JP5056984B2 - Drive device and camera module - Google Patents
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Description
本発明は、アクチュエータを搭載した駆動装置およびカメラモジュールに関する。 The present invention relates to a driving apparatus and a camera module equipped with actuators.
近年、携帯電話機等の小型の電子機器に搭載することを目的として小型のカメラユニット(マイクロカメラユニット)が数多く生産されている。 In recent years, many small camera units (micro camera units) have been produced for the purpose of mounting on small electronic devices such as mobile phones.
このマイクロカメラユニット(MCU)に対しては、小型化および低価格化に対する非常に高い要求がある。その一方で、MCUについては、画素数の増加(高画素化)が進むとともに、画質とユーザーの利便性とを満たすために、オートフォーカス(AF)機能を有すること等が必須とされつつある。 For this micro camera unit (MCU), there is a very high demand for miniaturization and cost reduction. On the other hand, with respect to the MCU, as the number of pixels increases (higher pixels), it is becoming essential to have an autofocus (AF) function in order to satisfy image quality and user convenience.
そこで、MCUに対する小型化および低価格化の要求に対しては、基板と、多数の撮像素子が形成された半導体シートと、多数の撮像レンズが形成されたレンズアレイシートとを樹脂層を介して貼り付けて積層部材を形成し、該積層部材をダイシングして、個々のカメラモジュールを完成させる技術が提案されている(例えば、特許文献1等)。この技術によれば、一枚のウエハ状の積層部材から、数百個のカメラモジュールを切り出すことも可能であり、微細加工のプロセスとのマッチングも良く、カメラモジュールの小型化、薄型化、および低コスト化に対して大きく寄与するものと考えられる。 Therefore, in response to the demand for reduction in size and price for MCU, a substrate, a semiconductor sheet on which a large number of imaging elements are formed, and a lens array sheet on which a large number of imaging lenses are formed are arranged through a resin layer. A technique has been proposed in which a laminated member is formed by pasting, and the laminated member is diced to complete individual camera modules (for example, Patent Document 1). According to this technology, it is possible to cut out hundreds of camera modules from a single wafer-like laminated member, and the matching with the microfabrication process is good. This is considered to contribute greatly to cost reduction.
しかし、上記特許文献1の技術では、ウエハ状の部材を積層させるために、AF機能を実現するためのボイスコイルモータ等といった撮像レンズを移動させるアクチュエータを配置することが困難であった。また、撮像レンズを動かすAF制御を行うためには、撮像レンズの変位を検出する必要があるが、例えば、エンコーダやフォトセンサ等を用いた従来の変位を検出する技術を適用したのでは、MCUの大型化や高コスト化を招いてしまう。 However, in the technique of Patent Document 1, it is difficult to arrange an actuator for moving an imaging lens such as a voice coil motor for realizing an AF function in order to stack wafer-like members. In addition, in order to perform AF control for moving the imaging lens, it is necessary to detect the displacement of the imaging lens. For example, if a conventional technique for detecting displacement using an encoder, a photosensor, or the like is applied, the MCU Increase in size and cost.
ところで、ウエハ状態で形成される小型のカメラモジュールへの適用が可能なアクチュエータとしては、例えば、圧電素子(PZT)、形状記憶合金(SMA)、およびバイメタル(Bi-metallic strip)のうちの少なくとも1以上の構成を含むユニモルフの形状を有する薄膜状のアクチュエータ等が考えられる。 By the way, as an actuator applicable to a small camera module formed in a wafer state, for example, at least one of a piezoelectric element (PZT), a shape memory alloy (SMA), and a bimetal (Bi-metallic strip). A thin-film actuator having a unimorph shape including the above configuration is conceivable.
そして、変形する部分に主に導電性を有する素材からなる薄膜を設け、該薄膜における変形に伴う電気抵抗の変化を検出することにより、MCUの大型化や高コスト化を招くことなく、撮像レンズの変位を検出する方法が考えられる。なお、このような薄膜としては、一般的な歪みゲージに用いられる構成等が考えられる。該歪みゲージについては、素子間のばらつきを抑制するために、金属泊等を精密に加工して、検出精度の確保が図られる。 Then, by providing a thin film mainly made of a conductive material at the deformed portion and detecting a change in electrical resistance accompanying the deformation in the thin film, the imaging lens is not increased in size and cost. It is conceivable to detect the displacement. In addition, as such a thin film, the structure used for a general strain gauge etc. can be considered. With respect to the strain gauge, in order to suppress variation between elements, a metal stay or the like is precisely processed to ensure detection accuracy.
しかしながら、アクチュエータの一部に薄膜を形成する場合には、製造工程における各種条件の変化によって、薄膜の厚みや膜質のばらつきが製造ロット間等で発生する。このため、薄膜における電気抵抗がばらつくことで、撮像レンズの変位を精度良く検出することが出来ず、結果的に撮像レンズの変位量を精度良く制御することが出来なくなる。そして、このような問題は、移動対象物を移動させるための各種のアクチュエータならびに該アクチュエータを搭載する駆動装置およびカメラモジュール一般に共通する。 However, when a thin film is formed in a part of the actuator, variations in the thickness and quality of the thin film occur between manufacturing lots due to changes in various conditions in the manufacturing process. For this reason, when the electric resistance in the thin film varies, the displacement of the imaging lens cannot be detected with high accuracy, and as a result, the displacement amount of the imaging lens cannot be controlled with high accuracy. Such a problem is common to various actuators for moving a moving object, and a drive device and a camera module in which the actuator is mounted.
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、アクチュエータ間で生じる変位制御用の薄膜の厚みや膜質のばらつきに拘わらず、簡易な構成でアクチュエータにおいて生じる変位を精度良く制御可能なアクチュエータを搭載した駆動装置およびカメラモジュールを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, regardless of the variation in thickness and film quality of the thin film for the displacement control that occurs between the actuator, which can accurately control the displacement generated in the actuator with a simple structure actuators It is an object of the present invention to provide a drive device and a camera module equipped with a camera.
上記課題を解決するために、第1の態様に係る駆動装置は、アクチュエータと制御部とを備え、前記アクチュエータが、基準部と、前記基準部に対して固定される固定部を有するとともに、エネルギーの付与に応じた変形によって変位する変位部を有する可動部と、を含む。そして、該駆動装置では、前記可動部が、導体および半導体のうちの少なくとも一方の素材を用いて構成され且つ前記可動部が変形する際に変形する変形膜を有し、前記基準部が、前記変形膜と同一素材を用いた同一工程において形成される基準膜を有している。さらに、該駆動装置では、前記制御部が、前記基準膜と前記変形膜との間におけるインピーダンスの関係および該インピーダンスの関係に対応して決まる電気的な情報のうちの少なくとも一方に応じて、前記可動部に付与する前記エネルギーの供給量を制御する。 In order to solve the above-described problem, the drive device according to the first aspect includes an actuator and a control unit, and the actuator includes a reference unit and a fixing unit fixed to the reference unit, and energy. And a movable part having a displacement part that is displaced by deformation according to the application of. In the driving device, the movable part is configured using at least one material of a conductor and a semiconductor, and has a deformation film that deforms when the movable part is deformed. The reference film is formed in the same process using the same material as the deformation film. Further, in the driving device, the control unit is configured to determine the impedance relationship between the reference film and the deformable film and the electrical information determined corresponding to the impedance relationship according to at least one of the impedance information. The amount of energy supplied to the movable part is controlled.
第2の態様に係る駆動装置は、第1の態様に係る駆動装置であって、前記アクチュエータが、前記変形膜に対して電気的に接続された、前記アクチュエータの外部の素子に対して電気的に接続可能な第1端子部と、前記基準膜に対して電気的に接続された、前記アクチュエータの外部の素子に対して電気的に接続可能な第2端子部と、を含み、前記第1および第2端子部が、前記基準部に設けられる。 A drive device according to a second aspect is the drive device according to the first aspect, wherein the actuator is electrically connected to an element outside the actuator, and is electrically connected to the deformation film. A first terminal portion connectable to the reference film, and a second terminal portion electrically connected to the reference film and electrically connectable to an element outside the actuator, and second ends of the terminal portion is provided in the reference portion.
第3の態様に係る駆動装置は、第1または第2の態様に係る駆動装置であって、前記基準膜と前記変形膜とが、前記同一工程において同時に形成される。 Third driving device according to the aspect, in the driving apparatus according to the first or second aspect, the reference layer and the deformable film is formed at the same time in the same step.
第4の態様に係る駆動装置は、第1から第3の何れか1つの態様に係る駆動装置であって、前記基準膜と前記変形膜とが、同一の厚み、および同一の結晶の状態を有する。 Fourth drive device according to the aspect, the first a driving device according to a third one of the embodiment, the reference layer and the deformable membrane, the same thickness, and the state of the same crystal Have.
第5の態様に係る駆動装置は、第1から第4の何れか1つの態様に係る駆動装置であって、前記基準膜と前記変形膜とが、前記同一素材を用いて形成される一体の膜に含まれる。 Drive device according to a fifth aspect, the first a driving device according to a fourth any one embodiment, the reference layer and the deformable membrane, the integral formed with the same material Included in the membrane.
第6の態様に係る駆動装置は、第1から第5の何れか1つの態様に係る駆動装置であって、前記可動部が、ベース部と、形状記憶材料を用いて構成される形状記憶部とを有するとともに、温度変化に応じた前記形状記憶部の変形に応じて変形し、前記変形膜が、前記形状記憶部とは別に設けられ、前記形状記憶部の変形に応じて変形する。 A drive device according to a sixth aspect is the drive device according to any one of the first to fifth aspects, wherein the movable portion is configured using a base portion and a shape memory material. And deforming according to deformation of the shape memory unit according to temperature change, the deformation film being provided separately from the shape memory unit, and deforming according to deformation of the shape memory unit .
第7の態様に係る駆動装置は、第1から第5の何れか1つの態様に係る駆動装置であって、前記変形膜が、エネルギーの付与に応じて駆動力を発生することで、前記可動部を変形させる。 A drive device according to a seventh aspect is the drive device according to any one of the first to fifth aspects, wherein the deformable film generates a driving force in response to application of energy, whereby the movable device is movable. Deform the part.
第8の態様に係る駆動装置は、第1から第5の何れか1つの態様に係る駆動装置であって、前記可動部が、熱膨張率が相互に異なる第1および第2層と前記変形膜とを含む複数層が積層された構造を有するとともに、温度変化に応じて変形する。 Drive apparatus according to an aspect of the eighth, the first a driving device according to a fifth one of embodiment of the movable portion, the deformation coefficient of thermal expansion between the first and second layers differ from each other It has a structure in which a plurality of layers including a film are stacked, and is deformed according to a temperature change.
第9の態様に係る駆動装置は、第1から第6および第8の何れか1つの態様に係る駆動装置であって、前記変形膜が、通電に応じて発熱するヒータ部を含む。
第10の態様に係る駆動装置は、第7の態様に係る駆動装置であって、前記可動部が、ベース部を有し、前記変形膜が、形状記憶材料を用いて構成され且つ通電に応じた発熱による温度変化に応じて変形する。
A drive device according to a ninth aspect is the drive device according to any one of the first to sixth and eighth aspects, wherein the deformation film includes a heater section that generates heat in response to energization.
A drive device according to a tenth aspect is the drive device according to the seventh aspect, wherein the movable portion has a base portion, the deformation film is configured using a shape memory material, and responds to energization. Deforms according to temperature changes due to heat generation.
第11の態様に係る駆動装置は、第1から第10の何れか1つの態様に係る駆動装置であって、前記インピーダンスの関係が、前記基準膜と前記変形膜との間におけるインピーダンスの比を含む。 A drive device according to an eleventh aspect is the drive device according to any one of the first to tenth aspects, wherein the impedance relationship is a ratio of impedances between the reference film and the deformation film. Including.
第12の態様に係る駆動装置は、第1から第11の何れか1つの態様に係る駆動装置であって、前記変位部の各変位量に対して前記基準膜と前記変形膜との間における電気抵抗の比の目標値がそれぞれ関連付けられた目標値情報を記憶する目標値記憶部、を備える。そして、該駆動装置では、前記制御部が、前記変位部の目標とする変位量に対して、前記電気抵抗の比が前記目標値と合致するように、前記可動部に付与する前記エネルギーの供給量を調整するフィードバック制御を行う。 A drive device according to a twelfth aspect is the drive device according to any one of the first to eleventh aspects, and is between the reference film and the deformation film with respect to each displacement amount of the displacement part. A target value storage unit that stores target value information associated with each target value of the ratio of electrical resistance; In the driving device, the control unit supplies the energy to be applied to the movable unit such that a ratio of the electrical resistance matches the target value with respect to a target displacement amount of the displacement unit. Perform feedback control to adjust the amount.
第13の態様に係る駆動装置は、第12の態様に係る駆動装置であって、前記基準膜および前記変形膜のうちの前記基準値記憶部に電気抵抗の基準値が記憶されている少なくとも一方に係る電気抵抗の基準値を記憶する基準値記憶部と、前記基準膜および前記変形膜のうちの少なくとも一方に係る実際の電気抵抗の値を検出する検出部と、を更に備える。 A drive device according to a thirteenth aspect is the drive device according to the twelfth aspect, wherein at least one of the reference film and the deformation film stores a reference value of electric resistance in the reference value storage unit. A reference value storage unit that stores a reference value of the electrical resistance according to the above, and a detection unit that detects an actual electrical resistance value related to at least one of the reference film and the deformation film.
第14の態様に係る駆動装置は、第13の態様に係る駆動装置であって、前記電気抵抗の基準値から前記実際の電気抵抗の値までのずれ量に応じて、前記目標値情報を変更する情報変更部、を更に備える。 A drive device according to a fourteenth aspect is the drive device according to the thirteenth aspect, wherein the target value information is changed in accordance with a deviation amount from a reference value of the electrical resistance to the actual electrical resistance value. And an information changing unit.
第15の態様に係る駆動装置は、第13の態様に係る駆動装置であって、前記変形膜に係る電圧と該電圧の目標値とのずれ量と、前記エネルギーの供給量の変更量との関係を示す制御パラメータ情報を記憶する制御情報記憶部と、前記電気抵抗の基準値から前記実際の電気抵抗の値までのずれ量に応じて、前記制御パラメータ情報を変更する情報変更部と、を備える。 Drive device according to a fifteenth aspect, in the driving apparatus according to the thirteenth aspect, the deviation amount between the target value of the voltage and the voltage of the previous SL deformation film, the supply amount of the change amount of the energy A control information storage unit that stores control parameter information indicating the relationship between the control parameter information, an information change unit that changes the control parameter information according to a deviation amount from a reference value of the electrical resistance to the actual electrical resistance value, Is provided.
第16の態様に係る駆動装置は、第1から第15の何れか1つの態様に係る駆動装置であって、前記基準膜と前記変形膜とが、電気的に直列に接続される。 A drive device according to a sixteenth aspect is the drive device according to any one of the first to fifteenth aspects, wherein the reference film and the deformation film are electrically connected in series.
第17の態様に係るカメラモジュールは、第1から第16の何れか1つの態様に係る駆動装置と、撮像素子と、被写体からの光を前記撮像素子に導く光学系と、を備える。そして、該カメラモジュールは、前記可動部が、前記変位部の変位によって、前記撮像素子および前記光学系のうちの少なくとも一方を移動させることで、前記撮像素子と前記光学系との間の距離を変更する。 A camera module according to a seventeenth aspect includes a drive device according to any one of the first to sixteenth aspects, an image sensor, and an optical system that guides light from a subject to the image sensor. In the camera module, the movable unit moves at least one of the image sensor and the optical system according to the displacement of the displacement unit, thereby reducing the distance between the image sensor and the optical system. change.
第1から第16の何れの態様に係る駆動装置によっても、基準膜と変形膜の厚みや膜質が同様なものとなるため、例えば、基準膜と変形膜との間におけるインピーダンスの関係に係る情報に応じて変位の制御を精度良く行うことが可能となる。したがって、アクチュエータ間で生じる変位制御用の薄膜の厚みや膜質のばらつきに拘わらず、簡易な構成でアクチュエータにおいて生じる変位を精度良く制御することができる。また、基準膜と変形膜の厚みや膜質が同様なものとなるため、例えば、基準膜と変形膜との間におけるインピーダンスの関係に係る情報に応じて変位の制御を精度良く行うことが可能となる。したがって、アクチュエータ間で生じる変位制御用の薄膜の厚みや膜質のばらつきに拘わらず、簡易な構成でアクチュエータにおいて生じる変位を精度良く制御することができる。 The driving device according to any of the first to sixteenth aspects has the same thickness and quality of the reference film and the deformation film. For example, information relating to the impedance relationship between the reference film and the deformation film Accordingly, the displacement can be accurately controlled. Therefore, the displacement generated in the actuator can be accurately controlled with a simple configuration regardless of variations in the thickness and quality of the displacement control thin film generated between the actuators. In addition, since the thickness and quality of the reference film and the deformation film are the same, for example, it is possible to accurately control the displacement according to the information related to the impedance relationship between the reference film and the deformation film. Become. Therefore, the displacement generated in the actuator can be accurately controlled with a simple configuration regardless of variations in the thickness and quality of the displacement control thin film generated between the actuators.
第3の態様に係る駆動装置によれば、基準膜と変形膜の厚みや膜質が更に同様なものとなるため、基準膜と変形膜との間におけるインピーダンスの関係に係る情報に応じた変位の制御を更に精度良く行うことが可能となる。 According to the drive device according to the third aspect, since the thickness and quality of the reference film and the deformation film are further similar, the displacement according to the information related to the impedance relationship between the reference film and the deformation film is reduced. The control can be performed with higher accuracy.
第5の態様に係る駆動装置によれば、基準膜および変形膜の電気的状態または電気的特性を検出するための構成の簡略化を図ることができる。 With the drive device according to the fifth aspect, it is possible to simplify the configuration for detecting the electrical state or electrical characteristics of the reference film and the deformation film.
第7および第9の何れの態様に係る駆動装置であっても、可動部の構成の簡略化が可能となる。 In the drive device according to any of the seventh and ninth aspects, the configuration of the movable portion can be simplified.
第13から第15の何れの態様に係る駆動装置によっても、変形膜の環境温度に起因する変化や劣化がアクチュエータにおける変位の制御に与える影響を抑制することができる。 The drive device according to any of the thirteenth to fifteenth aspects can suppress the influence of changes and deterioration due to the environmental temperature of the deformation film on the displacement control in the actuator.
第16の態様に係る駆動装置によっても、より簡易な構成でアクチュエータにおいて生じる変位を精度良く制御することができる。 Also with the drive device according to the sixteenth aspect, the displacement generated in the actuator can be accurately controlled with a simpler configuration.
第17の態様に係るカメラモジュールによれば、アクチュエータ間で生じる変位制御用の薄膜の厚みや膜質のばらつきに拘わらず、簡易な構成でアクチュエータにおいて生じる変位を精度良く制御することができる。このため、撮像素子と光学系との間の距離を精度良く変更することができる。 According to the camera module of the seventeenth aspect, the displacement generated in the actuator can be accurately controlled with a simple configuration regardless of variations in the thickness and film quality of the displacement control thin film generated between the actuators. For this reason, the distance between the image sensor and the optical system can be changed with high accuracy.
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
<(1)携帯電話機の概略構成>
図1は、本発明の一実施形態に係るカメラモジュール500を搭載した携帯電話機100の概略構成を示す模式図である。なお、図1および図1以降の他の図では方位関係を明確化するために、XYZの相互に直交する3軸が適宜付されている。<(1) Schematic configuration of mobile phone>
FIG. 1 is a schematic diagram showing a schematic configuration of a
図1で示されるように、携帯電話機100は、折り畳み式の携帯電話機として構成され、第1の筐体200と、第2の筐体300と、ヒンジ部400とを有する。第1の筐体200および第2の筐体300は、それぞれ板状の略直方体の形状を有し、各種電子部材を格納する筐体としての役割を有する。具体的には、第1の筐体200は、カメラモジュール500および表示ディスプレイを有し、第2の筐体300は、携帯電話機100を電気的に制御する制御部とボタン等の操作部材とを有する。なお、ヒンジ部400は、第1の筐体200と第2の筐体300とを回動可能に接続する。このため、携帯電話機100は、折り畳み可能となっている。
As shown in FIG. 1, the
また、第1の筐体200には、電流源600、およびコントラスト検出部800が搭載される。電流源600は、アクチュエータ層15(図3)のヒータ層155(図19および図20)への電流の供給を制御するドライバである。コントラスト検出部800は、カメラモジュール500の撮像素子181(図3)で得られる画像信号についてコントラストを検出する。
In addition, the
また、第2の筐体300には、携帯電話機100の全体の動作を統括制御する回路基板上に、合焦制御部310、記憶部320、および可変抵抗器330が搭載される。なお、合焦制御部310は、CPUおよびRAM等を有して構成され、記憶部320は、不揮発性の記憶媒体等を有して構成され、可変抵抗器330は、例えば、デジタルポテンショメータ等によって構成される。
The
そして、合焦制御部310は、カメラモジュール500における電気的な状態(本実施形態では、電圧)およびコントラスト検出部800からの信号の入力に応じて、電流源600を介したヒータ層155への電流の供給量を、記憶部320に格納される各種情報ならびに可変抵抗器330を含む回路を利用して制御する。これにより、カメラモジュール500の合焦状態を調整するAF制御を実行する。
Then, the
図2は、携帯電話機100のうちの第1の筐体200に着目した断面模式図である。図1および図2で示されるように、カメラモジュール500は、XY断面のサイズが約5mm四方であり、厚さ(Z方向の奥行き)が約3mm程度である小型の撮像装置、所謂マイクロカメラユニット(MCU)となっている。
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view focusing on the
以下、カメラモジュール500の構成、カメラモジュール500の製造工程、およびカメラモジュール500におけるAF制御について順次説明する。
Hereinafter, the configuration of the
<(2)カメラモジュールの構成>
図3は、カメラモジュール500の断面模式図であり、図3の矢印AR1の示す方向が+Z方向に対応する。なお、図3以降の他の図面においても、方位関係の明確化のために、+Z方向に対応する方向を示す矢印AR1が適宜付されている。また、図4は、カメラモジュール500を側方から見た側面図である。<(2) Configuration of camera module>
FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of the
図3で示されるように、カメラモジュール500は、撮影光学系としてのレンズ群20が移動可能に設けられている光学ユニットKBと、被写体像に関する撮影画像を取得する撮像部PBとを有する。
As shown in FIG. 3, the
撮像部PBは、例えば、CMOSセンサまたはCCDセンサ等の撮像素子181を有する撮像素子層18と、カバーガラス層17とが+Z方向にこの順序で積層された構成を有する。なお、カバーガラス層17が、赤外線(IR)をカットするフィルタ層を含むようにしても良い。
The imaging unit PB has a configuration in which, for example, an
光学ユニットKBは、蓋層10、第1枠層11、第1平行ばね(上層平行ばね)12、第2枠層13、第2平行ばね(下層平行ばね)14、アクチュエータ層15、レンズ位置調整層16、およびレンズ群20を備える。蓋層10、第1枠層11、第1平行ばね12、第2枠層13、第2平行ばね14、アクチュエータ層15、レンズ位置調整層16、およびレンズ群20は、いずれもウエハ状態(ウエハレベルで)製作される。これらの製作工程については更に後述する。
The optical unit KB includes a
光学ユニットKBでは、レンズ位置調整層16、アクチュエータ層15、第2平行ばね14、第2枠層13、第1平行ばね12、第1枠層11、および蓋層10が+Z方向にこの順序で積層され、第2平行ばね14と第1平行ばね12との間にレンズ群20が保持される。そして、第1平行ばね12と第2平行ばね14とアクチュエータ層15とが互いに協働することで、レンズ群20をZ軸に沿った方向に移動させる。
In the optical unit KB, the lens
カメラモジュール500では、蓋層10、第1および第2枠層11,13、レンズ位置調整層16、カバーガラス層17、および撮像素子層18が、レンズ群20に対して相対的に固定された部分(固定部分)となる。また、カメラモジュール500および光学ユニットKBは、ウエハ状態(ウエハレベルで)製作され、その4つの側面(図4のZ軸に平行な側面)が、ダイシングによって形成された切断面となっている。そして、この切断面では、光学ユニットKBおよび撮像部PBを構成する複数層の積層構造が露出している。
In the
ここで、レンズ群20は、固定部分に結合された第1および第2平行ばね12,14によって支持される。より詳細には、レンズ群20の−Z側(撮像素子181が配置される側)におけるアクチュエータ層15と該レンズ群20との間には、第2平行ばね14が介挿される。また、レンズ群20の+Z側(蓋層10が配置される側)における第1枠層11と該レンズ群20との間には、第1平行ばね12が介挿される。ここでは、第1および第2平行ばね12,14によってレンズ群20が挟持されるため、レンズ群20の移動に拘わらず、レンズ群20の姿勢が保持され、レンズ群20の光軸が略一定に保持される。
Here, the
また、第1および第2平行ばね12,14は、移動対象物であるレンズ群20が+Z方向に移動する際に、レンズ群20の移動方向(すなわち+Z方向)とは反対方向の力を、該レンズ群20に対して付与する。なお、レンズ群20が−Z方向に移動する際には、第1および第2平行ばね12,14がレンズ群20に対して付与する力の方向は、レンズ群20の移動方向(すなわち−Z方向)と一致する。
Further, the first and second parallel springs 12 and 14 apply a force in a direction opposite to the moving direction of the lens group 20 (that is, the + Z direction) when the
更に、レンズ群20が+Z方向に移動していない非駆動状態(例えば駆動前の静止状態)では、第1および第2平行ばね12,14の弾性力によってレンズ群20がレンズ位置調整層16の突起部162の上端面に対して押し付けられ、レンズ群20がレンズ位置調整層16によっても支持される。このため、カメラモジュール500に対して強い衝撃が付与されても、レンズ群20の姿勢が保持される。そして、この非駆動状態では、レンズ群20がZ軸に沿って変位可能な範囲(変位可能範囲)の最も−Z側の所定位置に配置されて静止する。
Further, in a non-driving state in which the
なお、この所定位置は、例えば、撮像素子181において多数の画素回路が配列されている+Z側の面(以下「撮像面」とも称する)上に光学ユニットKBの焦点が配置されるような位置に設定される。ここで言う光学ユニットKBの焦点とは、+Z側から平行光線を光学ユニットKBに入射したときに、該光学ユニットKBから射出される光線が一点に集まる点のことを言う。
The predetermined position is, for example, a position where the focal point of the optical unit KB is disposed on the + Z side surface (hereinafter also referred to as “imaging surface”) on which a large number of pixel circuits are arranged in the
アクチュエータとしてのアクチュエータ層15は、+Z方向への駆動変位を発生させる可動部15a,15b(図12)を有し、レンズ群20の−Z側に配置される。可動部15a,15bは、レンズ群20の−Z側に突出した第1突起部201と接触し、可動部15a,15bで生じる駆動変位は、第1突起部201を介してレンズ群20に伝達される。つまり、アクチュエータ層15は、移動対象物であるレンズ群20を所定方向(ここでは、+Z方向)に移動させる。なお、可動部15a,15bにおける+Z方向への駆動変位が小さくなっていく場面では、第1および第2平行ばね12,14の弾性力によって、レンズ群20が所定方向とは反対方向(−Z方向)に移動する。
The
側面配線21a〜21cは、図4で示されるように、カメラモジュール500の4つの側面のうちの1つの側面に配設される薄型の導電部材である。側面配線21a〜21cは、撮像素子層18とヒータ層155(図19)とを電気的に接続する。このため、撮像素子層18を介して、ヒータ層155(図19)と、電流源600および可変抵抗器330とがそれぞれ電気的に接続される。なお、側面配線21a〜21cと第2平行ばね14とが短絡しないように、第2平行ばね14と側面配線21a〜21cとの間に絶縁部14epがそれぞれ設けられる。
As shown in FIG. 4, the side wirings 21 a to 21 c are thin conductive members disposed on one of the four side surfaces of the
上述したように、カメラモジュール500では、移動対象物であるレンズ群20が、該レンズ群20を介して互いに対向する位置に配置された第1および第2平行ばね12,14と結合され、該第1および第2平行ばね12,14がレンズ群20に垂直な方向(+Z方向)に弾性変形しつつ、レンズ群20の姿勢を保持する。そして、レンズ群20は、アクチュエータ層15の可動部15a,15bから駆動力を受けて、その位置をZ軸に沿って変位させる。従って、カメラモジュール500に設けられた光学ユニットKBは、レンズ群20を該レンズ群20の光軸方向(+Z方向)に変位させることができ、レンズ群20を変位させる駆動装置としてカメラモジュール500を機能させる。
As described above, in the
<(2-1)レンズ群について>
レンズ群20は、ガラス基板を基材としてウエハレベルで作製され、例えば、2枚以上のレンズを重ね合わせて成形される。本実施形態では、2枚の光学レンズを重ね合わせてレンズ群20が構成される場合について例示する。なお、本実施形態では、レンズ群20は、被写体からの光を撮像素子181に導く撮像レンズとして機能する。<(2-1) Lens group>
The
図5および図6は、レンズ群20の断面模式図であり、矢印AR2の示す方向が+Z方向に対応する。図7は、レンズ群20を下方(−Z側)から見たレンズ群20の下面外観図であり、図8は、レンズ群20を上方(+Z側)から見たレンズ群20の上面外観図である。
5 and 6 are schematic cross-sectional views of the
図5および図6で示されるように、レンズ群20は、第1レンズG1を有する第1レンズ構成層LY1と、第2レンズG2を有する第2レンズ構成層LY2と、スペーサ層RBとを備える。そして、第1レンズ構成層LY1と第2レンズ構成層LY2とが、スペーサ層RBを介して結合される。ここでは、第1および第2レンズ構成層LY1,LY2の非レンズ部のXY平面に沿った断面の外縁が略正方形の形状を有する。
As shown in FIGS. 5 and 6, the
また、図5から図7で示されるように、第1レンズG1を有する第1レンズ構成層LY1の一方主面(ここでは、−Z側)には、レンズとして機能しない非レンズ部に第1突起部201が設けられる。更に、図5,図6および図8で示されるように、第2レンズG2を有する第2レンズ構成層LY2の一方主面(ここでは、+Z側)には、レンズとして機能しない非レンズ部に第2突起部202が設けられる。
Further, as shown in FIG. 5 to FIG. 7, the first main surface (here, −Z side) of the first lens constituent layer LY1 having the first lens G1 has a first non-lens portion that does not function as a lens. A
また、図9は、スペーサ層RBの形状に着目して、スペーサ層RBを上方(+Z側)から見た図である。図9で示されるように、スペーサ層RBは、第1および第2レンズ構成層LY1,LY2の非レンズ部の外縁に沿って設けられ、XY平面に沿った断面の外縁および内縁の形状が矩形である環状の構成を有する。そして、レンズ群20の光軸が、Z軸に沿った方向に設定される。
FIG. 9 is a view of the spacer layer RB as viewed from above (+ Z side), paying attention to the shape of the spacer layer RB. As shown in FIG. 9, the spacer layer RB is provided along the outer edge of the non-lens portion of the first and second lens constituting layers LY1, LY2, and the shape of the outer edge and inner edge of the cross section along the XY plane is rectangular. It has the cyclic structure which is. Then, the optical axis of the
<(2-2)各機能層について>
以下では、カメラモジュール500を構成する各機能層の詳細について説明する。なお、各機能層については、−Z側の面を一主面と称し、+Z側の面を他主面と称する。<(2-2) About each functional layer>
Below, the detail of each functional layer which comprises the
<(2-2-1)撮像素子層>
図3で示されるように、撮像素子層18は、光学ユニットKBを通過した被写体からの光を受光して、被写体の像に関する画像信号を生成する撮像素子181、その周辺回路、および撮像素子181を囲む外周部を備える部材である。また、撮像素子181は、多数の画素回路が配列されて構成される。なお、撮像素子層18の一主面(−Z側の面)には、リフロー方式によるはんだ付けを行うためのはんだボールHBが設けられている。また、ここでは図示を省略しているが、撮像素子層18の一主面には、撮像素子181に対する信号の付与、および該撮像素子181からの信号の読み出しを行う配線を接続するための各種端子が設けられる。<(2-2-1) Image sensor layer>
As shown in FIG. 3, the
なお、電流源600、およびコントラスト検出部800が、例えば、第2の筐体300の回路基板上に設けられ、リフロー方式によるはんだ付けによって、コントラスト検出部800が、撮像素子層18に対して電気的に接続されるとともに、撮像素子層18を介して、電流源600が、アクチュエータ層15に対して電気的に接続される態様等が考えられる。
Note that the
<(2-2-2)カバーガラス層>
図3で示されるように、カバーガラス層17は、略平板状であり且つXY平面に沿った断面が略正方形の形状を有し、透明なガラス等によって構成される。このカバーガラス層17は、撮像素子層18の他主面(+Z側の面)に対して接合され、撮像素子181を保護する機能を有する。なお、カバーガラス層17が撮像素子層18上に接合された状態で撮像素子基板178を構成する。<(2-2-2) Cover glass layer>
As shown in FIG. 3, the
<(2-2-3)レンズ位置調整層>
レンズ位置調整層16は、樹脂材料を用いて構成されるとともに、撮像素子181とレンズ群20との間に配設され、且つ撮像素子181とレンズ群20との距離を調整する部材である。具体的には、レンズ位置調整層16は、非駆動状態におけるレンズ群20の位置(初期位置)を規定する。なお、レンズ位置調整層16は、例えば、樹脂をエッチングする手法等を用いて生成される。<(2-2-3) Lens position adjustment layer>
The lens
図10は、レンズ位置調整層16を上方(+Z側)から見たレンズ位置調整層16の上面図である。図11は、レンズ位置調整層16の切断面XII−XIIにて矢印方向に見たレンズ位置調整層16の断面図である。図10および図11で示されるように、レンズ位置調整層16は、枠体161と突起部162とを備える。
FIG. 10 is a top view of the lens
枠体161は、レンズ位置調整層16の外周部分を構成する略矩形の環状の部分であり、XY平面に略平行な板状の形状を有する。そして、枠体161は、Z軸に沿った方向に貫通する孔(貫通孔)16Hを形成し、枠体161を構成する+Y側の板状の部材および−Y側の板状の部材は、各板状の部分の下部から貫通孔16H側に出っ張った部分(凸部)161Tをそれぞれ有する。また、枠体161の一主面は、隣接するカバーガラス層17に対して接合され、枠体161の他主面は、隣接するアクチュエータ層15(詳細には、アクチュエータ層15の枠体15f(図12))と接合される。
The
突起部162は、枠体161に設けられる凸部161Tの内縁近傍において上方(+Z方向)に向けて立設される。この突起部162は、XZ平面に略平行で且つ略長方形の盤面を有する板状の部分であり、突起部162の長手方向がX軸に略平行な方向とされ、突起部162の短手方向がZ軸に略平行な方向とされる。そして、突起部162の+Z側の端面は、レンズ群20が当接することで、該レンズ群20を初期位置に配置する機能を有する。
The
また、図10では、撮像素子181を構成する複数の画素回路が配列される領域(画素配列領域)、すなわち撮像素子181の前面(撮像面)の外縁が破線で示されている。図10で示されるように、撮像面は、(短辺の長さ):(長辺の長さ):(対角線の長さ)=3:4:5の関係が成立するように構成される。そして、2つの突起部162は、被写体からレンズ群20を介して撮像素子181の画素配列領域に至る光路を、該画素配列領域の幅が最も狭い方向において挟む位置に配設される。
In FIG. 10, a region (pixel array region) in which a plurality of pixel circuits constituting the
<(2-2-4)アクチュエータ層>
図12は、アクチュエータ層15を下方(−Z側)から見た該アクチュエータ層15の下面図である。図13は、アクチュエータ層15を側方から見た該アクチュエータ層15の側面図である。図14は、アクチュエータ層15の層構造を概略的に示す図である。図15から図19は、アクチュエータ層15を構成する各層の構成を示す図である。<(2-2-4) Actuator layer>
FIG. 12 is a bottom view of the
図12で示されるように、アクチュエータ層15は、外周部を構成する枠体15fと、枠体15fの内側の中空部分に対して枠体15fから突設される2枚の板状の可動部15a,15bとを備える。つまり、可動部15a,15bが基準部としての枠体15fに対して固定される。そして、枠体15fの一主面は、隣接するレンズ位置調整層16(具体的には、枠体161)に対して接合され、枠体15fの他主面は、隣接する第2平行ばね14(具体的には、固定枠体141(図23))と接合される。
As shown in FIG. 12, the
また、図14で示されるように、アクチュエータ層15は、低熱膨張層151(図15)、熱伝導層152(図16)、高熱膨張層153(図17)、絶縁層154(図18)、およびヒータ層155(図19)が、+Z側から−Z側に向けてこの順番に積層されて構成される。つまり、可動部15a,15bでは、熱膨張率が相互に異なる低熱膨張層151および高熱膨張層153とヒータ層155とを含む複数層が積層された構造、すなわち、いわゆるバイメタル(Bi-metallic strip)が採用される。
As shown in FIG. 14, the
低熱膨張層151は、図15で示されるように、枠体15fを構成する枠部151fと、枠部151fの内側の中空部分に対して枠部151fから突設される2枚の板状の突設部151a,151bを備える。ここでは、突設部151aが可動部15aを構成するとともに、突設部151bが可動部15bを構成する。また、低熱膨張層151は、高熱膨張層153を構成する素材よりも小さな熱膨張率を持つ素材によって構成される。この低熱膨張層151を構成する素材としては、例えば、熱膨張率が1.1×10-6/℃である鉄・ニッケル合金が採用されることが好ましい。但し、この素材の熱伝導率は、比較的低く、約8.8W・m-1・K-1である。As shown in FIG. 15, the low
熱伝導層152は、図16で示されるように、低熱膨張層151と同様に、枠体15fを構成する枠部152fと、枠部152fの内側の中空部分に対して枠部152fから突設される2枚の板状の突設部152a,152bを備える。また、熱伝導層152は、低熱膨張層151および高熱膨張層153を構成する素材よりも大きな熱伝導率を持つ素材によって構成される。この熱伝導層152を構成する素材としては、例えば、熱伝導率が105.5W・m-1・K-1である銅および銅合金、熱伝導率が204W・m-1・K-1であるアルミニウム、ならびに熱伝導率が90W・m-1・K-1であるニッケルのうちの何れか1つの素材であれば良い。As shown in FIG. 16, the heat
高熱膨張層153は、図17で示されるように、低熱膨張層151と同様に、枠体15fを構成する枠部153fと、枠部153fの内側の中空部分に対して枠部153fから突設される2枚の板状の突設部153a,153bを備える。ここでは、突設部153aが可動部15aを構成するとともに、突設部153bが可動部15bを構成する。また、高熱膨張層153は、低熱膨張層151を構成する素材よりも大きな熱膨張率を持つ素材によって構成される。この高熱膨張層153を構成する素材としては、例えば、熱膨張率が20×10-6/℃である鉄・ニッケル・マンガン合金、熱膨張率が30×10-6/℃であるマンガン・銅・ニッケル合金、熱膨張率が18×10-6/℃である鉄・ニッケル・クロム合金、および熱膨張率が18×10-6/℃である鉄・モリブデン・ニッケル合金のうちの何れか1つの素材であれば良い。但し、これらの素材の熱伝導率は、比較的低く、例えば、鉄・ニッケル・マンガン合金の熱伝導率は、約8.8W・m-1・K-1である。As shown in FIG. 17, the high
絶縁層154は、図18で示されるように、低熱膨張層151と同様に、枠体15fを構成する枠部154fと、枠部154fの内側の中空部分に対して枠部154fから突設される2つの突設部154a,154bを備える。ここでは、突設部154aが可動部15aを構成するとともに、突設部154bが可動部15bを構成する。そして、絶縁層154は、シリカ(二酸化珪素)等の絶縁体によって構成される。この絶縁層154は、ヒータ層155と高熱膨張層153との短絡を防止する目的で設けられる。
As shown in FIG. 18, the insulating
ヒータ層155は、絶縁層154の裏面(−Z側の面)にパターンニングされ、金(Au)等の導電性を有する金属等によって構成される。そして、図19で示されるように、ヒータ層155は、第1〜第3電極部E1〜E3、基準膜としての基準導体部155s、変形膜としての第1および第2ヒータ部155ha,155hb、および第1〜第3配線部155c1〜155c3を有する。そして、第1〜第3電極部E1〜E3と基準導体部155sと第1〜第3配線部155c1〜155c3とが、枠体15fを構成するとともに、ヒータ部155haが、可動部15aを構成し、且つヒータ部155hbが、可動部15bを構成する。なお、以下では、第1および第2ヒータ部155ha,155hbを適宜「ヒータ部155h」と総称する。
The
具体的には、第1電極部E1と第2電極部E2とが基準導体部155sによって電気的に接続され、第2電極部E2と第3電極部E3とが、第1ヒータ部155haと第2配線部155c2とがこの順番で連結される配線(以下「一方配線」とも称する)によって電気的に接続されるとともに、第1配線部155c1と第2ヒータ部155hbと第3配線部155c3とがこの順番で連結される配線(以下「他方配線」とも称する)によって電気的に接続される。
Specifically, the first electrode part E1 and the second electrode part E2 are electrically connected by the
なお、本実施形態では、第1電極部E1と第3電極部E3との間に、電位差が付与されるとともに、電流が流される。このため、第2電極部E2と第3電極部E3との間において、一方配線と他方配線とが電気的に並列に接続されるとともに、この一方配線および他方配線に対して、基準導体部155sが電気的に直列に接続される。つまり、ここでは、ヒータ部155hと基準導体部155sとが同一素材を用いて形成され且つ一体の膜に含まれるように形成されるとともに、ヒータ部155hと基準導体部155sとが電気的に直列に接続される。
In the present embodiment, a potential difference is applied between the first electrode portion E1 and the third electrode portion E3, and a current flows. For this reason, one wiring and the other wiring are electrically connected in parallel between the second electrode portion E2 and the third electrode portion E3, and the
図20は、アクチュエータ層15を裏面側(−Z側)から見た詳細な構成を示す模式図である。
FIG. 20 is a schematic diagram illustrating a detailed configuration of the
図20で示されるように、第1〜第3電極部E1〜E3は、枠体15fを構成する4つの板状の部分(第1〜第4板状部分)のうちの1つの板状の部分(第1板状部分)に設けられる。具体的には、該第1板状部分の長手方向の一端近傍に第2電極部E2が設けられ、且つ該第1板状部分の長手方向の他端近傍に第3電極部E3が設けられるとともに、該第1板状部分の長手方向の中央付近に第1電極部E1が設けられる。ここでは、第1〜第3電極部E1〜E3は、各種配線等を介してアクチュエータ層15の外部に配置される各種素子等に対して電気的に接続可能な端子部としての役割を有する。そして、基準導体部155sが、第1板状部材の一端近傍から中央付近にかけて配設される。
As shown in FIG. 20, the first to third electrode portions E1 to E3 are formed in one plate-like shape among the four plate-like portions (first to fourth plate-like portions) constituting the
また、第1配線部155c1は、枠体15fを構成する第1〜第4板状部分のうちの相互に隣接する2辺を成す第2および第3板状部分において長手方向の略全域においてL字状に延設される。第2配線部155c2は、第1電極部E1が配設される第1板状部分において長手方向に沿って延設される。第3配線部155c3は、第3板状部分の端部近傍および第4板状部分の長手方向の全域に近い領域に沿っておいて延設される。
Further, the first wiring portion 155c1 has an L in substantially the entire longitudinal direction in the second and third plate-like portions forming two sides adjacent to each other among the first to fourth plate-like portions constituting the
また、第1ヒータ部155haは、可動部15aのうちの長手方向の一端である枠体15fに固定される固定部(固定端)近傍から他端(自由端FT)近傍にかけて延設されるとともに、該自由端FT近傍で折り返されて、更に該自由端FTから固定端にかけて延設される。このような構成により、細長い第1ヒータ部155haのパターンが、可動部15aの裏面側の略全域に渡って配設される。また、第2ヒータ部155hbは、可動部15bのうちの長手方向の一端である枠体15fに固定される部分(固定端)近傍から他端(自由端FT)近傍にかけて延設されるとともに、該自由端FT近傍で折り返されて、更に該自由端FTから固定端にかけて延設される。このような構成により、細長い第2ヒータ部155hbのパターンが、可動部15bの裏面側の略全域に渡って配設される。
The first heater portion 155ha extends from the vicinity of the fixed portion (fixed end) fixed to the
また、基準導体部155s、第1〜第3電極部E1〜E3、第1〜第3配線部155c1〜155c3、および第1および第2ヒータ部155haは、略同一の膜厚を有する。そして、第1および第2ヒータ部155ha,155hbは、基準導体部155s、第1〜第3電極部E1〜E3、および第1〜第3配線部155c1〜155c3よりも十分幅が狭く、細長いパターンを形成する。このため、第1電極部E1と第3電極部E3とを電気的に接続する配線においては、基準導体部155s、第1〜第3電極部E1〜E3、および第1〜第3配線部155c1〜155c3よりも、第1および第2ヒータ部155ha,155hbの方が、電気抵抗が高くなるように構成される。
The
したがって、第1電極部E1と第3電極部E3との間に電圧が印加されると、電気抵抗が相対的に高い第1および第2ヒータ部155ha,155hbが、自身のジュール熱によって発熱する。つまり、第1および第2ヒータ部155ha,155hbが電力エネルギーの供給に応じて発熱する。なお、第1〜第3電極部E1〜E3は、ダイシング工程において、カメラモジュール500の側面に露出する。この露出するヒータ層155の第1〜第3電極部E1〜E3に対しては、側面配線21a〜21b(図3および図4)がそれぞれ設けられることで、側面配線21a,21cを介して電圧および電流が供給される。
Accordingly, when a voltage is applied between the first electrode portion E1 and the third electrode portion E3, the first and second heater portions 155ha and 155hb having relatively high electric resistance generate heat due to their own Joule heat. . That is, the first and second heater portions 155ha and 155hb generate heat in response to the supply of power energy. The first to third electrode portions E1 to E3 are exposed on the side surface of the
図21および図22は、第1および第2ヒータ部155ha,155hbの発熱に応じて可動部15a,15bが変形する態様を示す模式図である。なお、可動部15a,15bの変形の態様は、それぞれ同様であるから、図21および図22では、可動部15aの変形の態様が一例として示されており、ここでは、可動部15aの変形の態様を例にとって説明する。
FIG. 21 and FIG. 22 are schematic diagrams showing how the
図21で示されるように、第1ヒータ部155haが発熱していない状態では、可動部15aが平坦な形状を有する。
As shown in FIG. 21, in a state where the first heater portion 155ha is not generating heat, the
これに対して、図22で示されるように、第1ヒータ部155haに対する電気的なエネルギーの供給に応答した発熱により、高熱膨張層153の突設部153aが、低熱膨張層151の突設部151aよりも大きく膨張する。ここでは、第1ヒータ部155haの発熱による熱量が、突設部151a,153aから周辺の雰囲気および枠体15fに対して放出される熱量を上回ることで、可動部15aの温度が上昇する。なお、可動部15aの厚みを30〜50μm程度と非常に薄くしておくと、可動部15aの温度が比較的短時間で上昇する。そして、可動部15aの温度が上昇すると、突設部151aと突設部153aとの間の膨張の違いによって、可動部15aが、枠体15fに対して固定される固定端を支点として、反るような変形を生じて、変位部としての自由端FTが上方(+Z方向)へ変位する。このとき、可動部15aの変形に伴って、第1ヒータ部155haも変形する。
On the other hand, as shown in FIG. 22, the protruding
一方、第1ヒータ部155haに対する通電が停止されると、可動部15aの熱が熱伝導層152の存在によって枠体15fに急速に伝わり、枠体15fからの放熱によって、可動部15aが急速に冷却される。このとき、自由端FTの上方(+Z方向)への変位が低減されていき、図21で示されるように、可動部15aが平坦な形状に戻る。
On the other hand, when the energization to the first heater portion 155ha is stopped, the heat of the
ところで、第1ヒータ部155haにおける形状と電気抵抗とが一義的な関係を有し、レンズ群20の変位量と第1ヒータ部155haの形状とが一義的な関係を有する。このため、第1ヒータ部155haの電気抵抗の変化を利用して、レンズ群20の変位量を制御することが可能である。レンズ群20の変位量の制御については、カメラモジュール500のAF制御に含まれるため、後述する。
By the way, the shape and electrical resistance in the first heater portion 155ha have a unique relationship, and the displacement amount of the
なお、ここで、基準導体部155sは、枠体15fの一主面上に設けられるため、可動部15a,15bの変形に拘わらず、枠体15fとともに、ほとんど変形することなく、略平面状の形状を保持する。
Here, since the
<(2-2-5)第2平行ばね>
図23は、第2平行ばね14を下方(−Z方向)から見た該第2平行ばね14の下面外観図である。図24は、レンズ群20に接合された第2平行ばね14を示す図である。図23で示されるように、第2平行ばね14は、固定枠体141と、弾性部142とを有する弾性部材であり、ばね機構を形成する層(弾性層)となっている。<(2-2-5) Second parallel spring>
FIG. 23 is a bottom external view of the second
固定枠体141は、第2平行ばね14の外周部を構成し、隣接するアクチュエータ層15の枠体15fと接合される。ここで、アクチュエータ層15のヒータ層155と、第2平行ばね14との間隔は、通常に狭い。このため、ヒータ層155に電圧および電流を供給する側面配線21a〜21cを、例えば、印刷などによって撮像素子層18からアクチュエータ層15にわたって単に設けると、側面配線21a〜21cが、固定枠体141にまでかかる虞がある。つまり、側面配線21a〜21cと第2平行ばね14とが短絡する虞がある。
The fixed
そこで、この短絡を防ぐ目的で、第2平行ばね14の固定枠体141の一辺を成す板状の部材の両端付近およびその中央付近の外縁に窪んだ切り欠き部143が設けられる。この切り欠き部143には、第2枠層13と第2平行ばね14とが接合される際、および第2平行ばね14とアクチュエータ層15とが接合される際に、接合に用いられるエポキシ系の樹脂等の接着剤が充填されることで、絶縁部14ep(図3および図4)が形成される。この絶縁部14epの存在により、側面配線21a〜21cと第2平行ばね14とが接触することによる不要な短絡が防止される。
Therefore, for the purpose of preventing this short circuit, a
弾性部142は、固定枠体141との接続部PG1と、レンズ群20との接合部PG2とを有し、接続部PG1と接合部PG2とが板状部材EBで繋がれる。そして、図24で示されるように、第2平行ばね14は、弾性部142に設けられる接合部PG2においてレンズ群20と接合される。ここでは、第1突起部201は、第2平行ばね14の固定枠体141と板状部材EBとの隙間を通って、アクチュエータ層15の自由端FTと当接する。
The
そして、レンズ群20が固定枠体141に対して+Z方向に移動されるにつれて、接続部PG1と接合部PG2とのZ方向の位置がずれ、板状部材EBは曲げ変形(たわみ変形)を生じて湾曲する。つまり、第2平行ばね14は、板状部材EBの弾性変形によって、レンズ群20の光軸方向(±Z方向)に弾性変形可能であり、ばね機構として機能する。
Then, as the
なお、第2平行ばね14は、SUS系の金属材料またはりん青銅等を用いて作製される。例えば、SUS系の金属材料で第2平行ばね14が作製される場合は、フォトリソグラフィ技術により、平行ばねの形状のレジストが金属材料上にパターンニングされ、塩化鉄系のエッチング液に浸してウエットエッチングが行われることで、平行ばねのパターンが形成される。
The second
<(2-2-6)第2枠層>
図3で示されるように、第2枠層13は、XY平面に沿った断面の外縁および内縁がそれぞれ略矩形である環状の部材であり、Z軸に沿って貫通する中空部分を形成する。第2枠層13は、中空部分にレンズ群20が配置されることで、該レンズ群20を側方から囲む。なお、第2枠層13を構成する素材としては、樹脂やガラス等が挙げられ、第2枠層13は、金属金型を用いたいわゆるプレス法や射出成型法等によって製作される。そして、第2枠層13の−Z側に位置する下端面(一主面)は、隣接する第2平行ばね14の固定枠体141と接合される。また、第2枠層13の+Z側に位置する上端面(他主面)は、隣接する第1平行ばね12(詳細には、第1平行ばね12の固定枠体121(図25))と接合される。<(2-2-6) Second frame layer>
As shown in FIG. 3, the
<(2-2-7)第1平行ばね>
図25は、第1平行ばね12を下方(−Z方向)から見た該第1平行ばね12の下面外観図である。図25で示されるように、第1平行ばね12は、切り欠き部143が設けられていないことを除いて、第2平行ばね14と同様の構成および機能を有する弾性部材であり、固定枠体121と弾性部122とを備える。そして、固定枠体121の一主面は、隣接する第2枠層13の他主面と接合され、固定枠体121の他主面は、隣接する第1枠層11(詳細には、第1枠層11の−Z側の下端面)と接合される。<(2-2-7) First parallel spring>
FIG. 25 is an external view of the lower surface of the first
図26は、レンズ群20に接合された第1平行ばね12を示す図である。図26で示されるように、弾性部122に設けられた接合部PG2が、レンズ群20の突起部202の+Z側の上端面と接合される。このため、固定枠体121に対してレンズ群20が+Z方向に相対的に移動されると、板状部材EBにおいて弾性変形が発生し、第1平行ばね12が、ばね機構として機能する。
FIG. 26 is a view showing the first
<(2-2-8)第1枠層>
図3で示されるように、第1枠層11は、第2枠層13と同様に、XY平面に沿った断面の外縁および内縁がそれぞれ略矩形である環状の部材であり、Z軸に沿って貫通する中空部分を形成する。第1枠層11の中空部分は、レンズ群20が+Z方向に移動される際に、弾性変形する板状部材EBおよび突起部202が移動可能な空間となる。なお、第1枠層11は、第2枠層13と同様な素材および製作方法によって形成される。そして、第1枠層11の−Z側に位置する下端面(一主面)は、隣接する第1平行ばね12の固定枠体121と接合される。また、第1枠層の+Z側に位置する上端面(他端面)は、隣接する蓋層10(詳細には、蓋層の外周部近傍)と接合される。<(2-2-8) First frame layer>
As shown in FIG. 3, the first frame layer 11 is an annular member in which the outer edge and the inner edge of the cross section along the XY plane are each substantially rectangular like the
<(2-2-9)蓋層>
図3で示されるように、蓋層10は、XY平面に沿った断面の外縁が略正方形であるとともに、略中央にZ軸に平行な方向に貫通する孔(貫通孔)10Hを有し、XY平面に略平行な盤面を有する板状の部材である。貫通孔10Hは、被写体からの光をレンズ群20を介して撮像素子181に導くための孔であり、この蓋層10は、例えば、平板状の樹脂材料をプレス加工する手法、あるいは樹脂材料をパターニングした後にエッチングする手法等によって、貫通孔10Hが形成されて製作される。<(2-2-9) Lid layer>
As shown in FIG. 3, the
なお、図3では、図示が省略されているが、蓋層10の貫通孔10Hからカメラモジュール500の内部にゴミ等が侵入しないように、蓋層10の上面(他主面)側には、適宜ガラス等で構成される透明な保護層が設けられる。
In addition, although illustration is abbreviate | omitted in FIG. 3, on the upper surface (other main surface) side of the lid |
<(3)カメラモジュールの製造工程>
ここで、カメラモジュール500の製造工程について簡単に説明する。図27は、カメラモジュール500の製造工程を示すフローチャートである。図27で示されるように、(工程A)レンズ群20の生成(ステップSP1)、(工程B)シートの準備(ステップSP2)、(工程C)組み立て治具の準備(ステップSP3)、(工程D)シートの第1の接合(ステップSP4)、(工程E)レンズ群20の取り付け(ステップSP5)、(工程F)シートの第2の接合(ステップSP6)、(工程G)撮像素子基板178の取り付け(ステップSP7)、および(工程H)ダイシング(ステップSP8)が順次に行われて、カメラモジュール500が製造される。<(3) Camera module manufacturing process>
Here, a manufacturing process of the
<(3-1)レンズ群の生成(工程A)>
ステップSP1では、レンズ群20が生成される。ここでは、まず、多数のレンズ群20がマトリックス状に配列されたウエハ(以下「レンズ群ウエハ」とも称する)が製作され、ダイシングにより、多数のレンズ群20が個片化されて、多数のレンズ群20が製作される。レンズ群ウエハは、多数の第1レンズ構成層LY1が配列されたウエハ(第1レンズ構成層ウエハ)と、多数のスペーサ層RBが配列されたウエハ(スペーサ層ウエハ)と、多数の第2レンズ構成層LY2が配列されたウエハ(第2レンズ構成層ウエハ)とが積層されて、相互に接合されることで製作される。<(3-1) Generation of Lens Group (Process A)>
In step SP1, the
<(3-2)シートの準備(工程B)>
ステップSP2では、カメラモジュール500を構成する各機能層に係るシートが、層ごとに形成される。なお、ここでは、ウエハレベルの円盤状のシートが準備される。機能層ごとのシートには、該機能層に係る部材に相当するチップがマトリクス状に所定配列で多数形成される。具体的には、ステップSP2では、蓋層10、第1枠層11、第1平行ばね12、第2枠層13、第2平行ばね14、アクチュエータ層15、およびレンズ位置調整層16といった各機能層に係るチップがそれぞれ所定配列で多数形成された各シートU10〜U16、ならびにカバーガラス層17と撮像素子層18とが接合されて形成される撮像素子基板178に係るチップが所定配列で多数形成されたシート(撮像素子基板シート)U178がそれぞれ準備される。つまり、8枚のシートU10〜16,U178が準備される。なお、各シートU10〜U16,U178には、2カ所以上の所定の箇所に位置合わせのためのアライメントマークが形成される。<(3-2) Preparation of sheet (Process B)>
In step SP2, a sheet relating to each functional layer constituting the
図28は、多数のアクチュエータ層15が配列されたシート(アクチュエータ層シート)U15の作製フローを示すフローチャートである。ここで、図28を参照しつつ、アクチュエータ層シートU15の作製方法について説明する。 FIG. 28 is a flowchart showing a manufacturing flow of a sheet (actuator layer sheet) U15 in which a large number of actuator layers 15 are arranged. Here, a manufacturing method of the actuator layer sheet U15 will be described with reference to FIG.
まず、ステップST21では、バイメタルの平板が準備される。ここでは、低熱膨張層151に相当する層と、熱伝導層152に相当する層と、高熱膨張層153に相当する層とが積層されたバイメタルの円盤状のウエハが準備される。なお、該円盤状のウエハについては、例えば、低熱膨張層151、熱伝導層152および高熱膨張層153をそれぞれ構成する素材の3枚の平板が重ねられた積層体が、圧延されて、円盤状に打ち抜かれることで作製される。
First, in step ST21, a bimetallic flat plate is prepared. Here, a bimetallic disk-shaped wafer is prepared in which a layer corresponding to the low
ステップST22では、蒸着等によって、ステップST21で準備されたバイメタルの平板上に絶縁層が形成される。 In step ST22, an insulating layer is formed on the bimetallic flat plate prepared in step ST21 by vapor deposition or the like.
ステップST23では、フォトリソグラフィー技術等によって、ステップST22で形成された絶縁層上に、レジスト膜のパターンが形成される。ここで形成されるレジスト膜のパターンは、ヒータ層155の形状に相当するパターンがマトリックス状に配列されたパターンとなっている。
In step ST23, a resist film pattern is formed on the insulating layer formed in step ST22 by photolithography or the like. The resist film pattern formed here is a pattern in which patterns corresponding to the shape of the
ステップST24では、スパッタリング等によって、ステップST23でレジスト膜のパターンが形成された絶縁層上に金属(例えば、金)の薄膜が形成される。なお、スパッタリングによる金属薄膜の形成では、繰り返して同じ厚みを再現し難い。しかしながら、ここでは、ヒータ層155を構成する各部(第1〜第3電極部E1〜E3、基準導体部155s、第1および第2ヒータ部155ha,155hb、および第1〜第3配線部155c1〜155c3)が、同一素材を用いた同一工程において同時に形成される。このとき、通常は、同一のバッチ処理による金属薄膜の形成であっても、ウエハ全体で見れば、膜厚および膜質が異なる傾向にある。ところが、1つのアクチュエータ層15のチップに相当する領域に着目すると、ごく近い領域でヒータ層155を構成する各部が形成される。このため、ヒータ層155を構成する各部の厚みおよび膜質が略同一となる。そして、該膜質としては、例えば、結晶(金属組織)の状態等が挙げられる。
In step ST24, a thin film of metal (for example, gold) is formed on the insulating layer on which the resist film pattern is formed in step ST23 by sputtering or the like. In forming a metal thin film by sputtering, it is difficult to reproduce the same thickness repeatedly. However, here, the respective parts constituting the heater layer 155 (first to third electrode parts E1 to E3,
ステップST25では、リフトオフ法によって、ステップST24でレジスト膜のパターン上に形成された金属薄膜が、レジスト膜のパターンとともに除去される。このとき、ヒータ層155に相当するパターンがマトリックス状に配列された金属薄膜のパターンが出来上がる。
In step ST25, the metal thin film formed on the resist film pattern in step ST24 is removed together with the resist film pattern by the lift-off method. At this time, a metal thin film pattern in which patterns corresponding to the
ステップST26では、プレス加工等によって、各アクチュエータ層15の中空部分が形成される。このとき、アクチュエータ層シートU15が出来上がる。図29は、アクチュエータ層シートU15の構成を示す模式図である。なお、図29では、アクチュエータ層シートU15のうちの一部分に着目した構成が示されており、太破線が、アクチュエータ層15にそれぞれ相当する複数のチップの境界線を示している。
In step ST26, the hollow part of each
<(3-3)組み立て治具の準備(工程C)>
図27のステップSP3では、組み立て治具が準備される。この組み立て治具は、平板状の基台上に略同一の形状を有する多数の突起部が所定配列で設けられて構成される。なお、組み立て治具には、2カ所以上の所定の箇所に位置合わせのためのアライメントマークが形成される。また、突起部の上面は、平板状の基台の主面に対して略平行となるように構成される。なお、該各突起部の上面上でカメラモジュール500に相当するユニットがそれぞれ製作される。<(3-3) Preparation of assembly jig (Process C)>
In step SP3 of FIG. 27, an assembly jig is prepared. The assembling jig is configured by providing a plurality of protrusions having substantially the same shape on a flat base in a predetermined arrangement. In the assembly jig, alignment marks for alignment are formed at two or more predetermined locations. The upper surface of the protrusion is configured to be substantially parallel to the main surface of the flat base. A unit corresponding to the
<(3-4)シートの第1の接合(工程D)>
ステップSP4では、ステップSP2で準備された8枚のシートU10〜16,U178のうちの3枚のシートU11〜U13が接合される。ここでは、第1枠層シートU11、第1平行ばねシートU12、および第2枠層シートU13について、各シートU11〜U13に含まれる各チップが互いに積層されるように、シート形状のまま位置合わせ(アライメント)が行われる。そして、各シートU11〜U13が接着剤等を用いて接合される。<(3-4) Sheet First Joining (Step D)>
In step SP4, three sheets U11 to U13 out of the eight sheets U10 to 16 and U178 prepared in step SP2 are joined. Here, the first frame layer sheet U11, the first parallel spring sheet U12, and the second frame layer sheet U13 are aligned in the sheet shape so that the chips included in the sheets U11 to U13 are stacked on each other. (Alignment) is performed. And each sheet | seat U11-U13 is joined using an adhesive agent etc.
図30は、ステップSP4で3枚のシートU11〜U13が積層されて接合される様子、ステップSP5でレンズ群20が取り付けられる様子、ステップSP6で4枚のシートU10,U14〜U16が積層されて接合される様子、およびステップSP7で撮像素子基板シートU178が接合される様子を合わせて模式的に示す図である。
FIG. 30 shows a state in which three sheets U11 to U13 are laminated and joined in step SP4, a state in which the
<(3-5)レンズ群の取り付け(工程E)>
ステップSP5では、ステップSP4で製作されたユニットの各第2枠層13の中空部分に、ステップSP1で生成されたレンズ群20が、所定のマウンターによってそれぞれ取り付けられる。つまり、格子状の形状を有する第2枠層シートU13の各空隙に、レンズ群20がそれぞれ挿入される。ここでは、レンズ群20が接合部PG2に対して押し付けられつつ、第2突起部202の端面が、接合部PG2の一主面側に対して接合される。なお、この接合手法としては、紫外線の照射によって硬化する接着剤(紫外線硬化接着剤)を用いて接合する手法等が挙げられる。<(3-5) Attaching the lens group (Process E)>
In step SP5, the
<(3-6)シートの第2の接合(工程F)>
ステップSP6では、ステップSP2で準備された8枚のシートU10〜16,U178のうちの4枚のシートU10,U14〜U16が接合される。具体的には、ステップSP6では、ステップSP5までに生成されたユニットの一主面側に対して、第2平行ばねシートU14、およびアクチュエータ層シートU15に含まれる各チップが、第2枠層シートU13に含まれる各チップに対してそれぞれ積層されるように、シート形状のまま位置合わせ(アライメント)が行われる。そして、各シートU14,U15が順次に接着剤等を用いて接合される。<(3-6) Sheet second joining (process F)>
In step SP6, four sheets U10 and U14 to U16 of the eight sheets U10 to 16 and U178 prepared in step SP2 are joined. Specifically, in step SP6, each chip included in the second parallel spring sheet U14 and the actuator layer sheet U15 is attached to the second frame layer sheet with respect to one main surface side of the units generated up to step SP5. Positioning (alignment) is performed while maintaining the sheet shape so as to be stacked on each chip included in U13. And each sheet | seat U14, U15 is joined using an adhesive agent etc. in order.
また、第1枠層シートU11の他主面側に対して、蓋層シートU10に含まれる各チップが、第1枠層シートU11に含まれる各チップに対してそれぞれ積層されるように、シート形状のまま位置合わせ(アライメント)が行われる。そして、この状態で、第1枠層シートU11の他主面側に対して、蓋層シートU10が接着剤等を用いて接合される。 Further, the sheet is so formed that each chip included in the lid layer sheet U10 is stacked with respect to each chip included in the first frame layer sheet U11 with respect to the other main surface side of the first frame layer sheet U11. Alignment (alignment) is performed in the shape. In this state, the lid layer sheet U10 is bonded to the other main surface side of the first frame layer sheet U11 using an adhesive or the like.
更に、アクチュエータ層シートU15の一主面側に対して、レンズ位置調整層シートU16に含まれる各チップが、アクチュエータ層シートU15に含まれる各チップに対してそれぞれ積層されるように、シート形状のまま位置合わせ(アライメント)が行われる。そして、この状態で、アクチュエータ層シートU15の一主面側に対して、レンズ位置調整層シートU16が接着剤等を用いて接合される。 Further, the sheet-like shape is formed so that each chip included in the lens position adjustment layer sheet U16 is stacked on each chip included in the actuator layer sheet U15 with respect to one main surface side of the actuator layer sheet U15. The alignment (alignment) is performed as it is. In this state, the lens position adjustment layer sheet U16 is bonded to one main surface side of the actuator layer sheet U15 using an adhesive or the like.
<(3-7)撮像素子基板の取り付け(工程G)>
ステップSP7では、ステップSP6までにレンズ位置調整層16が接合されて形成されたユニットの各レンズ位置調整層16の枠体161に対して、撮像素子基板178の外周部がそれぞれ接合されるように、レンズ位置調整層シートU16の一主面に撮像素子基板シートU178の他主面が接合される。<(3-7) Mounting of image pickup device substrate (process G)>
In step SP7, the outer peripheral portion of the
<(3-8)ダイシング(工程H)>
ステップSP8では、多数のレンズ群20がそれぞれ挿入され、8つのシートU10〜U16,U178が積層されて形成された積層部材が、ダイシングテープ等で保護された後、ダイシング装置によってチップ毎に切り離される。このとき、多数のカメラモジュール500が完成される。なお、アクチュエータ層シートU15については、図29で示される太破線に沿って切断が行われる。<(3-8) Dicing (Process H)>
In step SP8, a large number of
また、このダイシング工程の途中で、側面配線21a〜21cが形成される。具体的には、一方向に沿ったダイシングが行われた時点で、各カメラモジュール500の側面に相当する切断面において、各ヒータ層155が露出する。このため、切断面に側面配線21a〜21cを形成するための導電材料が塗布され、その後、他方向に沿ったダイシングが行われることで、多数のカメラモジュール500が完成される。
Further, the
<(4)カメラモジュールにおけるAF制御>
<(4-1)レンズ群の変位量のフィードバック制御に係る機能的な構成>
図31は、カメラモジュール500のAF制御において、レンズ群20の変位量のフィードバック制御を実現するための機能的な構成を示すブロック図である。なお、ここでは、説明の複雑化を防ぐために、ヒータ部155のうちの基準導体部155sおよびヒータ部155h以外の配線については、電気抵抗が無視出来る程度に小さいものとして説明する。<(4) AF control in camera module>
<(4-1) Functional configuration related to feedback control of lens group displacement>
FIG. 31 is a block diagram showing a functional configuration for realizing feedback control of the displacement amount of the
図31で示されるように、電気的に直列に接続された基準導体部155sとヒータ部155hとに対して、電流源600から電流が供給される。具体的には、電流源600が、基準導体部155sに対して第1電極部E1を介して電気的に接続され、基準導体部155sとヒータ部155hとが、第2電極部E2を介して電気的に接続され、ヒータ部155hは、第3電極部E3を介して接地用の配線GNDに対して電気的に接続される。つまり、該第3電極部E3が接地される。このような態様により、電流源600から、基準導体部155sおよびヒータ部155hの順に電流を流すことができる。
As shown in FIG. 31, a current is supplied from a
可変抵抗器330は、例えば、いわゆるデジタルポテンショメータを利用して構成される。可変抵抗器330の一方電極部が、第1電極部E1に対して電気的に接続され、該可変抵抗器330の他方電極部が、接地用の配線GNDに対して電気的に接続される。このため、該他方電極部が接地され、一方電極部と他方電極部との間に電圧Vrefが付与される。具体的には、可変抵抗器330の一方電極部と他方電極部との間に、電気的に直列に接続される基準導体部155sとヒータ部155hとを挟む第1電極部E1と第3電極部E3との間に印加される電圧と同一の電圧Vrefが付与される。また、可変抵抗器330のスライド可能な電極部(スライド電極部)が、後述するフィードバック制御部312に対して電気的に接続される。The
なお、ここで、可変抵抗器330の一方電極部と他方電極部との間における電気抵抗が、基準導体部155sおよびヒータ部155hの電気抵抗の合算値よりも、十分大きくなるように設定されることが好ましい。このような設定が採用されることで、可変抵抗器330には、比較的小さな電流が流れるため、不必要な発熱が抑制され、結果的に電力の消費量が抑制される。
Here, the electric resistance between the one electrode part and the other electrode part of the
合焦制御部310は、機能的な構成として、抵抗制御部311およびフィードバック制御部312を有する。そして、第2電極部E2が、フィードバック制御部312に対して電気的に接続されるとともに、可変抵抗器330のスライド電極部が、フィードバック制御部312に対して電気的に接続される。
The focusing
抵抗制御部311は、後述する目標値記憶部321に記憶される情報(目標値情報)を参照することで、可変抵抗器330におけるスライド電極部の位置すなわち分圧を変更する。
The
フィードバック制御部312は、第2電極部E2と第3電極部E3との間に付与される電圧(センス電圧)Vsnsと、可変抵抗器330のスライド電極部と他方電極部との間の電圧(分圧電圧)Vvrとの関係に応じて、電流源600から基準導体部155sおよびヒータ部155hを流れる電流量を調整する。ここでは、フィードバック制御部312に対して、電圧Vvrが正の値として入力され、電圧Vsnsが負の値として入力される。そして、フィードバック制御部312は、分圧電圧Vvrからセンス電圧Vsnsを引いた数値(Vvr−Vsns)に応じて、ゲイン記憶部322に記憶された情報(ゲイン情報)を参照しつつ、電流源600から基準導体部155sおよびヒータ部155hを流れる電流量Idrvを調整するための制御信号を電流源600に対して出力する。The
なお、フィードバック制御部312は、第2電極部E2およびスライド電極部からの入力に係るインピーダンス(入力インピーダンス)が十分高く設定される。これは、フィードバック制御部312に大きな電流が流れず、ヒータ部155h等に電流が流れ易くするためであり、フィードバック制御部312における微弱な信号の検出にも資する。
Note that the
記憶部320は、目標値記憶部321およびゲイン記憶部322を有する。
The
目標値記憶部321は、測定によって予め得られた、基準導体部155sの電気抵抗(基準膜抵抗)Rrefとヒータ部155hの電気抵抗(変形膜抵抗)Rsnsとの比と、レンズ群20の+Z方向への変位量(すなわち、自由端FTの変位量)との関係を示す情報(目標値情報)が記憶される。具体的には、自由端FTの所定量刻みの各変位量を目標変位量とし、目標変位量毎に、対応する基準導体部155sの電気抵抗(基準膜抵抗)Rrefとヒータ部155hの電気抵抗(変形膜抵抗)Rsnsとの比が目標値として記憶される。なお、可動部15a,15bが平板状である非駆動状態の場合には、電気抵抗Rrefと電気抵抗Rsnsとの比は設計上決まる。The target
ゲイン記憶部322は、分圧電圧Vvrからセンス電圧Vsnsを引いた数値(Vvr−Vsns)について、所定値刻みの各数値(Vvr−Vsns)に対して、電流源600から基準導体部155sおよびヒータ部155hに対して供給する電気的なエネルギーの供給量の変更量(具体的には電流を増加すべき量)が関連付けられた情報(制御パラメータ情報)を記憶する。なお、ここでは、各数値(Vvr−Vsns)が、基準導体部155sとヒータ部155hとの間における電気抵抗の関係によって決まる電気的な指標であるセンス電圧Vsnsと、該電気抵抗の関係によって決まる電気的な指標の目標値である分圧電圧Vvrとのずれ量に相当する。The gain storage unit 322 generates a value (V vr −V sns ) obtained by subtracting the sense voltage V sns from the divided voltage V vr from the
<(4-2)レンズ群の変位量のフィードバック制御に係る動作>
ここで、図31を参照しつつ、レンズ群20の変位量のフィードバック制御に係る動作について説明する。ここでは、上述したように、基準導体部155sに係る基準膜抵抗をRref、ヒータ部155hに係る変形膜抵抗をRsns、第1電極部E1と第3電極部E3との間に印加されるリファレンス電圧をVref、第2電極部E2と第3電極部E3との間に印加されるセンス電圧をVsns、およびスライド電極部の分圧電圧をVvrとするとともに、電流源600から基準導体部155sおよびヒータ部155hに供給される電流(駆動電流)をIdrvとする。<(4-2) Operation related to feedback control of lens group displacement>
Here, an operation relating to feedback control of the displacement amount of the
まず、リファレンス電圧Vrefは、駆動電流Idrv、基準膜抵抗Rref、および変形膜抵抗Rsnsを用いて、下式(1)で示される。First, the reference voltage V ref is expressed by the following expression (1) using the drive current I drv , the reference film resistance R ref , and the deformation film resistance R sns .
Vref=Idrv×(Rref+Rsns) ・・・(1)V ref = I drv × (R ref + R sns ) (1)
そして、センス電圧Vsnsは、リファレンス電圧Vref、基準膜抵抗Rref、および変形膜抵抗Rsnsを用いて、下式(2)で示される。The sense voltage V sns is expressed by the following expression (2) using the reference voltage V ref , the reference film resistance R ref , and the deformation film resistance R sns .
Vsns=Rsns/(Rref+Rsns)×Vref ・・・(2)V sns = R sns / (R ref + R sns ) × V ref (2)
また、可変抵抗器330のうちのリファレンス電圧Vrefが付与される一方電極部とスライド電極部との間の抵抗値(第1分圧抵抗値)をR1とするとともに、該スライド電極部と接地される他方電極部との間の抵抗値(第2分圧抵抗値)をR2とすると、可変抵抗器330のスライド電極部に係る分圧電圧Vvrは、下式(3)で示される。In addition, the resistance value (first voltage dividing resistance value) between one electrode portion to which the reference voltage V ref of the
Vvr=R2/(R1+R2)×Vref ・・・(3)V vr = R2 / (R1 + R2) × V ref (3)
ここで、フィードバック制御部312によって、入力される分圧電圧Vvrとセンス電圧Vsnsとが比較されて、分圧電圧Vvrがセンス電圧Vsnsよりも大きければ、駆動電流Idrvを増加させるような制御信号が電流源600に対して出力される。一方、分圧電圧Vvrがセンス電圧Vsnsよりも小さければ、駆動電流Idrvが減少するように、制御信号が電流源600に対して出力される。Here, the
つまり、Vvr>Vsnsの関係が成立する場合、すなわち下式(4)の関係が成立する場合には、駆動電流Idrvが増加するような制御が行われる。That is, when the relationship of V vr > V sns is established, that is, when the relationship of the following equation (4) is established, control is performed such that the drive current I drv is increased.
R2/(R1+R2)>Rsns/(Rref+Rsns) ・・・(4)R2 / (R1 + R2)> R sns / (R ref + R sns ) (4)
このとき、アクチュエータ層15では、可動部15a,15bの変形量が増加する。そして、上式(4)の左辺の値と右辺の値とが等価な関係を有するようになるまで、駆動電流Idrvが増加する。At this time, in the
これに対して、Vvr<Vsnsの関係が成立する場合、すなわち下式(5)の関係が成立する場合には、駆動電流Idrvが減少するような制御が行われる。On the other hand, when the relationship of V vr <V sns is established, that is, when the relationship of the following equation (5) is established, control is performed such that the drive current I drv is reduced.
R2/(R1+R2)<Rsns/(Rref+Rsns) ・・・(5)R2 / (R1 + R2) <R sns / (R ref + R sns ) (5)
このとき、アクチュエータ層15では、可動部15a,15bの変形量が減少する。そして、上式(5)の左辺の値と右辺の値とが等価な関係を有するようになるまで、駆動電流Idrvが減少する。At this time, in the
このようにして、可変抵抗器330における第1分圧抵抗値R1と第2分圧抵抗値R2との比を目標値として、基準膜抵抗Rrefと変形膜抵抗Rsnsとの比が、目標値と等価となるように、駆動電流Idrvのフィードバック制御が行われる。具体的には、基準導体部155sとヒータ部155hとの間における電気抵抗の比に対応して決まる電気的な情報としてのセンス電圧Vsnsに応じて、可動部15a,15bに付与する電気的なエネルギーの供給量が制御される。In this way, the ratio between the reference voltage resistance R ref and the deformed film resistance R sns is set to the target value with the ratio of the first voltage dividing resistance value R1 and the second voltage dividing resistance value R2 in the
ところで、基準導体部155sとヒータ部155hの各電気抵抗の絶対値については、製造工程に起因して個々のアクチュエータ層15毎に若干ばらつく傾向を有する。しかしながら、本実施形態に係る1つのアクチュエータ層15においては、同一の工程で同時に基準導体部155sとヒータ部155hとが形成されるため、基準導体部155sとヒータ部155hとの間で膜厚や膜質が略同一となる。このため、基準導体部155sとヒータ部155hとの間における電気抵抗の比は、ヒータ部155hの変形量に応じた値となる。つまり、基準導体部155sとヒータ部155hとの間における電気抵抗の比と、ヒータ部155hの変形量とが、一対一の関係を有する。そして、本実施形態では、基準導体部155sとヒータ部155hとの間における電気抵抗の比が目標値と合致するように、可動部15a,15bの自由端FTの変位量が制御される。
By the way, the absolute values of the electrical resistances of the
なお、ここでは、ヒータ部155のうちの基準導体部155sおよびヒータ部155h以外の配線については、電気抵抗が無視出来る程度に小さいものとして説明したが、これに限られない。例えば、基準膜抵抗Rrefおよび変形膜抵抗Rsnsに、基準導体部155sおよびヒータ部155h以外の配線に係る電気抵抗がそれぞれ加味されて、リファレンス電圧Vrefおよびセンス電圧Vsnsが取り扱われても良い。Here, the wiring other than the
<(4-3)AF制御の動作>
合焦制御部310によって、上述したレンズ群20の変位量のフィードバック制御によって、レンズ群20と撮像素子181との離隔距離が変更されて、光学ユニットKBの焦点の位置が変更される。<(4-3) AF control operation>
The
図1で示されたコントラスト検出部800は、撮像素子181で得られる画像信号について、コントラストを検出する。例えば、隣接画素間の階調値の差分を画像全体について積算した数値が、コントラストを示す評価値として検出される。このコントラストを示す評価値に係る信号は、合焦制御部310に対して出力される。
The
AF制御を行う際には、合焦制御部310の制御により、まず、レンズ群20と撮像素子181との離隔距離が予め設定された多段階の離隔距離に順次に設定され、各離隔距離に設定される状態で撮像素子181によって画像信号が取得される。換言すれば、レンズ群20の+Z方向への繰り出し位置が、予め設定された多段階の位置に設定されるとともに、各繰り出し位置にレンズ群20が配置される時点において撮像素子181によって画像信号が取得される。なお、このとき、合焦制御部310によるレンズ群20の変位量のフィードバック制御によって、レンズ群20の繰り出し位置が変更される。
When performing AF control, first, the separation distance between the
次に、合焦制御部310が、コントラスト検出部800によって各繰り出し位置について検出されたコントラストを示す評価値に基づいて、コントラストを示す評価値が最大となる繰り出し位置を検出する。このコントラストを示す評価値が最大となる繰り出し位置にレンズ群20が配置されている状態が、被写体に合焦している状態に相当する。このため、合焦制御部310の制御により、レンズ群20がコントラストを示す評価値が最大となる繰り出し位置まで移動されることで、カメラモジュール500における被写体に対する合焦が実現される。すなわち、AF制御が実現される。
Next, the
以上のように、本実施形態に係るカメラモジュール500では、基準導体部155sとヒータ部155hの厚みや膜質が同様なものとなる。このため、基準導体部155sとヒータ部155hとの間における電気抵抗の関係に応じた変位の制御が精度良く行われる。したがって、アクチュエータ間で生じる変位制御用の薄膜の厚みや膜質のばらつきに拘わらず、簡易な構成でアクチュエータにおいて生じる変位を精度良く制御することができる。また、簡易な構成でアクチュエータにおける高精度の変位制御が可能となるため、アクチュエータの製造に要するコストの上昇も抑制することができる。
As described above, in the
また、同一のアクチュエータにおいては、基準導体部155sとヒータ部155hの厚みや膜質が同様のものとなる。このため、基準導体部155sとヒータ部155hとの間における電気抵抗の関係に応じた変位の制御を更に精度良く行うことが可能となる。
In the same actuator, the
また、基準導体部155sとヒータ部155hとが一体の膜であるヒータ層155に含まれる。このため、基準導体部155sおよびヒータ部155hに印加される電圧等といった電気的な状態を検出するための構成の簡略化が図られる。更に、基準導体部155sとヒータ部155hとが電気的に直列に接続されることで、直列に接続されていない場合と比較して、アクチュエータ層15の外部における配線および構成の簡略化が図られるため、より簡易な構成でアクチュエータにおいて生じる変位を精度良く制御することができる。
Further, the
また、ヒータ部155hが変形を制御するための変形膜としての役割も果たすため、可動部15a,15bの構成の簡略化が図られる。
Moreover, since the
<変形例>
なお、本発明は上述の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更、改良等が可能である。<Modification>
It should be noted that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various changes and improvements can be made without departing from the gist of the present invention.
例えば、上記一実施形態では、ヒータ層155において、基準導体部155sとヒータ部155hとが一体の膜に含まれ且つ電気的に直列に接続されたが、これに限られない。例えば、ヒータ層において、基準導体部とヒータ部とが一体の膜に含まれず且つ相互に離隔して配設されても良い。以下、具体例を示して説明する。
For example, in the above embodiment, the
図32は、一変形例に係るアクチュエータ層15Aの詳細な構成を模式的に示す図である。なお、図1〜図3で示された、上記一実施形態に係るカメラモジュール500、第1の筐体200、および携帯電話機100と比較すると、本変形例に係るカメラモジュール500A、第1の筐体200A、および携帯電話機100Aは、アクチュエータ層15が構成の異なるアクチュエータ層15Aに変更されたものとなっている。そして、図32で示されるように、上記一実施形態に係るアクチュエータ15と比較すると、本変形例に係るアクチュエータ層15Aは、可動部15bが取り除かれ且つヒータ層155が構成の異なるヒータ層155Aに変更されたものとなっている。また、ヒータ層155Aの構成に合わせて側面配線ならびに該側面配線に合わせた構成が採用される。その他の構成については、ほぼ同様な構成を有する。なお、上記一実施形態に係るアクチュエータ15と同様な構成については、同様な符号を付して説明を省略する。
FIG. 32 is a diagram schematically showing a detailed configuration of an
図32で示されるように、ヒータ層155Aは、スパッタリング等の同一の工程で同時に形成される第1〜第4電極部EA1〜EA4、基準導体部155sA、第1ヒータ部155ha、および配線部155cAを備える。そして、基準導体部155sAは、第1電極部EA1と第2電極部EA2との間を電気的に接続する。また、第3電極部EA3と第4電極部EA4との間が、第1ヒータ部155haおよび配線部155cAの順に配設される配線によって電気的に接続される。なお、上記一実施形態に係る枠体15fについては、ヒータ層155Aの構成が、上記一実施形態に係るヒータ層155と異なる構成を有するため、本変形例では、枠体15fAに変更されている。
As shown in FIG. 32, the
このような構成が採用されても、例えば、アクチュエータ層15Aの外部の配線が工夫されれば、図31で示されたレンズ群20の変位量のフィードバック制御を実現するための機能的な構成を実現することも可能である。
Even if such a configuration is adopted, for example, if wiring outside the
なお、基準導体部155sAと第1ヒータ部155haとが電気的に直列に接続されることなく、基準導体部155sAおよび第1ヒータ部155haに対して、個別に電流源が設けられ、いわゆるカレントミラー回路を利用して、基準導体部155sAおよび第1ヒータ部155haに同じ電流が供給される構成も考えられる。このような構成では、例えば、基準導体部155sAおよび第1ヒータ部155haの電気抵抗の絶対値をそれぞれ検出して、この電気抵抗の比を算出し、該電気抵抗の比を用いて、レンズ群20の変位量の制御を行うことも可能である。 The reference conductor portion 155sA and the first heater portion 155ha are not electrically connected in series, and a current source is provided separately for the reference conductor portion 155sA and the first heater portion 155ha, and a so-called current mirror is provided. A configuration in which the same current is supplied to the reference conductor portion 155sA and the first heater portion 155ha using a circuit is also conceivable. In such a configuration, for example, the absolute values of the electrical resistances of the reference conductor portion 155sA and the first heater portion 155ha are detected, the ratio of the electrical resistances is calculated, and the lens group is calculated using the electrical resistance ratio. It is also possible to control 20 displacement amounts.
また、上記一実施形態では、基準導体部155sおよびヒータ部155hの電気抵抗の絶対値が測定されなかったが、これに限られない。例えば、基準導体部155sおよびヒータ部155hのうちの少なくとも一方の電気抵抗の実測値を、基準導体部155sおよびヒータ部155hの環境温度に起因した変形量の指標としてモニタリングし、該電気抵抗の実測値の変化に応じて、レンズ群20の変位量のフィードバック制御に用いられる各種情報を変更しても良い。ここで、基準導体部155sおよびヒータ部155hの電気抵抗の実測値を用いて、基準導体部155sおよびヒータ部155hの環境温度に起因した変形量を補償する態様について、具体例を挙げて説明する。
Also, in the above embodiment, the absolute value of the electric resistance of the
図33は、一変形例に係るカメラモジュール500のAF制御において、レンズ群20の変位量のフィードバック制御を実現するための機能的な構成を示すブロック図である。ここでは、図31で示されたブロック図と比較して、基準導体部155sの電気抵抗(基準膜抵抗)Rrefを検出する抵抗検出部703、ヒータ部155hの電気抵抗(変形膜抵抗)Rsnsを検出する抵抗検出部704、目標値変更部313、および基準抵抗記憶部323が追加された構成を有する。ここで、基準抵抗記憶部323は、記憶部320に対して追加されれば良く、例えば、EEPROM等によって構成され、出荷時における基準導体部155sおよびヒータ部155hに係る電気抵抗の絶対値が基準値として記憶される。また、目標値変更部313は、合焦制御部310において機能的に実現されれば良い。FIG. 33 is a block diagram showing a functional configuration for realizing feedback control of the displacement amount of the
そして、例えば、非駆動状態において、基準抵抗記憶部323に記憶される基準膜抵抗Rrefに係る基準値から抵抗検出部703によって検出される実際の基準膜抵抗Rrefの値(実測値)までのずれ量(具体的には、正負といったずれの方向とずれ量の絶対値)が、環境温度に起因する電気抵抗の絶対値の変動量となる。そこで、該ずれ量に応じて、目標値変更部313により、目標値記憶部321に記憶される目標値情報が変更される。この変更量については、上記ずれ量に応じて生じる基準導体部155sとヒータ部155hとの間における電気抵抗の比の変動量を相殺する量とすれば良い。また、基準膜抵抗Rrefの基準値と実測値とのずれ量の代わりに、変形膜抵抗Rsnsの基準値と実測値とのずれ量に応じて、目標値情報が変更されても良い。For example, in the non-driving state, from the reference value related to the reference film resistance R ref stored in the reference
このため、基準抵抗記憶部323に、出荷時における基準導体部155sおよびヒータ部155hのうちの少なくとも一方に係る電気抵抗の絶対値が基準値として記憶され、基準導体部155sおよびヒータ部155hのうちの基準抵抗記憶部323に基準値が記憶されている一方の電気抵抗の絶対値が検出されるような構成であれば良い。このような構成では、基準導体部155sおよびヒータ部155hのうちの少なくとも一方に係る電気抵抗の絶対値の変動に応じて、環境温度に起因するレンズ群20の変位量が間接的に検知され、該変位量が打ち消されるように、目標値記憶部321に記憶される目標値情報が変更されれば良い。
For this reason, the absolute value of the electrical resistance relating to at least one of the
また、目標値変更部313によって目標値記憶部321に記憶される目標値情報が変更される代わりに、図34で示されるように、合焦制御部310において機能的に実現されるゲイン変更部314により、基準導体部155sおよびヒータ部155hのうちの少なくとも一方に係る電気抵抗の絶対値の変動に応じて、ゲイン記憶部322に記憶される制御パラメータ情報が変更されても良い。
Further, instead of changing the target value information stored in the target
このような構成が採用されると、ヒータ部155hの環境温度による変化がアクチュエータにおける変位の制御に与える影響が抑制される。
When such a configuration is adopted, the influence of the change due to the environmental temperature of the
なお、可動部15a,15bの温度を計測する温度計を設け、基準導体部155sおよびヒータ部155hの電気抵抗の絶対値の変動が、可動部15a,15bの温度の変動とともにモニタリングされると、基準導体部155sおよびヒータ部155hの劣化が間接的に検知される。このような劣化の発生に対して、目標値記憶部321に記憶される目標値情報、およびゲイン記憶部322に記憶される制御パラメータ情報のうちの少なくとも一方を変更することで、ヒータ部155h等の劣化がアクチュエータの動作に及ぼす影響を補償するようにしても良い。このような構成が採用されると、ヒータ部155hの劣化がアクチュエータにおける変位の制御に与える影響が抑制される。
In addition, when a thermometer for measuring the temperature of the
また、上記一実施形態では、可変抵抗器330がデジタルポテンショメータが用いられて構成されたが、これに限られず、例えば、手動式のトリマ抵抗器を使用する態様も考えられる。
Also, in the above embodiment, although the
また、上記一実施形態では、可動部15a,15bがいわゆるバイメタルを用いて構成されたが、これに限られず、例えば、可動部が、板状のベースとなる部分(ベース部)と、形状記憶合金(SMA)等の形状記憶材料を用いてベース部上において薄膜状に設けられる部分(形状記憶部)とを有する構成が採用されても良い。このような構成では、例えば、直接形状記憶部に対して電気的なエネルギーである電流を付与することで、可動部を発熱させ、温度変化に応じて形状記憶部を変形させることで駆動力を発生させ、可動部を変形させることが可能である。そして、該形状記憶部が変形膜としての役割を果たすようにすることもできる。
Also, in the above embodiment, the
なお、形状記憶部に対して、別に設けられるヒータ部によって熱エネルギーを与える構成も考えられる。 In addition, the structure which gives a thermal energy with the heater part provided separately with respect to a shape memory | storage part can also be considered.
また、上記一実施形態では、電気的なエネルギーを可動部15a,15bに対して付与することで、可動部15a,15bが発熱したが、これに限られない。例えば、可動部が、熱、電圧、電流、光、および磁気等といった種々の種類のエネルギーのうちの少なくとも1種類以上のエネルギーの付与によって駆動力を発生させる部分を有して構成されても良い。
Also, in the above embodiment, by applying electrical
また、上記一実施形態では、基準膜としての基準導体部155sと変形膜としてのヒータ部155hが、ともに導電材料(導体)を用いて構成されたが、これに限られない。例えば、基準膜は、導体または半導体の何れかであれば良い。また、変形膜が通電によって発熱するものでない構成が採用されれば、変形膜は半導体であっても良い。すなわち、基準膜および変形膜は、導体または半導体のうちの少なくとも一方の素材を用いて同一工程によって形成され、電気抵抗の変化がある程度生じるものであれば良い。
Also, in the above embodiment, the
また、上記一実施形態では、レンズ群20の変位量のフィードバック制御が、基準膜抵抗Rrefと変形膜抵抗Rsnsとの比が、目標値と等価となるような制御であったが、これに限られない。例えば、回路にコンデンサやコイル等に係るリアクタンスやインダクタンス等の成分を有する部分が存在している場合も想定されるため、基準膜と変形膜との間におけるインピーダンスの比が、目標値と等価となるような制御であっても良い。つまり、フィードバック制御部312が、基準膜と変形膜との間におけるインピーダンスの関係および該インピーダンスの関係に対応して決まる電気的な情報のうちの少なくとも一方に応じて、可動部に付与するエネルギーの供給量を制御するようにしても良い。
Also, in the above embodiment, the displacement amount of the feedback control of the
また、上記一実施形態では、センス電圧Vsnsおよび分圧電圧Vvr等を利用して、レンズ群20の変位量が制御されたが、これに限られない。直接、基準導体部155sおよびヒータ部155hの電気抵抗が検出され、A/D変換が行われた後に、基準導体部155sとヒータ部155hとの間における電気抵抗の比が算出されるとともに、電気抵抗の比の目標値と合致するように、フィードバック制御が行われても良い。
Also, in the above embodiment, by using the sense voltage V sns and the divided voltage V vr like, although the amount of displacement of the
また、上記一実施形態では、ヒータ層155のパターンに相当する金属薄膜の形成が、スパッタリングによって実現されたが、これに限られない。例えば、金属の蒸着工程、金属のメッキ工程、金属の塗布工程、別工程で作製された金属薄膜の貼り合わせ工程、および金属材料を重ねて貼り付けた後に圧延によって薄膜化する工程のうちの何れの工程が採用されても良い。何れの工程が採用された場合であっても、ヒータ層155を構成する該各部の厚みおよび膜質が略同一となる。
Also, in the above embodiment, the formation of the metal thin film corresponding to the pattern of the
また、上記一実施形態では、基準膜としての基準導体部155sと、変形膜としてのヒータ部155hとが、同一素材を用いた同一工程で同時に形成されたが、これに限られない。例えば、同一素材を用いた同一工程を繰り返して2回行うことで、基準膜としての基準導体部155sと、変形膜としてのヒータ部155hとを時間順次に形成することも考えられる。ここで言う同一工程とは、例えば、同一素材を用いた同一条件のスパッタリング等が挙げられ、マスクを違えて、基準膜としての基準導体部155sと、変形膜としてのヒータ部155hとを時間順次に形成するような手法等が考えられる。但し、基準膜と変形膜との間における膜厚および膜質の均一性の観点から言えば、同時に形成される方が好ましい。
Also, in the above embodiment, the
また、上記一実施形態では、可動部15a,15bによって移動される対象物(移動対象物)が、光学系としてのレンズ群20であったが、これに限られない。例えば、撮像素子等のその他の部材を移動対象物としても良い。例えば、被写体からの光を撮像素子に導く光学系にあたるレンズ群20Bを固定し、上記一実施形態においてレンズ群20を移動させるために採用された構成と同様な構成によって撮像素子層をZ方向に移動させても良い。
Also, in the above embodiment, the
図35は、レンズ群20Bを固定して、該レンズ群20Bの光軸Axに沿った方向に撮像素子層18Bを前後に移動させる一態様の概念図を例示する図である。図35では、撮像素子層18Bを光軸Axに沿って前後に移動させる撮像部PBBが描かれている。このような構成では、アクチュエータ層の動作に応じて撮像素子層18Bが光軸Axに沿って前後に移動されて、レンズ群20Bと撮像素子層18Bとの距離が変更されることで、AF制御が実現される。このように、可動部15a,15bの曲げ変形による自由端FTの変位に応じて撮像素子および光学系のうちの少なくとも一方が移動されれば、AF制御が実現される。そして、何れの構成であっても、上記一実施形態と同様な効果が得られる。このため、撮像素子と光学系との間の距離を精度良く変更することができる。
FIG. 35 is a diagram illustrating a conceptual diagram of one aspect in which the
また、アクチュエータによって移動される対象物(移動対象物)は、光学系や撮像素子等といった撮像装置を構成する要素に限られない。例えば、移動対象物は、光ピックアップレンズの対物レンズ等といったその他のものであっても良い。すなわち、本発明は、アクチュエータと、該アクチュエータの変形に応じて移動対象物が移動される駆動装置一般に適用することができる。そして、このような駆動装置によれば、上記一実施形態と同様な効果が得られる。 Moreover, the target object (moving target object) moved by the actuator is not limited to an element constituting the imaging apparatus such as an optical system or an imaging element. For example, the moving object may be another object such as an objective lens of an optical pickup lens. That is, the present invention can be applied to an actuator and a drive device in which a moving object is moved according to deformation of the actuator. And according to such a drive device, the effect similar to the said one Embodiment is acquired.
また、上記一実施形態では、2本の可動部15a,15bが設けられたが、これに限られず、可動部は、1本でも良いし、3本以上であっても良い。
Also, in the above embodiment, the two
また、上記一実施形態では、可動部15a,15bが、その一端が枠体15fに対して固定された、いわゆる片持ち梁の構成を有していたが、これに限られない。例えば、可動部の両端が枠体に対して固定された、いわゆる両持ち梁の構成を有するものも考えられる。
Also, in the above embodiment, the
なお、上記一実施形態ならびに各種変形例をそれぞれ構成する全部または一部の構成を、適宜、矛盾しない範囲で組み合わせ可能であることは言うまでもない。 Na us, the configuration of all or part constituting the embodiment and various modification, respectively, as appropriate, it is needless to say possible combination within a consistent range.
15,15A アクチュエータ層
15a,15b 可動部
100,100A 携帯電話機
151 低熱膨張層
152 熱伝導層
153 高熱膨張層
154 絶縁層
155,155A ヒータ層
155h ヒータ部
155ha 第1ヒータ部
155hb 第2ヒータ部
155s,155sA 基準導体部
181 撮像素子
20 レンズ群
310 合焦制御部
311 抵抗制御部
312 フィードバック制御部
313 目標値変更部
314 ゲイン変更部
320 記憶部
321 目標値記憶部
322 ゲイン記憶部
323 基準抵抗記憶部
330 可変抵抗器
500,500A カメラモジュール
600 電流源
703,704 抵抗検出部
E1〜E3,EA1〜EA4 電極部
FT 自由端
R1,R2 分圧抵抗値
Rref 基準膜抵抗
Rsns 変形膜抵抗
Vref リファレンス電圧
Vsns センス電圧
Vvr 分圧電圧15,
Claims (17)
前記アクチュエータが、
基準部と、
前記基準部に対して固定される固定部を有するとともに、エネルギーの付与に応じた変形によって変位する変位部を有する可動部と、
を含み、
前記可動部が、
導体および半導体のうちの少なくとも一方の素材を用いて構成され且つ前記可動部が変形する際に変形する変形膜を有し、
前記基準部が、
前記変形膜と同一素材を用いた同一工程において形成される基準膜を有しており、
前記制御部が、
前記基準膜と前記変形膜との間におけるインピーダンスの関係および該インピーダンスの関係に対応して決まる電気的な情報のうちの少なくとも一方に応じて、前記可動部に付与する前記エネルギーの供給量を制御することを特徴とする駆動装置。An actuator and a control unit,
The actuator is
A reference section;
A movable part having a fixed part fixed to the reference part and having a displacement part that is displaced by deformation according to the application of energy;
Including
The movable part is
It has a deformation film that is configured using at least one material of a conductor and a semiconductor and that deforms when the movable part is deformed,
The reference portion is
It has a reference film formed in the same process using the same material as the deformation film,
The control unit is
The supply amount of the energy applied to the movable part is controlled in accordance with at least one of the impedance relationship between the reference membrane and the deformable membrane and the electrical information determined corresponding to the impedance relationship. A drive device characterized by that.
前記アクチュエータが、
前記変形膜に対して電気的に接続された、前記アクチュエータの外部の素子に対して電気的に接続可能な第1端子部と、
前記基準膜に対して電気的に接続された、前記アクチュエータの外部の素子に対して電気的に接続可能な第2端子部と、
を含み、
前記第1および第2端子部が、前記基準部に設けられることを特徴とする駆動装置。The drive device according to claim 1,
The actuator is
A first terminal portion electrically connected to the deformation membrane and electrically connectable to an external element of the actuator;
A second terminal portion electrically connected to the reference film and electrically connectable to an external element of the actuator;
Including
Drive the first and second ends of the terminal portions, characterized in that provided in the reference portion.
前記基準膜と前記変形膜とが、
前記同一工程において同時に形成されることを特徴とする駆動装置。The drive device according to claim 1 or 2, wherein
The reference film and the deformation film are
A driving device formed simultaneously in the same step.
前記基準膜と前記変形膜とが、
同一の厚み、および同一の結晶の状態を有することを特徴とする駆動装置。The drive device according to any one of claims 1 to 3, wherein
The reference film and the deformation film are
A driving device having the same thickness and the same crystal state.
前記基準膜と前記変形膜とが、
前記同一素材を用いて形成される一体の膜に含まれることを特徴とする駆動装置。The drive device according to any one of claims 1 to 4, wherein
The reference film and the deformation film are
The driving device is included in an integral film formed using the same material.
前記可動部が、
ベース部と、形状記憶材料を用いて構成される形状記憶部とを有するとともに、温度変化に応じた前記形状記憶部の変形に応じて変形し、
前記変形膜が、前記形状記憶部とは別に設けられ、前記形状記憶部の変形に応じて変形することを特徴とする駆動装置。A drive device according to any one of claims 1 to 5, wherein
The movable part is
While having a base part and a shape memory part configured using a shape memory material, deformed according to the deformation of the shape memory part according to temperature change ,
The drive device , wherein the deformation film is provided separately from the shape memory unit and is deformed according to the deformation of the shape memory unit .
前記変形膜が、
エネルギーの付与に応じて駆動力を発生することで、前記可動部を変形させることを特徴とする駆動装置。A drive device according to any one of claims 1 to 5 , wherein
The deformation membrane is
A driving device that deforms the movable portion by generating a driving force in response to application of energy.
前記可動部が、
熱膨張率が相互に異なる第1および第2層と前記変形膜とを含む複数層が積層された構造を有するとともに、温度変化に応じて変形することを特徴とする駆動装置。A drive device according to any one of claims 1 to 5, wherein
The movable part is
A drive device having a structure in which a plurality of layers including first and second layers having different thermal expansion coefficients and the deformable film are laminated and deformed according to a temperature change.
前記変形膜が、
通電に応じて発熱するヒータ部を含むことを特徴とする駆動装置。The drive device according to any one of claims 1 to 6 and claim 8,
The deformation membrane is
A drive device comprising a heater portion that generates heat in response to energization.
前記可動部が、ベース部を有し、
前記変形膜が、形状記憶材料を用いて構成され且つ通電に応じた発熱による温度変化に応じて変形することを特徴とする駆動装置。The drive device according to claim 7 ,
The movable part has a base part;
The driving device , wherein the deformation film is configured using a shape memory material and is deformed according to a temperature change due to heat generation according to energization .
前記インピーダンスの関係が、
前記基準膜と前記変形膜との間におけるインピーダンスの比を含むことを特徴とする駆動装置。The drive device according to any one of claims 1 to 10,
The impedance relationship is
A driving apparatus comprising an impedance ratio between the reference film and the deformation film .
前記変位部の各変位量に対して前記基準膜と前記変形膜との間における電気抵抗の比の目標値がそれぞれ関連付けられた目標値情報を記憶する目標値記憶部、を備え、
前記制御部が、
前記変位部の目標とする変位量に対して、前記電気抵抗の比が前記目標値と合致するように、前記可動部に付与する前記エネルギーの供給量を調整するフィードバック制御を行うことを特徴とする駆動装置。The drive unit according to any one of claims of claims 1 to 11,
A target value storage unit that stores target value information in which a target value of a ratio of electrical resistance between the reference film and the deformation film is associated with each displacement amount of the displacement unit,
The control unit is
Feedback control is performed to adjust the supply amount of the energy applied to the movable portion so that the ratio of the electrical resistance matches the target value with respect to the target displacement amount of the displacement portion. To drive.
前記基準膜および前記変形膜のうちの少なくとも一方に係る電気抵抗の基準値を記憶する基準値記憶部と、
前記基準膜および前記変形膜のうちの前記基準値記憶部に電気抵抗の基準値が記憶されている少なくとも一方に係る実際の電気抵抗の値を検出する検出部と、
を更に備えることを特徴とする駆動装置。The drive device according to claim 12, wherein
A reference value storage unit that stores a reference value of electrical resistance according to at least one of the reference film and the deformation film;
A detection unit for detecting an actual electric resistance value according to at least one of the reference film and the deformation film in which a reference value of electric resistance is stored in the reference value storage unit;
A drive device further comprising:
前記電気抵抗の基準値から前記実際の電気抵抗の値までのずれ量に応じて、前記目標値情報を変更する情報変更部、
を更に備えることを特徴とする駆動装置。The drive device according to claim 13 ,
An information changing unit that changes the target value information according to a deviation amount from a reference value of the electrical resistance to the actual electrical resistance value;
A drive device further comprising:
前記変形膜に係る電圧と該電圧の目標値とのずれ量と、前記エネルギーの供給量の変更量との関係を示す制御パラメータ情報を記憶する制御情報記憶部と、
前記電気抵抗の基準値から前記実際の電気抵抗の値までのずれ量に応じて、前記制御パラメータ情報を変更する情報変更部と、
を備えることを特徴とする駆動装置。The drive device according to claim 13 ,
A control information storage unit for storing control parameter information indicating a relationship between a shift amount between the voltage relating to the deformation film and a target value of the voltage and a change amount of the supply amount of the energy;
An information changing unit that changes the control parameter information according to a deviation amount from a reference value of the electrical resistance to the actual electrical resistance value;
Drive apparatus according to claim Rukoto equipped with.
前記基準膜と前記変形膜とが、
電気的に直列に接続されることを特徴とする駆動装置。 The drive unit according to any one of claims of claims 1 to 15,
The reference film and the deformation film are
Drive apparatus according to claim Rukoto are electrically connected in series.
撮像素子と、
被写体からの光を前記撮像素子に導く光学系と、
を備え、
前記可動部が、
前記変位部の変位によって、前記撮像素子および前記光学系のうちの少なくとも一方を移動させることで、前記撮像素子と前記光学系との間の距離を変更することを特徴とするカメラモジュール。 The drive device according to any one of claims 1 to 16, and
An image sensor;
An optical system for guiding light from a subject to the image sensor;
With
The movable part is
A camera module, wherein a distance between the image sensor and the optical system is changed by moving at least one of the image sensor and the optical system according to displacement of the displacement unit .
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