JP6365647B2 - レンズ駆動装置、カメラモジュール、及びカメラ付き携帯端末 - Google Patents

Description

本発明は、オートフォーカス及び手ぶれ補正機能を備えたカメラに用いられるレンズ駆動装置、カメラモジュール、及びカメラ付き携帯端末に関する。

従来、スマートフォン等の携帯端末に搭載されるカメラとして、オートフォーカス機能及び手ぶれ補正機能を備えたものが知られている。このようなカメラには、レンズバレルを移動させて、被写体を撮影するときのピント合わせを自動的に行うとともに、撮影時に生じる手ぶれ（振動）を補正して画像の乱れを軽減できるレンズ駆動装置が適用される（例えば特許文献１）。

特許文献１に記載のレンズ駆動装置は、レンズバレルが固定されたレンズホルダを光軸方向に移動可能に支持するレンズホルダ移動部を備える。このレンズ駆動装置では、レンズバレル（レンズホルダ）の周囲にオートフォーカス用の第１のコイルを配置するとともに、レンズホルダ移動部に永久磁石を配置することにより、オートフォーカス用レンズ駆動部（以下、ＡＦ用レンズ駆動部）が構成される。ＡＦ用レンズ駆動部は、第１のコイルに電流を流したときに第１のコイルに働く電磁力（ローレンツ力）を利用して、レンズホルダを光軸方向に移動させオートフォーカスを行う。

また、特許文献１に記載のレンズ駆動装置では、オートフォーカス用の永久磁石に対して、光軸方向に離間して第２のコイルを配置することにより、手ぶれ補正用レンズ駆動部が構成される。手ぶれ補正用レンズ駆動部は、第２のコイルに電流を流したときの電磁力を利用して、レンズホルダ移動部とともにレンズホルダを光軸方向に直交する平面上で移動させ手ぶれ補正を行う。

第２のコイルが配置される部分は手ぶれ補正時に動かないので固定部と呼ばれ、レンズホルダ及びレンズホルダ移動部は手ぶれ補正時に平面内で揺動するので可動部と呼ばれる。可動部は、例えばサスペンションワイヤー等の支持部材によって揺動可能に固定部に支持される。
このように、ＡＦ用レンズ駆動部と手ぶれ補正用レンズ駆動部とで永久磁石を兼用することで、レンズ駆動装置の小型化、低背化を図ることができる。

一般に、レンズホルダ移動部は、光軸方向から見た平面視で正方形状の外形を有し、その中央部にレンズホルダを収容する略円形（正多角形を含む）のホルダ収容部が形成される。オートフォーカス用及び手ぶれ補正用の永久磁石は直方体状の棒磁石で構成され、レンズホルダ移動部の外形を規定する４辺に沿って、すなわち製品外周に平行に配置される。また、手ぶれ補正用レンズ駆動部を構成する第２のコイルは、永久磁石の形状に合わせて端部を丸めた長円形状を有し、これも製品外周に平行に配置される。
本明細書において、「平面視」とは光軸方向から見た平面視を意味するものとする。

国際公開第２０１１／０２１５５９号

近年では、携帯端末の多機能化やスマートフォンのような薄型機の登場により、さらなる小型化、低背化の要求が増加している。しかしながら、従来のレンズ駆動装置の構成では、一層の小型化を図るのは困難である。
すなわち、従来のレンズ駆動装置では、レンズホルダ移動部のホルダ収容部の周囲に、製品外周と平行に永久磁石を配置するための十分なスペースを確保する必要があるためである。また、第２のコイルが配置される固定部の外形サイズも、レンズホルダ移動部とほぼ同等となるため、小型化を阻害する要因となる。

本発明の目的は、従来以上に小型化を図ることができるレンズ駆動装置、カメラモジュール、及びカメラ付き携帯端末を提供することである。

本発明に係るレンズ駆動装置は、
レンズバレルを取り付け可能であり、オートフォーカス用の第１のコイルを有するレンズホルダと、
光軸に沿った第１の方向に直交する平面視で矩形形状を有し、前記第１の方向に前記レンズホルダを移動可能に支持するレンズホルダ移動部と、
前記レンズホルダ移動部の四隅に配置され、前記第１のコイルと協働して、前記第１の方向に前記レンズホルダを移動させる駆動用磁石と、
前記レンズホルダ、前記レンズホルダ移動部、及び前記駆動用磁石を含む可動部を、前記駆動用磁石と協働して、前記レンズホルダ移動部の対角方向をなす第２の方向及び第３の方向に移動させる手ぶれ補正用の第２のコイルと、
前記第２の方向及び前記第３の方向における前記可動部の位置を検出する位置検出部と、
前記第２のコイル及び前記位置検出部を有し、前記可動部から前記第１の方向に離間して配置される固定部と、
前記可動部を前記固定部に対して前記第２の方向及び前記第３の方向に移動可能に支持する第１の支持部と、を備え
前記位置検出部は、
前記第２の方向に対向する２片の前記駆動用磁石のうちの一方である第１の駆動用磁石に対して前記第１の方向に対向して配置される第１のホール素子と、前記第３の方向に対向する２片の前記駆動用磁石のうちの一方である第２の駆動用磁石に対して前記第１の方向に対向して配置される第２のホール素子と、を有し、
前記第２のコイルは、
前記駆動用磁石と前記位置検出部の間に配置され、
前記レンズホルダ移動部は、
四隅に、前記駆動用磁石を保持するマグネット収容部を有するマグネットホルダと、
前記マグネットホルダ及び前記レンズホルダの前記第１の方向における第１の端部に取り付けられる第１の板バネ並びに前記マグネットホルダ及び前記レンズホルダの前記第１の端部とは反対側で前記第１の端部よりも前記固定部に近い第２の端部に取り付けられる第２の板バネからなり、前記レンズホルダを前記第１の方向に変位可能に支持する第２の支持部と、を有し、
前記第２の板バネは、
前記マグネットホルダにおける前記マグネット収容部を形成する隅部に対応した形状を有し前記第２の端部に沿って延在し前記マグネットホルダの前記第２の端部に固定されるマグネットホルダ取付部と、前記レンズホルダの前記第２の端部に固定されるレンズホルダ取付部と、前記レンズホルダの前記第２の端部の外形に沿って延在し前記マグネットホルダ取付部と前記レンズホルダ取付部を連結するアーム部と、を有することを特徴とする。

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、
前記レンズホルダに保持されるレンズバレルと、
該レンズバレル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。

本発明に係るカメラ付き携帯端末は、上記のカメラモジュールを搭載してなる。

本発明によれば、平面視で正方形状の外形の四隅に駆動用磁石及び第２のコイルを配置して、従来のレンズ駆動装置におけるデッドスペースを有効利用するので、駆動用磁石及び第２のコイルを配置するためのスペースを縮小することができ、従来以上に小型化を図ることができる。

本発明の一実施の形態に係るカメラモジュールの外観斜視図である。 シールドカバーに内包されるレンズ駆動装置の外観斜視図である。 カメラモジュールを示す分解斜視図である。 レンズ駆動装置の可動部を示す分解斜視図である。 位置検出用磁石の着磁方向を示す図である。 レンズ駆動装置におけるオートフォーカスの動作原理を示す図である。 レンズ駆動装置における手ぶれ補正の動作原理を示す図である。 実施の形態のレンズ駆動装置と従来のレンズ駆動装置の外形を比較して示す図である。 位置検出部の変形例を示す図である。

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。
図１は、本発明の一実施の形態に係るカメラモジュールＭの外観斜視図である。図２は、シールドカバー２に内包されるレンズ駆動装置１の外観斜視図である。図３は、カメラモジュールＭを示す分解斜視図である。図４は、レンズ駆動装置１の可動部１０を示す分解斜視図である。

ここでは、図１〜図３に示されるように、直交座標系（Ｘ，Ｙ，Ｚ）を使用して説明する。図１〜図３では、前後方向（奥行方向）をＸ方向、左右方向（幅方向）をＹ方向、上下方向（高さ方向）をＺ方向として示している。
図１〜図３においては、Ｚ方向がレンズの光軸方向である。また、Ｘ方向、Ｙ方向の中間方向、すなわちカメラモジュールＭをＺ方向から見た平面視形状における対角方向をｕ方向、ｖ方向とする。Ｚ方向、ｕ方向、ｖ方向がそれぞれ、本発明における第１の方向、第２の方向、第３の方向に相当する。

図１〜図３に示すカメラモジュールＭは、例えばスマートフォンに実装されるカメラモジュールである。このカメラモジュールＭは、オートフォーカス機能及び手ぶれ補正機能を備え、被写体を撮影するときのピント合わせを自動的に行うとともに、撮影時に生じる手ぶれ（振動）を補正して像ぶれのない画像を撮影することができる。

カメラモジュールＭは、レンズを収容する円筒形状のレンズバレル（図示略）、レンズバレルを移動させてオートフォーカス及び手ぶれ補正を行うレンズ駆動装置１、被写体を撮像する撮像部（図示略）、全体を覆うシールドカバー２等を備える。

シールドカバー２は、レンズ駆動装置１の外周面を覆う箱体である。シールドカバー２の上面２ａは正方形状を有し、上面２ａに形成された円形の開口２ｂからレンズバレル（図示略）が外部に臨む。すなわち、カメラモジュールＭは平面視で正方形状を有し、また、シールドカバー２に内包されるレンズ駆動装置１も平面視で正方形状を有する。

図２、図３に示すように、レンズ駆動装置１は、携帯端末等にカメラモジュールＭを実装したときに移動不能に固定される固定部２０、及び固定部２０に対してＸＹ平面内で揺動する可動部１０を備える。可動部１０は、固定部２０に対して上方（Ｚ１方向）に離間して配置され、サスペンションワイヤー３０等の支持部材によって揺動可能に支持される。

可動部１０は、図３、図４に示すように、レンズホルダ１１、マグネットホルダ１２、永久磁石１３、上ばね１４、下ばね１５、スペーサー１６、位置検出用磁石１７等を備える。マグネットホルダ１２、上ばね１４、下ばね１５、及びスペーサー１６により、レンズホルダ１１をＺ方向に移動可能に支持するレンズホルダ移動部が構成される。

レンズホルダ１１は、第１のコイル１１１、上コイルホルダ１１２、及び下コイルホルダ１１３を備える。
第１のコイル１１１は、オートフォーカス時に電流が流れる空心コイルであり、略八角筒状に巻線されている。
上コイルホルダ１１２は、第１のコイル１１１の外形に合わせて平面視八角形状に形成された環状の枠体である。上コイルホルダ１１２は、径方向外側に突出する突出部１１２ａを有する。この突出部１１２ａの上面には、上ばね１４を取り付けるためのボス１１２ｂが形成される。
下コイルホルダ１１３は、第１のコイル１１１の外形に合わせて平面視八角形状に形成された環状の枠体である。下コイルホルダ１１３は、径方向外側に突出する突出部１１３ａを有する。この突出部１１３ａの下面には、下ばね１５を取り付けるためのボス１１３ｂが形成される。

上コイルホルダ１１２及び下コイルホルダ１１３により、第１のコイル１１１が狭持される。すなわち、レンズホルダ１１は、上下セパレートタイプのレンズホルダであり、第１のコイル１１１、上コイルホルダ１１２、及び下コイルホルダ１１３の内周面により、筒状のバレル収容部１１ａが形成される。レンズホルダ１１において、第１のコイル１１１の内周面は露出することになる。このバレル収容部１１ａにレンズバレル（図示略）が固定される。

このように、レンズ駆動装置１において、レンズホルダ１１は、空心コイルからなる第１のコイル（１１１）と、第１のコイル（１１１）を狭持するコイル保持部材（上コイルホルダ１１２、下コイルホルダ１１３）と、で構成され、第１のコイル（１１１）の内周面が露出している。
コイルホルダの外周面に巻線してなるコイルと比較すると、コイルホルダの肉厚分だけコイル内径が小さくなる。したがって、レンズ駆動装置１の小型化を図る上で有効である。

レンズバレル（図示略）は、レンズホルダ１１のバレル収容部１１ａに接着により固定される。レンズバレル（図示略）とレンズホルダ１１とを螺合により固定する場合、レンズ駆動装置１内に塵埃等の異物が封入される虞があったが、上述した固定方式によれば、このような不具合が生じるのを防止することができる。

マグネットホルダ１２は、平面視正方形の四角筒形状を有する。マグネットホルダ１２は、四隅に、永久磁石１３を配置するマグネット収容部１２ａを有する。マグネット収容部１２ａは、永久磁石１３の外形に合わせて、平面視で等脚台形状に形成される。

マグネットホルダ１２の上面において、４辺の略中央には凹部１２ｂが形成される。この凹部１２ｂには、上コイルホルダ１１２の突出部１１２ａが配置される。
また、マグネットホルダ１２の上面の四隅には、上ばね１４を取り付けるためのボス１２ｅが２個ずつ形成される。また、マグネットホルダ１２の上面の四隅には、サスペンションワイヤー３０を囲むように延出部１２ｇが形成される。

マグネットホルダ１２の下面において、４辺の略中央には凹部１２ｃが形成される。この凹部１２ｃには、下コイルホルダ１１３の突出部１１３ａが配置される。凹部１２ｃの深さは、下コイルホルダ１１３の突出部１１３ａの高さよりも十分に大きく設定される。凹部１２ｃの深さによって、オートフォーカス時のレンズホルダ１１の移動距離が制限される。

また、マグネットホルダ１２の下面において、Ｘ方向に対向する２辺には、凹部１２ｃに隣接して凹部１２ｄが形成される。この凹部１２ｄには、位置検出用磁石１７が配置される。また、マグネットホルダ１２の下面の四隅には、下ばね１５及びスペーサー１６を取り付けるためのボス１２ｆが１個ずつ形成される。

永久磁石１３は、等脚の台形柱状の磁石である。永久磁石１３は、等脚台形の長辺を径方向内側向けた状態で、マグネットホルダ１２の四隅に位置するマグネット収容部１２ａに配置される。すなわち、４片の永久磁石１３は、ｕ方向又はｖ方向において、第１のコイル１１１と対向して配置される。マグネットホルダ１２及び永久磁石１３により、レンズホルダ１１がＺ方向に移動可能な平面視八角形状の空間が形成される。
永久磁石１３は、第１のコイル１１１に径方向に直交する磁界が形成されるように着磁される。ここでは、永久磁石１３の内周側がＮ極、外周側がＳ極に着磁されているものとする。

上ばね１４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ばねであり、同形状の４つの部材で構成される。上ばね１４は、マグネットホルダ１２の上面に固定されるマグネットホルダ取付部１４ａと、レンズホルダ１１（上コイルホルダ１１２）の上面に固定されるレンズホルダ取付部１４ｆを有する。上ばね１４は、マグネットホルダ１２に対してレンズホルダ１１を弾性支持する。

マグネットホルダ取付部１４ａは、マグネットホルダ１２の上面の隅部に対応した形状に形成される。マグネットホルダ取付部１４ａには、マグネットホルダ１２の上面に形成されたボス１２ｅと係合する係合穴１４ｄが形成される。また、マグネットホルダ取付部１４ａには、サスペンションワイヤー３０の一端が挿入されるワイヤー固定穴１４ｅが形成される。
レンズホルダ取付部１４ｆとマグネットホルダ取付部１４ａとの間には、レンズホルダ１１の外形に沿って延びるアーム部１４ｂが形成される。レンズホルダ取付部１４ｆには、上コイルホルダ１１２のボス１１２ｂと係合する係合穴１４ｃが形成される。

下ばね１５は、上ばね１４と同様に、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ばねであり、同形状の４つの部材で構成される。下ばね１５は、マグネットホルダ１２の下面に固定されるマグネットホルダ取付部１５ａと、レンズホルダ１１（下コイルホルダ１１３）の下面に固定されるレンズホルダ取付部１５ｅを有する。下ばね１５は、マグネットホルダ１２に対してレンズホルダ１１を弾性支持する。

マグネットホルダ取付部１５ａは、マグネットホルダ１２の下面の隅部に対応した形状に形成される。マグネットホルダ取付部１５ａには、マグネットホルダ１２の下面に形成されたボス１２ｆと係合する係合穴が１５ｄが形成される。
レンズホルダ取付部１５ｅとマグネットホルダ取付部１５ａとの間には、レンズホルダ１１の外形に沿って延びるアーム部１５ｂが形成される。レンズホルダ取付部１５ｅには、下コイルホルダ１１３のボス１１３ｂと係合する係合穴１５ｃが形成される。

マグネットホルダ１２にレンズホルダ１１を装着する際、上ばね１４のマグネットホルダ取付部１４ａの係合穴１４ｄにマグネットホルダ１２のボス１２ｅが挿入され、例えば熱溶着により固定される。また、レンズホルダ取付部１４ｆの係合穴１４ｃに上コイルホルダ１１２のボス１１２ｂが挿入され、熱溶着又は接着により固定される。

さらに、下ばね１５のマグネットホルダ取付部１５ａの係合穴１５ｄ、および下ばね１５の下方に配置されるスペーサー１６の係合穴１６ａにマグネットホルダ１２のボス１２ｆが挿入され、例えば熱溶着により固定される。
また、レンズホルダ取付部１５ｅの係合穴１５ｃに下コイルホルダ１１３のボス１１３ｂが挿入され、熱溶着又は接着により固定される。
これにより、レンズホルダ１１は、上ばね１４及び下ばね１５によって、マグネットホルダ１２に対して位置決めされた状態で、Ｚ方向に変位可能に弾性支持される。
また、下コイルホルダ１１３の下面に形成された４つの凸部１１３ｃと、スペーサー１６の上面が接触することで、レンズホルダ１１全体が凸部１１３ｃの高さ分光軸方向に持ち上げられ、上ばね１４及び下バネ１５にバックテンションを発生させる。

このとき、上コイルホルダ１１２の突出部１１２ａは、マグネットホルダ１２の上面に形成された凹部１２ｂに遊嵌され、下コイルホルダ１１３の突出部１１３ａは、マグネットホルダ１２の下面に形成された凹部１２ｃに遊嵌される。さらに、上ばね１４のレンズホルダ取付部１４ｆは、下コイルホルダ１１３の下面に形成された凸部１１３ｃの高さ分、マグネットホルダ１２の上面よりも浮いた状態となる。

すなわち、上ばね１４のレンズホルダ取付部１４ｆが浮いている分だけ、上ばね１４にバックテンションが生じ、レンズホルダ１１（突出部１１２ａ）はマグネットホルダ１２側に押圧される。また、下ばね１５のレンズホルダ取付部１５ｅも上ばね１４と同じ分だけの浮きが発生し、バックテンションが発生する。したがって、無通電状態において、レンズ駆動装置１の姿勢を天地逆転させても、レンズホルダ１１は移動しない。レンズホルダ１１は、この状態を基準として、オートフォーカス時（通電時）には上方（Ｚ１方向）に移動することとなる。

マグネットホルダ１２の下面に形成された凹部１２ｄには、位置検出用磁石１７Ａ、１７Ｂが配置される（図５参照）。位置検出用磁石１７Ａ、１７Ｂは、直方体状の棒磁石であるが、位置検出用磁石１７Ａはｖ方向に斜めに着磁され、位置検出用磁石１７Ｂはｖ方向に直交するｕ方向に斜めに着磁される。位置検出用磁石１７Ａによって形成される磁界を検出することで可動部１０のｖ方向における位置を特定でき、位置検出用磁石１７Ｂによって形成される磁界を検出することで可動部１０のｕ方向における位置を特定できる。位置検出用磁石１７Ａ、１７Ｂによって形成される磁界は、位置検出用磁石１７Ａ、１７ＢとＺ方向に対向して配置されるホール素子２４Ａ、２４Ｂによって検出される。

また、位置検出用磁石１７Ａをｕ方向に斜めに着磁し、位置検出用磁石１７Ｂをｖ方向に斜めに着磁した場合でも、同様にホール素子２４Ａ、２４Ｂにより可動部１０のｕ方向及びｖ方向の位置を特定ができる。

なお、位置検出用磁石１７Ａ、１７Ｂとして、長手方向又は短手方向に着磁された一般的な棒磁石を用いることもできる。この場合は、着磁方向がｕ方向又はｖ方向に一致するように、位置検出用磁石１７Ａ、１７Ｂは斜めに配置される。

固定部２０は、コイル基板２１、及びベース部材２２等を備える。
コイル基板２１は、マグネットホルダ１２と同様に平面視で正方形状を有し、中央には円形の開口２１ａが形成される。また、コイル基板２１の四隅には、サスペンションワイヤー３０の他端（下端）が挿入されるワイヤー固定穴２１ｂが形成される。

コイル基板２１の上面の四隅には、永久磁石１３に対向して、手ぶれ補正用の第２のコイル２３が配置される。第２のコイル２３は、永久磁石１３の平面視の形状に対応して、等脚台形の角部を丸めた形状を有する。永久磁石１３と第２のコイル２３の形状、配置等は、永久磁石片１３の半径方向のエッジがコイル断面幅に入るように、すなわち永久磁石１３からＺ方向に放射された磁界が第２のコイル２３の対向する２辺を横切って永久磁石１３に戻るように設定される。これにより、可動部１０をＸＹ平面内で移動させるための駆動力（電磁力）を、効率よく発生させることができる。
ベース部材２２は、コイル基板２１と同様に平面視で正方形状を有し、中央には円形の開口２２ａが形成される。

また、固定部２０は、ＸＹ平面における可動部１０の位置、具体的にはｕ方向及びｖ方向の位置を検出する位置検出部を備える。ここでは、位置検出部として、ベース部材２２にホール素子２４Ａ、２４Ｂが取り付けられる。ホール素子２４Ａ、２４Ｂは、位置検出用磁石１７Ａ、１７Ｂと対向する位置に配置される。ホール素子２４Ａ、２４Ｂは、ホール効果を利用して磁界を検出する磁気センサーである。位置検出用磁石１７Ａ、１７Ｂによって形成される磁界を、ホール素子２４Ａ、２４Ｂで検出することにより、ＸＹ平面における可動部１０の位置を特定することができる。

このように、レンズ駆動装置１は、第２の方向（ｕ方向）及び第３の方向（ｖ方向）におけるレンズホルダ移動部（マグネットホルダ１２、上ばね１４、下ばね１５、スペーサー１６）の位置を検出する位置検出部を備える。
具体的には、レンズ駆動装置１は、レンズホルダ移動部（１２、１４、１５、１６）の１辺に沿って配置され、第２の方向（ｕ方向）に着磁された第１の位置検出用磁石（位置検出用磁石１７Ｂ）と、レンズホルダ移動部（１２、１４、１５、１６）の前記１辺とは異なる１辺に対応して配置され、第３の方向（ｖ方向）に着磁された第２の位置検出用磁石（位置検出用磁石１７Ａ）と、を備える。そして、位置検出部は、第１の方向（Ｚ方向）において第１の位置検出用磁石（１７Ｂ）と対向して配置される第１のホール素子（２４Ｂ）と、第１の方向（Ｚ方向）において第２の位置検出用磁石（１７Ａ）と対向して配置される第２のホール素子（２４Ａ）と、で構成される。

位置検出用磁石１７Ａ、１７Ｂとホール素子２４Ａ、２４Ｂの間には、位置検出用磁石１７Ａ、１７Ｂによって形成される磁界に影響を与えるもの（例えばコイル等）は配置されていないので、ホール素子２４Ａ、２４Ｂによる磁界の検出精度が向上する。

可動部１０と固定部２０は、サスペンションワイヤー３０等の支持部材によって連結される。具体的には、４本のサスペンションワイヤー３０は、Ｚ方向に沿って延在し、可動部１０全体を、ＸＹ平面内で揺動可能に支持する。４本のサスペンションワイヤー３０の一端（上端）は、マグネットホルダ１２の延出部１２ｇに挿通され、上ばね１４のワイヤー固定穴１４ｅにはんだ付けにより固定される。サスペンションワイヤー３０の他端（下端）は、コイル基板２１のワイヤー固定穴２１ｂに挿通され、はんだ付けにより固定される。

なお、４本のサスペンションワイヤー３０のうちの２本は、第１のコイル１１１に給電するためにも使用される。また、サスペンションワイヤー３０の本数は、４本に限定されず、複数本あればよい。

サスペンションワイヤー３０を囲むように、マグネットホルダ１２と上ばね１４との間には、ダンパー材（図示略）が配置される。詳述すると、マグネットホルダ１２は、ワイヤー固定穴１４ｅに近接した位置で、サスペンションワイヤー３０を離間して囲むように、マグネットホルダ１２の四隅で半径方向外側へ延出する延出部１２ｇを有する。ダンパー部材（図示略）は、サスペンションワイヤー３０を囲むように、延出部１２ｇと上ばね１４との間に配置される。ダンパー材（図示略）は、例えばディスペンサーを使用することにより、容易に塗布することができる。ダンパー材（図示略）としては、例えばスリーボンド社製の紫外線硬化性シリコーンゲル（商品名：ＴＢ３１６８Ｅ、粘性：９０Ｐａ・ｓ）を適用することができる。なお、ダンパー材（図示略）は、紫外線硬化性樹脂に限定されず、ダンパー効果のある材料であればどのようなものでも適用することができる。

サスペンションワイヤー３０を囲むように、マグネットホルダ１２と上ばね１４との間にダンパー材（図示略）を配置することにより、不要な共振が抑制されるので、レンズ駆動装置１の動作が格段に安定する。また、ダンパー材（図示略）によって落下時の衝撃が低減されるので、レンズ駆動装置１の耐衝撃性が向上する。

また、コイル基板２１とベース部材２２との間には、ホール素子２４Ａ、２４Ｂ及び制御部を実装したセンサー基板（図示略、ＦＰＣ：Flexible printed circuits）が、撮像部として配置される。さらに、ベース部材２２の下方に撮像素子（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、ＣＭＯＳ（complementary metal oxide semiconductor）型イメージセンサ等により構成される。撮像素子（図示略）は、レンズバレル（図示略）により結像された被写体像を撮像して電気信号に変換し、制御部（図示略）に出力する。

制御部（図示略）は、第１のコイル１１１に流す電流を制御してオートフォーカスを行う。また、制御部（図示略）は、２つの方向ジャイロ（図示略）で検出された揺れを相殺するように、２つのホール素子２４Ａ、２４Ｂで検出された位置検出信号に基づいて第２のコイル２４に流す電流を制御して手ぶれ補正を行う。

図６は、レンズ駆動装置１におけるオートフォーカスの動作原理を示す図である。
レンズ駆動装置１においてオートフォーカスが行われる際には、永久磁石１３と第１のコイル１１１とが協働して、Ｚ方向にレンズホルダ１１を移動させる。すなわち、ＡＦ用レンズ駆動部は、永久磁石１３及び第１のコイル１１１を備えて構成される。具体的には、ＡＦ用レンズ駆動部では、第１のコイル１１１に電流を流したときに第１のコイル１１１に働く電磁力（ローレンツ力）を利用して、レンズホルダ１１をＺ方向に移動させオートフォーカスを行う。

図６に示すように、第１のコイル１１１には、永久磁石１３によって径方向内側に向かう磁界が形成される。したがって、第１のコイル１１１に、反時計回りにＡＦ電流を流すと、フレミングの左手の法則に従って、第１のコイル１１１には、上方向の電磁力Ｆ_ＡＦ（ローレンツ力）が生じる。その結果、レンズホルダ１１（レンズバレル）がＺ１方向へと移動する。
ＡＦ電流の大きさが変わると第１のコイル１１１に生じる電磁力の大きさが変わるので、ＡＦ電流の大きさを制御することによりレンズホルダ１１（レンズバレル）の移動量を調整し、自動的にピントを合わせることができる。

なお、オートフォーカス時にレンズホルダ１１がＺ１方向に移動し続けると、最終的に下コイルホルダ１１３の突出部１１３ａがマグネットホルダ１２の凹部１２ｃに突き当たるので、それ以上の移動が制限される。

すなわち、レンズ駆動装置１において、レンズホルダ（１１）は、径方向外側に突出する突出部（下コイルホルダ１１３の突出部１１３ａ）を有し、レンズホルダ移動部（マグネットホルダ１２）は、突出部（１１３ａ）が係合され、レンズホルダ（１１）の移動を規制する係合部（凹部１２ｃ）を有する。
これにより、マグネットホルダ１２の凹部１２ｃが、オートフォーカス時の物理的なストッパーとして機能するので、誤動作により可動部１０が過剰に移動して破損等が生じるのを防止することができる。

図７は、レンズ駆動装置１における手ぶれ補正の動作原理を示す図である。
レンズ駆動装置１において手ぶれ補正が行われる際には、永久磁石１３と第２のコイル１１１とが協働して、ＸＹ平面内でレンズホルダ１１を移動させる。すなわち、手ぶれ補正用レンズ駆動部は、永久磁石１３及び第２のコイル２３を備えて構成される。具体的には、手ぶれ補正用レンズ駆動部では、第２のコイル２３に電流を流したときに第２のコイル２３に働く電磁力（ローレンツ力）を利用して、レンズホルダ１１をＸＹ平面内で移動させオートフォーカスを行う。

図７に示すように、ｕ１方向に配置された第２のコイル２３Ａには、永久磁石１３ＡによってＺ方向に横切る磁界が形成される。したがって、第２のコイル２３Ａに時計回りにＩＳ電流を流すと、フレミングの左手の法則に従って、第２のコイル２３Ａにはｕ２方向の電磁力が生じる。第２のコイル２３Ａは固定されているので、その反作用によって永久磁石１３Ａにｕ１方向の力Ｆ_ＩＳが働く。
また、ｕ２方向に配置された第２のコイル２３Ｂには、永久磁石１３ＢによってＺ方向に横切る磁界が形成される。したがって、第２のコイル２３Ｂに反時計回りにＩＳ電流を流すと、フレミングの左手の法則に従って、第２のコイル２３Ｂにはｕ２方向の電磁力が生じる。第２のコイル２３Ｂは固定されているので、その反作用によって永久磁石１３Ｂにｕ１方向の力Ｆ_ＩＳが働く。
その結果、レンズホルダ１１（レンズバレル）は可動部１０としてｕ１方向へと移動する。

逆に、第２のコイル２３Ａに反時計回りにＩＳ電流を流し、同時に第２のコイル２３Ｂに時計回りにＩＳ電流を流すと、レンズホルダ１１（レンズバレル）は可動部１０としてｕ２方向に移動する。
同様に、ｖ１方向、ｖ２方向に配置された第２のコイル２３Ｃ、２３ＤにＩＳ電流を流すことにより、ｖ１方向又はｖ２方向にレンズホルダ１１を移動させることができる。

このように、レンズ駆動装置１は、レンズバレル（図示略）の周囲に配置されるオートフォーカス用の第１のコイル（１１１）を有し、レンズバレルを保持するレンズホルダ（１１）と、光軸に沿った第１の方向（Ｚ方向）に直交する平面視で正方形状を有し、第１の方向（Ｚ方向）にレンズホルダ（１１）を移動可能に支持するレンズホルダ移動部（マグネットホルダ１２、上ばね１４、下ばね１５、スペーサー１６）と、レンズホルダ移動部（１２、１４、１５、１６）の四隅に配置され、第１のコイル（１１１）と協働して、第１の方向（Ｚ方向）にレンズホルダ（１１）を移動させる駆動用磁石（永久磁石１３）と、駆動用磁石（１３）と協働して、レンズホルダ移動部（１２、１４、１５、１６）の対角方向をなす第２の方向（ｕ方向）及び第３の方向（ｖ方向）にレンズホルダ（１１）を移動させる手ぶれ補正用の第２のコイル（２３）と、レンズホルダ移動部（１２、１４、１５、１６）を第２の方向（ｕ方向）及び第３の方向（ｖ方向）に移動可能に支持する支持部（固定部１０、サスペンションワイヤー３０）と、を備える。

レンズ駆動装置１によれば、平面視で正方形状の外形の四隅に駆動用磁石（永久磁石１３）及び第２のコイル（２３）を配置して、従来のレンズ駆動装置におけるデッドスペースを有効利用するので、駆動用磁石（１３）及び第２のコイル（２３）を配置するためのスペースを縮小することができ、従来以上に小型化を図ることができる。

図８に示すように、第２のコイル１１１の外形、及び永久磁石の厚さをほぼ同じとした場合に、実施の形態に係るカメラモジュールＭの外形（図８Ａ参照）が、従来のカメラモジュールの外形（図８Ｂ参照）よりも小さくなることは明らかである。
本発明者等の試算によれば、従来、平面視で１１．５ｍｍ×１１．５ｍｍであったレンズ駆動装置を、８．５ｍｍ×８．５ｍｍまで、面積にして実に４５％以上小型化することも可能である。

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。

例えば、位置検出用磁石１７Ａ、１７Ｂとして、長手方向又は短手方向に着磁された一般的な棒磁石を用いることもできる。この場合は、着磁方向がｕ方向又はｖ方向に一致するように、位置検出用磁石１７Ａ、１７Ｂは斜めに配置される。
また、実施の形態では、位置検出用磁石１７Ａ、１７Ｂを、マグネットホルダ１２の対向する２辺に配置しているが、隣り合う２辺に配置するようにしてもよい。この場合も、一方の位置検出用磁石１７の着磁方向がｕ方向であり、他方の位置検出用磁石１７の着磁方向がｖ方向となっていればよい。
また、位置検出用磁石１７Ａ、１７Ｂを固定部１０側に配置し、ホール素子２４Ａ、２４Ｂを可動部１０側に配置するようにしてもよい。

また、図９に示すように、可動部１０のｕ方向の位置を検出するホール素子２４Ａを、ｕ方向に対向して配置された２片の永久磁石１３Ａ、１３Ｂのうちの一方（図９では永久磁石１３Ａ）とＺ方向に離間して対向配置し、可動部１０のｖ方向の位置を検出するホール素子２４Ｂを、ｖ方向に対向して配置された２片の永久磁石１３Ｃ、１３Ｄのうちの一方（図９では永久磁石１３Ｃ）とＺ方向に離間して対向配置するようにしてもよい。

この場合、永久磁石１３Ａ、１３Ｃが位置検出用として用いられるので、実施の形態のように、位置検出用磁石１７Ａ、１７Ｂを配置する必要はなくなる。しかし、永久磁石１３Ａ、１３Ｃとホール素子２４Ａ、２４Ｂとの間に第２のコイル２３Ａ、２３Ｃが配置されることになるため、第２のコイル２３Ａ、２３Ｃに電流を流したときに発生する磁界もホール素子２４Ａ、２４Ｂによって検出されてしまう。すなわち、第２のコイル２３Ａ、２３Ｃに電流を流したときに発生する磁界の影響を受けて、ホール素子２４Ａ、２４Ｂの検出精度が低下する虞がある。

そこで、永久磁石１３Ａ、１３Ｃを位置検出用として用いる場合は、図９に示すように、第２のコイル２３Ａ、２３Ｃとして、長手方向中央で分離された分割型のコイルを適用するのが好ましい。第２のコイル２３Ａ、２３Ｃの分離部分の直下にホール素子２４Ａ、２４Ｂを配置することにより、第２のコイル２３Ａ、２３Ｃに電流を流したときに生じる磁界によって、ホール素子２４Ａ、２４Ｂの検出精度が低下するのを防止することができる。

さらには、ＸＹ平面における可動部１０の位置を検出する位置検出部として、フォトインタラプタと反射板を組み合わせて構成される光学式のセンサーを適用することもできる。

実施の形態では、スマートフォンに実装されるカメラモジュールＭ及びレンズ駆動装置１について説明したが、本発明に係るカメラモジュール及びレンズ駆動装置は、ノート型パソコン、タブレット形パソコン、携帯型ゲーム機等の携帯端末や、Ｗｅｂカメラ、車載用カメラ等のカメラ装置に適用することができる。

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。

１ レンズ駆動装置
２ シールドカバー
１０ 可動部
１１ レンズホルダ
１１１ 第１のコイル
１１２ 上コイルホルダ
１１３ 下コイルホルダ
１２ マグネットホルダ
１３、１３Ａ、１３Ｂ 永久磁石（駆動用磁石）
１４ 上ばね
１５ 下ばね
１６ スペーサー
１７、１７Ａ、１７Ｂ 位置検出用磁石
２０ 固定部
２１ コイル基板
２２ ベース部材
２３、２３Ａ〜２３Ｄ 第２のコイル
２４、２４Ａ、２４Ｂ ホール素子
３０ サスペンションワイヤー
Ｍ カメラモジュール

Claims (6)

1. レンズバレルを取り付け可能であり、オートフォーカス用の第１のコイルを有するレンズホルダと、
   光軸に沿った第１の方向に直交する平面視で矩形形状を有し、前記第１の方向に前記レンズホルダを移動可能に支持するレンズホルダ移動部と、
   前記レンズホルダ移動部の四隅に配置され、前記第１のコイルと協働して、前記第１の方向に前記レンズホルダを移動させる駆動用磁石と、
   前記レンズホルダ、前記レンズホルダ移動部、及び前記駆動用磁石を含む可動部を、前記駆動用磁石と協働して、前記レンズホルダ移動部の対角方向をなす第２の方向及び第３の方向に移動させる手ぶれ補正用の第２のコイルと、
   前記第２の方向及び前記第３の方向における前記可動部の位置を検出する位置検出部と、
   前記第２のコイル及び前記位置検出部を有し、前記可動部から前記第１の方向に離間して配置される固定部と、
   前記可動部を前記固定部に対して前記第２の方向及び前記第３の方向に移動可能に支持する第１の支持部と、を備え
   前記位置検出部は、
   前記第２の方向に対向する２片の前記駆動用磁石のうちの一方である第１の駆動用磁石に対して前記第１の方向に対向して配置される第１のホール素子と、前記第３の方向に対向する２片の前記駆動用磁石のうちの一方である第２の駆動用磁石に対して前記第１の方向に対向して配置される第２のホール素子と、を有し、
   前記第２のコイルは、
   前記駆動用磁石と前記位置検出部の間に配置され、
   前記レンズホルダ移動部は、
   四隅に、前記駆動用磁石を保持するマグネット収容部を有するマグネットホルダと、
   前記マグネットホルダ及び前記レンズホルダの前記第１の方向における第１の端部に取り付けられる第１の板バネ並びに前記マグネットホルダ及び前記レンズホルダの前記第１の端部とは反対側で前記第１の端部よりも前記固定部に近い第２の端部に取り付けられる第２の板バネからなり、前記レンズホルダを前記第１の方向に変位可能に支持する第２の支持部と、を有し、
   前記第２の板バネは、
   前記マグネットホルダにおける前記マグネット収容部を形成する隅部に対応した形状を有し前記第２の端部に沿って延在し前記マグネットホルダの前記第２の端部に固定されるマグネットホルダ取付部と、前記レンズホルダの前記第２の端部に固定されるレンズホルダ取付部と、前記レンズホルダの前記第２の端部の外形に沿って延在し前記マグネットホルダ取付部と前記レンズホルダ取付部を連結するアーム部と、を有することを特徴とするレンズ駆動装置。
2. 前記第２のコイルは、前記第１の駆動用磁石と対向する面内で離間して配置される複数のコイルからなり、前記第１の駆動用磁石と前記第１のホール素子との間に配置される第１の分割型コイルと、前記第２の駆動用磁石と対向する面内で離間して配置される複数のコイルからなり、前記第２の駆動用磁石と前記第２のホール素子との間に配置される第２の分割型コイルと、を有し、
   前記第１のホール素子は、前記第１の分割型コイルにおける前記複数のコイルの離間部分に対応して配置され、
   前記第２のホール素子は、前記第２の分割型コイルにおける前記複数のコイルの離間部分に対応して配置されることを特徴とする請求項１に記載のレンズ駆動装置。
3. 前記第１の支持部は、一端が前記固定部に固定され、他端が前記可動部に固定される複数のサスペンションワイヤーであり、
   前記レンズホルダ移動部は、前記複数のサスペンションワイヤーの中の少なくとも１本のサスペンションワイヤーを囲むように配置され、当該レンズホルダ移動部における不要共振を抑えるダンパー材を含むことを特徴とする請求項１又は２に記載のレンズ駆動装置。
4. 前記サスペンションワイヤーは、前記レンズホルダ移動部の四隅に配置され、前記第１の方向に沿って延在し、一端が前記固定部の外周部に固定されるとともに、他端が前記マグネットホルダに対して外側に延在する前記第１の板バネのワイヤ固定部に固定され、
   前記マグネットホルダは、四隅において、前記サスペンションワイヤーを離間して囲むように、半径方向外側へ延出する延出部を有し、
   前記ダンパー材は、前記第１の板バネの前記ワイヤ固定部と前記マグネットホルダの前記延出部との間に配置されることを特徴とする請求項３に記載のレンズ駆動装置。
5. 請求項１から４のいずれか１つに記載のレンズ駆動装置と、
   前記レンズホルダに保持されるレンズバレルと、
   該レンズバレル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カメラモジュール。
6. 請求項５に記載のカメラモジュールを搭載してなるカメラ付き携帯端末。

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