JP6396097B2

JP6396097B2 - レンズ駆動装置

Info

Publication number: JP6396097B2
Application number: JP2014135438A
Authority: JP
Inventors: 治可松久
Original assignee: Nidec Copal Corp
Current assignee: Nidec Precision Corp
Priority date: 2014-06-30
Filing date: 2014-06-30
Publication date: 2018-09-26
Anticipated expiration: 2034-06-30
Also published as: JP2016014702A

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を備えている。

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が光軸方向に沿って延在する複数本のサスペンションワイヤでベースに支持されることで、オートフォーカス用レンズ駆動装置の光軸に交差する平面内での移動が許容されている。この際、サスペンションワイヤによる支持では、手振れ補正のために必要な２軸方向（Ｘ，Ｙ方向）の移動だけでなく、光軸周りの回転移動が許容されてしまうので、落下などの衝撃を受けた場合に、外周形状を矩形にしているオートフォーカス用レンズ駆動装置は光軸周りに回転移動してその周囲を覆う保護枠の内側面に接触する問題があった。オートフォーカス用レンズ駆動装置は、板バネやレンズなどの破損しやすい部品を備えているので、周囲の保護枠内側面に接触する場合にも過剰な力を受けない構造が求められている。

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、手振れ補正のための光軸に交差する方向の移動を許容しながら、衝撃が加わった場合にレンズ駆動装置が大きな損傷を受けないようにすること、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んで光軸方向の駆動に対して支持する可動支持部材と、該可動支持部材を光軸に交差する方向の駆動に対して支持するベース支持部材と、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、前記可動支持部材の外周を囲む保護枠とを備え、前記保護枠の内側面と前記可動支持部材の外周面の一方又は両方には前記可動支持部材の光軸周りの回転を抑止する回転止め凸部が設けられており、前記回転止め凸部は、前記可動支持部材の駆動方向への移動を許容する傾斜面を備え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の保護枠と可動支持部材との関係を示した説明図である。（ａ）は可動支持部材が中心位置にある場合を示しており、（ｂ）は可動支持部材が光軸周りに回転した状態を示している。本発明の実施形態に係るレンズ駆動装置の保護枠と可動支持部材との関係を詳細に示した説明図である。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に設けられる前側取り付け部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に設けられる前側取り付け部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の後側に配置され、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、底板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、保護枠５と可動支持部材１０との関係を示した説明図である。図３の（ａ）は可動支持部材１０が中心位置にある場合を示しており、（ｂ）は可動支持部材１０が光軸周りに回転した状態を示している。

可動支持部材１０は、手振れ補正の駆動を行うために支持ワイヤー１４を介してベース支持部材１５に弾性支持されており、光軸に交差する方向（Ｘ，Ｙ方向）に移動自在になっている。また、支持ワイヤー１４が光軸周りに配置され且つ光軸に沿って立設されることで、可動支持部材１０は、光軸周りの回転が許容されている。このため、レンズ駆動装置１が落下などで衝撃を受けた場合には、ベース支持部材１５に対して可動支持部材１０が光軸周りに回転する状態が生じうる。

可動支持部材１０は、光軸周りに角部１０Ｈを有する矩形状であり、その可動支持部材１０を囲む保護枠５も光軸周りに角部５Ｃを有する矩形状になっている。可動支持部材１０が衝撃などの外力を受けていない状態では、図３（ａ）に示すように可動支持部材１０は保護枠５或いはベース支持部材１５に対して中心位置にあり、Ｘ−Ｙ方向に移動自在になっている。この状態では、可動支持部材１０の外周面１０Ｆと保護枠５の内側面５Ｂは接触しないように隙間が形成されている。

そして、可動支持部材１０の外周面１０Ｆには回転止め凸部１０Ｇが設けられており、保護枠５の内側面５Ｂにも回転止め凸部５Ｄが設けられている。図示の例では、可動支持部材１０の外周面１０Ｆと保護枠５の内周面の両方に回転止め凸部１０Ｇ，５Ｄを設けているが、いずれか一方に設けたものであってもよい。

このような回転止め凸部１０Ｇ，５Ｄを設けることで、図３（ｂ）に示すように、可動支持部材１０が保護枠５或いはベース支持部材１５に対して光軸周りに回転した場合に、回転止め凸部１０Ｇ，５Ｄが互いに接触することになり、可動支持部材１０の外周面１０Ｆが保護枠５の内側面５Ｂに当たることによる衝撃を緩和することができる。また、回転止め凸部１０Ｇ，５Ｄが互いに接触することで、可動支持部材１０に取り付けられた板バネ（前側板バネ１１，１２、後側板バネ１３）が保護枠５の内側面５Ｂに接触することを回避することができ、板バネの損傷を抑止することができる。ここでは、可動支持部材１０の外周面１０Ｆと保護枠５の内側面５Ｂの両方に回転止め凸部１０Ｇ，５Ｄを設けた例を説明したが、可動支持部材１０と保護枠５のいずれか一方に設けても同様の効果を得ることができる。

図４に詳細に示すように、回転止め凸部１０Ｇ，５Ｄは、外周面１０Ｆや内側面５Ｂから部分的に突出するように設けられ、また角部１０Ｈ，５Ｃに近接して設けられている。回転止め凸部１０Ｇ，５Ｄを角部１０Ｈ，５Ｃに近づけて設けることで、矩形状の可動支持部材１０と保護枠５において可動支持部材１０が光軸の周りに回転すると最初に回転止め凸部１０Ｇ，５Ｄが接触することになり、可動支持部材１０の外周面１０Ｆと保護枠５の内側面５Ｂとの接触による損傷などを効果的に抑止することができる。また、可動支持部材１０の角部１０Ｈに取り付けられる前側板バネ１１，１２の外側取り付け部１１Ａ，１１Ｂ，１２Ａ，１２Ｂを効果的に保護することができる。

また、回転止め凸部１０Ｇ，５Ｄは、可動支持部材１０の駆動方向（Ｘ，Ｙ方向）への移動を許容する傾斜面１０ｍ，５ｍを備えている。この傾斜面１０ｍ，５ｍは、外周面１０Ｆ或いは内側面５Ｂに対して平行ではなく傾斜した面であり、互いに対面するように形成されており、手振れ補正の駆動方向であるＸ，Ｙ方向に沿って形成されている。これによって、回転止め凸部１０Ｇ，５Ｄが相互に接触している場合にも、その傾斜面１０ｍ，５ｍに沿った移動が許容されることになり、手振れ補正のための可動支持部材１０の駆動を支障なく行うことができる。

このような特徴を有するレンズ駆動装置１は、レンズ枠２を支持する可動支持部材１０をベース支持部材１５に弾性支持して手振れ補正を行うものにおいて、可動支持部材１０を保護する保護枠５の内側面５Ｂと可動支持部材１０の外周面１０Ｆの一方又は両方に可動支持部材１０の光軸周りの回転を抑止する回転止め凸部５Ｄ，１０Ｆを設けているので、落下などで衝撃を受けた場合に可動支持部材１０に支持された板バネ（前側板バネ１１，１２と後側板バネ１３）やレンズなどの部品が損傷するのを抑止することができる。また、回転止め凸部５Ｄ，１０Ｆで可動支持部材１０の回転が止められ、可動支持部材１０に対しては一般にレンズ枠２の回転止めがなされているので、レンズ枠２のレンズバレル取り付け口２Ｓにレンズバレルをねじ込み取り付ける場合、レンズ枠２の回転を押さえる治具が不要になる。

回転止め凸部５Ｄ，１０Ｆは手振れ補正を行うための可動支持部材１０の平面可動域を確保しながら不必要な回転可動量を最小限にすることができるので、手振れ補正の制御に影響すること無く、可動支持部材１０に支持された部品の損傷を抑止することができる。また、保護枠５の内側面５Ｂに回転止め凸部５Ｄを設けることで、レンズ駆動装置１全体の重心を考慮した高さ位置に回転止め凸部５Ｄを設けることができる。

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。

１：レンズ駆動装置，２：レンズ枠，２Ａ：前面，
２Ａ１，２Ａ２：前側取り付け部，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，
５Ｂ：内側面，５Ｃ：角部，５Ｄ：回転止め凸部，５ｍ：傾斜面，
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，１０ｍ：傾斜面，
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，
Ｆ：フィルター枠，１００：カメラ，２００：携帯情報端末

Claims

レンズ枠と、
該レンズ枠を光軸周りに囲んで光軸方向の駆動に対して支持する可動支持部材と、
該可動支持部材を光軸に交差する方向の駆動に対して支持するベース支持部材と、
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、
前記可動支持部材の外周を囲む保護枠とを備え、
前記保護枠の内側面と前記可動支持部材の外周面の一方又は両方には前記可動支持部材の光軸周りの回転を抑止する回転止め凸部が設けられており、
前記回転止め凸部は、前記可動支持部材の駆動方向への移動を許容する傾斜面を備えることを特徴とするレンズ駆動装置。
前記可動支持部材は前記レンズ枠を駆動方向に対して弾性支持し、
前記ベース支持部材は前記可動支持部材を光軸に交差する方向に弾性支持することを特徴とする請求項１記載のレンズ駆動装置。
前記可動支持部材と前記保護枠は光軸周りに角部を有する矩形状であり、前記回転止め凸部は前記角部に近接して設けられ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。
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。