(57)【要約】      （修正有）【課題】画像の焦点を合わせるとともに、揺れによってぼけた画像が撮像されるのを防止するレンズ駆動装置を提供する。【解決手段】レンズ駆動装置は、基礎フレームを含む固定アッセンブリ１２０と、レンズホルダ１１４を含む可動アッセンブリと、可動アッセンブリを囲む一セットの磁石１１６と、三セットのコイル１１５，１２５ａ，１２５ｂ，１３５ａ，１３５ｂと、可動アッセンブリと固定アッセンブリとの間で取り付けられるとともに、可動アッセンブリを支持するよう、かつ、第一、第二および第三直交軸に沿って可動アッセンブリの移動を可能にするサスペンションシステムを形成するように構成されるバネシステム１１２，１１７と、を備える。レンズホルダ１１４は、レンズユニット１０９を保持するように構成されており、第三軸はレンズユニット１０９の光学軸と平行であり、第一軸および第二軸はそれぞれ第三軸に対して垂直である。【選択図】図１Ａ
0003205219.tif 000002
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
基礎フレームを含む固定アッセンブリと、
レンズホルダを含む可動アッセンブリと、
前記可動アッセンブリを囲む一セットの磁石と、
三セットのコイルと、
前記可動アッセンブリと前記固定アッセンブリとの間で取り付けられるとともに、前記可動アッセンブリを支持するよう、かつ、第一、第二および第三直交軸に沿って前記可動アッセンブリの移動を可能にするサスペンションシステムを形成するように構成されるバネシステムと、
を備えるレンズ駆動装置であって、
前記レンズホルダはレンズユニットを保持するように構成されており、前記第三軸は前記レンズユニットの光学軸と平行であり、前記第一軸および前記第二軸はそれぞれ前記第三軸に対して垂直である、
レンズ駆動装置。
【請求項２】
前記三セットのコイルは、前記磁石と相互作用し、前記三つの軸に沿って移動するよう前記可動アッセンブリを駆動するように構成される、
請求項１に記載のレンズ駆動装置。
【請求項３】
前記三セットのコイルは、一セットの焦点調節コイルと二セットの側部コイルとを有し、前記焦点調節コイルは、焦点調整動作のために前記第三軸に沿って移動するよう前記可動アッセンブリを駆動するように構成されており、前記二セットの側部コイルは、防振動作のために前記第一軸および前記第二軸に沿ってそれぞれ移動するよう前記可動アッセンブリを駆動するように構成される、
請求項１に記載のレンズ駆動装置。
【請求項４】
前記焦点調節コイルは、前記レンズホルダの周辺側壁の周囲に巻き付けられており、前記焦点調節コイルの巻き付け方向は前記第三軸と平行であり、前記二セットの側部コイルは、前記レンズホルダの側壁に取り付けられるとともに、前記第一軸および前記第二軸の周囲にそれぞれ巻き付けられる、
請求項３に記載のレンズ駆動装置。
【請求項５】
前記コイルと前記可動アッセンブリとに面する前記磁石の極面は、同じ磁気極性である、
請求項１に記載のレンズ駆動装置。
【請求項６】
前記バネシステムは上部バネと底部バネとを有し、各バネは、外側部分と内側部分とバネアームとを有し、前記上部バネおよび前記底部バネの前記内側部分は、前記レンズホルダの二つの端部に取り付けられ、前記上部バネおよび前記底部バネの前記外側部分は、前記固定アッセンブリに取り付けられており、前記それぞれのバネの前記外側部分および前記内側部分は、前記バネアームによってそれぞれ接続される、
請求項１に記載のレンズ駆動装置。
【請求項７】
前記上部バネおよび前記底部バネに関して、バネ厚さに対するバネアーム幅の比は１．１以下である、
請求項６に記載のレンズ駆動装置。
【請求項８】
各バネのバネ定数は、前記第一軸、前記第二軸および前記第三軸に沿った第一成分、第二成分および第三成分をそれぞれ含んでおり、前記第三成分に対する前記第一成分の比および前記第三成分に対する前記第二成分の比は、両方とも１〜８の範囲にある、
請求項６に記載のレンズ駆動装置。
【請求項９】
前記三つの軸に沿った前記上部バネのバネ定数成分はそれぞれ、前記三つの軸に沿った前記底部バネのバネ定数成分と略等しい、
請求項６に記載のレンズ駆動装置。
【請求項１０】
減衰要素をさらに備えており、前記減衰要素は移動アッセンブリと固定部分との間に配置されるとともに、前記バネアームのうちの一つの好ましくない振動を吸収するように構成され、前記固定部分は前記基礎フレーム又は前記磁石である、
請求項１に記載のレンズ駆動装置。
【請求項１１】
前記バネシステムの中心は、前記上部バネと前記底部バネとの間に中間位置の近傍に配置される、
請求項６に記載のレンズ駆動装置。
【請求項１２】
アウターケーシングと、
基礎フレームを含む固定アッセンブリと、
レンズユニットを保持するように構成されるレンズホルダを含む可動アッセンブリと、
前記可動アッセンブリを囲むとともに、四つの磁気部材を有する一セットの磁石と、
三セットのコイルと、
前記可動アッセンブリと前記固定アッセンブリとの間で取り付けられるとともに、前記可動アッセンブリを支持するよう、かつ、第一、第二および第三直交軸に沿って前記可動アッセンブリの移動を可能にするサスペンションシステムを形成するように構成されるバネシステムと、
を備えるレンズ駆動装置であって、
前記第三軸は前記レンズユニットの光学軸と平行であり、
前記バネシステムは上部バネと底部バネとを備えており、各バネは、外側部分と内側部分とバネアームとを有しており、前記上部バネおよび前記底部バネの前記内側部分は、前記レンズホルダの二つの端部に取り付けられ、前記上部バネおよび前記底部バネの前記外側部分は、前記固定アッセンブリに取り付けられており、前記それぞれのバネの前記外側部分および前記内側部分は、前記バネアームによってそれぞれ接続されている、
レンズ駆動装置。
【請求項１３】
各バネのバネ定数は、前記第一軸、前記第二軸および前記第三軸に沿った第一成分、第二成分および第三成分をそれぞれ含んでおり、前記第三成分に対する前記第一成分の比および前記第三成分に対する前記第二成分の比は、両方とも１〜８の範囲にある、
請求項１２に記載のレンズ駆動装置。
【請求項１４】
前記上部バネおよび前記底部バネに関して、バネ厚さに対するバネアーム幅の比は１．１以下である、
請求項１２に記載のレンズ駆動装置。
【請求項１５】
前記三つの軸に沿った前記上部バネのバネ定数成分はそれぞれ、前記三つの軸に沿った前記底部バネのバネ定数成分と略等しい、
請求項１２に記載のレンズ駆動装置。
【請求項１６】
前記四つの磁気部材は、前記アウターケーシングの内壁に取り付けられている、
請求項１２に記載のレンズ駆動装置。
【請求項１７】
アウターケーシングと、
基礎フレームを含む固定アッセンブリと、
レンズユニットを保持するように構成されるレンズホルダを含む可動アッセンブリと、
前記可動アッセンブリを囲むとともに、四つの磁気部材を有する一セットの磁石と、
三セットのコイルと、
前記可動アッセンブリと前記固定アッセンブリとの間で取り付けられるとともに、前記可動アッセンブリを支持するよう、かつ、第一、第二および第三直交軸に沿って前記可動アッセンブリの移動を可能にするサスペンションシステムを形成するように構成されるバネシステムと、
を備えるレンズ駆動装置であって、
前記第三軸は前記レンズユニットの光学軸と平行であり、
前記アウターケーシング、前記四つの磁気部材および前記基礎フレームは、前記可動アッセンブリを収容するよう構成される中央空間を形成しており、
前記四つの磁気部材に関して、第一の前記磁気部材が第三の前記磁気部材と対向しており、第二の前記磁気部材は第四の前記磁気部材と対向しており、前記基礎フレームは画像センサに配置されており、
前記バネシステムは上部バネと底部バネとを備えており、各バネは、外側部分と内側部分とバネアームとを有しており、前記上部バネおよび前記底部バネの前記内側部分は、前記レンズホルダの二つの端部に取り付けられ、前記上部バネおよび前記底部バネの前記外側部分は、前記固定アッセンブリに取り付けられており、前記それぞれのバネの前記外側部分および前記内側部分は、前記バネアームによってそれぞれ接続されており、
前記四つの磁気部材は前記アウターケーシングの内壁に取り付けられている、
レンズ駆動装置。
【請求項１８】
各バネのバネ定数は、前記第一軸、前記第二軸および前記第三軸に沿った第一成分、第二成分および第三成分をそれぞれ含んでおり、前記第三成分に対する前記第一成分の比および前記第三成分に対する前記第二成分の比は、両方とも１〜８の範囲にある、
請求項１７に記載のレンズ駆動装置。
【請求項１９】
前記上部バネおよび前記底部バネに関して、バネ厚さに対するバネアーム幅の比は１．１以下である、
請求項１７に記載のレンズ駆動装置。
【請求項２０】
前記三つの軸に沿った前記上部バネのバネ定数成分はそれぞれ、前記三つの軸に沿った前記底部バネのバネ定数成分と略等しい、
請求項１７に記載のレンズ駆動装置。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
［関連出願の相互参照］
本願は、２０１３年９月２７日出願の米国仮特許出願シリアル番号６１／８８３，２７５からの優先権を主張し、その内容全体を参照によって援用する。
【０００２】
本実用新案出願は、概して、光学的画像技術に関し、より詳細には、画像の焦点を合わせるとともにユーザの手の振動（shaking）等の好ましくない揺れによってぼけた画像が撮像されるのを防止する、三軸レンズシフト機構を有するレンズ駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００３】
携帯電話又はデジタルカメラ等の携帯撮像デバイスが今日広く用いられている。このような装置は、画像に焦点を合わせるためのレンズ構造を備えたカメラを有する。さらに、このような装置は、写真を撮るために用いられる場合に、ある程度の好ましくない振動を受ける場合がある。このような振動の一例は、ユーザの手の振動である。したがって、オートフォーカス機能および防振（anti-shaking）機能を実現し、簡単な構造で、小型化、コスト低減、高速応答性および安定動作を達成できるレンズ駆動装置、同じくレンズシフト機構の提供が望まれているとともに、このようなレンズシフト機構を装備した画像取り込み装置の提供が望まれている。
【考案の概要】
【０００４】
本実用新案出願は、レンズ駆動装置に対してなされたものである。一の面において、レンズ駆動装置は、基礎フレームを含む固定アッセンブリと、レンズホルダを含む可動アッセンブリ（movable assembly）と、可動アッセンブリを囲む一セットの磁石と、三セットのコイルと、可動アッセンブリと固定アッセンブリとの間で取り付けられるとともに、可動アッセンブリを支持するよう、かつ、第一、第二および第三直交軸に沿って可動アッセンブリの移動を可能にするサスペンションシステムを形成するように構成されるバネシステムと、を備える。レンズホルダはレンズユニットを保持するように構成されており、第三軸はレンズユニットの光学軸と平行であり、第一軸および第二軸はそれぞれ第三軸に対して垂直である。
【０００５】
三セットのコイルは、磁石と相互作用し、かつ前記三つの軸に沿って移動するよう可動アッセンブリを駆動するように構成できる。三セットのコイルは、一セットの焦点調節コイル（focusing coil）と二セットの側部コイル（side coil）とを有する。焦点調節コイルは、焦点調節動作のために第三軸に沿って移動するよう可動アッセンブリを駆動するように構成できる。二セットの側部コイルは、防振動作のために第一軸および第二軸に沿ってそれぞれ移動するよう可動アッセンブリを駆動するように構成できる。焦点調節コイルは、レンズホルダの周辺側壁の周囲に巻き付けることができる。焦点調節コイルの巻き付け方向は第三軸と平行とでき、二セットの側部コイルは、レンズホルダの側壁に取り付けるとともに、第一軸および第二軸の周囲にそれぞれ巻き付けることができる。コイルと可動アッセンブリとに面する磁石の極面は、同じ磁気極性とできる。
【０００６】
バネシステムは、上部バネと底部バネとを有することができる。各バネは、外側部分と内側部分とバネアームとを有することができる。上部バネおよび底部バネの内側部分は、レンズホルダの二つの端部に取り付けることができる。上部バネおよび底部バネの外側部分は、固定アッセンブリに取り付けることができる。それぞれのバネの外側部分および内側部分は、バネアームによってそれぞれ接続できる。上部バネおよび底部バネに関して、バネ厚さに対するバネアーム幅の比は１．１以下とできる。
【０００７】
各バネのバネ定数は、第一軸、第二軸および第三軸に沿った第一成分、第二成分および第三成分をそれぞれ含むことができ、第三成分に対する第一成分の比および第三成分に対する第二成分の比は、両方とも１〜８の範囲とできる。前記三つの軸に沿った上部バネのバネ定数成分はそれぞれ、前記三つの軸に沿った底部バネのバネ定数成分と略等しくできる。バネシステムの中心（center of the spring system）は、上部バネと底部バネとの間に中間位置の近傍に配置できる。
【０００８】
レンズ駆動装置はさらに減衰要素を有することができる。減衰要素は、移動アッセンブリ（moving assembly)と固定部分との間に配置されるとともにバネアームのうちの一つの好ましくない振動を吸収するように構成できる。固定部分は基礎フレーム又は磁石である。
【０００９】
他の面において、レンズ駆動装置は、アウターケーシングと、基礎フレームを含む固定アッセンブリと、レンズユニットを保持するように構成されるレンズホルダを含む可動アッセンブリと、可動アッセンブリを囲むとともに、四つの磁気部材を含む一セットの磁石と、三セットのコイルと、可動アッセンブリと固定アッセンブリとの間で取り付けられるとともに、可動アッセンブリを支持するよう、かつ、第一、第二および第三直交軸に沿って可動アッセンブリの移動を可能にするサスペンションシステムを形成するように構成されるバネシステムと、を備える。第三軸はレンズユニットの光学軸と平行である。バネシステムは、上部バネと底部バネとを有する。各バネは、外側部分と内側部分とバネアームとを有する。上部バネおよび底部バネの内側部分は、レンズホルダの二つの端部に取り付けられる。上部バネおよび底部バネの外側部分は、固定アッセンブリに取り付けられる。バネの外側部分および内側部分は、バネアームによってそれぞれ接続される。
【００１０】
各バネのバネ定数は、第一軸、第二軸および第三軸に沿った第一成分、第二成分および第三成分をそれぞれ含むことができ、第三成分に対する第一成分の比および第三成分に対する第二成分の比は、両方とも１〜８の範囲とできる。
【００１１】
上部バネおよび底部バネに関して、バネ厚さに対するバネアーム幅の比は１．１以下とできる。前記三つの軸に沿った上部バネのバネ定数成分はそれぞれ、前記三つの軸に沿った底部バネのバネ定数成分と略等しくできる。四つの磁気部材は、アウターケーシングの内壁に取り付けできる。
【００１２】
さらに他の面において、レンズ駆動装置は、アウターケーシングと、基礎フレームを含む固定アッセンブリと、レンズユニットを保持するように構成されるレンズホルダを含む可動アッセンブリと、可動アッセンブリを囲むとともに、四つの磁気部材を有する一セットの磁石と、三セットのコイルと、可動アッセンブリと固定アッセンブリとの間で取り付けられるとともに、可動アッセンブリを支持するよう、かつ、第一、第二および第三直交軸に沿って可動アッセンブリの移動を可能にするサスペンションシステムを形成するように構成されるバネシステムと、を備える。第三軸はレンズユニットの光学軸と平行である。アウターケーシング、四つの磁気部材および基礎フレームは、可動アッセンブリを収容するよう構成される中央空間を形成する。四つの磁気部材の中で、第一磁気部材が第三磁気部材と対向しており、第二磁気部材は第四磁気部材と対向しており、基礎フレームは画像センサに配置される。バネシステムは上部バネと底部バネとを有する。各バネは、外側部分と内側部分とバネアームとを有する。上部バネおよび底部バネの内側部分は、レンズホルダの二つの端部に取り付けられる。上部バネおよび底部バネの外側部分は、固定アッセンブリに取り付けられる。バネの外側部分および内側部分は、バネアームによってそれぞれ接続される。四つの磁気部材はアウターケーシングの内壁に取り付けられている。
【００１３】
各バネのバネ定数は、第一軸、第二軸および第三軸に沿った第一成分、第二成分および第三成分をそれぞれ含むことができ、第三成分に対する第一成分の比および第三成分に対する第二成分の比は、両方とも１〜８の範囲とできる。
【００１４】
上部バネおよび底部バネに関して、バネ厚さに対するバネアーム幅の比は１．１以下とできる。前記三つの軸に沿った上部バネのバネ定数成分はそれぞれ、前記三つの軸に沿った底部バネのバネ定数成分と略等しくできる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１Ａ】本実用新案出願の実施形態に係る三軸レンズシフト機構を有するレンズ駆動装置の分解斜視図である。
【図１Ｂ】図１Ａに示したレンズ駆動装置の斜視図である。
【図１Ｃ】直交する三つの方向に沿って移動部を移動させる駆動力を生成するための、コイルセットによって囲まれた磁石セットと相互作用する三セットのコイルを示す。
【図２Ａ】図１Ａに示したレンズ駆動装置の上部バネの上面図を示す。
【図２Ｂ】図１Ａに示したレンズ駆動装置の上部バネの斜視図を示す。
【図３】図１Ａに示したレンズ駆動装置におけるバネの断面図である。
【考案を実施するための形態】
【００１６】
次に、本実用新案出願において開示するレンズ駆動装置の好ましい実施形態を詳細に説明する。また、以下の説明に、その実施例を示す。本実用新案出願において開示するレンズ駆動装置の例示的な実施形態を詳細に説明するが、レンズ駆動装置の理解に特に重要でないいくつかの特徴は簡略化のために示していないことは当業者には明らかであろう。
【００１７】
また、本実用新案出願において開示するレンズ駆動装置は、後述する詳細な実施形態に限定されず、権利の精神あるいは範囲を逸脱することなく種々の変形および変更を当業者によってなしうることは、理解されよう。例えば、種々の例示的な実施形態のエレメントおよび／又は特徴を、本開示の範囲内で、互いに組み合わせること、および／又は互いと置き換えることもできる。
【００１８】
本実用新案出願の実施形態は、光学的機能を実行するために、結像レンズ（image forming lens）が移動するように駆動するレンズ駆動装置を提供する。レンズ駆動装置は、受光面を有する撮像デバイスに適用することができる。撮像デバイスは、受光面上に形成された光学画像を、電気信号へと変換するよう構成される。レンズ駆動装置は、受光面に対象画像を案内する撮像レンズ（imaging lens）と、結像レンズとレンズホルダとを有する可動アッセンブリ（movable assembly）と、撮像デバイスを保持するとともに三軸に並進可能な可動アッセンブリを支持している固定部品と、を備える。第一軸は、結像レンズの光学軸（Ｚ軸）の方向と平行である。第二軸（Ｘ軸）および第三軸（Ｙ軸）は、結像レンズの光学軸に対して垂直である。
【００１９】
本実施形態において、レンズ駆動装置は、結像レンズ（image forming lens）とレンズホルダとを有する可動なアッセンブリと、固定アッセンブリと、一セットの焦点調節コイル（focusing coil）と二セットの側部コイル（side coil）とを有する三セットのコイルと、可動アッセンブリを囲む一セットの磁石と、可動アッセンブリと固定アッセンブリとの間で取り付けられるとともに、可動アッセンブリを支持するよう、かつ、三軸（Ｘ軸、Ｙ軸およびＺ軸）に沿って可動アッセンブリの移動を可能にするサスペンションシステムを形成するように構成されるバネシステムと、を備える。Ｚ軸は、結像レンズの光学軸と平行である。Ｘ軸およびＹ軸は、Ｚ軸に対して垂直な二つの直交軸である。バネシステムはまた、可動アッセンブリの移動のための復原力を提供する。三セットのコイルは、三軸に沿って移動するよう可動アッセンブリを駆動するように、周囲の磁石と相互作用するよう構成される。焦点調節動作のために光学軸（Ｚ軸）に沿って移動するよう、可動アッセンブリは焦点調節コイルによって駆動される。二セットの側部コイルは、防振動作のためにＸ軸およびＹ軸に沿って移動するよう可動アッセンブリを駆動する。焦点調節コイルは、レンズホルダの周辺側壁の周囲に巻き付けられる。焦点調節コイルの巻き付け方向は、光学軸（Ｚ軸）と平行である。二セットの側部コイルは、レンズホルダの側壁に取り付けられる。二セットの側部コイルは、Ｘ軸およびＹ軸の周囲にそれぞれ巻き付けられる。磁石セットは、可動部を囲みかつ二セットの側部コイルに面するように構成される。磁石の極面は、レンズホルダの側壁と側部コイルとに面している。
【００２０】
本実施形態において、焦点調節コイルが通電されて磁石と相互作用するとき、可動アッセンブリは焦点調節コイルによってＺ軸に沿って駆動される。画像取り込み装置の焦点調節動作を実行することができる。さらに、二セットの側部コイルが通電されて磁石と相互作用するとき、可動アッセンブリは二セットの側部コイルによってＸ軸およびＹ軸に沿ってそれぞれ駆動される。可動アッセンブリは、画像取り込み装置の防振動作を実行することができる。
【００２１】
本実施形態において、バネシステムは、可動アッセンブリの保持のためのサスペンションシステムを形成する少なくとも一つのバネを有する。バネシステムは、上部バネおよび底部バネ等の二つの板バネを有することができる。上部バネおよび底部バネの内側部分は、レンズホルダの二つの端部に取り付けられる。上部バネおよび底部バネの外側部分は、基礎フレーム又はレンズ駆動装置のアウターケーシング等の固定部分に取り付けられる。バネの外側部分および内側部分は、バネアームによって接続される。可動アッセンブリがＸ軸およびＹ軸に沿って移動することを可能にするために、バネは、バネ厚さに対するバネアームの比Ｒ（Ｒ＝アーム幅／バネ厚さ）が特定の範囲つまりＲ＜１．１となるよう構成される。比Ｒがこの特定の範囲にあるバネは、適当なバネ定数（面内（in-plane)定数成分）をＺ軸に沿って維持しながら、Ｘ軸およびＹ軸に沿ったバネ定数成分を小さくするという必要条件を提供することができるので、可動アッセンブリの面内運動つまり防振運動に対して有用とできる。このバネシステムを用いることによって、レンズ駆動装置は、オートフォーカス機能と防振機能とを実行する３軸レンズシフト機構を実現できる。
【００２２】
図１Ａおよび図１Ｂは、それぞれ、本実用新案出願の一実施形態に係る三軸レンズシフト機構を有するレンズ駆動装置の分解斜視図および斜視図である。レンズ駆動装置は、アドバンスト画像ピックアップ・モジュール（advanced image pickup module）として機能する、主として携帯機器（図示せず）に装備されるオートフォーカス機能および防振機能を実行することができる。携帯機器は、例えばカメラや携帯電話等とすることができる。
【００２３】
図１Ａおよび図１Ｂを参照して、レンズ駆動装置は、基礎フレーム１２０を含む固定アッセンブリと、レンズユニット１０９およびレンズホルダ１１４を含む可動アッセンブリと、上部バネ１１２と、底部バネ１１７と、一セットの磁石１１６と、三セットのコイルと、スペーサー１１１と、アウターケーシング１１０と、を備える。上部バネ１１２および底部バネ１１７は、可動アッセンブリと固定アッセンブリとを接続する。一セットの磁石１１６は四つの磁気部材１１６ａ，１１６ｂ，１１６ｃ，１１６ｄを有する。三セットのコイルは、一つの焦点調節コイル１１５と、二セットの側部コイル１２５ａ，ｂおよび１３５ａ，ｂと、を含む。
【００２４】
本実施形態において、固定アッセンブリは基礎フレーム１２０を含む。基礎フレームは長方形の形状を有する。底部バネ１１７および磁石セット１１６は、基礎フレーム１２０の上に取り付けられる。磁石セットの四つの磁気部材１１６ａ，１１６ｂ，１１６ｃ，１１６ｄは、アウターケーシング１１０の内壁に取り付けられている。アウターケーシング１１０は、基礎フレーム１２０の上に配置される。第一磁気部材１１６ａは、第三磁気部材１１６ｃと対向している。第二磁気部材１１６ｂは、第四磁気部材１１６ｄと対向している。アウターケーシング１１０、四つの磁気部材および基礎フレーム１２０は、可動アッセンブリを収容するよう構成される中央空間を形成する。基礎フレーム１２０は、ＣＣＤ又はＣＭＯＳ画像センサ等の画像センサ（図１Ａ、図１Ｂにおいては図示せず）に配置される。基礎フレーム１２０の中央部に形成された貫通孔は、レンズユニットから集光される光を受けると同時に、レンズユニットによって画像の焦点が合わされ、画像センサによって受像される。
【００２５】
底部バネ１１７および上部バネ１１２は、固定アッセンブリと可動アッセンブリとを接続し、三軸に沿って移動するよう可動アッセンブリを保持し支持するためのサスペンションシステムを形成する。第一軸Ｚ軸は、レンズユニットの光学軸と平行である。第二軸Ｘ軸および第三軸Ｙ軸は、Ｚ軸に対して垂直である。例えば、第二軸Ｘ軸は、第二磁気部材１１６ｂおよび第四磁気部材１１６ｄの整列ライン（alignment line）である。第三軸Ｙ軸は、第一磁気部材１１６ａおよび第三磁気部材１１６ｃの整列ラインである。三軸は互いに垂直とできる。アウターケーシング１１０は、磁石セット１１６および可動アッセンブリを囲うよう配置される。アウタケースは、鉄などヨーク材料で形成でき、磁石セット１１６の磁界を案内するためのヨークとして機能することができる。
【００２６】
図１Ｂは、レンズ駆動装置の可動アッセンブリ、コイルおよび磁石の斜視図を示す。レンズホルダ１１４は多角形状の管形状を有することができる。焦点調節コイル１１５は、レンズホルダの外側周辺側壁の周囲に巻き付けられている。焦点調節コイル１１５は多角形状の管形状を有することができる。焦点調節コイル１１５はＺ軸の周囲に巻き付けられる。焦点調節コイル１１５の面はＺ軸に垂直である。第一セットの側部コイル１３５ａ，１３５ｂは、レンズホルダの二つの対向する外側周辺側壁に取り付けられる。第一セットの側部コイル１３５ａ，１３５ｂはＹ軸の周囲に巻き付けられる。側部コイル１３５ａ，１３５ｂの面はＹ軸に対して垂直である。第二セットの側部コイル１２５ａ，１２５ｂは、レンズホルダ１１４の他の二つの対向する外側周辺側壁に取り付けられる。第二セットの側部コイル１２５ａ，１２５ｂはＸ軸の周囲に巻き付けられる。側部コイル１２５ａ，１２５ｂの面はＸ軸に対して垂直である。焦点調節コイル１１５の四つの周辺側壁のそれぞれは、四つの側部コイルの四つのコイル面と同じ面とできる。
【００２７】
図１Ｃは、直交する三つの方向に沿って可動部を移動させる駆動力を生成するための、コイルセットによって囲まれた磁石セットと相互作用する三セットのコイルを示す。磁気部材の磁極配置はＺ軸に垂直であり、Ｘ軸又はＹ軸と平行である。例えば、図１Ｃに示す通り、磁石１１６ａ，１１６ｂの磁極の配置はＹ軸と平行であり、磁石１１６ｂ，１１６ｄの磁極の配置はＸ軸と平行である。コイルおよび可動アッセンブリに面する磁気部材１１６ａ，１１６ｂ，１１６ｃ，１１６ｄの極面は、同じ磁気極性であり、例えば、磁石１１６ａ，１１６ｂ，１１６ｃ，１１６ｄのすべての内側面１００１はＮ極である（図１Ｃに図示）。
【００２８】
本実施形態において、可動アッセンブリは、通電方向を制御することにより、光学軸（Ｚ軸）に沿って第一方向に駆動され得る。焦点調節コイルおよび可動アッセンブリは、第一セットの側部コイルおよび第二セットの側部コイルの通電方向をそれぞれ制御することにより、光学軸（Ｚ軸）に対して直交する第二方向（Ｙ軸）又は第三方向（Ｘ軸）に駆動され得る。焦点調節コイル１１５、第一側部コイルセット１３５ａ，１３５ｂ、第二側部コイルセット１２５ａ，１２５ｂにそれぞれ独立に通電させることにより、可動アッセンブリはＺ軸、Ｙ軸およびＸ軸に沿って移動するよう駆動できる。
【００２９】
図２Ａは、レンズ駆動装置の上部バネの上面図を示す。図２Ｂは、レンズ駆動装置の上部バネの斜視図を示す。上部バネおよび底部バネは板バネである。各バネは、外側部分２００１と内側部分２００３とバネアーム２００５とを有する。上部バネの内側部分２００３は、レンズホルダ１１４の上部位置に取り付けられている。上部バネの外側部分２００１は、アウターケーシング１１０等の装置の固定部分に取り付けられている。底部バネ１１７の内側部分は、レンズホルダ１１４の底部位置に取り付けられている。底部バネ１１７の外側部分は、基礎フレーム等の装置の固定部分に取り付けられている。バネの外側部分２００１および内側部分２００３は、バネアーム２００５によって接続される。バネは、金属板、例えば銅合金で形成できる。焦点調節コイル２１５および二セットの側部コイルは、上部バネと底部バネとの間に配置される。本実施形態において、焦点調節コイル２１５は、上部バネと底部バネとの間に中間位置に配置される。
【００３０】
本実施形態において、上部バネおよび底部バネは、レンズ駆動装置のサスペンションシステムすなわちバネシステムを形成する。サスペンションシステムは、可動アッセンブリの運動を制限し、可動アッセンブリに復原力を提供することができる。可動アッセンブリは、焦点調節コイルおよび二セットの側部コイルによって、三つの軸、Ｚ軸、Ｘ軸およびＹ軸に沿って駆動され得る。可動アッセンブリを、焦点調節コイルおよび二セットの側部コイルによって三つの軸、Ｚ軸、Ｘ軸およびＹ軸に沿って駆動可能とするために、バネのバネ定数は特別に設計する必要がある。バネシステムのバネ定数Ｋは、バネ材料、バネの厚さ、バネアームの幅、およびバネアーム・パターンに依存する。各バネのバネ定数は、移動軸、Ｚ軸、Ｘ軸およびＹ軸に沿ったそれぞれ三つのバネ定数成分Ｋｚ、ＫｘおよびＫｙへと分解することができる。Ｋｚ、ＫｘおよびＫｙは、Ｚ軸、Ｘ軸およびＹ軸に沿ったバネシステムの定数をそれぞれ表す。本実施形態において、可動アッセンブリが、焦点調節運動（Ｚ軸に沿った運動）および防振運動（Ｘ軸およびＹ軸に沿った運動）を実行可能とするためには、バネ定数比の特別な設計が必要となる。例えば、Ｋｘ／ＫｚおよびＫｙ／Ｋｚの比は、範囲１〜８内にある必要がある、つまり１≦Ｋｘ／Ｋｚ≦８、１≦Ｋｙ／Ｋｚ≦８である必要がある。この比の範囲においては、可動アッセンブリが、大きい復原力を受けることなく、Ｘ軸およびＹ軸に沿って移動できる。このバネ定数比の範囲では、レンズ駆動装置が確実に三軸レンズシフト運動を実行できる。本実施形態におけるバネ定数の比Ｋｘ／ＫｚおよびＫｙ／Ｋｚは、従来のオートフォーカス（ＡＦ）レンズ駆動装置より小さい。従来のＡＦレンズ駆動装置のバネ定数比は大きく、例えば、Ｋｘ／Ｋｚ＞１０およびＫｙ／Ｋｚ＞１０である。従来のＡＦレンズ駆動装置はＺ軸移動を行うことができるだけなので、ＫｘおよびＫｙはＫｚより著しく大きくなり、Ｘ軸およびＹ軸のレンズ移動を制限し限定する。
【００３１】
図３はバネの断面図である。本実施形態においては、上部バネおよび底部バネのＫｘ／ＫｚおよびＫｙ／Ｋｚの比が範囲１〜８内にある必要がある。この特別なバネ定数範囲を達成するために、バネの厚さに対するバネのバネアーム幅（Ｗ）の比は、１．１以下である、つまりＷ／Ｔ≦１．１である必要がある。バネアーム幅（つまりバネアーム２００５の幅）がバネの厚さより小さい場合、Ｋｘ／ＫｚおよびＫｙ／Ｋｚの比を低減できる。
【００３２】
他の実施形態において、レンズ駆動装置の上部バネおよび底部のバネのバネ定数成分は同様である。上部バネのＫｚ、ＫｘおよびＫｙは、底部バネのＫｚ、ＫｘおよびＫｙとそれぞれほぼ等しい。上部バネのＫｚ、ＫｘおよびＫｙが底部バネのＫｚ、ＫｘおよびＫｙとほぼ等しい場合、バネシステムの回転剛性を最大化でき、バネシステムの全体のＫｙ／ＫｚおよびＫｘ／Ｋｚを低減できる。さらに、バネシステムの中心は、上部バネと底部バネとの間に中間位置の近傍に配置される。
【００３３】
他の実施形態においては、減衰要素がレンズ駆動装置内の特定の位置に配置される。例えば、減衰要素は、バネの外側部分およびバネアームの空間を囲むよう配置される。好ましくない振動を生じるバネアームの移動時、バネアームを囲む減衰要素はバネアームの好ましくない振動を吸収するよう構成される。さらに他の実施形態において、減衰要素は、移動アッセンブリ（moving assembly）（つまりレンズホルダ）と、固定部品例えばアウターケーシング、基礎フレーム又は磁石等と、の間に追加できる。バネを形成する方法には、予め形成されたワイヤストライプ（stripes）のエッチングや曲げ加工を含めることができる。曲げ加工されたストリップ（strips）を、バネ構造の内側部分として予め形成されたリングと半田付けすることができる。
【００３４】
本実用新案出願をいくつかの実施形態を特に参照して示し、説明したが、本実用新案の範囲から逸脱することなく種々の変形および変更を行うことができることを述べておく。
【図１Ａ】
0003205219.tif 000003
【図１Ｂ】
0003205219.tif 000004
【図１Ｃ】
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【図２Ａ】
0003205219.tif 000006
【図２Ｂ】
0003205219.tif 000007
【図３】
0003205219.tif 000008
【手続補正書】
【提出日】平成28年1月6日(2016.1.6)
【手続補正１】
【補正対象書類名】実用新案登録請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
基礎フレームを含む固定アッセンブリと、
レンズホルダを含む可動アッセンブリと、
前記可動アッセンブリを囲む一セットの磁石と、
三セットのコイルと、
前記可動アッセンブリと前記固定アッセンブリとの間で取り付けられるとともに、前記可動アッセンブリを支持するよう、かつ、第一、第二および第三直交軸に沿って前記可動アッセンブリの移動を可能にするサスペンションシステムを形成するように構成されるバネシステムと、
を備えるレンズ駆動装置であって、
前記レンズホルダはレンズユニットを保持するように構成されており、前記第三軸は前記レンズユニットの光学軸と平行であり、前記第一軸および前記第二軸はそれぞれ前記第三軸に対して垂直である、
レンズ駆動装置。
【請求項２】
前記三セットのコイルは、前記磁石と相互作用し、前記三つの軸に沿って移動するよう前記可動アッセンブリを駆動するように構成される、
請求項１に記載のレンズ駆動装置。
【請求項３】
前記三セットのコイルは、一セットの焦点調節コイルと二セットの側部コイルとを有し、前記焦点調節コイルは、焦点調整動作のために前記第三軸に沿って移動するよう前記可動アッセンブリを駆動するように構成されており、前記二セットの側部コイルは、防振動作のために前記第一軸および前記第二軸に沿ってそれぞれ移動するよう前記可動アッセンブリを駆動するように構成される、
請求項１に記載のレンズ駆動装置。
【請求項４】
前記焦点調節コイルは、前記レンズホルダの周辺側壁の周囲に巻き付けられており、前記焦点調節コイルの巻き付け方向は前記第三軸と平行であり、前記二セットの側部コイルは、前記レンズホルダの側壁に取り付けられるとともに、前記第一軸および前記第二軸の周囲にそれぞれ巻き付けられる、
請求項３に記載のレンズ駆動装置。
【請求項５】
前記コイルと前記可動アッセンブリとに面する前記磁石の極面は、同じ磁気極性である、
請求項１に記載のレンズ駆動装置。
【請求項６】
前記バネシステムは上部バネと底部バネとを有し、各バネは、外側部分と内側部分とバネアームとを有し、前記上部バネおよび前記底部バネの前記内側部分は、前記レンズホルダの二つの端部に取り付けられ、前記上部バネおよび前記底部バネの前記外側部分は、前記固定アッセンブリに取り付けられており、前記それぞれのバネの前記外側部分および前記内側部分は、前記バネアームによってそれぞれ接続される、
請求項１に記載のレンズ駆動装置。
【請求項７】
前記上部バネおよび前記底部バネに関して、バネ厚さに対するバネアーム幅の比は１．１以下である、
請求項６に記載のレンズ駆動装置。
【請求項８】
各バネのバネ定数は、前記第一軸、前記第二軸および前記第三軸に沿った第一成分、第二成分および第三成分をそれぞれ含んでおり、前記第三成分に対する前記第一成分の比および前記第三成分に対する前記第二成分の比は、両方とも１〜８の範囲にある、
請求項６に記載のレンズ駆動装置。
【請求項９】
前記三つの軸に沿った前記上部バネのバネ定数成分はそれぞれ、前記三つの軸に沿った前記底部バネのバネ定数成分と略等しい、
請求項６に記載のレンズ駆動装置。
【請求項１０】
減衰要素をさらに備えており、前記減衰要素は移動アッセンブリと固定部分との間に配置されるとともに、前記バネアームのうちの一つの好ましくない振動を吸収するように構成され、前記固定部分は前記基礎フレーム又は前記磁石である、
請求項６に記載のレンズ駆動装置。
【請求項１１】
前記バネシステムの中心は、前記上部バネと前記底部バネとの間に中間位置の近傍に配置される、
請求項６に記載のレンズ駆動装置。
【請求項１２】
アウターケーシングと、
基礎フレームを含む固定アッセンブリと、
レンズユニットを保持するように構成されるレンズホルダを含む可動アッセンブリと、
前記可動アッセンブリを囲むとともに、四つの磁気部材を有する一セットの磁石と、
三セットのコイルと、
前記可動アッセンブリと前記固定アッセンブリとの間で取り付けられるとともに、前記可動アッセンブリを支持するよう、かつ、第一、第二および第三直交軸に沿って前記可動アッセンブリの移動を可能にするサスペンションシステムを形成するように構成されるバネシステムと、
を備えるレンズ駆動装置であって、
前記第三軸は前記レンズユニットの光学軸と平行であり、
前記バネシステムは上部バネと底部バネとを備えており、各バネは、外側部分と内側部分とバネアームとを有しており、前記上部バネおよび前記底部バネの前記内側部分は、前記レンズホルダの二つの端部に取り付けられ、前記上部バネおよび前記底部バネの前記外側部分は、前記固定アッセンブリに取り付けられており、前記それぞれのバネの前記外側部分および前記内側部分は、前記バネアームによってそれぞれ接続されている、
レンズ駆動装置。
【請求項１３】
各バネのバネ定数は、前記第一軸、前記第二軸および前記第三軸に沿った第一成分、第二成分および第三成分をそれぞれ含んでおり、前記第三成分に対する前記第一成分の比および前記第三成分に対する前記第二成分の比は、両方とも１〜８の範囲にある、
請求項１２に記載のレンズ駆動装置。
【請求項１４】
前記上部バネおよび前記底部バネに関して、バネ厚さに対するバネアーム幅の比は１．１以下である、
請求項１２に記載のレンズ駆動装置。
【請求項１５】
前記三つの軸に沿った前記上部バネのバネ定数成分はそれぞれ、前記三つの軸に沿った前記底部バネのバネ定数成分と略等しい、
請求項１２に記載のレンズ駆動装置。
【請求項１６】
前記四つの磁気部材は、前記アウターケーシングの内壁に取り付けられている、
請求項１２に記載のレンズ駆動装置。
【請求項１７】
アウターケーシングと、
基礎フレームを含む固定アッセンブリと、
レンズユニットを保持するように構成されるレンズホルダを含む可動アッセンブリと、
前記可動アッセンブリを囲むとともに、四つの磁気部材を有する一セットの磁石と、
三セットのコイルと、
前記可動アッセンブリと前記固定アッセンブリとの間で取り付けられるとともに、前記可動アッセンブリを支持するよう、かつ、第一、第二および第三直交軸に沿って前記可動アッセンブリの移動を可能にするサスペンションシステムを形成するように構成されるバネシステムと、
を備えるレンズ駆動装置であって、
前記第三軸は前記レンズユニットの光学軸と平行であり、
前記アウターケーシング、前記四つの磁気部材および前記基礎フレームは、前記可動アッセンブリを収容するよう構成される中央空間を形成しており、
前記四つの磁気部材に関して、第一の前記磁気部材が第三の前記磁気部材と対向しており、第二の前記磁気部材は第四の前記磁気部材と対向しており、前記基礎フレームは画像センサに配置されており、
前記バネシステムは上部バネと底部バネとを備えており、各バネは、外側部分と内側部分とバネアームとを有しており、前記上部バネおよび前記底部バネの前記内側部分は、前記レンズホルダの二つの端部に取り付けられ、前記上部バネおよび前記底部バネの前記外側部分は、前記固定アッセンブリに取り付けられており、前記それぞれのバネの前記外側部分および前記内側部分は、前記バネアームによってそれぞれ接続されており、
前記四つの磁気部材は前記アウターケーシングの内壁に取り付けられている、
レンズ駆動装置。
【請求項１８】
各バネのバネ定数は、前記第一軸、前記第二軸および前記第三軸に沿った第一成分、第二成分および第三成分をそれぞれ含んでおり、前記第三成分に対する前記第一成分の比および前記第三成分に対する前記第二成分の比は、両方とも１〜８の範囲にある、
請求項１７に記載のレンズ駆動装置。
【請求項１９】
前記上部バネおよび前記底部バネに関して、バネ厚さに対するバネアーム幅の比は１．１以下である、
請求項１７に記載のレンズ駆動装置。
【請求項２０】
前記三つの軸に沿った前記上部バネのバネ定数成分はそれぞれ、前記三つの軸に沿った前記底部バネのバネ定数成分と略等しい、
請求項１７に記載のレンズ駆動装置。