(57)【要約】【課題】手振れ抑制機能付きのレンズ駆動装置やカメラモジュールなどに適用可能な、簡単な構成で可動部材を可動部材の軸回りに揺動できる電磁駆動装置を提供する。【解決手段】外周に揺動用コイル１４が取付けられた可動枠体１３と、揺動用コイル１４と空隙を介して対向するように永久磁石１５を取付けた固定枠体１１とを揺動用板バネ１２で連結した形態の手振れ抑制装置１０において、揺動用コイル１４を、可動枠体１３の軸方向をＺ軸としたとき、Ｚ軸と垂直な軸回りに巻き回され、Ｚ軸の周りに番号順にかつ等間隔に循環配置された第１〜第４のコイル１４１〜１４４から構成するとともに、永久磁石１５を、第１〜第４のコイル１４１〜１４４のうちの互いに隣接するコイルの互いに隣接するＺ軸に平行な辺の間に揺動用コイル１４と空隙を介して対向するようにそれぞれ配置される第１〜第４の磁石１５１〜１５４から構成した。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定部材と、筒状もしくは柱状の可動部材と、前記可動部材を前記固定部材に懸架支持するバネ部材と、揺動用コイルと、永久磁石とを備えた電磁駆動装置であって、
前記揺動用コイルが前記可動部材の外周に取付けられ、
前記永久磁石は、前記揺動用コイルと空隙を介して対向するように、前記固定部材に取付けられ、
前記揺動用コイルは、前記可動部材の軸方向をＺ軸としたとき、Ｚ軸と垂直な軸回りに巻き回された第１〜第４のコイルを備え、
前記第１〜第４のコイルが、Ｚ軸の周りに番号順にかつ等間隔に循環配置され、
前記永久磁石が、前記第１〜第４のコイルのうちの互いに隣接するコイルの互いに隣接するＺ軸に平行な辺の間にそれぞれ配置される第１〜第４の磁石を備えたことを特徴とする電磁駆動装置。
【請求項２】
前記可動部材がレンズを保持し、
前記可動部材の外周側には、Ｚ軸回りに巻き回された駆動用コイルが装着され、
前記揺動用コイルが前記駆動用コイルの外周側に装着されていることを特徴とする請求項１に記載の電磁駆動装置。
【請求項３】
前記可動部材がレンズを保持し、
前記可動部材の外周側には、Ｚ軸回りに巻き回された駆動用コイルが装着され、
前記揺動用コイルが前記駆動用コイルの内周側に装着されていることを特徴とする請求項１に記載の電磁駆動装置。
【請求項４】
前記可動部材がカメラモジュールを保持することを特徴とする請求項１に記載の電磁駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、撮影用光学機器などの手振れを抑制することのできる電磁駆動装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、携帯電話等に搭載されるカメラはイメージセンサーの画素数が増大されて撮影画像の高品質が進んでいる。これに伴って、搭載されるレンズ系についても、従来の固定焦点のカメラモジュールから可動焦点のカメラモジュールへと移行しつつある。これは、固定焦点のカメラモジュールでは、焦点ボケが生じて、高画素数イメージセンサーの分解能に対応することができないためである。
可動焦点のカメラモジュールにおけるレンズ系の駆動方式としては、ボイスコイルモータを用いたレンズ駆動装置が多く用いられている（例えば、特許文献１参照）。
しかし、携帯電話等に搭載されるカメラでは、撮影時に手振れが発生しやすいことから、レンズホルダーを揺動させて手振れを抑制する機能を有するレンズ駆動装置が提案されている。これにより、レンズホルダーをレンズの光軸方向に駆動する機能に加えて、手振れを抑制できるので、イメージセンサー上に鮮明な画像を結像させることができる（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−２８００３１号公報
【特許文献２】ＷＯ  ２０１０／０４３０７８  Ａ１
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来の手振れ抑制機能付きレンズ駆動装置では、レンズホルダーの駆動と手振れ抑制を制御するためのコイルがレンズの光軸に垂直な軸回りに巻かれているため、複雑な磁石構造が必要なだけでなく、駆動効率が低いといった問題点があった。
【０００５】
本発明は、従来の問題点に鑑みてなされたもので、例えば、手振れ抑制機能付きのレンズ駆動装置やカメラモジュールなどに適用可能な、簡単な構成で可動部材を可動部材の軸回りに揺動することのできる電磁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】
本願発明は、固定部材と、筒状もしくは柱状の可動部材と、前記可動部材を前記固定部材に懸架支持するバネ部材と、揺動用コイルと、永久磁石とを備えた電磁駆動装置であって、前記揺動用コイルが前記可動部材の外周に取付けられ、前記永久磁石は、前記揺動用コイルと空隙を介して対向するように、前記固定部材に取付けられ、前記揺動用コイルは、前記可動部材の軸方向をＺ軸としたとき、Ｚ軸と垂直な軸回りに巻き回された第１〜第４のコイルを備え、前記第１〜第４のコイルが、Ｚ軸の周りに番号順にかつ等間隔に循環配置され、前記永久磁石が、前記第１〜第４のコイルのうちの互いに隣接するコイルの互いに隣接するＺ軸に平行な辺の間にそれぞれ配置される第１〜第４の磁石を備えたことを特徴とする。
このように本願発明は、磁石の単極面をコイルに対向させるという簡単な構成で可動部材をＺ軸に垂直な面内で移動させることができる。したがって、例えば、可動部材をレンズ駆動装置とすれば、小型で構成の簡素なレンズ駆動装置の手振れ防止装置を提供することができる。
【０００７】
また、本願発明は、前記可動部材がレンズを保持し、前記可動部材の外周側には、Ｚ軸回りに巻き回された駆動用コイルが装着され、前記揺動用コイルが前記駆動用コイルの外周側に装着されていることを特徴とする。
また、本願発明は、前記可動部材がレンズを保持し、前記可動部材の外周側には、Ｚ軸回りに巻き回された駆動用コイルが装着され、前記揺動用コイルが前記駆動用コイルの内周側に装着されていることを特徴とする。
これにより、自動焦点駆動機能と手振れ抑制機能の両方の機能を内蔵するコンパクトな構成のレンズ駆動装置を提供することができる。
【０００８】
また、本願発明は、前記可動部材がカメラモジュールを保持することを特徴とする。
このように、可動部材をレンズとイメージセンサーとを備えたカメラモジュールとすれば、簡単な構造の手振れ抑制機能付きカメラモジュールを提供することができる。
【０００９】
なお、前記発明の概要は、本発明の必要な全ての特徴を列挙したものではなく、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となり得る。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施の形態１に係る手振れ抑制装置の構成を示す図である。
【図２】本実施の形態１に係る手振れ抑制装置における揺動用コイルに流れる電流の方向と駆動用コイルに作用するローレンツ力の一例を示す図である。
【図３】揺動用板バネの形状を示す図である。
【図４】揺動用板バネの他の形状を示す図である。
【図５】本実施の形態１に係る手振れ抑制装置における揺動用コイルに流れる電流の方向と駆動用コイルに作用するローレンツ力の他の例を示す図である。
【図６】本発明による手振れ抑制装置の他の構成を示す図である。
【図７】本発明による手振れ抑制装置の他の構成を示す図である。
【図８】手振れ抑制装置における永久磁石の他の配置方法を示す図である。
【図９】回転を伴う手振れを抑制する際の揺動用コイルに流れる電流の方向と駆動用コイルに作用するローレンツ力の一例を示す図である。
【図１０】回転中心が偏芯している手振れを抑制する際の揺動用コイルに流れる電流の方向と駆動用コイルに作用するローレンツ力の一例を示す図である。
【図１１】本実施の形態２に係るレンズ駆動装置の構成を示す図である。
【図１２】本発明によるレンズ駆動装置の要部斜視図と揺動用コイルに流れる電流の方向と揺動用コイルに作用するローレンツ力との関係を示す図である。
【図１３】本発明によるレンズ駆動装置の駆動用コイルと揺動用コイルの位置関係の他の形態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、実施の形態を通じて本発明を詳説するが、以下の実施の形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものでなく、また、実施の形態の中で説明される特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。
【００１２】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１に係る電磁駆動装置としての手振れ抑制装置１０の構成を示す図で、（ａ）図は断面図、（ｂ）図は揺動用コイル１４と永久磁石１５との関係を示す要部斜視図である。
手振れ抑制装置１０は、固定部材としての固定枠体１１と、固定枠体１１にバネ部材である揺動用板バネ１２により被写体方向に可動自在に懸架される可動部材としての可動枠体１３と、可動枠体１３に装着された揺動用コイル１４と、固定枠体１１に揺動用コイル１４と空隙を隔てて取付けられた永久磁石１５と、図示しない手振れ検出センサー及び電流制御手段とを備えたもので、前記可動枠体１３には、レンズ駆動装置２１と、レンズ駆動装置２１のケース２１ｂを被写体と反対側において保持する保持台２２と、保持台２２のレンズ駆動装置２１側に設置されるイメージセンサー２３とを一体に構成したカメラモジュール２０が搭載される。レンズ駆動装置２１としては、例えば、レンズ２１ｒを保持し外周に駆動用コイル２１ｐが装着されたレンズホルダー２１ａと、永久磁石２１ｑが取り付けられたケース２１ｂと、レンズホルダー２１ａとケース２１ｂとを連結するバネ部材２１ｃとを備えた形態のものが用いられる。
カメラモジュール２０の被写体側から見たときの外形が正方形である場合には、図１（ｂ）及び図２に示すように、可動枠体１３を被写体方向に開口する断面が正方形の筒状の部材とし、カメラモジュール２０をこの可動枠体１３の内壁側に取付ける。なお、固定枠体１１については、枠体の内周側の縁部の形状が被写体側から見たときに正方形であればよい。
以下、被写体方向をＺ軸方向前方（＋Ｚ側）とし、＋Ｚ側から見たときの可動枠体１３の側面を反時計回りに１３１，１３２，１３３，１３４とし、側面１３２と側面１３３との交点から側面１３４と側面１３１との交点に向かう方向をＸ軸方向前方（＋Ｘ側）とし、側面１３３と側面１３４との交点から側面１３１と側面１３２との交点に向かう方向をＹ軸方向前方（＋Ｙ側）とする。
また、側面１３３から側面１３１に向かう方向をＲ軸方向前方（Ｒ側）、Ｒ側とは反対側をＬ側、側面１３４から側面１３２に向かう方向をＵ軸方向前方（Ｕ側）、Ｕ側とは反対側をＤ側とする。
【００１３】
揺動用板バネ１２としては、図３に示すような、互いに相似な正方形板状の枠１２ａ，１２ｂ，１２ｃを連結腕部１２１，１２２で連結した形態のものを用いた。
枠１２ａは固定枠体１１の内縁部に固定される外周側固定枠、枠１２ｂは可動枠体１３の外縁部に固定される内周側固定枠、枠１２ｃは外周側固定枠１２ａと内周側固定枠１２ｂとの間に配置される可動枠である。
連結腕部１２１は、外周側固定枠１２ａと可動枠１２ｃのＲ側の辺とＬ側の辺とに平行な腕部１２１ｐと、腕部１２１ｐのＵ側において外周側固定枠１２ａと腕部１２１ｐとを連結する連結片１２１ｑと、腕部１２１ｐのＤ側において腕部１２１ｐと可動枠１２ｃとを連結する連結片１２１ｒとを備え、外周側固定枠１２ａと可動枠１２ｃとを連結する。
連結腕部１２２は、可動枠１２ｃと内周側固定枠１２ｂのＵ側の辺とＤ側の辺とに平行な腕部１２２ｐと、腕部１２２ｐのＲ側において可動枠１２ｃと腕部１２２ｐとを連結する連結片１２２ｑと、腕部１２２ｐのＬ側において腕部１２２ｐと内周側固定枠１２ｂとを連結する連結片１２２ｒとを備え、可動枠１２ｃと内周側固定枠１２ｂとを連結する。
可動枠１２ｃと連結腕部１２１，１２２とが実質的にバネ部材として機能する揺動用板バネ１２の可動部分である。
このような構成を採ることにより、揺動用板バネ１２は、Ｒ方向、Ｌ方向、Ｕ方向、もしくは、Ｄ方向に動き易くなるので、可動枠体１３を効果的に移動させることができる。
【００１４】
また、揺動用板バネとしては、図４（ａ）に示すような、外周側固定枠１２ａと可動枠１２ｃとをＵ側及びＤ側の中央部において連結する連結片１２ｕ，１２ｄでそれぞれ連結し、可動枠１２ｃと内周側固定枠１２ｂとをＲ側及びＬ側の中央部において連結する連結片１２ｒ，１２ｌでそれぞれ連結する形態の揺動用板バネ１２Ａや、図４（ｂ）に示すような、外周側固定枠１２ａと内周側固定枠１２ｂとを、Ｒ側、Ｌ側、Ｕ側、及び、Ｄ側においてそれぞれ連結する連結腕部１２３〜１２６で連結した揺動用板バネ１２Ｂを用いてもよい。連結腕部１２３は、外周側固定枠１２ａと内周側固定枠１２ｂのＲ側の辺に平行な腕部１２３ｐと腕部１２３ｐのＵ側において外周側固定枠１２ａと腕部１２３ｐとを連結する連結片１２３ｑと、腕部１２３ｐのＤ側において腕部１２３ｐと内周側固定枠１２ｂとを連結する連結片１２３ｒとを備え、連結腕部１２４は、外周側固定枠１２ａと内周側固定枠１２ｂのＬ側の辺に平行な腕部１２４ｐと腕部１２４ｐのＤ側において外周側固定枠１２ａと腕部１２４ｐとを連結する連結片１２４ｑと、腕部１２４ｐのＵ側において腕部１２４ｐと内周側固定枠１２ｂとを連結する連結片１２４ｒとを備え、Ｒ側とＬ側において外周側固定枠１２ａと内周側固定枠１２ｂとをそれぞれ連結する。
連結腕部１２５は、外周側固定枠１２ａと内周側固定枠１２ｂのＵ側の辺に平行な腕部１２５ｐと腕部１２５ｐのＬ側において外周側固定枠１２ａと腕部１２５ｐとを連結する連結片１２５ｑと、腕部１２５ｐのＲ側において腕部１２５ｐと内周側固定枠１２ｂとを連結する連結片１２５ｒとを備え、連結腕部１２６は、外周側固定枠１２ａと内周側固定枠１２ｂのＤ側の辺に平行な腕部１２６ｐと腕部１２６ｐのＲ側において外周側固定枠１２ａと腕部１２６ｐとを連結する連結片１２６ｑと、腕部１２６ｐのＬ側において腕部１２６ｐと内周側固定枠１２ｂとを連結する連結片１２６ｒとを備え、Ｕ側とＤ側において外周側固定枠１２ａと内周側固定枠１２ｂとをそれぞれ連結する。
【００１５】
揺動用コイル１４は、図１（ｂ）に示すように、Ｘ軸回りに巻き回された第１及び第３のコイル１４１，１４３とＹ軸回りに巻き回された第２及び第４のコイル１４２，１４４とを備える。第１のコイル１４１は可動枠体１３の外周の＋Ｘ側に、第３のコイル１４３は−Ｘ側に配置される。一方、第２のコイル１４２は可動枠体１３の外周の＋Ｙ側に、第４のコイル１４４は−Ｙ側に配置される。
永久磁石１５は、板面に垂直な方向に磁化されている第１〜第４の磁石１５１〜１５４を備える。第１〜第４の磁石１５１〜１５４は、それぞれが、板面が可動枠体１３の側面１３１〜１３４に対向するように、かつ、第１〜第４のコイル１４１〜１４４と空隙を隔てて固定枠体１１の内壁側に取付けられている。本例では、第１〜第４の磁石１５１〜１５４の磁界の方向がそれぞれ可動枠体１３の側面１３１〜１３４方向になるように、第１〜第４の磁石１５１〜１５４を磁化している。すなわち、第１〜第４の磁石１５１〜１５４の可動枠体１３側の極性は全て同一極（ここでは、Ｎ極）である。
【００１６】
詳細には、図１（ｂ）及び図２に示すように、第１の磁石１５１は第１のコイル１４１のＺ軸に平行な辺のうちの第２のコイル１４２側の辺１４１ｂと第２のコイル１４２のＺ軸に平行な辺のうちの第１のコイル１４１側の辺１４２ａとの間に配置され、第１のコイル１４１の辺１４１ｂと第２のコイル１４２の辺１４２ａとにＲ側からＬ側へ向かう磁界を印加する。
同様に、第２の磁石１５２は第２のコイル１４２のＺ軸に平行な辺のうちの第３のコイル１４３側の辺１４２ｂと第３のコイル１４３のＺ軸に平行な辺のうちの第２のコイル１４２側の辺１４３ａとの間に配置されて、第２のコイル１４２の辺１４２ｂと第３のコイル１４３の辺１４３ａとにＵ側からＤ側へ向かう磁界を印加する。
また、第３の磁石１５３は第３のコイル１４３のＺ軸に平行な辺のうちの第４のコイル１４４側の辺１４３ｂと第４のコイル１４４のＺ軸に平行な辺のうちの第３のコイル１４３側の辺１４４ａとの間に配置され、第３のコイル１４３の辺１４３ｂと第４のコイル１４４の辺１４４ａとにＬ側からＲ側へ向かう磁界を印加する。
第４の磁石１５４は第４のコイル１４４のＺ軸に平行な辺のうちの第１のコイル１４１側の辺１４４ｂと第１のコイル１４１のＺ軸に平行な辺のうちの第４のコイル１４４側の辺１４１ａとの間に配置されて、第４のコイル１４４の辺１４４ｂと第１のコイル１４１の辺１４１ａとにＤ側からＵ側へ向かう磁界を印加する。
【００１７】
次に、本発明による手振れ抑制装置１０の動作について説明する。
まず、固定枠体１１に手振れが生じたか否かを図示しない手振れ検出センサーにて検出する。手振れが生じている場合には、手振れ検出センサーで検出した手振れの大きさと方向とを図示しない電流制御手段に送る。電流制御手段では、検出された手振れの大きさと方向に応じて、第１〜第４のコイル１４１〜１４４に通電する電流量と通電方向とを制御して、可動枠体１３を揺動させて手振れを抑制する。
以下、第１〜第４のコイル１４１〜１４４の通電方向を以下のように定義する。
＋Ｚ側から見たときに、第１のコイル１４１に流れる電流の方向が側面１３１から側面１３４に向かう方向であるときの第１のコイル１４１の通電方向を（＋）とし、電流の方向が側面１３４から側面１３１に向かう方向であるときを（−）とする。
同様に、第２のコイル１４２の通電方向を、電流の方向が側面１３２から側面１３１に向かう方向であるときが（＋）で側面１３１から側面１３２に向かう方向であるときを（−）、第３のコイル１４３の通電方向を、電流の方向が側面１３３から側面１３２に向かう方向であるときが（＋）で側面１３２から側面１３３に向かう方向であるときを（−）、第４のコイル１４４の通電方向を、電流の方向が側面１３４から側面１３３に向かう方向であるときが（＋）で側面１３３から側面１３４に向かう方向であるときを（−）とする。
【００１８】
固定枠体１１に、固定枠体１１をＬ方向に移動させるような手振れが生じた場合には、電流制御手段は、図２に示すように、第１及び第２のコイル１４１，１４２の通電方向を（＋）方向とするとともに、第３及び第４のコイル１４３，１４４の通電方向を（−）方向とする。本例では、第１〜第４の磁石１５１〜１５４の可動枠体１３側の極性は全てＮ極なので、各コイル１４１〜１４４には、同図の太い矢印で示すようなローレンツ力Ｆm,n（ｍ＝１〜４、ｎ＝ａ，ｂ）が作用する。
具体的には、第１のコイル１４１の辺１４１ａに流れる−Ｚ方向の電流には第４の磁石１５４からのＤ側からＵ側へ向かう磁界が印加されるので、辺１４１ａにはＬ側からＲ側へ向かうローレンツ力Ｆ1aが作用する。また、第１のコイル１４１の辺１４１ｂに流れる＋Ｚ方向の電流には第１の磁石１５１からのＲ側からＬ側へ向かう磁界が印加されるので、辺１４１ｂにはＵ側からＤ側へ向かうローレンツ力Ｆ1bが作用する。一方、第１のコイル１４１の＋Ｚ側の辺に作用するローレンツ力と−Ｚ側の辺に作用するローレンツ力とは相殺されるので、第１のコイル１４１には上記ローレンツ力Ｆ1a及びＦ1bのみが作用する。したがって、第１のコイル１４１は＋Ｘ方向に付勢される。
同様に、第３のコイル１４３は＋Ｘ方向に付勢され、第２のコイル１４２と第４のコイル１４４はともに＋Ｙ方向に付勢されるので、可動枠体１３はＲ方向に揺動する。したがって、固定枠体１１をＬ方向に移動させるような手振れを抑制することができる。
また、第１のコイル１４１と第２のコイル１４２とを（＋）方向に通電し、第３及び第４のコイル１４３，１４４には通電しないようにするか、もしくは、第３のコイル１４３と第４のコイル１４４とを（−）方向に通電し、第１及び第２のコイル１４１，１４２には通電しないようにしても、可動枠体１３をＲ方向に揺動させることができる。
【００１９】
固定枠体１１に、固定枠体１１をＲ方向に移動させるような手振れが生じた場合には、図２に示す例とは逆に、第１及び第２のコイル１４１，１４２の通電方向を（−）方向にするとともに、第３及び第４のコイル１４３，１４４の通電方向を（＋）方向にして、可動枠体１３をＬ方向に揺動させるようにすればよい。
また、第３のコイル１４３と第４のコイル１４４とを（＋）方向に通電し、第１及び第２のコイル１４１，１４２には通電しないようにするか、もしくは、第１のコイル１４１と第２のコイル１４２とを（−）方向に通電し、第３及び第４のコイル１４３，１４４には通電しないようにしても、可動枠体１３をＬ方向に揺動させることができる。
固定枠体１１に、固定枠体１１をＤ方向に移動させるような手振れが生じた場合には、電流制御手段は、第２及び第３のコイル１４２，１４３の通電方向を（＋）方向にするとともに、第４及び第１のコイル１４３，１４１の通電方向を（−）方向にして、可動枠体１３をＵ方向に揺動させるようにすればよい。
また、第２のコイル１４２と第３のコイル１４３とを（＋）方向に通電し、第４及び第１のコイル１４４，１４１には通電しないようにするか、もしくは、第４のコイル１４４と第１のコイル１４１とを（−）方向に通電し、第２及び第３のコイル１４２，１４３には通電しないようにしても、可動枠体１３をＵ方向に揺動させることができる。
固定枠体１１に、固定枠体１１をＵ方向に移動させるような手振れが生じた場合には、第２及び第３のコイル１４２，１４３の通電方向を（−）方向にするとともに、第４及び第１のコイル１４４，１４１の通電方向を（＋）方向に通電すれば、可動枠体１３をＤ方向に揺動させることができる。
また、第４のコイル１４４と第１のコイル１４１とを（＋）方向に通電し、第２及び第３のコイル１４２，１４３には通電しないようにするか、もしくは、第２のコイル１４２と第３のコイル１４３とを（−）方向に通電し、第４及び第１のコイル１４４，１４１には通電しないようにしても、可動枠体１３をＤ方向に揺動させることができる。
【００２０】
また、図５（ａ）に示すように、第１のコイル１４１の通電方向を（＋）方向とし第３のコイル１４３の通電方向を（−）方向とするとともに、第２及び第４のコイル１４２，１４４には通電しないようにすれば、可動枠体１３を、可動枠体１３の対角線方向である＋Ｘ方向に揺動させることができる。なお、第１のコイル１４１のみを（＋）方向に通電するか、第３のコイル１４３のみを（−）方向に通電しても、可動枠体１３を＋Ｘ方向に揺動させることができる。
また、図５（ｂ）に示すように、第１のコイル１４１の通電方向を（＋）方向とし第３のコイル１４３の通電方向を（−）方向とするとともに、第２のコイル１４２の通電方向を（−）方向とし第４のコイル１４４の通電方向を（＋）方向とし、更に、第２のコイル１４２の通電量と第４のコイル１４４の通電量とを、第１のコイル１４１の通電量と第３のコイル１４３の通電量よりも少なくすれば、可動枠体１３は、＋Ｘ方向とＤ方向との間の方向に揺動する。
なお、第１〜第４のコイル１４１〜１４４の通電量を同じ値とすれば、上述したように、可動枠体１３は、Ｄ方向に揺動する。
このように、可動枠体１３の対角線方向において対向するコイルの通電方向を逆にするとともに第１〜第４のコイルのそれぞれの通電量を変えることによって、可動枠体１３をＸＹ平面内の任意の方向に移動させることができる。
なお、第１〜第４の磁石１５１〜１５４の可動枠体１３側の極性を反転させた場合には、上記通電条件によって可動枠体１３が移動する方向が逆になることはいうまでもない。
【００２１】
このように、本実施の形態１では、外周に揺動用コイル１４が取付けられた可動枠体１３と、揺動用コイル１４と空隙を介して対向するように永久磁石１５を取付けた固定枠体１１とを揺動用板バネ１２で連結した形態の手振れ抑制装置１０において、揺動用コイル１４を、可動枠体１３の軸方向をＺ軸としたとき、Ｚ軸と垂直な軸回りに巻き回され、Ｚ軸の周りに番号順にかつ等間隔に循環配置された第１〜第４のコイル１４１〜１４４から構成するとともに、永久磁石１５を、第１〜第４のコイル１４１〜１４４のうちの互いに隣接するコイルの互いに隣接するＺ軸に平行な辺の間に揺動用コイル１４と空隙を介して対向するようにそれぞれ配置される第１〜第４の磁石１５１〜１５４から構成したので、簡単な構成で可動枠体１３をＺ軸に垂直な面内で容易に移動させることができる。
【００２２】
なお、前記実施の形態１では、可動枠体１３を＋Ｚ側から見たときの外形が正方形の筒状とし、第１〜第４の磁石１５１〜１５４を板状の磁石としたが、これに限るものではなく、可動枠体１３の＋Ｚ側から見たときの外形を、Ｒ側とＬ側、及び、Ｕ側とＤ側とに切欠き面を設けた八角形としてもよい。
可動枠体１３の＋Ｚ側から見たときの外形を八角形とした場合には、図６（ａ），（ｂ）に示すように、第１〜第４のコイル１４１〜１４４を八角形の＋Ｘ側の面、−Ｘ側の面、＋Ｙ側の面、及び、−Ｙ側面にそれぞれ配置するとともに、第１〜第４の磁石１５１〜１５４を可動枠体１３のＲ側の面、Ｌ側の面、Ｕ側の面、及び、Ｄ側の面に対向する側の面を磁極面（ここでは、Ｎ極）とする三角柱状としてもよい。これにより、前記実施の形態１と同様に、第１の磁石１５１が第１のコイル１４１のＺ軸に平行な辺のうちの第２のコイル１４２側の辺１４１ｂと第２のコイル１４２のＺ軸に平行な辺のうちの第１のコイル１４１側の辺１４２ａとの間に配置され、第２の磁石１５２が第２のコイル１４２のＺ軸に平行な辺のうちの第３のコイル１４３側の辺１４２ｂと第３のコイル１４３のＺ軸に平行な辺のうちの第２のコイル１４２側の辺１４３ａとの間に配置され、第３の磁石１５３が第３のコイル１４３のＺ軸に平行な辺のうちの第４のコイル１４４側の辺１４３ｂと第４のコイル１４４のＺ軸に平行な辺のうちの第３のコイル１４３側の辺１４４ａとの間に配置され、第４の磁石１５４が第４のコイル１４４のＺ軸に平行な辺のうちの第１のコイル１４１側の辺１４４ｂと第１のコイル１４１のＺ軸に平行な辺のうちの第４のコイル１４４側の辺１４１ａとの間に配置される。
【００２３】
ここで、＋Ｚ側から見たときの第１のコイル１４１の通電方向を（＋）方向とし第３のコイル１４３の通電方向を（−）方向とすれば、第１及び第３のコイル１４１，１４３には同図の太い矢印で示すようなローレンツ力Ｆ1a，Ｆ1b及びＦ3a，Ｆ3bが作用するので、可動枠体１３を＋Ｘ方向へ移動させることができる。
また、第２のコイル１４２の通電方向を（＋）方向とし第４のコイル１４４の通電方向を（−）方向とすれば、第２及び第４のコイル１４２，１４４には、同図の太い矢印で示すようなローレンツ力Ｆ2a，Ｆ2b及びＦ4a，Ｆ4bが作用するので、可動枠体１３を＋Ｙ方向へ移動させることができる。
また、第１及び第２のコイル１４１，１４２の通電方向を（＋）方向とし、第３及び第４のコイル１４３，１４４の通電方向を（−）方向とすれば、ローレンツ力Ｆm,n（ｍ＝１〜４、ｎ＝ａ，ｂ）の合力により、可動枠体１３はＲ方向へ移動する。
また、第１及び第４のコイル１４１，１４４の通電方向を（＋）方向とし、第２及び第３のコイル１４２，１４３の通電方向を（−）方向とすれば、可動枠体１３はＤ方向へ移動する。
【００２４】
あるいは、図７に示すように、図６（ａ），（ｂ）に記載の可動枠体１３を円筒状とし、第１〜第４の磁石１５１〜１５４を円弧柱状としても、可動枠体１３を図６（ａ），（ｂ）と同様に移動させることができる。この場合も、第１の磁石１５１が第１のコイル１４１のＺ軸に平行な辺のうちの第２のコイル１４２側の辺１４１ｂと第２のコイル１４２のＺ軸に平行な辺のうちの第１のコイル１４１側の辺１４２ａとの間に配置され、第２の磁石１５２が第２のコイル１４２のＺ軸に平行な辺のうちの第３のコイル１４３側の辺１４２ｂと第３のコイル１４３のＺ軸に平行な辺のうちの第２のコイル１４２側の辺１４３ａとの間に配置され、第３の磁石１５３が第３のコイル１４３のＺ軸に平行な辺のうちの第４のコイル１４４側の辺１４３ｂと第４のコイル１４４のＺ軸に平行な辺のうちの第３のコイル１４３側の辺１４４ａとの間に配置され、第４の磁石１５４が第４のコイル１４４のＺ軸に平行な辺のうちの第１のコイル１４１側の辺１４４ｂと第１のコイル１４１のＺ軸に平行な辺のうちの第４のコイル１４４側の辺１４１ａとの間に配置すれば、実施の形態１と同様に、可動枠体１３をＺ軸に垂直な面内で容易に移動させることができる。
また、前記例では、第１〜第４の磁石１５１〜１５４の可動枠体１３側の磁極を全て同じにしたが、隣接する磁石の磁極を交互に逆にしても、実施の形態１と同様の動作をさせることができる。
例えば、図８に示すように、第１の磁石１５１と第３の磁石１５３の可動枠体１３側の磁極をＳ極とし、第２の磁石１５２と第４の磁石１５４の可動枠体１３側の磁極をＮ極とするとともに、第１〜第４のコイル１４１〜１４４の通電方向を図２と同じ方向とすれば、図２に示した場合と同様に、可動枠体１３をＲ方向に揺動させることができる。
【００２５】
また、前記例では、レンズ駆動装置２１とイメージセンサー２３とを保持する保持台２２を可動枠体１３に取付けるとともに、揺動用コイル１４を可動枠体１３に装着したが、可動枠体１３を省略して、揺動用コイル１４を直接保持台２２に装着し、この保持台２２を揺動用板バネ１２により固定枠体１１に可動自在に懸架するようにしてもよい。
また、前記例では、揺動用板バネ１２の枠１２ａ，１２ｂ，１２ｃの形状を正方形板状としたが、これに限るものではなく、多角形状もしくは円環状にするなど、固定枠体１１や可動枠体１３の形状に応じて適宜決定すればよい。また、連結腕部１２１〜１２６の形状についても、直線状に限らず、円弧状などの曲線状にしてもよい。
また、前記例では、可動枠体１３を２枚の揺動用板バネ１２，１２により懸架したが、一枚の揺動用板バネ１２で懸架してもよい。
【００２６】
また、前記例では、可動枠体１３をＸＹ平面内で遥動させる場合について説明したが、隣接する磁石の磁極を交互に逆にするとともに、可動枠体１３の対角線方向において互いに対向するように配置された２つのコイルのみに通電しかつ２つのコイルの通電方向を同じにすれば、可動枠体１３をＺ軸と平行な軸回りに回転させることも可能である。これにより、横ブレなどの直線的な手振れだけでなく、回転を伴う手振れについても抑制することができる。
また、第１〜第４のコイル１４１〜１４４の全てに通電する場合には、例えば、図９に示すように、第１の磁石１５１と第３の磁石１５３の可動枠体１３側の磁極をＮ極とし、第２の磁石１５２と第４の磁石１５４の可動枠体１３側の磁極をＳ極とするとともに、第１及び第３のコイル１４１，１４３の通電方向を（−）方向とし第２及び第４のコイル１４２，１４４の通電方向を（＋）方向とすればよい。これにより、可動枠体１３を、回転中心がレンズの中心であるＺ軸と平行な軸回りに反時計回りに回転させることができる。
なお、第１及び第３のコイル１４１，１４３のみを（−）方向に通電するか、第２及び第４のコイル１４２，１４４のみを（＋）方向に通電しても、可動枠体１３を反時計回りに回転させることができる。また、第１〜第４のコイル１４１〜１４４の通電方向を逆にすれば、可動枠体１３は時計回りに回転する。
また、可動枠体１３を偏芯させて回転させることも可能である。この場合には、隣接する磁石の磁極を交互に逆にし、互いに対向するコイルの通電方向を相違させ、更に、偏芯させる側に位置するコイルの通電量を偏芯させる側とは逆側に位置するコイルの通電量より小さくすればよい。
具体的には、図１０に示すように、第１の磁石１５１と第３の磁石１５３の可動枠体１３側の磁極をＮ極とし第２の磁石１５２と第４の磁石１５４の可動枠体１３側の磁極をＳ極とし、第１のコイル１４１と第４のコイル１４４の通電方向を（＋）とし第２のコイル１４２と第３のコイル１４３の通電方向を（−）とし、Ｒ側に位置する第１及び第２のコイル１４１，１４２の通電量をＬ側に位置する第３及び第４のコイル１４３，１４４の通電量よりも小さくしてやれば、Ｄ方向への推力がＬ側のコイル（第３及び第４のコイル１４３，１４４）とＲ側のコイル（第１及び第２のコイル１４１，１４２）とで異なるので、可動枠体１３は回転中心がＲ側遠方にある反時計回りの回転運動をする。
同様に、可動枠体１３を回転中心がＬ側、Ｕ側、または、Ｄ側になるように偏芯させることができる。
また、図１０において、Ｒ側に位置する第１及び第２のコイル１４１，１４２の通電量を「Ｌ側と同じ  →  ゼロ  →  Ｌ側と同じで通電方向を反転」というように変化させれば、可動枠体１３を「Ｄ方向ヘの直線運動  →  中心がＲ側に偏った左回転  →  回転中心がレンズ中心である反時計回りの回転」というように移動させることができる。
【００２７】
実施の形態２．
図１１は、本発明の実施の形態１に係る手振れ抑制機能付カメラモジュール３０の構成を示す図で、（ａ）図は断面図、（ｂ）図は駆動用コイル３５と永久磁石３６と揺動用コイル３７との関係を示す要部斜視図である。
手振れ抑制機能付カメラモジュール３０は、対物レンズや接眼レンズの組み合わせから成るレンズ３２を保持するレンズホルダー３１と、レンズホルダー３１の外側に配置されてレンズホルダー３１を保持するケース３３と、レンズホルダー３１とケース３３とを連結するバネ部材３４と、レンズホルダー３１の外周に装着される駆動用コイル３５と、ケース３３に取付けられる永久磁石３６と、図示しない手振れ検出センサーと、レンズホルダー３１の外周でかつ駆動用コイル３５の外周側に取付けられる揺動用コイル３７と、ケース３３の被写体側とは反対側に取付けられたセンサ保持台３８と、センサ保持台３８のレンズホルダー３１側に設置されるイメージセンサー３９と、図示しない電流制御手段とを備える。
駆動用コイル３５は、図１２にも示すように、被写体方向をＺ軸方向前方（＋Ｚ側）としたときに、Ｚ軸回りに巻き回される自動焦点駆動用のコイルで、本例では、レンズホルダー３１を＋Ｚ側から見たときの外形が正方形の筒状の部材とした。
揺動用コイル３７は、Ｘ軸回りに巻き回されて駆動用コイル３５の外周の＋Ｘ側に配置される第１のコイル３７１と、Ｙ軸回りに巻き回されて＋Ｙ側に配置される第２のコイル３７２と、Ｘ軸回りに巻き回されて−Ｘ側に配置される第３のコイル３７３とＹ軸回りに巻き回されて−Ｙ側に配置される第４のコイル３７４とを備える。
一方、永久磁石３６は、板面に垂直な方向に磁化された第１〜第４の磁石３６１〜３６４を備え、第１〜第４の磁石３６１〜３６４の磁界の方向がそれぞれ駆動用コイル３５の側面３５１〜３５４方向になるように、ケース３３の内壁に取付けられている。
【００２８】
第１の磁石３６１は、図１２にも示すように、第１のコイル３７１のＺ軸に平行な辺のうちの第２のコイル３７２側の辺３７１ｂと第２のコイル３７２のＺ軸に平行な辺のうちの第１のコイル３７１側の辺３７２ａとの間に配置され、駆動用コイル３５の側面３５１と第１のコイル３７１の辺３７１ｂと第２のコイル３７２の辺３７２ａとにＲ側からＬ側へ向かう磁界を印加する。
同様に、第２の磁石３６２は第２のコイル３７２のＺ軸に平行な辺のうちの第３のコイル３７３側の辺３７２ｂと第３のコイル３７３のＺ軸に平行な辺のうちの第２のコイル３７２側の辺３７３ａとの間に配置され、駆動用コイル３５の側面３５２と第２のコイル３７２の辺３７２ｂと第３のコイル３７３の辺３７３ａとにＵ側からＤ側へ向かう磁界を印加する。
また、第３の磁石３６３は第３のコイル３７３のＺ軸に平行な辺のうちの第４のコイル３７４側の辺３７３ｂと第４のコイル３７４のＺ軸に平行な辺のうちの第３のコイル３７３側の辺３７４ａとの間に配置され、駆動用コイル３５の側面３５３と第３のコイル３７３の辺３７３ｂと第４のコイル３７４の辺３７４ａとにＬ側からＲ側へ向かう磁界を印加する。
第４の磁石３６４は第４のコイル３７４のＺ軸に平行な辺のうちの第１のコイル３７１側の辺３７４ｂと第１のコイル３７１のＺ軸に平行な辺のうちの第４のコイル３７４側の辺３７１ａとの間に配置され、駆動用コイル３５の側面３５４と第４のコイル３７４の辺３７４ｂと第１のコイル３７１の辺３７１ａとにＤ側からＵ側へ向かう磁界を印加する。
なお、バネ部材３４は前記実施の形態１のバネ部材１２と同一構成であるので、その説明を省略する。
【００２９】
次に、手振れ抑制機能付カメラモジュール３０の動作について説明する。
自動焦点駆動の場合には、駆動用コイル３５に通電してレンズホルダー３１をＺ軸方向に移動させる。具体的には、図１２に示すように、駆動用コイル３５に同図の矢印に示すような反時計回りの電流ＩDを流すと、第１〜第４の磁石３６１〜３６４からの磁界はそれぞれ駆動用コイル３５の各側面３５１〜３５４に垂直な方向を向いているので、駆動用コイル３５の各側面３５１〜３５４にはそれぞれ＋Ｚ側を向いたローレンツ力ＦLが発生する。したがって、レンズホルダー３１は、ローレンツ力ＦLとバネ部材３４，３４の復元力とが釣り合った位置に移動する。
レンズホルダー３１を−Ｚ側に移動させようとする場合には、駆動用コイル３５に同図の矢印とは逆方向の時計回りの電流を流せばよい。
【００３０】
一方、手振れを抑制する場合には、第１〜第４のコイル３７１〜３７４のいずれかもしくは複数に通電する。
まず、固定部材であるケース３３に手振れが生じたか否かを図示しない手振れ検出センサーにて検出する。手振れが生じている場合には、手振れ検出センサーで検出した手振れの大きさと方向とを図示しない電流制御手段に送る。電流制御手段では、検出された手振れの大きさと方向に応じて、第１〜第４のコイル３７１〜３７４に通電する電流量と通電方向とを制御して、可動枠体１３を揺動させて手振れを抑制する。
ここで、第１〜第４のコイル３７１〜３７４の通電方向については以下のように定義する。
＋Ｚ側から見たときに、第１のコイル３７１に流れる電流の方向が駆動用コイル３５の側面３５１から側面３５４に向かう方向であるときの第１のコイル３７１の通電方向を（＋）とし、電流の方向が側面３５４から側面３５１に向かう方向であるときを（−）とする。第２のコイル３７２の通電方向を、電流の方向が駆動用コイル３５の側面３５２から側面３５１に向かう方向であるときが（＋）で側面３５１から側面３５２に向かう方向であるときを（−）、第３のコイル３７３の通電方向を、電流の方向が側面３５３から側面３５２に向かう方向であるときが（＋）で側面３５２から側面３５３に向かう方向であるときを（−）、第４のコイル３７４の通電方向を、電流の方向が側面３５４から側面３５３に向かう方向であるときが（＋）で側面３５３から側面３５４に向かう方向であるときを（−）とする。
【００３１】
本例の手振れ抑制機能付カメラモジュール３０における永久磁石３６と揺動用コイル３７との関係は、図１１（ｂ）及び図１２に示すように、前記実施の形態１の固定枠体１１をケース３３に置き換え、可動枠体１３を駆動用コイル３５が装着されたレンズホルダー３１に置き換えた場合と同じであるので、ケース３３に、ケース３３をＬ方向に移動させるような手振れが生じた場合には、第１及び第２のコイル３７１，３７２の通電方向を（＋）方向とするとともに、第３及び第４のコイル３７３，３７４の通電方向を（−）方向とする。これにより、第１及び第３のコイル３７１，３７３が＋Ｘ方向に付勢され、第２のコイル３７２と第４のコイル３７４はともに＋Ｙ方向に付勢されるので、レンズホルダー３１はＲ方向に揺動する。したがって、ケース３３をＬ方向に移動させるような手振れを抑制することができる。
なお、実施の形態１と同様に、第１のコイル３７１と第２のコイル３７２とを（＋）方向に通電し、第３及び第４のコイル３７３，３７４には通電しないようにするか、もしくは、第３のコイル３７３と第４のコイル３７４とを（−）方向に通電し、第１及び第２のコイル３７１，３７２には通電しないようにしても、可動枠体１３をＲ方向に揺動させることができる。
【００３２】
また、ケース３３に、ケース３３をＲ方向に移動させるような手振れが生じた場合には、第１及び第２のコイル３７１，３７２の通電方向を（−）方向にするとともに、第３及び第４のコイル３７３，３７４の通電方向を（＋）方向にして、ケース３３をＬ方向に揺動させるようにすればよい。また、第３のコイル３７３と第４のコイル３７４とを（＋）方向に通電し、第１及び第２のコイル３７１，３７２には通電しないようにするか、もしくは、第１のコイル３７１と第２のコイル３７２とを（−）方向に通電し、第３及び第４のコイル３７３，３７４には通電しないようにしても、ケース３３をＬ方向に揺動させることができる。
ケース３３に、ケース３３をＤ方向に移動させるような手振れが生じた場合には、電流制御手段は、第２及び第３のコイル３７２，３７３の通電方向を（＋）方向にするとともに、第４及び第１のコイル３７３，３７１の通電方向を（−）方向にして、ケース３３をＵ方向に揺動させるようにすればよい。また、第２のコイル３７２と第３のコイル３７３とを（＋）方向に通電し、第４及び第１のコイル３７４，３７１には通電しないようにするか、もしくは、第４のコイル３７４と第１のコイル３７１とを（−）方向に通電し、第２及び第３のコイル３７２，３７３には通電しないようにしても、ケース３３をＵ方向に揺動させることができる。
ケース３３に、ケース３３をＵ方向に移動させるような手振れが生じた場合には、第２及び第３のコイル３７２，３７３の通電方向を（−）方向にするとともに、第４及び第１のコイル３７４，３７１の通電方向を（＋）方向に通電すれば、ケース３３をＤ方向に揺動させることができる。また、第４のコイル３７４と第１のコイル３７１とを（＋）方向に通電し、第２及び第３のコイル３７２，３７３には通電しないようにするか、もしくは、第２のコイル３７２と第３のコイル３７３とを（−）方向に通電し、第４及び第１のコイル３７４，３７１には通電しないようにしても、ケース３３をＤ方向に揺動させることができる。
なお、第１〜第４の磁石３６１〜３６４のケース３３側の極性を反転させた場合には、上記通電条件によってケース３３が移動する方向が逆になることはいうまでもない。
【００３３】
なお、前記実施の形態２においても、ケース３３の＋Ｚ側から見たときの外形を、＋Ｘ側と−Ｘ側、及び、＋Ｙ側と−Ｙ側とに切欠き面を設けた八角形としてもよい。
また、ケース３３の＋Ｚ側から見たときの外形を八角形とした場合には、第１〜第４の磁石３６１〜３６４と第１〜第４のコイル３７１〜３７４の形状と位置関係とを、実施の形態１の図６（ａ），（ｂ）に示した第１〜第４の磁石１５１〜１５４と第１〜第４のコイル１４１〜１４４の形状と位置関係と同様にすればよい。
また、レンズホルダー３１を円筒状とし、第１〜第４の磁石３６１〜３６４を円弧柱状としてもよい。この場合も、第１〜第４の磁石３６１〜３６４と第１〜第４のコイル３７１〜３７４との関係を、実施の形態１の図７に示した第１〜第４の磁石１５１〜１５４と第１〜第４のコイル１４１〜１４４との関係と同様にすればよい。
また、前記例では、揺動用コイル３７を駆動用コイル３５の外周側に装着したが、図１３に示すように、揺動用コイル３７を駆動用コイル３５の内周側に装着しても同様の効果を得ることができる。
【００３４】
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は前記実施の形態に記載の範囲には限定されない。前記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者にも明らかである。そのような変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲から明らかである。
【符号の説明】
【００３５】
１０  手振れ抑制装置、１１  固定枠体、１２  揺動用板バネ、１３  可動枠体、
１４  揺動用コイル、１４１〜１４４  第１〜第４のコイル、１５  永久磁石、
１５１〜１５４  第１〜第４の磁石、
２０  カメラモジュール、２１  レンズ駆動装置、２１ａ  レンズホルダー、
２１ｂ  ケース、２１ｃ  バネ部材、２１ｐ  駆動用コイル、２１ｑ  永久磁石、
２１ｒ  レンズ、２２  保持台、２３  イメージセンサー。
【図１】
2012242801.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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