(57)【要約】【課題】軽量化に対して有利であって、相互共振の問題を防止できるレンズ駆動装置を提供する。【解決手段】  レンズへの光を通過させる通過孔が形成されたプレート本体部（２２）を有するフロント基板（２０）と、前記プレート本体部と略平行に配置されており、サスペンションワイヤ群（７０）を介して前記フロント基板を、前記レンズの光軸直交方向に相対移動可能に支持するベース（９０）と、一方の端部（４０ａ）が、前記プレート本体部における前記ベース側を向く面であるプレート下面（２２ｂ）に固定されており、前記レンズの光軸方向に伸縮する圧電素子部（４０）と、前記圧電素子部の他方の端部（４０ｂ）に固定される駆動シャフト（４２）と、前記駆動シャフトに摩擦係合されており、前記レンズを保持するレンズホルダ（５０）と、を有するレンズ駆動装置。【選択図】図５
2015141329.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レンズへの光を通過させる通過孔が形成されたプレート本体部を有するフロント基板と、
前記プレート本体部と略平行に配置されており、サスペンションワイヤ群を介して前記フロント基板を、前記レンズの光軸直交方向に相対移動可能に支持するベースと、
一方の端部が、前記プレート本体部における前記ベース側を向く面であるプレート下面に固定されており、前記レンズの光軸方向に伸縮する圧電素子部と、
前記圧電素子部の他方の端部に固定される駆動シャフトと、
前記駆動シャフトに摩擦係合されており、前記レンズを保持するレンズホルダと、を有するレンズ駆動装置。
【請求項２】
前記フロント基板は、前記プレート本体部から前記光軸方向と略平行になるように前記ベース側へ曲げられたセンサ取付面を有しており、
前記センサ取付面に設置されており、前記レンズの前記光軸方向の位置を検出する第１位置検出センサと、
前記第１位置検出センサに対して所定の間隔を空けて対向するように、前記レンズホルダに設置される第１マグネットと、をさらに有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。
【請求項３】
前記レンズホルダは、前記プレート本体部に接続されており前記プレート下面から前記ベース側へ向かって前記光軸方向と略平行に延在する補助軸部を、前記光軸直交方向の両側から挟む一対の回転止め突起を有しており、
前記第１マグネットは、前記回転止め突起に設置されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のレンズ駆動装置。
【請求項４】
前記サスペンションワイヤ群は、４本のサスペンションワイヤにより構成されており、４本の前記サスペンションワイヤのうち２本は前記圧電素子部に電気的に接続されており、残りの２本は前記第１位置検出センサに電気的に接続されていることを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれかに記載のレンズ駆動装置。
【請求項５】
前記ベースには、前記レンズの前記光軸直交方向の位置を検出する第２位置検出センサ及び第３位置検出センサが設置されており、
前記第２位置検出センサ及び前記第３位置検出センサは、互いの検出軸が略９０度の角度をなし、かつ、互いの前記検出軸の延長線が前記レンズの光軸延長位置近傍で交わるように配置されていることを特徴とする請求項１から請求項５までのいずれかに記載のレンズ駆動装置。
【請求項６】
前記ベースは前記光軸方向からみて略矩形の外周形状を有しており、
前記第２位置検出センサ及び前記第３位置検出センサは、前記ベースの角部に配置されており、
前記角部の間に位置する前記ベースの辺部には、前記レンズを前記光軸直交方向に駆動するための駆動用コイルが、前記プレート下面に接続される駆動用マグネットに対して所定の間隔を空けて対向するように、配置されていることを特徴とする請求項５に記載のレンズ駆動装置。
【請求項７】
前記フロント基板は、前記レンズの光軸を基準として、前記圧電素子部の固定位置に対して略対称な位置に配置される重心調整部を有することを特徴とする請求項１から請求項６までのいずれかに記載のレンズ駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、たとえば携帯電話のカメラモジュールなどに好適に用いられるレンズ駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話のカメラモジュール等に好適に用いられるレンズ駆動装置では、ケース等の固定部の内部に、駆動手段等により移動可能な可動部が収納されたものが提案されている。このようなレンズ駆動装置では、可動部に保持されたレンズが撮像素子等に対して光軸方向及び光軸直交方向へ移動することにより、光学式手ぶれ補正（ＯＩＳ）やオートフォーカス（ＡＦ）を実現することができる。
【０００３】
レンズ駆動装置に内蔵される駆動手段としては、例えばマグネットとコイルの組み合わせから成るボイスコイルモータ（ＶＣＭ）が挙げられる。例えば特許文献１等では、レンズを光軸方向へ駆動するＶＣＭと、レンズを光軸直交方向へ駆動するＶＣＭを独立に制御することにより、光学式手ぶれ補正及びオートフォーカスを実現するレンズ駆動装置が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】国際公開２００９／１３３６９１号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
レンズを光軸方向へ駆動するＶＣＭと、レンズを光軸直交方向へ駆動するＶＣＭを内蔵する従来のレンズ駆動装置では、ＶＣＭの数が増加することによる重量増加が問題となっている。また、レンズの光軸直交方向への移動をサスペンションワイヤで支持し、レンズの光軸方向への移動をバネ部材で支持する構造では、相互共振を避けるために駆動周波数が制約を受け、応答速度に関する課題を有している。
【０００６】
本発明は、このような実状に鑑みてなされ、その目的は、軽量化に対して有利であって、相互共振の問題を防止できるレンズ駆動装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明に係るレンズ駆動装置は、
レンズへの光を通過させる通過孔が形成されたプレート本体部を有するフロント基板と、
前記プレート本体部と略平行に配置されており、サスペンションワイヤ群を介して前記フロント基板を、前記レンズの光軸直交方向に相対移動可能に支持するベースと、
一方の端部が、前記プレート本体部における前記ベース側を向く面であるプレート下面に固定されており、前記レンズの光軸方向に伸縮する圧電素子部と、
前記圧電素子部の他方の端部に固定される駆動シャフトと、
前記駆動シャフトに摩擦係合されており、前記レンズを保持するレンズホルダと、を有する。
【０００８】
本発明に係るレンズ駆動装置は、レンズを光軸方向へ駆動させる駆動手段が圧電素子部であるため、ＶＣＭによりレンズを光軸方向へ駆動させるレンズ駆動手段に比べて、軽量化及び省電力化の観点で有利である。また、圧電素子部の一方の端部がプレート下面に固定されることにより、フロント基板が、レンズホルダを光軸方向へ移動させるための錘の役割を兼ねることができ、別途錘を準備する構造に比べて軽量化及び小型化に対して有利であり、部品点数が減少するためコスト抑制効果も期待できる。さらに、光軸垂直方向の駆動にＶＣＭを用いる場合でも、光軸方向の駆動手段との磁気回路干渉の心配がなく、この点でも小型化に対して有利である。
また、本発明に係るレンズ駆動装置は、レンズホルダが駆動シャフトに摩擦係合する構造であるため、バネ部材等でレンズホルダを支持する従来の構造に比べて、サスペンションワイヤ群による支持構造と光軸移動方向に関する支持構造との相互共振を防止することができる。また、レンズホルダが駆動シャフトに摩擦係合する構造であるレンズ駆動装置は、バネ部材でレンズホルダを支持する従来の構造に比べて、耐衝撃性の観点でも有利である。
【０００９】
また、例えば、前記フロント基板は、前記プレート本体部から前記光軸方向と略平行になるように前記ベース側へ曲げられたセンサ取付面を有しており、
前記センサ取付面に設置されており、前記レンズの前記光軸方向の位置を検出する第１位置検出センサと、
前記第１位置検出センサに対して所定の間隔を空けて対向するように、前記レンズホルダに設置される第１マグネットと、をさらに有しても良い。
【００１０】
第１位置検出センサを用いてレンズの光軸方向の位置を検出することにより、クローズドループのレンズ位置制御を実現することが可能であり、圧電素子部を用いた高精度なオートフォーカス制御を実現できる。また、プレート本体部からベース側へ折り曲げられたセンサ取付面に第１位置検出センサを取り付け、レンズホルダに設置される第１マグネットと対向させることにより、容易かつ正確にレンズホルダの位置を検出できる。
【００１１】
また、例えば、前記レンズホルダは、前記プレート本体部に接続されており前記プレート下面から前記ベース側へ向かって前記光軸方向と略平行に延在する補助軸部を、前記光軸直交方向の両側から挟む一対の回転止め突起を有してもよく、前記第１マグネットは、前記回転止め突起に設置されていても良い。
【００１２】
補助軸部を挟むように設けられる回転止め突起は、レンズホルダがフロント基板に対して回転することを防止し、レンズホルダの安定した移動及び位置制御を実現する。また、第１マグネットを回転止め突起に設けることにより、レンズホルダのローテーション等に起因する第１マグネットと第１位置検出センサとの予期しない位置変化を防止することができ、精度の高い位置検出が可能となる。
【００１３】
また、例えば、前記サスペンションワイヤ群は、４本のサスペンションワイヤにより構成されており、４本の前記サスペンションワイヤのうち２本は前記圧電素子部に電気的に接続されており、残りの２本は前記第１位置検出センサに電気的に接続されていても良い。
【００１４】
サスペンションワイヤを４本とすることにより、ベース部は、光軸直交方向に移動可能な状態で、フロント基板をバランス良く支持することが可能である。また、４本のサスペンションワイヤのうち２本を圧電素子部駆動用、残りの２本を位置検出用の配線の一部として用いることにより、圧電素子部の制御処理及び第１位置検出センサからの検出信号処理を、双方ともベース部側で行うことが可能である。これにより、フロント基板にプロセッサ等を設けなくても、レンズ駆動部の動作をベース部から集中的に制御できる。
【００１５】
また、例えば、前記ベースには、前記レンズの前記光軸直交方向の位置を検出する第２位置検出センサ及び第３位置検出センサが設置されていても良く、
前記第２位置検出センサ及び前記第３位置検出センサは、互いの検出軸が略９０度の角度をなし、かつ、互いの前記検出軸の延長線が前記レンズの光軸延長位置近傍で交わるように配置されていても良い。
【００１６】
第２位置検出センサ及び第３位置検出センサにより、レンズ及びフロント基板の光軸直交方向の位置を検出することが可能であり、高精度な手ぶれ補正制御を行うことが可能である。また、第２及び第３位置検出センサを、互いの検出軸の延長線がレンズの光軸延長位置近傍で交わるように配置することにより、レンズ等のローリングによる検出位置ずれを防止し、高精度な位置検出が可能となる。
【００１７】
また、例えば、前記ベースは前記光軸方向からみて略矩形の外周形状を有していても良く、
前記第２位置検出センサ及び前記第３位置検出センサは、前記ベースの角部に配置されていても良く、
前記角部の間に位置する前記ベースの辺部には、前記レンズを前記光軸直交方向に駆動するための駆動用コイルが、前記プレート下面に接続される駆動用マグネットに対して所定の間隔を空けて対向するように、配置されていても良い。
【００１８】
ベースの角部に位置検出センサを配置し、ベースの辺部にコイルを配置することにより、各辺を大きく使用して駆動用コイルを配置することが可能であるため、駆動用コイルと駆動用マグネットで構成されるＶＣＭの推力を高めることができる。
【００１９】
前記フロント基板は、前記レンズの光軸を基準として、前記圧電素子部の固定位置に対して略対称な位置に配置される重心調整部を有しても良い。
【００２０】
このような重心調整部を有するレンズ駆動装置は、フロント基板とサスペンションワイヤ群の接続位置において、サスペンションワイヤ群が支える質量体の重心が光軸から大きく離れてしまうことを防止することにより、光軸直交方向の位置制御を容易にし、高精度な位置制御を実現する。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】図１は、本発明の一実施形態に係るレンズ駆動装置の全体斜視図である。
【図２】図２は、図１に示すレンズ駆動装置の概略分解斜視図である。
【図３】図３は、図２に示す第１ユニットの分解斜視図である。
【図４】図４は、図２に示す第２ユニットの分解斜視図である。
【図５】図５は、図２に示す第１ユニットの一部を斜め下方から見た斜視図である。
【図６】図６は、圧電素子部とフロント基板との固定部分を表す拡大斜視図である。
【図７】図７は、回転止め突起及びその周辺部を表す拡大斜視図である。
【図８】図８は、サスペンションワイヤと第２ベース部及びフロント基板との接続部分を表す部分断面図である。
【図９】図９は、第１ユニットの第１ベースを下方から見た斜視図である。
【図１０】図１０は、第２ユニットを上方から見た平面図である。
【図１１】図１１は、変形例に係るレンズ駆動装置の一部を表す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
図１は、本発明の一実施形態に係るレンズ駆動装置１０の斜視図である。レンズ駆動装置１０は、略直方体形状の外形状を有しており、例えばカメラ用レンズを駆動する装置として携帯電話等に搭載される。レンズ駆動装置１０の大きさは特に限定されないが、携帯電話に搭載される場合、上方（Ｚ軸正方向）から見たときの外径寸法は、８．５ｍｍ×８．５ｍｍ程度に設定される。
【００２３】
概略分解図である図２に示すように、レンズ駆動装置１０は、ケース１２、第１ユニット１４、第２ユニット１６及びサスペンションワイヤ群７０等を含む。ケース１２は、上方から第１ユニット１４を覆うようにして第２ユニット１６に固定され、第２ユニット１６と伴にレンズ駆動装置１０の外装筐体を構成する。後述する第１ユニット１４のレンズホルダ５０（図３参照）には、図示しないレンズが取り付けられる。レンズ駆動装置１０は、レンズホルダ５０に取り付けられたレンズを、当該レンズの光軸方向及び光軸直交方向へ移動させることにより、光学式手ぶれ補正（ＯＩＳ）やオートフォーカス（ＡＦ）を実現する。なお、レンズ駆動装置１０の説明では、図１に示すように、光軸に平行な方向をＺ軸方向、Ｚ軸に直交する方向をＸ軸方向及びＹ軸方向として説明を行う。また、光軸方向には、Ｚ軸及び光軸に平行な方向が含まれるものとし、光軸直交方向には、Ｘ軸及びＹ軸に平行な方向が含まれるものとする。
【００２４】
第１ユニット１４は、ケース１２と第２ユニット１６とで構成される外装筐体の内部に収容される。第１ユニット１４全体は、後述する駆動用ＶＣＭによって駆動され、第２ユニット１６に対して光軸直交方向に相対移動する。図３は、図２に示す第１ユニット１４の分解斜視図である。図３に示すように、第１ユニット１４は、フロント基板２０と、圧電素子部４０及び駆動シャフト４２を含む圧電アクチュエータユニットと、レンズホルダ５０と、第１ベース６０等を有する。
【００２５】
フロント基板２０は、第１プレート２０ａと第１ＦＰＣ２０ｂの２層構造となっている。第１プレート２０ａの材料は、金属、セラミック、樹脂、複合材料など特に限定されないが、絶縁性の材料が好ましく、より具体的には絶縁性の金属若しくはセラミック材料が好ましい。第１ＦＰＣ２０ｂは、いわゆるフレキシブルプリント配線板（Flexible Printed Circuits）で構成される。なお、フロント基板２０は、第１プレート２０ａのような板材とフレキシブルプリント配線板とを組み合わせて構成されるものに限定されず、例えばガラエポキシ基板のようなリジッド基板で構成されていても良い。
【００２６】
第１ＦＰＣ２０ｂは、上方から第１プレート２０ａを覆うように取り付けており、第１ＦＰＣ２０ｂがフロント基板２０の上層を構成し、第１プレート２０ａがフロント基板２０の下層を構成する。フロント基板２０は、レンズへの光を通過させる通過孔２２ｃが形成されたプレート本体部２２と、プレート本体部２２から光軸と略平行になるようにベース側へ折り曲げられたセンサ取付面２４とを有する。
【００２７】
プレート本体部２２における第２ベース９０側（Ｚ軸負方向側）を向く面であるプレート下面２２ｂには、圧電素子部４０の一方の端部４０ａが固定されている。図５は、フロント基板２０、圧電アクチュエータユニット及びレンズホルダ５０等の取り付け状態を、プレート下面２２ｂ側から観察した斜視図であり、図６は、図５における圧電アクチュエータユニット周辺を拡大した図である。
【００２８】
圧電アクチュエータユニットを固定する前の状態を表す図６（Ｂ）に示すように、プレート下面２２ｂには、圧電素子部４０を固定するための圧電素子取付部２２ｂａがある。圧電素子取付部２２ｂａの両側には、第１プレート２０ａに形成された貫通孔である孔部２０ａａが形成されており、第１ＦＰＣ２０ｂの一部である圧電素子接続部２０ｂａが、孔部２０ａａを通ってプレート下面２２ｂ側へ露出している。
【００２９】
図６（Ａ）に示すように、圧電素子部４０は、上下方向を向く一対の端面と光軸直交方向を向く４つの側面を有する略直方体の外形状を有しており、側面に電圧信号を入力するための外部電極が形成されている。圧電素子部４０は、圧電材料からなる圧電体層と、外部電極に接続する内部電極層とが交互に積層された積層構造を有しており、外部電極を介して入力された駆動信号（電圧信号）に応じて、光軸方向に伸縮する。
【００３０】
圧電素子部４０は、一方の端部４０ａを圧電素子取付部２２ｂａに対して接着等により固定することで、プレート下面２２ｂに取り付けられる。また、圧電素子部４０の外部電極には、圧電素子接続部２０ｂａが電気的に接続され、圧電素子部４０には第１ＦＰＣ２０ｂを介して駆動信号が入力される。
【００３１】
圧電素子部４０の他方の端部４０ｂには、駆動シャフト４２が固定されている。駆動シャフト４２は、略円柱状の外形状を有しており、上方の円形端面が、他方の端部４０ｂに対して、接着等により固定される。駆動シャフト４２は、圧電素子部４０の伸縮に対応して、光軸方向（上下方向）に移動する。
【００３２】
図３に示すレンズホルダ５０は、無底円筒形状の筒部５１と、筒部５１の側面に接続される支持部５２及び回転止め突起５４とを有している。筒部５１の内周面にはレンズが固定される。プレート本体部２２の通過孔２２ｃを通過した光は、Ｚ軸正方向側からレンズに入射し、レンズのＺ軸負方向側から出射される。
【００３３】
支持部５２の側面には、押圧スプリング３４による弾性力を用いて駆動シャフト４２の外周面と摩擦係合するシャフト受け面５２ａが形成されている。図５に示すように、シャフト受け面５２ａは駆動シャフト４２と係合できるように外径側に開口する溝状となっており、押圧スプリング３４の先端とシャフト受け面５２ａとの間で駆動シャフト４２を挟み込むことで、レンズホルダ５０が駆動シャフト４２に摩擦係合される。なお、押圧スプリング３４の基部は、支持部５２に固定されている。
【００３４】
図５に示すように、レンズホルダ５０では、一対の回転止め突起５４が、筒部５１から光軸直交方向に突出している。一対の回転止め突起５４は、互いに略平行に延びており、補助軸部３２を光軸直交方向の両側から挟むように配置されている。補助軸部３２の上端はプレート本体部２２に接続されており、補助軸部３２は、プレート下面２２ｂからベース側へ向かって光軸方向と略平行になるように延在している。回転止め突起５４は、シャフト受け面５２ａに対して、光軸を中心とする回転方向に沿って離れた位置に設けられることが、レンズホルダ５０の回転を防止する観点から好ましい。例えば、回転止め突起５４は、シャフト受け面５２ａに対して、光軸を中心として９０度〜２７０度回転した位置に設けられることが好ましい。
【００３５】
一方の回転止め突起５４の側面には、第１マグネット４４が設置されている。拡大図である図７に示すように、第１マグネット４４は、第１位置検出センサ３０に対して所定の間隔を空けて対向するように、回転止め突起５４に設置されている。第１位置検出センサ３０は、光軸方向に略平行であるセンサ取付面２４に設置されており、光軸方向の検出軸を有する。第１位置検出センサ３０は、例えばＭＲセンサ（磁気抵抗素子（ＭＲ素子）を用いたセンサ）等の磁気センサによって構成され、磁気媒体である第１マグネット４４によるセンサ周辺の磁気の変化から、レンズ及びレンズホルダ５０の光軸方向の位置を検出する。
【００３６】
図３に示す第１ベース６０は、図９等に示すように、中央に貫通孔が形成された略矩形の外周形状を有する底面部６０ｂと、底面部６０ｂの両端から上方に突出する接続部とを有している。接続部の上端面６０ａはプレート本体部２２のプレート下面２２ｂに固定されており、第１ベース６０は、上方に位置するフロント基板２０によって支えられている（図２参照）。
【００３７】
図９に示すように、底面部６０ｂの下面には、駆動用着磁部６２と検出用着磁部６４が形成されている。駆動用着磁部６２は、底面部６０ｂにおける４つの辺部に配置されており、検出用着磁部６４は２つの角部に配置されている。駆動用着磁部６２と検出用着磁部６４は永久磁石となっており、駆動用着磁部６２を構成する永久磁石の分極方向はＸ軸方向又はＹ軸方向であり、検出用着磁部６４を構成する永久磁石の分極方向はレンズの径方向である。
【００３８】
駆動用着磁部６２は、第２ユニット１６のＦＰコイル８０に含まれる駆動用コイル８０ａとともに、第１ユニット１４全体を光軸直交方向へ移動させるＶＣＭを構成する。また、検出用着磁部６４は、第２ユニットの第２位置検出センサ８４及び第３位置検出センサ８６に対する磁気媒体として機能する。第１ベース６０は、全体がプラスチックマグネットで一体的に形成されており、駆動用着磁部６２と検出用着磁部６４の部分のみが着磁されている。ただし、第１ベース６０の構成としてはこれに限定されず、駆動用着磁部６２と検出用着磁部６４に相当する部分を除く他の部分を形成したのち、これに永久磁石を取り付けて駆動用着磁部及び検出用着磁部とすることにより、第１ベースを形成しても良い。
【００３９】
図２に示す第２ユニット１６は、サスペンションワイヤ群７０を介して第１ユニット１４と接続している。図４は、第２ユニット１６の分解斜視図である。第２ユニット１６は、ＦＰコイル８０、テープ８２、第２位置検出センサ８４及び第３位置検出センサ８６、ベース部としての第２ベース９０等により構成される。
【００４０】
第２ベース９０は、ボトム９４と第２ＦＰＣ９２によって構成されており、第２ＦＰＣ９２は、ボトム９４の上面に取り付けられている。第２ＦＰＣ９２は、第１ＦＰＣ２０ｂと同様にフレキシブルプリント配線板で構成される。第２ＦＰＣ９２には、レンズ駆動装置１０の外部から制御信号を受け取ったり、電力の供給を受けたりするための端子部が設けられている。ボトム９４の材質は特に限定されないが、樹脂等によってボトム９４を形成することができる。
【００４１】
図８に示すように、第２ベース９０は、フロント基板２０のプレート本体部２２と略平行に配置されている。第２ベース９０は、サスペンションワイヤ群７０を介してフロント基板２０を、レンズの光軸直交方向に相対移動可能に支持する。
【００４２】
サスペンションワイヤ群７０は、４本のサスペンションワイヤ７０ａ〜７０ｄにより構成されている。各サスペンションワイヤ７０ａ〜７０ｄの上端部は、フロント基板２０のワイヤ取付部２５に固定されるとともに、第１ＦＰＣ２０ｂに電気的に接続されている。図８（Ｂ）に示すように、ワイヤ取付部２５は、プレート本体部２２の４隅から径方向に突出するアーム状の突起で構成されており、レンズ駆動装置１０に予期せぬ衝撃が加えられた場合に衝撃緩衝部として機能し、サスペンションワイヤ７０ａ〜７０ｄの座屈を防止する。なお、サスペンションワイヤ群７０に含まれるサスペンションワイヤの本数は、３本以上であれば特に限定されないが、容易に組み立て可能であって、レンズをバランス良く支持できる構造とする観点から、４本であることが好ましい。
【００４３】
また、各サスペンションワイヤ７０ａ〜７０ｄの下端部は、第２ベース９０の四隅に固定されるとともに、第２ＦＰＣ９２に電気的に接続されている（図８（Ａ）及び（Ｂ）参照）。したがって、各サスペンションワイヤ７０ａ〜７０ｄは、第１ＦＰＣ２０ｂと第２ＦＰＣ９２とを電気的に接続する配線部として機能する。４本のサスペンションワイヤ７０ａ〜７０ｄのうち２本は、第１ＦＰＣ２０ｂを介して圧電素子部４０に電気的に接続されており、残りの２本は、第１ＦＰＣ２０ｂを介して第１位置検出センサ３０に電気的に接続されている。これにより、レンズ駆動装置１０では、フロント基板２０にプロセッサ等を設けなくても、光軸方向に関するクローズドループのレンズ位置制御を含むレンズ駆動装置１０の駆動動作を、第２ベース９０側から制御できる。
【００４４】
図８（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、サスペンションワイヤ７０ａ〜７０ｄは、第１ベース６０の４角に形成された溝部６５を挿通している。溝部６５の上部には、サスペンションワイヤ７０ａ〜７０ｄの上端部を通しやすくする円錐状部分６５ａが形成されている。溝部６５には、ダンパーゲルが注入されていても良い。
【００４５】
図４に示すように、第２ベース９０の上部を構成する第２ＦＰＣ９２の上面には、第２位置検出センサ８４と第３位置検出センサ８６が設置される。さらに、第２ＦＰＣ９２の上面には、絶縁のためのテープ８２を介してＦＰコイル８０が設置される。第２位置検出センサ８４及び第３位置検出センサ８６は、ホールセンサやＭＲセンサ等の磁気センサによって構成される。ＦＰコイル８０は、いわゆるフレキシブルプリント配線板（Flexible Printed Circuits）を用いたコイルによって構成され、後述するように、ＦＰコイル８０には４つの駆動用コイル８０ａが含まれる。
【００４６】
図１０に示すように、第２ベース９０は、光軸方向からみて略矩形の外周形状を有している。第２位置検出センサ８４及び第３位置検出センサ８６は、第２ベース９０における２箇所の角部９０ａに配置されており、第１ベース６０の下面に形成された検出用着磁部６４に対向する（図９参照）。第２位置検出センサ８４及び第３位置検出センサ８６は、フロント基板２０と伴に移動する検出用着磁部６４の磁気を検出することにより、レンズの光軸直交方向の位置を検出する。
【００４７】
第２位置検出センサ８４及び第３位置検出センサ８６は、互いの検出軸８４ａ、８６ａが略９０度の角度をなし、かつ、互いの検出軸８４ａ、８６ａの延長線がレンズの光軸延長位置Ｌ近傍で交わるように配置される。このような配置とすることにより、レンズの光軸直交方向の位置を容易に算出することが可能であり、また、レンズの外周方向が検出軸と略直交するため、レンズのローテーションに伴う偽信号の発生を抑制することができ、精度の高い位置検出を実現できる。
【００４８】
図１０に示すように、ＦＰコイル８０に含まれる駆動用コイル８０ａは、角部
９０ａの間に位置する４箇所の辺部９０ｂに配置される。駆動用コイル８０ａは、第１ベース６０の下面に形成された駆動用着磁部６２に対向（図９参照）する。なお、第２位置検出センサ８４及び第２位置検出センサ８６を辺部９０ｂ中央に配置し、辺部９０ｂの駆動用コイルを、センサを両側から挟む２つのコイルによって構成することも可能であるが、ＶＣＭから高い推力を得る観点からは、第２位置検出センサ８４及び第３位置検出センサ８６を角部９０ａに配置するほうが有利である。
【００４９】
駆動用コイル８０ａは、第２ＦＰＣ９２に電気的に接続されており、第２ＦＰＣ９２を介して給電される。また、図５に示す圧電素子部４０も、第１ＦＰＣ２０ｂ及びサスペンションワイヤ群７０を介して、第２ＦＰＣ９２に電気的に接続されており、第２ＦＰＣ９２を介して駆動信号を入力される。さらに、センサ取付面２４に設置される第１位置検出センサ３０の出力も、第１ＦＰＣ２０ｂ及びサスペンションワイヤ群７０を介して第２ＦＰＣ９２に伝えられ、第２ＦＰＣ９２上に設置される第２位置検出センサ８４及び第３位置検出センサ８６の出力も第２ＦＰＣ９２に伝えられる。
【００５０】
上述したように、本実施形態に係るレンズ駆動装置１０は、レンズを光軸方向へ駆動させる駆動手段が圧電素子部４０であるため、軽量化及び省電力化の観点で有利である。また、圧電素子部４０の一方の端部４０ａがプレート下面２２ｂに固定されることにより、フロント基板２０が、レンズホルダ５０を光軸方向へ移動させるための錘の役割を兼ねることができ、この点でも軽量化及び小型化に対して有利であり、部品点数が減少するためコスト抑制効果も期待できる。さらに、圧電素子部４０による駆動手段は、駆動用着磁部６２のような他の永久磁石との磁気回路干渉の心配がなく、この点でも軽量化及び小型化に対して有利である。
【００５１】
また、レンズ駆動装置１０は、レンズホルダ５０が駆動シャフト４２に摩擦係合する構造であるため、サスペンションワイヤ群７０による支持構造と光軸移動方向に関する支持構造との相互共振を防止することができ、各駆動手段の駆動周波数を高めて応答性の良い駆動制御を実現できる。また、レンズホルダ５０が駆動シャフト４２に摩擦係合する構造であるレンズ駆動装置１０は、バネ部材でレンズホルダを支持する従来の構造に比べて、耐衝撃性の観点でも有利である。さらに、レンズ駆動装置１０は、圧電素子部４０の一方の端部４０ａを配線板でもあるフロント基板２０に固定する構造であるため、ワイヤによる接続等を用いなくても、ＦＰＣを直接接続するなどのシンプルな方法で、圧電素子部４０への電気的な接続を容易に行うことができる。
【００５２】
また、レンズ駆動装置１０は、フロント基板２０に設置された第１位置検出センサ３０とレンズホルダ５０に設置された第１マグネット４４により、クローズドループのレンズ位置制御を実現することが可能であり、性能の高いオートフォーカス制御を実現できる。なお、第１位置検出センサ３０としてホールセンサではなくＭＲセンサを用いることにより、第１位置検出センサ３０への配線として使用するサスペンションワイヤの数を２本に減少させることができるため、第２ベース９０側から集中制御を実現する観点からは、第１位置検出センサ３０としてＭＲセンサを用いることが好ましい。
【００５３】
上述した実施形態は、本発明の一例を説明したものであり、本発明は上述したレンズ駆動装置１０に何ら限定されない。レンズ駆動装置１０に含まれる各要素は、発明の要旨を逸脱しない範囲で変更することが可能である。
【００５４】
図１１は、変形例に係るレンズ駆動装置１００の内部構造を示す概略斜視図である。レンズ駆動装置１００は、フロント基板１２０の形状が異なることを除きレンズ駆動装置１０と同様であるため、共通部分については説明を省略する。なお、図１１では、レンズ駆動装置１００のケース１２及び第１ベースを表示していない。
【００５５】
フロント基板１２０は、レンズの光軸を基準として、圧電素子部４０の固定位置に対して略対称な位置に配置される重心調整部１２６を有している。重心調整部１２６は、第１プレート２０ａの一部が、プレート本体部１２２から下方へ延びることにより形成されている。重心調整部１２６は、フロント基板１２０がサスペンションワイヤ群７０に接続されるＺ方向の位置において、サスペンションワイヤ群７０が支える質量体の重心が光軸から大きく離れてしまうことを防止することにより、光軸直交方向の位置制御を容易にする効果を奏する。
【符号の説明】
【００５６】
１０、１００…レンズ駆動装置
１４…第１ユニット
２０、１２０…フロント基板
２０ａ…第１プレート
２０ｂ…第１ＦＰＣ
２２、１２２…プレート本体部
２２ｃ…通過孔
２２ｂ…プレート下面
２４…センサ取付面
３０…第１位置検出センサ
３２…補助軸部
４０…圧電素子部
４０ａ…一方の端部
４０ｂ…他方の端部
４２…駆動シャフト
４４…第１マグネット
５０…レンズホルダ
５４…回転止め突起
６０…第１ベース
６２…駆動用着磁部
７０ａ〜７０ｄ…サスペンションワイヤ
１６…第２ユニット
８０…ＦＰコイル
８０ａ…駆動用コイル
８４…第２位置検出センサ
８６…第３位置検出センサ
８４ａ、８６ａ…検出軸
９０…第２ベース
９０ａ…角部
９０ｂ…辺部
９２…第２ＦＰＣ
１２６…重心調整部
【図１】
2015141329.tif 000003
【図２】
2015141329.tif 000004
【図３】
2015141329.tif 000005
【図４】
2015141329.tif 000006
【図５】
2015141329.tif 000007
【図６】
2015141329.tif 000008
【図７】
2015141329.tif 000009
【図８】
2015141329.tif 000010
【図９】
2015141329.tif 000011
【図１０】
2015141329.tif 000012
【図１１】
2015141329.tif 000013
【手続補正書】
【提出日】平成26年1月31日(2014.1.31)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レンズへの光を通過させる通過孔が形成されたプレート本体部を有するフロント基板と、
前記プレート本体部と略平行に配置されており、サスペンションワイヤ群を介して前記フロント基板を、前記レンズの光軸直交方向に相対移動可能に支持するベースと、
一方の端部が、前記プレート本体部における前記ベース側を向く面であるプレート下面に固定されており、前記レンズの光軸方向に伸縮する圧電素子部と、
前記圧電素子部の他方の端部に固定される駆動シャフトと、
前記駆動シャフトに摩擦係合されており、前記レンズを保持するレンズホルダと、を有するレンズ駆動装置。
【請求項２】
前記フロント基板は、前記プレート本体部から前記光軸方向と略平行になるように前記ベース側へ曲げられたセンサ取付面を有しており、
前記センサ取付面に設置されており、前記レンズの前記光軸方向の位置を検出する第１位置検出センサと、
前記第１位置検出センサに対して所定の間隔を空けて対向するように、前記レンズホルダに設置される第１マグネットと、をさらに有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。
【請求項３】
前記レンズホルダは、前記プレート本体部に接続されており前記プレート下面から前記ベース側へ向かって前記光軸方向と略平行に延在する補助軸部を、前記光軸直交方向の両側から挟む一対の回転止め突起を有しており、
前記第１マグネットは、前記回転止め突起に設置されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のレンズ駆動装置。
【請求項４】
前記サスペンションワイヤ群は、４本のサスペンションワイヤにより構成されており、４本の前記サスペンションワイヤのうち２本は前記圧電素子部に電気的に接続されており、残りの２本は前記第１位置検出センサに電気的に接続されていることを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれかに記載のレンズ駆動装置。
【請求項５】
前記ベースには、前記レンズの前記光軸直交方向の位置を検出する第２位置検出センサ及び第３位置検出センサが設置されており、
前記第２位置検出センサ及び前記第３位置検出センサは、互いの検出軸が略９０度の角度をなし、かつ、互いの前記検出軸の延長線が前記レンズの光軸延長位置近傍で交わるように配置されていることを特徴とする請求項１から請求項４までのいずれかに記載のレンズ駆動装置。
【請求項６】
前記ベースは前記光軸方向からみて略矩形の外周形状を有しており、
前記第２位置検出センサ及び前記第３位置検出センサは、前記ベースの角部に配置されており、
前記角部の間に位置する前記ベースの辺部には、前記レンズを前記光軸直交方向に駆動するための駆動用コイルが、前記プレート下面に接続される駆動用マグネットに対して所定の間隔を空けて対向するように、配置されていることを特徴とする請求項５に記載のレンズ駆動装置。
【請求項７】
前記フロント基板は、前記レンズの光軸を基準として、前記圧電素子部の固定位置に対して略対称な位置に配置される重心調整部を有することを特徴とする請求項１から請求項６までのいずれかに記載のレンズ駆動装置。