４８Ｄの間、磁石４９Ａ〜４９Ｄの間では、互いに反発力をおよぼしあう。そこで、ホルダ４７には、磁石４８Ａ〜４８Ｄ、磁石４９Ａ〜４９Ｄの外側に磁石４８Ａ〜４８Ｄ、磁石４９Ａ〜４９Ｄと接する側壁を設けることが望ましい。

そして、ホルダ４７の角孔４７Ａにレンズホルダ４１が収納され、第一のコイル４６Ａ、４６Ｂと磁石４８Ａ〜４８Ｄ、磁石４９Ａ〜４９Ｄが対向する。

つまり可動ユニット３１において、第一のコイル４６Ａ、４６Ｂに電流が流れることにより、磁石４８Ａ〜４８Ｄ、磁石４９Ａ〜４９Ｄとの間で電磁力が生じ、レンズホルダ４１が磁石ホルダ４２に対し上下に可動するよう構成されている。

また、下バネ４３は、外周部４３Ａと内周部４３Ｂとが、蛇行した複数のバネ部４３Ｃで接続された導電金属製の板バネである。また、上バネ４４も、外周部４４Ａと内周部４４Ｂとが、蛇行した複数のバネ部４４Ｃで接続された導電金属製の板バネである。

そして、外周部４３Ａと外周部４４Ａは磁石ホルダ４２に固定され、内周部４３Ｂと内周部４４Ｂはレンズホルダ４１に固定されている。これにより、第一のコイル４６Ａ、４６Ｂに電流が流れていない場合は、レンズホルダ４１が磁石ホルダ４２に対し所定位置に復帰可能な構成となっている。

ここで、可動ユニット３１は、第一のコイル４６Ａ、４６Ｂに電流を流すことにより、レンズホルダ４１が磁石ホルダ４２に対し上下に可動し、あるいはレンズホルダ４１に加わる重力と下バネ４３、上バネ４４のバネ力と電磁力との均衡をとってレンズホルダ４１を停止させる。また、第一のコイル４６Ａ、４６Ｂに電流が流れていない場合は、レンズホルダ４１が磁石ホルダ４２に対し所定位置に復帰するものである。

次に、図１〜図３を用いて、可動ユニット３１以外の構成要素について説明する。

ここで、コイルユニット３２は、ベース５１と第二のコイル５２Ａ〜５２Ｄから構成されている。そして、ベース５１は角孔５１Ａを中央に備えた方形筒状で、絶縁樹脂等により形成されている。そして、前後左右の側壁にＴ字状の溝５１Ｂを備え、上面には四方に突出した複数のベース側リム部５１Ｃと、ベース側リム部５１Ｃそれぞれに孔５１Ｄを備えている。

また、第二のコイル５２Ａ〜５２Ｄは、溝５１Ｂの上半分に接着剤（図示せず）等で固定されている。この、第二のコイル５２Ａ〜５２Ｄは、線径Φ４０μｍ〜Φ６０μｍのコイル線が前後方向あるいは左右方向を軸として巻回され形成される。なお、第二のコイル５２Ａ〜５２Ｄを形成するコイル線として、ポリウレタン銅線、ポリエステル銅線、ポリアミド系銅線等のエナメル線が好ましい。

なお、第二のコイル５２Ａ〜５２Ｄの固定方法は、例えば樹脂製のボビンを形成し、ボビンの周りに１本のコイル線を直接巻く方法と、空芯コイルを形成してからベース５１に接着剤等で取り付ける方法がある。空芯コイルを形成する方が小型化の観点で望ましく、その場合、自己融着のエナメル線を用い、熱風もしくはアルコールでコイル線同士を融着させ形状を安定させるのが望ましい。

あるいは、第二のコイル５２Ａ〜５２Ｄとしてプリントコイルを用いることができる。プリントコイルとは製膜及びパターニングを行うことによって形成されるコイルである。製膜は、蒸着、スパッタリング、イオンプレーティング、無電解メッキ、電解メッキ等の形成方法があり、パターニングはフォトレジストによるマスクの形成とエッチングを組み合わせる形成方法等がある。プリントコイルを作製する手順の例としては、銅薄膜を製膜してパターニングを行った後に電解メッキを行う手順や、銅薄膜上にフォトレジストでマスクを形成して電解メッキを行った後にパターン以外の部分の銅をエッチング等によって除去する手順等がある。エッチングはドライエッチングであってもウェットエッチングであってもよい。また、プリントコイルはプリント基板上に形成しても良く、その場合、組立時にプリントコイルが変形することはないので組立て性が向上する。

そして、シャフト３４Ａ〜３４Ｄは、導電金属製のシャフトである。ここで、可動ユニット３１は、ベース５１の角孔５１Ａに収納されると共に、このシャフト３４Ａ〜３４Ｄの上端はベース５１の孔５１Ｄに係止され、下端はホルダ４７のホルダ側係止部４７Ｃに係止されている。なお、磁石４８Ａ〜４８Ｄを、第二のコイル５２Ａ〜５２Ｄに対向するように、可動ユニット３１は、ベース５１の角孔５１Ａに収納される。

つまり、可動ユニット３１は、シャフト３４Ａ〜３４Ｄを介してコイルユニット３２と接続されており、シャフト３４Ａ〜３４Ｄは可動ユニット３１をコイルユニット３２内で前後左右に水平を維持しつつ移動できるよう構成されている。

また、磁石４８Ａ〜４８Ｄは、第二のコイル５２Ａ〜５２Ｄに対向しているので、第二のコイル５２Ａ〜５２Ｄに電流を流すと、可動ユニット３１がコイルユニット３２内で電磁力により可動するものである。

そして、フレキシブルプリント配線板３５は、端面に複数の端子を有するコネクタ６１を備えた柔軟性のあるフレキシブルプリント配線板で、内部に複数の配線（図示せず）が配設されている。そして、立体的に折り返され、ベース５１の四方の側面に沿うように、さらに折り曲げられている。そして、フレキシブルプリント配線板３５のベース５１の側面に接する面に、二つの磁界検出素子６２Ａ、６２Ｂが配置されている。

この磁界検出素子６２Ａ、６２Ｂは例えばホール効果を利用して磁界の強さを検出するホール素子等である。磁界検出素子６２Ａ、６２Ｂに磁石４９Ｂ、４９Ｃが接近すると磁界検出素子６２Ａ、６２Ｂで検出される磁界が強くなり、また磁界検出素子６２Ａ、６２Ｂから磁石４９Ｂ、４９Ｃが離れると磁界検出素子６２Ａ、６２Ｂで検出される磁界が弱くなる。

これにより、可動ユニット３１がコイルユニット３２内で移動した際に、磁界検出素子６２Ｂが可動ユニット３１の前後方向の位置を、磁界検出素子６２Ａが可動ユニット３１の左右方向の位置を検出しうるよう構成されている。

なお、第一のコイル４６Ａ、４６Ｂは、下バネ４３、上バネ４４、シャフト３４Ａ〜３４Ｄ等を介し、フレキシブルプリント配線板３５のコネクタ６１に設けられた端子に電気的に接続されている。また、第二のコイル５２Ａ〜５２Ｄを構成するコイル線の端部がフレキシブルプリント配線板３５に接続されることで、フレキシブルプリント配線板３５のコネクタ６１に設けられた端子に第二のコイル５２Ａ〜５２Ｄが電気的に接続されている。

つまり、第一のコイル４６Ａ、４６Ｂと、第二のコイル５２Ａ〜５２Ｄは、ともに、コネクタ６１に設けられた端子を介して電流が流されるように構成されている。

そして、下カバー３３は中央に円孔３３Ａを備えた、例えばアルミニウムや洋白等の非磁性材料で形成された金属板で、この下カバー３３はベース５１の下面に接着剤（図示せず）等で固定されている。

また、上カバー３６は、中央に円孔３６Ａを備え、下面開放の方形箱状に、アルミニウムや洋白等の非磁性材料で形成された金属板である。そして、上カバー３６は下カバー３３との間に、可動ユニット３１、コイルユニット３２、シャフト３４Ａ〜３４Ｄ、フレキシブルプリント配線板３５を収納して、下カバー３３に溶接等で固定されている。なお、円孔３６Ａ、円孔４５Ａ、円孔３３Ａは連なっており、レンズアクチュエータ７０の上面から下面へ貫通孔が形成される。

ここで、上カバー３６と下カバー３３は共に非磁性の材料で形成されているので、第一のコイル４６Ａ、４６Ｂと磁石４８Ａ〜４８Ｄ、磁石４９Ａ〜４９Ｄとの間、あるいは第二のコイル５２Ａ〜５２Ｄと磁石４８Ａ〜４８Ｄ、磁石４９Ａ〜４９Ｄとの間で生じる電磁力に与える影響が抑制されるため、レンズアクチュエータ７０を安定して動作させることができる。

つまり、レンズアクチュエータ７０は、磁石４８Ａ〜４８Ｄが第一のコイル４６Ａ及び第二のコイル５２Ａ〜５２Ｄに共に対向する構成としているので、可動ユニット３１が軽量化され、省電力化が可能となる。

また、磁石４８Ａ〜４８Ｄの磁極が形成された面に対向して第一のコイル４６Ａ及び第二のコイル５２Ａ〜５２Ｄを配置している。さらに、磁石４９Ａ〜４９Ｄの磁極が形成された面に対向して第一のコイル４６Ｂを配置している。そして、磁石４８Ａ〜４８Ｄと磁石４９Ａ〜４９Ｄの内側面及び外側面の磁極を交互に異なるように着磁しているので、磁界の放射方向が整流され、第一のコイル４６Ａ、４６Ｂ及び第二のコイル５２Ａ〜５２Ｄの位置において強い磁界を発生できる構成となっている。

以上の理由から、第一のコイル４６Ａ、４６Ｂ及び第二のコイル５２Ａ〜５２Ｄに電流を流した際に強い磁力が発生する。このため少ない電流で、レンズホルダ４１の上下動と、可動ユニット３１の前後左右方向への移動を行うことができ、省電力化に適している。

そして、このように構成されたレンズアクチュエータ７０の、レンズホルダ４１の円孔４５Ａにレンズ（図示せず）が保持され、下方にＣＣＤイメージセンサやＣＭＯＳイメージセンサ等の撮像素子（図示せず）が配置されて、カメラや携帯電話等の電子機器に装着される。

そして、機器の電子回路（図示せず）に、第一のコイル４６Ａ、４６Ｂと、第二のコイル５２Ａ〜５２Ｄがコネクタ６１の端子等を介して、接続される。

このように構成されたレンズアクチュエータ７０において、例えば電子機器のシャッター用の押釦（図示せず）を軽く押圧操作すると、電子回路から電圧が印加されて第一のコイル４６Ａ、４６Ｂに電流が流れ、レンズホルダ４１及びレンズホルダ４１の円孔４５Ａに保持されたレンズが上下方向へ移動して、オートフォーカス制御が行われ、映像または画像のピント合わせを自動的に行う。

このときの第一のコイル４６Ａ、４６Ｂに流れる電流の向きと、磁石ホルダ４２に対するレンズホルダ４１の移動方向について、図５の動作説明図を用いて説明する。

ここで、同図（ａ）はコイルに流れる電流と移動方向を示すため、キャリア４５及び第一のコイル４６Ａ、４６Ｂと、磁石ホルダ４２の一部である磁石４８Ａ〜４８Ｄ及び磁石４９Ａ〜４９Ｄと、磁石４８Ａ〜４８Ｄの外側に対向して配置されている第二のコイル５２Ａ〜５２Ｄを抽出して示した斜視図である。また、同図（ｂ）は可動ユニット３１の左右方向の動作を示す断面図である。

ここで、磁石４８Ａ〜４８Ｄ及び磁石４９Ａ〜４９Ｄにより第一のコイル４６Ａ、４６Ｂの位置には、およそ磁界Ｂ１〜Ｂ４の方向の磁界が生じている。そして、同図（ａ）、同図（ｂ）で示すように、第一のコイル４６ＡにＩ１方向、第一のコイル４６ＢにＩ２方向の電流が流れると、第一のコイル４６Ａ、４６Ｂに上方向の力が加わり、レンズホルダ４１は上方向に移動する。なお、同図（ｂ）のＦ１の矢印は第一のコイル４６Ａ、４６Ｂに生じる力の合力の方向を示すものである。

一方、第一のコイル４６Ａ、４６Ｂに前記のＩ１、Ｉ２とは逆方向の電流が流れると、レンズホルダ４１は下方向に移動する。

そして撮像素子で撮像した画像のピントを合わせるように、電子機器の電子回路が第一のコイル４６Ａ、４６Ｂに流す電流を制御し、オートフォーカス制御が行われる。

また、シャッター用の押釦をさらに押圧操作して撮影を行った際に、手振れ等が生じた場合には、振動を電子機器内に別途設けた角速度センサ（図示せず）等によって電子回路で検出し、電子回路が第二のコイル５２Ａ〜５２Ｄに流す電流を制御して前後または左右方向へ可動ユニット３１を移動させ、振れ補正制御が行われる。

この振れ補正制御について、図６の動作説明図を用いて説明する。なお、同図において、磁石４８Ａ〜４８Ｄ及び磁石４９Ａ〜４９Ｄの配置は図５で説明したのと同様である。

ここで、第二のコイル５２Ａ〜５２Ｄは磁石４８Ａ〜４８Ｄに対向するように、磁石４８Ａ〜４８Ｄの外側に配置されている。また、磁界検出素子６２Ａ、６２Ｂは磁石４９Ｂ、４９Ｃに対向するように、磁石４９Ｂ、４９Ｃの外側に配置されている。

ここで同図（ｂ）の断面図において第二のコイル５２Ｂ、５２Ｄの位置には、各断面においておよそ磁界Ｂ１１〜Ｂ１４の方向の磁界が生じている。そして、磁石４８Ａ〜４８Ｄを右方向に動かす場合には第二のコイル５２Ｂ及び第二のコイル５２Ｄに同図（ａ）及び同図（ｂ）に示すＩ１１、Ｉ１２の方向の電流を流す。この結果、第二のコイル５２Ｂ、５２Ｄに左方向の力が発生する。

このとき、その反作用として磁石４８Ａ〜４８Ｄ及び磁石４９Ａ〜４９Ｄに右方向の力が生じ、磁石４８Ａ〜４８Ｄ及び磁石４９Ａ〜４９Ｄを配置した可動ユニット３１全体が右方向に移動する。なお、同図（ｂ）のＦ１１の矢印は磁石４８Ａ〜４８Ｄ及び磁石４９Ａ〜４９Ｄに生じる力の合力の方向を示すものである。

なお、可動ユニット３１全体が左方向に移動する場合には、第二のコイル５２Ｂ及び第二のコイル５２Ｄに前記のＩ１１、Ｉ１２とは逆方向の電流を流すものであり、可動ユニット３１を前後方向に移動する場合には、第二のコイル５２Ａ及び第二のコイル５２Ｃに電流を流すことにより移動させる。

なお、このとき前記したように、可動ユニット３１の位置は、磁界検出素子６２Ａ、６２Ｂで検出する。すなわち、磁界検出素子６２Ａ、６２Ｂに対向した磁石４９Ｂ、４９Ｃと磁界検出素子６２Ａ、６２Ｂの距離に応じて磁界検出素子６２Ａ、６２Ｂで検出する磁界の強さが変化するので、これにより可動ユニット３１の位置を検出する。

そして、このように可動ユニット３１を左右方向あるいは前後方向に移動させることにより撮像素子で撮像した映像や画像の振れを抑制する振れ補正制御を行うものである。

ここで、磁石４８Ａ〜４８Ｄ及び磁石４９Ａ〜４９Ｄはオートフォーカス制御及び振れ補正制御の双方で共用されている。つまり、従来のレンズアクチュエータではオートフォーカス制御、振れ補正制御それぞれで異なる磁石を用いていたが、これを共用することで可動ユニット３１を軽量にして、省電力化に適したものとしている。

さらに、第二のコイル５２Ａ〜５２Ｄは、磁石４８Ａ〜４８Ｄの磁極が形成された面に対向して配置されており、強い電磁力を発生させることができるため少ない電流で可動ユニット３１を移動できる。

なお、前記の説明では、ベース５１に四つの第二のコイル５２Ａ〜５２Ｄが固定されているものとして説明したが、図７の部分分解斜視図で示すように、ベース７１に二つの第二のコイル７２Ａ、７２Ｂが固定されているものとしても良い。また、同図で示すように、この際、磁界検出素子８２Ａ、８２Ｂは第二のコイル７２Ａ、７２Ｂが配置されていない側面に配置することも可能である。

ここで、二つの第二のコイル７２Ａ、７２Ｂとして、第二のコイルの数量を減らしているので、軽量にでき省電力化に適している。また、この構造においては部品の削減とともに組立作業の効率化が可能で、生産効率を向上しうる。

また、図８の部分分解斜視図で示すように、ベース７７の二辺に、上段に二つの第二のコイル７８Ａ、７８Ｂを、下段に二つの第二のコイル７９Ａ、７９Ｂを配置する構成としても良い。この場合、図７に示した実施の形態と比較して、より大きな推進力を得ることが可能である。

さらに、図９の部分分解斜視図で示すように、ベース７３にフレキシブルプリント配線板８３が二つの面で対向するように構成しても良い。このような形状にすれば、フレキシブルプリント配線板８３を小型にして安価に生産しうる。

また、磁界検出素子８４Ａ、８４Ｂを、第二のコイル７４Ａ、７４Ｂの下方に配置した場合には、ベース７３の第二のコイル７４Ａ、７４Ｂが配置されない側面をより薄く構成することが可能となる。つまり、ベース７３を軽量にして省電力化に適した構成とできる。

また、前記の説明では磁石４８Ａ〜４８Ｄ及び磁石４９Ａ〜４９Ｄを備えるものとして説明したが、磁石４８Ａ〜４８Ｄだけの四つの磁石を備える構成としても良いし、磁石４８Ａ、４９Ａと磁石４８Ｂ、４９Ｂと磁石４８Ｃ、４９Ｃと磁石４８Ｄ、４９Ｄのそれぞれを一体の磁石として構成し、計四つの磁石を備える構成としても良い。

さらに、磁石４８Ａ〜４８Ｄを一つの環状の磁石で構成し、磁石４９Ａ〜４９Ｄを一つの環状の磁石で構成する二つの磁石を備える構成としても良いし、あるいは、磁石４８Ａ〜４８Ｄを一つの環状の磁石で構成して、この一つの磁石のみを備える構成としても良い。

また、前記の説明では、磁界検出素子６２Ａ、６２Ｂや、磁界検出素子８２Ａ、８２Ｂのように磁界検出素子が二つの構成について説明したが、本発明は磁界検出素子が二つの構成のものだけでなく、例えば第二のコイル５２Ａ〜５２Ｄのそれぞれの下方に磁界検出素子が配置される場合等のように、二つ以上の磁界検出素子を含む構成であっても良い。

なお、前記の説明では、シャフト３４Ａ〜３４Ｄの上端がコイルユニット３２に接続されてシャフト３４Ａ〜３４Ｄの下端が可動ユニット３１に接続される構成について説明したが、シャフト３４Ａ〜３４Ｄの上端が可動ユニット３１に接続されてシャフト３４Ａ〜３４Ｄの下端がコイルユニット３２に接続される構成であってもよい。

また、本発明のレンズアクチュエータ７０によって撮影される映像もしくは画像は、静止画であっても動画であってもよい。

また上記の説明では、上カバー３６の側面に平行に磁石４８Ａ〜４８Ｄ、４９Ａ〜４９Ｄを配置する構成について説明したが、上カバー３６の四隅の位置に磁石４８Ａ〜４８Ｄ、４９Ａ〜４９Ｄを配置する構成であってもよい。

また、前記の説明においては、磁石４８Ａ〜４８Ｄ、４９Ａ〜４９Ｄの磁極が形成された面に対向する位置に磁界検出素子６２Ａ、６２Ｂを配置する場合について示したが、いずれかの磁石４８Ａ〜４８Ｄ、４９Ａ〜４９Ｄの上面あるいは下面に対向する位置に磁界検出素子６２Ａ、６２Ｂを配置してもよい。

また、可動ユニット３１の位置を検出する手段は磁界検出素子６２Ａ、６２Ｂで磁界を検出するものとしたが、赤外線の反射を用いるフォトリフレクターなど磁界検出以外の方法を用いてもよい。

なお、レンズアクチュエータ７０においては、金属板の上カバー３６、下カバー３３を備えているので、第二のコイル５２Ａ〜５２Ｄが撮像素子の信号に与える影響が低減される。また、第二のコイル５２Ａ〜５２Ｄの巻回の中心軸が前後方向および左右方向に配置されているので、第二のコイル５２Ａ〜５２Ｄに電流を流したときに発生する電磁界が撮像素子の信号に与える影響が、さらに低減される。

このように本実施の形態によれば、可動ユニット３１の磁石４８Ａ〜４８Ｄを、第一のコイル４６Ａと、第二のコイル５２Ａ〜５２Ｄあるいは第二のコイル７２Ａ、７２Ｂのように少なくとも直交する二方向に配置された第二のコイルの双方に対向させて設け、第一のコイル４６Ａ、４６Ｂに電流を流してキャリア４５を上下方向に移動させ、第二のコイルに電流を流して可動ユニット３１を前後方向及び左右方向に移動させるものであり、可動ユニット３１が軽量化されることにより省電力化が可能なレンズアクチュエータ７０を得ることができる。

また、ホルダ４７の前後左右の側面に上下二段に磁石４８Ａ〜４８Ｄ及び磁石４９Ａ〜４９Ｄが配置され、上側に配置された磁石４８Ａ〜４８Ｄと下側に配置された磁石４９Ａ〜４９Ｄとの間で内側面及び外側面の磁極が異なるように磁石を着磁したものであり、磁界が整流され磁界強度を強く出来るので、電流が少なくても動作することが可能で、省電力化にさらに適したレンズアクチュエータ７０を得ることができる。

また、シャフト３４Ａ〜３４Ｄはホルダ４７に配置されたホルダ側リム部４７Ｂと、前記ベースに配置されたベース側リム部５１Ｃを接続するよう構成したもので、可動ユニット３１が平行移動するのに適する。

さらに、第二のコイルに電流を流すと、可動ユニット３１が電流を流した第二のコイルの方向に接近あるいは離間して移動するよう構成したもので、可動ユニット３１の移動に対する磁界の無駄が少なく、省電力化にさらに適する。

本発明によるレンズアクチュエータは、省電力化が可能なものが得られ、主にカメラや携帯電話等のレンズ動作用として有用である。

３１ 可動ユニット
３２ コイルユニット
３３ 下カバー
３３Ａ、３６Ａ、４５Ａ 円孔
３４Ａ〜３４Ｄ シャフト
３５、８３ フレキシブルプリント配線板
３６ 上カバー
４１ レンズホルダ
４２ 磁石ホルダ
４３ 下バネ
４３Ａ、４４Ａ 外周部
４３Ｂ、４４Ｂ 内周部
４３Ｃ、４４Ｃ バネ部
４４ 上バネ
４５ キャリア
４６Ａ、４６Ｂ 第一のコイル
４７ ホルダ
４７Ａ 角孔
４７Ｂ ホルダ側リム部
４７Ｃ ホルダ側係止部
４８Ａ〜４８Ｄ、４９Ａ〜４９Ｄ 磁石
５１、７１、７３、７７ ベース
５１Ａ 角孔
５１Ｂ 溝
５１Ｃ ベース側リム部
５１Ｄ 孔
５２Ａ〜５２Ｄ、７２Ａ、７２Ｂ、７４Ａ、７４Ｂ、７８Ａ、７８Ｂ、７９Ａ、７９Ｂ 第二のコイル
６１ コネクタ
６２Ａ、６２Ｂ、８２Ａ、８２Ｂ、８４Ａ、８４Ｂ 磁界検出素子
７０ レンズアクチュエータ

Claims (4)

1. レンズを保持しうるキャリアと、前記キャリアに上方向を軸として巻回して配置された第一のコイルと、前記第一のコイルの前後左右方向に前記第一のコイルに対向して配置された磁石と、を備えた可動ユニットと、
   前記磁石に対向して少なくとも直交する二方向に配置された第二のコイルと、を備え、前記第一のコイルに電流を流して前記キャリアを上下方向に移動させ、前記第二のコイルに電流を流して前記可動ユニットを前後方向及び左右方向に移動させるレンズアクチュエータ。
2. 前記磁石を固定するホルダをさらに備え、前記ホルダの前後左右の側面に上下二段に磁石が配置され、上側に配置された磁石と下側に配置された磁石との間で内側面及び外側面の磁極が異なるように前記磁石が着磁された請求項１記載のレンズアクチュエータ。
3. 前記磁石を固定するホルダと、前記第二のコイルを固定するベースと、前記ホルダと前記ベースとを接続する複数のシャフトを備え、前記シャフトは前記ホルダに配置されたホルダ側リム部と、前記ベースに配置されたベース側リム部を接続する請求項１記載のレンズアクチュエータ。
4. 前記第二のコイルに電流を流すと、前記可動ユニットが電流を流した前記第二のコイルの方向に接近あるいは離間して移動する請求項１記載のレンズアクチュエータ。

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