特許 6533821 レンズ駆動装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6533821

(24)【登録日】2019年5月31日

(45)【発行日】2019年6月19日

(54)【発明の名称】レンズ駆動装置

(51)【国際特許分類】

   G03B 5/00 20060101AFI20190610BHJP

   G02B 7/04 20060101ALI20190610BHJP

【ＦＩ】

   G03B5/00 J

   G02B7/04 E

【請求項の数】7

【全頁数】10

(21)【出願番号】特願2017-213885(P2017-213885)

(22)【出願日】2017年11月6日

(62)【分割の表示】特願2013-254226(P2013-254226)の分割

【原出願日】2013年12月9日

(65)【公開番号】特開2018-25826(P2018-25826A)

(43)【公開日】2018年2月15日

【審査請求日】2017年11月14日

(73)【特許権者】

【識別番号】000001225

【氏名又は名称】日本電産コパル株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000626

【氏名又は名称】特許業務法人 英知国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】色摩 和雄

(72)【発明者】

【氏名】渡部 博之

【審査官】 越河 勉

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１３−２１０５５０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１４−０８５６２４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１４−１２６６６８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１４−０５２６２０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−０９７１６８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０３Ｂ ５／００

Ｇ０２Ｂ ７／０２−７／１６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

矩形状の枠体と、
前記枠体に配置され、光軸に対して直交する平面内で前記枠体に移動可能に支持される矩形状の可動部材と、
前記可動部材内に配置され、前記可動部材に対して光軸方向に移動可能に支持されるレンズ枠とを備え、
前記枠体の隣接する２つの隅部には、前記可動部材を前記光軸に対して直交する方向に移動させる手振れ補正コイルがそれぞれ配置され、
前記枠体の他の２つの隅部には、前記可動部材の位置を検出するための位置検出素子が取り付けられており、
前記可動部材の２つの隅部の内側には、前記手振れ補正コイルの上に前記可動部材を前記光軸に対して直交する方向に移動させるマグネットがそれぞれ配置され、
前記可動部材の他の２つの隅部の内側には、前記位置検出素子の上にマグネットがそれぞれ配置されていることを特徴とするレンズ駆動装置。

【請求項2】

前記レンズ枠は、連結部材の弾性アーム部を介して前記可動部材に支持され、
前記可動部材は、前記連結部材の一端に固定されたワイヤを介して前記枠体に支持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。

【請求項3】

前記レンズ枠の外周は直線部を有する多角形状であり、
前記レンズ枠の外周には、前記直線部において前記マグネットと対向するように、光軸周りに焦点調整コイルが巻き回さ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。

【請求項4】

前記位置検出素子の上には、前記マグネットが直接対向して配置されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項記載のレンズ駆動装置。

【請求項5】

前記枠体は、前記可動部材を収容するボックス状のカバーを有する請求項１〜４のいずれか１項記載のレンズ駆動装置。

【請求項6】

請求項１〜５のいずれか１項記載のレンズ駆動装置を備えた携帯電話器。

【請求項7】

請求項１〜５のいずれか１項記載のレンズ駆動装置を備えた電子機器。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、光軸に対して直交する平面内でレンズを移動させて手振れを補正するレンズ駆動装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、このような分野の技術として特許文献１がある。特許文献１には、カメラに用いられる手振れ補正装置が開示されている。この手振れ補正装置では、オートフォーカス用レンズ駆動装置が、光軸に対して直交する方向に揺動可能に支持されている。より詳細には、ベースプリント基板の四隅部に４本のサスペンションワイヤの一端側が固定され、サスペンションワイヤの他端側はオートフォーカス用レンズ駆動装置のプリント配線基板に接着剤やはんだ等で固定されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１１―６５１４０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかし、特許文献１の手振れ補正装置に衝撃が作用すると、サスペンションワイヤが固定されたプリント配線基板が過度に揺動して、オートフォーカス用レンズ駆動装置を収容したカバーにプリント配線基板が衝突する虞がある。プリント配線基板がカバーに衝突すると、サスペンションワイヤとプリント配線基板との接続部に負荷が生じる可能性があるため、手振れ補正装置の耐衝撃性を高め難い。

【0005】

そこで、本発明は、耐衝撃性を高めることができるレンズ駆動装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明に係るレンズ駆動装置は、枠体と、枠体に配置され、光軸に対して直交する平面内で移動する可動部材と、枠体と可動部材とに配置され、光軸に対して直交する方向に可動部材を移動させる可動部材用駆動手段と、枠体に対して可動部材を平面内で移動可能に支持する支持手段と、を備え、支持手段は、可動部材に取り付けられた可動部材用駆動手段のマグネットに対して固定された連結部材と、一端が連結部材に固定されると共に他端が枠体に固定され、連結部材を平面内で移動可能に支持するワイヤと、を有し、連結部材には、連結部材の弾性アーム部を介してレンズ枠が固定されると共に、連結部材は、可動部材によって形成された空間に配置されている。

【0007】

本発明に係るレンズ駆動装置は、連結部材が可動部材に対して固定されているため、可動部材が移動しても連結部材と可動部材との間の相対位置関係は変化しない。一方、連結部材と枠体との間の相対位置関係は、可動部材の移動に伴って変化する。ここで、連結部材は、可動部材によって形成された空間内に配置されているため、連結部材が移動して枠体に近接した場合には、連結部材が枠体に直接接触せずに、可動部材が枠体に対して直接に当接することになる。この可動部材は、ワイヤと連結部材との接続部よりも高い強度を有している。このような構成によれば、レンズ駆動装置に衝撃が作用した場合であっても、可動部材が枠体に当接することにより、ワイヤと連結部材との接続部への衝撃荷重が軽減される。従って、レンズ駆動装置の耐衝撃性を高めることができる。

【0008】

また、可動部材は、光軸に対して直交する方向において枠体と連結部材との間に配置された隔離壁部を有する。この構成によれば、光軸に対して直交する方向に衝撃が作用して可動部材が衝撃の方向に移動した場合には、隔離壁部が枠体に対して当接する。一方、隔離壁部との相対位置が変化しない連結部材は、枠体に対して直接接触することがない。従って、光軸に対して直交する方向における耐衝撃性を高めることができる。

【0009】

また、可動部材は、光軸の方向において連結部材よりも突出している突出壁部を有する。この構成によれば、光軸の方向に衝撃が作用して可動部材が衝撃の方向に移動した場合には、突出壁部が枠体に対して当接する。一方、突出壁部との相対位置が変化しない連結部材は、枠体に対して直接接触することがない。従って、光軸方向における耐衝撃性を高めることができる。

【発明の効果】

【0010】

本発明によれば、レンズ駆動装置の耐衝撃性が高まる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】本発明に係るレンズ駆動装置の分解斜視図である。

【図2】図１に示されたレンズ駆動装置の斜視図である。

【図3】図１に示されたレンズ駆動装置の断面を示す斜視図である。

【図4】図１に示されたレンズ駆動装置の側面図である。

【図5】図１に示されたレンズ駆動装置の平面図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下、本発明に係るレンズ駆動装置の一実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。

【0013】

レンズ駆動装置は、デジタルスチルカメラや携帯電話機或いはスマートフォン等に適用される装置であり、撮像素子に対する撮像光学系の光軸位置を変化させて手振れを補正する。レンズ駆動装置は、撮像素子（不図示）であるＣＣＤ［Charge Coupled Device］イメージセンサやＣＭＯＳ［Complementary Metal Oxide Semiconductor］イメージセンサの前方に配置されて利用される。以下の説明では、固定された撮像素子に対して撮像光学系を移動させる方式を採用したレンズ駆動装置を例に説明する。

【0014】

図１に示されるように、手振れ補正機能を有するレンズ駆動装置１は、ボックス状のケース（枠体）２と、レンズ（不図示）の焦点調整を行う撮像光学系３と、を備えている。ケース２は、その内部に撮像光学系３を収容するものであり、平板状のベースプレート４と、ボックス状のカバー５とを有している。

【0015】

このベースプレート４の隅部には、後述するサスペンションワイヤ１６を固定するワイヤ固定部４ａが設けられている。また、ベースプレート４の裏面側の縁部には、撮像光学系３等を駆動するための駆動電流や所望の制御信号のための入出力端子４ｂが設けられている。入出力端子４ｂは、ベースプレート４と一体に成形されてベースプレート４の内部に配置された配線パターン（不図示）に接続されている。例えば、入出力端子４ｂは、配線パターンを介してワイヤ固定部４ａと電気的に接続されている。従って、入出力端子４ｂからワイヤ固定部４ａに対して電流を供給することができる。また、ベースプレート４には、可動部材用駆動手段１１のためのコイルＣ１と、撮像光学系３の位置を検出するための位置検出素子Ｓが取り付けられている。

【0016】

ベースプレート４には、撮像光学系３が配置されている（図２参照）。より詳細には、焦点調整機構６と手振れ補正機構７とを有する撮像光学系３は、焦点調整機構６が手振れ補正機構７によって光軸Ｃに対して直交する方向に移動可能となるようにベースプレート４に対して配置されている。すなわち、手振れ補正機構７は、焦点調整機構６を支持し、光軸Ｃに対して直交する平面内で焦点調整機構６を移動させて手振れを補正する。

【0017】

手振れ補正機構７は、光軸Ｃに対して直交する平面内で移動する可動部材８と、ベースプレート４に対して可動部材８を移動可能に支持する支持手段９と、を有している。可動部材８には、コイルＣ１とマグネットＭ１を有する可動部材用駆動手段１１によって光軸Ｃに対して直交する方向の駆動力が付与される。

【0018】

可動部材８は、光軸Ｃと直交する一対の端面が開放された枠状部材であり、その内部に焦点調整機構６を保持する。そして、可動部材８は、支持手段９により支持された状態でベースプレート４上に配置されている。

【0019】

図３に示されるように、この可動部材８の隅部のそれぞれには、マグネットＭ１，Ｍ２が取り付けられている。マグネットＭ１，Ｍ２は、金属製のヨーク１２を挟んで可動部材８に固定されている。なお、可動部材８もマグネットＭ１，Ｍ２の磁路形成のためのヨークとして機能する。可動部材８をヨークとすることで、磁束が外部へ漏れることを防止できると共に磁気効率を向上させることができる。これらマグネットＭ１は、光軸Ｃの方向に対面するようにベースプレート４に配置されたコイルＣ１と協働して、可動部材８を光軸Ｃに対して直交する方向に駆動するための駆動力を発生させる。すなわち、マグネットＭ１とコイルＣ１とは、可動部材用駆動手段１１を構成している。

【0020】

図１に示されるように、支持手段９は、ベースプレート４に対して可動部材８を移動可能に支持するものである。支持手段９は、可動部材８に対して固定された一対の板バネ１３，１４と、板バネ１３を移動可能に支持する４本のサスペンションワイヤ１６とを有している。

【0021】

一対の板バネ１３，１４は、可動部材８に対して光軸Ｃに沿った方向の付勢力を焦点調整機構６に付与するものである。一方の板バネ（連結部材）１３は、光軸Ｃにおけるカバー５側に配置され、他方の板バネ１４は光軸Ｃにおけるベースプレート４側に配置されている。板バネ１３，１４は、光軸Ｃの方向において可動部材８を挟み込むように配置されている。また、板バネ１３は、後述する焦点調整機構６に配置されたコイルＣ２へ電流を供給するための電流経路の一部を構成する。

【0022】

図２及び図３に示されるように、一方の板バネ１３は、可動部材８に対して固定されるフレーム部１７と、後述するレンズ枠２１に対して固定されるレンズ枠固定部１８と、フレーム部１７とレンズ枠固定部１８とを連結し、光軸Ｃの方向に沿った付勢力を生じさせる弾性アーム部１９とを有している。

【0023】

図３に示されるように、フレーム部１７は、マグネット固定部１７ａとワイヤ固定部１７ｂを有している。マグネット固定部１７ａは、可動部材８に固定されたマグネットＭ１，Ｍ２に対して接着固定される。そして、ワイヤ固定部１７ｂは、可動部材８の対角線方向においてマグネット固定部１７ａよりも外側に形成されている。このフレーム部１７の隅部に設けられたワイヤ固定部１７ｂには、サスペンションワイヤ１６が接着又ははんだにより固定されている。

【0024】

サスペンションワイヤ１６は、ベースプレート４に対して板バネ１３を光軸Ｃに対して直交する平面内で移動可能に支持するものである。サスペンションワイヤ１６は、ベースプレート４と板バネ１３との間に配置され、一端側がベースプレート４のワイヤ固定部４ａに固定され、他端側が板バネ１３のワイヤ固定部１７ｂに固定されている。サスペンションワイヤ１６は、光軸Ｃの方向における可動部材８の厚さよりも長いため、可動部材８のベースプレート４側の端面とベースプレート４との間には隙間が形成される。すなわち、可動部材８が宙に浮いた状態でベースプレート４に対して取り付けられている。

【0025】

このサスペンションワイヤ１６は、後述する焦点調整機構６に配置されたコイルＣ２へ電流を供給するための電流経路の一部を構成する。サスペンションワイヤ１６の一端側が固定されたベースプレート４のワイヤ固定部４ａには、入出力端子４ｂ（図１参照）と電気的に接続された配線パターンが配置されている。従って、サスペンションワイヤ１６がワイヤ固定部４ａに固定されることにより、サスペンションワイヤ１６と入出力端子４ｂとが電気的に接続される。さらに、サスペンションワイヤ１６の他端側は板バネ１３に固定されているため、入出力端子４ｂから板バネ１３までの電流経路が構成される。

【0026】

ここで、板バネ１３と、可動部材８と、ケース２との関係について詳細に説明する。図５に示されるように、板バネ１３は、可動部材８によって形成された空間内に配置されている。より詳細には、可動部材８によって形成された空間とは、可動部材８の側壁に囲まれた領域をいい、換言すると、可動部材８の内壁面８ａ（図１参照）に囲まれた領域である。この領域には、板バネ１３のレンズ枠固定部１８と、弾性アーム部１９と、フレーム部１７におけるマグネット固定部１７ａが配置されている。この領域は、光軸Ｃに対して直交する方向において、可動部材８のカバー５側の端部を形成する隔離壁部８ｂに囲まれている。換言すると、板バネ１３のレンズ枠固定部１８、弾性アーム部１９、及びマグネット固定部１７ａと、カバー５との間には、可動部材８の隔離壁部８ｂが配置されている。

【0027】

また、可動部材８によって形成された空間には、それぞれの隔離壁部８ｂにおけるカバー５と対向する外周面を含む環状の仮想面Ｋに囲まれた領域も含まれる。この仮想面Ｋに囲まれた領域には、上述した可動部材８の内壁面８ａに囲まれた領域に加え、可動部材８に設けられた切り欠き部８ｃにおける可動部材８の内壁面８ａを含む面と仮想面Ｋとの間に形成される領域が含まれている。この可動部材８の内壁面８ａと仮想面Ｋとの間に形成される領域には、フレーム部１７におけるワイヤ固定部１７ｂが配置されている。このワイヤ固定部１７ｂは、可動部材８の内壁面８ａにより囲まれた領域の外側に位置しているが、仮想面Ｋにより囲まれた領域の内側に位置している。従って、可動部材８の外周面８ｄが対面するカバー５の内壁面５ａ（図１参照）に接触した場合であっても、ワイヤ固定部１７ｂがカバー５の内壁面に接触しない。

【0028】

さらに、図３及び図４に示されるように、可動部材８は、光軸Ｃの方向において、板バネ１３の上面よりもカバー５側に突出している突出壁部８ｅを有している。本実施形態の可動部材８は、隔離壁部８ｂが突出壁部８ｅを兼ねた構造を有している。従って、板バネ１３は、可動部材８のカバー５側の端面よりも内側に配置されている。換言すると、板バネ１３は、可動部材８のカバー５側の端面より内側に下がった位置に配置されている。従って、可動部材８が光軸Ｃの方向においてカバー５側に移動して、可動部材８のカバー５側の端面がカバー５の底面に接触した場合であっても、板バネ１３がカバー５の底面に接触しない。

【0029】

図１に示されるように、他方の板バネ１４は、板バネ１３と同様に、可動部材８に対して固定されるフレーム部１７と、レンズ枠２１に対して固定されるレンズ枠固定部１８と、フレーム部１７とレンズ枠固定部１８とを連結し、光軸Ｃの方向に沿った付勢力を生じさせる弾性アーム部１９とを有している。板バネ１４のフレーム部１７は、可動部材８のベースプレート４側の枠形状と同形状とされ、可動部材８のベースプレート４側の端面に接着されている。

【0030】

焦点調整機構６は、単一又は複数のレンズ群（不図示）を保持するためのレンズ枠２１と、レンズ枠２１を光軸Ｃの方向に駆動するためのコイルＣ２とを有している。板バネ１３と電気的に接続されて電流が供給されるコイルＣ２は、可動部材８に取り付けられたマグネットＭ１，Ｍ２と協働して、レンズ枠２１を光軸Ｃの方向に駆動するための駆動力を発生させる。このように、マグネットＭ１，Ｍ２とコイルＣ２とは、レンズ枠用駆動手段２２を構成している。

【0031】

ここで、板バネ１３は、光軸Ｃに対して直交する軸において、線対称である２個のバネ部に分割されているため、独立した２個の電流経路を構成している。

【0032】

上述した構成を有する焦点調整機構６によれば、レンズ枠用駆動手段２２によりレンズ枠２１を光軸Ｃの方向に移動させて、レンズの焦点を調整する。なお、焦点調整機構６は、画角を決定するズーム機構とすることもできる。

【0033】

レンズ駆動装置１では、板バネ１３のフレーム部１７がマグネットＭ１及びヨーク１２を介して可動部材８に対して固定されている。従って、可動部材８が移動してもフレーム部１７と可動部材８との間の相対位置関係は変化しない。一方、板バネ１３とケース２との間の相対位置関係は、可動部材８の移動に伴って変化する。ここで、板バネ１３は、可動部材８によって形成された空間内に配置されているため、板バネ１３が移動してケース２に近接した場合には、板バネ１３がケース２に直接接触せずに、可動部材８がケース２に対して直接に当接することになる。この可動部材８は、サスペンションワイヤ１６と板バネ１３との接続部を含むフレーム部１７よりも高い強度を有している。このような構成によれば、レンズ駆動装置１に衝撃が作用した場合であっても、可動部材８がケース２に当接することにより、フレーム部１７への衝撃荷重が軽減される。従って、耐衝撃性を高めることができる。

【0034】

また、可動部材８は、光軸Ｃに対して直交する方向において、ケース２と板バネ１３との間に配置された隔離壁部８ｂを有する。この構成によれば、光軸Ｃに対して直交する方向に衝撃が作用して可動部材８が衝撃の方向に移動した場合には、隔離壁部８ｂがカバー５に対して当接する。一方、隔離壁部８ｂとの相対位置が変化しない板バネ１３のフレーム部１７は、カバー５に対して直接接触することがない。従って、光軸Ｃに対して直交する方向における耐衝撃性を高めることができる。

【0035】

また、可動部材８は、光軸Ｃの方向において、板バネ１３の上面よりも突出している突出壁部８ｅを有する。この構成によれば、光軸Ｃの方向に衝撃が作用して可動部材８が衝撃の方向に移動した場合には、突出壁部８ｅがカバー５に対して当接する。一方、突出壁部８ｅとの相対位置が変化し難い板バネ１３のフレーム部１７は、カバー５に対して直接接触することがない。従って、光軸Ｃの方向における耐衝撃性を高めることができる。

【0036】

さらに、サスペンションワイヤ１６が固定された板バネ１３のワイヤ固定部１７ｂを支持点とした場合に、可動部材８と焦点調整機構６とは、板バネ１３によって片持ち梁状に支持されていることになる。このような支持構成よれば、光軸Ｃの方向（スラスト方向）に沿った衝撃が作用した場合、ワイヤ固定部１７ｂを支持点として、板バネ１３においてワイヤ固定部１７ｂとマグネット固定部１７ａとの間が光軸Ｃに沿った方向にたわむ。このたわみにより、光軸Ｃに沿った方向の衝撃荷重が軽減されるため、レンズ駆動装置１の耐衝撃性が一層高めることができる。

【0037】

また、レンズ駆動装置１は、複雑な機構の採用や新たな部品の追加を必要とせずに、レンズ枠２１を駆動するためのコイルＣ２への電流供給経路を確保すると共に、サスペンションワイヤ１６と板バネ１３との接続部を衝撃から保護することができる。従って、レンズ駆動装置１の大型化を抑制しつつ、耐衝撃性を高めることができる。

【0038】

また、板バネ１３におけるワイヤ固定部１７ｂが衝撃から保護されるため、サスペンションワイヤ１６によるコイルＣ２への電流供給経路の確保と可動部材８の支持とが確実に確保されると共に、レンズ枠２１へ付勢力が確実に付与可能な構造が維持される。従って、衝撃が作用した場合であっても、電流供給経路の確保、可動部材８の支持、及びレンズ枠２１への付勢力の付与を確実に発揮させることができる。

【0039】

本発明は、前述した実施形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、下記のような種々の変形が可能である。

【0040】

手振れ補正機構７の可動部材８は、ベースプレート４上に支持されてベースプレート４に対して移動するようになっていたが、この構成に限定されることはない。図示しないが、レンズ駆動装置１では、ベースプレート４上に焦点調整機構６が配置されて、焦点調整機構６内に可動部材８と枠体とが配置された構成であってもよい。この枠体には、支持手段９を介して、可動部材８が光軸Ｃに対して直交する平面内で移動可能に配置されている。可動部材８には、レンズが取り付けられている。

【符号の説明】

【0041】

１…レンズ駆動装置、２…ケース（枠体）、３…撮像光学系、４…ベースプレート、５…カバー、６…焦点調整機構、７…補正機構、８…可動部材、８ｂ…隔離壁部、８ｅ…突出壁部、９…支持手段、１１…可動部材用駆動手段、１２…ヨーク、１３…板バネ（連結部材）、１４…板バネ、１６…サスペンションワイヤ（ワイヤ）、１７…フレーム部、１７ａ…マグネット固定部、１７ｂ…ワイヤ固定部、１８…レンズ枠固定部、１９…弾性アーム部、２１…レンズ枠、Ｃ…光軸、Ｃ１，Ｃ２…コイル、Ｋ…仮想面、Ｍ１，Ｍ２…マグネット、Ｓ…位置検出素子。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】