JP6297433B2 - レンズ駆動装置 - Google Patents

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に記載された従来技術は、オートフォーカス用レンズ駆動装置全体を、光軸に直交し、かつ互いに直交する第１の方向（Ｘ方向）及び第２の方向（Ｙ方向）に移動させることにより、手振れ補正を行うようにした手振れ補正装置であって、オートフォーカス用レンズ駆動装置の底面部で離間して配置されたベースと、このベースの外周部で一端が固定され、光軸に沿って延在し、オートフォーカス用レンズ駆動装置全体を第１の方向（Ｘ方向）及び第２の方向（Ｙ方向）に揺動可能に支持する複数本のサスペンションワイヤーを備えている。

また、この従来技術は、フォーカスコイルが周囲に巻かれたレンズ枠が、オートフォーカス用の板バネを介してレンズ枠の周囲に配置されるマグネットホルダに支持されており、レンズ枠の前端を支持する板バネの外周部にサスペンションワイヤーの前端が固定されている。これによりオートフォーカス用レンズ駆動装置は、板バネを介してレンズ枠を弾性支持するマグネットホルダが光軸方向に延在する複数のサスペンションワイヤーの前端に宙吊り状態で支持されている。

特開２０１１−６５１４０号公報

前述した従来のレンズ駆動装置は、オートフォーカス用レンズ駆動装置に光軸方向に沿った外力が作用すると、これを宙吊り状に支持するサスペンションワイヤーに座屈荷重が加わることになり、過大な外力が加わった場合にはサスペンションワイヤーが破損する虞がある。これに対処するために、サスペンションワイヤーの先端が固定される板バネにサスペンションワイヤーに加わる圧縮力を弾性的に吸収する腕部を設けることがなされている。

しかしながら、このような腕部を設けると、手ぶれ補正に伴うサスペンションワイヤーの揺動によって板バネが振動しやすくなり、板バネ起因の共振や発振によってレンズ枠の動きが不安定になる問題が生じる。特に、レンズ駆動装置の小型化・軽量化の要求によって駆動部が小型化されて推力が小さくなっており、これに対応するために板バネの力量を弱くする必要があることから、板バネの力量に影響を及ぼすこと無く、板バネ起因の共振や発振を抑制することが求められている。

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、板バネの力量に影響を及ぼすこと無く板バネ起因の共振や発振を抑止してレンズ枠の動きを安定化させること、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、該レンズ枠を光軸周りに囲む可動支持部材と、光軸方向の駆動に対して前記レンズ枠を前記可動支持部材に弾性支持する板バネと、前記可動支持部材の後方に配置されるベース支持部材と、前記ベース支持部材から光軸に沿って立設され光軸に交差する方向の駆動に対して前記可動支持部材を弾性支持する支持ワイヤーと、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を備え、前記板バネは、前記支持ワイヤーの先端に固定される角部と、前記可動支持部材の前端に固定される固定部と、該固定部と前記角部とを弾性的に連結する一対の腕部と、該一対の腕部間を連結する連結部とを備え、前記腕部は前記固定部の両端から一つの前記角部に向けて延びており、前記連結部は一対の前記腕部間にアーチ状に架けられ、前記角部と前記連結部との間に開口が形成されており、前記可動支持部材の前端には、前記腕部との間に間隙を設ける段部と前記連結部に沿って凹んだ粘着性部材溜まりが設けられ、前記粘着性部材溜まりに溜めた粘着性部材を前記連結部に接触させ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における可動支持部材と板バネを示した説明図（（ａ）が前側板バネ１１，１２をレンズ枠２と可動支持部材１０に装着した状態を示した平面図であり、（ｂ）が前側板バネ１１，１２を外した状態のレンズ枠２と可動支持部材１０の平面図）である。 図３の要部を詳細に示した説明図（図４（ａ）が平面図、図４（ｂ）が図４（ａ）における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に設けられる前端取り付け部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に設けられる前端取り付け部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の後方に配置され、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、ベース支持部材１５が可動支持部材１０を光軸に交差する方向の駆動に対して弾性的に支持しており、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、底部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、レンズ枠２の周囲に配置される可動支持部材１０と板バネ（前側板バネ１１，１２）を示している。図３（ａ）が前側板バネ１１，１２をレンズ枠２と可動支持部材１０に装着した状態を示した平面図であり、図３（ｂ）が前側板バネ１１，１２を外した状態のレンズ枠２と可動支持部材１０の平面図である。図４は、図３の要部を詳細に示した説明図（図４（ａ）が平面図、図４（ｂ）が図４（ａ）におけるＸ−Ｘ断面図）である。

前側板バネ１１，１２の外側取り付け部１１Ａ，１１Ｂ，１２Ａ，１２Ｂは、支持ワイヤー１４の先端に固定される角部４０と、可動支持部材１０の前端に固定される固定部４１と、固定部４１と角部４０とを弾性的に連結する一対の腕部４２と、一対の腕部４２間を連結する連結部４３とを備えている。角部４０は、可動支持部材１０の角部１０Ｈに対応した位置に配置されており、略三角形状の外側取り付け部１１Ａ，１１Ｂ，１２Ａ，１２Ｂの頂点に位置している。固定部４１は、略三角形状の外側取り付け部１１Ａ，１１Ｂ，１２Ａ，１２Ｂの中央部に位置しており、可動支持部材１０の前端取り付け部１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄにおける取り付け面１０Ｊに固定されている。

一対の腕部４２は、略三角形状の外側取り付け部１１Ａ，１１Ｂ，１２Ａ，１２Ｂの外周部に位置しており、可動支持部材１０の前端に固定される固定部４１に対して角部４０の位置を上下に変位できるように、固定部４１と角部４０とを弾性的に連結している。連結部４３は、一対の腕部４２の間をアーチ状に連結しており、連結部４３と角部４０との間には開口が形成されている。

これに対して、前側板バネ１１，１２の外側取り付け部１１Ａ，１１Ｂ，１２Ａ，１２Ｂが取り付けられる可動支持部材１０の前端取り付け部１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄは、角部１０Ｈが平面視で凹状に形成されてその内側が支持ワイヤー１４の配置スペースになっており、その上に前側板バネ１１，１２の角部４０が配置されて支持ワイヤー１４の先端に固定されている。角部１０Ｈの近接位置には、前側板バネ１１，１２の一対の腕部４２の外側に突出するように回転止め凸部１０Ｇが角部１０Ｈ毎に一対設けられ、この回転止め凸部１０Ｇによって前側板バネ１１，１２の腕部４２などが保護されている。

そして、可動支持部材１０の前端取り付け部１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄには、前側板バネ１１，１２における一対の腕部４２の下に位置して腕部４２との間に隙間を設ける段部１０Ｋと、前側板バネ１１，１２における連結部４３の下に位置して連結部４３に沿って凹んだ粘着性部材溜まり１０Ｌが設けられている。

可動支持部材１０における段部１０Ｋは、前側板バネ１１，１２の固定部４１が固定される取り付け面１０Ｊから一段下がって形成され、前側板バネ１１，１２における腕部４２の湾曲を許容するだけの凹みを有している。また、粘着性部材溜まり１０Ｌは取り付け面１０Ｊから下がって段部１０Ｋの凹みより更に深さｔだけ深い凹みを有しており、粘着性部材溜まり１０Ｌの外側には取り付け面１０Ｊと面一の高さを有する壁部１０Ｎが設けられている。この壁部１０Ｎは前側板バネ１１，１２の角部４０と連結部４３の間の開口内に位置している。粘着性部材溜まり１０Ｌには振動減衰用の粘着性部材が溜められ、その粘着性部材が粘着性部材溜まり１０Ｌ上に位置する前側板バネ１１，１２の連結部４３に接触するように溜められる。

粘着性部材溜まり１０Ｌは、取り付け面１０Ｊとの段差が内壁になっており、壁部１０Ｎとの段差が外壁になっている。更に粘着性部材溜まり１０Ｌは、段部１０Ｋとの段差が左右の壁になっている。このように粘着性部材溜まり１０Ｌは周囲に壁を有する凹みになっているので、その中に溜められて比較的高い粘性を有する振動減衰用の粘着性部材は、外に流れ出ること無く粘着性部材溜まり内に収まった状態を維持することができる。

可動支持部材１０の内側に配置されるレンズ枠２には、その周囲四方にストッパー突起２Ｂと振動減衰用の突出部３０を設けており、可動支持部材１０には、そのストッパー突起２Ｂに対応してストッパー受け１０Ｍを設け、突出部３０に対応して凹部３１を設けている。可動支持部材１０に設けられたストッパー受け１０Ｍは、レンズ枠２に設けられたストッパー突起２Ｂが当たることで、可動支持部材１０内でのレンズ枠２の光軸に交差する方向に向けた過剰な動きを規制している。また、可動支持部材１０に設けた凹部３１とその中に突出する突出部３０との間には振動減衰用の粘着性部材が収容され、この粘着性部材によってレンズ枠２の不要な振動を抑制している。

このような特徴を有するレンズ駆動装置１は、前側板バネ１１，１２が支持ワイヤー１４の先端に固定される角部４０と可動支持部材１０前端に固定される固定部４１とを弾性的に連結する一対の腕部４２を有するので、可動支持部材１０に光軸方向の外力が加わった場合にも腕部４２がこの外力を弾性的に吸収して支持ワイヤー１４に加わる荷重を低減することができる。また、前側板バネ１１，１２が一対の腕部４２間を連結する連結部４３を備えており、可動支持部材１０にはその連結部４３に接触する振動減衰用の粘着性部材を溜める粘着性部材溜まり１０Ｌが設けられているので、支持ワイヤー１４から角部４０を介して一対の腕部４２に伝わる振動を効果的に減衰させることができる。これによって、前側板バネ１１，１２の力量を弱くした場合であっても、板バネ起因の共振や発振を効果的に抑制することができ、レンズ枠２の動きを安定化させることができる。

また、可動支持部材１０に設けられる粘着性部材溜まり１０Ｌは、そこに溜めた振動減衰用の粘着性部材が流れ出にくいように周囲に壁が設けられているので、可動支持部材１０が振動や衝撃を受けた場合にも粘着性部材溜まり１０Ｌ内で粘着性部材を保持して前側板バネ１１，１２に伝わる振動を効果的に減衰させることができる。

また、一対の腕部４２をアーチ状に連結する連結部４３は、振動減衰用の粘着性部材との接触を図る機能に加えて、一対の腕部４２が光軸に交差する方向に変形するのを抑止する補強機能を有しているので、前側板バネ１１，１２の力量を弱くした場合であってもレンズ枠２の振れを効果的に抑止することができる。

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。なお、前述した実施形態における粘着性部材は、紫外線硬化樹脂や、熱硬化性樹脂、グリスなどで制振性を有する部材であればよい。

１：レンズ駆動装置，２：レンズ枠，２Ａ：前面，
２Ｂ：ストッパー突起，２Ｂ１，２Ｂ２：ストッパー面，
２Ａ１，２Ａ２：前端取り付け部，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，
１０Ｆ：外周面，１０Ｇ：回転止め凸部，１０Ｈ：角部，
１０Ｊ：取り付け面，１０Ｋ：段部，１０Ｌ：粘着性部材溜まり，１０Ｎ：壁部，
１０Ｍ：ストッパー面，
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，
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，
３０：突出部，３１：凹部，
４０：角部，４１：固定部，４２：腕部，４３：連結部，
Ｆ：フィルター枠，１００：カメラ，２００：携帯情報端末

Claims (5)

1. レンズ枠と、
   該レンズ枠を光軸周りに囲む可動支持部材と、
   光軸方向の駆動に対して前記レンズ枠を前記可動支持部材に弾性支持する板バネと、
   前記可動支持部材の後方に配置されるベース支持部材と、
   前記ベース支持部材から光軸に沿って立設され光軸に交差する方向の駆動に対して前記可動支持部材を弾性支持する支持ワイヤーと、
   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を備え、
   前記板バネは、前記支持ワイヤーの先端に固定される角部と、前記可動支持部材の前端に固定される固定部と、該固定部と前記角部とを弾性的に連結する一対の腕部と、該一対の腕部間を連結する連結部とを備え、
   前記腕部は前記固定部の両端から一つの前記角部に向けて延びており、前記連結部は一対の前記腕部間にアーチ状に架けられ、前記角部と前記連結部との間に開口が形成されており、
   前記可動支持部材の前端には、前記腕部との間に間隙を設ける段部と前記連結部に沿って凹んだ粘着性部材溜まりが設けられ、
   前記粘着性部材溜まりに溜めた粘着性部材を前記連結部に接触させていることを特徴とするレンズ駆動装置。
2. 前記粘着性部材溜まりは、前記支持ワイヤーに対して前記光軸側に配置され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。
3. 前記粘着性部材溜まりは、その周囲に壁が設けられてい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. 請求項１〜３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。
5. 請求項１〜３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。

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