JP6297432B2

JP6297432B2 - レンズ駆動装置

Info

Publication number: JP6297432B2
Application number: JP2014135437A
Authority: JP
Inventors: 治可松久
Original assignee: Nidec Copal Corp
Current assignee: Nidec Copal Corp
Priority date: 2014-06-30
Filing date: 2014-06-30
Publication date: 2018-03-20
Anticipated expiration: 2034-06-30
Also published as: CN105278073B; CN105278073A; US9778437B2; JP2016014701A; US20160018623A1

Description

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からなる電磁駆動式の駆動部を備えるレンズ駆動装置が知られている。このようなレンズ駆動装置には、レンズ枠を光軸方向に沿って駆動するオートフォーカス用の駆動装置と、レンズ枠を光軸に交差する方向に駆動する手振れ補正用の駆動装置がある。下記特許文献１に記載されたカメラは、オートフォーカス用の駆動装置と手振れ補正用の駆動装置を合わせて備えている。

このレンズ駆動装置は、駆動されるレンズ枠の位置を検出する位置検出センサーを設けることで、レンズ枠の駆動を位置検出センサーの出力に基づいてフィードバック制御することができる。位置検出センサーとしては、レンズ枠と共に移動し駆動部の一部となるマグネットの磁界を検出するホールセンサーなどが用いられる。

特開２０１１−６５１４０号公報

従来、位置検出センサーを備えたレンズ駆動装置は、位置検出センサーをフレキシブル基板上に実装しており、フレキシブル基板の端子を支持部材上の端子に接続することがなされていた。しかしながら、このようなフレキシブル基板を介した接続を行うと、フレキシブル基板上に位置検出センサーを実装する際の位置ずれとフレキシブル基板を支持部材上の端子に接続する際の位置ずれが重なることになり、高い位置精度で位置検出センサーを装着するには高度な熟練性と慎重な作業が必要になる。また、高い寸法精度でフレキシブル基板を製造する必要があるので、製造コストが高価になる問題があった。

また、検出対象物（マグネットなど）と位置検出センサーとの距離がフレキシブル基板を介在することでばらつき易くなり、この距離を精度良く管理して検出精度を高めるには高い生産管理が必要になる。更には、フレキシブル基板の厚さと位置センサーの厚さが支持部材上で重ねられるので、支持部材の表面からレンズ枠までの距離をある程度離すことが必要になり、レンズ駆動装置の小型化・薄型化の妨げになる問題があった。

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、レンズ枠の駆動をフィードバック制御するための位置検出センサーを簡易に実装することができ、低コスト且つ高い位置精度で取り付けることができること、高度な生産管理をすることなく高い位置検出精度を得ることができること、支持部材とレンズ枠との間隔をできる限り狭めることで、レンズ駆動装置の小型化・薄型化を可能にすること、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、以下の構成を具備するものである。
レンズ枠と、該レンズ枠を駆動方向に対して支持する支持部と、前記レンズ枠を光軸方向と光軸に交差する方向の一方又は両方に駆動する駆動部と、前記支持部に実装され前記レンズ枠の位置を検出するセンサーとを備え、前記支持部は、前記センサーに接続される回路を一体に備えると共に、前記センサーを収容する凹部を備え、前記凹部内に前記回路の端子が露出していることを特徴とするレンズ駆動装置。

本発明の実施形態に係るレンズ駆動装置の分解斜視図である。本発明の実施形態に係る全体構成を示した説明図（（ａ）が平面図、（ｂ）が（ａ）のＸ−Ｘ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ベース支持部材を示した説明図（（ａ）が平面図、（ｂ）が背面図）である。本発明の実施形態に係るレンズ駆動装置のベース支持部材を示した説明図（図３（ａ）におけるＹ−Ｙ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備えた電子機器を示した説明図（（ａ）がカメラ、（ｂ）が携帯情報端末）である。

以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。図１は、本発明の実施形態に係るレンズ駆動装置の分解斜視図を示しており、図２は、本発明の実施形態に係る全体構成を示している（（ａ）が平面図、（ｂ）が（ａ）のＸ−Ｘ断面図）。

レンズ駆動装置１は、レンズ枠２、支持部３、駆動部４を備えている。レンズ枠２は、図示省略したレンズバレルを取り付けるレンズバレル取り付け口２Ｓを備える。レンズバレル取り付け口２Ｓの中心軸がレンズの光軸になる。以後、レンズの物体側を「前」として説明し、レンズの像側を「後」として説明する。図においては、光軸方向をＺ方向で示し、光軸に交差する方向をＸ，Ｙ方向で示す。

駆動部４は、レンズ枠２を光軸方向と光軸に交差する方向の一方又は両方に駆動する。図示の例は、光軸方向に駆動するオートフォーカス用の駆動部と光軸に交差する方向に駆動する手振れ補正用の駆動部を備える例を示しているが、これに限らずオートフォーカス用の駆動部のみ、或いは手振れ補正用の駆動部のみを備えるものであってもよい。図示の例では、駆動部４は、レンズ枠２の胴部に光軸周りに巻かれたフォーカスコイル２０、レンズ枠２の周囲に配置される４個のマグネット２１、４個のマグネット２１のうち磁界の方向が直交する２個の後方にそれぞれ配置される手振れ補正コイル２２（２２Ａ，２２Ｂ）を備えている。

支持部３は、レンズ枠２を駆動部４の駆動方向に対して弾性支持する。駆動部４の推力と支持部３の弾性力の釣り合いでレンズ枠２の位置が制御される。図示の例は、レンズ枠２を光軸方向と光軸に交差する方向に沿って弾性的に支持する例を示しているが、これに限らず、レンズ枠２を光軸方向にのみ弾性的に支持するものであってもよい。

図示の例では、支持部３は、可動支持部材１０、前側板バネ（板バネ）１１，１２、後側板バネ（板バネ）１３、支持ワイヤー１４、ベース支持部材１５を備えている。可動支持部材１０は、レンズ枠２を光軸周りに囲んで、レンズ枠２を光軸方向に弾性支持し、自身が光軸と交差する方向に弾性支持される。図示の可動支持部材１０は光軸周りに角部を有する矩形状になっており、角部が前述したマグネット２１を保持するマグネット保持部１０Ｐになっている。

可動支持部材１０の前端取り付け部１０Ａ，１０Ｂには、前側板バネ１１の外側取り付け部１１Ａ，１１Ｂが取り付けられ、前側板バネ１１の内側取り付け部１１Ｃがレンズ枠２の前面２Ａに設けられる前側取り付け部２Ａ１に取り付けられる。可動支持部材１０の前端取り付け部１０Ｃ，１０Ｄには、前側板バネ１２の外側取り付け部１２Ｂ，１２Ａが取り付けられ、前側板バネ１２の内側取り付け部１２Ｃがレンズ枠２の前面２Ａに設けられる前側取り付け部２Ａ２に取り付けられる。

前側板バネ１１は、外側取り付け部１１Ａ，１１Ｂと内側取り付け部１１Ｃとの間に弾性部１１Ｄ，１１Ｅを備えており、同様に、前側板バネ１２は、外側取り付け部１２Ａ，１２Ｂと内側取り付け部１２Ｃとの間に弾性部１２Ｅ，１２Ｄを備えている。

可動支持部材１０の後端取り付け部１０Ｅには、後側板バネ１３の外側取り付け部１３Ａが取り付けられ、後側板バネ１３の内側取り付け部１３Ｂがレンズ枠２の後面に設けられる後側取り付け部２Ｃに取り付けられる。後側板バネ１３は、外側取り付け部１３Ａと内側取り付け部１３Ｂの間に弾性部１３Ｃを備えている。

レンズ枠２の前側が、弾性部１１Ｄ，１１Ｅ，１２Ｄ，１２Ｅを備える前側板バネ１１，１２を介して可動支持部材１０の前側に支持されており、レンズ枠２の後側が弾性部１３Ｃを備える後側板バネ１３を介して可動支持部材１０の後側に支持されている。これによって、光軸方向の駆動に対してはレンズ枠２が可動支持部材１０に弾性的に支持されている。

ベース支持部材１５は、レンズ枠２及び可動支持部材１０の後側に配置され、底板１５Ｂにレンズを通った光を通過させる中央開口１５Ａを備えている。図示の例では、ベース支持部材１５は、可動支持部材１０と同様に、光軸周りに角部を有する矩形状になっており、角部にワイヤー保持部１５Ｃを備えている。

支持ワイヤー１４（１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃ，１４Ｄ）は、湾曲に対して弾性を有しており、後端がベース支持部材１５のワイヤー保持部１５Ｃに保持されて光軸に沿って立設されている。そして、支持ワイヤー１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃ，１４Ｄの前端は、可動支持部材１０に取り付けられている前側板バネ１１，１２の外側取り付け部１１Ａ，１２Ａ，１１Ｂ，１２Ｂに取り付けられており、支持ワイヤー１４がレンズ枠２を弾性支持する可動支持部材１０を宙吊り状に支持している。これによって、レンズ枠２は支持ワイヤー１４の弾性的な湾曲によって光軸に交差する方向の駆動に対して弾性的に支持されている。

ベース支持部材１５は、外部接続端子１５Ｆを備え、底板１５Ｂに外部接続端子１５Ｆと接続する回路を備えることで、駆動部４への給電端部を構成している。独立した複数の端子を有する外部接続端子１５Ｆの一部は、底板１５Ｂが備える回路を経由してベース支持部材１５のコイル支持部１５Ｄに支持される手振れ補正コイル２２（２２Ａ，２２Ｂ）の両端に接続されており、この手振れ補正コイル２２の給電端子になっている。

また、外部接続端子１５Ｆの一部は、底板１５Ｂが備える回路からワイヤー保持部１５Ｃに保持された支持ワイヤー１４Ａ，１４Ｂと前側板バネ１１，１２を経由してフォーカスコイル２０の両端に接続されており、このフォーカスコイル２０の給電端子になっている。

更に、外部接続端子１５Ｆの一部は、底板１５Ｂが備える回路を経由してベース支持部材１５のセンサー支持部１５Ｅに支持される位置検出センサー６（６Ａ，６Ｂ）に接続されており、位置検出センサー６（６Ａ，６Ｂ）の入出力端子になっている。

フォーカスコイル２０と手振れ補正コイル２２への給電をそれぞれ独立して制御することで、レンズ枠２のフォーカス制御と手振れ補正制御をそれぞれ行うことができる。その際、手振れ補正制御は位置検出センサー６（６Ａ，６Ｂ）の検出信号によるフィードバック制御がなされる。ベース支持部材１５の後方にはフィルター枠Ｆが装着され、更にその後方には図示省略した撮像素子が装着される。また、可動支持部材１０の外周を囲むように中央開口５Ａを備える保護枠５がベース支持部材１５に装着されている。

図３及び図４は、ベース支持部材１５を示した説明図である。図３（ａ）が平面図、図３（ｂ）が背面図であり、図４が図３（ａ）におけるＹ−Ｙ断面図である。ベース支持部材１５には、前述した手振れ補正コイル２２と共に、レンズ枠２の位置を検出する位置検出センサー６（６Ａ，６Ｂ）が配備されている。一対の位置検出センサー６Ａ，６Ｂは、レンズ枠２を支持する可動支持部材１０に保持された一対のマグネット２１の磁界を検出するホールセンサーによって構成することができる。この位置検出センサー６Ａ，６Ｂは、マグネット２１の磁界を検出することで、レンズ枠２の光軸に交差する方向（Ｘ，Ｙ方向）の位置を検出している。この位置検出センサー６Ａ，６Ｂの出力に基づいて手振れ補正コイル２２への給電を制御することで手振れ補正のフィードバック制御が可能になる。

ベース支持部材１５における底板１５Ｂの前面側には、手振れ補正コイル２２（２２Ａ，２２Ｂ）を支持するコイル支持部１５Ｄが設けられると共に、位置検出センサー６（６Ａ，６Ｂ）を支持するセンサー支持部１５Ｅが設けられる。センサー支持部１５Ｅは、位置検出センサー６（６Ａ，６Ｂ）を収容する凹部１７を備えている。また、ベース支持部材１５は、位置検出センサー６（６Ａ，６Ｂ）に接続される回路１６を一体に備えている。この回路１６は、樹脂製のベース支持部材１５に一体成形されたリードフレーム（金属配線）であってもよいし、ＭＩＤ（Molded Interconnect Device：成形回路部品）技術によって樹脂製のベース支持部材１５の表面に印刷やメッキなどで一体化された回路であってもよい。

位置検出センサー６（６Ａ，６Ｂ）が収容される凹部１７には、回路１６の端子１６Ａ，１６Ｂ，１６Ｃ，１６Ｄが露出している。この端子１６Ａ，１６Ｂ，１６Ｃ，１６Ｄは、位置検出センサー６（６Ａ，６Ｂ）がホールセンサーの場合には、＋，−の入力端子と＋，−の出力端子の４端子になる。凹部１７内に収容される位置検出センサー６（６Ａ，６Ｂ）は、凹部１７内に露出する端子１６Ａ，１６Ｂ，１６Ｃ，１６Ｄに半田、導電性接着剤、溶接などの接続部材Ｍで直接接続される。凹部１７の深さは、図４に示すように、凹部１７に収容される位置検出センサー６（６Ａ，６Ｂ）の高さと同程度又はそれ以上にすることが好ましい。これによって、底板１５Ｂの表面に位置検出センサー６（６Ａ，６Ｂ）が突出することがなくなり、ベース支持部材１５に対してレンズ枠２をより近接配備することができる。

なお、図示の例では、位置検出センサー６は、レンズ枠２の光軸に交差する方向の位置を検出するセンサーであるが、これに限らず、レンズ枠２の光軸方向の位置を検出するセンサーであってもよい。この場合には、レンズ枠２にマグネットを固定し、レンズ枠２を支持する支持部にコイルを固定することで、レンズ枠２を光軸方向に沿って駆動する。そして、その支持部に前述した回路１６、端子１６Ａ，１６Ｂ，１６Ｃ，１６Ｄ、凹部１７と同様の構造を採用し、位置検出センサー６を支持部の凹部１７に収納して、端子１６Ａ，１６Ｂ，１６Ｃ，１６Ｄと位置検出センサー６を接続する。

このようなレンズ駆動装置１は、レンズ枠２の駆動をフィードバック制御するための位置検出センサー６を、レンズ枠２を支持する支持部３に直接実装している。これによって、位置検出センサー６を実装するためのフレキシブル基板を省くことができ、位置検出センサー６を簡易に実装することができるので、低コスト且つ少ない位置ずれで取り付けることができる。また、支持部３（ベース支持部材１５）に設けた凹部１７内に位置検出センサー６を収納することで、簡易且つ高い精度で位置検出センサー６を支持部３の設定位置に位置決めすることができる、これによって、レンズ枠２の位置検出精度を高めることができる。

また、位置検出センサー６を直接支持部３に実装することで、位置検出センサー６とレンズ枠２側の検出対象物（マグネットなど）との距離を簡易に高い精度で管理することができ、これによってもレンズ枠２の位置検出精度を高めることができる。更に、フレキシブル基板の厚さを考慮する必要がなく、凹部１７に位置検出センサー６を収納することで支持部３からの位置検出センサー６の突出をなくすことができるので、支持部３に対してレンズ枠２をより近接させてレンズ駆動装置１の小型化・薄型化を図ることができる。また、高価なフレキシブル基板を用いないことでコストの低減も可能になる。

図５は、本発明の実施形態に係るレンズ駆動装置１を備えた電子機器を示している。本発明の実施形態に係るレンズ駆動装置１は、図５（ａ）に示したカメラ１００に搭載することで、小型化が可能になると共に、高いオートフォーカス性能或いは手振れ補正性能を得ることができる。また、図５（ｂ）に示した携帯情報端末（携帯電話、スマートフォンなどを含む）２００に搭載することで、機器全体の薄型化、カメラ機能部分の高機能化及び省スペース化が可能になる。

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。

１：レンズ駆動装置，２：レンズ枠，２Ａ：前面，
２Ａ１，２Ａ２：前側取り付け部，２Ｓ：レンズバレル取り付け口，
２Ｃ：後側取り付け部，
３：支持部，４：駆動部，
５：保護枠，５Ａ：中央開口，
６（６Ａ，６Ｂ）：位置検出センサー，
１０：可動支持部材，１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄ：前端取り付け部，
１０Ｅ：後端取り付け部，１０Ｐ：マグネット保持部，
１１，１２：前側板バネ（板バネ），
１１Ａ，１１Ｂ，１２Ａ，１２Ｂ：外側取り付け部，
１１Ｃ，１２Ｃ：内側取り付け部，
１１Ｄ，１１Ｅ，１２Ｄ，１２Ｅ：弾性部，
１３：後側板バネ（板バネ），
１３Ａ：外側取り付け部，１３Ｂ：内側取り付け部，
１３Ｃ：弾性部，１４（１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃ，１４Ｄ）：支持ワイヤー，
１５：ベース支持部材，１５Ａ：中央開口，１５Ｂ：底板，
１５Ｃ：ワイヤー保持部，１５Ｄ：コイル支持部，１５Ｅ：センサー支持部，
１５Ｆ：外部接続端子，１６：回路，１６Ａ，１６Ｂ，１６Ｃ，１６Ｄ：端子，
１７：凹部，２０：フォーカスコイル，２１：マグネット，
２２（２２Ａ，２２Ｂ）：手振れ補正コイル，
Ｆ：フィルター枠，１００：カメラ，２００：携帯情報端末

Claims

レンズ枠と、
該レンズ枠を駆動方向に対して支持する支持部と、
前記レンズ枠を光軸方向と光軸に交差する方向の一方又は両方に駆動する駆動部と、
前記支持部に実装され前記レンズ枠の位置を検出するセンサーとを備え、
前記支持部は、前記センサーに接続される回路を一体に備えると共に、前記センサーを収容する凹部を備え、
前記凹部内に前記回路の端子が露出していることを特徴とするレンズ駆動装置。
前記凹部は、前記センサーを位置決めしていることを特徴とする請求項１記載のレンズ駆動装置。
前記支持部は、前記レンズ枠を光軸方向の駆動に対して弾性支持する可動支持部材と、該可動支持部材を光軸に交差する方向の駆動に対して弾性支持するベース支持部材を備え、
前記凹部が前記ベース支持部材に設けられ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。
前記センサーは、前記駆動部の一部であり前記可動支持部材に設けられるマグネットの磁界を検出するホールセンサーであることを特徴とする請求項３記載のレンズ駆動装置。
請求項１〜４のいずれか１項に記載されたレンズ駆動装置を備えたカメラ。
請求項１〜４のいずれか１項に記載されたレンズ駆動装置を備えた電子機器。