JP2009230025A - コイル駆動ユニット、ブレ補正機構および撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】コイル駆動ユニットにおける駆動精度の向上を図ること。
【解決手段】巻き線の内側に空芯部を備えたコイル５０６の内周側と外周側とにそれぞれ位置付けられた一対の鉄心部６０１ａ、６０１ｂ、６０２ａ、６０２ｂを備えたヨーク４０３と、一対の鉄心部６０１ａおよび６０１ｂ、６０２ａおよび６０２ｂの間であっていずれか一方の鉄心部６０１ｂ、６０２ａに設けられて、ヨーク４０３とともにコイル５０６に対して相対的に変位可能なマグネット５０３と、コイル５０６の内周面に沿った平面形状部を有し、当該平面形状部をコイル５０６の内周面に当接させた状態でコイル５０６に取り付けられた基板３０１と、基板３０１に設けられて、マグネット５０３の磁界強度を検出する磁気センサ５０８と、を備えたコイル駆動ユニット５２０とした。
【選択図】図６

Description

この発明は、駆動対象部材を所定方向に移動させる駆動力を発生させるコイル駆動ユニット、当該コイル駆動ユニットを用いて光軸に直交する平面内で撮像素子を移動させることによって手ブレなどの振動による撮像画像の画質低下を低減するブレ補正機構、および、当該ブレ補正機構を備えた撮像装置に関する。

従来、駆動コイルの内周部に配置した磁気センサを用いて、駆動コイルの巻き軸方向における一端側に配置された駆動磁石が発生する磁界を検知することによって、駆動コイルと駆動磁石との相対位置を検出するようにした技術があった（たとえば、下記特許文献１を参照。）。この技術においては、磁気センサは、駆動コイルの巻き軸に垂直な方向に磁束の検出軸を有しており、２極に着磁された駆動磁石が着磁方向に移動することによる駆動磁石の境界部を中心とした磁束の変化を検出して駆動コイルと駆動磁石との相対位置を検出している。

また、従来、両面に駆動コイルが実装されたヨークの一面に磁気センサを配置した技術（たとえば、下記特許文献２を参照。）や、コイルの空芯部を巻き軸に平行な方向に磁性体が出入りする構成となっている技術（たとえば、下記特許文献３、４を参照。）があった。さらに、従来、駆動コイルが発生する磁束による磁気センサへの影響を、駆動コイルに加えた電圧によって補正するようにした技術があった（たとえば、下記特許文献５を参照。）。

特開平０８−０５０５１５号公報 特開２００７−０１７８７４号公報 特開平０９−２４４０９０号公報 特開平０７−１８１５４０号公報 米国特許第５９３２９８４号明細書

しかしながら、上述した特許文献１の技術では、駆動コイルの発生する磁束が磁気センサの検出方向に一致しているため、駆動コイルの磁束が磁気センサの出力に影響を与え、駆動磁石の磁束を良好に検出することができないという問題があった。また、上述した特許文献２の技術では、駆動コイルと磁気センサとがヨークの一面側に設けられているため、駆動コイルの磁束が磁気センサの出力に影響を与え、駆動磁石の磁束を良好に検出することができないという問題があった。

また、上述した特許文献３、４の技術では、駆動コイルの空芯部を磁性体が出入りする構造となっているため、移動量の変化を駆動磁石の磁気で検出する磁気センサを設けることが難しいという問題があった。この対策として、磁気の影響を受けない光学式の位置センサを用いることが考えられるが、光学式のセンサは駆動磁石の発生する磁気検出に比較して構成部品が多くなり、小さな空間に組み込むことが難しい。

また、上述した特許文献５の技術では、駆動コイルに加える電圧を補正するための回路が必要となり、部品点数が増加するとともに構造が複雑化するという問題があった。さらに、上述した特許文献５の技術では、駆動電流が一定でなく常に変化し、磁気センサへの影響が常に変化しているため、駆動電流の変化に遅れることなく駆動コイルに加える電圧を補正することは難しく、駆動コイルが発生する磁束による磁気センサへの影響を精度よく補正することが困難であるという問題があった。

この発明は、上述した従来技術による問題点を解消するため、ヨークおよび駆動磁石とコイルおよび基板とを相対的に駆動する際のコイル駆動ユニットにおける駆動精度の向上を図ることができるコイル駆動ユニット、当該コイル駆動ユニットを備えたブレ補正ユニットおよび当該ブレ補正ユニットを備えた撮像装置を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するため、この発明にかかるコイル駆動ユニットは、巻き線の内側に空芯部を備えた空芯コイルと、前記空芯コイルの内周側と外周側とにそれぞれ位置付けられた一対の鉄心部を備えたヨークと、前記一対の鉄心部の間であっていずれか一方の鉄心部に設けられて、前記ヨークとともに前記空芯コイルに対して相対的に変位可能な駆動磁石と、前記空芯コイルの周面に沿った平面形状部を有し、当該平面形状部を前記空芯コイルの周面に当接させた状態で前記空芯コイルに取り付けられた基板と、前記基板における前記駆動磁石が配置される側の面に設けられて、前記駆動磁石の磁界強度を検出する磁気センサと、を備えたことを特徴とする。

この発明によれば、一般的に型枠への巻き付けにより製造されるコイルの周面を基準とすることによって基板の取り付け位置の精度向上を図ることができる。

また、この発明にかかるコイル駆動ユニットは、巻き線の内側に空芯部を備えた空芯コイルと、前記空芯コイルの内周側と外周側とにそれぞれ位置付けられた一対の鉄心部を備えたヨークと、前記一対の鉄心部の間であっていずれか一方の鉄心部に設けられて、前記ヨークとともに前記空芯コイルに対して相対的に変位可能な駆動磁石と、前記空芯コイルの周面に沿った平面形状部を有し、当該平面形状部を前記空芯コイルの周面に当接させた状態で前記空芯コイルに取り付けられた基板と、前記基板における前記空芯コイルとは反対側の面に設けられて、前記駆動磁石の磁界強度を検出する磁気センサと、を備えたことを特徴とする。

この発明によれば、磁気センサを空芯コイルと同じ側に設ける場合よりも空芯コイルの磁束が疎になった位置で磁束を検出して磁束の検出にかかる空芯コイルの磁界の影響を小さくするとともに、磁気センサと駆動磁石とを基板に対して同じ側に位置させて駆動磁石の磁束が多いところで磁束を検出することができるので、駆動磁石の磁束を良好に検出することができる。

また、この発明にかかるコイル駆動ユニットは、上記の発明において、前記空芯コイルが、周面の少なくとも一部に前記空芯コイルの径方向に交差する平面形状部を備え、前記基板が、前記空芯コイルの平面形状部に取り付けられた平板状の部材であることを特徴とする。この発明によれば、空芯コイルの平面形状部に平板状の基板を取り付けることによって基板の取り付け位置の精度向上を図るとともに、基板の取り付け作業の容易化を図ることができる。

また、この発明にかかるコイル駆動ユニットは、上記の発明において、前記基板が、前記平面形状部が前記空芯コイルの内周面に沿った形状をなし、当該平面形状部を前記空芯コイルの内周面に当接した状態で前記空芯コイルに取り付けられていることを特徴とする。

この発明によれば、一般的に型枠への巻き付けにより製造されるコイルの内周面を基準とすることによって基板の取り付け位置の精度向上を図るとともに、コイルの外周側に基板を取り付ける場合よりもコイルの軸心方向に発生する推力の中心に近い位置に基板を取り付けることによってヨークおよび駆動磁石に対して相対的に変位することによるコイルの変形量を低減することができる。

また、この発明にかかるコイル駆動ユニットは、上記の発明において、前記駆動磁石が、当該駆動磁石が発生する磁束線が前記空芯コイルの内周側から外周側に貫通するように前記空芯コイルの内周側に設けられていることを特徴とする。この発明によれば、駆動磁石と磁気センサとの距離を小さくし、駆動磁石の磁束が多いところで磁束を検出することによって、磁束の検出精度の向上を図るができる。

また、この発明にかかるブレ補正機構は、撮像素子または当該撮像素子が設けられた基板の少なくとも一方（以下「素子基板」という）を支持するとともに光軸方向に直交する平面内において変位可能なブレ補正部材と、前記ブレ補正部材を変位させる上記のコイル駆動ユニットと、を備え、前記コイル駆動ユニットが備えた基板は、前記ブレ補正部材に取り付けられていることを特徴とする。この発明によれば、コイル駆動ユニットにより基板の取り付け位置の精度向上を図り、素子基板の駆動精度の向上を図ることができる。

また、この発明にかかる撮像装置は、上記のブレ補正機構と、前記ブレ補正機構が備えた撮像素子に外光を導入する光学部材と、を備えたことを特徴とする。この発明によれば、素子基板の駆動精度の向上を図ることにより、撮像する画像の品質向上を図ることができる。

この発明にかかるコイル駆動ユニットによれば、ヨークおよび駆動磁石とコイルおよび基板とを相対的に駆動する際のコイル駆動ユニットにおける駆動精度の向上を図ることができる。

以下に添付図面を参照して、この発明にかかるコイル駆動ユニット、当該コイル駆動ユニットを備えたブレ補正ユニットおよび当該ブレ補正ユニットを備えた撮像装置の好適な実施の形態を詳細に説明する。

（実施の形態１）
まず、この発明にかかる実施の形態１のコイル駆動ユニット、当該コイル駆動ユニットを備えたブレ補正ユニットおよび当該ブレ補正ユニットを備えた撮像装置について説明する。図１および図２は、この発明にかかる実施の形態１のコイル駆動ユニットを備えたブレ補正ユニットを示す斜視図である。図１においては、この発明にかかる実施の形態１のコイル駆動ユニットを備えたブレ補正ユニットを対物側から見た状態を示している。図２においては、この発明にかかる実施の形態１のコイル駆動ユニットを備えたブレ補正ユニットを接眼側から見た状態を示している。

図１および図２において、この発明にかかる実施の形態１のブレ補正ユニット１００は、レンズ１０１を保持するレンズ保持枠１０２を備えている。レンズ保持枠１０２は、光軸を軸心方向とする略円筒形状からなり、対物側の端部においてレンズ１０１を保持している。

レンズ保持枠１０２の接眼側には、鏡筒１０３と、カバー部材としての後カバー１０４とが設けられている。鏡筒１０３と後カバー１０４とは、ねじ２０１によって連結されている。図１および図２において符号１０５、１０６は、フレキシブル基板を示している。フレキシブル基板１０５、１０６は、長尺形状からなる。

後カバー１０４は、光軸方向において鏡筒１０３よりも接眼側に設けられ、鏡筒１０３よりも接眼側から撮像素子を搭載した基板（図３における符号３０１を参照）を覆っている。後カバー１０４は、フレキシブル基板１０５、１０６の他端部を固定する固定部２０１を備えている。フレキシブル基板１０５、１０６の他端部は、フレキシブル基板１０５、１０６における実際の物理的な端部に限るものではない。

フレキシブル基板１０５、１０６の他端部は、フレキシブル基板１０５、１０６の長手方向における中間位置であってもよい。この場合、フレキシブル基板１０５、１０６は、基板３０１側から後カバー１０４の外側に導通され、さらに後カバー１０４の外側に伸長（展延）する。

この実施の形態１におけるフレキシブル基板１０５、１０６は、他端部とされる中間位置において固定部２０１に固定されている。固定部２０１は、フレキシブル基板１０５、１０６の幅方向における両端部をビスを用いて固定する。また、固定部２０１は、フレキシブル基板１０５、１０６の幅方向における後カバー１０４側の面に両面テープや接着剤などを用いて固定してもよい。

後カバー１０４には、後カバー１０４の内側と外側とを連通するスリット２０２が設けられている。フレキシブル基板１０５、１０６は、スリット２０２を介して後カバー１０４の内側から外側に導通され、後カバー１０４の外側において後カバー１０４に固定されている。

後カバー１０４は、固定部２０１からフレキシブル基板１０５、１０６の一端方向に向かうフレキシブル基板１０５、１０６の伸長（展延）方向が、基板（図３における符号３０１を参照）の両端部におけるフレキシブル基板１０５、１０６の伸長（展延）方向とは反対方向となるようにフレキシブル基板１０５、１０６の他端部を固定する。

図３は、フレキシブル基板１０５、１０６を示す説明図である。図３においては、図２に示したブレ補正ユニット１００における後カバー１０４を仮想線で示し、後カバー１０４を取り付けた状態におけるフレキシブル基板１０５、１０６を示している。図３において、フレキシブル基板１０５、１０６は、後カバー１０４の内側でＳ字形状に湾曲している。フレキシブル基板１０５、１０６は、長手方向における一端において基板３０１に接続されている。また、フレキシブル基板１０５、１０６の他端部は、固定部２０１において後カバー１０４に固定されている。

図４はブレ補正ユニット１００を示す断面図であり、図５はブレ補正ユニット１００の一部を示す分解斜視図である。図４においては、ブレ補正ユニット１００を光軸を通る平面で切断した断面を示している。図５においては、ブレ補正ユニット１００の一部を分解して接眼側から見た状態を示している。

図４および図５において、鏡筒１０３の内周側には、固定枠４０１が設けられている。固定枠４０１は、ガイドポール５０１を備えている。ガイドポール５０１は、光軸に直交する平面における第１の方向（図５における符号Ｘを参照）を軸心方向とし、光路から退避した位置に設けられている。ガイドポール５０１は、光軸に直交する平面において第１の方向に交差する第２の方向（図５における符号Ｙを参照）において、光路を間にして２箇所に設けられている。

また、固定枠４０１は、光軸を中心とする円の半径方向に突出するヨーク支持部４０２を備えている。ヨーク支持部４０２は、光軸に直交する面内において直交する２方向に突出するように設けられている。ヨーク支持部４０２は、具体的には、光軸を第１の方向に通過する直線上に１つ、光軸を第２の方向に通過する直線上に１つ、それぞれ設けられている。各ヨーク支持部４０２は、それぞれヨーク４０３を支持する。

ヨーク４０３には、それぞれマグネット５０３が取り付けられている。ヨーク４０３は、それぞれ、フレキシブル基板５０５に取り付けられたコイル５０６の空芯部に挿入される。フレキシブル基板５０５には、光軸に直交する平面内における基板３０１の位置を検出する磁気センサ５０８が設けられている。

この実施の形態１においては、ヨーク４０３、フレキシブル基板５０５、マグネット５０３、コイル５０６および磁気センサ５０８によってコイル駆動ユニット５２０が構成されている。この実施の形態１においては、基板３０１（基板３０１に搭載された撮像素子）を第１の方向に移動させる駆動力を発生するコイル駆動ユニット５２０と、基板３０１（基板３０１に搭載された撮像素子）を第２の方向に移動させる駆動力を発生するコイル駆動ユニット５２０と、を備えている。

フレキシブル基板５０５は、ブレ補正部材４１０とブレ補正部材４２０との間に設けられている。ブレ補正部材４１０は、光軸方向において固定枠４０１に対向配置されている。ブレ補正部材４１０は、基板３０１に設けられた図示を省略する撮像素子を開放する開口部５１０を備えている。この実施の形態１においては、基板３０１によって素子基板が実現されている。開口部５１０は、撮像素子の変位範囲を含み、当該変位範囲を外周側から囲むように開口している。撮像素子が変位する構成については後述する。

また、ブレ補正部材４１０は、ガイドポール５０１に係合するガイド部５１１を備えており、ガイド部５１１をガイドポール５０１に当接させた状態でガイドポール５０１に沿ってスライド可能に設けられている。ブレ補正部材４１０は、ガイドポール５０１に沿ってスライドすることによって、光軸に直交する平面において第１の方向に変位可能とされている。

また、ブレ補正部材４１０は、ガイドポール５１２を備えている。ガイドポール５１２は、第２の方向を長手方向とし、光路から退避した位置であってかつ開口部５１０よりも外周側に設けられている。ガイドポール５１２は、光軸に直交する平面において第１の方向に沿って、光路を間にしてブレ補正部材４１０の両側に設けられている。

ブレ補正部材４２０は、基板３０１を支持する。ブレ補正部材４２０は、ガイドポール５１２に係合する図示を省略するガイド部を備えており、このガイド部をガイドポール５１２に当接させた状態でガイドポール５１２に沿ってスライド可能に設けられている。ブレ補正部材４２０は、ガイドポール５１２に沿ってスライドすることによって、光軸に直交する平面において第２の方向に変位可能とされている。

また、ブレ補正部材４２０は、ブレ補正部材４１０に連結されているため、ブレ補正部材４１０がガイドポール５０１に沿ってスライドした場合には第１の方向にも変位する。すなわち、ブレ補正部材４２０は、光軸に直交する平面において第１の方向および第２の方向に変位することができ、これによって基板３０１に搭載された撮像素子が光軸に直交する平面内の任意の位置に変位可能とされる。

基板３０１は光軸に直交する平面をなす平板形状からなり、基板３０１の略中央部には撮像素子が搭載されている。撮像素子は、入射された光を電気に変換し、入射光の強度に応じた電気信号を出力する。撮像素子はたとえばＣＣＤなどによって実現することができ、撮像素子については公知の技術であるため説明を省略する。

基板３０１は、ブレ補正部材４２０に固定されているため、ブレ補正部材４２０と同様に変位することが可能とされている。すなわち基板３０１は、光軸に直交する平面内の任意の位置に変位することが可能とされている。基板３０１には、フレキシブル基板１０５、１０６の一端が接続されている。

フレキシブル基板１０５、１０６は、第１の方向において基板３０１の両端にそれぞれ接続されている。フレキシブル基板１０５、１０６は、光軸に直交する平面における第１の方向を長手方向として伸長（展延）する長尺形状からなる。フレキシブル基板１０５、１０６は、基板３０１に接続された一端において、それぞれ、基板３０１からの伸長（展延）方向が、光軸から離反する方向となるように接続されている。

つぎに、コイル駆動ユニット５２０について説明する。図６は、実施の形態１のコイル駆動ユニット５２０を示す断面図である。図６においては、実施の形態１のコイル駆動ユニット５２０を光軸を通り光軸に平行な平面で断面した状態が示されている。図６においては、具体的には、基板３０１（基板３０１に搭載された撮像素子）を第１の方向に移動させる駆動力を発生するコイル駆動ユニット５２０を光軸を通り光軸および第１の方向に平行な平面で切断した状態、および、基板３０１（基板３０１に搭載された撮像素子）を第２の方向に移動させる駆動力を発生するコイル駆動ユニット５２０を光軸を通り光軸および第２の方向に平行な平面で切断した状態を示している。いずれの方向に駆動力を発生するコイル駆動ユニット５２０も同一の構造からなっており、図６においてはコイル駆動ユニット５２０についての説明をおこなう。

図６において、コイル駆動ユニット５２０が備えるヨーク４０３は、断面形状が略コの字形状をなす複数（この実施の形態１においては２つ）のヨーク部材６０１、６０２を光軸方向に２つ重ね合わせることによって構成されており、これにより断面形状が数字の３あるいは略Ｅ字形状をなしている。

ヨーク部材６０１、６０２は、それぞれ、光軸方向に対向する一対の鉄心部６０１ａおよび６０１ｂ、６０２ａおよび６０２ｂを備えている。一対の鉄心部６０１ａおよび６０１ｂ、６０２ａおよび６０２ｂは、それぞれ、光軸から離反する側の端部において連結されている。マグネット５０３は、各ヨーク部材６０１、６０２における一対の鉄心部６０１ａおよび６０１ｂ、６０２ａおよび６０２ｂの間にそれぞれ設けられている。

一対の鉄心部６０１ａおよび６０１ｂ、６０２ａおよび６０２ｂは、それぞれ、一方の鉄心部６０１ｂ、６０２ａをコイル５０６の内周側に位置付け、他方の鉄心部６０１ａ、６０２ｂをコイル５０６の外周側に位置付けている。マグネット５０３は、コイル５０６の外周側に位置する鉄心部６０１ａ、６０２ｂが設けられており、コイル５０６を間にして対向した状態で配置されている。

マグネット５０３とコイル５０６とは、非接触状態とされており、第１の方向あるいは第２の方向（図６における紙面左右方向）において相対的に変位可能とされている。マグネット５０３は、各マグネット５０３が発生する磁束線がコイル５０６の外周側から内周側に貫通するようにコイル５０６の外周側に設けられている。

基板３０１は、コイル５０６の外周面に取り付けられている。コイル５０６は、型枠に金属線を巻き付けることによって製造されている。コイル５０６の製造に用いる型枠は、角柱形状あるいは楕円柱形状をなし、外周面の一部が平面とされている。コイル５０６は、角柱形状あるいは楕円柱形状の型枠に金属線を巻き付けることによって製造されることによって、外周面の少なくとも一部に、コイル５０６の径方向に交差する平面をなす平面形状部を備えている。基板３０１は、平板状の部材であって、コイル５０６の平面形状部に取り付けられている。

コイル５０６の平面形状部に平板状の基板３０１を取り付けることによって基板の取り付け位置の精度向上を図るとともに、基板の取り付け作業の容易化を図ることができる。すなわち、コイル５０６における平坦な平面形状部に平板状の基板３０１を取り付けることによって、基板の取り付け作業の容易化を図ることができる。

磁気センサ５０８は、基板３０１に設けられており、マグネット５０３の磁界強度を検出する。磁気センサ５０８は、基板３０１におけるマグネット５０３側の面であって、かつ、鉄心部６０１ａと６０１ｂおよび鉄心部６０２ａと６０２ｂが正対する範囲外に設けられている。磁気センサ５０８は、基板３０１におけるコイル５０６とは反対側の面に設けられている。

つぎに、マグネット５０３が発生する磁束について説明する。図７は、マグネット５０３が発生する磁束を示す説明図である。図７において、鉄心部６０１ａに取り付けられたマグネット５０３は、マグネット５０３からコイル５０６を介してマグネット５０３とは反対側の鉄心部６０１ｂに向かう磁束線を発生する。磁束線は、鉄心部６０１ａ、６０１ｂの対向方向に直交する方向におけるマグネット５０３の端部においては、コイル５０６を通過せず近傍のヨーク部材６０１に向かって発生している。

鉄心部６０２ｂに取り付けられたマグネット５０３は、マグネット５０３からコイル５０６を介してマグネット５０３とは反対側の鉄心部６０２ａに向かう磁束線を発生する。磁束線は、鉄心部６０２ａ、６０２ｂの対向方向に直交する方向におけるマグネット５０３の端部においては、コイル５０６を通過せず近傍のヨーク部材６０２の端面に向かって発生している。

マグネット５０３が発生する磁束線は、鉄心部６０２ａ、６０２ｂの対向方向に直交する方向においては、マグネット５０３の端部位置ほど密度が低い。マグネット５０３が発生する磁束線は、基板３０１におけるマグネット５０３側の方が、基板３０１におけるマグネット５０３側よりも高い。磁気センサ５０８を基板３０１におけるマグネット５０３側の面に設けることによって、基板３０１におけるマグネット５０３とは反対側の面に磁気センサ５０８を設ける場合と比較してマグネット５０３の磁界をより多く検出することができる。

つぎに、コイル５０６が発生する磁束について説明する。図８は、コイル５０６が発生する磁束を示す説明図である。図８において、コイル５０６は、コイル５０６の内周側から外周側を通って再び内周側に戻る磁束を発生する。コイル５０６が発生した磁束は、ヨーク４０３およびマグネット５０３を通る。

ヨーク４０３は、マグネット５０３によって励磁されている。このため、ヨーク４０３は、マグネット５０３に近い位置ほど磁束が通りにくくなっている。基板３０１に対してコイル５０６と同一の面に設置した場合の磁気センサ５０８の検出精度は、コイル５０６とは反対側の面に磁気センサ５０８を設置した場合よりもコイル５０６の磁界の影響を強く受ける。

コイル５０６の磁界の変化量は、基板３０１に対してコイル５０６と同一の面よりも、基板３０１に対してコイル５０６とは反対側の面の方が小さい。すなわち、基板３０１に対してコイル５０６とは反対側の面に設置した場合の方が、基板３０１に対してコイル５０６と同一の面に磁気センサ５０８を設置した場合よりも、磁気センサ５０８に対するコイル５０６の磁界の影響が少ない。

コイル５０６が発生した磁束は、コイル５０６に近い程密度が高く、コイル５０６から離反するほど密度が低い。また、コイル５０６が発生した磁束は、コイル５０６の内周側すなわち鉄心部６０１ｂ、６０２ａ側ほど密度が高い。また、コイル５０６が発生した磁束は、鉄心部６０１ａと６０１ｂおよび鉄心部６０２ａと６０２ｂが正対する範囲においては密度が高く、鉄心部６０１ａと６０１ｂおよび鉄心部６０２ａと６０２ｂが正対する範囲外においてはコイル５０６から離間するほど密度が低い。

この実施の形態１のコイル駆動ユニット５２０における磁気センサ５０８は、基板３０１におけるマグネット５０３側の面であって、かつ、鉄心部６０１ａと６０１ｂおよび鉄心部６０２ａと６０２ｂが正対する範囲外に設けられているため、コイル５０６による磁束の影響を受けにくい位置でマグネット５０３の磁束を検出することができる。

つぎに、磁気センサ５０８の取り付け位置について説明する。図９および図１０は、実施の形態１のコイル駆動ユニット５２０における磁気センサ５０８の取り付け位置を示す説明図である。図９においては、実施の形態１のコイル駆動ユニット５２０を光軸を通り光軸に平行な平面で断面した状態が示されている。図１０においては、実施の形態１のコイル駆動ユニット５２０を、光軸に平行であって光軸を中心とする円の半径に直交する平面で断面した状態が示されている。

図９において、磁気センサ５０８は、光軸を中心とする円の半径方向において、マグネット５０３に対して距離Ｄ１をあけて配置されている。距離Ｄ１は、第１の方向あるいは第２の方向における基板３０１の移動距離によって定められる。距離Ｄ１は、第１の方向あるいは第２の方向における基板３０１の移動に際して、磁気センサ５０８がマグネット５０３に接触あるいは衝突しない状態を維持できるように設定されている。

磁気センサ５０８の配置位置は、マグネット５０３に対して近い位置であるほど磁気センサ５０８の検出精度を高めることができる。この実施の形態１における距離Ｄ１は、磁気センサ５０８とマグネット５０３との位置関係が、基板３０１の移動に際して磁気センサ５０８がマグネット５０３に接触あるいは衝突しない状態であって、かつ、磁気センサ５０８がマグネット５０３側の端部まで移動した場合にも接触あるいは衝突しない位置となるように定められている。

図１０において、磁気センサ５０８は、基板３０１の移動方向に直交する方向における中心位置に設けられている。第１の方向における基板３０１の位置を検出する磁気センサ５０８は、具体的には、第２の方向における中心位置に設けられている。また、第１の方向における基板３０１の位置を検出する磁気センサ５０８は、具体的には、第２の方向におけるマグネット５０３の中心となる位置および光軸を通る直線上に設けられている。

第２の方向における基板３０１の位置を検出する磁気センサ５０８は、具体的には、第１の方向における中心位置に設けられている。また、第２の方向における基板３０１の位置を検出する磁気センサ５０８は、具体的には、第１の方向におけるマグネット５０３の中心となる位置および光軸を通る直線上に設けられている。

上記の構成において、コイル５０６に通電すると、通電状態にあるコイル５０６から磁束が発生し、発生した磁束によって光軸に直交する平面内におけるコイル５０６とマグネット５０３との相対的な位置関係を変化させるような電磁力が発生する。そして、発生した電磁力に応じてコイル５０６とマグネット５０３との相対的な位置関係が変化するようにブレ補正部材４１０、４２０が変位する。これによって、基板３０１が第１の方向および第２の方向に移動する。

コイル駆動ユニット５２０は、光軸を第１の方向に通る直線上に設けられた磁気センサ５０８が検出する磁束の強度に基づいて、第１の方向における基板３０１の移動量を取得する。また、コイル駆動ユニット５２０は、光軸を第２の方向に通る直線上に設けられた磁気センサ５０８が検出する磁束の強度に基づいて、第２の方向における基板３０１の移動量を取得する。

上述したように、この発明にかかる実施の形態１のコイル駆動ユニット５２０によれば、巻き線の内側に空芯部を備えた空芯コイルの一例としてのコイル５０６と、コイル５０６の内周側と外周側とにそれぞれ位置付けられた一対の鉄心部６０１ａ、６０１ｂおよび６０２ａ、６０２ｂを備えたヨーク４０３と、一対の鉄心部６０１ａ、６０１ｂおよび６０２ａ、６０２ｂの間であって一方の鉄心部６０１ｂおよび６０２ａに設けられて、ヨーク４０３とともにコイル５０６に対して相対的に変位可能な駆動磁石の一例としてのマグネット５０３と、コイル５０６の周面に沿った平面形状部を有し、当該平面形状部をコイル５０６の周面に当接させた状態でコイル５０６に取り付けられた基板３０１と、基板３０１に設けられて、マグネット５０３の磁界強度を検出する磁気センサ５０８と、を備えたことを特徴とするため、一般的に型枠への巻き付けにより製造されるコイル５０６の内周面を基準とすることによって基板３０１の取り付け位置の精度向上を図ることができる。これによって、ヨーク４０３およびマグネット５０３とコイル５０６および基板３０１とを相対的に駆動する際のコイル駆動ユニット５２０における駆動精度の向上を図ることができる。

また、この発明にかかる実施の形態１のコイル駆動ユニット５２０によれば、コイル５０６が、周面の少なくとも一部にコイル５０６の径方向に交差する平面形状部を備え、基板３０１が、コイル５０６の平面形状部に取り付けられた平板状の部材であることを特徴とするため、コイル５０６の平面形状部に平板状の基板３０１を取り付けることによって基板３０１の取り付け位置の精度向上を図るとともに、基板３０１の取り付け作業の容易化を図ることができる。これによって、ヨーク４０３およびマグネット５０３とコイル５０６および基板３０１とを相対的に駆動する際のコイル駆動ユニット５２０における駆動精度の一層の向上を図ることができる。

また、この発明にかかる実施の形態１のコイル駆動ユニット５２０によれば、磁気センサ５０８が、基板３０１におけるマグネット５０３側の面に設けられていることを特徴とするため、コイル５０６が発生する磁束と磁気センサ５０８が検出する磁界の方向とを異ならせることができるので、コイル５０６への通電状態にかかわらずマグネット５０３の磁束を良好に検出することができる。これによって、ヨーク４０３およびマグネット５０３とコイル５０６および基板３０１とを相対的に駆動する際のコイル駆動ユニット５２０における駆動精度の一層の向上を図ることができる。

また、この発明にかかる実施の形態１のコイル駆動ユニット５２０によれば、巻き線の内側に空芯部を備えたコイル５０６と、コイル５０６の内周側と外周側とにそれぞれ位置付けられた一対の鉄心部６０１ａ、６０１ｂおよび６０２ａ、６０２ｂを備えたヨーク４０３と、一対の鉄心部６０１ａ、６０１ｂおよび６０２ａ、６０２ｂの間であって一方の鉄心部６０１ｂおよび６０２ａに設けられて、ヨーク４０３とともにコイル５０６に対して相対的に変位可能な駆動磁石の一例としてのマグネット５０３と、コイル５０６の内周面に沿った平面形状部を有し、当該平面形状部をコイル５０６の内周面に当接させた状態でコイル５０６に取り付けられた基板３０１と、基板３０１におけるコイル５０６とは反対側の面に設けられて、マグネット５０３の磁界強度を検出する磁気センサ５０８と、を備えたことを特徴とするため、磁気センサ５０８をコイル５０６と同じ側に設ける場合よりもコイル５０６の磁束が疎になった位置で磁束を検出して磁束の検出にかかるコイル５０６の磁界の影響を小さくするとともに、磁気センサ５０８とマグネット５０３とを基板３０１に対して同じ側に位置させて駆動磁石の磁束が多いところで磁束を検出することができるので、マグネット５０３の磁束を良好に検出することができる。これによって、ヨーク４０３およびマグネット５０３とコイル５０６および基板３０１とを相対的に駆動する際のコイル駆動ユニット５２０における駆動精度の一層の向上を図ることができる。

また、この発明にかかる実施の形態１のコイル駆動ユニット５２０を備えたブレ補正ユニット１００によれば、ブレ補正部材４１０、４２０を精度よく変位させることができるので、撮像素子のブレを良好に補正することができる。

また、この発明にかかる実施の形態１のコイル駆動ユニット５２０を備えたブレ補正ユニット１００およびブレ補正ユニット１００を備えた撮像装置によれば、撮像素子のブレを良好に補正することができる。これによって、撮像装置を用いて撮像した画像の品質向上を図ることができる。

（実施の形態２）
つぎに、この発明にかかる実施の形態２のコイル駆動ユニット、当該コイル駆動ユニットを備えたブレ補正ユニットおよび当該ブレ補正ユニットを備えた撮像装置について説明する。この発明にかかる実施の形態２においては、上述した実施の形態１と同一部分は同一符号で示し、説明を省略する。

図１１は、この発明にかかる実施の形態２のコイル駆動ユニットを示す断面図である。図１１においては、実施の形態２のコイル駆動ユニットを光軸を通り光軸に平行な平面で断面した状態が示されている。図１１においては、具体的には、基板３０１（基板３０１に搭載された撮像素子）を第１の方向に移動させる駆動力を発生するコイル駆動ユニットを光軸を通り光軸および第１の方向に平行な平面で切断した状態、および、基板３０１（基板３０１に搭載された撮像素子）を第２の方向に移動させる駆動力を発生するコイル駆動ユニットを光軸を通り光軸および第２の方向に平行な平面で切断した状態を示している。いずれの方向に駆動力を発生するコイル駆動ユニットも同一の構造からなっている。

図１１において、コイル駆動ユニット１１００が備えるマグネット５０３は、ヨーク部材６０１における鉄心部６０１ａおよびヨーク部材６０２における鉄心部６０２ａに設けられている。コイル５０６は、鉄心部６０１ｂ、６０２ａおよび鉄心部６０２ａに設けられたマグネット５０３を内周側に位置づけるようにして、鉄心部６０１ｂ、６０２ａおよび鉄心部６０２ａの外周側に位置付けられている。

基板３０１は、コイル５０６の内周面に取り付けられている。コイル５０６は、型枠に金属線を巻き付けることによって製造されている。コイル５０６の製造に用いる型枠は、角柱形状あるいは楕円柱形状をなし、外周面の一部が平面とされている。コイル５０６は、角柱形状あるいは楕円柱形状の型枠に金属線を巻き付けることによって製造されることによって、内周面の少なくとも一部に、コイル５０６の径方向に交差する平面をなす平面形状部を備えている。基板３０１は、平板状の部材であって、コイル５０６の平面形状部に取り付けられている。

コイル５０６は、型枠に巻き線することによって形成されているため、コイル５０６における空芯部の形状および寸法は、型枠の外形によって一様に決定することができ、コイル５０６における空芯部の寸法精度を型枠の寸法精度に一致させることが可能となる。このように、高い寸法精度からなるコイル５０６の内周面を基準として当該内周面に基板３０１を取り付けることによって、コイル５０６に対する基板３０１の取り付け位置の精度向上を図ることができる。

また、コイル５０６の平面形状部に平板状の基板３０１を取り付けることによって基板の取り付け位置の精度向上を図るとともに、基板の取り付け作業の容易化を図ることができる。すなわち、コイル５０６における平坦な平面形状部に平板状の基板を取り付けることによって、基板３０１の取り付け作業の容易化を図ることができる。

コイル５０６の推力は、コイルの軸芯すなわち空芯部の内側を中心として発生する。コイル５０６の内周面に基板３０１を取り付けることによって、コイル５０６の外周側に基板を取り付ける場合よりも推力の中心に近い位置に基板３０１を取り付けることができる。これによって、基板３０１がヨーク部材６０１、６０２およびマグネット５０３に対して相対的に変位することによるコイル５０６の変形量を低減することができる。

磁気センサ５０８は、基板３０１に設けられており、マグネット５０３の磁界強度を検出する。磁気センサ５０８は、基板３０１におけるマグネット５０３側の面であって、かつ、鉄心部６０１ａと６０１ｂおよび鉄心部６０２ａと６０２ｂが正対する範囲外に設けられている。

つぎに、マグネット５０３が発生する磁束について説明する。図１２は、マグネット５０３が発生する磁束を示す説明図である。図１２において、鉄心部６０１ａに取り付けられたマグネット５０３は、マグネット５０３からコイル５０６を介してマグネット５０３とは反対側の鉄心部６０１ｂに向かう磁束線を発生する。磁束線は、鉄心部６０１ａ、６０１ｂの対向方向に直交する方向におけるマグネット５０３の端部においては、コイル５０６を通過せず近傍のヨーク部材６０１に向かって発生している。

鉄心部６０２ａに取り付けられたマグネット５０３は、マグネット５０３からコイル５０６を介してマグネット５０３とは反対側の鉄心部６０２ｂに向かう磁束線を発生する。磁束線は、鉄心部６０２ａ、６０２ｂの対向方向に直交する方向におけるマグネット５０３の端部においては、コイル５０６を通過せず近傍のヨーク部材６０２に向かって発生している。

マグネット５０３が発生する磁束線は、鉄心部６０２ａ、６０２ｂの対向方向に直交する方向においては、マグネット５０３の端部位置ほど密度が低い。マグネット５０３が発生する磁束線は、基板３０１におけるコイル５０６側の方が、基板３０１におけるマグネット５０３側よりも高い。磁気センサ５０８を基板３０１におけるマグネット５０３側の面に設けることによって、基板３０１におけるマグネット５０３とは反対側の面に磁気センサ５０８を設ける場合と比較してマグネット５０３の磁界をより多く検出することができる。

つぎに、コイル５０６が発生する磁束について説明する。図１３は、コイル５０６が発生する磁束を示す説明図である。図１３において、コイル５０６は、コイル５０６の内周側から外周側を通って再び内周側に戻る磁束を発生する。コイル５０６が発生した磁束は、ヨーク４０３およびマグネット５０３を通る。

ヨーク４０３は、マグネット５０３によって励磁されている。このため、ヨーク４０３は、マグネット５０３に近い位置ほど磁束が通りにくくなっている。基板３０１に対してコイル５０６と同一の面に設置した場合の磁気センサ５０８の検出精度は、コイル５０６とは反対側の面に磁気センサ５０８を設置した場合よりもコイル５０６の磁界の影響を強く受ける。

コイル５０６の磁界の変化量は、基板３０１に対してコイル５０６と同一の面よりも、基板３０１に対してコイル５０６とは反対側の面の方が小さい。すなわち、基板３０１に対してコイル５０６とは反対側の面に設置した場合の方が、基板３０１に対してコイル５０６と同一の面に磁気センサ５０８を設置した場合よりも、磁気センサ５０８に対するコイル５０６の磁界の影響が少ない。

コイル５０６が発生した磁束は、コイル５０６に近い程密度が高く、コイル５０６から離反するほど密度が低い。また、コイル５０６が発生した磁束は、コイル５０６の内周側すなわち鉄心部６０１ｂ、６０２ａ側ほど密度が高い。また、コイル５０６が発生した磁束は、鉄心部６０１ａと６０１ｂおよび鉄心部６０２ａと６０２ｂが正対する範囲においては密度が高く、鉄心部６０１ａと６０１ｂおよび鉄心部６０２ａと６０２ｂが正対する範囲外においてはコイル５０６から離間するほど密度が低い。

この実施の形態２のコイル駆動ユニット５２０における磁気センサ５０８は、基板３０１におけるマグネット５０３側の面であって、かつ、鉄心部６０１ａと６０１ｂおよび鉄心部６０２ａと６０２ｂが正対する範囲外に設けられているため、コイル５０６による磁束の影響を受けにくい位置でマグネット５０３の磁束を検出することができる。

つぎに、磁気センサ５０８の取り付け位置について説明する。図１４および図１５は、実施の形態２のコイル駆動ユニット１１００における磁気センサ５０８の取り付け位置を示す説明図である。図１４においては、実施の形態２のコイル駆動ユニット１１００を光軸を通り光軸に平行な平面で断面した状態が示されている。図１５においては、実施の形態１のコイル駆動ユニット１１００を、光軸に平行であって光軸を中心とする円の半径に直交する平面で断面した状態が示されている。

図１４において、磁気センサ５０８は、光軸を中心とする円の半径方向において、マグネット５０３に対して距離Ｄ２をあけて配置されている。距離Ｄ２は、第１の方向あるいは第２の方向における基板３０１の移動距離によって定められる。距離Ｄ２は、第１の方向あるいは第２の方向における基板３０１の移動に際して、磁気センサ５０８がマグネット５０３に接触あるいは衝突しない状態を維持できるように設定されている。

磁気センサ５０８の配置位置は、マグネット５０３に対して近い位置であるほど磁気センサ５０８の検出精度を高めることができる。この実施の形態２における距離Ｄ２は、磁気センサ５０８とマグネット５０３との位置関係が、基板３０１の移動に際して磁気センサ５０８がマグネット５０３に接触あるいは衝突しない状態であって、かつ、磁気センサ５０８がマグネット５０３側の端部まで移動した場合にも接触あるいは衝突しない位置となるように定められている。

図１５において、磁気センサ５０８は、基板３０１の移動方向に直交する方向における中心位置に設けられている。第１の方向における基板３０１の位置を検出する磁気センサ５０８は、具体的には、第２の方向における中心位置に設けられている。また、第１の方向における基板３０１の位置を検出する磁気センサ５０８は、具体的には、第２の方向におけるマグネット５０３の中心となる位置および光軸を通る直線上に設けられている。

第２の方向における基板３０１の位置を検出する磁気センサ５０８は、具体的には、第１の方向における中心位置に設けられている。また、第２の方向における基板３０１の位置を検出する磁気センサ５０８は、具体的には、第１の方向におけるマグネット５０３の中心となる位置および光軸を通る直線上に設けられている。

上述したように、この発明にかかる実施の形態２のコイル駆動ユニット１１００によれば、基板３０１が、平面形状部がコイル５０６の内周面に沿った形状をなし、当該平面形状部をコイル５０６の内周面に当接した状態でコイル５０６に取り付けられていることを特徴とするため、一般的に型枠への巻き付けにより製造されるコイル５０６の内周面を基準とすることによって基板の取り付け位置の精度向上を図るとともに、コイル５０６の外周側に基板３０１を取り付ける場合よりもコイル５０６の軸心方向に発生する推力の中心に近い位置に基板を取り付けることによってヨーク４０３およびマグネット５０３に対して相対的に変位することによるコイル５０６の変形量を低減することができる。これによって、コイル駆動ユニット５２０の耐久性の向上を図るとともに、コイル駆動ユニット５２０における駆動精度の一層の向上を図ることができる。

すなわち、コイル５０６に対するマグネット５０３の位置にかかわらず、基板３０１に対するコイル５０６およびマグネット５０３の位置と、基板３０１における磁気センサ５０８の位置と、に応じて、基板３０１におけるコイル５０６とは反対側に磁気センサ５０８を設けることによって、ヨーク４０３およびマグネット５０３とコイル５０６および基板３０１とを相対的に駆動する際のコイル駆動ユニット１１００における駆動精度の向上を図ることができる。

また、この発明にかかる実施の形態２のコイル駆動ユニット５２０によれば、マグネット５０３は、マグネット５０３が発生する磁束線がコイル５０６の内周側から外周側に貫通するようにコイル５０６の内周側に設けられていることを特徴とするため、マグネット５０３と磁気センサ５０８との距離を小さくし、マグネット５０３の磁束が多いところで磁束を検出することによって、磁束の検出精度の向上を図ることができる。これによって、ヨーク４０３およびマグネット５０３とコイル５０６および基板３０１とを相対的に駆動する際のコイル駆動ユニット５２０における駆動精度の一層の向上を図ることができる。

以上説明したように、この実施の形態１、２によれば、ヨークおよびマグネットとコイルおよび基板とを相対的に駆動する際のコイル駆動ユニットにおける駆動精度の向上を図ることができる。

以上のように、この発明にかかるコイル駆動ユニット、当該コイル駆動ユニットを備えたブレ補正ユニットおよび当該ブレ補正ユニットを備えた撮像装置は、光軸に直交する平面内で撮像素子を移動させることによって手ブレなどの振動による撮像画像の画質低下を低減する際に有用であり、特に、コイル駆動ユニットにおける駆動精度の向上を図るために撮像素子の移動量を検出しコイル駆動ユニット、当該コイル駆動ユニットを備えたブレ補正ユニットおよび当該ブレ補正ユニットを備えた撮像装置に適している。

この発明にかかる実施の形態１のコイル駆動ユニットを備えたブレ補正ユニットを示す斜視図（その１）である。 この発明にかかる実施の形態１のコイル駆動ユニットを備えたブレ補正ユニットを示す斜視図（その２）である。 フレキシブル基板を示す説明図である。 ブレ補正ユニットを示す断面図である。 ブレ補正ユニットの一部を示す分解斜視図である。 実施の形態１のコイル駆動ユニットを示す断面図である。 マグネットが発生する磁束を示す説明図である。 コイルが発生する磁束を示す説明図である。 実施の形態１のコイル駆動ユニットにおける磁気センサの取り付け位置を示す説明図（その１）である。 実施の形態１のコイル駆動ユニットにおける磁気センサの取り付け位置を示す説明図（その２）である。 この発明にかかる実施の形態２のコイル駆動ユニットを示す断面図である。 マグネットが発生する磁束を示す説明図である。 コイルが発生する磁束を示す説明図である。 実施の形態２のコイル駆動ユニットにおける磁気センサの取り付け位置を示す説明図（その１）である。 実施の形態２のコイル駆動ユニットにおける磁気センサの取り付け位置を示す説明図（その２）である。

符号の説明

１００ ブレ補正ユニット
３０１ 基板
４１０、４２０ ブレ補正部材
５０２ ヨーク
５０３ マグネット
５０６ コイル
５０８ 磁気センサ
５２０ コイル駆動ユニット
６０１、６０２ ヨーク部材
６０１ａ、６０１ｂ、６０２ａ、６０２ｂ 鉄心部
１１００ コイル駆動ユニット

Claims (7)

1. 巻き線の内側に空芯部を備えた空芯コイルと、
   前記空芯コイルの内周側と外周側とにそれぞれ位置付けられた一対の鉄心部を備えたヨークと、
   前記一対の鉄心部の間であっていずれか一方の鉄心部に設けられて、前記ヨークとともに前記空芯コイルに対して相対的に変位可能な駆動磁石と、
   前記空芯コイルの周面に沿った平面形状部を有し、当該平面形状部を前記空芯コイルの周面に当接させた状態で前記空芯コイルに取り付けられた基板と、
   前記基板における前記駆動磁石が配置される側の面に設けられて、前記駆動磁石の磁界強度を検出する磁気センサと、
   を備えたことを特徴とするコイル駆動ユニット。
2. 巻き線の内側に空芯部を備えた空芯コイルと、
   前記空芯コイルの内周側と外周側とにそれぞれ位置付けられた一対の鉄心部を備えたヨークと、
   前記一対の鉄心部の間であっていずれか一方の鉄心部に設けられて、前記ヨークとともに前記空芯コイルに対して相対的に変位可能な駆動磁石と、
   前記空芯コイルの周面に沿った平面形状部を有し、当該平面形状部を前記空芯コイルの周面に当接させた状態で前記空芯コイルに取り付けられた基板と、
   前記基板における前記空芯コイルとは反対側の面に設けられて、前記駆動磁石の磁界強度を検出する磁気センサと、
   を備えたことを特徴とするコイル駆動ユニット。
3. 前記空芯コイルは、周面の少なくとも一部に前記空芯コイルの径方向に交差する平面形状部を備え、
   前記基板は、前記空芯コイルの平面形状部に取り付けられた平板状の部材であることを特徴とする請求項１または２に記載のコイル駆動ユニット。
4. 前記基板は、前記平面形状部が前記空芯コイルの内周面に沿った形状をなし、当該平面形状部を前記空芯コイルの内周面に当接した状態で前記空芯コイルに取り付けられていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載のコイル駆動ユニット。
5. 前記駆動磁石は、当該駆動磁石が発生する磁束線が前記空芯コイルの内周側から外周側に貫通するように前記空芯コイルの内周側に設けられていることを特徴とする請求項４に記載のコイル駆動ユニット。
6. 撮像素子または当該撮像素子が設けられた基板の少なくとも一方（以下「素子基板」という）を支持するとともに光軸方向に直交する平面内において変位可能なブレ補正部材と、
   前記ブレ補正部材を変位させる請求項１〜５のいずれか一つに記載のコイル駆動ユニットと、
   を備え、
   前記コイル駆動ユニットが備えた基板は、前記ブレ補正部材に取り付けられていることを特徴とするブレ補正機構。
7. 請求項６に記載のブレ補正機構と、
   前記ブレ補正機構が備えた撮像素子に外光を導入する光学部材と、
   を備えたことを特徴とする撮像装置。

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