JP2010049181A - カメラモジュール、カメラモジュールの製造方法、及びレンズの駆動方法 - Google Patents

Abstract

【課題】アクチュエータの組み込みに伴って、カメラモジュールが大型化してしまうことを抑制すること。
【解決手段】カメラモジュール１５０は、駆動軸４４、及び駆動軸４４に固着されたピエゾ素子４２を含む駆動装置と、駆動軸４４に対して直接的又は間接的に取り付けられ、ピエゾ素子４２の駆動に応じて変位するレンズＬ１〜Ｌ３と、レンズＬ１〜Ｌ３を介して入力する像を撮像する撮像素子１２と、を備える。ピエゾ素子４２は、撮像素子１２又は撮像素子１２が貼りあわされた支持基板１５上に載置されると共に、ピエゾ素子４２が載置された撮像素子１２又は支持基板１５に形成された配線に対して電気的に接続される。
【選択図】図１

Description

本発明は、カメラモジュール、カメラモジュールの製造方法、及びレンズの駆動方法に関する。

近年、カメラ等の撮像装置は多種多様な製品に組み込まれている。携帯電話、ノートパソコン等といった小型な電子機器にカメラを実装する場合、カメラ自体の小型化も強く要求される。

カメラ内にはレンズのオートフォーカス機構が組み込まれる場合がある。この場合、レンズを変位させるアクチュエータの小型化が強く望まれている。小型なアクチュエータとしては、圧電素子を駆動することで移動対象物を変位させるものが知られている（特許文献１参照）。このアクチュエータでは、圧電素子に対する電圧波形の印加に伴って生じる振動を、圧電素子に連結した軸を介して、この軸に摺動可能な状態で係合したレンズ鏡筒に伝達する。圧電素子に印加される電圧波形の波形を適切に設定することで、圧電素子の伸び速度と縮み速度とを異ならしめる。レンズ鏡筒と軸間の摩擦、及びレンズ鏡筒の慣性によって、レンズ鏡筒は、圧電素子の伸縮状況に応じて変位したり、変位しなかったりする。

例えば、圧電素子が短時間で伸張した場合、レンズ鏡筒は実質的に変位しない。圧電素子が比較的長い時間で伸張した場合、レンズ鏡筒は変位する。逆に、圧電素子が短時間で収縮した場合、レンズ鏡筒は実質的に変位しない。圧電素子が比較的長い時間で収縮した場合、レンズ鏡筒は変位する。

所定の電圧波形（例えば、ノコギリ歯状の電圧波形）を圧電素子に連続的に印加することで、レンズ鏡筒をレンズ鏡筒が係合した軸上にて所望の方向に移動させることができる。

特許文献１では、圧電素子、及び圧電素子に連結した駆動軸を特殊なフレームで支持する構造が示されている。特許文献２では、錘を加えて駆動装置を形成した構造が開示されている。
特開２００６−９１２１０号公報 特許第２６２５５６７号

ところで、上述のアクチュエータをカメラモジュールに組み込む場合、筐体に圧電素子を載置し、リード線等で圧電素子に対する電気的な接続を確保することが一般的である。

しかしながら、筐体に圧電素子を配置する場合、圧電素子の配置用構造を筐体に設けることが必要になり、この結果、カメラモジュールが大型化してしまう場合がある。

つまり、小型なアクチュエータを採用したとしても、このアクチュエータの組み込み構造を筐体に設ける結果、カメラモジュールの小型化が阻害されてしまう場合がある。

本発明は、このような問題点を解決するためになされたものであり、アクチュエータの組み込みに伴って、カメラモジュールが大型化してしまうことを抑制することを目的とする。

本発明にかかるカメラモジュールは、駆動軸、及び前記駆動軸に固着された圧電素子を含む駆動装置と、前記駆動軸に対して直接的又は間接的に取り付けられ、前記圧電素子の駆動に応じて変位するレンズと、前記レンズを介して入力する像を撮像する撮像素子と、を備えるカメラモジュールであって、前記圧電素子は、前記撮像素子又は前記撮像素子が貼りあわされた支持基板上に載置されると共に、当該圧電素子が載置された前記撮像素子又は前記支持基板に形成された配線に対して電気的に接続される。

撮像素子又は撮像素子が貼り合わされた支持基板に対して圧電素子を載置する。このとき、圧電素子が載置された撮像素子又は支持基板に形成された配線に対して圧電素子を電気的に接続する。圧電素子の配置構造を筐体に確保する必要性が解消する。従って、カメラモジュールの小型化が阻害されることを効果的に抑制することができる。

前記圧電素子には、前記圧電素子を形成する複数の圧電層の積層方向に沿って延在する部分を少なくとも有する端子が形成され、前記圧電素子が載置された前記撮像素子又は前記支持基板には、前記圧電素子に形成された前記端子が電気的に接続される配線パッドが形成されている、と良い。

前記端子は、前記撮像素子又は前記支持基板に対する前記圧電素子の載置面上にも形成されている、と良い。

前記配線パッドに対して電気的に接続され、かつ互いに対向関係にある主面間を電気的に接続する貫通電極が、前記圧電素子が載置された前記撮像素子又は前記支持基板に形成されている、と良い。

前記撮像素子は、画素配置領域及び当該画素配置領域の周囲にある周辺回路領域を有し、前記圧電素子は、前記撮像素子の前記周辺回路領域上に配置されている、と良い。

前記駆動装置、前記レンズ、及び前記撮像素子を少なくとも内部に収納する外囲器を更に備える、と良い。

前記外囲器は、相互に分離可能な第１及び第２収納部材の積層によって形成され、前記第１収納部材は、少なくとも前記撮像素子を収納し、前記第２収納部材は、少なくとも前記レンズを収納する、と良い。

前記第２収納部材は、前記圧電素子が配置される開口を有する、と良い。

少なくとも前記駆動装置、前記レンズ、前記撮像素子、及び前記外囲器は耐熱性を有し、当該カメラモジュールの組み立て後に加熱されることで回路基板に対して電気的に接続される、と良い。

本発明に係るカメラモジュールの製造方法は、駆動軸、及び前記駆動軸に固着された圧電素子を含む駆動装置と、前記駆動軸に対して直接的又は間接的に取り付けられ、前記圧電素子の駆動に応じて変位するレンズと、前記レンズを介して入力する像を撮像する撮像素子と、を備えるカメラモジュールの製造方法であって、前記撮像素子又は前記撮像素子が貼りあわされた支持基板上に前記圧電素子を載置し、前記圧電素子が載置された前記撮像素子又は前記支持基板に形成された配線に対して前記圧電素子を電気的に接続し、前記駆動軸に対して直接的又は間接的に前記レンズを摺動可能に係合させる。

前記圧電素子が配置される開口を有する収納部材を前記撮像素子上に配置するステップと、前記収納部材の前記開口に前記圧電素子を配置するステップと、を更に備える、と良い。

上述のカメラモジュールを回路基板に対して加熱実装するステップを更に備える、と良い。

本発明に係るレンズの駆動方法は、圧電素子に固着された駆動軸に対して摺動可能に直接的又は間接的に係合したレンズを変位させるレンズの駆動方法であって、前記レンズを介して撮像面に結像される像を撮像する撮像素子又は前記撮像素子が貼りあわされた支持基板に形成された配線を介して前記圧電素子に対して駆動信号を供給する。

本発明によれば、アクチュエータの組み込みに伴って、カメラモジュールが大型化してしまうことを抑制することができる。

以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。なお、各実施の形態は、説明の便宜上、簡略化されている。図面は簡略的なものであるから、図面の記載を根拠として本発明の技術的範囲を狭く解釈してはならない。図面は、もっぱら技術的事項の説明のためのものであり、図面に示された要素の正確な大きさ等は反映していない。同一の要素には、同一の符号を付し、重複する説明は省略するものとする。上下左右といった方向を示す言葉は、図面を正面視した場合を前提として用いるものとする。

〔第１の実施の形態〕
以下、図１乃至図８Ｂを参照して本発明の第１の実施形態について説明する。図１は、カメラモジュール１５０の概略的な断面構成を示す模式図である。図２は、ガラスカバーに対するピエゾ素子の取り付け状態を示す模式図である。図３は、ガラスカバーに対するイメージセンサの実装を示す模式図である。図４は、アクチュエータを駆動するための駆動部の構成を示すブロック図である。図５は、ピエゾ素子に印加される電圧波形を示す概略的な波形図である。図６は、携帯電話の構成を示す模式図である。図７は、携帯電話の前面の構成を示す模式図である。図８Ａ及びＢは、カメラモジュールの製造方法を説明するための概略的な工程図である。

図１に示すように、カメラモジュール（撮像装置）１５０は、フレキシブル配線基板（回路基板）１０、コネクタ１１、下部ケース（収納部材）２０、上部ケース（収納部材）５０、イメージセンサ（撮像素子）１２、ガラスカバー（支持基板）１５、レンズホルダ３１、ピエゾ素子（圧電素子）４２、及び伝達軸（駆動軸）４４を有する。レンズホルダ３１は、光軸ＡＸに沿って配置された複数のレンズＬ１〜Ｌ３を保持している。

カメラモジュール１５０は、レンズホルダ３１に保持されたレンズＬ１〜Ｌ３を介して外部から入力する像をイメージセンサ１２で撮像する。ピエゾ素子４２の駆動に応じて、レンズホルダ３１は、光軸に沿って前方又は後方に移動する。これによって、カメラモジュール１５０にオートフォーカス機能又はズーム機能を具備させることができる。

図１を参照して説明する前に、図２を参照して、ガラスカバー１５に対するピエゾ素子４２の配置状態を説明する。

図２に示すように、ピエゾ素子４２には一対の端子７０が形成されている。図２を正面視して左側の端子と右側の端子が一対の端子７０を形成する。各端子７０の断面視形状は、略Ｌ字状である。なお、端子の断面視形状は任意であり、他の断面視形状であっても構わない。端子７０は、ピエゾ素子４２の側面に付着した側部７０ａ、及びピエゾ素子４２の下面（載置面）に付着した下部７０ｂを有する。なお、端子７０は、金属等の導電性材料からなり、蒸着、メッキ等によりピエゾ素子４２の表面に導電性材料が堆積することで形成される。ピエゾ素子４２に形成された端子７０は、導電材料（半田、導電性樹脂等）７６によって、後述の上部パッド７１に対して固定される。

ガラスカバー１５の前面には、上部パッド７１が形成されている。ガラスカバー１５の背面には、下部パッド７３が形成されている。ガラスカバー１５には、上部パッド７１と下部パッド７３間を接続する貫通電極７２が形成されている。下部パッド７３上には、半田バンプ７４が配置される。各パッド、貫通電極は、金属等の導電性材料からなる。各パッド、貫通電極は、通常の半導体プロセス技術の活用により形成される。貫通電極は、スルーホール形成後に、スルーホール内に導電性材料を堆積させることで形成される。パッドは、通常のパターン生成技術（蒸着、スパッタリング、電鋳等）により形成される。

図２から明らかなように、ピエゾ素子４２に形成された一対の端子の一方には、半田バンプ７４ａ、下部パッド７３ａ、貫通電極７２ａ、上部パッド７１ａを含む電気経路が接続される。ピエゾ素子４２に形成された一対の端子の他方には、半田バンプ７４ｂ、下部パッド７３ｂ、貫通電極７２ｂ、上部パッド７１ａを含む電気経路が接続される。ピエゾ素子４２に形成された一対の端子の一方をグランド接続し、他方に駆動電圧を入力することでピエゾ素子４２を駆動することができる。

また、図２から明らかなように、ガラスカバー１５とフレキシブル配線基板１０間に配置される半田バンプの大きさは等しく設定される。これによって、フレキシブル配線基板１０に対するイメージセンサ１２の平坦性を確保することができる。

以下、図１及び図２を参照しながら具体的に説明する。

下部ケース２０は、イメージセンサ１２、及びガラスカバー１５を内部に収納する。上部ケース５０は、ピエゾ素子４２、伝達軸４４、及びレンズホルダ３１を内部に収納する。なお、下部ケース２０及び上部ケース５０は、共に黒色の樹脂材料を金型等で成型することで製造される。カバーを黒色樹脂で金型成型することでカメラモジュール１５０の遮光特性を向上させることができる。より好ましくは、ポリフェニレンサルファイド樹脂（ＰＰＳ）、液晶ポリマー（ＬＣＰ）、及びポリフタル酸アミド樹脂（ＰＰＡ）等のリフロー耐熱性のある樹脂が良い。なお、下部ケース２０及び上部ケース５０は外囲器を形成する。

下部ケース２０は、天板部２０ａ、及び側板部２０ｂを有する筒状体である。天板部２０ａには、レンズＬ１〜Ｌ３の光軸ＡＸに対応する位置に開口が形成されている。この開口を介して、レンズＬ１〜Ｌ３とイメージセンサ１２とが光学的に接続される。

上部ケース５０は、天板部５０ａ、及び側板部５０ｂを有する筒状体である。天板部５０ａには、レンズＬ１〜Ｌ３の光軸ＡＸに対応する位置に開口が形成されている。この開口を介して、外来の物体像がレンズＬ１〜Ｌ３に入力する。なお、上部ケース５０は、この形状に限定されるべきものではなく、他の様々な形状とすることができる。光軸に対する位置精度を高めるため、上部ケース５０の一部（伝達軸４４の保持部、レール２４の保持部）を下部ケース２０に設けても良い。

フレキシブル配線基板１０上には、光軸ＡＸに沿って、イメージセンサ１２、ガラスカバー１５、及びレンズホルダ３１が、この順で配置されている。

ガラスカバー１５は、フレキシブル配線基板１０上に半田バンプ７４を介して実装されている。なお、半田バンプ７４は、半田バンプ７４のぬれ性に従って、フレキシブル配線基板１０に形成されたパッド７５上に配置されている。ガラスカバー１５をフレキシブル配線基板１０に対して半田バンプ７４を介して実装することで、フレキシブル配線基板１０とガラスカバー１５間の電気的な接続を確保しつつ両者を位置決めすることができる。また、ここでは、半田バンプ７４の大きさを調整することによって、イメージセンサ１２とフレキシブル配線基板１０との間に空間を確保している。これによってイメージセンサ１２を安全に保持することができる。

ガラスカバー１５の背面には、イメージセンサ１２が貼りあわされている。ガラスカバー１５の前面には、ピエゾ素子４２が配置されている。

ガラスカバー１５は、入力光に対して実質的に透明な板状部材である。なお、ガラス製のカバーに限らず、プラスチック製のカバーを採用しても良い。

イメージセンサ１２は、ＣＣＤ(Charge Coupled Device)センサ、ＣＭＯＳ(Complementary Metal Oxide Semiconductor)センサといった一般的な固体撮像素子である。イメージセンサ１２は、ＸＺ平面にてマトリクス状に配置された複数の画素を画素配置領域１２ａに有する。各画素で光電変換をすることによって入力像を像データに変換して出力する。なお、イメージセンサ１２の画素配置領域１２ａはガラスカバー１５側に形成されている。

ここで、図３を参照して、ガラスカバー１５に対するイメージセンサ１２の実装方法について説明する。図３に模式的に示すように、イメージセンサ１２は、半田バンプ８５を介してガラスカバー１５に取り付けられる。具体的には、イメージセンサ１２の端子電極７８は、半田バンプ８５を介して、ガラスカバー１５の背面に形成された配線パターン７９に接続される。なお、半田バンプ８５は、その濡れ性によって、絶縁層７７から露出している配線パターン７９と端子電極７８間に配置される。配線パターン７９は、絶縁層７７の露出領域に形成された半田バンプ７４を介してフレキシブル配線基板１０上に形成されたパッドに接続される。

このように、ガラスカバー１５に対してイメージセンサ１２を貼り合わせることによって、イメージセンサ１２の薄型化を図りつつ、その強度をガラスカバー１５で補うことができる。これによって、イメージセンサ１２の低価格化を図ることができる。なお、図３以外の図面では、ガラスカバー１５に対するイメージセンサ１２の実装方法は非常に簡略化して図示している。

図１及び図２に戻って説明をする。上述のように、ガラスカバー１５の前面には、ピエゾ素子４２が配置されている。

ピエゾ素子４２は、セラミックス層（圧電層）がｙ軸に沿って積層された一般的な圧電素子である。一方の端子７０を接地させた状態で、他方の端子７０に電圧パルスを印加することによってピエゾ素子４２はｙ軸方向（光軸ＡＸに沿う方向）に伸縮する。

ピエゾ素子４２の上面には、伝達軸４４の下面が接着剤４３により固着されている。接着剤４３は、エポキシ系等の熱硬化型の接着剤等を用いると良い。なお、ピエゾ素子４２に対する伝達軸４４の固定方法は任意である。

伝達軸４４は、ピエゾ素子４２の上面に固着されている。具体的には、伝達軸４４の下端面がピエゾ素子４２の上面に載置された状態で、伝達軸４４はピエゾ素子４２に対して接着剤４３を介して固着されている。

伝達軸４４は、ピエゾ素子４２で生じた振動をレンズホルダ３１に伝達する。伝達軸４４は、軽量でかつ剛性が高いことが望ましい。伝達軸４４は、例えば、ガラス状カーボン（アモルファスカーボン）、エポキシ樹脂系等の熱硬化樹脂、
繊維強化樹脂（ＦＲＰ）、カーボンＣＦＲＰ、熱可塑性樹脂等を成形して製造される。

レンズホルダ３１は、光軸ＡＸに沿って順次配置されたレンズＬ１〜Ｌ３を保持する。レンズホルダ３１は、黒色の樹脂が金型等で成型されることで製造される。なお、レンズホルダ３１に対するレンズＬ１〜Ｌ３の組み込み方法は任意である。ここでは、レンズホルダ３１に対してレンズＬ１〜Ｌ３を圧入している。なお、図１では、レンズホルダ３１によるレンズＬ１〜Ｌ３の保持態様を非常に簡略化して表示している。

リンク部材４５は、レンズホルダ３１の外周部に形成されている。ここでは、リンク部材４５は、レンズホルダ３１に一体的に形成されている。

リンク部材４５ａは、レンズホルダ３１を伝達軸４４に対して摩擦係合させる。リンク部材４５ｂは、レンズホルダ３１を上部ケース５０に形成されたレール２４に対して摩擦係合させる。なお、摩擦係合とは、摺動可能な状態で係合している状態に等しい。

リンク部材４５ａは、バネ、及び押え板を内部に有する。バネは、押え板の一端を外側方向に付勢する。押え板の回転軸はリンク部材４５ａにより軸支されている。従って、押え板の他端は、内側方向に付勢された状態になる。ここでは、内側に付勢された状態の押え板とレンズホルダ３１の外周面との間で伝達軸４４を挟持する。レンズホルダ３１は、伝達軸４４に対してリンク部材４５ａを介して摺動可能な状態（摩擦係合した状態）になる。これによって、ピエゾ素子４２の駆動に応じてレンズホルダ３１を光軸ＡＸに沿って変位させることができる。

リンク部材４５ｂは、レール２４を部分的に受け入れる受け部を有する。なお、レール２４は、断面形状が凸状でありＹ軸に沿って延在する部材であり、上部ケース５０に一体的に形成されている。

リンク部材４５ｂに形成された受け部にレール２４が部分的に受け入れられることで、リンク部材４５ｂは、上部ケース５０に対して摩擦係合した状態になる。レール２４に対してリンク部材４５ｂが摺動することによってレンズホルダ３１の移動を安定にすることができる。

なお、フレキシブル配線基板１０は、可撓性を有するシート状の配線基板である。フレキシブル配線基板１０は、イメージセンサ１２に入力される制御信号、及びイメージセンサ１２から出力されるビデオ信号の伝送路として機能する。また、フレキシブル配線基板１０は、ピエゾ素子４２に入力される電圧信号（電圧波形）の伝送路として機能する。なお、ここでは、黒色のフレキシブル配線基板１０を採用することで、カメラモジュール１５０内に迷光が侵入することを抑制している。

また、コネクタ１１は、電気的な接続を確保しつつ、本体機器に対してカメラモジュール１５０を機械的に固定するための接続部分を形成する。

次に図４を参照して、カメラモジュール１５０を動作させるためのシステム構成（アクチュエータの駆動部の構成）について説明する。図４に示すように、コントローラ８０の出力は、パルス生成回路８１に接続される。パルス生成回路８１の出力は、ピエゾ素子８２に接続される。

コントローラ８０は、携帯電話９０（図６及び７参照）内に組み込まれたＣＰＵでプログラムが実行されることで形成される。コントローラ８０は、操作者による携帯電話９０の操作に応じて、カメラモジュールの機能を活性化する。パルス生成回路８１は、コントローラ８０からの制御信号に応じて、ピエゾ素子８２に印加される駆動パルスを生成する。このとき、カメラモジュールのオートフォーカス機能はオン状態にあり、また撮像素子も撮像モードになっている。なお、ピエゾ素子８２は、上述のピエゾ素子４２に対応する。

上述の点を前提としたうえで、図５を参照して、カメラモジュール１５０の動作（特にそのレンズホルダ３１を変位させる動作）について説明する。ここでは、ノコギリ歯波形の駆動電圧をピエゾ素子４２に印加する。なお、ノコギリ歯波形の駆動電圧の生成方法は、通常の回路技術を活用すれば容易に実現できる。

はじめに、図５（ａ）に示す駆動パルスをピエゾ素子４２に印加する場合について説明する。なお、図５（ａ）に示す場合、駆動パルスは、立ち上がり期間ＴＲ１は、立ち下がり期間ＴＲ２に比べて長い。

駆動パルスの立ち上がり期間ＴＲ１に、レンズホルダ３１は前方に変位する。他方、駆動パルスの立ち下がり期間ＴＲ２に、レンズホルダ３１は変位しない。立ち上がり期間ＴＲ１が立ち下がり期間ＴＲ２よりも長い駆動パルスをピエゾ素子４２に印加することによってレンズホルダ３１を前方（物体側）に変位させることができる。

上述の動作のメカニズムを補足的に説明する。

立ち上がり期間ＴＲ１では、駆動パルスの入力に応じて、ピエゾ素子４２は、圧電層の積層方向（ｙ軸方向）に沿って緩やかに伸張する。ピエゾ素子４２の伸張速度が低速であるため、伝達軸４４にリンク部材４５ａを介して摺動可能に係合されたレンズホルダ３１にも力が十分に伝達する。レンズホルダ３１は、自身の慣性力に打ち勝って、前方に向かって伝達軸４４上を摺動する。結果的に、レンズホルダ３１が前方に変位する。

立ち下がり期間ＴＲ２では、駆動パルスの入力に応じて、ピエゾ素子４２は、圧電層の積層方向に沿って急速に収縮する。ピエゾ素子４２の収縮速度が急速であるため、レンズホルダ３１の慣性力によって、伝達軸４４とリンク部材４５ａとの間には滑りが生じる。従って、伝達軸４４からみてレンズホルダ３１が後方に摺動することは抑制される。結果的に、レンズホルダ３１は、その場に居留まり、後方に変位しない。

このようなメカニズムによって、レンズホルダ３１を前方に変位させることができる。駆動パルスを連続的にピエゾ素子４２に対して印加することで、ピエゾ素子４２の位置を高精度に制御することができる。なお、上述のメカニズムの説明に誤りがあったとしても、本発明の技術的範囲が狭く解釈されるべきものではない。

次に、図５（ｂ）に示す駆動パルスをピエゾ素子４２に印加する場合について説明する。なお、図５（ｂ）に示す場合、駆動パルスは、立ち上がり期間ＴＲ３は、立ち下がり期間ＴＲ４に比べて短い。

駆動パルスの立ち上がり期間ＴＲ３に、レンズホルダ３１は変位しない。他方、駆動パルスの立ち下がり期間ＴＲ４に、レンズホルダ３１は後方に変位する。立ち上がり期間ＴＲ３が立ち下がり期間ＴＲ４よりも短い駆動パルスをピエゾ素子４２に印加することによって、レンズホルダ３１を後方（撮像素子側）に変位させることができる。なお、このメカニズムについては、上述のメカニズムと同様に説明がつく。この点は、当業者にとっては明らかであるため、重複する説明は省略する。

なお、図６及び７に、本実施形態にかかるカメラモジュール１５０が組み込まれる携帯電話を示す。

図６に示すように、携帯電話９０は、上側本体（第１部材）９１、下側本体（第２部材）９２、及びヒンジ９３を有する。上側本体９１と下側本体９２とは、共にプラスチック製の平板部材であって、ヒンジ９３を介して連結される。上側本体９１と下側本体９２とはヒンジ９３によって開閉自在に構成される。上側本体９１と下側本体９２とが閉じた状態のとき、携帯電話９０は上側本体９１と下側本体９２とが重ね合わされた平板状の部材になる。

上側本体９１は、その内面に表示部９４を有する。表示部９４には、着信相手を特定する情報（名前、電話番号）、携帯電話９０の記憶部に格納されたアドレス帳等が表示される。表示部９４の下には液晶表示装置が組み込まれている。

下側本体９２は、その内面に複数のボタン９５を有する。携帯電話９０の操作者は、ボタン９５を操作することによって、アドレス帳を開いたり、電話を掛けたり、マナーモードに設定したりし、携帯電話９０を意図したように操作する。携帯電話９０の操作者は、このボタン９５を操作することに基づいて、携帯電話９０内のカメラモジュール１５０を起動する。

図７に、携帯電話９０の前面（上面）の構成を示す。図７に示すように、上側本体９１の前面には、表示領域９６が形成されている。表示領域９６に配置されたＬＥＤが発光することで着信状態を操作者に報知することができる。上側本体９１の前面の領域９７には、上述のカメラモジュール１５０が組み込まれる

図８Ａ及びＢを参照して、カメラモジュール１５０の製造方法について説明する。

まず、図８Ａ（ａ）に示すように、イメージセンサ１２が背面に貼りあわされたガラスカバー１５上に下部ケース２０を載置する。このとき、下部ケース２０の天板部２０ａとその側板部２０ｂ間の内側の境界付近に接着剤１６を塗布しておく。これによって、ガラスカバー１５上への下部ケース２０の載置によって、下部ケース２０に対してガラスカバー１５を固定することが可能になる。なお、接着剤１６としては、例えば、光線硬化性接着剤、熱硬化性接着剤等を用いると良い。

次に、図８Ａ（ｂ）に示すように、下部ケース２０に形成された開口２０ｃにピエゾ素子４２を配置し、ピエゾ素子４２をガラスカバー１５の前面に配置する。そして、この状態で、ピエゾ素子４２に形成した一対の端子７０とガラスカバー１５の前面に形成された上部パッド７１間に導電性物質７６を塗布する。これによって、ガラスカバー１５に対してピエゾ素子４２は固着される。尚、更に、下部ケースとピエゾ素子を接着固定しても良い。

なお、図示の場合のほか、ピエゾ素子４２の一端に伝達軸４４が固着されていない状態でピエゾ素子４２をガラスカバー１５上に配置し、その後、ピエゾ素子４２に対して伝達軸４４を固着させても良い。

次に、図８Ａ（ｃ）に示すように、レンズホルダ３１を伝達軸４４に対してリンク部材４５を介して取り付ける。これによって、レンズホルダ３１は伝達軸４４に対して摩擦係合される。なお、伝達軸４４に対するレンズホルダ３１の具体的な係合方法は任意である。押え板の付勢に基づいてレンズホルダ３１を伝達軸４４に対して摩擦係合させると良い。

次に、図８Ｂ（ｄ）に示すように、上部ケース５０を下部ケース２０上に配置する。下部ケース２０に対する上部ケース５０の配置に伴って、上部ケース５０に予め形成した開口には伝達軸４４の上端が挿入される。次に、伝達軸４４の上端部分で、上部ケース５０に対して伝達軸４４を接着剤５５によって固着する。なお、下部ケース２０と上部ケース５０間の結合方法は、両者の嵌めあいによって結合させても良いし、接着固定によって結合させても良い。

次に、図８Ｂ（ｅ）に示すように、図８（ｄ）の状態の部品をフレキシブル配線基板１０上に配置する。この状態の部品を加熱炉に投入し、ガラスカバー１５とフレキシブル配線基板１０間を半田で接続する。このようにリフローすることで、カメラモジュール１５０の生産性を高めることができる。なお、リフロー温度は、１９０〜２９０度が良い。

上述の説明から明らかなように、本実施形態では、イメージセンサ１２が貼り合わされたガラスカバー１５上にピエゾ素子４２を配置する。これによってピエゾ素子４２の配置構造を筐体に設ける必要がなくなる。従って、ピエゾ素子４２の配置構造を設けることに伴って、カメラモジュールの小型化が阻害されることを効果的に抑制することができる。

また、本実施形態では、ピエゾ素子４２に形成させた端子７０とガラスカバー１５に形成させた上部パッド７１間の接続によって、ピエゾ素子４２に対する電気的な接続を確保する。これによって、別途、リード線等をピエゾ素子４２に対して接続させる必要を解消することができる。そして、カメラモジュール１５０の生産性を効果的に高めることができる。

また、本実施形態では、リフロー工程によって、フレキシブル配線基板１０とガラスカバー１５間の接続を確保する。これによって、カメラモジュール１５０を効率的に製造することができる。

［第２の実施の形態］
図９を参照して本発明の第２の実施形態について説明する。本実施形態では、ピエゾ素子４２の配置態様が異なる。このような場合であっても第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。以下、具体的に説明する。

図９（ａ）に示すように、イメージセンサ１２上にピエゾ素子４２を配置しても良い。この場合、上部パッド７１、貫通電極７２、及び下部パッド７３は、イメージセンサ１２に形成する。このような場合であっても第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。但し、イメージセンサ１２の機械的な強度を確保するために、第１の実施形態の場合と比較して、イメージセンサ１２の基板厚を厚くすることが必要になる。

図９（ｂ）に示すように、ガラスカバー１５とイメージセンサ１２の積層部分に貫通電極７２を形成しても良い。この場合も第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。なお、この場合、下部パッド７３は、イメージセンサ１２の背面に形成される。

図９（ａ）（ｂ）に示す場合、ピエゾ素子４２は、イメージセンサ１２に集積された周辺回路上に配置されている。イメージセンサ１２は、画素配置領域１２ａの周囲に周辺回路領域を有する。周辺回路領域には、シフトレジスタ、転送レジスタ等の周辺回路が集積化されている。貫通電極７２の配置位置は、イメージセンサ１２の設計時に任意に設定することができる。貫通電極７２を周辺回路領域に形成することによってイメージセンサ１２のチップ面積を小さくすることができる。そして、イメージセンサ１２の低価格化を図ることができる。

なお、図９（ａ）及び（ｂ）に示す場合にも、端子７０と上部パッド７１間は、導電性物質７６（不図示）によって電気的に接続されるものとする。

［第３の実施の形態］
図１０を参照して本発明の第３の実施形態について説明する。本実施形態では、レンズホルダ３１はレンズＬ１、レンズＬ２を保持する。このような場合であっても第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。

［参考例］
図１１を参照して参考例について説明する。図１１の場合、ピエゾ素子４２を配置するために構造を上部ケース５０に設けている。また、ピエゾ素子４２に対してリード線６５を接続している。このような場合、ピエゾ素子４２の配置構造を上部ケース５０に設けることに伴ってカメラモジュール１５０が大型化してしまう。また、リード線６５をピエゾ素子４２に対して接続する工程だけ、カメラモジュール１５０の生産性が劣化してしまう。上述の実施形態では、このような問題点を解消することができる。つまり、リード線の配線時に必要になる半田付け工程を省略化することで手作業による生産性の低下を回避することができる。

本発明の技術的範囲は上述の実施形態に限定されない。移動対象としてのレンズの枚数は任意である。伝達軸にレンズホルダを取り付ける具体的な方法は任意である。

本発明の第１の実施形態にかかるカメラモジュールの概略的な断面構成を示す模式図である。 本発明の第１の実施形態にかかるガラスカバーに対するピエゾ素子の取り付け状態を示す模式図である。 本発明の第１の実施形態にかかるガラスカバーに対するイメージセンサの実装を示す模式図である。 本発明の第１の実施形態にかかるアクチュエータを駆動するための駆動部の構成を示すブロック図である。 本発明の第１の実施形態にかかるピエゾ素子に印加される電圧波形を示す概略的な波形図である。 本発明の第１の実施形態にかかる携帯電話の構成を示す模式図である。 本発明の第１の実施形態にかかる携帯電話の前面の構成を示す模式図である。 本発明の第１の実施形態にかかるカメラモジュールの製造方法を説明するための概略的な工程図である。 本発明の第１の実施形態にかかるカメラモジュールの製造方法を説明するための概略的な工程図である。 本発明の第２の実施形態にかかるピエゾ素子の固定方法を示す模式図である。 本発明の第３の実施形態にかかるカメラモジュールの概略的な断面構成を示す模式図である。 比較例にかかるカメラモジュールの概略的な断面構成を示す模式図である。

符号の説明

１０ フレキシブル配線基板
１１ コネクタ
１２ イメージセンサ
１２ａ 画素配置領域

１５ ガラスカバー
１６ 接着剤
２０ 下部ケース
２０ａ 天板部
２０ｂ 側板部
２０ｃ 開口
２４ レール
３１ レンズホルダ
４２ ピエゾ素子
４３ 接着剤
４４ 伝達軸
４５ リンク部材
５０ 上部ケース
５０ａ 天板部
５０ｂ 側板部
５５ 接着剤
６５ リード線

７０ 端子
７１ 上部パッド
７２ 貫通電極
７２ａ 上部パッド
７３ 下部パッド

７４ 半田バンプ
７５ パッド
７６ 導電性物質
７７ 絶縁層
７８ 端子電極

８０ コントローラ
８１ パルス生成回路
８２ ピエゾ素子

９０ 携帯電話

Claims (13)

1. 駆動軸、及び前記駆動軸に固着された圧電素子を含む駆動装置と、
   前記駆動軸に対して直接的又は間接的に取り付けられ、前記圧電素子の駆動に応じて変位するレンズと、
   前記レンズを介して入力する像を撮像する撮像素子と、
   を備えるカメラモジュールであって、
   前記圧電素子は、前記撮像素子又は前記撮像素子が貼りあわされた支持基板上に載置されると共に、当該圧電素子が載置された前記撮像素子又は前記支持基板に形成された配線に対して電気的に接続される、カメラモジュール。
2. 前記圧電素子には、前記圧電素子を形成する複数の圧電層の積層方向に沿って延在する部分を少なくとも有する端子が形成され、
   前記圧電素子が載置された前記撮像素子又は前記支持基板には、前記圧電素子に形成された前記端子が電気的に接続される配線パッドが形成されていることを特徴とする請求項１に記載のカメラモジュール。
3. 前記端子は、前記撮像素子又は前記支持基板に対する前記圧電素子の載置面上にも形成されていることを特徴とする請求項２に記載のカメラモジュール。
4. 前記配線パッドに対して電気的に接続され、かつ互いに対向関係にある主面間を電気的に接続する貫通電極が、前記圧電素子が載置された前記撮像素子又は前記支持基板に形成されていることを特徴とする請求項２又は３に記載のカメラモジュール。
5. 前記撮像素子は、画素配置領域及び当該画素配置領域の周囲にある周辺回路領域を有し、
   前記圧電素子は、前記撮像素子の前記周辺回路領域上に配置されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載のカメラモジュール。
6. 前記駆動装置、前記レンズ、及び前記撮像素子を少なくとも内部に収納する外囲器を更に備えることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載のカメラモジュール。
7. 前記外囲器は、相互に分離可能な第１及び第２収納部材の積層によって形成され、
   前記第１収納部材は、少なくとも前記撮像素子を収納し、
   前記第２収納部材は、少なくとも前記レンズを収納することを特徴とする請求項６に記載のカメラモジュール。
8. 前記第２収納部材は、前記圧電素子が配置される開口を有することを特徴とする請求項７に記載のカメラモジュール。
9. 少なくとも前記駆動装置、前記レンズ、前記撮像素子、及び前記外囲器は耐熱性を有し、当該カメラモジュールの組み立て後に加熱されることで回路基板に対して電気的に接続される、請求項６乃至８のいずれか一項に記載のカメラモジュール。
10. 駆動軸、及び前記駆動軸に固着された圧電素子を含む駆動装置と、
    前記駆動軸に対して直接的又は間接的に取り付けられ、前記圧電素子の駆動に応じて変位するレンズと、
    前記レンズを介して入力する像を撮像する撮像素子と、
    を備えるカメラモジュールの製造方法であって、
    前記撮像素子又は前記撮像素子が貼りあわされた支持基板上に前記圧電素子を載置し、
    前記圧電素子が載置された前記撮像素子又は前記支持基板に形成された配線に対して前記圧電素子を電気的に接続し、
    前記駆動軸に対して直接的又は間接的に前記レンズを摺動可能に係合させる、カメラモジュールの製造方法。
11. 前記圧電素子が配置される開口を有する収納部材を前記撮像素子上に配置するステップと、
    前記収納部材の前記開口に前記圧電素子を配置するステップと、
    を更に備えることを特徴とする請求項１０に記載のカメラモジュールの製造方法。
12. 請求項１０又は１１に記載のカメラモジュールを回路基板に対して加熱実装するステップを更に備えることを特徴とするカメラモジュールの製造方法。
13. 圧電素子に固着された駆動軸に対して摺動可能に直接的又は間接的に係合したレンズを変位させるレンズの駆動方法であって、
    前記レンズを介して撮像面に結像される像を撮像する撮像素子又は前記撮像素子が貼りあわされた支持基板に形成された配線を介して前記圧電素子に対して駆動信号を供給する、レンズの駆動方法。

Images