JP7450648B2

JP7450648B2 - レンズ駆動装置及び電子機器

Info

Publication number: JP7450648B2
Application number: JP2022000309A
Authority: JP
Inventors: かつゆき石黒
Original assignee: Vivo Mobile Communication Co Ltd
Current assignee: Vivo Mobile Communication Co Ltd
Priority date: 2022-01-04
Filing date: 2022-01-04
Publication date: 2024-03-15
Anticipated expiration: 2042-01-04
Also published as: JP2023099975A; WO2023131180A1

Description

本開示は、光学素子分野に係り、特に、レンズ駆動装置及び電子機器に係る。

一般に、外形サイズの大きいイメージセンサーに対応した光学系は直径とともにその全長も長くなる傾向にある。近年スマートフォン等の携帯機器が搭載されるイメージセンサも大型化する傾向にあり、携帯機器への搭載はその厚みの制約から光学的全長を未使用時には光軸方向に縮める事を可能とする手法が一般的となっている。

従来では、デジタルカメラに、光学的距離の伸縮用のアクチュエータとオートフォーカス（ＡＦ：ＡｕｔｏＦｏｃｕｓ）用のアクチュエータを個別に設置して、光学的距離の伸縮用のアクチュエータは精密な動作は期待できないＤＣモーターを使用し、ＡＦ用のアクチュエータは精密な動作が可能なステッピングモータとリードスクリューを使用することが多い。

しかし、従来では、２個のアクチュエータを必要とし、そのサイズからスマートフォン等の携帯機器への搭載が難しくなり、実用化が困難となっている。例えば、特許文献１において、従来例の光学的距離の伸縮とオートフォーカスを備えた機構の内部構造を開示し、円筒内面のカムによる回転による光学的距離の伸縮に伸縮用のモーターとオートフォーカス用モーターの２つを備える構造が示されている。しかし、そのサイズは大きすぎでスマートフォン等の携帯機器への搭載が困難である。

特開２０１０－１２８３５３号公報

本開示の実施例の目的としては、レンズ駆動装置及び電子機器を提供し、光学的距離の伸縮とオートフォーカスに同一のアクチュエータを共用し、レンズ駆動装置のサイズを小さくでき、コストも低減される。使用される部品数を減らして、レンズ駆動装置のコストを低減する。

上記の技術問題を解決するために、本開示は、以下のように実現される。
第一の態様としては、本開示の実施例は、レンズ駆動装置であって、
アクチュエータ基板１２と、
エレベータープレート２と、
アクチュエータ９と、
アクチュエータ軸１１とを含み、
前記アクチュエータ基板１２とエレベータープレート２に、お互いに連動する介ガイド機構が搭載され、前記ガイド機構は前記エレベータープレート２をカメラレンズ光軸方向に沿って前記アクチュエータ基板１２から離れるか近づくようにガイドし、
前記アクチュエータ９とアクチュエータ軸１１は当接し、前記アクチュエータ９が振動すると、アクチュエータ軸１１との摩擦力により前記エレベータープレート２をカメラレンズ光軸方向に沿って移動させる。
第二の態様としては、本開示の実施例は、電子機器であって、前記の第一の態様に記載のレンズ駆動装置を含む。

本開示の実施例では、伸縮機構を有する光学系において、光学系の伸縮とオートフォーカスに同一のアクチュエータを共用し、レンズ駆動装置のコストを低減する。そして、使用される部品数を減らすことにより、本開示の実施例では、レンズ駆動装置のサイズを小さくでき、レンズ駆動装置の構成がさらにコンパクトさせ、携帯式電子機器に適用できる。

本開示の実施例によるレンズ駆動装置の構造分解の概念図である。本開示の実施例によるレンズ駆動装置の斜視構造概念図。本開示の実施例におけるレンズ駆動装置の異なる移動状態での構造概念図。本開示の実施例におけるレンズ駆動装置の第一状態での構造概念図。本開示の実施例におけるレンズ駆動装置の第二状態での構造概念図。

以下、本開示の実施例の図面とともに、本開示の実施例の技術手段を明確且つ完全的に記載する。明らかに、記載する実施例は、本開示の実施例の一部であり、全てではない。本開示の実施例に基づき、当業者が創造性のある作業をしなくても為しえる全ての他の実施例は、いずれも本開示の保護範囲に属するものである。

本開示の明細書及び特許請求の範囲における用語「第１」、「第２」などは、類似した対象を区別するためのものであり、必ずしも特定の順序又は優先順位を説明するためのものではない。ここで説明した本開示の実施例が、例えばここでの図示又は説明以外の順序でも実施できるように、このように使用されたデータは、適宜入れ替えてもよいと理解すべきである。尚且つ、用語「第１」、「第２」などにより区別される対象は、通常同種なものであり、対象な数を限定しない。例えば、第一対象は、一つでもよく、複数でもよい。なお、明細書及び特許請求の範囲における「及び／又は」は、接続対象の少なくとも１つを表す。文字「／」は、一般に、前後関連な対象が「或いは」の関係となることを示す。

本開示の実施例によるレンズ駆動装置において、光学系の伸縮とオートフォーカス動作に同一のアクチュエータを共有できる。具体的に、図１と図２に示すように、該レンズ駆動装置において、アクチュエータ基板１２と、エレベータープレート２と、アクチュエータ９と、アクチュエータ軸１１を含み、前記アクチュエータ基板１２は、ガイド機構を介してエレベータープレート２と接続し，前記ガイド機構は、前記エレベータープレート２をカメラレンズ光軸方向に沿って前記アクチュエータ基板１２から離れるか近づくようにガイドし、前記アクチュエータ９とアクチュエータ軸１１は当接し、前記アクチュエータ９が振動すると、アクチュエータ軸１１との摩擦力により前記エレベータープレート２をカメラレンズ光軸方向に沿って移動させる。

具体的に、図１と図２において、前記アクチュエータ軸１１は、アクチュエータ基板１２に搭載され、前記アクチュエータ９は、前記エレベータープレート２に搭載される。また、この搭載の別の方式として、本開示の実施例では、前記アクチュエータ９は、アクチュエータ基板１２に搭載され、前記アクチュエータ軸１１は、前記エレベータープレート２に搭載されてもよい。

一つの実現方式として、本開示の実施例に採用される前記ガイド機構において、前記アクチュエータ基板１２に垂直に搭載される少なくとも二つのガイド軸１０と、前記ガイド軸１０と一対一対応する、前記エレベータープレート２に垂直に搭載される少なくとも二つのガイドチューブ３を含み、前記ガイド軸１０が、対応するガイドチューブ３に挿入され、且つ、前記ガイドチューブ３内を上下に移動でき、前記カメラレンズ光軸方向が前記ガイド軸に平行する。また、前記アクチュエータ基板１２とエレベータープレート２に伸縮カバー８が設置される。

本開示の実施例において、前記アクチュエータ９は、リニアアクチュエータを用いる。具体的に、ピエゾアクチュエータ（ＰｉｅｚｏＭｏｔｏｒ）、ボイスコイルアクチュエータ（ＶＣＭ：ＶｏｉｃｅＣｏｉｌＡｃｔｕａｔｏｒ）または、スクリューによってリニアに変換する回転式アクチュエータであってもよい。具体的な応用において、携帯式電子機器の利用可能な空間に応じて適当なアクチュエータを選択してもよい。一般的に、ピエゾアクチュエータは、小型で、大きい移動距離を実現できるので、本開示の実施例では、ピエゾアクチュエータを用いることを望ましい。図１と図２において、ピエゾアクチュエータが用いられる。

ピエゾアクチュエータを用いて駆動する場合に、ピエゾアクチュエータ９（ＰｉｅｚｏＭｏｔｏｒ）とアクチュエータ軸11が一定な圧力で当接する。ピエゾアクチュエータ９（ＰｉｅｚｏＭｏｔｏｒ）に高周波電圧をかけると、ピエゾアクチュエータ（ＰｉｅｚｏＭｏｔｏｒ）に微小な振動を発生させて、アクチュエータ軸１１との摩擦力により、エレベータープレート２を軸の長手方向へ移動させる。

ここで、ピエゾアクチュエータを用いる理由としては、ピエゾアクチュエータの振動プレートがアクチュエータ軸を移動することによって、軸の長さに対応するストローク（Ｓｔｒｏｋｅ）と微小な振動により駆動でき、さらに、適当にアクチュエータを制御することで、オートフォーカスための微小な移動を実現できることである。

エレベータープレート２が移動する中、エレベータープレート２の位置検出を必要とし、位置検出結果を取得し、位置検出結果を光学的伸縮距離とオートフォーカスの制御に用いる。具体的に、図１と図２に示すように、本開示の実施例では、前記エレベータープレート２にポジション磁石を固定に搭載し，前記アクチュエータ基板１２に磁気センサーとモータドライバーを固定に搭載する。前記磁気センサー５は、ポジション磁石４と連動し、前記エレベータープレート２の位置を検出する。前記モータドライバー６は、前記磁気センサー５に検出した前記エレベータープレート２の位置に基づいて、前記アクチュエータ９を動させるように駆動し、前記エレベータープレート２を目標位置まで移動させるように制御する。

別の方式として、本開示の実施例では、磁気センサー５とモータドライバー６を固定に前記エレベータープレート２に搭載し、前記ポジション磁石４を固定に前記アクチュエータ基板１２に搭載してもよい。

本開示の実施例では、光学系の伸縮とオートフォーカスの動作に同一のアクチュエータを共用でき、すなわち、前記モータドライバー６は、具体的に、光学的距離の伸縮の制御指令及び、オートフォーカスの制御指令を受けて、前記エレベータープレート２が移動した前記目標位置を確定する。

引き続き、図１と図２を参照し、本開示の実施例では、前記アクチュエータ基板１２にイメージセンサーモジュール１３を固定に搭載し、前記エレベータープレート２にレンズ１と光学式手ブレ補正機（ＯｐｔｉｃａｌＩｍａｇｅＳｔａｂｉｌｉｓｅｒ）７を固定に搭載する。エレベータープレート２により、軸の長手方向に移動させて、図３に示す異なる移動状態を実現できる。図３に異なる移動状態で実現できる光学的距離の伸縮１４とオートフォーカス空間１５を示す。図４と図５に、さらに、異なる移動状態でのアクチュエータ９とアクチュエータ軸１１の相対位置。図４において、レンズ１とイメージセンサーモジュール１３との距離が小さくて、この時、アクチュエータ９とアクチュエータ軸１１の下半部分が当接する。図５において、レンズ１が位置するエレベータープレートがイメージセンサーモジュールから離れる移動を生じるため、レンズ１とイメージセンサーモジュール１３との距離が大きくなり、この時、アクチュエータ９とアクチュエータ軸１１との上半部分が当接する。

上記のように、本開示の実施例では、光学的距離の伸縮制御とオートフォーカス制御に同一のアクチュエータを共用し、レンズ駆動装置に使用される部品数を減らして、装置のサイズを小さくて、装置のコストを低減できる。

上記のレンズ駆動装置によれば、本開示の実施例は、電子機器を提供する。この電子機器は、前記レンズ駆動装置を光学的距離の伸縮制御とオートフォーカス制御のアクチュエータとする。この電子機器は、具体的に、スマトフォン、ノートパソコン、ＰＤＡなどの機器である。

以上、本開示の実施例を図面に基づいて記載したが、本発明は、上記の具体的な実施形態に限定されるものではない。上記の具体的な実施形態は、例示的なものであり、限定的なものではない。本開示の示唆を受け、当業者が本開示の趣旨および特許請求の範囲から逸脱することなくなしえる多くの形態は、すべて本開示の保護範囲に含まれる。

Claims

レンズ駆動装置であって、
アクチュエータ基板（１２）と、
エレベータープレート（２）と、
アクチュエータ（９）と、
アクチュエータ軸（１１）とを含み、
前記アクチュエータ基板（１２）は、ガイド機構を介してエレベータープレート（２）と接続し，前記ガイド機構は前記エレベータープレート（２）をカメラレンズ光軸方向に沿って前記アクチュエータ基板１２から離れるか近づくようにガイドし、
前記アクチュエータ（９）とアクチュエータ軸（１１）は当接し、前記アクチュエータ（９）が振動すると、アクチュエータ軸（１１）との摩擦力により前記エレベータープレート（２）をカメラレンズ光軸方向に沿って移動させ、
前記アクチュエータ（９）は、前記アクチュエータ基板（１２）に搭載され、前記アクチュエータ軸（１１）は、前記エレベータープレート（２）に搭載されることを特徴する。
請求項１に記載のレンズ駆動装置であって、
前記エレベータープレート（２）に、ポジション磁石（４）を固定に搭載し，前記アクチュエータ基板（１２）に磁気センサー（５）とモータドライバー（６）を固定に搭載し、または、前記エレベータープレート（２）に磁気センサー（５）とモータドライバー（６）を固定に搭載し，前記アクチュエータ基板（１２）にポジション磁石（４）を固定に搭載し、
前記磁気センサー（５）とポジション磁石（４）が連動して、前記エレベータープレート（２）の位置を検出し、
前記モータドライバー（６）は、前記磁気センサー（５）により検出された前記エレベータープレート（２）の位置に基づいて、前記アクチュエータ（９）を動かせるように駆動し、前記エレベータープレート（２）を目標位置まで移動するように制御するためのものであることを特徴する。
請求項２に記載のレンズ駆動装置であって、
前記モータドライバー（６）は、具体的に、光学的距離の伸縮の制御指令及び、オートフォーカスの制御指令を受けて、前記エレベータープレート（２）が移動した前記目標位置を確定するためのものであることを特徴とする。
請求項１に記載のレンズ駆動装置であって、
前記アクチュエータ（９）は、ピエゾアクチュエータであることを特徴とする。
請求項１に記載のレンズ駆動装置であって、
前記アクチュエータ基板（１２）にイメージセンサーモジュール（１３）を固定に搭載し，前記エレベータープレート（２）にレンズ（１）と光学式手ブレ補正機（７）を固定に搭載することを含むことを特徴とする。
請求項１に記載のレンズ駆動装置であって、
前記ガイド機構において、
前記アクチュエータ基板（１２）に垂直に搭載される少なくとも二つのガイド軸（１０）と、前記ガイド軸（１０）と一対一対応する、前記エレベータープレート（２）に垂直に搭載される少なくとも二つのガイドチューブ（３）を含み、
前記ガイド軸（１０）が、対応するガイドチューブ（３）に挿入され、且つ、前記ガイドチューブ（３）内を上下に移動でき、前記カメラレンズ光軸方向が前記ガイド軸に平行することを特徴とする。
請求項１に記載のレンズ駆動装置であって、
前記アクチュエータ基板（１２）と前記エレベータープレート（２）との間に伸縮カバー（８）が設置されることを特徴とする。
電子機器であって、
請求項１～７のいずれかの一つに記載のレンズ駆動装置を含むことを特徴とする。