JP2011043675A - 駆動装置、画像取得装置、及び電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】筐体の側壁の薄肉化を実現しつつ、軸保持部の位置を安定化すること。
【解決手段】駆動装置は、駆動電圧に応じて伸縮するピエゾ素子５０と、ピエゾ素子５０で生じる振動を受ける伝達軸５１と、ピエゾ素子５０及び伝達軸５１と共に移動するレンズホルダ３１と、レンズホルダ３１を外囲すると共に、レンズホルダ３１の移動方向に沿って延在する側壁を有する筐体２０と、筐体２０とは別体であると共に、レンズホルダ３１の移動方向に沿って伝達軸５１が摺動可能な状態で伝達軸５１を保持する軸保持部４０と、を備え、軸保持部４０は、筐体２０の側壁の近傍に配置されると共に、筐体２０の側壁の延在方向に交差する方向に沿って延在する取付面に対して設けられている。筐体２０の側壁の薄肉化を実現しつつ、軸保持部４０の位置安定性を高めることができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、駆動装置、画像取得装置、及び電子機器に関する。

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。

カメラ内にはオートフォーカスレンズ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では、板ばねでピエゾ素子を付勢して、ピエゾ素子と軸部材とを互いに係合させる方式が開示されている。

特開２００６−１７８４９０号公報

ピエゾ素子及び駆動軸が移動対象物に同調して移動するタイプのアクチュエータでは、駆動軸を保持する軸保持部を筐体に対して固定すると良い。より好適には、筐体の側壁に対して軸保持部を固定することによって、移動対象物の移動方向に沿う軸保持部の位置を簡易に設定することができる。

しかしながら、筐体の側壁の薄肉化に伴って、軸保持部の位置安定性が劣化してしまうおそれがある。具体的には、筐体の側壁の薄肉化によって側壁に反りが生じ、側壁に対して固定された軸保持部の位置にズレが生じてしまうおそれがある。軸保持部の位置にズレが生じると、軸保持部によって保持された駆動軸が軸ズレしてしまい、結果的に意図したように移動対象物を移動させることが難しくなる。移動対象物がレンズの場合、レンズ光軸にズレが生じる結果、レンズを介した取得像の品質が劣化してしまうおそれがある。例えば、取得像にボケが生じしてしまうおそれがある。

上述の説明から明らかなように、側壁部の薄肉化を実現しつつ、軸保持部の位置安定性を高めることが強く求められている。本発明は、外囲器の側壁部の薄肉化を実現しつつ、軸保持部の位置を安定化することを目的とする。

本発明に係る駆動装置は、駆動電圧に応じて伸縮する圧電素子と、前記圧電素子で生じる振動を受ける駆動軸と、前記圧電素子及び前記駆動軸と共に移動する移動対象物と、前記移動対象物を外囲すると共に、当該移動対象物の移動方向に沿って延在する側壁部を有する外囲器と、前記外囲器とは別体であると共に、前記移動対象物の移動方向に沿って前記駆動軸が摺動可能な状態で前記駆動軸を保持する軸保持部と、を備え、前記軸保持部は、前記外囲器の前記側壁部の近傍に配置されると共に、前記側壁部の延在方向に交差する方向に沿って延在する取付面に対して設けられている。

薄肉の側壁部に対して軸保持部を設けるのではなく、側壁部の延在方向に沿って延在する取付面に対して軸保持部を設けることによって、外囲器の側壁部の薄肉化を実現しつつ、軸保持部の位置を安定化することが可能になる。

前記外囲器は、前記側壁部の近傍に配置された前記取付面を有する、と良い。

前記軸保持部と前記取付面とは、互いに面接触している、と良い。軸保持部の位置を効果的に安定化することができる。

前記軸保持部は、嵌め合いによって前記取付面に対して係合している、と良い。軸保持部の位置を効果的に安定化することができる。

前記外囲器は、前記移動対象物の移動方向に沿って順に第１及び第２空間を当該外囲器の内側に形成する隔壁部を有し、前記取付面は、前記隔壁部に対して設けられている、と良い。

前記外囲器は、前記軸保持部の配置位置に対応して、前記側壁部に対して設けられた切欠き部を有し、前記取付面に対して固定された前記軸保持部は、前記切欠き部を介して、前記外囲器の外側から視認可能である、と良い。装置の小型化を図ることができる。

前記外囲器の上面視形状は多角形状であり、前記軸保持部は、前記外囲器の隅部に配置されている、と良い。軸保持部の位置を効果的に安定化することができる。

前記軸保持部が配置されていない前記外囲器の他の隅部には、前記側壁部を補強するための梁部が設けられている、と良い。軸保持部の位置を効果的に安定化することができる。

前記側壁部の肉厚は、０．６ｍｍ以下である、と良い。装置の小型化を図ることができる。

前記軸保持部は、弾性部材による前記駆動軸の付勢に基づいて前記駆動軸を保持する、と良い。

前記移動対象物は、複数のレンズを保持したレンズ保持体である、と良い。

本発明に係る画像取得装置は、上述の駆動装置と、前記レンズを介して入力する像を撮像する撮像手段と、を備える。

本発明に係る電子機器は、上述の画像取得装置を備える。

本発明によれば、外囲器の側壁部の薄肉化を実現しつつ、軸保持部の位置を安定化することができる。

本発明の第１実施形態に係るカメラモジュールの概略的な分解斜視図である。 本発明の第１実施形態に係るカメラモジュールの概略的な斜視図である。 本発明の第１実施形態に係る撮像モジュールの概略的な構成を示す模式図である。 本発明の第１実施形態に係る筐体の概略的な斜視図である。 本発明の第１実施形態に係るレンズユニットの概略的な斜視図である。 本発明の第１実施形態に係る軸保持部の概略的な分解斜視図である。 本発明の第１実施形態に係る軸保持部の概略的な斜視図である。 本発明の第１実施形態に係る軸保持部の概略的な斜視図である。 本発明の第１実施形態に係る軸保持部の概略的な側面図である。 本発明の第１実施形態に係る軸保持部の概略的な斜視図である。 本発明の第１実施形態に係る軸保持部の概略的な上面図である。 本発明の第１実施形態に係るレンズユニットの概略的な側面図である。 本発明の第１実施形態に係るレンズユニットの概略的な断面模式図である。 本発明の第１実施形態に係る筐体に対する軸保持部の取付方法を示す概略的な斜視図である。 本発明の第１実施形態に係るカメラモジュールの概略的な部分上面図である。 本発明の第１実施形態に係るカメラモジュールの筐体の側面を示す模式図である。 本発明の第１実施形態に係るカメラモジュールの概略的な上面図である。 本発明の第１実施形態に係るカメラモジュールの概略的な断面模式図である。 本発明の第１実施形態に係るカメラモジュールの概略的な断面模式図である。 本発明の第１実施形態に係る携帯電話の概略的な模式図である。 本発明の第１実施形態に係る駆動装置を駆動するための駆動部の構成を示す概略的なブロック図である。 本発明の第１実施形態に係る駆動波形を示す概略的な波形図である。 本発明の第１実施形態に係る駆動波形を示す概略的な波形図である。

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実施形態〕
以下、図１乃至図２３を参照して、本発明の第１実施形態について説明する。

図１及び図２に示すように、カメラモジュール（画像取得装置）１５０は、配線基板１０、コネクタ１１、撮像モジュール１２、筐体（外囲器）２０、レンズユニット（レンズ部品）３０、及び蓋６０（外囲器）を有する。図３に示すように、撮像モジュール１２は、透明基板１３ａ、及びイメージセンサ（撮像素子、撮像手段）１３ｂを有する。イメージセンサ１３ｂの上面には、撮像領域１３ｃが配置されている。

図１に示すように、配線基板１０の一端にはコネクタ１１が配置されている。配線基板１０の他端には、撮像モジュール１２が配置されている。撮像モジュール１２上には、筐体２０、レンズユニット３０、及び蓋６０が、この順で配置される。筐体２０は、移動対象物であるレンズＬ１〜Ｌ３（図５参照）からみて移動しない固定側部材として機能する。蓋６０、撮像モジュール１２、及び配線基板１０も、同様に、固定側部材として機能する。

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。配線基板１０は、イメージセンサ１３ｂに入力する制御信号、及びイメージセンサ１３ｂから出力されるビデオ信号の伝送路として機能する。配線基板１０は、ピエゾ素子５０に入力する駆動電圧の伝送路として機能する。

コネクタ１１は、カメラモジュール１５０を本体機器に電気的及び機械的に接続するための部分である。

撮像モジュール１２は、上述のように、透明基板１３ａ及びイメージセンサ１３ｂを有する。

透明基板１３ａは、入力光に対して実質的に透明な板状部材である。透明基板１３ａの上面視形状は方形である。透明基板１３ａの背面には、イメージセンサ１３ｂがバンプ接続している。

イメージセンサ１３ｂ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イメージセンサである。イメージセンサ１３ｂの撮像領域１３ｃには、ＸＺ平面にてマトリクス状に配置された複数の画素を有する。各画素は、光電変換によって、入力光の光量に応じた電荷を蓄積する。各画素に蓄積された電荷は、転送制御によって各画素から読み出されて、後続の回路に供給される。

筐体２０は、配線基板１０上に実装される。筐体２０は、撮像モジュール１２を下部空間で収納し、レンズユニット３０を上部空間で収納する。筐体２０の採用により、カメラ機能のモジュール化を図ることができる。筐体２０の下端面は、黒色の接着剤を介して配線基板１０に固定されている。これによって、筐体２０の内部に外来光が侵入することを抑制することができる。なお、筐体２０は、例えば、黒色樹脂の成型により製造される。

蓋６０は、筐体２０に対して取り付けられる。これによって、レンズユニット３０は筐体２０内に閉じ込められる。蓋６０は、好適には、ネジによって筐体２０に取り付けられる。蓋６０を筐体２０に対して接着固定するのではなく、ネジで固定することによって、筐体２０に対する蓋６０の着脱が可能になる。これによって、動作テストで不良と判定されたカメラモジュール１５０の不良原因をテスト後に取り除くこと等が可能になる。例えば、イメージセンサ１３ｂの撮像面上に入り込んだゴミを動作テスト後に取り除くことでカメラモジュールの歩留まりを向上させることができる。なお、蓋６０は、例えば、樹脂がモールド成形されて製造される。また、筐体２０に対して蓋６０を接着固定しても良い。

図４に示すように、筐体２０は、側壁（側壁部）２１、隔壁（隔壁部）２２、梁部２３、梁部２４、レール（ガイド部）２５、台座（台座部）２６、孔部２７、ガイド柱２８、及び引出口２９を有する。

側壁２１は、側壁２１ａ〜２１ｄが連続した上面視正方形状の筒状部分である。側壁２１の壁厚は、０．３ｍｍ〜０．６ｍｍに設定されている。隔壁２２は、側壁２１から内側へ延在する板状部分である。隔壁２２の壁厚は、側壁２１と同様、０．３ｍｍ〜０．６ｍｍに設定されている。隔壁２２によって、レンズユニット３０用の収納空間と撮像モジュール１２用の収納空間が筐体２０内に形成される。なお、隔壁２２には、上下の収納空間を光学的に接続するための開口ＯＰ２が形成されている。

隔壁２２には、後述の軸保持部４０（図５、６参照）が載置される台座２６が設けられている。台座２６には、孔部２７が設けられている。なお、孔部２７は、開口ＯＰ２よりも側壁２１に対して近接配置されている。孔部２７ａは、側壁２１の端部近傍に設けられている。孔部２７ｂは、側壁２１ａと側壁２１ｄの間の内隅近傍に設けられている。

側壁２１の強度を高めるため、側壁２１ａと側壁２１ｂ間の内隅には、梁部２３が設けられている。梁部２３は、端部２３ａ、平板部２３ｂ、及び端部２３ｃを有する。平板部２３ｂから見て、端部２３ａは、側壁２１ａに向かって延在し、側壁２１ａに対して連結する。平板部２３ｂから見て、端部２３ｃは、側壁２１ｂに向かって延在し、側壁２１ｂに対して連結する。なお、梁部２３は、隔壁２２の上面に対して連結している。また、梁部２３と側壁２１ａ、２１ｂ間には空間が形成されている。

側壁２１の強度を高めるため、側壁２１ｃと側壁２１ｄ間の内隅には、梁部２４が設けられている。梁部２４は、基部２４ａ、胴部２４ｂ、及び端部２４ｃを有する。

基部２４ａの基端は、側壁２１ｃに対して連結している。基部２４ａの先端は、胴部２４ｂの基端に連結している。基部２４ａは、側壁２１ｃから離間する方向へ延在する。胴部２４ｂは、レンズユニット３０の外周に沿って延在する。端部２４ｃも、同様に、レンズユニット３０の外周に沿って延在する。胴部２４ｂは、基部２４ａ及び端部２４ｃよりも肉厚である。これによって、筐体２０の成型時、押し出しピン等によって筐体２０を金型から簡易に離脱させることができる。なお、梁部２４は、隔壁２２に対して連結している。梁部２４と側壁２１ｃ、２１ｄ間には空間が形成されている。

レール２５は、側壁２１ｂと側壁２１ｃ間の隅部に配置されている。レール２５は、側壁２１に沿って延在する柱状体である。レール２５によってレンズユニット３０の移動が安定化される。

側壁２１ｄの内側には、ガイド柱（配線案内部）２８が設けられている。ガイド柱２８は、側壁２１ｄに沿って延在する柱状体である。ガイド柱２８と側壁２１ｄ間に配線が位置決めされる。ガイド柱２８は、筐体２０内に引かれる配線を位置決めするための部材である。

側壁２１ｃには、引出口２９が設けられる。筐体２０内の配線は、ガイド柱２８と側壁２１ｄの間、梁部２４と側壁２１ｄの間、梁部２４と側壁２１ｃ間を引き回され、引出口２９を介して筐体２０外へ引き出され、配線基板１０に対して接続される。

図５に示すように、レンズユニット３０は、レンズホルダ（レンズ保持体）３１、ピエゾ素子（圧電素子）５０、伝達軸（駆動軸）５１、及び軸保持部４０を有する。

レンズホルダ３１は、円筒状の部材であり、レンズＬ１〜Ｌ４を保持している（図１８参照）。レンズホルダ３１の上板部には、開口ＯＰ１が形成されている。レンズホルダ３１の上板部は、光学的に絞りとして機能する。レンズホルダ３１の外周には、伝達軸５１が連結した連結部３２が設けられている。連結部３２は、伝達軸５１を固定支持する支持板３２ａ、３２ｂを有する。なお、軸保持部４０を含めないで、レンズユニット３０と把握しても良い。

レンズユニット３０は、ピエゾ素子５０の駆動に応じて、ｙ軸（レンズＬ１〜Ｌ４の光軸に一致する軸線）に沿って移動可能である。但し、軸保持部４０は、筐体２０に対して固定されており、ピエゾ素子５０の駆動に応じて移動することはない。イメージセンサ１３ｂの撮像面に対するレンズＬ１〜Ｌ４の配置高さを調整することで、意図したように被写体像をイメージセンサ１３ｂの撮像面に結像させることができる。

ピエゾ素子５０及び伝達軸５１は、接着剤を介して互いに固着している。伝達軸５１は、レンズホルダ３１に対して連結部３２を介して連結されている。具体的には、伝達軸５１は、連結部３２の支持板３２ａ、３２ｂの開口に対して圧入されている。

ピエゾ素子５０を筐体２０に対して固定する場合には、筐体２０に対してピエゾ素子５０を適切に配置することができない場合がある。また、伝達軸５１を筐体２０に対して固定する場合も同様である。本実施形態では、レンズホルダ３１に対して伝達軸５１を固定する。従って、筐体２０に対するピエゾ素子５０又は伝達軸５１の配置誤差が問題となることはない。

レンズホルダ３１、ピエゾ素子５０、及び伝達軸５１は、相対的な位置関係が固定されており、固定側部材として機能する軸保持部４０に対して相対的に移動可能となっている。

ピエゾ素子５０は、セラミックス層（圧電層）が積層された一般的な圧電素子である。ピエゾ素子５０の側面は、一対の電極端子として機能する。例えば、一方の電極端子を接地させた状態で、他方の電極端子に駆動電圧を印加することによってピエゾ素子５０はＹ軸方向に伸縮する。

伝達軸５１は、ｙ軸方向を長手方向とする棒状体である。伝達軸５１は、接着剤を介して、ピエゾ素子５０の上面に固定されている。なお、接着剤以外の方法で、伝達軸５１をピエゾ素子５０に対して固定しても構わない。なお、ピエゾ素子５０と伝達軸５１を連結させる方法は任意である。両者の嵌め合いによって、伝達軸５１とピエゾ素子５０とを連結させても良い。

伝達軸５１は、ピエゾ素子５０で生じた振動を軸保持部４０に伝達する。軸保持部４０は、摺動可能な状態で伝達軸５１を保持し、かつ筐体２０に対して固定されている。従って、ピエゾ素子５０で生じた振動によって、ピエゾ素子５０、伝達軸５１、及びレンズホルダ３１が、筐体２０及び軸保持部４０に対して変位する。

伝達軸５１は、軽量でかつ剛性が高いことが望ましい。伝達軸５１は、比重２．１以下の材料からなる。より好ましくは、伝達軸５１は、比重２．１以下であり、弾性率２０ＧＰａ以上の材料からなる。更に好ましくは、伝達軸５１は、比重２．１以下であり、弾性率３０ＧＰａ以上の材料からなる。これによって、共振周波数を高周波側へシフトさせることができ、連続した使用可能周波数帯域を得ることができる。

伝達軸５１は、ガラス状炭素、繊維強化樹脂、エポキシ樹脂から成型すると良い。特に黒鉛を含有するガラス状炭素複合材、カーボンを含有する繊維強化樹脂やガラス、カーボンを含有するエポキシ樹脂複合材が特に好ましい。

レンズホルダ３１の外周面には、レール受け部３５が設けられている。レール受け部３５は、筐体２０に設けられたレール２５を受け入れる。レール受け部３５をレール２５に嵌め合わせることによって、レンズホルダ３１の移動が安定化される。

レンズホルダ３１の外周面には、外側へ延出する支持板３２ａ、３２ｂが、ｙ軸方向に所定の間隔をおいて配置されている。支持板３２ａ、３２ｂには、伝達軸５１が挿入される開口が形成されている。なお、支持板３２ａ、３２ｂは、レンズホルダ３１と別体としても良い。

支持板３２ａは、伝達軸５１を固定支持する。支持板３２ａに形成された開口は、伝達軸５１の径よりも僅かに狭い。支持板３２ａに形成された開口に圧力をかけて伝達軸５１を嵌め込むことによって、支持板３２ａに対して伝達軸５１を固定することができる。支持板３２ｂの孔径も、支持板３２ａと同様である。

上述の構成を採用することによって、支持板３２ａ、３２ｂで伝達軸５１をきつく保持することができる。換言すれば、伝達軸５１と支持板３２ａ、３２ｂ夫々間の振動伝達度を高くすることができる。このようにして、レンズホルダ３１を効率的に変位させることが可能になる。

圧入以外の方法を採用する場合、接着剤を適切に選定することで上述の場合と同様の効果を得ることができる。例えば、熱硬化性のエポキシ系接着剤を採用すると良い。

支持板３２ａ、３２ｂ間には、軸保持部４０が配置されている。これらの組立て方法は任意である。例えば、支持板３２ａ、３２ｂ間に軸保持部４０を配置した状態で、これらの部材に対して伝達軸５１を挿入する。

支持板３２ａ、３２ｂ間に軸保持部４０を配置することで、レンズホルダ３１の移動範囲を規制することができる。但し、このような２点支持に限らず、支持板３２ａ及び支持板３２ｂの一方で伝達軸５１を支持しても良い。

軸保持部４０は、ｙ軸に沿って摺動可能な状態で伝達軸５１を保持している。軸保持部４０と伝達軸５１とは、互いに摩擦係合状態にある。軸保持部４０の構成については後述する。

上述のように、レンズホルダ３１は、レンズＬ１〜Ｌ４を保持する。レンズＬ１は、調芯工程を経てレンズホルダ３１内に配置されている。レンズＬ２、レンズＬ３、レンズＬ４は、調芯工程を経ることなく、レンズホルダ３１内に配置される。つまり、レンズＬ１は、レンズＬ２、Ｌ３、Ｌ４と比較して、高い位置精度が要求されるレンズである。

レンズホルダ３１に対するレンズＬ１〜Ｌ４の組み込み方法は任意である。例えば、レンズＬ４、レンズＬ３、及びレンズＬ２をこの順で積層し、レンズＬ２上にてレンズＬ１を調芯し、レンズＬ４、レンズＬ３、レンズＬ２、及びレンズＬ１を接着固定し、その後、レンズＬ１〜Ｌ３の積層体をレンズホルダ３１内に圧入すると良い。なお、圧入以外の方法でレンズホルダ３１に対してレンズＬ１〜Ｌ４を組み入れても良い。

図６乃至図１１を参照して、軸保持部４０の構成について説明する。図６及び図７に示すように、軸保持部４０は、本体部４１、押え板（板状部材）４２、ばね（弾性体）４３、及び押え板（板状部材）４４を有する。伝達軸５１から離間する方向に、押え板４２、バネ４３、押え板４４がこの順で配置される。

本体部４１には、空間４１ａ、空間４１ｂが形成されている。空間４１ａは、押え板４２及びバネ４３を収納する。空間４１ｂは、押え板４４を収納する。また、本体部４１は、凸部４５ａ、４５ｂを有する。

押え板４２は、左端部４２ａ、胴部４２ｂ、及び右端部４２ｃを有する板状部材である。バネ４３は、一般的なコイル状バネである。押え板４４は、矩形状の板状部材である。

本体部４１に形成された空間内に、押え板４２、バネ４３、及び押え板４４が順に押し込まれる。本体部４１に形成された空間４１ａに、押え板４２及びバネ４３が収納される。本体部４１に形成された空間４１ｂに、押え板４４が収納される。

本体部４１に対して押え板４４を接着固定することで、押え板４２、バネ４３、及び押え板４４が位置決めされる。具体的には、バネ４３は、押え板４４によって本体部４１の空間内に閉じ込められ、抑え板４２を伝達軸５１側へ付勢する。押え板４２は、バネ４３によって伝達軸５１側へ付勢される。伝達軸５１は、押え板４２を介してバネ４３により内側へ付勢され、本体部４１と押え板４２との間に挟持された状態になる。換言すると、伝達軸５１と軸保持部４０とが互いに摩擦係合した状態になる。

押え板４２の端部のｙ軸に沿う幅を狭くすることによって、本体部４１のｙ軸に沿う幅が大きくなることを抑制しつつ、本体部４１の内部での押え板４２の上下の変位を規制することができる。本体部４１の高さ（ｙ軸に沿う幅）を抑えることによって、レンズユニット３０の移動範囲を十分に確保することができる。

押え板４２は、好ましくは、金属材料からなる。例えば、ＳＵＳ等の金属材料で、押え板４２を形成すると良い。これによって、伝達軸５１と押え板４２間の摩擦により、押え板４２から磨耗粉が生じることを効果的に抑制できる。なお、押え板４２は、本体部４１に対して組み込まれた状態のとき、本体部４１によって係止され、伝達軸方向へ飛び出さないようになっている。本体部４１に押え板４２を係止させることによって、伝達軸５１を挿し込んだ状態で、本体部４１に対して押え板４２を組み入れる必要がなくなり、軸保持部４０の組立ての自由度を効果的に高めることができる。

バネ４３の径は、押え板４２の幅と略同一又は若干小さい。なお、バネ４３の具体的な構成は任意であり、他の種類の弾性体（板ばね、樹脂製ゴム等）を利用しても良い。本体部４１は、樹脂が金型で成形されて製造される。例えば、押え板４２、４４は、金属板又は樹脂板のプレス成型によって製造される。

なお、本体部４１は、好適には、金属材料からなる。本体部４１が樹脂の場合、伝達軸５１との摩擦により磨耗粉が発生する場合がある。このような問題が生じることを回避するために、ここでは、亜鉛合金の成形により本体部４１を製造している。なお、亜鉛合金に限らず、アルミ合金、その他の金属材料を採用しても良い。

図８乃至図１０に示すように、軸保持部４０は、薄肉部４１ｐ及び厚肉部４１ｑを有する。薄肉部４１ｐの厚み（ｙ軸に沿う幅）ＴＨ１は、厚肉部４１ｑの厚み（ｙ軸に沿う幅）ＴＨ２よりも薄い。軸保持部４０は、薄肉部４１ｐの部分で伝達軸５１を保持し、厚肉部４１ｑの部分で筐体２０に対して固定される。この構成を採用することによって、レンズユニット３０の移動範囲を十分に確保しつつ、筐体２０に対して軸保持部４０を安定して固定させることができる。

薄肉部４１ｐには、伝達軸５１が挿通される開口ＯＰ１０が形成されている。また、薄肉部４１ｐには、押え板４２の端部４２ａ、４２ｃが嵌め合わされ、押え板４２の移動をガイドするガイド溝４１ｇが設けられている。ガイド溝４１ｇによって押え板４２の位置が規制されることによって、上述のように軸保持部４０の組立ての自由度を効果的に高めることができる。なお、ガイド溝４１ｇを本体部４１に対して設けることによって、本体部４１には押え板４２の位置を規制するストッパー（位置規制部）が形成される。厚肉部４１ｑの下面には、上述の凸部４５ａ、４５ｂが設けられている。厚肉部４１ｑの上面には、筐体２０の側壁２１に対応して設けられた側壁４１ｒが設けられている。筐体２０に対して軸保持部４０を固定させたとき、筐体２０の側壁２１と軸保持部４０の側壁４１ｒとが連続することによって、筐体２０に対する蓋６０の固定を安定化し、筐体２０の外部から内部へのゴミの侵入を効果的に抑制することができる。

図１１に示すように、開口ＯＰ１０が形成された薄肉部４１ｐの内側面には、伝達軸５１に向かって突出する突出部４７ａ、４７ｂが設けられている。各突出部４７ａ、４７ｂは、本体部４１の開口部の内側面を部分的に平坦面とすることによって形成される。

伝達軸５１は、本体部４１と押え板４２との間で、押え板４２、突出部４７ａ、及び突出部４７ｂにより３点で当接保持される。これによって、伝達軸５１を安定して保持することができる。なお、３点の当接点は、ほぼ等しい間隔にあり、１２０度だけ順にずらして配置されている。これにより、伝達軸５１をより安定して保持することができる。

図１２にレンズユニット３０の側面図を示し、図１３にレンズユニット３０の概略断面図を示す。

図１３に示すように、押え板４４の軸線Ｌｘ１に沿う幅は、押え板４２の軸線Ｌｘ１に沿う幅よりも狭い。これによって、筐体２０の内側面に対してより近い位置にバネ４３を配置することが可能となり、カメラモジュール１５０の小型化を図ることができる。

バネ４３は、レンズホルダ３１から見た伝達軸５１の配置方向（軸線Ｌｘ１に沿う方向）に対して９０度を成す方向（軸線Ｌｘ２に沿う方向）へ押え板４２を付勢する。これによって、軸保持部４０の配置スペースを効果的に小さくすることができ、カメラモジュール１５０の小型化を図ることができる。なお、軸線Ｌｘ１と軸線Ｌｘ２とが成す角度は９０度には限られない。軸線Ｌｘ１と軸線Ｌｘ２とが成す角度を、４５〜１３５度としても良い。

図１４に模式的に示すように、軸保持部４０は、筐体２０に対して取り付けられる。筐体２０の隔壁２２に設けられた台座２６の上面（取付面）には、孔部２７ａ、２６ｂが設けられている。また、軸保持部４０の本体部４１の下面には、凸部４５ａ、４５ｂが設けられている。隔壁２２の孔部２７ａに対して本体部４１の凸部４５ａが嵌め込まれる。同様に、隔壁２２の孔部２７ｂに対して本体部４１の凸部４５ｂが嵌め込まれる。本実施形態では、本体部４１の下面と台座２６の上面間の面接触によって、軸保持部４０を高精度に位置決めすることができる。

なお、筐体２０の側壁２１には、切欠き部２１ｅが設けられている。筐体２０と軸保持部４０間の空間に接着剤７５を注入することによって、筐体２０に対して軸保持部４０を固定することができる（図１５、１６参照）。

本実施形態では、筐体２０の隔壁２２に対して軸保持部４０を載置し、孔部２７と凸部４５との嵌め合いによって両者を固定する。この構成を採用することによって、筐体２０の側壁２１に対して軸保持部４０を固定する際に問題となる側壁２１の反りの問題を回避することができる。隔壁２２は、側壁２１と同様に薄肉の板状部分であるが、側壁２１と比較して長さが短く、側壁２１のように反りが生じることはないためである。

本実施形態では、隔壁２２に対して台座２６を設け、台座２６上に軸保持部４０を固定（実装）する。この構成を採用することによって、台座２６の上面と軸保持部４０の面間の面接触によって、筐体２０に対する軸保持部４０の位置を簡易に設定することができる。台座２６の上面を高精度に成型し、軸保持部４０の実装面を高精度に成型することによって、軸保持部４０の位置安定性を効果的に高めることができる。

本実施形態では、側壁２１の近傍に台座２６を配置する。これによって、軸保持部４０の安定性を効果的に高めることができる。本実施形態では、側壁２１ａ、２１ｄ間の隅部近傍に台座２６を配置する。筐体２０の隅部付近では、側壁２１ａ、２１ｄに対して隔壁２２が連結しており、隔壁２２に反り等の変形が生じる程度は小さい。従って、軸保持部４０の安定性を効果的に高めることができる。

図１４に示すように筐体２０に対して軸保持部４０を取り付けることによって、図１５に示すように筐体２０の側壁２１に設けられた切欠き部２１ｅの近傍に本体部４１が配置される。そして、本体部４１は、接着剤７５によって筐体２０に対して固定される。この場合、筐体２０の側壁の壁厚を十分に薄くすることができ、筐体２０を効果的に小型化することができる。

なお、図１５に示すように、筐体２０の外側から筐体２０及び軸保持部４０に対してシール部材７０を貼り付けることによって、外部から筐体２０内へのゴミが入り込むことを効果的に抑制することができる。シール部材７０は、例えば、可撓性を有する黒色のテープである。

図１５に示すように、筐体２０は、等しい横幅及び縦幅を有する。つまり、幅Ｗ１＝幅Ｗ２であり、筐体２０の上面視形状は正方形状となる。この場合、レンズの光軸は、筐体２０の対角線の交点近傍に設定される。これによって、筐体２０に位置決めによって、簡易にレンズの光軸を位置決めすることができる。なお、発明者らの試作結果によると、上述の軸保持部４０の採用によって、従来よりも筐体２０の縦幅及び横幅を効果的に縮小することができた。

また、図１５に示すように、軸保持部４０が配置された筐体２０の隅部の隣の隅部に対して引出口２９を設ける。これによって、筐体２０内で引きまわれるリード線の長さを効果的に短くすることができる。

図１６に示すように、シール部材７０がないとき、筐体２０を側面視すると、接着剤７５を介して筐体２０に対して固定された本体部４１を視認することができる。

図１７乃至図１９を参照して、カメラモジュール１５０の構成について更に説明する。なお、尚、図１７は、カメラモジュール１５０の上面図である。図１８は、カメラモジュール１５０のｘ１８−ｘ１８間の概略的な断面図である。図１９は、カメラモジュール１５０のｘ１９−ｘ１９間の概略的な断面図である。

図１８及び図１９に示すように、ピエゾ素子５０と伝達軸５１の積層体の高さ（ｙ軸に沿う幅）は、レンズホルダ３１の高さ（ｙ軸に沿う幅）以下である。これによって、レンズホルダ３１の移動範囲を確保するために、筐体２０の高さ（ｙ軸に沿う幅）を増加させることを効果的に抑制することができる。結果的に、カメラモジュール１５０の低背化を図ることができる。なお、図１８及び図１９に示すように、レンズホルダ３１は、蓋部３１ａ、筒部３１ｂ、及び押え部材３１ｃからなる部材である。

イメージセンサ１３ｂは、透明基板１３ａに対してバンプ実装されている。透明基板１３ａとイメージセンサ１３ｂ間には、複数の半田バンプ（不図示）が配置される。透明基板１３ａに半田バンプを形成し、この上にイメージセンサ１３ｂを実装することで、透明基板１３ａとイメージセンサ１３ｂとが積層される。なお、透明基板１３ａの背面には、配線パターンが予め形成されている。このようにして、イメージセンサ１３ｂと透明基板１３ａ間の位置が固定され、かつ両者間の電気的な接続が確保される。なお、イメージセンサ１３ｂの撮像面は、透明基板１３ａ側に配置されている。

イメージセンサ１３ｂと透明基板１３ａとの間の距離（離間距離）は、上述の半田バンプの大きさによって決定される。半田バンプの大きさを適宜制御することで、イメージセンサ１３ｂと透明基板１３ａとの位置決めを正確に行うことが可能である。また、複数の半田バンプにより位置決めすることから、イメージセンサ１３ｂと透明基板１３ａとの離間距離が平均化される。

透明基板１３ａは、配線基板１０に対してバンプ接続される。つまり、透明基板１３ａは、半田バンプを介して配線基板１０に固定されると共に電気的に接続される。このようにして、イメージセンサ１３ｂは、透明基板１３ａを介して、配線基板１０に対して電気的に接続される。

透明基板１３ａと配線基板１０間の半田バンプによって、イメージセンサ１３ｂと配線基板１０間にスペースが確保される。換言すると、透明基板１３ａと配線基板１０間の半田バンプは、イメージセンサ１３ｂと配線基板１０間に空間を形成するためのスペーサとして機能している。

筐体２０の上部空間及び下部空間を隔てる隔壁２２の背面側には、リブ（位置規制部）が形成されている。これによって、筐体２０を透明基板１３ａ上に配置するときに上方から透明基板１３ａを押さえ込み、透明基板１３ａを好適に位置決めすることができる。

透明基板１３ａを好適に位置決めするために、透明基板１３ａの側面に対向するリブを筐体２０に形成させても良い。これによって、筐体２０を透明基板１３ａ上に配置するときに、好適に横方向から透明基板１３ａの配置位置を規制することができ、透明基板１３ａを好適に位置決めすることができる。なお、このようなリブを設けずに直接的に筐体２０で横方向から透明基板１３ａの配置位置を規制しても良い。

配線基板１０の下には、補強板１５が配置されている。補強板１５は、ポリイミド等の樹脂材料からなる。補強板１５は、黒色である。補強板１５を配置することで、カメラモジュール１５０の内部に外来光が入射することを好適に抑制することができる。なお、外来光の悪影響を更に抑制するため、黒色の配線基板１０を採用している。

次に、図２０乃至図２３を参照して更に説明する。図２０は、携帯電話の概略的な模式図である。図２１は、駆動装置を駆動するための駆動部の構成を示す概略的なブロック図である。図２２は、駆動波形を示す概略的な波形図である。図２３は、駆動波形を示す概略的な波形図である。

カメラモジュール１５０は、図２０に示す携帯電話９０内に搭載される。携帯電話９０は、上側本体９１、下側本体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２１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２１に示すように、コントローラ８０の出力は、駆動電圧生成回路８１に接続される。駆動電圧生成回路８１の出力は、振動源８２に接続される。なお、振動源８２は、上述のピエゾ素子５０に等しい。

コントローラ８０は、携帯電話９０内に組み込まれたＣＰＵであり、プログラムを実行して様々な指令を生成する。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。駆動電圧生成回路８１は、コントローラ８０からの制御信号に応じて、振動源８２に印加される駆動電圧を生成する。なお、振動源８２は、上述のピエゾ素子５０に対応する。

上述の点を前提としたうえで、図２２及び図２３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５０に印加する。なお、駆動電圧の波形は任意であり、ノコギリ歯状に限定されるべきではない。

はじめに、図２２に示す駆動波形をピエゾ素子５０に印加する場合について説明する。なお、図２２に示す場合、駆動波形は、立ち上がり期間ＴＲ１は、立ち下がり期間ＴＲ２に比べて短い。

駆動波形の立ち上がり期間ＴＲ１に、レンズホルダ３１は前方に変位する。他方、駆動波形の立ち下がり期間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よりも短い駆動波形をピエゾ素子５０に印加することによってレンズホルダ３１を順方向（物体側）に変位させることができる。

次に、図２３に示す駆動波形をピエゾ素子５０に印加する場合について説明する。なお、図２３に示す場合、駆動波形は、立ち上がり期間ＴＲ３は、立ち下がり期間ＴＲ４に比べて長い。

駆動波形の立ち上がり期間ＴＲ３に、レンズホルダ３１は変位しない。他方、駆動波形の立ち下がり期間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よりも長い駆動波形をピエゾ素子５０に印加することによって、レンズホルダ３１を逆方向（イメージセンサ側）に変位させることができる。駆動波形は、立上り信号の立上り期間をｔ１、立下り信号の立下り期間をｔ２とした場合、次の関係式を満足すると良い。
Ｍｉｎ（Ｔ１、Ｔ２）／（Ｔ１＋Ｔ２）≦０．１

なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。例えば、軸保持部４０は、筐体２０以外の部材に対して固定しても良い。例えば、蓋６０、撮像モジュール１２、又は配線基板１０に対して軸保持部４０を固定しても良い。すなわち、軸保持部４０を取り付ける部材は、筐体２０の側壁２１の延在方向に交差する方向に沿って延在する取付面を有していれば良く、その具体的な部材、及びその構造は任意である。取付面は、平坦面には限られず、所定の曲率を有する曲面であっても良い。いずれの場合においても、軸保持部４０は、取付面に対して面接触し、その機械的な安定性が確保される。台座部を設けるか否かは任意であるが、台座部を設けることによって取付面の面精度を高めることが容易になる。

１５０ カメラモジュール

１０ 配線基板
１１ コネクタ
１２ 撮像モジュール
１３ａ 透明基板
１３ｂ イメージセンサ
１３ｃ 撮像領域
１５ 補強板
２０ 筐体
２１ 側壁
２１ｅ 切欠き部
２２ 隔壁
２３ 梁部
２４ 梁部
２５ レール
２６ 台座部
２７ 孔部
２７ａ 孔部
２７ｂ 孔部
２８ ガイド柱
２９ 引出口
３０ レンズユニット
３１ レンズホルダ
３２ 連結部
３２ａ 支持板
３２ｂ 支持板
３５ レール受け部
４０ 軸保持部
４１ 本体部
４１ａ 空間
４１ｂ 空間
４１ｇ ガイド溝
４１ｐ 薄肉部
４１ｑ 厚肉部
４１ｒ 側壁
４２ 押え板
４２ａ 左端部
４２ａ 端部
４２ｂ 胴部
４２ｃ 右端部
４３ バネ
４４ 押え板
４５ 凸部
４７ 突出部
５０ ピエゾ素子
５１ 伝達軸
６０ 蓋
７０ シール部材

８０ コントローラ
８１ 駆動電圧生成回路
８２ 振動源

９０ 携帯電話
９１ 上側本体
９２ 下側本体
９３ ヒンジ
９４ 表示部
９５ ボタン

Claims (13)

1. 駆動電圧に応じて伸縮する圧電素子と、
   前記圧電素子で生じる振動を受ける駆動軸と、
   前記圧電素子及び前記駆動軸と共に移動する移動対象物と、
   前記移動対象物を外囲すると共に、当該移動対象物の移動方向に沿って延在する側壁部を有する外囲器と、
   前記外囲器とは別体であると共に、前記移動対象物の移動方向に沿って前記駆動軸が摺動可能な状態で前記駆動軸を保持する軸保持部と、
   を備え、
   前記軸保持部は、前記外囲器の前記側壁部の近傍に配置されると共に、前記側壁部の延在方向に交差する方向に沿って延在する取付面に対して設けられている、駆動装置。
2. 前記外囲器は、前記側壁部の近傍に配置された前記取付面を有することを特徴とする請求項１に記載の駆動装置。
3. 前記軸保持部と前記取付面とは、互いに面接触していることを特徴とする請求項１又は２に記載の駆動装置。
4. 前記軸保持部は、嵌め合いによって前記取付面に対して係合していることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の駆動装置。
5. 前記外囲器は、前記移動対象物の移動方向に沿って順に第１及び第２空間を当該外囲器の内側に形成する隔壁部を有し、
   前記取付面は、前記隔壁部に対して設けら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駆動装置。
6. 前記外囲器は、前記軸保持部の配置位置に対応して、前記側壁部に対して設けられた切欠き部を有し、
   前記取付面に対して固定された前記軸保持部は、前記切欠き部を介して、前記外囲器の外側から視認可能であ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駆動装置。
7. 前記外囲器の上面視形状は多角形状であり、
   前記軸保持部は、前記外囲器の隅部に配置されていることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載の駆動装置。
8. 前記軸保持部が配置されていない前記外囲器の他の隅部には、前記側壁部を補強するための梁部が設けられていることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項に記載の駆動装置。
9. 前記側壁部の肉厚は、０．６ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか一項に記載の駆動装置。
10. 前記軸保持部は、弾性部材による前記駆動軸の付勢に基づいて前記駆動軸を保持することを特徴とする請求項１乃至９のいずれか一項に記載の駆動装置。
11. 前記移動対象物は、複数のレンズを保持したレンズ保持体であることを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか一項に記載の駆動装置。
12. 請求項１１に記載の駆動装置と、
    前記レンズを介して入力する像を撮像する撮像手段と、
    を備える画像取得装置。
13. 請求項１２に記載の画像取得装置を備える電子機器。

Images