(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
レンズ部の周囲に配置されるオートフォーカス用コイル部と、前記オートフォーカス用コイル部に対して径方向に離間して配置されるオートフォーカス用マグネット部とを備え、前記オートフォーカス用コイル部と前記オートフォーカス用マグネット部とで構成されるボイスコイルモーターの駆動力を利用して、前記オートフォーカス用マグネット部を含むオートフォーカス固定部に対して前記オートフォーカス用コイル部を含むオートフォーカス可動部を光軸方向に移動させることにより自動的にピント合わせを行うレンズ駆動装置であって、
前記オートフォーカス可動部は、前記オートフォーカス用コイル部を保持するレンズホルダーを有し、
前記レンズホルダーは、ホルダー外周から径方向内側に凹む切欠部と、前記切欠部から径方向外側に突出し前記オートフォーカス用コイル部の端部を絡げる絡げ部を有し、
前記絡げ部の先端は、前記ホルダー外周よりも径方向内側に位置することを特徴とするレンズ駆動装置。
前記絡げ部の径方向に沿う断面形状は、先端側から基端側に向けて縮径するテーパー形状であることを特徴とする請求項1から3のいずれか一項に記載のレンズ駆動装置。
前記絡げ部の径方向に沿う断面形状は、先端側から中央に向けて縮径し、中央から基端側に向けて拡径するすり鉢形状であることを特徴とする請求項1から3のいずれか一項に記載のレンズ駆動装置。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
しかしながら、特許文献2に記載のレンズ駆動装置のように、絡げ部がレンズホルダーのホルダー外周よりも径方向外側に突出している場合、絡げ部の配置スペースを確保する必要があるために省スペース化が阻害され、落下等の外部衝撃にも弱くなる。
【0007】
本発明の目的は、省スペース化を図ることができるとともに、耐衝撃性に優れるレンズ駆動装置、これを備えたカメラモジュール、及びカメラ搭載装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本発明に係るレンズ駆動装置は、レンズ部の周囲に配置されるオートフォーカス用コイル部と、前記オートフォーカス用コイル部に対して径方向に離間して配置されるオートフォーカス用マグネット部とを備え、前記オートフォーカス用コイル部と前記オートフォーカス用マグネット部とで構成されるボイスコイルモーターの駆動力を利用して、前記オートフォーカス用マグネット部を含むオートフォーカス固定部に対して前記オートフォーカス用コイル部を含むオートフォーカス可動部を光軸方向に移動させることにより自動的にピント合わせを行うレンズ駆動装置であって、
前記オートフォーカス可動部は、前記オートフォーカス用コイル部を保持するレンズホルダーを有し、
前記レンズホルダーは、ホルダー外周から径方向内側に凹む切欠部と、前記切欠部から径方向外側に突出し前記オートフォーカス用コイル部の端部を絡げる絡げ部を有し、
前記絡げ部の先端は、前記ホルダー外周よりも径方向内側に位置することを特徴とする。
【0009】
本発明に係るカメラモジュールは、上記のレンズ駆動装置と、
前記オートフォーカス可動部に装着されるレンズ部と、
前記レンズ部により結像された被写体像を撮像する撮像部と、を備えることを特徴とする。
【0010】
本発明に係るカメラ搭載装置は、情報機器または輸送機器であるカメラ搭載装置であって、
上記のカメラモジュールを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【0011】
本発明によれば、オートフォーカス用コイル部の端部が接続される絡げ部が、レンズホルダーのホルダー外周よりも径方向外側に突出しないので、省スペース化を図ることができるとともに、落下等の外部衝撃に対する耐衝撃性が向上する。
【発明を実施するための形態】
【0013】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図1は、本発明の一実施の形態に係るカメラモジュールAを搭載するスマートフォンM(カメラ搭載装置)を示す図である。
図1AはスマートフォンMの正面図であり、
図1BはスマートフォンMの背面図である。
【0014】
スマートフォンMは、例えば背面カメラOCとして、カメラモジュールAを搭載する。カメラモジュールAは、オートフォーカス機能を備え、被写体を撮影するときのピント合わせを自動的に行う。
【0015】
図2は、カメラモジュールAの外観斜視図である。
図3は、レンズ駆動装置1の内部構造(カバー122を取り外した状態)を示す図である。
図2、
図3に示すように、本実施の形態では、直交座標系(X,Y,Z)を使用して説明する。後述する図においても共通の直交座標系(X,Y,Z)で示している。カメラモジュールAは、スマートフォンMで実際に撮影が行われる場合に、X方向が上下方向(又は左右方向)、Y方向が左右方向(又は上下方向)、Z方向が前後方向となるように搭載される。すなわち、Z方向が光軸方向であり、図中上側(Z方向先端側)が光軸方向受光側(「マクロ位置側)ともいう)、下側(Z方向基端側)が光軸方向結像側(「無限遠位置側」ともいう)となる。
【0016】
図2に示すように、カメラモジュールAは、円筒形状のレンズバレルにレンズが収容されてなるレンズ部2及びレンズ駆動装置1等を備える。レンズ部2は、レンズ駆動装置1内のレンズホルダー111(
図3参照)に、例えば接着により固定される。
【0017】
レンズ駆動装置1は、ピント合わせのためにレンズ部2を光軸方向に移動させるオートフォーカス用のアクチュエーターである。レンズ駆動装置1は、AF可動部11、AF固定部12、及び弾性支持部13を備える。AF可動部11は、弾性支持部13によって、弾性的にAF固定部12と接続される。
【0018】
AF可動部11は、レンズ部2の周囲に配置されるAF用コイル部112を有する。AF固定部12は、AF用コイル部112に対して径方向に離間して配置されるマグネット部123を有する。レンズ駆動装置1は、AF用コイル部112とマグネット部123とで構成されるボイスコイルモーターの駆動力を利用して、AF固定部12に対してAF可動部11を光軸方向に移動させることにより、ピント合わせを行う。すなわち、レンズ駆動装置1には、ムービングコイル方式が採用されている。
【0019】
図4は、レンズ駆動装置1の分解斜視図である。
図5は、レンズホルダー111及び下側弾性支持部材132の下方斜視図である。
図4、
図5に示すように、レンズ駆動装置1は、カバー122、上側弾性支持部材131、AF用マグネット部123、レンズホルダー111、AF用コイル部112、下側弾性支持部材132、及びベース部材121等を備える。
【0020】
本実施の形態では、レンズホルダー111及びAF用コイル部112がAF可動部11を構成する。ベース部材121、カバー122、及びAF用マグネット部123がAF固定部12を構成する。上側弾性支持部材131及び下側弾性支持部材132が弾性支持部13を構成する。
【0021】
レンズホルダー111は、AF用コイル部112が巻線される胴部111aと、胴部111aよりも径方向外側に突出する下側フランジ部111bとを有する。胴部111a及び下側フランジ部111bは、平面視において、正方形を面取りした形状、すなわち短辺と長辺が交互に連続する八角形状を有する。4つの長辺部分はそれぞれX方向又はY方向に平行であり、短辺部分はX方向及びY方向と45°の角度で交差する。
【0022】
レンズホルダー111は、胴部111aから下側フランジ部111bにわたって貫通する円柱状のレンズ収容部111cを有する。このレンズ収容部111cに、レンズ部2(
図2参照)が接着又は螺合により固定される。レンズ収容部111cの上部周縁111dは、周囲の面よりも上方に突出して形成される。この部分に上側弾性支持部材131が固定される(以下「上バネ固定部111d」と称する)。レンズ収容部111cの下部周縁の一部111e(
図5、
図6参照)は、周囲の面よりも下方に突出して形成される。この円弧状に突出する部分に下側弾性支持部材132が固定される(以下「下バネ固定部111e」と称する)。
【0023】
レンズホルダー111は、AF用コイル部112の端部を絡げるための絡げ部111fを有する。絡げ部111fは、下側フランジ部111bの対向する二辺に形成された切欠部111gの長さ方向中央に、径方向外側に突出するように設けられる。絡げ部111fを高さ方向ではなく径方向に形成することにより、レンズ駆動装置1の低背化を図ることができる。
【0024】
AF用コイル部112は、ピント合わせ時に通電される空芯コイルであり、レンズホルダー111の胴部111aの外周面に巻線される。AF用コイル部112の端部は、レンズホルダー111の絡げ部111fに絡げられ、下側弾性支持部材132(下側板バネ132A、132B)と電気的に接続される。
【0025】
カバー122は、レンズホルダー111と同様に、平面視において、正方形を面取りした形状、すなわち短辺と長辺が交互に連続する八角形状を有する有蓋角筒体である。カバー122は、上面に円形の開口122aを有する。この開口122aからレンズ部2が外部に臨む。カバー122の面取りされた四隅部分(短辺部分)の内面122bには、マグネット部123が例えば接着により固定される(以下「マグネット収容部122b」と称する)。カバー122は磁性材料で形成され、ヨークとして機能する。カバー122は、ベース部材121に載置され、例えば接着により固定される。
【0026】
ベース部材121は、平面視で正方形状の部材であり、中央に開口121aを有する。カメラモジュールAにおいて、ベース部材121の光軸方向結像側には、撮像素子(図示略)を有するイメージセンサー基板(撮像部、図示略)が配置される。撮像素子(図示略)は、例えばCCD(chargecoupled device)型イメージセンサー、CMOS(complementary metal oxide semiconductor)型イメージセンサー等により構成され、レンズ部2により結像された被写体像を撮像する。
【0027】
ベース部材121は、カバー122のマグネット収容部122bに対応する位置に、下バネ固定部121bを有する。下バネ固定部121bは、周囲の面から上方に突出して形成される。下バネ固定部121bの外側部分を含むベース部材121の周縁部121cは、カバー122の下部に沿う凹凸形状を有する(以下「カバー取付部121c」と称する)。カバー122は、下バネ固定部121bの外縁によって位置決めされた状態でカバー取付部121cに載置され、例えば接着により固定される。
【0028】
ベース部材121には、インサート成形により、端子金具121d、121e等が埋め込まれる。端子金具121d、121eは、一端部がベース部材121の下バネ固定部121bから露出し、他端部はベース部材121の下部から露出する。端子金具121d、121eの一端部は、それぞれ下側板バネ132A、132Bと電気的に接続され、他端部は、イメージセンサー基板(図示略)の電源ライン(図示略)と電気的に接続される。
【0029】
マグネット部123は、4つの等脚台形柱状の永久磁石123A〜123Dで構成される。永久磁石123A〜123Dは、それぞれカバー122のマグネット収容部122bに沿う外形を有する。永久磁石122A〜122Dは、AF用コイル部112に径方向に横切る磁界が形成されるように着磁される。例えば、永久磁石123A〜123Dは、内周側がN極、外周側がS極に着磁される。マグネット部123及びAF用コイル部112によって、AF用ボイスコイルモーターが構成される。マグネット部123の上面には、上側弾性支持部材131が固定される。マグネット部123の下面は、ベース部材121の下バネ固定部121bと対向する。
【0030】
上側弾性支持部材131は、例えばベリリウム銅、ニッケル銅、ステンレス等からなる板バネである。上側弾性支持部材131は、AF固定部12(マグネット部123)に対してAF可動部11(レンズホルダー111)を弾性支持する。上側弾性支持部材131は、マグネット部123をカバー122に取り付けたときに、マグネット部123とカバー122とで挟持される。
【0031】
ここでは、上側弾性支持部材131は、Z軸に関して点対称に配置される2つの上側板バネ131A、131Bで構成される。上側板バネ131A、131Bは、例えば、一枚の板金を打ち抜いて成形される。上側板バネ131A、131Bは、例えばレンズホルダー111及びマグネット部123への取付段階では連結されており、レンズホルダー111及びマグネット部123に固定された後、不要部分を切断して分断される。上側板バネ131A、131Bは同様の構成を有するので、上側板バネ131Bについての説明は省略する。
【0032】
上側板バネ131Aは、レンズホルダー固定部131a、131b、マグネット固定部131c、131d、及びアーム部131e、131fを有する。レンズホルダー固定部131a、131bは、レンズホルダー111の上バネ固定部111dに沿う円弧状の連結部131gで連結される。
【0033】
アーム部131e、131fは、それぞれレンズホルダー固定部131aとマグネット固定部131c、レンズホルダー固定部131bとマグネット固定部131dを連結する。アーム部131e、131fは、つづら折り形状を有し、AF可動部11が移動するときに弾性変形する。
【0034】
上側板バネ131Aは、レンズホルダー固定部131a、131bの固定穴が、レンズホルダー111の位置決めボス111hに挿嵌されることにより、レンズホルダー111に対して位置決めされ、位置決めボス111hに接着剤塗布又は位置決めボス111hを熱かしめすることで固定される。
【0035】
上側板バネ131Aは、マグネット固定部131c、131dの固定穴が、永久磁石123A、123Bの上面に形成された位置決めボス(図示略)に挿嵌されることにより、永久磁石123A、123Bに対して位置決めされ、位置決めボス(図示略)に接着剤塗布することで固定される。AF可動部11が光軸方向に移動するとき、レンズホルダー固定部131a、131bは、AF可動部11とともに変位する。
【0036】
下側弾性支持部材132は、上側弾性支持部材131とほぼ同様の構成を有する。すなわち、下側弾性支持部材132は、例えばベリリウム銅、ニッケル銅、ステンレス等からなる板バネである。下側弾性支持部材132は、AF固定部12(ベース部材121)に対してAF可動部11(レンズホルダー111)を弾性支持する。
【0037】
ここでは、下側弾性支持部材132は、Z軸に関して点対称に配置される2つの下側板バネ132A、132Bで構成される。下側板バネ132A、132Bは、例えば、一枚の板金を打ち抜いて成形される。下側板バネ132A、132Bは、例えばレンズホルダー111及びベース部材121への取付段階では連結され、レンズホルダー111及びベース部材121に固定された後、不要部分を切断して分断される。下側板バネ132A、132Bは同様の構成を有するので、下側板バネ132Bについての説明は省略する。
【0038】
下側板バネ132Aは、レンズホルダー固定部132a、132b、ベース固定部132c、132d、及びアーム部132e、132fを有する。レンズホルダー固定部132a、132bは、レンズホルダー111の下バネ固定部111e(
図5、
図6参照)に沿う円弧状の連結部132gで連結される。また、下側板バネ132Aは、連結部132gに沿って形成されたはんだ付け部132h及び補助固定部132j(2箇所)を有する。
【0039】
下側板バネ132Aは、レンズホルダー固定部132a、132bの固定穴がレンズホルダー111の位置決めボス111jに挿嵌されるとともに、補助固定部132jの固定穴がレンズホルダー111の位置決めボス111kに挿嵌されることにより、レンズホルダー111に対して位置決めされ、位置決めボス111j、111kに接着剤塗布又は位置決めボス111j、111kを熱かしめすることで固定される。
【0040】
下側板バネ132Aのはんだ付け部132hは、レンズホルダー111の絡げ部111fの基端側に位置し、絡げ部111fに絡げられたAF用コイル部112とはんだ付けにより電気的に接続される。下側板バネ132A、132Bを介して、AF用コイル部112への給電が行われる。
【0041】
絡げ部111fとAF用コイル部112とをはんだ付けする際、はんだごてのこて先を、レンズホルダー111の絡げ部111fに局所的に押し当てるのではなく、レンズホルダー111の本体側からAF用コイル部112と下側板バネ132Aのはんだ付け部132hとの境界部に押し当てることができるため、レンズホルダー111への熱によるダメージは格段に軽減される。そのため、レンズホルダー111には、耐熱性の比較的低い材料を適用することもできる。
【0042】
下側板バネ132Aは、ベース固定部132c、132dの固定穴が、ベース部材121の位置決めボス121fに挿嵌されることにより、ベース部材121に対して位置決めされ、位置決めボス121fに接着剤塗布又は位置決めボス121fを熱かしめすることで固定される。AF可動部11が光軸方向に移動するとき、レンズホルダー固定部132a、132bは、AF可動部11とともに変位する。
【0043】
レンズ駆動装置1において自動ピント合わせを行う場合には、AF用コイル部112に通電が行われる。AF用コイル部112に通電すると、マグネット部123の磁界とAF用コイル部112に流れる電流との相互作用により、AF用コイル部112にローレンツ力が生じる。ローレンツ力の方向は、マグネット部123による磁界の方向とAF用コイル部112に流れる電流の方向に直交する方向(Z方向)である。マグネット部123は固定されているので、AF用コイル部112に反力が働く。この反力がAF用ボイスコイルモーターの駆動力となり、AF用コイル部112を有するAF可動部11が光軸方向に移動し、ピント合わせが行われる。
【0044】
図6は、レンズホルダー111の下面図である。
図6に示すように、レンズホルダー111の絡げ部111fは、下側フランジ部111bの対向する二辺に形成された切欠部111gの長さ方向中央に設けられる。絡げ部111fは、切欠部111gを基端として径方向外側に突出するが、その先端はレンズホルダー111のホルダー外周P(
図6の一点鎖線)よりも内側に位置する。ホルダー外周Pは、切欠部111gがない場合の平面視におけるレンズホルダー111の外形で規定される。
【0045】
絡げ部111fはレンズホルダー111の配置スペース内に収まるので、絡げ部111fの配置スペースを考慮して設計する必要はなく、設計の自由度が向上する。また、従来のように、絡げ部がホルダー外周よりも径方向外側に突出する場合に比較して、省スペース化を図ることができる。さらには、落下等の外部衝撃が直接絡げ部111fに加わらないので、外部衝撃による絡げ部111fの破損を防止することができる。
【0046】
図7は、絡げ部111fの断面形状の一例を示す図である。絡げ部111fのAF用コイル部112を巻線する部分の径方向に沿う断面形状は、
図7Aに示すようにフラットな直胴形状であってもよいし、
図7Bに示すように先端側から基端側に向けて縮径するテーパー形状であってもよいし、
図7Cに示すように先端側から中央に向けて縮径し、中央から基端側に向けて拡径するすり鉢形状であってもよい。
図7Bに示すテーパー形状又は
図7Cに示すすり鉢形状の場合、はんだSが巻線部分に入り込みやすいので、
図7Aに示す形状に比較してAF用コイル部112の位置精度を高めることができる。
【0047】
このように、レンズ駆動装置1は、レンズ部2の周囲に配置されるAF用コイル部112と、AF用コイル部112に対して径方向に離間して配置されるAF用マグネット部123とを備え、AF用コイル部112とAF用マグネット部123とで構成されるボイスコイルモーターの駆動力を利用して、AF用マグネット部123を含むAF固定部12に対してAF用コイル部112を含むAF可動部11を光軸方向に移動させることにより自動的にピント合わせを行う。AF可動部11は、AF用コイル部112を保持するレンズホルダー111を有する。レンズホルダー111は、ホルダー外周Pから径方向内側に凹む切欠部111gと、切欠部111gから径方向外側に突出しAF用コイル部112の端部を絡げる絡げ部111fを有する。絡げ部111fの先端は、ホルダー外周Pよりも径方向内側に位置する。
【0048】
レンズ駆動装置1によれば、AF用コイル部112の端部が接続される絡げ部111fが、レンズホルダー111のホルダー外周Pよりも径方向外側に突出しないので、省スペース化を図ることができるとともに、落下等の外部衝撃に対する耐衝撃性が向上する。
【0049】
以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づいて具体的に説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で変更可能である。
【0050】
例えば、レンズホルダー111の外形は、八角形以外の多角形であってもよいし、円形であってもよい。レンズホルダー111の外形が円形の場合も、周面に沿って切欠部を形成し、ホルダー外周から突出しないように絡げ部を配置することができる。
【0051】
また例えば、絡げ部111fをレンズホルダー111の光軸方向受光側の部位に配置し、上側弾性支持部材131とAF用コイル部112とを電気的に接続して、上側弾性支持部材131を介して給電が行われるようにしてもよい。
【0052】
本発明は、AF機能とともに、撮影時に生じる手振れ(振動)を光学的に補正して画像の乱れを軽減する振れ補正機能(いわゆるOIS機能、OIS:Optical Image Stabilization)を備えたレンズ駆動装置に適用することもできる。
【0053】
実施の形態では、カメラモジュールAを備えるカメラ搭載装置の一例として、カメラ付き携帯端末であるスマートフォンを挙げて説明したが、本発明は、情報機器または輸送機器であるカメラ搭載装置に適用できる。情報機器であるカメラ搭載装置とは、カメラモジュールとカメラモジュールで得られた画像情報を処理する制御部を有する情報機器であり、例えばカメラ付き携帯電話機、ノート型パソコン、タブレット端末、携帯型ゲーム機、webカメラ、カメラ付き車載装置(例えば、バックモニター装置、ドライブレコーダー装置)を含む。また、輸送機器であるカメラ搭載装置とは、カメラモジュールとカメラモジュールで得られた画像を処理する制御部を有する輸送機器であり、例えば自動車を含む。
【0054】
図8は、車載用カメラモジュールVC(Vehicle Camera)を搭載するカメラ搭載装置としての自動車Cを示す図である。
図8Aは自動車Cの正面図であり、
図8Bは自動車Cの後方斜視図である。自動車Cは、車載用カメラモジュールVCとして、実施の形態で説明したカメラモジュールAを搭載する。
図8に示すように、車載用カメラモジュールVCは、例えば前方に向けてフロントガラスに取り付けられたり、後方に向けてリアゲートに取り付けられたりする。この車載用カメラモジュールVCは、バックモニター用、ドライブレコーダー用、衝突回避制御用、自動運転制御用等として使用される。
【0055】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。