JP2008141798A - Drive mechanism employing piezoelectric element and camera module employing that drive mechanism, and portable terminal equipped with that camera module - Google Patents

Drive mechanism employing piezoelectric element and camera module employing that drive mechanism, and portable terminal equipped with that camera module Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a compact drive mechanism arranged not to disturb compaction of a camera module by using a piezoelectric element, and also to provide a compact and lightweight camera module. <P>SOLUTION: The camera module comprises a mechanism consisting of a rotary ring 6 having a cam slope 61 and a cam pin (cam follower) 81 abutting against the cam slope 61 in order to move a lens unit 8 in the direction of the optical axis and converting the rotation of the rotary ring 6 into a displacement in the direction of the optical axis, and moves the lens unit 8 in the direction of the optical axis by the mechanism for converting the rotation of the rotary ring 6 into a displacement in the direction of the optical axis by extending the longitudinal direction of a drive member 70, formed by laminating piezoelectric elements extending planarly in the thickness direction, in the tangential direction of the rotary ring 6, bringing a rectangular parallelepiped drive head 707 provided substantially in the center of the drive member 70 into line contact with the rotary ring 6, and rotating the rotary ring 6 in the circumferential direction by performing false circular motion of the drive head 707 in the circumferential direction of the rotary ring 6 by means of the drive member 70. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、圧電素子を用いた駆動機構と該駆動機構を用いた携帯電話などの携帯端末に用いられるカメラモジュール、及び該カメラモジュールを備えた携帯端末に係り、特に、ピエゾ素子(PZT)等の圧電素子を用いて小型に構成した駆動機構と、その駆動機構を用いてレンズを光軸方向に移動させるようにした小型に構成したカメラモジュールと、そのカメラモジュールを備えた携帯端末に関するものである。   The present invention relates to a driving mechanism using a piezoelectric element, a camera module used in a portable terminal such as a mobile phone using the driving mechanism, and a portable terminal including the camera module, and more particularly, a piezo element (PZT) or the like. The present invention relates to a drive mechanism configured in a small size using a piezoelectric element, a camera module configured in a small size to move a lens in the optical axis direction using the drive mechanism, and a portable terminal including the camera module. is there.

最近の携帯電話などの携帯端末に使われるカメラモジュールは、CCD(Charge Coupled Device)やCMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)などの撮像素子の高画素化に伴ない、通常の電子カメラ(デジカメ)と同様な、高速、高精度なオートフォーカス(AF)機能や焦点距離の変化(ズーム)機能が要求され、さらに携帯端末そのものの小型化、軽量化によって、必然的にカメラモジュールも小型化、軽量化が望まれている。   The camera modules used in portable terminals such as mobile phones are the same as those of ordinary electronic cameras (digital cameras) as the number of pixels of image sensors such as CCD (Charge Coupled Device) and CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor) increases. In addition, high-speed, high-precision autofocus (AF) function and focal length change (zoom) function are required, and the miniaturization and weight reduction of the mobile terminal itself inevitably leads to miniaturization and weight reduction of the camera module. It is desired.

オートフォーカスや焦点距離の変化(ズーム)機構を備えたカメラモジュールにおいては、レンズ群を光軸方向に移動させることが必要であり、そのため従来では、円筒カムやリードスクリューをモータで駆動し、オートフォーカス用レンズ群とズームレンズ群とを移動させてオートフォーカスやズーミングを実現していた。しかしながらモータを用いた場合、回転子とその周囲に電磁石や永久磁石が必要であって軸方向長さを短くしたとしても、円柱形状部分が不可欠であるからカメラモジュールを小型化する上でのネックとなり、さらに騒音なども発生する。   In a camera module equipped with an autofocus and focal length change (zoom) mechanism, it is necessary to move the lens group in the optical axis direction. For this reason, conventionally, a cylindrical cam or lead screw is driven by a motor, Autofocus and zooming have been realized by moving the focusing lens group and the zoom lens group. However, when a motor is used, an electromagnet or permanent magnet is required around the rotor, and even if the axial length is shortened, the cylindrical part is indispensable. In addition, noise is also generated.

そのため、駆動源としてピエゾ素子(PZT)等の圧電素子を用い、こういったオートフォーカスやズーミングを実現するカメラモジュールが種々提案され、本願出願人も、例えば特許文献1、特許文献2などにおいて、圧電セラミック(ピエゾ素子)を用いた摩擦駆動型の駆動源を用いたカメラモジュールを提案してきた。   Therefore, various camera modules that realize such autofocus and zooming using a piezoelectric element such as a piezo element (PZT) as a drive source have been proposed, and the applicant of the present application is also disclosed in Patent Document 1, Patent Document 2, etc. A camera module using a friction drive type drive source using a piezoelectric ceramic (piezo element) has been proposed.

これら特許文献1、特許文献2などに用いられる圧電セラミック(ピエゾ素子)を用いた摩擦駆動型の駆動源は、例えば特許文献3に示されているように、略長方形の板状外形の圧電セラミック(ピエゾ素子)における、長手方向と短手方向で形成される第1面の相対する辺の中心同士を結んで4ブロックに区切り、ブロック毎に電極を設けると共に対角線方向に配置された電極をワイヤで結び、さらに、第1面に対して反対側となる第2面の全面に一つの電極を設けてある。   A friction drive type drive source using a piezoelectric ceramic (piezo element) used in Patent Document 1, Patent Document 2, etc. is, for example, as shown in Patent Document 3, a substantially rectangular plate-shaped piezoelectric ceramic. In the (piezo element), the opposite sides of the first surface formed in the longitudinal direction and the transverse direction are connected to each other and divided into 4 blocks. An electrode is provided for each block and the electrodes arranged in the diagonal direction are wires. In addition, one electrode is provided on the entire second surface opposite to the first surface.

また、短手方向の第3面には、比較的堅いセラミックの作動部であるスペーサが、例えば接合剤によって辺の略中央付近に取り付けられ、相対的に移動させる物体と係合するようになっている。さらにこの圧電セラミック(ピエゾ素子)は、周囲に固定された一対の支持体と、バネ付きの支持体によって変形可能に支持され、第1面における長手方向に並んだ一対の電極に正の電圧を、隣接する一対の電極に負の電圧を印加すると、正の電圧を印加した側が負の電圧を印加した側より長くなり、バネ付きの支持体で支持されていることで変形が可能なため、スペーサが係合している物体の負の電圧を印加した側に移動する。   On the third surface in the short direction, a spacer, which is a relatively hard ceramic operating portion, is attached, for example, in the vicinity of the approximate center of the side by a bonding agent, and engages with a relatively moving object. ing. Further, the piezoelectric ceramic (piezo element) is supported by a pair of support bodies fixed around and a support body with a spring so as to be deformable, and applies a positive voltage to the pair of electrodes arranged in the longitudinal direction on the first surface. When applying a negative voltage to a pair of adjacent electrodes, the side on which the positive voltage is applied is longer than the side on which the negative voltage is applied, and it can be deformed by being supported by a support with a spring. It moves to the side where the negative voltage of the object with which the spacer is engaged is applied.

そして、電圧が印加されなくなると圧電セラミック(ピエゾ素子)は元の状態に戻るが、このとき、例えば立ち下がり時間が立ち上がり時間より少なくとも4倍程度長い非対称の電圧パルスを電極に印加すると、圧電セラミック(ピエゾ素子)におけるスペーサと物体との摩擦により、パルスの立ち下がり時にスペーサと物体が係合したままスペーサが最初の位置に戻り、そのため、パルスの立ち上がり時の変位分、スペーサと物体が相対的に移動して、これを繰り返すことで、スペーサと物体とは相対的に逆の方向に移動することになる。   When the voltage is no longer applied, the piezoelectric ceramic (piezo element) returns to its original state. At this time, for example, when an asymmetric voltage pulse whose fall time is at least four times longer than the rise time is applied to the electrode, the piezoelectric ceramic. Due to the friction between the spacer and the object in the (piezo element), the spacer returns to the initial position while the spacer and the object are engaged at the fall of the pulse. By repeating this and repeating this, the spacer and the object move in the opposite directions.

本願出願人が提案した特許文献1、特許文献2に示されたカメラモジュールは、このように構成したピエゾ素子(PZT)等の圧電素子を駆動源として用い、例えば特許文献1に示されたカメラモジュールでは、レンズホルダに係合し、光軸と平行に設けられたリードスクリューにローターを取り付け、これも光軸と平行に設けられたピエゾ素子のスペーサでこのローターの側面を駆動してリードスクリューを回転させ、レンズホルダを光軸方向に駆動できるようにしている。   The camera module shown in Patent Document 1 and Patent Document 2 proposed by the applicant of the present application uses a piezoelectric element such as a piezo element (PZT) configured in this way as a drive source. For example, the camera shown in Patent Document 1 In the module, the rotor is attached to a lead screw that is engaged with the lens holder and is provided parallel to the optical axis, and the side surface of the rotor is driven by a piezo element spacer that is also provided parallel to the optical axis. The lens holder can be driven in the optical axis direction.

また、特許文献2に示されたカメラモジュールでは、レンズ保持部を光軸を中心に略対称的、且つ、平行に配置した軸部材で光軸方向に移動可能に保持し、これら軸部材に作動部が当接するようピエゾ素子の長手方向を光軸方向に対して直角にレンズ保持部に取り付け、ピエゾ素子の駆動によってレンズ保持部を軸部材に対して相対的に移動させて、光軸方向に駆動できるようにしている。   Further, in the camera module disclosed in Patent Document 2, the lens holding portion is held so as to be movable in the optical axis direction by a shaft member arranged substantially symmetrically and in parallel with respect to the optical axis, and operates on these shaft members. The longitudinal direction of the piezo element is attached to the lens holding part at a right angle to the optical axis direction so that the part abuts, and the lens holding part is moved relative to the shaft member by driving the piezo element to It can be driven.

また、圧電セラミック(ピエゾ素子)を用いた摩擦駆動型の駆動源としては、前記した特許文献3に示されたような形態のものだけでなく、例えば特許文献4には、2つの圧電素子を互いに直交するように配置し、圧電素子の交差部に設けられて回転可能なロータの円筒面に当接したチップ部材を楕円軌跡を描くように駆動し、それによってロータを回転させるようにした圧電アクチュエータが示されている。   In addition, the friction drive type drive source using the piezoelectric ceramic (piezo element) is not limited to the one shown in Patent Document 3 described above. For example, Patent Document 4 includes two piezoelectric elements. Piezoelectric elements that are arranged so as to be orthogonal to each other and that drive the tip member that contacts the cylindrical surface of the rotatable rotor provided at the intersection of the piezoelectric elements to draw an elliptical locus, thereby rotating the rotor An actuator is shown.

また、特許文献5、特許文献6には、圧電材料、電歪材料、反強誘電材料などの、電流または電圧が加えられることでその形状を変化させる板状部材で形成し、2つの直列に接続された屈曲部と中央部に設けた円柱状の駆動パッドとから成る駆動部材と、この駆動部材本体の長手方向に対して平行に延びて駆動パッドが押し当てられたレールとで構成され、駆動部材に加えられる進行波エネルギーにより、駆動パッドが楕円状の運動をすることで駆動部材がレールに対して相対的に移動するようになっている、近共振電気機械モータが示されている。   Further, in Patent Documents 5 and 6, a plate-shaped member such as a piezoelectric material, an electrostrictive material, an antiferroelectric material, or the like that changes its shape when applied with current or voltage is used. The drive member is composed of a connected bent portion and a cylindrical drive pad provided in the center portion, and a rail that extends parallel to the longitudinal direction of the drive member body and is pressed against the drive pad. A near-resonant electromechanical motor is shown in which the traveling wave energy applied to the drive member causes the drive pad to move relative to the rail as the drive pad moves in an elliptical shape.

特開2006−98575号公報JP 2006-98575 A 特開2006−98600号公報JP 2006-98600 A 特許第2980541号公報Japanese Patent No. 2980541 特開2000−139086号公報JP 2000-139086 A 特表2005−530475号公報JP 2005-530475 A Pub,No.;US 2005/0134146号公報Pub, no. ; US 2005/0134146

しかしながら、特許文献1に示されたカメラモジュールは、光軸と平行に設けられたリードスクリューと、そのリードスクリューに取り付けられてピエゾ素子のスペーサで駆動されるローターとが存在し、ローターの径だけカメラモジュールの幅または奥行きが大きくなる。また、特許文献2に示されたカメラモジュールでも、やはり光軸を中心にレンズ保持部に対して略対称的で平行に配置した軸部材と、その軸部材に作動部が当接するピエゾ素子との存在で、それだけカメラモジュールの幅または奥行きが大きくなって、より一層の小型化を妨げている。また、特許文献3、特許文献4、特許文献5、特許文献6は、それぞれピエゾ素子を用いた駆動部材が示されているだけで、カメラモジュールに用いられる構成が示されているわけではない。   However, the camera module disclosed in Patent Document 1 includes a lead screw provided parallel to the optical axis and a rotor attached to the lead screw and driven by a spacer of a piezo element. The width or depth of the camera module increases. Further, the camera module disclosed in Patent Document 2 also includes a shaft member that is substantially symmetrical and arranged in parallel with the lens holding portion around the optical axis, and a piezoelectric element in which the operating portion abuts on the shaft member. Existence increases the width or depth of the camera module and prevents further miniaturization. Further, Patent Document 3, Patent Document 4, Patent Document 5, and Patent Document 6 each show only a driving member using a piezoelectric element, but do not indicate a configuration used for a camera module.

また、特許文献5、特許文献6に示された近共振電気機械モータでは、圧電材料、電歪材料、反強誘電材料などの、電流または電圧が加えられることでその形状を変化させる板状部材に円柱状の駆動パッドを設けているが、このように板状部材に円柱状の駆動パッドを取り付けることは接着剤などを使うと接着溜まりを考えたりせねばならず、高価にならざるを得ない。   In the near-resonance electromechanical motors disclosed in Patent Document 5 and Patent Document 6, a plate-like member that changes its shape when a current or voltage is applied, such as a piezoelectric material, an electrostrictive material, or an antiferroelectric material. However, attaching a cylindrical drive pad to a plate-shaped member in this way requires an adhesive pool to be considered, and it must be expensive. Absent.

そのため本発明においては、ピエゾ素子(PZT)等の圧電素子を用い、カメラモジュールに組み込んでもカメラモジュールの小型化を妨げないと共に安価に作成できるようにした小型の駆動機構と、該駆動機構を用いてレンズを光軸方向に移動させ、小型で軽量に構成したカメラモジュールと、そのカメラモジュールを備えた携帯端末を提供することが課題である。   Therefore, in the present invention, a piezoelectric drive element such as a piezo element (PZT) is used, a small drive mechanism that can be manufactured at a low cost without hindering downsizing of the camera module even when incorporated in a camera module, and the drive mechanism are used. It is an object to provide a small and lightweight camera module configured to move the lens in the optical axis direction and a portable terminal including the camera module.

上記課題を解決するため本発明になる圧電素子を用いた駆動機構は、
回転可能に支持されたリング体と、
板状に延在した圧電素子を厚さ方向に積層して形成した駆動部材と、
該駆動部材の駆動力を前記リング体に伝える駆動ヘッドとからなり、
前記駆動部材は長手方向を前記リング体における接線方向に延在され、前記駆動ヘッドは前記駆動部材における表層の長手方向略中央に直方体形状に設けられて前記リング体の接線部分に線接触するよう配置され、
前記駆動部材により前記リング体の円周方向に擬似円運動する前記駆動ヘッドによって前記リング体を周方向に回動又は回転させることを特徴とする。
In order to solve the above problems, the drive mechanism using the piezoelectric element according to the present invention is:
A ring body rotatably supported;
A driving member formed by laminating piezoelectric elements extending in a plate shape in the thickness direction;
A driving head for transmitting the driving force of the driving member to the ring body;
The drive member has a longitudinal direction extending in a tangential direction of the ring body, and the drive head is provided in a rectangular parallelepiped shape at a substantially longitudinal center of the surface layer of the drive member so as to be in line contact with a tangential portion of the ring body. Arranged,
The ring member is rotated or rotated in the circumferential direction by the drive head that performs pseudo-circular movement in the circumferential direction of the ring member by the drive member.

このように、リング体における接線方向に延在させた駆動部材に設けられた駆動ヘッドを直方体形状にすることで、例えば半円柱形状や半楕円柱形状の場合は加工が難しく、また、圧電素子との接合部に接着溜まりを考えたりせねばならない。しかし、直方体形状だと容易に加工できると共に例えば型成型などで作成することもでき、さらに圧電素子との接着も容易で、それだけ安価に製作することができる。また、半円柱形状や半楕円柱形状の場合は駆動ヘッドとリング体までの長さが半円分とせねばならないが、直方体形状だとその必要なく、その分小さく構成できると共に、駆動部材長さを例えばカメラモジュールに用いられる光学系の外径程度の長さとすれば、カメラモジュールを小型に構成できる駆動機構とすることができる。   In this way, by making the drive head provided on the drive member extending in the tangential direction in the ring body into a rectangular parallelepiped shape, for example, in the case of a semi-cylindrical shape or semi-elliptical column shape, it is difficult to process, and the piezoelectric element It is necessary to think about adhesion accumulation in the joint part. However, a rectangular parallelepiped shape can be easily processed and can be produced by, for example, molding, and can be easily bonded to the piezoelectric element, so that it can be manufactured at a low cost. In the case of a semi-cylindrical shape or semi-ellipsoidal column shape, the length from the drive head to the ring body must be a semicircle, but if it is a rectangular parallelepiped shape, it is not necessary and can be made smaller, and the length of the drive member If, for example, the length of the optical system used in the camera module is about the same as the outer diameter of the optical system, a drive mechanism that can be configured in a small size can be obtained.

また同様に、上記課題を解決するため本発明になる圧電素子を用いた駆動機構は、
回転可能に支持されたリング体と、
板状に延在した圧電素子を厚さ方向に積層して形成した駆動部材と、
該駆動部材の駆動力を前記リング体に伝える駆動ヘッドと、
前記リング体の回転運動を前記リング体における回転面に垂直な方向の変位に変換する手段とからなり、
前記駆動部材は長手方向を前記リング体における接線方向に延在され、前記駆動ヘッドは前記駆動部材における表層の長手方向略中央に直方体形状に設けられて前記リング体の接線部分に接触するよう配置され、
前記駆動部材により前記リング体の円周方向に擬似円運動する前記駆動ヘッドによって前記リング体を周方向に回動又は回転させ、前記リング体の回転運動を前記リング体における回転面に垂直な方向の変位に変換する手段により、前記駆動ヘッドの円周方向擬似円運動を前記リング体における回転面に垂直な方向の変位に変換することを特徴とする。
Similarly, in order to solve the above problems, the drive mechanism using the piezoelectric element according to the present invention is:
A ring body rotatably supported;
A driving member formed by laminating piezoelectric elements extending in a plate shape in the thickness direction;
A drive head for transmitting the drive force of the drive member to the ring body;
Means for converting the rotational movement of the ring body into a displacement in a direction perpendicular to the plane of rotation of the ring body,
The drive member is extended in the tangential direction of the ring body in the longitudinal direction, and the drive head is provided in a rectangular parallelepiped shape substantially at the center in the longitudinal direction of the surface layer of the drive member so as to contact the tangential portion of the ring body. And
The ring member is rotated or rotated in the circumferential direction by the drive head that performs pseudo-circular movement in the circumferential direction of the ring body by the drive member, and the rotational movement of the ring body is perpendicular to the rotation surface of the ring body. The means for converting the displacement into a displacement of the drive head converts the circumferential pseudo circular motion of the drive head into a displacement in a direction perpendicular to the rotation surface of the ring body.

このように駆動機構を構成すれば、駆動部材における駆動ヘッドの円周方向擬似円運動をリング体の回転面に垂直な方向の変位に変換することができ、また、前記したように駆動ヘッドの形状を直方体形状にすることで、駆動ヘッドを安価に、小型に製作することができるから、リング体の回転運動を回転面に垂直な方向の変位に変換する駆動機構を安価に、小型に構成することができる。   If the drive mechanism is configured in this manner, the circumferential pseudo circular motion of the drive head in the drive member can be converted into displacement in a direction perpendicular to the rotation surface of the ring body, and as described above, By making the shape of a rectangular parallelepiped, the drive head can be manufactured inexpensively and compactly, the drive mechanism that converts the rotational movement of the ring body into displacement in the direction perpendicular to the rotating surface is configured inexpensively and compactly. can do.

そして、前記駆動ヘッドが前記リング体に線接触していたり、前記リング体の回転運動を前記リング体における回転面に垂直な方向の変位に変換する手段は、前記リング体のリング面に設けられたカムスロープと、該カムスロープに当接するカムフォロワとすることが本発明の好適な実施形態である。   The driving head is in line contact with the ring body, or means for converting the rotational motion of the ring body into displacement in a direction perpendicular to the rotational surface of the ring body is provided on the ring surface of the ring body. It is a preferred embodiment of the present invention that a cam slope and a cam follower that comes into contact with the cam slope are used.

また、このような駆動機構を用いたカメラモジュールは、
少なくとも1つ以上の光学レンズと、
前記光学レンズにより光像が結像される撮像素子と、
前記光学レンズの光軸を中心に回転可能に支持されたリング体と、
板状に延在した圧電素子を厚さ方向に積層して形成した駆動部材と、
該駆動部材の駆動力を前記リング体に伝える駆動ヘッドと、
前記リング体の回転運動を前記リング体における光軸方向の変位に変換する手段と、
前記リング体の回転運動を光軸方向の変位に変換する手段に固設され、前記光学レンズを光軸方向に移動可能に保持するレンズ保持体と、からなり、
前記駆動部材は長手方向を前記リング体における接線方向に延在され、前記駆動ヘッドは前記駆動部材における表層の長手方向略中央に直方体形状に設けられて前記リング体の接線部分に接触するよう配置され、
前記駆動部材により前記リング体の円周方向に擬似円運動する前記駆動ヘッドによって前記リング体を周方向に回動又は回転させ、前記リング体の回転運動を前記リング体における光軸方向の変位に変換する手段により、前記駆動ヘッドの円周方向擬似円運動を前記レンズ保持体における光軸方向の変位に変換することを特徴とする。
In addition, a camera module using such a drive mechanism is
At least one or more optical lenses;
An image sensor on which an optical image is formed by the optical lens;
A ring body supported rotatably about the optical axis of the optical lens;
A driving member formed by laminating piezoelectric elements extending in a plate shape in the thickness direction;
A drive head for transmitting the drive force of the drive member to the ring body;
Means for converting rotational movement of the ring body into displacement in the optical axis direction of the ring body;
A lens holder fixed to means for converting the rotational movement of the ring body into a displacement in the optical axis direction, and holding the optical lens movably in the optical axis direction;
The drive member is extended in the tangential direction of the ring body in the longitudinal direction, and the drive head is provided in a rectangular parallelepiped shape substantially at the center in the longitudinal direction of the surface layer of the drive member so as to contact the tangential portion of the ring body. And
The ring member is rotated or rotated in the circumferential direction by the drive head that performs pseudo-circular movement in the circumferential direction of the ring body by the drive member, and the rotational movement of the ring body is changed to the displacement in the optical axis direction in the ring body. The converting means converts the circumferential pseudo-circular movement of the drive head into a displacement in the optical axis direction of the lens holder.

また、このようなカメラモジュールを用いた携帯端末は、
少なくとも1つ以上の光学レンズと、
前記光学レンズにより光像が結像される撮像素子と、
前記光学レンズの光軸を中心に回転可能に支持されたリング体と、
板状に延在した圧電素子を厚さ方向に積層して形成した駆動部材と、
該駆動部材の駆動力を前記リング体に伝える駆動ヘッドと、
前記リング体の回転運動を前記リング体における光軸方向の変位に変換する手段と、
前記リング体の回転運動を光軸方向の変位に変換する手段に固設され、前記光学レンズを光軸方向に移動可能に保持するレンズ保持体と、からなり、
前記駆動部材は長手方向を前記リング体における接線方向に延在され、前記駆動ヘッドは前記駆動部材における表層の長手方向略中央に直方体形状に設けられて前記リング体の接線部分に接触するよう配置され、
前記駆動部材により前記リング体の円周方向に擬似円運動する前記駆動ヘッドによって前記リング体を周方向に回動又は回転させ、前記リング体の回転運動を前記リング体における光軸方向の変位に変換する手段により、前記駆動ヘッドの円周方向擬似円運動を前記レンズ保持体における光軸方向の変位に変換するカメラモジュールと、
該カメラモジュールが装着されたケース体と、
該ケース体に設けられ、前記カメラモジュールを操作する操作部とを有することを特徴とする。
In addition, portable terminals using such camera modules are
At least one or more optical lenses;
An image sensor on which an optical image is formed by the optical lens;
A ring body supported rotatably about the optical axis of the optical lens;
A driving member formed by laminating piezoelectric elements extending in a plate shape in the thickness direction;
A drive head for transmitting the drive force of the drive member to the ring body;
Means for converting rotational movement of the ring body into displacement in the optical axis direction of the ring body;
A lens holder fixed to means for converting the rotational movement of the ring body into a displacement in the optical axis direction, and holding the optical lens movably in the optical axis direction;
The drive member is extended in the tangential direction of the ring body in the longitudinal direction, and the drive head is provided in a rectangular parallelepiped shape substantially at the center in the longitudinal direction of the surface layer of the drive member so as to contact the tangential portion of the ring body. And
The ring member is rotated or rotated in the circumferential direction by the drive head that performs pseudo-circular movement in the circumferential direction of the ring body by the drive member, and the rotational movement of the ring body is changed to the displacement in the optical axis direction in the ring body. A camera module that converts a circumferential pseudo-circular movement of the driving head into a displacement in the optical axis direction of the lens holder by means of converting;
A case body to which the camera module is mounted;
It is provided in this case body and has an operation part which operates the camera module.

このようにカメラモジュールと該カメラモジュールを用いた携帯端末を構成することで、前記したように駆動部材における駆動ヘッドの円周方向擬似円運動をリング体の光軸方向の変位に変換することができ、また、前記したように駆動部の形状を直方体形状にすることで、安価に製作することができるから、リング体の回転運動を光軸方向の変位に変換する駆動機構を安価に、小型に構成することができ、ひいてはカメラモジュールと携帯端末を小型に構成することができる。   By configuring the camera module and the mobile terminal using the camera module in this way, as described above, the circumferential pseudo-circular movement of the drive head in the drive member can be converted into the displacement in the optical axis direction of the ring body. In addition, as described above, since the shape of the drive part is a rectangular parallelepiped shape, it can be manufactured at a low cost. Therefore, the drive mechanism for converting the rotational movement of the ring body into the displacement in the optical axis direction is inexpensive and small. Thus, the camera module and the portable terminal can be made compact.

そして、前記リング体の回転運動を光軸方向の変位に変換する手段は、前記リング体のリング面に設けられたカムスロープと、前記カムスロープに当接して前記レンズ保持体を固設したカムフォロワとで構成することで、カムフォロワはレンズ保持体における所定位置でカムスロープにより押されることになるから、レンズの光軸に対する倒れが常に一定となり、光学系調整が容易なカメラモジュールとすることができる。   The means for converting the rotational motion of the ring body into a displacement in the optical axis direction includes a cam slope provided on the ring surface of the ring body, and a cam follower in which the lens holding body is fixed in contact with the cam slope. The cam follower is pushed by the cam slope at a predetermined position on the lens holder, so that the tilt of the lens with respect to the optical axis is always constant, and the camera module can be easily adjusted with the optical system. .

また、前記駆動ヘッドは前記リング体に線接触させ、前記カメラモジュールは光軸に平行に設けられたガイド軸を有し、前記レンズ保持体はガイド孔を有して前記ガイド軸が勘合され、光軸方向に移動できるよう構成し、前記ガイド軸に弾性部材が設けられ、前記レンズ保持体を固設したカムフォロワを前記カムスロープに当接させる方向に付勢力を与えることが本発明の好適な実施形態である。   The drive head is in line contact with the ring body, the camera module has a guide shaft provided in parallel to the optical axis, the lens holding body has a guide hole, and the guide shaft is fitted, It is configured to be movable in the optical axis direction, and an elastic member is provided on the guide shaft, and it is preferable to apply a biasing force in a direction in which the cam follower fixed with the lens holder is in contact with the cam slope. It is an embodiment.

そして、前記駆動部材は、前記駆動ヘッドを設けた面とは逆の面の長手方向両端近傍に設置された弾性体により2点支持され、前記駆動ヘッドを前記リング体に当接させる方向の押圧力を与えられ、また、前記カメラモジュールは、前記リング体における内面側、及び前記圧電素子の駆動ヘッドとの接触部を除く外面側のそれぞれに設けられた壁状部と、該壁状部を結ぶ撮像素子側部材とで構成されて前記圧電素子を収容した枠モジュールを有し、前記リング体を、前記外面側壁状部における前記駆動ヘッドの逆側に設けられた2点の支持部と、前記弾性体により加えられる前記駆動ヘッドの前記リング体方向への押圧力とで位置決めし、回転できるようにすると共に、前記リング体を被写体側から押圧し、前記板状バネ部材の3箇所に設けられた突起と、前記枠モジュールの撮像素子側部材における前記リング体側の3箇所に設けられた突起とで前記リング体を支持し、前記リング体の光軸方向位置決めをおこなうことで、リング体は容易に回転することが可能となる。   The drive member is supported at two points by elastic bodies installed in the vicinity of both ends in the longitudinal direction of the surface opposite to the surface on which the drive head is provided. Pressure is applied, and the camera module includes a wall-like portion provided on each of an inner surface side of the ring body and an outer surface side excluding a contact portion with the drive head of the piezoelectric element, and the wall-like portion. A frame module configured to be connected to the imaging element side member and containing the piezoelectric element, and the ring body is provided with two support portions provided on the opposite side of the driving head in the outer side wall-like portion; The driving head is positioned and rotated by the pressing force applied to the ring body by the elastic body, and the ring body is pressed from the subject side and provided at three locations of the plate spring member. The ring body is supported by the projections provided at the three positions on the ring body side of the image sensor side member of the frame module, and the ring body is positioned in the optical axis direction. It can be easily rotated.

また、このように摩擦駆動型の駆動源における圧電素子の駆動部は、リング体との摩擦でゴミが発生するが、前記カメラモジュールは、前記光学レンズに対応した開口を有して前記リング体における被写体側から前記圧電素子側を覆い、前記枠モジュールにおける撮像素子側部材まで延在させた板状バネ部材が設けられていることで、リング体が圧電素子の駆動部と接触する部位は、壁状部と撮像素子側部材、及び光学レンズ位置に対応した開口を有してリング体における被写体側から撮像素子側部材まで延在させた板状バネ部材とで覆われるから、駆動部のリング体との摩擦により発生したゴミはレンズ方向に移動することがなく、ゴミによって画像品質が落ちるということが防止できる。   Further, in this way, the piezoelectric element drive unit in the friction drive type drive source generates dust due to friction with the ring body. However, the camera module has an opening corresponding to the optical lens and has the ring body. A plate-like spring member that covers the piezoelectric element side from the subject side and extends to the imaging element side member in the frame module is provided. Since it is covered with a plate-like spring member extending from the subject side to the imaging element side member in the ring body having an opening corresponding to the wall part, the imaging element side member, and the optical lens position, the ring of the driving unit The dust generated by the friction with the body does not move in the lens direction, and it is possible to prevent the image quality from being deteriorated by the dust.

以上記載のごとく本発明になる圧電素子を用いた駆動機構は、リング体の外形が円形であることによって駆動ヘッドを直方体形状に形成することができ、リング体における接線方向に延在させた圧電素子で形成される駆動部材に設けられた直方体形状駆動ヘッドを、リング体の接線部に線接触させてリング体を駆動することで、直方体形状駆動ヘッドは例えば半円柱形状や半楕円柱形状に比較して加工が簡単で、また、接合部に接着溜まりを考えたりする必要もないから型成型などで作成することもでき、さらに圧電素子との接着も容易で、それだけ安価に製作することができる。また、半円柱形状や半楕円柱形状の場合は駆動ヘッドとリング体までの長さを半円分または半楕円分とせねばならないが、直方体形状だとその必要もなく、その分小さく構成できるると共に、駆動部材長さを例えばカメラモジュールに用いられる光学系の外径程度の長さとすれば、カメラモジュールと携帯端末を小型に構成することができる。   As described above, the drive mechanism using the piezoelectric element according to the present invention can form a drive head in a rectangular parallelepiped shape due to the outer shape of the ring body, and the piezoelectric element extends in the tangential direction in the ring body. The rectangular parallelepiped drive head provided on the drive member formed by the element is brought into line contact with the tangential portion of the ring body to drive the ring body, so that the rectangular parallelepiped drive head has a semi-cylindrical shape or a semi-elliptical column shape, for example. Compared to it, the processing is simple, and it is not necessary to consider the adhesion pool at the joint, so it can be created by molding, etc., and it can be easily bonded to the piezoelectric element, and it can be manufactured at a low cost. it can. In the case of a semi-cylindrical shape or semi-ellipsoidal column shape, the length from the drive head to the ring body must be a half circle or a semi-ellipse, but a rectangular parallelepiped shape is not necessary and can be made smaller accordingly. In addition, if the length of the drive member is, for example, the length of the outer diameter of the optical system used in the camera module, the camera module and the portable terminal can be made compact.

また、リング体の回転運動を光軸方向の変位に変換する手段を、リング体のリング面に設けられたカムスロープと、レンズ保持体に固設されてカムスロープに当接するカムフォロワとすることで、カムフォロワはレンズ保持体における所定位置でカムスロープにより押されることになるから、レンズの光軸に対する倒れが常に一定となり、光学系調整が容易なカメラモジュールとすることができる。   Further, the means for converting the rotational movement of the ring body into the displacement in the optical axis direction is a cam slope provided on the ring surface of the ring body and a cam follower fixed to the lens holding body and in contact with the cam slope. Since the cam follower is pushed by the cam slope at a predetermined position on the lens holder, the tilt of the lens with respect to the optical axis is always constant, and the camera module can be easily adjusted in the optical system.

また、駆動ヘッドとリング体との摩擦で発生したゴミは、リング体が駆動部材の駆動ヘッドと接触する部位が壁状部と撮像素子側部材、及び板状バネ部材により覆われているから、発生したゴミはレンズ方向に移動することがなく、画像品質が落ちるということが防止できるカメラモジュールと携帯端末とすることができる。   In addition, the dust generated by the friction between the drive head and the ring body is covered by the wall-shaped portion, the image sensor side member, and the plate-like spring member at the portion where the ring body contacts the drive head of the drive member. The generated dust does not move in the lens direction, and a camera module and a portable terminal that can prevent image quality from being deteriorated can be obtained.

以下、図面を参照して本発明の好適な実施例を例示的に詳しく説明する。但しこの実施例に記載されている構成部品の寸法、形状、その相対的配置等は特に特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例に過ぎない。   Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. However, the dimensions, shapes, relative arrangements, and the like of the components described in this embodiment are merely illustrative examples, and are not intended to limit the scope of the present invention unless otherwise specified.

図1は、実施形態になるカメラモジュールの(A)が外観斜視図、(B)が矢印10方向から見た側面図、(C)が上面図である。以下、実施形態になるカメラモジュール1の説明を、単焦点の光学レンズ系を有するカメラモジュール1のオートフォーカス機構を例に説明するが、本発明はそれだけに限らず、ズームレンズ等にも応用できることは明らかである。   1A is an external perspective view of a camera module according to an embodiment, FIG. 1B is a side view of the camera module viewed from the direction of an arrow 10, and FIG. Hereinafter, the description of the camera module 1 according to the embodiment will be described by taking an autofocus mechanism of the camera module 1 having a single-focus optical lens system as an example. However, the present invention is not limited thereto, and can be applied to a zoom lens or the like. it is obvious.

図1においてカメラモジュール1は、長方体形状に形成されてその上面にレンズ2を露出させる開口を有し、レンズ2の光軸方向移動を行うための駆動機構を収容した駆動機構ユニット3、CCD(Charge Coupled Device)やCMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)などの撮像素子やを収容し、この駆動機構ユニット3と結合するセンサカバー4とで構成されている。なお、この図1において、5は板バネ(フリクション板)、52は固定ビス、53は回転リング押さえ突起であり、これらについては後述する。   In FIG. 1, a camera module 1 is formed in a rectangular shape and has an opening that exposes a lens 2 on its upper surface, and a drive mechanism unit 3 that houses a drive mechanism for moving the lens 2 in the optical axis direction. The sensor cover 4 is configured to house an image pickup device such as a CCD (Charge Coupled Device) or a CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor) and is coupled to the drive mechanism unit 3. In FIG. 1, 5 is a leaf spring (friction plate), 52 is a fixing screw, and 53 is a rotating ring pressing projection, which will be described later.

図2は、実施形態になるカメラモジュール1の分解斜視図で、(A)と(B)は分解図をそれぞれ異なった方向から示したものである。カメラモジュール1の構成要素のそれぞれを上から順に説明すると、51はカメラモジュール1の上面を覆うよう略長方形状にカットされ、レンズ2(図1参照)にゴミが入らないようにカバーするための透明カバーで、必要に応じてレンズ2の部分に孔を設けても良い。5はレンズ用開口54を有し、カメラモジュール1の上面の回転リング6と側部に設けられる圧電素子ユニット7を覆って延在され、回転リング6を回転リング押さえ突起53で押さえ、圧電素子ユニット7を圧電素子(駆動部材)押圧用バネ55で押圧しながら固定すると共に、圧電素子70の直方体形状駆動ヘッド707が回転リング6と摩擦することで生じるゴミを、レンズ2側に行かせないようにする板バネ(フリクション板)、52はこの板バネ5の一端を、駆動機構ユニット3に固定する固定ビスである。   FIG. 2 is an exploded perspective view of the camera module 1 according to the embodiment. FIGS. 2A and 2B show exploded views from different directions. Each component of the camera module 1 will be described in order from the top. 51 is cut into a substantially rectangular shape so as to cover the upper surface of the camera module 1 and covers the lens 2 (see FIG. 1) so that dust does not enter. You may provide a hole in the part of the lens 2 as needed with a transparent cover. 5 has a lens opening 54 and extends to cover the rotating ring 6 on the upper surface of the camera module 1 and the piezoelectric element unit 7 provided on the side, and the rotating ring 6 is pressed by a rotating ring pressing protrusion 53 to The unit 7 is fixed while being pressed by the piezoelectric element (driving member) pressing spring 55, and dust generated by friction of the rectangular parallelepiped driving head 707 of the piezoelectric element 70 with the rotating ring 6 cannot be moved to the lens 2 side. A leaf spring (friction plate) 52 is a fixing screw for fixing one end of the leaf spring 5 to the drive mechanism unit 3.

6はリング状に形成されて、リング面にレンズユニット8を光軸方向に移動させるためのカムスロープ61を有し、圧電素子70の駆動ヘッド707によって回転される回転リング、7は圧電素子ユニットで、後で詳述する圧電素子(駆動部材)70、直方体形状駆動ヘッド707、フレキシブル基板71、圧電素子パッド72、フレキ押さえ73などからなる。3は駆動機構ユニットで、圧電素子ユニット7を圧電素子載置部31に収容すると共に、レンズユニット8の鏡筒を収容してリング状に形成され、回転リング6の中心側となる内面側壁状部391、回転リング6の外側となる外面側壁状部392、レンズユニット8におけるガイド軸受け部86に嵌合されているガイド軸41を支持する、ガイド軸穴32などが設けられている。また、4は前記したようにセンサカバーであり、42はガイド軸41に挿通されてレンズユニット8を駆動機構ユニット側に押圧するスプリングである。   6 is formed in a ring shape, has a cam slope 61 for moving the lens unit 8 in the optical axis direction on the ring surface, and is a rotating ring rotated by a driving head 707 of the piezoelectric element 70, and 7 is a piezoelectric element unit The piezoelectric element (driving member) 70, the rectangular parallelepiped driving head 707, the flexible substrate 71, the piezoelectric element pad 72, the flexible presser 73, and the like which will be described in detail later. Reference numeral 3 denotes a drive mechanism unit that accommodates the piezoelectric element unit 7 in the piezoelectric element mounting portion 31 and accommodates the lens barrel of the lens unit 8 and is formed in a ring shape. A guide shaft hole 32 for supporting the guide shaft 41 fitted to the guide bearing portion 86 in the lens unit 8 is provided. Reference numeral 4 denotes a sensor cover as described above, and reference numeral 42 denotes a spring that is inserted through the guide shaft 41 and presses the lens unit 8 toward the drive mechanism unit.

図3は、実施形態になるカメラモジュール1に用いられる圧電素子70を用いた駆動機構の要部を示した斜視図である。実施形態になる駆動機構は、回転リング6、圧電素子ユニット7、カムピン81が立設されたレンズユニット8とで構成される。   FIG. 3 is a perspective view showing a main part of a drive mechanism using the piezoelectric element 70 used in the camera module 1 according to the embodiment. The drive mechanism according to the embodiment includes a rotation ring 6, a piezoelectric element unit 7, and a lens unit 8 on which a cam pin 81 is erected.

圧電素子ユニット7は、前記特許文献5、特許文献6では、板状に形成されて厚さ方向に積層され、表層における長手方向略中央に半円柱形状、あるいは半楕円柱形状駆動ヘッドが設けられた圧電素子(駆動部材)70を用いていたが、本発明においては、この駆動ヘッドとして直方体形状に形成された駆動ヘッド707を用いる。そのため、この図3を説明する前に、図8、図9を用いて実施形態になるカメラモジュール1に用いられる圧電素子70の構造概略と、電圧印加により圧電素子がどのような挙動をするかを説明する。   According to Patent Document 5 and Patent Document 6, the piezoelectric element unit 7 is formed in a plate shape and stacked in the thickness direction, and a semi-cylindrical or semi-elliptical column-shaped drive head is provided in the longitudinal center of the surface layer. In the present invention, a drive head 707 formed in a rectangular parallelepiped shape is used as the drive head. Therefore, before explaining FIG. 3, the structural outline of the piezoelectric element 70 used in the camera module 1 according to the embodiment with reference to FIGS. 8 and 9 and how the piezoelectric element behaves by voltage application. Will be explained.

図8(A)において70は、板状の圧電素子701、702が積層された圧電素子(駆動部材)で、一表層における長手方向略中央に、例えば直方体形状に形成された駆動ヘッド703が設けられる。704、705は、図示されていない被駆動体に直方体形状駆動ヘッド703を押しつけるための弾性体からなる支持部である。   In FIG. 8A, reference numeral 70 denotes a piezoelectric element (driving member) in which plate-like piezoelectric elements 701 and 702 are laminated, and a driving head 703 formed in, for example, a rectangular parallelepiped shape is provided at substantially the center in the longitudinal direction of one surface layer. It is done. Reference numerals 704 and 705 denote support portions made of an elastic body for pressing the rectangular parallelepiped drive head 703 against a driven body (not shown).

そしてこの圧電素子70の、直方体形状駆動ヘッド703が設けられた側の圧電素子701における表層の全面にVccを印加し、逆側の圧電素子702の表層の全面をGnd(アース)として、長手方向両端のA、Bに、(F)に示したように位相をπ/2だけずらした進行波を印加してやると、圧電素子70が両端A、Bに印加される電圧によって、(B)に示したようにA=Vcc、B=Vccの場合は直方体形状駆動ヘッド703側が凸に、(C)のようにA=Vcc、B=Gndの場合は図上直方体形状駆動ヘッド703より左側が凸に、右側が凹になり、(D)に示したようにA=Gnd、B=Gndの場合は直方体形状駆動ヘッド703側が凹に、(E)のようにA=Gnd、B=Vccの場合は図上直方体形状駆動ヘッド703より左側が凹に、右側が凸になって、直方体形状駆動ヘッド703の頂点が擬似円運動を行う。なお、ここで言う擬似円運動とは、完全な円形ではないが、楕円や多角形等それに類する軌跡を描く運動の事を言う。   Then, Vcc is applied to the entire surface of the piezoelectric element 701 on the side where the rectangular parallelepiped driving head 703 is provided, and the entire surface of the surface of the piezoelectric element 702 on the opposite side is set to Gnd (ground) in the longitudinal direction. When a traveling wave having a phase shifted by π / 2 as shown in (F) is applied to both ends A and B, the piezoelectric element 70 is shown in (B) by the voltage applied to both ends A and B. When A = Vcc and B = Vcc, the rectangular parallelepiped drive head 703 is convex, and when A = Vcc and B = Gnd as shown in FIG. The right side is concave, and when A = Gnd and B = Gnd as shown in (D), the rectangular parallelepiped drive head 703 side is concave, and when A = Gnd and B = Vcc as shown in (E) The rectangular parallelepiped drive head 7 in the figure Left concave than 3, the right is a convex vertex of the rectangular parallelepiped driver head 703 performs pseudo circular motion. Note that the pseudo-circular motion referred to here refers to a motion that draws a similar locus such as an ellipse or a polygon, although it is not a complete circle.

そのため、直方体形状駆動ヘッド703が押しつけられた図示していない被駆動体は、図上左右何れかに送られることになり、例えば図9(A)、(C)に示したように、被駆動体を回転リングとするとこの回転リングが回転する。この場合、図8(F)に示した進行波のずれる方向を逆にすると、擬似円運動の方向が逆になって回転リング6の回転方向が逆になる。直方体形状駆動ヘッド703は被駆動体に対し線接触させれば、互いの摩擦面積が多く、摺動トルクが大きくて駆動力のロスも少なく、停止時の保持力も強くできる駆動機構とすることができる。また、回転リングにおける直方体形状駆動ヘッド703が接触する部分の表面粗さを粗くし、摩擦係数を高くしたほうがより大きな効果が望め、さらに印加する進行波は、正弦波に限らず、矩形波、三角波などでもよい。   Therefore, the driven body (not shown) to which the rectangular parallelepiped driving head 703 is pressed is sent to either the left or right side of the figure. For example, as shown in FIGS. 9 (A) and 9 (C), the driven body is driven. When the body is a rotating ring, the rotating ring rotates. In this case, if the traveling wave shift direction shown in FIG. 8F is reversed, the direction of the pseudo circular motion is reversed and the rotation direction of the rotating ring 6 is reversed. When the rectangular parallelepiped drive head 703 is brought into line contact with the driven body, a driving mechanism having a large friction area, a large sliding torque, a small loss of driving force, and a strong holding force at the time of stopping can be obtained. it can. Further, it is possible to obtain a larger effect by increasing the surface roughness of the portion of the rotating ring that contacts the rectangular parallelepiped drive head 703 and increasing the friction coefficient, and the applied traveling wave is not limited to a sine wave, but a rectangular wave, A triangular wave or the like may be used.

また、圧電素子70の駆動ヘッドとして図9(A)、(B)に示したように、半楕円柱形状駆動ヘッド706、半円柱形状駆動ヘッド708とすると加工が難しく、圧電素子70との接合部に接着溜まりを考えたりせねばならない。しかし図9(C)、(D)に示したように、直方体形状にすると容易に加工できると共に例えば型成型などで作成することもでき、さらに圧電素子70との接着も容易で、それだけ安価に製作することができる。また、半円柱形状駆動ヘッド708や半楕円柱形状駆動ヘッド706の場合は図9(B)からわかるように、駆動ヘッドが設けられた駆動部材と回転リング6までの長さが半円分、半楕円分、あるいはそれ以上とせねばならないが、直方体形状だとその必要がなく、図9(B)、(D)からわかるように、駆動ヘッドが設けられた駆動部材と回転リング6までの長さが短くできて、カメラモジュールの奥行き(図上上下方向長さ)が短くでき、それだけカメラモジュールを小さく構成できる。   Further, as shown in FIGS. 9A and 9B, if the driving head of the piezoelectric element 70 is a semi-elliptical column-shaped driving head 706 and a semi-cylindrical driving head 708, the processing is difficult, and the piezoelectric element 70 is bonded to the driving head. It is necessary to think about adhesion accumulation in the part. However, as shown in FIGS. 9C and 9D, it can be easily processed when it is formed into a rectangular parallelepiped shape, and can be formed by, for example, mold molding, and can be easily bonded to the piezoelectric element 70, so that it is inexpensive. Can be produced. In the case of the semi-cylindrical drive head 708 and the semi-elliptical prism drive head 706, as shown in FIG. 9B, the length between the drive member provided with the drive head and the rotating ring 6 is a semicircle, Although it must be a half ellipse or more, it is not necessary for a rectangular parallelepiped shape. As can be seen from FIGS. 9B and 9D, the length from the drive member provided with the drive head to the rotating ring 6 is long. The depth of the camera module (vertical length in the figure) can be shortened, and the camera module can be made smaller accordingly.

再度図3に戻って回転リング6は、前記したようにリング状に形成されてレンズユニット8を光軸方向に移動させるためのカムスロープ61をリング面に有し、圧電素子70の直方体形状駆動ヘッド707によって回転される。また、レンズユニット8は、スプリング42によってカムピン(カムフォロワ)81が回転リング6に設けられたカムスロープ61に当接するよう押圧されている。   Returning to FIG. 3 again, the rotating ring 6 is formed in a ring shape as described above, and has a cam slope 61 for moving the lens unit 8 in the optical axis direction on the ring surface. It is rotated by the head 707. The lens unit 8 is pressed by a spring 42 so that a cam pin (cam follower) 81 abuts a cam slope 61 provided on the rotating ring 6.

そして圧電素子70は、図8で説明した長手方向を回転リング6における接線方向とし、接線部分に直方体形状駆動ヘッド707が当接されて、この直方体形状駆動ヘッド707が回転リング6の円周方向で前記図8において説明したように、擬似円運動することで回転リング6を周方向に回転する。するとその回転リング6の周方向回転は、カムスロープ61とカムピン81によりレンズユニット8をレンズ2の光軸方向に変位させ、圧電素子70における直方体形状駆動ヘッド707の円周方向擬似円運動が、レンズ2の光軸方向変位、すなわち回転リング6における回転面に垂直な方向の変位に変換されるわけである。   The piezoelectric element 70 has the longitudinal direction described with reference to FIG. 8 as the tangential direction in the rotating ring 6, and the rectangular parallelepiped driving head 707 is brought into contact with the tangential portion, and the rectangular parallelepiped driving head 707 is in the circumferential direction of the rotating ring 6. As described with reference to FIG. 8, the rotating ring 6 is rotated in the circumferential direction by the pseudo circular motion. Then, the rotation of the rotating ring 6 in the circumferential direction displaces the lens unit 8 in the optical axis direction of the lens 2 by the cam slope 61 and the cam pin 81, and the circumferential pseudo-circular movement of the rectangular parallelepiped drive head 707 in the piezoelectric element 70 is It is converted into a displacement in the optical axis direction of the lens 2, that is, a displacement in a direction perpendicular to the rotating surface of the rotating ring 6.

このようにすることでカムピン81は、レンズユニット8における立設した位置でカムスロープ61により押され、レンズユニット8を光軸方向に変位させることになるから、レンズ2の光軸に対する倒れが常に一定となり、光学系調整が容易なカメラモジュール1とすることができる。   In this way, the cam pin 81 is pushed by the cam slope 61 at a standing position in the lens unit 8 to displace the lens unit 8 in the optical axis direction, so that the lens 2 is always tilted with respect to the optical axis. The camera module 1 can be made constant and the optical system can be easily adjusted.

図4は、実施形態になるカメラモジュールに用いられる圧電素子を用いた駆動機構ユニット3の構成を説明するための図で、(A)が外観斜視図、(B)が回転リング6と圧電素子70を押さえると共に駆動機構ユニット3に蓋をする板バネ5を取り除いた状態で、センサカバー4と組み合わせた斜視図、(C)が圧電素子70に信号を供給するフレキシブル基板71と回転リング6を除いた斜視図、(D)は(C)の状態に回転リング6を加えた斜視図、(E)は駆動機構ユニット3における回転リング6を位置決めする構造を説明するための回転リング6を除いた上面図、(F)は(E)の状態に回転リング6と圧電素子70に信号を供給するフレキシブル基板71とを加えた上面図である。   FIGS. 4A and 4B are diagrams for explaining the configuration of the drive mechanism unit 3 using the piezoelectric element used in the camera module according to the embodiment. FIG. 4A is an external perspective view, and FIG. 4B is the rotating ring 6 and the piezoelectric element. FIG. 7C is a perspective view combined with the sensor cover 4 with the leaf spring 5 that covers the drive mechanism unit 3 removed, and FIG. 7C shows the flexible substrate 71 that supplies a signal to the piezoelectric element 70 and the rotating ring 6. (D) is a perspective view in which the rotating ring 6 is added to the state of (C), and (E) is a drawing excluding the rotating ring 6 for explaining the structure for positioning the rotating ring 6 in the drive mechanism unit 3. (F) is a top view in which the rotating ring 6 and the flexible substrate 71 for supplying a signal to the piezoelectric element 70 are added to the state of (E).

この駆動機構ユニット3は図4(A)の外観斜視図からわかるように、カメラモジュール1の被写体側を透明カバー51(図2参照)とレンズ2対応する部分を開口54とした板バネ5で覆い、固定ビス52で固定しており、その板バネ5には、回転リング6を被写体側から押さえるための突起53が3箇所に設けられている。そして図4(B)に示したようにこの駆動機構ユニット3をセンサカバー4と組み合わせたとき、駆動機構ユニット3における圧電素子70を収容した部分とセンサカバー4とが接触する部分から、圧電素子70における直方体形状駆動ヘッド707が回転リング6と摩擦することによって生じるゴミを、レンズ2側に行かないようにするためゴミ防止シート56が貼り付けられる。   As can be seen from the external perspective view of FIG. 4A, the drive mechanism unit 3 is a leaf spring 5 having a transparent cover 51 (see FIG. 2) on the subject side of the camera module 1 and an opening 54 corresponding to the lens 2. The leaf spring 5 is provided with three protrusions 53 for pressing the rotating ring 6 from the object side. When the drive mechanism unit 3 is combined with the sensor cover 4 as shown in FIG. 4 (B), the piezoelectric element starts from the portion where the piezoelectric element 70 is accommodated in the drive mechanism unit 3 and the sensor cover 4. A dust prevention sheet 56 is affixed so as to prevent dust generated when the rectangular parallelepiped drive head 707 at 70 is rubbed against the rotating ring 6 from going to the lens 2 side.

図4(B)は上記したように、駆動機構ユニット3とセンサカバー4とを組み合わせて板バネ5を取り除いた状態を示しており、回転リング6における内面側、及び外面側の圧電素子の直方体形状駆動ヘッド707との接触部を除いた部分に壁状部391(内面側)、392(外面側)が形成され、その間に回転リング6が収容されている。図中71は、圧電素子70に信号を送るフレキシブル基板であり、32は図2に41で示したガイド軸を挿通させるガイド軸穴である。   FIG. 4B shows a state in which the drive mechanism unit 3 and the sensor cover 4 are combined and the leaf spring 5 is removed as described above, and a rectangular parallelepiped of piezoelectric elements on the inner surface side and outer surface side of the rotating ring 6. Wall portions 391 (inner surface side) and 392 (outer surface side) are formed in a portion excluding the contact portion with the shape driving head 707, and the rotating ring 6 is accommodated therebetween. In the figure, reference numeral 71 denotes a flexible substrate that sends a signal to the piezoelectric element 70, and reference numeral 32 denotes a guide shaft hole through which the guide shaft indicated by 41 in FIG.

図4(C)はこの図4(B)の状態から、さらにフレキシブル基板71と回転リング6を取り除いた斜視図であり、圧電素子70は、駆動機構ユニット3に設けられた圧電素子載置部31に長手方向両端位置を規制されながら載置されている。直方体形状駆動ヘッド707の両側に位置する外面側壁状部392には、後記する直方体形状駆動ヘッド707が回転リング6と摩擦することによって生じるゴミを吸塵するため、吸塵パッド36が貼り付けられている。また、駆動機構ユニット3における内面側壁状部391と外面側壁状部392とを結ぶ撮像素子側部材には、カムピン(カムフォロワ)81を挿通させる穴が設けられ、また、この図4(C)では2箇所に、図4(E)には3箇所に図示された、回転リング6の撮像素子側位置決めを行うための回転リング押さえ突起84が設けられている。また、外面側壁状部392の2箇所には、図4(E)に85で示した回転リング位置決め突起が設けられ、圧電素子70の直方体形状駆動ヘッド707が回転リング6を押圧したとき、回転リング6における逆側を回転リング位置決め突起85が支え、回転リング6の位置決めを行うようになっている。   4C is a perspective view in which the flexible substrate 71 and the rotating ring 6 are further removed from the state of FIG. 4B. The piezoelectric element 70 is a piezoelectric element mounting portion provided in the drive mechanism unit 3. 31 is placed while its longitudinal end positions are regulated. A dust absorbing pad 36 is attached to the outer side wall-like portions 392 located on both sides of the rectangular parallelepiped drive head 707 in order to absorb dust generated when the rectangular parallelepiped drive head 707 described below rubs against the rotating ring 6. . In addition, a hole through which a cam pin (cam follower) 81 is inserted is provided in the image pickup element side member connecting the inner wall side wall portion 391 and the outer wall side wall portion 392 in the drive mechanism unit 3, and in FIG. At two places, there are provided rotating ring pressing protrusions 84 for positioning the rotating ring 6 on the image sensor side, which are shown at three places in FIG. In addition, two rotation ring positioning protrusions indicated by 85 in FIG. 4 (E) are provided at two locations on the outer surface side wall-shaped portion 392, and the rotation is performed when the rectangular parallelepiped drive head 707 of the piezoelectric element 70 presses the rotation ring 6. A rotating ring positioning projection 85 supports the opposite side of the ring 6 to position the rotating ring 6.

図4(D)はこの図4(C)に回転リング6を嵌め込んだ状態であり、図4(E)は上記したように回転リング6を位置決めするための突起84、85を示したもので、図4(F)は図4(E)の状態に回転リング6を嵌め込み、フレキシブル基板71を装着した状態である。なお、図中72は板バネ5の圧電素子押圧用バネ55により圧電素子70を押圧するため間に設けた圧電素子パッドであり、73はフレキシブル基板を押さえるフレキ押さえである。   4D shows a state in which the rotating ring 6 is fitted in FIG. 4C, and FIG. 4E shows the protrusions 84 and 85 for positioning the rotating ring 6 as described above. FIG. 4F shows a state in which the rotating ring 6 is fitted in the state of FIG. In the figure, reference numeral 72 denotes a piezoelectric element pad provided in between to press the piezoelectric element 70 by the piezoelectric element pressing spring 55 of the leaf spring 5, and 73 denotes a flexible presser for pressing the flexible substrate.

図5は、実施形態になるカメラモジュール1における、(A)が図1(C)にA−A’で示した位置の板バネ5とセンサカバー4の間の断面図、(B)が同じく図1(C)にB−B’で示した位置の圧電素子70を板バネ55と圧電素子パッド72とにより押圧する部分の断面図である。まず図5(A)において、5は圧電素子ユニット7を覆った状態の板バネであり、55で示した部分が切れ込みによって図示されていない圧電素子70を押圧するようになっている。また33は、圧電素子ユニット7を覆って駆動機構ユニット3の撮像素子側まで延在させた、板バネ5を止めるための板バネ固定爪であり、この板バネ固定爪33と固定ビス52とで板バネ5は駆動機構ユニット3に固定される。   5A is a cross-sectional view between the leaf spring 5 and the sensor cover 4 at the position indicated by AA ′ in FIG. 1C in the camera module 1 according to the embodiment, and FIG. FIG. 2C is a cross-sectional view of a portion where a piezoelectric element 70 at a position indicated by BB ′ in FIG. 1C is pressed by a leaf spring 55 and a piezoelectric element pad 72. First, in FIG. 5A, 5 is a leaf spring in a state of covering the piezoelectric element unit 7, and a portion indicated by 55 presses the piezoelectric element 70 not shown by cutting. Reference numeral 33 denotes a leaf spring fixing claw that covers the piezoelectric element unit 7 and extends to the image pickup element side of the drive mechanism unit 3 to stop the leaf spring 5. The leaf spring fixing claw 33, the fixing screw 52, Thus, the leaf spring 5 is fixed to the drive mechanism unit 3.

図5(B)において72は前記したように圧電素子70を板バネ55により押圧する際、圧電素子70に傷を付けたりしないよう間に介される圧電素子パッドであり、圧電素子70は、前記図8に示した弾性体からなる支持部704、705の役目をこの圧電素子パッド72に持たせている。なお、71はフレキシブル基板であり、73はフレキ押さえである。   In FIG. 5B, reference numeral 72 denotes a piezoelectric element pad interposed so as not to damage the piezoelectric element 70 when the piezoelectric element 70 is pressed by the leaf spring 55 as described above. The piezoelectric element pad 72 is provided with the roles of the support portions 704 and 705 made of an elastic body shown in FIG. In addition, 71 is a flexible substrate and 73 is a flexible presser.

図6は、以上説明してきた実施形態になるカメラモジュールにおける、駆動機構ユニット3、センサカバー4、レンズユニット8の断面図で、(A)が図1(B)にC−C’で示した位置の断面図、(B)が同じく図1(C)にD−D’で示した位置の断面図、(C)が図6(A)にE−E’で示した位置の断面図、(D)が同じく図6(A)にF−F’で示した位置の断面図、(E)が同じく図6(A)の断面図における左上部の部分断面図である。   FIG. 6 is a cross-sectional view of the drive mechanism unit 3, the sensor cover 4, and the lens unit 8 in the camera module according to the embodiment described above, and (A) is indicated by CC ′ in FIG. 1 (B). Cross-sectional view of the position, (B) is also a cross-sectional view of the position indicated by DD ′ in FIG. 1 (C), (C) is a cross-sectional view of the position indicated by EE ′ in FIG. 6 (A), (D) is also a cross-sectional view at the position indicated by FF ′ in FIG. 6 (A), and (E) is a partial cross-sectional view at the upper left in the cross-sectional view of FIG. 6 (A).

まず図6(A)は、圧電素子70の載置状態と直方体形状駆動ヘッド707と回転リング6との接触状態、及びレンズユニット8を光軸方向に移動させるガイド軸41の配置状態を示した図で、圧電素子70における長手方向略中央に設けられた直方体形状駆動ヘッド707は、圧電素子パッド72を介して板バネ55により回転リング6方向に押圧されている。   First, FIG. 6A shows a mounting state of the piezoelectric element 70, a contact state between the rectangular parallelepiped drive head 707 and the rotating ring 6, and an arrangement state of the guide shaft 41 that moves the lens unit 8 in the optical axis direction. In the figure, a rectangular parallelepiped drive head 707 provided approximately at the center in the longitudinal direction of the piezoelectric element 70 is pressed in the direction of the rotating ring 6 by the leaf spring 55 via the piezoelectric element pad 72.

次の図6(B)は、圧電素子70の直方体形状駆動ヘッド707が回転リング6と接触している状態と、回転リング6が内面側壁状部391、外面側壁状部392の間に収容されている状態を示した断面図である。ここでレンズユニット8は、内面側壁状部391にレンズ鏡筒部が嵌合され、駆動機構ユニット3における内面側壁状部391、外面側壁状部392を結ぶ撮像素子側部材側に張り出した部分を有し、その部分が撮像素子側部材に当接したときに最も被写体側に寄った状態となる。9はセンサユニットであり、その被写体側には、赤外線をカットとするためのIRカットフィルタ91が設けられている。   Next, FIG. 6B shows a state in which the rectangular parallelepiped drive head 707 of the piezoelectric element 70 is in contact with the rotating ring 6, and the rotating ring 6 is accommodated between the inner surface side wall portion 391 and the outer surface side wall portion 392. It is sectional drawing which showed the state. Here, in the lens unit 8, a lens barrel portion is fitted to the inner surface side wall portion 391, and a portion protruding to the image sensor side member side connecting the inner surface side wall portion 391 and the outer surface side wall portion 392 in the drive mechanism unit 3 is provided. And when that portion comes into contact with the image sensor side member, it is in a state closest to the subject side. Reference numeral 9 denotes a sensor unit, and an IR cut filter 91 for cutting infrared rays is provided on the subject side.

そしてこの図6(B)は、レンズユニット8が最も被写体側に移動した状態を示していて、このとき、レンズユニット8に設けられたカムピン(カムフォロワ)81は、回転リング6のリング面に設けられたカムスロープ61における最も被写体側に当接した状態となっている。それを示したのが図6(D)である。すなわちこの図6(D)では、回転リング6における図上左側における光軸方向高さが、右側における光軸方向高さより低く、それだけカムスロープ61が最も被写体側になった状態であることを示している。   FIG. 6B shows a state where the lens unit 8 has moved to the most object side. At this time, the cam pin (cam follower) 81 provided on the lens unit 8 is provided on the ring surface of the rotating ring 6. The cam slope 61 is in contact with the most object side. This is shown in FIG. 6 (D). That is, FIG. 6D shows that the optical axis direction height on the left side of the rotating ring 6 is lower than the optical axis direction height on the right side, and that the cam slope 61 is closest to the subject side. ing.

そして図6(C)は、さらにレンズユニット8における、ガイド軸受け部86に設けられたガイド軸穴82挿通されたガイド軸41とスプリング42の状態を示した断面図である。前記したようにレンズユニット8は、ガイド軸受け部86を有してそのガイド軸受け部86にガイド軸穴82が設けられている。そして、センサカバー4に設けられたガイド軸41は、そのガイド軸受け部86と駆動機構ユニット3に設けられたガイド軸穴32に挿通され、間に設けたスプリング42によってレンズユニット8を駆動機構ユニット3側に押しつけながら、レンズユニット8が光軸方向に移動できるようになっている。   6C is a sectional view showing the state of the guide shaft 41 and the spring 42 inserted through the guide shaft hole 82 provided in the guide bearing portion 86 in the lens unit 8. As described above, the lens unit 8 has the guide bearing portion 86, and the guide shaft hole 82 is provided in the guide bearing portion 86. Then, the guide shaft 41 provided in the sensor cover 4 is inserted into the guide bearing 86 and the guide shaft hole 32 provided in the drive mechanism unit 3, and the lens unit 8 is connected to the drive mechanism unit by the spring 42 provided therebetween. The lens unit 8 can move in the direction of the optical axis while being pressed against the third side.

図6(E)は、板バネ5に設けた圧電素子押圧用バネ55(図2参照)により圧電素子70を押圧する状態を示している。前記図2で説明したように、板バネ5は、カメラモジュール1の上面の回転リング6と、駆動機構ユニット3の側部に設けられた圧電素子載置部31に載置される圧電素子ユニット7を覆い、駆動機構ユニット3の撮像素子側まで延在されているが、圧電素子ユニット7の位置に55で示したように切り欠きが設けられ、それによって圧電素子70を押圧するバネ部が形成されている。   FIG. 6E shows a state in which the piezoelectric element 70 is pressed by a piezoelectric element pressing spring 55 (see FIG. 2) provided on the leaf spring 5. As described with reference to FIG. 2, the leaf spring 5 is a piezoelectric element unit placed on the rotating ring 6 on the upper surface of the camera module 1 and the piezoelectric element placement portion 31 provided on the side of the drive mechanism unit 3. 7 is extended to the image sensor side of the drive mechanism unit 3, but a notch is provided at the position of the piezoelectric element unit 7 as shown by 55, and thereby a spring portion that presses the piezoelectric element 70 is provided. Is formed.

従って圧電素子70は、直方体形状駆動ヘッド707とは逆側に設けられた圧電素子パッド72を介し、この板バネ5に設けた圧電素子押圧用バネ55により回転リング6側に押圧されている。そして回転リング6は、前記図4(E)に示した回転リング位置決め突起85に当接して位置決めされ、直方体形状駆動ヘッド707の擬似円運動によって前記したように回転するわけである。なお、この図6(E)において、86はセンサカバー4に設けられたガイド軸41を挿通させるため、前記したようにレンズユニット8に設けられたガイド軸受け部であり、71はフレキシブル基板である。   Therefore, the piezoelectric element 70 is pressed to the rotating ring 6 side by the piezoelectric element pressing spring 55 provided on the leaf spring 5 through the piezoelectric element pad 72 provided on the opposite side to the rectangular parallelepiped drive head 707. The rotating ring 6 is positioned in contact with the rotating ring positioning projection 85 shown in FIG. 4E, and rotates as described above by the pseudo circular motion of the rectangular parallelepiped drive head 707. In FIG. 6E, 86 is a guide bearing provided in the lens unit 8 as described above for inserting the guide shaft 41 provided in the sensor cover 4, and 71 is a flexible substrate. .

図7は、(A)が回転リングを除いて回転リングを位置決めする構造と吸塵パッドを示した上面図、(B)が図6(B)における右上部分を拡大してゴミが駆動機構ユニットから外に出る場合の経路を示した断面図、(C)が図7(A)にG−G’で示した位置の断面図である。   7A is a top view showing a structure for positioning the rotating ring excluding the rotating ring and a dust absorbing pad. FIG. 7B is an enlarged view of the upper right part of FIG. Sectional drawing which showed the path | route in the case of going out, (C) is sectional drawing of the position shown by GG 'in FIG. 7 (A).

実施形態になるカメラモジュール1の駆動機構ユニット3では、圧電素子70に設けた直方体形状駆動ヘッド707が、回転リング6を擬似円運動によって摩擦駆動することによってゴミが生じる。このゴミは、放置しておくとレンズ2側に移動して画像品質を落としたり、レンズユニット8におけるレンズ鏡筒と内面側壁状部391との間に入ってレンズユニット8の光軸方向移動を妨げたりするため、何らかの方法でこういったことを防止する必要がある。   In the drive mechanism unit 3 of the camera module 1 according to the embodiment, dust is generated when the rectangular parallelepiped drive head 707 provided on the piezoelectric element 70 frictionally drives the rotating ring 6 by a pseudo circular motion. If the dust is left unattended, it moves to the lens 2 side to degrade the image quality, or enters between the lens barrel of the lens unit 8 and the inner wall side wall portion 391 to move the lens unit 8 in the optical axis direction. It is necessary to prevent this in some way to prevent it.

そのため前記したように、カメラモジュール1の上面の回転リング6と側部に設けられる圧電素子ユニット7を覆って延在され、圧電素子70の直方体形状駆動ヘッド707が回転リング6と摩擦することで生じるゴミを、レンズ2側に行かせないようにする板バネ(フリクション板)5が設けられているが、この板バネ5は、直方体形状駆動ヘッド707の周囲に生じたゴミがその近辺で移動することまで妨げることはできない。   Therefore, as described above, the rectangular parallelepiped drive head 707 of the piezoelectric element 70 is rubbed against the rotating ring 6 so as to cover the rotating ring 6 on the upper surface of the camera module 1 and the piezoelectric element unit 7 provided on the side portion. A leaf spring (friction plate) 5 is provided to prevent the generated dust from going to the lens 2 side, and this leaf spring 5 moves around the rectangular parallelepiped drive head 707. I can't prevent you from doing it.

そのため実施形態になるカメラモジュールでは、内面側壁状部391と外面側壁状部392とを結ぶ撮像素子側部材に、35で示したような例えば両面テープなどで構成された吸塵パッドを設け、さらに外面側壁状部392における直方体形状駆動ヘッド707の両側になる部位と、駆動機構ユニット3における圧電素子載置部31のレンズ側にも、同じく両面テープなどで構成された吸塵パッド36、37を設け、これらによって生じたゴミを吸塵するようにしてある。   For this reason, in the camera module according to the embodiment, the image pickup element side member that connects the inner surface side wall portion 391 and the outer surface side wall portion 392 is provided with a dust absorbing pad made of, for example, double-sided tape as shown by 35, and further the outer surface Dust absorbing pads 36 and 37 that are also made of double-sided tape or the like are provided on both sides of the rectangular parallelepiped drive head 707 in the side wall portion 392 and the lens side of the piezoelectric element mounting portion 31 in the drive mechanism unit 3. Dust generated by these is absorbed.

また、前記したように板バネ5により、カメラモジュール1の上面の回転リング6と、側部に設けられる圧電素子ユニット7を覆ってゴミがレンズ2側には行かないようになっているが、板バネ5に設けられた圧電素子押圧用バネ55は切れ込みになっており、図7(B)に示したように、直方体形状駆動ヘッド707と回転リング6との接触で生じたゴミが、点線で示したゴミ経路38を通ってこの圧電素子押圧用バネ55の切れ込みから、駆動機構ユニット3とセンサカバー4との間に出ていく可能性がある。   Further, as described above, the leaf spring 5 covers the rotating ring 6 on the upper surface of the camera module 1 and the piezoelectric element unit 7 provided on the side so that dust does not go to the lens 2 side. The piezoelectric element pressing spring 55 provided on the leaf spring 5 is cut, and as shown in FIG. 7B, dust generated by the contact between the rectangular parallelepiped drive head 707 and the rotating ring 6 is dotted. There is a possibility that the piezoelectric element pressing spring 55 passes through the dust path 38 shown in FIG.

そのため、このゴミ経路38で駆動機構ユニット3とセンサカバー4との間に出て行ったゴミが、レンズ2側に行かないよう、カメラモジュール1の駆動機構ユニット3とセンサカバー4との間に前記したゴミ防止シート56が、また、板バネ5とフレキシブル基板71との間にはゴミ防止テープ57が設けられている。なお、図7(C)は、圧電素子70を押圧する圧電素子押圧用バネ55部の切れ込みがはっきり判るよう、図7におけるG−G’で示した位置の断面図であり、圧電素子パッド72とそれを介して圧電素子70を押圧する圧電素子押圧用バネ55部の切れ込み部分が、白く抜けた状態で示されている。   For this reason, the dust that has come out between the drive mechanism unit 3 and the sensor cover 4 in the dust path 38 is not between the drive mechanism unit 3 and the sensor cover 4 of the camera module 1 so that the dust does not go to the lens 2 side. The dust prevention sheet 56 is provided, and a dust prevention tape 57 is provided between the leaf spring 5 and the flexible substrate 71. 7C is a cross-sectional view of the position indicated by GG ′ in FIG. 7 so that the notch of the piezoelectric element pressing spring 55 that presses the piezoelectric element 70 can be clearly seen. In addition, the cut portion of the piezoelectric element pressing spring 55 that presses the piezoelectric element 70 via the piezoelectric element 70 is shown in a state of being whitened.

以上が実施形態の圧電素子70を用いた駆動機構と該駆動機構を用いたカメラモジュール1の構成であるが、以上の説明からも判るように、圧電素子70を用いた駆動部材における直方体形状駆動ヘッド707の回転リング6に対する円周方向擬似円運動を、回転リング6に設けたカムスロープ61とカムピン(カムフォロワ)81とでレンズユニット8の光軸方向の変位に変換することができ、非常に簡単な構成でカメラモジュール1におけるレンズ2の光軸方向移動を実現できる。   The above is the configuration of the drive mechanism using the piezoelectric element 70 of the embodiment and the camera module 1 using the drive mechanism, but as can be seen from the above description, the rectangular parallelepiped drive in the drive member using the piezoelectric element 70. The circumferential quasi-circular motion of the head 707 relative to the rotating ring 6 can be converted into a displacement in the optical axis direction of the lens unit 8 by a cam slope 61 and a cam pin (cam follower) 81 provided on the rotating ring 6. The lens module 2 in the camera module 1 can be moved in the optical axis direction with a simple configuration.

図10は、以上説明してきたカメラモジュール1を組み込んだ携帯端末の一例としての携帯電話機100を示した図である。この図10において(A)は表示部101を閉じてカメラ103が判る状態を示し、(B)は表示部101を開いて操作部110に設けられた操作釦111を操作できる状態を示している。   FIG. 10 is a diagram showing a mobile phone 100 as an example of a mobile terminal in which the camera module 1 described above is incorporated. 10A shows a state in which the display unit 101 is closed and the camera 103 can be seen, and FIG. 10B shows a state in which the display unit 101 can be opened and the operation button 111 provided on the operation unit 110 can be operated. .

図中102は、操作部110に設けられた操作釦111が操作できる(B)の状態のとき、種々の情報を表示する第1の表示装置であり、104は(A)のように操作釦111が操作できない状態のとき、メール着信などを知らせる第2の表示装置で、112は表示部101と操作部110を開閉するためのヒンジ機構である。このうち、表示部101と操作部110はそれぞれケース体を構成する。   In the figure, reference numeral 102 denotes a first display device that displays various types of information when the operation button 111 provided on the operation unit 110 is in the state (B), and 104 is an operation button as shown in FIG. Reference numeral 112 denotes a second display device that notifies an incoming mail or the like when 111 is in an inoperable state, and 112 is a hinge mechanism for opening and closing the display unit 101 and the operation unit 110. Among these, the display part 101 and the operation part 110 each comprise a case body.

表示部101には、103で示した位置に、以上説明してきたカメラモジュール1のレンズ2を露出させる穴が設けられ、カメラモジュール1の本体はその中に収容されている。そして、操作部110の所定の操作釦111を操作すると、カメラモジュール1によって撮像が行われ、撮像された画像は、例えば、第1の表示装置102上に表示される。なお、図示はしないが、操作部110にはバッテリー及び通信部等が収納されており、さらに、表示部101の厚さ寸法は、略カメラモジュール1の高さに規制されている。   The display unit 101 is provided with a hole for exposing the lens 2 of the camera module 1 described above at a position indicated by 103, and the main body of the camera module 1 is accommodated therein. Then, when a predetermined operation button 111 of the operation unit 110 is operated, the camera module 1 captures an image, and the captured image is displayed on the first display device 102, for example. Although not shown, the operation unit 110 houses a battery, a communication unit, and the like, and the thickness of the display unit 101 is substantially regulated to the height of the camera module 1.

以上種々述べてきたように本実施形態によれば、レンズ光軸方向に駆動する駆動機構を小型に、安価に構成でき、小型で軽量に構成できるカメラモジュール及びこのカメラモジュールを備えた携帯端末を提供することができる。   As described above, according to the present embodiment, the driving mechanism that drives in the lens optical axis direction can be configured to be small and inexpensive, and the camera module that can be configured to be small and lightweight, and the portable terminal including the camera module are provided. Can be provided.

実施形態になるカメラモジュールの(A)が外観斜視図、(B)が矢印10方向から見た側面図、(C)が上面図である。(A) of the camera module which becomes embodiment is an external appearance perspective view, (B) is the side view seen from the arrow 10 direction, (C) is a top view. 実施形態になるカメラモジュールの異なった方から見た分解斜視図である。It is the disassembled perspective view seen from the different direction of the camera module which becomes embodiment. 実施形態になるカメラモジュールに用いられる圧電素子を用いた駆動機構の要部を示した斜視図である。It is the perspective view which showed the principal part of the drive mechanism using the piezoelectric element used for the camera module which becomes embodiment. 実施形態になるカメラモジュールに用いられる圧電素子を用いた駆動機構ユニットの、(A)が外観斜視図、(B)が回転リングと圧電素子を押さえると共に駆動機構ユニットに蓋をする板バネを取り除いた状態でセンサカバー部と組み合わせた斜視図、(C)が圧電素子に信号を供給するフレキシブル基板と駆動機構ユニットにおける回転リングを除いた斜視図、(D)は(C)の状態に回転リングを加えた斜視図、(E)は駆動機構ユニットにおける回転リングを位置決めする構造を説明するための回転リングを除いた上面図、(F)は(E)の状態に回転リングと圧電素子に信号を供給するフレキシブル基板とを加えた上面図である。(A) is an external perspective view of a drive mechanism unit using a piezoelectric element used in the camera module according to the embodiment, and (B) is a rotary ring and a piezoelectric element, and a leaf spring that covers the drive mechanism unit is removed. The perspective view which combined with the sensor cover part in the state, (C) is the perspective view except the flexible substrate which supplies a signal to a piezoelectric element, and the rotation ring in a drive mechanism unit, (D) is a rotation ring in the state of (C) (E) is a top view excluding the rotating ring for explaining the structure for positioning the rotating ring in the drive mechanism unit, and (F) is a signal to the rotating ring and the piezoelectric element in the state of (E). It is the top view which added the flexible substrate which supplies. 実施形態になるカメラモジュールにおける光軸方向断面図で、(A)が図1(C)にA−A’で示した位置の断面図、(B)が同じく図1(C)にB−B’で示した位置の断面図である。FIGS. 1A and 1B are cross-sectional views in the optical axis direction of the camera module according to the embodiment, and FIG. 1C is a cross-sectional view at the position indicated by AA ′; FIG. It is sectional drawing of the position shown by '. 実施形態になるカメラモジュールにおける、(A)が図1(B)にC−C’で示した位置の断面図、(B)が同じく図1(C)にD−D’で示した位置の断面図、(C)が図6(A)にE−E’で示した位置の断面図、(D)が同じく図6(A)にF−F’で示した位置の断面図、(E)が同じく図6(A)の断面図における左上部の部分断面図である。In the camera module according to the embodiment, (A) is a cross-sectional view of the position indicated by CC ′ in FIG. 1 (B), and (B) is also the position indicated by DD ′ in FIG. 1 (C). Sectional view, (C) is a sectional view at the position indicated by EE ′ in FIG. 6 (A), (D) is a sectional view at the position indicated by FF ′ in FIG. ) Is a partial cross-sectional view of the upper left portion of the cross-sectional view of FIG. 実施形態になるカメラモジュールの、駆動機構ユニットにおける圧電素子に設けた駆動ヘッドが回転リングを摩擦駆動することによって生じるゴミの吸塵構造を示した図であり、(A)が回転リングを除いて回転リングを位置決めする構造と吸塵パッドを示した上面図、(B)が図6(B)における右上部分を拡大してゴミが駆動機構ユニットから外に出る場合の経路を示した断面図、(C)が図7(A)にG−G’で示した位置の断面図である。It is the figure which showed the dust absorption structure of the dust which arises when the drive head provided in the piezoelectric element in the drive mechanism unit of the camera module which becomes embodiment carries out friction drive of the rotation ring, and (A) rotates except a rotation ring. FIG. 6B is a top view showing the structure for positioning the ring and the dust-absorbing pad, and FIG. 6B is a cross-sectional view showing the path when the dust comes out of the drive mechanism unit by enlarging the upper right part in FIG. ) Is a cross-sectional view taken along the line GG ′ in FIG. 実施形態になる圧電素子を用いた駆動機構を構成する圧電素子(駆動部材)の構造概略と、電圧印加により圧電素子がどのような挙動をするかを説明するための図である。It is a figure for demonstrating the structure outline of the piezoelectric element (driving member) which comprises the drive mechanism using the piezoelectric element which becomes embodiment, and how a piezoelectric element behaves by voltage application. 実施形態になる圧電素子を用いた駆動機構を構成する圧電素子における、回転リングと接触する駆動ヘッドの形状による違いを説明するための図で、(A)、(B)は半円柱形状の場合、(C)、(D)は直方体形状とした場合である。FIG. 5 is a diagram for explaining a difference in the shape of a drive head in contact with a rotating ring in a piezoelectric element that constitutes a drive mechanism using a piezoelectric element according to an embodiment, in which (A) and (B) are semi-cylindrical shapes , (C), (D) is a case of a rectangular parallelepiped shape. 実施形態のカメラモジュールが組み込まれた携帯端末の一例としての形態電話機を概略的に示す図である。It is a figure which shows schematically the form telephone as an example of the portable terminal with which the camera module of embodiment was incorporated.

符号の説明Explanation of symbols

2 レンズ
3 駆動機構ユニット
31 圧電素子載置部
32 ガイド軸穴
33 板バネ固定爪
34 カムピン穴
391 内面側壁状部
392 外面側壁状部
4 センサカバー
41 ガイド軸
42 スプリング
5 板バネ(フリクション板)
51 透明カバー
52 固定ビス
53 回転リング押さえ突起
54 レンズ用開口
55 圧電素子押圧用バネ
6 回転リング
61 カムスロープ
7 圧電素子ユニット
70 圧電素子(駆動部材)
707 直方体形状駆動ヘッド
71 フレキシブル基板
72 圧電素子パッド
73 フレキ押さえ
8 レンズユニット
81 カムピン(カムフォロワ)
82 ガイド軸穴
84 回転リング押さえ突起
85 回転リング位置決め突起
86 ガイド軸受け部
9 センサユニット
2 Lens 3 Drive Mechanism Unit 31 Piezoelectric Element Placement Section 32 Guide Shaft Hole 33 Plate Spring Fixing Claw 34 Cam Pin Hole 391 Inner Side Wall Side Part 392 Outer Side Wall Side Part 4 Sensor Cover 41 Guide Shaft 42 Spring 5 Plate Spring (Friction Plate)
51 Transparent Cover 52 Fixing Screw 53 Rotating Ring Pressing Projection 54 Lens Opening 55 Piezoelectric Element Pressing Spring 6 Rotating Ring 61 Cam Slope 7 Piezoelectric Element Unit 70 Piezoelectric Element (Drive Member)
707 Rectangular drive head 71 Flexible substrate 72 Piezoelectric element pad 73 Flex holder 8 Lens unit 81 Cam pin (cam follower)
82 Guide shaft hole 84 Rotating ring pressing projection 85 Rotating ring positioning projection 86 Guide bearing 9 Sensor unit

Claims (14)

回転可能に支持されたリング体と、
板状に延在した圧電素子を厚さ方向に積層して形成した駆動部材と、
該駆動部材の駆動力を前記リング体に伝える駆動ヘッドとからなり、
前記駆動部材は長手方向を前記リング体における接線方向に延在され、前記駆動ヘッドは前記駆動部材における表層の長手方向略中央に直方体形状に設けられて前記リング体の接線部分に線接触するよう配置され、
前記駆動部材により前記リング体の円周方向に擬似円運動する前記駆動ヘッドによって前記リング体を周方向に回動又は回転させることを特徴とする圧電素子を用いた駆動機構。
A ring body rotatably supported;
A driving member formed by laminating piezoelectric elements extending in a plate shape in the thickness direction;
A driving head for transmitting the driving force of the driving member to the ring body;
The drive member has a longitudinal direction extending in a tangential direction of the ring body, and the drive head is provided in a rectangular parallelepiped shape at a substantially longitudinal center of the surface layer of the drive member so as to be in line contact with a tangential portion of the ring body. Arranged,
A drive mechanism using a piezoelectric element, characterized in that the ring body is rotated or rotated in the circumferential direction by the drive head that performs a pseudo-circular movement in the circumferential direction of the ring body by the drive member.
回転可能に支持されたリング体と、
板状に延在した圧電素子を厚さ方向に積層して形成した駆動部材と、
該駆動部材の駆動力を前記リング体に伝える駆動ヘッドと、
前記リング体の回転運動を前記リング体における回転面に垂直な方向の変位に変換する手段とからなり、
前記駆動部材は長手方向を前記リング体における接線方向に延在され、前記駆動ヘッドは前記駆動部材における表層の長手方向略中央に直方体形状に設けられて前記リング体の接線部分に接触するよう配置され、
前記駆動部材により前記リング体の円周方向に擬似円運動する前記駆動ヘッドによって前記リング体を周方向に回動又は回転させ、前記リング体の回転運動を前記リング体における回転面に垂直な方向の変位に変換する手段により、前記駆動ヘッドの円周方向擬似円運動を前記リング体における回転面に垂直な方向の変位に変換することを特徴とする圧電素子を用いた駆動機構。
A ring body rotatably supported;
A driving member formed by laminating piezoelectric elements extending in a plate shape in the thickness direction;
A drive head for transmitting the drive force of the drive member to the ring body;
Means for converting the rotational movement of the ring body into a displacement in a direction perpendicular to the plane of rotation of the ring body,
The drive member is extended in the tangential direction of the ring body in the longitudinal direction, and the drive head is provided in a rectangular parallelepiped shape substantially at the center in the longitudinal direction of the surface layer of the drive member so as to contact the tangential portion of the ring body. And
The ring member is rotated or rotated in the circumferential direction by the drive head that performs pseudo-circular movement in the circumferential direction of the ring body by the drive member, and the rotational movement of the ring body is perpendicular to the rotation surface of the ring body. A drive mechanism using a piezoelectric element characterized in that, by means for converting to a displacement, a pseudo-circular movement in the circumferential direction of the drive head is converted into a displacement in a direction perpendicular to the rotation surface of the ring body.
前記駆動ヘッドが前記リング体に線接触していることを特徴とする請求項2に記載した圧電素子を用いた駆動機構。   The drive mechanism using a piezoelectric element according to claim 2, wherein the drive head is in line contact with the ring body. 前記リング体の回転運動を前記リング体における回転面に垂直な方向の変位に変換する手段は、前記リング体のリング面に設けられたカムスロープと、該カムスロープに当接するカムフォロワとであることを特徴とする請求項2または3に記載した圧電素子を用いた駆動機構。   The means for converting the rotational motion of the ring body into displacement in a direction perpendicular to the rotational surface of the ring body is a cam slope provided on the ring surface of the ring body and a cam follower that contacts the cam slope. A drive mechanism using the piezoelectric element according to claim 2 or 3. 少なくとも1つ以上の光学レンズと、
前記光学レンズにより光像が結像される撮像素子と、
前記光学レンズの光軸を中心に回転可能に支持されたリング体と、
板状に延在した圧電素子を厚さ方向に積層して形成した駆動部材と、
該駆動部材の駆動力を前記リング体に伝える駆動ヘッドと、
前記リング体の回転運動を前記リング体における光軸方向の変位に変換する手段と、
前記リング体の回転運動を光軸方向の変位に変換する手段に固設され、前記光学レンズを光軸方向に移動可能に保持するレンズ保持体と、からなり、
前記駆動部材は長手方向を前記リング体における接線方向に延在され、前記駆動ヘッドは前記駆動部材における表層の長手方向略中央に直方体形状に設けられて前記リング体の接線部分に接触するよう配置され、
前記駆動部材により前記リング体の円周方向に擬似円運動する前記駆動ヘッドによって前記リング体を周方向に回動又は回転させ、前記リング体の回転運動を前記リング体における光軸方向の変位に変換する手段により、前記駆動ヘッドの円周方向擬似円運動を前記レンズ保持体における光軸方向の変位に変換することを特徴とするカメラモジュール。
At least one or more optical lenses;
An image sensor on which an optical image is formed by the optical lens;
A ring body supported rotatably about the optical axis of the optical lens;
A driving member formed by laminating piezoelectric elements extending in a plate shape in the thickness direction;
A drive head for transmitting the drive force of the drive member to the ring body;
Means for converting rotational movement of the ring body into displacement in the optical axis direction of the ring body;
A lens holder fixed to means for converting the rotational movement of the ring body into a displacement in the optical axis direction, and holding the optical lens movably in the optical axis direction;
The drive member is extended in the tangential direction of the ring body in the longitudinal direction, and the drive head is provided in a rectangular parallelepiped shape substantially at the center in the longitudinal direction of the surface layer of the drive member so as to contact the tangential portion of the ring body. And
The ring member is rotated or rotated in the circumferential direction by the drive head that performs pseudo-circular movement in the circumferential direction of the ring body by the drive member, and the rotational movement of the ring body is changed to the displacement in the optical axis direction in the ring body. A camera module characterized in that the means for converting converts the circumferential pseudo circular motion of the driving head into a displacement in the optical axis direction of the lens holder.
前記リング体の回転運動を光軸方向の変位に変換する手段は、前記リング体のリング面に設けられたカムスロープと、前記カムスロープに当接して前記レンズ保持体を固設したカムフォロワと、であることを特徴とする請求項5に記載したカメラモジュール。   Means for converting the rotational movement of the ring body into a displacement in the optical axis direction includes a cam slope provided on a ring surface of the ring body, a cam follower fixed to the lens holding body in contact with the cam slope, The camera module according to claim 5, wherein: 前記駆動ヘッドは前記リング体に線接触していることを特徴とする請求項5または6に記載したカメラモジュール。   The camera module according to claim 5, wherein the drive head is in line contact with the ring body. 前記カメラモジュールは光軸に平行に設けられたガイド軸を有し、前記レンズ保持体はガイド孔を有して前記ガイド軸が勘合され、光軸方向に移動できるようにされていることを特徴とする請求項5乃至7のいずれかに記載したカメラモジュール。   The camera module has a guide shaft provided in parallel to the optical axis, and the lens holder has a guide hole so that the guide shaft is fitted and can be moved in the optical axis direction. The camera module according to claim 5. 前記ガイド軸に弾性部材が設けられ、前記レンズ保持体を固設したカムフォロワを前記カムスロープに当接させる方向に付勢力を与えていることを特徴とする請求項8に記載したカメラモジュール。   9. The camera module according to claim 8, wherein an elastic member is provided on the guide shaft, and an urging force is applied in a direction in which a cam follower on which the lens holder is fixed is brought into contact with the cam slope. 前記駆動部材は、前記駆動ヘッドを設けた面とは逆の面の長手方向両端近傍に設置された弾性体により2点支持され、前記駆動ヘッドを前記リング体に当接させる方向の押圧力を与えられていることを特徴とする請求項5乃至9のいずれかに記載したカメラモジュール。   The drive member is supported at two points by elastic bodies installed in the vicinity of both ends in the longitudinal direction of the surface opposite to the surface on which the drive head is provided, and has a pressing force in a direction in which the drive head is brought into contact with the ring body. The camera module according to claim 5, wherein the camera module is provided. 前記カメラモジュールは、前記リング体における内面側、及び前記圧電素子の駆動ヘッドとの接触部を除く外面側のそれぞれに設けられた壁状部と、該壁状部を結ぶ撮像素子側部材とで構成されて前記圧電素子を収容した枠モジュールを有し、
前記リング体を、前記外面側壁状部における前記駆動ヘッドの逆側に設けられた2点の支持部と、前記弾性体により加えられる前記駆動ヘッドの前記リング体方向への押圧力とで位置決めし、回転できるようにしたことを特徴とする請求項10に記載したカメラモジュール。
The camera module includes a wall-like portion provided on each of an inner surface side of the ring body and an outer surface side excluding a contact portion with the driving head of the piezoelectric element, and an image sensor side member connecting the wall-like portions. A frame module configured to accommodate the piezoelectric element;
The ring body is positioned by two support portions provided on the opposite side of the drive head in the outer wall side wall portion and the pressing force of the drive head applied to the ring body by the elastic body. The camera module according to claim 10, wherein the camera module can be rotated.
前記カメラモジュールは、前記光学レンズに対応した開口を有して前記リング体における被写体側から前記圧電素子側を覆い、前記枠モジュールにおける撮像素子側部材まで延在させた板状バネ部材が設けられていることを特徴とする請求項11に記載したカメラモジュール。   The camera module is provided with a plate-like spring member having an opening corresponding to the optical lens, covering the piezoelectric element side from the subject side in the ring body and extending to the imaging element side member in the frame module. The camera module according to claim 11, wherein: 前記リング体を被写体側から押圧し、前記板状バネ部材の3箇所に設けられた突起と、前記枠モジュールの撮像素子側部材における前記リング体側の3箇所に設けられた突起とで前記リング体を支持し、前記リング体の光軸方向位置決めをおこなうことを特徴とする請求項12に記載したカメラモジュール。   The ring body is pressed between the projections provided at three locations of the plate-like spring member and the projections provided at three locations on the ring body side of the imaging element side member of the frame module. The camera module according to claim 12, wherein the ring body is positioned in the optical axis direction. 少なくとも1つ以上の光学レンズと、
前記光学レンズにより光像が結像される撮像素子と、
前記光学レンズの光軸を中心に回転可能に支持されたリング体と、
板状に延在した圧電素子を厚さ方向に積層して形成した駆動部材と、
該駆動部材の駆動力を前記リング体に伝える駆動ヘッドと、
前記リング体の回転運動を前記リング体における光軸方向の変位に変換する手段と、
前記リング体の回転運動を光軸方向の変位に変換する手段に固設され、前記光学レンズを光軸方向に移動可能に保持するレンズ保持体と、からなり、
前記駆動部材は長手方向を前記リング体における接線方向に延在され、前記駆動ヘッドは前記駆動部材における表層の長手方向略中央に直方体形状に設けられて前記リング体の接線部分に接触するよう配置され、
前記駆動部材により前記リング体の円周方向に擬似円運動する前記駆動ヘッドによって前記リング体を周方向に回動又は回転させ、前記リング体の回転運動を前記リング体における光軸方向の変位に変換する手段により、前記駆動ヘッドの円周方向擬似円運動を前記レンズ保持体における光軸方向の変位に変換するカメラモジュールと、
該カメラモジュールが装着されたケース体と、
該ケース体に設けられ、前記カメラモジュールを操作する操作部とを有することを特徴とする携帯端末。
At least one or more optical lenses;
An image sensor on which an optical image is formed by the optical lens;
A ring body supported rotatably about the optical axis of the optical lens;
A driving member formed by laminating piezoelectric elements extending in a plate shape in the thickness direction;
A drive head for transmitting the drive force of the drive member to the ring body;
Means for converting rotational movement of the ring body into displacement in the optical axis direction of the ring body;
A lens holder fixed to means for converting the rotational movement of the ring body into a displacement in the optical axis direction, and holding the optical lens movably in the optical axis direction;
The drive member is extended in the tangential direction of the ring body in the longitudinal direction, and the drive head is provided in a rectangular parallelepiped shape substantially at the center in the longitudinal direction of the surface layer of the drive member so as to contact the tangential portion of the ring body. And
The ring member is rotated or rotated in the circumferential direction by the drive head that performs pseudo-circular movement in the circumferential direction of the ring body by the drive member, and the rotational movement of the ring body is changed to the displacement in the optical axis direction in the ring body. A camera module that converts a circumferential pseudo-circular movement of the driving head into a displacement in the optical axis direction of the lens holder by means of converting;
A case body to which the camera module is mounted;
A portable terminal comprising an operation unit provided on the case body and operating the camera module.
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